(57)【要約】【課題】加圧手段が画像形成中に着脱動作をしても画像不良を引き起こさない画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、像担持体上のトナー像を印加される転写バイアスによって無端ベルトに転写する転写手段と、前記無端ベルト内部に配置した熱源と前記無端ベルトの画像形成面に記録材を介して加圧当接される加圧ローラとにより前記無端ベルト上のトナー像を記録材へ転写する転写同時定着手段を有し、前記像担持体表面に順次に形成したトナー像を前記次転写手段により前記無端ベルト表面に１次転写し、前記無端ベルト表面に転写されたトナー像を前記転写同時定着手段により記録材に一括して２次転写同時定着する画像形成装置において、前記加圧ローラを前記無端ベルトから着脱させる加圧ローラ着脱手段と、前記加圧ローラを回転駆動させる加圧ローラ回転駆動手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を印加される転写バイアスによって無端ベルトに転写する転写手段と、前記無端ベルト内部に配置した熱源と前記無端ベルトの画像形成面に記録材を介して加圧当接される加圧ローラとにより前記無端ベルト上のトナー像を記録材へ転写する転写同時定着手段を有し、前記像担持体表面に順次に形成したトナー像を前記次転写手段により前記無端ベルト表面に１次転写し、前記無端ベルト表面に転写されたトナー像を前記転写同時定着手段により記録材に一括して２次転写同時定着する画像形成装置において、
前記加圧ローラを前記無端ベルトから着脱させる加圧ローラ着脱手段と、前記加圧ローラを回転駆動させる加圧ローラ回転駆動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧ローラは、画像形成中に前記回転駆動手段により回転しながら前記着脱手段により前記無端ベルト加圧当接され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、中間転写体上に一旦形成されたトナー像を中間転写体上から転写材に転写すると同時に定着する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、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２に示すようなものが知られている。
【０００３】
像形成手段によって中間転写体上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで搬送されて来る転写材上に静電的に転写され、定着手段によって定着される。このとき、２次転写内ローラ、若しくは２次転写外ローラに２次転写バイアスとして数ｋＶ程度の高圧を印加することで静電転写を行っている。高圧を印加することで、転写材が２次転写ローラ対に挟まれている２次転写ニップ周囲にも転写電界が及ぶため、２次転写ニップ前後での画像劣化が起こる恐れがある。
【０００４】
例えば、図３に示すように、中間転写体上のトナーの一部が転写ニップに至る前に飛散トナーとして転写材上に飛び散ってしまう恐れがある。
【０００５】
２次転写バイアス印加手段によって、転写材の裏面にトナーと逆極性の電荷を与えることで、帯電したトナーを静電的に転写材上に引き寄せ、これによって静電的に転写を行っている。しかし、２次転写バイアスは数ｋＶ程度の大きさとなるため、転写電界の及ぶ範囲が広くなり、転写材裏面の２次転写ニップ上流の広い範囲にも電荷を与える。このとき、２次転写ニップ上流域において、中間転写体からトナーが転写材に引き寄せられるため、飛散トナーとなって画像を乱すために起こる現象である。
【０００６】
又一方で、２次転写ニップ通過後にも飛散トナーが発生して画像が乱れる恐れがある。これは、中間転写体は帯電トナーを担持するために帯電トナーと逆極性の電荷を保持している。２次転写ニップにおいて、帯電トナーを転写材に渡した後に帯電トナーと分離する際に剥離放電が発生する。この剥離放電によって、中間転写体や転写材が保持している電荷が放電の発生した近辺で局所的に電荷を失うために、転写材は帯電トナーを担持できずに飛散する恐れがある。
【０００７】
このように、転写材上のトナー像を定着する前の段階で画像劣化が発生することを避けるために、転写同時定着手段が提案されている。図４に示すように、２次転写に高圧を印加せず、中間転写体上のトナー像を融点以上に加熱して転写材を圧接することで、転写材上にトナー像を転写すると同時に定着するものである。
【０００８】
高圧を使用しないことにより、例えば２次転写ニップ前では転写材の裏面に電荷が付与されないことから、ニップ前の飛散トナーを無くすことができる。更には、２次転写ニップにおいてトナーを加熱溶融して転写材に圧接することで、ニップを通過する際には転写材上のトナー像は転写材表層に浸透して定着されているため、剥離放電に起因するトナーの飛散を防ぐことも可能となる。
【０００９】
以上のような、加熱加圧手段による２次転写を行う転写同時定着手段によって、２次転写ニップ前後での静電転写に起因する課題を避けることができ、トナーの転写効率が高く、且つ、カラー画像においてはカラーバランスに優れた高画質画像が得られる可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−０１１６２７号公報
【特許文献２】特開２０００−１１２２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような加熱加圧手段による２次転写を行う転写同時定着方式による画像形成装置においては、以下のような課題がある。
【００１２】
即ち、転写同時定着方式において、転写材を中間転写体に加圧する加圧手段を必要に応じて中間転写体に密着している状態から脱離する脱着機構が必要となる。例えば、特開平５−０１１６２７号公報によると、中間転写体上のトナー像が転写材に転写されない場合の加圧手段のトナー汚れ回避及び転写同時定着手段での転写材詰まり時の取り除き容易化のため加圧手段に着脱機構を採用している。
【００１３】
又、特開２０００−１１２２５０号公報では、中間転写体が止まっているときに転写同時定着部での中間転写体の熱膨張を防ぐために画像形成を行っていないときは加圧手段を離間状態にしている。更に、１つの感光体の周りに設置した複数個現像装置によりカラー画像を形成する所謂１ドラム系カラー画像形成装置では、感光体上に形成された画像を中間転写体上に積み重ねカラー画像を形成した後に、転写同時定着部で最終画像を転写材上に得ることができるため、中間転写体上にトナー像を積み重ねている段階では加圧手段は離間しておく必要がある。
【００１４】
以上述べてきたように、転写同時定着方式では加圧手段の着脱機構が必要となる。
【００１５】
しかしながら、画像形成を行っている最中に加圧手段を中間転写体へ脱離状態から密着状態へ移行する着動作を行うと、中間転写体の駆動を不安定にしてしまうという問題が生じる。
【００１６】
つまり、感光体上のトナー像を中間転写体上へ転写している最中に加圧手段の着動作を行うと、感光体と中間転写体の速度のバランスが崩れ、画像が中間転写体の駆動方向に伸び縮むしてしまう。更に、上記のような１ドラム系カラー画像形成装置では、最終色のトナー像を感光体から中間転写体上へ転写を行っているときに加圧手段を着動作させなければならないため、カラー画像を著しく劣化させることとなる。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、加圧手段が画像形成中に着脱動作をしても画像不良を引き起こさない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】
【００１８】
上記目的を達成するための、本発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、像担持体上のトナー像を印加される転写バイアスによって無端ベルトに転写する転写手段と、前記無端ベルト内部に配置した熱源と前記無端ベルトの画像形成面に記録材を介して加圧当接される加圧ローラとにより前記無端ベルト上のトナー像を記録材へ転写する転写同時定着手段を有し、前記像担持体表面に順次に形成したトナー像を前記次転写手段により前記無端ベルト表面に１次転写し、前記無端ベルト表面に転写されたトナー像を前記転写同時定着手段により記録材に一括して２次転写同時定着する画像形成装置において、前記加圧ローラを前記無端ベルトから着脱させる加圧ローラ着脱手段と、前記加圧ローラを回転駆動させる加圧ローラ回転駆動手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、中間転写ベルトを使用し、加熱加圧手段を用いた画像形成装置において、画像形成中、加圧ローラが回転しながら加圧されることにより画像欠陥が無い良好な画像を得る画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。同図の画像形成装置は感光ドラム１の周りに４つの現像器を並べて構成され、各現像器により画像形成部でトナー像を形成し、それらを順次中間転写ベルトに重ね合わせることでフルカラー画像を形成する。
【００２２】
図１に示す画像形成部は、矢印Ｒ１方向に回転駆動される像担持体としての感光ドラム１を有する。そして、この感光体ドラム１の周囲には、その回転方向にそって順に、１次帯電器（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写装置５、クリーニング器６、前露光ランプ７等が配置されている。転写装置５の下方には、転写同時定着器（転写同時定着手段）９が配置され、更にその下方に転写材Ｐの給紙搬送部部（不図示）配置されている。
【００２３】
又、感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム上の基体と、その表面を覆うＯＰＣ（有機光半導体）の感光体とを有し、駆動手段（不図示）によって矢印方向Ｒ１に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動されるように構成されている。
【００２４】
１次帯電器２は、感光ドラム１に対向する部分が開口したシールドと、シールドの内側に感光ドラム１の母線と平行に配置された放電ワイヤと、シールドの開口部に配置されて帯電電位を規制するグリッドを有するコロナ帯電器である。一次帯電器２は、電源（不図示）によって帯電バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１の表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するように設定されている。
【００２５】
露光手段３は、画像信号に基づいてレーザー光を発光するレーザー出力部と、レーザー光を反射するポリゴンミラーと、レンズ、ミラー等により構成されている。露光手段３は、このレーザ光が感光ドラム１表面を照射することによって感光ドラム１を露光し、露光部分の電荷を除去して静電潜像を形成するように構成されている。本実施の形態では、感光ドラム１表面に形成される静電潜像は、原稿の画像に基づいてイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色に色分解され、それぞれの色に対応した静電潜像が順次形成されるようになっている。
【００２６】
現像装置４は、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って上流側から順に４個の現像器、即ち、それぞれ樹脂を基体としたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを収納した現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋを備えている。それぞれのトナーは磁性キャリアと所定の比率で混合された状態（以下、現像剤と呼ぶ）で各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋに収納されてている。それぞれの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋは、内部にマグネットを有し、回転可能なＳＵＳ等から成る現像スリーブ４ａを有し、現像剤は、現像スリーブ４ａ上に担持され、現像スリーブ４ａの回転により搬送される。
【００２７】
現像動作時は所定の色の現像器が偏心カム（不図示）によって、択一的に感光ドラム１表面に近接する現像位置に配置され、且つ、現像スリーブ４ａが回転し、感光ドラム１表面に形成された静電潜像近傍に搬送された現像剤中のトナーが現像され、顕像としてのトナー像（可視画像）を形成するように構成されている。
【００２８】
尚、現像に供せられる現像器以外の他の３色の現像器は、現像スリーブ４ａが感光ドラム１から約５ｍｍのギャップを持って退避し、回転を停止した状態で待機している。
【００２９】
転写装置５は、ポリイミド等を基材にしカーボンブラック等を充填し体積抵抗率を所定に値に調整され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルト５ａ、導電性のゴム若しくは樹脂等で表面を覆われ感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルトに転写するための転写ローラ５ｂ、中間転写ベルトを回転方向Ｒ２へ回転駆動させるための駆動ローラ５ｃ、中間転写ベルトを所定のテンションで保つための張架ローラ５ｄ、中間転写ベルトの表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ５ｅから構成される。
【００３０】
クリーニング器６は、中間転ベルトへ転写されないで感光ドラム１の表面に残った残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード６ａ及び掻き落としたトナーを回収するクリーニング容器を備えている。露光ランプ７は、一次帯電器２の上流側に隣接して配置され、クリーニング器６によって清掃された感光ドラム１表面の不要な電荷を除去する。
【００３１】
転写同時定着器は、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で、厚さ数１００μｍ〜数ｍｍで形成されたローラ上の転写同時定着ローラ９ａと、転写同時定着ローラ９ａ内設置されたハロゲン等の加熱源であるヒータ９ｃ、転写同時定着ローラ９ａの温度を検知し所定の温度に保つための温度検知手段としてのサーミスタ９ｄ、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成され表面に数１００μｍ〜５ｍｍのゴムを有し転写同時定着ローラ９ａに圧接し転写材Ｐを担持搬送する加圧ローラ９ｂ、該加圧ローラ９ｂを転写同時定着ローラ９ａへ圧接、離間状態を作る加圧ローラ脱着手段９ｅ、加圧ローラ９ｂをＲ３方向へ回転駆動させる加圧ローラ回転駆動手段９ｆから構成される。
【００３２】
次に、画像形成制御について説明する。
【００３３】
画像形成が始まると、感光ドラム１が矢印Ｒ１方向に回転駆動され、一次帯電器２によって感光ドラム１表面が均一に帯電される。次に、画像信号に基づいて露光装置３から原稿のイエロー成分色の画像信号によるレーザー光がポリゴンミラー（不図示）等を介して帯電済の感光ドラム１の表面を露光する。感光ドラム１の露光を受けた部分は、電荷が除去され、これによりイエローに対応した静電潜像が感光ドラム１上に形成される。
【００３４】
現像装置４においては、イエローの現像器４Ｙが所定の現像位置に配置され、その他の現像器４Ｃ，４Ｍ，４Ｂｋは現像位置から退避される。感光ドラム１上の静電潜像は、現像器４Ｙによってイエロートナーが付着されて顕像化されたトナー像となる。この感光ドラム１上のイエローのトナー像は、中間転写ベルト５ｂへ帯電ローラ５ｂに印加されたバイアスにより転写される。順次上記と同様の動作でＭ，Ｃ，Ｂｋ各色のトナー像が中間転写ベルト５ｂへ転写され、最終的に中間転写ベルト５ｂ上にフルカラーのトナーが転写されることとなる。
【００３５】
次に、本実施の形態の特徴である転写同時定着器の制御について説明する。
【００３６】
加圧ローラ９ｂは、画像形成前、中間転写ベルト５ｂから離間された状態で待機している。画像形成が始まると加圧ローラ回転手段９ｆにより所定の速度で回転し始める。
【００３７】
上記画像形成が最終色の前である３色目、本実施の形態ではＣのトナー像の後端が中間転写ベルトで移動され転写同時定着器の加圧ローラ９ｂの対向部を通過後、回転動作を行った状態で転写ベルトを挟み込むように転写同時定着ローラ９ａへ加圧ローラ着脱手段９ｅにより加圧される。そのとき、加圧ローラ９ｂが回転した状態で加圧されるため、中間転写ベルト５ｂの駆動を不安定にすることはない。
【００３８】
その後、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト５ｂ上に形成され、それと同期して、給紙カセットから給紙された転写材Ｐがレジストローラ１０を経て転写定着位置に搬送される。そして、加熱された転写同時定着ローラ９ｃによって、中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像が転写材Ｐ上に一括して転写同時定着される。
【００３９】
中間転写ベルト５ｂは、その後、冷却ファン１１によって冷却され、転写ベルトクリーニング５ｅによってクリーニングされる。
【００４０】
以上述べてきたように、加圧ローラ９ｂを回転した状態で中間転写ベルト５ｂへ加圧するため、中間転写ベルト９ｂの駆動が不安定になることもなく良好な画像が得られるようになった。
【００４１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、ワンドラム系のフルカラー機について説明したが、本実施の形態では、インライン方式の４Ｄフルカラー機について説明する。
【００４２】
図４に画像形成部の一例の概略構成を示す。
【００４３】
図４に示す画像形成部Ｐは、矢印方向に回転する感光ドラム（第１の像担持体）２１を有しており、その表面は、１次帯電器（帯電手段）２２によって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザ等の露光装置（露光手段）２３による画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置（現像手段）２４の現像スリーブ２４ａによってトナー（現像剤）が付着され、トナー像（現像剤像）として現像される。このトナー像は、転写ローラ２５によって中間転写ベルト（第２の像担持体）２８上に静電的に転写され、中間転写ベルト２８に担持されて矢印Ｘ方向に搬送される。本実施の形態においても、転写ローラ２５には電子導電性のヒドリンゴムの転写ローラを用いた。
【００４４】
一方、トナー像転写時に中間転写ベルト２８に転写されないで感光ドラム２１表面に残ったトナー（１次転写残トナー）は、クリーナーのクリーニングブレード２６によって除去されて廃トナー搬送スクリュー２７によって不図示の廃トナー容器に送られる。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム２１は、次の画像形成に供される。
【００４５】
図５は本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【００４６】
図５に示す画像形成装置は、上記画像形成部を複数（本実施の形態では４つ）並べて構成され、各画像形成部で異なる色のトナー像を形成し、それらを順次重ね合わせることでフルカラー画像を形成する。
【００４７】
この画像形成装置本体内には、矢印Ｘ方向に回転する無端状の中間転写ベルト（第２の像担持体）２８が配設されている。この中間転写ベルト２８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン等のような誘電体樹脂のフィルムによって形成されている。不図示の給紙カセットから取り出された転写材３８は、レジストローラ３２を経て中間転写ベルト２８の転写定着位置に供給される。
【００４８】
中間転写ベルト２８の上方には、４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列状に中間転写ベルト２８の回転方向に沿って配置されている。これらの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、互いにほぼ同様の構成をしているため、以下、画像形成部Ｐａを例に取って構成を説明する。
【００４９】
画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された感光ドラム（第１の像担持体）２１ａを備えている。感光ドラム２１ａの周囲には、１次帯電器（帯電手段）２２ａ、露光装置（露光手段）２３ａ、現像装置（現像手段）２４ａ、転写帯電部材（転写手段）２５ａ、クリーニング装置２６ａ，２７ａ等のプロセス機器が配置されている。ここでは、少なくとも感光ドラム２１ａ、現像装置２４ａ及びクリーニング装置をプロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置本体から着脱自在な構成にしている。
【００５０】
尚、本実施の形態では、画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの現像装置には、それぞれいイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されているが、トナー色はこれに限られず互いに同じ又は異なる色のトナーを自由に組み合わせることができる。
【００５１】
感光ドラム２１ａには、露光装置２３ａから原稿のイエロー成分色の画像信号によるレーザー光がポリゴンミラー（不図示）等を介して投射され、感光ドラム２１ａ上に静電潜像が形成される。これに現像装置２４ａからイエロートナーを供給して現像し、静電潜像がイエロートナー像として可視化される。このトナー像が感光ドラム２１ａの回転に伴って、感光ドラム２１ａと中間転写ベルト２８とが当接する１次転写位置に到来すると、転写帯電部材２５ａに印加した１次転写バイアスによって、感光ドラム２１ａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト２８に転写される（１次転写）。
【００５２】
中間転写ベルト２８のマゼンタトナー像を担持した部位が画像形成部Ｐｂに移動すると、このときまでに画像形成部Ｐｂにおいて上記と同様な方法で感光ドラム２１ｂ上にマゼンタトナー像が形成され、このマゼンタトナー像がイエロートナー像上から中間転写ベルト２８に転写される。
【００５３】
同様に、中間転写ベルト２８が移動するに連れて、画像形成部Ｐｃ，Ｐｄのそれぞれの１次転写位置においてシアントナー像、ブラックトナー像が、前記のイエロートナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。
【００５４】
次に、本実施の形態の特徴である転写同時定着器の制御について説明する。
【００５５】
加圧ローラ９ｂは画像形成前、中間転写ベルト５ａから離間された状態で待機している。画像形成が始まると加圧ローラ回転手段９ｆにより所定の速度で回転し始める。
【００５６】
４色がインラインで形成される本実施の形態では、画像形成中転写同時定着器へ転写同時定着を行う時以外はトナー像が来ることがないため、基本的には加圧ローラを離間しておく必要がない。
【００５７】
しかしながら、中間転写ベルトの回転開始時、加圧ローラが加圧されているとトルクが高いため、中間転写ベルトの回転が安定するまでに時間が掛かってしまう。そのため、画像形成が始まり、中間転写ベルトの駆動が安定した後、加圧ローラは回転動作を行った状態で転写ベルトを挟み込むように転写同時定着ローラ９ａへ加圧ローラ着脱手段９ｅにより加圧される。そのとき、加圧ローラ９ｂが回転した状態で加圧されるため、中間転写ベルトの駆動を不安定にすることはない。
【００５８】
その後、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト上に形成され、それと同期して、給紙カセットから給紙された転写材Ｐがレジストローラ１０を経て転写定着位置に搬送される。そして、加熱された転写同時定着ローラ９ｃによって、中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像が転写材Ｐ上に一括して転写同時定着される。
【００５９】
中間転写ベルト５ａは、その後、冷却ファン１０によって冷却され、転写ベルトクリーニング５ｅによってクリーニングされる。
【００６０】
以上説明したように、加圧ローラを回転した状態で中間転写ベルトへ加圧するため、中間転写ベルトの駆動が不安定になることもなく、良好な画像が得られるようになった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、中間転写体上に一旦形成されたトナー像を中間転写体上から転写材に転写すると同時に定着する画像形成装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１において加熱加圧手段を用いた転写同時定着方式の画像形成装置の概略図である。
【図２】２次転写として静電転写方式を用いた従来の画像形成装置の概略図である。
【図３】２次転写として静電転写方式を用いた従来の画像形成装置における課題を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２のプロセスキット説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，２１  感光ドラム
２，２２  １次帯電器
３，２３  露光装置
４，２４  現像装置
５，２５  転写装置
６    クリーニング器
９    転写同時定着器
１０    レシストローラ
１１    冷却ファン
２８    中間転写ベルト
Ｐ    転写材
【図１】
2005258265.tif 000003
【図２】
2005258265.tif 000004
【図３】
2005258265.tif 000005
【図４】
2005258265.tif 000006
【図５】
2005258265.tif 000007