JP4778752B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、第1熱転写体が第2熱転写体に比べて早く劣化して寿命がきてしまうため、転写・定着ユニットの交換時期が、第1転写・定着ユニットと第2転写・定着ユニットとで異なってしまう。その結果、例えば、第1転写・定着ユニットを交換してから十分な期間が経過する前に、第2転写・定着ユニットの寿命がきて交換する必要が生じてしまい、転写・定着ユニットの交換によるダウンタイムが頻繁に発生してしまうおそれがあった。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、該第1転写・定着ユニットの熱転写体と、該第2転写・定着ユニットの熱転写体とを記録体の搬送経路を挟んで対向させるとともに、該第1転写・定着ユニットの熱転写体と、該第2転写・定着ユニットの熱転写体とを所定の圧力で当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の画像形成装置において、転写・定着ユニットの熱源を、該熱転写体の外周面に対向して配置したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1または2いずれかの画像形成装置において、転写・定着ユニットの熱源を、熱転写体の内部に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、上記第1転写・定着ユニットおよび上記第2転写・定着ユニットの少なくとも一方の熱源を、該磁性体からなる発熱体と、該発熱体との間に磁界を発生する磁界発生手段とで構成し、該磁界発生手段の発する磁界による電磁誘導で該発熱体を加熱することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、上記第1熱源の熱量および上記第2熱源の熱量を、上記画像形成ユニットで形成されるトナー像に合わせて調整することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、上記画像情報が、片面のみの場合、上記選択手段は、画像を形成するユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化していない方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、上記画像情報が、記録体の一方の面に形成する画像が単色画像で、記録体の他方の面に形成する画像がカラー画像である場合、上記選択手段は、単色画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、上記画像情報が、記録体の一方の面に形成する画像がイメージ画像主体で、記録体の他方の面に形成する画像が文字画像主体である場合、上記選択手段は、文字画像主体の画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、上記選択手段は、記録体の一方の面に形成する画像および記録体の他方の面に形成する画像のうち画像面積率の低い画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至10いずれかの画像形成装置において、定着後の記録体を反転させて、排紙する記録体反転機構を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、重量平均粒径が3〜8[μm]で、且つ重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40であるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12いずれかの画像形成装置において、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、形状係数SF−1が100〜180であり、形状係数SF−2が100〜180であるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、上記トナー像の形成に用いるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなる母体粒子に添加剤を外添してなり、かつ、該添加剤として、その平均一次粒径が50〜500[nm]で、かつ、嵩密度が0.3[g/cm3]以上であるものを用いたことを特徴とするものである。
図1は、本実施形態に係る画像形成システムを示す概略構成図である。同図において、本画像形成システムは、プリンタ部100、操作・表示装置90、給紙装置40、自動画像読取装置200、紙補給装置300等を有している。
この第1中間転写ベルト21に関連する部材は、第1画像形成ユニット20として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
第2中間転写ベルト31に関連する部材は、第2画像形成ユニット30として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
片面記録の方法は基本的に2種類あって、選択が可能となっている。2種類のうちの1つは、第1中間転写ベルト21に転写した4色の第1ナー像を転写紙の第1面に一括2次転写する方法である。また、もう1つの方法は、第2中間転写ベルト31に転写した4色の第2トナー像を転写紙の第2面に一括2次転写する方法である。画像データが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。そこで、最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせることができる、前者の方法について説明する。
このようにして片面に画像を有した記録体Pは、第1転写・定着ユニット47の搬送作用により、引き続き第2転写・定着ユニット47に送られる。そして、第2転写・定着ユニット48にて、熱および加圧作用を受けて第2トナー像が記録体Pの下面に転写・定着される。
従来は、原稿の表面に記録されている画像は、第1画像形成ユニットで形成され、原稿の裏面に記録されている画像は、第2画像形成ユニットで形成されるように、原稿の画像面(表面と裏面)に対して用いられる画像形成ユニットが予め設定されていた。このため、使用形態によっては、第1熱転写体にかかる熱的な負荷と、第2熱転写体にかかる熱的な負荷とが異なってしまい、一方の熱転写体が他方の熱転写体よりも早く劣化してしまう。これは、トナーの付着量の多い画像は、熱転写体上のトナーを確実に軟化または溶融させるために熱源の熱量を増やして、トナーの付着量の少ない画像は、省エネルギー化のために熱源の熱量を減らしている。このため、表面がトナー付着量の多い画像で、裏面がトナー付着量の少ない画像を有する原稿が、大量に印刷された場合は、第1転写・定着ユニット47が、第2転写・定着ユニット48よりも早く劣化してしまう。また、表面にのみ画像が形成された原稿が大量に印刷された場合も、第1転写・定着ユニット47が、第2転写・定着ユニット48よりも早く劣化してしまう。これは、片面印刷の場合は、使用しない方の転写・定着ユニットの熱源は、OFFになっており、熱転写体に全く熱的な負荷がかからないからである。このように、第1転写・定着ユニット47と第2転写・定着ユニット48との劣化の状態が異なると、交換時期が異なってしまう。その結果、例えば、第1転写・定着ユニット47を交換してから十分な期間が経過する前に、第2転写・定着ユニット48が劣化して交換する必要が生じてしまい、転写・定着ユニットの交換によるダウンタイムが頻繁に発生してしまう。
そこで、本実施形態においては、第1転写・定着ユニット47の劣化状態と第2転写・定着ユニット48の劣化状態とを検知して、その検知結果と画像情報との基づいて、第1画像形成ユニット20で形成する画像と、第2画像形成ユニット30で形成する画像を決めている。以下に具体的に説明する。
また、ROMには、比較プログラムが実行されて得られた比較結果と、画像情報入力部111から得られた画像情報とに基づいて、画像情報入力部111に入力された画像を第1画像形成ユニット20で形成するか、第2画像形成ユニット30で形成するかを選択する選択プログラムも記憶されている。そして、この選択プログラムが、CPU、RAMを用いて実行され、制御部110が選択手段として機能している。
図9は、プリンタの画像を形成するまでの制御フロー図である。まず、画像情報入力部111に、自動画像読取装置(ADF)200やパーソナルコンピュータ等から原稿の表面の画像情報X、原稿の裏面の画像情報Yが入力される。画像情報入力部111は、入力された原稿の表面の画像情報X、原稿の裏面の画像情報Yを制御部110に送信して、制御部110は、原稿の表面の画像情報X、原稿の裏面の画像情報Yを取得する(S1)。制御部110が画像情報X、Yを取得したら、制御部110は、記憶部112から第1転写・定着ユニット47の劣化状態Aおよび第2転写・定着ユニット48の劣化状態Bを取得する(S2)。次に、制御部110は、取得した画像情報X、Yおよび取得した劣化状態A,Bとに基づいて、原稿の表面の画像を形成する画像形成ユニットおよび原稿の裏面の画像を形成する画像形成ユニットを選択する(S3)。画像形成ユニットを選択したら、第1画像形成ユニット20で形成される画像情報を第1駆動制御部115に出力し、第2画像形成ユニット30で形成される画像情報を第2駆動制御部116に出力する(S4)。
まず、実施例1の劣化状態の検知について説明する。実施例1においては、熱源の消費電力を時間積分して得られる総消費電力量、すなわち総熱量から劣化状態を検知するものである。これは、熱源の総熱量に比例して、熱転写体の熱による劣化が進行するからである。よって、熱源の総熱量が分かれば、熱転写体の劣化度合いを間接的に検知することができるのである。総熱量は、総消費電力量とイコールであり、消費電力量は、熱源を加熱する際の消費電力とその加熱(駆動)時間の積で表すことができる。この消費電力量(熱源を加熱する際の電力とその加熱(駆動)時間の積)を加熱のタイミング毎にカウントしていけば、総消費電力量、すなわち総熱量を求めることができる。なお、消費電力は、電流計を用いることで容易に計測可能である。また、加熱(駆動)時間は、熱源がハロゲンランプやセラミックヒータなどの場合は、これら発熱体の通電時間に相当する。また、熱源がIHコイルと発熱層とで構成される場合は、IHコイルへ印加した交流電流の印加時間が、加熱(駆動)時間に相当する。そして、求められた総消費電力量(総熱量)は、転写・定着ユニットの劣化情報として記憶部112に記憶される。
次に、実施例2について説明する。図5に示すように第1転写・定着ユニット47および第2転写・定着ユニット48の熱源が同じ場合は、熱源の加熱(駆動)時間が総熱量の差となって現れる。よって、第1転写・定着ユニット47および第2転写・定着ユニット48の熱源が同じ場合は、熱源の加熱(駆動)時間の積算値から、熱転写体の劣化状態を検知することができる。この場合は、加熱のタイミング毎に時間をカウントしていき、カウント時間の積算が記憶部112に記憶される。
次に、実施例3について説明する。実施例3は、転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで形成される画像の画素カウント値から、転写・定着ユニットの熱的な劣化状態の検知を行うものである。本実施形態においては、上述したように、画像情報に基づいて、熱転写体の熱量を変化させている。画素カウント値が大きい画像は、より多くのトナーが熱転写体に付着するため、トナーを軟化または溶融させるために熱転写体への熱量を多くしている。一方、画素カウント値が小さい画像は、熱転写体に付着するトナーが少ないため、トナーを軟化または溶融させるための熱転写体への熱量が少なくてすむので、熱量を少なくしている。このように、形成される画像の画素カウント値により、熱転写体に加わる熱量が異なるため、この画素カウント値を積算するすることで、間接的に熱転写体に加わった熱量が把握することができ、この把握された熱量から熱転写体の熱的な劣化を把握することができる。なお、形成される画像の画素カウント値は、露光装置で書き込みを行う画素の総数から把握することができる。例えば、露光装置がレーザーダイオード(LD)の場合は、主走査線方向毎のLDの点灯時間を画像の副走査線方向分積算したものが、画素カウント値となる。また、熱転写体に付着したトナー量に対応する画素カウント値を積算する必要があるので、各プロセスユニットY,M,C,Kの画素カウント値の積算値を記憶部112に記憶する。
実施例4は、熱転写体の転写残トナーを除去する熱転写クリーニングローラに付着したトナー量から、転写・定着ユニットの熱による劣化状態を検知するものである。熱転写体に転写されるトナー量が多いと、トナー量が少ないものに比べて、転写残トナーになる量が多くなる。その結果、熱転写クリーニングローラに付着する転写残トナーは、トナー量が多い画像を転写したときの方が、トナー量が少ない画像を転写しときに比べて多くなる。その結果、トナー量の多い画像を多く転写した転写・定着ユニットの熱転写クリーニングローラに付着しているトナー量は、トナー量の少ない画像を多く転写した転写・定着ユニットの熱転写クリーニングローラに付着しているトナー量に比べて多くなる。よって、第1転写・定着ユニット47の第1クリーニングローラ47Gに付着しているトナー量と第2転写・定着ユニット48の第2クリーニーングローラ48Gに付着しているトナー量とを見れば、トナー量の多い画像を多く転写した転写・定着ユニットがわかるのである。トナー量の多い画像を多く転写した転写・定着ユニは、トナー量の多い画像のトナーを軟化または溶融させるためにトナー量の少ない画像を多く転写した転写・定着ユニットに比べて多くの熱量が加えられており、熱的に劣化している。よって、クリーニングローラに付着しているトナー量を見れば、転写・定着ユニットの熱的な劣化状態が間接的に把握できるである。
まず、実施例5の画像形成ユニット選択方法について説明する。実施例5においては、画像情報入力部111に入力された画像情報が、原稿の表面のみあるいは裏面のみ、すなわち片面画像か否かをチェックして、片面画像の場合は、劣化していない方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで画像を形成するようにするものである。
図11は、実施例5を用いた画像形成の制御フローである。まず、制御部110は、画像情報入力部111から取得した画像情報に基づき、片面画像か否かをチェックする(S11)。両面画像の場合(S11のNO)は、原稿の表面の画像情報、裏面の画像情報を駆動制御部115、116にそれぞれ出力して(S18)、それぞれの画像形成ユニット20、30で画像を形成する。一方、片面画像の場合は、制御部110は、記憶部112から第1転写・定着ユニット47の劣化状態Aおよび第2転写・定着ユニット48の劣化状態Bを取得する(S12)。次に、第1転写・定着ユニット47の劣化状態Aと第2転写・定着ユニット48の劣化状態Bとを比較して、第1転写・定着ユニット47が第2転写・定着ユニット48より劣化しているかチェックする(S13)。第1転写・定着ユニット47が第2転写・定着ユニット48より劣化している場合(S13のYES)、制御部110は、第2画像形成ユニット30を選択して(S14)、第2駆動制御部116へ画像情報を出力する(S15)。第2駆動制御部116は、画像情報が入力されたら、第2画像形成ユニット30および第2転写・定着ユニット48を駆動させて記録体の第2面に画像を記録する。画像が記録された記録体は、反転ユニット90へ送られて、反転せしめられる(S16)。このとき、第1駆動制御部115には、画像情報が出力されないので、第1転写・定着ユニット47Aおよび第1画像形成ユニット20は、駆動しない。よって、第1転写・定着ユニット47は、熱源によるストレスをほとんど受けることがない。
一方、第1転写・定着ユニット47が第2転写・定着ユニット48より劣化していない場合(S13のNO)、制御部110は第1画像形成ユニット20を選択する(S17)。そして、第1駆動制御部へ画像情報が出力され(S18)、第1画像形成ユニット20および第1転写・定着ユニット47が駆動して、記録体の第1面に画像が記録される。このとき、第2駆動制御部116には、画像情報が出力されないので、第2転写・定着ユニット48および第2画像形成ユニット30は、駆動しない。よって、第2転写・定着ユニット48は、熱源によるストレスをほとんど受けることがない。
次に、実施例6について説明する。実施例6は、画像情報入力部111に入力された画像が単色画像か、カラー画像かをチェックして、原稿の一方の面の画像がカラー画像で、原稿の他方の面の画像が単色画像の場合は、単色画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択するようにしている。入力された画像がカラー画像か否かは、画像情報から判断することもできるし、ユーザーが選択した画像形成モードからも判断することができる。
次に、実施例7について説明する。実施例7は、画像情報入力部111に入力された画像が、イメージ主体の画像であるか、文字主体の画像であるかをチェックする。そして、原稿の一方の面の画像がイメージ主体画像で、原稿の他方の面の画像が文字主体画像の場合は、文字主体の画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択するようにしている。入力された画像が、イメージ画像主体か文字画像主体かは、入力された画像情報から判断することができる。イメージ主体の画像は、文字主体の画像に比べて画素数が多いので、入力された画像の画素数をカウントして、所定値以上の場合は「イメージ主体の画像」と判断し所定値以下の場合は、「文字主体の画像」と判断する。また、ユーザーが選択した画像形成モードからも判断することができる。例えば、入力された画像についてカラーモードで形成するように、モード選択がなされている場合は、イメージが主体の画像と判断し、入力された画像について単色モードで形成するように、モード選択がなされている場合は、文字が主体の画像と判断する。また、画像形成モードに、イメージモードと文字モードとを設けておき、入力された画像についてイメージモードで形成するように、モード選択がなされている場合は、イメージが主体の画像と判断し、入力された画像について文字モードで形成するように、モード選択がなされている場合は、文字が主体の画像と判断する。
次に、実施例8について説明する。実施例8は、画像情報入力部111に入力された画像の画像面積率を検知して、画像面積率の小さい画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択するようにしている。画像面積率は、入力された画像の画素数をカウントすることで検知することができる。
図16の画像形成装置は、定着部材472の内部にIHコイル473設け、定着部材472は、磁性体からなる薄膜の発熱層と、発熱層の外周面に形成された耐熱性・トナー離型性を有する表面層とで構成する。そして、定着部材内部のIHコイル473によって発生した磁界により発熱層が発熱することにより、定着部材472が発熱し、この定着部材471の熱で記録体の第1面に静電転写されたトナー像を軟化または溶融させて定着させる。
図17に示す画像形成装置は、定着部材472よりも記録体搬送方向上流にIHコイル472と磁性体からなる発熱体474とを設けて、記録体の第1面に形成されたトナー像を軟化または溶融させてから、定着部材472へ記録体を搬送し、定着部材472でトナー像を記録体の第1面に定着させる。図17に示すように、IHコイル473と発熱体474とからなる熱源を定着部材472よりも記録体搬送方向上流に配置することで、定着部材472に熱源の熱による負荷があまりかからなくなり、定着部材の劣化を抑えることができる。
定着部材472で記録体の第1面にトナー像を定着させる際、熱転写体上で軟化または溶融されたトナー像が記録体の第2面に転写・定着される。
本実施形態の画像形成装置は、トナー像の形成に用いるY,M,C,Kトナーとして、次の(a)〜(e)の条件を何れも具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
(a)重量平均粒径が3〜8[μm]である。
(b)重量平均粒径D4を個数平均粒径D1で除算した値が1.00〜1.40である。
(c)形状係数SF−1が100〜180である。
(d)形状係数SF−2が100〜180である。
(e)平均粒径が50〜500[nm]で嵩密度が0.3[g/cm3]以上の微粒子を、表面に保持している(外添している)。
上記(a)〜(f)の条件を何れも具備したトナーを用いることで、中間転写ベルトから熱転写体への熱転写および熱転写体から記録媒体への熱転写を良好に行うことができる。
また,有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2 種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用が好ましい。ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットの劣化の進行を抑えることができる。これにより、転写・定着ユニットの寿命がくるまでの期間を延ばすことができ、交換される期間を延ばすことができる。よって、転写・定着ユニットの交換回数を減らすことができる。また、第1転写・定着ユニットの劣化と第2転写・定着ユニットの劣化とが均等に進行するようになり、熱転写体の寿命をほぼ同時期にすることができる。その結果、第1転写定着ユニットの寿命がくる期間と第2転写・定着ユニットの寿命がくる期間とをほぼ同じにすることができ、交換時期をほぼ同じにすることができる。これにより、第1転写・定着ユニットと第2転写・定着ユニットとを同時に交換することができ、転写・定着ユニットの交換によるダウンタイムの発生を抑えることができる。
(2)
実施例1に示すように、第1転写・定着ユニット47の劣化状態を、上記第1熱源の消費電力の時間積分値から検知し、第2転写・定着ユニット48の劣化状態を、上記第2熱源の消費電力の時間積分値から検知している。熱源の消費電力を時間積分することで、総消費電力量、すなわち総熱量がわかる。転写・定着ユニットの熱による劣化は、熱源の総熱量に比例するので、熱源の消費電力を時間積分することで転写・定着ユニットの劣化状態を間接的に検知することができる。
(3)
また、実施例2に示すように、第1熱源と第2熱源とが同じ構成の場合、消費電力が同じとなるので、熱源の駆動時間が総熱量の差となって現れる。よって、第1転写・定着ユニット47および第2転写・定着ユニット48の熱源が同じ場合は、熱源の駆動時間の積算値から、熱転写体の劣化状態を間接的に検知することができる。このように、第1熱源と第2熱源とが同じ構成の場合は、カウント手段40で熱源の駆動時間をカウントした時間のみで劣化状態が検知できるため、実施例1よりも簡易に転写・定着ユニットの劣化状態を検知することができる。
(4)
また、実施例3に示すように、転写・定着ユニットの劣化状態を、画像形成ユニットに出力した出力画像の画素カウントの積算値から検知しても良い。本実施形態においては、画像情報に基づいて、熱源の熱量を変化させている。画素カウント値が大きい画像は、画素カウント値が小さい画像に比べて、トナー像を形成するのにより多くのトナーが用いられる。このため、画素カウント値が大きい画像のときは、多くのトナーを軟化または溶融させなければならないため、熱源の熱量を多くしている。一方、画素カウント値が小さい画像は、熱転写体に付着するトナーが少ないため、トナーを軟化または溶融させるための熱転写体への熱量が少なくてすむので、熱源の熱量を少なくしている。このように、形成される画像の画素カウント値により、熱源の熱量が異なるため、この画素カウント値を積算するすることで、間接的に熱転写体に加わった総熱量が把握することができ、この把握された総熱量から転写・定着ユニットの劣化状態を検知することができる。
(5)
また、上記第1転写・定着ユニット47および上記第2転写・定着ユニット48のうち、少なくとも一方の転写・定着ユニットは、中間転写ベルトのトナー像が一旦、熱転写体に転写され、熱転写体を加熱することで、トナー像を軟化または溶融して記録体に熱転写・定着を行なっている。これにより、中間転写ベルトを直接加熱させずに、トナー像を熱転写・定着させることができる。よって、中間転写ベルトの温度上昇が抑制され、中間転写ベルトの熱によってプロセスユニットに不具合が生じるのを抑制することができる。
また、従来の定着装置のように定着ニップでトナー像を軟化または溶融して記録体に定着させる方式では、記録体に熱量が奪われるため、トナーを軟化または溶融させるための熱量が多くなってしまう。しかし、本実施形態においては、転写・定着ニップに搬送される前に熱転写体上でトナーのみを加熱して軟化または溶融させているので、従来の定着ニップで記録体とトナーとが同時に加熱されてしまうものに比べて、トナーを軟化または溶融するための熱量が少なくてすむ。その結果、消費電力を抑えることができ、省エネルギー化、装置内の温度上昇を抑制することができる。また、従来の定着ニップで記録体とトナーとが同時に加熱されるものに比べて、記録体に加わる熱量が少なくて済むので、排紙後の用紙の温度を低下させることができる。よって、高速印刷時でも定着後のトナーが別の記録体にくっついてしまうといった問題も抑制することができる。
(6)
また、熱転写体上の転写残トナーをクリーニングする熱転写体クリーニング部材を設けることで、熱転写体が記録体に転写・定着しなかった転写残トナーや、紙粉が熱転写体に蓄積されることがなく、長期に渡り熱転写体表面をフレッシュな状態に保つことができる。
(7)
また、実施例4に示すように、熱転写体の転写残トナーを除去する熱転写クリーニングローラに付着したトナー量から、転写・定着ユニットの熱による劣化状態を検知するようにしても良い。熱源の熱量を多くして転写・定着を行うトナー量の多いトナー像を記録体に転写した後の転写残トナーは、熱源の熱量を少なくして転写・定着を行うトナー量の少ないトナー像を記録体に転写した後の転写残トナーよりも多くなる。従って、熱源の熱量を多くしたときの方が熱源の熱量を少なくしたときに比べてクリーニングローラに付着する転写残トナーが多くなる。このように、クリーニングローラに付着する転写残トナーは、熱源の熱量に応じて異なってくるので、クリーニングローラに付着した転写残トナーの量を検知することで、間接的に転写・定着ユニットの総熱量を検知することができ、転写・定着ユニットの劣化状態を検知することができる。
(8)
また、図10に示すように第1熱転写体47Aと、第2熱転写体48Aとを記録体の搬送経路挟んで対向させるとともに、第1熱転写体47Aと、第2熱転写体48Aとを所定の圧力で当接させている。これにより、第1熱転写体47Aが第2熱転写体48Aの加圧ローラとしての機能を有し、第2転写体48Aが第1熱転写体47Aの加圧ローラとしての機能を有することができるので、加圧ローラを無くすことができ、低コスト化を図ることができる。また、熱転写体同士が当接してもう一方の熱転写体を加圧しているため、一方のみ転写・定着ユニットを交換する際、他方の転写・定着ユニットの熱転写体が傷ついたりして、一方のみ転写・定着ユニットを交換するが困難である。しかし、本実施形態では、熱転写体の寿命がほぼ同時期にくるようにしているので、第1転写・定着ユニット47と第2転写・定着ユニット48とを同時に交換することができ、容易に転写・定着ユニットを交換することができる。
(9)
また、図16、図17に示すように、第1トナー像は、第1像担持体ベルトたる第1中間転写ベルト21から直接記録体に転写され、定着部材で定着されており、第2トナー像のみ、第2像担持体ベルトたる第2中間転写ベルト31から熱転写体に転写し、熱転写体から記録体に熱転写・定着を行なっている。よって、第1トナー像および第2トナー像をそれぞれ記録体に熱転写・定着を行なうために、それぞれ熱転写体を設けるものに比べて、熱転写体を少なくすることができる。その結果、それぞれ熱転写体を設けるものに比べて、コストを削減することができる。また、熱転写体それぞれを設けるものに比べて、熱転写体が少ない分だけ省スペース化を図ることができる。また、第1中間転写ベルトは、熱転写体によって、加熱されることがないので第1中間転写ベルトが受ける熱的なストレスを低減でき、第1中間転写ベルトの寿命を延ばすことができる。
(10)
また、上記定着部材と上記熱転写体とを記録体の搬送経路を挟んで対向させるとともに、定着部材と、第2転写・定着ユニットの熱転写体とを所定の圧力で当接させている。これにより、熱転写体が定着部材の加圧部材としての機能を有し、定着部材が熱転写体の加圧部材としての機能を有することができるので、加圧部材を無くすことができ、低コスト化を図ることができる。
(11)
また、図17に示すように、熱源を定着部材よりも記録体搬送方向上流側に設けているので、定着部材472に熱源の熱による負荷があまりかからなくなり、定着部材の熱的な劣化を抑えることができ、定着部材の寿命がくるのを延ばすことができる。
(12)
また、熱源を、熱転写体の外周面に対向して配置することで、熱転写体上のトナーを熱源によって直接的に加熱することができる。よって、熱源を熱転写体の内部に配置して、熱転写体を介して間接的にトナーを加熱するものに比べて、効率的にトナーを加熱することができる。また、熱転写体の内部に断熱部材を用いれば、熱が逃げなくなり、さらに効率よくトナーを加熱することができる。また、熱源を熱転写体の内部に配置するものに比べて、熱転写体に加わる熱量が少なくても、トナーを軟化または溶融することができるので、熱転写体の熱による劣化の進行を抑えることができる。
(13)
また、熱源を、熱転写体の内部に配置することで、熱源を熱転写体の外周面に対向して配置したものに比べて、省スペース化を図ることができ、レイアウトの自由度を向上させることができる。
(14)
また、熱源を磁性体からなる発熱体と、発熱体との間で磁界を発生する磁界発生手段たるIHコイルとで構成し、IHコイルの発する磁界による電磁誘導で熱転写体を加熱している。これにより、熱転写体の磁性体のみが加熱されるので、効率よく熱転写体を加熱することができる。また、熱転写体自身が発熱するので、ハロゲンランプのように加熱源の輻射熱で熱転写体を加熱するものに比べて、熱転写体の昇温スピードを早めることができる。その結果、装置立ち上がり時に熱転写体が所定の温度に昇温するまでの待ち時間を短くすることができる。
(15)
また、第1熱源の熱量および第2熱源の熱量を、上記画像形成ユニットで形成されるトナー像に合わせて調整している。これにより、トナー量の多いトナー像であっても、熱源の熱量で良好にトナーを軟化または溶融させることができる。また、トナー量の少ないトナー像の場合は、熱源の熱量が少なくなるので、省エネルギー化や転写・定着ユニットの熱的な負荷を低減することができる。
(16)
また、実施例5に示すようにように、片面画像を形成する場合は、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化していない方の転写・定着ユニットで形成するように制御している。これにより、劣化が進行している方の転写・定着ユニットの劣化の進行を抑えることができ、転写・定着ユニットの寿命を延ばすことができる。また、片面画像の場合は、劣化が進行していない方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで画像を形成することで、転写・定着ユニットの熱的な劣化が均等に進行するようになり、熱転写体の寿命をほぼ同時期にすることができる。
(17)
また、実施例6に示すように、記録体の一方の面に形成する画像が単色画像で、記録体の他方の面に形成する画像がカラー画像である場合、単色画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択している。単色画像は、カラー画像に比べて少ないトナー量でトナー像が形成できるので、少ない熱量で熱転写体上のトナーを軟化または溶融することができる。よって、単色画像が形成される際、熱転写体ユニットの熱源の熱量をカラー画像形成時に比べて少なくしている。このため、単色画像を形成するときの方が、カラー画像を形成するときに比べて、転写・定着ユニットの熱的な負荷が少なくて済む。従って、一方がカラー画像で他方が単色画像の原稿を複写する際、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで単色画像を形成することで、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットの劣化の進行を抑えることができる。また、転写・定着ユニットの熱的な劣化が均等に進行するようになり、熱転写体の寿命をほぼ同時期にすることができる。
(18)
また、実施例7に示すように、記録体の一方の面に形成する画像がイメージ画像主体で、記録体の他方の面に形成する画像が文字画像主体である場合、文字画像主体の画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択している。文字主体の画像は、イメージ主体の画像に比べて少ないトナー量でトナー像が形成できるので、少ない熱量で熱転写体上のトナーを軟化または溶融することができる。よって、文字主体の画像が形成される際、熱転写体ユニットの熱源の熱量をイメージ主体の画像形成時に比べて少なくしている。このため、文字主体の画像を形成するときの方が、イメージ主体の画像を形成するときに比べて、転写・定着ユニットの熱的な負荷が少なくて済む。従って、一方がイメージ主体の画像で他方が文字主体の画像の原稿を複写する際、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで文字主体の画像を形成することで、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットの劣化の進行を抑えることができる。また、転写・定着ユニットの熱的な劣化が均等に進行するようになり、熱転写体の寿命をほぼ同時期にすることができる。
(19)
また、実施例8に示すように、記録体の一方の面に形成する画像および記録体の他方の面に形成する画像のうち画像面積率の低い画像を形成する画像形成ユニットとして、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択している。画像面積率が小さければ小さいほど、少ないトナー量でトナー像が形成できるので、少ない熱量でトナーを軟化または溶融させることができる。このため、原稿の表面の画像と裏面の画像のうち、画像面積率の小さい画像を、劣化が進行している熱転写体に対応する画像形成ユニットで形成することで、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットの劣化の進行を抑えることができる。また、転写・定着ユニットの熱的な劣化が均等に進行するようになり、熱転写体の寿命をほぼ同時期にすることができる。
(20)
また、定着後の記録体を反転させて、排紙する記録体反転機構たる反転ユニット90を備えている。これにより、原稿の表面の画像を第2画像形成ユニット30で形成し、原稿の裏面の画像を第1画像形成ユニット20で形成した場合は、上記反転ユニット90を用いて記録体を反転させてから排出し、原稿の表面の画像を第1画像形成ユニット20で形成し、原稿の裏面の画像を第2画像形成ユニット30で形成した場合は、記録体を反転させずに排出すれば、以下の効果を得ることができる。すなわち、転写・定着ユニットの劣化状態の関係で、原稿の表面の画像が第2画像形成ユニット30で形成されても、排紙スタック部に記録体が排紙されるときは、記録体の上面の画像に形成された画像が常に原稿の表面にの画像に対応させることができる。これにより、排紙スタック部に排紙された記録体のページ順序を、入力された画像情報に合わせることができる。
(21)
また、重量平均粒径が3〜8[μm]で、且つ重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40であるトナーを用いたので、トナー像を形成したときのトナー間のミクロな空隙が小さくなりトナー画像中のトナー密度が上がるため、トナーへの熱伝導性が良くなり、熱転写時にトナーが容易に軟化または溶融することができる。これにより、トナーの熱転写性を良好にすることができる。また、熱伝導性が良いため、少ない熱量でトナー像のトナーを軟化・溶融させることができ、装置を省エネルギー化することができるとともに、熱転写体への熱的な負荷を低減させることができる。
(22)
また、形状係数SF−1が100〜180であり、形状係数SF−2が100〜180であるトナーを用いたので、トナーが真球に近くなりトナー像を形成したときのトナー間のミクロな空隙が小さくなりトナー密度が上がり、トナーへの熱伝導性が良くなる。その結果、熱転写時にトナーが容易に軟化または溶融することができ、トナーの熱転写性が良好となる。また、熱伝導性が良いため、少ない熱量でトナー像のトナーを軟化・溶融させることができ、省エネルギー化できるとともに、熱転写体の熱的な負荷を低減させることができる。
(23)
また、トナーの添加剤として、その平均一次粒径が50〜500[nm]で、かつ、嵩密度が0.3[g/cm3]以上であるもの用いたので、モノに対する吸着力(鏡映力)が弱まり、トナーの熱転写性が良好となる。
5 現像装置
20 第1転写ユニット
21 第1中間転写ベルト
30 第2転写ユニット
31 第2中間転写ベルト
Claims (14)
- 第1トナー像を形成する第1画像形成ユニットと、
第2トナー像を形成する第2画像形成ユニットと、
第1のトナー像が第1画像形成ユニットから転写される第1の熱転写体と、該第1の熱転写体上の第1のトナー像を軟化または溶融させる第1熱源と、該第1の熱転写体上の転写残トナーをクリーニングする第1熱転写体クリーニング部材とを備え、上記熱源で軟化・溶融した該第1トナー像を記録体の第1面へ転写と熱による定着とを行う第1転写・定着ユニットと、
第2のトナー像が第2画像形成ユニットから転写される第2の熱転写体と、該第2の熱転写体上の第2のトナー像を軟化または溶融させる第2熱源と、該第2の熱転写体上の転写残トナーをクリーニングする第2熱転写体クリーニング部材とを備え、上記熱源で軟化・溶融した該第2トナー像を記録体の第2面へ転写と熱による定着とを行う第2転写・定着ユニットとを備えた画像形成装置において、
上記第1熱転写体クリーニング部材に付着した転写残トナーの付着量と、第2熱転写体クリーニング部材に付着した転写残トナーの付着量とを検知し、上記第1熱転写体クリーニング部材に付着した転写残トナーの付着量と、第2熱転写体クリーニング部材に付着した転写残トナーの付着量とを比較して、付着量が多い方の転写・定着ユニットを劣化が進んでいると判定する劣化状態比較手段と、
画像を形成する際、画像情報に基づいてトナー像を形成した際、付着するトナー量が少ない方の画像が、劣化が進んだ方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットで形成されるよう、該劣化状態比較手段の比較結果と、記録体の一方の面に形成する画像情報と、記録体の他方の面に形成する画像情報とに基づいて、形成する画像形成ユニットを選択する選択手段とを備えた特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
該第1転写・定着ユニットの熱転写体と、該第2転写・定着ユニットの熱転写体とを記録体の搬送経路を挟んで対向させるとともに、該第1転写・定着ユニットの熱転写体と、該第2転写・定着ユニットの熱転写体とを所定の圧力で当接させたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
転写・定着ユニットの熱源を、該熱転写体の外周面に対向して配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2いずれかの画像形成装置において、
転写・定着ユニットの熱源を、熱転写体の内部に配置したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、
上記第1転写・定着ユニットおよび上記第2転写・定着ユニットの少なくとも一方の熱源を、該磁性体からなる発熱体と、該発熱体との間に磁界を発生する磁界発生手段とで構成し、該磁界発生手段の発する磁界による電磁誘導で該発熱体を加熱することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、
上記第1熱源の熱量および上記第2熱源の熱量を、上記画像形成ユニットで形成されるトナー像に合わせて調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、
上記画像情報が、片面のみの場合、上記選択手段は、画像を形成するユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化していない方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、
上記画像情報が、記録体の一方の面に形成する画像が単色画像で、記録体の他方の面に形成する画像がカラー画像である場合、上記選択手段は、単色画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、
上記画像情報が、記録体の一方の面に形成する画像がイメージ画像主体で、記録体の他方の面に形成する画像が文字画像主体である場合、上記選択手段は、文字画像主体の画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち、劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、上記選択手段は、記録体の一方の面に形成する画像および記録体の他方の面に形成する画像のうち画像面積率の低い画像を形成する画像形成ユニットとして、第1転写・定着ユニットおよび第2転写・定着ユニットのうち劣化が進んでいる方の転写・定着ユニットに対応する画像形成ユニットを選択することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1乃至10いずれかの画像形成装置において、
定着後の記録体を反転させて、排紙する記録体反転機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、重量平均粒径が3〜8[μm]で、且つ重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至12いずれかの画像形成装置において、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、形状係数SF−1が100〜180であり、形状係数SF−2が100〜180であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、
上記トナー像の形成に用いるトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなる母体粒子に添加剤を外添してなり、かつ、該添加剤として、その平均一次粒径が50〜500[nm]で、かつ、嵩密度が0.3[g/cm3]以上であるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
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