JPH06308839A

JPH06308839A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06308839A
Application number: JP10076993A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hayakawa; 慎司早川; Takayuki Takeda; 高幸竹田; Shinichi Ito; 眞一伊東
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷画像の光沢ムラや濃度ムラを除去し、高
い転写効率が得られる優れた装置を提供する。【構成】加熱ローラ１８と加圧ローラ１９の圧接部で
あるニップ部の中間転写媒体１の搬送方向下流側に前記
中間転写媒体を急角度で屈曲させるガイドローラ２１を
配することにより、前記中間転写媒体及び記録紙２を加
圧ローラに圧接しながら進行させ、加圧ローラに対し前
記記録紙を挟んで中間転写媒体の張力による圧力が働く
ように、加熱ローラと加圧ローラとガイドローラとを配
置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体上に形成されたト
ナーを中間転写体上に転写し、その後中間転写体上のト
ナーと記録紙を重ねた状態で加熱して記録紙にトナーを
転写すると同時に定着する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の中間転写媒体を利用した画像形成
装置として、例えば、特開昭６２−９５５６８に開示さ
れるものがある。この装置における加熱転写・定着装置
の構成を、図４に示す。この装置では、加熱ローラ１８
に加圧ローラ１９を圧接したニップ部分を通過するとす
ぐに、中間転写媒体１から記録紙２を剥離している。ニ
ップ部通過直後の中間転写媒体１と記録紙２との剥離
は、トナー溶融状態で行われるため、トナー１５は中間
転写媒体１と記録紙２の両方に付着して分断される。そ
のため、転写効率が悪く、中間転写媒体１にもトナー１
５が残留するため、残留トナー除去用のクリーナーが必
要となっていた。

【０００３】また、図４の装置の転写率を向上させる例
としては、特公平３−６３７５６に示されるものがあ
り、図５に転写・定着部の構成例を示す。この装置によ
れば、ニップ部分通過後も、記録紙２と中間転写媒体１
とを密着させた状態で搬送し、トナー１５が冷却され固
化した後で両者を剥離するものである。

【０００４】図５の装置によれば、加熱ローラに１８よ
って与えられる熱量により、トナー１５を溶融し、加熱
ローラ１８と加圧ローラ１９の接触したニップ部分を通
過後、しばらく記録紙２と中間転写媒体１とを密着させ
ておき、トナーが冷却されて固化した後で、中間転写媒
体が急角度で屈曲するガイドローラ２１の位置で記録紙
の腰の強さを利用し、中間転写媒体から記録紙を分離す
る。分離部分では、固化することで凝集力を増したトナ
ーが、離型性を良くしてある中間転写媒体から離れ、ト
ナーとの接着力の強い記録紙上に一体となって転写する
ため、転写効率が向上する。

【０００５】しかし、中間転写媒体１には、加熱ローラ
付近で、中間転写媒体走行方向と平行なシワが多数発生
する。そのシワは、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９と
の接触したニップ部分では、加熱ローラ１８に加圧ロー
ラ１９が強い線圧で押しつけられているため、一時的に
伸び、ニップ内のトナーは、加熱ローラ１８から熱量を
受けて溶融し、均一な厚さで記録紙と中間転写媒体とに
密着した状態になる。

【０００６】中間転写媒体がニップ部分を通過すると、
加熱ローラ１８と加圧ローラ１９との押しつけ力から開
放されるため、中間転写媒体上には、前記のシワが再発
する。ここでニップ部分を通過した直後の中間転写媒体
１と記録紙２との関係を、記録紙の挿入方向から見る
と、図６に示す様になる。中間転写媒体１上のシワの凹
部分では、記録紙２の搬送方向下流側にある急角度に屈
曲した部分に達する前に、記録紙と剥離する。ニップ部
分通過直後の凹部分では、トナー１５は溶融状態にあ
り、粘度を持つ液状物体であるトナーは、凝集力が弱
く、中間転写媒体上のトナー面は、記録紙２と中間転写
媒体１との間で引き延ばされ、ついには中間媒体表面か
ら糸を引く様な状態で離され、冷却されて固まるため、
記録紙２に付着したトナー１５の表面は、非常に粗いも
のとなる。

【０００７】それに対して、凸部分ではトナーを挟んで
記録紙２と中間転写媒体１が密着した状態で前記の屈曲
部まで搬送され、その搬送途中でトナー１５が冷却さ
れ、固化するので、記録紙上のトナーは、中間転写媒体
表面同様の滑面となる。この、中間転写媒体の凹凸部で
の表面粗さの違いが光沢ムラとして印字画像に現れる。

【０００８】また、凹部の剥離では、図７の様に、記録
紙２と中間転写媒体１との間で溶融したトナー１５が、
記録紙と中間転写媒体との間で引き延ばされた際、凝集
力の弱さのため、中間転写媒体表面から離れるのではな
く、記録紙と中間転写媒体の両方に分断することもあ
り、この場合は、先ほど述べた理由から、トナーの分断
面が粗くなり、更に、分断されることにより、中間転写
媒体上にトナーが残り、その分、記録紙に付着するトナ
ー量が減るため、凸部で記録紙に転写されるトナー量に
較べ、凹部から記録紙に転写されるトナー量の方が少な
くなってしまう。この、中間転写媒体からの転写不良で
起こる記録紙上のトナー付着量の違いが、濃度ムラとな
り、トナーの表面粗さの違いによる光沢ムラと共に印刷
画像に現れる。更に、中間転写媒体の凹部にもトナーが
残るため、クリーナーが必要になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の装
置では、印刷画像に光沢ムラが現れたり、場合によって
は、光沢ムラに加えて濃度ムラも生じるという問題点が
発生した。また、中間転写媒体上にも、転写不良のトナ
ーが残ってしまうという問題点もあった。

【００１０】この発明は、印刷画像の光沢ムラや濃度ム
ラを除去し、高い転写効率が得られる優れた装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、静電潜像担持体上に形成されたトナー像
が転写された無端ベルト状の中間転写媒体のトナー像の
転写されていない裏側に配置された加熱ローラと、記録
紙を間に挟んで前記中間転写媒体のトナー像が転写され
た表側に配置された加熱ローラとを有し、前記加熱ロー
ラと加圧ローラとにより加熱及び加圧することにより、
トナー像の転写と定着とを同時に行う加熱転写定着手段
を備えた画像形成装置において、前記加熱ローラと加圧
ローラの圧接部であるニップ部の中間転写媒体の搬送方
向下流側に前記中間転写媒体を急角度で屈曲させるガイ
ドローラを配することにより、前記中間転写媒体及び記
録紙を加圧ローラに圧接しながら進行させ、加圧ローラ
に対し前記記録紙を挟んで中間転写媒体の張力による圧
力が働くように、加熱ローラと加圧ローラとガイドロー
ラとを配置したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明の画像形成装置によれば、加熱転写定
着手段としての加熱ローラと加圧ローラ及びガイドロー
ラを前述のように構成したので、ニップ部を通過した中
間転写媒体には、自らを加圧ローラに押しつける様な力
が働くため、その反作用で、中間転写媒体は加圧ローラ
によって伸ばされる。この作用で、中間転写媒体にはシ
ワが発生せず、記録紙と中間転写媒体は、間に溶融トナ
ーを挟んだ形で密着する。この状態でトナーが冷却され
て固化し、中間転写媒体を急角度で屈曲させるガイドロ
ーラ部分で、記録紙の腰の強さを利用して中間転写媒体
から記録紙を剥離すると、トナー面が中間転写媒体表面
と同等の平滑さになり、画像部におけるトナー付着量も
均一となり、転写不良による濃度ムラや、トナー面の表
面粗さの違いによる光沢ムラの無い印刷画像が得られ
る。

【００１３】

【実施例】本発明の画像形成装置における加熱転写定着
手段では、図１のように、加熱ローラ１８と加圧ローラ
１９とのニップ部分を通過後も、中間転写媒体１が加圧
ローラ表面を押し付けながら、加圧ローラに添って進行
するようにガイドローラ２１を設けて、加圧ローラと加
熱ローラの間の中間転写媒体の走行経路を設定する。こ
の様な設定にすると、ニップ部を通過した中間転写媒体
には、自らを加圧ローラに押しつける様な力が働くた
め、その反作用で、中間転写媒体は加圧ローラによって
伸ばされる。この作用で、中間転写媒体にはシワが発生
せず、記録紙２と中間転写媒体１は、間に溶融トナーを
挟んだ形で密着する。この状態でトナー１５が冷却され
て固化し、中間転写媒体１が急角度で屈曲するガイドロ
ーラ２１の部分で、記録紙の腰の強さを利用して中間転
写媒体から記録紙を剥離すると、トナー面が中間転写媒
体表面と同等の平滑さになり、画像部におけるトナー付
着量も均一となり、転写不良による濃度ムラや、トナー
面の表面粗さの違いによる光沢ムラの無い印刷画像が得
られる。また、中間転写媒体にもトナーが残らないた
め、高い転写効率が得られ、クリーナーレス化も実現で
きる。

【００１４】ところで、ニップ部通過後の中間転写媒体
１の加圧ローラ１９への巻き付け角としては、中間転写
媒体が加圧ローラからの反発力でシワを伸ばされている
間に、記録紙と中間転写媒体の間のトナー温度が融点以
下になるよう、できるだけ大きく巻き付けた方がよい。
よって、上記の構成以外にも、図２の様に加圧ローラ１
９を加熱ローラ１８に押し付けるだけでなく、ガイドロ
ーラ２１にも押し付けるような配置にすると、記録紙
は、中間転写媒体と加圧ローラが接触している部分の終
わりと同時に中間転写媒体から剥離する。中間転写媒体
が加圧ローラに添って走行しているときには、前記した
様に、中間転写媒体は加圧ローラから反力を受けて伸ば
されるので、中間転写媒体にはシワが発生しない。よっ
て、図の様な装置構成にすると、加熱ローラと加圧ロー
ラのニップ部分から、記録紙と中間転写媒体が剥離する
まで、中間転写媒体にはシワが発生せず、図１よりも確
実に、光沢ムラや濃度ムラを無くすことができる。

【００１５】図３は本発明の画像形成装置の一実施例を
示す概略構成図である。１は中間転写媒体であり、この
中間転写媒体は後で説明するように、加熱され１６０゜
Ｃ前後に達するので、その材質は耐熱性が必要で、ベル
ト基材として、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエー
テルケトン、等の材料を用いたフィルムが用いることが
できる。また、ベルトの帯電を避けるため、カーボンを
分散したものを用いると好適である。ベルトの抵抗値は
１０¹¹Ωより大きい場合は転写後の放電が大きくトナー
の飛散、像乱れが大きく、また１０⁴Ω以下の場合には
充電電荷が接触部材へ逃げ易く転写電位が低下して転写
率の低下を引き起こす。したがって、１０⁵〜１０¹⁰Ω
が良く、好ましくは１０⁷〜１０⁹Ωがよい。厚さは１０
０μｍ以下で、引っ張り強度とその取扱性を考慮すると
５μｍ以上が望ましい。本実施例では、カーボンを分散
したポリイミドの基材上に離型性に優れたＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ等のフッ素樹脂をコーティングして用いた。

【００１６】この中間転写媒体の周辺には、イエロー、
マジェンタ、シアン、ブラックの色のトナ−を収容した
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが配
置されている。この画像形成ユニットは静電潜像担持体
としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ
と、その周辺に帯電手段１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２
Ｋと露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと現像手
段１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが順に設けられてい
る。現像手段のトナ−収容槽内にはそれぞれ、トナ−１
５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋが収納されている。

【００１７】ドラム状に形成された感光体１１は導電性
支持体上に光導電層を設けたもので、セレン感光体、有
機系感光体、酸化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感
光体などいずれも使用できる。帯電手段としての帯電装
置１２は、感光体の表面に対持して設ける。本実施例で
は、図３に示すような接触型の帯電ブレ−ドが設けられ
る。この帯電ブレ−ドはたとえば金属性の板金に導電性
のゴムを積層したものから構成されるものである。この
他に導電性の帯電ロ−ラや、非接触型のコロナ放電器も
利用できる。露光手段としての露光装置１３は、画像信
号を光に変換して感光体に照射する。露光装置として
は、レーザあるいはＬＥＤアレイ等の光源と作像光学系
を組み合わせたものが利用できる。本実施例では、光源
としてＬＥＤアレイを用い、作像光学系としてセルフォ
ックレンズを用いた。

【００１８】現像手段としての現像装置１４は、トナー
担持体１４１上にトナー１５を吸着して、これを図示矢
印方向に搬送し、感光体上に形成された静電潜像を現像
するものである。現像装置としては、二成分磁気ブラシ
現像器、一成分磁気ブラシ現像器、一成分非磁性現像器
など公知の技術がいずれも利用できる。

【００１９】中間転写媒体１を間に挟んで各感光体ドラ
ムに対抗して転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６
Ｋが設けられる。転写ローラとしては静電的にトナ−を
転写できるものならいずれでもよく、コロナ放電器、あ
るいは接触型の導電性の材質が用いられ、形状_としては
ローラ型、ブレ−ド型いずれでもよく、本実施例では図
の如く導電性ローラを用いた。このローラは金属製支持
体にゴム、もしくはスポンジ等の弾性の性質を持つ抵抗
材が積層されて構成される。また、必要に応じて抵抗材
の表面を保護材などかぶせてもよい。転写時には、これ
らの複数の転写ローラの金属支持体にはトナー電荷と逆
極性の電位が印加される。

【００２０】この画像形成ユニットの中間転写媒体の搬
送方向下流側には加熱加圧手段が設けられている。この
加熱加圧手段は中間転写媒体１を挟んで一対となって対
向して設けられる。それらのうち、中間転写媒体のトナ
ー像が転写されていない裏側に加熱手段としての加熱ロ
ーラ１８が設けられており、一定の加圧力で圧接され
る。この加熱ローラ１８は金属性中空部材にハロゲンラ
ンプを内蔵したものである。また、ガラス、セラミック
等の基材の表面にＮｉ−Ｐ等で構成される発熱抵抗層を
形成し、さらにその上に、Ｔａ₂Ｏ₅、フッ素樹脂等の保
護層で形成したものも利用できる。これに対抗して、中
間転写媒体１のトナー像が転写されている表側に、弾性
体状のローラで構成された加圧手段としての加圧ローラ
１９が設けられている。この加圧ローラ１９は金属パイ
プにゴムを積層したもので、ゴムとしてはシリコーンな
どがよい。

【００２１】加熱加圧手段の下流側には中間転写媒体を
走行させるための駆動ローラ２０と、記録紙２を中間転
写媒体１から分離するためのガイドローラ２１が設けて
ある。ガイドローラ２１は、記録紙が腰の強さで中間転
写媒体と分離できるように、中間転写媒体が急な角度で
屈曲するように配置されている。

【００２２】中間転写媒体１は更に中間転写媒体を一定
の張力に張るための引っ張りローラ２２と、その他のロ
ーラ２３、２４に掛けられている。

【００２３】画像形成ユニットの上方側には記録紙の挿
入手段がもうけてあり、これは記録紙２を積層して収納
した記録紙カセット２５とこれに納められた記録紙２を
順に中間転写媒体に給送する給紙ローラ２６と、給紙さ
れた記録紙２を案内する一対の給紙ガイド２７、２８
と、送紙する一対の送紙ローラ３１、３２と、加熱加圧
手段まで案内する給紙ガイド３３、３４で構成される。

【００２４】次に、この画像形成装置の動作、作用を説
明する。中間転写媒体を駆動する駆動ローラ２０とそれ
ぞれの感光体ドラム１１とが図示しない駆動手段によ
り、図示矢印方向に一定周速度で同速度で回転する。記
録スタート信号に基づいて、感光体ドラム１１に帯電装
置１２を用いて一様均一に帯電する。次に、露光装置１
３によって、画像信号に対応した光が感光体に照射され
て、静電潜像が形成される。ここでは、画像に対応する
箇所に光が照射する。画像部は帯電電荷が消去し、非画
像部は帯電電荷がそのまま残されるように画像信号が形
成されている。感光体に接触もしくは近接して設けられ
た現像装置１４により静電潜像は可視化される。本発明
では反転現像を用いるから、感光体の導電性支持体とト
ナー担持体１４１間にはバイアス電位が印加されてい
る。このため、トナー担持体上の帯電したトナー１５は
静電気力により、感光体ドラム上に付着し、現像され
る。以上のように、各画像形成ユニットにおいて、画像
信号に基づいた記録がそれぞれの色のトナ−により現像
される。

【００２５】感光体ドラムに現像されたトナ−は感光体
ドラムと対抗する転写ローラ１６に印加された転写電位
により中間転写媒体上に静電的に転写される。転写ロー
ラにはトナ−の帯電極性とは逆極性の電位が図示しない
電圧印加手段により印加されている。中間転写媒体上の
記録の先頭位置がイエロートナーで現像された感光体１
１Ｙ上に搬送されると感光体上のトナーが中間転写媒体
の移動に応じてイエロトナーが次々と転写される。さら
に、ベルトの先頭がマゼンタトナーで現像された感光体
１１Ｍに搬送されると同様にイエロートナー像が転写さ
れたベルト上にマゼンタトナーが転写されていく。同様
にシアン、ブラックトナーが転写されていく。そして、
各トナーの転写はＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの順で終了し、中間
転写媒体上に多色画像が形成される。

【００２６】次に、中間転写媒体上のカラートナ−画像
は加熱加圧手段に移動する。図３の加圧ローラ１９は待
機状態であり、実際の印刷時には、図１の様に加熱ロー
ラ１８に圧接される。ここでカセット２５に収容された
記録紙２は給紙ローラ２６により、給紙され、ガイド２
７、２８に案内され、送紙ローラ３１、３２により送ら
れる。加熱加圧手段の手前で中間転写媒体上のトナ−像
と重ねられ、加熱加圧手段により加熱とともに加圧され
る。

【００２７】このプロセスでは、図１の通り、記録紙は
トナー像が形成された中間転写媒体に重ねられ、加熱加
圧手段の両ローラに挟まれて、加熱および、加圧され
る。中間転写媒体上のトナーはローラ１８より熱がトナ
ーに伝達され、トナーを加熱溶融する。記録紙は加熱加
圧手段の中間転写媒体の搬送方向下流方向へ中間転写媒
体と重なって、搬送される。この時、加圧ローラ１９と
加熱ローラ１８に対して、中間転写媒体の走行経路を図
の様に設定することで、ニップ部分を通過した後も、中
間転写媒体には、自らをローラ１９に押しつける力が働
くため、ローラ１９からの反作用により、中間転写媒体
は引き延ばされ、しわの再発生が防止される。中間転写
媒体は、間にトナーを挟んだ状態で記録紙と密着する。
記録紙と中間転写媒体は、間に溶融トナーを挟み、密着
した状態で搬送される。この状態でトナーは冷却され、
再び固体状態に戻るため、トナ−の凝集力は大きくな
り、一体となって中間転写媒体からトナ−との接着力が
強い記録紙に転写し、同時に定着される。その後、ロー
ラ２１の中間転写媒体が急角度で屈曲するところまで、
中間転写媒体と記録紙は重なって搬送され、ここで記録
紙はその腰の強さで中間転写媒体と分離する。この様に
して記録紙に転写したトナ−の表面は、中間転写媒体表
面の平滑な粗さにならって非常に滑らかな表面が均一に
形成でき光沢ムラは無く、かつ、転写不良による濃度ム
ラも無い、光沢面となる。

【００２８】中間転写媒体から剥離した記録紙は装置外
へ図示しないスタッカへ排出される。転写後の中間転写
媒体上にはその表面のフッ素樹脂の離型性と、トナ−が
固体状態となって凝集力が大きいという性質のためトナ
−はほとんど残留することはない。従って、次の画像に
おいて、記録紙に残像が発生することは全く無い。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、光沢ムラや濃度ムラの無い印刷画像と、同時に、非
常に転写効率の高い画像形成装置を得ることができる。
本発明は、フィルムやベルト状の媒体を用いた加熱加圧
手段によって、中間転写体上のトナーを記録紙上に転
写、定着を行うものであり、本実施例で説明したカラー
以外にもモノクロの画像形成装置にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置における加熱転写定着装
置の概略図である。

【図２】本発明の画像形成装置における加熱転写定着装
置の変形例の概略図である。

【図３】実施例の画像形成装置の概略構成図である。

【図４】従来の加熱転写定着装置の概略構成図である。

【図５】転写効率向上の為の従来の装置構成図である。

【図６】ニップ通過後のトナー層の状態図である。

【図７】ニップ通過後のトナー層の状態図である。

【符号の説明】

１中間転写媒体２記録紙１５トナー１８加熱ローラ１９加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上に形成されたトナー像
が転写された無端ベルト状の中間転写媒体のトナー像の
転写されていない裏側に配置された加熱ローラと、記録
紙を間に挟んで前記中間転写媒体のトナー像が転写され
た表側に配置された加熱ローラとを有し、前記加熱ロー
ラと加圧ローラとにより加熱及び加圧することにより、
トナー像の転写と定着とを同時に行う加熱転写定着手段
を備えた画像形成装置において、前記加熱ローラと加圧ローラの圧接部であるニップ部の
中間転写媒体の搬送方向下流側に前記中間転写媒体を急
角度で屈曲させるガイドローラを配することにより、前
記中間転写媒体及び記録紙を加圧ローラに圧接しながら
進行させ、加圧ローラに対し前記記録紙を挟んで中間転
写媒体の張力による圧力が働くように、加熱ローラと加
圧ローラとガイドローラとを配置したことを特徴とする
画像形成装置。