JP2006018177A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式又は静電記録方式の画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体に形成した現像剤像(トナー像)を重ね合わせたカラー画像を、転写材に転写するための転写装置において、像担持体と接触しながら移動する、例えば中間転写体や転写材搬送体等であるベルト体を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and in particular, transfers a color image obtained by superimposing developer images (toner images) formed on a plurality of image carriers. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus provided with a belt body such as an intermediate transfer body or a transfer material transport body that moves in contact with an image carrier in a transfer apparatus for transferring to a material.
従来、例えば電子写真方式のフルカラー画像形成装置において、複数の像担持体である感光体を有し、それぞれが色の違う現像剤像(トナー像)を担持し、各感光体からトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する、所謂インライン方式の画像形成装置が、高速化に有効であり、広く使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an electrophotographic full-color image forming apparatus has a plurality of photoreceptors as image carriers, each carrying a developer image (toner image) of different colors, and superimposing toner images from the photoreceptors. A so-called in-line image forming apparatus that forms a color image together is effective in increasing the speed and is widely used.
そして、このインライン方式においては、この複数の感光体よりトナー像を重ね合わせて形成されたカラー画像を、転写材に転写する方法として、直接転写方式、中間転写方式がある。直接転写方式では、転写材担持体が転写材を担持搬送して各感光体に接触する位置まで搬送して、直接感光体から転写材にトナー像を重ね合わせて転写する。又、中間転写方式では、一次転写部において、一旦中間転写体に転写を行い、中間転写体に重畳したトナー像を二次転写部で一括して紙等の転写材に転写する。 In this in-line method, there are a direct transfer method and an intermediate transfer method as a method for transferring a color image formed by superimposing toner images from a plurality of photoconductors onto a transfer material. In the direct transfer method, the transfer material carrier carries and transfers the transfer material to a position where it comes into contact with each photoconductor, and directly transfers the toner image from the photoconductor to the transfer material. In the intermediate transfer method, the image is once transferred to the intermediate transfer member in the primary transfer portion, and the toner images superimposed on the intermediate transfer member are collectively transferred to a transfer material such as paper at the secondary transfer portion.
そして、この直接転写方式における転写材搬送体、又は中間転写方式における中間転写体のような、複数の感光体と接触して移動する媒体として、ベルト状のもの(ベルト体)が、ドラムのような剛体のシリンダを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことが出来るメリットがある。 As a medium that moves in contact with a plurality of photoconductors, such as a transfer material conveyance body in the direct transfer system or an intermediate transfer body in the intermediate transfer system, a belt-like medium (belt body) is like a drum. Compared with the case where a rigid cylinder is used, there is an advantage that the degree of freedom in arranging inside the image forming apparatus is increased, and the apparatus main body can be reduced in size and cost by effective use of space.
ここで、インライン型フルカラー画像形成装置で、中間転写方式を採用した構成について説明する。図4は、従来の電子写真方式のインライン型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 Here, a configuration in which the intermediate transfer method is adopted in the inline-type full-color image forming apparatus will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a conventional electrophotographic inline-type full-color image forming apparatus.
カラー画像形成装置は、画像入力データに基づき、ベルト状中間転写体(中間転写ベルト)8に沿って設けられた各色の複数の画像形成部において、中間転写ベルト8に近接している感光体2上に静電潜像を形成し、該静電潜像に対して単色トナーを現像し、単色トナー像を形成する。そして各画像形成部にて形成された単色トナー像を中間転写ベルト8上で重ね合わせて、多重トナー像を形成し、該多重トナー像を転写材Pに転写し、転写材P上の多重トナー像を定着器21で定着させる構成となっている。
The color image forming apparatus includes a
ここでは、各色画像形成部には、それぞれドラム状の感光体(感光ドラム)2(2a、2b、2c、2d)が一列に配置されている。 Here, in each color image forming portion, drum-shaped photoreceptors (photosensitive drums) 2 (2a, 2b, 2c, 2d) are arranged in a line.
各感光ドラム2の周囲には、トナー像を形成する手段として、一次帯電手段としての帯電ローラ7(7a、7b、7c、7d)、露光装置1(1a、1b、1c、1d)、現像手段を構成する現像装置3(3a、3b、3c、3d)、感光ドラムクリーニングブレード5(5a、5b、5c、5d)が配置されている。各現像装置3には、各色のトナーカートリッジ6(6a、6b、6c、6d)が収納されている。
Around each
各色感光ドラム2は、本実施例では、有機感光体であり、アルミニウムのドラム基体(不図示)上にOPC感光層を有しており、駆動装置(不図示)により所定のプロセススピードで回転駆動される。
In this embodiment, each color
各色感光ドラム2の下部では、各一次転写ニップ部(一次転写部)13(13a、13b、13c、13d)にて、ベルト体である無端状の中間転写ベルト8を介して表面に発泡ゴムなどの弾性体を被覆した転写部材である一次転写ローラ4(4a、4b、4c、4d)と当接している。
Below each color
中間転写ベルト8は、駆動ローラ10、テンションローラ9、二次転写対向ローラ24によって張架されており、駆動ローラ10の駆動により矢印の方向に回転される。
The
給紙カセット20から搬送された用紙である転写材Pは、停止状態のレジローラ18とレジローラ対向ローラ17とのニップ部に突き当てられ、用紙Pのコシによりループを形成することにより、用紙P先端部の斜行を矯正し、レジセンサ16信号でタイミングを取ることによりレジクラッチ(不図示)を介してレジローラ18に動力が伝わり、用紙Pが再給紙される。
The transfer material P, which is a sheet conveyed from the
レジローラ18から再給紙された用紙Pは、搬送ガイド19に沿うように二次転写ローラ15と中間転写ベルト8によって形成されるニップ部に導かれ、中間転写ベルト8上に形成されたトナー像が用紙P上に転写され、定着器21にて加圧および加熱することにより定着されたトナー像を用紙P上に得ることが可能となる。
The sheet P re-feeded from the
一方、二次転写部において用紙Pに転写できなかった中間転写ベルト8上のトナー像(廃トナー)は、中間転写体クリーニングブレード11で中間転写ベルト8から掻き落とされた後、廃トナー送り機構12により廃トナー容器14に送られ、格納される。
On the other hand, the toner image (waste toner) on the
こうしたインライン中間転写方式の画像形成装置は、高速化を達成し、更に、中間転写体を用いることから、現像剤を重ね合わせる工程での転写対象が常に同じ物体、即ち、中間転写体なので、安定した重ね合わせ画像を得ることができる。 Such an in-line intermediate transfer type image forming apparatus achieves high speed, and further uses an intermediate transfer member, so that the transfer target in the process of overlaying the developer is always the same object, that is, the intermediate transfer member, so that it is stable. A superimposed image can be obtained.
しかしながら、こうした、感光体に接触して移動し、感光体との接触部の裏側に転写部材が配置されたベルト体を備えた画像形成装置では、例えば、図4に示した中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルト8と感光ドラム2との接触部となる一次転写部13において、下記に詳しく説明する、転写部における「飛び散り」という現象、そして、それによって画像不良が発生する場合がある。
However, in such an image forming apparatus including a belt body that moves in contact with the photosensitive member and has a transfer member disposed on the back side of the contact portion with the photosensitive member, for example, an intermediate transfer type image shown in FIG. In the forming apparatus, in the
本現象は、細線や文字や小さなドットで構成される画像パターンを印字した際には、著しく画像が大きく劣化してしまうというという問題が発生する。 This phenomenon causes a problem that when an image pattern composed of thin lines, characters, and small dots is printed, the image is significantly deteriorated.
こうした構成における、上記転写部における「飛び散り」という画像不良の発生メカニズムを、以下に、上記の図4に示す構成の画像形成装置における一次転写プロセスを例にとり、図5、図6、図7を用いて説明を行う。 FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 show the mechanism of occurrence of an image defect called “scattering” in the transfer section in this configuration, taking the primary transfer process in the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 4 as an example. The explanation will be given.
図5は、この画像形成装置の画像形成部における一次転写部13の拡大断面図である。図5に示す一次転写部13近傍において、ベルト8移動方向で、感光ドラム2と中間転写ベルト8で形成される第1の接触ニップ(以下、「ドラム/ベルトニップ」と称す。)の幅を幅W1、中間転写ベルト8と一次転写ローラ4とで形成される第2の接触ニップ(以下、「ベルト/ローラニップ」と称す。)の幅を幅W2とすると、転写時におけるベルト8の体勢を安定化させるために、中間転写ベルト8上におけるベルト/ローラニップW2が、ドラム/ベルトニップW1に対して相対的に感光ドラム2の表面移動方向上流側にはみ出しており、その領域を、以下、「上流側空隙ニップ」と称し、その幅を幅W3で示す。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
通常、感光ドラム2上に形成されたトナー像の中間転写ベルト8への転写は、ドラム/ベルトニップW1とベルト/ローラニップW2のオーバーラップ領域(以下、「オーバーラップニップ」と称す。)Wで行われる。
Usually, the toner image formed on the
従来の画像形成装置においては、このように、ベルト/ローラニップW2が、ドラム/ベルトニップW1に対して相対的に感光ドラム2表面移動方向上流側にはみ出しているために、上流側空隙ニップW3が存在する。
In the conventional image forming apparatus, the belt / roller nip W2 protrudes to the upstream side in the movement direction of the
上流側空隙ニップW3が存在すると、実際に転写が行われるオーバーラップニップWより感光ドラム2表面移動方向上流側に存在する上流側空隙ニップW3部に電界が作用し、オーバーラップニップWの上流において感光ドラム2上のトナーが中間転写ベルト8上に飛翔してしまうという現象、いわゆる飛び散り現象のうちの「プレ転写」が発生する。このプレ転写が、細線や微細ドットで構成される画像を印字した際の転写飛び散りやドット位置ズレなどの画像劣化をもたらす。
When the upstream air gap nip W3 exists, an electric field acts on the upstream air gap nip W3 existing on the upstream side of the
このため、図6に示すように、一次転写ローラ4を感光ドラム2に対して下流側にオフセットさせ、ドラム2表面移動方向(回転方向)でベルト/ドラムニップW1の最上流部からベルト/ローラニップW2がはみ出さないようにし、上流空隙ニップW3を無くし、「プレ転写」を抑えることが考えられる。
For this reason, as shown in FIG. 6, the primary transfer roller 4 is offset to the downstream side with respect to the
しかしながら、上流空隙ニップW3を無くした構成では、オーバーラップニップWが狭く、且つ一次転写ローラ4がオフセット配置されているために、一次転写部13におけるニップ構成は、中間転写ベルト8の張架テンション、一次転写ローラ4の当接バネ圧、一次転写ローラ4のたわみによる復元力との間のバランスによって決定されるために、オーバーラップニップWは不安定化し、それに伴い転写効率も不安定化してしまう。又、中間転写ベルト8の走行性も不安定になることにより、速度ムラや蛇行が生じて色ズレが生じやすくなる。
However, in the configuration in which the upstream gap nip W3 is eliminated, since the overlap nip W is narrow and the primary transfer roller 4 is offset, the nip configuration in the
又、特許文献1でも、図7に示すように、一次転写ローラ4をドラム/ベルトニップW1の感光ドラム2表面移動方向下流側に配置し、「プレ転写」を抑制している。
Also in Patent Document 1, as shown in FIG. 7, the primary transfer roller 4 is arranged on the downstream side of the drum / belt nip W <b> 1 in the movement direction of the
しかし、ここでは、感光ドラム2と一次転写ローラ4は中間転写ベルト8を介して当接していないために、一次転写ローラ4に印加された転写バイアスは中間転写ベルト8を介して感光ドラム2に流れることとなる。
However, here, since the
この場合、中間転写ベルト8の抵抗を低くすると飛び散りが発生しまう。この理由は、本発明者らの考察によると、中間転写ベルト8の体積抵抗率が105Ωcmより小さい場合、一次転写ローラ4に印加されたバイアスは、中間転写ベルト8の抵抗が低いために、中間転写ベルト8を介して隣接する画像形成部に設けられた周辺部材等に漏洩し、転写に必要な転写電流が得られない。
In this case, if the resistance of the
一方、中間転写ベルト8の体積抵抗率を、一次転写可能な105Ωcm以上とした場合は、中間転写ベルト8の材質によりその程度は異なるが、電気容量成分を有する。このため一次転写部13でドラム2上のトナー像が中間転写ベルト8に転写される際、中間転写ベルト8表面の非画像部は、チャージアップし、電位が変動する。特に、トナー部と非トナー部の境界部においては、転写電流が非トナー部に集中するため、画像境界部の非トナー部側には電荷が集中する。この境界部における非トナー部側の電荷集中が、電荷障壁となり、トナー部側から非トナー部へのトナーの飛び散りをクーロン力により押さえ込んでいる。
On the other hand, when the volume resistivity of the
逆に、中間転写ベルト8の抵抗が低いと、電荷障壁によるトナーの押さえ込む力が弱くなるため、飛び散りが悪化する。従って、飛び散りの観点からは、中間転写ベルト8の抵抗を高くすることが必要となる。
On the contrary, if the resistance of the
しかし、中間転写ベルト8の抵抗が高いと、一次転写部13のインピーダンスが高くなるため、一次転写に必要な電流を流すために高い転写電圧が必要となり、高圧電圧のコストが上がってしまうという問題がある。
However, if the resistance of the
つまり、ベルト体を用いた転写方式をとる画像形成装置の感光体とベルト体が接触する転写部において、中間転写体移動方向で一次転写部材を像担持体の下流側に配置して、プレ転写を防ぐと、色ズレが生じたり、転写の安定性が低くなり、中間転写体の体積抵抗率を高くしないと、飛び散りが生じやすくなることがわかる。
本発明の目的は、色ずれや転写の安定性を損なうことなく、プレ転写を抑制し、細線や微細ドット画像における転写飛び散りの防止した、安価な画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an inexpensive image forming apparatus that suppresses pre-transfer and prevents transfer scattering in fine line and fine dot images without impairing color misregistration and transfer stability.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、現像剤像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体の移動方向下流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触しており、前記ベルト体の移動方向上流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触していないことを特徴とする画像形成装置を提供する。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the first aspect of the present invention provides an image carrier that carries a developer image, a belt body for transferring the developer image on the image carrier, and a transfer that contacts the back surface of the belt body. A member, and the image carrier is in contact with the surface of the belt body.
Of the contact area between the image carrier and the belt body in the moving direction of the belt body, the belt body and the transfer member are in contact with each other in a region downstream of the moving direction of the belt body, and the movement of the belt body An image forming apparatus is provided in which the belt body and the transfer member are not in contact with each other in a region upstream in the direction.
第2の本発明は、現像剤像を担持する像担持体と、該像担持体上の前記現像剤像を転写するためのベルト体と、該ベルト体の裏面に接触する転写部材と、を有し、前記像担持体は前記ベルト体の表面と接触する画像形成装置において、
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体移動方向で最上流点を通り且つ前記ベルト体と直交する直線Aと、該直線Aと平行であり、且つ前記転写部材の回転中心点を通る直線Bにおいて、直線Bは直線Aに対して前記ベルト体移動方向下流側に位置することを特徴とする画像形成装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a developer image, a belt body for transferring the developer image on the image carrier, and a transfer member that contacts the back surface of the belt body. In the image forming apparatus in which the image carrier is in contact with the surface of the belt body,
Of the contact area between the image carrier and the belt body in the moving direction of the belt body, a straight line A passing through the most upstream point in the belt body moving direction and orthogonal to the belt body is parallel to the straight line A. In addition, the image forming apparatus is characterized in that, in a straight line B passing through the rotation center point of the transfer member, the straight line B is located downstream of the straight line A in the belt body movement direction.
本発明の画像形成装置は、現像剤像を担持する像担持体と、像担持体上の現像剤像を転写するためのベルト体と、ベルト体の裏面に接触する転写部材とを有し、像担持体はベルト体の表面と接触する画像形成装置において、ベルト体の移動方向における像担持体とベルト体の接触領域のうち、ベルト体の移動方向下流側の領域においてベルト体と転写部材が接触しており、ベルト体の移動方向上流側の領域においてベルト体と転写部材が接触していないので、各一次転写部の上流側における電界の発生を抑制し、コストをかけずに、色ずれを発生させることなく、プレ転写や飛び散りを防止することが可能となる。更に、転写部材表層に摩擦係数の高い抵抗層を設けることにより、転写電流を一次転写部長手全域に渡り均一にし、転写ゴーストを防止しできる。更に、転写部材とベルト体との摩擦を大きくすることにより、転写部材の回転安定性及びベルト体の走行安定性が良化し、色ズレの防止や転写の安定化が可能となる。又、ベルト体の表層に弾性層を設けることにより、異物が転写部に混入したときの像担持体へのダメージを最小限に出来、転写部において安定した転写が可能となる。 The image forming apparatus of the present invention has an image carrier that carries a developer image, a belt body for transferring the developer image on the image carrier, and a transfer member that contacts the back surface of the belt body, In the image forming apparatus in which the image carrier is in contact with the surface of the belt body, the belt body and the transfer member are located in a downstream area in the moving direction of the belt body in a contact area between the image carrier and the belt body in the moving direction of the belt body. Since the belt body is not in contact with the transfer member in the upstream area in the moving direction of the belt body, the occurrence of an electric field on the upstream side of each primary transfer portion is suppressed, and color misregistration is achieved without cost. It is possible to prevent pre-transfer and scattering without generating any. Furthermore, by providing a resistance layer having a high friction coefficient on the surface of the transfer member, the transfer current can be made uniform over the entire length of the primary transfer portion, thereby preventing transfer ghosts. Further, by increasing the friction between the transfer member and the belt body, the rotational stability of the transfer member and the running stability of the belt body are improved, and it is possible to prevent color misregistration and to stabilize the transfer. Further, by providing an elastic layer on the surface layer of the belt body, damage to the image carrier when foreign matter enters the transfer portion can be minimized, and stable transfer can be performed at the transfer portion.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図3に、本実施例の画像形成装置としての、カラー画像形成装置の全体構成を示す。本実施例では、インライン中間転写方式、つまり、それぞれ像担持体を備えた、複数の画像形成部にて各色のトナー像を形成するタンデム式のカラー画像形成装置で、中間転写体としてベルト体を用いる。又、本実施例の画像形成装置は、電子写真方式を採用する。そして、前記した従来例の図4に示した画像形成装置との同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例においても、上記した従来例の画像形成装置と同様にして、画像形成が行われる。即ち、従来例と同様の画像形成工程により、各画像形成部にて、像担持体である感光ドラム2表面にトナー像が形成され、ベルト体である中間転写ベルト8にそれぞれの画像形成部よりトナー像が重ねて転写され、それが転写材Pに二次転写されて、そして、この転写されたトナー像が転写材Pに定着されたものが画像形成物として排出される。
Example 1
FIG. 3 shows the overall configuration of a color image forming apparatus as the image forming apparatus of this embodiment. In this embodiment, an inline intermediate transfer system, that is, a tandem color image forming apparatus that forms toner images of each color in a plurality of image forming units each having an image carrier, and a belt member as an intermediate transfer member. Use. Further, the image forming apparatus of this embodiment employs an electrophotographic system. The same members as those in the image forming apparatus shown in FIG. 4 of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Also in this embodiment, image formation is performed in the same manner as the conventional image forming apparatus described above. In other words, a toner image is formed on the surface of the
この画像形成動作を行う本実施例における各画像形成手段について、具体的に説明する。 Each image forming unit in this embodiment that performs this image forming operation will be described in detail.
各色画像形成部の各感光ドラム2は、本実施例では、直径30.6mmの負帯電性の感光ドラム2を用い、帯電ローラ7にDC成分にAC成分を重畳した帯電バイアスを印加して、感光ドラム2を約−650Vに一様に帯電するようにした。
In this embodiment, each
露光装置1は不図示の波長760nmの近赤外レーザダイオードと、感光ドラム2上にレーザ光を走査するポリゴンスキャナを有し、画像部の電位を−250Vに低下させる。
The exposure apparatus 1 has a near-infrared laser diode (not shown) having a wavelength of 760 nm and a polygon scanner that scans the
又、現像装置3は、現像剤として、非磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像器であり、トナーとしてワックスを含んだコア/シェル構造の粒径が約7μmの重合トナーを、不図示の塗布ローラによって現像スリーブ31に塗布し、不図示の弾性ブレードでトナー層厚を規制した後、感光ドラム2上にトナーを静電潜像にジャンプさせて現像を行う。
The developing device 3 is a jumping developing device using a non-magnetic one-component toner as a developer, and a polymer toner having a particle size of about 7 μm having a core / shell structure containing wax as a toner is applied to the developing device 3 (not shown). The toner is applied to the developing
転写部材である一次転写ローラ4は、本実施例では、直径10mmのSUS製であり、硬度は500g荷重状態でのAskerC硬度で57°と、本測定条件下での測定限界以上であった。 In this embodiment, the primary transfer roller 4 serving as a transfer member is made of SUS having a diameter of 10 mm, and the hardness is 57 ° in Asker C hardness under a load of 500 g, which is equal to or greater than the measurement limit under the present measurement conditions.
尚、一次転写ローラ4は、中間転写ベルト8裏面との摩擦により駆動を受けて回転し、両端は軸受けにより支持されている。軸受けの一方は導電軸受けであり、転写バイアスはこの導電軸受けを介して、一次転写ローラ4の芯金に印加される。
The primary transfer roller 4 is driven to rotate by friction with the back surface of the
又、一次転写ローラ4の両端の軸受け下部にはバネがあり、このバネにより一次転写ローラ4は中間転写ベルト8の裏側に押し付けられている。画像形成時に、感光ドラム2と一次転写ローラ4が中間転写ベルト8を介して接するように本実施例では、総圧10Nとした。
In addition, there are springs below the bearings at both ends of the primary transfer roller 4, and the primary transfer roller 4 is pressed against the back side of the
二次転写ローラ15は、本実施例では、その外周に直径10mmの芯金に導電ゴム層を、長手方向(画像形成幅方向)310mmに渡り直径が17mmになるように被覆して構成されており、抵抗値は107Ωであった。測定方法は測定対象のローラを直径30mmのアルミ製シリンダーに対して従動回転させながら、Advantest社製R8340超高抵抗計(登録商標)を用いて測定した結果であり、測定条件は、印加電圧;2kV、印加時間;30秒、当接圧;9.8N、回転周速;117mm/secとした。
In this embodiment, the
二次転写ローラ15の芯金には、給電バネを介して不図示の二次転写バイアス電源が接続されている。二次転写ローラ15には接続された二次転写バイアス電源より二次転写時に可変可能な二次転写バイアスが印加される。
A secondary transfer bias power source (not shown) is connected to the metal core of the
駆動ローラ9、テンションローラ10、及び二次転写対向ローラ24の3本にてテンション4kgfで張架された中間転写ベルト8は、本実施例では、厚み75μm、周長1115mm、長手方向(画像形成幅方向)長310mmの単層無端状(シームレス)の樹脂ベルトであり、カーボン分散により抵抗調整を行ったポリイミドで形成されている。
In this embodiment, the
中間転写ベルト8の体積抵抗率は109Ωcmであり、表面抵抗は、1012Ω/cm2以上であった。体積抵抗率の測定方法は、JIS−K6911に準拠し、電極とベルト8の表面との良好な接触性を得るために導電性ゴムを電極として使用し、ベルト8の体積抵抗率を100V、10秒印加の条件にて、Advantest社製R8340超高抵抗計(登録商標)を用いて測定した結果である。尚、中間転写ベルト8の表裏いずれかの測定値も同一のものであった。
The volume resistivity of the
尚、本実施例における画像形成条件は、プロセススピード:117mm/s、一次転写バイアス:+300V、二次転写バイアス:+2.3kVとした。 Note that the image forming conditions in this example were set to process speed: 117 mm / s, primary transfer bias: +300 V, and secondary transfer bias: +2.3 kV.
図3に示したような、上記の中間転写方式の画像形成装置においては、一次転写部13における中間転写ベルト8に対する感光ドラム2と転写ローラ4との位置関係によって、プレ転写等の飛び散り現象が発生したり、色ズレや画像不良が生じたりする。特に、本実施例のような、タンデム型所謂インライン方式のカラー画像形成装置においては、一次転写部13が複数カ所にて存在するので、この一次転写部13における不都合は、各感光ドラム2において形成されたトナー像を重ね合わす上で、目立つ画像不良を発生するおそれがある。
In the above-described intermediate transfer type image forming apparatus as shown in FIG. 3, scattering phenomenon such as pre-transfer is caused by the positional relationship between the
本実施例における一次転写部13においては、図1に示すように、飛び散り現象を防止するために、感光ドラム2の表面移動方向(回転方向)で転写ローラ4を感光ドラム2の下流側に配置させた。つまり、感光ドラム2と中間転写ベルト8との接触部における感光ドラム2の回転方向最上流点より、感光ドラム2の回転方向下流側に転写ローラ4を配置した。こうすることによって、従来例に説明したように、上流側空隙ニップW3を無くし、プレ転写を防止できる。
In the
こうした一次転写部13において、飛び散り現象が発生せず、本発明における最適な一次転写ローラ4の位置を見つけるために、転写ローラ4の位置を変化させながら実験を行った。
In order to find the optimum position of the primary transfer roller 4 in the present invention without causing the scattering phenomenon in the
実験例
本実験例において、図2に示す一次転写部13における、ドラム2と中間転写ベルト8との接触部(ニップ)におけるドラム2の回転方向で最上流点を通り且つ中間転写ベルト8と直交する直線Aと、直線Aと平行であり、且つ一次転写ローラ4の回転中心を通る直線Bとの距離(以下、「オフセット量」と称す。)Lを1mm、3mm、5mm、10mmと変化させ、転写効率と飛び散りに関しての評価、及び一次転写ローラ4と感光ドラム2が中間転写ベルト8を介して接触しているかどうかの目視確認を行った。
Experimental Example In this experimental example, the
実験結果及び目視確認結果を表1に示す。表中の○は、良好の結果が得られたことを示す。即ち、転写効率については、十分な転写効率を有し、つまり転写バイアスに対して十分にトナー像が転写されることを示し、飛び散りについては、プレ転写を含む飛び散り現象が防止できたことを意味し、×は、転写効率については、十分な転写効率を有さず、つまり転写バイアスに対して十分に転写されないことを意味し、飛び散りについては、飛び散り現象が発生し、全体として、製品としてのレベルに達していないことを意味する。 The experimental results and the visual confirmation results are shown in Table 1. ○ in the table indicates that good results were obtained. In other words, the transfer efficiency indicates that the toner image is sufficiently transferred with respect to the transfer bias, that is, the toner image is sufficiently transferred with respect to the transfer bias, and the scattering means that the scattering phenomenon including pre-transfer can be prevented. X means that the transfer efficiency does not have sufficient transfer efficiency, that is, the transfer is not sufficiently performed with respect to the transfer bias, and the scattering phenomenon occurs as a whole. It means that the level has not been reached.
尚、表1は、本実施例の条件、即ち、直径30mmの感光ドラム2と直径10mmの一次転写ローラ4、厚さ75μm、長手方向長310mmの中間転写ベルト8を用いた条件における結果である。
Table 1 shows the results of the present embodiment, that is, the conditions using the
結果に関しては、表1に示したように、感光ドラム2と一次転写ローラ4とオフセット量Lが0.5mmまで低くなると、飛び散り状況が悪化するという結果になった。これは、オフセット量Lが十分でないために、図1にて斜線部にて示す、感光ドラム2表面移動方向で転写ニップ上流における中間転写ベルト8と感光ドラム2との間に挟まれた部分である空隙部Cにまわり込みによる電界が形成されるためにプレ転写が発生することによる。
Regarding the results, as shown in Table 1, when the
オフセット量Lが1mm〜5mmの領域においては、転写効率及び飛び散り共に良好な結果となった。これは、図1に示すように、一次転写ローラ4が感光ドラム2表面移動方向下流に配置されたために、ベルト/ローラニップW2が感光ドラム2表面移動方向で下流に移動し、上流側空隙ニップW3が存在しなくなるために、転写ニップ上流空隙部Cに電界が存在しないので、プレ転写が発生せず、且つ、感光ドラム2と一次転写ローラ4が接触状態であるために、安定したオーバーラップニップW幅が確保されるために転写効率が良好となった。
In the region where the offset amount L is 1 mm to 5 mm, both transfer efficiency and scattering were good. As shown in FIG. 1, since the primary transfer roller 4 is arranged downstream of the
又、逆にオフセット量Lが10mmまで長くなると、飛び散り状況は良好であったが、画像ムラが発生すると共に、転写効率も著しく悪化した。転写ムラが発生する理由としては、感光ドラム2と転写ローラ4との中間転写ベルト8を介した当接部即ち図1に示すオーバーラップ部分Wがなくなるため、一次転写電流が中間転写ベルト8表面を介して流れるため、中間転写ベルト8面内の抵抗ムラにより転写電流が不均一に流れてしまい、これが転写効率のムラとなり画像ムラとなると考えられる。
Conversely, when the offset amount L was increased to 10 mm, the scattering state was good, but image unevenness occurred and the transfer efficiency was remarkably deteriorated. The reason why the transfer unevenness occurs is that the contact portion between the
又、転写効率が悪化した理由としては、これも、一次転写ローラ4と感光ドラム1とのオーバーラップ部分Wがなくなるために、転写バイアスが中間転写ベルト8を介して感光ドラム2に流れ、中間転写ベルト8の抵抗が高い、つまり、体積抵抗率が105Ωcm以上であると、一次転写部13のインピーダンスが高くなり、転写効率が下がったためである。
The reason why the transfer efficiency is deteriorated is that the overlap portion W between the primary transfer roller 4 and the photosensitive drum 1 is eliminated, so that the transfer bias flows to the
その対策として、転写バイアスを上げることも可能であるが、高圧電源が複雑化し、装置の複雑化やコストアップになる。その対策として、中間転写ベルト8の抵抗を下げることは、一次転写部13のインピーダンスを下げることになるが、中間転写ベルト8の抵抗を下げると、中間転写ベルト8のトナーの保持力が弱くなり、逆に飛び散り状況が悪化してしまう。
As a countermeasure, it is possible to increase the transfer bias, but the high-voltage power source becomes complicated, which increases the complexity and cost of the apparatus. As a countermeasure, lowering the resistance of the
よって、本実施例においては、オフセット量Lを1mmより大きくし、且つ一次転写ローラ4と感光ドラム2が中間転写ベルト8を介して当接状態にすることにより、転写効率を保ちつつ転写飛び散りを良化することが出来る。
Therefore, in this embodiment, the offset amount L is set to be greater than 1 mm, and the primary transfer roller 4 and the
尚、本実施例においては、サイズが、直径30mmの感光ドラム2と直径10mmの一次転写ローラ4、厚さ75μm、長手方向長310mmの中間転写ベルト8を用いる条件にて、オフセット量を1mm以上としたが、感光ドラムや転写ローラのサイズや中間転写ベルトの厚みにより適宜調整する。しかし、どのような条件においても、オフセット量Lを設け、それが0より大きいことが好適である。
In this embodiment, the offset amount is 1 mm or more under the condition that the
つまり、図2では、中間転写ベルト8の移動方向における感光ドラム2と中間転写ベルト8は接触し、その接触領域のうち、中間転写ベルト8移動方向で最上流点を通り且つ中間転写ベルト8と直交する直線Aと、直線Aと平行であり、且つ一次転写ローラ4の回転中心点を通る直線Bにおいて、直線Bは直線Aに対して中間転写ベルト8移動方向下流側に位置する。
That is, in FIG. 2, the
ここで、従来例のように、一次転写ローラ4表面に硬度の低い発泡ゴム等の弾性層を被覆すると、弾性層の硬度のバラツキ等により中間転写ベルト8の感光ドラム2への巻きつき量が不安定になり、安定した一次転写ローラ4と感光ドラム2の接触状態が得られない。
Here, if the surface of the primary transfer roller 4 is covered with an elastic layer such as foamed rubber having a low hardness as in the conventional example, the amount of winding of the
よって、本実施例においては、一次転写ローラ4を金属とし、中間転写ベルト8に向かう方向にバネ付勢された一次転写ローラ4がドラム2に押し付けられた際に、一次転写ローラ4の変形がないため、安定した一次転写ローラ4と感光ドラム2の当接状態が得られるとともに、隣接する感光ドラム2間の中間転写ベルト8の長さも安定するために色ズレ状況も良化する。
Therefore, in this embodiment, the primary transfer roller 4 is made of metal, and the primary transfer roller 4 is deformed when the primary transfer roller 4 biased in the direction toward the
この場合、硬度の高い一次転写ローラ4と硬度の高いアルミニウム製の感光ドラム2が中間転写ベルト8を介して接触することになり、一次転写部13に異物を挟み込んだ場合に、感光ドラム2の表面の塗膜を傷つけてしまうおそれがある。よって、本発明においては一次転写ローラ4をバネ等の弾性体で中間転写ベルト8に向かう方向に付勢し、感光ドラム2に接触するようにしている。
In this case, the hard primary transfer roller 4 and the hard aluminum
これにより、一次転写部13に異物が混入した場合においても、感光ドラム2の表面のダメージを最小限にすることが可能となる。
As a result, even when foreign matter is mixed into the
以上に説明したように、本発明は、転写ローラ4が、感光ドラム2と中間転写ベルト8との接触領域内で且つ感光ドラム2よりも中間転写ベルト8表面移動方向で下流側では、中間転写ベルト8と接触し、転写ローラ4により、持ち上げられた中間転写ベルト8が感光ドラム2に巻きつくように配置され、中間転写ベルト8移動方向上流側では、転写ローラ4と中間転写ベルト8との接触部を無くすことで、転写効率を保ち、プレ転写を含む飛び散り現状を防止するものである。
As described above, according to the present invention, the transfer roller 4 is located in the contact area between the
実施例2
本実施例の画像形成装置は、一次転写ローラ4に抵抗調整を行ったコーティングを被覆した以外は、実施例1と同様の構成である。
Example 2
The image forming apparatus of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the primary transfer roller 4 is coated with a resistance-adjusted coating.
本実施例においては、一次転写ローラ4は、外径10mmの芯金にカーボンブラックで抵抗調整を行ったウレタンコートを被覆したものであり、コート厚みは50μmであり硬度は500g荷重時のAskerC硬度は57°と測定限界以上となった。 In this embodiment, the primary transfer roller 4 is a core metal having an outer diameter of 10 mm coated with a urethane coat whose resistance is adjusted with carbon black, the coat thickness is 50 μm, and the hardness is Asker C hardness at a load of 500 g. Was 57 ° or more than the measurement limit.
又、一次転写ローラ4の実抵抗値は104Ωであった。測定方法は、実施例1で説明した二次転写ローラ15の抵抗測定と同じ方法で、印加電圧は50Vとした。
The actual resistance value of the primary transfer roller 4 was 10 4 Ω. The measurement method was the same as the resistance measurement of the
一次転写ローラ4表面に抵抗層を設けることにより、一次転写中に一次転写ニップにトナーが部分的に存在した場合でも、トナーが存在しない部分にもトナー存在する部分にも均一に転写電流が流れるために転写ゴーストが防止できる。 By providing a resistance layer on the surface of the primary transfer roller 4, even when toner partially exists in the primary transfer nip during the primary transfer, a transfer current flows evenly in a portion where the toner is not present and a portion where the toner is present. Therefore, transfer ghost can be prevented.
ここでいう、転写ゴーストとは、一次転写ローラ4の表面抵抗が低い場合等に、一次転写電流が一次転写部13長手でムラが生じるために、一次転写後の感光ドラム2の表面電位にムラが生じ、これが感光ドラム2の1周後にゴーストとして現れる現象である。
The transfer ghost here means that the surface potential of the
よって、本実施例においては、一次転写ローラ4の表層に抵抗層を設け、一次転写ニップの長手全域に渡り均一に転写電流が流れるようにした。 Therefore, in this embodiment, a resistance layer is provided on the surface layer of the primary transfer roller 4 so that the transfer current flows uniformly over the entire length of the primary transfer nip.
ここで、一次転写ローラ4の表層の抵抗層について、体積抵抗率は105Ωcmより小さくなると、前述した一次転写電流が一次転写ローラ4表面の長手方向に回り込みのため、ゴーストや濃度ムラが発生する。又、体積抵抗率が1012Ωcmより大きくなると、転写ローラ4の表面のチャージアップが無視できなくなり、転写ローラ4と中間転写ベルト8の剥離部での放電等の弊害が発生してしまう。
Here, when the volume resistivity of the surface resistance layer of the primary transfer roller 4 is smaller than 10 5 Ωcm, the above-described primary transfer current wraps around in the longitudinal direction of the surface of the primary transfer roller 4, thereby causing ghost and density unevenness. To do. On the other hand, when the volume resistivity is larger than 10 12 Ωcm, the charge-up on the surface of the transfer roller 4 cannot be ignored, and adverse effects such as discharge at the peeling portion of the transfer roller 4 and the
このため、一次転写ローラ4において、必要な表面抵抗層の体積抵抗率に関しては、中間転写ベルト8の抵抗および構成によっても異なるが、体積抵抗率が105〜1012Ωcmの範囲からそれぞれの構成に応じた抵抗域を選ぶことが望ましい。尚、測定方法は、実施例1で説明した二次転写ローラ15の抵抗測定と同じ方法であるが、印加電圧は50Vとする。
For this reason, in the primary transfer roller 4, the required volume resistivity of the surface resistance layer varies depending on the resistance and configuration of the
又、一次転写ローラ4が中間転写ベルト8との摩擦にて従動回転する場合には、一次転写ローラ4の表層に摩擦抵抗の高い材質を採用することにより、一次転写ローラ4がスムーズに回転し、中間転写ベルト8の走行が安定し、色ズレが良化すると共に安定した一次転写が得られる。
When the primary transfer roller 4 is driven to rotate by friction with the
本実施例においては、ウレタンの被膜を行ったが、EPDM、NBR、ヒドリン等のソリッドゴムを用いても同様の効果を得ることが出来る。 In this embodiment, the urethane coating is applied, but the same effect can be obtained even if solid rubber such as EPDM, NBR, hydrin is used.
特に、ソリッドゴムを一次転写ローラ4の表層に被覆すると、発泡ゴムを被覆した場合に比べて、中間転写ベルト8との接触面積が大きく摩擦抵抗も大きいため、一次転写ローラ4が安定して回転し、色ずれが良化する。又、一次転写電圧印加時でも一次転写ローラ4の変形が小さいために、中間転写ベルト8を確実にドラム2に巻きつけることが可能となり、飛び散りも安定して良化する。
In particular, when the surface layer of the primary transfer roller 4 is coated with solid rubber, the contact area with the
しかしながら、一次転写ローラ4状態での表面硬度が45°(AskerC硬度、500g荷重)より小さくなると、一次転写による一次転写ローラ4の変形量が大きくなり、感光ドラム2と一次転写ローラ4が中間転写ベルト8を介して確実な接触状態が得られなくなってしまうと共に、中間転写ベルト8の走行安定性の悪化、ステーション間の中間転写ベルト8長の不安定化のために色ズレが発生してしまうので、表層に弾性層を被覆する場合には、一次転写ローラ4表面のゴム硬度を45°(AskerC硬度、500g荷重)以上にする必要性がある。
However, when the surface hardness in the state of the primary transfer roller 4 is smaller than 45 ° (Asker C hardness, 500 g load), the amount of deformation of the primary transfer roller 4 by the primary transfer increases, and the
実施例3
本実施例の画像形成装置は、中間転写ベルト8が弾性ベルトであることを以外は、実施例1と同じである。
Example 3
The image forming apparatus of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 except that the
中間転写ベルト8は、基層としての100μmの樹脂シート(本実施例ではPVDF)に200μの弾性層(本実施例ではクロロプレンゴム)を被覆したものであり、基層および弾性層ともにカーボンブラックで抵抗調整したものである。
The
中間転写ベルト8の体積抵抗率は1010Ωcmであり、表面抵抗は1012Ω/cm2以上であった。体積抵抗率の測定方法は、実施例1に記したものと同様である。又、中間転写ベルト8の硬度はマイクロ硬度にて、75°であった。ここでいうマイクロ硬度とはKOBUNSHIKEIKI製MICROMETER(MD−1)を用いた結果である。
The volume resistivity of the
中間転写ベルト8の表層に弾性層を被覆することにより、異物が一次転写部13に混入したときの感光ドラム2へのダメージを最小限に出来るだけでなく、一次転写部13でトナー層に均一に一次転写圧がかかるために安定した転写が得られる。
By covering the surface layer of the
又、本発明者らの実験により、マイクロ硬度が90°より高いと、前記した弾性層の効果が得られないこともわかった。そこで、中間転写ベルト8表面のマイクロ硬度を90°以下とする必要性があるが、マイクロ硬度<60°の場合は、感光ドラム2へのダメージは少ないものの、中間転写ベルト8の搬送性が悪化してしまう為良くない。この搬送性の悪化は、マイクロ硬度が低すぎるため、中間転写ベルト8の移動に伴い、中間転写ベルト8自身の変形が大きすぎ、一定の表面速度で中間転写ベルト8が搬送しない為である。中間転写ベルト8の搬送性が悪化すると、複数色のトナー像が転写位置でずれるレジズレが発生してしまう。
In addition, the inventors' experiments have also revealed that the effect of the elastic layer cannot be obtained when the micro hardness is higher than 90 °. Therefore, the micro hardness of the surface of the
弾性層の厚みに関しては、被覆する弾性層の硬度、及び基層の硬度にもよるが30μm以上の弾性層が必要であった。逆に、弾性層が500μm以上となると中間転写ベルト8張架部において弾性層の表面にシワが入ってしまうという問題が発生する。
Regarding the thickness of the elastic layer, although it depends on the hardness of the elastic layer to be coated and the hardness of the base layer, an elastic layer of 30 μm or more is necessary. On the contrary, when the elastic layer is 500 μm or more, there arises a problem that wrinkles enter the surface of the elastic layer in the
尚、ベルト体を採用した場合に飛び散りが発生する虞が生じるのは、ベルト体の体積抵抗率が低い時であるので、本発明は、ベルト体として、その体積抵抗率が、一次転写可能な105以上であり、又、コスト等を考えて、1012以下である時に特に有効であるといえる。 Since the belt body may be scattered when the volume resistivity of the belt body is low, the present invention is capable of primary transfer of the volume resistivity of the belt body. It is particularly effective when it is 10 5 or more and considering the cost or the like, it is 10 12 or less.
ここで、実施例1〜実施例3において説明した本発明の画像形成装置の全体構成は、図1に示したものに限定されない。例えば、静電記録方式のものでも良く、像担持体の数はいくつでもよい。又、本発明は、複数の像担持体を有するインライン方式のものにおいて特に有効であるが、1つの像担持体に対して複数の現像装置を設ける構成のものでも良く、又、単色画像形成装置にも適用できる。又、転写材を静電吸着して搬送する転写材搬送体を有し、その搬送過程において、転写材上にトナー像を重ねる所謂転写搬送ベルト系(直接転写方式)にも応用できるものである。 Here, the overall configuration of the image forming apparatus of the present invention described in the first to third embodiments is not limited to that shown in FIG. For example, an electrostatic recording type may be used, and any number of image carriers may be used. The present invention is particularly effective in an in-line system having a plurality of image carriers, but a configuration in which a plurality of developing devices are provided for one image carrier may also be used, and a monochromatic image forming apparatus. It can also be applied to. Further, the present invention can also be applied to a so-called transfer / conveying belt system (direct transfer system) having a transfer material conveying body that electrostatically attracts and conveys a transfer material and superimposing a toner image on the transfer material in the conveying process. .
その他、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、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。 In addition, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components of the image forming apparatus described above are not intended to limit the scope of the present invention to those unless otherwise specified. Absent.
2 感光ドラム(像担持体)
4 一次転写ローラ(転写部材)
8 中間転写ベルト(ベルト体)
13 一次転写部
2 Photosensitive drum (image carrier)
4 Primary transfer roller (transfer member)
8 Intermediate transfer belt (belt body)
13 Primary transfer section
Claims (12)
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体の移動方向下流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触しており、前記ベルト体の移動方向上流側の領域において前記ベルト体と前記転写部材が接触していないことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a developer image, a belt member for transferring the developer image on the image carrier, and a transfer member that contacts a back surface of the belt member, and the image carrier Is an image forming apparatus in contact with the surface of the belt body,
Of the contact area between the image carrier and the belt body in the moving direction of the belt body, the belt body and the transfer member are in contact with each other in a region downstream of the moving direction of the belt body, and the movement of the belt body An image forming apparatus, wherein the belt body and the transfer member are not in contact with each other in a region upstream in the direction.
前記ベルト体の移動方向における前記像担持体と前記ベルト体の接触領域のうち、前記ベルト体移動方向で最上流点を通り且つ前記ベルト体と直交する直線Aと、該直線Aと平行であり且つ前記転写部材の回転中心点を通る直線Bにおいて、直線Bは直線Aに対して前記ベルト体移動方向下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a developer image; a belt member for transferring the developer image on the image carrier; and a transfer member that contacts a back surface of the belt member. Is an image forming apparatus in contact with the surface of the belt body,
Of the contact area between the image carrier and the belt body in the moving direction of the belt body, a straight line A passing through the most upstream point in the belt body moving direction and orthogonal to the belt body is parallel to the straight line A. An image forming apparatus characterized in that, in a straight line B passing through the rotation center point of the transfer member, the straight line B is located downstream of the straight line A in the belt body movement direction.
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