JP2005031312A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成された像を第1の中間転写体上に一次転写させた後、第1の中間転写体上の像を第2の中間転写体上に二次転写させ、第2の中間転写体上の像を加熱、加圧して、搬送される記録シート上に転写定着させる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置の分野では、複数の感光体ドラムを有し、各感光体ドラム上に異なる色のトナー像を形成し、これら各色トナー像を順次、中間転写ベルト上に重ねて転写して行き、搬送される用紙上に一括して転写することによりフルカラー像を得る、いわゆる中間転写体方式の複写機が出現している。
【0003】
この中間転写体方式では、通常、中間転写ベルトから用紙へのトナー像の転写は静電転写により行われるのであるが、用紙の表面の微小な凹凸のために、転写位置においてベルトと用紙間のギャップが不均一になって転写電界が乱れ、トナーが飛散してカラー画像の画質劣化を起こす場合がある。
このような静電転写に起因する問題を解消するものとして、例えば中間転写ベルト上に一次転写された各色トナー像をさらに転写定着ベルトに二次転写して、転写定着ベルト上のトナー像を加熱により溶融させ、溶融されたトナー像を用紙に押圧して定着させる、いわゆる転写同時定着方式によるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−56613号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転写同時定着方式の画像形成装置の場合、転写定着ベルトが高温(例えば、150℃程度)に維持されており、また中間転写ベルトと転写定着ベルトが二次転写位置において常時圧接されていることから、例えば待機中において中間転写ベルトは二次転写位置の部分を含めてその周辺領域も高温となる。
【0006】
したがって、コピー動作の開始により、中間転写ベルトが回転すると、中間転写ベルトの高温になった部分が各感光体ドラムに接しながら通過することになり、その熱が感光体ドラムを介して感光体ドラムの周囲に配されている現像器等の各部にも伝わることになる。コピーが頻繁に行われ、現像器の温度が上昇すると、現像器内のトナーがブロッキングを起こして現像が適正に行えなくなったり、感光体ドラム上に形成されたトナー像が軟化により付着してフィルミングと呼ばれる現象が生じ画質劣化を引き起こすという問題が生じる。
【0007】
このような問題を防止するため、例えば待機中に転写定着ベルトの温度を下げることが考えられるが、コピーを行うには、転写定着ベルトの温度を定着温度まで昇温させなければならず、結果的に中間転写ベルトも高温になってしまう。また、中間転写ベルトを強制的に冷却するためのファン等を備えることも考えられるが、送風により中間転写ベルト上の残留トナー等が機内で舞い上がり、感光体ドラムに付着して画質に影響を与えたり、用紙の搬送路に付着して用紙を汚す等といったことが生じ好ましくない。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、転写同時定着方式による画像形成装置において、特別な冷却装置を備えることなく、中間転写体を介しての感光体ドラム等の温度上昇をできるだけ抑えて、温度上昇に起因する画質劣化を低減させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも一の像担持体を有し、当該像担持体上に形成された像を第1の中間転写体上に一次転写させた後、前記第1の中間転写体上の像を第2の中間転写体上に二次転写させ、前記第2の中間転写体上の像を加熱、加圧して、搬送される記録シート上に転写定着させる画像形成装置であって、前記第1と第2の中間転写体を相対的に圧接または離間させる転写体接離手段を備えることを特徴とする。
【0010】
また、前記第1と第2の中間転写体が離間した状態で、少なくとも一方の中間転写体を回転駆動させる第1の回転駆動手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記第1の回転駆動手段により回転駆動される中間転写体表面を清掃するクリーニング手段を備えることを特徴とする。
また、加圧部材と、転写定着位置において、前記加圧部材と前記第2の中間転写体を前記記録シートを介して圧接させ、または前記加圧部材と前記第2の中間転写体を離間させる加圧部材接離手段と、を備えることを特徴とする。
【0011】
また、前記第2の中間転写体と加圧部材とが離間した状態で、前記第2の中間転写体を回転駆動させる第2の回転駆動手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記記録シートの搬送路中における紙詰まりを検出する紙詰まり検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記紙詰まりが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする。
【0012】
また、自装置への電力供給の遮断を検出する電力遮断検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記電力の遮断が検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする。
さらに、自装置がウォームアップ中であるか否かを判定する判定手段を備え、前記転写体接離手段は、前記ウォームアップ中であることが判定されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする。
【0013】
また、前記第1の中間転写体上に形成されるテストパターンを検出するテストパターン検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記テストパターンが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする。
本発明は、少なくとも一の像担持体を有し、当該像担持体上に形成された像を、回転する第1の中間転写体上に一次転写させた後、前記第1の中間転写体上の像を第2の中間転写体上に二次転写させ、前記第2の中間転写体上の像を加熱、加圧して、搬送される記録シート上に転写定着させる画像形成装置であって、前記第1の中間転写体の回転方向に沿って、前記第1の中間転写体上の、最下流に位置する像担持体の一次転写位置から二次転写位置までの距離をL1、二次転写位置から最上流に位置する像担持体の一次転写位置までの距離をL2としたとき、L1<L2の関係になっていることを特徴とする。
【0014】
ここで、一の像担持体を有する構成の場合には、上記最下流の像担持体と上記最上流の像担持体は、当該一の像担持体を意味するものとなる。
また、複数の像担持体が前記回転方向に沿って列設されており、前記第1の中間転写体の回転方向に沿って、前記第1の中間転写体上の、最上流に位置する像担持体の一次転写位置から二次転写位置までの距離をL3としたとき、L3<L2の関係になっていることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)について説明する。
図1は、プリンタ1の全体の構成を示す図である。
【0016】
同図に示すように、プリンタ1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のそれぞれに対応する作像ユニット2Y、2M、2C、2Kと、矢印A方向に回転する中間転写ベルト11を備える中間転写部10と、給紙搬送部20と、矢印B方向に回転する転写定着ベルト31を備える定着部30と、排紙部40と、制御部100および電源部200を備えており、ネットワーク、ここではLANに接続されて、外部の端末装置(不図示)からの印刷(プリント)指示を受け付けると、その指示に基づいてプリントを実行するものである。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をY、M、C、Kと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのY、M、C、Kを添字として付加する。
【0017】
作像ユニット2Y〜2Kは、中間転写ベルト11に対向して回転方向上流側(以降、単に「上流側」という)から回転方向下流側(以降、単に「下流側」という)に沿って所定間隔で直列に配置されており、像担持体としての感光体ドラム3Y〜3Kと、その周囲に配設されたプリントヘッド4Y〜4Kと、帯電器5Y〜5K、現像器6Y〜6K、中間転写ベルト11を挟んで感光体ドラム3Y〜3Kと対向する一次転写ローラ7Y〜7Kおよびクリーナ8Y〜8Kなどを備えている。
【0018】
中間転写部10は、第1の中間転写体としての中間転写ベルト11と、同ベルトが張架される駆動ローラ12、従動ローラ13、テンションローラ14、補助ローラ15および駆動ローラ12を回転駆動させる駆動モータ18、中間転写ベルト11上の残留トナーを掻き取る(清掃する)クリーニング手段としてのクリーナ16と、掻き取られたトナーを回収する廃トナーボックス17などを備えている。
【0019】
中間転写ベルト11としては、公知の、例えばカーボンブラック等の導電性制御剤が添加されたポリイミド、ポリカーボネイト等の単一層からなるシート部材や、トナー離型性が高いシリコン共重合体やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の表面層を有する積層構造のシート部材を用いることができる。
定着部30は、図2の拡大図に示すように、第2の中間転写体としての転写定着ベルト31と、同ベルトが張架される定着ローラ32、二次転写ローラ33と、転写定着ベルト31を介してトナー像を加熱する加熱装置34と、図示しないばね等の付勢部材の付勢により、転写定着位置38において転写定着ベルト31を介して定着ローラ32に圧接される加圧ローラ35と、転写定着ベルト31上の残留トナー等の付着物を除去するクリーニング手段としてのクリーナ36と、温度センサ37および定着ローラ32を回転駆動させる駆動モータ39などを備えている。
【0020】
本実施の形態の定着部30は、定着ローラ32の軸芯321を中心に矢印C方向に揺動自在に保持されている。また、二次転写ローラ33の回転軸には、アクチュエータ50が連結されており、このアクチュエータ50の駆動により定着部50が揺動されて、転写定着ベルト31が中間転写ベルト11に対し、圧接または離間されるようになっている。図2は、転写定着ベルト31が中間転写ベルト11に圧接している状態を示しており、図3は、転写定着ベルト31が中間転写ベルト11から離間している状態を示している。
【0021】
アクチュエータ50は、ソレノイド(不図示)と、二次転写ローラ33の回転軸と連結され、ソレノイドの動作により矢印D方向に移動する連結部材54を備えており、連結部材54を延出させて二次転写ローラ33を転写定着ベルト31、中間転写ベルト11を介して駆動ローラ12に押圧することで転写定着ベルト31を中間転写ベルト11に圧接させ、または連結部材54を後退させて転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる。
【0022】
アクチュエータ50は、制御部100により制御され、後述のように転写定着ベルト31と中間転写ベルト11は、二次転写位置19の部分がプリント動作中に圧接され、それ以外の時(ウォームアップ中、紙詰まり発生時等)には離間されるようになっている。上記ソレノイドは、永久磁石が磁気回路内に配され、無通電状態でプランジャをストロークの一方の位置で保持する、いわゆるラッチ型のものであり、ここでは無通電状態で、定着部30が離間位置(図3)に、通電状態で圧接位置(図2)で保持されるようになっている。
【0023】
なお、アクチュエータとしては、二次転写ローラ33を移動制御できるものであれば、ソレノイドに限られることはない。例えば、カム駆動機構をアクチュエータとして用いることができる。具体的には、二次転写ローラ33の回転軸にカムの周面を当接させ、カムの回転角を制御することにより転写定着ベルト31を中間転写ベルト11に圧接または離間させるものである。また、いわゆる直動(リニア)モータ等を用いることもできる。
【0024】
転写定着ベルト31は、図4に示すように、ベース層311の上に導電性の発熱層312が設けられ、さらにその上に離型層313が設けられて構成されている。
ベース層311としては、例えばカーボンブラック等の導電性制御剤が添加されたポリイミド、ポリエステル等が用いられ、二次転写ローラ33等への伝熱ロスを少なくするため熱伝導率が小さいものが用いられる。
【0025】
発熱層312としては、例えば鉄やコバルトの他にメッキ処理で形成したニッケル、銅等の金属層や真空蒸着等で形成されたアルミニウムや金属酸化物合金が用いられる。
離型層313としては、弾性を有するものが望ましく、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等が用いられる。
【0026】
なお、図5に示すように、発熱層312の上に離型層313を設けただけの構成にすることもできる。この場合、例えば発熱層312には、ニッケル電鋳ベルト等を、離型層313には、PTFE等を用いることができる。
図2に戻って、温度センサ37は、転写定着ベルト31の表面温度を検出するサーミスターからなり、その検出信号を制御部100に送る。制御部100は、温度センサ37からの検出信号に基づいて現在の温度をモニターし、転写定着位置38の温度が所定の定着温度、ここでは約150℃に維持されるように加熱装置34を制御する定着温度制御を行う。
【0027】
加熱装置34は、公知の電磁誘導方式によるものである。すなわち、励磁コイルに駆動電流としての交流電圧が印加されると、転写定着ベルト31の発熱層312を横切るように励磁コイル周辺に磁束を繰り返し発生、消滅させる。変動する磁界が発熱層312を横切ると、発熱層312中に磁界の変化を妨げる磁界を生じるように渦電流が生じ、この渦電流により発熱層312に、その表皮抵抗に比例する電力による熱が発生するものである。
【0028】
図1に戻って、給紙搬送部20は、用紙Sを収容する給紙カセット21と、給紙カセット21内の用紙を1枚ずつ繰り出す繰り出しローラ22と、転写定着位置38に用紙Sを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対23などを備えている。
排紙部40は、排紙ローラ対41および排紙トレイ42などを備えており、転写定着位置38を通過した用紙Sを排紙トレイ42上に排出させる。
【0029】
電源部200は、外部電源(商用交流電源)からの交流電圧を、プリンタ各部の動作に必要になる直流電圧に変換し、変換された直流電圧を制御部100等に供給する。
このような構成において、外部の端末装置からプリント指示を受けると、制御部100は、送信されて来る画像信号を受信して、これをY、M、C、K色のデジタル画像信号に変換し、プリントヘッド4Y〜4Kを駆動させるための駆動信号を生成する。
【0030】
プリントヘッド4Y〜4Kは、制御部100からの駆動信号を受けてレーザ光を発し、このレーザ光を偏向して感光体ドラム3Y〜3K上を主走査方向に露光走査させる。
感光体ドラム3Y〜3Kは、前記露光を受ける前にクリーナ8Y〜8Kで表面の残存トナーが除去され、不図示のイレーサランプに照射されて除電された後、帯電器5Y〜5Kにより一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で上記レーザ光による露光を受けると、感光体ドラム3Y〜3Kの表面に静電潜像が形成される。
【0031】
各静電潜像は、それぞれ各色の現像器6Y〜6Kにより現像され、これにより感光体ドラム3Y〜3K表面にY、M、C、K色のトナー像が作像され、各一次転写位置9Y〜9Kにおいて中間転写ベルト11の裏面側に配設された一次転写ローラ7Y〜7Kの静電的作用により、回転する中間転写ベルト11上に順次転写されていく。
【0032】
この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
中間転写ベルト11上の重ね合わされた各色トナー像は、図2の拡大図に示すように、中間転写ベルト11の回転により二次転写位置19に移動し、二次転写位置19において、二次転写ローラ33の静電的作用により、転写定着ベルト31に一括転写(二次転写)される。転写定着ベルト31は、加熱装置35により加熱されており、この熱が転写定着ベルト31上のトナー像に伝わって、トナー像が溶融状態になる。
【0033】
一方、転写定着ベルト31上のトナー像の転写定着位置38への移動タイミングに合わせて、給紙搬送部20からは、タイミングローラ対23を介して用紙Sが給送されて来ており、転写定着位置38において、転写定着ベルト31上のトナー像が用紙S上に転写同時定着(以下、「転写定着」という。)される。
転写定着位置38を通過した用紙Sは、排紙ローラ対41を介して排紙トレイ42上に排出される。
【0034】
なお、作像ユニット2Kと二次転写位置19との間には、反射型光電センサからなるAIDC(Automatic Image Density Control)センサ51が配置されている。本プリンタ1では、電源投入時等に、Y、M、C、Kの各色について、濃度の異なる複数のトナーパターンを中間転写ベルト11上に形成し、形成された各パターンの濃度を検出して、その検出値に基づいて画像濃度を最適な濃度に補正、維持する公知の自動濃度制御を行うようにしており、AIDCセンサ51は、このパターン濃度検出に用いられる。また、色ずれ防止のために、Y、M、C、Kの各色について、複数のレジストマークを所定のタイミングで中間転写ベルト11上に形成し、各色マークの形成位置を検出して、その検出値に基づいて感光体ドラム3Y〜3Kへの各色ごとの露光走査タイミングを補正する公知のタイミング補正制御も行うようになっており、AIDCセンサ51は、このレジストマーク位置検出にも用いられる。上記自動濃度制御は、例えば特開2001−215762号公報、タイミング補正制御は、例えば特開平5−316378号公報に詳しい。
【0035】
また、用紙搬送路には、ジャムセンサ52、53が配置されている。ジャムセンサ52、53は、搬送される用紙を検出し、搬送方向前方の縁の検出から所定時間経っても後方の縁が検出されない場合には、制御部100により紙詰まり(ジャム)と判断されるようになっている。
また、上記したように、中間転写ベルト11は、プリント動作中に例えば約150℃というような高い温度に熱せられた転写定着ベルト31に圧接する構成になっているため、高耐熱性のものを使用する必要がある。しかしながら、中間転写ベルト11の温度上昇は、二次転写位置19を通過する時間(ニップ通過時間)に依存するので、二次転写位置19における圧接部分のベルト回転方向長さ(ニップ長さ)をベルト材質、特に表面に用いる材料に応じて設定することにより、ある程度耐熱性の低いものを使用することも可能になる。
【0036】
図6は、中間転写ベルトの表面温度とニップ通過時間の関係の典型例を示すグラフである。ポリイミド、ポリカーボネイト等、中間転写ベルトを構成する材料が変わってもほぼこのグラフと同じ傾向を示す。
同図に示すように、例えばニップ通過時間が100〔msec〕の場合、中間転写ベルトの表面温度は、二次転写位置19を通過すると25℃(室温)から125℃まで上昇することがわかる。したがって、125℃程度で軟化し始めるポリカーボネイトを中間転写ベルトの材料として用いる場合を例にとれば、ニップ通過時間を約100〔msec〕以下とする、すなわち中間転写ベルト11の回転速度をVとすると、ニップ長さLを、100・V〔mm〕以下に設定すればベルトが軟化することを防げる。
【0037】
このように、中間転写ベルト11の表面温度が、二次転写位置19を通過した後においてもその耐熱限界温度以下になるようにニップ長さを設定すれば、耐熱性の低い材料を使用することも可能になる。なお、ニップ長さは、二次転写の転写効率を決めるパラメータの一つでもあるので、極端に短くすることはできず、実際には、転写効率との関係で最適な長さが決定される。
【0038】
さらに、二次転写されずに中間転写ベルト11上に残ってしまった残留トナーが二次転写位置19において溶融することがないように、ニップ長さLを設定することもできる。トナーが溶融すると、その溶融したトナーが二次転写位置19通過後に中間転写ベルト11上で固まり、その付着力が強いことからクリーナ16で完全に清掃されずに残ってしまい、そのトナー固着した部分に画像形成ができなくなって画質劣化に繋がるおそれが生じる場合があるからである。トナーの溶融温度が、例えば100℃である場合には、図6からニップ通過時間を約50〔msec〕以下とする、すなわちニップ長さLを、50・V〔mm〕以下に設定すれば良い。
【0039】
図7は、制御部100の構成を示す図である。
同図に示すように、制御部100は、CPU101、通信インターフェース(I/F)部102、ROM103、RAM104および電源遮断検出部105を備えている。
通信I/F部102は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースである。
【0040】
ROM103は、作像ユニット2Y〜2K、中間転写部10における画像形成動作、および給紙搬送部20による用紙の給送動作に関するプログラムなどを格納している。
CPU101は、ROM103から必要なプログラムを読み出して、画像形成動作、用紙の給送動作等をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。また、ジャム検出を行い、ジャム検出後、その詰まっている用紙の除去等がユーザにより行われると、ジャム解除と判断する。また、電源投入、ジャム解除等されるとウォームアップを行い、具体的には転写定着位置38の温度を定着温度まで上昇させる等の処理を行い、プリント可能な状態にするウォームアップ制御を行う。このウォームアップ中には、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる。
【0041】
さらに、CPU101は、AIDCセンサ51、ジャムセンサ52、53、温度センサ37からの検出信号を受信し、自動濃度制御、タイミング補正制御、ジャム検出、定着温度制御、および中間転写ベルト11と転写定着ベルト31のいずれか一方、もしくは両方を強制的に回転させてベルト表面を清掃する清掃制御等を実行する。これら自動濃度制御、タイミング補正制御、清掃制御は、それぞれが所定のタイミング、例えばウォームアップ中、所定枚数のプリント終了時等、制御が必要なタイミングになると、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させた状態で実行される。
【0042】
RAM104は、揮発性のメモリであり、CPU101におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
電源遮断検出部105は、電源部200を介して供給される外部電源の電流値又は電圧値を検出し、停電や誤って電源コンセントが引き抜かれた場合等に、その検出値が所定値以下になると、電源が遮断された旨をCPU101へ通知する。
【0043】
CPU101は、電源が遮断されたことを知ると、電源供給が完全に遮断されるまでの間(例えば、約100〔msec〕の間)に、アクチュエータ50の動作を制御して転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる。
図8は、制御部100によるプリント動作処理の内容を示すフローチャートである。
【0044】
同図に示すように、制御部100は、プリント指示を受け付けると、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11に圧接させる(ステップS11)。具体的には、アクチュエータ50を動作させ、定着部30を離間位置(図3)から圧接位置(図2)に移動させる。この意味で、制御部100、アクチュエータ50、定着部30が転写体接離手段としての機能を有しているものといえる。
【0045】
圧接位置への移動完了後、感光体ドラム3Y〜3K、中間転写ベルト11、転写定着ベルト31等を回転駆動させると共に、プリントヘッド4Y〜4K、給紙搬送部20等の各部を動作させて、指示に基づくプリント動作を開始する(ステップS12)。
そして、ジャム発生の有無を判断する(ステップS13)。ジャムが発生していない場合には(ステップS13で「N」)、ステップS20に移る。
【0046】
ステップS20では、電源が遮断されたか否かを判断する。電源が遮断されていない場合には(ステップS20で「N」)、ステップS21に移る。
ステップS21では、搬送される用紙(複数枚連続してプリントする場合には、最後に給送される用紙)が転写定着位置38を通過したか否かを判断する。この判断は、当該用紙の前方の縁がジャムセンサ53の位置を通過してから所定時間(当該用紙の前方の縁がジャムセンサ53の位置を通過した時点からその後端の縁が転写定着位置38を通過するまでに要する時間)が経過したか否かをタイマー(不図示)で計時することにより行われる。
【0047】
まだ通過していない、すなわち上記所定時間に達していないことを判断すると、ステップS13に戻る。プリント動作中にジャムが発生せず、電源遮断することがない場合には、搬送される用紙が転写定着位置38を通過するまで、ステップS13、S20、S21の処理が繰り返し行われる。
ステップS21で、搬送される用紙が転写定着位置38を通過、すなわち上記所定時間に達したことを判断すると、ステップS22に移って、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる。具体的には、アクチュエータ50を動作させ、定着部30を圧接位置(図2)から離間位置(図3)に移動させる。
【0048】
用紙が排紙トレイ42に排出されると、感光体ドラム3Y〜3K、中間転写ベルト11、転写定着ベルト31等の各部の動作を停止(プリント動作を停止)させ(ステップS23)、プリントを終了する。
一方、プリント中にジャムが発生したことを判断をすると(ステップS13で「Y」)、一旦プリント動作を停止させ(ステップS14)、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる(ステップS15)。
【0049】
そして、ユーザによりジャムが解除されたことを判断すると(ステップS16で「Y」)、ウォームアップやベルト清掃等の、プリント再開のための準備の完了を待って(ステップS17で「Y」)、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11に圧接させ(ステップS18)、プリント動作を再開し(ステップS19)、ステップS20に移る。
【0050】
このようにジャム発生時に転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させることにより、中間転写ベルト11と転写定着ベルト31が長時間(ジャムが解除されるまで)接触し続けることがなくなり、中間転写ベルト11の熱変形等のダメージを防止できる。また、その分、中間転写ベルト11として耐熱性の低い材料のものを使用できる。さらに、中間転写ベルト11上に二次転写前のトナー画像が残っていたとしても、圧接状態のためトナーが溶融し、その溶融したトナーが中間転写ベルト11上に固着するため、クリーナ16で完全に清掃できなくなるといったことを防止できる。換言すれば、固着したトナーをも清掃可能な特製の高価なクリーナを配置する必要が生じない。
【0051】
一方、プリント中に電源が遮断されたことを判断すると(ステップS20で「Y」)、ステップS22に移って、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させ、ステップS23でプリント動作を停止させて、プリントを終了する。電源遮断時に転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる理由は、ジャム発生時の場合と同様である。
【0052】
なお、転写定着ベルト31の圧接、離間のタイミングは、上記のものに限定されることはなく、例えば圧接タイミングを、中間転写ベルト11上のトナー像が二次転写位置19に到達する直前としたり、離間タイミングを、転写定着ベルト31へのトナー像の二次転写終了直後等とすることもできる。この圧接、離間タイミングは、中間転写ベルト11を介しての伝熱により感光体ドラム等の各部の温度が上昇しても、その温度が画質劣化に至ると想定される温度よりも低く抑えられるように、装置の構成、すなわち中間転写ベルト11のベルト長、回転速度、転写定着ベルト31の二次転写位置19における表面温度、二次転写位置19におけるニップ長さ、中間転写ベルト11の回転方向における当該ベルト上の二次転写位置19からY色の一次転写位置9Yまでの距離(当該距離が長いほど冷却時間を多くとれる。)等が総合的に考慮されて、最適なタイミングが実験等から決められる。
【0053】
以上説明したように、本実施の形態のプリンタは、中間転写ベルト11と転写定着ベルト31を二次転写位置19で圧接、離間(接離)可能に構成し、プリント動作中以外には離間させるようにしているので、従来のように常時圧接している構成に比べて中間転写ベルト11の温度上昇を抑えることができ、中間転写ベルトを介して感光体ドラム等の各部材に熱が伝わることによる画質劣化の発生を抑えることができるようになる。
【0054】
また、二次転写位置19をK色の一次転写位置9Kと近く、換言すればY色の一次転写位置9Yから離れた位置にしている。このような位置関係とすることにより、中間転写ベルト11が二次転写位置19通過後にその部分の温度が上昇しても、一次転写位置9Yに達するまでの間に放熱により温度を下げることができ、感光体ドラム等への伝熱をさらに少なくすることができる。
【0055】
また、プリント動作中にジャムが発生した場合、または電源が遮断された場合に離間させることにより、中間転写ベルト11の熱変形を防止でき、耐熱性の低い材料のものを選択使用でき設計の自由度が広がる。さらに、中間転写ベルト11上のトナー固着を防止でき、中間転写ベルト11のクリーナとして、通常の粉体トナー用のものを使用できるという効果を奏する。
【0056】
また、テストパターンとしての、自動濃度制御におけるトナーパターン、タイミング補正制御におけるレジストマークの形成時にも離間させるので、これら中間転写ベルト11上に形成されたテストパターンが転写定着ベルト31に物理的に接触して転写定着ベルト31に移るといったことがなく、転写定着ベルト31が汚れるということもない。また、ウォームアップ中にも離間させているため、中間転写ベルト11への伝熱ロスがなくなり、その分ウォームアップ時間の短縮が可能になる。
【0057】
上記では、ジャム発生時に、中間転写ベルト11と転写定着ベルト31を離間させるとしたが、その際、例えばいずれか一方または両方のベルトを回転駆動させる構成とすることもできる。中間転写ベルト11上に二次転写されていないトナー像が存在していても、転写定着ベルト31の熱により中間転写ベルト11上で固着することがなく、プリント動作の再開までの間にそのトナー像をクリーナ16で清掃することができる。
【0058】
同様に、転写定着ベルト31を回転させると、転写定着ベルト31上に転写定着されていないトナー像(未定着トナー)が残っていても、その未定着トナーをクリーナ36で清掃することができ、プリント動作の再開時に転写定着ベルト31をきれいにしておくことができる。
また、転写定着ベルト31を回転(同時に加圧ローラ35も回転)させる場合、中間転写ベルト11への伝熱を考慮する必要がないので、加熱装置34により転写定着ベルト31の温度を定着温度(第1の温度)よりも高い第2の温度(例えば、定着温度150℃に対し180℃等)にして、未定着トナーをより軟化させて清掃し易くすることもできる。この場合、例えば中間転写ベルト11の回転を止めて、その分の電力を加熱装置34に投入すれば、供給電力を増やすことなくクリーニング性を向上させることが可能になる。なお、上記ベルトを回転させる場合の回転時間、速度等は、予め最適な値が実験等により設定される。
【0059】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、定着ローラ32と加圧ローラ35が転写定着ベルト31を介して常時圧接される構成であったが、本実施の形態では、加圧ローラ35が転写定着ベルト31から離間可能な構成になっており、この点が異なっている。
【0060】
図9は、本実施の形態の定着部70の構成例を示す図であって、加圧ローラ35が転写定着ベルト31から離間している状態を示している。なお、第1の実施の形態と同じ部材については、同符号を付している。
本実施の形態の加圧ローラ35は、その軸芯351を中心に矢印E方向に移動自在に保持されると共に、加圧ローラ35の回転軸には、アクチュエータ60が連結されており、アクチュエータ60の駆動により加圧ローラ35を転写定着ベルト31に対し、圧接または離間できるようになっている。
【0061】
アクチュエータ60は、第1の実施の形態のアクチュエータ50と同様の構成のもの、例えばソレノイド、カム駆動機構等を使用することができる。
アクチュエータ60は、制御部100により、転写定着ベルト31の中間転写ベルト11への接離動作と同タイミング、すなわちプリント動作中に圧接され、それ以外に離間するように制御される。
【0062】
したがって、例えばウォームアップ中では、離間により転写定着ベルト31から加圧ローラ35への伝熱ロスがなくなり、その分ウォームアップ時間の短縮が可能になる。また、プリント中にジャムが発生した時にも離間されることになり、その際、上記したように転写定着ベルト31を回転させる構成にする場合には、離間により、転写定着ベルト31上の未定着トナーが加圧ローラ35に付着しないので、加圧ローラ35が汚れない。また、離間させない構成の場合に比べて転写定着ベルト31の清掃時間を短くできる。これは、本プリンタ1では、加圧ローラ35にクリーナを設けておらず、したがって、離間させない構成の場合、加圧ローラ35に移った未定着トナーが、転写定着ベルト31との圧接により再度転写定着ベルト31に移り(戻り)、クリーナ36で清掃されると想定される時間だけ(例えば、転写定着ベルト31を5回転以上回転させる等)を予め清掃時間として確保しておく必要があったのが不要になるからである。
【0063】
加圧ローラを離間させる構成としては、例えば図10に示すものも考えられる。同図に示す定着部80は、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11と加圧ローラ35から同時に離間させるものである。
ここでは、転写定着ベルト31、定着ローラ32、二次転写ローラ33を含む定着ユニット81が矢印F方向に移動自在に保持されると共に、定着ユニット81がアクチュエータ90と連結されており、アクチュエータ90の駆動により転写定着ベルト31が、中間転写ベルト11と加圧ローラ35に圧接または離間されるようになっている。アクチュエータ90は、上記アクチュエータ50と同様の構成のものを使用でき、制御部100によりプリント動作中に圧接され、それ以外に離間するように制御される。
【0064】
この構成にすれば、アクチュエータを一つ配置するだけで済むと共にアクチュエータの制御動作も簡素化できるので、低コスト化、装置の小型化を図ることができる。
(第3の実施の形態)
本実施の形態では、本発明の画像形成装置を、ロータリー状に配置された4台の現像器を順次切り換えて使用する、いわゆる4サイクル型デジタルカラープリンタに適用した場合の例を説明する。
【0065】
図11は、4サイクル型デジタルカラープリンタ200(以下、「プリンタ200」という。)の構成例を示す図である。
同図に示すように、プリンタ200は、感光体ドラム201と、現像装置204と、中間転写ベルト208と、定着部220と、給紙搬送部240および制御部260等を備えている。
【0066】
制御部260は、LANを介して外部の端末装置からプリント指示を受けると、受信した画像信号をY色のデジタル画像信号に変換し、プリントヘッド203を駆動させるための駆動信号を生成する。
プリントヘッド203は、制御部260からの駆動信号を受けてレーザ光を発し、このレーザ光を偏向して感光体ドラム201上を露光走査させる。
【0067】
感光体ドラム201は、前記露光を受ける前にクリーナ205で表面の残存トナーが除去され、不図示のイレーサランプに照射されて除電された後、帯電器202により一様に帯電されており、帯電した状態で上記レーザ光による露光を受けると、感光体ドラム201表面にY色画像の静電潜像が形成される。
現像装置204は、Y、M、C、Kの各色用の現像器204Y〜204Kが回転軸2041を中心にロータリー状に配置されており、回転軸2041回りに回転してそれぞれの現像器204Y〜204Kが感光体ドラム201と対向する現像位置に移動可能に保持されている。
【0068】
感光体ドラム201に形成されたY色画像の静電潜像は、現像器204Yにより現像され、これにより感光体ドラム201表面にY色のトナー像が作像され、一次転写位置2061において中間転写ベルト208の裏面側に配設された一次転写ローラ206の静電的作用により、Y色のトナー像が中間転写ベルト208上に一次転写される。
【0069】
中間転写ベルト208は、駆動ローラ210、従動ローラ209、テンションローラ207により張架され、矢印G方向に回転駆動される。
中間転写ベルト208上に一次転写されたY色のトナー像は、中間転写ベルト208の回転により、再び転写ローラ206の位置まで戻される。その際、転写定着ベルト221は、中間転写ベルト208から離間されている。
【0070】
中間転写ベルト208が1回転する間に、現像装置204の回転により、現像器204Mが現像位置に移動し、M色の画像に対する感光体ドラム201への露光、現像が行われて、感光体ドラム201表面にM色のトナー像が作像され、一次転写位置2061において中間転写ベルト208上に一次転写される。この際、M色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11上のY色のトナー像と同じ位置に重ね合わせて転写されるように予め決められたタイミングで実行される。上記同様の動作をC色、K色について順次実行し、中間転写ベルト11上にYMCKの4色のトナー像が一次転写される。なお、図中、211は中間転写ベルト208の清掃用のクリーナ、212はAIDCセンサである。
【0071】
定着部220は、基本的に第1の実施の形態と同様の構成であり、矢印H方向に回転する転写定着ベルト221と、二次転写ローラ222と、定着ローラ223と、加圧ローラ224および加熱装置225等を備えている。また、定着ローラ223の回転軸を中心に矢印J方向に揺動自在に保持され、アクチュエータ230の動作により、転写定着ベルト221が中間転写ベルト208に圧接、離間されるようになっている。
【0072】
中間転写ベルト208上に各色トナー像が一次転写されると、転写定着ベルト221が中間転写ベルト208に圧接され、二次転写位置2221において各色トナー像が中間転写ベルト208から転写定着ベルト221に一括転写される。転写定着ベルト221に二次転写されたトナー像は、加熱装置225の加熱により溶融状態にされ、転写定着ベルト221の回転により転写定着位置226に移動する。この移動タイミングに合わせて、給紙搬送部240からは、タイミングローラ対241を介して用紙Sが給送されて来ており、転写定着位置226においてトナー像が用紙S上に転写定着される。用紙Sが転写定着位置226を通過すると、転写定着ベルト221が中間転写ベルト208から離間される。転写定着位置226を通過した用紙Sは、排紙ローラ対251を介して排紙トレイ252上に排出される。
【0073】
このように4サイクル型のプリンタの場合にも、転写定着ベルト221の圧接、離間の構成を設けることにより、中間転写ベルト208の温度上昇を抑えることができ、中間転写ベルト208を介して感光体ドラム201等に熱が伝わることによる画質劣化の発生を抑えることができる。
また、プリント中のジャム発生時、電源遮断の検出時、ウォームアップ中のそれぞれに転写定着ベルト221を中間転写ベルト208から離間させることにより、中間転写ベルトの熱変形の防止、耐熱性の低い材料の選択使用可能等の効果を得ることができる。
【0074】
(変形例)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記第1の実施の形態では、プリント中に、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11から離間させる構成に加えて、二次転写位置19をK色の一次転写位置9K近くに配置し、Y色の一次転写位置から離す構成とすることで、感光体ドラム等の温度上昇を抑えるようにしたが、例えば中間転写ベルトの接離構成をとらずに(圧接させたままの状態にして)、二次転写位置をY色の一次転写位置からなるべく離すようにすることで、感光体ドラム等の温度上昇を抑えるように構成することも可能である。
【0075】
すなわち、図1において、ベルト回転方向に沿って、中間転写ベルト11上の、最下流に位置するK色の一次転写位置9Kから二次転写位置19までの距離をL1、二次転写位置19から最上流に位置するY色の一次転写位置9Yまでの距離をL2としたとき、L2をより大きく(L1を小さく)とるものである。中間転写ベルト11の放熱時間の確保の観点から、例えばL1、L2の値は、L1<L2、すなわち二次転写位置19を、中間転写ベルト11上において、K色の一次転写位置9Kから、当該ベルト回転方向に沿って一次転写位置9KからY色の一次転写位置9Yまでの距離の半分の位置までの間に設定することが望ましい。また、例えばベルト周長の半分の長さを放熱に当てる場合、例えばY色の一次転写位置9Yから二次転写位置19までの距離をL3としたとき、L3<L2とすることができる。
【0076】
第3の実施の形態の場合、図11において、L1は、ベルト回転方向に沿って、一次転写位置2061から二次転写位置2221までの距離(これは上記L3でもある。)、L2は、二次転写位置2221から一次転写位置2061までの距離になる。
なお、中間転写ベルト11の熱伝導等の関係から、二次転写位置19を一次転写位置9Kに近接させることができない場合には、一次転写位置と二次転写位置を、ほぼL2=L3になる位置関係とすることも可能であろう。
【0077】
(2)上記実施の形態では、定着部30を揺動させて、転写定着ベルト31を中間転写ベルト11に圧接、離間させる構成としたが、例えば中間転写ベルト11の方を移動させて、転写転写ベルト31に圧接、離間させる構成とすることもできる。要するに、双方のベルトが相対的に移動して、圧接、離間される構成であれば良いのである。このことは、加圧ローラ35を転写定着ベルト31に圧接、離間させる構成についても同じことである。
【0078】
(3)上記実施の形態では、定着部の加熱装置として電磁誘導によるものを用いたが、これに限定されず、例えば抵抗発熱体、ハロゲンヒータ等を用いることもできる。また、中間転写ベルト、転写定着ベルトは、中間転写体として機能できるものであればベルト状に限定されず、例えばドラム状のものを使用することもできる。
【0079】
(4)上記実施の形態では、本発明をデジタルカラープリンタに適用した場合の例を説明したが、転写定着方式による画像形成装置であれば、複写機、ファクシミリ装置などの装置一般に適用できる。また、カラーの画像形成が可能な装置に限定されず、例えばモノクロの画像形成を行う画像形成装置にも適用可能である。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、少なくとも一の像担持体を有し、当該像担持体上に形成された像を第1の中間転写体上に一次転写させた後、前記第1の中間転写体上の像を第2の中間転写体上に二次転写させ、前記第2の中間転写体上の像を加熱、加圧して、搬送される記録シート上に転写定着させる画像形成装置であって、前記第1と第2の中間転写体を相対的に圧接または離間させる転写体接離手段を備えることを特徴としている。
【0081】
したがって、例えば画像形成動作中以外に第1と第2の中間転写体を離間させるようにすれば、従来のように常時圧接している構成に比べて第1の中間転写体の温度上昇を抑えることができ、特別な冷却装置を備えなくても、第1の中間転写体を介して像担持体等の各部材に熱が伝わることによる画質劣化の発生を抑えることが可能になる。
【0082】
また、前記第1と第2の中間転写体が離間した状態で、少なくとも一方の中間転写体を回転駆動させる第1の回転駆動手段を備えることを特徴としている。
このようにすれば、いずれか一方の中間転写体を独立して動作させることができ、例えば中間転写体の清掃など必要な処理を個別に行うことが可能になる。
また、前記第1の回転駆動手段により回転駆動される中間転写体表面を清掃するクリーニング手段を備えることを特徴としている。
【0083】
このようにすれば、第1と第2の中間転写体が離間している状態で、中間転写体表面を清掃することが可能になる。
また、加圧部材と、転写定着位置において、前記加圧部材と前記第2の中間転写体を前記記録シートを介して圧接させ、または前記加圧部材と前記第2の中間転写体を離間させる加圧部材接離手段と、を備えることを特徴としている。
【0084】
このようにすれば、第2の中間転写体から加圧部材に伝わる熱を少なくでき、熱効率を向上できる。
また、前記第2の中間転写体と加圧部材とが離間した状態で、前記第2の中間転写体を回転駆動させる第2の回転駆動手段を備えることを特徴としている。
例えば、第2の中間転写体を第1の中間転写体と加圧部材の双方から離間させた状態で回転させることができ、例えば清掃など必要な処理を容易に行うことが可能になる。
【0085】
また、前記記録シートの搬送路中における紙詰まりを検出する紙詰まり検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記紙詰まりが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴としている。
このようにすれば、紙詰まりにより、例えば第1の中間転写体上に未定着像としてトナー像が残っていたとしても、そのトナー像が二次転写位置において第2の中間転写体の熱により第1の中間転写体上に固着するといったことを防止でき、第1の中間転写体上の清掃が容易になる。
【0086】
また、自装置への電力供給の遮断を検出する電力遮断検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記電力の遮断が検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴としている。
このようにすれば、電力遮断により、例えば第1の中間転写体上に未定着像としてトナー像が残っていたとしても、そのトナー像が二次転写位置において第2の中間転写体の熱により第1の中間転写体上に固着するといったことを防止でき、第1の中間転写体上の清掃が容易になる。
【0087】
また、自装置がウォームアップ中であるか否かを判定する判定手段を備え、前記転写体接離手段は、前記ウォームアップ中であることが判定されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴としている。
このようにすれば、ウォームアップ中に、例えば第2の中間転写体を加熱して昇温させる場合に、その熱の一部が二次転写位置を介して第1の中間転写体に逃げてしまうといったことを防止でき、ウォームアップをより早く終わらせることができる。また、離間させない場合に比べて加熱による消費電力を少なく済ませられる。
【0088】
また、前記第1の中間転写体上に形成されるテストパターンを検出するテストパターン検出手段を備え、前記転写体接離手段は、前記テストパターンが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴としている。
このようにすれば、第1の中間転写体上に形成されたテストパターンが第2の中間転写体に物理的に当接することがなくなり、圧接によるテストパターンのつぶれや第2の中間転写体の汚れを防止できる。
【0089】
本発明は、少なくとも一の像担持体を有し、当該像担持体上に形成された像を、回転する第1の中間転写体上に一次転写させた後、前記第1の中間転写体上の像を第2の中間転写体上に二次転写させ、前記第2の中間転写体上の像を加熱、加圧して、搬送される記録シート上に転写定着させる画像形成装置であって、前記第1の中間転写体の回転方向に沿って、前記第1の中間転写体上の、最下流に位置する像担持体の一次転写位置から二次転写位置までの距離をL1、二次転写位置から最上流に位置する像担持体の一次転写位置までの距離をL2としたとき、L1<L2の関係になっていることを特徴としている。
【0090】
このようにすれば、従来のような、第1の中間転写体の回転方向において、二次転写位置から最上流の像担持体の一次転写位置までの距離が極めて短いため、二次転写位置通過後に第1の中間転写体の放熱を十分に行えない構成に比べて、第1の中間転写体の二次転写位置通過後の温度を低く抑えることができ、像担持体等の各部の温度上昇による画質劣化の防止が可能になる。
【0091】
また、複数の像担持体が前記回転方向に沿って列設されており、前記第1の中間転写体の回転方向に沿って、前記第1の中間転写体上の、最上流に位置する像担持体の一次転写位置から二次転写位置までの距離をL3としたとき、L3<L2の関係になっていることを特徴としている。
このようにすれば、二次転写位置から最上流の像担持体の一次転写位置までの距離をより長くとることが可能になり、その分第1の中間転写体の放熱を十分に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態におけるプリンタの全体の構成を示す図である。
【図2】転写定着ベルトが中間転写ベルトに圧接している状態を示す図である。
【図3】転写定着ベルトが中間転写ベルトから離間している状態を示す図である。
【図4】転写定着ベルトの構成を示す図である。
【図5】転写定着ベルトの別の構成を示す図である。
【図6】中間転写ベルトの表面温度とニップ通過時間の関係の典型例を示す図である。
【図7】制御部の構成を示す図である。
【図8】上記制御部によるプリント動作処理の内容を示すフローチャートである。
【図9】第2の実施の形態における定着部の構成例を示す図である。
【図10】上記とは別の定着部の構成例を示す図である。
【図11】第3の実施の形態におけるプリンタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
1、200 プリンタ
2Y、2M、2C、2K 作像ユニット
3Y、3M、3C、3K、201 感光体ドラム
9Y、9M、9C、9K、2061 一次転写位置
11、208 中間転写ベルト
19、2221 二次転写位置
31、221 転写定着ベルト
34、225 加熱装置
35、224 加圧ローラ
38、226 転写定着位置
50、60、90、230 アクチュエータ
100、260 制御部
101 CPU
105 電源遮断検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, after an image formed on an image carrier is primarily transferred onto a first intermediate transfer member, the image on the first intermediate transfer member is secondarily transferred onto a second intermediate transfer member. The present invention relates to an image forming apparatus in which an image on a second intermediate transfer member is heated and pressed to be transferred and fixed onto a conveyed recording sheet.
[0002]
[Prior art]
In the field of image forming apparatuses, a plurality of photoconductive drums are formed, toner images of different colors are formed on the photoconductive drums, and the color toner images are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt, 2. Description of the Related Art A so-called intermediate transfer type copier has emerged that obtains a full-color image by batch transfer onto a conveyed sheet.
[0003]
In this intermediate transfer system, the toner image is normally transferred from the intermediate transfer belt to the sheet by electrostatic transfer. However, due to minute irregularities on the surface of the sheet, the transfer between the belt and the sheet at the transfer position is performed. In some cases, the gap is non-uniform, the transfer electric field is disturbed, and the toner is scattered to cause deterioration of the image quality of the color image.
In order to eliminate such problems caused by electrostatic transfer, for example, each color toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt is further transferred onto the transfer fixing belt, and the toner image on the transfer fixing belt is heated. There has been proposed a so-called simultaneous transfer fixing method in which the toner image is melted by the above-mentioned method and the melted toner image is pressed and fixed on a sheet (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-56613 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional image forming apparatus of the conventional simultaneous transfer and fixing method, the transfer fixing belt is maintained at a high temperature (for example, about 150 ° C.), and the intermediate transfer belt and the transfer fixing belt are always in pressure contact at the secondary transfer position. Therefore, for example, during standby, the intermediate transfer belt, including the secondary transfer position, also has a high temperature in the peripheral area.
[0006]
Accordingly, when the intermediate transfer belt rotates due to the start of the copying operation, the high temperature portion of the intermediate transfer belt passes while contacting each photosensitive drum, and the heat passes through the photosensitive drum. It is also transmitted to each part such as a developing unit arranged around. If copying is performed frequently and the temperature of the developing device rises, the toner in the developing device will block and development will not be performed properly, or the toner image formed on the photosensitive drum will adhere to the film due to softening. This causes a problem that a phenomenon called “ming” occurs and causes image quality degradation.
[0007]
In order to prevent such problems, for example, it is conceivable to lower the temperature of the transfer and fixing belt during standby, but in order to perform copying, the temperature of the transfer and fixing belt must be raised to the fixing temperature, and as a result Therefore, the intermediate transfer belt also becomes hot. It is also conceivable to provide a fan or the like for forcibly cooling the intermediate transfer belt. However, the residual toner on the intermediate transfer belt rises in the machine due to the air flow and adheres to the photosensitive drum, affecting the image quality. Or adhere to the paper transport path and soil the paper.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems. In an image forming apparatus using a simultaneous transfer and fixing method, a photoconductive drum or the like via an intermediate transfer member is provided without a special cooling device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the temperature rise as much as possible and reducing the image quality deterioration caused by the temperature rise.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has at least one image carrier, and after primary transfer of an image formed on the image carrier onto a first intermediate transfer member The image on the first intermediate transfer member is secondarily transferred onto the second intermediate transfer member, and the image on the second intermediate transfer member is heated and pressurized to be transferred onto the conveyed recording sheet. An image forming apparatus for fixing, comprising a transfer body contacting / separating means for relatively pressing or separating the first and second intermediate transfer bodies.
[0010]
The image forming apparatus further includes a first rotation driving unit that rotates at least one of the intermediate transfer members in a state where the first and second intermediate transfer members are separated from each other.
Further, the image forming apparatus further comprises a cleaning unit that cleans the surface of the intermediate transfer member that is rotationally driven by the first rotational driving unit.
Further, the pressure member and the second intermediate transfer member are pressed against each other via the recording sheet at the transfer member and the transfer fixing position, or the pressure member and the second intermediate transfer member are separated from each other. Pressurizing member contacting / separating means.
[0011]
The second intermediate transfer member may further include a second rotation driving unit that rotationally drives the second intermediate transfer member in a state where the second intermediate transfer member and the pressure member are separated from each other.
Furthermore, a paper jam detecting means for detecting a paper jam in the recording sheet conveyance path is provided, and the transfer body contacting / separating means detects the first and second intermediate transfer bodies when the paper jam is detected. They are separated from each other.
[0012]
In addition, the apparatus includes power interruption detection means for detecting interruption of power supply to the apparatus, and the transfer body contact / separation means separates the first and second intermediate transfer bodies when the power interruption is detected. It is characterized by making it.
Further, the image forming apparatus includes a determination unit that determines whether or not the apparatus is warming up. When the transfer body contact / separation unit determines that the warming up is being performed, the first intermediate unit and the second intermediate unit are determined. The transfer member is separated.
[0013]
In addition, a test pattern detection unit that detects a test pattern formed on the first intermediate transfer member is provided, and the transfer member contact / separation unit detects the test pattern when the test pattern is detected. The intermediate transfer member is separated.
The present invention has at least one image carrier, and after the image formed on the image carrier is primarily transferred onto the rotating first intermediate transfer member, the first intermediate transfer member An image forming apparatus that secondarily transfers the image on a second intermediate transfer member, heats and pressurizes the image on the second intermediate transfer member, and transfers and fixes the image onto a conveyed recording sheet, The distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the image carrier located on the most downstream side on the first intermediate transfer body along the rotation direction of the first intermediate transfer body is L1, and the secondary transfer When the distance from the position to the primary transfer position of the image carrier located at the most upstream is L2, the relationship is L1 <L2.
[0014]
Here, in the case of a configuration having one image carrier, the most downstream image carrier and the most upstream image carrier mean the one image carrier.
In addition, a plurality of image carriers are arranged along the rotation direction, and an image positioned on the uppermost stream on the first intermediate transfer body along the rotation direction of the first intermediate transfer body. When the distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the carrier is L3, the relationship is L3 <L2.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with respect to a tandem color digital printer (hereinafter simply referred to as “printer”).
FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of the printer 1.
[0016]
As shown in the figure, the printer 1 includes
[0017]
The image forming units 2Y to 2K face the
[0018]
The
[0019]
Examples of the
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the fixing
[0020]
The fixing
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The actuator is not limited to a solenoid as long as it can control the movement of the
[0024]
As shown in FIG. 4, the
As the
[0025]
As the
The
[0026]
Note that, as shown in FIG. 5, a configuration in which a
Returning to FIG. 2, the
[0027]
The
[0028]
Returning to FIG. 1, the paper feeding / conveying
The
[0029]
The
In such a configuration, when a print instruction is received from an external terminal device, the
[0030]
The print heads 4Y to 4K receive a drive signal from the
The
[0031]
The electrostatic latent images are developed by the developing devices 6Y to 6K for the respective colors, whereby Y, M, C, and K toner images are formed on the surfaces of the
[0032]
At this time, the image forming operation for each color is executed while shifting the timing from the upstream side toward the downstream side so that the toner image is primarily transferred to the same position on the
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the color toner images superimposed on the
[0033]
On the other hand, the sheet S is fed from the paper feeding / conveying
The paper S that has passed through the transfer and fixing
[0034]
Note that an AIDC (Automatic Image Density Control)
[0035]
Further,
Further, as described above, the
[0036]
FIG. 6 is a graph showing a typical example of the relationship between the surface temperature of the intermediate transfer belt and the nip passage time. Even if the material constituting the intermediate transfer belt is changed, such as polyimide and polycarbonate, the same tendency as this graph is shown.
As shown in the figure, for example, when the nip passage time is 100 [msec], the surface temperature of the intermediate transfer belt rises from 25 ° C. (room temperature) to 125 ° C. after passing the
[0037]
In this way, if the nip length is set so that the surface temperature of the
[0038]
Further, the nip length L can be set so that residual toner that has not been subjected to the secondary transfer and remains on the
[0039]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the
As shown in the figure, the
The communication I /
[0040]
The
The
[0041]
Further, the
[0042]
The
The power
[0043]
When the
FIG. 8 is a flowchart showing the contents of the print operation process by the
[0044]
As shown in the figure, when receiving a print instruction, the
[0045]
After completion of the movement to the press contact position, the
Then, it is determined whether or not a jam has occurred (step S13). If a jam has not occurred ("N" in step S13), the process proceeds to step S20.
[0046]
In step S20, it is determined whether or not the power supply is shut off. If the power is not shut off (“N” in step S20), the process proceeds to step S21.
In step S <b> 21, it is determined whether or not the conveyed paper (the last paper to be fed when a plurality of sheets are continuously printed) has passed the transfer and fixing
[0047]
If it is determined that it has not yet passed, that is, the predetermined time has not been reached, the process returns to step S13. If a jam does not occur during the printing operation and the power is not shut off, the processes in steps S13, S20, and S21 are repeated until the conveyed paper passes the transfer and fixing
If it is determined in step S21 that the conveyed paper has passed the
[0048]
When the paper is discharged to the
On the other hand, when it is determined that a jam has occurred during printing (“Y” in step S13), the printing operation is temporarily stopped (step S14), and the
[0049]
When it is determined by the user that the jam has been released (“Y” in step S16), waiting for completion of preparation for resuming printing such as warm-up and belt cleaning (“Y” in step S17). The
[0050]
Thus, by separating the
[0051]
On the other hand, if it is determined that the power is cut off during printing (“Y” in step S20), the process proceeds to step S22, the
[0052]
The pressure contact and separation timings of the
[0053]
As described above, the printer according to the present embodiment is configured such that the
[0054]
Further, the
[0055]
Further, when the jam occurs during the printing operation or when the power is shut off, the
[0056]
Further, the test pattern formed on the
[0057]
In the above description, when the jam occurs, the
[0058]
Similarly, when the transfer and fixing
When the
[0059]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the fixing
[0060]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the fixing
The
[0061]
As the
The
[0062]
Therefore, for example, during warm-up, there is no heat transfer loss from the
[0063]
As a configuration for separating the pressure rollers, for example, the one shown in FIG. 10 can be considered. A fixing
Here, the fixing
[0064]
With this configuration, it is only necessary to arrange one actuator, and the control operation of the actuator can be simplified, so that the cost can be reduced and the apparatus can be downsized.
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example will be described in which the image forming apparatus of the present invention is applied to a so-called four-cycle type digital color printer that sequentially uses four developing devices arranged in a rotary manner.
[0065]
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a 4-cycle digital color printer 200 (hereinafter referred to as “
As shown in the figure, the
[0066]
When receiving a print instruction from an external terminal device via the LAN, the
The
[0067]
The
In the developing
[0068]
The electrostatic latent image of the Y color image formed on the
[0069]
The
The Y-color toner image primarily transferred onto the
[0070]
While the
[0071]
The fixing
[0072]
When each color toner image is primarily transferred onto the
[0073]
As described above, even in the case of a four-cycle type printer, the temperature increase of the
Further, by separating the
[0074]
(Modification)
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications may be considered.
(1) In the first embodiment, in addition to the configuration in which the
[0075]
That is, in FIG. 1, the distance from the
[0076]
In the case of the third embodiment, in FIG. 11, L1 is a distance from the
If the
[0077]
(2) In the above embodiment, the fixing
[0078]
(3) In the above-described embodiment, an electromagnetic induction device is used as the fixing device heating device. However, the heating device is not limited to this. For example, a resistance heating element, a halogen heater, or the like can be used. Further, the intermediate transfer belt and the transfer fixing belt are not limited to a belt shape as long as they can function as an intermediate transfer member, and for example, a drum-shaped belt can also be used.
[0079]
(4) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a digital color printer has been described. However, any image forming apparatus using a transfer and fixing method can be applied to general apparatuses such as a copying machine and a facsimile machine. Further, the present invention is not limited to an apparatus capable of forming a color image, and can be applied to an image forming apparatus that forms a monochrome image, for example.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus according to the present invention has at least one image carrier, and after the image formed on the image carrier is primarily transferred onto the first intermediate transfer member, The image on the first intermediate transfer member is secondarily transferred onto the second intermediate transfer member, the image on the second intermediate transfer member is heated and pressurized, and transferred and fixed onto the conveyed recording sheet. The image forming apparatus includes a transfer body contact / separation unit that relatively presses or separates the first and second intermediate transfer bodies.
[0081]
Therefore, for example, if the first and second intermediate transfer members are separated from each other except during the image forming operation, the temperature increase of the first intermediate transfer member can be suppressed as compared with the conventional configuration in which the first and second intermediate transfer members are always in pressure contact. Even without a special cooling device, it is possible to suppress the occurrence of image quality degradation due to heat transmitted to each member such as an image carrier through the first intermediate transfer member.
[0082]
Further, the image forming apparatus includes a first rotation driving unit that rotates at least one of the intermediate transfer members in a state where the first and second intermediate transfer members are separated from each other.
In this way, any one of the intermediate transfer members can be operated independently, and for example, necessary processing such as cleaning of the intermediate transfer member can be performed individually.
The image forming apparatus further includes a cleaning unit that cleans the surface of the intermediate transfer member that is rotationally driven by the first rotational driving unit.
[0083]
In this way, it is possible to clean the surface of the intermediate transfer member while the first and second intermediate transfer members are separated from each other.
Further, the pressure member and the second intermediate transfer member are pressed against each other via the recording sheet at the transfer member and the transfer fixing position, or the pressure member and the second intermediate transfer member are separated from each other. And a pressing member contacting / separating means.
[0084]
In this way, heat transferred from the second intermediate transfer member to the pressure member can be reduced, and thermal efficiency can be improved.
The second intermediate transfer member may further include a second rotation driving unit that rotationally drives the second intermediate transfer member in a state where the second intermediate transfer member and the pressure member are separated from each other.
For example, the second intermediate transfer member can be rotated in a state of being separated from both the first intermediate transfer member and the pressure member, and a necessary process such as cleaning can be easily performed.
[0085]
And a paper jam detecting means for detecting a paper jam in the recording sheet conveyance path, wherein the transfer body contacting / separating means detects the first and second intermediate transfer bodies when the paper jam is detected. It is characterized by being separated.
In this way, even if a toner image remains as an unfixed image on the first intermediate transfer member due to a paper jam, for example, the toner image is heated by the heat of the second intermediate transfer member at the secondary transfer position. It is possible to prevent sticking on the first intermediate transfer member, and cleaning on the first intermediate transfer member is facilitated.
[0086]
In addition, the apparatus includes power interruption detection means for detecting interruption of power supply to the apparatus, and the transfer body contact / separation means separates the first and second intermediate transfer bodies when the power interruption is detected. It is characterized by letting.
In this way, even if a toner image remains as an unfixed image on the first intermediate transfer member due to power interruption, for example, the toner image is heated by the heat of the second intermediate transfer member at the secondary transfer position. It is possible to prevent sticking on the first intermediate transfer member, and cleaning on the first intermediate transfer member is facilitated.
[0087]
And determining means for determining whether or not the apparatus is warming up. When it is determined that the transfer body contacting / separating means is warming up, the first and second intermediate means It is characterized by separating the transfer body.
In this way, for example, when the second intermediate transfer member is heated and heated during warm-up, part of the heat escapes to the first intermediate transfer member via the secondary transfer position. Can be prevented, and warm-up can be completed more quickly. In addition, the power consumption due to heating can be reduced as compared with the case where they are not separated.
[0088]
In addition, a test pattern detection unit that detects a test pattern formed on the first intermediate transfer member is provided, and the transfer member contact / separation unit detects the test pattern when the test pattern is detected. The intermediate transfer member is separated.
In this way, the test pattern formed on the first intermediate transfer member is not physically in contact with the second intermediate transfer member, and the test pattern is crushed by the pressure contact or the second intermediate transfer member is not touched. Dirt can be prevented.
[0089]
The present invention has at least one image carrier, and after the image formed on the image carrier is primarily transferred onto the rotating first intermediate transfer member, the first intermediate transfer member An image forming apparatus that secondarily transfers the image on a second intermediate transfer member, heats and pressurizes the image on the second intermediate transfer member, and transfers and fixes the image onto a conveyed recording sheet, The distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the image carrier located on the most downstream side on the first intermediate transfer body along the rotation direction of the first intermediate transfer body is L1, and the secondary transfer When the distance from the position to the primary transfer position of the image carrier located at the uppermost stream is L2, the relationship is L1 <L2.
[0090]
In this way, since the distance from the secondary transfer position to the primary transfer position of the most upstream image carrier in the rotation direction of the first intermediate transfer member as in the conventional case is extremely short, it passes through the secondary transfer position. Compared to a configuration in which the first intermediate transfer member cannot sufficiently dissipate heat later, the temperature after passing through the secondary transfer position of the first intermediate transfer member can be kept low, and the temperature of each part of the image carrier and the like is increased. It is possible to prevent image quality deterioration due to.
[0091]
In addition, a plurality of image carriers are arranged along the rotation direction, and an image positioned on the uppermost stream on the first intermediate transfer body along the rotation direction of the first intermediate transfer body. When the distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the carrier is L3, the relationship is L3 <L2.
In this way, the distance from the secondary transfer position to the primary transfer position of the most upstream image carrier can be made longer, and the first intermediate transfer member can sufficiently dissipate heat accordingly. become able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a printer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a transfer fixing belt is in pressure contact with an intermediate transfer belt.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a transfer fixing belt is separated from an intermediate transfer belt.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a transfer fixing belt.
FIG. 5 is a diagram showing another configuration of the transfer fixing belt.
FIG. 6 is a diagram illustrating a typical example of a relationship between a surface temperature of an intermediate transfer belt and a nip passage time.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a control unit.
FIG. 8 is a flowchart showing the contents of a printing operation process by the control unit.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a fixing unit according to a second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a fixing unit different from the above.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a printer according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1,200 printer
2Y, 2M, 2C, 2K imaging unit
3Y, 3M, 3C, 3K, 201 Photosensitive drum
9Y, 9M, 9C, 9K, 2061 Primary transfer position
11, 208 Intermediate transfer belt
19, 2221 Secondary transfer position
31,221 Transfer fixing belt
34, 225 Heating device
35, 224 Pressure roller
38, 226 Transfer fixing position
50, 60, 90, 230 Actuator
100, 260 control unit
101 CPU
105 Power shutdown detector
Claims (11)
前記第1と第2の中間転写体を相対的に圧接または離間させる転写体接離手段を備えることを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus includes at least one image carrier, and after the image formed on the image carrier is primarily transferred onto the first intermediate transfer member, the image on the first intermediate transfer member is transferred to the second intermediate member. An image forming apparatus that performs secondary transfer on a transfer body, heats and presses an image on the second intermediate transfer body, and transfers and fixes the image on a conveyed recording sheet,
An image forming apparatus comprising: a transfer body contacting / separating unit that relatively presses or separates the first and second intermediate transfer bodies.
転写定着位置において、前記加圧部材と前記第2の中間転写体を前記記録シートを介して圧接させ、または前記加圧部材と前記第2の中間転写体を離間させる加圧部材接離手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。A pressure member;
A pressure member contacting / separating means for bringing the pressure member and the second intermediate transfer member into pressure contact with each other through the recording sheet or separating the pressure member and the second intermediate transfer member at a transfer fixing position; The image forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記転写体接離手段は、前記紙詰まりが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。A paper jam detecting means for detecting a paper jam in the conveyance path of the recording sheet,
6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer body contacting / separating unit separates the first and second intermediate transfer bodies when the paper jam is detected.
前記転写体接離手段は、前記電力の遮断が検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。Power cutoff detection means for detecting cutoff of power supply to its own device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer body contact / separation unit separates the first and second intermediate transfer bodies when the interruption of the electric power is detected. .
前記転写体接離手段は、前記ウォームアップ中であることが判定されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。A determination means for determining whether or not the device is warming up;
8. The transfer body contacting / separating means separates the first and second intermediate transfer bodies when it is determined that the warm-up is being performed. Image forming apparatus.
前記転写体接離手段は、前記テストパターンが検出されると、前記第1と第2の中間転写体を離間させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。A test pattern detecting means for detecting a test pattern formed on the first intermediate transfer member;
9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer body contacting / separating unit separates the first and second intermediate transfer bodies when the test pattern is detected.
前記第1の中間転写体の回転方向に沿って、前記第1の中間転写体上の、最下流に位置する像担持体の一次転写位置から二次転写位置までの距離をL1、二次転写位置から最上流に位置する像担持体の一次転写位置までの距離をL2としたとき、L1<L2の関係になっていることを特徴とする画像形成装置。An image bearing member having at least one image carrier is first transferred onto the rotating first intermediate transfer member, and then the image on the first intermediate transfer member is transferred to the first intermediate transfer member. An image forming apparatus that performs secondary transfer onto a second intermediate transfer member, heats and presses an image on the second intermediate transfer member, and transfers and fixes the image onto a conveyed recording sheet;
The distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the image carrier located on the most downstream side on the first intermediate transfer body along the rotation direction of the first intermediate transfer body is L1, and the secondary transfer An image forming apparatus having a relationship of L1 <L2, where L2 is a distance from the position to the primary transfer position of the image carrier positioned on the most upstream side.
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- 2003-07-10 JP JP2003195249A patent/JP2005031312A/en active Pending
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