JP2010066515A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、転写紙等の記録体の両面にトナー像を転写し、両面のトナー像を同時に定着するワンパス方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile. More specifically, the present invention relates to a one-pass image forming apparatus that transfers a toner image onto both sides of a recording medium such as transfer paper and fixes the toner images on both sides simultaneously.
従来、転写紙等の記録体の両面に画像を転写する方式として、いわゆるスイッチバック方式と、ワンパス方式とが知られている。スイッチバック方式では、まず、感光体等の像担持体上のトナー像を記録体に転写する転写手段に記録体を通してその一方の面にトナー像を転写する。そして、記録体を反転させて転写手段にスイッチバックさせた後、そのもう一方の面にもトナー像を転写する方式である。これに対し、ワンパス方式は、転写手段として、記録体に対してその表裏の両側からトナー像の転写処理を施すことで、記録体をスイッチバックさせることなくその両面に画像を形成する。ワンパス方式は、次の点でスイッチバック方式よりも優れている。即ち、スイッチバック用の複雑な機構を設けることによるコストアップや、スイッチバックによる画像形成時間の長期化を回避し得る点である。かかるワンパス方式を実現する画像形成装置としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
Conventionally, a so-called switchback method and a one-pass method are known as methods for transferring an image onto both surfaces of a recording medium such as transfer paper. In the switchback method, first, a toner image is transferred onto one surface of the transfer member that transfers a toner image on an image carrier such as a photosensitive member to the recording member through the recording member. Then, after the recording body is reversed and switched back to the transfer means, the toner image is transferred to the other surface. On the other hand, in the one-pass method, as a transfer unit, a toner image is transferred from both the front and back sides of the recording medium, thereby forming images on both sides without switching back the recording medium. The one-pass method is superior to the switchback method in the following points. That is, it is possible to avoid an increase in cost by providing a complicated mechanism for switchback and an increase in image formation time due to switchback. As an image forming apparatus that realizes such a one-pass method, for example, the one described in
特許文献1の画像形成装置は、第1の像担持体である感光体に記録体の裏面に転写される第2トナー像を形成する。感光体に形成された第2トナー像は、第2の像担持体である転写ベルト裏面から転写ローラを感光体側へ押圧することで形成された感光体と転写ベルトとが当接する転写ニップへ搬送される。転写ニップに搬送された感光体上の第2トナー像は、第2トナー像を形成するトナーの極性と逆極性の転写バイアスの作用によって転写ベルトに静電転写される。次に、記録体のおもて面に転写される第1トナー像を感光体に形成し、感光体上の第1トナー像を転写ニップにて記録体のおもて面に静電転写する。記録体のおもて面に第1トナー像を転写した後、上記転写ニップよりも記録体搬送方向下流側で、ベルトに対して所定の間隙を介して対向配設された転写チャージャによって転写ベルト上の第2トナー像を記録体の裏面に静電転写する。両面にトナー像が転写された記録体は、転写ベルトから分離して定着装置へ搬送される。
The image forming apparatus disclosed in
上述したように、第2トナー像は、記録体のおもて面に転写された第1トナー像を乱さないよう、ベルトに対して所定の間隙を介して対向配設された転写チャージャによって記録体の裏面に転写される。このため、第2トナー像を記録体の裏面に転写する際、記録体が転写ベルトから浮き上がる場合がある。記録体が転写ベルトから浮き上がると、記録体の裏面と転写ベルトとの間の転写電界が弱まって、第2トナー像を記録体裏面に十分に静電転写することができなくなってしまう。その結果、第2トナー像に転写不良が生じてしまうという問題があった。 As described above, the second toner image is recorded by the transfer charger disposed so as to face the belt with a predetermined gap so as not to disturb the first toner image transferred to the front surface of the recording medium. It is transferred to the back of the body. For this reason, when the second toner image is transferred to the back surface of the recording medium, the recording medium may float from the transfer belt. When the recording body floats from the transfer belt, the transfer electric field between the back surface of the recording body and the transfer belt is weakened, and the second toner image cannot be sufficiently electrostatically transferred to the back surface of the recording body. As a result, there is a problem that a transfer failure occurs in the second toner image.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、第2トナー像の転写不良を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of suppressing transfer failure of a second toner image.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、第1の像担持体と、第2の像担持体と、前記第1の像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記第1の像担持体から前記第2の像担持体に第2トナー像を転写した後、前記第2の像担持体に転写された前記第2の像担持体上の第2トナー像を、記録体の裏面に転写し、前記第1のトナー像担持体上の第1トナー像を、前記記録体のおもて面に転写する両面転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記第2の像担持体上の記録体転写前における第2トナー像のトナーの極性を、前記第1像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換する極性変換手段を設け、前記第1の像担持体上と前記第2の像担持体上の記録体とが当接する転写ニップを形成し、前記第2像担持体の裏面から前記第1トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加することで、前記第1の像担持体上の第1トナー像を記録体のおもて面に静電転写すると同時に、前記第2の像担持体上の第2トナー像を記録体の裏面に静電転写するよう両面転写手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、両面にトナー像が形成された第2像担持体上の記録体を除電する除電手段を備え、前記極性変換手段として、前記除電手段を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、前記記録体の除電および前記第2トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行うことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3の画像形成装置において、前記除電手段は、前記第2像担持体に向かって放電する放電部材を備え、両面にトナー像が形成された第2像担持体上の記録体を除電するときは、前記放電部材に交流バイアスを印加し、前記第2の像担持体上の記録体転写前における第2トナー像のトナーの極性を変換するときは、前記放電部材に直流バイアスを印加するよう除電手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、前記放電部材に印加する直流バイアスは、交流を整流して得たことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4または5の画像形成装置において、前記放電部材として、放電針を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項4または5の画像形成装置において、前記放電部材として導電性薄板部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至8いずれかの画像形成装置において、前記第2像担持体を、駆動ローラと、少なくとも1つ以上の張架ローラとによって張架されて無端移動する無端ベルトとしたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の画像形成装置において、前記駆動ローラは、記録体が第2像担持体から分離する分離部に設けられており、前記駆動ローラの径を16[mm]以上としたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項8または9の画像形成装置において、前記第2の像担持体として表面抵抗が105[Ω/□]以上、1012[Ω/□]以下のベルト部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項8乃至10いずれかの画像形成装置において、前記第2像担持体と、少なくとも前記第像担持体を張架する複数の張架ローラとをユニット化したことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、前記第2の像担持体表面に設けたマークを検知するマーク検知手段を備え、該マーク検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項12の画像形成装置において、前記第2の像担持体を駆動させるための専用の駆動手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、前記第2の像担持体を前記第1の像担持体に対して接離可能に構成し、画像形成時以外は、前記第2の像担持体を前記第1の像担持体に対して離間させることを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項1乃至14いずれかの画像形成装置において、前記第2の像担持体表面と当接して、前記第2の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材を、前記第2の像担持体に対して接離可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項1乃至15いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、平均円形度が0.90以上0.99以下のトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項1乃至16いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、形状係数SF−1が120以上180以下であり、形状係数SF−2が120以上190以下のトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項1乃至17いずれかの画像形成装置において、前記トナー像を構成するトナーとして、重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.05〜1.30のトナーを用いたことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the image forming apparatus further comprises a neutralizing unit that neutralizes the recording body on the second image carrier having a toner image formed on both sides thereof. It is characterized by using a static eliminating means.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second aspect, the neutralization of the recording body and the polarity conversion of the toner of the second toner image are performed in a non-contact manner.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the second or third aspect, wherein the charge eliminating unit includes a discharge member that discharges toward the second image carrier, and a toner image is formed on both sides. When neutralizing the recording body on the two-image carrier, an AC bias is applied to the discharge member to convert the polarity of the toner of the second toner image before transferring the recording body on the second image carrier. Is characterized in that the charge eliminating means is configured to apply a DC bias to the discharge member.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the direct current bias applied to the discharge member is obtained by rectifying alternating current.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth or fifth aspect, a discharge needle is used as the discharge member.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth or fifth aspect, a conductive thin plate member is used as the discharge member.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any of the first to eighth aspects, the second image carrier is stretched endlessly by a driving roller and at least one stretching roller. This is an endless belt.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the driving roller is provided in a separation portion that separates the recording body from the second image carrier, and the diameter of the driving roller is 16 [ mm] or more.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth or ninth aspect, as the second image carrier, a belt having a surface resistance of 10 5 [Ω / □] or more and 10 12 [Ω / □] or less. It is characterized by using a member.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the eighth to tenth aspects, the second image carrier and a plurality of stretching rollers that stretch at least the first image carrier are unitized. It is characterized by this.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, the image forming apparatus further comprises a mark detection unit that detects a mark provided on the surface of the second image carrier, and the detection result of the mark detection unit Based on the above, the image forming operation is controlled.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes a dedicated driving unit for driving the second image carrier.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, the second image carrier is configured to be able to contact and separate from the first image carrier, and at the time of image formation. Other than the above, the second image carrier is separated from the first image carrier.
The invention according to claim 15 is the image forming apparatus according to any one of
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifteenth aspects, a toner having an average circularity of 0.90 or more and 0.99 or less is used as the toner constituting the toner image. It is a feature.
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixteenth aspects, as the toner constituting the toner image, the shape factor SF-1 is 120 or more and 180 or less, and the shape factor SF-2 is It is characterized by using a toner of 120 or more and 190 or less.
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventeenth aspects, as the toner constituting the toner image, a value obtained by dividing the weight average particle diameter by the number average particle diameter is 1.05 to 1. 30 toner is used.
本発明によれば、極性変換手段で第2像担持体における第2トナー像のトナーの極性を、第1の像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換しているので、転写ニップにおいて、第1像担持上の第1トナー像のトナー極性と第2像担持体における第2トナー像のトナーの極性とを異ならせることができる。第2像担持体の裏面から第1トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加すると、第1像担持体上の第1トナー像が記録体側へ静電的に引き寄せられ、記録体のおもて面に第1トナー像が静電転写される。一方、第2像担持体における第2トナー像は、第2像担持体の裏面から第1トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスによって、第2像担持体表面に対して静電的に反発するとももに、第1像担持体上のトナーに静電的に引き寄せられる。これにより、第2像担持体上の第2トナー像が記録体の裏面に転写される。
このように、極性変換手段で第2像担持体における第2トナー像のトナーの極性を、第1の像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換することで、転写ニップで第1トナー像と第2トナー像とを記録体に同時転写することができる。その結果、第2像担持体と記録体とが密着した状態で第2トナー像が記録体に静電転写される。よって、従来のように、第2像担持体上のトナー像を、記録体に非接触の転写手段で記録体の裏面に転写するものに比べて、第2トナー像の転写不良を抑制することができる。
According to the present invention, the polarity conversion means converts the polarity of the toner of the second toner image on the second image carrier to a polarity opposite to the polarity of the toner on the first image carrier. The toner polarity of the first toner image on the first image carrier and the toner polarity of the second toner image on the second image carrier can be made different. When a transfer bias having a polarity opposite to the toner polarity of the first toner image is applied from the back surface of the second image carrier, the first toner image on the first image carrier is electrostatically attracted toward the recording body, The first toner image is electrostatically transferred to the front surface. On the other hand, the second toner image on the second image carrier is electrostatically transferred from the back surface of the second image carrier to the surface of the second image carrier by a transfer bias having a polarity opposite to the toner polarity of the first toner image. While repelling, it is electrostatically attracted to the toner on the first image carrier. Thereby, the second toner image on the second image carrier is transferred to the back surface of the recording medium.
In this way, the polarity conversion means converts the polarity of the toner of the second toner image on the second image carrier to a polarity opposite to the polarity of the toner on the first image carrier, so that the first in the transfer nip. The toner image and the second toner image can be simultaneously transferred to the recording medium. As a result, the second toner image is electrostatically transferred to the recording body while the second image carrier and the recording body are in close contact with each other. Therefore, as compared with the conventional case where the toner image on the second image carrier is transferred to the back surface of the recording body by a transfer means that is not in contact with the recording body, transfer defects of the second toner image are suppressed. Can do.
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタの概略構成図である。図において、このプリンタは、装置内の略中央に、第1の像担持体である感光体1を備えている。この感光体の周囲には、ドラムクリーニング装置2、除電装置L、帯電装置3、現像装置5などが配置されている。また、感光体1とドラムクリーニング装置2、除電装置L、帯電装置3、現像装置5などを一体に組み込んだプロセスユニットとして寿命到来時に交換されるようにしてもよい。
Hereinafter, an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the printer. In the figure, the printer includes a
上記帯電装置3は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体1の表面を例えば負極性に一様帯電せしめる。このように一様帯電せしめられた感光体1の表面は、後述の露光装置によって露光されて静電潜像を担持する。
The charging
上記現像装置5は、そのケーシングの開口から露出する現像ローラ上に担持したトナーにより、感光体1上の静電潜像を可視像たるトナー像に現像する。現像されたトナー像は、後述の転写ユニットによって第2の像担持体である転写ベルト10あるいは記録体である転写紙に転写される。また、上記ドラムクリーニング装置2は、トナー像転写後の感光体1に残留した像形成物質たるトナーを除去することで、感光体1をクリーニングする。また、上記除電装置Lは、クリーニング後の感光体1の残留電荷を除電する。この除電により、感光体1の表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
The developing
装置内の上方には、露光装置4が配設されている。この露光装置4は、画像情報に基づいて不図示の光源から発したレーザ光4Aを、偏向器たるポリゴンミラーで偏向走査し、複数のミラー、fθレンズ4Cを通過させた後、帯電装置3と現像装置5の間の書き込み位置から感光体1に照射する。
An exposure device 4 is disposed above the apparatus. The exposure device 4 deflects and scans a
装置内の下方には、記録体収容部である給紙カセット26が配設されている。この給紙カセット26には記録体としての転写紙Pが複数枚収納されるようになっており、一番上の転写紙Pには給紙ローラ27が当接している。給紙ローラ27が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、この一番上の転写紙Pが引き出され、ガイド29などによって案内されてレジストローラ対28へ搬送される。レジストローラ対28は、転写紙Pを適切なタイミングで後述の転写ニップに向けて送り出す。
A
また、装置の図中右側方には開閉可能な手差しトレイ35が設けられている。手差しトレイ35の底板37にセットされた転写紙Pの一番上の転写紙Pには手差し給紙ローラ36が当接している。手差し給紙ローラ36が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、この一番上の転写紙Pが引き出され、レジストローラ対28へ搬送される。
A
本プリンタにおいては、帯電装置3、露光装置4、現像装置5でトナー像形成手段を実現させている。
In this printer, a toner image forming unit is realized by the charging
一方、感光体1と給紙カセット26との間には、第2の像担持体である転写ベルト10、駆動ローラ11、張架ローラ12、13、裏当てローラ14、15、16a、16b、両面転写手段である転写ローラ20、ベルトクリーニングユニット25等を有する転写ユニット50が配設されている。
On the other hand, between the
図2は、転写ユニット50の概略斜視図である。
図2に示すように、転写ユニット50は箱型のフレーム51の内部に転写ベルト10を支持する構成になっている。フレーム51には、張架ローラ11、12,13が軸支され、この3本のローラに転写ベルト10が張架される。フレーム51の上部両側を補強部材51bで連結している。なお、転写ローラ20等、ここでの説明に必要ないものは図示を省略する。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the
As shown in FIG. 2, the
転写ベルト10における転写紙を定着装置に受け渡すために、転写ベルト10から転写紙を分離する分離部に設けられた張架ローラ11の一方側の軸端には不図示のカップリングが設けられており、従動プーリ52から延びる回転軸と連結している。この従動プーリ52と駆動手段であるステッピングモータ53の出力軸に固設された駆動プーリとの間に駆動ベルト54が掛け渡されている。ステッピングモータ53が駆動されることで、転写ベルト10が走行する。ステッピングモータ53は、第1の像担持体である感光体1を駆動するモータとは別に設けられたものであり、転写ベルト10を駆動させるための専用の駆動手段になっている。すなわち、本実施形態においては、張架ローラ11を駆動ローラとして用いている。駆動ローラ11は、16[mm]以上の径を有している。駆動ローラ11の径を16[mm]以上とすることで、転写ベルトとの巻き付き面積が増え、転写ベルトと駆動ローラとの間のスリップを抑制し、転写ベルトの速度変動を抑制できる。また、転写ベルトにおける転写紙を分離する分離部に設けられた張架ローラ11を駆動ローラとすることで、転写ベルトの転写紙担持領域が、駆動ローラによって引っ張られるようになり、転写ベルトの転写紙担持領域における転写ベルトの撓みなどを抑制することができる。これにより、転写紙と転写ベルトとの間でずれなどが生じにくくなり、転写ベルト上のトナー像の乱れを抑制することができる。
In order to transfer the transfer paper on the
駆動ローラ11の軸は装置本体に対してスライド可能に設けられた図示しない支持体に回動可能に支持されており、駆動ローラ11の軸を中心に転写ユニット50が揺動可能となっている。転写ユニット50のフレーム51は、張架ローラ13側の端部の下方から、スプリング56により上方(感光体1方向)に押し上げられている。このスプリング56の加圧により転写ベルト10が感光体1に所定の圧力で当接され、転写ニップを形成する。なお、フレーム51に設けられた図示しない部材が感光体1の支持部材と当接することで、転写ベルト10と感光体1との位置関係が適正に確保される。
The shaft of the driving
さらに、フレーム51の張架ローラ13側の端部両側の側面から突出してボス55が設けられている。このボス55にはコの字形をしたヨーク部材57の先端に設けられたU字形のボス受部58が嵌装される。ヨーク部材57は、コの字の対向面の中心付近を貫通する軸59によって、図示しない支持体に回動可能に支持されている。そして、ヨーク部材57のコの字の側面部に突出軸60が設けられている。この突出軸60の上方には、ソレノイド61が図示しない支持体に取り付けられており、そのプランジャ62と突出軸60の間がスプリング63によって連結されている。
Further,
ソレノイド61がオンされるとプランジャ62が引き込まれ、これによりヨーク部材57が矢印Mの如く図中反時計回りに回動する。すると、ベルトユニットのフレーム51は、スプリング56の加圧に抗してボス55が下方に押し下げられ、転写ユニット50が矢印Nの如く図中時計回りに回動する。すなわち、転写ベルト10が感光体1から離間される。そして、ソレノイド61がオフされるとプランジャ62の引き込みが解除され、スプリング56の加圧により転写ユニット50が矢印Nと反対方向に回動して当初位置に戻る。すなわち、転写ベルト10が感光体1に当接される。このとき、ヨーク部材57も矢印Mと反対方向に回動することはいうまでもない。
When the
本実施形態では、非画像形成時においては、転写ベルト10を感光体1から離間させており、画像形成が開始される際に、転写ベルト10を感光体1へ当接させるようソレノイド61のオン/オフを制御している。
In this embodiment, the
また、先の図1に示すように、転写ベルト10の端部の非画像形成領域には、不図示のマークが形成されており、このマークを検知するマーク検知手段たるマーク検知センサ71が裏当てローラ16aと裏当てローラ16bとの間の転写ベルトおもて面と対向するよう配置されている。本実施形態においては、マーク検知センサ71として光学センサを用いている。転写ベルト10は、黒色などの光を吸収する部材で構成し、光を反射する部材で構成された不図示のマークを転写ベルト10の端部に貼り付けている。マーク検知センサ71の検知箇所に転写ベルト10が対向しているときは、マーク検知センサ71から発する光は、反射せずに吸収されて、マーク検知センサ71が光を検知しない。一方、マーク検知センサ71の検知箇所にマークが対向するときは、マーク検知センサ71から発する光が反射しマーク検知センサ71は反射光を検知する。これにより、マーク検知センサ71は、転写ベルト上のマークを検知することができる。本実施形態においては、詳細は後述するが、転写紙Pの両面に画像を形成する画像形成プロセスを、このマーク検知手段の検知結果に基づいて行っている。なお、マークを転写ベルト10の裏面に形成し、マーク検知センサ71を転写ベルト10の裏面と対向するよう配置してもよい。
Further, as shown in FIG. 1, a mark (not shown) is formed in the non-image forming area at the end of the
また、転写ベルト10は、エンドレスベルトであり、静電的なトナーの転写が実現できるような電気抵抗条件になっている。具体的には、表面抵抗率が105〜1012[Ω/□]に調整されている。
転写ベルト10の表面抵抗に応じて、平面方向への電流の流れやすさは変化する。このため、転写ベルト10の表面抵抗率に応じて転写ニップの電圧が異なる電圧降下傾きを持つこととなる。すなわち、転写ベルト10の表面抵抗率が105(Ω/□)未満の低い表面抵抗率だと、写ローラ20に印加された電圧と転写ニップ位置の電圧の差は小さく、印加電圧を低くすることができる。しかし、表面抵抗率が105(Ω/□)未満の低い値だと、転写ニップ上流の転写ニップ入口部の電位も高くなる。その結果、転写ニップ入口の転写ベルト10と感光体間との空隙電界が高くなり、感光体表面に形成されたトナー像の一部が、空隙を飛翔する空隙転写が行われ、特に文字で顕著に見られるチリ画像となってしまう。
Further, the
Depending on the surface resistance of the
一方、中間転写ベルト10の表面抵抗率が1012[Ω/□]を越えて高くなると良好な転写性を確保するために転写ローラ20へ印加する印加電圧は高くなり、電源容量の不足が発生する。また、転写ニップ出口の中間転写ベルト電位が高くなり、転写ベルト10と感光体間の中間転写ニップ出口の空隙部で異常放電が発生しやすくなる。
On the other hand, when the surface resistivity of the
本実施形態においては、転写ベルト10の表面抵抗率を、105〜1012[Ω/□]としているので、チリ画像などの画像劣化のない良好な画像を得ることができる。また、転写バイアスを低く抑えることができ、電源の電源容量を低く抑えることができる。
In the present embodiment, since the surface resistivity of the
両面転写手段である転写ローラ20は、転写ニップにおいて感光体1との間に転写ベルト10を挟み込むように配設されており、図示しない電源から感光体上のトナーと逆極性(例えば正極性)の転写バイアスが印加される。そして、この転写バイアスにより、感光体1との間に転写電界を形成する。
The
転写紙は、転写バイアスの影響により帯電し、転写ベルト10に静電吸着する。転写ベルト10に静電吸着した転写紙は、加熱定着装置30の最も近くに配設されている駆動ローラ11によるベルト掛け回し箇所で、駆動ローラ11の曲率にならって急激に移動方向を変えようとする転写ベルト10から転写紙が分離して、加熱定着装置30に受け渡される。しかし、本プリンタにおいては、上述したように、転写ベルト10を安定的に無端移動させるため、駆動ローラ11の径を16[mm]以上のものを用いているため、駆動ローラ11によるベルト掛け回し箇所における駆動ローラ11の曲率が大きい。その結果、転写紙が曲率分離できず、用紙ジャムが発生するおそれがある。
The transfer paper is charged by the influence of the transfer bias and is electrostatically attracted to the
そこで、本プリンタにおいては、先の図1に示すように、転写ベルト10と転写紙とが分離する分離部に、転写ベルト10のおもて面と対向し、転写紙を除電する除電手段としての分離チャージャ21が設けられている。分離チャージャ21で転写紙を除電することで、転写紙と転写ベルト10との静電的な吸着力を弱めることができる。これにより、駆動ローラ11の径を16[mm]以上で、駆動ローラ11によるベルト掛け回し箇所における駆動ローラ11の曲率が大きくても、転写紙を転写ベルト10から良好に分離することができる。
Therefore, in the present printer, as shown in FIG. 1, as a charge eliminating unit that discharges the transfer paper by facing the front surface of the
また、この分離チャージャ21は、転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する極性変換手段として機能する。
図3は、分離チャージャ21による転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性変換について説明する図である。
図3に示すように、分離チャージャにACバイアスを印加するための交流電源201と、交流を整流して直流にする整流器202とが設けられている。転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際は、図3に示すように、交流電源201の交流電流を整流器202に流し、整流器202で整流して直流電流を作り出す。この直流電流を分離チャージャ21に印加する。これにより、分離チャージャにDCバイアスが印加される。また、転写ベルト上の転写紙を除電する場合は、スイッチ203を切替えて、ACバイアスが除電バイアスに印加される。また、交流電源と直流電源とを設け、転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際は、交流電源から直流電源に切り替えるよう構成してもよい。なお、転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際に分離チャージャ21に印加するDCバイアスの極性は、感光体上のトナーの極性と反対の極性である。
Further, the
FIG. 3 is a diagram for explaining the polarity conversion of the toner of the toner image carried on the
As shown in FIG. 3, an
転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性を変換する際に分離チャージャ21に感光体上のトナーの極性と反対の極性のDCバイアスを印加することで、転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性(負極性)と逆極性(正極性)の電荷が転写ベルト上のトナーに付与される。これにより、転写ベルト10に担持されたトナー像のトナーの極性が、感光体上のトナー極性と反対の極性(正極性)に変換される。このように、転写ベルト上のトナー像のトナー極性が、感光体上のトナー極性と反対の極性に変換されることで、後述するように、転写ニップで、感光体1上のトナー像が転写紙のおもて面に転写されると同時に、転写ベルト10上のトナー像が転写紙の裏面に転写することができる。
When converting the polarity of the toner of the toner image carried on the
転写ベルト上の転写紙を除電する場合は、ACバイアスを印加することで、転写紙に転写紙の帯電極性と反対極性の電荷を転写紙に付与できるとともに、転写ベルトの帯電極性と反対極性の電荷を転写ベルトに付与することができる。これにより、転写紙のみならず、転写ベルトも除電することができ、分離部で転写紙を良好に分離することができる。 When neutralizing the transfer paper on the transfer belt, by applying an AC bias, the transfer paper can be given a charge having the opposite polarity to the charge polarity of the transfer paper, and the transfer belt has the opposite polarity to the charge polarity of the transfer belt. Charge can be applied to the transfer belt. Thereby, not only the transfer paper but also the transfer belt can be neutralized, and the transfer paper can be satisfactorily separated by the separation unit.
上記転写ユニット50の図中左側には加熱定着装置30が配設されている。分離チャージャ21で除電された転写紙Pは、転写ベルトの分離部から上記加熱定着装置30に受け渡される。
A
上記加熱定着装置30は、図示しないヒータを内蔵した加熱ローラ30A、加圧ローラ30Bなどを有しており、転写ベルト10から送り出されてくる転写紙Pを両ローラ間に挟み込む。そして、加熱搬送部材である加熱ローラ30Aの発する熱やローラ間の圧力などの作用によってトナー像を転写紙P上に定着せしめた後、転写紙Pを送り出す。このように、転写紙Pを加熱しながらこれにトナー像を定着せしめる加熱定着装置30では、転写紙Pを加熱しない定着装置に比べ、トナー像の転写紙Pへの定着性を高めることができる。加熱定着装置から送り出された転写紙Pは、揺動軸43を中心にして揺動可能に構成された切換ガイド42の揺動停止位置に応じて、装置上方に設けられた第1排紙トレイ40あるいは装置の図中左側方に設けられた開閉可能な第2排紙トレイ44に向けて送られる。そして、第1排紙トレイ40に向けて送られた場合には、ガイド部材31A、31Bにガイドされながら第1排紙ローラ対34A、第2排紙ローラ対によって反転搬送され、第1排紙トレイ40上にスタックされる。第2排紙トレイ44に向けて送られた場合には、排紙ローラ対32によって搬送され、第2排紙トレイ44上にスタックされる。なお、加圧ローラ30Bも熱源を有する加熱ローラとしてもよい。
The
給紙カセット26と転写ユニット50との間に配設された電装部E1や切換ガイド42の下方に配設された制御装置E2は、各機器に対して電気的な制御を行うものである。また、プリンタ本体に配設されたファンF1は、機内空気を強制的に外部に排出して機内温度の過昇を抑えるものである。
A control device E2 disposed below the electrical component E1 and the switching
また、本実施形態においては、非画像形成時においては、転写ベルト10を感光体1から離間させている。よって、前扉Dを開いて、転写ユニット50を支持体とともに引き出す際やプロセスユニットを着脱する際などに転写ベルト10と感光体1とが摺擦することがない。よって、感光体1や転写ベルト10に傷つくのを抑制することができる。
In this embodiment, the
本プリンタ100は、以下に説明するようなプロセスにより、転写紙Pの片面だけではなく、両面にトナー像を形成するように構成されている。即ち、本プリンタ100は、不図示のパソコン200などから送られてくる画像情報信号に基づいて画像を形成するように構成されている。この画像情報信号が本プリンタ100に受信されると、転写ベルト10を回転駆動させて、マーク検知センサ71で転写ベルト10上マークを検知し、転写ベルト10が定位置にイニシャライズされる。本実施形態においては、転写ベルト10を駆動する駆動手段をステッピングモータ53にしているので、転写ベルト10を精度よく定位置に停止させることができる。また、ステッピングモータ53は、転写ベルト10を駆動させるための専用の駆動手段としているので、転写ベルト10のみを駆動させて、スタート位置制御を行うことができる。
また、転写ベルト10のスタート位置制御時は、転写ベルト10を感光体1から離間させて行うことで、転写ベルト10や感光体1が摺擦によって傷つくことが防止される。
The
Further, when the start position of the
このようにして、転写ベルト10が定位置にイニシャライズされたら、ソレノイド61をオフにして、転写ベルト10を感光体1に当接させる。そして、感光体1と転写ベルト10を所定のタイミングで同時駆動させるとともに、画像情報信号に基づいて上記露光装置4が駆動制御される。この駆動制御によって露光装置4から発せられたレーザ光(4A)は、図示しないモータによって回転駆動されるポリゴンミラー4Bで走査される。そして、ミラー、fθレンズ4C等を経て感光体1に照射されて転写紙Pの裏面に形成される第2画像(2頁目の画像)に対応する第2静電潜像を形成する。
Thus, when the
この第2静電潜像は像形成物質であるトナーを用いる現像装置5によって現像され、感光体1上で第2トナー像になる。この第2トナー像は、感光体1の回転に伴って上記転写ニップまで移動する。このとき、転写紙Pはまだ転写ニップに送り込まれておらず、第2トナー像は転写紙Pではなく転写ベルト10上に転写される。転写ベルト10は、スタート位置制御によって定位置にイニシャライズされてから駆動開始されているので、第2トナー像は、転写ベルト10上の所定の位置に転写される。そして、転写後に転写ベルト10が約一周分無端移動すると、再び転写ニップに戻ってくる。
The second electrostatic latent image is developed by the developing
このように転写ベルト10が約一周分無端移動する間に、再びマーク検知センサ71でマークが検知され、そのマーク検知センサ71の検知結果に基づいて、次の露光工程や現像工程が開始され、感光体1上に転写紙Pのおもて面に形成される第1画像(1頁目の画像)に対応する第1トナー像が形成される。また、マーク検知センサ71の検知結果に基づいて、給紙カセット26からレジストローラ対28に転写紙Pが送り込まれる。レジストローラ対28は、マーク検知センサ71の検知結果に基づいて、この転写紙Pの裏面(図中下側の面)を、転写ニップに再び戻ってくる第2トナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ニップに送り出す。
Thus, while the
上記のようにマーク検知センサ71の検知結果に基づいて、各工程が制御されることによって、上記第1トナー像は、転写ニップに送り出される転写紙Pのおもて面(図中上側の面)にピッタリ重なるようなタイミングで感光体1上に形成される。よって、上記第2トナー像が再び戻ってきた転写ニップでは、転写ベルト10上の第2トナー像と、転写紙Pと、感光体1上の第1トナー像とがサンドイッチ状に挟まれる。
As described above, each process is controlled based on the detection result of the mark detection sensor 71, so that the first toner image is transferred to the front surface of the transfer paper P sent to the transfer nip (upper surface in the drawing). ) On the
そして、図4に示すように、電源20aから感光体上の第1トナー像と逆極性(正極性)の転写バイアスが付与される転写ローラ20によって形成される転写電界の影響を受けて第1トナー像が転写紙Pのおもて面に転写される。転写ベルト上の第2トナー像を形成するトナーは、上述したように、分離チャージャ21によって感光体上のトナーの極性と反対の極性(正極性)に変換されている。このため、第1トナー像が転写紙Pのおもて面に転写される際、転写ローラ20によって形成される転写電界の影響で、転写ベルト10と転写紙Pの裏面との間に位置する第2トナー像とには、斥力が働き、この斥力により、第2トナー像が転写紙Pの裏面に静電転写される。
Then, as shown in FIG. 4, the first is affected by the transfer electric field formed by the
このように、本プリンタでは、転写ベルト上の第2トナー像を形成するトナーを、分離チャージャ21によって感光体上のトナーの極性と反対の極性(正極性)に変換することにより、転写ニップで、第2トナー像を転写紙の裏面に転写することができる。これにより、転写紙と転写ベルトとが密着状態で第2トナー像が転写紙Pの裏面に静電転写することができ、第2トナー像の転写不良を抑制することができる。
As described above, in the present printer, the toner that forms the second toner image on the transfer belt is converted into a polarity (positive polarity) opposite to the polarity of the toner on the photosensitive member by the
転写ニップを出た転写紙Pは、転写ニップで転写された第1トナー像をおもて面に担持し、裏面に第2トナー像を担持して、転写ベルト10とともに移動する。そして、上記分離チャージャ21との対向位置を通過する際に、高圧のACバイアスが印加され、転写ベルト10上の転写紙が除電される。このとき、転写紙Pのおもて面と分離チャージャ21との間には所定の間隙が保持されており、分離チャージャ21との接触によって第1トナー像が乱れるようなことはない。
The transfer paper P that has exited the transfer nip carries the first toner image transferred at the transfer nip on the front surface, carries the second toner image on the back surface, and moves together with the
上記第2トナー像は、鏡像ではなく正像となるように感光体1上に形成される。これは次に説明する理由による。即ち、感光体1から転写紙Pへの直接転写の場合には感光体1上に鏡像を形成し、これを転写紙Pに直接転写すると正像が得られる。しかしながら、感光体→転写ベルト→転写紙Pという間接転写では感光体1上に鏡像を形成すると転写紙Pの裏面で鏡像にしてしまうからである。転写紙Pに直接転写される第1トナー像については、通常通り鏡像として感光体1上に形成することは言うまでもない。
The second toner image is formed on the
両面にトナー像が転写された転写紙Pは、加熱定着装置30へ送られ、転写紙上の第1トナー像と第2トナー像とが一度に定着され、切換ガイド42へ搬送される。切換ガイド42の位置が図1に示す位置の場合は、転写紙Pのおもて面に形成された第1画像(1頁目の画像)が下面となって、第1排紙トレイ40に排紙される。一方、切換ガイド42を矢印Jの方向に揺動させた場合は、転写紙Pのおもて面に形成された第1画像(1頁目の画像)が下面となって、第1排紙トレイ44に排紙される。
The transfer paper P with the toner images transferred on both sides is sent to the
連続プリント時において、記録済みの転写紙の頁揃えを第1排紙トレイ40上でするには、2頁目の第2画像を先に作成し転写ベルト10上に第2画像に対応するトナー像を保持し、1頁目に相当する第1画像を後から作成し、感光体表面から転写紙に直接転写するように制御する。
一方、連続プリント時において、記録済みの転写紙の頁揃えを第2排紙トレイ44上でするには、上記の作像順とは逆にする。すなわち、1頁目の第1画像を先に作成し転写ベルト10上に第1画像に対応するトナー像を保持し、2頁目に相当する第2画像を後から作成し、感光体表面から転写紙に直接転写するように制御するのである。
In order to align the recorded transfer paper on the first
On the other hand, in order to align the pages of the recorded transfer paper on the second
また、厚紙に画像を形成する場合は手差しトレイ35に厚紙をセットし、手差しトレイ35から厚紙を給紙し、第2排紙トレイ44に排紙させるとよい。搬送経路がほとんど直線状であるため、厚く、剛性の高い厚紙を抵抗なく搬送できジャムなどの発生を抑制することができる。
When forming an image on thick paper, it is preferable to set the thick paper on the
画像形成動作が終了して転写ベルト10、感光体1が停止したら、転写ベルト10を感光体1から離間させる。
When the image forming operation is completed and the
以上は転写紙Pの両面にトナー像を形成するときに実施される画像形成プロセスであるが、転写紙Pの片面にトナー像を形成するときには、次のような画像形成プロセスが実施される。即ち、まず、転写ベルト10を感光体に当接させ、画像形成動作を開始する。感光体1上に鏡像のトナー像が形成されて転写ニップに送られる。一方、給紙カセット26からは転写紙Pがレジストローラ対28に向けて送られ、レジストローラ対28によってこのトナー像と重ね合わされるようなタイミングで転写ニップに送り出される。転写ニップを通過してそのおもて面にトナー像を担持した転写紙Pは、分離チャージャ21からチャージを受け、除電されてから定着装置30へ受け渡される。
The above is the image forming process performed when the toner image is formed on both sides of the transfer paper P. When the toner image is formed on one side of the transfer paper P, the following image forming process is performed. That is, first, the
本プリンタでは、上記転写ニップにおいて、転写ベルト10を感光体1に積極的に接触せしめながら感光体1上のトナー像をベルト側に転写する接触転写方式を採用している。かかる接触転写方式では、トナー像を転写体に向けて飛翔させる非接触転写方式とは異なり、トナー像を飛翔させることなく転写するので、トナー像の飛翔経路のズレに起因する転写ズレを回避することができる。また、接触転写方式で、感光体上のトナー像を転写紙のおもて面に転写し、転写ベルト上のトナー像を転写紙の裏面に転写する。よって、転写紙のおもて面に転写されたトナー像、裏面に転写されたトナー像の両方、転写ズレを回避することができる。
This printer employs a contact transfer system in which the toner image on the
転写ベルト上のトナーを転写紙に転写後、どうしても一部のトナーを転写ベルト10上に残留させてしまう。この残留トナーがレジストローラ対28から転写ニップに送り出された転写紙Pに接触すると、転写紙Pの裏面を汚してしまうことになる。
After the toner on the transfer belt is transferred to the transfer paper, some toner inevitably remains on the
そこで、本プリンタは、図1に示したように、ベルトクリーニングユニット25を備えている。このベルトクリーニングユニット25は、クリーニング部材であるクリーニングローラ25A、掻き取りブレード25B、搬送スクリュウ25C、図示しない接離機構などを有している。
Therefore, the printer includes a
上記クリーニングローラ25Aは、上記転写ユニット50の駆動ローラ11よりもベルト移動方向下流側に配設されている。そして、ここで転写ベルト10の裏面に接触する張架ローラ13との間に転写ベルト10を挟み込みながら回転するようになっている。クリーニングローラ25Aには図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加されている。これにより、クリーニングローラ25Aと張架ローラ13との間には、トナーを張架ローラ13側からクリーニングローラ25A側に静電的に移動させるようなクリーニング電界が形成されている。転写ベルト10のおもて面の残留トナーは、このクリーニング電界の影響を受けて、転写ベルト10からクリーニングローラ25Aに転移して除去される。上記掻き取りブレード25Bは、クリーニングローラ25A表面に転移した残留トナーを掻き取って、その下方に配設された搬送スクリュウ25C上に落とす。また、上記搬送スクリュウ25Cは、掻き取りブレード25Bから落下してくる残留トナーを受け止めながら回転することで、残留トナーをその軸線方向に搬送して図示しない回収部に送る。
The cleaning
なお、ベルトクリーニングユニット25には、クリーニングローラ25Aを転写ベルト10から接離させる図示しない接離機構も設けている。この接離機構は、例えば図示しないソレノイドのON/OFFにより、図1の矢印に示すように搬送スクリュウ25Cを中心にしてベルトクリーニングユニット25を揺動させる。この揺動により、クリーニングローラ25Aが転写ベルト10に接離する。かかる接離機構によれば、第2トナー像をクリーニングしてしまうといった事態を次のようにして回避することができる。残留トナーではなく、上記第2トナー像がクリーニング位置に移動してくるようなときには、クリーニングローラ25Aを転写ベルト10から離間させるのである。また、次のようにすること、クリーニング性能を消失させることなく、クリーニングローラ25Aの回転駆動手段や転写ベルト10に対する負荷を低減することができる。即ち、転写ベルト10に対し、クリーニングが必要なときだけクリーニングローラ25Aを接触させ、クリーニングが不要なときには離間させておくのである。例えば、分離チャージャ21にACバイアスが印加されてから所定のタイミングでクリーニングローラ25Aを転写ベルト10に当接させる。そして、分離チャージャ21がOFFになって所定のタイミングでクリーニングローラ25Aを転写ベルト10から離間させる。
The
また、上記では、除電手段として分離チャージャを用い、放電部材として転写ベルト幅方向に延びるワイヤーにバイアスを印加しているが、例えば、図5に示すように、導電性薄板部材21aを放電部材として用いてもよい。また、図6に示すように、放電部材として、導電性薄板部材の一長辺が鋸歯状になるように加工したものを用いてもよい。この図6に示す構成では、鋸歯状部が放電針21bを構成する。そして、これら放電針21bから放電することで、転写ベルト上のトナーの極性を変換したり、転写ベルト上の転写紙を除電したりする。
Further, in the above, a separation charger is used as a charge eliminating unit, and a bias is applied to a wire extending in the transfer belt width direction as a discharge member. For example, as shown in FIG. 5, a conductive
上記では除電手段である除電ャージャを転写ベルト上のトナーの極性を変換する極性変換手段として用いているが、分離チャージャと極性変換手段とを別々に設けてもよい。極性変換手段は、転写ベルト上のトナー像が、転写ニップに到達するまでの間に転写ベルト上のトナーに電荷を付与できる位置であるならば、どこへ配置しても構わない。また、極性変換手段は、転写ベルト10と無接触として、転写ベルト10上のトナー像を乱さないようにするのが好ましい。
In the above description, the neutralization charger as the neutralization unit is used as the polarity conversion unit for converting the polarity of the toner on the transfer belt. However, the separation charger and the polarity conversion unit may be provided separately. The polarity conversion unit may be disposed anywhere as long as the toner image on the transfer belt is in a position where charge can be imparted to the toner on the transfer belt before reaching the transfer nip. In addition, it is preferable that the polarity conversion unit does not contact the
次に、上記実施形態1および2の画像形成装置に好適に用いることができるトナーについて説明する。
本プリンタは、トナー像の形成に用いるトナーとして、次の(a)〜(d)の条件を何れも具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
(a)平均円形度が0.90〜0.99である。
(b)形状係数SF−1が120〜180である。
(c)形状係数SF−2が120〜190である。
(d)粒度分布(体積平均粒径Dv/個数平均粒径Dn)が1.05〜1.30である。
Next, toner that can be suitably used in the image forming apparatuses according to the first and second embodiments will be described.
In this printer, the user is designated to use toner that satisfies all of the following conditions (a) to (d) as toner used for forming a toner image.
(A) The average circularity is 0.90 to 0.99.
(B) The shape factor SF-1 is 120 to 180.
(C) The shape factor SF-2 is 120 to 190.
(D) The particle size distribution (volume average particle diameter Dv / number average particle diameter Dn) is 1.05 to 1.30.
かかるトナーを使用させるようにユーザーに指定する方法としては、例えば、上記(a)〜(d)の条件を全て具備するトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することが挙げられる。また例えば、かかるトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体やこの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記製品番号や商品名などを通知することによって行ってもよい。また例えば、かかるトナーを収容しているトナー収容手段である上記トナーボトル(BY,BM,BC,BK)をプリンタ本体にセットした状態で出荷することによって行うこともできる。本プリンタでは、これら全ての方法を採用しているが、少なくとも何れか1つの方法を採用すれば足りる。 As a method for designating the user to use such toner, for example, a toner having all of the above conditions (a) to (d) can be packaged and shipped together with a printer. Further, for example, the product number or product name of the toner may be specified in the printer main body or the instruction manual. Further, for example, it may be performed by notifying the user of the product number, product name, etc. in writing or electronic data. Further, for example, the toner bottles (BY, BM, BC, BK), which are toner storing means for storing such toner, can be shipped in a state of being set in the printer main body. This printer employs all these methods, but it is sufficient to employ at least one of the methods.
上記(a)の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、平均円形度が0.90未満であるトナー、即ち、球形としてよりも不定形としての形状にあるトナーでは、転写性が急激に悪化するとともに、静電転写時における転写チリを急激に起こし易くなるからである。また、0.90未満であると、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのが困難になるからでもある。更には、平均円形度が0.99を越えると、ブレードクリーニングを採用している装置では、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こし易くなるからでもある。画像面積率の比較的低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることは少ない。しかし、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合や、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合などに、特にクリーニング不良が発生し易くなる。なお、より好ましい平均円形度の範囲は0.93〜0.97であり、円形度が0.94未満になるトナー粒子を10%以下に留めると更に好適である。 The reason why the toner satisfying the condition (a) is designated is as follows. That is, a toner having an average circularity of less than 0.90, that is, a toner having an irregular shape rather than a spherical shape, deteriorates transferability rapidly and causes transfer dust during electrostatic transfer. It is because it becomes easy. Further, if it is less than 0.90, it becomes difficult to form a high-definition image having a reproducibility with an appropriate density. Furthermore, if the average circularity exceeds 0.99, in a device that employs blade cleaning, a cleaning defect such as a photosensitive member or an intermediate transfer belt may occur and the image may be easily stained. It is also from. When outputting an image having a relatively low image area ratio, there is little transfer residual toner, and poor cleaning is unlikely to be a problem. However, when outputting an image with a high image area ratio, such as a color photographic image, or when an untransferred image remains on the photoconductor due to a paper feed failure or the like, cleaning defects are particularly likely to occur. . A more preferable range of the average circularity is 0.93 to 0.97, and it is more preferable that the toner particles having a circularity of less than 0.94 are limited to 10% or less.
トナーの平均円形度については、次のようにして測定することができる。即ち、まず、被検トナーのトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的にその粒子画像を撮影する。そして、個々の粒子画像について、投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を求めたものの平均値を算出する。この平均値が平均円形度である。かかる平均円形度を測定するには、例えばフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(東亜医用電子株式会社製)などを用いるとよい。この装置を用いる場合には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に被検トナーを0.1〜0.5[g]程度加える。そして、この懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、分散液濃度を3000〜1[万個/μl]に調整したものを、上記装置にかけてトナーの形状及び分布を測定する。 The average circularity of the toner can be measured as follows. That is, first, a suspension containing toner particles of the toner to be tested is passed through an imaging unit detection zone on a flat plate, and the particle image is optically captured by a CCD camera. Then, for each particle image, an average value of the values obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area by the perimeter of the actual particle is calculated. This average value is the average circularity. In order to measure the average circularity, for example, a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) may be used. In the case of using this apparatus, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance. Further, about 0.1 to 0.5 [g] of the test toner is added. Then, this suspension was subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the dispersion concentration was adjusted to 3000 to 1 [10,000 / μl], and the shape and distribution of the toner were measured using the above apparatus. To do.
上記(b)や(c)の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、形状係数SF−1や形状係数SF−2は、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。ここで言う形状係数SF−1とは、トナー粒子等の球形物質における丸さの度合いを示す値である。図7に示すように、球形物質を2次元平面上に投影して得られる楕円状図形における最大径箇所の長さMXLNGの二乗を面積AREAで除算し、更に100π/4を乗じた値である。つまり、次式によって表すことができる。なお、形状係数SF−1の値が100の球形物質は真球であり、SF−1の値が大きくなるほど、球形物質の形状は不定形となる。
(式1)
形状係数SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)
The reason why the toner satisfying the conditions (b) and (c) is specified is as follows. That is, the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are parameters representing the shape of the toner, and are familiar parameters in the field of powder engineering. The shape factor SF-1 referred to here is a value indicating the degree of roundness in a spherical substance such as toner particles. As shown in FIG. 7, it is a value obtained by dividing the square of the length MXLNG of the maximum diameter portion in an elliptical figure obtained by projecting a spherical substance on a two-dimensional plane by the area AREA and further multiplying by 100π / 4. . That is, it can be expressed by the following equation. A spherical substance having a shape factor SF-1 of 100 is a true sphere, and the larger the value of SF-1, the more irregular the shape of the spherical substance.
(Formula 1)
Shape factor SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4)
また、形状係数SF−2は、球形物質の表面における凹凸の度合いを示す数値である。図8に示すように、球形物質を2次元平面上に投影して得られる図形の周長PERIの二乗を面積AREAで除算し、更に100/4πを乗じて求められる値である。つまり、形状係数SF−2は、次式によって表すことができる。なお、形状係数SF−2の値が100である球形物質は、その表面に凹凸が全く存在しない。形状係数SF−2の値が大きくなるほど、球形物質の表面の凹凸は顕著となる。
(式2)
形状係数SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)
The shape factor SF-2 is a numerical value indicating the degree of unevenness on the surface of the spherical substance. As shown in FIG. 8, it is a value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure obtained by projecting a spherical substance on a two-dimensional plane by the area AREA and further multiplying by 100 / 4π. That is, the shape factor SF-2 can be expressed by the following equation. Note that the spherical material having a shape factor SF-2 of 100 has no irregularities on the surface. As the value of the shape factor SF-2 increases, the irregularities on the surface of the spherical substance become more prominent.
(Formula 2)
Shape factor SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π)
トナーの形状が真球に近づく(SF−1、SF−2ともに100に近づく)ほど、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになっている。これは、真球に近づくほど、トナー粒子とこれに接触するモノ(トナー粒子同士、像担持体など)との間の接触面積が小さくなって、トナー流動性が高まったり、モノに対する吸着力(鏡映力)が弱まって転写電界の影響を受け易くなったりするためと考えられる。本発明者の研究によれば、形状係数SF−1で180、形状係数SF−2で190をそれぞれ超えると、転写効率を急激に悪化させ始めることが明らかになった。 It has been clarified by the present inventors that the transfer efficiency increases as the toner shape approaches a true sphere (both SF-1 and SF-2 approach 100). This is because the closer to the true sphere, the smaller the contact area between the toner particles and the thing (toner particles, image carrier, etc.) in contact with the toner particles, and the toner fluidity is increased. This is considered to be because the (mirror power) is weakened and is easily affected by the transfer electric field. According to the inventor's research, it has been clarified that when the shape factor SF-1 exceeds 180 and the shape factor SF-2 exceeds 190, the transfer efficiency starts to deteriorate rapidly.
但し、トナーの形状が真球に近づくほど、メカ的なクリーニング(ブレードクリーニング等)に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、クリーニング部材と被クリーニング体との僅かな間隙をトナーが容易に通過したりするためと考えられる。本発明者らの研究によれば、形状係数SF−1、形状係数SF−2ともに、120を下回ると、クリーニング性が急激に悪化し始めることが明らかになった。 However, the closer the toner shape is to a true sphere, the more disadvantageous it is for mechanical cleaning (blade cleaning, etc.). This is presumably because the toner fluidity increases or the toner easily passes through a slight gap between the cleaning member and the member to be cleaned. According to the study by the present inventors, it became clear that when both the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are less than 120, the cleaning property starts to deteriorate rapidly.
なお、形状係数SF−1や形状係数SF−2については、次のようにして求めることが可能である。即ち、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い、トナー粒子を無作為に100個選んで順次その画像を撮影し、その画像情報をニレコ社製画像解析装置(LUSEX3)に導入してMXLING、AREA、PERIを求める。そして、上述した式によって得た形状係数の100個あたりの平均値として算出するのである。 The shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 can be obtained as follows. That is, using a FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, 100 images of toner particles are selected at random, and the images are sequentially taken, and the image information is introduced into an image analyzer (LUSEX 3) manufactured by Nireco. Obtain MXLING, AREA, and PERI. And it calculates as an average value per 100 shape factors obtained by the above-mentioned formula.
上記(d)の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、粒度分布(体積平均粒径Dv/個数平均粒径Dn)とは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。体積平均粒径Dv/個数平均粒径Dnが1.05〜1.30、好ましくは1.10〜1.25である乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、様々なメリットが発生する。 The reason why the toner satisfying the condition (d) is specified is as follows. That is, the particle size distribution (volume average particle size Dv / number average particle size Dn) is one of the parameters representing the particle size distribution of the toner. A dry toner having a volume average particle diameter Dv / number average particle diameter Dn of 1.05 to 1.30, preferably 1.10 to 1.25 has various advantages because the particle size distribution of the toner becomes narrow. .
例えば、体積平均粒径Dvが4〜8[μm]であり、且つ、体積平均粒径Dv/個数平均粒径Dnが1.05〜1.30である粉体トナーでは、次のようなメリットがある。即ち、その中から、静電潜像のパターンに適した粒径のトナー粒子が他のトナーに優先して現像に寄与するといった現象が進みやすいため、様々なパターンの画像を安定して形成することができる。また、感光体等の像担持体に残留したトナーを回収してリサイクル使用する構成を装置に採用している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。このようなリサイクルにおいて粒度分布の比較的大きいものを用いると、新たなトナー補給から次のトナー補給に至るまでの粒度変動が大きくなり、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。また、体積平均粒子径Dvが上述の範囲よりも小さいトナーでは、二成分現像剤として用いた場合に現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。また、一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させ易くなる。逆に、体積平均粒子系Dvが上述の範囲よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなる。 For example, a powder toner having a volume average particle diameter Dv of 4 to 8 [μm] and a volume average particle diameter Dv / number average particle diameter Dn of 1.05 to 1.30 has the following merits. There is. That is, among them, a phenomenon that toner particles having a particle size suitable for the pattern of the electrostatic latent image tends to contribute to development preferentially over other toners, so that images of various patterns are stably formed. be able to. In addition, when the apparatus adopts a configuration in which toner remaining on an image carrier such as a photoreceptor is collected and recycled, a large amount of small-size toner particles that are difficult to be transferred are recycled. When such a recycle having a relatively large particle size distribution is used, the variation in the particle size from the new toner supply to the next toner supply becomes large, which adversely affects the development performance. Further, in the case of a toner having a volume average particle diameter Dv smaller than the above range, when used as a two-component developer, the toner is fused to the surface of the carrier during a long period of stirring in the developing device, thereby reducing the charging ability of the carrier. . When used as a one-component developer, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur. On the contrary, if the volume average particle system Dv is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the toner particle diameter when the balance of the toner in the developer is performed. In many cases, the fluctuations of
また、上記の特性を満たすことにより、トナーのベタ埋まりが良くなる。よって、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。一般的に、画像濃度の高い部分のトナー付着量は多くなり、画像濃度の低い部分のトナー付着量は少なくなる。トナー付着量の多い部分と少ない部分との差が大きいと、付着しているトナー嵩が大幅に異なってしまい、トナー付着量が少ない部分にかかる圧力がトナー付着量の多い部分部分に比べて弱くなる。その結果、トナー付着量が少ない部分が圧力により十分に粘度低下せずに定着性が悪くなるおそれがある。しかし、上記の特性を満たすことにより、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。このため、画像濃度の高い部分のトナー付着量を抑えることができ、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナー付着量の差を少なくすることができる。その結果、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナーの嵩が大幅に異なることがなくなり、画像濃度の低い部分も圧力により十分に粘度低下し、転写紙に定着することができる。 Further, when the above characteristics are satisfied, the solid filling of the toner is improved. Therefore, a good image density can be obtained even if the toner adhesion amount is reduced. In general, the toner adhesion amount in a portion with a high image density increases, and the toner adhesion amount in a portion with a low image density decreases. If the difference between the part with a large amount of toner adhesion and the part with a small amount of toner is large, the amount of toner adhering will be significantly different, and the pressure applied to the part with a small amount of toner adhesion will be weaker than the part with a large amount of toner adhesion Become. As a result, there is a possibility that the portion where the toner adhesion amount is small does not sufficiently lower the viscosity due to the pressure and the fixability is deteriorated. However, by satisfying the above characteristics, a good image density can be obtained even if the toner adhesion amount is reduced. For this reason, it is possible to suppress the toner adhesion amount in the high image density portion, and to reduce the difference in the toner adhesion amount between the high image density portion and the low image density portion. As a result, the toner volume is not significantly different between the high image density portion and the low image density portion, and the viscosity of the low image density portion is sufficiently reduced by the pressure and can be fixed on the transfer paper.
なお、トナーの粒度分布については、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)によって測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。電解水溶液としては1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を2〜20mg加える。そして、その溶液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径Dv、個数平均粒径Dnを求めることができる。なお、チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上40.30μm未満のトナー粒子を対象とする。 The particle size distribution of the toner can be measured by a measuring device using a Coulter counter method, for example, a Coulter counter TA-II or Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). Specifically, first, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution. As the electrolytic aqueous solution, approximately 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride, and for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Further, 2 to 20 mg of a measurement sample is added to the obtained solution. Then, the solution is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of toner particles or toner are measured with the above-described measuring apparatus using a 100 μm aperture as the aperture. Calculate the distribution. From the obtained distribution, the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn of the toner can be obtained. In addition, as a channel, it is less than 2.00-2.52 micrometer; 2.52-3.17 micrometer; 3.17-4.00 micrometer; 4.00-5.04 micrometer; 5.04-6.35 micrometer 6.35 to less than 8.00 μm; 8.00 to less than 10.08 μm; 10.08 to less than 12.70 μm; 12.70 to less than 16.00 μm; 16.00 to less than 20.20 μm; Intended for toner particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm using 13 channels of less than 25.40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm.
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、極性変換手段で第2像担持体たる転写ベルトにおける第2トナー像のトナーの極性を、第1の像担持体たる感光体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換している。これにより、転写ニップで第1トナー像と第2トナー像とを転写紙に同時転写することができる。その結果、第2トナー像が、第2像担持体と転写紙とが密着した状態で静電転写を行うことがきる。よって、従来のように、第2像担持体上のトナー像を、転写紙に非接触の転写手段で転写紙の裏面に転写するものに比べて、第2トナー像の転写不良を抑制することができる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the polarity of the toner of the second toner image on the transfer belt as the second image carrier by the polarity conversion unit is changed to the polarity of the toner on the photosensitive member as the first image carrier. The polarity is reversed. As a result, the first toner image and the second toner image can be simultaneously transferred onto the transfer paper at the transfer nip. As a result, the second toner image can be electrostatically transferred in a state in which the second image carrier and the transfer paper are in close contact with each other. Therefore, as compared with the conventional case where the toner image on the second image carrier is transferred to the back surface of the transfer paper by a non-contact transfer means to the transfer paper, the transfer failure of the second toner image is suppressed. Can do.
また、極性変換手段として、除電手段たる分離チャージャを用いることで、極性変換手段と分離チャージャとをそれぞれ個別に設けるものに比べて、装置を安価することができる。 In addition, by using a separation charger as a neutralization unit as the polarity conversion unit, the apparatus can be made cheaper than the case where the polarity conversion unit and the separation charger are individually provided.
また、転写紙の除電および第2トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行うことで、転写紙除電のとき、転写紙のおもて面に転写された第1トナー像を乱すことがない。また、極性変換のとき、転写ベルト上の第2トナー像を乱すことがない。 Further, by performing non-contacting of the transfer paper charge removal and toner polarity conversion of the second toner image, the transfer sheet charge removal may disturb the first toner image transferred to the front surface of the transfer paper sheet. Absent. Further, the second toner image on the transfer belt is not disturbed during polarity conversion.
また、転写ベルト上の転写紙を除電するときは、交流バイアスを印加することで、転写ベルトと、転写ベルトと逆極性に帯電した転写紙との両方を除電することができ、分離で転写紙を良好に分離することができる。
また、転写ベルト上の第2トナー像のトナーの極性を変換するときは、直流バイアスを印加することで、第2トナー像のトナー極性と反対の極性の電荷のみを付与することができ、第2トナー像のトナーの極性を良好に変換することができる。
When the transfer paper on the transfer belt is neutralized, by applying an AC bias, both the transfer belt and the transfer paper charged to the opposite polarity to the transfer belt can be neutralized. Can be separated well.
In addition, when converting the polarity of the toner of the second toner image on the transfer belt, only a charge having a polarity opposite to the toner polarity of the second toner image can be applied by applying a DC bias. The polarity of the toner of the two toner image can be converted well.
また、上記直流バイアスは、交流を整流して得ることによって、交流電源のみで、交流バイアスと直流バイアスとを分離チャージャに印加することができる。 In addition, the DC bias can be obtained by rectifying the alternating current, so that the alternating current bias and the direct current bias can be applied to the separation charger with only the alternating current power supply.
また、放電針を用いて転写ベルト上におけるトナー像および転写紙に対して放電を行ってもよい。このような構成でもトナー像のトナーの極性を非接触で変換できるとともに、転写ベルト上の転写紙を非接触で除電することができる。 Further, the discharge needle may be used to discharge the toner image on the transfer belt and the transfer paper. Even in such a configuration, the polarity of the toner of the toner image can be converted in a non-contact manner, and the transfer paper on the transfer belt can be discharged without contact.
さらに、導電性薄板部材を用い転写ベルト上におけるトナー像に対して放電を行ってもよい。このような構成でもトナー像のトナーの極性を非接触で変換できるとともに、転写ベルト上の転写紙を非接触で除電することができる。 Further, the toner image on the transfer belt may be discharged using a conductive thin plate member. Even in such a configuration, the polarity of the toner of the toner image can be converted in a non-contact manner, and the transfer paper on the transfer belt can be discharged without contact.
また、転写ベルトを無端ベルトとすることでベルト表面を一方向の移動させるだけで、転写ベルト上のトナー像を再び転写ニップへ搬送させることができ、装置構成を簡素化することができる。ことを特徴とする画像形成装置。 Further, by making the transfer belt an endless belt, the toner image on the transfer belt can be transported to the transfer nip again only by moving the belt surface in one direction, and the apparatus configuration can be simplified. An image forming apparatus.
また、駆動ローラは、転写紙が転写ベルトから分離する分離部に設けられており、駆動ローラの径を16[mm]以上としている。駆動ローラを転写紙が転写ベルトから分離する分離部に設けることで、転写ベルトの転写紙を担持する領域は、駆動ローラの駆動力によって、引っ張られた状態となるこれにより、転写ベルトの転写紙を担持する領域における転写ベルトの撓みなどを抑制することができ、転写ベルトと転写紙裏面との間の第2トナー像が転写ベルトと摺擦して、転写紙裏面に転写された第2トナー像を乱すのを抑制することができる。
また、駆動ローラの径を16[mm]以上とすることで、転写ベルトとの巻き付き量が多くなり、転写ベルトと駆動ローラとの間でスリップなどが発生し難くなる。その結果、転写ベルトの速度変動を抑制することができる。
The drive roller is provided at a separation portion where the transfer paper is separated from the transfer belt, and the diameter of the drive roller is 16 [mm] or more. By providing the driving roller in the separation portion where the transfer paper is separated from the transfer belt, the region of the transfer belt carrying the transfer paper is pulled by the driving force of the drive roller. And the second toner image transferred between the transfer belt and the back surface of the transfer paper is rubbed against the transfer belt and transferred to the back surface of the transfer paper. Disturbing the image can be suppressed.
Further, by setting the diameter of the drive roller to 16 [mm] or more, the amount of wrapping around the transfer belt increases, and slipping or the like hardly occurs between the transfer belt and the drive roller. As a result, the speed fluctuation of the transfer belt can be suppressed.
また、転写ベルト10として表面抵抗が105[Ω/□]以上、1012[Ω/□]以下のベルト部材を用いることで、チリ画像などの画像劣化のない良好な画像を得ることができる。また、転写バイアスを低く抑えることができ、電源の電源容量を低く抑えることができる。
Further, by using a belt member having a surface resistance of 10 5 [Ω / □] or more and 10 12 [Ω / □] or less as the
転写ベルト10と少なくとも転写ベルトを張架する複数の張架部材たる張架ローラとをユニット化することで、装置本体から容易に取り外すことができ、交換作業性を高めることができる。
By unitizing the
また、転写ベルト表面に設けたマークを検知するマーク検知手段たるマーク検知センサを備え、このマーク検知センサの検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行う。すなわち、マーク検知センサでマークを検知してから画像形成動作を開始することによって、転写ベルトの所定の位置にトナー像を転写することができる。その結果、転写ベルト上のマークと転写ベルト上のトナー像との位置関係が所定の関係になり、マーク検知センサの検知結果に基づいて、レジストローラ対を制御することによって、転写紙Pの裏面(図中下側の面)を、転写ニップに再び戻ってくる第2トナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ニップに送り出すことができる。また、マーク検知センサの検知結果に基づいて、転写紙おもて面に転写するトナー像の形成タイミングを制御することによって、感光体上のトナー像は、転写紙Pのおもて面(図中上側の面)にピッタリ重なるようなタイミングで転写ニップに送り出すことができる。これにより、副走査方向に画像の形成位置がずれることなく、転写紙の所定の位置に両面転写を行うことができる。 In addition, a mark detection sensor serving as a mark detection unit that detects a mark provided on the surface of the transfer belt is provided, and an image forming operation is controlled based on a detection result of the mark detection sensor. That is, the toner image can be transferred to a predetermined position on the transfer belt by starting the image forming operation after the mark is detected by the mark detection sensor. As a result, the positional relationship between the mark on the transfer belt and the toner image on the transfer belt becomes a predetermined relationship, and the back surface of the transfer paper P is controlled by controlling the registration roller pair based on the detection result of the mark detection sensor. (The lower surface in the figure) can be sent to the transfer nip at a timing at which it can be superimposed on the second toner image returning to the transfer nip again. Further, by controlling the formation timing of the toner image to be transferred to the front surface of the transfer paper based on the detection result of the mark detection sensor, the toner image on the photosensitive member is transferred to the front surface of the transfer paper P (see FIG. It can be sent out to the transfer nip at a timing that perfectly overlaps the upper middle surface. Thus, double-sided transfer can be performed at a predetermined position on the transfer paper without the image forming position being shifted in the sub-scanning direction.
また、転写ベルトを駆動させるための専用の駆動手段を有することによって、転写ベルトのみを回転させて画像形成動作前のマーク検知センサによるマーク検知を行うことができる。 In addition, by having a dedicated drive unit for driving the transfer belt, it is possible to perform mark detection by the mark detection sensor before the image forming operation by rotating only the transfer belt.
また、転写ベルトを感光体に対して接離可能に構成し、画像形成時以外は、転写ベルトを感光体に対して離間させる。これにより、感光体を装置本体から取り出し時や、転写ベルトを装置本体から露出させる際に感光体と転写ベルトとが摺擦しなくなり、感光体表面や転写ベルト表面の傷つきを抑制することができる。 Further, the transfer belt is configured to be able to contact and separate from the photosensitive member, and the transfer belt is separated from the photosensitive member except during image formation. As a result, when the photoconductor is taken out from the apparatus main body or when the transfer belt is exposed from the apparatus main body, the photoconductor and the transfer belt are not rubbed and the surface of the photoconductor and the transfer belt can be prevented from being damaged. .
また、転写ベルト表面と当接して、転写ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材たるクリーニングローラを、転写ベルトに対して接離可能に構成した。これにより、転写ベルト上のトナー像を再び転写ニップへ搬送するときに、クリーニングローラによって転写ベルト上のトナー像をクリーニングしてしまうという事態を回避することができる。 In addition, a cleaning roller that is a cleaning member that contacts the transfer belt surface and cleans the transfer belt surface is configured to be able to contact and separate from the transfer belt. As a result, when the toner image on the transfer belt is conveyed again to the transfer nip, a situation in which the toner image on the transfer belt is cleaned by the cleaning roller can be avoided.
また、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー像の形成に用いるトナーとして、0.90〜0.99の平均円形度のものを用いている。このことにより、安定した静電転写率を発揮して転写不足を抑えながら、転写チリをも抑えた高画質の画像を形成することができる。 Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, a toner having an average circularity of 0.90 to 0.99 is used as a toner used for forming a toner image. This makes it possible to form a high-quality image with reduced transfer dust while exhibiting a stable electrostatic transfer rate and suppressing transfer shortage.
また、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー像の形成に用いるトナーとして、120〜180の形状係数SF−1のものを指定しているので、転写不足と転写チリとをより抑えた高画質の画像を形成することができる。さらに、トナー像の形成に用いるトナーとして、120〜190の形状係数SF−2のものを用いているので、転写不足と転写チリとを更に抑えた高画質の画像を形成することができる。 Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the toner used for forming the toner image is designated with the shape factor SF-1 of 120 to 180, so that the shortage of transfer and the transfer dust are further suppressed. A high-quality image can be formed. Further, since the toner used for forming the toner image has a shape factor SF-2 of 120 to 190, it is possible to form a high-quality image in which transfer shortage and transfer dust are further suppressed.
また、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Dvを個数平均粒径Dnで除算した値が1.05〜1.30であるものを用いているので、安定した現像性能で現像された高画質の画像を得ることができる。
また、上記の特性を満たすことにより、トナーのベタ埋まりが良くなる。よって、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。一般的に、画像濃度の高い部分のトナー付着量は多くなり、画像濃度の低い部分のトナー付着量は少なくなる。トナー付着量の多い部分と少ない部分との差が大きいと、付着しているトナー嵩が大幅に異なってしまい、トナー付着量が少ない部分にかかる圧力がトナー付着量の多い部分にかかる圧力に比べて弱くなる。その結果、トナー付着量が少ない部分が圧力により十分に粘度低下せずに定着性が悪くなるおそれがある。しかし、上記の特性を満たすことにより、トナー付着量を少なくしても良好な画像濃度が得られる。このため、画像濃度の高い部分のトナー付着量を抑えることができ、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナー付着量の差を少なくすることができる。その結果、画像濃度の高い部分と低い部分とでトナーの嵩が大幅に異なることがなくなり、画像濃度の低い部分も圧力により十分に粘度低下し、転写紙に定着することができる。
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, a toner having a value obtained by dividing the volume average particle diameter Dv by the number average particle diameter Dn is 1.05 to 1.30 as the toner used for forming the toner image. Therefore, a high-quality image developed with stable development performance can be obtained.
Further, when the above characteristics are satisfied, the solid filling of the toner is improved. Therefore, a good image density can be obtained even if the toner adhesion amount is reduced. In general, the toner adhesion amount in a portion with a high image density increases, and the toner adhesion amount in a portion with a low image density decreases. If the difference between the part with a large amount of toner adhesion and the part with a small amount of toner is large, the volume of toner adhering will be greatly different, and the pressure applied to the part with a small amount of toner adhesion will be higher than the pressure applied to the part with a large amount of toner adhesion Become weaker. As a result, there is a possibility that the portion where the toner adhesion amount is small does not sufficiently lower the viscosity due to the pressure and the fixability is deteriorated. However, by satisfying the above characteristics, a good image density can be obtained even if the toner adhesion amount is reduced. For this reason, it is possible to suppress the toner adhesion amount in the high image density portion, and to reduce the difference in the toner adhesion amount between the high image density portion and the low image density portion. As a result, the toner volume is not significantly different between the high image density portion and the low image density portion, and the viscosity of the low image density portion is sufficiently reduced by the pressure and can be fixed on the transfer paper.
1:感光体
2:ドラムクリーニング装置
4:露光装置
5:現像装置
10:転写ベルト
20:転写ローラ
21:分離チャージャ
25:ベルトクリーニングユニット
26:給紙カセット
28:レジストローラ対
30:加熱定着装置
32:切換ガイド
35:手差しトレイ
40:第1排紙トレイ
44:第2排紙トレイ
50:転写ユニット
53:ステッピングモータ
71:マーク検知センサ
100:プリンタ
300:スキャナ
1: Photoconductor 2: Drum cleaning device 4: Exposure device 5: Development device 10: Transfer belt 20: Transfer roller 21: Separation charger 25: Belt cleaning unit 26: Paper feed cassette 28: Registration roller pair 30: Heat fixing device 32 : Switching guide 35: manual feed tray 40: first paper discharge tray 44: second paper discharge tray 50: transfer unit 53: stepping motor 71: mark detection sensor 100: printer 300: scanner
Claims (18)
第2の像担持体と、
前記第1の像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記第1の像担持体から前記第2の像担持体に第2トナー像を転写した後、前記第2の像担持体に転写された前記第2の像担持体上の第2トナー像を、記録体の裏面に転写し、前記第1のトナー像担持体上の第1トナー像を、前記記録体のおもて面に転写する両面転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記第2の像担持体上の記録体転写前における第2トナー像のトナーの極性を、前記第1像担持体上におけるトナーの極性と反対の極性に変換する極性変換手段を設け、
前記第1の像担持体上と前記第2の像担持体上の記録体とが当接する転写ニップを形成し、前記第2像担持体の裏面から前記第1トナー像のトナー極性と逆極性の転写バイアスを印加することで、前記第1の像担持体上の第1トナー像を記録体のおもて面に静電転写すると同時に、前記第2の像担持体上の第2トナー像を記録体の裏面に静電転写するよう両面転写手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 A first image carrier;
A second image carrier;
Toner image forming means for forming a toner image on the first image carrier;
After the second toner image is transferred from the first image carrier to the second image carrier, the second toner image on the second image carrier transferred to the second image carrier is transferred. A double-sided transfer unit that transfers the first toner image on the first toner image carrier onto the front surface of the recording medium, and transfers the first toner image on the first toner image carrier to the front surface of the recording medium;
A polarity conversion means for converting the polarity of the toner of the second toner image before transfer of the recording material on the second image carrier to a polarity opposite to the polarity of the toner on the first image carrier;
A transfer nip is formed in which the recording body on the first image carrier and the recording body on the second image carrier abut, and a polarity opposite to the toner polarity of the first toner image is formed from the back surface of the second image carrier. By applying the transfer bias, the first toner image on the first image carrier is electrostatically transferred to the front surface of the recording body, and at the same time, the second toner image on the second image carrier is transferred. An image forming apparatus characterized in that a double-side transfer means is configured to electrostatically transfer the image onto the back surface of the recording medium.
両面にトナー像が形成された第2像担持体上の記録体を除電する除電手段を備え、
前記極性変換手段として、前記除電手段を用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
A neutralizing means for neutralizing the recording body on the second image carrier having the toner images formed on both sides;
An image forming apparatus using the charge eliminating unit as the polarity converting unit.
前記記録体の除電および前記第2トナー像のトナーの極性変換を、非接触で行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
An image forming apparatus, wherein neutralization of the recording material and toner polarity conversion of the second toner image are performed in a non-contact manner.
前記除電手段は、前記第2像担持体に向かって放電する放電部材を備え、
両面にトナー像が形成された第2像担持体上の記録体を除電するときは、前記放電部材に交流バイアスを印加し、前記第2の像担持体上の記録体転写前における第2トナー像のトナーの極性を変換するときは、前記放電部材に直流バイアスを印加するよう除電手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2 or 3,
The static elimination means includes a discharge member that discharges toward the second image carrier,
When neutralizing the recording medium on the second image carrier having the toner images formed on both sides, an AC bias is applied to the discharge member, and the second toner before the recording medium is transferred onto the second image carrier. An image forming apparatus comprising: a discharging unit configured to apply a DC bias to the discharge member when converting the polarity of toner of an image.
前記放電部材に印加する直流バイアスは、交流を整流して得たことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the direct current bias applied to the discharge member is obtained by rectifying alternating current.
前記放電部材として、放電針を用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 5,
An image forming apparatus using a discharge needle as the discharge member.
前記放電部材として導電性薄板部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 5,
An image forming apparatus using a conductive thin plate member as the discharge member.
前記第2像担持体を、駆動ローラと、少なくとも1つ以上の張架ローラとによって張架されて無端移動する無端ベルトとしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, wherein the second image carrier is an endless belt that is stretched by a driving roller and at least one stretching roller and moves endlessly.
前記駆動ローラは、記録体が第2像担持体から分離する分離部に設けられており、
前記駆動ローラの径を16[mm]以上としたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8.
The drive roller is provided in a separation unit that separates the recording body from the second image carrier,
An image forming apparatus, wherein a diameter of the driving roller is 16 [mm] or more.
前記第2の像担持体として表面抵抗が105[Ω/□]以上、1012[Ω/□]以下のベルト部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8 or 9,
An image forming apparatus using a belt member having a surface resistance of 10 5 [Ω / □] or more and 10 12 [Ω / □] or less as the second image carrier.
前記第2像担持体と、少なくとも前記第像担持体を張架する複数の張架ローラとをユニット化したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8,
An image forming apparatus, wherein the second image carrier and at least a plurality of stretching rollers for stretching the first image carrier are unitized.
前記第2の像担持体表面に設けたマークを検知するマーク検知手段を備え、
該マーク検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 12. The image forming apparatus according to claim 1, wherein
A mark detection means for detecting a mark provided on the surface of the second image carrier,
An image forming apparatus that controls an image forming operation based on a detection result of the mark detection means.
前記第2の像担持体を駆動させるための専用の駆動手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 12.
An image forming apparatus comprising a dedicated driving unit for driving the second image carrier.
前記第2の像担持体を前記第1の像担持体に対して接離可能に構成し、
画像形成時以外は、前記第2の像担持体を前記第1の像担持体に対して離間させることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The second image carrier is configured to be able to contact and separate from the first image carrier,
An image forming apparatus, wherein the second image carrier is separated from the first image carrier except during image formation.
前記第2の像担持体表面と当接して、前記第2の像担持体表面をクリーニングするクリーニング部材を、前記第2の像担持体に対して接離可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
An image characterized in that a cleaning member that comes into contact with the surface of the second image carrier and cleans the surface of the second image carrier is configured to be able to contact and separate from the second image carrier. Forming equipment.
前記トナー像を構成するトナーとして、平均円形度が0.90以上0.99以下のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus using toner having an average circularity of 0.90 or more and 0.99 or less as toner constituting the toner image.
前記トナー像を構成するトナーとして、形状係数SF−1が120以上180以下であり、形状係数SF−2が120以上190以下のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus using a toner having a shape factor SF-1 of 120 or more and 180 or less and a shape factor SF-2 of 120 or more and 190 or less as toner constituting the toner image.
前記トナー像を構成するトナーとして、重量平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.05〜1.30のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: a toner having a weight average particle diameter divided by a number average particle diameter of 1.05 to 1.30 as a toner constituting the toner image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008232734A JP2010066515A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Image forming apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013050517A (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Canon Inc | Image heating device |
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2008
- 2008-09-10 JP JP2008232734A patent/JP2010066515A/en not_active Withdrawn
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