(57)【要約】【課題】一次転写部における転写不良を防止することができるとともに、感光ドラムの温度変化を抑え、感光ドラムに対するトナーフィルミングを軽減することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体に対し、帯電、露光により静電潜像を形成し、帯電されたトナーを現像するための現像器と、像担持体上に形成されたトナー像を第２の像担持体にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを掛けることで転写する転写部と、転写されたフルカラートナー像を記録紙に転写・定着を同時に行う転写定着部と、転写定着部に記録紙を搬送する搬送手段と、転写定着部に記録紙が搬送される前に記録紙を予備加熱する手段を有する画像形成装置において、予備加熱手段と転写定着部の設定温度を記録紙のサイズによって可変制御する。【選択図】図２
2005321632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対し、帯電、露光により静電潜像を形成し、帯電されたトナーを現像するための現像器と、像担持体上に形成されたトナー像を第２の像担持体にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを掛けることで転写する転写部と、転写されたフルカラートナー像を記録紙に転写・定着を同時に行う転写定着部と、転写定着部に記録紙を搬送する搬送手段と、転写定着部に記録紙が搬送される前に記録紙を予備加熱する手段を有する画像形成装置において、
予備加熱手段と転写定着部の設定温度を記録紙のサイズによって可変制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体に対し、帯電、露光により静電潜像を形成し、帯電されたトナーを現像するための現像器と、像担持体上に形成されたトナー像を第２の像担持体にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを掛けることで転写する転写部と、転写されたフルカラートナー像を記録紙に転写・定着を同時に行う転写定着部と、転写定着部に記録紙を搬送する搬送手段と、転写定着部に記録紙が搬送される前に記録紙を予備加熱する手段を有する画像形成装置において、
予備加熱手段の着脱動作と転写定着部の設定温度を記録紙のサイズによって可変制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記予備加熱手段の温調温度を、記録紙幅が最大の時をＰ１と、それ以外をＰ２とした場合、Ｐ１＜Ｐ２とした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】
該転写定着部の温調温度を、記録紙幅が最大の時をＰ１と、それ以外をＰ２とした場合、Ｐ１＞Ｐ２としたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記予備加熱手段を記録紙幅が最大の時にＯＦＦに、それ以外でＯＮにすることを特徴とかる請求項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、像担持体上に形成したトナー像を一旦中間転写ベルトに静電的に転写した後、中間転写ベルトから転写材に転写同時定着する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複数色又はフルカラーの画像形成装置として、近年では各色毎に応じて感光ドラムを１列に複数配置し、各感光ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写体（中間転写ベルト）上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、記録紙に一括で転写する、中間転写方式の画像形成装置が提案されている。
【０００３】
この中間転写方式では感光ドラム周囲に配置された帯電手段、露光手段、現像手段により感光ドラム上にトナー画像を形成し、一次転写部において転写手段により中間転写ベルトに静電的に転写する。カラー画像を形成する場合には中間転写ベルトにトナー像を順次転写していくことで中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成することができる。中間転写ベルトに転写されたトナー像は、中間転写ベルトの回転により二次転写部に搬送され、記録媒体に二次転写される。このときの二次転写方法としては、一次転写部で使用されたように静電的にトナー像を中間転写ベルトから記録紙に転写する方式が多く採用されているが、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写と同時に加圧・加熱手段により定着する特許文献１のような技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５０−２３２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の転写同時定着を用いる画像形成装置においては、転写同時定着部に記録紙を通紙し転写定着した場合、中間体ベルトから記録紙に熱が奪われるため、図６に示すように中間体ベルトと定着ローラ間に記録紙が挟まれる通紙部Ｐ１と、中間体ベルトと定着ローラが接する非通紙部Ｐ２では温度差が生じてしまう。この中間体ベルトに温度差が生じた部分が一次転写部に搬送され一次転写部で静電転写を行う場合、通紙部・非通紙部での温度差によるベルト抵抗差で転写特性が変わってしまう問題が生じる。
【０００６】
この問題に対し特開２００２−２４４４５０号公報に記載の技術には通紙部と非通紙部の温度差による二次転写部の転写性能差を、ベルトに内接する温度均一化手段としての金属パイプにより解消しようとしているが、連続通紙時や画像形成装置の高速化に伴い、温度均一化手段が大型化するという問題が生じる。
【０００７】
又、上記提案は別の実施例で記録紙に対して、粘着転写体と記録紙表面とが近似した高温状態にあることが良好として、転写定着部に侵入する前の記録紙を予備加熱しているが、上記の実施例のように、静電転写部における通紙部、非通紙部の温度差による転写性の違いを解消するような制御を行っていない上、中間体ベルトは転写同時定着部での定着温度を維持するようになり、中間体ベルトの昇温が感光ドラムも昇温を引き起こしてしまう。感光ドラムの温度変化は感光体特性の変化という問題があり、且つ、感光ドラムが高温になるとトナーのフィルミング等の問題が生じるようになる。
【０００８】
つまり、図６（ａ）のように記録紙のサイズが最大幅Ｐ１１の場合、中間体ベルトのＰ１１に相当する部分は転写同時定着部で記録紙に熱を奪われるため、非通紙部のＰ１２とに温度差を生じるが、通紙幅が最大のため、中間体ベルトのＰ１１部分が次の画像形成で一次転写に使われたとしても、Ｐ１１以上の画像幅はないため、ベルト温度が均一なＰ１１部分で良好な転写を行うことができる。このため、記録紙の画像サイズが最大の時には、記録紙を高温になるまで予備加熱する必要はない。
【０００９】
又、図６（ｂ）のように画像サイズが最大サイズよりも小さいＰ２１の場合、中間体ベルトのＰ２１に相当する部分は転写同時定着部で記録紙に熱を奪われるため、非通紙部のＰ２２とに温度差を生じる。よって、次の画像形成サイズがＰ２１以上の場合Ｐ２１とＰ２２とに温度差によるベルト抵抗差が生じるため、一次転写部で静電転写を行う場合、転写性が異なってしまう。よって、小サイズの場合、記録紙を予備加熱して通紙部Ｐ２１と非通紙部の温度差を軽減する効果が得られる。
【００１０】
しかし、この場合、小サイズの記録材を転写同時定着部に近似した定着温度に予備加熱すると、先に説明した予備加熱を行わない最大画像サイズの場合と一次転写部でのベルトの温度が異なってしまうため、転写性が異なってしまうばかりか、感光ドラムの昇温による問題も引き起こしてしまう。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもで、その目的とする処は、一次転写部における転写不良を防止することができるとともに、感光ドラムの温度変化を抑え、感光ドラムに対するトナーフィルミングを軽減することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体に対し、帯電、露光により静電潜像を形成し、帯電されたトナーを現像するための現像器と、像担持体上に形成されたトナー像を第２の像担持体にトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを掛けることで転写する転写部と、転写されたフルカラートナー像を記録紙に転写・定着を同時に行う転写定着部と、転写定着部に記録紙を搬送する搬送手段と、転写定着部に記録紙が搬送される前に記録紙を予備加熱する手段を有する画像形成装置において、予備加熱手段と転写定着部の設定温度を記録紙のサイズによって可変制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置によれば、一次転写部における転写不良を防止することができる。又、中間転写ベルトのベルト温度をより低い温度にすることができるため、感光ドラムの温度変化を抑えることができるだけでなく、感光ドラムに対するトナーフィルミングを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式のインライン型のフルカラー画像形成装置）を示す概略構成図である。この画像形成装置は、中間転写体を用いた電子写真画像形成装置である。以下、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。
【００１６】
画像形成装置本体内には矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写体８１が配設している。この中間転写体８１は、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のような耐熱性誘電体樹脂によって構成されている。本実施の形態では、体積抵抗率１×１０9Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用し、印加電圧５００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ）、厚みｔ＝８０μｍの導電性ポリイミドシームレスベルトを採用したが、他の材料、体積抵抗率及び厚みのものでも構わない。又、表層に弾性層、或は離型層が必要な場合には、フッ素ゴム、シリコーンゴム等と２層構成にすることも可能である。給紙カセット６０から取り出された記録紙Ｐは、ピックアップローラ３０を経て上述の搬送ローラ２８に供給され、更に同図左方に搬送される。
【００１７】
中間転写ベルト８１の上方には、ほぼ同構成の４個の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列状に配置されている。画像形成部Ｐａを例に図２を用いて説明する。
【００１８】
画像形成部Ｐａは、回転可能に配置されたドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と称する）１ａを備えている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性基体１ｂと、その外周に形成された光導電層１ａを基本構成とする円筒状の電子写真感光体である。その中心には支軸１ｃを有し、この支軸１ｃを中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
そして、感光ドラム１ａの周囲には、一次帯電器２ａ、現像器４ａ等のプロセス機器が配置されている。一次帯電装置２は、感光ドラム１表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている（以下「帯電ローラ２」と称する）帯電ローラ２は、中心に配置された導電体ローラ（芯金）２ａと、その外周に形成された導電層２ｂとから成り、芯金２ａの両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光ドラム１に対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光ドラム１向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されている。
【００２０】
帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２の芯金２ａには、電源１０に接続された電気接触子に接触されている。帯電ローラ２は、電源１０によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光ドラム１表面を一様均一に接触帯電するようになっている。
【００２１】
露光手段３の下流側に配置された現像器４は、二成分現像剤１１９を収容した現像容器１１６を有し、その容器１１６の感光ドラム１０１に面した開口部内に現像スリーブ１１１が回転自在に設置され、現像スリーブ１１１内には現像スリーブ１１１上に現像剤を担持させるマグネットローラ１１２が現像スリーブ１１１の回転に対して非回転に固定配置されている。
【００２２】
現像容器１１６の現像スリーブ１１１の上方位置には、現像スリーブ１１１上に担持された現像剤を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード１１５が設置されている。現像容器１１６内の奥側には、その略下半部に仕切り壁１１７により区画された現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２が設けられ、その上方の略上半部には補給用のトナー１１８を収容した補給室Ｒ３が設けられている。補給室Ｒ３の下端部内には、トナー１１８を補給する補給ローラ１２０が設置されている。
【００２３】
現像剤１１９はトナーと磁性体であるキャリアとを主体としてなっており、トナーは負帯電性であり、キャリアは正帯電性である。先ず、現像スリーブ１１１の回転に伴いマグネットローラ１１２の磁極Ｎ２によって現像室Ｒ１内の現像剤が汲み上げられ、現像スリーブ１１１上に担持される。その現像剤はマグネットローラ１１２の回転により搬送され、それまでの搬送過程においてトナーが負に帯電されると共に、現像剤が現像スリーブ１１１に対し垂直に配置された規制ブレード１１５により規制され、薄層の現像剤層に形成される。
【００２４】
薄層の現像剤層に形成された現像剤は、感光ドラム１０１と対向した現像領域へ搬送されると、マグネットローラ１１２の現像領域に位置された現像主極の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシで感光ドラム１の面上を擦ると共に、現像スリーブ１１１にバイアス電源１２１により現像バイアス電圧を印加することにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーが静電潜像の可視部（レーザ光による露光部）に付着して現像し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。感光ドラム１の下方には、ローラ状の転写装置６（以下「転写ローラ６」と称する）が配設されている。
【００２５】
転写ローラ６は、電源１１に接続された導電体ローラ軸６ａと、その外周面に円筒状に形成された導電層６ｂとによって構成されている。転写ローラ６の導電層６ｂとしては、その抵抗値が１０5〜１０8Ω・ｃｍ程度であり、単泡性或は連泡性のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＢＲ等が望ましい。転写ローラ６は、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより転写ローラ６の導電層６ｂは、所定の押圧力で感光ドラム１側に中間転写ベルトを挟み込むように圧接され転写ニップ部Ｎが形成される。
【００２６】
他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様の構成を備えており、これら画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。
【００２７】
各画像形成部に配置した現像器にはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されているものとする。
【００２８】
原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して感光ドラム１ａ上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器からイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像となる。このトナー像が感光ドラム１ａの回転に伴って、感光ドラム１ａと中間転写ベルト８１とが当接する転写部位に到来すると、第１の転写部材６ａによって、印加される第１の転写バイアスによって、前記イエロートナー像が中間転写体８１へ転写される。イエロートナー像を担持した中間転写体８１は、画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、前記と同様の方法で感光ドラム１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が前記イエロートナー像上へ転移される。
【００２９】
同様に記録紙Ｐが画像形成部Ｐｃ，Ｐｄに進行するに連れて、それぞれの転写部位において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット６０から取り出された記録紙Ｐが前記転写部位に達し、転写同時定着部４０，４１で４色のトナー像は記録紙Ｐ上に転写同時定着される。
【００３０】
記録紙は転写同時定着部に搬送される前に予備加熱手段８を通過する。予備加熱手段は上加熱ローラ４２と下加圧ローラ４３から成り、転写定着部に搬送される記録紙表層を予備加熱する。
【００３１】
二次転写同時定着装置７は、下加熱ローラ４０と上加熱ローラ４１とを備えている。下加熱ローラ４０および上加熱ローラ４１は、それぞれ内部にヒータを有しており、中間転写ベルト８１を挟んで対向配置されている。これにより、中間転写ベルト８１と下加熱ローラ４０との間にはニップ部Ｎ’が形成される。下加熱ローラ４０及び上加熱ローラ４１は、中間転写ベルト８１上のトナー像にタイミングに合わせて給紙部２８からニップ部Ｎ’に給紙された転写材Ｐと中間転写ベルト８１とを加熱・加圧することで、中間転写ベルト８１上の複数色のトナー像を一括で二次転写転写同時定着する。
【００３２】
前記予備加熱手段の加熱ローラ４２、転写同時定着装置の上加熱ローラ４１・下加熱ローラ４０等の発熱体はサーミスタ等の温度検知手段（不図示）により温調される。
【００３３】
以下に、［発明が解決しようとする課題］で挙げた課題に対する本発明の具体的な説明をする。
【００３４】
図３は本発明における転写同時定着部を記録材搬送方向から見たときの転写同時定着部を通過直後の中間転写ベルト８１と記録紙Ｐの関係を示す説明図である。
【００３５】
図３（ａ）のように記録紙のサイズが最大幅Ｓ１１の場合、中間体ベルト８１のＳ１１に相当する部分の中間体ベルト８１の温度Ｔ１１は転写同時定着部で記録紙Ｐに熱を奪われているため、非通紙部Ｓ１２のベルト温度Ｔ１２とに温度差（Ｔ１２＞Ｔ１１）を生じる。しかし、通紙幅が最大のため、中間体ベルト８１のＳ１１部分が一次転写部に回転搬送され、次の画像の転写が行われたとしても、Ｓ１１以上の画像幅はないため、ベルト温度が均一なＴ１１部分で良好な転写を行うことができる。
【００３６】
このため、記録紙Ｐの画像サイズが最大の時には、予備加熱手段を使用する必要がない。よって、予備加熱手段はＯＦＦ状態で待機される。
【００３７】
図３（ｂ）のように記録紙サイズが最大サイズよりも小さいＳ２１の場合、中間体ベルトのＳ２１に相当する部分の中間体ベルト８１の温度は記録紙サイズが最大のときの通紙部と同様に転写同時定着部で記録紙Ｐに熱を奪われるためＴ１１となる。非通紙部のＳ２２のベルト温度は記録紙に熱を奪われることがないため、記録紙サイズが最大のときの非通紙部と同様にＴ１２となり、Ｔ１２＞Ｔ１１の温度差を生じる。この場合、次の画像サイズがＳ２１以上の場合、画像サイズ内でＴ１１とＴ１２の温度差によるベルト抵抗差が生じるため、一次転写部で静電転写を行う場合に転写性が異なってしまう。
【００３８】
よって、小サイズの場合、記録紙Ｐを予備加熱して、中間体ベルト８１が記録紙に奪われる熱量を最小限に抑えることで、通紙部Ｓ２１のベルト温度と非通紙部Ｓ２２のベルト温度差がなくなるように、予備加熱手段の温調温度を調整する。
【００３９】
この際、通紙部のベルト温度を非通紙部のベルト温度であるＴ１２に近づくように予備加熱を行うと、ベルトの長手温度はＴ１２で均一になるが、記録紙Ｐのサイズが最大幅Ｓ１１の場合のベルト温度Ｔ１１と異なるため、記録紙サイズが最大以外の時には、転写同時定着部を通過するベルトの非通紙部Ｓ２２の温度がＴ１１となるように転写同時定着部の温調温度を調整する。この調整により、予備加熱が無い場合の通紙部Ｓ２１のベルト温度はＴ１１よりも低いＴ１３となる。
【００４０】
よって、記録紙サイズが小サイズの場合は、予め予備加熱手段を記録紙が転写同時定着部を通過した後、つまりはベルト８１が記録紙に熱を奪われた後のベルト通紙部Ｓ２１の温度がＴ１１となるように温調温度を調整する。
【００４１】
この動作により、最終的にベルト温度はベルトの長手で均一な温度Ｔ１１に調整され、一次転写部における転写不良を防止することができる。又、記録紙のサイズ違いによるベルト温度違いの問題も解消することができ、且つ、ベルト温度をＴ１２よりも低いＴ１１に抑えることができるため、感光ドラム１の温度変化を抑えることができるだけでなく、感光ドラム１に対するトナーフィルミングを軽減することができる。
【００４２】
その他の実施の形態としては、実施の形態１に加えて、図５のように、予備加熱手段８に着脱機構を追加したものである。つまりは、記録紙サイズが最大の場合は、実施の形態１と同様に必要ないため、図中点線で示された退避位置Ｂに、記録紙サイズが最大以外の場合は、予備加熱手段による記録紙の予備加熱が必要になるため、図中実線で示された加圧ローラ４３に対して着された位置Ａに着するようにしたものである。
【００４３】
これにより予備加熱ローラ４２は一定温度に温調しておけば良く、実施の形態１で示したように予備加熱手段をＯＮ／ＯＦＦするための温調時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば電子写真方式或は静電記録方式の画像形成装置等に好適に応用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の画像形成装置の簡略断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の画像形成部を示した簡略断面図である。
【図３】本発明の転写定着部を通過した転写ベルトと転写紙サイズを示した説明図である。
【図４】本発明の転写定着部と予備加熱手段を示した概略説明図である。
【図５】その他の実施例の転写定着部と予備加熱手段を示した概略説明図である。
【図６】その他の実施例の転写定着部と予備加熱手段を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      感光ドラム
２      帯電ローラ
３      露光手段
４      現像器
６      転写装置
３０    ピックアップローラ
６０    給紙カセット
８１    中間転写体
１１１    現像スリーブ
１１２    マグネットローラ
１１６    現像容器
Ｐａ〜Ｐｄ  画像形成部
Ｐ      記録紙
【図１】
2005321632.tif 000003
【図２】
2005321632.tif 000004
【図３】
2005321632.tif 000005
【図４】
2005321632.tif 000006
【図５】
2005321632.tif 000007
【図６】
2005321632.tif 000008