JP2008216532A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、転写ベルト上に画像を形成することができる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like that employs an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an ionography method, or a magnetic recording method, and particularly forms an image on a transfer belt. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、感光体ドラム上に形成されたトナー像を無端状の転写ベルト上に転写して画像形成を行う画像形成装置としては、図11に示すものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, as an image forming apparatus for forming an image by transferring a toner image formed on a photosensitive drum onto an endless transfer belt, one shown in FIG. 11 is known (Patent Document 1).
図11は、中間転写ベルト100の回動経路に沿って4つの感光体ドラム50(50Y〜50K)が直列に配列されたタンデム型のカラー画像形成装置を示す概略図である。この装置では、所定の時間差をおいて、各感光体ドラム50上にイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBKの各トナー像が順次形成され、中間転写ベルト100上に各トナー像が重なり合い多重転写トナー像が形成され、この複数色のトナー像を記録材60に再転写して、最後に、記録材60を定着器70に挿通することでカラー画像が得られるものである。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a tandem color image forming apparatus in which four photosensitive drums 50 (50Y to 50K) are arranged in series along the rotation path of the
感光体ドラム50は、直径24mmのアルミニウムシリンダーの外周面上に有機感光体(OPC)からなる光導電体を塗布、形成してなっており、図示しない駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム50は、a−Si、CdS、Se等の感光体を用いたものであってもよい。
The
感光体ドラム50の表面は、−1200Vの直流電圧を帯電ローラ51(51Y〜51K)に印加することにより、帯電ローラ51によって、感光体ドラム50上は略−600Vに均一に帯電される。
The surface of the
画像形成装置には、レーザダイオード、高速モータで回転駆動される多面鏡、レンズおよび折り返しミラーを備えた図示しない露光装置が配置され、たとえばイエローの画像情報にしたがった信号により変調されたレーザダイオードからのレーザ光が、帯電された感光体ドラム50Yの表面に照射され、照射部の電位が略―50Vに減衰して、感光体ドラム50Yの表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。
The image forming apparatus is provided with a laser diode, an exposure device (not shown) including a polygon mirror, a lens and a folding mirror that are rotationally driven by a high-speed motor. For example, from a laser diode modulated by a signal according to yellow image information Is irradiated onto the surface of the charged
この静電潜像は、感光体ドラム50Yの回転にともない現像位置に移動し、そこに位置された現像ローラ40Yによって現像され、イエロートナー像として可視化される。感光体ドラム50Y上に形成されたイエロートナー像は、中間転写ベルト100と対向した転写部で、図示しない一次転写電源から+600Vの直流一次転写電圧を一次転写ローラ101Yに印加することによって、中間転写ベルト100の表面に転写される。
This electrostatic latent image moves to the developing position as the
以上と同様な工程を、マゼンタ、シアン、ブラックの3色についても繰り返すことにより、中間転写ベルト100にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像を重畳転写したカラー画像が形成される。この中間転写ベルト100上の4色のトナー像は、中間転写ベルト100に搬送された記録材60の表面に、図示しない二次転写電源から二次転写電圧を二次転写ローラ102に印加することによって一括して転写される。記録材60は、カセット61または、マルチトレイから給紙される。本例では、記録材60は、普通紙とされているが、OHPシートであってもよい。
By repeating the same process as above for three colors of magenta, cyan, and black, a color image in which toner images of four colors of yellow, magenta, cyan, and black are superimposed and transferred to the
4色のトナー像が転写された記録材60は、定着器70に搬送され、そこで加熱および加圧によりトナーが溶融固着されてフルカラーの画像が完成した後、図示しないフェースダウントレイに排出される。
The
感光体ドラム50は、表面に残留した一次転写残りのトナーがブレード等のクリーニング装置52により清掃、除去される。中間転写ベルト100は、表面に残留した二次転写残りのトナーが、ファーブラシやブレード等のクリーニング装置103により清掃、除去される。
The
ここで、中間転写ベルト100は、例えばポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルファン樹脂等の樹脂にカーボン等を混入して抵抗調整をした、厚さ30〜300μmの誘電体樹脂のフィルムである。
Here, the
前述したような無端状の中間転写ベルト100については、これを継ぎ目のないいわゆるシームレスに製作することが可能である。しかしながら、近年は、成型の困難性、輸送時における梱包の困難性、コストの観点等から、有端状ベルトの両端を超音波溶着等の手法で接合して、無端状に加工した中間転写ベルトを使用する場合が増加している。
The endless
しかし、これら継ぎ合わせた無端状の中間転写ベルトには、継ぎ目となるシーム部が存在し、このシーム部はベルト端部を重なり合わせて溶着しているため、他の部分と比べて厚みが増している。また、その厚みが増したことにより発生する段差部分に紙粉やトナー等が入り込み易いなどの現象が発生しやすい。 However, these endless intermediate transfer belts that have been joined have a seam portion that is a seam, and this seam portion is welded with the belt end overlapping, so that the thickness increases compared to other portions. ing. In addition, a phenomenon such as paper powder or toner easily entering a stepped portion generated by increasing the thickness tends to occur.
このため、中間転写ベルト100のシーム部では、他の部分と比較して抵抗値が大きく異なっており、この抵抗値が大きく異なるシーム部が感光体ドラム50と接触すると、接触した感光体ドラム50上の領域についてのみ特別な電位履歴が形成されてしまうという問題点が発生していた。
For this reason, the resistance value of the seam portion of the
そして、シーム部に接触した感光体ドラム50上の領域に対して次のトナー像の形成が行われると、当該領域については所望の濃度のトナー像が得られず、形成した記録画像にシーム部に対応した白横筋が発生してしまうという不具合が生じる。
When the next toner image is formed on the area on the
従来までは、駆動の回転ムラによるジッタやトナーの飛散が多い等によって、感光体ドラム上の電位履歴による横筋は目立たなかったが、近年、重合トナー・微細トナー・駆動部品の高精度化などの技術進歩に伴い、画質が格段と向上したことにより、感光体ドラム50上の電位履歴による横筋が目立ちはじめている。
Up until now, horizontal streaks due to potential history on the photosensitive drum have been inconspicuous due to a lot of jitter and toner scattering due to uneven rotation of the drive, etc. With the technical progress, the image quality has been remarkably improved, and the horizontal stripes due to the potential history on the
そこで、この課題を解決する従来技術は、トナー像の転写が終了した感光体ドラムについては、次のトナー像の形成サイクルに先立って前サイクルにおける静電潜像の履歴を消去するため、除電コロトロンや除電ランプ30(30Y〜30K)等の除電器を配設している。 In view of this, the conventional technology for solving this problem is that, with respect to the photosensitive drum after the transfer of the toner image, the electrostatic latent image history in the previous cycle is erased prior to the next toner image formation cycle. And a static eliminator such as a static elimination lamp 30 (30Y to 30K).
また、より効果的に静電潜像の履歴を消去するため、中間転写ベルト100上に存在するシーム部の位置を検知する検知手段を有しており、その検出手段による検出結果に基づいて、シーム部が感光体ドラムと接触した部分に対応するように、前述の除電コロトロンや除電ランプへの印加電圧値を変更し、感光体ドラム上の電位が均一になるように制御されている。
Further, in order to more effectively erase the history of the electrostatic latent image, it has a detecting means for detecting the position of the seam portion existing on the
つまり、中間転写ベルト100上の静電特性の異なる領域によって、感光体ドラム50上に発生した静電潜像の履歴を消去するため、感光体ドラムの表面電位を補正する電位ムラ補正手段を設けている。
ところで、前述したような構成の画像形成装置においては、除電コロトロンや除電ランプ等の電位ムラ補正手段を感光体ドラム上の転写位置からクリーニング装置の間に配置する必要があり、感光体ドラム上周辺に電位ムラ手段を配置するためのスペースを確保する必要があった。スペースを確保するには、感光体ドラムの直径を大きくする必要があり、結果、画像形成装置全体が大型化するという問題がある。 By the way, in the image forming apparatus configured as described above, it is necessary to dispose the potential unevenness correcting means such as the static eliminating corotron and the static eliminating lamp between the transfer position on the photosensitive drum and the cleaning device. Therefore, it is necessary to secure a space for arranging the potential unevenness means. In order to secure the space, it is necessary to increase the diameter of the photosensitive drum. As a result, there is a problem that the entire image forming apparatus is increased in size.
また、除電コロトロンや除電ランプ等の電位ムラ補正手段を配置するには、補正手段だけでなく、補正手段に電圧を印加するための電源、ハーネス等も必要となり、装置全体がコスト高になるという問題もある。 In addition, in order to arrange the potential unevenness correction means such as the static elimination corotron and the static elimination lamp, not only the correction means but also a power source and a harness for applying a voltage to the correction means are required, and the entire apparatus is expensive. There is also a problem.
また、電位ムラ補正手段は前述のクリーニング装置の近傍に配設されるため、クリーニング装置にて、かきとられた感光体ドラム上のトナーが電位ムラ補正手段に付着しやすく、時間が経つにつれ所望の除電効果が得られなくなるという問題もある。 Further, since the potential unevenness correcting means is disposed in the vicinity of the above-described cleaning device, the toner on the photosensitive drum scraped off by the cleaning device easily adheres to the potential unevenness correcting means, and is desired as time passes. There is also a problem that the neutralization effect cannot be obtained.
さらに、電位ムラ補正手段は、感光体ドラムからある一定の距離をおいて配設しているため、シーム部が感光体ドラムと接触した部分のみの表面電位を補正することは困難であり、そのため、感光体ドラム上に電位ムラが残存したり、除電効果が所望より強く作用して感光体ドラムの寿命を縮めるなどの問題もある。たとえば、電位ムラ補正手段として光除電器を用いた場合、感光体ドラムに光劣化(暴露)が生じ易くなり、感光体ドラムの寿命が所望の寿命より短くなるという問題もある。 Further, since the potential unevenness correcting means is arranged at a certain distance from the photosensitive drum, it is difficult to correct the surface potential of only the portion where the seam portion is in contact with the photosensitive drum. There are also problems such as potential unevenness remaining on the photosensitive drum, and the effect of removing static electricity acting more strongly than desired to shorten the life of the photosensitive drum. For example, when an optical static eliminator is used as the potential unevenness correcting means, there is a problem that light deterioration (exposure) is likely to occur on the photosensitive drum, and the lifetime of the photosensitive drum becomes shorter than a desired lifetime.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、中間転写ベルト上の静電特性の異なる領域によって、感光体ドラム上に発生した静電潜像の履歴を消去するための表面電位を補正する電位ムラ補正手段を設けることなく、安価で良好な画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and corrects the surface potential for erasing the history of the electrostatic latent image generated on the photosensitive drum by using regions having different electrostatic characteristics on the intermediate transfer belt. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that forms an inexpensive and good image without providing potential unevenness correcting means.
かかる課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像が転写され、少なくとも,第1の転写領域と、前記第1の転写領域と静電特性の異なる第2の転写領域とを備える転写ベルトと、前記像担持体上のトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、を有し、前記転写ベルトの第2の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときの転写条件は、前記転写ベルトの第1の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときの転写条件とは異なるように制御される、ことを特徴とする。
そして、本発明の前記した特徴において、前記第2の転写領域における電気抵抗値は、前記第1の転写領域における電気抵抗値よりも高い値であり、前記転写ベルトの第2の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときに転写手段に印加される電圧値は、前記転写ベルトの第1の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときに転写手段に印加される電圧値よりも大きい値となるように制御されることが好適である。
さらに、本発明の前記した特徴において、前記転写ベルトの第2の転写領域に前記像担持体上のトナーが転写されている転写動作中に、前記転写手段に印加する電圧値を所定の時間で変化させる、ことが好適である。
さらに、本発明の前記した特徴において、前記像担持体を所定極性に帯電する帯電手段を有し、前記転写ベルトの第2の転写領域に前記像担持体上のトナーが転写されている転写動作中に、前記帯電手段によって帯電される電荷と逆極性側に、前記転写手段に印加する電圧値を変化させる、ことが好適である。
さらに、本発明の前記した特徴において、前記転写ベルトの第2の転写領域に対して前記像担持体上のトナーが転写されるときに、前記転写ベルトに対する前記転写手段による押圧力は、前記転写ベルトの第1の転写領域に対して前記像担持体上のトナーが転写されるときに、前記転写ベルトに対する前記転写手段による押圧力とは異なるように設定される、ことが好適である。
さらに、本発明の前記した特徴において、前記転写ベルトの第2の転写領域に前記像担持体上のトナーが転写されている転写動作中に、前記像担持体と前記転写ベルトとの接触圧力が、10k・Pa以上で100k・Pa未満に設定される、ことが好適である。
さらに、前記転写ベルトの所定箇所を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって前記所定箇所が検出されることにより、前記転写ベルトの第2の転写領域の位置が判定される、ことが好適である。
さらに、本発明の前記した特徴において、前記転写ベルトの第2の転写領域は、無端状転写ベルトのシーム部である、ことが好適である。
より具体的には、本発明は、中間転写ベルト上に存在する,通常の転写が行われる第1の転写領域とは静電特性の異なる第2の転写領域を検出する検出手段を有しており、その検出手段による検出結果に基づいて、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する転写手段の転写条件を変化させることを特徴とするものである。
In order to solve this problem, an image forming apparatus of the present invention transfers an image carrier that carries a toner image, a toner image on the image carrier, and includes at least a first transfer region and the first A transfer belt having a second transfer region having a different electrostatic property and a transfer means for transferring the toner image on the image carrier onto the transfer belt. The transfer condition when the toner on the image carrier is transferred to the second transfer area is the transfer condition when the toner on the image carrier is transferred to the first transfer area of the transfer belt. It is controlled so that it differs from conditions.
In the above feature of the present invention, the electrical resistance value in the second transfer region is higher than the electrical resistance value in the first transfer region, and the second transfer region of the transfer belt is compared with the second transfer region. The voltage applied to the transfer means when the toner on the image carrier is transferred is transferred when the toner on the image carrier is transferred to the first transfer area of the transfer belt. It is preferable that the voltage is controlled to be larger than the voltage applied to the means.
Further, in the above feature of the present invention, during the transfer operation in which the toner on the image carrier is transferred to the second transfer region of the transfer belt, the voltage value applied to the transfer unit is set at a predetermined time. It is preferable to change.
Further, in the above feature of the present invention, the transfer operation has charging means for charging the image carrier to a predetermined polarity, and the toner on the image carrier is transferred to the second transfer region of the transfer belt. It is preferable that the voltage value applied to the transfer unit is changed to the opposite polarity side to the charge charged by the charging unit.
Further, in the above-described feature of the present invention, when the toner on the image carrier is transferred to the second transfer area of the transfer belt, the pressing force by the transfer unit on the transfer belt is It is preferable that when the toner on the image carrier is transferred to the first transfer area of the belt, the pressing force applied by the transfer unit to the transfer belt is set differently.
Further, in the above feature of the present invention, during the transfer operation in which the toner on the image carrier is transferred to the second transfer region of the transfer belt, the contact pressure between the image carrier and the transfer belt is increased. It is preferable that the pressure is set to 10 k · Pa or more and less than 100 k · Pa.
Furthermore, it is preferable that the image forming apparatus further includes a detection unit that detects a predetermined portion of the transfer belt, and the position of the second transfer region of the transfer belt is determined by detecting the predetermined portion by the detection unit. It is.
Furthermore, in the above-described feature of the present invention, it is preferable that the second transfer region of the transfer belt is a seam portion of the endless transfer belt.
More specifically, the present invention has detection means for detecting a second transfer area that exists on the intermediate transfer belt and has a different electrostatic property from the first transfer area where normal transfer is performed. The transfer condition of the transfer means for transferring the toner image on the photosensitive drum onto the intermediate transfer belt is changed based on the detection result of the detection means.
本発明によれば、中間転写ベルト上の第1の転写領域とは静電特性の異なる第2の転写領域を用いて、感光体ドラム上に発生した静電潜像の履歴を消去するために、表面電位を補正する除電コロトロンや除電ランプ等の電位ムラ補正手段を設けることなく、転写手段の転写条件の設定値を、第1の転写領域に対する転写時と第2の転写領域に対する転写時に応じて変更することにより、感光体ドラム上に静電潜像の履歴自体を発生させない小型かつ長寿命で安価な構成の画像形成装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, the history of the electrostatic latent image generated on the photosensitive drum is erased by using the second transfer area having different electrostatic characteristics from the first transfer area on the intermediate transfer belt. Without setting potential unevenness correction means such as a static elimination corotron or a static elimination lamp for correcting the surface potential, the set value of the transfer condition of the transfer means can be set according to the transfer to the first transfer area and the transfer to the second transfer area. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having a small size, long life, and low cost that does not generate an electrostatic latent image history itself on the photosensitive drum.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the component and equivalent part which have the same structure or function, and the description is not repeated.
(実施の形態1)
図1、図2、図3、図4および図5を参照して、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置自体の機械的構成は、例えば図11に示した従来の画像形成装置と基本的に同じであるので、その画像形成装置の図面及び説明は省略する。
画像形成装置は、図1に示すように、感光体ドラム100上に形成したトナー像を中間的に転写する中間転写ベルト100を備えている。
(Embodiment 1)
An image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5. FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The mechanical configuration of the image forming apparatus itself is basically the same as, for example, the conventional image forming apparatus shown in FIG. 11, and thus the drawing and description of the image forming apparatus are omitted.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes an
ここで、中間転写ベルト100は、中間転写ベルトの大部分を占め,通常の転写が行われる第1の転写領域100Aと、中間転写ベルトのシーム部120に対応する第2の転写領域とを有している。この中間転写ベルトにおいて、第2の転写領域は第1の転写領域に対して静電特性が異なる構成である(以下、説明の便宜上、第2の転写領域をシーム部と記載し、説明する)。
なお、中間転写ベルト100の非画像領域には、中間転写ベルト100のシーム部120の位置を示す認識表示として、図2に示すように、貫通孔110が形成されている。
中間転写ベルト100の1所には、光通過型の貫通孔センサ111が中間転写ベルト100の端部を挟んで配設されており貫通孔110を検出する。貫通孔110からシーム部120までの長さは所定の長さに定めているため、貫通孔110の位置を検出するとシーム部120が中間転写ベルト100上のどの位置に存在しているかを把握することができる。
Here, the
In the non-image area of the
At one place of the
なお、貫通孔110が切り欠き形状でもよく、また、貫通孔110や貫通孔センサ111の代わりに、光反射板や光反射型の反射光検知センサで検出してもよい。
The through
図1および図2に示すように、中間転写ベルト100は、厚み100μmの誘電体フィルムの両端を超音波溶着して無端状に形成したものであり、その円周の一箇所には超音波溶着によってできたシーム部(つなぎ目)120が存在している。この中間転写ベルト100は、駆動ローラ104及びエッジガイドロール105を含む4本のロールに架け回されており、図示しないバネによって付勢されたエッジガイドロール105によって所定の張力を与えられる。なお、中間転写ベルト100をつなぎ合わせる方法として、超音波溶着の代わりに導電性の接着剤やシールを用いてもよい。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, an
次に、図3に前記シーム部120の概略拡大図を示し、超音波溶着を用いて、ベルトの端部をつなぎ合わせたシーム部について説明する。このシーム部120は、中間転写ベルト100の第1の転写領域100Aに対して静電特性が異なる異種領域を構成する。
図3(a)に示すように、中間転写ベルト100のシーム部120は、中間転写ベルト端部を重ね合わせて超音波溶着しているため、図3(b)に示すような、凸部が形成されてしまうことから、当該シーム部の厚みt’は、その他の部分の厚みt=100μmよりも厚くなる。また、シーム部120は凸形状をしているため、シーム部120の凸部分とその他の平坦な部分との段差部分に記録材60の紙粉やトナーがたまり易くなる。そのため、シーム部120では、中間転写ベルト100の厚み方向の抵抗値が第1の転写領域100Aと比べて高くなりやすい。
Next, a schematic enlarged view of the
As shown in FIG. 3A, since the
一方、中間転写ベルト100の裏面側には、感光体ドラム50上のトナー像を中間転写ベルト100へ転写させるためのプラス電荷が存在する。中間転写ベルト100のシーム部120以外の部分が、一次転写ローラ101の配設された転写部を通過して感光体ドラム50と接触すると、中間転写ベルト100の裏面側のプラス電荷がマイナス帯電されている感光体ドラム50に流れ込み、感光体ドラム50の表面が中和されるため、図4(a)に示すように、一次転写位置を通過した感光体ドラム50の表面電位は、略ゼロに近い値となる。
On the other hand, a positive charge for transferring the toner image on the
しかしながら、シーム部120が一次転写ローラ101の配設された転写部を通過して感光体ドラム50と接触すると、高抵抗であるシーム部120を通じて中間転写ベルト100の裏面側のプラス電荷が感光体ドラム50に流れ込みにくくなり、マイナス帯電で使用されている感光体ドラム50の一部の領域にプラス電荷が注入されず、残留マイナス帯電領域が発生して、感光体ドラム50上の残留電荷が不均一な状態となる。
However, when the
その結果、一次転写部を通過した感光体ドラム50上の表面電位は、図4(b)に示すようにシーム部120と接触した領域のみがマイナス帯電したままになってしまう。このように感光体ドラム50の表面にマイナス電荷が残留してしまうと、帯電ローラ51で再び感光体ドラム50上にマイナス電荷を与えると、図4(c)に示すように、設定値より高いマイナス電位となり、シーム部120に接触した領域のみマイナス帯電電位が上昇することとなる。このため、感光体ドラム50上に、画像情報にしたがった信号により変調されたレーザダイオードからのレーザ光が照射されても、図4(d)に示すように、照射部の電位が略―50Vにまで減衰せず、感光体ドラム50の表面に不均一な静電潜像が形成される。つまり、シーム部120と接触した部分のみ、感光体ドラム50上の照射後の電位が減衰しきれず、マイナス電位が高くなり、マイナス帯電しているトナー像が、その領域の感光体ドラム50上に写りにくくなり、その結果、白横筋が発生して、カラー画像の品質が著しく損なわれてしまう。
As a result, the surface potential on the
この課題に対して、特許文献1に示す従来の技術では、前述したような転写後の不均一となった感光体ドラム50上の電位を均一化するため、図11に示すように、除電ランプ等の電位ムラ補正手段30を設けているが、部品を追加することによりコストが上昇したり、感光体周辺に配置するためのスペースが必要となり、感光体ドラム50を大径化しなければならず、画像形成装置全体が大型化してしまう等の課題が発生する。
In order to solve this problem, the conventional technique shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 makes the potential on the
さらに、電位ムラ補正手段は、感光体ドラムよりある一定の距離をおいて配設しているため、広範囲において電位ムラの補正を行ってしまい、図5(a)に示すように、シーム部が接触した部分より広い範囲で電位ムラの補正を行う。そのため、シーム部以外の部分まで電位を変動させてしまい、結果、図5(b)に示すように、帯電ローラ51で再び感光体ドラム50上にマイナス電荷を与えても、感光体ドラムの表面電位は均一にならず、不均一なトナー像が形成されるという課題もある。
Further, since the potential unevenness correcting means is arranged at a certain distance from the photosensitive drum, the potential unevenness is corrected over a wide range, and the seam portion is not shown in FIG. 5A. The potential unevenness is corrected in a wider range than the contacted portion. For this reason, the potential is fluctuated up to a portion other than the seam portion, and as a result, as shown in FIG. 5B, even if a negative charge is again applied to the
そこで、本実施例では、シーム部120の位置が把握できる貫通孔センサ111の検出結果に基づいて、中間転写ベルト上に存在するシーム部120が各感光体ドラムと接触するタイミングを算出することができ、シーム部120と感光体ドラム50が接触するタイミングで、一次転写ローラ101に印加する電圧値を、第1の転写領域100Aに対してトナー像を転写するときの印加電圧値に対して変更する。
Therefore, in this embodiment, the timing at which the
上述の通り、シーム部の抵抗値とシーム部以外の抵抗値は、ベルトの厚み、異物混入などの影響により、シーム部の抵抗値の方が高くなり、シーム部ではプラス電流が流れ込みにくいため、シーム部での転写印加電圧値をV、第1の転写領域の転写印加電圧値をV’とすると、VとV’の関係を、V>V’となるように設定して、貫通孔センサの検出結果に基づいて、VとV’を切り換えることで、電位ムラを抑制することができる。 As described above, the resistance value of the seam part and the resistance value other than the seam part are higher due to the influence of the thickness of the belt, contamination of foreign matter, etc., and the plus current is less likely to flow in the seam part. When the transfer applied voltage value at the seam portion is V and the transfer applied voltage value of the first transfer region is V ′, the relationship between V and V ′ is set so that V> V ′, and the through hole sensor By switching between V and V ′ based on the detection result, potential unevenness can be suppressed.
これにより、新たな部品を追加することなく、簡素で小型な構成で、かつ、長寿命で低価格な画像形成装置を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus having a simple and small configuration, a long life, and a low price without adding new parts.
また、一次転写ローラ101に印加する電圧をV’からVに切り換える際に、瞬時に切り換えるのではなく、ある一定の時間をかけて、電圧をV’からVに切り換える。つまり、シーム部の形状に類似した形状(なだらかな放物線形状)で電圧を切り換えることで、より精度よく電位ムラの発生を抑えることができる。次に、シーム部120が一次転写ローラ101を通過した時に、一次転写ローラ101に印加している電圧をVからV’に切り換える際も、先述と同様に、なだらかな放物線形状で切り換えることで、より均一な感光体ドラム上の表面電位が形成される。
Further, when the voltage applied to the
本発明は、感光体ドラム上の電位ムラを補正する手段として、感光体ドラムと接触している転写手段にて、シーム位置でのみ転写電圧値を切り換えているため、精度よくシーム位置のみに作用して均一な感光体ドラム上の表面電位が得られる。 In the present invention, as the means for correcting the potential unevenness on the photosensitive drum, the transfer voltage value is switched only at the seam position by the transfer means in contact with the photosensitive drum. Thus, a uniform surface potential on the photosensitive drum can be obtained.
一方、公知の技術として、一次転写部での転写手段として、定電流で制御を行う方法が知られているが、この手段を用いると、感光体ドラムと転写ベルト間のニップ幅よりもシーム幅の方が狭い場合は、多くの電流がシーム部以外の部分に流れ込んでしまうため、逆に、シーム部とシーム部以外の部分で電流値の差が大きくなり電位ムラが目立つ結果となる。 On the other hand, as a known technique, as a transfer means in the primary transfer portion, a method of controlling with a constant current is known. When this means is used, the seam width is larger than the nip width between the photosensitive drum and the transfer belt. When the width is narrower, a large amount of current flows into a portion other than the seam portion, and conversely, a difference in current value between the seam portion and a portion other than the seam portion increases, resulting in conspicuous potential unevenness.
なお、ここでは、中間転写ベルト100の回動経路に沿って4つの感光体ドラム50(50Y〜50K)が直列に配列されたタンデム型のカラー画像形成装置を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は、中間転写ベルトを用いたモノクロ画像形成装置や、複数の感光体ドラム50を順次回転させながら、中間転写ベルト100上にカラー画像を形成するレボルバタイプのカラー画像形成装置であっても、中間転写ベルトを用いた画像形成装置であれば適用される。
Here, the present invention has been described using a tandem type color image forming apparatus in which four photosensitive drums 50 (50Y to 50K) are arranged in series along the rotation path of the
このように、本例の画像形成装置においては、中間転写ベルト上の異種領域であるシーム部によって、感光体ドラム上に発生した静電潜像の履歴を消去するために、表面電位を補正する除電コロトロンや除電ランプ等の電位ムラ補正手段を設けることなく、転写手段に印加する転写電圧を可変することで、感光体ドラム上に静電潜像の履歴自体を発生させず、電位ムラ補正手段を必要としない小型かつ長寿命で安価な構成の画像形成装置を提供することができる。 As described above, in the image forming apparatus of the present example, the surface potential is corrected in order to erase the history of the electrostatic latent image generated on the photosensitive drum by the seam portion which is a different area on the intermediate transfer belt. Without providing potential unevenness correction means such as a static elimination corotron or a discharge lamp, by varying the transfer voltage applied to the transfer means, the potential unevenness correction means does not generate the electrostatic latent image history itself on the photosensitive drum. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus having a small size, a long life, and an inexpensive configuration that does not require the above.
(実施の形態2)
次に、図6、図7および図8を参照して、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置について説明する。図6、図7および図8は、本発明の実施の形態2に係るシーム部が一次転写ローラ部を通過する際の概略断面図と感光体ドラム上の表面電位を示した図である。
(Embodiment 2)
Next, an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing a schematic sectional view and a surface potential on the photosensitive drum when the seam portion according to the second embodiment of the present invention passes through the primary transfer roller portion.
実施の形態1に係る画像形成装置においては、異種領域であるシーム部120の形状を表面が平滑な山形として説明してきたが、超音波溶着での溶着後の形状は平滑な面になりにくく、図6に示すように表面に凹凸形状を有している場合が多い。
In the image forming apparatus according to the first embodiment, the shape of the
そこで、図6に示すように表面が凹んだ部分(B、D部分)では、シーム部120と感光体ドラム50と間に空間が生じて、感光体ドラム50と中間転写ベルト100が接触していない。
Therefore, as shown in FIG. 6, a space is formed between the
そのため、シーム部120の凹んだ部分(B,D部)では、感光体ドラム50上へプラスの転写電位が流れ込まず、図7に示すように、一次転写部を通過した後の感光体ドラム50上の表面電位は、凹んだ部分(B、D部)で更に高い値となり凹凸のある不均一な状態の電位履歴が発生する。
Therefore, the positive transfer potential does not flow onto the
この課題に対して、図8に示すように、一次転写ローラ101の押圧バネ130のバネ圧をシーム部120が通過するときに上昇させることで、感光体ドラム50とシーム部120との空間(B、D部)が減少もしくは消滅して、一次転写電圧が感光体ドラム50に流れ込みやすくなる。
To solve this problem, as shown in FIG. 8, the spring pressure of the
それと、実施例1と同様にシーム部120が通過する際に一次転写電圧を上昇させることで、感光体ドラム上に静電潜像の履歴自体を発生させず、電位ムラ補正手段を必要としない小型かつ長寿命で安価な構成の画像形成装置を提供することができる。
In addition, as in the first embodiment, by raising the primary transfer voltage when the
具体的な構成は、図8に示すように、シーム部120の位置が把握できる貫通孔センサ111の検出結果に基づいて、中間転写ベルト上に存在するシーム部120が各感光体ドラムと接触するタイミングを算出することができるため、そのシーム部120と感光体ドラム50が接触するタイミングで、一次転写ローラ支持板131を不図示のソレノイドによって横方向にスライドさせる。そのことにより、一次転写ローラ支持板131上にある一次転写ローラ押圧バネ支持板132が一次転写ローラ支持板131上の凸部131(a)上に位置して、一次転写ローラ押圧バネ130の長さが短くなり、中間転写ベルト100のシーム部120に対しての一次転写ローラ101の押圧力が上昇する。その結果、感光体ドラム50とシーム部120との間に存在した空間(B、D部)が減少もしくは消滅して、シーム部120が感光体ドラム50を通過する領域において、プラスの一次転写電圧が均一に感光体ドラム50に流れ込むようになる。その後、シーム部120が一次転写部を通過すると、再び、一次転写ローラ支持板131がスライドして、所定の位置に一次転写ローラ押圧バネ支持板132が移動し、所定のバネ圧が一次転写ローラにかかる。
Specifically, as shown in FIG. 8, the
なお、中間転写ベルト100と感光体ドラム50との接触圧力は、通常印字時で1k・Pa以上であって5k・Pa以下が望ましく、シーム部が通過するときの接触圧力を、10k・Pa以上であって100k・Pa未満に設定することが望ましい。
The contact pressure between the
一方、一次転写ローラ101への押圧力をシーム部120の位置でのみ上昇させるのではなく、常に、シーム部120以外の第1の転写領域の部分でも押圧力を上昇させておいても、シーム部120と感光体ドラム50との間に空間が発生せず、均一な表面電位を得ることは可能である。
On the other hand, the pressing force to the
しかしながら、通常印字時での一次転写ローラ101押圧力の設計値を高い値に設定すると、トナーを中間転写ベルトに転写させるのに必要な押圧力以上の力が常に中間転写ベルトにかかるため、中間転写ベルトや感光体ドラムの磨耗が激しく寿命が短くなる、中間転写ベルト100を回動させるのに大きなトルクが必要になる等の問題が発生する。
However, if the design value of the
また、カラー機において、色の異なるトナーを重ね合わせた場合、押圧力を必要以上に高く設定すると、トナーが押しつぶされて所定のトナーが感光体ドラムから中間転写ベルト100へ転写せず、逆に感光体ドラム側に中間転写ベルト上のトナーが付着し、一般に「中抜け」「虫食い」と呼ばれる不具合現象が発生する。
In the color machine, when toners of different colors are overlapped, if the pressing force is set higher than necessary, the toner is crushed and the predetermined toner is not transferred from the photosensitive drum to the
そのため、シーム部120が通過するときのみ、一次転写ローラ101の押圧力を上昇させることで、寿命には影響を与えることなく、小型かつ長寿命で安価な構成の画像形成装置を提供することができる。
Therefore, by increasing the pressing force of the
(実施の形態3)
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施の形態3に係る画像形成装置について説明する。図9および図10は、本発明の実施の形態3に係る中間転写ベルトの異種領域を検出する検出手段を示す概略構成図である。
(Embodiment 3)
Next, an image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 9 and FIG. 9 and 10 are schematic configuration diagrams showing detection means for detecting different regions of the intermediate transfer belt according to the third embodiment of the present invention.
実施の形態1および2に係る画像形成装置においては、中間転写ベルト100上に存在するシーム部を検出する検出手段が一箇所であるため、異種領域を認識するには、中間転写ベルトを一周以上回転させる必要があり、その後印字動作を開始している。
In the image forming apparatus according to Embodiments 1 and 2, the detection unit that detects the seam portion existing on the
このため、印字データを受け取り、印字動作を開始して記録材60にトナー像を転写するまでに、長時間を必要とするだけでなく、中間転写ベルト100の回転数が増えることで、中間転写ベルト100や感光体ドラム50等の部品の寿命が短くなるという課題がある。
For this reason, it takes not only a long time to receive the print data, start the printing operation, and transfer the toner image to the
そこで、図9に示すように、中間転写ベルト100上の貫通孔110を検出する貫通孔センサ111を、中間転写ベルト100上に複数個配設することにより、中間転写ベルト100を一周以上回転させる必要はなく、短時間で貫通孔110を検出しシーム部120の位置を算出することができる。
Therefore, as shown in FIG. 9, a plurality of through-
また、図10に示すように、進行方向で長さの異なる貫通孔110a、110bを中間転写ベルト100上に複数個有することで、中間転写ベルト100を一周以上回転させる必要はなく、短時間で貫通孔110を検出しシーム部120の位置を算出することができる。
Further, as shown in FIG. 10, by providing a plurality of through
なお、図9および図10に示すように、貫通孔センサ111および長さの異なる貫通孔110を複数個同時に有する構成であれば、より短時間に貫通孔110を検出することができ、シーム部120の位置を算出することができる。
As shown in FIGS. 9 and 10, if the configuration has a plurality of through-
このように、本例の画像形成装置においては、短時間でシーム部(第2の転写領域)の位置を算出することができ、中間転写ベルト上のシーム部によって、感光体ドラム上に発生した静電潜像の履歴を消去するために、転写手段に印加する転写電圧を可変することで、感光体ドラム上に静電潜像の履歴自体を発生させず、短時間で印字動作を開始することが行え、電位ムラ補正手段を必要としない小型かつ長寿命で安価な構成の画像形成装置を提供することができる。
ところで、以上の実施例では、第2の転写領域としてシーム部を例示して説明したが、第2の転写領域はシーム部に限定されるものではなく、第2の転写領域が第1の転写領域に対して異なる静電特性を有する構造の転写ベルトであれば、本発明は適用できる。
また、本発明は、第1の転写領域と、第1の転写領域に対して静電特性の異なる第2の転写領域を有する構成の転写ベルトを備える画像形成装置の他、例えば静電特性の異なる第3の転写領域をも有する構成の転写ベルトを備える画像形成装置についても適用でき、要は、少なくとも、第1の転写領域と、静電特性の異なる第2の転写領域とを有する転写ベルトを備える画像形成装置について適用できる。
As described above, in the image forming apparatus of this example, the position of the seam portion (second transfer region) can be calculated in a short time, and is generated on the photosensitive drum by the seam portion on the intermediate transfer belt. In order to erase the history of the electrostatic latent image, by changing the transfer voltage applied to the transfer unit, the printing operation is started in a short time without generating the history of the electrostatic latent image on the photosensitive drum. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus having a small size, long life, and low cost that does not require potential unevenness correction means.
In the above embodiment, the seam portion is exemplified as the second transfer region. However, the second transfer region is not limited to the seam portion, and the second transfer region is the first transfer region. The present invention can be applied to any transfer belt having a structure having different electrostatic characteristics with respect to a region.
The present invention also provides an image forming apparatus including a transfer belt having a first transfer area and a second transfer area having electrostatic characteristics different from those of the first transfer area. The present invention can also be applied to an image forming apparatus including a transfer belt having a configuration having a different third transfer region. In short, a transfer belt having at least a first transfer region and a second transfer region having different electrostatic characteristics. The present invention can be applied to an image forming apparatus including
本発明に係る画像形成装置は、電位ムラ補正手段を配設せずに均一なトナー像を形成することができるので、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用した白黒およびカラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として有用である。 Since the image forming apparatus according to the present invention can form a uniform toner image without disposing the potential unevenness correcting means, image forming such as electrophotographic method, electrostatic recording method, ionography, magnetic recording method, etc. It is useful as an image forming apparatus such as a black-and-white and color copier, printer, facsimile, etc. that employs this method.
30 除電ランプ(電位ムラ補正手段)
40 現像ローラ
50 感光体ドラム
51 帯電ローラ
52 クリーニング装置
60 記録材
61 カセット
70 定着器
100 中間転写ベルト
100A 第1の転写領域
101 一次転写ローラ
102 二次転写ローラ
110 貫通孔
111 貫通孔センサ
120 シーム部(第2の転写領域)
30 Static elimination lamp (potential unevenness correction means)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体上のトナー像が転写され、少なくとも,第1の転写領域と、前記第1の転写領域と静電特性の異なる第2の転写領域とを備える転写ベルトと、
前記像担持体上のトナー像を前記転写ベルト上に転写する転写手段と、を有し、
前記転写ベルトの第2の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときの転写条件は、
前記転写ベルトの第1の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときの転写条件とは異なるように制御される、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
A toner image on the image carrier, and a transfer belt including at least a first transfer region and a second transfer region having electrostatic characteristics different from that of the first transfer region;
Transfer means for transferring the toner image on the image carrier onto the transfer belt,
The transfer conditions when the toner on the image carrier is transferred to the second transfer area of the transfer belt are as follows:
The first transfer area of the transfer belt is controlled to be different from the transfer conditions when the toner on the image carrier is transferred.
An image forming apparatus.
前記転写ベルトの第2の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときに転写手段に印加される電圧値は、
前記転写ベルトの第1の転写領域に対して、像担持体上のトナーが転写されるときに転写手段に印加される電圧値よりも大きい値となるように制御される、
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The electrical resistance value in the second transfer region is higher than the electrical resistance value in the first transfer region,
The voltage value applied to the transfer means when the toner on the image carrier is transferred to the second transfer area of the transfer belt is:
The first transfer area of the transfer belt is controlled to have a value larger than the voltage value applied to the transfer means when the toner on the image carrier is transferred.
The image forming apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 During a transfer operation in which the toner on the image carrier is transferred to the second transfer region of the transfer belt, a voltage value applied to the transfer unit is changed at a predetermined time.
The image forming apparatus according to claim 2.
前記転写ベルトの第2の転写領域に前記像担持体上のトナーが転写されている転写動作中に、前記帯電手段によって帯電される電荷と逆極性側に、前記転写手段に印加する電圧値を変化させる、
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 And a charging means for charging the image carrier to a predetermined polarity,
During the transfer operation in which the toner on the image carrier is transferred to the second transfer area of the transfer belt, a voltage value to be applied to the transfer unit is set on the opposite polarity side to the charge charged by the charging unit. Change,
The image forming apparatus according to claim 2.
前記転写ベルトの第1の転写領域に対して前記像担持体上のトナーが転写されるときに、
前記転写ベルトに対する前記転写手段による押圧力とは異なるように設定される、
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 When the toner on the image carrier is transferred to the second transfer region of the transfer belt, the pressing force by the transfer unit on the transfer belt is:
When the toner on the image carrier is transferred to the first transfer area of the transfer belt,
It is set to be different from the pressing force by the transfer means on the transfer belt,
The image forming apparatus according to claim 2.
前記検出手段によって前記所定箇所が検出されることにより、前記転写ベルトの第2の転写領域の位置が判定される、ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 Furthermore, it has a detecting means for detecting a predetermined portion of the transfer belt,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the position of the second transfer region of the transfer belt is determined by detecting the predetermined portion by the detection unit.
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- 2007-03-02 JP JP2007052484A patent/JP2008216532A/en active Pending
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