JP2006267146A - Transfer device and image forming apparatus using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式、静電転写方式を用いた画像形成装置の転写ロールに関し、より詳しくは、静電潜像担持体上に形成された画像を、中間転写体を介して記録材に転写する転写装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a transfer roll of an image forming apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic transfer system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine of these, and more specifically, formed on an electrostatic latent image carrier. The present invention relates to a transfer device that transfers an image to a recording material via an intermediate transfer member and an image forming apparatus using the transfer device.
従来、電子写真方式を適用したカラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置としては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)等の各色に対応した複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットの感光体ドラム上に順次形成される各色のトナー像を一旦中間転写体上に多重に一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写された各色のトナー像を、二次転写装置により記録材上に一括して二次転写し、その後、これらのトナー像を加熱加圧して記録材上に定着することによりカラー画像を形成するように構成した、いわゆる中間転写方式の画像形成装置がある。そして、このような中間転写体を用いた画像形成装置における転写装置は、例えば、中間転写体としての中間転写ベルトを介して対向配置された一対のロール間で転写ニップ部を形成し、この転写ニップ部に記録材を挿通させることにより、記録材上にトナー像を一括転写するものである。 Conventionally, as a color image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer to which an electrophotographic method is applied, a plurality of colors corresponding to each color such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK) are used. An image forming unit is provided, and each color toner image sequentially formed on the photosensitive drum of each image forming unit is temporarily transferred onto the intermediate transfer member in a multiplex primary manner, and then transferred onto the intermediate transfer member in a multiplex manner. The toner image was secondarily transferred onto a recording material by a secondary transfer device, and then the toner image was heated and pressed to be fixed on the recording material to form a color image. There is a so-called intermediate transfer type image forming apparatus. The transfer device in the image forming apparatus using such an intermediate transfer member forms, for example, a transfer nip portion between a pair of rolls opposed to each other via an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member. By inserting the recording material through the nip portion, the toner images are collectively transferred onto the recording material.
こうした転写装置においては、転写ニップ部で、記録材と中間転写体若しくは、転写ロールとの間で速度差が生じると画像伸び等の画像欠陥が発生してしまうので、ロール対の内、記録材を介して中間転写ベルトと対向配置される転写ロールを、対向する中間転写ベルト及びバックアップロールに対して移動可能に構成し、これにより、ニップ部を形成する際の軸方向両端部の圧接量を調整して、記録材の軸方向両端部間の速度差を小さくしたり、転写ロールの圧接量を検出して記録材の搬送速度補正を行い画像伸び等の画像欠陥を防止するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In such a transfer apparatus, if a speed difference occurs between the recording material and the intermediate transfer member or the transfer roll at the transfer nip, an image defect such as image elongation occurs. The transfer roll disposed opposite to the intermediate transfer belt via the intermediate transfer belt is configured to be movable with respect to the opposed intermediate transfer belt and the backup roll, thereby reducing the amount of pressure contact at both axial ends when forming the nip portion. Adjustments have been made to reduce the speed difference between the two axial ends of the recording material, or to detect the pressure contact amount of the transfer roll and correct the recording material conveyance speed to prevent image defects such as image stretching. (For example, refer to Patent Document 1).
例えば、特許文献1に開示された画像形成装置は、中間転写ベルトから転写された二次転写ローラ上の画像をセンサにより検出すると共に、二次転写ロールの圧接量を検出し、この検出情報に基づいて、記録材の搬送速度補正や、画素アドレス位置補正を行い画像欠陥の発生の防止を図ったものである。
For example, the image forming apparatus disclosed in
ところで、転写ニップ部を形成する転写ロールの軸方向両端部(以下、軸方向の一端部側をIn側、他端部側をOut側とも称する)において、例えば、対向するバックアップロールに対する圧接量に差が生じる場合には、該転写ロールに捩れが発生する。この時、転写ロールには、ロール硬度と捩れ量に依存した捩れ反力が働き、この転写ロールのIn側、Out側の圧接量に依存するロール捩れ反力が記録材に作用することで記録材のIn側、Out側の速度差をなくすことができる。すなわち、転写ニップ部を形成する際の転写ロールの圧接量をIn側、Out側でそれぞれ調整することにより、記録材のIn側、Out側の速度差をなくして画像伸び等の画像欠陥を防止することが可能となるが、一方、この圧接量を大きくしてしまうと転写不良等が発生して画像品質に影響を与えてしまうため、実質的に調整可能な圧接量の範囲は非常に狭い。 By the way, at both ends in the axial direction of the transfer roll forming the transfer nip portion (hereinafter, one end side in the axial direction is also referred to as the In side and the other end side is also referred to as the Out side), When the difference occurs, the transfer roll is twisted. At this time, a torsional reaction force that depends on the roll hardness and the amount of twist acts on the transfer roll, and the roll torsional reaction force that depends on the amount of pressure contact on the In side and Out side of the transfer roll acts on the recording material. The speed difference between the In side and the Out side of the material can be eliminated. In other words, by adjusting the pressure contact amount of the transfer roll when forming the transfer nip on the In side and the Out side, respectively, the speed difference between the In side and the Out side of the recording material is eliminated, and image defects such as image stretching are prevented. On the other hand, if the amount of pressure contact is increased, transfer defects and the like are affected and the image quality is affected. Therefore, the range of the pressure contact amount that can be substantially adjusted is very narrow. .
しかしながら、上述の特許文献に開示された先行技術においては、転写ニップ部のIn側、Out側の圧接量の差により、記録材のIn側、Out側に速度差が生じた場合でも、ロールに発生する捩り反力が小さく、所定の圧接量の調整範囲内で、記録材のIn側、Out側の速度差を小さくすることができずに、画像平行度を維持することができない場合が生じていた。 However, in the prior art disclosed in the above-mentioned patent document, even if a difference in speed occurs between the In side and the Out side of the recording material due to the difference in the pressure contact amount between the In side and the Out side of the transfer nip portion, The generated torsional reaction force is small, and within the predetermined pressure contact amount adjustment range, the speed difference between the In side and Out side of the recording material cannot be reduced, and the image parallelism cannot be maintained. It was.
すなわち、画像品質を損なわない、所定の圧接量の調整範囲内で、画像伸び等の画像欠陥を防止することが困難であるという問題を生じていた。 That is, there is a problem that it is difficult to prevent image defects such as image expansion within a predetermined pressure contact adjustment range that does not impair image quality.
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、所定の圧接量の調整範囲内で、画像伸び等の画像欠陥を防止することができる転写装置及びこれを用いた画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a transfer device capable of preventing image defects such as image expansion within a predetermined pressure contact adjustment range, and image formation using the transfer device. An object of the present invention is to provide an apparatus with a simple configuration at low cost.
上記目的を達成するために、本発明の転写装置は、トナー像が形成された中間転写体と、この中間転写体に対向配置されて、該中間転写体を圧接することによりニップ部を形成する転写ロールと、該ニップ部を形成する際の圧接量を調整する調整手段とを有し、該ニップ部に記録材を挿通させて、該記録材上にトナー像を転写する転写装置において、前記転写ロールは、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された単層の弾性層部とを備え、前記ニップ部を形成する際の、前記弾性層部の変形領域内には、その外周側から回転軸中心に向かう切り込みが、略軸方向に延在するように形成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a transfer device of the present invention forms an intermediate transfer member on which a toner image is formed and a nip portion that is disposed opposite to the intermediate transfer member and presses the intermediate transfer member. A transfer apparatus that includes a transfer roll and an adjusting unit that adjusts a pressure contact amount when the nip portion is formed, and passes a recording material through the nip portion to transfer a toner image onto the recording material. The transfer roll includes a shaft portion that forms a rotating shaft and a single-layer elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion, and is formed in a deformation region of the elastic layer portion when the nip portion is formed. Is characterized in that a cut from its outer peripheral side toward the center of the rotation axis extends so as to extend substantially in the axial direction.
ここで、単層の弾性層とは、機械的性質・電気的性質が同一である単一の材質で形成された弾性層をいうものとする。 Here, the single-layer elastic layer refers to an elastic layer formed of a single material having the same mechanical properties and electrical properties.
また、圧接量とは、ニップ部を形成する際の中間転写体に対する転写ロールの食い込み量(弾性変形量)をいうものとする。 Further, the pressure contact amount refers to the amount of biting (elastic deformation amount) of the transfer roll with respect to the intermediate transfer member when the nip portion is formed.
このように構成した本発明の転写装置は、転写ロールが、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された単層の弾性層部とを備え、ニップ部を形成する際の、弾性層部の変形領域内には、その外周側から回転軸中心に向かう切り込みが、略軸方向に延在するように形成されているので、画像品質を維持するために、限られた転写ロールの圧接量の調整範囲内において、転写ロールに十分な捩り反力を発生させて記録材の幅方向端部間の速度差を小さくし、画像伸び等の画像欠陥を防止することができる転写ロールを簡易な構成で安価に提供することができる。 In the transfer device of the present invention configured as described above, the transfer roll includes a shaft portion that forms a rotating shaft and a single-layer elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion, and forms a nip portion. In the deformation region of the elastic layer portion, a cut from the outer peripheral side toward the center of the rotation axis is formed so as to extend substantially in the axial direction, so that the image quality is limited. Within the adjustment range of the pressure contact amount of the transfer roll, a sufficient torsional reaction force can be generated on the transfer roll to reduce the speed difference between the widthwise ends of the recording material, thereby preventing image defects such as image elongation. The transfer roll can be provided at a low cost with a simple configuration.
また、前記弾性層部は、アスカーC硬度が50度以上であってもよい。 The elastic layer portion may have Asker C hardness of 50 degrees or more.
ここで、アスカーC硬度とは、日本ゴム協会標準規格SRIS 0101に準拠して、アスカーC型硬度計で測定した際の硬度をいうものとする。 Here, the Asker C hardness refers to the hardness when measured with an Asker C type hardness tester in accordance with the Japan Rubber Association standard SRIS 0101.
この場合は、弾性層部が、アスカーC硬度が50度以上であるので、圧接量の限られた調整範囲内で、転写ロールに十分な捩り反力を発生させて画像平行度を維持することができる転写ロールの硬度を実現することができる。 In this case, since the elastic layer portion has an Asker C hardness of 50 degrees or more, a sufficient torsional reaction force is generated in the transfer roll within the adjustment range where the pressure contact amount is limited, and the image parallelism is maintained. It is possible to realize the hardness of the transfer roll that can be used.
さらに、前記切り込みの深さは、前記弾性層部の肉厚の半分以上であってもよい。 Further, the depth of the cut may be half or more of the thickness of the elastic layer portion.
この場合は、切り込みの深さが、弾性層部の肉厚の半分以上であるので、圧接量の限られた調整範囲内で、転写ロールに十分な捩り反力を発生させて画像平行度を維持することができる弾性層部の切り込みを実現することができる。 In this case, since the depth of cut is more than half of the thickness of the elastic layer portion, a sufficient twisting reaction force is generated on the transfer roll within the adjustment range where the amount of press contact is limited, thereby improving the image parallelism. The cut of the elastic layer part that can be maintained can be realized.
また、本発明の転写装置は、トナー像が形成された中間転写体と、この中間転写体に対向配置されて、該中間転写体を圧接することによりニップ部を形成する転写ロールと、該ニップ部を形成する際の圧接量を調整する調整手段とを有し、該ニップ部に記録材を挿通させて、該記録材上にトナー像を転写する転写装置において、前記転写ロールは、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された弾性層部とを備え、前記弾性層部には、低硬度な粗材質領域と高硬度な密材質領域とが周方向に交互に形成されており、かつ、前記ニップ部を形成する際の前記弾性層部の変形領域内であって、前記転写ロールの回転軸に直交する断面における低硬度領域の断面積は、高硬度領域の断面積よりも大きいことを特徴とするものである。 In addition, the transfer device of the present invention includes an intermediate transfer member on which a toner image is formed, a transfer roll that is disposed to face the intermediate transfer member and forms a nip portion by pressing the intermediate transfer member, and the nip. Adjusting means for adjusting the amount of pressure contact when forming the portion, and a transfer device for transferring the toner image onto the recording material by inserting a recording material through the nip portion, And an elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion, wherein the elastic layer portion has a low hardness coarse material region and a high hardness dense material region alternately in the circumferential direction. And the cross-sectional area of the low hardness region in the deformation region of the elastic layer portion when forming the nip portion and perpendicular to the rotation axis of the transfer roll is the high hardness region. It is characterized by being larger than the cross-sectional area That.
ここで、低硬度領域とは、アスカーC硬度で、10度以下の硬度をいうものとし、高硬度領域とは、アスカーC硬度で、40〜100度以下の硬度をいうものとする。 Here, the low hardness region refers to an Asker C hardness of 10 degrees or less, and the high hardness region refers to an Asker C hardness of 40 to 100 degrees or less.
このように構成した場合には、転写ロールが、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された弾性層部とを備え、弾性層部には、低硬度な粗材質領域と高硬度な密材質領域とが周方向に交互に形成されており、かつ、ニップ部を形成する際の弾性層部の変形領域内であって、転写ロールの回転軸に直交する断面における低硬度領域の断面積は、高硬度領域の断面積よりも大きいので、画像品質を維持するために、限られた転写ロールの圧接量の調整範囲内において、転写ロールに十分な捩り反力を発生させて記録材の幅方向端部間の速度差を小さくし、画像伸び等の画像欠陥を防止することができる転写ロールを簡易な構成で安価に提供することができる。 When configured in this manner, the transfer roll includes a shaft portion that forms a rotation axis and an elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion, and the elastic layer portion has a low hardness coarse material region. And a dense material region having high hardness are alternately formed in the circumferential direction, and are within the deformation region of the elastic layer portion when forming the nip portion, and are low in a cross section perpendicular to the rotation axis of the transfer roll. Since the cross-sectional area of the hardness region is larger than that of the high-hardness region, sufficient torsional reaction force is generated in the transfer roll within the limited adjustment range of the pressure contact amount of the transfer roll in order to maintain image quality. Thus, a transfer roll capable of reducing the speed difference between the end portions in the width direction of the recording material and preventing image defects such as image elongation can be provided at a low cost with a simple configuration.
以上において、前記調整手段は、予め求めた温度、湿度と平行度傾きとの関係に基づいて、周囲温度、湿度に応じて、平行度がゼロとなるように、前記転写ロールの圧接量を制御してもよい。 In the above, the adjusting means controls the pressure contact amount of the transfer roll so that the parallelism becomes zero according to the ambient temperature and humidity based on the relationship between the temperature and humidity obtained in advance and the parallelism inclination. May be.
ここで、平行度傾きとは、{(記録材両端部の搬送方向に形成した互いに平行なラインの長さの差)/ロール食い込み量}で規定される数値をいうものとする。 Here, the parallelism inclination refers to a numerical value defined by {(difference between lengths of parallel lines formed in the conveyance direction at both ends of the recording material) / roll biting amount}.
このように構成した場合には、調整手段が、予め求めた温度、湿度と平行度との関係に基づいて、周囲温度、湿度に応じて、平行度がゼロとなるように、転写ロールの圧接量を制御するので、環境条件に応じて、より精密な記録材の平行度制御を行うことができる。 When configured in this way, the adjusting means presses the transfer roll so that the parallelism becomes zero according to the ambient temperature and humidity based on the relationship between the temperature and humidity determined in advance. Since the amount is controlled, more precise control of the parallelism of the recording material can be performed according to environmental conditions.
なお、本発明は、上述した転写装置に限られるものではなく、このような転写装置を備える画像形成装置をも対象とするものである。 Note that the present invention is not limited to the transfer device described above, but also targets an image forming apparatus including such a transfer device.
本発明によれば、画像品質を維持するために、限られた転写ロールの圧接量の調整範囲内において、記録材の幅方向端部間の速度差を小さくし、画像伸び等の画像欠陥を防止することができる転写装置を簡易な構成で安価に実現することができる。 According to the present invention, in order to maintain the image quality, within the limited adjustment range of the pressure contact amount of the transfer roll, the speed difference between the end portions in the width direction of the recording material is reduced, and image defects such as image elongation are reduced. A transfer device that can be prevented can be realized with a simple configuration at low cost.
<第一の実施形態> <First embodiment>
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明に係る現像装置が適用可能な画像形成装置の一例について、図1を参照して説明する。図1は本発明に係るタンデム型カラー画像形成装置100の概略構成図である。
First, an example of an image forming apparatus to which the developing device according to the present invention can be applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tandem type color
この画像形成装置100においては、不図示の画像読取装置や、パーソナルコンピュータ、あるいは画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われる。
In this
図1において、1Y,1M,1C,1Kはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像を形成する電子写真画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト9の進行方向に沿って1Y,1M,1C,1Kの順で直列に配設されている。
In FIG. 1, 1Y, 1M, 1C, and 1K are electrophotographic image forming units that form toner images of yellow, magenta, cyan, and black, respectively, and are endless intermediate transfer stretched by a plurality of stretch rolls. 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged in series in the order in which the
本実施の形態に係る画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、例えば電子写真方式を採用したものであって、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成ユニットである。具体的には、四つの色(本実施の形態では、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック))のカラー画像形成ユニット1Y〜1Kを横方向(図中右から左)に配列し、その上方には各画像形成ユニット1Y〜1Kの配列方向に沿って所定の方向(本例の場合は、図中、時計回り方向)に循環搬送される中間転写ベルト9を配設する一方、さらに、その上方には各画像形成ユニット1Y〜1Kに対応したカラートナーカートリッジ10Y〜10Kが配設されている。
The
また、各画像形成ユニット1Y〜1Kは、各成分のトナー像を形成担持する静電潜像担持体である、例えば、感光体ドラム2Y〜2Kを備え、この感光体ドラム2Y〜2Kの周囲には、感光体ドラム2Y〜2Kを帯電する帯電器3Y〜3K、感光体ドラム2Y〜2K上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置4Y〜4Kなどの露光器、各成分のトナーが収容されて感光体ドラム2Y〜2K上の静電潜像を可視像化する現像装置5Y〜5K、感光体ドラム2Y〜2K上の各成分トナー像を中間転写ベルト9上に転写せしめる例えば転写ロールから構成される一次転写装置6Y〜6K、感光体ドラム2Y〜2K上の残留トナーを清掃するクリーナ7Y〜7K及び除電装置8Y〜8Kなどの電子写真用デバイスが各々配設されている。
Each of the image forming units 1Y to 1K includes, for example,
また、中間転写ベルト9は複数の張架ロールに張架されて循環搬送されるものであり、各電子写真画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kに対応する静電潜像担持体2Y,2M,2C,2Kのそれぞれに対向して配設される一次転写手段6Y,6M,6C,6Kとの間に挿通されている。
The
なお、本実施の形態における中間転写ベルトは、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラック等を適当量含有させたもので、厚さを約0.1mm、体積抵抗率を106〜1014Ω・cmとしたものが用いられる。 In addition, the intermediate transfer belt in the present embodiment is a material containing a suitable amount of carbon black or the like as a conductive agent in resins such as polyimide, polycarbonate, polyester, polypropylene, polyethylene terephthalate, acrylic, vinyl chloride, or various rubbers. A material having a thickness of about 0.1 mm and a volume resistivity of 10 6 to 10 14 Ω · cm is used.
また、本実施の形態における二次転写装置11は、この中間転写ベルト9を張架するバックアップロール13と、バックアップロール13と対向配置された二次転写ロール12とにより構成されている。
Further, the
ここで、転写ロール12は、体積抵抗率が104〜106Ω・cmの発泡ウレタンゴムから形成されており、含有するカーボンブラックの量、材料の粗密性(発泡率)により転写ロール12の硬度を調整するようになっている。なお、14は中間転写ベルト9を清掃するクリーナである。
Here, the
次に、このように構成した画像形成装置における中間転写ベルト9への画像形成動作について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット1Yを代表例として説明する。
Next, an image forming operation on the
まず、感光体ドラム2Yは、一様帯電器3Yによりその表面を一様に帯電される。次に、露光器4Yによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム2Yの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
First, the surface of the
このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置5Yによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール6Yの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト9上に転写される。転写後の感光体ドラム2Y上に残留したイエロートナーは、クリーニング装置7Yによって掻き取られる。感光体ドラム2Yの表面は除電装置8Yによって除電された後、次の画像形成サイクルのために一様帯電器3Yにより再び帯電される。
The electrostatic latent image corresponding to the yellow image is converted into a yellow toner image by the developing
そして、多色のカラー画像の形成を行う場合には、各電子写真画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が電子写真画像形成ユニット1M,1C,1Kにおいても行われ、中間転写ベルト9上にフルカラートナー像が形成される。
When a multicolor image is formed, an image forming process similar to the above is performed at the timing in consideration of the relative position difference between the electrophotographic
中間転写ベルト9上に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録材18上に、中間転写ベルト9を支持するバックアップロール13と、バックアップロール13に圧接する二次転写ロール12の圧接力及び静電吸引力によって転写される。
The full-color toner image formed on the
記録材18は、画像形成装置100内の下部に配置された記録材収容部としての給紙カセット17から、所定のサイズのものが給紙ロール17aによって給紙される。給紙された記録材18は、複数の搬送ロール19及びレジストロール20によって、所定のタイミングで中間転写ベルト9の二次転写位置まで搬送される。そして、記録材18には、上述したように、バックアップロール13と二次転写ロール12とから構成される二次転写装置11によって、中間転写ベルト9上からフルカラートナー像が一括して転写される。
A predetermined size of the
また、中間転写ベルト9上からフルカラートナー像が転写された記録材18は、中間転写ベルト9から分離された後、二次転写装置11の下流側に配設された定着装置15へと搬送され、この定着装置15によって熱及び圧力でトナー像が記録材18上に定着される。そして、定着装置15において定着された記録材18は、その後、排出ロール21,22によって排紙トレイ25上に排出されるようになっている。
The
また、二次転写装置11により記録材18上に転写できなかった中間転写ベルト9上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト9上に付着した状態で中間転写体クリーニング装置14まで搬送され、クリーニング手段14により、中間転写ベルト9上から除去され次の画像形成に備える。
Further, the residual toner on the
なお、本発明に係る画像形成装置は、上述のタンデム型の画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、各色現像ユニットを一括して回転体に収容した、いわゆるロータリー方式の画像形成装置についても適用可能であり、また、中間転写ベルトの代わりに、ドラム形状の中間転写体を用いた画像形成装置にも同様に適用可能である。 The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the above-described tandem type image forming apparatus. For example, a so-called rotary type image forming apparatus in which each color developing unit is collectively accommodated in a rotating body. In addition, the present invention can also be applied to an image forming apparatus using a drum-shaped intermediate transfer body instead of the intermediate transfer belt.
次に、本実施の形態に係る転写装置11の構成について、図2及び図3を参照して説明する。ここで、図2は、バックアップロール13に対する転写ロール12の圧接量(以下、食い込み量ともいう)を示す模式図であり、図3は、平行度について説明するための模式図である。なお、図2においては、明瞭化のため、中間転写ベルト9を省き、さらに、バックアップロール13と転写ロール12とを図中、上下方向に配置して図示している。
Next, the configuration of the
図2に示されるように、本発明に係る転写装置11において、転写ロール12は、バックアップロール13に対して、図中、矢印方向に移動可能に形成されている。すなわち、転写ロール12は、不図示の公知の調整機構により、バックアップロール13に対して移動可能に形成されていると共に、バックアップロール13に対する食い込み量を、軸方向両端部(本例では、図中、In側及びOut側)でそれぞれ変更できるように構成されている。
As shown in FIG. 2, in the
具体的には、例えば、図3に模式的に示されるように、記録材18上のIn側、Out側にサンプルのライン画像Lout,Linを形成し、それぞれのライン長をIn側、Out側の搬送路近傍に設けた不図示の位置検出センサにより検出し、この検出結果から平行度を算出する。
Specifically, for example, as schematically shown in FIG. 3, sample line images Lout and Lin are formed on the In side and Out side on the
ここで、平行度ΔLとは、図中、ライン画像のOut側とIn側とのライン長の差、すなわち、ΔL(mm)=Loutライン長(mm)−Linライン長(mm)をいうものとする。 Here, the degree of parallelism ΔL means a difference in line length between the Out side and the In side of the line image in the drawing, that is, ΔL (mm) = Lout line length (mm) −Lin line length (mm). And
そして、この平行度ΔLと、転写ロール12の構成により決定される所定の平行度傾きとから、平行度がゼロとなるような転写ロール12の食い込み量を算出し、この算出結果に基づいて、バックアップロール13に対して所定の食い込み量(圧接量)を実現するように、公知の調整機構により転写ロール12を移動させる。
Then, the amount of biting of the
このように本実施の形態に係る転写装置11においては、位置検出センサの検出結果に基づき、バックアップロール13に対する、転写ロール12のIn側及びOut側の食い込み量をそれぞれ調整することにより調整手段が構成されており、これにより、記録材18の軸方向両端部(In側、Out側)における速度差を調整し、画像平行度を維持する(平行度をゼロとする)ようになっている。
As described above, in the
さらに、周囲の温度、湿度によって転写ロール12の硬度は多少変化するので、温度及び湿度センサを設けると共に、周囲温度、湿度と転写ロール12の平行度傾きとの関係を予め求めておき、この所定の関係式、若しくは関係テーブルに基づいて、周囲温度、湿度に応じて平行度がゼロとなるように、調整手段により転写ロール12の食い込み量を制御してもよい。これにより、周囲の環境条件に応じた、より精度の高い記録材の速度制御及び、より精密な平行度の制御が可能となる。
Further, since the hardness of the
次に、このように構成した転写装置11における食い込み量と平行度との関係について、図4を参照して説明する。
Next, the relationship between the amount of biting and the parallelism in the
一般に、上述のような調整機構を用いて転写ロール12の移動量(圧接量)を制御した場合でも、食い込み量の制御だけでは、記録材18の速度を制御することが困難な場合が生じる。
In general, even when the movement amount (pressure contact amount) of the
例えば、食い込み量を大きくすると、ニップ部の圧接力が過大となり、画質に影響を与えてしまう。具体的には、記録材18上の未定着トナー像の中間転写ベルト9へのトナーの付着といった転写不良等が発生してしまう。特に、高画質の画像形成の際には、このような転写不良に伴う画像欠陥の影響が大きくなってしまう。
For example, if the amount of biting is increased, the pressure contact force at the nip portion becomes excessive, and the image quality is affected. Specifically, a transfer defect such as adhesion of an unfixed toner image on the
従って、画像品質を損なわずに、記録材18の速度を制御して平行度を維持するために、食い込み量を制御できる許容調整範囲Raは、図4に示されるように、一般的に狭い(例えば、±0.5mm程度)。
Therefore, in order to maintain the parallelism by controlling the speed of the
このような限られた調整範囲Ra内で、記録材18のIn側とOut側との速度差をなくす、つまり平行度をゼロとするためには、転写ロール12の構成により決定される平行度の傾きの絶対値を大きくする必要がある。
In order to eliminate the speed difference between the In side and the Out side of the
すなわち、平行度と食い込み量との関係が、図中、L0の直線で示されるような傾きを有する場合には、平行度がゼロとなる点P0が、許容範囲Ra外となってしまい、画像品質の劣化等が生じるため、許容範囲Ra内で、平行度がゼロとなる点P1を有するような平行度と食い込み量との関係(直線L1)を実現する必要がある。 That is, when the relationship between the parallelism and the amount of biting has an inclination as shown by the straight line L 0 in the figure, the point P 0 where the parallelism is zero is outside the allowable range Ra. Since the image quality is deteriorated, it is necessary to realize the relationship (straight line L 1 ) between the parallelism and the amount of biting that has the point P 1 where the parallelism becomes zero within the allowable range Ra.
これに対して、転写ロール12を、例えば、低硬度の材質で構成した場合には、捩れ量は大きいが剛性が小さいため、所定の捩れ反力が得られず、食い込み量の差による捩れの反力がIn側からOut側へと伝わらなくて、記録材の速度調整が十分に行われない。すなわち、食い込み量の変化に対する平行度の変化の割合が小さいので、平行度の傾きの絶対値を大きくすることができない。
On the other hand, when the
一方、転写ロール12を、例えば、高硬度の材質で構成した場合には、剛性は大きいが捩れ量が小さいため、同様に、平行度の傾きの絶対値を大きくすることができず、記録材の速度調整が十分に行われない。
On the other hand, when the
そこで、本発明に係る転写装置11においては、転写ロール12の弾性層部の構成を所定の構成とすることで、食い込み量の限られた調整範囲Ra内で、ロール硬度と捩れ量とで決定される所定のロール反力を発生させ、これにより、所定の平行度傾きを実現して、記録材18のIn側とOut側との速度差をなくす、すなわち、平行度をゼロとすることができる転写装置11を実現するものである。
Therefore, in the
以下に、本実施の形態に係る転写ロール12の構成について、図5を参照して説明する。
Below, the structure of the
図5に示されるように、本実施の形態に係る転写ロール12は、回転軸を形成するシャフト部120と、このシャフト部120回りに形成された単層の弾性層部125とから形成されている。このように、転写ロール12を単層の弾性層部125で形成することにより、コストダウンが可能となる。
As shown in FIG. 5, the
さらに、本実施の形態における転写ロール12は、弾性層部125の外周側からシャフト部120の回転中心に向かい、略軸方向に延在する放射状の切り込み125Sが形成されている。
Furthermore, the
本実施の形態では、弾性層部125の外周から回転中心に向かって、周方向に所定の角度間隔で、外周縁からシャフト部120に至る切り込み125Sが、放射状に16箇所形成されている。
In the present embodiment, 16
なお、この切り込み125Sの間隔、数量等は、上述の16箇所に限定されるものではなく、ニップ部を形成する際の弾性層部125の変形領域内において、少なくとも1つの切り込み125Sが存在するように形成されていればよい。簡易的には、例えば、図6に模式的に示されるように、転写ロール12と中間転写ベルト9及びバックアップロール13との間の転写ニップ領域の記録材の搬送方向に沿った両端部N0,N1から転写ロール12の回転中心に向かう辺Re0,Re1と、ニップ領域に延在する弾性層部125の外周Re2と、シャフト部120の外周Re3とで形成される略台形状の断面領域Reにおいて、少なくとも1つの切り込み125Sが存在するように形成されていることが好ましい。
Note that the interval, quantity, and the like of the
このように形成した本実施の形態に係る転写ロール12を用いて、従来構成の単層の転写ロールと比較評価した結果を実施例1として以下に示す。
The results of a comparative evaluation with a single-layer transfer roll having a conventional configuration using the
具体的な比較評価の内容としては、まず、図7(a)に示されるような、従来構成の単層の転写ロール12Cを用いて、その弾性層部125の硬度がアスカーC硬度で、10度、30度、50度、70度となるように形成して、それぞれの硬度における平行度と食い込み量との関係(平行度の傾き)を測定算出した。測定結果を図7(b)に示す。
As specific contents of the comparative evaluation, first, using a single-layer transfer roll 12C having a conventional configuration as shown in FIG. 7A, the hardness of the
なお、転写ロール12,12Cの外径は、いずれもφ28(mm)とし、弾性層部125の肉厚は、いずれも10(mm)とした。
The outer diameter of each of the transfer rolls 12 and 12C was φ28 (mm), and the thickness of the
図7(b)に示されるように、従来構成の単層の転写ロール12Cを用いて、その弾性層部125の硬度を変化(10度〜70度)させた場合に、まず、低硬度領域(10度)においては、平行度傾きが約0.2となり、目標値2.4に対して乖離した数値となってしまった。
As shown in FIG. 7B, when the hardness of the
これは、ロール硬度と捩れ量との積に依存するロール反力が、低硬度領域(アスカーCで10度以下)においては、捩れ量は大きくなるものの、ロール硬度が低く、所定の捩れ反力が得られないため、食い込み量の変化に対する平行度の変化の割合が小さくなり、平行度の傾きの絶対値も小さくなるためである。 This is because the roll reaction force, which depends on the product of roll hardness and twist amount, is high in the low hardness region (10 degrees or less in Asker C), but the roll hardness is low and the predetermined twist reaction force. This is because the ratio of the change in parallelism to the change in the amount of biting is small, and the absolute value of the inclination of the parallelism is also small.
次に、中硬度領域(30度)においては、平行度傾きが約−0.1となり、同様に目標値2.4に対して、かけ離れた数値となってしまった。 Next, in the medium hardness region (30 degrees), the parallelism inclination was about −0.1, which was also a numerical value far from the target value 2.4.
これは、低硬度領域(アスカーCで10度以下)に比し、ロール硬度は若干高くなるものの、捩れ量が小さくなり、結局、低硬度領域の場合と同様な捩れ反力しか得られないためである。 This is because although the roll hardness is slightly higher than in the low hardness region (10 or less in Asker C), the amount of twist becomes small, and eventually only the torsional reaction force similar to that in the low hardness region can be obtained. It is.
さらに、高硬度領域(50度、70度)においては、平行度傾きが約−0.9,−1.2となり、いずれも目標値−2.4を達成することができなかった。 Furthermore, in the high hardness region (50 degrees, 70 degrees), the parallelism inclination was about -0.9, -1.2, and none of the target values -2.4 could be achieved.
これは、ロール硬度は高くなるものの、捩れ量が小さく、所定の捩れ反力が得られないためである。 This is because although the roll hardness is high, the amount of twist is small and a predetermined twist reaction force cannot be obtained.
結果的に、従来構成の転写ロール12Cを用いた場合には、その弾性層部125の硬度を高くするにつれ、平行度傾きが増大する傾向にあるが、結局、いずれの硬度においても、上述の理由により所望の捩れ反力(−2.4以下)が得られないことが理解される。
As a result, when the transfer roll 12C having the conventional configuration is used, the parallelism inclination tends to increase as the hardness of the
次に、本実施の形態に係る転写ロール(図5参照)を用いて、その弾性層部125の硬度がアスカーC硬度で、10度、30度、50度、70度となるように形成して、それぞれの硬度における平行度と食い込み量との関係(平行度の傾き)を測定算出した。測定結果を図8に示す。
Next, using the transfer roll according to the present embodiment (see FIG. 5), the
図8から理解されるように、本実施の形態に係る転写ロール12を用いた場合には、いずれの硬度においても平行度の傾きの絶対値が、切り込みを入れていない従来構成の単層ロール12Cに比し増大していることがわかる。さらに、転写ロール12自体の弾性層部125の硬度が増大するにつれて、平行度の傾きが、より目標値に接近していることが分かる。特に、転写ロール12の硬度がアスカーC硬度で50度以上の場合には、平行度の傾きは、約−2.7となり、目標値である−2.4以下を達成していることが理解される。
As understood from FIG. 8, when the
以上より、本実施の形態に係る転写ロール12によれば、切り込みのない従来構成の転写ロール12Cに対し、平行度の傾きを増大させることができ、特に、アスカーC硬度で、50度以上となるように弾性層部125を形成した場合には、所定の食い込み量の調整範囲Ra内で転写ロール12に十分な捩り反力を発生させて平行度をゼロとすることができ、記録材18に対する十分な速度制御及び平行度の制御が可能であることが検証できた。
As described above, according to the
さらに、このような切り込み125Sの有る本実施の形態に係る転写ロール12を用いて転写性能を評価したところ、大きな転写電界の乱れは生じず、切り込み125Sの存在による転写不良は発生しないことが確認できた。これは、記録材18への転写の際には、バックアップロール13と転写ロール12との間に、高抵抗である記録材18が介在するため、転写電界の乱れを抑制するためであると考えられる。
Further, when the transfer performance was evaluated using the
なお、本実施の形態における放射状の切り込み125Sの切り込み深さは、弾性層部125の外周側からシャフト部120の回転中心に向かって、その肉厚の半分以上とすることにより、所望の効果が得られることが併せて確認できた。
<第二の実施形態>
It should be noted that the cutting depth of the radial cutting 125S in the present embodiment is not less than half of its thickness from the outer peripheral side of the
<Second Embodiment>
次に、本発明に係る転写ロールの第二の実施形態について、図9を参照して説明する。 Next, a second embodiment of the transfer roll according to the present invention will be described with reference to FIG.
なお、本実施の形態における転写ロール12Aは、先の実施の形態における転写ロール12の弾性層部の構成を変更したものであり、先の実施の形態と同様な部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。また、本実施の形態に係る転写ロールが適用される画像形成装置も先の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。ここで、図9は、回転軸に直交する断面における弾性層部の硬度構成を模式的に示す図である。
The
図9に示されるように、本実施の形態に係る転写ロール12Aにおいては、回転軸120に直交する断面において、弾性層部125が、疎材質領域(低硬度領域)125aと密材質領域(高硬度領域)125bとにより構成されており、かつ、この低硬度領域125aと高硬度領域125bとが、周方向に沿って交互に形成されている。
As shown in FIG. 9, in the
具体的には、中間転写ベルト9を介してバックアップロール13とニップ部を形成する際の弾性層部125の変形領域において、回転軸120に直交する断面内に、低硬度領域125aと、高硬度領域125bとが存在し、かつ、当該断面内における低硬度領域125aの断面積Saが、高硬度領域の断面積Sbよりも大きくなるように形成されている。
Specifically, in the deformation region of the
また、本実施の形態では、低硬度領域125aの硬度をアスカーC硬度で5度とし、高硬度領域125bの硬度をアスカーC硬度で50度とした。さらに、本実施の形態では、低硬度領域の断面積Saと、高硬度領域の断面積Sbとの比率が、75:25となるように形成すると共に、高硬度領域Sbを回転軸120に対して、均等な角度間隔で8方向に放射状に形成した。
In the present embodiment, the hardness of the
なお、この低硬度領域125a及び高硬度領域125bの形状、数量等は、上述の放射状の8方向に限定されるものではなく、ニップ部を形成する際の弾性層部125の変形領域内において、低硬度領域125aと高硬度領域125bとが存在し、かつ、回転軸120に直交する断面内で、低硬度領域125aの断面積Saが高硬度領域125bの断面積Sbよりも大きくなるように形成されていればよい。簡易的には、例えば、図6に模式的に示されるように、転写ロール12と中間転写ベルト9及びバックアップロール13との間の転写ニップ領域の記録材の搬送方向に沿った両端部N0,N1から転写ロール12の回転中心に向かう辺Re0,Re1と、ニップ領域に延在する弾性層部125の外周Re2と、シャフト部120の外周Re3とで形成される略台形状の断面領域Reにおいて、低硬度領域125aと高硬度領域125bとが存在し、かつ、低硬度領域125aの断面積Saが高硬度領域125bの断面積Sbよりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
In addition, the shape, quantity, and the like of the
このように構成した本実施の形態に係る転写ロール12Aを用いて、他の構成の転写ロールと比較評価した結果を実施例2として以下に示す。
The results of a comparative evaluation with a transfer roll having another configuration using the
具体的な比較評価の内容としては、本実施の形態に係る転写ロール12A(図9参照)に加えて、本実施の形態の変形例として転写ロール12A1、比較例として転写ロール12A2,12A3を以下の如く作成し、それぞれの平行度と食い込み量との関係(平行度の傾き)を測定算出した。
・転写ロール12A1(変形例):回転軸120に直交する断面内の低硬度領域125aの断面積Saと、高硬度領域125bの断面積Sbとの比率を75:25とし(転写ロール12Aと同じ)、高硬度領域125bを、回転中心に対して均等な角度間隔で周方向にスポット状に点在するように形成した(図10参照)。
・転写ロール12A2(比較例):回転軸120に直交する断面において、低硬度領域125aと、高硬度領域125bとを、径方向に沿って交互に形成した(図11参照)。
・転写ロール12A3(比較例):回転軸120に直交する断面内の低硬度領域125aの断面積Saが、高硬度領域125bの断面積Sbよりも小さくなるように形成した(図12参照)。
Specifically, in addition to the
なお、転写ロール12A,12A1,12A2,12A3の外径は、いずれもφ28(mm)とし、弾性層部125の肉厚は、いずれも10(mm)とした。
The outer diameters of the transfer rolls 12A, 12A 1 , 12A 2 , 12A 3 were all φ28 (mm), and the thickness of the
このような転写ロール12A,12A1,12A2,12A3を用いて、それぞれの転写ロールにおける平行度を測定した結果を図13及び図14に示す。ここで、図13は、転写ロール12A及び転写ロール12A1についての測定結果を示す図であり、図14は、転写ロール12A2及び転写ロール12A3についての測定結果を示す図である。
The results of measuring the parallelism of each transfer roll using such transfer rolls 12A, 12A 1 , 12A 2 , 12A 3 are shown in FIG. 13 and FIG. Here, FIG. 13 is a diagram showing the results of measurement of the
図13より理解されるように、低硬度領域125aの断面積Saが高硬度領域125bの断面積Sbよりも大きくなるように形成したパターン(転写ロール12A,12A1)においては、いずれも平行度の傾きが、目標値である−2.4以下に収まっていることが分かる。
As understood from FIG. 13, in the patterns (transfer rolls 12A and 12A 1 ) formed so that the cross-sectional area Sa of the low-
これに対して、低硬度領域125aと高硬度領域125bとを径方向に交互に形成したパターン(転写ロール12A2)では、平行度傾きが約−0.5となり、目標値(−2.4以下)を達成できないことが分かる。
On the other hand, in the pattern (transfer
さらに、低硬度領域125aの断面積Saが高硬度領域125bの断面積Sbよりも小さくなるように形成したパターン(転写ロール12A3)では、平行度傾きが約−1.1となり、同様に目標値(−2.4以下)を達成できないことが分かる。
Further, in the pattern (transfer
以上より、本実施の形態に係る転写ロール12A,12A1によれば、先の実施の形態と同様に、平行度の傾きを増大させることが可能となり、所定の食い込み量の調整範囲内で、転写ロール12に十分な捩り反力を発生させて平行度をゼロとすることができ、記録材18に対する十分な速度制御及び平行度の制御が可能であることが検証できた。
From the above, the
1Y-1K:カラー画像形成ユニット、2Y-2K:感光体ドラム、3Y-3K:帯電器、4Y-4K:露光器、5Y-5K:現像装置、6Y-6K:一次転写装置、7Y-7K:クリーナ、8Y-8K:除電装置、9:中間転写ベルト、10Y-10K:カラートナーカートリッジ、11:二次転写装置、12,12A:二次転写ロール、13:バックアップロール、15:定着装置、18:記録材、100:画像形成装置、120:シャフト部、125:弾性層部、125S:切り込み、125a:低硬度領域、125b:高硬度領域 1Y-1K: color image forming unit, 2Y-2K: photosensitive drum, 3Y-3K: charger, 4Y-4K: exposure device, 5Y-5K: developing device, 6Y-6K: primary transfer device, 7Y-7K: Cleaner, 8Y-8K: neutralization device, 9: intermediate transfer belt, 10Y-10K: color toner cartridge, 11: secondary transfer device, 12, 12A: secondary transfer roll, 13: backup roll, 15: fixing device, 18 : Recording material, 100: Image forming apparatus, 120: Shaft portion, 125: Elastic layer portion, 125S: Cut, 125a: Low hardness region, 125b: High hardness region
Claims (6)
前記転写ロールは、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された単層の弾性層部とを備え、
前記ニップ部を形成する際の、前記弾性層部の変形領域内には、その外周側から回転軸中心に向かう切り込みが、略軸方向に延在するように形成されていることを特徴とする転写装置。 An intermediate transfer member on which a toner image is formed, a transfer roll that is disposed opposite to the intermediate transfer member and presses the intermediate transfer member to form a nip portion, and a pressure contact amount when the nip portion is formed. And a transfer device for transferring a toner image onto the recording material by inserting a recording material into the nip portion,
The transfer roll includes a shaft portion that forms a rotating shaft, and a single-layer elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion,
In the deformation region of the elastic layer portion when the nip portion is formed, a cut from the outer peripheral side toward the rotation axis center is formed so as to extend substantially in the axial direction. Transfer device.
前記転写ロールは、回転軸を形成するシャフト部と、このシャフト部の外周に形成された弾性層部とを備え、
前記弾性層部には、低硬度な粗材質領域と高硬度な密材質領域とが周方向に交互に形成されており、かつ、前記ニップ部を形成する際の前記弾性層部の変形領域内であって、前記転写ロールの回転軸に直交する断面における低硬度領域の断面積は、高硬度領域の断面積よりも大きいことを特徴とする転写装置。 An intermediate transfer member on which a toner image is formed, a transfer roll that is disposed opposite to the intermediate transfer member and presses the intermediate transfer member to form a nip portion, and a pressure contact amount when the nip portion is formed. And a transfer device for transferring a toner image onto the recording material by inserting a recording material into the nip portion,
The transfer roll includes a shaft portion that forms a rotating shaft, and an elastic layer portion formed on the outer periphery of the shaft portion,
In the elastic layer portion, a low-hardness coarse material region and a high-hardness dense material region are alternately formed in the circumferential direction, and within the deformation region of the elastic layer portion when the nip portion is formed. The transfer device is characterized in that the cross-sectional area of the low hardness region in the cross section perpendicular to the rotation axis of the transfer roll is larger than the cross-sectional area of the high hardness region.
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