(57)【要約】【課題】  トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いた画像形成装置において、転写ベルトのトナー像を保持する面に生じる荒れや傷等を簡単に修復できるようにする。【解決手段】  トナー像を保持して回転駆動される転写ベルト１６を用いた画像形成装置１０において、転写ベルトにおけるトナー像を保持する面と反対側の面を支持する支持部材２６を設けると共に、この支持部材と転写ベルトを介して対向する位置において、加熱ローラー２７を、この転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて加熱するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いた画像形成装置において、転写ベルトのトナー像を保持する面と反対側の面を支持する支持部材が設けられると共に、この支持部材と転写ベルトを介して対向する位置において、この転写ベルトのトナー像を保持する面を押圧して加熱する加熱ローラーが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記の加熱ローラーとして、転写ベルトに保持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写ローラーに加熱手段を設けたものを使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記の加熱ローラーとして、記録媒体に転写されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーを使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記の加熱ローラーの外周面の算術平均粗さＲａが６０ｎｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記の加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度が、転写ベルトのトナー像を保持する面を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ±１０℃の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記の加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力が１０Ｎ／ｃｍ２以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。特に、トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いた画像形成装置において、トナー像を保持する転写ベルトの面に生じる荒れや傷等を簡単に修復して、転写ベルトを長期にわたって安定して使用できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機，ファクシミリ，プリンター及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いるようにしたものが存在している。特に、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置においては、複数の感光体にそれぞれ色彩の異なったトナー像を形成し、各感光体に形成された各色彩のトナー像を回転駆動される転写ベルトに順々に転写させて、この転写ベルトにフルカラーのトナー像を保持させ、このように転写ベルトに保持されたフルカラーのトナー像を、転写ベルトから記録媒体に転写させた後、このフルカラーのトナー像を定着ローラー等の定着装置により記録媒体に加熱定着させて、画像形成を行うようにしている。
【０００３】
ここで、前記のようにして長期にわたって画像形成を行うと、次第に、前記の転写ベルトのトナー像を保持する面に荒れや傷等が生じ、これにより形成される画像に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００４】
このため、従来においては、転写ベルトのトナー像を保持する面に荒れや傷等が生じると、この転写ベルトを新しい転写ベルトに交換するようにしていた。しかし、この場合、新しい転写ベルトを交換する作業が面倒で時間がかかり、画像形成装置の使用効率が低下すると共に、コストも高くつくという問題があった。
【０００５】
また、従来においては、特許文献１に示されるように、トナー像が形成される感光体の表面における傷を修復するために、感光体の表面をクリーニングブレードにより削り取るようにしたものや、特許文献２に示されるように、トナー像を記録媒体に加熱定着させるベルト定着装置において、定着ベルトを定着動作時以外の待機時にも回転させ、待機時において、定着ベルトが定着ローラーと加圧ローラーとの間で変形するのを抑制するようにしたものが示されている。
【０００６】
しかし、前記の転写ベルトは、その表面硬度が感光体の表面硬度に比べて高く、特許文献１に示される感光体の場合のように、クリーニングブレードによって転写ベルトの表面を削り取って荒れや傷等を修復するということは困難であった。
【０００７】
また、特許文献２に示されるものは、定着ベルトを定着動作時以外の待機時にも回転させて、待機時において定着ベルトが変形するのを抑制するだけのものであり、前記のように転写ベルトにおいてトナー像を保持する面に生じた荒れや傷等が生じた場合に、これを修復することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１７６２４６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いた画像形成装置において、トナー像を保持する転写ベルトの面に生じる荒れや傷等を簡単に修復して、転写ベルトを長期にわたって安定した状態で使用できるようにし、転写ベルトを新しいものに交換しなくても、長期にわたって良好な画像形成が安定して行えるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置においては、前記の課題を解決するため、トナー像を保持して回転駆動される転写ベルトを用いた画像形成装置において、転写ベルトのトナー像を保持する面と反対側の面を支持する支持部材を設けると共に、この支持部材と転写ベルトを介して対向する位置において、この転写ベルトのトナー像を保持する面を押圧して加熱する加熱ローラーを設けている。
【００１１】
そして、この画像形成装置においては、支持部材と転写ベルトを介して対向する位置において、加熱ローラーを転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて、転写ベルトのトナー像を保持する面を加熱させる。このようにすると、転写ベルトのトナー像を保持する面が加熱ローラーによって押圧された状態で加熱され、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れや傷等が修復されるようになる。
【００１２】
ここで、前記の加熱ローラーを別に設けなくても、例えば、転写ベルトに保持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写ローラーに加熱手段を設けたものや、記録媒体に転写されたトナー像を加熱定着させる定着ローラー等を加熱ローラーとして利用することができる。
【００１３】
また、前記のように加熱ローラーを、転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて加熱させるにあたり、転写ベルトのトナー像を保持する面に接触させる加熱ローラーの外周面の表面粗さが粗いと、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することが困難になる。このため、上記の加熱ローラーとしては、その外周面の算術平均粗さＲａが６０ｎｍ以下のものを用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記のように加熱ローラーを、転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて加熱させる場合において、転写ベルトを加熱させる温度が低いと、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することが困難になる一方、転写ベルトを加熱させる温度が高くなりすぎると、転写ベルトの表面が溶融して変形したりするおそれがある。このため、前記の加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度を、転写ベルトのトナー像を保持する面を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ±１０℃の範囲にすることが好ましく、さらに好ましくは、転写ベルトのトナー像を保持する面を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ±５℃の範囲になるようにする。
【００１５】
また、前記のように加熱ローラーを、転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて加熱させるにあたり、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力が弱いと、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することが困難になる。このため、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１０Ｎ／ｃｍ２以上にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置においては、上記のように支持部材と転写ベルトを介して対向する位置において、加熱ローラーを転写ベルトのトナー像を保持する面に押圧させて加熱させるようにしたため、これにより転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れや傷等が簡単に修復されて、転写ベルトを長期にわたって使用しても適切な画像形成が安定して行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略説明図である。
【図２】上記の実施形態に係る画像形成装置において、転写ベルトに保持されたトナー像を記録媒体に転写させる二次転写ローラーを、転写ベルトのトナー像を保持する面を修復する加熱ローラーに利用した変更例の概略説明図である。
【図３】上記の実施形態に係る画像形成装置において、記録媒体に転写されたトナー像を加熱定着させる定着ローラーを、転写ベルトのトナー像を保持する面を修復する加熱ローラーに利用した変更例の概略説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００１９】
ここで、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０においては、図１に示すように、トナー像が形成される４つの感光体ドラム１１を設けると共に、４つの感光体ドラム１１に対応させて、現像剤中におけるトナーに、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色の色彩の異なるトナーを用いた４つの現像装置１４を設けている。
【００２０】
そして、前記の各感光体ドラム１１を回転させて、各感光体ドラム１１の表面をそれぞれ帯電装置１２によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１１に対して、それぞれ潜像形成装置１３により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１１の表面にそれぞれ静電潜像を形成するようにしている。
【００２１】
次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１１に対して、それぞれ対応する現像装置１４により、それぞれの色彩のトナーを各感光体ドラム１１の静電潜像に供給して現像を行い、各感光体ドラム１１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。
【００２２】
そして、このように各感光体ドラム１１に形成された各色彩のトナー像を、ローラー１５ａ，１５ｂに架け渡されて回転駆動される無端ベルト状の転写ベルト１６に、それぞれ一次転写ローラー１７により順々に一次転写させて、この転写ベルト１６の上にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。一方、上記の転写ベルト１６に転写されずに各感光体ドラム１１の外周面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１８によって除去する。
【００２３】
そして、上記のように転写ベルト１６の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この転写ベルト１６によって一方のローラー１５ａと二次転写ローラー１９とが対向する位置に導くようにすると共に、この画像形成装置１０の下部に収容された記録紙等の記録媒体Ｐを、給紙ローラー２０により給紙してタイミングローラー２１に導き、このタイミングローラー２１により、記録媒体Ｐを上記の転写ベルト１６と二次転写ローラー１９との間に導いて、転写ベルト１６の上に形成されたフルカラーのトナー像を二次転写ローラー１９により記録媒体Ｐに二次転写させるようにしている。
【００２４】
その後、フルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐを、加熱手段２２ａが設けられた定着ローラー２２とこの定着ローラー２２に圧接させる加圧ローラー２３との間に導き、この定着ローラー２２と加圧ローラー２３との間において、記録媒体Ｐに転写されたフルカラーのトナー像を記録媒体Ｐに加熱定着させるようにしている。
【００２５】
そして、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録媒体Ｐを排紙ローラー２４によって排紙させるようにしている。また、記録媒体Ｐに転写されずに上記の転写ベルト１６に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置２５によって転写ベルト１６から除去させるようにしている。
【００２６】
ここで、この実施形態における画像形成装置１０においては、上記のようにトナー像を記録媒体Ｐに転写させる位置よりも、転写ベルト１６の移動方向下流側の位置において、転写ベルト１６のトナー像を保持する面と反対側の面を支持する支持部材２６を設けると共に、加熱手段２７ａが設けられた加熱ローラー２７を、上記の支持部材２６と転写ベルト１６を介して対向する位置に設けている。
【００２７】
そして、この実施形態における画像形成装置１０において、上記の転写ベルト１６を使用した結果、この転写ベルト１６のトナー像を保持する面に荒れや傷等が発生した場合には、上記の支持部材２６によって転写ベルト１６のトナー像を保持する面と反対側の面を支持させた状態で、上記の加熱ローラー２７を転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて、この加熱ローラー２７により、転写ベルト１６のトナー像を保持する面を加熱させるようにする。
【００２８】
このようにすると、転写ベルト１６のトナー像を保持する面が、加熱ローラー２７により押圧された状態で加熱され、トナー像を保持する面における荒れや傷等が修復されるようになる。なお、このように加熱ローラー２７を転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて加熱させる作業を画像形成時に行うと、記録媒体Ｐに転写されずに転写ベルト１６に残ったトナーが、この加熱ローラー２７により転写ベルト１６に加圧・加熱されて融着するおそれがあるため、このような作業を、画像形成を行っていない時点で実施することが好ましい。
【００２９】
ここで、このように加熱ローラー２７を、転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて加熱させ、トナー像を保持する面における荒れや傷等を修復するにあたり、転写ベルト１６のトナー像を保持する面と接触する加熱ローラー２７の外周面の表面粗さが大きい場合には、転写ベルト１６のトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することができなくなるため、この加熱ローラー２７の外周面を鏡面仕上げして、外周面の算術平均粗さＲａが６０ｎｍ以下になったものを用いるようにしている。
【００３０】
また、上記のように加熱ローラー２７を、転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて加熱させるにあたり、転写ベルト１６を加熱させる温度が適切でないと、転写ベルト１６のトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することが困難になったり、転写ベルト１６の表面が溶融して変形したりするおそれがあるため、前記の加熱ローラー２７によって転写ベルト１６を加熱させる加熱温度が、転写ベルトのトナー像を保持する面を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ±１０℃の範囲になるようにしており、より好ましくは、転写ベルトのトナー像を保持する面を構成する材料のガラス転移温度Ｔｇ±５℃の範囲になるようにしている。
【００３１】
また、加熱ローラー２７を、転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて加熱させるにあたり、加熱ローラー２７を転写ベルト１６に押圧させる押圧力が弱いと、転写ベルト１６のトナー像を保持する面における荒れや傷等を十分に修復することが困難になるため、加熱ローラー２７を転写ベルト１６に押圧させる押圧力が１０Ｎ／ｍ２以上になるようにしている。
【００３２】
なお、上記の実施形態においては、トナー像を記録媒体Ｐに転写させる位置よりも、転写ベルト１６の移動方向下流側の位置において、転写ベルト１６のトナー像を保持する面と反対側の面を支持する支持部材２６を設けると共に、この支持部材２６と転写ベルト１６を介して対向する位置に、加熱手段２７ａが設けられた加熱ローラー２７を設けるようにしたが、必ずしも、このような支持部材２６や加熱ローラー２７を別に設ける必要はない。
【００３３】
例えば、図２に示すように、転写ベルト１６の上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに二次転写させる二次転写ローラー１９に加熱手段１９ａを設け、この二次転写ローラー１９を上記の加熱ローラーとして利用すると共に、この二次転写ローラー１９と転写ベルト１６を介して対向する前記のローラー１５ａを支持部材として利用することができる。そして、この場合には、上記のローラー１５ａによって転写ベルト１６のトナー像を保持する面と反対側の面を支持させた状態で、上記の加熱手段１９ａにより二次転写ローラー１９を加熱させ、このように加熱された二次転写ローラー１９を転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させて、転写ベルト１６のトナー像を保持する面における荒れや傷等を修復させるようにする。
【００３４】
また、図３に示すように、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに加熱定着させる加熱手段２２ａが設けられた定着ローラー２２を移動可能に設け、この定着ローラー２２を、転写ベルト１６を挟むようにして前記のローラー１５ａと対向する位置に導くようにし、この定着ローラー２２を上記の加熱ローラーとして利用すると共に、前記のローラー１５ａを支持部材として利用することができる。そして、この場合には、上記のローラー１５ａによって転写ベルト１６のトナー像を保持する面と反対側の面を支持させた状態で、定着ローラー２２をこのローラー１５ａと対向する位置に移動させて、この定着ローラー２２を転写ベルト１６のトナー像を保持する面に押圧させると共に、この定着ローラー２２に設けられた加熱手段２２ａにより定着ローラー２２を加熱させて、転写ベルト１６のトナー像を保持する面における荒れや傷等を修復させるようにする。
【００３５】
次に、市販の画像形成装置（コニカミノルタ社製：ｂｉｚｈｕｂ  Ｃ３５）に、上記の実施形態に示すような支持部材と加熱ローラーとを設けるようした。
【００３６】
ここで、上記の画像形成装置においては、転写ベルトとして、ＰＰＳで構成されてトナー像を保持する面のガラス転移温度Ｔｇが８５〜８８℃程度になったものが用いられ、この転写ベルトの送り速度が２００ｍｍ／ｓであり、転写ベルトに残ったトナー等の残留物を転写ベルトから除去する第２クリーニング装置に、厚みが２ｍｍになったクリーニングブレード（シンジーテック社製：２０１７２９材）を用い、このクリーニングブレードの端部を、転写ベルトの面に０．０３７Ｎ／ｍｍの圧接力で圧接させて、転写ベルトに残ったトナー等の残留物を転写ベルトから除去させるようにしている。
【００３７】
そして、上記の画像形成装置を用いて、Ｂ／Ｗ比が５％になった７万枚の画像形成を行った。この場合、転写ベルトのトナー像を保持する面の算術平均粗さＲａが９９．６ｎｍになっており、上記のクリーニングブレードによる転写ベルトのクリーニングに、クリーニング不良が発生した。
【００３８】
次いで、このようにトナー像を保持する面の算術平均粗さＲａが９９．６ｎｍになって、トナー像を保持する面が荒れた状態になった転写ベルトを回転駆動させながら、上記の支持部材により転写ベルトのトナー像を保持する面と反対側の面を支持させた状態で、転写ベルトのトナー像を保持する面を上記の加熱ローラーにより押圧・加熱させて、転写ベルトのトナー像を保持する面を修復させるにあたり、加熱ローラーの外周面の算術平均粗さＲａ、加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度、及び加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を変更させた実験を行い、転写ベルトに対するクリーニングブレードによるクリーニング性能の変化を調べた。
【００３９】
ここで、下記の表１〜表３に示すように、上記の加熱ローラーとしては、その外周面の算術平均粗さＲａが４０．２ｎｍ，５０．４ｎｍ，５９．５ｎｍ，７０．１ｎｍになった４種類の加熱ローラーを用いると共に、加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度を３０℃，６０℃，８５℃，１０５℃に変更させるようにした。
【００４０】
そして、実験１においては、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を５Ｎ／ｃｍ２にし、実験２においては、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１０Ｎ／ｃｍ２にし、実験３においては、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１５Ｎ／ｃｍ２にし、各加熱ローラーを転写ベルトのトナー像を保持する面にそれぞれ３０分間押圧させるようにした。
【００４１】
また、上記のようにして加熱ローラーにより転写ベルトを押圧・加熱させた後、それぞれ黒ベタ画像を形成し、次いで白ベタ画像を形成し、形成された白ベタ画像の所定の位置における色差を分光測色計（コニカミノルタ社製：ＣＭ２００２）により測定して色差の評価基準ΔＥ＊ａｂを調べ、色差の評価基準ΔＥ＊ａｂが０．１５未満の場合を○、０．１５〜０．２５の場合を△、０．２５を超える場合を×として、クリーニング性能を評価するようにした。
【００４２】
そして、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を５Ｎ／ｃｍ２にした実験１の結果を表１に、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１０Ｎ／ｃｍ２にした実験２の結果を表２に、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１５Ｎ／ｃｍ２にした実験３の結果を表３に示した。
【００４３】
【表１】
2013148811.tif 000003
【００４４】
【表２】
2013148811.tif 000004
【００４５】
【表３】
2013148811.tif 000005
【００４６】
この結果、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を１０Ｎ／ｃｍ２以上にした実験２，３のものは、加熱ローラーを転写ベルトに押圧させる押圧力を５Ｎ／ｃｍ２にした実験１のものに比べて、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れが適切に修復されて、クリーニング性能が改善されていた。
【００４７】
また、外周面の算術平均粗さＲａが６０ｎｍ以下になった加熱ローラーを用いた場合、外周面の算術平均粗さＲａが７０．１ｎｍになった加熱ローラーを用いた場合に比べて、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れが適切に修復されて、クリーニング性能が改善されていた。
【００４８】
また、加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度を、転写ベルトのガラス転移温度Ｔｇである８５〜８８℃に近い温度にすると、転写ベルトのトナー像を保持する面における荒れが適切に修復されて、クリーニング性能が改善されていた。なお、加熱ローラーによって転写ベルトを加熱させる加熱温度を１０５℃にした場合には、この転写ベルトの面が溶融して、その表面粗さが大きくなっていた。
【符号の説明】
【００４９】
１０  画像形成装置
１１  感光体ドラム
１２  帯電装置
１３  潜像形成装置
１４  現像装置
１５ａ  ローラー（支持部材），１５ｂ  ローラー
１６  転写ベルト
１７  一次転写ローラー
１８  第１クリーニング装置
１９  二次転写ローラー（加熱ローラー），１９ａ  加熱手段
２０  給紙ローラー
２１  タイミングローラー
２２  定着ローラー（加熱ローラー），２２ａ  加熱手段
２３  加圧ローラー
２４  排紙ローラー
２５  第２クリーニング装置
２６  支持部材
２７  加熱ローラー，２７ａ  加熱手段
Ｐ  記録媒体
【図１】
2013148811.tif 000006
【図２】
2013148811.tif 000007
【図３】
2013148811.tif 000008