JP2006313227A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写定着部での発熱の影響によって感光体の特性劣化を招く問題を解決し、形成される画像品質の低下を抑制する。
【解決手段】 少なくとも１つの感光体(33, 50)と、複数の色に関する前記感光体上の各画像が転写される中間転写体(30, 71)と、当該中間転写体上の画像が転写される転写定着部材(43, 81)と、当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段(45, 83)と、前記転写定着部材とニップ部を形成する加圧部材(44, 82)とを有し、前記ニップ部を通過する記録媒体上に画像を定着させる構成である画像形成装置において、前記中間転写体と前記転写定着部材に対する接離機構、及び前記中間転写体と前記感光体に対する接離機構を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等において中間転写体を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

特開平１０−６３１２１号公報 特開２００２−２４４４５０号公報 特開２０００−３５６９２５号公報 特開２００４−３７８８９号公報

カラー画像形成装置では、多層のトナー像の転写が行われ、また多層のトナー像を保持したシート（記録媒体）に対して定着が行われる。この種の定着に用いられる一般的な構成として、熱源を内蔵した定着部材と加圧部材とを当接させ、その当接位置をシートの挟持搬送位置及び加熱位置に相当するニップ部（以下、ニップ又は定着ニップ部ともいう）とする構成が知られている。定着部材としてはローラやベルトが用いられ、加圧部材としてはローラやベルトあるいは固定パッドなどが用いられる。一方、転写対象となる画像には単一色のみでなくフルカラーなどのように複数の色の画像を組み合わせたものがある。これら各画像に対する定着に際しては、転写される対象の画像形態に応じた定着特性、特に温度特性が重要となる。温度特性は、トナーとシートとの間の熱移動に影響し、熱移動は定着部材に接触するトナー表面温度と、トナー及びこれが接触するシート表面の温度（界面温度）によって変化する。温度特性のうちで、トナーの表面温度はフルカラー画像などに要求される光沢度に影響し、トナー及びこれが接触するシートの表面温度はシートに対するトナーの浸透度（密着性）に影響を及ぼす。

図１０は、多色現像装置と感光体を同数有したタンデム型のフルカラー画像を対象とする定着構造の一例を示すものであり、同図において、各色毎の画像を形成可能な感光体（潜像担持体）Ａ〜Ｄの並置方向に沿って転写面を有する１次転写部材に該当する中間転写体Ｅが設けられ、当該中間転写体Ｅに対して各色毎の画像が順次転写されるようになっている。中間転写体Ｅには、重畳転写された画像をシートに対して一括転写するための２次転写部材としての転写装置Ｆが対向当接して設けられ、一括転写されたシートが定着装置Ｇに向けて搬送されるようになっている。図１０に示す定着装置Ｇは、互いに対向当接してニップ部を構成することが可能な定着ローラＧ１及び加圧ローラＧ２を備えた熱ローラ定着方式の構成であり、定着ローラＧ１からの加熱によってシート上の未定着画像が定着されるようになっている。熱ローラ定着方式は、熱効率が高く高速化を図ることができること、伝熱効率が高く安定した定着効率が得られること及びシートの搬送媒体として利用できることで構造が簡単であること等の利点があり、近年多用されている。

定着装置においては所定温度に達するまでのウォームアップ作業が行われるようになっているが、フルカラー画像の場合には、白黒画像のような単一色画像の場合と違って、重畳されるトナーの層厚が厚いことに起因しておおよそ１．５倍程度多い熱量が必要である。このため、単一色画像を対象とした場合に比べてシートへの加熱熱量が増加する傾向となり、シートが過熱状態に陥りやすいばかりでなく、フルカラー画像を高速で多数定着する際には商用電源である１００Ｖ、１５Ａ等の電源容量では加熱電力が不足してしまい、対応できなくなる虞があった。

過剰な加熱が起こるとシート自体も過熱気味となるが、このような現象は、シートを取り扱う際にユーザの意に沿わないばかりでなく、過熱によりトナーが再軟化を引き起こした場合に積層されたシート同士が密着して所謂「貼り付き状態」となり、シートの取り出し作業時に剥ぎ取らなければならなくなる等、作業性の悪化を招く。過熱による不具合としては更に、トナーが転写対象となる普通紙等のシートと違って、表面に滲み防止のための特別なコーティング処理を施しているようなシートが誤って画像形成のために用いられると、コーティング材料が熱によって定着部材に転移して所謂オフセットが発生しやすくなり、定着部材での汚れの発生やシートの巻き付き等が発生しやすくなる等の問題がある。巻き付いたシートの除去作業や定着部材の清掃作業等、本来的には画像形成装置において必要とされない余計な作業も必要となり、作業性において不利である。

電子写真画像形成方法を用いる装置においては、シート裏面から電気的なバイアスを掛けることで画像を静電的にシートへ転写するようになっているが、シートの吸湿性、厚さ、表面特性（凹凸）等の条件によってシートの電気的特性が変化しやすいことから、潜像担持体上の画像を直接あるいは中間転写部を介してシートの転写する際の転写品質を一定化することが難しく、異常画像が発生しやすいという不具合もあった。一方、シートに転写される画像は定着部において加熱されることになるが、定着時でのトナーの層厚方向での温度が異なる、つまり、図１０に示す構成では、定着部に達した時点で初めて加熱を開始されることからシート界面側のトナーの温度に比べて厚さ方向においてシート界面側と反対側に相当する表層側のトナーの温度がかなり低く、層厚方向で温度勾配が大きくなる。

このような問題を解消すべく、例えば特許文献１に開示されるような、転写と定着の機能を複合化した定着方式が提案されている。しかしながら、定着のための加熱と、その加熱による感光体性能の劣化を回避するための冷却とが行われ、加熱冷却の激しいヒートサイクルが繰り返されることになり、耐久性及び熱効率の観点から非常に不利となる。また層厚方向での温度勾配に関して言うと、図１１に示す構成では、図１０に示した構成と違って中間転写体への加熱開始時期が早められることから転写されたトナーにおける中間転写体側の温度と表層側の温度との差が緩和されるが、層厚方向での温度のばらつきがなくなるものではなく、依然として存在している。このため、シート上でのトナーの溶融軟化状態による浸透度に関しては、表層側が満足できる状態でないために定着性、つまりトナーのシートに対する密着性を確保することが難しい。このような問題を解消するために定着温度を高めることも考えられるが、加熱温度を高めた場合には、加熱負荷（消費電力の増加）が大きくなるばかりでなく、上述したような過熱状態となりやすくなることでシートの過熱状態やトナーの再軟化による不具合が解消されないこととなる。

上述した画像品質に影響する定着効率に関する問題とは別に、既述のように、画像形成装置の設置箇所での占有スペースを小さくして省スペース化することが近年望まれてきており、フルカラー画像を形成できる型式の装置においてもこの要望がある。そこで、筐体側方へのシート排出経路をやめて筐体上面を排出経路末端としてその位置にトレイを設ける構成が提案されている。このような構成においては、シートの移動路中に各色の画像形成部を並置し、各画像形成部から直接シートに画像を重畳転写する構成が採用されている。しかし、フルカラー画像を形成する場合には、上述したシートへの直接転写だけでなく、中間転写体を用いて図１０に示したように１次転写及び２次転写を行う方式を採用する場合がある。この方式においては、特に、定着部の構成を中間転写体に併設して図１１に示した構成と同じく定着部を別設しない分、設置スペースの小型化を図ることができるが、そのような構成では、次のような問題が生じる。

図１１の描写をほぼ９０度回転して、各画像形成部に設けられた潜像担持体１０５を縦方向に並置すると、中間転写体１００の移動方向に対して加圧ローラ１０３の回転方向が中間転写体１００との当接位置で同一方向となり、加圧ローラ１０３の配置個所によってはシートを縦方向上方に向けて搬送することができない。そこで、中間転写体１００及び加圧ローラ１０３の移動方向をシートが縦方向上方に向けて搬送できるように、例えば図１１の構成において加熱手段１０２を内蔵した加熱支持ローラ１０１を中間転写体１００の左端に配置し、これに加圧ローラ１０３が当接するように配置し直し、更に９０度時計回りに回転した状態を想定すると、並置されている潜像担持体のうちで、最も加圧ローラ１０３に近い位置にある潜像担持体１０５から中間転写体１００に転写された画像が加圧ローラ１０３から遠ざかる方向に移動することになり、ほぼ、１周回転した後に加圧ローラ１０３と対峙することになる。このため、中間転写体１００に担持されている重畳画像の移動ストロークが大きくなり、画像形成サイクル時間が長大化してしまうことになる。しかも、このような方式とした場合には加熱されている中間転写体１００が各潜像担持体１０５と接触することとなるので、上述したトナーの固着などの不具合が再発することになる。

多色のトナー層が重畳することで厚めのトナー層となるにもかかわらず、転写率が高く、また定着の際にオフセット現象が発生し難い画像形成方法として、粘着転写体を用いるカラー画像形成方法が知られている。粘着転写体を用いたカラー画像形成でも、転写と定着が同時に且つ同一個所において行われるが、転写と定着は加熱状態で行われるため、トナー像を形成するトナー像形成部に近接して発熱体が存することになる。トナー像形成部の部材、特に像担持体たる感光体は環境温度が変動すると特性も変動し、環境温度が所定温度より高い場合には感光体性能が劣化する現象も生じるという問題がある。そのため、例えば特許文献２では、このような問題を解消するために、
トナー像形成部で形成したトナー像を中間転写体上で静電転写して重ね合わせてカラートナー像を形成し、次に粘着転写体上に一括転写した後、記録紙上に転写・定着を行うカラー画像形成装置において、前記中間転写体に対し温度制御を行う温度制御部材を設けた構成；
トナー像形成部で形成したトナー像を中間転写体上で静電転写して重ね合わせてカラートナー像を形成し、次に粘着転写体上一括転写した後、記録紙上に転写・定着を行うカラー画像形成装置において、前記粘着転写体はベルト状部材であり、内部に温度均一化手段を設けた構成；
トナー像形成部で形成したトナー像を中間転写体上で静電転写して重ね合わせてカラートナー像を形成し、次に粘着転写体上に一括転写した後、記録紙上に転写・定着を行うカラー画像形成装置において、前記粘着転写体をベルト状部材として前記粘着転写体からの発生熱を遮る手段を設けると共に、前記粘着転写体へ進入する記録紙を予備加熱する予備加熱手段を設けた構成；及び
トナー像形成部で形成したトナー像を中間転写体上で静電転写して重ね合わせてカラートナー像を形成し、次に粘着転写体上一括転写した後、記録紙上に転写・定着を行うカラー画像形成装置において、前記粘着転写体は前記中間転写体に対して当接／解除が可能である構成；
を提案している。この特許文献２における提案では、温度上昇を抑制するために温度制御部を設けて中間転写ベルトを冷却したり、また転写定着部を中間転写体から接離することになるが、例えばタンデム方式においては、紙間も短く温度上昇を抑制することは難しいこと、温度制御部によるコストアップを招くこと等、幾つかの問題を抱えている。

またフルカラー画像形成において、発色性やＯＨＰでの透過性を上げるために、シャープメルトな樹脂が用いられるが、このような樹脂は溶融粘弾性が低く、オフセットを発生し易い。そこで、透明性と耐オフセット性を両立し、経時的にも画像劣化が少なく、良好な発色を呈し、フルカラーモードにおいても単色モードにおいても十分な定着性を備え、良好な画像を形成するために、特許文献３では、ポリエステル樹脂、着色剤、及び１００℃における動粘度が２０ｃＳｔ以下のワックスを含有する現像剤からなる現像剤像を加熱定着する工程を含む定着であって、フルカラーモードにおける定着設定温度よりも、単色モードにおける定着設定温度を低く設定する構成を提案する。この特許文献３では、トナーに用いるワックスとして、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ろう、みつろう、ラノリン等の天然ワックス、パラフィンワックス等の石油ワックス、脂肪酸エステル等の合成ワックス等のうち、１００℃における動粘度が２０ｃＳｔ以下のものを挙げている。モノクロトナーでよく使われるポリプロピレンワックス等は融点が１４０℃以上と高く、使用できないとし、また、天然ワックスにおいてもカルナバワックスは融点が８０℃程度と低いものの、１００℃での溶融動粘度が２７ｃＳｔと高く、十分な耐オフセット性が得られないと指摘している。そして、転写定着構成により中間転写体や感光体には熱が伝わり高温になるため、溶融動粘度の低いワックスを用いた場合には、感光体でのフィルミング発生問題も懸念している。

定着と転写の機能を複合化して構成を簡素化する場合、特許文献１や２に関連して指摘したように、定着のための加熱と、その加熱による感光体性能の劣化を回避するための冷却とが行われ、画像品質の安定性や耐久性に問題がでて、また装置構成が複雑となってコストアップを招くという問題もあった。そこで特許文献４では、感光体に形成されたトナー像を第１の転写体に転写し得られた１次転写トナー像を、第２の転写体に２次転写するときに、第２の転写体が第１の転写体に圧接するように加圧する加圧転写手段と、２次転写された第２の転写体を加熱して２次転写トナー像を定着する加熱定着手段と、第２の転写体が上記加熱定着手段と圧接するように加圧する加圧定着手段と、第１の転写体と上記加圧転写手段とのニップ部から、上記加熱定着手段と上記加圧定着手段とのニップ部まで連通し、第２の転写体を担持して搬送する担持搬送手段とを設けた構成を提案する。しかしながら、これは転写と定着を同時に行う構成ではなく、定着ローラを別に離して構成しているため、定着温度を今まで通りに維持するためにはエネルギーを必要とし、省エネ構成とはならない。また、転写体を２つの構成とし搬送ベルトを用いた構成なので、スペース上制約を受け、省スペース化とならない等の問題がある。

既述のように、転写定着部を用いた多色画像形成では、転写定着は加熱状態で行われ、トナー像を形成するトナー像形成部に近接して発熱体が存在することとなる。トナー像形成部の部材、特に像担持体たる感光体は環境温度が変動すると特性も変動し、環境温度が所定温度より高い場合には感光体性能が劣化し、画像品質の低下につながる。トナー像形成部におけるトナーへの熱影響も無視できない。特許文献２でも、高温状態で回動する粘着転写体から中間転写体を介してトナー像形成部の感光体へ熱が伝わる不具合を回避するために、様々な構成が提案されているが、特に連続してプリント出力される場合では、中間転写体に対し温度制御を行う温度制御部材を設けたり、粘着転写体を中間転写体に対して当接／解除可能にしていても、転写定着部が中間転写体に接触している時間が長くならざるを得ず、熱が伝わり易く、中間転写体の温度上昇が生じてしまい、感光体へも伝わることになる。またシートへの定着動作として、高温の定着部に比べて紙の温度は低いため、シートが定着部を通過する時に定着ローラ（又は定着ベルト）や加圧ローラの熱が奪われ、紙の接触したところと接触しないところで温度ムラが生じ、中間転写体や感光体へも同じように温度が伝わり得ることから、各部材の温度ムラにより画像上でもムラがでて、特に多色画像では光沢ムラとなって、画像品質の低下となると考えられる。

以上の問題点を鑑み、本発明は、転写定着部での発熱の影響によって感光体の特性劣化を招くことを高いレベルで回避し、形成される画像品質の低下を抑制し、長期に亘って安定して良質の多色画像が得られるようにすることを課題とする。

上記課題は、本発明によれば、少なくとも１つの感光体と、複数の色に関する前記感光体上の各画像が転写される中間転写体と、当該中間転写体上の画像が転写される転写定着部材と、当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材とニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ部を通過する記録媒体上に画像を定着させる構成である画像形成装置において、前記中間転写体と前記転写定着部材に対する接離機構、及び前記中間転写体と前記感光体に対する接離機構を備えることによって、解決される。感光体の各々に対して複数の現像手段を備える構成になっていれば、好適である。

各色の画像を中間転写体に転写開始するタイミングにおいて各色のための感光体を中間転写体に、他の感光体とは独立して接触させるように制御すれば、感光体への熱伝達が極力抑えられ、伝熱による感光体の劣化が一層高まる。最初の色の画像を中間転写体に転写開始するタイミングにおいて全ての感光体を中間転写体に同時に接触させるように制御すれば、接離動作がシンプルで、そのための機構を簡単にできる。単色画像形成時に、該当色のための感光体のみを中間転写体に接触するように制御することも、感光体への熱伝達が極力抑えられ、伝熱による感光体の劣化が一層高まる。中間転写体上で所望の合成画像を形成して転写定着部材へ転写可能となるタイミングで、中間転写体を転写定着部材に接触することで、中間転写体を介した感光体への熱伝達を抑えることができる。

多色画像形成の場合と単色画像形成の場合で定着設定温度を異ならせ、特に定着設定温度を、多色画像形成の場合には高く、単色画像形成の場合には低く設定し、更には黒色画像形成の場合の定着設定温度を、他の単色画像形成の場合の定着設定温度より低く設定するのが、好ましい。ワーデル実用球形度φが０．８以上の値を有するトナーを現像剤として用いることも好都合である。

本発明によれば、中間転写体と転写定着部材並びに中間転写体と感光体の各間に接離機構を設け、通常は各部材を離間させておき、各部材間の画像移動の際に限ってそれぞれの部材を接触させるようにしたので、定着部から感光体への熱伝達を必要最小限にすることができ、熱伝達に起因する感光体特性の劣化防止、感光体特性の劣化に伴う画像品質の低下、更には温度変化による画像品質低下を招く事態を抑制できる。中間転写体や感光体の劣化寿命も抑えることができる。形成画像によって定着温度を変えることで省エネ化することもできる。

以下、本発明の詳細を、電子写真式カラー複写機（カラープリンタと認識することもできる）に適用した態様として、説明する。カラー複写機の感光体周りから定着部について説明する。他の構成については、一般的に知られた画像形成装置の構成と同じため、説明を省略する。

第一の実施形態として４連タンデム転写方式カラー複写機を示す図１において、装置本体中央部に位置する画像形成部には、水平方向に延びる転写面を有する中間転写ベルト３０が配置され、この中間転写ベルト３０の上面には、各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のための感光体３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙが並置されている。各感光体３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙの周りには、それぞれの回転に伴って画像形成プロセスを実行する帯電装置３４、光書き込み装置３５、現像装置３６、１次転写ローラ３７及びクリーニング装置３８が配置されている。図中、参照番号に付すアルファベットは、感光体３３と同様に、トナーの色別に対応するものであり、図中の煩雑さを避けるため、シアン、マゼンタについては参照番号を簡略化する。中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３９と従動ローラ４０に掛け回され、感光体３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙとの対峙位置にて図中時計方向に移動可能である。従動ローラ４０に対向する位置には、中間転写ベルト３０の表面をクリーニングするクリーニング装置４１が設けられている。

駆動ローラ３９の近傍には、転写定着部４２が設けられている。この転写定着部４２は、中間転写ベルト３０上の未定着トナー像を転写される転写定着ローラ４３と、当該転写定着ローラ４３と転写定着ニップＮを形成する加圧ローラ４４とを有している。転写定着ローラ４３の内部には、ハロゲンヒータ４５が設けられている。各感光体３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙから中間転写ベルト３０へ転写合成されたトナー像は、転写定着ローラ４３へ一括転写された後、不図示の給紙装置からレジストローラ対４９で一旦位置合わせされ転写定着ニップＮに搬送されたシートＰに定着されるようになっている。

中間転写ベルト３０の転写定着部４２との接離動作は、駆動ローラ３９が矢印方向Ａに移動することで行われ、通常は中間転写ベルト３０と転写定着ローラ４３が離れている。一方、中間転写ベルト３０の感光体３３とは、駆動ローラ３９、従動ローラ４０間に張架された中間転写ベルト３０が通常、感光体３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙから離れていて、画像転写時のみ転写ローラ３７の矢印方向Ｂへの移動動作によって接触する。各転写ローラ３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｙがそれぞれ中間転写ベルト３０に転写開始するタイミングで互いに独立して接触するようになっている。このような構成では、単色画像の形成時には、該当色の転写ローラのみを移動させて、該当色の感光体とのみ接触させることができる。また最初の色（通常はブラック）が中間転写ベルト３０に転写開始するタイミングで各転写ローラ３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｙが同時に中間転写ベルト３０に接触するように構成することも可能である。そのような場合、一点鎖線で示唆的に表した各転写ローラを保持するブラケット３１を接離させる構成とすると、構成的に簡単容易である。本例では転写部材として転写ローラを例示しているが、ブレードやブラシの形態でもよい。また図示の例では転写側を可動接触させているが、感光体側を可動な構成としてもよい。

また第二の実施形態、第三の実施形態として、図２において、２つの感光体５０の周りにそれぞれ各色のための現像装置５４，５５；５９，６０を２色毎で配置した２ドラム転写方式構成を、また図３において、感光体５１の周りに４つの現像装置を４色分として配置した１ドラム転写方式構成を示して説明する。感光体周りには、現像装置以外に、帯電手段５２、露光（光書込み）手段５３、クリーニング装置５６，５７、除電ランプ５８、画像品質安定化のためのセンサ類を配置している。感光体５０；５１に形成された画像は、中間転写部７０の中間転写ベルト７１に転写され、更にヒータ８３を内蔵した転写定着ローラ８１に転写された後、転写定着ローラ８１と加圧ローラ８２の間で形成された転写定着ニップＮで、レジストローラ対９０で一旦位置合わせされ搬送されたシートＰ上に定着される。転写定着ローラ８１と加圧ローラ８２が転写定着部８０の主要部材である。

中間転写体への転写工程では、タンデム型とは異なり、フルカラーモードにおいて、一般的にはトナーを転写する動作を４色分繰り返す。つまり、図２の２ドラム感光体構成では、２色同時に感光体を中間転写体に接触させるので、２回分回転して４色分のトナーを転写する。また、図３に示した１ドラム感光体構成では、４回分回転して４色分のトナーを転写することになる。４色分のトナーが転写されて色重ねされた後に一括して転写定着部に画像形成される。中間転写部が色重ね工程で回転している間は、転写定着部が中間転写部から離間して、一括転写時に接触する構成となっている（そのための接離機構は公知であるので説明は省略し、また図示もしないが、２次転写バイアスローラ６７が矢印方向Ａに移動することで転写定着部と接離する）。またモノカラー（単色）モードでは、１色分のトナーが転写されるだけで済むので、中間転写部の回転は１色分で直ちに転写定着部へ転写され、離間する時間が極端に短くなる。モノカラーの連続コピー時には、機械本体のコピースピードや紙間隔の設定にもよるが、転写定着部の接離動作は僅かな紙間時間だけとなる。一例として、１ドラム方式の紙間時間は、フルカラーモードが４secであるのに対し、モノカラーモードは０．４secと１／１０に短縮している。

中間転写部７０は、駆動ローラ６１、従動ローラ６２，６３、バイアスローラ６４，６５；７３，７４、テンションローラ６６、２次転写バイアスローラ６７、クリーニングブレード６８、スイーパブラシ６９から構成されている。クリーニングブレード６８の位置は駆動ローラ６１近傍に限定する必要はなく、駆動ローラ６１の下流側であって従動ローラ６２との間に対向ローラを設け、その対向ローラ近傍としても構わない。スイーパブラシ６９は、トナーに応じて離形性をよくするためにステアリン酸亜鉛を塗布するためのものであり、したがって必要に応じて設けられるべきものである。中間転写部７０の転写定着部８０との接離動作は、既述のように２次転写バイアスローラ６７が矢印方向Ａに移動することで行われる。一方、感光体との離間動作は、図２では、従動ローラ６２，６３間に張架された中間転写ベルト７１が通常、感光体５０から離れており、画像転写時のみバイアスローラ６５，６４のＢ方向への移動動作によって感光体５０に接触する。これらバイアスローラ６５，６４の接触移動は、互いに独立して行われるようになっているが、一緒に移動するようになっていてもよい。一緒に移動する構成をとる場合には、一点鎖線で示唆的に表した各ローラを保持するブラケット７２を接離させる構成でも構わない。図３の１ドラム構成でも、バイアスローラ７３，７４を感光体に対して接離させる。

以上の３つの実施態様におけるタイミングチャートを図４に示す。各転写方式において上段が中間転写ベルトと感光体の接離を、下段が中間転写ベルトと転写定着部の接離を表す。４連タンデム転写方式については、紙面の都合上、１つの感光体の接離タイミングのみを示すが、各感光体が独立的に接離動作を行う場合には、画像形成に関わるそれぞれの感光体が同じ１次転写位置で感光体と接することができるタイミングで接触移動する。また全ての感光体を同時に接触させる場合には、タイミングチャートに示す中間転写ベルト・感光体の接離タイミングで全ての感光体が同時に中間転写ベルトに接離する。

図５は、転写定着部がベルト構成である別例を示す。同じ部材については、図３と同じ参照番号を付す。ヒータ８３を内蔵した定着ローラ８４とヒータ８６を内蔵した加熱ローラ８５と対向ローラ８７に張架された定着ベルト８８でなる転写定着部８０’に、２次転写バイアスローラ８９でトナー像が転写される。転写定着ニップへのシートＰの搬送は図３と同じ構成で行われる。転写定着部８０’との中間転写部７０接離動作は、対向ローラ８７が矢印方向Ｃに移動することで行われる。これは転写定着部側での接離構成の一例である。当然ながら図３のように転写ローラを接離させてもよい。転写定着部をベルト構成とすることは図１や図２の例においても想定されることである。なお、転写定着部の構成は、上記した例に限定されず、例えば外部加熱方式を採用した構成においても本発明の効果を同じように奏するものである。外部加熱方式の転写定着装置を備えた画像形成装置の例を図６、図７、図８として示す。同じ部材については、同じ参照番号を付して説明を省略する。外部加熱方式には、ヒータ９４と反射板９５で構成した態様（図６、図７）や、誘導コイル９６と転写定着ローラ８１に組み込まれた発熱層９７とでなる誘導加熱態様（図８）がある。

以下、定着温度設定について説明する。既述のように、定着装置においては所定温度に達するまでのウォームアップ作業が行われるようになっているが、フルカラー画像の場合には、白黒画像のような単一色画像の場合と違って重畳されるトナーの層厚が厚いことに起因しておおよそ１．５倍程度多い熱量が必要とされている。熱量が多く必要ということは、定着温度を上げる（あるいは加熱時間を長くする）必要があるということであるから、フルカラー画像の方が白黒画像に比べて定着温度設定を高くする必要がある。これに対して、トナー重ねの少ないモノカラー（単色カラー）画像では、トナー層厚が少ないので定着設定温度を下げることが可能である。カラー画像と白黒画像には、光沢性の違いがあり、ユーザの好みや設計仕様にもよるが、一般的にはカラー画像に光沢があり、白黒画像には光沢がない場合が多い。光沢性を得るには、トナーを転写シートに充分に定着する必要がある。これには、定着の熱量を多くする方法として、定着温度を高くすること、定着ニップ部においては定着ニップ時間を長くすること、定着幅を広くすること（奪熱によるニップ部での温度低下を抑えることができる）、定着ニップ加圧力を強くする方法などがある。光沢性を必要としない単色の画像についてはこれらと逆のことをすればい。本例としては、定着温度を上げ下げするように構成した。具体的には、フルカラーモードで１６０℃、モノカラーモードで１４０℃、白黒モードで１２０℃の定着温度に設定した。

以下、シート（ＯＨＰシートなども含む）が定着ニップ部を通過した時の、定着ローラの熱変化について説明する。伝熱（熱の伝わり）については、熱伝導、放射伝熱、熱伝達の３つが一般的である。定着部の構成によっては、空間に放射される熱、定着ローラや加圧ローラの断熱部材構成による伝熱もあるが、ここではシート（紙）との接触による熱伝導について説明する。先に説明した定着設定温度になるよう、定着ローラ（ベルトや他の方式の部材でも構わない）が加熱され、その定着温度付近で維持されるようにセンサなどを用いて温度制御する。定着前のシートの温度は定着温度より極端に低いため、シートが定着ローラに接することで熱伝導により熱がシートに奪われ、定着ローラの温度が下がる。一例として、定着温度設定にもよるが、定着ローラ構成では約１０〜１５℃、定着ベルト構成では約３０℃低下する。すると、定着温度を維持するために、低下した温度を上昇させるようヒータなどの発熱体が加熱され、エネルギを必要とする（消費する）。

以上のことから、シートが接触した部分としない部分とでは、定着ローラ上で温度分布ムラとなる。そして、転写定着ローラに温度分布ムラがある状態で中間転写体（中間転写ベルト）と接触すると、その転写定着ローラの温度分布ムラが伝わり中間転写体の温度分布ムラとなり、更に感光体が中間転写体に接触する際に、同様に感光体上の温度分布ムラとなる。この温度分布ムラが、画像上へ影響し、特にフルカラー画像の光沢ムラとなって現われることが問題となる。図９（ａ）、（ｂ）に連続通紙した時の定着ローラ部の温度変化を模式的に表す。図９（ａ）では紙間が短く、紙の先端から温度が下がり、紙後端から次の紙先端の紙間で温度が復帰するように温度が上昇し、次の紙先端からまた温度が下がるという温度変化を繰り返すが、特徴としては、紙間が短いほど最初の定着設定温度まで復帰できるに至らず、連続通紙の最終後端が一番低下することになる。したがって、連続コピーの最初と最後では、画像上光沢の違いとなって現われる。これに対し、図９（ｂ）のように紙間が長い場合では、いったん温度が下がっても紙間で温度回復ができるので、最初と最後での温度差がなく、画像上光沢の差が認められない。特にシートサイズがＡ３になると、中間転写体との接触する長さがＡ４横サイズの倍となるため、紙間の長短で温度差が顕著に認められることになる。

これを以下で更に具体的に説明する。図２の２ドラム構成では、フルカラーモード時はトナー重ね工程が２回となり、４連タンデム方式と比較して、連続通紙時の紙間時間を長くでき、その間、転写定着部と中間転写体とを離間させ、中間転写体に熱が伝わらず、温度分布ムラも伝わらないように構成できる。また、画像形成したトナーが感光体から中間転写体に転写された後、転写定着部に接触して定着している時には、次の画像形成までは、感光体を中間転写体から離間させる動作も併せて行うことにより、更に感光体への伝熱や温度ムラを抑制することができる。具体的には、ソレノイドやカムを使って２次転写バイアスローラや対向ローラ、バイアスローラを移動することで接離構成となっている。定着温度の設定については、先に説明したように、フルカラーモード、モノカラーモード、白黒モードの順に温度を下げるように構成する。これによって、単色モードでの連続通紙時に紙間が短くなっても、転写定着部での温度が低いため、中間転写体や感光体への伝熱による影響を極力抑えることができる。図３に示した１ドラム構成では、上記２ドラム構成よりも更に紙間が長くなるため、より一層その効果が得られることになる。

以上では現像装置を４色トナー用として説明しているが、特に４色に限定されるものではなく、一般的なブラック、シアン、マゼンタ、イエロー以外の色トナーの現像装置や同色でも現像剤特性の異なった現像装置や透明トナー色の現像装置など、様々な現像装置で構成しても構わない。

次に、球形トナーの実施形態を説明する。中間転写体から転写定着部へのトナーの転写性（転写効率、忠実性）は高画質化に影響を及ぼし、このトナーの転写性はトナーの形状に関与していることが知られている。本例では、高画質化を達成すべくトナー形状の最適化も目的とする。特開平９−２５８４７４号公報には、ワーデル実用球形度φが０．８以上の値をもつトナーは転写性が向上することが記載されており、本例でもこれを利用して高画質化を図る。したがって、トナーとしてワーデル実用球形度φが０．８以上であるものを用いる。ここでの球形度φは、
φ＝（粒子投影面積に等しい円の直径）／（粒子投影像に外接する円の直径）
で表され、スライドグラス上にトナーを適当量とり、顕微鏡で拡大（５００倍）し、任意の１００個のトナーについて測定することで容易に計算することができる。本例では、２次転写効率、忠実性を高めることができ、高画質を実現できる。

本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 本発明の第三実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 上記３つの実施形態における各転写方式のタイミングチャートである。 本発明の第四実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 転写定着に外部加熱方式を採用した４連タンデム転写方式の画像形成装置の概略図である。 転写定着に外部加熱方式を採用した２ドラム転写方式の画像形成装置の概略図である。 転写定着に外部加熱方式を採用した１ドラム転写方式の画像形成装置の概略図である。 通紙時の定着部での温度変化を示すグラフであり、図９（ａ）は紙間が短い場合、図９（ｂ）は紙間が長い場合の図である。 従来公知の４連タンデム式画像形成装置の概念図である。 ４連タンデム式画像形成装置においてトナーの加熱を早めるための構成を示す図である。

符号の説明

５０ 感光体
５４，５５，５９，６０ 現像手段
７１ 中間転写体
８１ 転写定着部材
８２ 加圧部材
８３ 加熱部材

Claims (10)

1. 少なくとも１つの感光体と、
   複数の色に関する前記感光体上の各画像が転写される中間転写体と、
   当該中間転写体上の画像が転写される転写定着部材と、
   当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、
   前記転写定着部材とニップ部を形成する加圧部材とを有し、
   前記ニップ部を通過する記録媒体上に画像を定着させる構成である画像形成装置において、
   前記中間転写体と前記転写定着部材に対する接離機構、及び前記中間転写体と前記感光体に対する接離機構を備えたことを特徴とする、画像形成装置。
2. 感光体の各々に対して複数の現像手段を備えることを特徴する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 各色の画像を中間転写体に転写開始するタイミングにおいて各色のための感光体を中間転写体に、他の感光体とは独立して接触させるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 最初の色の画像を中間転写体に転写開始するタイミングにおいて全ての感光体を中間転写体に同時に接触させるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 単色画像形成時に、該当色のための感光体のみを中間転写体に接触するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 中間転写体上で所望の合成画像を形成して転写定着部材へ転写可能となるタイミングで、中間転写体を転写定着部材に接触することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 多色画像形成の場合と単色画像形成の場合で定着設定温度を異ならせることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 定着設定温度を、多色画像形成の場合には高く、単色画像形成の場合には低く設定することを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 黒色画像形成の場合の定着設定温度を、他の単色画像形成の場合の定着設定温度より低く設定したことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. ワーデル実用球形度φが０．８以上の値を有するトナーを現像剤として用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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