JP2017125996A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機など、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using electrophotographic technology, such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine.
従来から、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(中間転写体)に一次転写し、さらに二次転写部で記録材に二次転写する、中間転写方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、中間転写ベルトの外周面に当接し、中間転写ベルトとの間に二次転写部を形成する転写ローラ等の転写回転体が設けられる。二次転写部には、例えば中間転写ベルトを挟んで転写ローラに対向する対向ローラにバイアス電圧が印加されることで、中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録材へと転移させる電界が形成される。 Conventionally, there has been an intermediate transfer type image forming apparatus in which a toner image formed on a photosensitive drum is primarily transferred to an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) at a primary transfer portion, and further secondary transferred onto a recording material at a secondary transfer portion. Are known. Such an image forming apparatus is provided with a transfer rotator such as a transfer roller that is in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt and forms a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt. In the secondary transfer section, for example, an electric field is formed to transfer the toner image carried on the intermediate transfer belt to the recording material by applying a bias voltage to the opposite roller that faces the transfer roller across the intermediate transfer belt. Is done.
ところで、二次転写部を構成する転写ローラには、導電性の軸芯と軸芯の外周に設けられた外周層とを有し、外周層にイオン導電性の導電剤(イオン導電剤)が分散されることで適度な導電性を付与されたものがある。この場合、二次転写電圧によってイオン導電剤が外周層の表面側又は軸芯側に偏る(分極する)ことで、通電時間の経過に伴って電気抵抗が上昇することが考えられる。そして、電気抵抗の上昇に合わせて二次転写電圧を高圧にする場合、電源容量を超える前に転写ローラを交換する必要がある。従って、イオン導電剤の分極は転写ローラの寿命を減少させる要因となっていた。 By the way, the transfer roller constituting the secondary transfer portion has a conductive shaft core and an outer peripheral layer provided on the outer periphery of the shaft core, and an ion conductive conductive agent (ionic conductive agent) is provided on the outer peripheral layer. Some are given moderate conductivity by being dispersed. In this case, it is conceivable that the electrical resistance increases as the energization time elapses due to the ionic conductive agent being biased (polarized) to the surface side or the axial core side of the outer peripheral layer by the secondary transfer voltage. When the secondary transfer voltage is increased in accordance with the increase in electrical resistance, it is necessary to replace the transfer roller before the power capacity is exceeded. Therefore, the polarization of the ionic conductive agent has been a factor that reduces the life of the transfer roller.
そこで、従来、導電剤の分極に起因する電気抵抗の上昇を防ぐために、転写ローラの表面に当接する給電ローラを設け、給電ローラを介して転写ローラにバイアス電圧を印加する構成が提案されている(特許文献1参照)。この構成では、給電ローラから転写ローラに供給された電荷が、軸芯を経由して二次転写部に到達するように構成されることで、イオン導電剤の分極の緩和が図られている。 Therefore, conventionally, in order to prevent an increase in electrical resistance due to the polarization of the conductive agent, a configuration has been proposed in which a power supply roller in contact with the surface of the transfer roller is provided and a bias voltage is applied to the transfer roller via the power supply roller. (See Patent Document 1). In this configuration, the charge supplied from the power supply roller to the transfer roller reaches the secondary transfer portion via the shaft core, thereby reducing the polarization of the ion conductive agent.
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置のように給電ローラ(給電部材)を用いて二次転写外ローラに電荷を供給する構成において、イオン導電剤の分極が十分に緩和されない場合があった。このような現象は、例えば給電ローラの転写ローラに対する圧接荷重が大きい場合など、給電ローラと転写ローラとの接触面積が大きい場合に生じる傾向があった。 However, in the configuration in which the charge is supplied to the secondary transfer outer roller using the power supply roller (power supply member) as in the image forming apparatus described in Patent Document 1, the polarization of the ionic conductive agent may not be sufficiently relaxed. . Such a phenomenon tends to occur when the contact area between the power supply roller and the transfer roller is large, for example, when the pressure contact load of the power supply roller to the transfer roller is large.
そこで、本発明は、転写回転体に含まれる導電剤の分極を効果的に緩和して、転写回転体の性能を長期間に亘って維持することが可能な画像形成装置を提供することも目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of effectively relaxing the polarization of a conductive agent contained in a transfer rotator and maintaining the performance of the transfer rotator over a long period of time. And
本発明に係る画像形成装置は、移動する像担持体と、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成ユニットと、導電性を有する導電軸と、前記導電軸の外周側に形成され、導電剤を含む外周層を有し、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写ローラと、前記転写ローラの前記外周層に当接され、前記転写ローラに電荷を供給する給電部を前記転写ローラとの間に形成する給電部材と、前記転写ローラの電位を基準とした場合に、前記転写部において前記像担持体の電位がトナーの帯電極性と同極性となり、前記給電部において前記給電部材の電位がトナーの帯電極性とは反対極性となる電位勾配を形成する電源部と、を備え、前記転写ローラの周方向において、前記給電部における前記転写ローラと前記給電部材との接触幅は、前記転写部における前記転写ローラと前記像担持体との接触幅以下である、ことを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that moves, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a conductive shaft having conductivity, and an outer periphery of the conductive shaft. A transfer roller having an outer peripheral layer containing an agent and forming a transfer portion for transferring a toner image formed on the image carrier to a recording material; and abutting on the outer peripheral layer of the transfer roller; When a power supply member that forms a power supply unit that supplies electric charge is formed between the transfer roller and the potential of the transfer roller, the potential of the image carrier in the transfer unit is the same as the charging polarity of the toner. And a power supply unit that forms a potential gradient in which the potential of the power supply member has a polarity opposite to the charging polarity of the toner in the power supply unit, and the transfer roller in the power supply unit in the circumferential direction of the transfer roller Said Contact width of the conductive member, the or less contact width between the transfer roller in the transfer unit and the image bearing member, and wherein the.
本発明によれば、転写回転体に含まれる導電剤の分極を効果的に緩和して、転写回転体の性能を長期間に亘って維持することができる。 According to the present invention, it is possible to effectively relax the polarization of the conductive agent contained in the transfer rotator and maintain the performance of the transfer rotator over a long period of time.
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。まず、本実施形態に係る画像形成装置100について、装置の概略構成を示す図1を用いて説明する。図1に示す画像形成装置100は、中間転写ベルト12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UY、UM、UC、UK(トナー像形成ユニット)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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an
[画像形成装置]
画像形成部UY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12に転写される。画像形成部UMでは、感光ドラム1Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト12に転写される。画像形成部UC、UKでは、それぞれ感光ドラム1C、1Kにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト12に転写(一次転写)される。中間転写ベルト12に多重転写された四色のトナー像は、二次転写ユニット20へ搬送されて記録材S(用紙、OHPシートなどのシート材など)へ一括して転写(二次転写)される。
[Image forming apparatus]
In the image forming unit UY, a yellow toner image is formed on the
画像形成部UY、UM、UC、UKは、現像装置4Y、4M、4C、4Kで用いるトナーの色がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックである点以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部UY、UM、UC、UKの区別を表す符号末尾のY、M、C、Kを省略した符号を構成部材に付して、画像形成部Uの構成及び動作を説明する。
The image forming units UY, UM, UC, and UK are substantially the same except that the toner colors used in the developing
画像形成部Uは、感光ドラム1を囲んで配置された、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、一次転写ローラ5、ドラムクリーニング装置6を有している。感光ドラム1は、例えばアルミニウム製シリンダの周面に感光層を形成することで構成された、ドラム状の感光体であり、所定のプロセススピードで図中矢印R1方向に回転する。
The image forming unit U includes a charging roller 2, an exposure device 3, a developing
帯電ローラ2は感光ドラム1に接触した状態で帯電電圧を印加されることで、感光ドラム1をトナーの帯電極性と同極性の一様な暗部電位に帯電させる。露光装置3は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データに従ってON−OFF変調したレーザービームをレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して感光ドラム1の表面に画像データに基づく静電像を書き込む。現像装置4は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容し、容器内部で現像剤を撹拌することでトナーとキャリアとを摩擦帯電(本実施形態ではトナーが負極性、キャリアが正極性)させる。現像装置4は、現像剤を担持する現像スリーブに現像電圧を印加されることで、トナーを感光ドラム1に供給して静電像をトナー像に現像する。
The charging roller 2 is charged with a charging voltage in contact with the photosensitive drum 1 to charge the photosensitive drum 1 to a uniform dark portion potential having the same polarity as the charging polarity of the toner. The exposure device 3 generates a laser beam, which is ON / OFF modulated in accordance with the scanning line image data obtained by developing the separation color image of each color, from the laser light emitting element and scans it with a rotating mirror to convert the image data onto the surface of the photosensitive drum 1. Write the electrostatic image based. The developing
一次転写ローラ5は、中間転写ベルト12を挟んで感光ドラム1に対向配置され、感光ドラム1と中間転写ベルト12との間のニップ部として一次転写部T1を形成する。一次転写ローラ5には、例えば高圧電源(不図示)によりトナーの帯電極性とは反対極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光ドラム1に担持されたトナー像が中間転写ベルト12に静電吸引されて、一次転写が行われる。なお、ドラムクリーニング装置6は、感光ドラム1に摺擦するクリーニングブレードを有し、一次転写後に感光ドラム1上に僅かに残る一次転写残トナーを回収する。
The
画像形成部UY〜UKから転写されたトナー像を担持して回転する像担持体(中間転写体)としての中間転写ベルト12は、無端状のベルト部材である。中間転写ベルト12は、駆動ローラ23、テンションローラ28、アイドラローラ22,29、及び二次転写内ローラ24等に巻き掛けられ、各画像形成部の一次転写部T1において感光ドラム1に当接している。駆動ローラ23は、不図示のモータに接続されて回転駆動され、中間転写ベルト12を図中矢印R2方向に回転させる。テンションローラ28は、バネ等の弾性部材(不図示)に付勢されて中間転写ベルト12の裏面を外周側へと押圧し、中間転写ベルト12に10kgf程度の張力を付与する。アイドラローラ22,29は、中間転写ベルト12の回転方向に並ぶ4つの一次転写部T1の上流側と下流側とに配置され、中間転写ベルト12の回転軌道を規制する。
The
詳しくは後述する二次転写ユニット20は、中間転写ベルト12に担持されたトナー像を記録材S(記録媒体)に転写する転写部としての二次転写部T2を備えている。二次転写部T2では、中間転写ベルト12に担持されたフルカラーのトナー像が記録材Sへ一括転写(二次転写)される。二次転写後に中間転写ベルト12に付着したまま残る二次転写残トナーは、中間転写ベルト12を摺擦するブレード部材を有するベルトクリーニング装置11によって回収される。
Specifically, the
二次転写ユニット20によってフルカラーのトナー像を転写された記録材Sは、定着装置30へ搬送される。定着装置30は、互いに当接して定着ニップ部T3を形成する定着ローラ31,32を有し、定着ニップ部T3で記録材Sを搬送しつつ当該記録材Sにトナー像を定着する。定着装置30には、例えば定着ローラ31を内部から加熱するランプヒータ等の加熱源と、定着ローラ31,32を互いに圧接させるバネ等の付勢機構とが設けられる。これにより、定着ニップ部T3に挟持された記録材Sが加熱及び加圧されて、トナー像が溶融して記録材Sに定着する。定着装置30を通過してトナー像が定着した記録材Sは、不図示の排出機構によって機体外へ排出される。
The recording material S on which the full-color toner image is transferred by the
この他、画像形成装置100は、記録材Sが積載されるトレイ(不図示)と、記録材Sを給送する給送ユニット(不図示)と、レジストローラ対66とを含む搬送系を備えている。給送ユニットはトレイに積載された記録材Sを繰り出すピックアップローラを備え、画像形成部UY〜UKにおける画像形成に合わせて記録材Sを装置本体に給送する。レジストローラ対66は、給送ユニットから給送された記録材Sの前端に当接して斜行を補正すると共に、二次転写ユニット20における転写タイミングに合わせて記録材Sを二次転写部T2へと搬送する。
In addition, the
[一次転写ローラ]
上記の一次転写ローラ5は、材質がSUM(快削鋼)あるいはSUS(ステンレス)等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。一次転写ローラ5はスラスト方向(回転軸線方向)にストレート形状に形成され、その直径(ローラ径)は6〜10mm程度である。
[Primary transfer roller]
The
[中間転写ベルト]
上記の中間転写ベルト12は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂若しくはそのアロイ、又は各種ゴム材料にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用いて形成された無端状のベルト部材である。中間転写ベルト12は、0.04〜0.5mm程度の厚さに形成され、表面抵抗率が1×109〜5×1013(Ω/□)となる導電性を付与されている。
[Intermediate transfer belt]
The
以下、第1乃至第4実施形態に係る画像形成装置の二次転写ユニットについて、詳しく説明する。上述した画像形成装置100の構成は、二次転写ユニットを除いて第1乃至第4の実施形態に共通する。そのため、以下の説明において同様の構成及び作用を有する部材には同符号を付して説明を省略する。
Hereinafter, the secondary transfer unit of the image forming apparatus according to the first to fourth embodiments will be described in detail. The configuration of the
<第1実施形態>
第1実施形態に係る二次転写ユニット20について、図2を用いて説明する。二次転写ユニット20は、中間転写ベルト12の外周面(トナー像担持面)に接触する二次転写外ローラ25と、中間転写ベルト12の内周面に接触する二次転写内ローラ24と、二次転写外ローラ25に接触する給電ローラ26とを有する。二次転写内ローラ24及び二次転写外ローラ25は、中間転写ベルト12を挟んで対向配置され、それぞれ中間転写ベルト12の回転に従って従動回転する。上記二次転写部T2は、二次転写外ローラ25と中間転写ベルト12との接触領域(転写ニップ部)として形成される。
<First Embodiment>
The
二次転写外ローラ25と軸中心を平行に配置される給電ローラ26は、二次転写外ローラ25の外周部に接触した状態で、二次転写外ローラ25の回転に従って従動回転する。給電ローラ26から二次転写外ローラ25へ電荷が受け渡される給電部としての給電ニップ部N1は、二次転写外ローラ25と給電ローラ26との接触領域として形成される。
The
[二次転写外ローラ]
転写回転体としての二次転写外ローラ25(転写ローラ)は、導電性を有する軸芯25a(導電軸)と、軸芯25aの外周に形成された弾性層25b(外周層)とを有する。軸芯25aは、例えばステンレス等の導体からなる円柱状の部材であり、弾性層25bは、スポンジ状又はソリッドな弾性材料によって形成される。図2に示す実施例では、弾性層25bは厚さ6mmのスポンジ状ゴム層として形成され、二次転写外ローラ25全体の直径(ローラ径)が24mm程度となるように構成される。
[Secondary transfer outer roller]
The secondary transfer outer roller 25 (transfer roller) as a transfer rotator has a
弾性層25bを構成する弾性材料としては、NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)やEPDM(エチレンプロピレンゴム)等のエラストマーやその他の合成樹脂を用いることができる。弾性層25bには、金属錯体等のイオン導電剤が添加され、適度な導電性(半導電性)を付与されている。なお、イオン導電性の導電剤として、エピクロルヒドリンゴム等の半導電性ポリマーを弾性層25bの基材に混練してもよく、半導電性ポリマーと金属錯体等とを併用してもよい。また、カーボン(カーボンブラック)や金属酸化物等の電子導電性の導電剤とイオン導電剤とを弾性層25bに分散させてもよい。要するに、二次転写外ローラ25の外周層にイオン導電性の導電剤が含まれる構成であれば本実施形態を適用可能である。
As the elastic material constituting the
[二次転写内ローラ]
中間転写ベルト12を張架する張架ローラとしての二次転写内ローラ24は、EPDM等の弾性材料からなる厚さ0.5mm程度の弾性層と、弾性層を支持する金属製の軸芯とを有し、直径(ローラ径)19mmに形成されている。二次転写内ローラ24は、軸受部と装置本体との間に縮設された付勢部材106によって、中間転写ベルト12を間に挟んで二次転写外ローラ25に圧接されている。なお、二次転写部T2に適宜接触圧を生じさせる構成であれば、付勢部材106に代えて二次転写外ローラ25を二次転写内ローラ24へ圧接する付勢部材を設けてもよい。二次転写内ローラ24の弾性層には、上述したイオン導電剤やカーボン等の導電剤が添加されることで、適度な導電性が付与されている。また、弾性層の硬度は、例えばアスカーC型の計測器を用いて70°となるように設定されると好適である。
[Secondary transfer inner roller]
The secondary transfer
[給電ローラ]
二次転写外ローラ25に電荷を供給可能な給電部材としての給電ローラ26は、SUMあるいはSUS等の金属を用いてローラ状に形成された金属ローラである。給電ローラ26は、直径(ローラ径)が例えば10mm程度に形成され、二次転写外ローラ25の弾性層25bの表面に接触した状態で二次転写外ローラ25に従動回転可能に設けられる。
[Power supply roller]
The
[二次転写電源と外部電源]
次に、二次転写ユニット20の電気的構成について説明する。図2に示すように、二次転写ユニット20に電力を供給する電源部PWは、二次転写電源40と外部電源50を含んでいる。ただし、外部電源50の「外部」とは、二次転写部T2を形成する中間転写ベルト12、二次転写内ローラ24、及び二次転写外ローラ25以外の部材に電力を供給することを指しており、画像形成装置100の筐体外部を指すものではない。
[Secondary transfer power supply and external power supply]
Next, the electrical configuration of the
二次転写部T2にバイアス電界を形成する第1電源としての二次転写電源40は、二次転写内ローラ24にトナー像の帯電極性と同極性(本実施形態では負極性)の電圧を印加する定電圧源である。言い換えると、二次転写電源40は、二次転写内ローラ24の軸芯と及び二次転写外ローラ25の軸芯25aとの間に、二次転写外ローラ25の側が正極性となる電位勾配を形成する。なお、二次転写電源40の最大出力(印加可能な電圧の絶対値の最大値)Vm1は、6000[V]に設定されている。言い換えると、本実施形態における二次転写電源40の最小印加電圧は−6000[V]である。
A secondary
二次転写電源40の印加電圧は、二次転写部T2において中間転写ベルト12と二次転写外ローラ25との間で流れる電流(転写電流)の大きさを目標値に近付けるように制御(定電流制御)される。装置本体に設けられる制御装置は、例えば二次転写電源40と二次転写内ローラ24との間に介在する電流計80によって、転写電流の大きさを測定可能に構成されている。制御装置は、例えば、画像形成動作の前に二次転写部T2に記録材Sが介在しない条件で計測された転写電流を参考にして、記録材Sの種類(坪量、材質等)に応じて画像形成時の印加電圧を設定する。
The applied voltage of the secondary
二次転写外ローラ25は、二次転写部T2において中間転写ベルト12に接触し、周方向において二次転写部T2とは異なる位置で給電ローラ26に接触している。そして、二次転写外ローラ25の軸芯25aは、導電路としての導電部材60を介して接地電位に接続され、軸芯25aの電荷を接地電位に流すように構成されている。ただし、導電部材60は、導線に限らず導電性を有して軸芯25aを接地するものであればよく、例えば軸芯25aの軸受部を導電性材料によって構成したものであってもよい。
The secondary transfer
上述した構成により、二次転写部T2には、二次転写外ローラ25の側がトナー像の帯電極性とは反対極性となるバイアス電界が形成される。これにより、二次転写部T2に挟持された記録材Sにトナー像が静電吸着されて、二次転写工程が達成される。
With the above-described configuration, a bias electric field is formed in the secondary transfer portion T2 so that the secondary transfer
ここで、二次転写部T2に転写電流が流れる場合には、転写電流に対応する量の電荷が二次転写外ローラ25の弾性層25bを通過することとなる。すなわち、本実施形態の場合には、負極性のイオン導電剤は弾性層25bの径方向内向きに、正極性のイオン導電剤は弾性層25bの径方向外向きに移動する。仮に、イオン導電剤が弾性層25bの内周側又は外周側に偏った(分極した)状態となった場合、イオン導電剤の分極の度合いを高める方向の電流に関して、弾性層25bの電気抵抗が上昇してしまう。すると、転写電流を維持するためには二次転写電圧をより高圧に設定する必要が生じる。この場合、二次転写電源40の出力が最大出力に到達する前に二次転写外ローラ25を交換する必要があるため、イオン導電剤の分極が二次転写外ローラ25の寿命を減少させる要因となってしまう。また、転写電流を維持するために二次転写電圧を高圧に設定した場合、二次転写部T2よりも上流側でトナー像が記録材Sへと転移しやすくなり、画質低下につながる可能性もある。
Here, when a transfer current flows through the secondary transfer portion T2, an amount of charge corresponding to the transfer current passes through the
そこで、本実施形態では、二次転写外ローラ25に電荷を供給可能な給電ローラ26と、給電ローラ26に電圧を印加する第2電源としての外部電源50とを設けている。外部電源50は、給電ローラ26にトナー像の帯電極性とは反対極性(本実施形態では正極性)の電圧を印加する。言い換えると、外部電源50は、二次転写外ローラ25の軸芯25aと給電ローラ26との間に、二次転写外ローラ25の側が負極性となる電位勾配を形成する。従って、外部電源50によって供給される電流は、弾性層25bの径方向において転写電流の方向とは逆方向となる。本実施形態の場合、転写電流は弾性層25bを径方向外向きに流れる一方で、給電ローラ26と軸芯25aとの間には径方向内向きの電流が流れる。なお、外部電源50の最大出力(印加可能な電圧の絶対値の最大値)Vm2は、5000[V]に設定されている。つまり、本実施形態において、外部電源50の最大印加電圧は+5000[V]である。
Therefore, in the present embodiment, a
外部電源50は定電流源であり、転写電流の大きさに相当する大きさの電流を給電ローラ26に供給する。言い換えると、外部電源50の出力電圧は、給電ローラ26と軸芯25aとの間に流れる電流が、定電流制御の目標値と大略一致するように制御される。このため、転写電流によって径方向の一方へ移動したイオン導電剤は、給電ローラ26から供給される電流によって径方向の他方へと移動する。これにより、イオン導電材の分極を緩和(相殺)して、弾性層25bの性能(電気抵抗)を長期間に亘って維持することができる。以下、弾性層25bを流れる電流の内、給電ローラ26と軸芯25aとの間に流れる電流を「緩和電流」とする。
The
なお、二次転写電源40及び外部電源50は、それぞれ定電圧源及び定電流源のいずれを用いても構わない。ただし、本実施形態のように、二次転写電源40を定電圧源とすることで、二次転写部T2における電界強度を安定させ、良好な転写性(二次転写性)を得ることができる。また、外部電源50を定電流源とすることで、転写電流に相当する大きさの電流を、容易に給電ローラ26に供給することができる。
Note that the secondary
ここで、第5実施形態として後述するように、1個の高圧電源(図10参照)によって転写電流と緩和電流とを供給する構成が考えられる。しかしながら、そのような構成では、本実施形態に比して電流の流れる経路が長くなり、給電ローラ26から二次転写内ローラ24に至る経路全体の電気抵抗を1個の高圧電源が負担することになる。従って、二次転写部T2に十分な強度のバイアス電界を形成するためには出力電圧の上限が大きい大容量の高圧電源が必要となり、コスト増加の要因となる。一方、本実施形態では2つの高圧電源に負荷を分散させることで、電源系のコストを抑制しつつ、イオン導電剤の分極を緩和することができる。
Here, as will be described later as a fifth embodiment, a configuration in which a transfer current and a relaxation current are supplied by a single high-voltage power supply (see FIG. 10) is conceivable. However, in such a configuration, a path through which a current flows is longer than in the present embodiment, and one high-voltage power supply bears the electrical resistance of the entire path from the
[給電ローラの圧接構成]
次に、給電ローラ26を二次転写外ローラ25に圧接する構成について、図3に基づいて説明する。二次転写外ローラ25は、軸芯25aの軸方向両端部に突設された軸部25cにおいて、装置本体のフレーム等に取付けられた支持部材103(支持部)に回転可能に支持されている。また、給電ローラ26は、軸方向両端部に突設された軸部26aにおいて、軸受104(軸受部)に回転可能に支持されている。軸受104は、支持部材103の開口103aに配置され、二次転写外ローラ25及び給電ローラ26の軸間方向に移動可能に設けられている。
[Pressure contact configuration of power supply roller]
Next, a configuration in which the
そして、軸受104と支持部材103との間には、軸受104を支持部材103に支持すると共に、軸受104を介して給電ローラ26を二次転写外ローラ25に圧接する付勢部材としての圧縮バネ105が縮設されている。従って、圧縮バネ105が軸受104を介して給電ローラ26に付与する荷重により、給電ニップ部N1には接触圧(ニップ圧)が生じている。
Between the
ここで、給電ニップ部N1における接触圧を規定する、接触給電ローラ26に付与される荷重量の上限について説明する。給電ニップ部N1における接触圧が大きい場合、給電ニップ部N1のニップ幅(軸方向から視た接触面の幅)が大きくなり、給電ニップ部N1の面積(給電ローラ26と二次転写外ローラ25との接触面積)が増大する。そして、仮に給電ニップ部N1の面積が二次転写部T2の面積(中間転写ベルト12と二次転写外ローラ25との接触面積)よりも大きくなった場合、緩和電流によってイオン導電剤の分極を緩和する効果が損なわれてしまう。これは、給電ローラ26が二次転写外ローラ25に供給する電流量が等しいと仮定すると、給電ニップ部N1の面積が大きい程、弾性層25bの内部における電流密度が小さくなるためである。緩和電流の電流密度が転写電流の電流密度に比して小さい場合、転写電流による分極方向とは逆方向へのイオン導電剤の移動度が小さくなり、イオン導電剤の分極が十分に相殺されない状態となる。
Here, the upper limit of the load applied to the contact
そこで、本実施形態では、給電ローラ26の荷重量を、給電ニップ部N1の面積が二次転写部T2の面積を超えないように設定された上限以下の値としている。従って、二次転写外ローラ25の軸方向から視た場合に、周方向における給電ニップ部N1の接触幅は二次転写部T2の接触幅以下となっている。ただし、「二次転写部T2の面積を超えないように」とは、軸方向位置あるいはローラの回転による接触幅の変動を考慮して、実質的に等しい面積と見なせる場合を含むものとする。
Therefore, in this embodiment, the load amount of the
また、二次転写外ローラ25の弾性層25bは、弾性材料によって形成されるため、接触圧が過大である場合には塑性変形する虞がある。特に、上記実施例のようにスポンジ状の弾性層25bを用いる場合には、ソリッドな弾性材料を用いる場合に比して小さな接触圧で弾性層25bの塑性変形が生じる。そこで、給電ローラ26の接触圧は、弾性層25bの塑性変形が始まる値よりも十分に小さい範囲に設定することが好ましい。
Further, since the
[実施例]
以下、本実施形態を適用した実施例を用いて具体的に説明する。この実施例における圧縮バネ105の強さは、給電ローラ26の二次転写外ローラ25に対する荷重量F2(以下、単に「給電ローラ26の荷重量」とする)の値が、例えば1500[gf]となるように設定されている。二次転写外ローラ25の外径・幅はそれぞれ24mm、300mmとし、二次転写内ローラ24の外径・幅はそれぞれ20mm、320mmとした。また、給電ローラ26は、外径、幅がそれぞれ10mm、320mmのものを用いた。なお、給電ローラ26の荷重量F2は、弾性層25bの塑性変形が始まる荷重量6000gfよりも十分に小さい範囲(例えば半分以下)で設定するものとした。
[Example]
Hereinafter, a specific description will be given using examples to which the present embodiment is applied. The strength of the
図4に示すように、荷重量F2=1500[gf]の下で給電ローラ26の外径L2を10mm前後の値で変化させた場合、給電ニップ部N1のニップ幅(二次転写外ローラ25と給電ローラ26との接触幅)は、外径L2と略比例関係となった。また、図5に示すように、給電ローラ26の外径L2を10mmに固定して、荷重量F2を1500gfの前後で変化させた場合、給電ニップ部N1のニップ幅は荷重量F2と略比例関係となった。
As shown in FIG. 4, when the outer diameter L2 of the
また、二次転写内ローラ24の外径L1及び荷重量F1と、二次転写部T2のニップ幅との間にも、同様の関係が見られた。ただし、二次転写内ローラ24の荷重量F1とは、二次転写部T2における二次転写内ローラ24の二次転写外ローラ25に対する荷重の大きさである。また、二次転写部T2のニップ幅とは、軸方向から視た中間転写ベルト12と二次転写外ローラ25との接触幅である。荷重量F1=3000[gf]の下で二次転写内ローラ24の外径L1を20mm前後の値で変化させた場合、二次転写部T2のニップ幅は、外径L1と略比例関係となった。また、二次転写内ローラ24の外径L1を20mmに固定して、荷重量F1を3000gfの前後で変化させた場合、二次転写部T2のニップ幅は荷重量F1と略比例関係となった。
A similar relationship was also found between the outer diameter L1 and load amount F1 of the secondary transfer
以上の結果から、給電ニップ部N1の面積は、給電ローラ26の荷重量F2と外径L2との積 F2×L2に概ね比例することが分かる。また、二次転写部T2の面積は、二次転写内ローラ24の荷重量F1と外径L1との積 F1×L1に概ね比例することが分かる。従って、給電ニップ部N1の面積が二次転写部T2の面積を超えないようにするには、次の式(1a)を満たすように構成すればよい。
F1×L1≧F2×L2 ・・・(1a)
From the above results, it can be seen that the area of the power feeding nip portion N1 is substantially proportional to the product F2 × L2 of the load amount F2 of the
F1 × L1 ≧ F2 × L2 (1a)
式(1a)を変形すると、次のようになる。
F2≦(L1/L2)×F1 ・・・(1b)
すなわち、給電ローラ26の荷重量F2を、式(1b)で規定された上限以下となるように設定すればよい。これにより、少なくとも転写電流の電流密度と同程度の、緩和電流の電流密度を確保することができ、給電ローラ26が供給する電流によってイオン導電剤の分極を効率的に緩和することができる。
When formula (1a) is transformed, it becomes as follows.
F2 ≦ (L1 / L2) × F1 (1b)
That is, what is necessary is just to set the load amount F2 of the electric
なお、この実施例では給電ローラ26の荷重量F2を調整して給電ニップ部N1と二次転写部T2との面積の大小関係を設定するものとしたが、他の要素を調整しても構わない。例えば、給電ローラ26の外径L2や、二次転写内ローラ24の外径L1及び荷重量F1、あるいは給電ローラ及び二次転写内ローラ24の外周層の硬度を調整しても構わない。
In this embodiment, the load amount F2 of the
[接触圧の下限]
次に、給電ローラ26の接触圧の下限について説明する。二次転写ユニット20の構成を簡素にする観点からは、給電ローラ26が二次転写外ローラ25に従動回転する構成が好ましい。しかしながら、この場合、給電ローラ26の軸部26aと軸受104(図3参照)との間の摺動負荷(軸部26aが軸受104に対して静止した状態で軸受104から軸部26aに作用する摩擦による負荷トルク)を考慮する必要がある。すなわち、給電ニップ部N1における接触圧が小さい程、給電ニップ部N1においてスリップを起こさずに伝達可能な摩擦力の最大値が小さくなる。そして、仮に給電ローラ26の摺動負荷が給電ニップ部N1における摩擦トルクの最大値を上回った場合、給電ローラ26が二次転写外ローラ25に連れ回らずに、給電ニップ部N1においてスリップが生じた状態となる。この場合、二次転写外ローラ25の弾性層25bが給電ローラ26に摩擦されてしまい、弾性層25bの表面が摩耗するなどの不都合が生じる虞がある。
[Lower contact pressure]
Next, the lower limit of the contact pressure of the
そこで、本実施形態では、給電ローラ26の荷重量Fを、給電ニップ部N1における摩擦トルクの最大値が給電ローラ26の摺動負荷よりも大きくなるように設定された下限よりも大きな値としている。すなわち、給電ニップ部N1において最大静止摩擦力が作用する場合の給電ローラ26へのトルクをTc[gf・cm]とし、摺動負荷の最大値を給電ローラ26の滑り出しトルクT[gf・cm]として、
Tc>T ・・・(2a)
となればよい。
Therefore, in the present embodiment, the load amount F of the
Tc> T (2a)
If it becomes.
ここで、給電ローラ26と弾性層25bとの間の静止摩擦係数をμとした場合、給電ニップ部N1における最大静止摩擦力はμ×F2となる。すると、軸間方向の荷重量F2と、給電ローラ26の外径L2とを用いて、式(2a)のは次のように書き換えられる。
μ×F2×(L2/2)>T ・・・(2b)
Here, when the coefficient of static friction between the
μ × F2 × (L2 / 2)> T (2b)
式(2b)を変形すると、次のようになる。
(2×T)/(μ×L2)<F2 ・・・(2c)
すなわち、給電ローラ26荷重量F2が式(2c)の関係を満たすように、圧縮バネ105の強さを設定すればよい。
The equation (2b) is transformed as follows.
(2 × T) / (μ × L2) <F2 (2c)
That is, the strength of the
なお、軸部26bと軸受104との間の静止摩擦係数をμ’とし、給電ローラの軸部26bの直径をL3とした場合、滑り出しトルクTは概ねT=μ’×F2×(L3/2)と表すことができる。これを式(2b)に代入すると、次のようになる。
μ×F2×(L2/2)>μ’×F2×(L3/2)
これを変形すると、次の式(2d)が得られる。
μ×L2>μ’×L3・・・(2d)
すなわち、式(2c)を満たすためには、二次転写外ローラ25、給電ローラ26、及び軸受104の形状及び材質を、式(2d)の関係が満たされるように構成すればよいことが分かる。
When the coefficient of static friction between the shaft portion 26b and the
μ × F2 × (L2 / 2)> μ ′ × F2 × (L3 / 2)
When this is modified, the following equation (2d) is obtained.
μ × L2> μ ′ × L3 (2d)
That is, in order to satisfy the equation (2c), it is understood that the shape and material of the secondary transfer
上述した実施例の構成では、給電ローラ26の滑り出しトルクT=10[gf・cm]、静止摩擦係数μ=5.0、L2=1.0[cm]であった。また、他の実施例では、滑り出しトルクT=50[gf・cm]であり、μ、L2の値は上記実施例と同様であった。この場合、荷重量F2を例えば1500[gf]とすることで給電ニップ部N1におけるスリップを抑制して、二次転写ユニット20の動作の安定性を確保することができる。
In the configuration of the above-described embodiment, the sliding start torque T = 10 [gf · cm], the static friction coefficient μ = 5.0, and L2 = 1.0 [cm]. In the other examples, the slip-out torque T = 50 [gf · cm], and the values of μ and L2 were the same as those in the above example. In this case, by setting the load amount F2 to, for example, 1500 [gf], it is possible to suppress the slip at the power feeding nip portion N1 and to ensure the stability of the operation of the
以上の説明をまとめると、給電ローラ26に付与する荷重量F2は、次の式(3)の関係を満たすように設定すればよい。
(2×T)/(μ×L2)<F2≦(L1/L2)×F1 ・・・(3)
これにより、転写電流によって生じるイオン導電剤の分極を効果的に緩和すると同時に、給電ニップ部N1におけるスリップを抑制して安定的に動作する二次転写ユニット20を構成することができる。
To summarize the above description, the load amount F2 applied to the
(2 × T) / (μ × L2) <F2 ≦ (L1 / L2) × F1 (3)
Accordingly, it is possible to configure the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る二次転写ユニット20Aについて、図6を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット20Aは、第1実施形態の二次転写ユニット20に比較して(図2参照)、接地部60Aにツェナーダイオード61を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第1実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
Second Embodiment
Next, the
図6に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ25は、導電部材60とツェナーダイオード61とを有する接地部60Aによって接地電位に接続されている。導電部材60は、導線等の導電性材料からなる。ツェナーダイオード61は、導電部材60によって形成された導電路に介在し、二次転写電源40及び外部電源50の印加電圧に比べて十分に小さい値(例えば50V)に設定された降伏電圧を有する。従って、ツェナーダイオード61は、二次転写外ローラ25の軸芯25aの電位と接地電位との電位差が所定値以上(降伏電圧以上)となった場合に電流が流れる電気的素子の一例である。
As shown in FIG. 6, the secondary transfer
また、図7に示すように、本実施形態では付勢部材としての引張バネ107を用いて給電ニップ部N1の接触圧を作り出している。二次転写外ローラ25は、軸芯25aの軸方向両端部に突設された軸部25cにおいて、支持部材103A(支持部)に回転可能に支持されている。給電ローラ26は、軸方向両端部に突設された軸部26aにおいて、軸受104A(軸受部)に回転可能に支持されている。そして、軸受104Aと支持部材103Aとの間に引張バネ107が張設されることで、軸受104Aが支持部材103Aに支持されると共に、給電ローラ26が二次転写外ローラ25に圧接されている。
Further, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the contact pressure of the power feeding nip portion N1 is created by using a
このような構成においても、外部電源50から給電ローラ26に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ25に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、引張バネ107の強さを、給電ローラ26の荷重量F2が上記式(3)の関係を満たすように設定することで、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in such a configuration, the polarization of the ionic conductive agent contained in the secondary transfer
<第3実施形態>
続けて、第3実施形態に係る二次転写ユニット20Bについて、図8を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット20Bは、第1実施形態の二次転写ユニット20に比較して(図2参照)、接地部60Bにバリスタ62を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第1実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, the
図8に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ25は、導電部材60とバリスタ62とを有する接地部60Bによって接地電位に接続されている。導電部材60は、導線等の導電性材料からなる。バリスタ62は、導電部材60によって形成された導電路に介在し、二次転写電源40及び外部電源50の印加電圧に比べて十分に小さい値(例えば50V)に設定されたバリスタ電圧を有する。ただし、バリスタ電圧は、転写電流と同程度の大きさの電流(例えば10[uA])を基準電流として、基準電流以上の電流が流れる場合の電圧を指す。従って、バリスタ62は、二次転写外ローラ25の軸芯25aの電位と接地電位との電位差が所定値(バリスタ電圧)以上となった場合に電流が流れる電気的素子の一例である。
As shown in FIG. 8, the secondary transfer
このような構成においても、外部電源50から給電ローラ26に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ25に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、給電ローラ26に付与される荷重量F2を、上記式(3)の関係を満たす範囲に設定することで、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in such a configuration, the polarization of the ionic conductive agent contained in the secondary transfer
<第4実施形態>
続いて、第4実施形態に係る二次転写ユニット20Cについて、図9を用いて説明する。本実施形態に係る二次転写ユニット20Cは、第1実施形態の二次転写ユニット20に比較して(図2参照)、接地部60Cに低圧電源63を配設した点が異なり、その他の構成は同一である。同一の構成については第1実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a secondary transfer unit 20C according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The secondary transfer unit 20C according to the present embodiment is different from the
図9に示すように、本実施形態に係る二次転写外ローラ25は、導電部材60と低圧電源63とを有する接地部60Cによって接地電位に接続されている。低圧電源63は、二次転写電源40及び外部電源50の印加電圧に比べて絶対値が十分に小さい(例えば20V)電圧を印加する。従って、低圧電源63は、二次転写外ローラ25の軸芯25aの電位と接地電位との電位差が所定値(低圧電源の印加電圧)以上となった場合に電流が流れる電気的素子の一例である。
As shown in FIG. 9, the secondary transfer
このような構成においても、外部電源50から給電ローラ26に転写電流に相当する大きさの電流を供給することで、二次転写外ローラ25に含まれるイオン導電剤の分極を緩和することができる。そして、給電ローラ26に付与される荷重量F2を、上記式(3)の関係を満たす範囲に設定することで、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in such a configuration, the polarization of the ionic conductive agent contained in the secondary transfer
<第5実施形態>
続いて、第5実施形態に係る二次転写ユニット20Dについて、図10を用いて説明する。第5実施形態の二次転写ユニット20Dは第1実施形態の二次転写ユニット20に比較して(図2参照)、1個の高圧電源を用いて転写電流と緩和電流とを供給する構成となっている点が異なる。その他の構成は同一である。同一の構成については第1実施形態と同じ符号を付し説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a
本実施形態に係る電源部PW2は、給電ローラ26に接続された定電圧源70によって構成されている。なお、定電圧源70としては、例えば最大印加電圧が+6000[V]のものを用いることができる。二次転写内ローラ24は、接地部としての導電部材65を介して接地電位に接続され、二次転写内ローラ24と給電ローラ26との間に介在する二次転写外ローラ25は、接地電位から絶縁されてフローティングとなっている。
The power supply unit PW <b> 2 according to the present embodiment is configured by a
定電圧源70は、給電ローラ26にトナーの帯電極性(本実施形態では負極性)とは反対極性の電圧を印加する。これにより、給電ローラ26と二次転写外ローラ25と二次転写内ローラ24との間に、電位がこの順に並ぶ電位勾配が形成される。この電位勾配により、二次転写部T2には、中間転写ベルト12に担持されたトナー像を二次転写外ローラ25の側へと付勢するバイアス電界が形成される。また、給電ニップ部N1では、二次転写部T2において二次転写外ローラ25に供給される電荷とは逆極性の電荷が、給電ローラ26から二次転写外ローラ25に供給される。従って、二次転写外ローラ25の弾性層25bには、給電ニップ部N1の側と二次転写部T2の側とで、径方向において互いに反対方向の電流(転写電流と緩和電流)が流れることとなる。
The
このような構成により、第1乃至第4実施形態において説明した電源部PWと同様に、転写電流によって生じるイオン導電剤の分極を、給電ローラ26が供給する緩和電流によって緩和することができる。言い換えると、弾性層25bに含まれるイオン導電剤は、二次転写外ローラ25が半回転する毎に外周側と軸芯側とに交互に移動して、一方に偏りにくくなっている。これにより、分極に起因する電気抵抗の上昇を防いで、二次転写外ローラ25の性能を長期間に亘って維持することができる。そして、付勢部材が給電ローラ26に与える荷重量F2を、上記式(3)の関係を満たす範囲に設定することで、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
With such a configuration, similarly to the power supply unit PW described in the first to fourth embodiments, the polarization of the ionic conductive agent caused by the transfer current can be relaxed by the relaxation current supplied by the
<他の実施形態>
上述した第1乃至第5実施形態において、中間転写体は無端状のベルト部材(中間転写ベルト12)として説明したが、これに限らず、例えばドラム状の中間転写体(中間転写ドラム)を用いても構わない。この場合、第1電源(二次転写電源40)を中間転写ドラムに接続して電圧を印加する構成とすればよい。
<Other embodiments>
In the first to fifth embodiments described above, the intermediate transfer member has been described as an endless belt member (intermediate transfer belt 12). However, the present invention is not limited to this, and for example, a drum-like intermediate transfer member (intermediate transfer drum) is used. It doesn't matter. In this case, the first power supply (secondary transfer power supply 40) may be connected to the intermediate transfer drum to apply a voltage.
なお、電源部(PW,PW2)の構成は、上述した構成に限らず、二次転写部T2において転写電流を発生させ、かつ給電ニップ部N1において弾性層25bの厚さ方向に関して転写電流とは逆方向の電流を発生させるものであればよい。要するに、転写回転体の導電部の電位を基準とした場合に、像担持体がトナー像の帯電極性と同極性となり、給電部材がトナー像の帯電極性とは反対極性となる電位勾配を形成可能な構成であればよい。
The configuration of the power supply units (PW, PW2) is not limited to the above-described configuration, and a transfer current is generated in the secondary transfer unit T2 and the transfer current in the thickness direction of the
また、無端状のベルト部材(転写搬送ベルト)を転写ローラに張架する構成としても構わない。この場合であっても、給電部(給電ニップ部)の接触面積が転写部(二次転写部)の接触面積を超えないように構成することで、イオン導電剤の分極を効果的に緩和することができる。 Further, an endless belt member (transfer conveyance belt) may be stretched around the transfer roller. Even in this case, the polarization of the ionic conductive agent is effectively mitigated by configuring the contact area of the power supply unit (power supply nip unit) so as not to exceed the contact area of the transfer unit (secondary transfer unit). be able to.
また、第1乃至第5実施形態は、二次転写ユニットとして説明したが、例えば感光ドラム(感光体)から中間転写ベルト(中間転写体)へトナー像が転写される一次転写部として適用してもよい。この場合、感光ドラムが像担持体に相当し、中間転写ベルトが記録媒体に相当し、一次転写ローラが転写回転体に相当する。このような構成においても、給電部材が緩和電流を供給し得るように電源部を構成すると共に、給電部の接触面積が転写部の接触面積を超えないように構成することで、イオン導電剤の分極を効果的に緩和することができる。 In the first to fifth embodiments, the secondary transfer unit has been described. For example, the first to fifth embodiments are applied as a primary transfer unit that transfers a toner image from a photosensitive drum (photosensitive member) to an intermediate transfer belt (intermediate transfer member). Also good. In this case, the photosensitive drum corresponds to the image carrier, the intermediate transfer belt corresponds to the recording medium, and the primary transfer roller corresponds to the transfer rotator. Even in such a configuration, the power supply unit is configured so that the power supply member can supply a relaxation current, and the contact area of the power supply unit is configured not to exceed the contact area of the transfer unit. Polarization can be effectively relaxed.
12…中間転写体(中間転写ベルト)/24…張架ローラ(二次転写内ローラ)/25…転写ローラ(二次転写外ローラ)/25a…導電軸(軸芯)/25b…外周層(弾性層)/26…給電部材(給電ローラ)/40…第1電源(二次転写電源)/50…第2電源(外部電源)/60…導電路(導電部材)/61,62…電気的素子(ツェナーダイオード、バリスタ)/63…電源(低圧電源)/70…電源(定電圧源)/100…画像形成装置/103,103A…支持部(支持部材)/104,104A…軸受部(軸受)/105…付勢部材(圧縮バネ)/107…付勢部材(引張バネ)/N1…給電部(給電ニップ部)/PW,PW2…電源部/S…記録媒体(記録材)/T2…転写部(二次転写部)/UY,UM,UC,UK…トナー像形成ユニット(画像形成部) 12 ... Intermediate transfer member (intermediate transfer belt) / 24 ... Stretch roller (secondary transfer inner roller) / 25 ... Transfer roller (secondary transfer outer roller) / 25a ... Conductive shaft (axial core) / 25b ... Outer layer ( Elastic layer) / 26 ... Power supply member (power supply roller) / 40 ... First power source (secondary transfer power source) / 50 ... Second power source (external power source) / 60 ... Conductive path (conductive member) / 61, 62 ... Electric Element (Zener diode, varistor) / 63... Power source (low voltage power source) / 70... Power source (constant voltage source) / 100... Image forming apparatus / 103, 103A .. support part (support member) / 104, 104A. ) / 105 ... biasing member (compression spring) / 107 ... biasing member (tensile spring) / N1 ... power feeding part (power feeding nip part) / PW, PW2 ... power source part / S ... recording medium (recording material) / T2 ... Transfer part (secondary transfer part) / UY, UM, UC, UK ... Over image forming unit (image forming unit)
Claims (10)
像担持体にトナー像を形成するトナー像形成ユニットと、
導電性を有する導電軸と、前記導電軸の外周側に形成され、導電剤を含む外周層を有し、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部を形成する転写ローラと、
前記転写ローラの前記外周層に当接され、前記転写ローラに電荷を供給する給電部を前記転写ローラとの間に形成する給電部材と、
前記転写ローラの電位を基準とした場合に、前記転写部において前記像担持体の電位がトナーの帯電極性と同極性となり、前記給電部において前記給電部材の電位がトナーの帯電極性とは反対極性となる電位勾配を形成する電源部と、を備え、
前記転写ローラの周方向において、前記給電部における前記転写ローラと前記給電部材との接触幅は、前記転写部における前記転写ローラと前記像担持体との接触幅以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。 A moving image carrier;
A toner image forming unit for forming a toner image on an image carrier;
A transfer having a conductive shaft having conductivity and an outer peripheral layer formed on the outer peripheral side of the conductive shaft and including a conductive agent, and forming a transfer portion for transferring a toner image formed on the image carrier to a recording material Laura,
A power supply member that is in contact with the outer peripheral layer of the transfer roller and forms a power supply unit that supplies electric charge to the transfer roller between the transfer roller;
When the potential of the transfer roller is used as a reference, the potential of the image carrier in the transfer portion is the same as the charging polarity of the toner, and the potential of the feeding member in the feeding portion is opposite to the charging polarity of the toner. A power supply unit that forms a potential gradient
In the circumferential direction of the transfer roller, a contact width between the transfer roller and the power supply member in the power feeding unit is equal to or less than a contact width between the transfer roller and the image carrier in the transfer unit.
An image forming apparatus.
前記像担持体は、無端状の中間転写ベルトであり、
前記中間転写ベルトの内周面に接触し、前記中間転写ベルトを介して前記転写ローラに当接される張架ローラを備えることを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置。 The power supply member is a power supply roller,
The image carrier is an endless intermediate transfer belt,
A tension roller that contacts an inner peripheral surface of the intermediate transfer belt and is in contact with the transfer roller via the intermediate transfer belt;
The image forming apparatus according to claim 1.
F2≦(L1/L2)×F1
を満たすことを特徴とする、
請求項2に記載の画像形成装置。 When the outer diameter of the transfer roller is L1, the outer diameter of the power supply roller is L2, the load of the stretching roller on the transfer roller is F1, and the load of the power supply roller on the transfer roller is F2.
F2 ≦ (L1 / L2) × F1
It is characterized by satisfying,
The image forming apparatus according to claim 2.
前記給電ローラが前記軸受部に対して静止した状態で前記軸受部から前記給電ローラに作用し得る負荷トルクの最大値をTとし、前記転写ローラと前記給電ローラとの間の静止摩擦係数をμとした場合に、
(2×T)/(μ×L2)<F2
を満たすことを特徴とする、
請求項3に記載の画像形成装置。 A bearing portion for rotatably supporting the power supply roller;
The maximum value of the load torque that can be applied to the power supply roller from the bearing portion in a state where the power supply roller is stationary with respect to the bearing portion is T, and the static friction coefficient between the transfer roller and the power supply roller is μ. If
(2 × T) / (μ × L2) <F2
It is characterized by satisfying,
The image forming apparatus according to claim 3.
前記軸受部を前記支持部に支持すると共に、前記軸受部を介して前記給電ローラを前記転写ローラに当接する付勢部材と、を備える、
請求項4に記載の画像形成装置。 A support portion for rotatably supporting the transfer roller;
An urging member that supports the bearing portion on the support portion and abuts the power supply roller on the transfer roller via the bearing portion;
The image forming apparatus according to claim 4.
前記転写ローラの前記導電軸から接地電位に電流を流す導電路を備えることを特徴とする、
請求項2乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The power supply unit includes: a first power source that applies a voltage having the same polarity as the charging polarity of toner to the stretching roller; and a second power source that applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of toner to the feeding roller. Including
It comprises a conductive path for passing a current from the conductive shaft of the transfer roller to a ground potential.
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項6に記載の画像形成装置。 An electrical element that generates a predetermined voltage when a current flows is provided between the conductive shaft of the transfer roller and a ground potential.
The image forming apparatus according to claim 6.
請求項7に記載の画像形成装置。 The electrical element is a Zener diode or a varistor,
The image forming apparatus according to claim 7.
請求項6に記載の画像形成装置。 And a power source for applying a voltage having a small absolute value to the conductive axis as compared with an applied voltage of the first power source and the second power source when a toner image is transferred in the transfer unit. ,
The image forming apparatus according to claim 6.
前記張架ローラを接地電位に接続することを特徴とする、
請求項2乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The power supply unit has a power supply that applies a voltage having a polarity opposite to a charging polarity of toner to the power supply roller,
The stretching roller is connected to a ground potential,
The image forming apparatus according to claim 2.
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