JP2004077727A - Transfer roll and transfer device - Google Patents

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Toshihiko Mihashi
三橋 利彦
Takeaki Watanabe
渡邉 剛彰
Noritaka Ide
井出 典孝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transfer device with a long service life in which the occurrence of transfer failure due to variation in the environment is prevented by preventing the occurrence of variation of volume resistivity in the axial direction of a transfer roll due to the environmental variation and in which the occurrence of transfer failure due to environmental variation is prevented. <P>SOLUTION: A transfer roll BTR in which a cylindrical semi-conductive resin layer 2 formed on the surface of core metal 1 is coated with a water-tight and semi-conductive surface layer 3 is provided with a semi-conductive resin layer 2 in which the axial central part is easily influenced by open air, a semi-conductive resin layer 2 in which the axial end parts is hardly influenced by the open air or a semi-conductive resin layer 2 in which the resistive environment dependency is below a fixed value are provided. Moreover, the transfer device is provided with a transfer roll BTR in which the surface layer 3 is formed by polyimide resin or polyetherimide resin and a transfer roll cleaner CL with a metallic cleaning blade CLb provided with a blade tip part abutting on the transfer roll surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の画像形成装置の像担持体との間に記録材をニップ搬送(挟持して搬送)する際に、像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写ロールと前記転写ロールを備えた転写装置とに関し、特に、芯金と、前記芯金の外周面に形成された円筒状の半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する表面層(樹脂チューブ)とを備えた転写ロールと、前記転写ロールおよびそれをクリーニングするクリーナを有する転写装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、上記電子写真記録方式等を採用した画像形成装置において、カラー画像を高速かつ高画質に形成可能とした装置としては、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各単色トナー像を形成する4つの画像形成ユニットを、互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットで順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各単色トナー像を、転写材搬送ベルト上に担持された転写用紙上に直接多重に転写するか、中間転写ベルト上に一旦多重に転写した後、この中間転写ベルトから転写用紙上に一括して転写し、転写用紙上のトナー像を定着することによって、カラー画像を形成するように構成された画像形成装置が、種々提案されており、実際に製品化されてきてもいる。
【0003】
ところで、このような画像形成装置の場合には、可撓性部材からなる転写材搬送ベルトや、同じく可撓性部材からなる中間転写ベルトを使用するものであるが、これらの転写材搬送ベルトや中間転写ベルトは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4つの画像形成ユニットにわたって循環駆動されるように、複数のロール間に張架されるため、駆動系が複雑となるとともに、可撓性部材からなるため、蛇行が生じたり、温度変化等によって伸縮が生じ、画像の位置ずれを防止するための技術が必須となる。更に、転写材搬送ベルトや中間転写ベルトは、4つの画像形成ユニットにわたって張架されるため、装置が大型化するという課題を有していた。
【0004】
そこで、本出願人は、特開平10−78686号公報に開示されているように、上記の課題を解決し、駆動系の構成を簡易化することができるとともに、装置の小型化が可能であり、しかも複雑な画像の位置ずれを防止する技術を用いることなく、高画質のカラー画像を形成することが可能な画像形成装置を、既に提案している。
【0005】
(特開平10−78686号公報記載の従来技術)
図10は、この特開平10−78686号公報に開示された従来技術の説明図である。
図10に示すように従来の画像形成装置では、2つの感光体101, 102と1つの転写中間体 151とからなる単位構成体と、2つの感光体103 , 104 と1つの転写中間体 152とからなる単位構成体が備えられており、2つの転写中間体151, 152は、さらにもう1つの転写中間体 153に接するように構成されている。ここに示された4つの感光体101,102,103 , 104 は共通の接線 100を有しており、したがって、これらの4つの感光体101,102,103,104 の周囲に配置された帯電装置111,121,131,141 、露光装置112,122,132,142 、現像装置113,123,133,143 、クリーニング装置114,124,134,144 は、それぞれの感光体101,102,103,104 に対し同一位置に配置されており、各装置種類毎に装置の共通化が図られている。
【0006】
この図10に示す画像形成装置の場合、感光体101,102 上に形成された各トナー画像は、転写中間体 151に転写された後転写中間体 153に転写され、感光体103,104 上に形成された各トナー画像は転写中間体 152に転写された後転写中間体153に転写され、中間転写体 153に転写されたトナー画像が搬送されてきた用紙P上に一括して転写される。用紙P上に転写されたトナー画像は、図示しない定着装置により用紙P上に定着される。転写中間体151,152,153 は、ドラム型であって剛体からなるため、トナー画像どうしの位置ずれは生じ難い。
【0007】
感光体101,102,103,104 には、一次転写後の転写残りトナーを除去するクリーニング装置114,124,134,144 を取り付けた場合、感光体101,102,103,104 の表面は、クリーニング装置114,124,134,144 の摺擦によって削られ、膜厚が徐々に薄くなり、感光体101,102,103,104 の寿命を縮める原因となっている。
【0008】
そこで、感光体101,102,103,104 の寿命を延ばすためには、クリーニング装置114,124,134,144 を無くし、中間転写体151,152,153 や感光体101,102,103,104 、その他部材上のトナーを電位勾配を利用して最終転写ロール161 上に集め、最終転写ロール 161に取付けられたクリーニング装置 171で回収するタイプの画像形成装置が提案されている。
【0009】
図10に示されるタイプの画像形成装置(図中の矢印はロールの回転方向を示す。)において、回転する感光体101,102,103,104 の表面は、接触帯電部材111,121,131,141 に例えば−1000V程度の電圧を印加することによって、−500V程度に帯電される。次に、上記感光体101,102,103,104 の表面には、露光装置112,122,132,142 によって、画像露光が施され、静電潜像が形成される。このようにして、上記感光体101,102,103,104 の画像が露光された潜像部分の表面電位は、−100V以下程度に除電されることになる。次に、上記感光体101,102,103,104 表面の静電潜像は、現像装置113,123,133,143 により、負(−)帯電したトナーで現像され、感光体101,102,103,104 の表面には、トナー像が形成される。各感光体101,102,103,104 表面上に形成されたトナー像は、表面が+300V程度(この表面電位はトナーの帯電状態や雰囲気温度や湿度によって最適に設定されることになる。)に帯電された中間転写体151,152 上に静電的に転写される。
【0010】
感光体101,102 に接触する中間転写体 151と感光体103,104 に接触する中間転写体152 上には、それぞれ単色もしくは二色のトナー像が重ね合わされている状態となる。中間転写体151,152 上のトナー像は、次に表面が+800V程度(この表面電位はトナーの帯電状態や雰囲気温度や湿度によって最適に設定されることになる。)に帯電された中間転写体153 上に静電的に転写される。これにより、中間転写体153 上にトナー像が重ね合わされることになる。このトナー像が転写部位で最終転写ロール 161により用紙P上に転写される。
【0011】
中間転写体151,152 と感光体101,102,103,104 で形成される転写部位をトナー像が通過するとき、パッシェン放電や電荷注入により−帯電しているトナーの一部は、逆極性に帯電して+帯電トナーとなる。この+帯電トナーは、中間転写体151,152 へ転写されることなく、感光体101,102,103,104 へ静電的に付着することになる。感光体101,102,103,104 表面に付着した+帯電トナーは、感光体101,102,103,104 表面とともに接触帯電部材111,121,131,141 と接触する帯電部位へ移動する。このとき、接触帯電部材111,121,131,141 は、感光体101,102,103,104 表面よりも−(マイナス)に帯電しているので、+トナーは接触帯電部材111,121,131,141 の表面に静電的に付着してしまう。
トナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体101,102,103,104 の表面電位が高くなる傾向(−帯電感光体の場合にはより強く−に帯電する傾向)になる。したがって、トナーの付着が多い部分、少ない部分、無い部分で感光体101,102,103,104 表面電位のムラができることになる。表面電位のムラが生じると、静電潜像を形成させるために感光体101,102,103,104 表面を露光しても潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出てきてしまので、ハーフトーン像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。
【0012】
そこで、上記の如く構成される画像形成装置においては、接触帯電部材111,121,131,141 に付着した+帯電トナーを取り除くために、印字動作前もしくは印字動作後に、以下のような動作が実施される。
【0013】
最終転写ロール161 には、クリーニング装置171 が取付けてあり、中間転写体153 と中間転写体152 及び中間転写体151 を電気的にフロートさせ、最終転写ロール161 に−極性の電圧を印加し、中間転写体153 の表面を−極性に帯電させると同時に、中間転写体153 で中間転写体152 と中間転写体151 の表面を−極性に帯電させることにより電気的に勾配をつけ、感光体101,102,103,104 の接触帯電部材111,121,131,141 の表面に付着した+極性トナー及び感光体101,102,103,104 、中間転写体151,152,153 の表面に付着した+極性残りトナーを、最終転写ロール161 まで静電的に転写させ移動させることにより、最終転写ロール161 に取付けられたクリーニング装置171 でこれら+帯電トナーを回収する。
【0014】
クリーニング装置 171としては、ブレードクリーニング装置やブラシクリーニング装置が好適に使用される。このクリーニング装置 171には、トナーをためることができる回収ボックスなどが取付けられる。また、同様な方法で、マイナス帯電した残りトナーを回収する。
【0015】
以上、説明した最終転写ロールには先行技術:特開2002−182497号公報に開示されているポリイミド製導電チューブに対して導電性を付与した発泡ロール(金属ロール表面に半導電性の円筒状発泡樹脂層を形成したロール、半導電性樹脂ロール)を挿入して構成したタイプの転写ロールが好適に使用される。これは、転写ロールの表面に表面微小硬度(針の先端部のような微小部分を押圧して測定した表面硬度)がポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上であるガード樹脂(円筒状表面層)を設けると共に、この表面層(ガード樹脂層)の下地層として表面層での電荷蓄積が抑えられる半導電性樹脂層を設けることを特徴とするものである。
更にまた、転写ロール表面には、トナーなどの画像形成粒子やその外添材が付着する懸念があるため、転写ロール表面を清掃するという観点から、転写ロールの表面層(ガード樹脂層)に、清掃用のスクレーパ(クリーニングブレード)を接触配置する態様が通常採用される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術:特開2002−182497号公報に開示されている転写ロールにおいて、半導電性樹脂層の表面をポリイミド製導電チューブ(円筒状表面層)により被覆したタイプの転写ロールがある。以下、チュービングBTR(BTRは、バイアストランスファロール、すなわち、転写ロール)とも呼ぶ。
前記チュービングBTR(円筒状表面層を有する転写ロール)において、チューブ両端部は開放されているため発泡ロール両端部は発泡ロール中央部に比べて装置が置かれている環境の影響を受け易い。例えば、装置が高湿環境に置かれている場合、端部の発泡ロールは吸湿し抵抗が下がるが、発泡ロール中央部は外気の影響を受け難いため、相対的に端部より抵抗が高くなってしまう。反対に、装置が低湿環境に置かれている場合、端部の発泡ロールは脱湿し抵抗が上がる、しかし発泡ロール中央部は外気の影響を受け難いため、相対的に端部より抵抗が低くなってしまう。
【0017】
以上、説明したようにチュービングBTR(半導電性樹脂層を円筒状の表面層で被覆した転写ロール)の半導電性樹脂層の体積抵抗率は、装置が置かれている環境によって変化する。チュービングBTRの軸方向で半導電性樹脂層の体積抵抗率にバラツキが生じると以下に説明するような不具合が発生する。
従来、トナーの転写率が最も高くなる転写電流の値(転写電流最適値)よりも転写電流が多くなっても、少なくなっても転写率が低下することが知られている。
例えば、高湿環境においてチュービングBTRの半導電性樹脂層の端部の体積抵抗率が下がっているとBTR端部に転写電流が集中することになる。転写電流がBTR端部に集中するとBTR中央部の転写電流が不足することになる。この時、体積抵抗率が相対的に高いBTR中央部に対応する画像部分で転写不良等が発生することになる。この転写不良を防止するため、転写電流を増やすと、BTR端部での転写電流が過電流となり、転写抜け等の転写不良が発生してしまう。
【0018】
また低湿環境においてBTR端部の体積抵抗率が上がっていると相対的に体積抵抗率の低いBTR中央部に転写電流が集中することになる。転写電流がBTR中央部に集中するとBTR端部の転写電流が不足することになる。この時、体積抵抗率が相対的に高いBTR端部に対応する画像部分で転写不良等が発生することになる。この転写不良を防止するため、転写電流を増やすと、BTR中央部で転写電流が過電流となり、転写抜け、白点などの転写不良が発生してしまう。
【0019】
表面微小硬度がポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上である円筒状表面層(ガード樹脂層)を設けた転写ロールは、転写ロール表面に金属製のクリーニングブレードのブレード先端部を当接させてクリーニングすることが可能となる。金属製ブレードを用いたクリーニングブレードはクリーニング性能が高く、長寿命である。このため、前記円筒状表面層(ガード樹脂層)を設けた転写ロールと金属製のクリーニングブレードとを組み合わせた転写装置は、長寿命となり且つ製造コストを低減することが可能となる。
【0020】
本発明は前述の事情および検討結果に鑑み、下記(O01),(O02)の記載内容を課題とする。
(O01)環境変化に対する転写ロールの軸方向の体積抵抗率のバラツキの発生を防止して、転写不良の発生を防止すること。
(O02)環境変化に起因する転写不良の発生を防止することが可能な長寿命の転写装置を提供すること。
【0021】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0022】
発明が解決すべき課題で説明した不具合の原因は転写ロール(BTR)の軸方向の体積抵抗率にバラツキが発生することにある。このバラツキは半導電性樹脂層(2)の端部のみが環境(湿度)の影響を受け易く、端部の体積抵抗率が相対的に高くなったり低くなったりすることにより発生する。この転写ロール(BTR)の軸方向の体積抵抗率のバラツキを防止する構成は以下の三つの構成(A)〜(C)となる。
(A)芯金(1)表面に形成した円筒状の半導電性樹脂層(2)を水密性且つ半導電性の表面層(3)で被覆した転写ロール(BTR)の軸方向中央部が外気の影響を受け易い構成とする。
(B)芯金(1)表面に形成した円筒状の半導電性樹脂層(2)を水密性且つ半導電性の表面層(3)で被覆した転写ロール(BTR)の軸方向端部が外気の影響を受け難い構成とする。
(C)芯金(1)表面に形成した円筒状の半導電性樹脂層(2)を水密性且つ半導電性の表面層(3)で被覆した転写ロール(BTR)の抵抗環境依存性が一定値以下の構成とする。
【0023】
また、前記(A)〜(C)の構成を有する転写ロール(BTR)と、前記転写ロール(BTR)の表面に当接するブレード(CLb)先端部により転写ロール(BTR)表面の付着トナーを除去する金属性クリーニングブレード(CLb)を有する転写ロールクリーナ(CL)とを備えた転写装置(T)であって、構成が簡素で且つ長寿命の転写装置(T)を得ることが可能な転写ロール(BTR)の構成は、次の構成(D)である。
(D)前記転写ロール(BTR)の表面層(3)として、表面微小硬度がポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上である円筒状表面層(ガード樹脂層)を設けた構成。
【0024】
(前記(A)の構成を備えた転写ロール)
前記(A)の構成を備えた転写ロールBTRとしては、次の構成(A1)〜(A5)を備えた転写ロール(A1)〜(A5)がある。
(A1)芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
前記半導電性樹脂層(2)端部の抵抗環境依存性(高温高湿28℃/85%RHでの1000V印加時の体積抵抗率と低温低湿10℃/15%RHでの1000V印加時の体積抵抗率の比)が中央部よりも小さいことを特徴とする転写ロール(BTR)。
(A2)芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
前記芯金(1)表面に転写ロール(BTR)の軸方向にに延びる溝(1a)をつくり、前記溝(1a)を通って湿気が半導電性樹脂層(2)の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール(BTR)。
【0025】
(A3)芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
前記転写ロール(BTR)の軸方向中央部の表面層(3)に微小孔(3a)を設け、前記微小孔(3a)を通って湿気が半導電性樹脂層(2)の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール(BTR)。
(A4)芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
前記半導電性樹脂層(2)中に前記転写ロール(BTR)の軸方向に延びる細いトンネル状の孔(2d)を設け、前記トンネル状の孔を通って湿気が半導電性樹脂層(2)の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール(BTR)。
(A5)芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
芯金(1)をパイプ形状とし且つ芯金(1)の軸方向の中央部には通気孔(1c)を設け、前記通気孔(1c)を通って湿気が半導電性樹脂層(2)の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール(BTR)。
【0026】
前記構成(A1)〜(A5)を備えた転写ロール(BTR)は、芯金(1)表面に形成した円筒状の半導電性樹脂層(2)を水密性且つ半導電性の表面層(3)で被覆した転写ロール(BTR)の軸方向中央部が外気の影響を受け易いので、環境変化時における転写ロール(BTR)端部と中央部との芯金(1)および表面層(3)間の抵抗バラツキまたは体積抵抗率のバラツキの発生を防止することができる。
したがって、環境変化に対する転写ロール(BTR)の軸方向の体積抵抗率のバラツキの発生を防止して、転写不良の発生を防止することができる。
【0027】
(前記(B)の構成を備えた転写ロール)
前記(B)の構成を備えた転写ロール(BTR)は、芯金(1)と、前記芯金(1)の外周面に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた転写ロール(BTR)において、
半導電性樹脂層(2)の端部が環境変化に伴う体積抵抗率の変化の少ない材料により構成されたことを特徴とする。
【0028】
前記構成(B)を備えた転写ロール(BTR)は、例えば次の具体的構成(B1)〜(B3)を備えることが可能である。
(B1)転写ロール(BTR)端部に封止剤等を注入し転写ロール(BTR)端部の半導電性樹脂層(2)が外気に触れない構成とする。
(B2)半導電性樹脂層(2)を軸方向に三分割または5分割以上に分割し端部付近の半導電性樹脂層(2b)のみカーボン導電性タイプのような環境によって抵抗バラツキが少なくなるタイプの材料により構成する。
(B3)中央部を発泡タイプの樹脂層(2a)により形成し且つ端部をソリッドタイプの樹脂層(2b)により構成する。
(前記(B)を備えた転写ロールの作用)
前記構成(B1)〜(B3)を備えた転写ロール(BTR)は、転写ロール(BTR)端部が環境の影響を受け難い構成であるので、環境による半導電性樹脂層(2)の端部と中央部との間の半径方向の体積抵抗率のバラツキまたは半径方向の抵抗バラツキの発生を防止することができる。
【0029】
(前記(C)の構成を備えた転写ロール)
前記(C)の構成を備えた転写ロール(BTR)は、芯金(1)と、前記芯金(1)の外周に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備え、且つ前記半導電性樹脂層(2)の体積抵抗率の環境依存性(高温高湿28℃/85%RHでの1000V印加時の体積抵抗率と低温低湿10℃/15%RHでの1000V印加時の体積抵抗率の比)が1桁以内であり、前記表面層(3)はポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上の表面微小硬度を有することを特徴とする。
【0030】
(前記(C)の構成を備えた転写ロールの作用)
芯金(1)と、前記芯金(1)の外周に形成された半導電性樹脂層(2)と、前記半導電性樹脂層(2)の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層(3)とを備えた通常の転写ロール(BTR)は、半導電性樹脂層(2)を発泡樹脂により形成し、その抵抗は常温環境(22℃/55%RH)で8.0logΩ(1000V印加時/定板押付け法)程度に調整される。一般的に転写ロール(BTR)の発泡樹脂製の半導電性樹脂層(2)の環境依存性(高温高湿環境28℃/85%RHでの抵抗と低温低湿環境10℃/15%RHでの抵抗の比)は2.5桁(1000V印加時/定板押付け法)程度以下である。特にイオン導電性の発泡樹脂製の半導電性樹脂層(2)の環境依存性は2桁程度に調整される。このような半導電性樹脂層(2)を使用するとBTRの軸方向抵抗バラツキが顕著となり、先に説明したような不具合が発生することになる。
これを防止する為には、半導電性樹脂層(2)の抵抗を調整して環境依存性が1.0桁程度以下のものを使用する。このタイプの半導電性樹脂層(2)を使用することにより転写ロール(BTR)の軸方向中央部および端部の半径方向の体積抵抗率または抵抗値のバラツキの発生を防止することができる。
【0031】
前記構成(A)〜(C)を備えた転写ロール(BTR)において、前記構成(D)を設けることが可能である。前記構成(D)を備えた転写ロール(BTR)と、前記転写ロール(BTR)の表面に当接するブレード(CLb)先端部により転写ロール(BTR)表面の付着トナーを除去する金属性クリーニングブレード(CLb)を有する転写ロールクリーナ(CL)とを備えた転写装置(T)を構成することが可能である。
前記構成を備えた転写装置(T)は、構成が簡素で且つ長寿命である。
【0032】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の転写装置の説明図で、図1Aは転写装置で使用する転写ロールの正面図、図1Bは前記転写ロールの正断面図で前記図1AのIB−IB線断面図、図1Cは図1Aの矢印ICから見た転写ロールと前記転写ロール表面のトナーを除去するクリーナとを有する転写装置の説明図である。
図2は前記図1に示す転写ロールの特性と従来の転写ロールとの相違を示す図で、図2Aは環境変化に対する転写ロールの半導電性樹脂層の体積抵抗率の変化を示す図、図2Bは転写ロールの軸方向の中央部および端部における半径方向の抵抗値の環境変化に対する変化を示す図である。
【0033】
図1において、転写ロールBTRは、円筒状外周面を有する芯金1と、芯金1の外周面に形成された円筒状の半導電性樹脂層2と、前記導半電性樹脂層2の表面を被覆する表面層3とを有している。前記半導電性樹脂層2は、抵抗環境依存性(10℃/15%RH環境1000V印加時の抵抗と28℃/85環境1000V印加時の抵抗の比)が1.0桁以下である発泡樹脂層により構成されている。前記表面層3はポリイミド樹脂(またはポリエーテルイミド樹脂)製のチューブにより構成されている。そして、転写ロールBTRは、前記芯金1とその表面に形成された前記発泡樹脂層(半動電性樹脂層)2とを有する発泡ロールを、前記樹脂チューブ(表面層)3に挿入して構成されている。前記発泡ロールを使用することにより、転写ロールBTRの軸方向の抵抗バラツキの発生が少なくなっている。
【0034】
前記発泡ロールを構成する半導電性樹脂層2としては、例えば、特開平10−254215号公報に開示されたタイプの発泡ロールを使用する。前記特開平10−254215に開示されたタイプの発泡ロールは、前記半導電性樹脂層(発泡樹脂層)2が溶解度パラメータ値の異なる3種のゴムの海島構造からなり、かつ、特性の異なる2種類のカーボンブラックが分散されている。なお、前記溶解度パラメータの値δは、ポリマーまたはその溶媒分子の蒸発エネルギをΔE、モル体積をVとした場合に、δ=ΔE/Vで表せる。そして、ポリマーと溶媒分子のδ値が近い程、原則的に溶解性が高くなる。
さらに、溶解度パラメータ値の異なる3種のゴムからなり、各ゴムの溶解度パラメータ値の選定によって各ゴム間の相溶性を高めることができ、かつ、特性の異なるカーボンブラックは、海島構造の界面付近に多く分布しており、カーボンブラックの集中的な偏在が緩和されて導電性粒子としてのカーボンブラックの分散性が向上し、均一な帯電および転写が可能となる。
さらにカーボンブラックは特性が異なる2種からなり、抵抗バラツキの少ない導電性が得られる。また、プロセス油等の可塑剤を使用する必要がないので、可塑剤のブリード(しみ出る現象)等がなく、さらに帯電防止剤やその他電解質等を使用する必要がなく、温度、湿度等の環境変化に対する抵抗値の変動を少なくでき、硬度と抵抗値の調整が容易である。
【0035】
以上の様な発泡ロールのロール抵抗(1000V印加/定板押し当て法)の抵抗測定データを図2に示す。一般的な発泡ロール(仮に現行品と呼ぶ。)の環境依存性は2桁となり、上記説明したタイプの発泡ロール(仮に改善品と呼ぶ。)の環境依存性は1桁程度になる。この改善品ロールをチューブに挿入して転写ロールBTRを製造する(仮に改善BTRと呼ぶ。)。この発泡ロールの外径は20.4mm、芯金外径は12mm、発泡ロール幅は230mmのものを使用している。この発泡ロールを内径20.3mm、膜厚50μm、長さ230mmの半導電性ポリイミドチューブに挿入する。
チューブの抵抗が6.5logΩ(=106.5Ω)(100V印加)のものを使用している。チューブ抵抗の測定方法はチューブに金属シャフトを挿入しこれをロール抵抗が2logΩ(=10Ω)以下の芯金を持つゴムロールに押し付け、芯金両端に各500gfの荷重をかけた状態で、金属シャフトとゴムロールの芯金の間に100Vを印加した時の電流を測定し、抵抗を計算している。前記ロール抵抗2logΩは、導電性金属プレートにゴムロールを押し付けた状態でゴムロール芯金と金属プレートとの間に100Vを印加して測定した値である。
なお、前記ゴムロールのロール抵抗2logΩ(=10Ω)は、ゴムロールをΦ=30mm程度の金属シャフトに押し付け、シャフト両端を500gf程度の押圧力で押圧して、1000Vを印加したときの電流値から計算した抵抗値である。
【0036】
このようにして完成した現行BTRと改善BTRの軸方向各位置における抵抗バラツキの測定結果を図2に示している。改善品BTRでは各環境で現行BTRよりも軸方向バラツキが少なくなっている結果となっている。この時の抵抗測定方法は5mm幅の端子をBTR表面に押し当て、端子と発泡ロール芯金の間に1000Vを印加した時の電流値から抵抗を測定している。
このような環境依存性が一桁程度以内の前記改善BTR(転写ロール)を使用することで、BTR端部と中央部の抵抗差を各環境で0.1桁以内とすることができ、高温高湿環境下におけるBTR中央部に対応する範囲での転写不良/フリンジ汚れ(電界境界部の強調電界(フリンジ電界)により生じる汚れ)を抑制することができ、低温低湿環境下におけるBTR端部に対応する範囲での転写不良/フリンジ汚れを抑制することができる。
【0037】
図1Cに示すように、前記転写ロールBTRは電子写真方式の複写機等の画像形成装置の転写装置Tで使用される。図1Cにおいて、前記転写ロールBTRは画像形成装置の感光体や中間転写ベルト等のトナー像担持体TT表面に接触して配置され、転写ロールBTRとトナー像担持体TTとの間の転写領域Qを通過する用紙(記録シート)に、トナー像担持体TT表面に形成されたトナー像を転写する。
前記転写ロールBTRのポリイミド樹脂製の表面層3は表面微小硬度(針の先端部のような微小部分を押圧して測定した表面硬度)が高いので、ステンレス、リン青銅などの薄い金属製のクリーニングブレードの先端部を当接させて、表面に付着したトナーを除去することができる。
【0038】
したがって、本実施の形態1の転写装置Tは、前記改善転写ロールBTRと、クリーナCLとを有しており、クリーナCLは、転写ロールBTR表面に付着したトナーを擦り取る金属製(SUS製)のクリーニングブレードCLbと、擦り取られたトナーを回収するクリーナ容器CLvとを有している。
本実施の形態1の転写装置Tでは、転写ロールBTR表面に付着したトナーを金属製(SUS製)のクリーニングブレードCLbにより、擦り取るので、クリーナCLの構成が簡素となる。したがって、転写ロールBTRおよびクリーナCLを有する転写装置Tの構成が簡素となり、製作コストを低下させることができる。また、本実施の形態1の転写装置では、前述の改善転写ロールBTRを使用しているので、環境変化に起因する転写不良の発生を防止することが可能な長寿命の転写装置を提供することができる。
【0039】
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2の転写装置の説明図で、図3Aは転写装置で使用する転写ロールの表面層を除去した部分の正面図、図3Bは前記転写ロールの正断面図、図3Cは図3Bの矢印IIICから見た転写ロールと前記転写ロール表面のトナーを除去するクリーナとを有する転写装置の説明図である。
なお、この実施の形態例2の説明において、前記実施の形態例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
なお、以下の実施の形態2の説明において、前記実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略している。また、この実施の形態2は、下記の点で前記実施の形態1と相違しているが、他の点では前記実施の形態1と同様に構成されている。
【0040】
この実施の形態2の転写ロールBTRの表面層(樹脂チューブ)3に挿入された半導電性樹脂層2は、発泡樹脂により構成された中央部部材2aとその両側の発泡樹脂製の端部部材2b,2bとを有している。そして、端部部材2b、2bの抵抗環境依存性は中央部部材2aよりも小さい材料が使用されている。このような構成により、転写ロールBTRの半径方向の抵抗(または体積抵抗率)の軸方向バラツキを抑制することができる。
前記半導電性樹脂層2の端部部材2bの発泡密度を中央部部材2aよりも下げることにより泡間の通気を少なくして環境の影響を少なくするように構成することができる。また、半導電性樹脂層2の中央部部材2aおよび端部部材2b,2bは、一体成形することが可能であり、また、三分割して、芯金1を挿入することも可能である。
【0041】
本実施の形態2の転写ロールBTRを使用した転写装置Tは、転写ロールBTR表面に付着したトナーを金属製(SUS製)のクリーニングブレードCLbにより、擦り取るので、クリーナCLの構成が簡素となる。したがって、転写ロールBTRおよびクリーナCLを有する転写装置Tの構成が簡素となり、製作コストを低下させることができる。また、本実施の形態1の転写装置では、前述の転写ロールBTRを使用しているので、環境変化に起因する転写不良の発生を防止することが可能な長寿命の転写装置を提供することができる。
【0042】
(実施の形態3)
図4は本発明の実施の形態3の転写ロールの説明図で、図4Aは転写ロールの表面層を除いた部分の側面図、図4Bは転写ロールの側断面図である。
以下の本発明の実施の形態3〜8の説明において、前記実施の形態1の要素に対応する要素には同一の符号を付して重複詳細な説明は省略する。また、以下の実施の形態3〜8の転写ロールBTRはその表面層3にポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂を使用することにより、金属製のクリーニングブレードにより転写ロールBTR表面をクニーングすることが可能となる。その場合、クリーニングブレードを有するクリーナおよび転写ロールを有する転写装置の構成を簡素化することができ、製造コストを低下させることができる。
この実施の形態3の転写ロールBTRの表面層(樹脂チューブ)3に挿入された半導電性樹脂層2は、発泡樹脂により構成された中央部部材2aとその両側のソリッド樹脂製(非発泡樹脂製)の端部部材2b,2bとを有している。
端部部材2b,2bをソリッド部材とすることにより端部部材2bへの湿気の侵入を防止して、半導電性樹脂層2の環境の影響を少なくすることができる。
【0043】
(実施の形態4)
図5は本発明の転写ロールの実施の形態4の説明図で、図5Aは側面図、図5Bは前記図5Aの矢印VB−VBから見た図、図5Cは側断面図で前記図5AのVC−VC線断面図である。
この実施の形態4の転写ロールBTRの表面層(樹脂チューブ)3に挿入された半導電性樹脂層2は、発泡樹脂により構成されており、その両端部には湿気侵入防止、脱湿防止を目的としたリング状の湿気を通さない端部部材4が接着により取り付けられている。この実施の形態4の転写ロールBTRも端部部材4への湿気の侵入を防止して、半導電性樹脂層2の環境の影響を少なくすることができる。
【0044】
(実施の形態5)
図6は本発明の転写ロールの実施の形態5の説明図で、図6Aは転写ロールの芯金の側面図、図6Bは前記図6Aの矢印VIB−VIBから見た図、図6Cは転写ロールの側面図、図6Dは前記図6Cの矢印VID−VIDから見た図、図6Eは転写ロールの側断面図で前記図6CのVIE−VIE線断面図、図6Fは前記図6EのVIF−VIF線断面図である。
図6において、芯金1の外周面には円周方向に90度間隔で4本の溝1aが軸方向に形成されている。前記溝1aを外気が通ることにより、転写ロールBTRの半導電性樹脂層2の中央部部材2aが端部部材2bと同様にが外気の温湿度の影響を受け易くなる。
外気の温湿度の影響が転写ロールBTRの中央部に伝わり易くすることによりBTR抵抗の軸方向バラツキを少なくすることができる。例えば、高温高湿環境では前記溝1aを通ってBTR中央部まで湿気が侵入することにより、中央部も端部と同様にBTR抵抗が下がるので、中央部も環境に応じて抵抗が下がり、軸方向抵抗バラツキがなくなる。また低温低質環境においてはBTR中央部の湿気が溝を通じて外気に出て行き、BTR中央部の抵抗が端部と動揺に環境に応じて上昇し、軸方向の抵抗バラツキが少なくなる。
【0045】
溝1aの深さ及び幅は湿気が通ればよく、深さ2mm程度、幅0.5mm程度あればよい。また軸方向の溝1aの長さは半導電性樹脂層(発泡樹脂層)2よりも長くする必要がある。溝1aの上に半導電性樹脂層2が被さらない範囲をつくり、この範囲から外気が出入りするように構成しなければならない。溝1aの数は周方向にほぼ等幅に三ヵ所以上にしなければならない。例えば、一ヵ所にしてしまうと、周方向に抵抗のバラツキが大きくなってしまい、BTR周ピッチで画質上の不具合(転写不良/フリンジ汚れ)が発生することになる。
【0046】
(実施の形態6)
図7は本発明の転写ロールの実施の形態6の説明図で、本発明の実施の形態6の要部である表面層の斜視図である。
図7において、樹脂チューブにより形成される表面層3に微小孔3aを設け、微小孔チ3aを通して外気が半導電性樹脂層(図示せず)2と触れ易くする。このことにより、BTR中央部が外気の温湿度の影響を受け易くする。外気の温湿度の影響がBTR中央部に伝わり易くすることによりBTR抵抗の軸方向バラツキを少なくすることができる。
微小孔3aの大きさはトナー粒径よりも小さくする必要がある。トナー粒径よりも大きくしてしまうとトナー詰まりが生じてしまい、湿気が十分に出入りしないことになる。トナー粒径よりも小さい孔を表面層(樹脂チューブ)3につくれば、微小孔3aにはトナーが詰まらず且つ、仮に詰まりかけてもクリーニングブレード(スクレーパー)により簡単にかき出されることになる。本発明で使用されるトナー粒径は7μm程度の球形トナーである。よって孔径は6μm程度以下にすることになる。微小孔をポリイミド樹脂製の表面層3に作る方法は、ポリイミド樹脂の原材料に粒径を6μm以下とした塩を混ぜ、チューブに焼成後、水洗いして塩を洗い流す等の方法が採られる。
微小孔3aの密度は環境の影響を受け易いBTR端部から50mm程度の範囲までは微小孔3aが無いか若しくは少なくてもかまわない。しかし、BTR中央部に対応する範囲では0.01個/mm 以上あることが望ましい。
【0047】
(実施の形態7)
図8は本発明の実施の形態7の転写ロールおよびその変更例の説明図で、図8Aは実施の形態7の側面図、図8Bは前記図8Aの矢印VIIIBから見た図、図8Cは側断面図で前記図8AのVIIIC−VIIIC線断面図、図8Dは前記図8CのVIIID−VIIID線断面図、図8Eは実施の形態7の転写ロールの変更例1の説明図、図8Fは実施の形態7の転写ロールの変更例2の説明図、である。
図8A〜図8Dにおいて実施の形態7の転写ロールBTRの半導電性樹脂層(発泡樹脂層)2には、円周方向に間隔を置いて軸方向に延びる複数のトンネル状の孔2dが設けられている。前記孔2dに外気が通ることにより、半導電性樹脂層2の中央部が端部と同様に外気の温湿度の影響を受け易くなっている。このようにして、外気の温湿度の影響がBTR中央部に伝わり易くすることによりBTR抵抗の軸方向バラツキを少なくすることができる。
トンネル状の孔2dは半導電性樹脂層2の端部から中央部まで通っている必要がある。これによって端部より侵入した外気はBTR中央部まで簡単に通ることになる。これにより、外気の温湿度の影響がBTR中央部に伝わり易くなるので、BTR抵抗の軸方向バラツキを少なくすることができる。例えば、高温高湿環境ではBTR中央部まで湿気が侵入することにより、端部と同様に中央部も環境に応じて抵抗が下がり、軸方向抵抗バラツキが少なくなる。また低温低質環境においてはBTR中央部の湿気が溝を通じて外気に出て行き、BTR中央部の抵抗が環境に応じて端部と同様に上昇し、軸方向抵抗バラツキが少なくなる。
【0048】
前記孔2dの径は湿気が通ればよく、0.5mm程度あればよい。周方向の孔の数はほぼ等幅に三ヵ所以上にしなければならない。例えば、一か所にしてしまうと、周方向に抵抗のバラツキが大きくなってしまい、BTR周ピッチで画質上の不具合(転写不良/フリンジ汚れ)が発生することになる。孔2dの位置は、半導電性樹脂層2の少なくとも一方の軸方向端部に開放されていれば十分である。また、トンネル状の孔2dの位置は、半径方向中央部(真中)に配置されている。
(実施の形態7の変更例1および2)
図8E、図8Fに示す変更例1,2のトンネル状の孔2dの位置は、図8E、図8Fに示すように半径方向の表層近く(図8E参照)、または芯金付近(図8F参照)に配置することも可能である。
【0049】
(実施の形態8)
図9は本発明の転写ロールの実施の形態8の説明図で、図9Aは芯材の側面図、図9Bは前記図9Aの矢印IXBから見た図、図9Cは側面図、図9Dは側断面図で前記図9CのIXD−IXD線断面図である。
芯金1には軸方向に貫通孔1bを有するパイプにより構成されている。前記貫通孔1bとには、軸方向の中央部分に半径方向に延びるの複数の通気孔1cが形成されている。前記通気孔1cは軸方向に間隔を明けて複数配置され、且つ円周方向に90度間隔で配置されている。前記貫通孔1bおよび複数の通気孔1cを通してBTR中央部は外気と接することになる。よって、この通気孔1cに外気が通ることにより、BTR中央部が外気の温湿度の影響を受け易くなっている。このようにして、外気の温湿度の影響がBTR中央部に伝わり易くすることによりBTR抵抗の軸方向バラツキを少なくすることができる。
通気孔は環境の影響を受け易いBTR端部から50mm程度の範囲までは無くても若しくは少なくてもかまわない。しかし、BTR中央部に対応する範囲では通気孔1cをつくる必要がある。また、周方向の通気孔1cの数はほぼ等幅に三ヵ所以上にしなければならない。例えば、一か所にしてしまうと、周方向に抵抗のバラツキが大きくなってしまい、BTR周ピッチで画質上の不具合(転写不良/フリンジ汚れ)が発生することになる。
【0050】
【発明の効果】
前述の本発明の転写ロールは、下記の効果(E01)〜(E03)を奏することができる。
(E01)環境変化に対する転写ロールの軸方向の体積抵抗率のバラツキの発生を抑止して、転写不良の発生を防止することができる。
(E02)環境変化に起因する転写不良の発生を防止することが可能な長寿命の転写装置を提供することができる。
(E03)低温環境におけるBTR端部で発生する転写不良/フリンジ汚れおよび高温高湿環境におけるBTR中央部で発生する転写不良/フリンジ汚れの抑制ができる。これにより、転写電流を低く設定できる。更に、転写電流を低く設定できるので、BTRの通電抵抗上昇を低く抑えることができ、転写ロールおよび転写装置の寿命も延びることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態1の転写装置の説明図で、図1Aは転写装置で使用する転写ロールの正面図、図1Bは前記転写ロールの正断面図で前記図1AのIB−IB線断面図、図1Cは図1Aの矢印ICから見た転写ロールと前記転写ロール表面のトナーを除去するクリーナとを有する転写装置の説明図である。
【図2】図2は前記図1に示す転写ロールの特性と従来の転写ロールとの相違を示す図で、図2Aは環境変化に対する転写ロールの半導電性樹脂層の体積抵抗率の変化を示す図、図2Bは転写ロールの軸方向の中央部および端部における半径方向の抵抗値の環境変化に対する変化を示す図である。
【図3】図3は本発明の実施の形態2の転写装置の説明図で、図3Aは転写装置で使用する転写ロールの表面層を除去した部分の正面図、図3Bは前記転写ロールの正断面図、図3Cは図3Bの矢印IIICから見た転写ロールと前記転写ロール表面のトナーを除去するクリーナとを有する転写装置の説明図である。
【図4】図4は本発明の実施の形態3の転写ロールの説明図で、図4Aは転写ロールの表面層を除いた部分の側面図、図4Bは転写ロールの側断面図である。
【図5】図5は本発明の転写ロールの実施の形態4の説明図で、図5Aは側面図、図5Bは前記図5Aの矢印VB−VBから見た図、図5Cは側断面図で前記図5AのVC−VC線断面図である。
【図6】図6は本発明の転写ロールの実施の形態5の説明図で、図6Aは転写ロールの芯金の側面図、図6Bは前記図6Aの矢印VIB−VIBから見た図、図6Cは転写ロールの側面図、図6Dは前記図6Cの矢印VID−VIDから見た図、図6Eは転写ロールの側断面図で前記図6CのVIE−VIE線断面図、図6Fは前記図6EのVIF−VIF線断面図である。
【図7】図7は本発明の転写ロールの実施の形態6の説明図で、発明の要部である表面層の斜視図である。
【図8】図8は本発明の実施の形態7の転写ロールおよびその変更例の説明図で、図8Aは実施の形態7の側面図、図8Bは前記図8Aの矢印VIIIBから見た図、図8Cは側断面図で前記図8AのVIIIC−VIIIC線断面図、図8Dは前記図8CのVIIID−VIIID線断面図、図8Eは実施の形態7の転写ロールの変更例1の説明図、図8Fは実施の形態7の転写ロールの変更例2の説明図、である。
【図9】図9は本発明の転写ロールの実施の形態8の説明図で、図9Aは芯材の側面図、図9Bは前記図9Aの矢印IXBから見た図、図9Cは側面図、図9Dは側断面図で前記図9CのIXD−IXD線断面図である。
【図10】図10は、この特開平10−78686号公報に開示された従来技術の説明図である。
【符号の説明】
BTR…転写ロール、
CL…転写ロールクリーナ、
CLb…金属性クリーニングブレード、
T…転写装置、
1…芯金、
1a…溝、
1c…通気孔、
2…半導電性樹脂層、
2a…半導電性樹脂層の中央部部材(軸方向中央部付近の半導電性樹脂層)
2b…半導電性樹脂層の端部部材(端部付近の半導電性樹脂層)
2d…トンネル状の孔、
3…表面層。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer roll that transfers a toner image on an image carrier to a recording material when the recording material is nipped and conveyed (nipped and conveyed) between the recording material and an image carrier of an electrophotographic image forming apparatus. With respect to a transfer device provided with the transfer roll, in particular, a metal core, a cylindrical semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the metal core, and a surface covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer The present invention relates to a transfer roll having a layer (resin tube) and a transfer device having the transfer roll and a cleaner for cleaning the transfer roll.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus employing the above-described electrophotographic recording method, a device capable of forming a color image with high speed and high image quality includes four images each forming a single color toner image of yellow, magenta, cyan, and black. The forming units are arranged in parallel with each other, and the yellow, magenta, cyan, and black single-color toner images sequentially formed by these image forming units are directly transferred onto a transfer sheet carried on a transfer material conveying belt. A color image is formed by transferring the image in a multiplex manner or once on the intermediate transfer belt, and then transferring the image onto the transfer sheet from the intermediate transfer belt and fixing the toner image on the transfer sheet. Various image forming apparatuses configured as described above have been proposed and actually commercialized.
[0003]
By the way, in the case of such an image forming apparatus, a transfer material transport belt made of a flexible member or an intermediate transfer belt also made of a flexible member is used. The intermediate transfer belt is stretched between a plurality of rolls so as to be circulated and driven across the four image forming units of yellow, magenta, cyan, and black. Therefore, meandering occurs, expansion and contraction occurs due to temperature change, and the like, and a technique for preventing image displacement is essential. Further, since the transfer material transport belt and the intermediate transfer belt are stretched over four image forming units, there is a problem that the size of the apparatus is increased.
[0004]
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-78686, the present applicant can solve the above-described problem, simplify the configuration of the drive system, and reduce the size of the device. Further, an image forming apparatus capable of forming a high-quality color image without using a technique for preventing a complicated image from being misaligned has already been proposed.
[0005]
(Prior art described in JP-A-10-78686)
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-78686.
As shown in FIG. 10, in the conventional image forming apparatus, a unit structure including two photoconductors 101 and 102 and one transfer intermediate 151, two photoconductors 103 and 104 and one transfer intermediate 152, And the two transfer intermediates 151 and 152 are configured to be in contact with another transfer intermediate 153. The four photoconductors 101, 102, 103, 104 shown here have a common tangent line 100, and therefore a charging device arranged around these four photoconductors 101, 102, 103, 104 111, 121, 131, 141, exposure devices 112, 122, 132, 142, developing devices 113, 123, 133, 143, and cleaning devices 114, 124, 134, 144 are respectively photosensitive members 101, 102, 103, 104. Are arranged at the same position, and devices are shared for each device type.
[0006]
In the case of the image forming apparatus shown in FIG. 10, each toner image formed on the photoconductors 101 and 102 is transferred to the transfer intermediate body 153 after being transferred to the transfer intermediate body 151, and is transferred to the photoconductors 103 and 104. Each of the formed toner images is transferred to the transfer intermediate member 153 after being transferred to the transfer intermediate member 152, and the toner images transferred to the intermediate transfer member 153 are collectively transferred onto the conveyed paper P. The toner image transferred onto the paper P is fixed on the paper P by a fixing device (not shown). Since the transfer intermediates 151, 152, and 153 are of a drum type and are made of a rigid body, misregistration between toner images hardly occurs.
[0007]
When the cleaning devices 114, 124, 134, 144 for removing the transfer residual toner after the primary transfer are attached to the photoconductors 101, 102, 103, 104, the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, 104 are cleaned. The photoconductors 101, 102, 103, and 104 are scraped by the rubbing of the devices 114, 124, 134, and 144, and the thickness of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 is shortened.
[0008]
Therefore, in order to extend the life of the photoconductors 101, 102, 103, and 104, the cleaning devices 114, 124, 134, and 144 are eliminated, and the intermediate transfer bodies 151, 152, and 153, and the photoconductors 101, 102, 103, and 104 are removed. There has been proposed an image forming apparatus of a type in which toner on other members is collected on a final transfer roll 161 using a potential gradient and collected by a cleaning device 171 attached to the final transfer roll 161.
[0009]
In an image forming apparatus of the type shown in FIG. 10 (the arrow in the figure indicates the direction of rotation of the roll), the surfaces of the rotating photoconductors 101, 102, 103, 104 are contact charging members 111, 121, 131, For example, by applying a voltage of about −1000 V to the memory 141, it is charged to about −500 V. Next, image exposure is performed on the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 by the exposure devices 112, 122, 132, and 142 to form electrostatic latent images. In this manner, the surface potential of the latent image portion on which the images of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 are exposed is eliminated to about -100 V or less. Next, the electrostatic latent images on the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 are developed with negatively (-) charged toner by developing devices 113, 123, 133, and 143, respectively. , 104 are formed with toner images. The toner image formed on the surface of each of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 has a surface of about +300 V (this surface potential is optimally set depending on the toner charging state, ambient temperature, and humidity). The image is electrostatically transferred onto the charged intermediate transfer members 151 and 152.
[0010]
On the intermediate transfer member 151 in contact with the photoconductors 101 and 102 and the intermediate transfer member 152 in contact with the photoconductors 103 and 104, a single color or two color toner image is superimposed. The surface of the toner images on the intermediate transfer members 151 and 152 is then charged to about +800 V (the surface potential is optimally set depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity). 153 is electrostatically transferred onto As a result, the toner image is superimposed on the intermediate transfer member 153. This toner image is transferred onto the sheet P by the final transfer roll 161 at the transfer portion.
[0011]
When the toner image passes through a transfer portion formed by the intermediate transfer members 151 and 152 and the photoconductors 101, 102, 103, and 104, a part of the negatively charged toner due to Paschen discharge or charge injection has an opposite polarity. The toner is charged and becomes a positively charged toner. This + charged toner is electrostatically attached to the photoconductors 101, 102, 103, and 104 without being transferred to the intermediate transfer bodies 151 and 152. The + charged toner adhered to the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 moves to the charged portions that come into contact with the contact charging members 111, 121, 131, and 141 together with the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104. At this time, since the contact charging members 111, 121, 131, and 141 are more negatively charged than the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104, the + toner is not charged. 141 electrostatically adheres to the surface.
In the portion where the toner adheres, the discharge becomes active, and the surface potential of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 tends to increase (in the case of a charged photoconductor, it tends to be more strongly charged). Therefore, the surface potential of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 becomes uneven at portions where the amount of toner adhered is large, small, and no. When the surface potential becomes uneven, even if the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, and 104 are exposed to form an electrostatic latent image, the latent image potential becomes uneven, resulting in a difference in the development amount. Therefore, when a halftone image is developed, density unevenness becomes conspicuous.
[0012]
Therefore, in the image forming apparatus configured as described above, the following operation is performed before or after the printing operation in order to remove the + charged toner attached to the contact charging members 111, 121, 131, and 141. Is done.
[0013]
A cleaning device 171 is attached to the final transfer roll 161 to electrically float the intermediate transfer member 153, the intermediate transfer member 152, and the intermediate transfer member 151, apply a negative polarity voltage to the final transfer roll 161, The surface of the transfer body 153 is negatively charged, and at the same time, the surfaces of the intermediate transfer body 152 and the intermediate transfer body 151 are negatively charged by the intermediate transfer body 153, thereby providing an electrical gradient to the photosensitive bodies 101 and 102. , 103, 104 plus the positive polarity toner adhered to the surfaces of the contact charging members 111, 121, 131, 141, and the + polar residue adhered to the surfaces of the photoconductors 101, 102, 103, 104 and the intermediate transfer bodies 151, 152, 153 The toner is attached to the final transfer roll 161 by electrostatically transferring and moving the toner to the final transfer roll 161. The cleaning device 171 collects these + charged toner.
[0014]
As the cleaning device 171, a blade cleaning device or a brush cleaning device is preferably used. A collection box or the like in which toner can be stored is attached to the cleaning device 171. In the same manner, the remaining negatively charged toner is collected.
[0015]
As the final transfer roll described above, a foamed roll provided with conductivity to a conductive tube made of polyimide disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-182497 (a semiconductive cylindrical foam on the surface of a metal roll). A transfer roll of a type configured by inserting a roll on which a resin layer is formed, a semiconductive resin roll) is preferably used. This is because a guard resin (cylindrical resin) whose surface microhardness (surface hardness measured by pressing a micropart such as the tip of a needle) on the surface of the transfer roll is equal to or higher than a value corresponding to polyimide resin or polyetherimide resin. And a semiconductive resin layer that suppresses charge accumulation in the surface layer is provided as an underlayer of the surface layer (guard resin layer).
Furthermore, since there is a concern that image forming particles such as toner and its external additives may adhere to the surface of the transfer roll, from the viewpoint of cleaning the surface of the transfer roll, the surface layer (guard resin layer) of the transfer roll may be used. A mode in which a scraper (cleaning blade) for cleaning is arranged in contact is usually adopted.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Prior art: Among transfer rolls disclosed in JP-A-2002-182497, there is a transfer roll of a type in which the surface of a semiconductive resin layer is covered with a conductive tube (cylindrical surface layer) made of polyimide. Hereinafter, the tubing BTR (BTR is also referred to as a bias transfer roll, that is, a transfer roll).
In the tubing BTR (transfer roll having a cylindrical surface layer), since both ends of the tube are open, both ends of the foam roll are more susceptible to the environment in which the apparatus is placed than the center of the foam roll. For example, when the device is placed in a high-humidity environment, the foam roll at the end absorbs moisture and lowers resistance, but since the center of the foam roll is less susceptible to outside air, the resistance is relatively higher than at the end. Would. Conversely, if the device is placed in a low-humidity environment, the foam roll at the end dehumidifies and increases resistance, but the center of the foam roll is less susceptible to outside air, so the resistance is relatively lower than at the end. turn into.
[0017]
As described above, the volume resistivity of the semiconductive resin layer of the tubing BTR (transfer roll in which the semiconductive resin layer is covered with the cylindrical surface layer) changes depending on the environment where the apparatus is placed. If the volume resistivity of the semiconductive resin layer varies in the axial direction of the tubing BTR, the following problem will occur.
Heretofore, it has been known that the transfer rate is reduced even when the transfer current is larger or smaller than the transfer current value (transfer current optimum value) at which the transfer rate of the toner is highest.
For example, if the volume resistivity at the end of the semiconductive resin layer of the tubing BTR decreases in a high humidity environment, the transfer current concentrates on the end of the BTR. If the transfer current is concentrated at the end of the BTR, the transfer current at the center of the BTR becomes insufficient. At this time, a transfer failure or the like occurs in an image portion corresponding to the central portion of the BTR having a relatively high volume resistivity. If the transfer current is increased in order to prevent this transfer failure, the transfer current at the end of the BTR becomes an overcurrent, and a transfer failure such as missing transfer occurs.
[0018]
Further, if the volume resistivity at the end of the BTR is increased in a low humidity environment, the transfer current is concentrated on the central portion of the BTR having a relatively low volume resistivity. If the transfer current is concentrated at the center of the BTR, the transfer current at the end of the BTR becomes insufficient. At this time, a transfer failure or the like occurs in an image portion corresponding to an end portion of the BTR having a relatively high volume resistivity. If the transfer current is increased in order to prevent this transfer failure, the transfer current becomes excessive at the center of the BTR, and transfer failures such as missing transfer and white spots occur.
[0019]
A transfer roll provided with a cylindrical surface layer (guard resin layer) whose surface microhardness is equal to or greater than that of a polyimide resin or a polyetherimide resin, abuts the blade tip of a metal cleaning blade on the transfer roll surface. Then, cleaning can be performed. A cleaning blade using a metal blade has high cleaning performance and a long life. For this reason, the transfer device in which the transfer roll provided with the cylindrical surface layer (guard resin layer) and the metal cleaning blade have a long service life and can reduce the manufacturing cost.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances and examination results, and has an object to be described in the following (O01) and (O02).
(O01) To prevent a variation in the volume resistivity of the transfer roll in the axial direction with respect to an environmental change, thereby preventing a transfer failure from occurring.
(O02) To provide a long-life transfer device capable of preventing occurrence of transfer failure due to an environmental change.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
Next, the present invention devised to solve the above problem will be described. Elements of the present invention are indicated by parentheses in the elements of the embodiment in order to facilitate correspondence with the elements of the embodiments described later. Add the items enclosed in.
The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the embodiments described below is to facilitate understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.
[0022]
The cause of the problem described in the problem to be solved by the invention is that the volume resistivity in the axial direction of the transfer roll (BTR) varies. This variation occurs because only the end of the semiconductive resin layer (2) is easily affected by the environment (humidity) and the volume resistivity of the end relatively increases or decreases. The following three configurations (A) to (C) are used to prevent variations in the volume resistivity of the transfer roll (BTR) in the axial direction.
(A) A transfer roll (BTR) in which a cylindrical semiconductive resin layer (2) formed on the surface of a core metal (1) is coated with a watertight and semiconductive surface layer (3) has a central portion in the axial direction. The structure is easily affected by outside air.
(B) An axial end of a transfer roll (BTR) in which a cylindrical semiconductive resin layer (2) formed on the surface of a core metal (1) is covered with a watertight and semiconductive surface layer (3). A configuration that is not easily affected by outside air.
(C) The resistance environment dependence of a transfer roll (BTR) in which a cylindrical semiconductive resin layer (2) formed on the surface of a core metal (1) is covered with a watertight and semiconductive surface layer (3). The configuration is less than a certain value.
[0023]
In addition, the transfer roller (BTR) having the above-described configuration (A) to (C) and the tip of the blade (CLb) abutting on the surface of the transfer roll (BTR) remove the toner adhered to the surface of the transfer roll (BTR). Transfer device provided with a transfer roll cleaner (CL) having a metallic cleaning blade (CLb), which is capable of obtaining a transfer device (T) having a simple structure and a long life. The configuration of (BTR) is the following configuration (D).
(D) A configuration in which a cylindrical surface layer (guard resin layer) having a surface microhardness not less than a value corresponding to a polyimide resin or a polyetherimide resin is provided as a surface layer (3) of the transfer roll (BTR).
[0024]
(Transfer Roll Having Configuration (A))
As the transfer roll BTR having the configuration (A), there are transfer rolls (A1) to (A5) having the following configurations (A1) to (A5).
(A1) A core bar (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer peripheral surface of the core bar (1), and a watertightness covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2). And a transfer roll (BTR) having a semiconductive surface layer (3),
Resistance environment dependence of the end portion of the semiconductive resin layer (2) (volume resistivity when applying 1000 V at 28 ° C./85% RH at high temperature and high humidity and 1000 V at 10 ° C./15% RH at low temperature and low humidity). A transfer roll (BTR) having a smaller volume resistivity (ratio of volume resistivity) than a central portion.
(A2) A core bar (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer peripheral surface of the core bar (1), and a watertightness covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2). And a transfer roll (BTR) having a semiconductive surface layer (3),
A groove (1a) extending in the axial direction of the transfer roll (BTR) is formed on the surface of the core metal (1), and moisture easily passes through the groove (1a) to the center of the semiconductive resin layer (2). A transfer roll (BTR) characterized in that the transfer roll (BTR) is configured to be able to enter.
[0025]
(A3) A core metal (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer peripheral surface of the core metal (1), and a watertightness covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2). And a transfer roll (BTR) having a semiconductive surface layer (3),
Micro holes (3a) are provided in the surface layer (3) at the center in the axial direction of the transfer roll (BTR), and moisture easily passes through the micro holes (3a) to the center of the semiconductive resin layer (2). A transfer roll (BTR) characterized in that the transfer roll (BTR) is configured so as to be able to penetrate into a transfer roller.
(A4) A core metal (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer peripheral surface of the core metal (1), and a watertightness covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2). And a transfer roll (BTR) having a semiconductive surface layer (3),
A thin tunnel-shaped hole (2d) extending in the axial direction of the transfer roll (BTR) is provided in the semiconductive resin layer (2), and moisture passes through the tunnel-shaped hole to allow moisture to pass through the semiconductive resin layer (2). B) a transfer roll (BTR) characterized in that the transfer roll (BTR) is configured to easily enter the central portion of (b).
(A5) A core bar (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer peripheral surface of the core bar (1), and a watertightness covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2). And a transfer roll (BTR) having a semiconductive surface layer (3),
The metal core (1) is formed in a pipe shape, and an air hole (1c) is provided in the axial center portion of the metal core (1), and moisture passes through the air hole (1c) and the semiconductive resin layer (2). A transfer roll (BTR) characterized in that the transfer roll (BTR) is configured so as to be easily penetrated into a central portion of the transfer roller.
[0026]
The transfer roll (BTR) having the above-mentioned constitutions (A1) to (A5) comprises a cylindrical semiconductive resin layer (2) formed on the surface of a cored bar (1) and a watertight and semiconductive surface layer ( Since the central portion in the axial direction of the transfer roll (BTR) covered with 3) is easily affected by the outside air, the core metal (1) and the surface layer (3) between the end portion and the central portion of the transfer roll (BTR) when the environment changes. ) Can be prevented from occurring.
Therefore, it is possible to prevent the variation of the volume resistivity in the axial direction of the transfer roll (BTR) due to the environmental change, and to prevent the occurrence of transfer failure.
[0027]
(Transfer Roll Having Configuration (B))
The transfer roll (BTR) having the configuration (B) includes a metal core (1), a semiconductive resin layer (2) formed on an outer peripheral surface of the metal core (1), and the semiconductive resin. A transfer roll (BTR) including a watertight and semiconductive surface layer (3) covering the outer peripheral surface of the resin layer (2),
The end portion of the semiconductive resin layer (2) is made of a material having a small change in volume resistivity due to an environmental change.
[0028]
The transfer roll (BTR) having the configuration (B) can have, for example, the following specific configurations (B1) to (B3).
(B1) A sealant or the like is injected into the end of the transfer roll (BTR) so that the semiconductive resin layer (2) at the end of the transfer roll (BTR) does not come into contact with the outside air.
(B2) The semiconductive resin layer (2) is divided into three or five or more in the axial direction, and only the semiconductive resin layer (2b) near the end has less resistance variation due to an environment such as a carbon conductive type. It consists of the following types of materials.
(B3) The central portion is formed of a foam type resin layer (2a), and the end portion is formed of a solid type resin layer (2b).
(Operation of Transfer Roll Having (B))
In the transfer roll (BTR) having the above-described configurations (B1) to (B3), since the end of the transfer roll (BTR) is hardly affected by the environment, the end of the semi-conductive resin layer (2) due to the environment. Variations in the volume resistivity in the radial direction between the portion and the central portion or in the radial direction can be prevented.
[0029]
(Transfer Roll Having Configuration (C))
The transfer roll (BTR) having the configuration (C) includes a metal core (1), a semiconductive resin layer (2) formed on the outer periphery of the metal core (1), and the semiconductive resin. A water-tight and semiconductive surface layer (3) for covering the outer peripheral surface of the layer (2), and the environment dependency of the volume resistivity of the semiconductive resin layer (2) (high temperature and high humidity of 28 ° C.) / 85% RH at a voltage of 1000 V and a low temperature and low humidity of 10 ° C./volume resistivity at a voltage of 1000 V at 15% RH within 1 digit), and the surface layer (3) is a polyimide resin. Alternatively, it has a surface microhardness not less than a value corresponding to a polyetherimide resin.
[0030]
(Operation of Transfer Roll Having Configuration (C))
Watertight and semiconductive covering the core metal (1), the semiconductive resin layer (2) formed on the outer periphery of the core metal (1), and the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer (2) The normal transfer roll (BTR) provided with the surface layer (3) has a semiconductive resin layer (2) formed of a foamed resin and has a resistance in a normal temperature environment (22 ° C./55% RH). It is adjusted to about 0 log Ω (1000 V applied / plate pressing method). In general, the environment dependency of the semiconductive resin layer (2) made of the foamed resin of the transfer roll (BTR) (resistance at 28 ° C / 85% RH in a high temperature and high humidity environment and 10 ° C / 15% RH at a low temperature and low humidity environment) Is less than about 2.5 digits (when applying 1000 V / plate pressing method). In particular, the environmental dependence of the semiconductive resin layer (2) made of an ion conductive foamed resin is adjusted to about two digits. When such a semiconductive resin layer (2) is used, variation in the axial resistance of the BTR becomes remarkable, and the above-described problem occurs.
In order to prevent this, the resistance of the semiconductive resin layer (2) is adjusted to use a material having environmental dependency of about 1.0 digit or less. By using this type of semiconductive resin layer (2), it is possible to prevent variations in the volume resistivity or resistance value in the radial direction of the central portion and the end portion of the transfer roll (BTR) in the axial direction.
[0031]
The above configuration (D) can be provided in the transfer roll (BTR) having the above configurations (A) to (C). A transfer roller (BTR) having the configuration (D) and a metallic cleaning blade (BTR) for removing toner adhered to the surface of the transfer roll (BTR) by a tip of a blade (CLb) contacting the surface of the transfer roll (BTR) It is possible to configure a transfer device (T) including a transfer roll cleaner (CL) having CLb).
The transfer device (T) having the above configuration has a simple configuration and a long life.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory view of a transfer device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a front view of a transfer roll used in the transfer device. FIG. 1B is a front sectional view of the transfer roll. 1C is an explanatory view of a transfer device having a transfer roll and a cleaner for removing toner on the surface of the transfer roll as viewed from an arrow IC in FIG. 1A.
FIG. 2 is a view showing the difference between the characteristics of the transfer roll shown in FIG. 1 and a conventional transfer roll, and FIG. FIG. 2B is a diagram showing a change in the resistance value in the radial direction at the central portion and the end portion in the axial direction of the transfer roll with respect to an environmental change.
[0033]
In FIG. 1, a transfer roll BTR includes a core 1 having a cylindrical outer peripheral surface, a cylindrical semiconductive resin layer 2 formed on the outer peripheral surface of the core 1, and a conductive semiconductive resin layer 2. And a surface layer 3 covering the surface. The semiconductive resin layer 2 is a foamed resin having a resistance environment dependency (ratio of resistance at 1000C applied at 10 ° C / 15% RH environment and resistance at 1000V applied at 28 ° C / 85 environment) of 1.0 digit or less. It is composed of layers. The surface layer 3 is constituted by a tube made of a polyimide resin (or a polyetherimide resin). The transfer roll BTR is obtained by inserting a foaming roll having the cored bar 1 and the foamed resin layer (semi-electrostatic resin layer) 2 formed on the surface thereof into the resin tube (surface layer) 3. It is configured. The use of the foam roll reduces the occurrence of resistance variation in the axial direction of the transfer roll BTR.
[0034]
As the semiconductive resin layer 2 constituting the foam roll, for example, a foam roll of the type disclosed in JP-A-10-254215 is used. In the foam roll of the type disclosed in the above-mentioned JP-A-10-254215, the semiconductive resin layer (foam resin layer) 2 has a sea-island structure of three types of rubber having different solubility parameter values, and has different characteristics. Types of carbon black are dispersed. The solubility parameter value δ can be expressed as δ = ΔE / V, where ΔE is the evaporation energy of the polymer or its solvent molecule, and V is the molar volume. Then, the closer the δ value of the polymer and the solvent molecule is, the higher the solubility becomes in principle.
Furthermore, it is composed of three kinds of rubbers having different solubility parameter values. By selecting the solubility parameter value of each rubber, the compatibility between the rubbers can be enhanced, and the carbon black having different properties is located near the interface of the sea-island structure. Since the carbon black is widely distributed, the concentrated uneven distribution of carbon black is reduced, the dispersibility of carbon black as conductive particles is improved, and uniform charging and transfer can be performed.
Furthermore, carbon black is composed of two types having different characteristics, and conductivity with less resistance variation can be obtained. Also, since it is not necessary to use a plasticizer such as process oil, there is no bleeding of the plasticizer, and there is no need to use an antistatic agent or other electrolytes. The variation of the resistance value with respect to the change can be reduced, and the adjustment of the hardness and the resistance value is easy.
[0035]
FIG. 2 shows resistance measurement data of the roll resistance (1000 V applied / plate pressing method) of the foam roll as described above. The environmental dependency of a general foaming roll (tentatively called a current product) is two orders of magnitude, and the environmental dependency of a foam roll of the type described above (tentatively called an improved product) is about one digit. This improved product roll is inserted into a tube to manufacture a transfer roll BTR (tentatively called an improved BTR). The foam roll has an outer diameter of 20.4 mm, a core metal outer diameter of 12 mm, and a foam roll width of 230 mm. This foam roll is inserted into a semiconductive polyimide tube having an inner diameter of 20.3 mm, a film thickness of 50 μm, and a length of 230 mm.
The resistance of the tube is 6.5 log Ω (= 10 6.5 Ω) (100 V applied). A tube resistance is measured by inserting a metal shaft into a tube and applying a roll resistance of 2 log Ω (= 10 2 Ω) With a load of 500 gf applied to both ends of the core, a current is applied when a voltage of 100 V is applied between the metal shaft and the core of the rubber roll, and the resistance is calculated. are doing. The roll resistance 2 log Ω is a value measured by applying 100 V between the rubber roll core and the metal plate while the rubber roll is pressed against the conductive metal plate.
In addition, the roll resistance of the rubber roll is 2 logΩ (= 10 2 Ω) is a resistance value calculated from a current value when 1000 V is applied by pressing the rubber roll against a metal shaft of about Φ = 30 mm and pressing both ends of the shaft with a pressing force of about 500 gf.
[0036]
FIG. 2 shows the measurement results of the resistance variation at each axial position of the current BTR and the improved BTR thus completed. The improved BTR has a smaller variation in the axial direction in each environment than the current BTR. At this time, the resistance was measured by pressing a terminal having a width of 5 mm against the surface of the BTR, and measuring the resistance from a current value when 1000 V was applied between the terminal and the foam roll core.
By using the improved BTR (transfer roll) having such an environment dependency of about one digit or less, the resistance difference between the BTR edge and the center can be made within 0.1 digit in each environment, Poor transfer / fringe contamination (stain caused by an enhanced electric field (fringe electric field) at the boundary of the electric field) in a range corresponding to the center of the BTR in a high-humidity environment can be suppressed. Transfer failure / fringe contamination in a corresponding range can be suppressed.
[0037]
As shown in FIG. 1C, the transfer roll BTR is used in a transfer device T of an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine. In FIG. 1C, the transfer roll BTR is disposed in contact with the surface of a toner image carrier TT such as a photoconductor or an intermediate transfer belt of an image forming apparatus, and a transfer area Q between the transfer roll BTR and the toner image carrier TT. The toner image formed on the surface of the toner image carrier TT is transferred to a sheet (recording sheet) passing through the sheet.
Since the surface layer 3 made of polyimide resin of the transfer roll BTR has a high surface microhardness (surface hardness measured by pressing a small portion such as the tip of a needle), cleaning with a thin metal such as stainless steel or phosphor bronze is performed. By contacting the tip of the blade, toner adhered to the surface can be removed.
[0038]
Therefore, the transfer device T according to the first embodiment includes the improved transfer roll BTR and a cleaner CL, and the cleaner CL is made of a metal (made of SUS) that scrapes toner adhered to the surface of the transfer roll BTR. And a cleaner container CLv for collecting the scraped toner.
In the transfer device T of the first embodiment, the toner adhered to the surface of the transfer roll BTR is scraped off by the metal (SUS) cleaning blade CLb, so that the configuration of the cleaner CL is simplified. Therefore, the configuration of the transfer device T having the transfer roll BTR and the cleaner CL is simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Further, in the transfer device of the first embodiment, since the improved transfer roll BTR is used, a long-life transfer device capable of preventing occurrence of transfer failure due to environmental change is provided. Can be.
[0039]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an explanatory view of a transfer device according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 3A is a front view of a portion of a transfer roll used in the transfer device from which a surface layer has been removed, FIG. 3B is a front sectional view of the transfer roll, FIG. 3C is an explanatory diagram of a transfer device including a transfer roll viewed from an arrow IIIC in FIG. 3B and a cleaner that removes toner from the surface of the transfer roll.
In the description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the components corresponding to the components of the first embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
In the following description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in the following points, but is configured in the same manner as the first embodiment in other points.
[0040]
The semiconductive resin layer 2 inserted into the surface layer (resin tube) 3 of the transfer roll BTR according to the second embodiment includes a central member 2a made of foamed resin and end members made of foamed resin on both sides thereof. 2b and 2b. The end members 2b, 2b are made of a material whose resistance environment dependency is smaller than that of the center member 2a. With such a configuration, it is possible to suppress an axial variation in the resistance (or volume resistivity) of the transfer roll BTR in the radial direction.
By lowering the foam density of the end member 2b of the semiconductive resin layer 2 than that of the center member 2a, it is possible to reduce the influence of the environment by reducing the ventilation between the bubbles. In addition, the center member 2a and the end members 2b, 2b of the semiconductive resin layer 2 can be integrally formed, or the core metal 1 can be inserted into three parts.
[0041]
In the transfer device T using the transfer roll BTR according to the second embodiment, the toner adhered to the surface of the transfer roll BTR is scraped off by a metal (SUS) cleaning blade CLb, so that the configuration of the cleaner CL is simplified. . Therefore, the configuration of the transfer device T having the transfer roll BTR and the cleaner CL is simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Further, in the transfer device of the first embodiment, since the above-described transfer roll BTR is used, it is possible to provide a long-life transfer device capable of preventing the occurrence of transfer failure due to an environmental change. it can.
[0042]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is an explanatory view of a transfer roll according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4A is a side view of a portion excluding a surface layer of the transfer roll, and FIG. 4B is a side sectional view of the transfer roll.
In the following description of the third to eighth embodiments of the present invention, elements corresponding to the elements of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant detailed description will be omitted. The transfer roll BTR according to the following third to eighth embodiments uses a polyimide resin or a polyetherimide resin for its surface layer 3 so that the surface of the transfer roll BTR can be cleaned with a metal cleaning blade. Become. In that case, the configurations of the cleaner having the cleaning blade and the transfer device having the transfer roll can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
The semiconductive resin layer 2 inserted into the surface layer (resin tube) 3 of the transfer roll BTR according to the third embodiment includes a central member 2a made of foamed resin and solid resin (non-foamed resin) on both sides thereof. ) End members 2b, 2b.
By forming the end members 2b and 2b as solid members, it is possible to prevent moisture from entering the end member 2b and reduce the influence of the environment of the semiconductive resin layer 2.
[0043]
(Embodiment 4)
5A and 5B are explanatory views of a transfer roll according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a side view, FIG. 5B is a view from the arrow VB-VB in FIG. 5A, and FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line VC-VC of FIG.
The semiconductive resin layer 2 inserted into the surface layer (resin tube) 3 of the transfer roll BTR according to the fourth embodiment is made of a foamed resin, and has both ends to prevent moisture intrusion and dehumidification. The intended ring-shaped moisture-impermeable end member 4 is attached by bonding. The transfer roll BTR according to the fourth embodiment can also prevent moisture from entering the end member 4 and reduce the influence of the environment of the semiconductive resin layer 2.
[0044]
(Embodiment 5)
FIG. 6 is an explanatory view of a transfer roll according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a side view of a core metal of the transfer roll, FIG. 6B is a view seen from the arrow VIB-VIB in FIG. 6A, and FIG. 6D is a side view of the transfer roll, FIG. 6D is a view from the arrow VID-VID of FIG. 6C, FIG. 6E is a side cross-sectional view of the transfer roll, and FIG. 6F is a VIF-VIE of FIG. 6E. It is a VIF line sectional view.
In FIG. 6, four grooves 1a are formed in the outer peripheral surface of the cored bar 1 in the axial direction at intervals of 90 degrees in the circumferential direction. When the outside air passes through the groove 1a, the center member 2a of the semiconductive resin layer 2 of the transfer roll BTR is easily affected by the temperature and humidity of the outside air, like the end member 2b.
By making it easier for the influence of the temperature and humidity of the outside air to be transmitted to the central portion of the transfer roll BTR, it is possible to reduce variations in the BTR resistance in the axial direction. For example, in a high-temperature and high-humidity environment, moisture enters the center of the BTR through the groove 1a, thereby lowering the BTR resistance at the center as well as at the end. Eliminates variations in directional resistance. In a low-temperature and low-quality environment, the moisture in the central portion of the BTR goes out through the groove to the outside air, and the resistance at the central portion of the BTR rises and shakes with the end portion according to the environment, thereby reducing the variation in resistance in the axial direction.
[0045]
The depth and width of the groove 1a may be such that moisture can pass therethrough, and may be about 2 mm in depth and about 0.5 mm in width. Further, the length of the groove 1a in the axial direction needs to be longer than the semiconductive resin layer (foamed resin layer) 2. It is necessary to form a range in which the semiconductive resin layer 2 does not cover the groove 1a, and to allow the outside air to enter and exit from this range. The number of the grooves 1a must be three or more at the same width in the circumferential direction. For example, if they are located at one location, the variation in resistance in the circumferential direction increases, and a defect in image quality (transfer failure / fringe stain) occurs at the BTR circumferential pitch.
[0046]
(Embodiment 6)
FIG. 7 is an explanatory view of Embodiment 6 of the transfer roll of the present invention, and is a perspective view of a surface layer which is a main part of Embodiment 6 of the present invention.
In FIG. 7, minute holes 3a are provided in a surface layer 3 formed by a resin tube, and the outside air can easily contact a semiconductive resin layer (not shown) 2 through the minute holes 3a. As a result, the central portion of the BTR is easily affected by the temperature and humidity of the outside air. By making it easier for the influence of the temperature and humidity of the outside air to be transmitted to the central portion of the BTR, the variation in the BTR resistance in the axial direction can be reduced.
The size of the fine holes 3a needs to be smaller than the toner particle size. If the diameter is larger than the toner particle diameter, toner clogging occurs, and moisture does not sufficiently enter and exit. If a hole smaller than the toner particle diameter is formed in the surface layer (resin tube) 3, the minute hole 3a is not clogged with the toner, and even if it is clogged, it can be easily scraped off by the cleaning blade (scraper). The toner used in the present invention is a spherical toner having a particle diameter of about 7 μm. Therefore, the hole diameter is set to about 6 μm or less. A method for forming micropores in the surface layer 3 made of a polyimide resin is to mix a raw material of the polyimide resin with a salt having a particle size of 6 μm or less, bake the tube, and wash with water to wash off the salt.
The density of the micro holes 3a may be absent or small in the range of about 50 mm from the end of the BTR which is easily affected by the environment. However, in the range corresponding to the center of the BTR, 0.01 pieces / mm 2 It is desirable that there be.
[0047]
(Embodiment 7)
8 is an explanatory view of a transfer roll according to a seventh embodiment of the present invention and a modified example thereof, FIG. 8A is a side view of the seventh embodiment, FIG. 8B is a view seen from the arrow VIIIB of FIG. 8A, and FIG. 8D is a sectional view taken along the line VIIIC-VIIIC of FIG. 8A, FIG. 8D is a sectional view taken along the line VIIID-VIIID of FIG. 8C, FIG. 8E is an explanatory view of Modification Example 1 of the transfer roll of Embodiment 7, and FIG. FIG. 18 is an explanatory diagram of a second modification of the transfer roll according to the seventh embodiment.
8A to 8D, the semiconductive resin layer (foamed resin layer) 2 of the transfer roll BTR according to the seventh embodiment has a plurality of tunnel-shaped holes 2d extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction. Have been. When the outside air passes through the hole 2d, the central portion of the semiconductive resin layer 2 is easily affected by the temperature and humidity of the outside air similarly to the end portions. In this way, the influence of the temperature and humidity of the outside air is easily transmitted to the central portion of the BTR, whereby the variation in the BTR resistance in the axial direction can be reduced.
The tunnel-shaped hole 2d needs to pass from the end to the center of the semiconductive resin layer 2. As a result, the outside air entering from the end can easily pass to the center of the BTR. This makes it easier for the influence of the temperature and humidity of the outside air to be transmitted to the central portion of the BTR, so that variations in the BTR resistance in the axial direction can be reduced. For example, in a high-temperature and high-humidity environment, when moisture enters the center of the BTR, the resistance at the center as well as at the ends is reduced according to the environment, and the variation in axial resistance is reduced. Further, in a low-temperature and low-quality environment, the moisture in the central portion of the BTR exits to the outside through the groove, and the resistance in the central portion of the BTR increases in the same manner as at the end portions in accordance with the environment, thereby reducing the variation in the axial resistance.
[0048]
The diameter of the hole 2d only needs to pass moisture, and may be about 0.5 mm. The number of holes in the circumferential direction should be at least three places with approximately equal width. For example, if it is located at one location, the variation in resistance in the circumferential direction increases, and a defect in image quality (transfer failure / fringe stain) occurs at the BTR circumferential pitch. It is sufficient that the position of the hole 2d is open to at least one axial end of the semiconductive resin layer 2. Further, the position of the tunnel-shaped hole 2d is arranged at the center (middle) in the radial direction.
(Modifications 1 and 2 of Embodiment 7)
8E and 8F, the positions of the tunnel-shaped holes 2d in the first and second modifications are near the surface layer in the radial direction as shown in FIGS. 8E and 8F (see FIG. 8E) or near the core metal (see FIG. 8F). ) Is also possible.
[0049]
(Embodiment 8)
9 is an explanatory view of Embodiment 8 of the transfer roll of the present invention, FIG. 9A is a side view of the core material, FIG. 9B is a view from the arrow IXB of FIG. 9A, FIG. 9C is a side view, and FIG. FIG. 10C is a side sectional view taken along the line IXD-IXD of FIG. 9C.
The metal core 1 is constituted by a pipe having a through hole 1b in the axial direction. A plurality of ventilation holes 1c extending in the radial direction are formed in the central portion in the axial direction of the through hole 1b. A plurality of the ventilation holes 1c are arranged at intervals in the axial direction, and are arranged at 90 ° intervals in the circumferential direction. The central portion of the BTR comes into contact with the outside air through the through hole 1b and the plurality of ventilation holes 1c. Therefore, when the outside air passes through the ventilation hole 1c, the central portion of the BTR is easily affected by the temperature and humidity of the outside air. In this way, the influence of the temperature and humidity of the outside air is easily transmitted to the central portion of the BTR, whereby the variation in the BTR resistance in the axial direction can be reduced.
The number of the ventilation holes may not be within the range of about 50 mm from the end of the BTR which is easily affected by the environment, or may be small. However, it is necessary to form the ventilation hole 1c in a range corresponding to the center of the BTR. Further, the number of the ventilation holes 1c in the circumferential direction must be equal to or more than three at equal places. For example, if it is located at one location, the variation in resistance in the circumferential direction increases, and a defect in image quality (transfer failure / fringe stain) occurs at the BTR circumferential pitch.
[0050]
【The invention's effect】
The above-described transfer roll of the present invention has the following effects (E01) to (E03).
(E01) Variations in the volume resistivity of the transfer roll in the axial direction with respect to environmental changes can be suppressed, and transfer failure can be prevented.
(E02) It is possible to provide a long-life transfer device capable of preventing occurrence of transfer failure due to an environmental change.
(E03) Poor transfer / fringe contamination at a BTR edge in a low temperature environment and poor transfer / fringe contamination at a BTR center in a high temperature and high humidity environment can be suppressed. Thereby, the transfer current can be set low. Further, since the transfer current can be set low, the increase in the current-carrying resistance of the BTR can be suppressed low, and the life of the transfer roll and the transfer device can be extended.
[Brief description of the drawings]
1 is an explanatory view of a transfer device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 1A is a front view of a transfer roll used in the transfer device; FIG. 1B is a front sectional view of the transfer roll; 1C is an explanatory view of a transfer device having a transfer roll and a cleaner for removing toner on the surface of the transfer roll as viewed from an arrow IC in FIG. 1A.
FIG. 2 is a diagram showing a difference between the characteristics of the transfer roll shown in FIG. 1 and a conventional transfer roll. FIG. 2A shows a change in volume resistivity of a semiconductive resin layer of the transfer roll with respect to an environmental change. FIG. 2B is a diagram showing a change in the resistance value in the radial direction at the central portion and the end portion in the axial direction of the transfer roll with respect to an environmental change.
FIG. 3 is an explanatory view of a transfer device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a front view of a portion of a transfer roll used in the transfer device from which a surface layer is removed, and FIG. FIG. 3C is an explanatory view of a transfer device having a transfer roll and a cleaner for removing toner from the surface of the transfer roll as viewed from an arrow IIIC in FIG. 3B.
FIG. 4 is an explanatory view of a transfer roll according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a side view of a portion of the transfer roll excluding a surface layer, and FIG. 4B is a side cross-sectional view of the transfer roll.
5 is an explanatory view of a transfer roll according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a side view, FIG. 5B is a view seen from arrow VB-VB in FIG. 5A, and FIG. FIG. 5B is a sectional view taken along line VC-VC of FIG. 5A.
6 is an explanatory view of a transfer roll according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 6A is a side view of a core metal of the transfer roll, FIG. 6B is a view seen from the arrow VIB-VIB in FIG. 6A, 6C is a side view of the transfer roll, FIG. 6D is a view from the arrow VID-VID of FIG. 6C, FIG. 6E is a side cross-sectional view of the transfer roll, a cross-sectional view taken along the line VIE-VIE of FIG. 6C, and FIG. FIG. 6B is a sectional view taken along line VIF-VIF of FIG. 6E.
FIG. 7 is an explanatory view of Embodiment 6 of the transfer roll of the present invention, and is a perspective view of a surface layer which is a main part of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view of a transfer roll according to a seventh embodiment of the present invention and a modified example thereof. FIG. 8A is a side view of the seventh embodiment, and FIG. 8B is a view seen from the arrow VIIIB of FIG. 8A. 8C is a sectional side view taken along the line VIIIC-VIIIC of FIG. 8A, FIG. 8D is a sectional view taken along the line VIIID-VIIID of FIG. 8C, and FIG. FIG. 8F is an explanatory view of a second modification of the transfer roll according to the seventh embodiment.
9 is an explanatory view of Embodiment 8 of the transfer roll of the present invention, FIG. 9A is a side view of a core material, FIG. 9B is a view from the arrow IXB of FIG. 9A, and FIG. 9C is a side view FIG. 9D is a side sectional view taken along the line IXD-IXD of FIG. 9C.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-78686.
[Explanation of symbols]
BTR: transfer roll,
CL: Transfer roll cleaner,
CLb: metallic cleaning blade,
T: transfer device,
1 ... core metal,
1a ... groove,
1c ... vent,
2 ... Semiconductive resin layer,
2a: Central part member of semiconductive resin layer (semiconductive resin layer near central part in axial direction)
2b: End member of semiconductive resin layer (semiconductive resin layer near the end)
2d: tunnel-shaped hole,
3: Surface layer.

Claims (9)

芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
前記半導電性樹脂層端部の抵抗環境依存性(高温高湿28℃/85%RHでの1000V印加時の体積抵抗率と低温低湿10℃/15%RHでの1000V印加時の体積抵抗率の比)が中央部よりも小さいことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
Resistance environment dependence of the end portion of the semiconductive resin layer (volume resistivity when applying 1000 V at high temperature and high humidity of 28 ° C./85% RH and volume resistivity when applying 1000 V at low temperature and low humidity of 10 ° C./15% RH) (Transfer roll) having a smaller ratio than that of the center portion.
芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
前記芯金表面に転写ロールの軸方向に延びる溝をつくり、前記溝を通って湿気が半導電性樹脂層の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
A transfer roll, characterized in that a groove extending in the axial direction of the transfer roll is formed on the surface of the cored bar, so that moisture can easily enter the central portion of the semiconductive resin layer through the groove.
芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
前記転写ロールの軸方向中央部の表面層に微小孔を設け、前記微小孔を通って湿気が半導電性樹脂層の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
A transfer roll, characterized in that a fine hole is provided in a surface layer at a central portion in the axial direction of the transfer roll so that moisture can easily enter the central portion of the semiconductive resin layer through the fine hole.
芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
前記半導電性樹脂層中に前記転写ロールの軸方向に延びる細いトンネル状の孔を設け、前記トンネル状の孔を通って湿気が半導電性樹脂層の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
A thin tunnel-shaped hole extending in the axial direction of the transfer roll is provided in the semiconductive resin layer so that moisture can easily enter the central portion of the semiconductive resin layer through the tunnel-shaped hole. A transfer roll characterized in that:
芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
芯金をパイプ形状とし且つ芯金の軸方向の中央部には通気孔を設け、前記通気孔を通って湿気が半導電性樹脂層の中央部に容易に侵入できるように構成したことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
The cored bar is formed in a pipe shape, and a vent is provided at a central portion in the axial direction of the cored bar, so that moisture can easily enter the central portion of the semiconductive resin layer through the vent. And a transfer roll.
芯金と、前記芯金の外周面に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備えた転写ロールにおいて、
半導電性樹脂層の端部が環境変化に伴う体積抵抗率の変化の少ない材料により構成されたことを特徴とする転写ロール。
Core, a semiconductive resin layer formed on the outer peripheral surface of the core, and a transfer roll including a watertight and semiconductive surface layer covering the outer peripheral surface of the semiconductive resin layer,
A transfer roll, wherein an end portion of the semiconductive resin layer is made of a material having a small change in volume resistivity due to an environmental change.
前記表面層がポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上の表面微小硬度を有する前記表面層を有する請求項1〜6記載の転写ロール。The transfer roll according to claim 1, wherein the surface layer has the surface layer having a surface microhardness not less than a value corresponding to a polyimide resin or a polyetherimide resin. 前記請求項7記載の転写ロールと、前記転写ロール表面に当接するブレード先端部を有する金属性クリーニングブレードを備えた転写ロールクリーナとを備えた転写装置。8. A transfer device comprising: the transfer roll according to claim 7; and a transfer roll cleaner including a metallic cleaning blade having a blade tip that contacts the surface of the transfer roll. 芯金と、前記芯金の外周に形成された半導電性樹脂層と、前記半導電性樹脂層の外周面を被覆する水密性且つ半導電性の表面層とを備え、前記半導電性樹脂層の体積抵抗率の環境依存性(高温高湿28℃/85%RHでの1000V印加時の体積抵抗率と低温低湿10℃/15%RHでの1000V印加時の体積抵抗率の比)が1桁以内であり、前記表面層はポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上の表面微小硬度を有する転写ロールと、前記転写ロールの表面に当接するブレード先端部により転写ロール表面の付着トナーを除去する金属性クリーニングブレードを有する転写ロールクリーナとを備えた転写装置。A core, a semiconductive resin layer formed on the outer periphery of the core, and a watertight and semiconductive surface layer covering an outer peripheral surface of the semiconductive resin layer; The environmental dependence of the volume resistivity of the layer (the ratio of the volume resistivity when applying 1000 V at high temperature and high humidity of 28 ° C./85% RH to the volume resistivity when applying 1000 V at low temperature and low humidity of 10 ° C./15% RH) A transfer roller having a surface microhardness not less than a value corresponding to a polyimide resin or a polyetherimide resin, and a toner adhering to the surface of the transfer roll by a blade tip contacting the surface of the transfer roll. And a transfer roll cleaner having a metallic cleaning blade for removing the toner.
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