(57)【要約】【課題】アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置において、水分吸着による画像流れを防止するようになした画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、感光体表面に形成された複数の静電潜像を各色トナーで順次現像する為に感光体１１の周囲に設けられた複数の現像手段１５〜１８と、前記感光体１１に当接し、周回するごとく配置されて、感光体表面に各色毎に順次形成された各色のトナー画像を順次転写することによってフルカラートナー画像として担持する中間転写体２０と、前記中間転写体２０の表面のフルカラートナー画像を用紙上に転写させるための転写手段とを有した画像形成装置であって、中間転写体２０の下方に最大発熱温度が９０℃以下のヒーター手段３０を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
感光体表面に形成された複数の静電潜像を各色トナーで順次現像する為に感光体周囲に設けられた複数の現像手段と、
感光体に当接し、周回するごとく配置されて、感光体表面に各色毎に順次形成された各色のトナー画像を順次転写することによってカラートナー画像として担持する中間転写体と、
中間転写体表面のカラートナー画像を用紙上に転写させるための転写手段と、
中間転写体表面から用紙を分離させるために転写手段に対して用紙搬送方向の下流側に設けられた分離手段と、を備えた画像形成装置であって、
中間転写体の下方に消費電力が４乃至２０Ｗのヒータを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写手段が前記中間転写体の下方に位置した転写ローラであって、前記ヒータ手段が前記分離手段の下方に位置す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】
前記ヒーター手段が非画像形成時に常時オン制御され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４】
前記ヒータ手段が、前記中間転写体の回転軸の長手方向に延在した板状ヒータであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体がアモルファスシリコンからなる感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、
感光体表面に形成された複数の静電潜像を各色トナーで順次現像する為に感光体周囲に設けられた複数の現像手段と、
感光体に当接し、周回するごとく配置されて、感光体表面に各色毎に順次形成された各色のトナー画像を順次転写することによってカラートナー画像として担持する中間転写体と、
中間転写体表面のカラートナー画像を用紙上に転写させるための転写手段と、
中間転写体表面から用紙を分離させるために転写手段に対して用紙搬送方向の下流側に設けられた分離手段と、を備えた画像形成装置であって、
中間転写体の下方に最大表面温度が４０乃至９０℃であるヒータを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー方式の画像形成装置に関するものであって、特に感光体周囲に複数の現像装置を配設した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光体ドラム上に形成された各色トナー画像を、順次中間転写体に転写して形成したカラー画像を用紙に転写させる方式を採用したフルカラー方式の画像形成装置が従来から多く使われてきている。感光体の高寿命化を目的としてアモルファスシリコン感光体を使用した装置も増えていている。しかしながら、アモルファスシリコン感光体は空気中の水分を吸着しやすく、該感光体に水分が付着するといわゆる画像流れを生じやすいので、感光体自身を常時加温し、水分の付着を防止することが必要であった。
【０００３】
一方、中間転写体の下方に位置する用紙搬送路と、その最下流側の定着部とから少しづつの水分が生じており、これらの水分が中間転写体周囲を上昇し、シリコン感光体周囲を高湿化したり、中間転写体の表面に吸着した微量水分は、感光体との当接点において感光体側に移転したりするために全般的に中間転写体を用いない画像形成装置よりも水分の影響がより強い。
【０００４】
画像形成装置内の水分の影響を除去するために、中間転写体自体を加温させる事例が下記の特許文献１に開示されている。この開示技術は、図５に示すように中間転写ドラム５０の側方にヒーター４１を設けた構成の画像形成装置である。すなわち、中間転写ドラム５０は中間転写ドラム支持部材５２に回転自在に支持されており、１次転写ニップ部Ｔ１にて感光ドラム６０と所定の加圧力で圧接している。また、２次転写ローラ５６と駆動ローラ５７間に伸長懸架された２次転写ベルト５５は、コイルバネ５８に接するカム５９の回転により中間転写ドラム５０に対して接離自在に設置されており、２次転写時に感光ドラム６０に当接される。
【０００５】
中間転写ドラム５０の外周近傍には、中間転写ドラム５０周辺の雰囲気温度を測定するための温度センサー４０と、中間転写ドラム５０外周の長手方向に沿って加熱するためのヒーター４１が配置されている。温度センサー４０は、１次転写ニップ部Ｔ１近傍に設置されている。ヒーター４１は、中間転写ドラム５０の表面に近接して中間転写ドラム５０の回転軸５１と平行に設置されている。温度センサー４０で測定された中間転写ドラム５０周辺の温度情報は制御装置４２に出力され、制御装置４２は入力された温度情報に基づいてヒーター４１の発熱制御（オン・オフ制御）を行う。
【０００６】
この技術を上述のアモルファスシリコン感光体を用いたフルカラー画像形成装置に用いることが考えられる。しかしながら、この従来技術ではヒーターが中間転写ドラムである感光体の側方に設けられているので、ヒーターで発生した熱が中間転写ドラムの反対側に行き渡らず、また、通電がオン、オフの繰り返しで雰囲気温度が変動しやすくドラム感度が安定しないなどの問題を有する。
一方、中間転写ドラム表面のトナーを用紙上に転写する転写手段にはゴムからなる転写ローラが使用されているが、低温環境では絶縁性が高まり転写電圧の印加に対して発生する転写電流値が充分でなく転写性能の劣化を招くという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３１０９１０公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は前記の問題点を解決することを課題とし、本発明の第１の目的は、アモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置において、水分吸着による画像流れを防止するようになした画像形成装置を提供する事にある。
さらに、本発明の第２の目的はアモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置において、中間転写体を通じて伝播する水分吸着による画像流れを防止するようになした画像形成装置を提供することにある。
また、さらに、本発明の第３の目的は転写ローラーを用いた画像形成装置において、低温環境においても転写性能が低下しないようになした画像形成装置を提供する事にある。
さらに、本発明の第４の目的は、転写ローラーの保温手段と、画像流れ防止用のヒーター手段を１つのヒーター手段でまかなうことにより部品点数を節約できる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は以下の発明により達成することができる。
請求項１に記載の発明は、感光体と、感光体表面に形成された複数の静電潜像を各色トナーで順次現像する為に感光体周囲に設けられた複数の現像手段と、感光体に当接し、周回するごとく配置されて、感光体表面に各色毎に順次形成された各色のトナー画像を順次転写することによってカラートナー画像として担持する中間転写体と、中間転写体表面のカラートナー画像を用紙上に転写させるための転写手段と、中間転写体表面から用紙を分離させるために転写手段に対して用紙搬送方向の下流側に設けられた分離手段と、を備えた画像形成装置であって、中間転写体の下方に消費電力が４乃至２０Ｗのヒータを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項1の発明によれば、ヒーター手段が中間転写体の下方に位置しているのでヒーター手段からの暖気の対流によって中間転写体と中間転写体に接している感光体の表面を加温して水分吸着を防止する事により画像流れを防止する。しかも、ヒーター手段は低出力であって表面温度が最大で９０℃であることから、ソフトな加温が可能でありしかもオンオフ制御が不要である。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記転写手段が前記中間転写体の下方に位置した転写ローラであって、前記ヒータ手段が前記分離手段の下方に位置することを特徴とする。
請求項２の発明によれば、ヒーター手段が転写ローラーの下方にも位置する為に、転写ローラーを加温するので低温環境でのローラゴムの絶縁性アップによる転写不良を防止し得る。しかもヒータ手段が転写ローラに隣接した分離手段の下方に位置し、転写ローラの直下ではないので、転写ローラを過熱することが回避される。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は請求項１、２に記載の画像形成装置において、前記ヒーター手段が非画像形成時に常時オン制御されることを特徴とする。
請求項３に記載によれば、加温制御がヒーター手段のオンオフ制御の繰り返しではなく、常時オンであることから、複雑な制御回路を組む必要が無い。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明は請求項１乃至３に記載の画像形成装置において、前記ヒータ手段が、前記中間転写体の回転軸の長手方向に延在した板状ヒータであることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、ヒータからの上昇気流が中間転写体や感光体の軸方向の全長にわたり均一に接触するので、均一でソフトに保温する。
【００１４】
さらに、請求項５に記載の発明は請求項１乃至４に記載の画像形成装置において、前記感光体がアモルファスシリコンからなる感光体ドラムであることを特徴とする。
請求項５の発明によれば、中間転写体の上側に位置するアモルファシリコン感光体をも、下方のヒータ手段からの加温された上昇気流に暴露させてアモルファスシリコン感光体表面への水分吸着吸着を防止する。
【００１５】
さらに請求項６に記載の発明は、感光体と、感光体表面に形成された複数の静電潜像を各色トナーで順次現像する為に感光体周囲に設けられた複数の現像手段と、感光体に当接し、周回するごとく配置されて、感光体表面に各色毎に順次形成された各色のトナー画像を順次転写することによってフルカラートナー画像として担持する中間転写体と、中間転写体表面のカラートナー画像を用紙上に転写させるための転写手段と、中間転写体表面から用紙を分離させるために転写手段に対して用紙搬送方向の下流側に設けられた分離手段と、を備えた画像形成装置であって、中間転写体の下方に最大表面温度が４０乃至９０℃以下のヒータを設けたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、中間転写体の下方に位置しているヒーター手段の表面温度を４０℃以上とすることによって、中間転写体や感光体表面への水分吸着を押さえ、画像流れを有効に防止する。
さらにヒーター手段の表面温度を９０℃以下とすることによって、ソフトな加温が可能であり感光体や中間転写体表面にトナーが斑点状に付着することによる、プリント画像の斑点状汚れを防止する。しかもオンオフ制御が不要である。
このように、請求項１乃至６に記載された本発明の各構成は、アモルファスシリコンからなる感光体を有する感光体ドラムを持つ画像形成装置に適用して、水分吸着による画像流れを防止するに好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこ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のみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態を示した画像形成装置の概略断面図である。同図において、画像形成装置１は、感光体１１とその周囲に配置された露光ユニット１３、帯電器１２、クリーニング部１９、現像器１５ないし１８と、ドラム状の中間転写体２０（以下中間転写ドラムと称する）とその周囲に配置された転写ローラー２４、分離部２２、クリーニング部２３と、給紙カセット３、レジストローラー対４、搬送ベルト５、垂直搬送路７、排紙トレイ８等から構成される用紙搬送系と、搬送ベルト５と垂直搬送路７の間に配置された定着器６と、転写ローラー２４および分離部２２の下部に設置された板状ヒーター３０とが所定の位置関係で筐体２内に配置されている。
【００１８】
感光体１１は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる感光体を有するドラム状の感光体（以下、感光体ドラムと称する）であり、該感光体ドラム１１のまわりには、帯電器１２、露光ユニット１３、現像スリーブ１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａを有した現像器１５、１６、１７、１８、中間転写ドラム２０、クリーニング部１９が配置され、現像スリーブ１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａにはキャリアとの摩擦帯電極性がプラスであって、体積平均粒径が８μｍである黒色、イエロー、マゼンタ、シアン色のトナー５重量部と重量平均粒径７０μｍのフェライトキャリア１００重量部とから混合してなる現像剤が各々担持されており、感光体ドラム１１及び現像スリーブ１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａは、中間転写ドラム２０は、それぞれ図中の矢印Ａの方向に回転し、画像形成を行うものとする。
【００１９】
帯電器１２により、感光体ドラム１１のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体上を約＋４００［Ｖ］に均一に帯電させ、露光ユニット１３により画像データに応じた光１４を照射し、感光体ドラム１１上に静電潜像の形成を行う。このとき露光後のａ−Ｓｉ感光体の表面電位は、約＋１０［Ｖ］である。
【００２０】
感光体ドラム１１と現像器スリーブ１５ａとの間には交番電界（Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．０［ｋＶ］、ｆ＝３．６［ｋＨｚ］）を作用させて、感光体の露光部分にトナー像を現像させる。ここで、現像器１５によるトナー像を−１００〜−８００［Ｖ］程度の電位差により中間転写ドラム２０に転写した後、現像器１６によるトナー像を中間転写ドラム２０に転写し、同様に現像器１７、現像器１８と繰り返し中間転写ドラム２０に転写させた後に、用紙Ｐ上に転写させることによりカラーのトナー画像を形成する。各色トナーの中間転写ドラム２０への転写が終了する毎に、感光体ドラム１１はクリーニング部１９で表面の未転写残留トナーを除去され清浄な状態に復帰する。
【００２１】
前述の如くして中間転写ドラム２０の表面にトナー画像が形成されて、その先端が転写位置に近づいてくるのに合わせて、給紙カセット３に収納されていた用紙Ｐは図中の矢印Ｂの経路で給送され、レジストローラー対４にてタイミング調整されて転写ローラー２４と中間転写ドラム２０との間の転写領域を通過する。その際、用紙Ｐは中間転写ドラム２０表面のトナー像を転移されて、分離部２２にてＡＣ分離されて搬送ベルト５上を搬送され、定着部６に達する。定着部６を通過してトナー画像が定着された用紙Ｐは垂直搬送路７を経由して排紙トレイ８に排出される。用紙Ｐにトナー画像が転写された後、中間転写ドラム２０はクリーニング部２３によってみ転写トナーが除去され、清浄な状態に復帰する。クリーニング部１９、２３は、クリーニングブレードあるいはファーブラシ等から構成される。
【００２２】
分離部２２と転写ローラー２４との下方には、面状の板状ヒーター３０が感光体１１の軸方向に感光体長とほぼ同一長で取りつけられている。従って、板状ヒータ３０は、中間転写ドラム２０、転写ローラー２４の下方からそれらを加温することになる。
板状ヒーター３０はクラベ株式会社製であって、その定格電力は１０Ｗである。この板状ヒーター３０は図示せざる制御回路によってオン・オフ制御されるが、本発明の実施形態においては、画像形成装置本体の電源スイッチがオフの場合を含めて非画像形成時にオン制御されているものである。
【００２３】
次に、図２、図３、図４によって板状ヒータ３０の構成を説明する。図２は板状ヒータ３０を上方から見た平面図であって、図３は板状ヒータ３０内に内設されたヒータ線であるジイゲルヒータ０１の構成図であって、図４は板状ヒータ３０をＡ−Ａの方向に見た断面図である。尚、図２中の数字の単位はｍｍである。
【００２４】
板状ヒータ３０はジイゲルヒータ０１の中央部をＵ字型に折り曲げて両端部に至る部分を互いに１０ｍｍの間隔にて平行に延ばして、その両端部を５０ｍｍ長の接続子０３（日本端子製２９０８２−１）とリード線０２を通じてハウジング０８で接続開口部以外を被覆した端末端子０７に連結している。接続子０３はシリコンゴムチューブからなる絶縁チューブ０４によって外周面を被覆されている。
リード線０２はシリコンゴム被覆ガラス編組電線で構成される。ジイゲルヒータ０１と、その両端部に接続された接続子０３の、５ｍｍの最端部を残してた４５ｍｍ長部とは、肉厚０．０４ｍｍのアルミ箔０５と両面テープ０６で挟み込まれている。アルミ箔０５側がが中間転写ドラム側に対向し、両面テープ０６側が図示しない装置本体のベース部に貼り付けられている。アルミ箔０５は全長２１０ｍｍ、幅３０ｍｍであって全長方向が中間転写ドラムの軸方向に一致している。そしてアルミ箔０５はその良好な伝熱特性によってジイゲルヒータ０１の抵抗線ｂからの通電発熱を表面方向に伝搬させ均一でソフトな加熱が行われるようになっている。
【００２５】
画像形成装置１を２０℃５０％環境下にて電源スイッチをオフし、板状ヒータ３０のみを通電した状態において１０時間放置して、板状ヒータに内設されたジイゲルヒータに挟まれた中央部のアルミ表面温度を板状ヒータ表面温度と規定して測定したところ７０℃であって、中間転写ドラムと感光体のニップ部周辺の感光体表面温度は４０℃であった。
ジイゲルヒータ０１の定格出力を４ワットとした以外は上記実施例と同様に構成した場合の、板状ヒータ表面温度は４０℃であって、中間転写ドラムと感光体のニップ部周辺の感光体表面温度は３０℃であった。
さらにジイゲルヒータ０１の定格出力を２０ワットとした以外は上記実施例と同様に構成した場合の板状ヒータ表面温度は９０℃であって、中間転写ドラムと感光体のニップ部周辺の感光体表面温度は５０℃であった。
【００２６】
ジイゲルヒータ０１の定格出力が４ワットから２０ワットの範囲内の板状ヒータを使用するに当たって、電源スイッチをオフのまま画像形成装置１を３０℃９０％の高温高湿環境下に１０時間放置した後、電源スイッチをオンして画像出力しても画像流れ現象は発生せず良好な画像品質が得られた。
【００２７】
ジイゲルヒータ０１の定格出力が２ワットにした以外は上記実施例と同様にした場合の板状ヒータ表面温度は３０℃であって、中間転写ドラムと感光体のニップ部周辺の感光体表面温度は２５℃であった。電源スイッチをオフのまま、この画像形成装置１を３０℃９０％の高温高湿環境下に１０時間放置した後、電源スイッチをオンして画像出力すると画像流れ現象を発生した。
【００２８】
ジイゲルヒータ０１の定格出力が３０ワットにした以外は上記実施例と同様にした場合の板状ヒータ表面温度は１１０℃であって、中間転写ドラムと感光体のニップ部周辺の感光体表面温度は６０℃であった。電源スイッチをオフのまま、この画像形成装置１を３０℃９０％の高温高湿環境下に１０時間放置した後、、電源スイッチをオンして画像出力するとトナーが感光体や中間転写ドラムに点状に融着することによる画像劣化が見られた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、ヒーター手段であるジイゲルヒーター３０が中間転写ドラム２０の下方に配置されているため、ジイゲルヒーター３０からの暖気の対流によって中間転写ドラム２０と、該中間転写ドラム２０に接している感光体ドラム１１の表面を加温して水分の吸着を防止することができ、水分吸着による画像流れを効果的に防止することができる。
【００30】
しかも、板状ヒーター３０の表面温度が最大でも９０°Ｃであることから、ソフトな加温が可能であって温度センサー等によって細かなオン・オフ制御をする必要がなく、非画像形成時に常時オン制御すれば足り、複雑な制御回路を必要とせず制御回路を簡単化することができる。
【００31】
また、ジイゲルヒーター３０は、中間転写ドラム２０の下方であって、転写ローラー２４に隣接した分離手段の下方に配置されているため、転写ローラー２４をも斜め下方からソフトに加温することになり、低温環境でのローラーゴムの絶縁性アップによる転写不良を防止する効果を奏するとともに、転写ローラーを加温するヒーターを別個に設ける必要がなく、部品点数を増やすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】板状ヒータ３０を上方から見た平面図
【図３】板状ヒータ３０内に内設されたヒータ線であるジイゲルヒータ０１の構成図。
【図４】板状ヒータ３０をＡ−Ａの方向に見た断面図である。
【図５】従来の画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・画像形成装置
２・・・筐体
３・・・給紙カセット
４・・・レジストローラー対
５・・・搬送ベルト
６・・・定着部
７・・・垂直搬送路
８・・・排紙トレイ
１１・・・感光体
１２・・・帯電器
１３・・・露光ユニット
１４・・・露光光
１５、１６、１７、１８・・・現像器
１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ・・・現像スリーブ
１９・・・クリーニング部
２０・・・中間転写体
２２・・・分離部
２３・・・クリーニング部
２４・・・転写ローラー
３０・・・ジイゲルヒーター
【図１】
2004191790.tif 000003
【図２】
2004191790.tif 000004
【図３】
2004191790.tif 000005
【図４】
2004191790.tif 000006
【図５】
2004191790.tif 000007