JP2013217974A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine that forms an image by electrophotography.
電子写真方式のカラー画像形成装置の一つとして、装置の小型化と低コスト化のために、ひとつの感光ドラムに対して、複数の現像装置を備えた構成のものが知られている。斯かる画像形成装置では、各色画像を順次中間転写ベルトに転写し、全画像を中間転写ベルトのような中間転写体に転写後、転写材に一括してトナー像を転写する。 As one of electrophotographic color image forming apparatuses, one having a configuration in which a plurality of developing devices are provided for one photosensitive drum is known in order to reduce the size and cost of the apparatus. In such an image forming apparatus, each color image is sequentially transferred to an intermediate transfer belt, and all images are transferred to an intermediate transfer member such as an intermediate transfer belt, and then a toner image is transferred to a transfer material in a lump.
図20は従来のカラー画像形成装置100を示す概略図である。
FIG. 20 is a schematic view showing a conventional color
カラー画像形成装置100は像担持体として感光ドラム1を有し、感光ドラム1は帯電部材2により一様に帯電される。その後、感光ドラム1上に露光装置3により形成画像に対応した静電潜像形成が行われる。この静電潜像に現像器4a、4b、4c、4dを支持したロータリー4が回転し、それぞれの対応色の現像器4a、4b、4c、4dによりトナー供給を行い、感光ドラム1上にトナー像として顕像化する。
The color
各色毎に感光ドラム1上に現像されたトナー像は、1次転写部T1において対向接触する中間転写ベルト6に、高圧電源15から1次転写電圧を印加した1次転写ローラ14(1次転写部材)により順次転写される。中間転写ベルト6に1次転写されたトナー像は、高圧電源8により2次転写電圧を印加した2次転写ローラ(2次転写部材)7により転写材Pに2次転写される。
A toner image developed on the
このように、図20に示す従来のカラー画像形成装置100の構成では、1次転写、2次転写を行うのに2つの高圧電源が必要であった。そのため、コストとスペースを要し、コスト的、スペース的ロスが多いという欠点があった。
As described above, in the configuration of the conventional color
これに対し、図21に示す特許文献1では、ひとつの感光ドラム1とアルミ基層を用いた中間転写ドラム6の構成のフルカラー画像形成装置において、1次転写、2次転写を行うのに1つの電源からバイアスを印加することによって電源を少なくしている。つまり、中間転写ドラム6のアルミ基層への1次転写バイアスと2次転写ローラへの2次転写バイアスを1個の電源より切替え供給することで電源を少なくする方法が記述されている。
On the other hand, in
さらに、図22に示す特許文献2では、基本的に図20に示す画像形成装置と同様の構成とされる、ひとつの感光ドラム1と裏面表面抵抗が低抵抗の中間転写ベルト6の構成のフルカラー画像形成装置において、1つの電源15からのバイアスの切り替えを出力極性の切り替えにより行っている。まず1次転写ローラ14にトナー極性と逆極性であるプラス極性電圧を印加して1次転写を行う。そして、電源15の接続を切替えて1次転写ローラ14及び2次転写対向ローラ11にマイナス極性電圧を印加するとともに、2次転写ローラ7を接地することで、2次転写を行う方法が記述されている。
Further, in
以上のように、コスト削減のために転写電源をひとつにして、1次転写時と2次転写時で切替える方法が開示されている。しかしこの方法では2次転写中に1次転写をすることができないために、画像出力を効率的に行うことができない。 As described above, there is disclosed a method of switching between primary transfer and secondary transfer with a single transfer power supply for cost reduction. However, with this method, since primary transfer cannot be performed during secondary transfer, image output cannot be performed efficiently.
そこで感光ドラムをひとつ備えたフルカラー画像形成装置において、1次転写ローラを使用せず、中間転写ベルトへの2次転写ローラからの電流供給により、1次転写も行うことにより、1次転写ローラ削減によるコスト低減を実現できる。さらに、1次転写と2次転写を同時に行うことで画像出力スピード効率化を実現できる。 Therefore, in a full-color image forming apparatus having a single photosensitive drum, the primary transfer roller is reduced by not performing the primary transfer roller but also performing the primary transfer by supplying current from the secondary transfer roller to the intermediate transfer belt. Cost reduction can be realized. Further, the efficiency of image output can be improved by performing the primary transfer and the secondary transfer simultaneously.
しかしながら、2次転写ローラからの電流供給だけでは、中間転写ベルト長さは、最大出力画像長さの2倍より長くなる。装置の小型化をさらに進めるためにはベルト長さをより短くする必要がある。 However, if only the current is supplied from the secondary transfer roller, the length of the intermediate transfer belt becomes longer than twice the maximum output image length. In order to further reduce the size of the apparatus, it is necessary to shorten the belt length.
そこで本発明の目的は、コスト低減と画像出力スピード効率化を実現するとともに、中間転写体の周長を短くし、中間転写体クリーニング装置を省くことで装置の小型化を実現することのできる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to realize cost reduction and image output speed efficiency, and an image that can be reduced in size by shortening the peripheral length of the intermediate transfer member and omitting the intermediate transfer member cleaning device. A forming apparatus is provided.
像担持体に形成されたトナー像を1次転写部で中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写されたトナー像を2次転写部で2次転写部材により転写材に転写する画像形成装置において、前記2次転写部材に電圧を印加する2次転写用電源に接続され、前記中間転写体にバイアス電圧を印加するバイアス供給部材を備え、前記1次転写部から前記中間転写体移動方向下流方向に向かって前記2次転写部材、前記バイアス供給部材を順次配置し、前記画像形成装置で出力可能な前記転写材の最大長さをMとしたとき、前記中間転写体の回転方向に対し、前記1次転写部から前記バイアス供給部材までの前記中間転写体外周面距離DIがDI>M、前記2次転写部材から前記1次転写部までの前記中間転写体外周面距離SDがSD>M、前記バイアス供給部材から前記2次転写部材までの前記中間転写体外周面距離ISがIS>Mとなるように構成するとともに、前記中間転写体の周長をLとしたときに、L>3M/2となるように構成し、前記2次転写部材又は前記バイアス供給部材に電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写することを特徴とした画像形成装置が提供される。 Image formation in which a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer member at a primary transfer portion, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a transfer material by a secondary transfer member at a secondary transfer portion. The apparatus includes a bias supply member that is connected to a secondary transfer power source that applies a voltage to the secondary transfer member, and that applies a bias voltage to the intermediate transfer member, and the intermediate transfer member moves in the moving direction from the primary transfer unit. The secondary transfer member and the bias supply member are sequentially arranged in the downstream direction, and when the maximum length of the transfer material that can be output by the image forming apparatus is M, the rotation direction of the intermediate transfer member is The intermediate transfer member outer peripheral surface distance DI from the primary transfer portion to the bias supply member is DI> M, and the intermediate transfer member outer peripheral surface distance SD from the secondary transfer member to the primary transfer portion is SD>. M, the via The intermediate transfer member outer peripheral surface distance IS from the supply member to the secondary transfer member is configured to satisfy IS> M, and when the peripheral length of the intermediate transfer member is L, L> 3M / 2 There is provided an image forming apparatus configured to transfer a toner image on the image carrier to the intermediate transfer member by applying a voltage to the secondary transfer member or the bias supply member. The
像担持体に形成されたトナー像を1次転写部で中間転写体に転写し、前記中間転写体に転写されたトナー像を2次転写部で2次転写部材により転写材に転写する画像形成装置において、前記中間転写体にバイアス電圧を印加する帯電部材であって、前記中間転写体上の2次転写残トナーを正規のトナー極性と逆極性に帯電するトナー逆極性帯電部材を備え、前記1次転写部から前記中間転写体移動方向下流方向に向かって、前記2次転写部材、前記トナー逆極性帯電部材を順次配置し、前記画像形成装置で出力可能な転写材の最大長さをMとしたとき、前記中間転写体の回転方向に対し前記1次転写部から前記トナー逆極性帯電部材接触部までの前記中間転写体外周面距離DIがDI>M、前記2次転写部から前記1次転写部までの前記中間転写体外周面距離SDがSD>M、前記トナー逆極性帯電部材接触部から前記2次転写部までの前記中間転写体外周面距離ISがIS>Mとなるように構成するとともに、前記中間転写体の周長をLとしたときに、L>3M/2となるように構成し、前記2次転写部材又は前記トナー逆極性帯電部材に電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写することを特徴とした画像形成装置が提供される。 Image formation in which a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer member at a primary transfer portion, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a transfer material by a secondary transfer member at a secondary transfer portion. The apparatus further comprises a charging member that applies a bias voltage to the intermediate transfer member, the toner reverse polarity charging member charging the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer member to a polarity opposite to a normal toner polarity, The secondary transfer member and the toner reverse polarity charging member are sequentially arranged from the primary transfer portion toward the downstream side in the moving direction of the intermediate transfer member, and the maximum length of the transfer material that can be output by the image forming apparatus is set to M. The outer peripheral surface distance DI of the intermediate transfer member from the primary transfer portion to the toner reverse polarity charging member contact portion with respect to the rotation direction of the intermediate transfer member is DI> M, and from the secondary transfer portion to the first Intermediate to the next transfer section The intermediate outer peripheral surface distance IS from the toner reverse polarity charging member contact portion to the secondary transfer portion is IS> M, and the intermediate transfer surface distance SD is SD> M. A toner image on the image carrier is configured such that L> 3M / 2 when the circumference of the body is L, and a voltage is applied to the secondary transfer member or the toner reverse polarity charging member. Is transferred to the intermediate transfer member, and an image forming apparatus is provided.
本発明によれば、中間転写体に接離可能なバイアス供給部材を備え、中間転写体周りの部材配置を最適化することで、中間転写体の回転方向長さ(周長)を短くし、中間転写体クリーニング装置を省き、装置をより小型に設計することが可能となる。 According to the present invention, the bias supply member that can be brought into contact with and separated from the intermediate transfer member is provided, and by optimizing the arrangement of the members around the intermediate transfer member, the rotation direction length (peripheral length) of the intermediate transfer member is shortened. The intermediate transfer member cleaning device can be omitted, and the device can be designed to be smaller.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
本発明に係る画像形成装置の一実施例を図面を参照しながら説明する。ただしこの実施例に記載の構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。
Example 1
An embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to them.
図1は、本実施例の電子写真方式のロータリー型フルカラー画像形成装置100(1ドラム系)の一例を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置100で出力可能な最大長さはA4タテ(297mm)長さである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic rotary full-color image forming apparatus 100 (one drum system) according to this embodiment. The maximum length that can be output by the
画像形成装置100は、各色のトナー像を順次形成する感光ドラム1を備え、周囲に帯電部材2、露光装置3、現像装置4および1次転写残トナーを回収する像担持体クリーニング装置5が配置されている。各現像装置4a、4b、4c、4dには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
The
感光ドラム1は、本実施例では負帯電の有機感光体でアルミニウム等のドラム基体(不図示)上に感光層(不図示)を有しており、駆動装置(不図示)によって所定のプロセススピードで回転駆動される。
In this embodiment, the
帯電部材2は、感光ドラム1に所定の圧接力で接触し、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによって感光ドラム1表面を所定の極性、電位に均一に帯電する。
The charging
露光装置3は、ホストコンピュータ(不図示)からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光がレーザ出力部(不図示)から出力され、感光ドラム1表面を露光する。それにより、帯電部材2で帯電された感光ドラム1表面(像担持体上)に画像情報に応じた静電潜像を形成する。
The
現像装置4a、4b、4c、4dは、露光装置3により感光ドラム1上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像(可視像化)する。
The developing
中間転写体6は、限定されるものではないが本実施例では無端状のベルトとされ、駆動機能を兼ねた2次転写対向ローラ11、テンションローラ12間に張架されている(以下、これら2本のローラ11、12を合わせて、「張架ローラ」という。)。中間転写体6は、モータ(不図示)が接続された2次転写対向ローラ11の駆動によって矢印方向(時計方向)に回転(移動)される。2次転写対向ローラ11は、中間転写体6を駆動するために表層に高摩擦のゴム層を設け、ゴム層の体積抵抗率が105Ω・cm以下の導電性を有する。2次転写対向ローラ11は、中間転写体6を介して2次転写ローラ7(2次転写部材)と当接して2次転写部T2を形成している。テンションローラ12は、金属ローラからなり、総圧60Nの張力を中間転写体6に付与し、中間転写体6に従動して回転する。また、詳しく後述するが、中間転写体6にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給部材10が配置されている。
Although not limited, the
2次転写対向ローラ11、テンションローラ12は、1個の1GΩ抵抗30を介して接地している。2次転写対向ローラ11のゴム層の抵抗は1GΩに比べて十分小さいため、電気的影響を無視することができる。
The secondary
本実施例は、感光ドラム1から中間転写体6へのトナー像の1次転写を、1次転写ローラを用いずに、中間転写体6への2次転写ローラ7からの電流供給で行う画像形成装置である。そのため、中間転写体6の長さ、感光ドラム1と2次転写ローラ7とバイアス供給部材10の位置関係に特別な条件が必要となる。つまり、中間転写体6の長さや、感光ドラム1と2次転写ローラ7、バイアス供給部材10の位置関係が適切でない場合に、装置の大型化や、すでに転写したトナー像を乱すとともに2次転写ローラ7を汚すという問題が発生する。このような問題を回避するために中間転写体6の長さ、感光ドラム1と中間転写体移動方向下流方向に順次配置される2次転写ローラ7、バイアス供給部材10の位置関係には特別な条件が必要となる。
In this embodiment, an image in which the primary transfer of the toner image from the
以下、中間転写体6の長さ、感光ドラム1と2次転写ローラ7、及びバイアス供給部材10の位置関係について述べる。
Hereinafter, the length of the
バイアス供給部材10は、中間転写体6の回転移動方向の、2次転写ローラ7の下流側に配置され、2次転写ローラ7に電圧を印加する2次転写用電源である2次転写バイアス電源8も接続されている。感光ドラム1と中間転写体6とが接触する1次転写部T1からバイアス供給部材10接触部までの中間転写体6の長さ(中間転写体外周面距離DI)は、以下の長さが必要である。それは、1次転写部T1での1次転写と、1次転写されたトナー画像とバイアス供給部材10との干渉を防止できる長さである。つまり、感光ドラム1上のトナー画像の中間転写体6上への1次転写実施と、中間転写体6上に1次転写されたトナー画像とバイアス供給部材10との干渉の防止を両立するため、本実施例の画像形成装置100で出力可能な転写材PのA4サイズで297mm(最大長さM)の長さよりも長い必要がある(DI>M)。本実施例では、バイアス供給部材10の接離動作時間と2次転写バイアス電源8の立ち上がり時間の間に中間転写体6が移動する距離を勘案してDI=360mmとしている。ただし、接離動作時間などを本実施例よりもさらに短くできれば、長さをより短くできる。また、2次転写部T2から中間転写体移動方向下流方向にて1次転写部T1までの中間転写体6の長さ(中間転写体外周面距離SD)も、中間転写体6上に1次転写された画像と2次転写ローラ7との干渉を防止するため、出力可能な転写材Pの長さよりも長い必要がある(SD>M)。本実施例では、出力可能な最長転写材Pの長さがA4サイズで297mmであり、2次転写ローラ7の接離動作時間と2次転写バイアス電源8の立ち上がり時間の間に中間転写体6が移動する距離を勘案してSD=360mmとしている。また、バイアス供給部材10接触部から中間転写体移動方向下流方向にて2次転写部T2までの中間転写体6の長さ(中間転写体外周面距離IS)も、中間転写体6上に1次転写された画像と2次転写ローラ7およびバイアス供給部材10との干渉を防止するため、出力可能な最長転写材の長さよりも長い必要がある(IS>M)。そのため上記と同様の理由からIS=380mmとしている。よって、中間転写体6の全体の長さ(周長L=(DI+SD+IS)/2、L>3M/2)は、本実施例の画像形成装置では550mmとなっている。
The
2次転写ローラ7は、不図示の芯金表面に体積抵抗率が107〜109Ω・cmの中抵抗の抵抗値を有し、ゴム硬度30°(アスカ―C硬度)のEPDM発泡層等の弾性層を被覆して構成されている。また、2次転写ローラ7は中間転写体6を介して2次転写対向ローラ11に対し総圧約39.2Nで押圧される。2次転写ローラ7は中間転写体6の回転に伴い、従動して回転する。また、2次転写ローラ7には、2次転写バイアス電源(高圧電源)8が接続されている。
The
バイアス供給部材10は、2次転写ローラ7と同じローラを使用し、中間転写体6への接触時には、中間転写体6に対し2mm侵入する設定となっている。また、中間転写体6の回転に伴い、従動して回転する。
The
中間転写体6の外側には、中間転写体上に残った2次転写残トナーを除去して回収する中間転写体クリーニング装置9が、テンションローラ12に対向して設置されている。
Outside the
2次転写対向ローラ11と2次転写ローラ7とが当接する2次転写部T2の転写材Pの搬送方向下流側には、定着ローラ13aと加圧ローラ13bを有する定着装置13が設置されている。
A fixing
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について、A4フルカラー画像を1枚出力する場合に沿って説明する。 Next, an image forming operation by the above-described image forming apparatus will be described along with a case where one A4 full-color image is output.
画像形成動作開始信号が発せられると、カセット(不図示)から転写材(用紙)Pが一枚ずつ送り出され、レジストローラ(不図示)まで搬送される。その時、レジストローラ(不図示)は停止されており、転写材Pの先端は2次転写部T2の直前で待機している。 When an image forming operation start signal is issued, transfer materials (paper) P are sent out one by one from a cassette (not shown) and conveyed to a registration roller (not shown). At that time, the registration roller (not shown) is stopped, and the leading edge of the transfer material P stands by immediately before the secondary transfer portion T2.
一方、画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される感光ドラム1は、帯電部材2によって一様に、本実施例では負極性に帯電される。そして、露光装置3は、ホストコンピュータ(不図示)から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部(不図示)にて光信号にそれぞれ変換する。変換された光信号であるレーザ光を、帯電された感光ドラム1上に走査露光して、順次各色に対応した静電潜像を形成する。感光ドラム1の電位は、帯電部材2により帯電された後の電位が−450V、露光装置3により露光された後の電位(画像部)が−100Vとなるように帯電量、露光量を調整し、現像バイアスを−300Vとしている。またプロセススピードは60mm/secである。転写材Pの搬送方向(中間転写ベルトの回転方向)と垂直方向の長さである画像形成幅は215mm、トナー帯電量は−40μC/g、画像ベタ部の感光ドラム上のトナー量は0.4mg/cm2となるよう設定している。
On the other hand, when an image forming operation start signal is issued, the
先ず感光ドラム1上に形成された1枚目の1色目(以後、単に「1枚目1色目」のように記載する。)であるイエローの静電潜像に、感光ドラム1の帯電極性(本実施例では負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
First, the first electrostatic color formed on the photosensitive drum 1 (hereinafter simply referred to as “first first color”) is charged with the charged polarity ( In this embodiment, yellow toner is attached by the developing
接離機構(不図示)により中間転写体6に接触したバイアス供給部材10(バイアス供給部材10aの状態)へ、2次転写バイアス電源8からバイアス(トナー極性と逆極性(本実施例では正極性))が印加される。このバイアス供給部材10からの電流により、中間転写体6に電流が流れる。そして、イエロートナー像は回転している中間転写体6上に1次転写される。本実施例においては、2次転写バイアス電源8から1.2kVの電圧が供給されているが、この値は転写材Pである紙や環境により、最適値に設定される。
From the secondary transfer bias
以降、図2に示す画像形成装置100の一連動作での各構成要素の時系列の動作を説明する。
Hereinafter, a time-series operation of each component in the series of operations of the
イエロートナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエロートナー像先端がバイアス供給部材接触部に到達前に、バイアス供給部材10へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりバイアス供給部材10は離間状態(バイアス供給部材10bの状態)となる。転写された中間転写体6上のイエロートナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエロートナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエロートナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8からバイアスが印加される。イエロートナー像形成終了後、現像装置4のロータリー回転により、マゼンタトナー現像器4bが、感光ドラム1の対向部に移動する。それとともに、感光ドラム1上に形成された静電潜像を、1枚目2色目であるマゼンタトナーにより現像する。感光ドラム1上に形成されたマゼンタトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエロートナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The bias application to the
イエロートナー像後端がバイアス供給部材接触部を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が2次転写部T2に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したバイアス供給部材10(バイアス供給部材10aの状態)へ、2次転写バイアス電源8からバイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態となる(2次転写ローラ7bの状態)。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端がバイアス供給部材接触部に到達前に、バイアス供給部材10へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりバイアス供給部材10は離間状態となる(バイアス供給部材10bの状態)。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8からバイアスが印加される。感光ドラム1上に、次に形成された1枚目3色目のシアントナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The rear end of the yellow toner image passes through the bias supply member contact portion, and the bias supply member 10 (bias supply) that contacts the
イエローとマゼンタのトナー像後端がバイアス供給部材接触部を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が2次転写部T2に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したバイアス供給部材10(バイアス供給部材10a)へ、2次転写バイアス電源8からバイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態となる(2次転写ローラ7bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端がバイアス供給部材接触部に到達前に、バイアス供給部材10へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりバイアス供給部材10は離間状態となる(バイアス供給部材10bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が1次転写部に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8からバイアスが印加される。感光ドラム1上に、次に形成された1枚目4色目のブラックトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタとシアンのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
Bias supply in which the trailing edge of the yellow and magenta toner images passes through the bias supply member contact portion and contacts the
イエローとマゼンタとシアンとブラックのトナー像先端が2次転写部T2に到達するのに合わせ、レジストローラ(不図示)により転写材Pをこの2次転写部T2に搬送する。そして、この転写材Pに、バイアスが印加された2次転写ローラ7によりフルカラーのトナー像が一括して2次転写される。
As the leading edges of the yellow, magenta, cyan, and black toner images reach the secondary transfer portion T2, the transfer material P is conveyed to the secondary transfer portion T2 by a registration roller (not shown). Then, a full-color toner image is secondarily transferred collectively onto the transfer material P by a
中間転写体6上に残留している2次転写残トナー先端が、バイアス供給部材接触部に到達前に、接離機構(不図示)により中間転写体6に中間転写体クリーニング装置9が接触状態となる。中間転写体6の回転に伴い、中間転写体クリーニング装置9に到達した2次転写残トナーが回収される
フルカラーのトナー像が形成された転写材Pは定着装置13に搬送されて、定着ローラ13aと加圧ローラ13b間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材P表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
The intermediate transfer
なお、上記した各1次転写時において、感光ドラム1上に残留している1次転写残トナーは、それぞれ像担持体クリーニング装置5によって除去されて回収される。
At the time of each primary transfer described above, the primary transfer residual toner remaining on the
ここで、本実施例の画像形成装置100において、用いた中間転写体6について述べる。
Here, the
以下に本実施例の画像形成装置100において、1次転写ローラを用いず、感光ドラム1から中間転写体6へのトナー像の1次転写を行うために必要な、中間転写体6に用いるベルトの特性を説明するために、ベルトの周方向抵抗の定義と測定方法について述べる。
Hereinafter, in the
本実施例の中間転写体6に用いたベルトは、厚み100μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂にカーボンを分散させて電気抵抗を調整したものを基層としている。尚、使用される樹脂は、ポリイミド(PI)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等でもよい。
The belt used for the
次にベルトの基層の製造方法について説明する。本実施例では、インフレーション成形法による製造方法を用いている。基材となるPPSと、導電体粉であるカーボンブラックなどの配合成分を二軸混練機により溶融混練する。得られた混練物を環状ダイスによって押出し成形することによりエンドレスベルト状(無端状ベルト)の基層を製造している。 Next, the manufacturing method of the base layer of a belt is demonstrated. In this embodiment, a manufacturing method using an inflation molding method is used. PPS serving as a base material and blending components such as carbon black as conductor powder are melt-kneaded by a biaxial kneader. An endless belt-like (endless belt) base layer is manufactured by extruding the obtained kneaded material with an annular die.
本実施例では、導電体粉としてカーボンブラックを用いている。中間転写体6の電気抵抗値を調節するために混合する添加剤は特に制限されるものではない。例えば、抵抗を調整する導電性フィラーとしてはカーボンブラックや各種の導電性金属酸化物等がある。非フィラー系抵抗調整剤としては各種金属塩やグリコール類等の低分子量のイオン導電材やエーテル結合や水酸基等を分子内に含んだ帯電防止樹脂または電子導電性を示す有機高分子化合物等である。
In this embodiment, carbon black is used as the conductor powder. The additive to be mixed for adjusting the electric resistance value of the
添加するカーボン量を増やすと基層ベルトは低抵抗化するが、増やしすぎると基層ベルト自体の強度が不足し、割れやすくなってくる。本実施例では、基層ベルト強度が画像形成装置に使用できるように、基層ベルトを低抵抗化している。 When the amount of carbon to be added is increased, the resistance of the base layer belt is lowered. However, when the amount is excessively increased, the strength of the base layer belt itself is insufficient and the base belt is easily broken. In this embodiment, the resistance of the base layer belt is reduced so that the strength of the base layer belt can be used in the image forming apparatus.
本実施例のベルトのヤング率は3000MPa程度である。ヤング率測定は、JIS−K7127の引張弾性率測定方法に準拠し、測定試料の厚みは100μmとした。 The Young's modulus of the belt of this example is about 3000 MPa. The Young's modulus measurement was based on the tensile modulus measurement method of JIS-K7127, and the thickness of the measurement sample was 100 μm.
表1に、基層に対するカーボン量の相対比率を変更したベルトを示す。 Table 1 shows belts in which the relative ratio of the carbon amount to the base layer is changed.
表1には、添加したカーボン量と表層の表面コート層の有無を示している。例えば、ベルトBはベルトAに対してカーボン量が1.5倍、ベルトCはベルトAに対してカーボン量が2倍であることを示している。また、ベルトA、ベルトB、ベルトCには表層を設けており、ベルトD、ベルトEは単層のベルトである。ベルトBとベルトDのカーボン量の相対比率は同じで、ベルトCとベルトEのカーボン量の相対比率も同じである。 Table 1 shows the amount of added carbon and the presence or absence of a surface coat layer. For example, belt B has a carbon amount 1.5 times that of belt A, and belt C has a carbon amount twice that of belt A. Further, the belt A, the belt B, and the belt C are provided with a surface layer, and the belt D and the belt E are single-layer belts. The relative ratio of the carbon amount of the belt B and the belt D is the same, and the relative ratio of the carbon amount of the belt C and the belt E is also the same.
表面コート層は高抵抗のアクリル樹脂で、成形したエンドレスベルトの表面に紫外線硬化樹脂をスプレーコーティングし、乾燥後、紫外線照射により硬化させて形成している。コート層は厚すぎると、割れやすくなるため0.5〜3μmの範囲となるよう塗布量を調整する必要がある。 The surface coat layer is a high-resistance acrylic resin, and is formed by spray-coating an ultraviolet curable resin on the surface of the molded endless belt, drying, and curing by ultraviolet irradiation. If the coat layer is too thick, it tends to break, so the coating amount needs to be adjusted to be in the range of 0.5 to 3 μm.
また比較用のベルトとしてカーボン量の相対比率を変えて、抵抗調整したポリイミドの比較例ベルトを製造した。比較例ベルトは、カーボン量の相対比率が0.5であり、体積抵抗率も1010〜1011Ω・cmである。この比較例ベルトは、中間転写体に採用されるベルトとしては一般的な抵抗値を有するベルトである。 Also, as a comparative belt, a polyimide comparative example belt having a resistance adjusted by changing the relative proportion of carbon amount was manufactured. The comparative belt has a relative carbon amount ratio of 0.5 and a volume resistivity of 10 10 to 10 11 Ω · cm. The comparative belt is a belt having a general resistance value as a belt employed for the intermediate transfer member.
本実施例では、低抵抗化したベルトの抵抗値を図3で示す方法で測定している。ベルトを2本の支持部材間(電気的に絶縁)に張架し、測定用電源である高圧電源20から外面ローラ21(第1の金属ローラ)に一定電圧(測定用電圧)を印加する。この時に、外面ローラ22(第2の金属ローラ)に繋いだ電流検知手段である電流計へ流れる電流を検知する。この検知した電流値から、外面ローラ21が接触する位置から外面ローラ22が接触する位置の間のベルトの電気抵抗を求める方法を用いている。即ち、この方法によってベルトの周方向(回転方向)に流れる電流を測定し、その測定した電流値で測定用電圧を割ることで、ベルトの抵抗を算出している。この時、ベルト以外の抵抗の影響を無くすため、外面ローラ21,22は金属(アルミニウム)のみからなるものを用いている。本実施例では、外面ローラ21当接部から外面ローラ22当接部の距離はベルト上面側が275mm、ベルト下面側が275mmである。
In this embodiment, the resistance value of the belt whose resistance is lowered is measured by the method shown in FIG. A belt is stretched between two support members (electrically insulated), and a constant voltage (measurement voltage) is applied to the outer roller 21 (first metal roller) from a high-
以上の測定方法で、印加電圧を変更してベルトA〜Eを測定した結果が図4である。この測定方法ではベルトの回転方向である周方向の抵抗を測定している。よって、本実施例では、この測定方法で測定した中間転写体6の抵抗を周方向抵抗[Ω]と称している。
FIG. 4 shows the result of measuring the belts A to E by changing the applied voltage by the above measuring method. In this measurement method, the resistance in the circumferential direction, which is the rotational direction of the belt, is measured. Therefore, in this embodiment, the resistance of the
全てのベルトで印加電圧を上げていくと抵抗が少しずつ低下していく傾向があるが、これは樹脂にカーボンを分散したベルトの特徴である。 As the applied voltage is increased for all belts, the resistance tends to decrease little by little. This is a characteristic of a belt in which carbon is dispersed in a resin.
ベルトA〜Eでは、図3で示す方法で抵抗測定できるが、比較例ベルトでは抵抗測定できなかった。比較例ベルトは、図5で示すような各1次転写ローラ41、42、43、44に夫々電圧電源が接続された構成の画像形成装置100で使用される中間転写体6であるベルトである。画像形成装置100は、4つの即ち、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像形成ステーションS(SY、SM、SC、SK)を備えている。各画像形成ステーションSは、画像形成手段を構成する像担持体としての電子写真感光体である感光ドラム1(1a、1b、1c、1d)、露光装置3(3a、3b、3c、3d)を備えている。各感光ドラム1のまわりには画像形成手段としての1次帯電手段を構成する帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)、現像手段4(4a、4b、4c、4d)、像担持体クリーニング手段5(5a、5b、5c、5d)を備えている。また、画像形成装置100は、中間転写体6、1次転写手段としての41、42、43、44、2次転写手段としての2次転写ローラ7を備え、中間転写体6との間に2次転写部T2を形成している。中間転写体6は無端ベルト状であり、駆動ローラ、2次転写対向ローラ、テンションローラである張架部材10、11、12により張架されている。画像形成装置100において画像形成動作開始信号が発せられると、感光ドラム1の表面を帯電手段2によって一様に帯電される。画像信号に応じて、露光手段3によって、感光ドラム1の表面が露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム1上に形成された静電潜像は現像手段4によってトナー画像に現像され、それぞれの色のトナー画像が中間転写体6上に1次転写される。それぞれの色のトナー画像を中間転写体6上に1次転写するために、41、42、43、44に1次転写バイアスが印加される。その後、中間転写体6上に重畳画像として転写されたフルカラートナー画像は2次転写部T2で2次転写手段によって転写材P上に転写され、定着手段13によって定着される。
In the belts A to E, the resistance can be measured by the method shown in FIG. 3, but the resistance cannot be measured in the comparative belt. The comparative belt is a belt that is an
斯かる画像形成装置100において、中間転写体6は4つの隣り合う電圧電源が中間転写体6を介してお互いに流れ込む電流によって影響を受けないように(干渉しないように)、中間転写体6の体積抵抗、表面抵抗は高く設計されている。つまり、比較例ベルトは、各1次転写ローラ41、42、43、44に電圧を印加しても各1次転写部間で干渉しない程度の抵抗を持つベルトであり、周方向に電流が流れにくい性能を持つベルトとして設計されている。比較例ベルトのようなベルトを高抵抗ベルト、ベルトA〜Eのような周方向に電流が流れるベルトを導電性ベルトと定義する。
In such an
本実施例で、中間転写体6として使用できるベルトは、導電性ベルトとされ上記周方向抵抗で104Ω以上、且つ、108Ω以下である。さらに小サイズ紙の2次転写性を高めるためには、基層の外面に高抵抗コート層のある多層構成のものが好ましい。2次転写部T2の長手方向で通紙域と非通紙領域の電流差を少なくするためである。
In this embodiment, the belt that can be used as the
本実施例の画像形成装置100において、このベルトを使用した場合、周方向抵抗が低いため、2次転写ローラ7やバイアス供給部材10から電流供給をすると、ベルト表面電位は全周でほぼ同じとなる。そして、本実施例の画像形成装置100において1次転写性を確保するには、200V以上のベルト電位が必要となる。また、本実施例の画像形成装置100において、転写材Pとして上質紙(坪量75g/m2)を用いた場合に、2次転写に必要な2次転写電圧は1kV以上である。例えば本実施例の画像形成装置100において、2次転写バイアス電源8の出力を常に1.2kVとした場合のベルト電位は200V以上となり、1次転写、2次転写とも問題のないレベルであった。
In the
以上のような構成と動作により、画像形成を良好に行い、2次転写ローラ7とバイアス供給部材10のトナー汚れを防ぐとともに、中間転写体6の長さを短くし、装置の小型化が可能となる。
With the configuration and operation as described above, image formation is excellent, toner contamination of the
実施例2
次に、第二の実施例について、図6〜図12に基づいて説明する。
Example 2
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
実施例2は、1次転写時に2次転写が同時に行われるという点で実施例1と異なる。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the secondary transfer is performed simultaneously with the primary transfer.
つまり、本実施例においても図1を参照して説明した画像形成装置が援用される。従って、実施例1の説明を援用し、画像形成装置の全体構成についての詳細は省略する。ここでは、実施例1と異なる部分のみ説明する。 That is, the image forming apparatus described with reference to FIG. 1 is also used in this embodiment. Accordingly, the description of the first embodiment is used, and details of the entire configuration of the image forming apparatus are omitted. Here, only a different part from Example 1 is demonstrated.
実施例1では1次転写時に、2次転写が同時に行われず、2次転写部に転写材Pがない場合の説明であった。 In the first exemplary embodiment, the secondary transfer is not performed at the same time during the primary transfer, and the transfer material P is not present in the secondary transfer portion.
上述した周方向抵抗で104Ω以上、且つ、108Ω以下のベルトを使用した本実施例のフルカラー画像形成装置100において、A4フルカラー画像を連続通紙する場合(連続出力する場合)の各構成要素の時系列の動作を図6に示す。
In the full-color
連続プリント時には図6の斜線部に示すように、中間転写体6上のフルカラー画像を転写材Pに2次転写すると同時に次の画像の1色目画像を感光ドラム1から中間転写体6へ1次転写することがある。
During continuous printing, as shown by the shaded area in FIG. 6, the full-color image on the
ここで、1次転写のみを行う場合の2次転写ローラ7とバイアス供給部材10への印加電圧と、1次転写と2次転写を同時に行う場合の2次転写ローラ7への印加電圧を、どちらも1.2kVとする。そうすることで、ベルト電位は200V以上を保持し、1次転写、2次転写とも問題のない出力が可能である。
Here, the voltage applied to the
しかし、2次転写部に転写材Pがある場合とない場合では、系の全体抵抗が変化するため、流れる電流が変化し、それに合わせてベルト電位が変化してしまい、1次転写の安定性の観点からすると、ベルト電位が変化しないことが好ましい。 However, in the case where the transfer material P is present in the secondary transfer portion and in the case where the transfer material P is not present, since the overall resistance of the system changes, the flowing current changes and the belt potential changes accordingly. From this point of view, it is preferable that the belt potential does not change.
そこで本実施例の変更実施例では実施例1で用いたような1GΩの抵抗素子ではなく、張架部材を閾値を持つ定電圧素子を介して接地する。本実施例を図7〜図9に示す。 Therefore, in the modified embodiment of this embodiment, the tension member is grounded via a constant voltage element having a threshold value instead of the 1 GΩ resistor element used in the first embodiment. This embodiment is shown in FIGS.
図7には、定電圧素子(例えば、ツェナーダイオードや、バリスタ等である)を接続した場合の2次転写電圧とベルト電位の関係を示している。 FIG. 7 shows the relationship between the secondary transfer voltage and the belt potential when a constant voltage element (for example, a Zener diode or a varistor) is connected.
図7の横方向点線は、ツェナー電位又はバリスタ電位である。 The horizontal dotted line in FIG. 7 is a Zener potential or a varistor potential.
図8はツェナーダイオードを各支持部材に接続した状態を説明する図、図9はバリスタを各支持部材に接続した状態を説明する図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which a Zener diode is connected to each support member, and FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a varistor is connected to each support member.
実施例1で用いたような抵抗体の場合は、2次転写電圧を大きくするとベルト電位も上昇していた。 In the case of the resistor as used in Example 1, the belt potential also increased when the secondary transfer voltage was increased.
しかし、本実施例で用いるようなツェナーダイオードまたはバリスタの場合、ツェナー電位またはバリスタ電位を超えると定電圧素子に電流が流れて、ツェナー電位またはバリスタ電位を保つ特性を持つ。このため、2次転写電圧を上げても、ツェナー電位またはバリスタ電位以上に中間転写体6のベルト電位が上昇することはない。このため、ベルト電位を一定に保つことができ、1次転写部T1での1次転写性をより安定させることができる。また、1次転写部T1でのベルト電位が2次転写電圧を上げても一定であるため、2次転写ローラ7に印加できる2次転写電圧は設定範囲が広くなり、2次転写電圧設定の自由度が大きくなる。ここで、本実施例では、ツェナー電位またはバリスタの電位を200vとする。
However, in the case of a Zener diode or varistor as used in this embodiment, when the Zener potential or varistor potential is exceeded, a current flows through the constant voltage element, and the Zener potential or varistor potential is maintained. For this reason, even if the secondary transfer voltage is raised, the belt potential of the
このように構成することで、1次転写性を安定させつつ、2次転写電位設定を1次転写と独立に最適化することができる。つまり、ツェナー電位又はバリスタ電位で1次転写のための中間転写体6の表面電位を決定できるので、2次転写電圧の設定の幅が広がり、1次転写、2次転写のための印加バイアスを最適化できる。
With this configuration, the secondary transfer potential setting can be optimized independently of the primary transfer while stabilizing the primary transfer property. That is, since the surface potential of the
このように、導電性のベルト状の中間転写体6を用い、各ベルト支持部材に、所定電位を維持するツェナーダイオードまたはバリスタを接続し、2次転写バイアス電源8から電圧を印加する構成により、以下のことが可能になる。つまり、転写材Pの有無や転写材の存在による抵抗の変化に関わらず、中間転写体6の表面電位を所定電位に保つことが可能であり、1次転写と2次転写を同じタイミングで実行することが可能である。
In this way, by using a conductive belt-like
上記変更実施例では、ベルト支持部材それぞれにツェナーダイオード、バリスタ等を接続する構成としたが、図10、11のように、全ての支持ローラに共通のツェナーダイオード、バリスタ等の定電圧素子を接続する構成であっても良い。複数の支持ローラに接続する定電圧素子を共通化することで、定電圧素子の数を減らすことが可能である。 In the above modified embodiment, a Zener diode, a varistor or the like is connected to each belt support member. However, as shown in FIGS. 10 and 11, common voltage elements such as a Zener diode and a varistor are connected to all the support rollers. It may be configured to do so. By sharing the constant voltage elements connected to the plurality of support rollers, the number of constant voltage elements can be reduced.
また、図12のように、1次転写部の当接をより安定化させるため、電気的に絶縁された1次転写部対向ローラ51を設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 12, in order to further stabilize the contact of the primary transfer portion, an electrically insulated primary transfer
実施例3
次に、第三の実施例について、図13〜図19に基づいて説明する。
Example 3
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
実施例3は、バイアス供給部材10がトナー逆極性帯電部材61に変わった点と、中間転写体クリーニング装置9がなくなった点と、1GΩの抵抗を200Vの閾値を持つツェナーダイオードに替えた、という点で実施例1と異なる。
In Example 3, the
尚、本実施例の画像形成装置100の大部分の構成は、実施例1と同様であるので、同一の構成部品は同一符号で示し、実施例1の説明を援用し、詳細は省略する。ここでは、実施例1と異なる部分のみ説明する。
Since most of the configuration of the
図13に本実施例の概略構成図を示す。本実施例の画像形成装置100で出力可能な最大長さはA4タテ(297mm)長さである。
FIG. 13 shows a schematic configuration diagram of the present embodiment. The maximum length that can be output by the
本実施例においては、トナー逆極性帯電部材61が、実施例1におけるバイアス供給部材10の電流供給の機能と、トナー逆極性帯電の機能を兼ね、中間転写体6に対する接離機構(不図示)を備えるとともに、高圧電源62に接続されている。つまり、トナー逆極性帯電部材61の中間転写体6との接触部に、2次転写残トナーがない場合には、1次転写のための電流供給部材として機能する。そして、2次転写残トナーがある場合には、2次転写残トナーを正規の帯電極性(負極性)と逆極性(正極性)に帯電させる機能を兼ねる。
In the present embodiment, the toner reverse
画像形成時において発生した中間転写体6上の2次転写残トナーは、トナー逆極性帯電部材61により逆極性に帯電させられる。次に、中間転写体6上の逆極性に帯電した2次転写残トナーは、中間転写体6の移動に伴い、1次転写部T1に運ばれる。そして、1次転写部T2において1次転写電界の力(中間転写体6の表面電位はトナーの正規帯電極性(本実施例では負極性)と逆極性(正極性))で中間転写体6から感光ドラム1へ転写される。そして、像担持体クリーニング装置5で回収される。そのため本実施例では、実施例1における中間転写体クリーニング装置9が不要となる。
The secondary transfer residual toner generated on the
本実施例においては、限定されるものではないが、トナー逆極性帯電部材61には、106〜109Ωcmの導電性を有するナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシを用いた。トナー逆極性帯電部材61の先端位置は、中間転写体6の表面に対して侵入量が1.0mmとなるように設定されている。トナー逆極性帯電部材61の長手方向(中間転写体6の回転移動方向と交差する方向)の長さは、中間転写体6上の画像形成可能領域の同方向の幅と略同じである。このように、トナー逆極性帯電部材61は中間転写体6の移動に伴って中間転写ベルト6の表面を摺擦する。
In the present embodiment, although not limited, the toner reverse
本実施例の中間転写体6には、2次転写部T2の長手方向で通紙域と非通紙領域の電流差を少なくして小サイズ紙の2次転写性が良化する効果を得るため、および中間転写体電位とトナー逆極性帯電部材61の干渉を避けるため、高抵抗の表層が形成されたベルトを使用している。そのため本実施例に用いるベルトは、高抵抗の表層を備え、周方向抵抗が104Ω以上、且つ、108Ω以下のものである。
The
次に、本実施例の画像形成装置100による画像形成動作について、A4サイズフルカラー画像を2枚連続出力する場合の動作に沿って説明する。
Next, an image forming operation performed by the
画像形成動作開始信号が発せられると、カセット(不図示)から転写材P(用紙)が一枚ずつ送り出され、レジストローラ(不図示)まで搬送される。その時、レジストローラ(不図示)は停止されており、転写材Pの先端は2次転写部T2の直前で待機している。 When an image forming operation start signal is issued, the transfer material P (paper) is sent out one by one from a cassette (not shown) and conveyed to a registration roller (not shown). At that time, the registration roller (not shown) is stopped, and the leading edge of the transfer material P stands by immediately before the secondary transfer portion T2.
一方、画像形成動作開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される感光ドラム1は、帯電部材2によって一様に、本実施例では負極性に帯電される。そして、露光装置3は、ホストコンピュータ(不図示)から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部(不図示)にて光信号にそれぞれ変換する。そして、露光装置3は変換された光信号であるレーザ光を、帯電部材2より帯電された感光ドラム1上に走査露光して、順次各色に対応した静電潜像を形成する。感光ドラム1の電位は、帯電部材2により帯電された後の電位が−450V、露光装置3により露光された後の電位(画像部)が−100Vとなるように帯電量、露光量を調整し、現像バイアスを−300Vとしている。またプロセススピードは60mm/secである。感光ドラム1の移動方向(回転方向)と垂直方向の長さである画像形成幅は215mm、トナー帯電量は−40μC/g、画像ベタ部の感光ドラム1上のトナー量は0.4mg/cm2となるよう設定している。
On the other hand, when an image forming operation start signal is issued, the
図14に、2枚連続出力する場合の一連動作での各構成要素の時系列の動作を示す。 FIG. 14 shows a time-series operation of each component in a series of operations when two sheets are continuously output.
先ず感光ドラム1上に形成された1枚目1色目であるイエローの静電潜像に、感光ドラム1の帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
First, the yellow electrostatic latent image, which is the first color of the first sheet formed on the
接離機構(不図示)により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61(トナー逆極性帯電部材61aの状態)へ、高圧電源62から逆極性帯電バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加される。トナー逆極性帯電部材61からの電流により、このイエロートナー像は回転している中間転写体6上に1次転写される。
A reverse polarity charging bias (a polarity opposite to the toner (positive polarity)) from the high
イエロートナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエロートナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。転写された中間転写体6上のイエロートナー像は、中間転写体6の移動に伴い、トナー逆極性帯電部材接触部を通過する。イエロートナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエロートナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。イエロートナー像形成終了後、現像装置4の回転により、マゼンタトナー現像器4bが、感光ドラム1の対向部に移動するとともに、感光ドラム1上に形成された静電潜像を、1枚目2色目のマゼンタトナーにより現像する。感光ドラム1上に形成されたマゼンタトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエロートナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The bias application to the toner reverse
イエロートナー像後端がトナー逆極性帯電部材接触部を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が2次転写部T2に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61(トナー逆極性帯電部材61aの状態)へ、高圧電源から逆極性帯電バイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態となる(2次転写ローラ7bの状態)。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、トナー逆極性帯電部材接触部を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。感光ドラム1上に形成された1枚目3色目のシアントナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The toner reverse polarity charging member that has contacted the
イエローとマゼンタのトナー像後端がトナー逆極性帯電部材接触部を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が2次転写部T2に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61へ、高圧電源から逆極性帯電バイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態となる(2次転写ローラ7bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。感光ドラム1上に形成された1枚目4色目のブラックトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタとシアンのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The trailing edge of the yellow and magenta toner image passes through the toner reverse polarity charging member contact portion, and the leading edge of the yellow, magenta and cyan toner image contacts the
ブラックトナー像を1次転写しつつ、イエローとマゼンタとシアンとブラックのトナー像先端が2次転写部T2に到達するのに合わせ、レジストローラ(不図示)により転写材Pをこの2次転写部T2に搬送する。この転写材Pに、2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ7によりフルカラーのトナー像が一括して2次転写される。
While the black toner image is primarily transferred, the transfer material P is transferred to the secondary transfer portion by a registration roller (not shown) in accordance with the leading edge of the yellow, magenta, cyan, and black toner images reaching the secondary transfer portion T2. Transport to T2. A full-color toner image is collectively transferred onto the transfer material P by a
中間転写体6上に残留している2次転写残トナー先端が、トナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61(トナー逆極性帯電部材61aの状態)へ、高圧電源より逆極性帯電バイアスが印加される。中間転写体6の回転に伴い、中間転写体6上の2次転写残トナーが、正規の帯電極性(負極性)と逆極性(正極性)に帯電する。逆極性に帯電した2次転写残トナーは、中間転写体6の移動に伴い、1次転写部T1へ運ばれる。そして、1次転写部T1において、1次転写電界の力(中間転写体6の表面電位はトナーの正規帯電極性(負極性)と逆極性(正極性))で中間転写体6から感光ドラム1へ転写されて、像担持体クリーニング装置5で回収される。
Before the leading edge of the secondary transfer residual toner remaining on the
1枚目の2次転写中に、2枚目1色目のイエロートナー像の1次転写が開始される。 During the secondary transfer of the first sheet, the primary transfer of the yellow toner image of the second sheet and the first color is started.
感光ドラム1への1枚目4色目のブラックトナー像形成が終了した後、T1(=T2+T3)sec以上経過後に、感光ドラム1への2枚目1色目のイエロートナー像形成が開始される。ここで、T2secは2次転写残後端がトナー逆極性帯電部材接触部から1次転写部T1まで移動するのに要する時間、T3secは2次転写残後端が感光ドラム1へ転写された後トナー逆極性帯電部材へのバイアス印加が停止し離間状態になるまでに要する時間である。
After the formation of the first and fourth color black toner images on the
この時間間隔が必要となる理由を次に述べる。1枚目の2次転写残トナーを感光ドラム1へ完全に転写した後、トナー逆極性帯電部材61への高圧電源からのバイアス印加を停止する。そして、接離機構によりトナー逆極性帯電部材61を離間状態(トナー逆極性帯電部材61bの状態)とするまで、2枚目1色目画像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達しないようにするためである。つまり、トナー逆極性帯電部材61が接触状態(トナー逆極性帯電部材61aの状態)のままでトナー像が来ることによる、画像乱れと、トナー逆極性帯電部材61のトナー汚れを防止するためである。
The reason why this time interval is required will be described next. After the first secondary transfer residual toner is completely transferred to the
そして、1枚目の2次転写終了後ただちに、2次転写ローラ7へのバイアス印加が、停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態(2次転写ローラ7bの状態)となる。イエロートナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。1枚目の2次転写残トナー後端が1次転写部T1に到達し、2枚目のイエロートナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエロートナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。イエロートナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエロートナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエロートナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。感光ドラム1上に形成された2枚目2色目のマゼンタトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエロートナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
Immediately after the completion of the secondary transfer of the first sheet, the bias application to the
イエロートナー像後端がトナー逆極性帯電部材接触部を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が2次転写部に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61へ、高圧電源から逆極性帯電バイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態(2次転写ローラ7bの状態)となる。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。イエローとマゼンタのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、トナー逆極性帯電部材接触部を通過する。イエローとマゼンタのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタのトナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7(2次転写ローラ7aの状態)へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。感光ドラム1上に形成された2枚目3色目のシアントナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The toner reverse
イエローとマゼンタのトナー像後端がトナー逆極性帯電部材接触部を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が2次転写部T2に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61(トナー逆極性帯電部材61aの状態)へ、高圧電源から逆極性帯電バイアスが印加される。その直後に、2次転写ローラ7へのバイアス印加が停止するとともに接離機構により2次転写ローラ7は離間状態となる(2次転写ローラ7bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、2次転写部T2を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が1次転写部T1を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端がトナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、トナー逆極性帯電部材61へのバイアス印加が停止する。それとともに接離機構によりトナー逆極性帯電部材61は離間状態となる(トナー逆極性帯電部材61bの状態)。イエローとマゼンタとシアンのトナー像は、中間転写体6の移動に伴い、バイアス供給部材接触部を通過する。イエローとマゼンタとシアンのトナー像後端が2次転写部T2を抜け、イエローとマゼンタとシアンのトナー像先端が1次転写部T1に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触した2次転写ローラ7へ、2次転写バイアス電源8から2次転写バイアスが印加される。感光ドラム1上に形成された2枚目4色目のブラックトナー像が、2次転写ローラ7からの電流により、回転している中間転写体6上のイエローとマゼンタとシアンのトナー像に重ね合わせて1次転写が開始される。
The trailing edge of the yellow and magenta toner image passes through the toner reverse polarity charging member contact portion, and the leading edge of the yellow, magenta and cyan toner image contacts the
イエローとマゼンタとシアンとブラックのトナー像先端が2次転写部T2に到達するのに合わせ、レジストローラ(不図示)により転写材Pをこの2次転写部T2に搬送して、この転写材に、2次転写バイアスが印加された2次転写ローラ7によりフルカラーのトナー像が一括して2次転写される。
As the leading edge of the yellow, magenta, cyan, and black toner images reaches the secondary transfer portion T2, the transfer material P is conveyed to the secondary transfer portion T2 by a registration roller (not shown), and is transferred to the transfer material. Full-color toner images are secondarily transferred collectively by the
中間転写体6上に残留している2次転写残トナー先端が、トナー逆極性帯電部材接触部に到達前に、接離機構により中間転写体6に接触したトナー逆極性帯電部材61へ、高圧電源より逆極性帯電バイアスが印加される。中間転写体6の回転に伴い、中間転写体6上の2次転写残トナーが、正規の帯電極性(負極性)と逆極性(正極性)に帯電する。逆極性に帯電した2次転写残トナーは、中間転写体6の移動に伴い、1次転写部T1へ運ばれる。そして、1次転写部T1において、1次転写電界の力(中間転写体6の表面電位はトナーの正規帯電極性(負極性)と逆極性(正極性))で中間転写体6から感光ドラム1へ転写されて、像担持体クリーニング装置5で回収される。
Before the end of the secondary transfer residual toner remaining on the
フルカラーのトナー像が形成された転写材Pは定着装置13に搬送されて、定着ローラ13aと加圧ローラ13b間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材P表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
The transfer material P on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing
なお、上記した各1次転写時において、感光ドラム1上に残留している1次転写残トナーは、それぞれ像担持体クリーニング装置5によって除去されて回収される。
At the time of each primary transfer described above, the primary transfer residual toner remaining on the
本実施例の画像形成装置において、転写材として上質紙(坪量75g/m2)を用いた場合に、2次転写に必要な2次転写電圧は1kV以上である。例えば本実施例の画像形成装置において、2次転写バイアス電源8の出力を常に1.2kV、トナー逆極性帯電バイアスを1kVとした場合、ベルト電位は200Vとなり、1次転写、2次転写とも問題のないレベルであった。
In the image forming apparatus of this embodiment, when high-quality paper (basis weight 75 g / m 2 ) is used as a transfer material, the secondary transfer voltage necessary for the secondary transfer is 1 kV or more. For example, in the image forming apparatus of the present embodiment, if the output of the secondary transfer bias
本実施例においては、トナー逆極性帯電部材61としてブラシを用いたが、これに限定されるものではなく、残留トナーを所望の極性に帯電できるものであればローラ、ブラシとローラの組合せなどでもよい。
In this embodiment, a brush is used as the toner reverse
本実施例においては、各張架部材を定電圧素子であるツェナーダイオードを介して接地しているが、ツェナーダイオードの替りに1GΩの抵抗素子やバリスタなどの素子を用いてもよい。 In this embodiment, each tension member is grounded via a Zener diode, which is a constant voltage element, but an element such as a 1 GΩ resistance element or a varistor may be used instead of the Zener diode.
図15はバリスタを各支持部材に接続した状態を説明する図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which the varistor is connected to each support member.
さらに、図16、17、18のように、全ての支持ローラに共通の、ツェナーダイオード、バリスタ等の定電圧素子や抵抗素子を接続する構成であっても良い。共通化することで、素子の数を減らすことが可能である。 Furthermore, as shown in FIGS. 16, 17, and 18, a configuration in which constant voltage elements such as Zener diodes and varistors and resistance elements, which are common to all the support rollers, are connected may be used. By sharing, it is possible to reduce the number of elements.
また、図19のように、1次転写部T1の当接をより安定化させるため、電気的に絶縁された1次転写部対向ローラ51を設けてもよい。
In addition, as shown in FIG. 19, in order to further stabilize the contact of the primary transfer portion T1, an electrically insulated primary transfer
また、通常、1つの感光ドラムを備えた画像形成装置では、フルカラーモードだけではなく、単色モードを設ける場合が多い。例えば、ブラック単色モードでは、中間転写体6上に画像を重ねあわせる必要がない。このため、感光ドラム1上に順次形成されたブラックトナー像を、順次中間転写体6に1次転写し、中間転写体6上のブラックトナー像を、順次転写材Pに2次転写する。単色モード中の、画像形成動作中は、2次転写ローラ7とトナー逆極性帯電部材61を中間転写体6に常時接触させ、1次転写、2次転写、2次転写残トナーの感光ドラム1への転写を順次行う。
In general, an image forming apparatus including a single photosensitive drum often has a single color mode as well as a full color mode. For example, in the black monochrome mode, it is not necessary to superimpose an image on the
1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電部材(帯電手段)
3 露光装置(露光手段)
4 現像装置(現像手段)
5 像担持体クリーニング装置
6 中間転写体
7 2次転写ローラ
8 2次転写バイアス電源
9 中間転写体クリーニング装置
10 バイアス供給部材
11 2次転写対向ローラ
12 テンションローラ
20 高圧電源
21 外面ローラ
22 外面ローラ
30 抵抗
41、42、43、44 1次転写ローラ
51 1次転写部対向ローラ
61 トナー逆極性帯電部材
62 高圧電源
100 画像形成装置
P 転写材
T1 一次転写部
T2 二次転写
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging member (charging means)
3 Exposure equipment (exposure means)
4 Developing device (Developing means)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記2次転写部材に電圧を印加する2次転写用電源に接続され、前記中間転写体にバイアス電圧を印加するバイアス供給部材を備え、
前記1次転写部から前記中間転写体移動方向下流方向に向かって前記2次転写部材、前記バイアス供給部材を順次配置し、
前記画像形成装置で出力可能な前記転写材の最大長さをMとしたとき、前記中間転写体の回転方向に対し、前記1次転写部から前記バイアス供給部材までの前記中間転写体外周面距離DIがDI>M、前記2次転写部材から前記1次転写部までの前記中間転写体外周面距離SDがSD>M、前記バイアス供給部材から前記2次転写部材までの前記中間転写体外周面距離ISがIS>Mとなるように構成するとともに、
前記中間転写体の周長をLとしたときに、L>3M/2となるように構成し、
前記2次転写部材又は前記バイアス供給部材に電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写することを特徴とした画像形成装置。 Image formation in which a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer member at a primary transfer portion, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a transfer material by a secondary transfer member at a secondary transfer portion. In the device
A bias supply member connected to a secondary transfer power source for applying a voltage to the secondary transfer member and applying a bias voltage to the intermediate transfer member;
The secondary transfer member and the bias supply member are sequentially arranged from the primary transfer portion toward the downstream direction of the intermediate transfer member moving direction,
When the maximum length of the transfer material that can be output by the image forming apparatus is M, the outer peripheral surface distance of the intermediate transfer member from the primary transfer portion to the bias supply member with respect to the rotation direction of the intermediate transfer member DI is DI> M, the intermediate transfer member outer peripheral surface distance SD from the secondary transfer member to the primary transfer portion is SD> M, and the intermediate transfer member outer peripheral surface from the bias supply member to the secondary transfer member The distance IS is configured such that IS> M, and
When the peripheral length of the intermediate transfer member is L, L> 3M / 2,
An image forming apparatus, wherein a toner image on the image carrier is transferred to the intermediate transfer member by applying a voltage to the secondary transfer member or the bias supply member.
前記中間転写体にバイアス電圧を印加する帯電部材であって、前記中間転写体上の2次転写残トナーを正規のトナー極性と逆極性に帯電するトナー逆極性帯電部材を備え、
前記1次転写部から前記中間転写体移動方向下流方向に向かって、前記2次転写部材、前記トナー逆極性帯電部材を順次配置し、
前記画像形成装置で出力可能な転写材の最大長さをMとしたとき、前記中間転写体の回転方向に対し前記1次転写部から前記トナー逆極性帯電部材接触部までの前記中間転写体外周面距離DIがDI>M、前記2次転写部から前記1次転写部までの前記中間転写体外周面距離SDがSD>M、前記トナー逆極性帯電部材接触部から前記2次転写部までの前記中間転写体外周面距離ISがIS>Mとなるように構成するとともに、
前記中間転写体の周長をLとしたときに、L>3M/2となるように構成し、
前記2次転写部材又は前記トナー逆極性帯電部材に電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写することを特徴とした画像形成装置。 Image formation in which a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer member at a primary transfer portion, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a transfer material by a secondary transfer member at a secondary transfer portion. In the device
A charging member that applies a bias voltage to the intermediate transfer member, and a toner reverse polarity charging member that charges secondary transfer residual toner on the intermediate transfer member to a polarity opposite to a normal toner polarity;
The secondary transfer member and the toner reverse polarity charging member are sequentially arranged from the primary transfer portion toward the downstream direction of the intermediate transfer member moving direction,
When the maximum length of the transfer material that can be output by the image forming apparatus is M, the outer periphery of the intermediate transfer member from the primary transfer portion to the toner reverse polarity charging member contact portion with respect to the rotation direction of the intermediate transfer member The surface distance DI is DI> M, the intermediate transfer member outer peripheral surface distance SD from the secondary transfer portion to the primary transfer portion is SD> M, and the toner reverse polarity charging member contact portion to the secondary transfer portion. The intermediate transfer member outer peripheral surface distance IS is configured such that IS> M,
When the peripheral length of the intermediate transfer member is L, L> 3M / 2,
An image forming apparatus, wherein a toner image on the image carrier is transferred to the intermediate transfer member by applying a voltage to the secondary transfer member or the toner reverse polarity charging member.
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