图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成装置。
背景技术：
在复印机、打印机、传真机等利用电子照相方法的图像形成装置中，广泛利用一种包括调色剂像形成工序、转印工序、和定影工序的方法。在调色剂像形成工序中，在感光体表面上形成调色剂像。在转印工序中，利用电场的作用将感光体表面的调色剂像转印在记录介质上。在定影工序中，通过对未定影的调色剂像和记录介质进行加热加压，在记录介质上形成永久定影像。在定影工序中，使用包括作为定影部件并且在内部具有加热部的定影辊、和以与定影辊压接的方式设置的作为加压部件的加压辊的定影部，将载持未定影调色剂像的记录介质导入定影辊与加压辊的压接部(定影压印部)并进行加热加压，由此，调色剂像被定影在记录介质上。在利用电子照相方法的图像形成装置中，形成彩色图像的彩色图像形成装置正在迅速普及。彩色图像与黑白图像相比，每单位面积的调色剂附着量多。因此，为了使调色剂充分地定影在记录介质上，需要更多的热量。在利用上述那样的定影装置使调色剂像定影在记录介质上的结构中，在定影辊与加压辊之间所形成的通常为5～6mm左右的定影压印部，需要迅速加热调色剂和记录介质。因此，例如，定影辊的表面温度被设定为比调色剂的熔融温度高很多的170～180℃左右。
在这样的彩色图像形成装置中，与形成黑白图像的黑白图像形成装置同样，也要求提高图像的形成速度、减少耗电等。为了满足这些要求，通常增大定影压印部的宽度(定影压印宽度)、降低用于使未定影调色剂像定影在记录介质上的加热温度(定影温度)。但是，当增大定影压印宽度时，所需量以上的热能会被记录介质夺走，在连续走纸时，定影辊的表面温度比设定温度低，引起定影不佳的可能性增加。此外，当为了增大定影压印宽度而增大定影辊和加压辊的外径时，各个辊的散热量增加，容易发生定影不佳。另外，虽然通过增大定影辊和加压辊的表面上的包含橡胶等的弹性层的厚度，也能增大定影压印宽度，但是，从定影辊内部的热源向定影辊表面的传热性下降，仍然容易发生定影不佳。因此，仅通过增大定影压印宽度，难以实现图像形成速度的高速化和耗电的降低、并且稳定地形成对记录介质的定影强度高的彩色图像。这样，仅在定影压印部同时对调色剂像和记录介质进行加热加压的定影方法，为了将调色剂像定影在记录介质上需要更多的耗电。
另外，已知有如下的同时转印定影方式利用包括在内部具有加热部的转印定影辊、和以与转印定影辊压接的方式设置的加压辊的转印定影部，通过加热使转印定影辊上的调色剂像熔融之后，将其转印到记录介质上，同时使其定影。在这种方式中，容易在转印定影辊上加热调色剂像、并增大转印定影部中的调色剂像的加热区域的宽度，因此，即使在比较低的温度下加热调色剂像，也能够使构成调色剂像的调色剂充分熔融，直至到达转印定影压印部。另外，在被导入转印定影辊与加压辊的压接部(转印定影压印部)之前，调色剂像通过加热而变成某种程度的熔融状态，因此，不需要增大转印定影压印部的宽度。其结果，能够降低转印定影所需要的耗电，而且也有利于图像形成速度的高速化。因此，为了对同时转印定影方式进一步进行改良，已经提出了各种方案。
例如，已经提出了一种包括调色剂像形成部、中间转印带、浸透带、和加压辊的图像形成装置。调色剂像形成部包括感光体。中间转印带是由多个辊部件架撑而形成环状的移动路径并旋转驱动的无端带部件。浸透带是由包括加热辊的多个辊部件架撑而形成环状的移动路径并旋转驱动的无端带状转印定影部件，与中间转印带部分地压接而形成转印压印部。加压辊是通过浸透带与架撑浸透带的包括加热辊的多个辊部件中的1个压接而形成转印定影压印部的辊部件(例如，参照特开2000-194205号公报)。根据该图像形成装置，在调色剂像形成部，将感光体上的调色剂像转印到中间转印带上，在转印压印部，将中间转印带上的调色剂像转印至表面涂敷有硅油等脱模剂(releasingagent)并且转印压印部的表面温度被控制为调色剂的软化温度以上的浸透带上，在浸透带上使调色剂像熔融之后，在转印定影压印部，将熔融状态的调色剂像转印定影至记录介质上，由此在记录介质上形成图像。
如上所述，当使用带部件作为转印定影部件时，为了将转印定影部件上的调色剂像充分加热，需要使加热辊的表面积增加。但是，当使加热辊的表面积增加时，从加热辊表面的散热量也增加，热效率下降，耗电增大，并且，装置结构变得复杂且大型化。此外，带部件相对于加热辊的卷挂距离变短，而且，通过带部件而对调色剂像进行加热，因此，为了使调色剂像充分熔融，需要使加热温度比通常更高，从这一点来看，难免要增大耗电。而且，难以稳定地控制带部件的温度，有可能发生定影不佳。当在带部件表面上涂敷硅油等脱模剂时，脱模剂通过中间转印带而附着在感光体等上，成为发生图像不佳的原因。另外，在特开2000-194205号公报的图像形成装置中，采用对通过转印压印部的中间转印带进行冷却，并使从中间转印带回收的热量在转印压印部之前的区域中返回到中间转印带的热循环结构。这样的结构无法防止中间转印带逐渐升温，最终将达到感光体等发生热劣化的程度的温度。
另外，已经提出一种图像形成装置，该图像形成装置包括转印定影部，该转印定影部具有由加热辊和其以外的2个辊部件架撑而形成环状的移动路径的无端带状的粘性转印定影带；和通过粘性转印定影带与加热辊压接而形成转印定影压印部的加压辊(例如，参照特开2002-258630号公报)。在该图像形成装置中，将在感光体表面上形成的调色剂像静电转印至中间转印带上，将中间转印带上的调色剂像再转印至粘性转印定影带上并导入转印定影压印部，使调色剂像与记录介质重叠并对其进行加热加压，由此使调色剂像转印定影在记录介质上。在特开2002-258630号公报的图像形成装置中，使用带部件作为转印定影部件，因此，与特开2000-194205号公报的图像形成装置有同样的缺点。此外，因为采用在带部件的最表层上形成硅橡胶层的结构，所以，从硅橡胶层渗出的硅油通过中间转印带而附着在感光体等上，成为发生图像不佳的原因。
另外，已经提出一种图像形成装置，该图像形成装置包括调色剂像形成部；中间转印带；转印定影部，该转印定影部包括在内部具有加热部的转印定影辊以及与转印定影辊压接而形成转印定影压印部的加压辊；和记录介质加热部，该记录介质加热部包括加热辊以及与加热辊压接而形成用于对记录介质进行加热的加热压印部的加压辊，其中，记录介质加热部在记录介质搬送方向上被设置在转印定影部的上游侧(例如，参照特开2004-151626号公报)。在该图像形成装置中，使用辊部件作为转印定影部件，但是，具有转印定影辊和加热辊这两个热源，因此，结构变得复杂，同时导致耗电增加。而且，加热辊与中间转印带接近配置，因此，中间转印带会升温至所需温度以上。与此相伴，感光体等升温，有可能发生感光体劣化、图像不佳等。另外，关于调色剂像从中间转印带向转印定影辊的转印，没有特别的记载，可以理解为仅通过加热来转印调色剂像。但是，在仅利用热量来转印调色剂像的情况下，有可能发生转印不佳。

发明内容
本发明的目的是，在利用同时转印定影方式的图像形成装置中，提供一种即使采用比较简单、不会导致大型化的结构，以高速进行图像形成，调色剂像从中间转印部件向转印定影部件的转印效率也高，也能够稳定地形成高图像质量的图像，并且能够进一步降低耗电的图像形成装置。
本发明提供一种图像形成装置，其特征在于，包括包括感光体，在感光体表面上形成调色剂像的调色剂像载持部；接受从调色剂像载持部转印的调色剂像，并将该调色剂像载持在表面上的第一中间转印部；接受从第一中间转印部转印的调色剂像，并将该调色剂像载持在表面上的第二中间转印部；和包括接受从第二中间转印部转印的调色剂像、将该调色剂像载持在表面上并使其熔融的调色剂像加热部，将熔融的调色剂像转印到记录介质上同时使其在记录介质上定影的转印定影部。
根据本发明，提供一种图像形成装置，其包括具备感光体的调色剂像载持部、第一中间转印部、第二中间转印部、和具备调色剂像加热部的转印定影部。在本发明的图像形成装置中，通过在第一中间转印部、与具备调色剂像加热部的转印定影部之间设置第二中间转印部，第二中间转印部作为热缓冲部件发挥作用，能够防止因从转印定影部的调色剂像加热部产生的热量传递至调色剂像载持部中的感光体等、感光体升温而热劣化。因此，不需要对接受从感光体转印的调色剂像的第一中间转印部进行强制冷却，从而能够抑制与强制冷却相伴的耗电增加。另外，传热量变少，因此，从这一点来看也能减少耗电。因此，能够防止感光体的热劣化，同时尤其能够降低转印定影部中的耗电。调色剂像从第一中间转印部向第二中间转印部的转印、以及调色剂像从第二中间转印部向转印定影部的转印，在加热加压下进行。加热加压下的转印使调色剂像薄膜化。如本发明所述，通过两次进行薄膜化，形成光泽性高的高图像质量的图像。而且，第二中间转印部由尺寸较小的辊、带等部件构成，因此，能够得到上述的优异效果，而不会使装置大型化。
在本发明中，优选该图像形成装置还包括控制由调色剂像加热部对转印定影部进行的加热的加热控制部，加热控制部控制由调色剂像加热部进行的加热，使得转印定影部的表面温度达到或超过调色剂的玻璃化转变温度。
根据本发明，还包括控制由调色剂像加热部对转印定影部进行的加热的加热控制部，控制由调色剂像加热部进行的加热，使得转印定影部的表面温度达到或超过调色剂的玻璃化转变温度，由此，表面温度按照转印定影部、第二中间转印部、第一中间转印部的顺序降低，由此，调色剂像被有效地转印。即，在由第一中间转印部和第二中间转印部形成的1次中间转印压印部以及由第二中间转印部和转印定影部形成的2次中间转印压印部中，产生温度梯度，使得接受调色剂像的转印的一侧的表面温度变高。由此，当调色剂像通过各压印区域内时，面向接受转印的一侧的表面的调色剂像表面的温度变高，于是，调色剂像被转印至表面温度高的一侧，因此，调色剂像的转印性能提高。当将转印定影部的表面温度控制为调色剂的玻璃化转变温度或者比其高的温度时，热量发挥作用，辅助调色剂像的转印，因此，例如在转印性能因转印次数的增加而下降的情况下很有效。
另外，在本发明中，优选该图像形成装置还包括为了向第一中间转印部与第二中间转印部之间施加电压而设置、将被载持在第一中间转印部上的调色剂像转印至第二中间转印部上的电压施加部。
根据本发明，通过设置用于向第一中间转印部与第二中间转印部之间施加电压的电压施加部，当从第一中间转印部向第二中间转印部转印调色剂像时，除了基于热梯度的调色剂像的转印以外，也能够利用通过施加电压而产生的电场的作用进行调色剂的转印。因此，特别是在重叠两层以上的不同颜色的调色剂像、对每单位面积的调色剂附着量多的多色调色剂像进行转印时，通过热梯度与电场作用的协同效应，转印性能进一步提高，能够获得色彩再现性良好的图像。
另外，在本发明中，优选该图像形成装置还包括向转印定影部和/或被载持在转印定影部上的调色剂像供给具有使构成调色剂像的调色剂软化的作用的定影液的定影液供给部。
根据本发明，通过设置用于供给具有使构成调色剂像的调色剂软化的作用的定影液的定影液供给部、并向转印定影部和/或被载持在转印定影部上的调色剂像供给定影液，与未设置定影液供给部的情况相比，能够降低转印定影部的加热温度。其结果，能够实现转印定影部的表面温度上升至设定温度的时间即预热(warm-up)时间缩短、耗电降低等。另外，通过降低转印定影部的加热温度，也能够进一步降低热量对感光体等的影响。


本发明的目的、特点、和优点，通过下述的详细说明和附图，将会更加明确。
图1是示意性地表示作为本发明的第一实施方式的图像形成装置的结构的剖面图。
图2是示意性地表示转印定影辊的主要部分的结构的剖面图。
图3是示意性地表示作为本发明的第二实施方式的图像形成装置的结构的剖面图。
图4是示意性地表示作为本发明的第三实施方式的图像形成装置的结构的剖面图。
具体实施例方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。
图1是示意性地表示作为本发明的第一实施方式的图像形成装置1的结构的剖面图。图像形成装置1是依次重叠黄色、品红色、青色、和黑色这4种颜色的调色剂像而进行转印的串联(tandem)结构的彩色激光打印机。图像形成装置1包括调色剂像载持部2、第一中间转印部3、第二中间转印部4、转印定影部5、和电压施加部6。为了与彩色图像信息中包含的黑色(b)、青色(c)、品红色(m)和黄色(y)的各种颜色的图像信息对应，构成调色剂像载持部2的各部件和第一中间转印部3中包含的一部分部件，分别各设置4个。在此，根据各种颜色而各设置4个的各部件，在参照符号的末尾标注表示各种颜色的字母以示区别，在总称的情况下仅用参照符号表示。
调色剂像载持部2包括可见像形成单元(visible image formingunit)10b、10c、10m、10y。可见像形成单元10b、10c、10m、10y在后述的第一中间转印带20的旋转驱动方向(副扫描方向)上、从即箭头25的方向的上游侧按该顺序被配置成一列，形成与作为数字信号等而被输入的各种颜色的图像信息对应的静电潜像，供给与该静电潜像对应的调色剂，进行显影，形成各种颜色的调色剂像。即，可见像形成单元10b使用黑色调色剂形成与黑色的图像信息对应的调色剂像，可见像形成单元10c使用青色调色剂形成与青色的图像信息对应的调色剂像，可见像形成单元10m使用品红色调色剂形成与品红色的图像信息对应的调色剂像，可见像形成单元10y使用黄色调色剂形成与黄色的图像信息对应的调色剂像。可见像形成单元10包括感光鼓(photoreceptor drum)11、带电辊12、激光扫描部13、显影装置14、和鼓清洁器16。
感光鼓11是由驱动机构(未图示)围绕轴心自由旋转地支撑、并且在其表面具有用于通过光的照射而形成静电潜像的感光层(未图示)的辊部件。感光鼓11并不限定于辊部件，也可以是圆柱状、薄膜片(thinfilm sheet)状等的部件。在感光鼓11的周围依次配置有带电辊12、激光扫描部13、显影装置14和鼓清洁器16。带电辊12是使感光鼓11的表面带电为规定的极性和电位的辊部件。电源(未图示)与带电辊12连接，从该电源向该带电辊施加电压而使感光鼓11表面带电。此外，作为使感光鼓11带电的带电器，除了带电辊以外，还可以使用电刷型(brush type)带电器、充电器型(charger type)带电器、电晕竞电(scorotron)型带电器等。
激光扫描部13在处于带电状态的感光鼓11的表面上形成与黑色、青色、品红色和黄色的各种颜色的图像信息对应的静电潜像。激光扫描部13例如使用半导体激光等。显影装置14是具有内部空间的容器状部件，收容黑色、青色、品红色或黑色的调色剂、以及显影辊15。显影辊15是以与感光鼓11具有间隙而隔离的方式设置、并且由驱动机构(未图示)能够旋转地支撑的辊部件，用于向感光鼓11表面的静电潜像供给黑色、青色、品红色或黑色的调色剂。
调色剂由调色剂仓(toner hopper)、调色剂盒(toner cartridge)等调色剂供给部(未图示)供给显影装置14，调色剂在显影装置14内通过与载流子的混合等而具有电荷从而带电，被载持在显影辊15的表面上，并被供给至感光鼓11表面的静电潜像。如后所述，在感光鼓表面的调色剂像被转印到第一中间转印带20上之后，鼓清洁器16除去并回收在感光鼓11表面残留的调色剂。
根据可见像形成单元10，利用带电辊12使旋转驱动的感光鼓11带电，再从激光扫描部13照射激光而形成静电潜像，从显影辊15向该静电潜像供给调色剂而形成调色剂像。将该调色剂像中间转印至第一中间转印带20上，利用鼓清洁器16除去并回收在感光鼓11表面残留的调色剂。以后，重复进行同样的调色剂像形成操作。
第一中间转印部3包括第一中间转印带20、张力辊21、驱动辊22、一次转印辊23、和带清洁器24。
第一中间转印带20是由张力辊21和驱动辊22架撑而形成环状的移动路径的无端带状部件。另外，如后所述，第一中间转印带20与通常具有室温以上的表面温度的中间转印辊26接触而形成第一中间转印压印部。此时，第一中间转印带20的表面温度比中间转印辊26的表面温度低。第一中间转印带20使用例如包括基材和在基材表面形成的表面层的带状部件。
因为第一中间转印带20与中间转印辊26接触，所以，基材优选由具有良好的耐热性的材料形成。作为这样的材料的具体例子，可以列举聚酰亚胺、聚碳酸酯等中间转印带用合成树脂材料。其中，优选聚酰亚胺。基材的厚度优选为热容量小到第一中间转印带20的温度不会由于从中间转印辊26传导的热量而上升、感光鼓11不会发生热劣化等的程度，并且具有适当的机械强度和长期的耐用性的厚度，具体地说，优选为30～150μm，更优选为40～80μm。此外，如后所述，在感光鼓11与一次转印辊23的压接部形成的一次转印压印部中，采用通过向一次转印辊23施加电压而将调色剂像从感光鼓11的表面转印到第一中间转印带20的表面的结构，因此，基材优选具有不妨碍调色剂像的转印的体积电阻值。具体地说，优选具有1013Ω·cm以下的体积电阻值的基材。
如后所述，在第一中间转印带20与中间转印辊26的压接部形成的第一中间转印压印部中，第一中间转印带20上的调色剂像被具有室温以上的表面温度的中间转印辊26加热，有可能显示出对第一中间转印带20的粘附力，因此，优选由具有脱模性的材料形成。作为具有脱模性的材料，例如可以列举四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂。为了调整第一中间转印带20整体的体积电阻、表面电阻等，也可以赋予表面层导电性。导电性的赋予，例如通过添加碳黑和其它的导电材料而进行。另外，表面层的厚度至少为1μm以上，如果考虑耐用性等，则优选5～30μm左右。
张力辊21是为了防止第一中间转印带20的松弛而赋予第一中间转印带20规定的张力的辊部件，被设置成能够通过驱动辊22的旋转驱动而从动旋转或者通过驱动机构(未图示)而围绕轴心旋转。驱动辊22是被设置成能够通过驱动机构(未图示)而围绕轴心旋转的辊部件。张力辊21和驱动辊22可以使用例如由铝等金属制成的中空辊。
4个一次转印辊23是分别通过第一中间转印带20与4个感光鼓11相对，与第一中间转印带20的调色剂像载持面的相反侧的面压接，并且被设置成能够通过驱动机构(未图示)进行旋转的辊部件。一次转印辊23与电源(未图示)电连接，从该电源接受与调色剂的带电极性相反极性的一次转印偏置电压，在感光鼓11与第一中间转印带20之间形成电场，将调色剂像从感光鼓11表面电场转印至第一中间转印带20表面。由此，在4个感光鼓11表面上所形成的黑色、青色、品红色和黄色的调色剂像被依次重叠并转印至第一中间转印带20的规定位置，形成多色调色剂像。但是，当不是全部4种颜色、而仅有一部分颜色的图像信息被输入的情况下，仅在与其对应的可见像形成单元中形成调色剂像，并将该调色剂像转印至第一中间转印带20。
带清洁器24以通过第一中间转印带20与驱动辊22相对的方式设置，在第一中间转印带20表面的调色剂像被转印至中间转印辊26上之后，除去并回收在第一中间转印带20表面残留的调色剂，使第一中间转印带20的表面变得干净。
根据第一中间转印部3，在感光鼓11上形成的各种颜色的调色剂像被重叠并转印至第一中间转印带20表面的规定位置。该调色剂像被转印至中间转印辊26上之后，在第一中间转印带20表面残留的调色剂、沾污调色剂(offset toner)等被带清洁器24除去，再次将多色调色剂像转印至第一中间转印带20的表面，反复进行相同的操作。
第二中间转印部4包括中间转印辊26。中间转印辊26是一方面通过第一中间转印带20与张力辊21压接而形成第一中间转印压印部，另一方面与后述的转印定影辊27压接而形成第二中间转印压印部的辊部件。中间转印辊26例如可以设置成通过第一中间转印带20的旋转驱动而从动旋转，另外，是设置成能够通过驱动机构(未图示)或与张力辊21的旋转驱动连动而围绕轴心旋转的辊部件。中间转印辊26经由第二中间转印压印部，从转印定影辊27接受传热，其表面温度通常成为室温以上，比第一中间转印带20的表面温度高。
中间转印辊26使用例如包括芯轴(metal core)、在芯轴的表面形成的绝热层、和在绝热层的表面形成的表面层的辊部件。作为芯轴，可以使用铝、铁、不锈钢等通常的金属材料，可以是中空形状或者实心形状。
绝热层使从转印定影辊27向中间转印辊26的热传递的传热量减少，在减少电力消耗方面是有效的。形成绝热层的材料可以使用在该领域常用的绝热性材料，例如可以使用硅橡胶、氟橡胶等橡胶材料、硅橡胶海绵(silicone sponge)等橡胶材料发泡体等。绝热性材料可以单独使用1种或者并用2种以上。
表面层采用载持调色剂像，与处于加热状态的转印定影辊27接触，并且在第二中间转印压印部中、在某种程度的加热下将调色剂像从中间转印辊26的表面转印至转印定影辊27的表面的结构，因此，优选由具有调色剂脱模性的材料形成。作为具有调色剂脱模性的材料，优选PTFE、PFA、它们的混合物等氟树脂。此外，表面层的厚度没有特别的限制，但优选为5～30μm左右。
第一中间转印带20的调色剂像能够利用其与中间转印辊26之间的温度梯度而转印至中间转印辊26上，但是，在本实施方式中，还利用电压施加部6更可靠地将调色剂像转印至中间转印辊26上。电压施加部6包括电源32。电源32与张力辊21和中间转印辊26电连接，向两者施加不同极性的电压，在张力辊21与中间转印辊26之间形成电场。例如，在使用带负电的调色剂的情况下，如果向张力辊21施加负极性的电压、向中间转印辊26施加正极性的电压，则第一中间转印带20上的调色剂像被吸引至中间转印辊26，调色剂像被电场转印。
转印定影部5包括转印定影辊27、加压辊28、和温度检测部33。
转印定影辊27是一方面与中间转印辊26压接而形成第二中间转印压印部，另一方面与加压辊28压接而形成转印定影压印部，并且被设置成能够通过驱动机构(未图示)进行旋转的辊部件。在本实施方式中，转印定影辊27具有图2所示的结构。图2是示意性地表示转印定影辊27的主要部分的结构的剖面图。转印定影辊27包括基材32a、在基材32a的表面形成的弹性层32b、和在弹性层32b的表面形成的脱模层(releasing layer)32c。
基材32a是由铝、不锈钢、铁、铜等金属制成的芯轴。设置弹性层32b是用于确保在转印定影压印部中相对于记录介质9的输送方向的适当的转印定影压印宽度，并且确保转印定影压印部中的调色剂像对记录介质9表面的凹凸的充分的随动性。由此，能够将在转印定影辊27上接受由后述的加热部29进行的加热而处于熔融状态的调色剂像大致完全地转印至记录介质9上，并且能够以充分的定影强度将调色剂像定影在记录介质9上。弹性层32b的厚度没有特别的限制，可以从几百μm～几mm左右的范围中适当选择，但是，如果考虑对转印定影辊27的记录介质9的随动性、以及降低运行成本等，则优选为200μm～2mm。
脱模层32c优选由具有脱模性的材料形成。作为这种材料，可以列举例如PFA、PTFE、它们的混合物等氟树脂。脱模层32c的厚度没有特别的限制，可以从几μm～几十μm的范围中适当选择，但是，如果考虑转印定影辊27的耐久性、与记录介质9的随动性等，则优选为5～50μm，更优选为10～30μm。
在转印定影辊27的内部设置有加热部29。在本实施方式中，加热部29使用卤素灯，但是并不限定于此，也可以使用红外线加热器等。加热部29对转印定影辊27进行加热，使在转印定影辊27上在调色剂像8a中包含的调色剂8熔融软化，使其处于可通过加压等向记录介质9上定影的状态。转印定影辊27的表面温度可以根据调色剂8中包含的粘结树脂等的种类、处理速度、转印定影压印部中的压印宽度、加压辊28与转印定影辊27的压接压力等各种条件，从广阔的范围中适当选择，但是，优选为调色剂的玻璃化转变温度或者比其高的温度，更优选为120～180℃。由此，形成转印定影辊27的表面温度比中间转印辊26的表面温度高、中间转印辊26的表面温度比第一中间转印带20的表面温度高这样的温度梯度。
转印定影辊27的表面温度的控制，例如使用温度检测部30、和控制图像形成装置1的整个操作的控制单元50进行。即，温度检测部30和控制单元50作为加热控制部起作用。温度检测部30被设置在转印定影辊27的表面附近，用于检测转印定影辊27的表面温度。温度检测部30例如使用温度传感器。
如后所述，控制单元50包括存储部、运算部和控制部。与调色剂8中包含的粘结树脂等的种类、处理速度、转印定影压印部中的压印宽度、加压辊28与转印定影辊27的压接压力等各种条件相应的表面温度的设定值，作为数据表被预先输入存储部中。另外，上述各种条件的设定值被输入存储部中。向输入有这样的数据的存储部中输入温度检测部30的检测结果。运算部从存储部中取出检测结果和上述数据表并进行比较，判定现在的表面温度是否在设定范围内。当得到现在的表面温度比设定范围低的判定结果时，控制部根据该运算部的判定结果，将控制信号发送至向加热部29供给发热用电力的电源(未图示)，从电源向加热部29施加电压，促进加热部29的发热。
调色剂像8a从中间转印辊26向转印定影辊27的转印，例如利用两者的表面温度差而实施。即，转印定影辊27被设定成其表面温度使包括调色剂像8a的调色剂8熔融软化，调色剂像8a成为容易向记录介质9转印定影的状态。与此相对，中间转印辊26在第一中间转印压印部与第一中间转印带20接触，在第二中间转印压印部与转印定影辊27接触。中间转印辊26接受来自转印定影辊27的传热，但是，热被第一中间转印带20夺走，并且，其本身不具有加热部，因此，其表面温度变得比转印定影辊27的表面温度低。因此，在第二中间转印压印部中，调色剂像8a的层温度在与转印定影辊27的接触界面和与中间转印辊26的接触界面上不同，从而在调色剂像8a内部产生温差。
从中间转印辊26被转印至转印定影辊27的调色剂像8a，与转印定影辊27的接触界面侧的温度高，与中间转印辊26的接触界面侧的温度低。在与转印定影辊27的接触界面中，调色剂8中包含的粘结树脂、蜡等例如被加热至玻璃化转变温度以上从而熔融，显示出对转印定影辊27表面的粘附性。另一方面，在与中间转印辊26的接触界面中，中间转印辊26的表面温度比至少转印定影辊27的表面温度低，因此，调色剂8对中间转印辊26的粘附力变得比它对转印定影辊27的粘附力弱。因此，调色剂像8a被转印至转印定影辊27上。
此外，调色剂像8a是多种颜色的调色剂像的叠层体，当调色剂附着量相对较多时，调色剂像8a在转印定影辊27侧未被充分加热，特别地，在中间转印辊26的表面温度低的情况下，调色剂像8a向转印定影辊27的转印效率有可能下降。在这种情况下，为了使调色剂像8a的转印更可靠，也可以采用以下的结构在中间转印辊26与转印定影辊27之间，作用将调色剂向转印定影辊27侧吸引的电场。例如，向转印定影辊27施加与调色剂8的带电极性相反的极性的电压，从中间转印辊26作用电场，由此，转印效率提高，与中间转印辊26的表面温度、调色剂附着量等无关，能够实现接近100％的高效转印。
被转印至转印定影辊27的调色剂像8a，在转印定影辊27的圆周长度的1/4左右的长度范围受到加热而软化，成为熔融状态，并被导入转印定影压印部。此外，加热调色剂像8a的加热区域的圆周方向的宽度(加热区域的长度)，通过适当选择转印定影辊27与中间转印辊26的压接位置，能够容易地改变。此外，当作为第二中间转印部件的中间转印辊26的表面温度变得过高时，调色剂8在中间转印辊26与转印定影辊27之间的转印性能有时会下降。这是因为在中间转印辊26上，调色剂8被某种程度地熔融，与中间转印辊26的粘附性增加，当调色剂8向转印定影辊27转印时，调色剂8不能完全转印。为了防止发生这种情况，例如，能够通过使中间转印辊26的表面层的脱模性能高于转印定影辊27的表面层的脱模性能而解决。
加压辊28是以与转印定影辊27压接的方式设置的辊部件。加压辊28可以通过转印定影辊27的旋转驱动而从动旋转，也可以通过驱动齿轮等接受从转印定影辊27的驱动机构(未图示)传递的驱动力而驱动旋转。在使其驱动旋转的情况下，可以将转印定影辊27和加压辊28的旋转圆周速度设定为不同的值，以设置速度差。当设置速度差时，调色剂8对表面粗糙度高的记录介质9的转印定影效率提高，能够实现更高的图像质量。
加压辊28例如通过施力部(未图示)与转印定影辊27压接。加压辊28可以列举包括基材、和在基材的表面形成的脱模层的辊部件；包括基材、在基材的表面形成的弹性层、和在弹性层表面形成的脱模层的辊部件等。在此，形成基材、脱模层和弹性层的材料，与转印定影辊27中的材料相同。
根据转印定影部5，在转印定影辊27上受到加热而成为熔融状态的调色剂像8a，随着转印定影辊27的旋转驱动而被导入转印定影压印部，与此同步，与被供给至转印定影压印部的记录介质9重叠，并受到加热加压，由此，调色剂像8a被转印并同时被定影在记录介质9的表面上，在记录介质9的表面上形成定影图像8c。形成有该定影图像8c的记录介质9由输送辊(未图示)等沿着箭头31的方向输送，被排出至设置在图像形成装置1外部的输送托盘(未图示)，并在其上堆叠。
图像形成装置1中设置有控制单元50。控制单元50是被设置在例如图像形成装置1的内部空间中的上部，包括存储部、运算部、和控制部，通过具有中央处理装置(CPU)的微机等实现的处理电路。通过配置在图像形成装置1的上面的操作面板(未图示)发出的图像形成命令、来自配置在图像形成装置1内部的各处的传感器(未图示)等的检测结果、来自外部设备的图像信息等，被输入控制单元50的存储部中。运算部根据输入的各种数据(图像形成命令、检测结果、图像信息等)进行判定。根据运算部的判定结果，从控制部发送控制信号，控制图像形成装置1的全部操作。存储部可以使用在该领域常用的部件，例如可举出只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。外部设备可以使用能形成或取得图像信息、并且能与图像形成装置1电连接的电气·电子设备，例如可举出计算机、数码照相机、电视、录像机、DVD录像机、传真装置等。控制单元50，与上述的处理电路一起还包括电源，电源不仅向控制单元50供电，而且向图像形成装置1内部的各装置供电。
根据图像形成装置1，在调色剂像载持部2中、在感光鼓11上形成的调色剂像，利用温度梯度、还有电场作用等，通过第一中间转印带20和中间转印辊26这两个中间转印部件而被转印到转印定影辊27上，在其上受到加热而成为熔融状态之后，被转印定影在记录介质9上，在记录介质9上形成定影图像8b。此时，通过两个中间转印部件，由此能够减少也作为加热辊的转印定影辊27向中间转印部件的散热量，并且，热量难以通过中间转印部件向感光鼓11等传导，因此，能够防止感光鼓11的热劣化等。
图3是示意性地表示作为本发明的第二实施方式的图像形成装置35的结构的剖面图。图像形成装置35与图像形成装置1类似，对于与其对应的部分，标注相同的参照符号并省略说明。图像形成装置35的特征在于，取代图像形成装置1中的第二中间转印部4而包括第二中间转印部36，不包括图像形成装置1中的电压施加部6。
第二中间转印部36包括张力辊37、驱动辊38、第二中间转印带39、和冷却部40。张力辊37具有与张力辊21相同的结构。驱动辊38具有与驱动辊22相同的结构。
第二中间转印带39是由张力辊37和驱动辊38架撑而形成环状的移动路径、并且沿着箭头41的方向旋转驱动的无端状带部件，其结构与第一中间转印带20相同。这样，在作为热缓冲部件起作用的第二中间转印部36中，通过使用作为带部件的第二中间转印带39，散热面积增加，能够进一步降低向第一中间转印带20进而向感光鼓11等的传热。
冷却部40被设置于在第二中间转印带39的旋转驱动方向(箭头41的方向)上，与驱动辊38上游侧的第二中间转印带39的调色剂像载持面相反侧的面附近，使第二中间转印带39的表面温度降低。冷却部40可以使用在该领域常用的部件，例如可举出风扇、冷却辊、冷却管等。可以使水、空气、制冷剂等冷却用介质在冷却辊和冷却管的内部循环。
在图像形成装置35中，使用散热面积大的第一中间转印带20和第二中间转印带39，第一中间转印带20与第二中间转印带39接触，在两个带之间进行热交换，因此，即使使用冷却能力较低的冷却部40，也能获得充分的效果(第二中间转印带39的冷却效果)。因此，使用冷却部40而产生的耗电增加非常少。通过采用这样的结构，能够防止在第二中间转印带39上调色剂8熔融至需要以上，从而能够将向转印定影辊27的转印性能维持在高水平。
在图像形成装置35中，如果将第二中间转印带39的表面温度保持在调色剂8的玻璃化转变温度左右，则能获得良好的转印性能。与第二中间转印带不存在而直接冷却第一中间转印带的情况相比，在本结构中，第二中间转印带作为热缓冲部件起作用，因此，即使在冷却第二中间转印带的情况下，也不需要使其冷却性能显著提高。即，不需要使其温度极度降低。因此，即使设置冷却部40，与以往的结构相比，也能够控制耗电的增加。根据图像形成装置35，在调色剂像载持部2中、在感光鼓11上形成的调色剂像，利用温度梯度，通过第一中间转印带20和第二中间转印带39这两个中间转印部件而被转印到转印定影辊27上，在其上受到充分的加热而成为熔融状态之后，被转印定影在记录介质9上，在记录介质9上形成定影图像8b。
图4是示意性地表示作为本发明的第三实施方式的图像形成装置45的结构的剖面图。图像形成装置45与图像形成装置1类似，对于与其对应的部分，标注相同的参照符号并省略说明。图像形成装置45的特征在于，取代图像形成装置1中的转印定影部5而具有转印定影部46。
转印定影部46除了具有向被载持在转印定影辊27表面上的调色剂像8a供给定影液的定影液涂敷部47以外，与转印定影部5具有同样的结构。即，转印定影部46包括转印定影辊27、加压辊28、温度检测部33、和定影液涂敷部47。
定影液涂敷部47是与转印定影辊27的表面接触而形成定影液压印部、并且被设置成能够通过驱动机构(未图示)进行旋转的辊部件。当通过加热使被转印至转印定影辊27表面上的调色剂像8a熔融时，定影液涂敷部47涂敷用于促进调色剂8熔融的定影液。
定影液涂敷部47，例如，通过将定影液贮存在容器状部件(未图示)中、使定影液涂敷部47的一部分浸渍在该定影液中，由此，使定影液载持在其表面上。被载持在定影液涂敷部47的表面上的定影液，通过定影液涂敷部47的旋转驱动而被涂敷在转印定影辊27表面的调色剂像8a上。通过定影液的涂敷，构成转印定影辊27上的调色剂像8a的调色剂8，通过定影液的涂敷与加热的协同作用而成为熔融状态，在转印定影压印部中被转印定影至记录介质9上。通过涂敷定影液，调色剂8变得容易熔融，因此，能够使转印定影辊27的表面温度下降，从而进一步降低耗电，同时，也能够进一步降低热量对感光鼓11等的影响。
但是，当使用定影液涂敷部47在调色剂8上接触涂敷定影液时，重要的是调色剂8被某种程度地加热而对转印定影辊27具有粘附性。这是因为，当在对转印定影辊27不具有粘附性的状态下进行定影液的接触涂敷时，调色剂8会附着在定影液涂敷部47侧。因此，转印定影辊27需要加热至调色剂8显示出粘附性的温度、即玻璃化转变温度以上。
此外，定影液例如优选包括作为使调色剂软化和/或膨润的液状物，具有使调色剂软化和/或膨润的作用的有机化合物(以后称为“调色剂定影用有机化合物”)；和能够溶解或分散调色剂定影用有机化合物的溶剂成分。作为调色剂定影用有机化合物，例如可以列举甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等醇类；丙酮、丁酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮等酮类；甲基乙基醚、二乙醚、甲基丁基醚、甲基异丁基醚、二甲醚等醚类；或者甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等羧酸与甲醇、乙醇、丙醇等醇类的酯类等。其中，优选醚类和酯类，特别优选酯类。在醚类中，特别优选二乙醚。在酯类中，更优选乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯等，特别优选乙酸乙酯。这样的调色剂定影用有机化合物在常温下具有挥发性，并且，使聚酯等调色剂用粘结树脂软化和/或膨润的作用优异。调色剂定影用有机化合物可以单独使用1种或者并用2种以上。调色剂定影用有机化合物在定影液中的含量没有特别限制，可以从广阔的范围适当选择，但是，优选为定影液总量的1～50重量％，更优选为定影液总量的5～50重量％，特别优选为定影液总量的10～40重量％。当含量小于1重量％时，使调色剂8软化和/或膨润的作用不充分，调色剂像向记录介质9上的定影强度有可能下降。另外，当含量超过50重量％时，溶剂成分的含量相对减少，由此，定影液对调色剂像的浸透性下降，仅调色剂像的表层软化和/或膨润，因此，调色剂像对记录介质9的定影强度有可能下降。
作为溶剂成分，只要是能够溶解或者分散调色剂定影用有机化合物的液体成分，就没有特别的限制，但是，如果考虑向调色剂像的浸透性等，则优选氢氟醚(hydrofluoro ether)。氢氟醚的表面张力和粘度小，因此，很好地浸透调色剂颗粒之间、以及调色剂8与记录介质9的接触面等。因此，调色剂定影用有机化合物与氢氟醚一起被送至调色剂颗粒之间、以及调色剂8与记录介质9的接触面等，从而能够使调色剂立刻软化和/或膨润。此外，氢氟醚的蒸发潜热小，因此，即使在室温下也在短时间内挥发，记录介质的干燥加快。作为氢氟醚，可以使用众所周知的物质，例如可以列举甲基九氟丁基醚(methylnonafluorobutyl ether)、甲基九氟异丁基醚(methyl nonafluoroisobutylether)(C3F9OCH3)、乙基九氟丁基醚(ethyl nonafluorobutyl ether)、乙基九氟异丁基醚(ethyl nonafluoroisobutyl ether)(C3F9OC2H5)、1，1，2，2-四氟乙基-2，2，2-三氟乙基醚(CHF2CF2OCH2CF3)等。氢氟醚可以单独使用1种或者并用2种以上。氢氟醚在定影液中的含量没有特别限制，可以从广阔的范围适当选择，但是，优选为定影液总量的50～99重量％，更优选为定影液总量的50～95重量％，特别优选为定影液总量的60～90重量％。当含量小于50重量％时，定影液对调色剂像的浸透性低，仅调色剂像的表层软化和/或膨润，调色剂像对记录介质9的定影强度有可能下降。另一方面，当含量超过99重量％时，调色剂定影用有机化合物的含量相对变少，定影液对调色剂的软化/膨润作用下降，调色剂像对记录介质的定影强度有可能不充分。
在定影液中，除了调色剂定影用有机化合物和溶剂成分以外，还可以添加用于保持调色剂定影用有机化合物在水中的分散状态、并且提高定影液与调色剂8的润湿性的表面活性剂。作为表面活性剂，可以使用公知的物质，例如可以列举脂肪酸衍生物硫酸酯盐、磷酸酯等阴离子表面活性剂；季铵盐、杂环胺等阳离子表面活性剂；氨基酸酯、氨基酸等两性离子表面活性剂；非离子性表面活性剂；聚氧化烯烷基醚(polyoxyalkylene alkyl ether)；聚氧乙烯烷基胺(polyoxyethylenealkylamine)等。
对于本发明的图像形成装置(图像形成装置1)、以及在图像形成装置1中在第一中间转印带20与转印定影辊27之间未设置中间转印辊26而设有用于冷却第一中间转印带20的风扇的以往的图像形成装置，测定以40张/分钟的速度连续走纸时的感光鼓11的表面温度和耗电。将结果示于表1。此外，中间转印辊26是包括外径30mm的铝制芯轴、由硅橡胶构成的厚度2mm的弹性层、和厚度30μm的PFA层的辊部件。第一中间转印带20，内周直径为273mm，是包括厚度60μm的聚酰亚胺基材、和厚度20μm的PFA层的带部件。转印定影辊27是包括外径38mm的铝制芯轴、由硅橡胶构成的厚度1mm的弹性层、和由PFA构成的厚度30μm的脱模层的辊部件。在转印定影辊27的内部插入有卤素灯，卤素灯能够将转印定影辊27在圆周方向上大致均匀地加热至150℃，并且能够将被转印到转印定影辊27上的调色剂8加热熔融。
表1

在以往的图像形成装置那样没有中间转印辊26的结构中，热量直接从转印定影辊27流入第一中间转印带20，受其影响，感光鼓11的表面温度上升至50℃，因此，为了抑制这样的感光鼓11的升温，需要冷却第一中间转印带20。因此，在第一中间转印带20的外部设置冷却风扇，吹冷却风而使其冷却。由表1可知，通过冷却能够使感光鼓11的表面温度下降至40℃的程度，但是，结果却导致耗电增加。另一方面，在本发明的图像形成装置中，即使在不对第一中间转印带20进行冷却的状态下，也能够将感光鼓11的表面温度抑制为40℃，也能够使走纸时的耗电减少大约两成。
本发明在不偏离其精神或主要特征的条件下，可以用其他各种方式实施。因此，上述的实施方式，在所有方面都只不过是例示，本发明的范围由权利要求书的范围表示，不受说明书正文任何限制。另外，在权利要求书范围内的变形或变更，全部包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种图像形成装置，其特征在于，包括包括感光体，在感光体表面上形成调色剂像的调色剂像载持部；接受从调色剂像载持部转印的调色剂像，并将该调色剂像载持在表面上的第一中间转印部；接受从第一中间转印部转印的调色剂像，并将该调色剂像载持在表面上的第二中间转印部；和包括接受从第二中间转印部转印的调色剂像、将该调色剂像载持在表面上并使其熔融的调色剂像加热部，将熔融的调色剂像转印到记录介质上同时使其在记录介质上定影的转印定影部。
2.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于还包括控制由调色剂像加热部对转印定影部进行的加热的加热控制部，加热控制部控制由调色剂像加热部进行的加热，使得转印定影部的表面温度达到或超过调色剂的玻璃化转变温度。
3.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于还包括为了向第一中间转印部与第二中间转印部之间施加电压而设置、将被载持在第一中间转印部上的调色剂像转印至第二中间转印部上的电压施加部。
4.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于还包括向转印定影部和/或被载持在转印定影部上的调色剂像供给具有使构成调色剂像的调色剂软化的作用的定影液的定影液供给部。
全文摘要
本发明提供一种同时转印定影方式的图像形成装置，该图像形成装置不会使装置大型化，能够使调色剂像从中间转印部件向转印定影部件的转印效率提高，以高速稳定地形成高图像质量的图像，进一步降低耗电，并防止感光体的热劣化等。图像形成装置(1)包括调色剂像载持部(2)、第一中间转印部(3)、转印定影部(5)、和电场施加部(6)，在第一中间转印部(3)与转印定影部(5)之间设置有第二中间转印部(4)。
文档编号G03G15/00GK101063864SQ20071010474
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者山地博之, 道正田洋, 龟井幸和 申请人:夏普株式会社