JP2005233991A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine of these.
従来から、電子写真方式(静電転写方式)を利用した複写機、プリンター等の画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、最終転写体によって記録用紙上にトナー像を転写し、定着装置によってそのトナー像を定着することにより、永久像としてのトナー像が記録用紙上に形成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines and printers using an electrophotographic system (electrostatic transfer system) are widely known. In such an image forming apparatus, the toner image is transferred onto the recording paper by the final transfer member, and the toner image is fixed by the fixing device, whereby a toner image as a permanent image is formed on the recording paper.
また、このような画像形成装置にあっては、温度や湿度等の環境条件の変動や経時変化による画像濃度の変動を防ぐために、トナー像形成のプロセスを制御する必要がある。トナー像形成のプロセスを制御する手段としては、例えば最終転写体の表面にテスト用のトナーパッチを形成し、このトナーパッチを光学濃度センサーで検出し、トナーパッチの位置や濃度に基いて、レジストレーション制御、トナー画像濃度制御を行う、いわゆるプロセスコントロールによって、画像品質を制御する方法が考えられる。ここで、良好な結果を得るためには、最終転写体の表面を清浄に保つ必要があり、最終転写体の表面の残留トナー等は、常に金属製のスクレーパー等で清掃されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。 In such an image forming apparatus, it is necessary to control a toner image forming process in order to prevent fluctuations in environmental conditions such as temperature and humidity and fluctuations in image density due to changes over time. As a means for controlling the toner image formation process, for example, a test toner patch is formed on the surface of the final transfer member, the toner patch is detected by an optical density sensor, and a resist patch is detected based on the position and density of the toner patch. It is conceivable to control the image quality by so-called process control that performs adjustment control and toner image density control. Here, in order to obtain good results, it is necessary to keep the surface of the final transfer member clean, and residual toner on the surface of the final transfer member is always cleaned with a metal scraper or the like. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、近年、記録用紙の中性抄造化が促進されるのに伴い、記録用紙表面の平滑性、印刷適性(インキ受理性)、白色度、不透明度といった諸特性を向上させる目的で従来から添加されて来た炭酸カルシウムの添加量が増加する傾向にある。つまり、用紙成分としての炭酸カルシウムの添加量が増えれば、上記諸特性は向上するが、記録用紙の搬送途中で、その記録用紙から炭酸カルシウムが剥落する可能性が増える。この剥落した炭酸カルシウムが、各搬送ロールに付着すると、その搬送能力が低下し、更に、その他の部材に付着することで様々な不具合が発生する。 However, as the neutral papermaking of recording paper has been promoted in recent years, it has been added for the purpose of improving various properties such as recording paper surface smoothness, printability (ink acceptability), whiteness, and opacity. There is a tendency that the amount of calcium carbonate added has increased. That is, as the amount of calcium carbonate added as a paper component increases, the above characteristics are improved, but the possibility of calcium carbonate peeling off from the recording paper increases during the conveyance of the recording paper. If this peeled calcium carbonate adheres to each conveyance roll, the conveyance capability will fall, and also various problems generate | occur | produce by adhering to another member.
特に、最終転写体の表面に炭酸カルシウムやトナーの外添剤である酸化シリカ等が付着すると、その付着した炭酸カルシウムがスクレーパーのエッジを削るので、そのエッジの摩耗が加速される。このように、スクレーパーのエッジが鈍ったり、エッジに炭酸カルシウムや残留トナー、更には外添剤が付着すると、エッジと最終転写体の密着性が下がるので、クリーニング不良が発生する。 In particular, when calcium carbonate or silica oxide, which is an external additive of toner, adheres to the surface of the final transfer body, the attached calcium carbonate scrapes the edge of the scraper, so that wear of the edge is accelerated. As described above, when the edge of the scraper is dulled, or when calcium carbonate, residual toner, or an external additive adheres to the edge, the adhesion between the edge and the final transfer member is lowered, resulting in poor cleaning.
また、最終転写体に炭酸カルシウムや酸化シリカ等が付着すると、その最終転写体の表面反射率が低下するので、最終転写体上に形成したトナーパッチの反射光度が低下して正確な測定ができなくなり、上記したプロセスコントロールが困難になるという問題が生じる。 In addition, if calcium carbonate or silica oxide adheres to the final transfer body, the surface reflectance of the final transfer body decreases, so the reflected light intensity of the toner patch formed on the final transfer body decreases and accurate measurement can be performed. This causes a problem that the process control described above becomes difficult.
更に、最終転写体に炭酸カルシウムや酸化シリカ等が付着しなくても、スクレーパーのエッジに付着した炭酸カルシウム等が、最終転写体の表面を摩耗させたり、最終転写体の表面に細かい傷を付けるため、その表面反射率が低下し、同様に最終転写体上に形成したトナーパッチの反射光度が低下して正確な測定ができなくなり、上記したプロセスコントロールが困難になるという問題が生じる。 Furthermore, even if calcium carbonate, silica oxide, or the like does not adhere to the final transfer body, the calcium carbonate attached to the edge of the scraper wears the surface of the final transfer body or scratches the surface of the final transfer body. Therefore, the surface reflectance is lowered, and similarly, the reflected light intensity of the toner patch formed on the final transfer member is lowered and accurate measurement cannot be performed, so that the process control described above becomes difficult.
このように、最終転写体上に記録用紙の用紙成分である炭酸カルシウム等が滞留すると、様々な不具合が発生するので、図6で示すように、スクレーパー42の下流側に位置する用紙搬送ガイド44の先端44Aに、最終転写体38の表面に滞留している炭酸カルシウムや酸化シリカ等を補助的に拭き取る拭取部材46が設けられている。これによれば、最終転写体38表面への炭酸カルシウムや酸化シリカ等の付着を防止することができ、最終転写体38に細かい傷が付くのを防止することができる。
しかしながら、このような拭取部材46を設けると、用紙搬送ガイド44の先端44Aは、その重みによって下方へ下がり、金属製のスクレーパー42と極めて近接した状態となる(用紙搬送ガイド44の先端44Aとスクレーパー42との最短距離Dが1.5mm以下となる)。このため、両者の間で放電現象(漏電)が発生するという問題が起きる。
However, when such a
すなわち、用紙搬送ガイド44は金属製の板状物で構成され、転写位置まで搬送されて来る記録用紙を除電し、帯電させないために、通常バリスタ等を介して接地(アース)されている。一方、最終転写体38には、転写電流が10μA〜30μA確保されるように、+1200V〜+6000Vの電圧が印加される。特に、低温低湿環境下では、最終転写体38の抵抗が上昇する(通常108Ωであるが、109Ωとなる)ので、+3500V〜+6000Vの電圧が印加される。このとき、スクレーパー42も、最終転写体38と常時接触しているので、+3500V〜+6000Vの高電位に帯電される。
That is, the
したがって、用紙搬送ガイド44の先端44Aとスクレーパー42とが近接して配置されると、両者の間で放電現象(漏電)が生じ、最終転写体38に印加する電圧の一部が損なわれて、充分な転写電流が得られず、記録用紙への転写不良が発生するという問題が起きる。しかも、近年では、上記したような拭取部材46を設けなくても、画像形成装置の小型化及びユニット化等が促進されているので、高電位に帯電する部材間の距離が極めて狭くなる傾向にあり、このような放電現象(漏電)が発生する可能性が高くなって来ている。
Therefore, if the
そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、高電位に帯電する部材間の距離が狭められても、放電現象(漏電)が発生しない画像形成装置を得ることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to obtain an image forming apparatus in which a discharge phenomenon (leakage) does not occur even when the distance between members charged to a high potential is reduced.
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の画像形成装置は、所定のバイアスが印加される部材上に残る残留物をクリーニングする、接地されていないスクレーパーと、接地された導電性部材に取り付けられ、前記スクレーパーの近傍で前記部材上に残る残留物を補助的にクリーニングする拭取部材と、を備えた画像形成装置において、前記スクレーパーと前記導電性部材との放電可能領域における前記スクレーパー又は前記導電性部材の表面を絶縁性部材で被覆したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 of the present invention includes a non-grounded scraper for cleaning a residue remaining on a member to which a predetermined bias is applied, and a grounded. In the image forming apparatus, comprising: a wiping member that is attached to the conductive member and that supplementarily cleans the residue remaining on the member in the vicinity of the scraper. The discharge of the scraper and the conductive member is possible. The surface of the scraper or the conductive member in the region is covered with an insulating member.
請求項1の発明では、所定のバイアスが印加される部材上に残る残留物を、接地されていないスクレーパーでクリーニングする。このため、そのスクレーパーも帯電するが、スクレーパーと、接地された導電性部材との放電可能領域におけるスクレーパー又は導電性部材の表面を絶縁性部材で被覆したので、両者間の距離が狭められても、放電現象(漏電)が生じることがない。 According to the first aspect of the present invention, the residue remaining on the member to which a predetermined bias is applied is cleaned with a scraper that is not grounded. For this reason, the scraper is also charged, but since the surface of the scraper or the conductive member in the dischargeable region between the scraper and the grounded conductive member is covered with the insulating member, the distance between the two can be reduced. No discharge phenomenon (leakage) occurs.
なお、請求項2に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記バイアスが印加される部材が転写体であり、前記導電性部材が用紙搬送ガイドであることを特徴としている。そして、請求項3に記載の画像形成装置は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送ガイドが金属製であることを特徴としている。 The image forming apparatus according to claim 2 is the image forming apparatus according to claim 1, wherein the member to which the bias is applied is a transfer body, and the conductive member is a sheet conveyance guide. It is said. According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the sheet transport guide is made of metal.
また、請求項4に記載の画像形成装置は、請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置において、前記転写体の中心から用紙転写位置まで引いた第1仮想線と、前記転写体の中心から前記拭取部材まで引いた第2仮想線とでなす角度が90度以上であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second or third aspect, the first imaginary line drawn from the center of the transfer body to the paper transfer position, and the transfer body An angle formed by the second imaginary line drawn from the center to the wiping member is 90 degrees or more.
請求項4の発明では、転写体の中心から用紙転写位置まで引いた第1仮想線と、転写体の中心から拭取部材まで引いた第2仮想線とでなす角度が90度以上とされている。これは、その角度が90度未満であると、拭取部材によって用紙搬送ガイドが裏側から押圧されることになるので、用紙搬送ガイドに変形(用紙搬送経路に変化)が生じ、書き出し位置に対する記録用紙の先端位置(形成される画像の先端位置)がばらついてしまうからである。したがって、上記角度が90度以上とされることにより、このような不具合の発生が防止される。 In the invention of claim 4, the angle formed by the first imaginary line drawn from the center of the transfer body to the sheet transfer position and the second imaginary line drawn from the center of the transfer body to the wiping member is 90 degrees or more. Yes. This is because if the angle is less than 90 degrees, the paper transport guide is pressed from the back side by the wiping member, so that the paper transport guide is deformed (changes in the paper transport path), and recording at the writing position is performed. This is because the leading edge position of the paper (the leading edge position of the image to be formed) varies. Therefore, occurrence of such a problem is prevented by setting the angle to 90 degrees or more.
また、請求項5に記載の画像形成装置は、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の画像形成装置において、前記バイアスが3500V以上であることを特徴としている。 An image forming apparatus according to a fifth aspect is the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the bias is 3500 V or more.
以上、何れにしても本発明によれば、高電位に帯電する部材間の距離が狭められても、放電現象(漏電)が発生しない画像形成装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus in which a discharge phenomenon (leakage) does not occur even when the distance between members charged to a high potential is narrowed.
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図1は本発明に係る画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンター10の要部を示す概略構成図である。このプリンター10は、大きく分けて、画像形成部12、中間転写装置14、最終転写部16、定着装置18、給紙部(図示省略)により構成されている。なお、図中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a tandem type
画像形成部12は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の各感光体ドラム(像担持体)22Y、22M、22C、22Kを有する画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Kと、これら感光体ドラム22Y〜22Kに接触する一次帯電用の帯電ロール(接触型帯電装置)24Y、24M、24C、24Kと、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザー光を照射するレーザー光学ユニット(露光装置)(図示省略)と、現像装置30Y、30M、30C、30Kとで構成されている。
The
また、中間転写装置14は、4つの感光体ドラム22Y〜22Kのうち、2つの感光体ドラム22Y、22Mに接触する第1の一次中間転写ドラム(中間転写体)32と、残りの2つの感光体ドラム22C、22Kに接触する第2の一次中間転写ドラム(中間転写体)34と、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34に接触する二次中間転写ドラム(中間転写体)36とで構成されている。
The
そして、最終転写部16は、二次中間転写ドラム36に接触する最終転写ロール(最終転写体)38で構成されている。なお、最終転写部16の記録用紙Sの搬送方向下流側には、定着装置18が配設されている。
The
感光体ドラム22Y〜22Kは、共通の接平面を有するように一定の間隔をおいて配設されており、第1の一次中間転写ドラム32及び第2の一次中間転写ドラム34は、各回転軸が感光体ドラム22Y〜22Kの回転軸に対して平行に、かつ所定の対象面を境界とした面対称となるように配設されている。そして、二次中間転写ドラム36は、感光体ドラム22Y〜22Kと回転軸が平行となるように配設されている。
The photoconductor drums 22Y to 22K are arranged at a constant interval so as to have a common tangential plane, and the first primary
また、各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされてレーザー光学ユニットに入力される。このレーザー光学ユニットでは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のレーザー光を変調して、対応する色の感光体ドラム22Y〜22Kに照射する。
A signal corresponding to the image information for each color is rasterized by an image processing unit (not shown) and input to the laser optical unit. In this laser optical unit, laser light of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is modulated and irradiated to the corresponding
各感光体ドラム22Y〜22Kの周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行われる。まず、感光体ドラム22Y〜22Kとしては、例えば、直径20mmのOPC感光体を用いた感光体ドラム(像担持体)が用いられ、これら感光体ドラム22Y〜22Kは、例えば95mm/secの回転速度で回転駆動される。感光体ドラム22Y〜22Kの表面は、接触型帯電装置としての帯電ロール24Y〜24Kに約−840VのDC電圧を印加することによって、例えば約−300V程度に帯電される。
Around each of the
なお、接触型帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いてもよい。本実施例では、近年、電子写真装置で一般的に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム22Y〜22Kの表面を帯電させるために、本実施例では、DCのみ印加の帯電方式を採用しているが、AC+DC印加の帯電方式を採用してもよい。
In addition, examples of the contact-type charging device include a roll type, a film type, and a brush type, but any type may be used. In this embodiment, a charging roll generally used in an electrophotographic apparatus in recent years is employed. In addition, in order to charge the surfaces of the
こうして、露光装置としてのレーザー光学ユニットによってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応したレーザー光が照射されることにより、感光体ドラム22Y〜22Kの表面には、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、感光体ドラム22Y〜22Kに、レーザー光学ユニットによって静電潜像が書き込まれると、その画像露光部の表面電位は、−60V以下程度にまで除電される。
In this way, laser light corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is irradiated by the laser optical unit as an exposure apparatus, whereby the
その後、感光体ドラム22Y〜22Kの表面に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置30Y〜30Kによって現像され、感光体ドラム22Y〜22K上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として可視化される。
Thereafter, the electrostatic latent images corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) formed on the surfaces of the
なお、本実施例では、現像装置30Y〜30Kとして、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、現像装置30Y〜30Kは、この二成分現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式を採用しても構わない。
In this embodiment, as the developing
現像装置30Y〜30Kには、それぞれ色の異なったイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填される。すなわち、各現像装置30Y〜30Kへトナーカートリッジ(図示省略)からトナーが補給されると、その補給されたトナーは、オーガー26Y、26M、26C、26Kで充分に現像剤と撹拌されて摩擦帯電される。
The developing
また、現像装置30Y〜30Kの内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール(図示省略)が固定した状態で配置されている。そして、パドル27Y、27M、27C、27Kによって、現像ロール28Y、28M、28C、28Kの表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材29Y、29M、29C、29Kによって現像部に搬送される量が規制される。本実施例では、現像剤の量は、30g/m2〜50g/m2であり、このとき現像ロール28Y〜28K上に存在するトナーの帯電量は、概ね−20μC/g〜−35μC/g程度である。
Further, inside the developing
ここで、現像装置30Y〜30Kで使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数SP1が100〜140、例えばSP1=130程度のもので、平均粒径が3μm〜10μmのいわゆる「球形トナー」が用いられる。
Here, as the toner used in the developing
SP1=(粒子の絶対最大長)2 /(粒子の投影面積)×(π/4)×100 SP1 = (absolute maximum length of particle) 2 / (projected area of particle) × (π / 4) × 100
現像ロール28Y〜28K上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、現像剤とトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム22Y〜22Kと接触している。そして、この現像ロール28Y〜28KにAC+DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール28Y〜28K上のトナーを感光体ドラム22Y〜22K上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。本実施例では、この現像バイアス電圧は、ACが4kHz、1.5kVppで、DCが−230V程度とされている。
The toner supplied onto the developing
次に、各感光体ドラム22Y〜22K上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム32及び第2の一次中間転写ドラム34上に、静電的に二次転写される。すなわち、感光体ドラム22Y、22M上に形成されたイエロー(Y)及びマゼンタ(M)色のトナー像は、第1の一次中間転写ドラム32上に、感光体ドラム22C、22K上に形成されたシアン(C)及びブラック(K)色のトナー像は、第2の一次中間転写ドラム34上に、それぞれ転写される。
Next, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images formed on the
したがって、第1の一次中間転写ドラム32上には、感光体ドラム22Y又は感光ドラム22Mの何れかから転写された単色像と、感光体ドラム22Y及び感光体ドラム22Mの両方から転写された2色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第2の一次中間転写ドラム34上にも、感光体ドラム22C、22Kから同様な単色像と二重色像が形成される。
Accordingly, on the first primary
ここで、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34上に感光体ドラム22Y〜22Kからトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250V〜+500V程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度等によって最適値に設定される。なお、雰囲気温度や湿度等は、雰囲気温度や湿度等によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。ちなみに、トナーの帯電量が−20μC/g〜−35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の表面電位は、+380V程度が望ましい。
Here, the surface potential necessary for electrostatically transferring the toner images from the
また、本実施例で用いる第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34は、例えば外径が42mmに形成され、抵抗値は108Ω程度に設定されている。第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102Ω〜103Ω)が、厚さ0.1mm〜10mm程度に設けられて構成されている。 The first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 used in this embodiment are formed with an outer diameter of 42 mm, for example, and a resistance value of about 10 8 Ω. The first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 are cylindrical rotating bodies having a single layer or a plurality of layers whose surfaces are flexible or elastic, and are generally made of Fe, Al, or the like. A low resistance elastic rubber layer (R = 10 2 Ω to 10 3 Ω) typified by conductive silicon rubber or the like is provided on a metal pipe as a metal core to be formed to a thickness of about 0.1 mm to 10 mm. Configured.
更に、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の最外層の表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3μm〜100μmの高離型層(R=105Ω〜109Ω)として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着して構成されている。なお、ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がR=105Ω〜109Ω程度で、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。 Further, the surfaces of the outermost layers of the first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 are typically a high release layer (R = 10) having a thickness of 3 μm to 100 μm of fluororubber in which fluororesin fine particles are dispersed. 5 Ω to 10 9 Ω) and bonded with a silane coupling agent adhesive (primer). Note that what is important here is the resistance value and the surface releasability, and the resistance value of the high release layer is about R = 10 5 Ω to 10 9 Ω, so long as the material has a high releasability. The material is not limited.
何れにしても、このようにして第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム36上に静電的に二次転写される。したがって、二次中間転写ドラム36上には、単色像からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)色の四重色像までの最終的なフルカラーのトナー像が形成されることになる。
In any case, the single-color or double-color toner images thus formed on the first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 are electrostatically transferred onto the secondary
一方、二次中間転写ドラム36上へ第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600V〜+1200V程度である。この表面電位は、感光体ドラム22Y〜22Kから第1の一次中間転写ドラム32及び第2の一次中間転写ドラム34へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度等によって最適値に設定される。
On the other hand, the surface potential necessary for electrostatically transferring the toner images from the first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 onto the secondary
また、転写に必要なのは、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34と二次中間転写ドラム36との間の電位差であるので、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上記したように、トナーの帯電量が−20μC/g〜−35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下で、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の表面電位が+380V程度の場合には、二次中間転写ドラム36の表面電位は、+880V程度、つまり、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34と二次中間転写ドラム36との間の電位差は、+500V程度に設定することが望ましい。
Also, since what is necessary for the transfer is a potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 and the secondary
なお、本実施例で用いる二次中間転写ドラム36は、例えば外径が第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34と同じ42mmに形成され、抵抗値は1011Ω程度に設定される。また、二次中間転写ドラム36も第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34と同様に、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはFeやAl等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層(R=102Ω〜103Ω)が、厚さ0.1mm〜10mm程度に設けられて構成されている。
The secondary
更に、二次中間転写ドラム36の最外層の表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3μm〜100μmの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着して構成されている。ここで、二次中間転写ドラム36の抵抗値は、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム36が第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34を帯電してしまい、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
Further, the surface of the outermost layer of the secondary
次に、二次中間転写ドラム36上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写体としての最終転写ロール38によって、用紙搬送路を通る記録用紙S上に三次転写(最終転写)される。この記録用紙Sは、給紙部から紙送り工程を経てレジストロール対56を通過し、抵抗又はツェナーダイオード又はバリスタを介して接地(アース)されている金属製の用紙搬送ガイド44に案内されて、二次中間転写ドラム36と最終転写ロール38のニップ部(転写位置)に送り込まれる。そして、この最終転写工程の後、記録用紙S上に形成された最終的なトナー像は、定着装置18によって熱及び圧力で定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
Next, a final toner image from a single color image to a quadruple color image formed on the secondary
ここで、最終転写ロール38は、例えば外径が20mmに形成され、抵抗値は108Ω程度に設定されている。この最終転写ロール38は、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる半導電性の被覆層が設けられ、この被覆層の上に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チューブが被覆されて構成されている。具体的には、チューブとしてポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂からなるものが用いられる。
Here, the
最終転写ロール38に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類等(抵抗値等)によって最適値が異なるが、概ね+1200V〜+6000V程度である。本実施例では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+6μAの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600V〜+2000V)を得ている。
The optimum voltage applied to the
これら一連の転写工程においては、各転写工程の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、マイナス帯電しているトナー像中の正極性トナーの一部が逆極性のプラス帯電トナーとなることがある。このプラス帯電トナーは、次工程へ転写されずに、上流側に逆流することになるので、最もマイナス電位が高い帯電ロール24Y〜24Kに付着、堆積する。 In these series of transfer processes, when the toner image passes through the transfer part of each transfer process, a part of the positive toner in the negatively charged toner image is positively charged with a reverse polarity due to Paschen discharge or charge injection. May become toner. The positively charged toner flows back upstream without being transferred to the next process, and therefore adheres and accumulates on the charging rolls 24Y to 24K having the highest negative potential.
これら帯電ロール24Y〜24Kのトナーが付着した部分は、放電が活発となり、感光体ドラム22Y〜22Kの表面電位が高くなる傾向になるため、トナーの付着が多い部分、トナーの付着が少ない部分、トナーの付着がない部分で感光体ドラム22Y〜22Kの表面電位にムラが生じることになる。感光体ドラム22Y〜22Kの表面電位にムラが生じると、静電潜像を形成させるために、感光体ドラム22Y〜22Kの表面に画像を一様に露光しても、潜像電位にムラが生じてしまい、現像量に違いが出て来てしまうので、特に中間調画像を現像しようとすると、濃度ムラが目立つことになる。
The portions of the charging rolls 24Y to 24K to which the toner is attached are actively discharged, and the surface potential of the
そこで、このような帯電ロール24Y〜24Kに付着した残留トナーによる濃度ムラの発生を防ぐために、本実施例では、印字動作前、印字動作後、連続印字持の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで、以下のようなクリーニング動作を行うようにしている。 Therefore, in order to prevent the occurrence of density unevenness due to the residual toner adhering to the charging rolls 24Y to 24K, in this embodiment, a predetermined timing such as before a printing operation, after a printing operation, and every predetermined number of continuous prints. Therefore, the following cleaning operation is performed.
すなわち、帯電ロール24Y〜24K、感光体ドラム22Y〜22K、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34、二次中間転写ドラム36、最終転写ロール38に、最終転写ロール38が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、印字動作中に帯電ロール24Y〜24Kに付着、堆積した逆極性のプラス帯電トナーを、最終転写ロール38まで順々に転写して移動させるようにしている。
That is, the charging
具体的には、例えば帯電ロール24Y〜24Kの表面電位を0V、感光体ドラム22Y〜22Kの表面電位を−300V、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34の表面電位を−800V、二次中間転写ドラム36の表面電位を−1300V、最終転写ロール38の表面電位を−2000Vに設定している。
Specifically, for example, the surface potential of the charging rolls 24Y to 24K is 0V, the surface potential of the
最終転写ロール38の下部には、金属製のスクレーパー42やトナー回収ボックス(図示省略)、除電装置(図示省略)等を備えたクリーニング装置40が配設されているので、最終転写ロール38まで移動してきた残留トナーは、最終転写ロール38に常時接触するようにして設けられたスクレーパー42によって剥ぎ取られ、トナー回収ボックスに回収される。
A
なお、スクレーパー42は、ステンレス製ブレードであることが好ましく、その厚さは0.08mm、食い込み角度は30度のドクター方向、食い込み量は0.8mmで設定するのが好ましい。また、このスクレーパー42はエッチング法により製造され、そのエッジの精度は厳密に管理される。そのための材料としては、テンションアニール処理材が用いられる。
The
また、上記電位勾配は、各部材の金属部(シャフト、パイプ)に電圧を給電する方式によって得ているが、例えば、第1及び第2の一次中間転写ドラム32、34又は二次中間転写ドラム36などを電気的に浮かせて、これら部材の抵抗値の関係によって所望の表面電位が得られる場合には、そのような方法を採用してもよい。何れにしても、このようなマイナス印加クリーニングモード、即ち逆極性のプラス帯電トナー回収モードによって、帯電ロール24Y〜24Kに付着した残留トナーによる濃度ムラの発生を防ぐことができる。 Further, the potential gradient is obtained by a system in which a voltage is supplied to the metal part (shaft, pipe) of each member. For example, the first and second primary intermediate transfer drums 32 and 34 or the secondary intermediate transfer drum In the case where a desired surface potential is obtained by electrically floating 36 and the like and the relationship between the resistance values of these members, such a method may be employed. In any case, the negative application cleaning mode, that is, the positively charged toner collecting mode having the opposite polarity, can prevent the occurrence of density unevenness due to the residual toner adhering to the charging rolls 24Y to 24K.
以上が、フルカラープリンター10における画像形成プロセスであるが、ゼログラフィ方式等では、静電気を利用しているため、環境変動や経時によって画像濃度が変動しやすい。このため、環境変動や経時変化等に対して、プロセスを制御することが望ましい。
The image forming process in the full-
その方法の1つとして、感光体ドラム22や中間転写ドラム32、34、36、あるいは最終転写ロール38等の画像濃度検知媒体の表面に、テスト用のトナーパッチを形成し、その濃度を光学濃度センサーで検知して制御する方法がある。本実施例では、最終転写ロール38上にテスト用のトナーパッチを転写し、その濃度を光学濃度センサー50で検知するようにしている。
As one of the methods, a test toner patch is formed on the surface of an image density detection medium such as the photosensitive drum 22, the intermediate transfer drums 32, 34, and 36, or the
テスト用トナーパッチは、非画像領域、ここでは画像を形成していないタイミングで、かつ画像形成時と同じ帯電、露光、現像、転写条件で、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色につき、像密度40%となるように、最終転写ロール38上に12mm×12mmで、かつ3mmの間隔で形成している。
The test toner patch is a non-image area, here, at a timing when an image is not formed, and under the same charging, exposure, development, and transfer conditions as in the image formation, yellow (Y), magenta (M), cyan (C ) And black (K) are formed on the
光学濃度センサー50は、ホルダー(図示省略)内に固定した状態で取り付けられ、最終転写ロール38の軸方向の中央部に、かつ最終転写ロール38の外周において半径方向の延長線上に位置するように配設されている。
The
また、光学濃度センサー50は、図2で示すように、鏡面反射光を検知する鏡面反射型のセンサーとなっており、最終転写ロール38表面の検知位置に対して、所定の入射角度θだけ傾斜して配置されたLED等からなる発光素子52と、この発光素子52から最終転写ロール38表面の検知位置に照射され、その検知位置から正反射される鏡面反射光を検知するために、最終転写ロール38表面の検知位置に対して、所定の入射角度θと等しい反射角度だけ傾斜して配置されたフォトトランジスタ等からなる受光素子54とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、光学濃度センサー50としては、拡散光を検知する拡散反射型のセンサーを用いてもよい。また、鏡面反射型のセンサーと拡散反射型のセンサーの双方を用いてもよい。この場合には、鏡面反射成分と散乱光成分の両方の値に基づいてトナー濃度を検知することにより、トナー濃度の検知精度を一層向上させることが可能となる。
The
何れにしても、このような構成によってトナーパッチの検出を行うが、最終転写ロール38の表面に設けられたトナーパッチ形成領域がトナー等で汚れている場合には、光学濃度センサー50で正確にトナーパッチの検出が行えない可能性が出て来る。したがって、これを回避するために、スクレーパー42によって最終転写ロール38の表面を常に清掃し続ける必要があり、更には、最終転写ロール38の表面を補助的に清掃する拭取部材46が設けられている。
In any case, the toner patch is detected by such a configuration. If the toner patch forming area provided on the surface of the
すなわち、金属製スクレーパー42の最終転写ロール38の回転方向下流側で、かつ二次中間転写ドラム36と最終転写ロール38とのニップ部(転写位置)よりも、最終転写ロール38の回転方向上流側に位置する用紙搬送ガイド44の先端44A近傍に、最終転写ロール38の表面上に付着している付着物を拭き取る拭取部材46が取り付けられている。
That is, the rotation direction of the
この拭取部材46は、発泡ウレタン等の素材で形成されている。具体的には、イノアックコーポレーション(株)製の高密度発泡ウレタンフォーム(商品名:ポロン(グレード:ML−32/引張り強度:0.68MPa))が好適に用いられる。これを3mm厚、4mm長(最終転写ロール38の円周方向に略沿った長さ)のシートとし、0.8mm食い込ませるように設定されている。
The wiping
こうして設定された拭取部材46が最終転写ロール38の表面を所定の圧力で押圧することにより、最終転写ロール38上に付着している付着物を除去する。なお、この拭取部材46で拭き取る付着物とは、記録用紙Sの用紙成分である炭酸カルシウム等であり、このような付着物を拭き取ることで、スクレーパー42によるクリーニング不良等、従来技術で説明したような不具合の発生が防止される。
The wiping
また、図3で示すように、最終転写ロール38の中心から二次中間転写ドラム36とのニップ部(転写位置)まで引いた第1仮想線K1と、最終転写ロール38の中心から拭取部材46まで引いた第2仮想線K2(第2仮想線K2は、図3の側面視において、用紙搬送ガイド44の拭取部材46が取り付けられている面の法線となっている)とでなす角度αは90度以上とされている。
Further, as shown in FIG. 3, a first imaginary line K1 drawn from the center of the
これは、その角度αが90度未満であると、拭取部材46の取付位置が上方に移動するので、その拭取部材46によって用紙搬送ガイド44が裏側から押圧されて変形してしまい、用紙搬送経路が変化してしまうからである。つまり、このような現象が起きると、書き出し位置に対する記録用紙Sの先端位置がばらつくことになり、形成された画像の先端位置がばらつくことになってしまうため、上記角度αは90度以上とされて、このような不具合の発生が防止されている。
This is because if the angle α is less than 90 degrees, the attachment position of the wiping
ところが、このような位置に拭取部材46を設けたことにより、用紙搬送ガイド44の先端44Aは、その拭取部材46の重みで下方へ下がり、金属製のスクレーパー42との最短距離(間隔)D(図6参照)が極めて狭くなっている。具体的には、その最短距離(間隔)Dは、D=1.5mm以下となっている。
However, by providing the wiping
また、この用紙搬送ガイド44は、金属製の板状物で構成され、ニップ部(転写位置)まで搬送されて来る記録用紙Sを除電し、帯電させないために、例えば1000Vのバリスタで接地されている。そして、スクレーパー42は、+1200V〜+6000Vの電圧が印加される最終転写ロール38と常時接触している。特に低温低湿環境下では、最終転写ロール38の抵抗が(108Ωから109Ωへ)上昇するので、適切な転写電流(10μA〜30μA)を得るために、その最終転写ロール38には+3500V〜+6000Vの電圧が印加される。したがって、スクレーパー42と用紙搬送ガイド44の先端44Aとが近接配置されると、両者の間に放電現象(漏電)が生じる。
The
そこで、図3、図4で示すように、スクレーパー42と用紙搬送ガイド44(先端44A)との間で放電現象(漏電)が起きるのを防止するために、スクレーパー42の上面(表面)で、かつ放電可能とされる領域に、絶縁性部材としての絶縁性シート48が両面テープ等の接着手段によって貼着されている。絶縁性シート48は、厚さが0.1mmであり、その材質としては、体積抵抗が1010Ω・cm以上の例えばPETなどの樹脂が好適に使用可能である。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, in order to prevent a discharge phenomenon (leakage) between the
なお、絶縁性シート48の貼着範囲は放電可能領域であるが、スクレーパー42が用紙搬送ガイド44よりも幅方向(図3の紙面に垂直な方向)に長い場合は、用紙搬送ガイド44の全幅以上の範囲を絶縁するように貼着してもよい。また、スクレーパー42の上記範囲に絶縁性シート48を両面テープ等で貼着するのではなく、フッ素系の絶縁性塗料樹脂を吹き付け等の方法によって塗布するようにしてもよい。つまり、スクレーパー42の上記範囲を絶縁性樹脂膜で覆うようにしてもよい。更に、スクレーパー42の上記範囲に、絶縁性部材としてのポリイミドテープやテフロン(登録商標)テープ等を貼付するなどの方法を採用してもよい。
The insulating
また、スクレーパー42と用紙搬送ガイド44(先端44A)との間で放電現象(漏電)が起きるのを防止するために、図5で示すように、用紙搬送ガイド44の先端44Aを全幅(図5の紙面に垂直な方向)に亘って絶縁性部材としての絶縁性樹脂膜49で被覆するようにしてもよい。このときの材質は、フッ素系の絶縁性塗料樹脂等が好適に使用可能である。この塗料を吹き付け等の方法によって用紙搬送ガイド44の先端44A周辺の上面、下面、端面、両側面に塗布すればよい。
Further, in order to prevent a discharge phenomenon (leakage) between the
また、例えば塩化ビニール系の絶縁性塗料樹脂が充填された容器に、用紙搬送ガイド44の先端44Aを浸漬して、その塗料を塗布するなどの方法を採用してもよい。更に、絶縁性部材としてのポリイミドテープやテフロン(登録商標)テープ等を用紙搬送ガイド44の先端44Aに貼付して、その先端44Aを被覆するという方法などを採用してもよい。
Further, for example, a method of immersing the
何れにしても、最終転写ロール38と常に接触して高電位(+3500V〜+6000V)に帯電する、接地(アース)されていないスクレーパー42と、接地(アース)された用紙搬送ガイド44の先端44Aとの最短距離(間隔)Dが、拭取部材46の重みやプリンター10の小型化及びユニット化等によって狭められても、その両者の放電可能領域におけるスクレーパー42又は用紙搬送ガイド44(先端44A)の表面には、絶縁性シート48や絶縁性樹脂膜49等の絶縁性部材が被覆されているので、その部位間に放電現象(漏電)が生じることはない。したがって、最終転写ロール38に印加する電圧が損なわれるような不具合は起きず、充分な転写電流を得ることができるので、記録用紙Sへの転写不良等は発生しない。
In any case, the
10 プリンター(画像形成装置)
12 画像形成部
14 中間転写装置
16 最終転写部
18 定着装置
20 画像形成ユニット
22 感光体ドラム
24 帯電ロール
28 現像ロール
30 現像装置
32 第1の一次中間転写ドラム
34 第2の一次中間転写ドラム
36 二次中間転写ドラム
38 最終転写ロール(転写体)
40 クリーニング装置
42 スクレーパー
44 用紙搬送ガイド
46 拭取部材
48 絶縁性シート(絶縁性部材)
49 絶縁性樹脂膜(絶縁性部材)
50 光学濃度センサー
10 Printer (image forming device)
12
40
49 Insulating resin film (insulating material)
50 Optical density sensor
Claims (5)
接地された導電性部材に取り付けられ、前記スクレーパーの近傍で前記部材上に残る残留物を補助的にクリーニングする拭取部材と、
を備えた画像形成装置において、
前記スクレーパーと前記導電性部材との放電可能領域における前記スクレーパー又は前記導電性部材の表面を絶縁性部材で被覆したことを特徴とする画像形成装置。 An ungrounded scraper that cleans any residue remaining on the member to which a predetermined bias is applied;
A wiping member attached to a grounded conductive member to assist in cleaning residue remaining on the member in the vicinity of the scraper;
In an image forming apparatus comprising:
An image forming apparatus, wherein a surface of the scraper or the conductive member in a dischargeable region between the scraper and the conductive member is covered with an insulating member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004039339A JP2005233991A (en) | 2004-02-17 | 2004-02-17 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9885982B2 (en) | 2016-01-15 | 2018-02-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Transfer device and image forming apparatus |
US10691045B1 (en) | 2019-03-29 | 2020-06-23 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Roll and image forming apparatus |
US10901346B2 (en) | 2019-03-29 | 2021-01-26 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Roll and image forming apparatus |
-
2004
- 2004-02-17 JP JP2004039339A patent/JP2005233991A/en not_active Withdrawn
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