JP2005316205A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト状の中間転写体を備えた、プリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine, provided with a belt-like intermediate transfer member.
特許文献1には、図7に示すような、中間転写体を使用した画像形成装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an image forming apparatus using an intermediate transfer member as shown in FIG.
感光ドラム1は、矢印R1方向に回転しながら、その表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。帯電後の感光ドラム1表面は、露光装置3によって、画像情報に対応したレーザ照射を受けることで、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置によって、帯電したトナーが静電的に付着されることでトナー像として現像される。
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the
こうして感光ドラム1上に形成されたトナー像は、一次転写部T1において、一次転写ローラ5によって中間転写ベルト11上に静電的に一次転写される。この中間転写ベルト11は、張架ローラとしての一次転写ローラ5、一次転写下流ローラ6、駆動ローラ7、二次転写対向ローラ8、従動ローラ9に掛け渡されていて、矢印R11方向に回転駆動されるようになっている。中間転写ベルト11上のトナー像tは、中間転写ベルト11と二次転写ローラ8との間に形成される二次転写部T2において、搬送されてくる転写材P上に、二次転写ローラ13によって静電的に二次転写される。転写後の転写材Pは、定着装置15によって加熱加圧されて、表面にトナー像が定着される。なお、同図中の符号12,14は、それぞれ感光ドラム1表面を清掃するクリーニング装置、中間転写ベルト11表面を清掃するベルトクリーナである。
The toner image thus formed on the photosensitive drum 1 is electrostatically primarily transferred onto the
図7中、一次転写下流ローラ6は、中間転写体としての中間転写ベルト11を張架する複数のローラのうち、一次転写部T1の直近下流に配設されるローラである。この一次転写下流ローラ6は、基準濃度パターンや位置情報パターンなどを読み取る基準パターン検知手段20に対して対向配置されており、読み取り精度を高めるために必須のものである。
In FIG. 7, the primary transfer
上述のような一次転写下流ローラ6において、中間転写ベルト11上に担持されたトナー像tは、ベルト裏面が一次転写下流ローラ6に触れるとトナーが飛び散って乱れる現象が見られる。これは、一次転写部T1において、一次転写ローラ5より中間転写ベルト11に供給された、トナー担持用の電荷が、一次転写下流ローラ6において、再配置を起こすことに起因する。
In the primary transfer
図8に示すように、一次転写部T1において、一次転写ローラ5から中間転写ベルト11に対して、トナー担持用の電荷が注入され、この電荷が中間転写ベルト11の裏面11bからトナー担持面(表面)11aに移動することで、トナー像tを構成するトナー粒子aが中間転写ベルト11上に担持される。ここで、同図中の+印はトナー担持用電荷を模式的に表したものであり、極性はトナーと逆極性になる。同図中では、マイナス極性に帯電したネガトナーを用いており、トナー担持用電荷の極性はプラスである。また、トナー担持用電荷の総量は、トナー像tの総帯電電荷量よりも多く、したがって一次転写直後では過剰な電荷が中間転写ベルト11のトナー担持面11aに存在する。
As shown in FIG. 8, in the primary transfer portion T1, charge for carrying toner is injected from the
このとき、図9に示すように、トナー担持用の電荷は、トナーのあるところと、無いところで異なる。これは図10に示すように、一次転写を行う際に電圧を印加したとき、トナーのあるところと無いところとで、電流値が異なることに起因する。トナーが無いところでは、感光ドラム1の表層が絶縁層であることによって放電でしか中間転写ベルト11に電荷が移動することができない。このため中間転写ベルト11のトナー担持面11aと感光ドラムとの間のギャップで放電が開始するに十分な電界が印加できるまで、一次転写部T1では電荷は移動しない。したがって電流が流れない。一方で、トナーが存在すると、帯電したトナーは電界を印加するのみで感光ドラム1から中間転写ベルト11に移動できるため、放電が起こらない電圧でも、中間転写ベルト11に対して、トナー量に対応した電荷が移動することができる。
At this time, as shown in FIG. 9, the charge for carrying the toner differs between where the toner is present and where it is not. This is because, as shown in FIG. 10, when a voltage is applied during primary transfer, the current value is different between where the toner is present and where it is not. In the absence of toner, since the surface layer of the photosensitive drum 1 is an insulating layer, charges can move to the
以上の理由から、トナーを中間転写ベルト11に一次転写するのに必要な電圧を印加した際には、トナーのあるところでは電流が流れるものの、トナーの無いところでは電流が少量しか流れない。したがって中間転写ベルト11に移動したトナー担持用の電荷量は、電流値に比例することから、トナーのある場所では電荷が多く存在し、トナーの無いところには電荷は少量しか存在せず、電荷量に差が生じる。
For the above reasons, when a voltage necessary for primary transfer of toner to the
しかし、実際にはトナーのあるところにおいては、トナー担持用電荷のうち、トナー総帯電電荷量と等しい電荷量については、トナーと打ち消しあうため、マクロには余剰な電荷分しか存在していないようになる。 However, in some places where the toner is present, the charge amount equal to the total charge amount of the toner in the toner carrying charge cancels out with the toner, so that the macro has only a surplus charge. become.
さらに、ベルト内部に分布するトナー担持用電荷は、駆動を受けている際に減衰することが知られている。これは、自然消滅による減衰と、接地された張架ローラに逃散していくことによる減衰の2種類がある。 Further, it is known that the toner carrying charge distributed inside the belt is attenuated during driving. There are two types of attenuation, that is, attenuation due to natural disappearance and attenuation due to escape to a grounded stretch roller.
図11に示すように、電荷を保持した誘電体である中間転写ベルト11は、開放端のRC並列回路と等価である。このとき、コンデンサに一定の電荷が保持されている状態では、RC並列回路に電位差が生じていることから、R成分を通じて電流が流れ、コンデンサの電荷を放出していく現象が発生する。RC並列回路の自然放電現象は、中間転写ベルト11が一次転写部T1を抜けて、張架ローラなどの接地された部材など、あらゆる部材に接していない、フロートの状態で発生する減衰挙動である。また、この減衰挙動は誘電体そのものの伝導特性、誘電特性に依存する現象で、トナーの存在には影響を受けない。
As shown in FIG. 11, the
一方、中間転写ベルト11が、接地された張架ローラに触れた際に、ローラに対して電荷が失われていく減衰挙動については、トナーの存在に大きく影響を受ける。図11に示すように、接地された張架ローラに裏面11bが触れる際には、中間転写ベルト11と等価なRC並列回路の1端が接地される。一方、中間転写ベルト11上に担持されたトナーは絶縁のため、ある電荷を保持したコンデンサとみなし、RC並列回路と直列につながり、もう1端は電気的にはフロートの状態にある。このときの電荷の流れは、RC並列回路の電荷の接地面への流れ込みのみであるが、その減衰挙動は、RC並列回路のみならず、直列につながっている、トナー層と等価のコンデンサの容量成分の影響を受け、緩和の特性時間が長くなる性質がある。すなわち、裏面11bに、接地されたローラが触れた際にローラに電荷が逃げることに起因する減衰は、トナーがあるところの方が、トナーの無いところよりも特性時間としては長くなる、という特徴がある。
On the other hand, when the
以上をまとめると、一次転写部T1において中間転写ベルト11に対して注入されたトナー担持電荷についての挙動、及びトナー担持用電荷の分布に起因して生じるベルト内部の電界の挙動は、以下のようになる。
In summary, the behavior of the toner carrying charge injected into the
一次転写部T1においては、トナーのあるところ、無いところともに帯電電荷を注入され、電荷量としてはトナーのあるところの方が多くなるが、トナーの総帯電電荷量と等しい電荷量についてはマクロにはキャンセルされるため、トナー総帯電電荷量よりも多い、余剰電荷量のみしか存在していないようになる。このことから、トナーのあるところ、無いところは実効的な電荷量の差は小さい。このことより、ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は小さい。 In the primary transfer portion T1, charged charges are injected both in the presence and absence of toner, and the amount of charge increases in the presence of toner, but the amount of charge equal to the total charge amount of toner is macroscopic. Therefore, only the surplus charge amount larger than the total toner charge amount is present. Therefore, the difference in effective charge amount is small where there is toner and where it is not. For this reason, the electric field in the belt from where the toner is present to where there is no toner is small.
一次転写部T1を抜けて、中間転写ベルト11のトナー担持面11a、裏面11bともにフロートの状態になったときには、トナーの有無にかかわらず、ベルト内部で電荷の自然減衰が発生し、減衰の特性時間は同じである。このことより、一次転写部T1において、トナーの有無に伴って生じた、ベルト内部の電荷量差は維持される。これより、ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は、一次転写部T1と同じ大きさになる。
When both the
中間転写ベルト11が搬送され、接地された張架ローラに触れると、ローラに対してトナー担持電荷が逃げることに起因する減衰が発生する。このとき、トナーの有無によって減衰の特性時間が変化し、トナーのあるところの方が特性時間は長くなり、したがって電荷は減衰しにくくなる。これにより、ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は、接地されたローラに触れているときが最も大きくなる。
When the
このように、接地されたローラに触れている際に、ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界が大きくなることから、図12に示すように、本来トナーのあるところに存在していたトナー担持用電荷の一部が、本来、トナーの無いところに移動してしまう。このトナー担持用電荷の再配置により、中間転写ベルト11に静電的に保持できなくなったトナーが、トナー同士の極性反発によって弾き飛ばされ、再配置後のトナー担持用電荷に引き寄せられて移動することで、トナーの飛び散り現象が発生してしまう。
In this way, when the roller that is grounded is touched, the electric field in the belt from where the toner is present to where there is no toner increases, so as shown in FIG. A part of the existing toner carrying charge moves to a place where there is no toner. Due to the rearrangement of the toner carrying charge, the toner that can no longer be electrostatically held on the
以上が、接地ローラにおけるトナー飛び散りの発生原因の説明である。 The above is the explanation of the cause of toner scattering in the ground roller.
また、上述の飛び散り現象は、懸濁重合法をはじめとする、重合法によって合成されたトナーのような、概球形のトナーを用いると顕著である。これは、球形度が増すことによって、トナー同士、あるいは他の部材との接触面積が少なくなるため、付着力が減少するためである。 Further, the above-mentioned scattering phenomenon is remarkable when a substantially spherical toner such as a toner synthesized by a polymerization method such as a suspension polymerization method is used. This is because as the sphericity increases, the contact area between the toners or other members decreases, and the adhesion force decreases.
このトナーの飛び散り現象に対し、特許文献1には、ローラを直接、接地せずに、抵抗を介して接地することでの対策が開示されている。ローラを抵抗を介して接地することで、上述のローラに触れた際の減衰の特性時間を長くすることができ、トナー担持用電荷の減衰量が低減することから、電荷の再配置は起こりにくくなるため、トナーの飛び散り現象を緩和させることができる。 For the toner scattering phenomenon, Patent Document 1 discloses a countermeasure by grounding a roller via a resistor instead of directly grounding. By grounding the roller through a resistor, the characteristic time of attenuation when the roller is touched can be extended, and the amount of attenuation of charge for toner carrying is reduced, so that charge relocation is unlikely to occur. Therefore, the toner scattering phenomenon can be alleviated.
しかしながら、ローラを直接、接地しない構成をとることから構成が複雑化し、コストアップにつながるおそれがある。 However, since the roller is not directly grounded, the configuration becomes complicated and the cost may increase.
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、複雑な構成をとることなく、接地された張架部材でのトナーの飛び散りを回避することができる中間転写方式の画像形成装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an intermediate transfer type image forming apparatus capable of avoiding scattering of toner on a grounded tension member without taking a complicated configuration. It is intended to provide.
本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、前記像担持体上のトナー像を一次転写部において中間転写体上に転写し、その後、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、中間転写体は、複数の張架部材に張架されて回転駆動される無端状のベルトによって構成され、複数の前記張架部材のうちの前記一次転写部の直近下流に配設される張架部材と前記中間転写体との接触部位における、前記中間転写体の回転駆動を受ける方向の幅をW[m]、トナーを担持していない状態での前記中間転写体の特性時間をτ[sec]、回転駆動を受ける際の前記中間転写体の回転速度をV[m/sec]としたときに、これらの間に、
0<W<V×τ×0.4
の関係が成り立つように構成した、ことを特徴とする。
In the present invention, a toner image is formed on an image carrier, the toner image on the image carrier is transferred onto an intermediate transfer member in a primary transfer portion, and then the toner image on the intermediate transfer member is used as a transfer material. In the image forming apparatus to be transferred, the intermediate transfer member is configured by an endless belt that is stretched and driven to rotate by a plurality of stretching members, and is immediately downstream of the primary transfer unit among the plurality of stretching members. The intermediate transfer member in a state where the width of the intermediate transfer member in the direction of receiving rotational driving is W [m] at the contact portion between the tension member disposed on the intermediate transfer member and the intermediate transfer member, and the toner is not carried. When the characteristic time is τ [sec] and the rotational speed of the intermediate transfer member when receiving rotational driving is V [m / sec],
0 <W <V × τ × 0.4
It is characterized in that the relationship is established.
本発明によると、張架部材に接触する際に発生する電荷の再配置を防止することで、トナー像の飛び散りを有効に回避することができる。したがって、飛び散りの発生しない、安定した高画質を維持することができる。 According to the present invention, it is possible to effectively avoid the scattering of the toner image by preventing the rearrangement of the charges generated when contacting the stretching member. Accordingly, it is possible to maintain a stable high image quality without causing scattering.
以下に図面を参照して、本発明を適用することができる画像形成装置について説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。 An image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent. Further, the materials, shapes, etc. of the members once described in the following description are the same as those in the first description unless otherwise described.
<実施の形態1>
図1を参照して、本発明を適用することができる画像形成装置として、電子写真方式のフルカラーレーザプリンタ(以下「画像形成装置」という。)の概略構成を説明する。
<Embodiment 1>
With reference to FIG. 1, a schematic configuration of an electrophotographic full-color laser printer (hereinafter referred to as “image forming apparatus”) will be described as an image forming apparatus to which the present invention can be applied.
同図に示す画像形成装置は、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)の計4色のトナー像を重ねてフルカラー画像を形成する画像形成装置である。 The image forming apparatus shown in the figure is an image forming apparatus that forms a full-color image by superposing toner images of a total of four colors, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム形の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という。)を備えている。感光ドラム1は、外径84mmのアルミニウム製のシリンダに、有機感光体(OPC)を塗布して構成したものであり、帯電ローラ(帯電手段)2によって表面が一様に帯電された後、露光装置(露光手段)3から画像情報に応じたレーザ光の照射を受け、その表面にイエロー成分に対応する静電潜像が形成される。 The image forming apparatus shown in the figure includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as an image carrier. The photosensitive drum 1 is configured by applying an organic photoreceptor (OPC) to an aluminum cylinder having an outer diameter of 84 mm. After the surface is uniformly charged by a charging roller (charging means) 2, exposure is performed. The apparatus (exposure means) 3 is irradiated with laser light corresponding to image information, and an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the surface thereof.
形成された静電潜像は、イエロートナーを収容したイエローの現像器4Yによってイエロートナーが付着されて、イエローのトナー像となる。現像装置(現像手段)4は、回転可能な現像ロータリ4aと、これに搭載された4色の現像器、すなわちイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの現像器4Y,4M,4C,4Kを有している。4個の現像器のうち、感光ドラム1上の静電潜像の現像に供される現像器が、現像ロータリ4aの回転によって感光ドラム1表面に対向する現像位置に配置されるようになっている。上述では、感光ドラム1上のイエローの静電潜像を現像すべく、現像ロータリ4aの回転によってイエローの現像器4Yが現像位置に配置される。
The formed electrostatic latent image is made into a yellow toner image by attaching the yellow toner by the yellow developing device 4Y containing yellow toner. The developing device (developing means) 4 includes a rotatable developing rotary 4a and four color developing devices mounted thereon, that is, yellow, magenta, cyan, and black developing
感光ドラム1上に形成されたイエロートナー像は、中間転写体としてのベルト状の中間転写ベルト11上に一次転写される。中間転写ベルト11は、複数の張架ローラ、すなわち一次転写ローラ5,一次転写下流ローラ6,駆動ローラ7,二次転写対向ローラ8,従動ローラ9,一次転写上流ローラ10に掛け渡されており、駆動ローラ11の矢印方向の回転によって矢印R11方向に回転駆動される。上述の感光ドラム1上のトナー像は、一次転写部T1において、一次転写ローラ5により、中間転写ベルト11上に静電的に一次転写される。イエロートナー像を中間転写ベルト11に転移した感光ドラム1は、その表面に残ったトナー(残留トナー)がクリーニング装置12のクリーニングブレード12aによって除去され、次回以降の画像形成動作に供される。
The yellow toner image formed on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto a belt-like
残りの3色であるマゼンダ,シアン,ブラックについても、上述のイエローの場合と同様の画像形成プロセス、すなわち帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングの画像形成プロセスを経て、中間転写ベルト11上に順次に一次転写される。これにより4色のトナー像が中間転写ベルト11上で重ね合わされる。
The remaining three colors, magenta, cyan, and black, are subjected to the same image forming process as that for yellow described above, that is, the image forming process of charging, exposure, development, primary transfer, and cleaning, on the
中間転写ベルト11上で重ね合わされた4色のトナー像は、二次転写対向ローラ8及び二次転写ローラ13によって構成される二次転写部T2まで搬送され、給搬送手段(不図示)によって所定のタイミングで搬送されてくる転写材P上に一括で二次転写される。
The four color toner images superimposed on the
トナー像転写後の転写材Pは、定着装置15に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより、1枚の転写材Pの一方の面(表面)に対する画像形成が終了する。なお、トナー像転写後の中間転写ベルト11は、その表面がベルトクリーナ14によって除去され、次回以降の画像形成に供される。
After the toner image is transferred, the transfer material P is conveyed to the fixing
以下では、イエロートナーの可視像を形成する画像形成部について、各部材の構成、及び画像形成条件を説明する。 In the following, the configuration of each member and the image forming conditions in the image forming unit that forms a visible image of yellow toner will be described.
イエローの現像器4Yは、現像器内のイエロートナー搬送機構(不図示)によって現像スリーブにイエロートナーを搬送し、現像スリーブの外周に圧接された規制ブレードによって現像スリーブ(不図示)の外周にイエロートナーを薄層塗布し、イエロートナーに電荷を付与した後、現像スリーブにDCバイアスにACバイアスを重畳した現像バイアスを印加することで、感光ドラム1上に形成されている静電潜像に対し、現像を行う。現像スリーブは、感光ドラム1に対向した位置に微小間隔(300μm)をもって配設される。 The yellow developing device 4Y conveys yellow toner to the developing sleeve by a yellow toner conveying mechanism (not shown) in the developing device, and yellow on the outer periphery of the developing sleeve (not shown) by a regulating blade pressed against the outer periphery of the developing sleeve. After applying a thin layer of toner and applying a charge to the yellow toner, a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the developing sleeve, whereby an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is applied. Develop. The developing sleeve is disposed at a position facing the photosensitive drum 1 with a minute interval (300 μm).
本実施の形態では、感光ドラム1の電位、及び現像スリーブの電位、及び一次転写ローラ5に印加される電位は以下に述べるように設定される。
In the present embodiment, the potential of the photosensitive drum 1, the potential of the developing sleeve, and the potential applied to the
温度23℃、湿度50%Rh環境下では、帯電ローラ2に−450VのDCバイアスにピーク間電圧Vppが900VのACバイアスを重畳した交流バイアスを印加することで、感光ドラム1の表面電位を−450Vとなるように制御を行っている。
Under an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% Rh, the surface potential of the photosensitive drum 1 is −by applying an AC bias in which an AC bias having a peak-to-peak voltage Vpp of 900 V is superimposed on a DC bias of −450 V to the charging
一方、現像スリーブには、−300VのDC成分にピーク間電圧Vppが1.2kVのAC成分を重畳した交流バイアスを印加している。なお、このときのAC成分の波形はブランクパルス波形であり、9kHzのAC波形と、4.5kHzのブランクとを組み合わせた波形を現像バイアスとして印加している。 On the other hand, an AC bias in which an AC component having a peak-to-peak voltage Vpp of 1.2 kV is superimposed on a DC component of −300 V is applied to the developing sleeve. The waveform of the AC component at this time is a blank pulse waveform, and a waveform combining a 9 kHz AC waveform and a 4.5 kHz blank is applied as a developing bias.
感光ドラムは、レーザ露光を受けると、最大濃度画像となる静電潜像を形成する箇所において、−200Vの明部電位となる。 When subjected to laser exposure, the photosensitive drum has a bright portion potential of −200 V at a portion where an electrostatic latent image that is a maximum density image is formed.
このとき、一次転写ローラ5に、一次転写バイアスとして400Vの電位を与えることで、一次転写ローラ5と感光ドラム1の明部との電位差(一次転写コントラスト)が600Vになる。この一次転写コントラストによって、負極性に帯電されているトナーが中間転写ベルト11上へ一次転写される。
At this time, a potential difference (primary transfer contrast) between the
中間転写ベルト11は、厚さ85μmのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散させて、表面抵抗率で1×1012Ω/□、体積抵抗率で1×109.5Ω・cmとなるように抵抗調整した。中間転写ベルト11の周長は527.5mmとし、駆動速度(プロセススピード)を130mm/secとした。
The
二次転写外ローラ13は、外径12mmの鋼鉄製の芯金に、発泡処理をしたNBR(ニトリルブタジエンゴム)を基材とする発泡ゴム層を設けたスポンジローラとし、NBRゴム層を含めた外径を24mmとした。ローラの抵抗値は、23℃、50%Rh環境下で、107.5Ω(2kV印加時)となるように、イオン伝導性の抵抗調整剤を分散させることで抵抗調整を行った。
The secondary transfer
一次転写下流ローラ6は、外径16mmのSUS製のローラであり、図2に示すように、接地されている。一次転写下流ローラ6は、一次転写部T1で一次転写ローラ5から電荷を付与された中間転写ベルト11を裏面から担持するため、接地していない場合にはチャージアップするおそれがあり、周辺の部材へリークし、画像形成装置本体に電気的ストレスを与えるおそれがあることから、接地することが望ましい。
The primary transfer
本実施の形態では、中間転写ベルト11上に担持されたトナー像にとって、一次転写部T1の通過後、最初に接触することになる、中間転写ベルト11の張架部材は、一次転写下流ローラ6である。本実施の形態においては、図2に示すような、一次転写下流ローラ6の半径を8mm、ベルトの巻き付け角θを59度以下と設定し、一次転写下流ローラ6と中間転写ベルト11との中間転写ベルト11の駆動方向(矢印R11方向)に対する接触幅を、本実施の形態では2.6mm以下と設定することで、トナー像に飛び散りが発生しない、高画質を維持できる画像形成装置とすることができた。
In the present embodiment, the tension member of the
トナー像の飛び散りは、中間転写ベルト11内に存在するトナー担持用電荷のうち、トナーの総帯電電荷量に対応する電荷量を除いた、トナーのあるところと無いところでの余剰電荷量の差に起因する。すなわち、トナーの有無によらず、余剰電荷に差がなくなれば、飛び散りは発生しない。
The scattering of the toner image is due to the difference between the excess charge amount where the toner is present and the portion where the toner is present, excluding the charge amount corresponding to the total charge amount of the toner among the toner carrying charges existing in the
余剰電荷に最も大きな差が生じるのは、一次転写下流ローラ6のような、接地された張架部材に対して余剰電荷が散逸する際に、トナーのあるところと無いところに、減衰のタイムスケールに差があるためである。
The largest difference in the surplus charge occurs when the surplus charge dissipates with respect to a grounded stretching member such as the primary transfer
余剰電荷の減衰挙動は、中間転写ベルト11の表面電位の減衰挙動として観測できる。図3に示すように、中間転写ベルト11を介して一次転写下流ローラ6に対向する位置に表面電位計(基準パターン検知手段)20を配設して、トナー像tが一次転写下流ローラ6の位置に達したときに、強制的に動作を停止させ、トナー像の表面電位の減衰挙動、及びトナーのない部分の中間転写ベルト11の表面電位の減衰挙動の計測を行った。結果を図4に示す。これらの減衰曲線に対して、V=V0×exp(−t/τ)なるフィッティングを行うことで、トナーのあるところ、無いところそれぞれの緩和挙動の特性時間、τ、τTを導出することができる。本実施の形態における緩和挙動の特性時間は、τ=48[msec]、τT=178[msec]と導出できた。
The excessive charge decay behavior can be observed as the surface potential decay behavior of the
トナーのあるところの特性時間τ、無いところの特性時間τTについて、中間転写ベルト11の駆動速度(回転速度)Vとして130[mm/sec]をかけると、それぞれ6.2[mm]、23.1[mm]となる。これは、たとえばトナーの無いところの余剰電荷は、1/e(すなわち約36.8%)に減衰するのに必要な時間は48[msec]であり、仮に中間転写ベルト11が駆動中に、6.2mmの幅の接地部材に接しつづける必要があることを示している。
When the characteristic time τ where the toner is present and the characteristic time τ T where the toner is not present are multiplied by 130 [mm / sec] as the driving speed (rotational speed) V of the
図5は、上記で計測した表面電位について、トナーのあるところの電位から、トナーのないところの電位を引いた差分を、スタート時を100%として、時間変化をパーセンテージで表したものである。このように、トナーのあるところの余剰電荷の緩和のタイムスケールが遅いために、トナーのあるところとないところの電位差が大きくなっている。 FIG. 5 shows the difference in time obtained by subtracting the potential of the toner without the toner from the potential of the toner with respect to the surface potential measured as described above, with the start time being 100%. As described above, since the time scale of relaxation of the surplus charge at the location where the toner is present is slow, the potential difference between where the toner is present and where the toner is absent is large.
図6に、図5の電位差の時間変移に対する、時間の変分を、時間に対してプロットした結果を示す。同図において、ほぼ20[msec]までは、電位差の時間変分が増加傾向にあるが、ほぼ20[msec]からは減少傾向にあることがわかる。これは、トナーのあるところからないところへ、電荷が再配置を起こすタイムスケールを示しており、ほぼ20[msec]で電荷の再配置が起こるものと予測され、ベルト内部の余剰電荷の移動度に起因するタイムスケールであると考えられる。 FIG. 6 shows the result of plotting the variation of time against the time variation of the potential difference of FIG. In the figure, it can be seen that the time variation of the potential difference tends to increase until approximately 20 [msec], but tends to decrease after approximately 20 [msec]. This indicates a time scale in which the charge is rearranged from where the toner is present to where it is not, and it is predicted that the charge rearrangement will occur in approximately 20 [msec], and the mobility of the excess charge inside the belt is predicted. It is considered that the time scale is due to
上述の考察より、中間転写ベルト11において、トナーのないところに存在する余剰電荷はより早く一次転写下流ローラ6に減衰してしまうことで、およそ20[msec]経過すると、余剰電荷の再配置が開始され、飛び散りが発生してしまうことがわかる。トナーのないところの電荷減衰の特性時間、すなわち余剰電荷が1/e(約36.8%)まで減衰するのに要する時間は48[msec]である。トナーのないところの余剰電荷は、20[msec]でおよそ(1/e)20/48=67%までならば減少しても、電荷の再配置は発生せず、したがってトナー像の飛び散りが発生しないことがわかる。
From the above consideration, the surplus charge existing in the
以上より、一次転写下流ローラ6と中間転写ベルト11の巻き付け量Wを、130[mm/sec]×20[msec]=2.6[mm]以下に設定することで、有効に飛び散りを回避できる構成となる。
As described above, by setting the winding amount W between the primary transfer
1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電ローラ(帯電手段)
3 露光装置(露光手段)
4 現像装置(現像手段)
5 一次転写ローラ
6 一次転写下流ローラ(一次転写部の直近下流に配設される張架部材)
11 中間転写ベルト(中間転写体)
13 二次転写ローラ
20 表面電位計(基準パターン検知手段)
P 転写材
R11 中間転写ベルトの回転駆動方向
T1 一次転写部
T2 二次転写部
V 中間転写ベルトの駆動速度(中間転写体の回転速度)
W 巻き付け量(接触部位における、中間転写ベルトの回転駆動を受ける方向の幅)
τ 中間転写ベルト(中間転写体)の特性時間
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller (charging means)
3 Exposure equipment (exposure means)
4 Developing device (Developing means)
5
11 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
13
P Transfer material R11 Intermediate transfer belt rotational drive direction T1 Primary transfer portion T2 Secondary transfer portion V Intermediate transfer belt drive speed (intermediate transfer member rotational speed)
W Wrapping amount (width in the direction of receiving the rotational drive of the intermediate transfer belt at the contact portion)
τ Characteristic time of intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
Claims (2)
中間転写体は、複数の張架部材に張架されて回転駆動される無端状のベルトによって構成され、
複数の前記張架部材のうちの前記一次転写部の直近下流に配設される張架部材と前記中間転写体との接触部位における、前記中間転写体の回転駆動を受ける方向の幅をW[m]、トナーを担持していない状態での前記中間転写体の特性時間をτ[sec]、回転駆動を受ける際の前記中間転写体の回転速度をV[m/sec]としたときに、これらの間に、
0<W<V×τ×0.4
の関係が成り立つように構成した、
ことを特徴とする画像形成装置。 Image formation in which a toner image is formed on an image carrier, the toner image on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member in a primary transfer portion, and then the toner image on the intermediate transfer member is transferred to a transfer material In the device
The intermediate transfer member is composed of an endless belt that is stretched and driven by a plurality of stretching members.
The width in the direction of receiving the rotational drive of the intermediate transfer body at a contact portion between the tension member disposed immediately downstream of the primary transfer portion and the intermediate transfer body among the plurality of stretch members is W [ m], when the characteristic time of the intermediate transfer member in a state where no toner is carried is τ [sec], and the rotational speed of the intermediate transfer member when subjected to rotational driving is V [m / sec], Between these,
0 <W <V × τ × 0.4
Configured so that the relationship of
An image forming apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The stretch member disposed immediately downstream of the primary transfer portion is grounded.
The image forming apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004134767A JP2005316205A (en) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | Image forming apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007183576A (en) * | 2005-12-08 | 2007-07-19 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2010020006A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Canon Inc | Image forming apparatus |
-
2004
- 2004-04-28 JP JP2004134767A patent/JP2005316205A/en active Pending
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