(57)【要約】【課題】像担持体（感光体）から中間転写体上に転写されたトナー像が一次転写部と二次転写部の間に存在する第１の接触部材上を通過する際に発生するトナー飛び散りを抑制し、線画の線太り等の不良画像を防止することを目的とする。【解決手段】像担持体と像担持体上に形成されたトナー像が転写されるベルト状の中間転写体と中間転写体を支える接触部材とを有する画像形成装置において、中間転写体の進行方向に対し、転写位置より下流側で、且つ、中間転写体上に転写されたトナー像が最初に通過する接地された接触部材の上流側にトナー像を加熱する加熱手段を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と像担持体上に形成されたトナー像が転写されるベルト状の中間転写体と中間転写体を支える接触部材とを有する画像形成装置において、
中間転写体の進行方向に対し、転写位置より下流側で、且つ、中間転写体上に転写されたトナー像が最初に通過する接地された接触部材の上流側にトナー像を加熱する加熱手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記の加熱手段は、非接触加熱手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
非接触加熱手段は、赤外線加熱手段を含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記の接触部材は、接地された導電体であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、ベルト状の中間転写体を用いてトナー像を転写する技術としては、図１に示すようなものが知られている。
【０００３】
感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって表面を一様に帯電され、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋによって画像情報に対応したレーザー照射を受けることで、表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって、電荷を有するトナー（帯電トナー）が静電的に付着することでトナー像ｔとして現像（顕像化）される。
【０００４】
感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のトナー像ｔは、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって一次転写部（一次転写ニップ部）において中間転写体５（中間転写体）上に一次転写される。この中間転写体５は、駆動ローラ２１、テンションローラ（張架ローラ）２２、二次転写内ローラ２３に掛け渡されている。中間転写体５上のトナー像ｔは、更に、所定のタイミングで搬送されて来る記録材Ｐに、二次転写外ローラ２４によって二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２において静電的に二次転写される。
【０００５】
トナー像ｔを転写された記録材Ｐは、定着装置９に向けて搬送され、定着装置９によって加熱・加圧されて表面にトナー像ｔが定着される。
【０００６】
尚、一次転写時に感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、又、二次転写時に中間転写体５上に残ったトナーは、中間転写体クリーナ１０によって除去される。
【０００７】
上述のような中間転写方式の画像形成装置において、帯電したトナー（帯電トナー）を中間転写体５上に転写するために、一次転写時に中間転写体５をトナーの帯電極性と逆極性に帯電させている。即ち、図２に示すように、例えば負極性に帯電したトナーｔを担持するため、中間転写体５に転写バイアスが印加された一次転写ローラ６より正極性の電荷Ｑを与えることで、中間転写体５を介して、静電的に帯電トナーｔを担持する。
【０００８】
中間転写体５上に担持されたトナー像ｔは、接触部材２１上を通過する際に、接地された導電性の接触部材２１の表面に電荷Ｑと逆極性の電荷R が誘起されることにより、電荷Ｑが接触部材２１側に移動するため、トナー像ｔを静電的に保持する力が弱くなり、上層部のトナーが電気的な反発力を受けて飛び散りが発生した。
【０００９】
これらの対策として、特許文献１に記載されているように、飛び散りが発生しない条件として、中間転写体の速度、中間転写体の表面抵抗、一次転写部から、第１の接触部材までの距離等を規定したものがある。
【００１０】
又、加熱された中間転写体にトナー像を転写し、トナー像を溶融状態にすることによってトナー飛び散り等の不良画像の発生を抑制することを目的とした画像形成装置が特許文献２等に提案されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１１８１１４号公報
【特許文献２】特開２００４−０５４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載された構成では、速度の上限が限定されることにより、生産性即ち単位時間当たりに出力可能な形成画像数が上げられないという装置性能上の不利があった。
【００１３】
又、特許文献２に提案された転写同時定着方式を用いた画像形成装置おいては、転写過程に起因する不良画像は抑制されるものの、加熱された中間転写体が感光体に接触するため、感光体が熱せらることによって劣化し、感光体の感光層の帯電特性や光感度が変化し、これにより感光体の電位が変化するため画像濃度が変動する問題があった。
【００１４】
本発明は上記問題を解決するためのもので、感光体の熱劣化を抑えつつ、第１の接触部材上で起こる飛び散りを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体と像担持体上に形成されたトナー像が転写されるベルト状の中間転写体と中間転写体を支える接触部材とを有する画像形成装置において、中間転写体の進行方向に対し、転写位置より下流側で、且つ、中間転写体上に転写されたトナー像が最初に通過する接地された接触部材の上流側にトナー像を加熱する加熱手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、感光体より転写された中間転写体上のトナーを、接地された第１の接触部材上を通過する前に加熱手段により溶融することにより、第１の接触部材上流にて発生するトナー飛び散りを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
但し、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。又、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状等は、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。又、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１９】
図１に本発明に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００２０】
図１を参照して、画像形成全体の構成及び動作を説明する。
【００２１】
図１に示す画像形成装置は、４個（４色）の画像形成ステーション、即ち、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。そして、これら画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成された各色のトナー像を順次に中間転写体５上に一次転写して重ね合わせ、その後、一括で紙等の記録材（他部材）Ｐに二次転写し、二次転写された４色のトナー像を定着することで４色フルカラー画像を得るようにしている。
【００２２】
各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ像担持体（感光体、感光ドラム）としてドラム型の感光体（以下、「感光ドラム」と言う）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、外径３０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの外周面に、感光層としてＯＰＣ（有機光半導体）を塗布して構成したものである。各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、その表面が帯電ローラ（帯電手段）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって一様に帯電された後、露光装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋからレーザ光の照射を受け、それぞれの色に対応する静電潜像が形成される。
【００２３】
各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された静電潜像は、それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容した現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによってそれぞれの色のトナーが付着され、トナー像として現像される。
【００２４】
上述の４個の画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、中間転写体５が配設されている。中間転写体５は、駆動ローラ（第１の接触部材）２１と、テンションローラ（張架ローラ）２２と、二次転写内ローラ２３とに掛け渡されており、駆動ローラ２１の同図中の時計回りの回転により、矢印Ｒ５方向に回転駆動（移動）される。駆動ローラは金属芯金上に導電ゴム層を有し、１×１０３〜１０５Ωのローラで、芯金は接地されている。
【００２５】
又、中間転写体５の内側における、各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する位置には、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが配設されている。中間転写体５は、これら一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ表面に押圧されており、これにより、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと中間転写体５との間には、一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１が形成されている。
【００２６】
又、中間転写体５の外側における二次転写内ローラ２３に対応する位置には、二次転写外ローラ２４が配設されている。中間転写体５は、二次転写内ローラ２３によって二次転写外ローラ２４に押圧されることにより、二次転写外ローラ２４との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を形成している。
【００２７】
上述の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに転写バイアスが印加されることで、中間転写体５上にそれぞれの一次転写部Ｔ１において順次に一次転写されていく。これにより、中間転写体５上で４色のトナー像が重ね合わされる。トナー像転写後の各感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって除去され、次のトナー像の形成に供される。
【００２８】
上述の中間転写体５上で重ねられた４色のトナー像は、中間転写体５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット１２又は給紙カセット１６に収納されていた記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）は、給紙ローラ１３又は給紙ローラ１４によって給紙され、搬送ローラによってレジストローラ１５に搬送される。この記録材Ｐは、上述の中間転写体５上の４色のトナー像にタイミングを合わせるようにして、レジストローラ１５により二次転写部Ｔ２に供給され、Ｔ２位置で記録材Ｐに転写される。
【００２９】
尚、同図中の符合８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋは、各色の現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに補給するためのトナーが収納されたトナー補給容器である。
【００３０】
次に、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーションＹについて、各部材等の構成、及び画像形成条件を説明する。なお、他の色の画像形成ステーションＭ，Ｃ，Ｋもイエローの画像形成ステーションＹと同様の構成であるので、説明は適宜省略する。
【００３１】
中間転写体５は、厚さ８５μｍのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で１×１０１２Ω／□、体積抵抗率で１×１０９Ω・ｃｍとなるように抵抗調整した。中間転写体５の周長は８９５ｍｍとし、駆動速度（プロセススピード）を１３０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００３２】
二次転写外ローラ２４は加熱ヒーターを内蔵したローラであって、２次転写部で転写と同時に定着を行うものである。
【００３３】
本実施の形態の画像形成装置において、一次転写はイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色成分のトナー像を形成するため４箇所の一次転写部Ｔ１で行っている。従って、本実施の形態では、中間転写体５の一次転写直近下流に位置する、第１の接触部材２１は、駆動ローラ２１となる。
【００３４】
続いて本発明の構成について説明する。
【００３５】
中間転写体上に感光体より一次転写されたトナー像を加熱する手段として、ローラ状ヒーター等の接触方式と、赤外線ヒーターやレーザー照射等の非接触方式とがあるが、接触方式ではトナー像が加熱ローラに転移する問題があり、これを回避するためにはローラ表面に離型剤を塗布する機構が必要になり、加熱部で大きなスペースを要するため、非接触方式を選択する。
【００３６】
加熱手段は、球状赤外線ランプと回転楕円体反射ミラー及び透明石英製で全反射伝送方式の赤外線導入ロッドを用いた。赤外線が高効率に所望の中間転写体上のトナー像へのみに照射されるように、球状赤外ランプから放射された光を回転楕円体反射ミラーにて集光し、全反射伝送式の赤外線導入ロッドに入射することによって、外部への放射熱と放射光を極力抑制できるばかりか、集光することによって低出力で所望の加熱エネルギーを得ることができ、殆ど損失エネルギーが発生することなく、対象物である中間転写体上のトナー像に照射することができる。
【００３７】
本発明を実施するに当たっては、中間転写体上に形成されたトナー像が１００℃（但し、トナーの材質や物性により最適値に設定する）となるように赤外線ランプの電力を設定した。
【００３８】
赤外線ランプから放射される赤外線と放射熱の感光体への侵入を防ぐため、感光体と赤外線ランプの距離を１０ｃｍ以上に保ち、中間転写体の垂直方向１ｃｍ上部に非接触に配置し、更に赤外線ランプと感光体１Ｋの間に断熱材２６を設けた。
【００３９】
二次転写部下流には中間転写をするために冷却ファン２７を設置して、中間転写体の温度が４０℃以下まで冷却されるよう設定し、感光体が加熱するのを防止した。
【００４０】
上記の本実施の形態の画像形成装置において、中間転写体５のスラスト方向（幅方向：回転方向に直交する方向）にカラートナーを用いて線画を形成し、トナーの飛び散りの有無を確認した。
【００４１】
第１の接触部材通過後のトナー像を光学顕微鏡にて観察したところによると、本実施構成の画像形成装置において、加熱装置を設けることによってトナー飛び散り大幅に削減できることを確認できた。
【００４２】
本発明では図３に示すような１本の感光体１と回転式現像器４を有する構成の画像形成装置においても、実施の形態１と同等な効果が得られた。
【００４３】
非接触の加熱手段としてはレーザー照射加熱や誘導電流加熱を利用することも可能で、その場合にも同様な効果が得られた。
【００４４】
又、接触部材２１上流の中間転写体近傍に温度センサーを設け、検知された温度から所望の温度１００℃が得られるように、赤外線ランプの出力電力を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を実施する多色画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】一次転写部後の第１の接触部材２１上流近傍の構成及び電荷の再配列を説明する図である。
【図３】本発明を実施する多色画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  像担持体（感光体、感光ドラム）
５          中間転写体
２１        第１の接触部材（駆動ローラ）
２５        熱源
２６        断熱材
２７        冷却装置
Ｌ          一次転写部から第１の接触部材に中間転写体が初めて接触する位置までの距離（軸間距離）
Ｐ          他部材（記録材）
Ｒ          第１の接触部材の直径
Ｒ５        中間転写体の移動方向（回転方向）
ｓ          前記中間転写体の移動速度
Ｔ１        一次転写部（一次転写ニップ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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