JP2001042665A

JP2001042665A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001042665A
Application number: JP11221258A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nishimura; 克彦西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数個の感光ドラムに形成したトナー像を中
間転写ベルトに転写し、更に転写材に一括転写する方式
の多色画像形成装置において、プロセス速度を高速化し
た場合においても良好な定着性を確保する。【解決手段】二次転写部Ｔ２の前に予熱装置２１を配
置し、転写材Ｐを５０℃に予熱する。この際、転写材Ｐ
の先端から後端にかけて予熱量を制御装置１００により
制御する。これにより、良好な定着性を確保できるとと
もに、均一な光沢度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記
録方式の画像形成装置に関し、特に中間転写体として中
間転写ベルトを用いる画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、多色画像形成装置は種々の方式が
採用されており、例えば、転写ドラムに転写材を巻き付
ける方式や、中間転写体を用いる方法が用いられてい
る。また、プリント速度を重視する多色画像形成装置に
おいては、図８に示すように、イエローＹ、マゼンタ
Ｍ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成ステーションＹ、
Ｍ、Ｃ、Ｋを転写搬送ベルト７に沿って並置した構成を
備えている。そして、像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ
を帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋで帯電した後に露光
装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによりおのおのの像担持体
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに各色の色情報に応じた潜像を
形成させる。その後、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ
により各潜像を現像剤により粉体像として可視化する。
なお、このとき、図８に示すように、おのおのの像担持
体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの距離とプロセス速度に応じ
て、各色のレジストレーションを合わせるために、各画
像形成ステーション間には適度な遅延が必要である。

【０００３】ついで、各像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１
Ｋに対向配置された転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに
より転写搬送ベルト７に吸着搬送させた転写材Ｐ上にお
のおのの像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成した粉
体像を重畳転写させ、定着手段としての定着器８により
未定着の粉体像を転写材Ｐに固定する。

【０００４】転写後に各像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１
Ｋに残留した現像剤はクリーニング装置６Ｙ、６Ｍ、６
Ｃ、６Ｋにより除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、プロセス速度の高速化に対して、確かに転写
までは比較的容易に対応できるものの、定着に関しては
定着器を大型化せざるを得ないのが現状であり、昨今の
多色画像形成装置の高速化・小型化という観点から、早
急に解決しなければならない状況にある。

【０００６】また、低軟化点物質を現像剤に含んだ画像
形成装置においては、低軟化点物質が、定着プロセスの
過程において、例えば、定着器の定着ローラの表面と転
写材表面に分離・析出するいわゆる「火脹れ」という定
着不良が発生していた。

【０００７】従って、本発明の主な目的は、定着手段を
大型化することなく、プロセス速度の高速化に対応でき
る画像形成装置を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、低軟化点物質を含む
現像剤を利用したとしても定着不良の発生を防止できる
画像形成装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、複数個の像担持体に形成した粉体像を中間転写体に
転写し、更に二次転写部にて転写材に一括転写する画像
形成装置において、少なくとも前記二次転写部に到達す
る前の転写材に熱を供給する発熱手段を有することを特
徴とする画像形成装置である。

【００１０】前記発熱手段は面状であることが好まし
い。前記複数個の像担持体はほぼ水平に配置されてお
り、前記中間転写体は少なくともバックアップローラ
と、前記バックアップローラの前記中間転写体移動方向
上流側の駆動ローラとに張設されたベルト体であり、前
記駆動ローラと前記バックアップローラとを結ぶ線が前
記二次転写部に到達する転写材となす角度は４５度以下
であることが好ましい。低軟化点物質を１０部ないし３
０部含んだ現像剤を用いることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。なお、前出の部材
と同一部材については、同一符号を付す。

【００１２】実施例１本発明の第１実施例について図１により説明する。

【００１３】本実施例の画像形成装置は、イエローＹ、
マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成ステーシ
ョンＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを中間転写体である中間転写ベルト
１７の平面部に沿って並置した構成を備えている。

【００１４】各像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを帯電
装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一帯電を行なった
後に、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによりおのおの
の像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに各色の色情報に応
じた潜像を形成する。その後、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４
Ｃ、４Ｋにより各潜像を現像剤により粉体像（トナー
像）として可視化する。なお、このとき、図１に示すよ
うに、像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは一定間隔をお
いて配置されているので、例えば、露光装置３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおける隣接する画像形成ステーション
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光開始時間は、この配置間隔をプロ
セス速度で割った時間だけ遅延させるという考慮がなさ
れている。

【００１５】各々像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に
現像されたトナー像はおのおのの不図示の高圧電源に接
続された一次転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより一
旦中間転写ベルト１７上に一次転写される。

【００１６】一方、中間転写ベルト１７上の先端画像タ
イミングに合わせて、転写材Ｐが給紙ローラ１９により
二次転写部Ｔ２に搬送される。

【００１７】このとき、給紙ローラ１９により搬送を開
始された転写材Ｐは発熱手段としての予熱装置２１によ
って暖められる。この予熱装置２１により、転写材Ｐは
二次転写部Ｔ２の前にて、つまり到達する前に略５０℃
に予熱される。

【００１８】中間転写ベルト１７上のトナー像は不図示
の高圧電源に接続された二次転写装置２０により、中間
転写ベルト１７から予熱搬送された転写材Ｐに二次転写
される。更に引き続き、二次転写された転写材Ｐは定着
手段としての定着器８に搬送され、トナー像が定着され
る。

【００１９】本実施例では、プロセス速度は約１２０ｍ
ｍ／ｓｅｃであり、また像担持体の長手方向の長さは約
２９０ｍｍである。

【００２０】また、本実施例の中間転写ベルト１７は体
積抵抗率１０¹⁰Ω・ｃｍであり、厚さ５０μｍのポリイ
ミド製を用いた。また、中間転写ベルト１７はウレタン
ゴム製の駆動ローラ１８ａと、バックアップローラ１８
ｃと、テンションローラ１８ｂとにたるみのないように
張設され、略１２０ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度で駆動され
る。

【００２１】予熱装置２１は略５００Ｗのハロゲンヒー
ターを用いているが、内部に反射板２１ａを設けて、図
１に示すように、中間転写ベルト１７には不必要な熱が
積極的にはいかないように配慮している。

【００２２】また、一次転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５
Ｋは転写ローラ方式を用い、二次転写装置２０はＮＢＲ
およびヒドリンゴムからなる転写ローラ方式を用いた。
二次転写部Ｔ２におけるバックアップローラ１８ｃは、
金属ローラを用い、加圧力は総圧で略１ｋｇである。

【００２３】本実施例に用いた定着装置８は、直径４０
ｍｍの肉厚２．５ｍｍのアルミ製芯金を肉厚２．５ｍｍ
のシリコンゴムで覆い、更に５０μｍのＰＦＡチューブ
の表層で被覆した定着ローラー８１ａと、肉厚２．５ｍ
ｍのアルミ製芯金を肉厚２．０ｍｍのシリコンゴムで覆
い、更に５０μｍのＰＦＡチューブの表層で被覆した加
圧ローラ８１ｂを用い、加圧力が５０ｋｇ、ニップ幅が
８ｍｍである。また、定着ローラ８１ａおよび加圧ロー
ラ８１ｂの内部には各々略５００Ｗのハロゲンヒーター
８２ａ、８２ｂが内包されている。更に、サーミスタ８
３ａ、８３ｂが各々のローラ表面温調用に配置されてい
る。また、定着ローラ８１ａに近接して、定着時の軽微
なオフセットを拭き取るためにシリコンオイルが含浸さ
れたパッド８４が配置されている。

【００２４】以下、本実施例の予熱装置２１を用いた画
像形成装置における定着性の実験結果について示す。ま
た、比較例としては予熱装置２１を用いない構成とし
た。更に、本実施例における定着ローラ８１ａおよび加
圧ローラ８１ｂの制御温度を（１）１３０℃、（２）１
４０℃、（３）１５０℃とし、比較例では、（１）１７
０℃、（２）１８０℃、（３）１９０℃とした。

【００２５】この実験では、１０５ｇ／ｍ²のＡ３サイ
ズの紙を５０ｍｍの通紙間隔で、通常の実験室環境（２
５℃／５０％Ｒｈ）で行なった。また、図７に示すよう
に、紙Ｐ上には、単色を１００％とすると３００％のト
ナー量を、５０ｍｍ×５０ｍｍのパッチＰ₁〜Ｐ₉として
紙Ｐの長手方向先端、後端、中央、および図中幅方向左
端、右端、中央の計９個所に配置して評価を行なった。

【００２６】また、定着性の評価は○、△、×の三段階
の官能評価で行ない、○は問題なし、△は実用上の使用
限界、×は定着性が不良であり、すぐにトナーが剥がれ
る状況であるとして行なった。

【００２７】以下、表１にその実験結果を示す。

【００２８】

【表１】表１に示したように、本実施例は比較例に比べて、定着
性を満足させるのに必要な定着温度が約４０℃も低くて
よいことがわかる。つまり、本実施例の構成によれば、
定着器を大型化することなく、プロセス速度を上げたと
しても十分定着性を満たすことができる。

【００２９】特に、多色画像形成装置においては、定着
ローラの材質としてシリコンゴムを用いており、その熱
特性から例えば本実施例あるいは比較例にて用いたよう
に、２．５ｍｍのアルミ製の芯金を用い、肉厚が２．０
ｍｍないし２．５ｍｍ程度のシリコンゴムを用いると、
表面の制御温度は略１８０℃が限界であると考えられて
いるが、本実施例によれば、余裕を持って使用できる。

【００３０】また、本実施例においては、中間転写ベル
トとして、材質にポリイミドを用い、その特性を保ちつ
つ、二次転写部の前にて予熱をかけることにより、像担
持体への熱ダメージを最小限にしながら、転写材に対し
て予熱を効果的に与えることが可能である。

【００３１】実施例２つぎに、本発明の第２実施例について図２〜図４により
説明する。

【００３２】本実施例は、予熱装置２２として面状の発
熱体を用いたことを特徴とし、それ以外の構成は、第１
実施例と同様である。

【００３３】本実施例の予熱装置２２は、図３に示すよ
うに、基板２２１と、面状発熱部２２２とから構成さ
れ、基板２２１は中間転写ベルト１７に、面状発熱部２
２２は転写材Ｐにそれぞれ対向するように配置されてい
る。基板２２１は絶縁体になっており、また、熱的にも
断熱されるようになっている。従って、中間転写ベルト
１７への熱的ダメージを最小限にすることが可能であ
る。本実施例ではセラミック製（酸化アルミニウム）の
基板２２１を用い、面状発熱部２２２は約５００Ｗの発
熱層を有している。

【００３４】本実施例で用いた面状の予熱装置２２は、
転写材Ｐに対して均一な熱量を与えることでができるよ
うに、転写材Ｐの搬送方向に対して略一定の間隔を保つ
ように配置され、転写材Ｐと予熱装置２２の間隔は約２
ｍｍである。なお、この間隔が小さいほど予熱装置２２
を小さくできることは容易に推察できる。また、予熱装
置２２は、制御装置（ＣＰＵ）１００により制御され
る。

【００３５】面状の予熱装置２２における最大の利点
は、均一な熱を搬送中の転写材に与えることができるこ
とである。これにより、例えばＡ３サイズの紙を用いた
ときに搬送方向先端部と後端部で光沢度が異なる現象を
解決することができる。

【００３６】すなわち、本実施例においては、転写材Ｐ
の紙先端の位置を不図示のセンサーで検出して、図４の
グラフに示すように、給紙ローラ１９からの時間が経過
するに従って制御装置１００によって予熱装置２２の発
熱量を連続的に増加させるように制御した。

【００３７】以下、表２に本実施例の実験結果を示す。

【００３８】なお、比較例は、第１実施例の比較例と同
じであり、用いた転写材ＰはＡ３サイズのキャノンＮＰ
ドライペーパー６４ｇ／ｍ²である。また、使用した定
着器、あるいはそれ以外のユニットも第１実施例と同様
である。また、光沢度の測定角度は７５°とした。

【００３９】

【表２】表２から分かるように、本実施例のように、搬送路に面
して発熱量を連続的に変化させることができる面状予熱
装置を配置し、転写材の位置に応じて連続的に発熱量を
変化させることで、大サイズ（例えば、Ａ３サイズ）の
紙の先端と後端の光沢度を略均一にすることが可能であ
る。

【００４０】また、本実施例では、予熱装置２２の面状
発熱部２２２を一体としたが、例えば、転写材の搬送方
向に対して分割して各々の制御を行なうことも可能であ
り、転写材Ｐの長手方向に対して、分割された発熱部を
用い、独立して制御することも可能である。

【００４１】上記のように、本実施例によれば、第１実
施例と同様の効果を得ることができるとともに、転写材
の光沢度を略均一にすることができ、画像品質を向上さ
せることができる。

【００４２】実施例３つぎに、本発明の第３実施例について図５により説明す
る。

【００４３】本実施例は、図５に示すように、第２実施
例と概略同様の構成において、中間転写ベルト１７と転
写材のなす角度θを４５°以下に設定することを特徴と
する。すなわち、二次転写部Ｔ２において、駆動ローラ
１８ａとバックアップローラ１８ｃとを結ぶ線が、搬送
されてくる転写材Ｐとなす角度θを４５°以下に設定す
る構成とした。言い換えると、上記角度θの上限を４５
°とした。

【００４４】多色画像形成装置のプロセス速度を増加さ
せたときに、定着性を確保するためには、上述の実施例
で示したように、中間転写ベルトを用い、二次転写部の
前段で予熱装置により転写材に予熱を与えることが効果
的である。

【００４５】そこで、本実施例では、プロセス速度を１
２０ｍｍ／ｓから２４０ｍｍ／ｓに増加させた。

【００４６】下記の表３は本実施例の実験結果を示した
ものである。本実施例では、プロセス速度が２４０ｍｍ
／ｓ、上記の角度θが４５°以下であり、その他の条件
は、第２実施例と同様である。比較例として、第２実施
例を用いた。

【００４７】

【表３】表３に示すように、中間転写ベルト１７と転写材Ｐのな
す角度θを４５°以下にすることで、プロセス速度を上
げても、更に定着性を満足させることができ、また十分
に均一な光沢度を維持することが可能である。

【００４８】実施例４つぎに、本発明の第４実施例について図６により説明す
る。

【００４９】本実施例は、第１実施例の画像形成装置に
おいて、図６に示すような、低軟化点物質を１０ないし
３０部含有した現像剤５０を用いることを特徴とする。

【００５０】図６に示した現像剤５０は、低軟化点物質
（以下、「ワックス」という）５０ｂを樹脂５０ａの中
に内包している。

【００５１】本実施例で用いた転写材は、表面にいわゆ
るワックスが塗布してある「ラベル紙」である。ラベル
紙はその目的から、水をはじくために表面に少量のワッ
クスを塗布してある場合がある。しかしながら、このワ
ックスが表面にあるために、ワックス内包トナーでは、
定着時にそのトナーから出てくるワックスのためにラベ
ル紙の表面にトナーが固着せず、トナーが紙から浮いた
形の「火脹れ」状態が発生していた。

【００５２】本実施例では、上記構成において実験を行
なった。用いたラベル紙はキヤノン国内ラベル紙（０
面：これはＡ４サイズであり、切り目がまったくない均
一なラベル紙である）である。なお、比較例としては、
図８に示した構成の従来例（図７）を用いた。

【００５３】

【表４】表４から分かるように、本実施例においては、上記火脹
れの発生を防止することができた。

【００５４】用いたラベル紙はキヤノン国内ラベル紙で
あったが、効果は面数によらず、例えば２０面（同社
製）でも同様であった。

【００５５】本実施例においては、現像剤中のワックス
が定着器の前で拡散せず、定着器のニップ部において効
果的に拡散しているために、いわゆるワックスの拡散が
進行し、そのため従来発生していた「火脹れ」が解決さ
れているものと推察できる。

【００５６】なお、本実施例では、本発明の効果を示す
ために、キヤノン国内ラベル紙を用いたが、通常の紙、
例えば、Ｘｅｒｏｘ４０２４７５ｇ／ｍ²などを用い
ても同様の効果を得た。

【００５７】本実施例では、第１実施例の多色画像形成
装置を用いたが、第２ないし第３実施例の多色画像形成
装置を用いても同様の結果を得ることができるのはもち
ろんである。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、少なくとも二次転写部に到達
する前の転写材に熱を供給する発熱手段を有することに
より、定着手段を大型化することなく、プロセス速度の
高速化に対応でき、また、低軟化点物質を含む現像剤を
利用したとしても定着不良の発生を防止でき、高品質画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る多色画像形成装置を
示す構成図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る多色画像形成装置を
示す構成図である。

【図３】第２実施例の予熱装置を示す説明図である。

【図４】第２実施例の予熱装置の動作を説明するための
グラフである。

【図５】第３実施例に係る多色画像形成装置を示す構成
図である。

【図６】第４実施例の現像剤を示す断面図である。

【図７】第１実施例において、評価のために形成したパ
ッチの配置を説明するための説明図である。

【図８】従来の多色画像形成装置の一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）８定着器（定着手段）１７中間転写ベルト（中間転写体）１８ａ駆動ローラ１８ｃバックアップローラ２０二次転写装置２１、２２予熱装置（発熱手段）Ｔ２二次転写部

フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA06 CA13 CA14 EA03 EA07 2H030 AA06 AB02 AD01 AD05 BB42 BB44 BB46 BB52 2H032 AA05 BA05 BA09 BA19 BA23 BA25 CA01 2H072 AA30 AA36 AB17 CA01 CA05 CB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の像担持体に形成した粉体像を中
間転写体に転写し、更に二次転写部にて転写材に一括転
写する画像形成装置において、少なくとも前記二次転写部に到達する前の転写材に熱を
供給する発熱手段を有することを特徴とする多色画像形
成装置。
【請求項２】前記発熱手段は面状であることを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記複数個の像担持体はほぼ水平に配置
されており、前記中間転写体は少なくともバックアップ
ローラと、前記バックアップローラの前記中間転写体移
動方向上流側の駆動ローラとに張設されたベルト体であ
り、前記駆動ローラと前記バックアップローラとを結ぶ
線が前記二次転写部に到達する転写材となす角度は４５
度以下であることを特徴とする請求項１または２の画像
形成装置。
【請求項４】低軟化点物質を１０部ないし３０部含ん
だ現像剤を用いることを特徴とする請求項１、２、また
は３の画像形成装置。