JP2011022343A - Image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、高抵抗の中間転写体を用いてトナー像を記録材に転写する画像形成装置、詳しくは中間転写体の高抵抗を利用して転写後の記録材の分離を容易にする構造及び制御に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus for transferring a toner image to a recording material using a high resistance intermediate transfer member, and more particularly, to a structure that facilitates separation of a recording material after transfer using the high resistance of the intermediate transfer member and Regarding control.
感光ドラムに形成したトナー像を一次転写部で中間転写ベルトへ転写した後に、二次転写部で記録材へ転写する中間転写体方式の画像形成装置が広く用いられている(特許文献1、2)。特許文献1、2では、体積抵抗が1×108〜1012[Ωcm]の中抵抗の中間転写ベルトが使用されているが、近年、1×1013〜1015[Ωcm]の高抵抗の中間転写ベルトの使用が検討されている。
An image forming apparatus of an intermediate transfer body type is widely used in which a toner image formed on a photosensitive drum is transferred to an intermediate transfer belt by a primary transfer unit and then transferred to a recording material by a secondary transfer unit (Patent Documents 1 and 2). ). In
絶縁体(誘電体)に近い高抵抗の中間転写ベルトは、一次転写部でトナー像が転写された際の帯電状態を長く安定に保つことができる。このため、転写されたトナーの保持力が高くなり、途中で接地電位に接続されたローラに裏面が接触した場合でも、中抵抗の中間転写ベルトのようなトナー像の飛び散り現象が発生しない。 The intermediate transfer belt having a high resistance close to an insulator (dielectric) can keep the charged state long and stable when the toner image is transferred at the primary transfer portion. For this reason, the holding power of the transferred toner is increased, and even when the back surface comes into contact with a roller connected to the ground potential in the middle, the toner image scattering phenomenon like the intermediate transfer belt of intermediate resistance does not occur.
しかし、帯電状態が長く保たれることで接触した記録材との静電的な付着力が大きくなるため、薄い記録材の場合には、二次転写部で中間転写ベルトに記録材が付着して分離しにくいことがある。 However, since the electrostatic adhesion force with the recording material that has been in contact with the recording material that has been in contact with the recording material that has been charged for a long time increases, the recording material adheres to the intermediate transfer belt at the secondary transfer portion in the case of a thin recording material. May be difficult to separate.
特許文献3には、二次転写部における電圧の印加タイミングを調整して、中間転写体に対する記録材の分離性能を高める制御が示される。記録材の先端部が二次転写部を通過した後に二次転写部での電圧印加を開始することで、記録材の先端部が中間転写ベルトに静電気的に吸着されないようにしている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-260688 discloses control for improving the separation performance of the recording material with respect to the intermediate transfer member by adjusting the voltage application timing in the secondary transfer portion. By starting voltage application at the secondary transfer portion after the leading end portion of the recording material passes through the secondary transfer portion, the leading end portion of the recording material is prevented from being electrostatically attracted to the intermediate transfer belt.
高抵抗の中間転写ベルトは、一次転写部での高い帯電状態を保って二次転写部へ到達するため、記録材への静電気的な吸着力が大きく、二次転写部で外から電圧を印加したくらいでは薄い記録材を十分に分離できない。 The high-resistance intermediate transfer belt reaches the secondary transfer section while maintaining a high charged state at the primary transfer section, and therefore has a large electrostatic adsorption force to the recording material, and a voltage is applied from the outside at the secondary transfer section. The thin recording material cannot be separated sufficiently.
また、二次転写部は、転写ローラを用いた場合で6mm以上、コロナ帯電器を用いた場合は10mm以上となるため、記録材の先端領域が通過するのを待って二次転写を開始すると記録材の先頭の余白部分だけでは足りなくなる。あるいは、二次転写部を通過する記録材の帯電状態が十分に安定しない状態で二次転写が始まることになって、画像の先頭部分に濃度ムラが発生する。 Further, since the secondary transfer portion is 6 mm or more when a transfer roller is used and 10 mm or more when a corona charger is used, secondary transfer is started after waiting for the leading end region of the recording material to pass. Only the margin at the beginning of the recording material is insufficient. Alternatively, the secondary transfer starts in a state where the charging state of the recording material passing through the secondary transfer portion is not sufficiently stable, and density unevenness occurs in the head portion of the image.
そこで、二次転写部の上流側に非接触の除電帯電器を配置して中間転写ベルトを除電することが提案されたが、この場合も、除電領域がトナー像にオーバーラップすると画像濃度ムラが発生する。トナー像を担持した部分に除電が及ぶとトナーが飛び散ることもある。 Therefore, it has been proposed to dispose the intermediate transfer belt by disposing a non-contact charge remover on the upstream side of the secondary transfer portion, but in this case as well, image density unevenness occurs when the charge removal area overlaps the toner image. appear. When static elimination is applied to the portion carrying the toner image, the toner may be scattered.
本発明は、記録材の先頭の余白部分が狭くても、トナー像の転写に影響を及ぼすことなく、高抵抗の中間転写体から記録材を分離できる画像形成装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of separating a recording material from a high-resistance intermediate transfer member without affecting the transfer of the toner image even if the leading margin of the recording material is narrow. .
本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、体積抵抗値が1×1013[Ωcm]以上の中間転写体と、前記中間転写体を押圧して前記像担持体に当接させる転写部材と、前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を転写させるように前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写体に重ねた記録材を帯電させて前記中間転写体から記録材へトナー像を転写させる二次転写部と、を備えた画像形成装置において、前記二次転写部で記録材先端部に重なる面の領域にトナーの帯電極性と逆極性の電荷がチャージアップされるように、トナー像が転写される前の前記中間転写体を帯電させる中間転写体帯電手段と、前記中間転写体の記録材先端部に重なる部分が通過した後に前記転写部材に電圧が印加されるように前記電源を制御する制御手段と、を備える。 The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier on which a toner image is formed, an intermediate transfer member having a volume resistance value of 1 × 10 13 [Ωcm] or more, and pressing the intermediate transfer member to the image carrier. A transfer member to be contacted, a power source for applying a voltage to the transfer member so as to transfer a toner image from the image carrier to the intermediate transfer member, and a recording material superimposed on the intermediate transfer member to charge the intermediate member And a secondary transfer unit that transfers the toner image from the transfer member to the recording material. The secondary transfer unit has a charge opposite in polarity to the charge polarity of the toner in a region of the surface overlapping the recording material tip in the secondary transfer unit. The intermediate transfer member charging means for charging the intermediate transfer member before the toner image is transferred, and the transfer member after passing through the portion of the intermediate transfer member that overlaps the leading edge of the recording material. So that the voltage is applied And a control means for controlling the source, the.
本発明の画像形成装置では、一次転写部の手前で中間転写体に、二次転写部での記録材の帯電を前提とした記録材の分離に都合のよい帯電状態を付与している。そして、一次転写部では、その帯電状態が損なわれないように、記録材の先頭に重なる部分を避けた電圧印加を行ってトナー像の一次転写を行う。 In the image forming apparatus of the present invention, a charged state that is convenient for separation of the recording material on the premise that the recording material is charged in the secondary transfer portion is imparted to the intermediate transfer body before the primary transfer portion. Then, in the primary transfer portion, the toner image is primarily transferred by applying a voltage avoiding a portion overlapping the head of the recording material so that the charged state is not impaired.
このため、二次転写部では、記録材の途中で転写条件を切り替えることなく一様な条件を適用して転写を行えば、自動的に記録材の分離に都合の良い帯電状態が記録材と中間転写体との間に形成されて記録材が分離される。 For this reason, in the secondary transfer section, if transfer is performed by applying uniform conditions without switching the transfer conditions in the middle of the recording material, a charged state that is convenient for automatically separating the recording material is automatically The recording material is separated from the intermediate transfer member.
従って、記録材の先頭の余白部分が狭くても、トナー像の転写に影響を及ぼすことなく、高抵抗の中間転写体から記録材を分離できる。 Therefore, even if the leading margin of the recording material is narrow, the recording material can be separated from the high-resistance intermediate transfer member without affecting the transfer of the toner image.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、予め帯電させた中間転写ベルトに対してトナー像が一次転写される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention can be implemented in another embodiment in which a part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration as long as the toner image is primarily transferred to the pre-charged intermediate transfer belt. .
従って、中間転写体から記録材へトナー像を転写する画像形成装置であれば、タンデム型/1ドラム型の区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。 Therefore, any image forming apparatus that transfers a toner image from an intermediate transfer member to a recording material can be implemented without distinction between a tandem type and a one-drum type. In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, a composite machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. It can be implemented in various applications such as a machine.
なお、特許文献1〜3に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。 In addition, about the general matter of the image forming apparatus shown by patent documents 1-3, illustration is abbreviate | omitted and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus.
図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト7に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部PY、PM、PC、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成部PY、PM、PC、PKは、それぞれプロセスユニットにまとめて構成され、独立して交換可能である。
As shown in FIG. 1, the
外部のコンピュータ300、内蔵のイメージリーダ200、又はファクシミリ等から制御部90にフルカラー画像情報信号が入力されると、制御部90は、画像形成装置100を起動させる。制御部90は、操作パネル91を通じた設定及び操作に基づいて画像形成部PY、PM、PC、PKを制御して記録材Pに画像を形成する。制御部90は、画像形成装置100全体の制御を司り、入力したフルカラー画像情報信号を所要に画像処理するとともに、画像形成部PY、PM、PC、PKを画像形成シーケンスの所定タイミングで駆動する。露光装置3Y、3M、3C、3Kは、制御部90から入力する画像処理された各色の画像情報信号に対応して変調したレーザ光を出力して、感光ドラム1Y、1M、1C、1Kを走査露光する。これにより、感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに走査露光パターンに対応した静電像が形成され、静電像は、現像装置4Y、4M、4C、4Kにより各色のトナー像に現像される。
When a full-color image information signal is input to the
画像形成部PYでは、感光ドラム1Yにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト7に一次転写される。画像形成部PMでは、感光感光ドラム1YMにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト7のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部PC、PKでは、それぞれ感光感光ドラム1YC、1Kにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト7に順次重ねて一次転写される。
In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1Y and is primarily transferred to the
中間転写ベルト7に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部T2へ搬送されて記録材Pへ一括二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置22で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
The four-color toner images primarily transferred to the
記録材カセット14からピックアップローラ15によって引き出された記録材Pは、分離ローラ16で1枚ずつに分離して、レジストローラ19へ送り出される。レジストローラ19は、停止状態で記録材Pを受け入れて待機させ、中間転写ベルト7のトナー像にタイミングを合わせて記録材Pを二次転写部T2へ送り込む。
The recording material P drawn from the
中間転写ベルト7は、テンションローラ9、駆動ローラ8、及び対向ローラ10に掛け渡して支持され、駆動ローラ8に駆動されて300mm/secのプロセススピードで矢印R2方向に回転する。
The
ベルトクリーニング装置13は、中間転写ベルト7にクリーニングブレード13aを摺擦させて、記録材Pへの転写を逃れて二次転写部T2を通過して中間転写ベルト7に残った転写残トナーをクリーナ容器13cに回収する。クリーナ容器13cに回収された転写残トナー等は、搬送スクリュー13bによって搬送されて、ベルトクリーニング装置13の長手方向の端部へ導かれて不図示の回収タンクに排出される。ベルトクリーニング装置13は、対向ローラ17との間に中間転写ベルト7を挟み込んで中間転写ベルト7の外周面側に配設される。クリーニングブレード13aは、中間転写ベルト7に対して、所定の角度および圧力で当接されている。
The
定着装置22は、矢印方向に回転駆動される定着ローラ22aと加圧ローラ22bとを圧接しながら回転させるヒートローラ定着装置である。定着ローラ22aの内部には、ハロゲンランプ等のヒータ22cが配設され、ヒータ22cへの印加電圧等を制御することにより、定着ローラ22aの表面を所定の定着温度に維持する温調制御を行っている。
The fixing
記録材Pは、定着ローラ22aと加圧ローラ22bの圧接部である定着部に導入されて挟持搬送される。これにより、記録材P上の各色トナー像のトナーが溶融混色してフルカラー画像として記録材Pの表面に定着されてフルカラープリントが形成される。
The recording material P is introduced into a fixing portion which is a pressure contact portion between the fixing
<画像形成部>
図2は画像形成部の構成の説明図である。
<Image forming unit>
FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming unit.
画像形成部PY、PM、PC、PKは、現像装置4Y、4M、4C、4Kで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部PYについて説明し、他の画像形成部PM、PC、PKについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のYをM、C、Kに読み替えて説明されるものとする。
The image forming units PY, PM, PC, and PK are configured substantially the same except that the color of toner used in the developing
図2に示すように、画像形成部PYは、感光ドラム1Yの周囲に、帯電ローラ2Y、露光装置3Y、現像装置4Y、一次転写ローラ11Y、クリーニング装置5Yを配置している。
As shown in FIG. 2, in the image forming unit PY, a charging roller 2Y, an
像担持体の一例である感光ドラム1Yは、アルミニウムシリンダの円筒状の外周面に負極性の帯電極性を持たせたOPC感光層が形成され、300mm/secのプロセススピードで矢印R1方向に回転する。 The photosensitive drum 1Y, which is an example of an image carrier, has an OPC photosensitive layer having a negative polarity charged on the cylindrical outer peripheral surface of an aluminum cylinder, and rotates in the direction of arrow R1 at a process speed of 300 mm / sec. .
帯電ローラ2Yは、電源D3から直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて、感光ドラム1Yの表面を一様な負極性の暗部電位VDに帯電する。帯電ローラ2Yは、導電性の芯金2aと、芯金2aの回りに順次にローラ状に形成された低抵抗の弾性層2b及び中抵抗の弾性層2cとを形成してある。
The charging roller 2Y is applied with an oscillating voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage from the power supply D3, and charges the surface of the photosensitive drum 1Y to a uniform negative potential VD. The charging roller 2Y includes a conductive metal core 2a, and a low-resistance
帯電ローラ2は、芯金2aの両端部を軸受部材で回転可能に支持させて感光ドラム1Yに対して略並行に配置され、両端部の軸受部材は、不図示のバネ部材によって感光ドラム1Yに向けて付勢される。これにより、帯電ローラ2Yは、感光ドラム1Yに対して所定の押圧力で圧接し、感光ドラム1Yの回転に従動して回転する。
The charging
露光装置3Yは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをON−OFF変調したレーザービームを回転ミラーで走査する。暗部電位VDに帯電した感光ドラム1Yの表面電位が露光を受けて明部電位VLに電位低下することで、感光ドラム1Yに画像の静電像が書き込まれる。露光装置3Yは、半導体レーザ、回転多面鏡、fθレンズ、反射鏡などを含む。
The
現像装置4Yは、イエローの非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を帯電させて現像スリーブ4bに担持させる。電源D4は、負極性の直流電圧Vdcに交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ4bに印加して、相対的に正極性になった感光ドラム1Yの明部電位VLの部分へトナーを移転させる。
The developing
一次転写ローラ11Yは、電源DYから正極性の直流電圧V1を印加されて、感光ドラム1Yに担持されたトナー像を中間転写ベルト7へ一次転写する。一次転写ローラ11Yの両端部の軸受部材は、不図示のバネ部材によって、感光ドラム1Yに向けて付勢される。これにより、一次転写ローラ11Yは、感光ドラム1Yとの間に中間転写ベルト7を挟み込んで、感光ドラム1Yと中間転写ベルト7との間に一次転写部TYを形成する。一次転写ローラ11Yは、中間転写ベルト7に対して所定の押圧力で圧接し、中間転写ベルト7の回転に従動して回転する。
The
クリーニング装置5Yは、感光ドラム1Yにクリーニングブレード5aを摺擦させて、中間転写ベルト7への転写を逃れて感光ドラム1Yに残った転写残トナーをクリーナ容器5cに回収する。クリーナ容器5cに回収された転写残トナー等は、搬送スクリュー5bによって搬送されて、クリーニング装置5Yの長手方向の端部へ導かれて不図示の回収タンクに排出される。クリーニングブレード5aは、感光ドラム1Yに対して、所定の角度および圧力で当接されている。
The
<現像装置>
現像装置4Yは、二成分現像剤4eを収容した現像容器4a内の底部側に攪拌搬送スクリュー4fが配設されている。現像容器4a内の二成分現像剤4eは、非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、攪拌搬送スクリュー4fにより攪拌されながら搬送される。トナーとして懸濁重合法により作製される重合トナーを用いた。トナーはキャリアとの摺擦によって、感光ドラム1Yの帯電極性と同極性の負極性に摩擦帯電される。
<Developing device>
In the developing
現像剤担持体としての現像スリーブ4bは、その外周面の一部を現像容器4aから外部に露呈させて回転可能に配置されている。現像スリーブ4bは、感光ドラム1Yと所定の最近接距離(S−Dgap)を保持して感光ドラム1Yに近接対向配設される。現像スリーブ4bは、感光ドラム1Yとの対向部において、感光ドラム1Yの回転進行方向とは逆方向に回転駆動される。
The developing
非磁性の現像スリーブ4b内には、非回転に固定してマグネットローラ4cが挿設されている。現像スリーブ4b内のマグネットローラ4cの磁力により、現像容器4a内の二成分現像剤4eの一部が現像スリーブ4bの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。
In the non-magnetic developing
現像スリーブ4bに対向して、規制ブレード4dが設けられている。現像スリーブ4bの回転に伴い回転搬送される磁気ブラシ層は、現像剤規制ブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像部(感光ドラム1Yと現像スリーブ4bの対向部)において、感光ドラム1Yの面に対して接触して適度に摺擦する。
A
現像スリーブ4bには、電源D4から直流電圧Vdcに交流電圧を重畳した振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム1Yとの対向部に搬送された二成分現像剤4e中のトナーが、感光ドラム1Yの表面で、直流電圧Vdcの電界によって静電像に対応して選択的に付着して、静電像がトナー像として現像される。感光ドラム1Yの表面の露光部分にトナーが付着して、静電像が反転現像される。
An oscillating voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage Vdc is applied from the power source D4 to the developing
感光ドラム1Yとの対向部を通過した現像スリーブ4b上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ4bの回転に伴って現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。
The developer thin layer on the developing
トナー補給室BY内に補給用トナーが収容されている。現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度を略一定の範囲内に維持するために、現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度が不図示の光学式トナー濃度センサによって検知される。制御部90は、その検知情報に応じてトナー補給室BYのトナー補給ローラ4hの回転量を制御して、トナー補給室BY内の補給用トナーを、現像容器4a内の二成分現像剤4eに補給する。補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー4fによって二成分現像剤4eに攪拌混合される。
Replenishment toner is accommodated in the toner replenishing chamber BY. In order to maintain the toner concentration of the two-
ここでは、現像部における感光ドラム1Yの暗部電位VDが負極性−400Vとなる様に、帯電ローラ2Yには、直流電圧Vdc=−450Vにピーク間電圧Vpp=1.2kVの交流電圧を重畳した振動電圧が印加される。そして、現像部における感光ドラム1Yの明部電位VLが、負極性の−100Vになるように、露光装置3のレーザービーム強度が設定される。そして、現像スリーブ4bには、直流電圧Vdc=−300Vに、ピーク間電圧Vpp=1.5kVの矩形波の交流電圧を重畳した振動電圧が印加される。このようなプロセスを経て、感光ドラム1Y上に現像されたトナーの電荷量は、負極性の−30μC/g前後となり、最大濃度Dmax形成時の一色分のトナー載り量は0.50mg/cm2となった。
Here, an AC voltage having a peak-to-peak voltage Vpp = 1.2 kV is superimposed on the DC voltage Vdc = −450 V on the charging roller 2Y so that the dark portion potential VD of the photosensitive drum 1Y in the developing unit has a negative polarity of −400V. An oscillating voltage is applied. Then, the laser beam intensity of the
<中間転写ベルト>
図3は中間転写ベルトの体積抵抗値と電荷減衰率の関係の説明図である。
<Intermediate transfer belt>
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the volume resistance value of the intermediate transfer belt and the charge decay rate.
図1に示すように、画像形成部PY、PM、PC、PKの下方に、中間転写ユニット6が配設される。中間転写ユニット6は、中間転写体として、無端状で可撓性を有する中間転写ベルト7を駆動ローラ8、テンションローラ9、及び対向ローラ10に組み立てた状態で一体に交換可能である。テンションローラ9は画像形成部PY側に、駆動ローラ8は画像形成部PK側に、対向ローラ10はテンションローラ9と駆動ローラ8の間の下方に配置される。中間転写ベルト7は、テンションローラ9によって一定のテンションがかけられ、駆動ローラ8、テンションローラ9、及び対向ローラ10は、全て接地電位に接続されている。
As shown in FIG. 1, an intermediate transfer unit 6 is disposed below the image forming portions PY, PM, PC, and PK. The intermediate transfer unit 6 can be exchanged as an intermediate transfer body in an assembled state where the endless and flexible
中間転写ベルト7は、PI、PC、PET、PVDFのような誘電体樹脂によって構成され、誘電体樹脂の充実肉質層、或いは弾性体層の単層ベルト、或いはそのような層を含む複合層ベルトである。
The
ここでは、ベルト周長L=900mm、厚みt=100μmのポリイミド(PI)樹脂を採用しており、比誘電率が3.5、体積抵抗値が1×1015Ωcmである。体積抵抗率は、23℃50%RHの環境下でJIS−K6911法準拠プローブを使用し、印加電圧100V、印加時間60secにて測定した。しかし、体積抵抗値≧1×1013Ωcmならば、他の材料や厚みのものでも構わない。中間転写ベルト7の抵抗値をこのように選択した理由は以下のとおりである。
Here, a polyimide (PI) resin having a belt circumferential length L = 900 mm and a thickness t = 100 μm is employed, the relative dielectric constant is 3.5, and the volume resistance value is 1 × 10 15 Ωcm. The volume resistivity was measured in an environment of 23 ° C. and 50% RH using a JIS-K6911 method-compliant probe at an applied voltage of 100 V and an applied time of 60 seconds. However, other materials and thicknesses may be used as long as the volume resistance value ≧ 1 × 10 13 Ωcm. The reason why the resistance value of the
中間転写ベルトは、一般的に静電容量Cと抵抗Rの並列回路と等価である。時間t秒後に中間転写ベルトに残留する電荷量Qは、初期帯電量Q0、中間転写ベルトの誘電率ε、体積抵抗値ρとすると、次式で表される。
Q = Q0 × E(−t/C×ρ) ・・・(1)
The intermediate transfer belt is generally equivalent to a parallel circuit of a capacitance C and a resistance R. The amount of charge Q remaining on the intermediate transfer belt after time t seconds is expressed by the following equation, where the initial charge amount Q0, the dielectric constant ε of the intermediate transfer belt, and the volume resistance value ρ.
Q = Q0 × E (−t / C × ρ) (1)
ここで、中間転写ベルトの面積をS、厚みをdとすると、時定数τ=C×ρは次式で表される。
C×ρ = ε × S/d × ρ ・・・(2)
Here, when the area of the intermediate transfer belt is S and the thickness is d, the time constant τ = C × ρ is expressed by the following equation.
C × ρ = ε × S / d × ρ (2)
表1は、ポリイミド(PI)樹脂の中間転写ベルトの体積抵抗値を1×109〜1015まで7段階に異ならせて比誘電率を測定した結果である。体積抵抗値は、アドバンテスト社製エレクトロメータR8340Aを用いて測定した。23℃/50%RH環境にて、JIS−K6911法準拠プローブを使用して印加電圧100V、印加時間60secの条件で測定した。また、比誘電率は、ヒューレット・パッカード社製の4284A PRCION LCR METER、及び16451B 誘電体測定用電極(電極C)を用いて以下の条件で測定した。 Table 1 shows the results of measuring the relative dielectric constant by changing the volume resistance value of the intermediate transfer belt of polyimide (PI) resin in 7 stages from 1 × 10 9 to 10 15 . The volume resistance value was measured using an electrometer R8340A manufactured by Advantest Corporation. The measurement was performed under the conditions of an applied voltage of 100 V and an applied time of 60 sec using a JIS-K6911 method-compliant probe in a 23 ° C./50% RH environment. The relative dielectric constant was measured under the following conditions using a 4284A PRCION LCR METER manufactured by Hewlett-Packard Co., and a 16451B dielectric measurement electrode (electrode C).
測定方法:16451B誘電体測定用電極の取扱説明書に記載の電極接触法
試料寸法:薄膜ガード電極外径=56mm、薄膜ガード電極内径=51mm、薄膜主電極径=50mm、試料厚さ=15〜50μm
薄膜電極形成方法:E1030 マイルドスパッタ(日立サイエンスシステムズ社製)Pt−PD電極による蒸着
測定条件:1Vpp、100Hz
測定環境:23℃/60%
Measurement method: electrode contact method described in the instruction manual for the electrode for measuring the electrode 16451B Sample dimensions: thin film guard electrode outer diameter = 56 mm, thin film guard electrode inner diameter = 51 mm, thin film main electrode diameter = 50 mm, sample thickness = 15 to 50 μm
Thin-film electrode formation method: E1030 Mild sputtering (manufactured by Hitachi Science Systems Co., Ltd.) Deposition measurement conditions with Pt-PD electrode: 1 Vpp, 100 Hz
Measurement environment: 23 ° C / 60%
表1に示すように、体積抵抗値が7段階の中間転写ベルトは、面積S、厚みdは全て同一のために、ベルトの誘電率ε、体積抵抗値ρから、時間t秒後の中間転写ベルトの電荷減衰率が計算できる。図1の画像形成装置100では、中間転写ベルト7の周長L=900mm、プロセス速度SP=300mm/secとして、表1のデータを上記(1)式に代入することで、中間転写ベルト7が1周回転した後の電荷量Qの初期Q0からの減衰率が計算できる。その結果を図3に示す。
As shown in Table 1, since the intermediate transfer belt having a seven-stage volume resistance value has the same area S and thickness d, the intermediate transfer after t seconds from the dielectric constant ε and volume resistance value ρ of the belt. The charge decay rate of the belt can be calculated. In the
図3に示すように、中間転写ベルト7の自己減衰分のみを考慮して電荷減衰率を計算した場合、体積抵抗値ρが1×1013[Ωcm]以上になると、1回転では殆ど電荷減衰しなくなる傾向を示している。
As shown in FIG. 3, when the charge attenuation rate is calculated considering only the self-attenuation amount of the
そして、画像形成装置100において表1に示した各段階の中間転写ベルトを用いて、中間転写ベルト7にて発生するトナー飛び散りの実験を行なった。すると、体積抵抗値ρが1×1013[Ωcm]以上になると、トナー飛び散りの抑制効果が顕著に観られた。この理由は、体積抵抗値ρが1×1013[Ωcm]以上の中間転写ベルト7では、自己電荷減衰が生じにくいことに加えて、接地された駆動ローラ8を通過する時に駆動ローラ8への電荷移動が発生しにくいためと考えられる。
Then, in the
従って、トナー飛び散りを回避して高品質の画像形成を行うためには、体積抵抗値ρが1×1013[Ωcm]以上あることが望ましい。また、後述するように、記録材に接触する3/4回転前に中間転写ベルト7を帯電させて記録材の分離性能を高めるためにも、体積抵抗値ρが1×1013[Ωcm]以上あることが望ましい。
Therefore, in order to avoid high-quality image formation while avoiding toner scattering, the volume resistance value ρ is desirably 1 × 10 13 [Ωcm] or more. Further, as will be described later, the volume resistance value ρ is 1 × 10 13 [Ωcm] or more in order to charge the
<一次転写部>
図4はトナー像の転写部の構成の説明図である。図5は一次転写部におけるニップ幅と転写効率との関係の説明図である。図6は一次転写部における中間転写ベルトのチャージアップの説明図である。図4中、(a)は一次転写部、(b)は二次転写部である。
<Primary transfer section>
FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the toner image transfer portion. FIG. 5 is an explanatory diagram of the relationship between the nip width and the transfer efficiency in the primary transfer portion. FIG. 6 is an explanatory diagram of charge-up of the intermediate transfer belt in the primary transfer portion. In FIG. 4, (a) is a primary transfer portion, and (b) is a secondary transfer portion.
図2に示すように、中間転写ベルト7の内側に、転写部材としての一次転写ローラ11Yが配設される。一次転写ローラ11Yは、SUSやアルミニウム等の金属から成る導電性の芯金11aの外周面にローラ状に弾性層11bが形成された導電性弾性ローラである。一次転写ローラ11Yは、芯金11aの両端部を軸受部材で回転可能に支持させて、感光ドラム1Yに対して略並行に配置している。不図示のバネ部材が両端部の軸受部材を感光ドラム1Yに向けて付勢することで、一次転写ローラ11Yは中間転写ベルト7の内側面に圧接する。そして、芯金11aに対して電源DYからトナーの帯電極性とは逆極性の定電流制御された電圧が印加される。
As shown in FIG. 2, a
一次転写ローラ11Yの外径は16mmであり、そのうち芯金11aの直径はφ8mm、弾性層11bは厚さ4mmである。弾性層11bは、カーボン粒子を分散して導電性を付与した導電性ウレタンスポンジからなり、ローラ硬度(ASKER C)は30°である。
The
一次転写ローラ11Yの抵抗値は、約106Ω(23℃/50%RH)であった。この抵抗値は、接地した金属ローラに一次転写ローラ11Yを4.9N(500gf)の荷重で当接させ、芯金11aに500Vの電圧を印加して、50mm/secの周速で回転している状態の電流を測定して求めた。
The resistance value of the
なお、弾性層11bの材料として、NBR、ヒドリン、EPDM等の他の導電性弾性材料を用いても構わない。また、ローラ硬度(ASKER C)は20〜40°程度、抵抗値は105〜108程度のものを用いても構わない。
It should be noted that other conductive elastic materials such as NBR, hydrin, and EPDM may be used as the material of the
図4の(a)に示すように、一次転写ローラ11Yは、感光ドラム1Yとの間に中間転写ベルト7を挟み込んで、感光ドラム1Yと中間転写ベルト7との間に一次転写部TYを形成する。感光ドラム1Yに対する一次転写ローラ11Yの押圧力は、一次転写ローラ11Yと中間転写ベルト7との間に形成される一次転写部TYのニップ幅N1が4.0mmとなるように設定されている。
As shown in FIG. 4A, the
図1に示すように、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kは、駆動ローラ8とテンションローラ9との間に張架された中間転写ベルト7の内側面に互いに並行に配設されている。一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kは、画像形成部PY、PM、PC、PKの感光ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に中間転写ベルト7を挟み込んで各色の一次転写部TY、TM、TC、TKを形成する。
As shown in FIG. 1, the
各色の一次転写部TY、TM、TC、TKにおいて、感光ドラム1Y、1M、1C、1Kから中間転写ベルト7へイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が順次一次転写される。
In the primary transfer portions TY, TM, TC, and TK of the respective colors, yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially primary-transferred from the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K to the
画像形成装置100では、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kに印加される電圧は定電流制御されている。電源DY、DM、DC、DKは、全て等しい電流値である正極性+18μAの電流が一次転写部TY、TM、TC、TKに流れるように、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kに可変の電圧を出力する。
In the
図5に示すように、中間転写ベルト7は高抵抗で電荷保持特性が高いため、中間転写ベルト7が一次転写部TY、TM、TC、TKを通過する毎にチャージアップが発生して、中間転写ベルト7の表面電位は階段状に上昇する。図5は中間転写ベルト7のトナー像担持面側の電位を表している。
As shown in FIG. 5, since the
このため、高抵抗の中間転写ベルト7の場合、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kへ印加する電圧を定電圧制御することが困難である。一次転写ローラの抵抗値を定期的に検知して所定の必要電流が得られる定電圧を設定する定電圧制御では、中間転写ベルト7の電位上昇があると、必要電流を安定的に確保することが困難だからである。従って、実施例1では、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kへ印加する電圧を定電流制御している。
For this reason, in the case of the high-resistance
<二次転写部>
図4の(b)に示すように、対向ローラ10のベルト巻き掛け部の外側に二次転写ローラ12が配設される。図1示すように、二次転写ローラ12は、直径φ12mmの導電性の芯金12aの外周に厚さ6mmの導電性(中抵抗)のEPDM発泡材料の弾性層12bを配置しており、ローラ硬度(ASKER C)は30°である。
<Secondary transfer section>
As shown in FIG. 4B, the
二次転写ローラ12は、芯金12aの両端部を軸受部材で回転可能に支持させて対向ローラ10に対して並行に配置され、不図示のバネ部材によって両端部の軸受部材が対向ローラ10に向かって付勢されている。これにより、二次転写ローラ12と対向ローラ10との間に中間転写ベルト7を挟み込んで、中間転写ベルト7と二次転写ローラ12との間に二次転写部T2を形成している。対向ローラ10に対する二次転写ローラ12の押圧力は、二次転写部T2のニップ幅N2が6.0mmとなるように選択されている。そして、芯金12aに対して電源D2からトナーの帯電極性とは逆極性の定電流制御された電圧が印加される。
The
また、二次転写ローラ12の抵抗値は、約1×108Ω(23℃/50%RH)であった。この抵抗値は、接地した金属ローラに二次転写ローラ12を4.9N(500g重)の荷重で当接させて50mm/secの周速で回転させ、芯金12aに2000Vの電圧を印加して測定し電流値から求めた。
The resistance value of the
なお、弾性層12bの材料として、NBR、ヒドリン、ウレタン等の他の導電性弾性材料を用いても構わない。 It should be noted that other conductive elastic materials such as NBR, hydrin, and urethane may be used as the material of the elastic layer 12b.
ここで、一次転写部TYのニップ幅をN1=4.0mmとし、二次転写部T2のニップ幅をN2=6.0mmとした理由を説明する。 Here, the reason why the nip width of the primary transfer portion TY is N1 = 4.0 mm and the nip width of the secondary transfer portion T2 is N2 = 6.0 mm will be described.
図5に示すように、一次転写ローラ11Yに定電圧Vconstを印加して、プロセス速度を高速VP=300mm/sec、中速VP=200mm/sec、低速VP=100mm/secと変化させた。このとき、一次転写部TYで形成したニップ幅N1に応じて転写効率ηが変化する。
As shown in FIG. 5, the constant voltage Vconst was applied to the
プロセス速度が低速の場合を例にとって説明すると、ニップ幅N1がゼロから徐々に長くなるにつれて転写効率ηが上がっていく(領域η1)。次に転写効率ηが最大となるその前後の領域η2を経た後に、転写効率ηは下がっていく(領域η3)。 The case where the process speed is low will be described as an example. As the nip width N1 gradually increases from zero, the transfer efficiency η increases (area η1). Next, after passing through the region η2 before and after the transfer efficiency η is maximized, the transfer efficiency η decreases (region η3).
感光ドラム1Yに形成されているトナー像を中間転写ベルト7へ転写するためには、トナー像を引き寄せるために十分な電荷を、一次転写ローラ11Yを通じて中間転写ベルト7の内側面に付与する必要がある。このとき、ニップ幅N1が狭過ぎると、中間転写ベルト7への電荷付与が不足となり、領域η1の傾向を示す。また、ニップ幅が広過ぎると、中間転写ベルト7に付与される電荷量が過剰となり、トナーの電荷極性が反転して感光ドラム1Yに再転写されるために領域η3の傾向となる。このため、画像形成装置100においては、転写効率ηがピークとなる領域η2にニップ幅N1が選択されており、実施例1では、ニップ幅N1=4.0mmであった。
In order to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 1Y to the
また、二次転写部T2にて形成されるニップ幅N2についても一次転写部TYのニップ幅N1と同様に選択されており、実施例1では、最適なニップ幅N2=6.0mmであった。二次転写部T2のニップ幅N1が一次転写部TYのニップ幅N1よりも長くなる理由は、一次転写部T1よりも転写するトナー量が多いからである。また、様々な記録材Pに対してトナー像の転写性を損ねることなく、安定して記録材を搬送するため、以下の設定条件が選択されているからである。
二次転写ローラ12の抵抗値>一次転写ローラ11の抵抗値
二次転写ローラ12の外径>一次転写ローラ11の外径
Further, the nip width N2 formed at the secondary transfer portion T2 is also selected in the same manner as the nip width N1 of the primary transfer portion TY. In Example 1, the optimum nip width N2 was 6.0 mm. . The reason why the nip width N1 of the secondary transfer portion T2 is longer than the nip width N1 of the primary transfer portion TY is that the amount of toner transferred is larger than that of the primary transfer portion T1. Further, the following setting conditions are selected in order to stably convey the recording material without impairing the transferability of the toner image to various recording materials P.
Resistance value of
記録材Pが二次転写部T2を挟持搬送されていく過程において、二次転写ローラ12に対して電源D2からトナーの帯電極性と逆極性の直流電圧V2が印加される。画像形成装置100では、二次転写ローラ12に印加する電圧についても定電流制御を用いている。電源D2は、正極性の+36μAが二次転写部T2に流れるように、二次転写ローラ12に印加する電圧を可変に出力する。定電流制御を選択している理由は、前述した一次転写部TY、TM、TC、TKでの選択理由と同様である。二次転写部T2へ到着する中間転写ベルト7がチャージアップして表面電位が安定しないため、定電圧制御だと、中間転写ベルト7に必要な電荷を付与するための電圧(転写コントラスト)を過不足無く印加することが困難だからである。
In the process in which the recording material P is nipped and conveyed across the secondary transfer portion T2, a DC voltage V2 having a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to the
二次転写部T2を出た記録材Pは、対向ローラ10の外周面に沿った中間転写ベルト7の湾曲面で、記録材Pの剛性によって中間転写ベルト7の表面から曲率分離する。中間転写ベルト7から分離した記録材Pは、ガイド部材に案内されて定着装置22に導入される。
The recording material P that has exited the secondary transfer portion T <b> 2 is separated from the surface of the
<比較例>
図7は二次転写部における記録材の分離不良の説明図である。
<Comparative example>
FIG. 7 is an explanatory diagram of recording material separation failure in the secondary transfer portion.
中間転写方式の画像形成装置は、近年、1ドラム型、タンデム型を問わず画質性能が向上してきているが、画像の飛び散りという技術課題が残っている。 In recent years, the image forming apparatus of the intermediate transfer type has improved the image quality performance regardless of the one-drum type or the tandem type, but the technical problem of image scattering remains.
図1に示すように、トナー像を担持した中間転写ベルト7に一次転写部TYから二次転写部T2へ移動する途中で、中間転写ベルト7によるトナー像の静電的な保持力が弱まると、本来画像が無い筈の周辺部分にトナーが飛び散る。このような飛び散り現象が発生すると画像の先鋭度が損なわれてしまう。
As shown in FIG. 1, when the
飛び散り現象の主な発生原因として、次の二つが挙げられる。一つ目には、従来の体積抵抗値ρが1×108〜1012[Ωcm]である中抵抗域の中間転写ベルト7は、中間転写ベルト7に付与された電荷が数秒間で自然消滅していく自己減衰特性があることである。また、二つ目には、中間転写ベルト7が一次転写部TYから二次転写部T2へ移動する際に、接地された駆動ローラ8を通過する。その際に、中間転写ベルト7から駆動ローラ8に向かって急激な電荷移動が発生することである。
The two main causes of the scattering phenomenon are as follows. First, in the
このような飛び散り現象を抑制する方法として、中間転写ベルト7を体積抵抗値が1×1013[Ωcm]以上に高抵抗化することが知られている。高抵抗の中間転写ベルト7は、自己電荷減衰が生じにくいことに加え、接地された駆動ローラ8を通過する時にも、駆動ローラ8への電荷移動が発生しづらいためである。
As a method for suppressing such scattering phenomenon, it is known to increase the resistance of the
しかし、高抵抗の中間転写ベルト7は、高抵抗に起因する記録材Pの分離不良という弊害がある。電荷保持特性が有るために、二次転写部T2において記録材Pとの静電吸着力が高まり、記録材Pの中間転写ベルト7からの分離不良を生じ易い。
However, the high resistance
図7の(a)は、画像形成装置100に中抵抗の中間転写ベルト7を搭載したときの二次転写部T2において、記録材Pと中間転写ベルト7が担持している電荷を模式的に表している。図中のBは、記録材Pの先端余白部(非画像部)Iは画像部を示す。一次転写部TY、TM、TC、TKでは、中間転写ベルト7の外側面が感光ドラム(≒接地電位)に接触した状態で、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kが中間転写ベルト7の内側面に正極性の電圧を印加する。
FIG. 7A schematically shows charges carried by the recording material P and the
このため、一方の電極を接地電位に接続したコンデンサの他方の電極に正極性の電圧を印加した場合と同様に、一次転写部TY、TM、TC、TKでは、中間転写ベルト7の表裏面に逆極性の電荷がチャージアップされる。中間転写ベルト7の内側面は正電荷でチャージアップされ、外側面は負電荷でチャージアップされている。
For this reason, in the primary transfer portions TY, TM, TC, and TK, the front and rear surfaces of the
しかし、一次転写部TKから二次転写部T2まで移動する間に、中間転写ベルト7の表裏面間にチャージアップされた電荷は、中間転写ベルト7の導電性と駆動ローラ8を通じた接地電位への接触によって失われてしまう。その結果、トナー像の鏡映力によって電荷が保持され続ける画像部I以外は電荷を失った状態で、記録材の先端余白部が二次転写部T2へ到着する。
However, during the movement from the primary transfer portion TK to the secondary transfer portion T2, the charge charged up between the front and back surfaces of the
この場合、二次転写部T2を通過する過程で、記録材Pは、正極性の電圧が印加された二次転写ローラ12に接触して、先端余白部の裏側面に正電荷がチャージアップされる。このため、記録材Pはチャージアップした正電荷と中間転写ベルト7に発生した鏡映力によって分離を妨げられる。しかし、この力はそれほど大きくないため、記録材Pは、中間転写ベルト7の湾曲面で曲率分離される。
In this case, in the process of passing through the secondary transfer portion T2, the recording material P comes into contact with the
これに対して、図7の(b)は、画像形成装置100に高抵抗の中間転写ベルト7を搭載した場合を同様に表している。一次転写部TY、TM、TC、TKで中間転写ベルト7の内側面に正極性の電圧が印加されると、中抵抗の場合と同様に、中間転写ベルト7は、内側面に正電荷を持ち、外側面に負電荷を持つようにチャージアップされる。
On the other hand, FIG. 7B similarly shows the case where the high-resistance
しかし、中間転写ベルト7が高抵抗であるため、一次転写部TKから二次転写部T2まで移動する間にも中間転写ベルト7にチャージアップされた電荷が失われず、一次転写部TKを通過した際の帯電状態を保って二次転写部T2へ到着する。中間転写ベルト7の体積抵抗値が1×1014以上になると、電気的には絶縁体同様(自由電子が存在しない)の振る舞いを示すため、中間転写ベルト7の厚み方向に電気が充分に流れない。
However, since the
このため、記録材の先端余白部に接触する中間転写ベルト7の表面は、負極性に帯電した状態で二次転写部T2を通過し、二次転写ローラ12によって正極性に帯電された記録材に重ね合わせられる。この場合、中間転写ベルト7の外側面(−)と記録材の先端余白部(+)との間に強い静電吸着力が作用するため、記録材Pは、中間転写ベルト7の湾曲面で曲率分離されにくくなる。
For this reason, the surface of the
以上より、高抵抗の中間転写ベルト7は、中抵抗の中間転写ベルトに比べて、先端余白部Bにおける中間転写ベルト7と記録材Pの静電吸着力が高くなるため、二次転写部T2で記録材Pの分離不良が発生し易くなる。そして、記録材の先端余白部が中間転写ベルト7から剥れずに吸着してしまう現象は、画像形成装置100内にて記録材のジャムを引き起こす場合がある。
As described above, since the
そこで、図7の(b)に示すように、二次転写部T2を記録材の先端余白部Bが通過した後に電源D2から二次転写ローラ12への電圧印加を開始することが提案された。この場合、記録材の先端余白部が正極性に帯電することが無くなり、中間転写ベルト7の負極性に帯電した面に重ね合わせられた際の中間転写ベルト7と記録材Pの先端余白部Bとの間の静電吸着力は小さくなる。しかし、中間転写ベルト7の負極性に帯電した面に記録材を重ね合わせると、記録材の鏡映力によって中間転写ベルト7と記録材Pの先端余白部との間に静電吸着力が作用するため、根本的な解決には至らない。
Therefore, as shown in FIG. 7B, it has been proposed to start voltage application from the power source D2 to the
また、図7の(a)に示すように、中間転写ベルト7の記録材Pの先端余白部に重なり合う部分を二次転写部T2の手前に配置したコロナ帯電器で除電することが提案された。しかし、画像形成装置100では、中間転写ベルト7が高抵抗であるため、一次転写部TY、TM、TC、TKと二次転写部T2において中間転写ベルト7に繰り返し付与される電荷の差し引き量をゼロに制御することは困難である。
Further, as shown in FIG. 7 (a), it has been proposed that the portion of the
また、図7の(b)に示すように、記録材Pの先端余白部Bと画像部Iとで二次転写ローラ12に印加する電圧の極性を反転させて、記録材Pの先端余白部Bを負極性に帯電させることが提案された。記録材Pを負極性に帯電させることで、負極性に電荷がチャージアップされた中間転写ベルト7の外側面に対して記録材Pの先端余白部Bが反発して記録材Pの分離性が高まるからである。しかし、図4の(b)に示すように、二次転写部T2のニップ幅N2は6mmあるため、記録材Pの画像部Iに安定した電圧を印加しようとすると、先端余白部Bが10mm以上必要になることが判明した。先端余白部Bが8mm以下では、二次転写ローラ12に印加する電圧の切り替えの影響が画像部Iに及んで画像品質が低下することが判明した。
Further, as shown in FIG. 7B, the leading margin portion of the recording material P is reversed by reversing the polarity of the voltage applied to the
すなわち、電源D2を正負両極性の出力が可能なものとし、一次転写部T1では、記録材Pの先端余白部Bと画像部Iの両方に同一極性の電圧を印加してトナー像を一次転写する。その後、二次転写部T2において、記録材Pの先端余白部Bに対して画像部Iとは逆極性の電圧を印加する。 That is, the power supply D2 can output both positive and negative polarities, and the primary transfer portion T1 applies a voltage of the same polarity to both the leading margin B and the image portion I of the recording material P to perform primary transfer of the toner image. To do. Thereafter, a voltage having a polarity opposite to that of the image portion I is applied to the leading margin B of the recording material P in the secondary transfer portion T2.
しかし、この場合、次の様な不具合がある。二次転写部T2には、中間転写ベルト7と二次転写ローラ12の間に6.0mmのニップ幅N2を設けている。従って、電圧の極性を切り替えながら、記録材Pの先端余白部Bに対応する3.0〜5.0mm程度の狭い領域に所望の極性と電荷量を持たせた電荷を載せるのは困難である。また、連続した画像形成動作中の二次転写ローラ12に転写と逆極性の電圧を印加すると、中間転写ベルト7のかぶりトナーが二次転写ローラ12に蓄積する。このため、二次転写ローラ12が汚れて記録材Pの裏汚れの弊害も発生する。
However, this case has the following problems. In the secondary transfer portion T2, a nip width N2 of 6.0 mm is provided between the
そこで、実施例1では、中間転写体帯電手段(30、9)が中間転写体(7)の記録材先端部(B)に重なる面を、中間転写体にトナー像が転写される前に、トナーの帯電極性と逆極性に帯電させる。そして、制御手段(90)は、中間転写体の記録材先端部に重なる領域が通過した後に転写部材(11Y、11M、11C、11K)に電圧が印加されるように電源(DY、DM、DC、DK)を制御する。 Therefore, in Example 1, the surface where the intermediate transfer member charging means (30, 9) overlaps the recording material leading end (B) of the intermediate transfer member (7) is transferred to the intermediate transfer member before the toner image is transferred. The toner is charged to a polarity opposite to that of the toner. Then, the control means (90) is configured to supply power (DY, DM, DC) so that a voltage is applied to the transfer members (11Y, 11M, 11C, 11K) after the region overlapping the recording material front end portion of the intermediate transfer member has passed. , DK).
これにより、高抵抗な中間転写ベルトを備えた画像形成装置100において、中間転写ベルト7からの記録材Pの分離不良を簡単な構成で効果的に抑制して、安定した記録材搬送性が得られる。
Thereby, in the
<実施例1>
図8は実施例1の制御のタイムチャートである。図9は実施例1の制御による記録材の分離性能の説明図である。
<Example 1>
FIG. 8 is a time chart of the control of the first embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram of the recording material separation performance under the control of the first embodiment.
図1に示すように、中間転写ベルト7の回動方向におけるベルトクリーニング装置13の下流側に中間転写体帯電装置30が配置される。
As shown in FIG. 1, an intermediate transfer
中間転写体帯電装置30は、中間転写ベルト7のトナー像担持面側に配置されたバイアスローラ31と中間転写ベルト7の内側面に接触するテンションローラ9とで中間転写ベルト7を挟み込んで構成される。そして、テンションローラ9は接地電位に接続され、バイアスローラ31は電源D30に接続されている。すなわち、中間転写体帯電手段(30)は、中間転写体(7)のトナー像が転写される反対側の面に当接する接地回転体(9)と、接地回転体との間に中間転写体を挟み込むように配置された帯電部材(31)とを有する。そして、接地回転体(9)は、接地電位に接続され、帯電部材(30)は、帯電電源(D30)からトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加される。
The intermediate transfer
電源D30は、トナー像が一次転写される前の中間転写ベルト7のトナー像担持面にトナーの帯電極性と逆極性の正電荷をチャージアップできるように、バイアスローラ31に正極性の直流高電圧を印加する。
The power source D30 supplies a positive direct current high voltage to the
実施例1では、バイアスローラ31は、ステンレス製の中空ローラを用いており、外径がφ10mm、長手方向の寸法L3が350mmである。バイアスローラ31の両端部は不図示の軸受け部材によって回転自在に支持され、両端部の軸受け部材は、不図示のバネ部材によって中間転写ベルト7の方向に付勢されている。これにより、バイアスローラ31は、中間転写ベルト7に当接して従動回転する。
In the first embodiment, the
なお、バイアスローラ31は、アルミ製のものでもよく、ウレタン、ヒドリン、EPDM等の材料から成る低抵抗の弾性層(1×104Ω以下)を表面に被覆した弾性層被覆ローラを用いても構わない。但し、弾性層被覆ローラを用いる場合、ローラ硬度(ASKER C:荷重1kg)は80°以上が望ましい。
The
図8に示すように、バイアスローラ30と一次転写ローラ11Y(11M、11C、11K)とに対する通電が制御される。図8は、記録材Pに転写される画像の移動位置に対応させて各主要部における電圧印加のON/OFFのタイミングが示されている。
As shown in FIG. 8, energization to the
バイアスローラ31には、中間転写ベルト7の記録材Pの先端余白部に対応する位置にて、電源D30により正極性の定電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト7のトナー像担持面に正極性の電荷が付与される。すなわち、中間転写体帯電手段(31)は、記録材Pに重なる面の先端余白部Bに重なる領域の外側の位置から記録材後端部に重なる領域の外側の位置までを一様に帯電させる。
A positive constant voltage is applied to the
続いて、画像部Iへトナー像を転写するために、一次転写ローラ11Yが中間転写ベルト7の先端余白部Bを抜けた位置から、正極性の定電流制御された電圧が電源DYによって一次転写ローラ11Yへ印加される。一次転写ローラ11M、11C、11Kでも同様に、中間転写ベルト7の先端余白部Bを抜けた位置から定電流制御された電圧が印加される。
Subsequently, in order to transfer the toner image to the image portion I, a positive-constant-current-controlled voltage is transferred by the power source DY from the position where the
これにより、中間転写ベルト7のトナー担持面における記録材Pの先端余白部Bに重なる部分には、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kによるチャージアップが作用しない。一次転写ローラ11Kを通過した時点で、中間転写ベルト7のトナー担持面における記録材Pの先端余白部に重なる部分は、バイアスローラ31に接触して正極性にチャージアップされた状態のままである。
Thereby, the charge-up by the
図9に示すように、高抵抗ベルトである中間転写ベルト7上の電荷は、その電荷保持特性のために、帯電状態を維持したまま二次転写部T2に到達する。図9は、二次転写部T2を重なって通過する中間転写ベルト7と記録材Pとに存在し、付与される電荷の状態を示している。
As shown in FIG. 9, the charge on the
二次転写ローラ12には、記録材Pの先端余白部Bの先端から定電流制御された正極性の電圧が電源D2によって印加される。記録材Pの先端余白部Bにおいて、記録材Pに対向する中間転写ベルト7のトナー像担持面にはバイアスローラ31で付与された正極性の電荷が存在する。そして、記録材Pは、正極性の電圧を印加された二次転写ローラ12に接触して正極性に帯電される。その結果、中間転写ベルト7と記録材Pとは電気的に反発して電荷の授受が少なくなり、記録材Pは中間転写ベルト7から安定して分離される。
A positive voltage with constant current control is applied to the
また、バイアスローラ31にて印加される直流電圧の値は、その結果、中間転写ベルト7のトナー像担持面側に付与される電荷量が、二次転写部T2にて二次転写ローラ12から記録材Pに付与される電荷量と同等になるように選択される。すなわち、帯電電源(D30)は、中間転写体(7)に担持される最大トナー載り量のトナー像の単位面積当たり電荷に相当する単位面積当たり電荷をチャージアップ可能な電圧を帯電部材(31)に印加する。
Further, the value of the DC voltage applied by the
実施例1では、二次転写部T2において、二次転写ローラ12に正極性の転写電流36μAが通電された時に、中間転写ベルト7から記録材Pに転写可能な単位面積あたりトナー電荷量Q/Sは、−0.30×10−3[C/m2]である。
In Embodiment 1, the toner charge amount Q / per unit area that can be transferred from the
このため、二次転写部T2において、記録材Pのトナー像担持面の裏面には、この単位面積あたりトナー電荷量Q/Sと釣り合う正極性の単位面積あたり電荷量Q/S=+0.30×10−3[C/m2]が存在すると考えられる。よって、中間転写ベルト7のトナー像担持面側に単位面積あたり電荷量Q/S=+0.30×10−3[C/m2]が付与されるように、電源D30によってバイアスローラ31に印加される正極性の定電圧値が設定される。
For this reason, in the secondary transfer portion T2, the charge amount Q / S per unit area Q / S = + 0.30 on the back surface of the toner image carrying surface of the recording material P is balanced with the toner charge amount Q / S per unit area. It is considered that × 10 −3 [C / m 2 ] exists. Therefore, the charge D / 30 is applied to the
バイアスローラ31に接触して中間転写ベルト7が電荷注入を受ける面積をS3とし、中間転写ベルト7の面積S3に付与される電荷量をQ3とする。また、中間転写ベルト7の表裏の電位差をV3とし、中間転写ベルト7の厚みをdとし、中間転写ベルト7の誘電率をεとし、中間転写ベルト7の静電容量をCとする。このとき、一般的に次式の関係が成立する。
C = ε × S3/d ・・・(3)
V3 = Q3/C ・・・(4)
Q3 = ε × S3/d × V3 ・・・(5)
V3 = (Q3 × d)/(ε × S3) ・・・(6)
Let S3 be the area where the
C = ε × S3 / d (3)
V3 = Q3 / C (4)
Q3 = ε × S3 / d × V3 (5)
V3 = (Q3 × d) / (ε × S3) (6)
ここで、S3は、バイアスローラ30と中間転写ベルト7との間の放電ニップ幅をN3とし、バイアスローラ30の長手寸法をL3とすると次式で求められる。
S3 = N3×L3
Here, S3 is obtained by the following equation when the discharge nip width between the
S3 = N3 × L3
そして、画像形成装置100の内部に高感度小型カメラを設置して放電ニップ幅N3を測定したところ、放電ニップ幅N3は凡そ0.50mmであった。高感度小型カメラは、中間転写ベルト7を挟持したバイアスローラ30とテンションローラ9の対向部近傍を可視化するように設置した。そして、バイアスローラ30に定電圧が印加されている時のバイアスローラ30と中間転写ベルト7の間に形成される放電光を観察した。
Then, when a high sensitivity small camera was installed inside the
このようにして求めた放電ニップ幅N3=0.50mmとバイアスローラ30の長手寸法L3=350mmを含む既知の数値を式(6)に代入して中間転写ベルト7に付与すべき電位差V3が計算される。
By substituting known numerical values including the discharge nip width N3 = 0.50 mm and the longitudinal dimension L3 = 350 mm of the
そして、バイアスローラ30に印加されるべき電圧値V30は、バイアスローラ30と中間転写ベルト7との間の放電開始電圧Vdisを電位差V3に加算した電圧値となる。
The voltage value V30 to be applied to the
式(6)式の計算結果からV3≒1000Vと計算され、放電開始電圧Vdis≒800Vであったことから、電圧値V30は、次のように計算された。
V30 = V3 + Vdis =1000V + 800V =1800V
From the calculation result of the formula (6), V3≈1000V was calculated, and since the discharge start voltage Vdis≈800V, the voltage value V30 was calculated as follows.
V30 = V3 + Vdis = 1000V + 800V = 1800V
<実験1>
記録材Pに Npi上質紙[坪量52g/m2、ガーレー式剛度0.25mN]を用い、バイアスローラ30への印加電圧を1800Vを中心として上下に変更した時の二次転写部T2における記録材の分離性を調べた。その結果を表2に示す。
<Experiment 1>
Recording at the secondary transfer portion T2 when Npi fine paper [basis weight 52 g / m 2 , Gurley stiffness 0.25 mN] is used as the recording material P, and the voltage applied to the
表2の分離性結果において、○は分離搬送性が良好で紙詰まり無し、△は記録材の先端が分離不良気味だが紙詰まり無し、×は記録材の先端の分離不良による紙詰まり発生したことを意味している。印加電圧が1800V及び2200Vでは、1面目/2面目共に、記録材Pの先端部の中間転写ベルト7への吸着が全く観察されず、分離性は良好だった。印加電圧が1000Vの場合には1面目が△レベルで両面印刷時の2面目が×レベルであった。印加電圧が1400V又は2600Vの場合には両面印刷時の2面目で△レベルの分離不良が観察された。
In the separation results shown in Table 2, ○ indicates that the separation and transportability is good and there is no paper jam. Means. When the applied voltages were 1800 V and 2200 V, the adsorption of the leading end portion of the recording material P to the
ここで、二次転写部T2にて、二次転写ローラ12により記録材Pのトナー非担持面側に付与される電荷量をQP、中間転写ベルト7における記録材Pの先端余白部に重なる面に付与される電荷量をQBとする。このとき、バイアスローラ30への印加電圧が1800Vから2200Vにおいては、QP≒QBとなるため、記録材Pと中間転写ベルト7の間の電荷の授受が非常に少なくなって、分離性が良好であったと考えられる。一方、バイアスローラ30への印加電圧が1000V〜1400Vの場合には、QP>QBとなり、2600Vの場合にはQP<QBとなる。このため、記録材Pと中間転写ベルト7の間で電荷の授受が起こり、記録材Pと中間転写ベルト7との間に引き合う力が発生して分離性不良になったと考えられる。
Here, in the secondary transfer portion T2, the amount of charge applied to the toner non-carrying surface side of the recording material P by the
なお、両面印刷の2面目の方が、1面目に比べて分離性が悪化する原因としては、定着装置22を通過することによって生じる、記録材Pのカール/波打ちの影響や、水分量減によって記録材Pが帯電し易くなるためと考えられる。
The reason why the separation on the second side of double-sided printing is worse than that on the first side is due to the effect of curling / waving of the recording material P caused by passing through the fixing
表2に示した分離性の確認実験の結果より、バイアスローラ31に印加される定電圧値としては、2000Vが最適であることがわかった。
From the results of the separation confirmation experiment shown in Table 2, it was found that 2000 V is optimal as the constant voltage value applied to the
<実施例2>
図10は実施例2の中間転写体帯電装置の説明図である。
<Example 2>
FIG. 10 is an explanatory diagram of the intermediate transfer member charging device according to the second embodiment.
図1に示すように、実施例1では、電源D30に接続されたバイアスローラ31と接地電位に接続されたテンションローラ9とで中間転写ベルト7を挟み込んで中間転写体帯電装置30が構成される。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, an intermediate transfer
これに対して、実施例2では、接地電位に接続されたバイアスローラ31と電源D30Bに接続されたテンションローラ9とで中間転写ベルト7を挟み込んで中間転写体帯電装置30Bが構成される。
On the other hand, in the second embodiment, the intermediate transfer body charging device 30B is configured by sandwiching the
図8に示すように、電源D30Bは、トナー像が一次転写される前の中間転写ベルト7のトナー像担持面にトナーの帯電極性と逆極性の正電荷をチャージアップできるように、バイアスローラ31に負極性の直流高電圧を印加する。中間転写ベルト7を誘電体とするコンデンサに過渡特性としての充電が行われることで、中間転写ベルト7の内側面に負極性の電荷がチャージアップされ、中間転写ベルト7のトナー像担持面に正極性の電荷がチャージアップされる。
As shown in FIG. 8, the power source D30B is configured to bias up the positive charge having the opposite polarity to the toner charge onto the toner image carrying surface of the
テンションローラ9に印加される電圧値としては、実施例1に対して逆極性で絶対値は等しい定電圧−2000Vを印加するのが適当である。画像形成装置100Bの構成及び一次転写ローラへの通電制御を含めたフルカラー画像形成のための動作や制御タイミングは、実施例1の画像形成装置100と同様である。
As a voltage value to be applied to the
<実施例3>
図11は実施例3の中間転写体帯電装置の説明図である。
<Example 3>
FIG. 11 is an explanatory diagram of the intermediate transfer member charging device according to the third embodiment.
実施例1の中間転写体帯電装置30は、バイアスローラ31に直流電圧(定電圧)を印加した。これに対して、実施例3の中間転写体帯電装置30Cは、バイアスローラ31に振動電圧を印加して中間転写ベルト7の帯電効率を高めている。電源D30Cは、正極性の直流電圧(定電圧)にsin波形の交流電圧(定電圧)を重畳させた振動電圧をバイアスローラ31に印加する。
The intermediate transfer
バイアスローラ31に印加される電圧値としては、定電圧の直流電圧は、実施例1と同様に+2000Vを印加するのが適当である。
As a voltage value applied to the
直流電圧に重畳させる交流電圧の値は、中間転写ベルト7の前工程における残電荷の履歴に影響されること無く、バイアスローラ31を通過した後には、中間転写ベルト7に付与される電荷密度が均一となる様に設定するのが望ましい。直流電圧2000Vに重畳する周波数2kHzの交流電圧の振幅を変化させて中間転写ベルト7の帯電状態を調べてみたところ、振幅Vpp≧0.9kVであれば、中間転写ベルト7に付与される電荷密度は均一となっていた。
The value of the AC voltage to be superimposed on the DC voltage is not affected by the residual charge history in the previous process of the
そこで、実施例3では、バイアスローラ31に対して、振幅Vppが1.0kVで周波数2kHzの交流電圧を2000Vの直流電圧に重畳している。
Thus, in the third embodiment, an AC voltage with an amplitude Vpp of 1.0 kV and a frequency of 2 kHz is superimposed on a 2000 V DC voltage with respect to the
画像形成装置100Cの構成及び一次転写ローラへの通電制御を含めたフルカラー画像形成のための動作や制御タイミングは、実施例1の画像形成装置100と同様である。これにより、図9に示すように、二次転写部T2にて、中間転写ベルト7に電荷が存在するようになる。記録材Pの先端余白部Bと画像部Iとでは、保持電荷の極性が異なっているため電位段差が生じている。この電位段差は、次の画像形成工程において画像スジ(副走査方向のスジ)を引き起こすことがある。
The operation and control timing for full color image formation including the configuration of the image forming apparatus 100C and energization control to the primary transfer roller are the same as those of the
実施例3では、中間転写体帯電装置30Cがこのような電位段差を解消して帯電状態を均一にする除電装置となっている。すなわち、中間転写体帯電手段(30C)は、トナー像が転写される前の中間転写体(7)における前回のトナー像が転写された領域にチャージアップされた電荷を除電する手段を兼ねている。バイアスローラ31にAV+DCの振動電圧を印加することで、実施例1、2に比べて、より効果的に二次転写後の中間転写ベルト7に残留している電位段差を抑制できる。
In the third embodiment, the intermediate transfer
<実施例4>
図12は実施例4の画像形成装置の構成の説明図である。図13は実施例4における各電圧印加の制御のタイムチャートである。
<Example 4>
FIG. 12 is an explanatory diagram of a configuration of the image forming apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 13 is a time chart of control of each voltage application in the fourth embodiment.
図12に示すように、実施例4の画像形成装置100Dは、実施例1〜3のような独立した専用の中間転写体帯電装置を持たない。専用の中間転写体帯電装置を持たない以外の構成は、実施例1〜3と同一であるため、図12中、図1と共通する構成には図1と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
As illustrated in FIG. 12, the
実施例4では、既存の二次転写部T2が中間転写体帯電装置を兼ねており、二次転写ローラ12へ印加する電圧値及び電圧印加タイミングを制御することで、実施例1〜3と同様な中間転写ベルト7の帯電パターンを形成する。二次転写部T2において、中間転写ベルト7のトナー像担持面における記録材の先端余白部Bに重なる部分にトナーと逆極性の電荷を付与する。
In the fourth embodiment, the existing secondary transfer portion T2 also serves as an intermediate transfer body charging device. By controlling the voltage value and voltage application timing applied to the
図13に示すように、画像形成装置100Dにおける各主要部の記録材Pに対応させたON/OFFのタイミングが制御される。二次転写ローラ12には、電源D2により正の定電流36μAに定電流制御された電圧が、中間転写ベルト7における記録材Pの先端に対応する位置から中間転写ベルト7の一周分先行したタイミングにて印加される。これにより、中間転写ベルト7のトナー像担持面側には正極性の電荷が付与される。
As shown in FIG. 13, the ON / OFF timing corresponding to the recording material P of each main part in the
続いて、一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kには、実施例1で説明したように、先端余白部Bを通過したタイミングから電源DY、DM、DC、DKによって18μAに定電流制御された電圧が印加される。
Subsequently, as described in the first embodiment, the
これにより、一次転写ローラ11K通過後の中間転写ベルト7のトナー担持面には、記録材Pの先端余白部Bに対応する部分に正極性の電荷が残留しており、画像部(トナー像領域)Iに対応する部分には負極性の電荷が付与される。中間転写ベルト7は、電荷保持特性が高いため、このような帯電状態を維持したまま二次転写部T2に到達する。
As a result, a positive charge remains on the toner carrying surface of the
そして、二次転写ローラ12には、実施例1〜3と同様に、記録材Pの先端から電源D2により36μAに定電流制御された電圧が印加される。その結果、二次転写部T2では、図9に示すように、中間転写ベルト7に存在する電荷と記録材Pに付与された電荷とが反発して、図4の(b)に示す二次転写部T2の下流側の中間転写ベルト7の湾曲面で記録材Pが容易に曲率分離を果たす。
The
実施例1〜4では、タンデム型画像形成装置を例にとって説明したが、バイアスローラ31、ベルトクリーニング装置13、及び二次転写部T2の離間機構を設けることで1ドラム型の画像形成装置でも本発明は実施可能である。ただし、実施例4の制御に関しては、中間転写ベルト7の一周面内にて画像形成が完了する条件で行うことが好ましい。1ドラム型のように、中間転写ベルト7を複数回に渡り回転させて画像形成する場合、記録材Pの先端余白部に対応する中間転写ベルト7の特定部位に所望の極性と電荷量の電荷を付与することが困難だからである。
In the first to fourth embodiments, the tandem type image forming apparatus has been described as an example. However, the present invention is also applicable to a one-drum type image forming apparatus by providing a separation mechanism for the
<実施例5>
図14は実施例5の中間転写体帯電装置の説明図である。
<Example 5>
FIG. 14 is an explanatory diagram of the intermediate transfer member charging device according to the fifth embodiment.
図14に示すように、中間転写ベルト7のトナー像担持面に対向させてコロナ帯電器31aと電位センサ32aが配置される。制御回路35aは、電位センサ32aを用いて測定したトナー像担持面帯電ムラパターンを打ち消して実施例1で説明した帯電パターンを形成するようにコロナ帯電器31aの出力を制御する。また、中間転写ベルト7の内側面に対向させてコロナ帯電器31bと電位センサ32bが配置される。制御回路35bは、電位センサ32bを用いて測定した内側面の帯電ムラパターンを打ち消して実施例1で説明した帯電パターンを形成するようにコロナ帯電器31bの出力を制御する。
As shown in FIG. 14, a
<実験2>
従来の画像形成装置に高抵抗の中間転写ベルトを設置したもの(図12参照)と実施例1〜4の5種類の画像形成装置100、100B、100C、100Dとで二次転写部T2における記録材Pの分離搬送性を比較した。記録材Pは、以下の4種類のA4サイズとし、各紙種毎に両面画像形成を連続100枚行って、二次転写部での記録材の分離搬送性を観察した。分離搬送性の評価を実験1と同様に行った結果を表3に示す。
<
Recording in the secondary transfer portion T2 is performed using the conventional image forming apparatus in which a high-resistance intermediate transfer belt is installed (see FIG. 12) and the five types of
1.CLC80紙(坪量80g/m2、ガーレー式剛度0.85mN)
2.EN100紙(坪量64g/m2、ガーレー式剛度0.57mN)
3.OKプリンス上質紙(坪量52g/m2、ガーレー式剛度0.35mmN)
4.Npi上質紙(坪量52g/m2、ガーレー式剛度0.25mN)
1. CLC80 paper (basis weight 80g / m 2 , Gurley stiffness 0.85mN)
2. EN100 paper (basis weight 64g / m 2 , Gurley stiffness 0.57mN)
3. OK Prince fine paper (basis weight 52g / m 2 , Gurley stiffness 0.35mmN)
4). Npi fine paper (basis weight 52g / m 2 , Gurley stiffness 0.25mN)
表3に示すように、従来技術の画像形成装置に高抵抗の中間転写ベルトを設置した場合、厚くて剛性の高いCLC80紙に関しては良好な分離搬送性が確認され、1面目/2面目ともに○レベルであった。しかし、普通紙であるEN100紙では、1面目で△レベルの分離搬送性となり、2面目の分離搬送性は×レベルであった。そして、薄くて剛性の低いOKプリンス上質紙及びNpi上質紙では、紙詰まりが頻発した。 As shown in Table 3, when a high-resistance intermediate transfer belt is installed in an image forming apparatus according to the prior art, good separation and transportability is confirmed for thick and highly rigid CLC80 paper. It was a level. However, the EN100 paper, which is plain paper, has a Δ level separation / conveyance on the first side, and the separation / conveyability on the second side is x level. The thin and low-rigidity OK Prince quality paper and Npi quality paper were frequently jammed.
これに対して実施例1〜4の画像形成装置の場合、全4紙種の1面目/2面目共に、安定して分離搬送されており分離搬送性は○レベルであった。 On the other hand, in the case of the image forming apparatuses of Examples 1 to 4, the first and second surfaces of all four paper types were stably separated and conveyed, and the separation / conveyability was ◯ level.
実施例1〜4では、二次転写部において、中間転写ベルトのトナー像担持面側における記録材の先端余白部に対応する部分にトナーと逆極性の電荷が存在し、記録材のトナー非担持面側にはトナーと逆極性の電荷が存在する。このため、中間転写ベルトと記録材とが静電的に引き合う力が抑制され、中間転写ベルトに対する記録材の分離不良を効果的に抑制でき、薄紙においても安定した通紙搬送性が得られる。 In Examples 1 to 4, in the secondary transfer portion, a charge having a polarity opposite to that of the toner exists in a portion corresponding to the leading edge margin of the recording material on the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt, and the toner of the recording material is not carried On the surface side, there is a charge having a polarity opposite to that of the toner. For this reason, the force of electrostatically attracting the intermediate transfer belt and the recording material is suppressed, and the separation failure of the recording material with respect to the intermediate transfer belt can be effectively suppressed, and stable paper transportability can be obtained even for thin paper.
従って、高抵抗な中間転写ベルトを備えた画像形成装置の二次転写部において、中間転写ベルトと記録材が静電的に引き合う力を無くして、記録材の分離不良を効果的に抑制できる。そして、52g/m2の薄紙においても安定した通紙搬送性を実現できる。 Therefore, in the secondary transfer portion of the image forming apparatus provided with the high-resistance intermediate transfer belt, the force that electrostatically attracts the intermediate transfer belt and the recording material is eliminated, and the separation failure of the recording material can be effectively suppressed. In addition, stable paper transportability can be realized even with thin paper of 52 g / m 2 .
1Y、1M、1C、1K 感光ドラム
2Y、2M、2C、2K 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K 露光装置
4Y、4M、4C、4K 現像装置
7 中間転写ベルト
8 駆動ローラ
9 テンションローラ
10 対向ローラ
11Y、11M、11C、11K 一次転写ローラ
12 二次転写ローラ
13 ベルトクリーナニング装置
30 中間転写体帯電装置
31 バイアスローラ
DY、DM、DC、DK、D2、D30 電源
P 記録材
1Y, 1M, 1C, 1K Photosensitive drums 2Y, 2M, 2C,
7
Claims (7)
前記二次転写部で記録材先端部に重なる面の領域にトナーの帯電極性と逆極性の電荷がチャージアップされるように、トナー像が転写される前の前記中間転写体を帯電させる中間転写体帯電手段と、
前記中間転写体の記録材先端部に重なる部分が通過した後に前記転写部材に電圧が印加されるように前記電源を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a toner image is formed, an intermediate transfer member having a volume resistance value of 1 × 10 13 [Ωcm] or more, a transfer member that presses the intermediate transfer member to contact the image carrier, and A power source for applying a voltage to the transfer member so as to transfer a toner image from the image carrier to the intermediate transfer member, and a recording material superimposed on the intermediate transfer member to charge the toner image from the intermediate transfer member to the recording material In an image forming apparatus provided with a secondary transfer unit that transfers
Intermediate transfer for charging the intermediate transfer body before the toner image is transferred so that a charge having a polarity opposite to that of the toner is charged in a region of a surface overlapping the leading end of the recording material in the secondary transfer portion Body charging means;
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the power supply so that a voltage is applied to the transfer member after a portion of the intermediate transfer member that overlaps the leading end of the recording material passes.
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