(57)【要約】【課題】転写同時定着での特にイオン導電系の中間体および転写ローラの非通紙部昇温対策。【解決手段】小サイズ通紙後の大サイズジョブ前にダウンシーケンスとして空回転を行い、所定時間毎に転写電流を検知しその変化量から部材の温度変化を推測し、値が安定してからジョブを開始する。【選択図】        図１
2004333791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容する現像器と、表面に現像器によってトナー像が形成される像担持体と、該像担持体より前記トナー像を受け取る中間転写体と、中間転写体より記録媒体にトナー像を転写する二次転写部材を有し、
該像担持体と該中間転写体とで形成される一次転写部に一次転写バイアスを印加する一次転写部材を備え、該中間転写体と該二次転写部材の間で二次転写部を形成し、一次転写部で該像担持体上のトナー像を該中間転写体上に静電的に一次転写し、該中間転写体上に一次転写された前記トナー像を二次転写部において加熱と加圧によって記録媒体に転写すると同時に定着を行う構成において、
一次転写電流検知手段とその検知結果に基づいて一次転写バイアスを設定する一次転写バイアス印加手段を備え、前記記録媒体の搬送方向と直交した幅方向の長さが、前記画像形成を行う記録媒体の方がその前の画像形成を行った記録媒体よりも大きいときに、前記画像形成を行う前に、所定の時間間隔で一次転写電流を検知し、その変化量が所定の値になるまで該中間転写体を空回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも１個以上の前記像担持体より、色の異なる複数の前記トナー像が前記一次転写部において前記中間転写体上に重ねて一次転写され、重ねて一次転写された前記トナー像が前記二次転写部において前記記録材上に一括して二次転写と同時に定着されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
一次転写が定電流制御である事を特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
該一次転写電流検知手段によって検知された所定の電流値を得るための電圧を基準に一次転写印加電圧を決定する定電圧制御であることを特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
該中間転写体がイオン導電剤を用いて導電処理された半導電材料で構成されることを特徴とする請求項１〜４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
該一次転写部材がイオン導電剤を用いて導電処理された半導電材料で構成されることを特徴とする請求項１〜４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
二次転写部の下流でかつ一次転写部の上流部に中間転写体を冷却する手段を備えることを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
【請求項８】
転写定着に用いる熱源の配置を前記感光体の位置よりも重力方向上方に配置することを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
転写定着に用いる熱源の配置を前記現像器の位置よりも重力方向上方に配置することを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
転写定着に用いる熱源の配置を前記一次転写部材の位置よりも重力方向上方に配置することを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された加熱定着性のトナー画像を中間転写体上に転写し、前記中間転写体上に転写された前記トナー画像を記録材に加熱溶融して転写定着することにより画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日では電子写真方式を用いた画像形成装置として、フルカラーでの画像形成を可能とした装置も広く普及している。このようなフルカラー画像形成装置として、図２に示すように、中間転写体を用いた一括転写方式の画像形成装置がある。
【０００３】
図２において、感光体ドラム１の周囲には感光体ドラム１の回転方向に沿って一次帯電部材２、露光部材３、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像器４、中間転写体６、クリーナー５が配置されている。
【０００４】
中間転写体６は感光体１との対向部で一次転写ニップＮ１を形成し感光ドラムと対向して一次転写部材７が配置されている。中間転写体６の回転方向に沿って感光体ドラム１よりも下流側に二次転写部Ｎ２が形成されている。二次転写部Ｎ２は対向ローラ９と転写部材１４である転写ローラで構成される。二次転写部Ｎ２から記録媒体搬送方向下流には定着器１３が配置されている。
【０００５】
前記画像形成装置の動作を簡単に説明すると、一次帯電部材２によって表面が一様に帯電された感光体ドラム１に露光部材３によって画信号に応じた選択的な露光を行うということで静電潜像を形成し、その潜像を現像器４によってトナー現像して可視像化し、そのトナー像を中間転写体６に転写する。この画像転写をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について行って中間転写体６に一次転写することでフルカラー画像を形成する。
【０００６】
次に中間転写体６上のフルカラー画像を二次転写部Ｎ２において搬送されてくる記録媒体Ｐに二次転写し、その記録媒体を定着器１３へ搬送して加熱・加圧定着して記録媒体Ｐにフルカラー画像を記録する。
【０００７】
上記従来技術のように、中間転写体６から記録材Ｐへのトナー像の２次転写を静電的に行い、その転写されたトナー像を他の位置で定着器により加熱し定着させる方法では、静電的な２次転写の際にトナー像が乱れること、転写率が必ずしも高くないこと等の問題があり、記録材が例えば紙のように環境の変動を受けやすく、伸縮，波打ちの発生、あるいは抵抗率の変化などの物性が大きく変化するものでは、定着後の画像の質にも影響が生じる。特にカラー画像を作成する場合には、色調の変化などとなってその影響が顕著に現れてくるという問題がある。
【０００８】
〔転写定着方式〕
一方、図３に示すような加熱定着により転写定着を同時に行う方法を用いた画像形成装置においては、二次転写部を加熱して転写定着を行うものであるために、転写を行う際に記録材の電気的物性の影響はあまり受けない。しかし、この方法では、中間転写体上のトナーを溶融させるために大きな熱源を必要とし、消費エネルギーが大きくなる。また熱的障害が発生しやすいことから熱源としてあまり大きなものを用いることはできない。すなわち、熱源から発生した熱は、画像記録装置内に蓄積され、長時間装置を使用すると、使用に伴って蓄積された熱により当該装置内の温度が上昇し、たとえば感光体やトナーを収容する現像器など熱の影響を受けやすいものの特性を変化させる。それに伴い、画質形成条件は変化し、安定した画質を獲得することが困難になってくる。特にカラー画像においては、色調などの変化が顕著になってくる。
【０００９】
〔中間転写体の構成〕
中間転写体としては例えばイオン導電材を添加して抵抗調整された半導電性の樹脂やゴムで構成されるベルト形状の中間転写ベルトやドラム形状の中間転写ドラムが挙げられる。イオン導電タイプの中間転写体は面内抵抗むらや製品の抵抗ばらつきが１桁以内程度と極めて小さいので安定した抵抗値の中間転写体を供給可能である特徴をもつ。
【００１０】
〔一次転写の構成〕
一方、感光体から中間転写体への一次転写の手段としてはコロナ転写器を用いた非接触方式と、転写ローラや転写ブレードを用いる接触方式とがあるが、コロナ転写器は動作時にオゾンの発生量が多く環境面の観点から接触方式の一次転写部材を選択するのが望ましい。
【００１１】
接触式一次転写部材としても上述の理由でイオン導電材を添加して抵抗調整された導電ゴムのブレードや発泡スポンジローラなどが使用可能である。
【００１２】
しかしながら上述のような転写同時定着方式を採用するにあたっては中間転写体を加熱するため、中間転写体に定着熱が残存し次の画像形成の障害になる恐れがある。
【００１３】
具体的には中間転写体や中間転写体と一次転写部で接触する一次転写部材が熱を受け取ることによって転写部材の温度が上昇することが考えられるが中間転写体や一次転写部材がイオン導電性の抵抗部材である場合には温度によって電気抵抗が変化し易く、転写特性に影響を及ぼす恐れがある。
【００１４】
例えば最大通紙サイズがＡ３用紙に対応した画像形成装置においてＢ５，Ａ５などの小サイズ用紙を通紙した場合に通紙領域は被転写材が定着の熱を奪っていくのに対して、非通紙領域では中間転写体の温度上昇が顕著になるため、中間転写体や一次転写部材の非通紙領域に相当する部分のほうが温度が上昇しやすい。その結果中間転写体の面内や一次転写部材の長手方向に温度分布が生じ、温度の高い部分は抵抗値が下がる。このような状態でＡ３などの大サイズをプリントすると一次転写工程において昇温によって低抵抗化した領域に転写電流が多く流れてしまい、小サイズを通紙した領域の転写電流が不足して、転写不良を起こす恐れがあった。またフルカラー画像形成の場合には２色目以降の一次転写において昇温部に電流が過剰に流れてすでに中間転写体上に転写されたトナーが感光体に再転写される恐れがあった。
【００１５】
上記問題を回避するためには小サイズ用紙プリント後の大サイズプリントの前に中間転写体や一次転写部材に対して冷却手段を用いる必要がある。例えば特開平１１−２２３４８０や特開２００２−０９９１５８に中間転写体を冷却する方法が提案されている。また特許第３０９５４８０号においては記録媒体の幅に応じて加熱幅を可変として非通紙領域の昇温を回避する提案がなれている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらいずれの提案においても前のプリントジョブ内容、すなわちどのサイズの用紙が何枚通紙されたかによって部材の温度上昇の状態が異なるため、実際に中間転写体や一次転写部材の温度が均一になったかどうかを知ることができない。また中間転写体や一次転写部材の幅方向に温度検知センサを複数設けて幅方向の温度むらを検知するのはコスト面から事実上難しい。
【００１７】
特にイオン導電剤を用いた中間転写体や一次転写部材を採用した場合はこれらの部材の温度むらがそのまま一次転写電流むらにつながるため、小サイズ用紙を出力した後に大サイズ画像を一次転写する場合に温度分布に対応した転写むらが生じる恐れがある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために考案されたものであり、その目的は小サイズ用紙の転写定着後に大サイズ用紙を出力する場合に起こりうる転写不良を回避し、安定した画像形成装置を提供することである。
【００１９】
その手段として記録媒体の幅方向の長さがその前の画像形成を行った記録媒体よりも大きいときには画像形成を開始する前に所定の時間間隔で一次転写電流を検知し、その変化量が所定の値になるまで中間転写体を空回転することを特徴としている。
【００２０】
このような構成とすることで、検知される電流値が所定の値より大きい場合は中間転写体や一次転写部材の全体あるいは部分が昇温していると推測することが可能である。そこでこれら部材を冷却させるため中間転写体を空回転し、所定の時間間隔で検知された電流値の変化量が所定の値よりも大きい場合は中間転写体や一次転写部材の温度低下が進行中であり安定していないと推測可能である。電流値の変化量が所定の値よりも小さくなった場合に温度変化が安定したと推測できるため画像形成を開始すれば均一な転写画像を得ることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を示す。本発明による一次転写部材７としては接触式の転写ブレードまたは転写ローラ等が使用可能である。
【００２２】
例えば、天然（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ポリノルボーネンゴム、等のゴムが使用可能である。
【００２３】
また中間転写部材６としては熱硬化性ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマ、ポリアミド酸、各種フッ素樹脂等の全ての樹脂材料およびそのブレンド樹脂が使用可能である。
【００２４】
上記中間転写体６や一次転写部材７に用いるイオン導電性抵抗制御剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウニウム塩の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩等の陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤、各種ベタイン等の両性イオン界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤等の帯電防止剤、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＮａＣｌＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋等の周期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ４＋の塩等の電解質、またＣａ（ＣｌＯ４）２等のＣａ２＋、Ｂａ２＋等の周期律表第２族の金属塩及びこれらの帯電防止剤が、少なくとも１個の水酸基、カルボキシル基、一級ないし二級アミン基等のイソシアネートと反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げられる。更に、それら等と１，４ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコールとその誘導体等の錯体あるいはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体が挙げられ、これらの中から選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、その他公知のイオン導電性抵抗制御剤等、上記の材料に限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
〔画像形成装置の構成〕
図１に本実施例における画像形成装置の概略断面図を示す。
【００２６】
図１において、感光体ドラム１の周囲には感光体ドラム１の回転方向に沿って一次帯電部材２、露光部材３、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像器４、中間転写体６、クリーナー５が配置されている。
【００２７】
一次帯電部材２はここでは帯電ローラを例に説明するが他にコロナ帯電器や注入帯電器も使用可能である。
【００２８】
本実施形態の中間転写体６は、導電性を有する樹脂、ゴムなどからなるベルト形状のもので、図１に示すように、駆動ローラ８、対向ローラ９及びテンションローラ１０に架け渡したエンドレスベルトで構成されている。中間転写体６は感光体１との対向部で一次転写ニップＮ１を形成し感光ドラムと対向して一次転写部材７が配置されている。中間転写体６の回転方向に沿って感光体ドラム１よりも下流側に二次転写部Ｎ２が形成されている。二次転写部Ｎ２は対向ローラ９と転写定着ローラ１１で構成される。
【００２９】
一次転写部材７としてイオン導電剤にて１×１０の５乗Ωに抵抗調整した発泡ウレタンゴムの転写ローラを使用した。中間転写体６としてはイオン導電剤にて１×１０の８乗Ωｃｍに抵抗調整したポリカーボネートを厚さ１００μｍ、外径５８４ｍｍのベルト形状として使用した。
【００３０】
〔画像形成装置の動作〕
次に上記構成に基づいた画像形成装置の動作について説明する。
【００３１】
プロセス速度は５８ｍｍ／秒とした。感光体１の表面は一次帯電器２によって−５５０Ｖに均一に帯電され、次いでレーザー露光装置３によつて画像パターンが露光されて静電潜像が形成される。露光後の感光体１表面は未露光部分電位（ＶＤ）が−５５０Ｖ、露光部分電位（ＶＬ）は−１５０Ｖとなる。現像器４の現像スリーブには−３５０Ｖの現像バイアスが印加されると、感光体１表面電位の低いＶＬ部は負帯電性のネガトナーで現像され、静電潜像は顕像化する。中間転写体６は感光体１とほぼ等速で回転している。一次転写部材７に一次転写バイアス（Ｔ１）を＋３００Ｖ印加すると、感光体１上のトナー像は一次転写ニップ部Ｎ１において感光体１のＶＬ部と中間転写体６との４５０Ｖの電位差によって中間転写体６に転写される。上記工程をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の四色のトナーについて、画像先端を位置合わせしながら繰り返すことで中間転写体６上に四色の版が重なった画像が形成される。次にヒータにより１６０℃に加熱された転写定着ローラ１１を中間転写体６に加圧して２次転写ニップＮ２を形成し、中間転写体６上の画像先端と同期させて記録媒体Ｐを２次転写ニップＮ２に送り込むと、トナー画像は紙Ｐに転写、定着されフルカラー画像が得られる。
【００３２】
上記構成において一次転写に最適な転写電流＋１０μＡを得るために必要な電圧は＋３００Ｖであった。Ａ５サイズの用紙を中間転写体６の幅方向に対して中央基準で連続１００枚通紙した後の一次転写部材７の温度を測定したところ、通紙された中央部では４０℃、非通紙領域にあたる両端部では５５℃であった。この直後にＡ３サイズの用紙を通紙し、一次転写バイアスを＋３００Ｖの定電圧制御で印加して全面ベタ画像を出力して転写不良を目視評価したところＡ５サイズ非通紙領域にあたる両端部で中間転写ベルト６、一次転写ローラ７の抵抗低下が起こり両端部に電流が多く流れ込み、図４（Ｂ）のような両端部において転写電流過多による転写不良が見られた
この状態で中間転写体を空回転させながら一次転写バイアス＋３００Ｖを印加したところ検知された転写電流は＋３０μＡであった。そこで中間転写体６の１回転周期に相当する約５秒おきに転写電流を検知したところ図５に示すように２５秒でほぼ＋１０μＡに安定した。このときの一次転写部材７の温度を測定したところ、中央部、両端部共に３０℃まで下がっていた。
【００３３】
この直後にＡ３サイズの用紙を通紙し、一次転写バイアスを＋３００Ｖの定電圧制御で印加して全面ベタ画像を出力して転写不良を目視評価したところ図４（Ａ）のように転写不良は見られなかった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は前述したように、中間転写体を用いて二次転写部で転写定着を行う画像形成装置において、中間転写体および一次転写部材にイオン導電性の材料を用いるた場合に起こりうる温度変化による抵抗むらを転写電流を検知することで推測し、抵抗変化がおさまってからプリントジョブを開始することで安定した転写画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略断面図
【図２】転写後定着方式の画像形成装置の概略断面図
【図３】従来の転写同時定着方式の画像形成装置の概略断面図
【図４】出力画像不良の説明図
【図５】Ａ５用紙１００枚通紙後の時間経過と転写電流の変化
【符号の説明】
１  感光体ドラム１
２  一次帯電部材２
３  露光部材
４  現像器
５  クリーナー
６  中間転写体
７  一次転写部材
８  駆動ローラ
９  対向ローラ
１０  テンションローラ
１１  転写定着ローラ
１２  冷却手段
１３  定着器
１４  二次転写部材
【図１】
2004333791.tif 000003
【図２】
2004333791.tif 000004
【図３】
2004333791.tif 000005
【図４】
2004333791.tif 000006
【図５】
2004333791.tif 000007