JP2017151395A - Transfer device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転写装置および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a transfer device and an image forming apparatus.
複数の潜像担持体たる感光体ドラム上にそれぞれ形成した各色のトナー像を中間転写体たる中間転写ベルト上に順次一次転写して中間転写ベルト上に重合わせトナー像を形成し、その中間転写ベルト上の重ね合わせトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写装置を備えた画像形成装置が従来から知られている。この二次転写装置は、中間転写ベルトの外周面に接する二次転写部材たる二次転写ローラを備えている。
Each color toner image formed on the photosensitive drum as a plurality of latent image carriers is sequentially primary transferred onto an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member to form a superimposed toner image on the intermediate transfer belt, and the
特許文献1には、上記二次転写ローラとして、芯金上に発泡体からなる弾性層を有し、弾性層の外側のセル径を内側のセル径よりも小さくした二次転写ローラを用いた画像形成装置が記載されている。
In
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置においては、一次転写時において、感光体ドラム上のトナーが散ってドットが広がるという不具合があった。
However, the image forming apparatus described in
上記課題を解決するために、本発明は、芯金上に発泡体からなる弾性層を有し、潜像担持体から一次転写されたトナー像を担持する中間転写体の外周面と接して二次転写ニップを形成する二次転写部材を備え、前記二次転写ニップに二次転写電界を形成して、前記中間転写体上のトナー像を前記二次転写ニップに搬送されてきた記録媒体に二次転写する転写装置において、前記二次転写部材の弾性層を、内層と、該内層よりもセル径が小さく、該内層よりも電気抵抗値が高い外層とで構成したことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an elastic layer made of a foam on a metal core, and is in contact with the outer peripheral surface of an intermediate transfer member that carries a toner image primarily transferred from a latent image carrier. A secondary transfer member for forming a secondary transfer nip is provided, and a secondary transfer electric field is formed in the secondary transfer nip so that the toner image on the intermediate transfer member is transferred to the recording medium conveyed to the secondary transfer nip. In the transfer device for secondary transfer, the elastic layer of the secondary transfer member is composed of an inner layer and an outer layer having a smaller cell diameter than the inner layer and higher electric resistance than the inner layer. It is.
本発明によれば、一次転写におけるドットの広がりを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the spread of dots in primary transfer.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置であるカラーレーザープリンタ(以下、単にプリンタという)の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color laser printer (hereinafter simply referred to as a printer) which is an image forming apparatus according to the present embodiment.
図1に示すプリンタは、プリンタ本体100の中央に、プリンタ本体100に対して着脱自在に装着された4つのプロセスユニット10Bk,10Y,10M,10Cが設けられている。各プロセスユニット10Bk,10Y,10M,10Cは、カラー画像の色分解成分に対応するブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。そのため、特に色を区別しない場合には、各部材の符号の後に、Bk、Y、M、Cなどの記載は省略する。
The printer shown in FIG. 1 has four process units 10Bk, 10Y, 10M, and 10C that are detachably attached to the
各プロセスユニット10は、潜像担持体である感光体1、感光体表面を帯電させる帯電装置2、現像装置4、感光体表面をクリーニングするクリーニング装置7などを備える。感光体1は、はφ30[mm]の円筒形のドラムである。現像装置4は、1成分接触現像装置であり、内部には、正規帯電極性が負極性である1成分トナーが収納されている。
Each process unit 10 includes a
クリーニング装置7は、感光体1に対してカウンター当接するクリーニングブレード6を有する。クリーニングブレード6により感光体1上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングをおこなう。なお、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式・静電ローラ方式等の静電方式も搭載可能である。
The
各プロセスユニット10の上方には、各感光体1の表面を露光する潜像形成手段たる露光装置3が設けられている。露光装置3は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体1の表面へレーザー光Lを照射するようになっている。
Above each process unit 10, an
各プロセスユニット10の下方には、中間転写体たる中間転写ベルト15が設けられている。中間転写ベルト15は、無端状のベルトであり、二次転写対向ローラ21、クリーニングバックアップローラ16及びテンションローラ20によって張架されている。
Below each process unit 10, an
中間転写ベルト15に用いる材質としては、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、TPE(熱可塑性エラストマー)等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。本実施形態では、中間転写ベルト15として、引張弾性率1000〜2000[Mpa]のTPEにカーボンブラックを添加した積層構造の無端ベルトを用いた。また、厚さ90〜160[μm]、幅230[mm]のベルトを用いた。また、電気抵抗としては、23℃50%RHの環境にて体積抵抗率108〜1011[Ω・cm]、表面抵抗率108〜1011[Ω/□](共に三菱化学社製HirestaUP MCP-HT450にて測定、印加電圧500V、印加時間10秒)のものを使用した。
Materials used for the
本実施形態では、ベルト駆動モータ114(図2参照)によって二次転写対向ローラ21を回転駆動することで、中間転写ベルト15は図の矢印で示す方向に回転するようになっている。また、テンションローラ20の軸方向両端部をばねによって加圧して、中間転写ベルト15に張力を付与している。なお、感光体1などを駆動するプロセスユニットの駆動源と二次転写対向ローラ21を回転駆動する駆動源は、独立・共通どちらでも可能である。しかしながら、少なくともブラック用のプロセスユニットと二次転写対向ローラ21の駆動は、同時にON/OFFさせることが一般的である。従って、本体小型化・低コスト化のためにブラック用のプロセスユニットを、二次転写対向ローラ21の駆動源を共通化することが望ましい。
In the present embodiment, the secondary
二次転写対向ローラ21は、ポリウレタンゴム(肉厚0.3〜1[mm])、薄層コーティングローラ(肉厚0.03〜0.1[mm])等が使用可能である。本実施形態では、温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ(肉厚0.05[mm]、Φ19[mm])を使用した。電気抵抗値としては、2次転写ローラ25よりも低くなるよう、106[Ω]以下に設定した。
As the secondary
4つの一次転写ローラ5は、φ8〜20mmのスポンジローラもしくは金属ローラであり、それぞれ、各感光体1との間で中間転写ベルト15を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ5には、一次転写高圧電源116(図2参照)が接続されており、この高圧電源から+100[V]〜+2000[V]の所定の一次転写バイアスが印加させることで、転写電界を形成する。一次転写ローラ5にスポンジローラが採用される場合には、106〜108[Ω]の抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ(ウレタン+カーボン分散、NBR、ヒドリンゴム)や電子導電タイプのローラ(EPDM)等が用いられる。
The four
二次転写ローラ25は、二次転写対向ローラ21との間で中間転写ベルト15を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ5と同様に、二次転写ローラ25には、二次転写高圧電源117(図2参照)が接続されており、この高圧電源から所定の二次転写バイアスが印加されることで、転写電界を形成する。
The
二次転写バイアスとして、二次転写ローラ25にプラスのバイアスを印加し、二次転写対向ローラ21を接地することで二次転写電界を形成する引力転写方式と、二次転写対向ローラ21にマイナスのバイアスを印加し、二次転写ローラ25を接地することで二次転写電界を形成する斥力転写方式の2方式がある。ここでは引力転写方式を用い、通紙時の転写バイアスとして+5〜100[μA]の電流を定電流制御により印加した。
As a secondary transfer bias, a positive bias is applied to the
ベルトクリーニング装置32は、中間転写ベルト15に対してカウンター当接するクリーニングブレード31を有する。クリーニングブレード31により中間転写ベルト15上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングをおこなう。なお、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式・静電ローラ方式等の静電方式も搭載可能である。しかし、静電方式の場合、クリーニングブレード31の替わりにバイアス印加されるクリーニングブラシ/ローラが配置されることになる。その結果、画像形成装置の使用状況に応じて転写残トナーの予備荷電が必要になる場合があり、クリーニングユニット自体が大型化する、高圧電源が1〜2系統追加になる、バイアスクリーニングのための余分な動作が必要になる、等の欠点がある。従って、本体小型化・低コスト化、清掃性の観点からは、ブレードクリーニング方式が好ましい。
The
一方、プリンタ本体100の下部には、記録媒体としての転写紙Pを収容した給紙トレイ22や、給紙トレイ22から転写紙Pを搬出する給紙ローラ23等が設けられている。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、手差しトレイにセットされた転写紙が搬送される手差し口42を有している。
On the other hand, a lower portion of the printer
プリンタ本体100内には、転写紙Pを給紙トレイ22や手差しトレイから二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路が配設されている。本構成において、給紙は縦型パスをとっている。搬送路において、二次転写ローラ25の位置よりも転写紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ転写紙Pを搬送する搬送手段としてのレジストローラ対24が配設されている。
In the printer
また、二次転写ローラ25の位置よりも転写紙搬送方向下流側には、転写紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置40が配設されている。
Further, a fixing
以上の構成を備えた画像形成装置の基本動作は次の通りである。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット10における各感光体1が駆動装置によって図中時計回り方向に周速50〜200[mm/s]で回転駆動される。各感光体1の表面にはローラ形状の帯電装置2が圧接されており、感光体1の回転に従動して帯電装置2が回転する。そして、高圧電源によりDC電圧またはDC電圧にAC電圧が重畳されたバイアスを帯電装置2に印加することで、感光体1の表面が帯電装置2によって所定の極性に一様に−500V等に帯電される。
The basic operation of the image forming apparatus having the above configuration is as follows.
When the image forming operation is started, each
帯電された各感光体1の表面には、露光装置3から書込光がそれぞれ照射され、各感光体1の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体1に露光する画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。なお、この露光工程は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやLEDなどで行われる。感光体1の露光部の表面電位は−50V等に落ちる。
Writing light is irradiated from the
このように各感光体1上に形成された静電潜像に、各現像装置4によって現像ローラ上に担持されたトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。なお、この現像工程では、高圧電源から現像装置4の現像ローラに所定の現像バイアスが印加される。
Thus, the electrostatic latent image formed as a toner image is visualized as a toner image by supplying the toner carried on the developing roller by each developing device 4 to the electrostatic latent image formed on each
また、作像動作が開始されると、二次転写対向ローラ21が図中反時計回り方向に回転駆動し、中間転写ベルト15を図中矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ5に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された所定の転写バイアスが印加される。これにより、各一次転写ローラ5と各感光体1との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
When the image forming operation is started, the secondary
その後、各感光体1の回転に伴い、感光体1上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、当該一次転写ニップにおいて形成された転写電界により、各感光体1上のトナー画像が中間転写ベルト15上に順次重ね合わせて転写される。このようにして、中間転写ベルト15の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。
Thereafter, when each color toner image on the
また、中間転写ベルト15に転写しきれなかった各感光体1上のトナーは、クリーニング装置7によって除去される。その後、除電装置によって各感光体1の表面が除電され、表面電位が初期化される。
Further, the toner on each
なお、感光体1のまわりにクリーニング装置を設けず、現像装置4で転写残トナーを回収するクリーナレス方式もあり、本実施形態のプリンタでは感光体表面をクリーニングする種々の公知のクリーニング方法を採用できる。
There is also a cleanerless system in which the developing device 4 collects the transfer residual toner without providing a cleaning device around the
プリンタ本体100の下部では、給紙ローラ23が回転駆動を開始し、給紙トレイ22から転写紙Pが搬送路に送り出される。搬送路に送り出された転写紙Pは、中間転写ベルト15表面のトナー画像先端部が二次転写ローラ25と二次転写対向ローラ21との間の二次転写ニップに到達するタイミングに合うようにレジストローラ対24によって二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ25には、中間転写ベルト15上のトナー画像のトナー帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
In the lower part of the printer
その後、中間転写ベルト15の回転に伴って、中間転写ベルト15上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、当該二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト15上のトナー画像が転写紙P上に一括して転写される。
Thereafter, when the toner image on the
また、このとき転写紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト15上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置32によって除去される。除去されたトナーはトナー搬送経路を通り、中間転写ベルト15と給紙トレイ22との間に配設された廃トナー収容器33へ搬送され回収される。
At this time, the residual toner on the
転写紙Pは二次転写対向ローラ21の曲率によって中間転写ベルト15から分離され、定着装置40へと搬送され、定着装置40によって熱と圧力により転写紙P上のトナー画像が転写紙Pに定着される。そして、転写紙Pは、排出口41から装置外へ排出される。
このようにして、本実施形態に係るプリンタにおける一連の画像形成プロセスが完了する。
The transfer paper P is separated from the
In this way, a series of image forming processes in the printer according to the present embodiment is completed.
また、本実施形態のプリンタにおいては、転写紙Pの種類によって作像プロセス速度を変更するように構成している。具体的には坪量100[g/m2]以上の転写紙を用いる場合には作像プロセス速度を半速となるようにし、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常の作像プロセス速度の2倍の時間を掛けて通過するようにしている。これにより、トナー画像の定着性を確保できる。 In the printer of this embodiment, the image forming process speed is changed according to the type of the transfer paper P. Specifically, when a transfer paper having a basis weight of 100 [g / m 2 ] or more is used, the image forming process speed is set to a half speed, and the transfer nip is formed with a normal transfer material in a fixing nip constituted by a pair of fixing rollers. It passes through twice the image process speed. Thereby, the fixability of the toner image can be secured.
また、本実施形態のプリンタにおいては、中間転写ベルト15を、Bk色のプロセスユニット以外のプロセスユニットの感光体1に対して接離するベルト接離機構を有している。フルカラー画像形成時は、中間転写ベルト15を各感光体1に当接するように、ベルト接離機構を制御し、モノクロ画像形成時は、Bk色のプロセスユニット以外のプロセスユニットの感光体1から中間転写ベルト15が離間するようにベルト接離機構を制御している。具体的には、ベルト接離機構には、中間転写接離クラッチ115(図2参照)を備えており、中間転写接離クラッチ115を制御して、中間転写ベルト15の接離を行っている。
Further, the printer of this embodiment has a belt contact / separation mechanism for contacting / separating the
図2は、プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。
本プリンタは、プリンタ本体100内に備えた動作制御が必要な各部及び各部に有した装置等の動作の制御を行う本体制御部110を備えている。本体制御部110は、中央演算処理部(CPU)と、ロム(ROM)とラム(RAM)からなるメモリと、入出力用のI/Oポートなどを備えている。一方のI/Oポートは操作部111と接続されている。また、他方のI/Oポートは、転写紙位置検知手段112、温湿度センサ113、ベルト駆動モータ114、中間転写接離クラッチ115、転写高圧電源116,117などと接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a part of an electric circuit in the printer.
The printer includes a main
ここで、転写紙位置検知手段112は、レジストローラ対24が回転し始めたタイミングから転写紙Pの位置を計算している。また、温湿度センサ113は、プリンタ本体100内の環境情報を取得している。また、操作部111は、タッチパネル式ディスプレイや、各種のキーを具備しており、画像をディスプレイ表示したり、操作者のキー操作によって入力された各種情報を受け付けたりする。
Here, the transfer paper position detecting means 112 calculates the position of the transfer paper P from the timing when the
図3は、本実施形態の二次転写ローラ25の構成を示す図であり、(a)は、斜視図であり、(b)は、断面図である。
二次転写部材たる二次転写ローラ25は、φ16〜25mmであり、芯金25aと、発泡体からなる弾性層25bとで構成されており、弾性層は、内層251と外層252とで構成されている。芯金は、鉄、SUS等の金属である。
3A and 3B are diagrams showing the configuration of the
The
芯金25aの外の内層251は、発泡体たる導電性スポンジから形成される。スポンジのアスカーC硬度は50[Hs]以下である。硬度を低くすることで、弱い荷重で必要なニップ幅を確保できる。また、硬度を低く保つために、セル径は100〜500[μm]程度必要である。
内層251の材質は、外層252の電気抵抗に対して102[Ω]以上低くなるように体積抵抗率が調整されたイオン導電性ローラ(ウレタン+カーボン分散、NBR、ヒドリン)や電子導電タイプのローラ(EPDM)等が用いられる。本実施形態では、内層251の電気抵抗は、1×105〜1×1011[Ω]にするのが好ましい。
The
The material of the
内層251の外側には外層252が被覆される。外層252も、発泡体たる導電性スポンジで形成している。外層252の電気抵抗を、内層251の電気抵抗よりも高くしている。具体的には、外層252の電気抵抗を内層251の電気抵抗よりも102[Ω]以上高くしている。また、外層252の電気抵抗は、1×107〜1×1013[Ω]にするのが好ましい。また、外層252の厚みは10〜200[μm]である。
An
また、外層252のセル径は、内層251のセル径よりも小さくしている。また、外層252のセル径は、露光装置3の感光体1の表面へ照射するレーザー光Lのビームスポット径よりも小さいことが望ましく、本実施形態においては、20〜40[μm]に外層252のセル径を設定している。外層252の材質は特に限定されるものではないが、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が好適に使用される。
The cell diameter of the
中間転写ベルト15に二次転写電流が流れることで、中間転写ベルト15に電荷が注入され中間転写ベルト15に電荷が残留する。本実施形態においては、上述したように、引力転写方式を用い、二次転写ローラ25にプラスのバイアスを印加している。このため、中間転写ベルト15にはプラスの電荷が注入され、二次転写ニップ通過後中間転写ベルトはプラスの電位に帯電する。中間転写ベルト15の体積抵抗率は、108〜1011[Ω・cm]と高抵抗であり、また、中間転写ベルト15は積層構造であるため、電位の減衰が遅い。そのため、二次転写ニップでの帯電が一次転写ニップに到達するまでの間になくならず、プラスの電位に帯電した状態で一次転写ニップに進入する。
When the secondary transfer current flows through the
図4は、中間転写ベルト15が一様に帯電している場合において、感光体1上のドットトナー像の一次転写について説明する図である。
感光体1上のトナーは、トナーの正規帯電極性であるマイナス極性に帯電している。そのため、中間転写ベルト15がプラス極性に帯電していると、一次転写ニップ直前の微小隙間において、感光体上のトナーが、中間転写ベルト15に静電的に引き寄せられ、一部のトナーが感光体から中間転写ベルト15に向かって飛散する。しかし、中間転写ベルト15が一様に帯電しているときは散ることはなく、中間転写ベルト15のトナー像が転写される部分に付着する。中間転写ベルト15の表面移動速度は、感光体の表面移動速度と等速である。よって、一次転写ニップにおいて、飛散して中間転写ベルト15に付着したトナーの上から飛散せずに感光体1に留まったトナーが中間転写ベルト15に一次転写される。そのため、中間転写ベルト15に一次転写されたドットトナー像は広がらず、精度よくドットトナー像を中間転写ベルト15に転写することができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining primary transfer of a dot toner image on the
The toner on the
二次転写ローラ25の弾性層25bとして発泡体を用いることで、二次転写ローラ25の硬度を低くでき弱い荷重で必要なニップ幅を確保できる。しかし、弾性層25bとして発泡体を用いることで、セルが二次転写ローラの表面に露出する。このセルの部分は、中間転写ベルト15との間に空隙ができるため、二次転写電界が弱まり、二次転写電流が他よりも流れにくい。その結果、中間転写ベルト15には、セル径に応じた他の箇所よりもプラス極性の電位が低い低電位部分が生じ、中間転写ベルト15に電位ムラが生じる。
By using a foam as the
図5は、二次転写ローラの表面から露出するセル径が、露光装置3のビームスポット径よりも大きい場合における、感光体1上のドットトナー像の一次転写について説明する図である。図6は、この場合の中間転写ベルト15に一次転写されたドットトナー像について説明する図である。
二次転写ローラの表面から露出するセル径が露光装置3のビームスポット径よりも大きい場合、図6に示すように、中間転写ベルトのセル径に応じた低電位部分Dの直径L1が、破線で示す感光体上のドットトナー像M1,M2の直径Wよりも大きくなる。
FIG. 5 is a diagram illustrating primary transfer of a dot toner image on the
When the cell diameter exposed from the surface of the secondary transfer roller is larger than the beam spot diameter of the
一次転写ニップ直前の微小隙間において、中間転写ベルト15の低電位部分Dが対向する感光体上のドットトナー像M1,M2を形成するトナーの一部が、上述同様、中間転写ベルト15に静電的に引き寄せられ感光体から中間転写ベルト15に向かって飛散する。図5に示すように飛散したトナーTは、中間転写ベルト15の電位の高い方向に飛散する。図6に示すように、低電位部分Dの電位は、低電位部分Dの中心から離れるほど、電位が高くなるため、トナーは、低電位部分Dの中心から離れるように飛散する。その結果、図6に示すように、中間転写ベルト15の低電位部分の中心O1付近に一次転写されるドットトナー像M1については、トナーが四方八方に散る。そのため、斜線に示す中間転写ベルト15のドットトナー像M1aが、破線で示す感光体上のドットトナー像M1に比べて広がってしまう。また、低電位部分Dの端側に一次転写されるドットトナー像M2については、中間転写ベルト15に転写されたドットトナー像M2aが、楔状に広がり、いびつな形となる。このように、低電位部分Dの直径L1が、トナードット径Wよりも大きいと、中間転写ベルト15上のドットトナー像が広がってしまい、画像を乱してしまう。
In the minute gap immediately before the primary transfer nip, a part of the toner that forms the dot toner images M1 and M2 on the photoreceptor facing the low potential portion D of the
かかる中間転写ベルトの電位ムラによるドットトナー像の広がりを抑制するために二次転写ニップよりも中間転写ベルト移動方向下流側で、一次転写ニップよりも中間転写ベルト移動方向上流側に中間転写ベルトを除電する除電機構を設けることも考えられる。しかし、部品点数が増大し、装置の大型化、コストの増加を招いてしまう。 In order to suppress the spread of the dot toner image due to such potential unevenness of the intermediate transfer belt, the intermediate transfer belt is disposed downstream of the secondary transfer nip in the intermediate transfer belt movement direction and upstream of the primary transfer nip in the intermediate transfer belt movement direction. It is also conceivable to provide a static elimination mechanism for eliminating static charge. However, the number of parts increases, leading to an increase in size and cost of the apparatus.
そこで、本実施形態においては、外層252のセル径を、20〜40[μm]にし、露光装置3の感光体1の表面へ照射するレーザー光Lのビームスポット径45[μm]よりも小さくしている。ビームスポット径は、露光装置3の光源であるLEDの光量のピーク値に対して1/e2のスレッシュで切った時の幅で定義することができる。
図7は、本実施形態における感光体1上のドットトナー像の一次転写について説明する図である。図8は、この場合の中間転写ベルト15に一次転写されたドットトナー像について説明する図である。
Therefore, in this embodiment, the cell diameter of the
FIG. 7 is a diagram illustrating primary transfer of a dot toner image on the
図8に示すように、外層252のセル径を、露光装置3の感光体1の表面へ照射するレーザー光Lのビームスポット径よりも小さくしている。これにより、中間転写ベルト15のセル径に応じた低電位部分D1,D2の直径L2が破線で示す感光体上のドットトナー像M1の直径Wよりも小さくなる。図7に示すように、中間転写ベルトの電位により感光体1から飛散したトナーTは、上述と同様、低電位部分Dを避けるように飛散する。
As shown in FIG. 8, the cell diameter of the
例えば、図8に示すように、一次転写ニップ直前の微小隙間において、感光体上ドットトナー像の中央付近と対向する低電位部分D1については、低電位部分D1を避けるようにして、トナーが飛散する。しかし、飛散せずに感光体1に留まったドットトナー像がこの低電位部分D1の周囲を覆いつくすように中間転写ベルト15に一次転写される。そのため、低電位部分D1を避けるように散ったトナーが、転写チリとなって画像を乱すことがなく、中間転写ベルトに転写されたドットトナー像が広がることがない。
For example, as shown in FIG. 8, in a small gap immediately before the primary transfer nip, toner is scattered in a low potential portion D1 facing the vicinity of the center of the dot toner image on the photoconductor so as to avoid the low potential portion D1. To do. However, the dot toner image remaining on the
また、低電位部分D3は、中心O1が感光体上のドットトナー像と対向していない。上述したように、飛散したトナーは、低電位部分の中心O1から離れる方向に飛散するため、感光体上のドットトナー像の低電位部分D3と対向する部分から飛散したトナーは、ドットトナー像の内側に向かって飛散する。従って、低電位部分D3の付近でも、ドットの広がりが生じることがない。 In the low potential portion D3, the center O1 does not face the dot toner image on the photoconductor. As described above, the scattered toner scatters in a direction away from the center O1 of the low potential portion. Therefore, the toner splattered from the portion facing the low potential portion D3 of the dot toner image on the photoreceptor is the dot toner image. Splashes inward. Therefore, no dot spread occurs in the vicinity of the low potential portion D3.
一方、中心O1が感光体上のドットトナー像と対向している低電位部分D2においては、この低電位部分D2と対向している感光体上のトナーが、破線に示す感光体上のドットトナー像の範囲よりも外側に飛散する。しかし、低電位部分D2の範囲が狭いため、直ぐ近くの低電位部分D2の周囲に付着する。よって、低電位部分Dの直径Wが、ドットトナー像の直径Wよりも大きい場合に比べて、ドットの広がりが抑えられる。 On the other hand, in the low potential portion D2 where the center O1 faces the dot toner image on the photoconductor, the toner on the photoconductor facing this low potential portion D2 is the dot toner on the photoconductor indicated by the broken line. It scatters outside the range of the image. However, since the range of the low potential portion D2 is narrow, the low potential portion D2 is attached around the nearby low potential portion D2. Therefore, the spread of dots can be suppressed as compared with the case where the diameter W of the low potential portion D is larger than the diameter W of the dot toner image.
このように、外層252のセル径を、露光装置3の感光体1の表面へ照射するレーザー光Lのビームスポット径よりも小さくすることで、ドットの広がりを抑制することができる。
Thus, by making the cell diameter of the
二次転写ローラ25の弾性層25b全体のセル径を一様に小さくしても、上述したドットの広がりを抑制することができる。しかし、弾性層25b全体のセル径を一様に小さくすると、二次転写ローラ25の硬度が高くなり、必要な二次転写ニップ幅を確保するために二次転写ローラ25を中間転写ベルト15に押し付けるための荷重が大きくなってしまう。その結果、中間転写ベルト15や二次転写ローラ25の摩耗の進行が早まるなどして部品などへの負荷が大きくなってしまう。このため、本実施形態では、弾性層25bを、セル径が大きく硬度の低い内層251と、セル径の小さな外層252との2層構造にした。これにより、二次転写ローラ25の硬度上昇をセル径が大きく硬度の低い内層により抑えることができ、また、一次転写後のドットトナー像の広がりをセル径の小さい外層により抑制することができる。また、除電機構を用いて、中間転写ベルトを除電せずとも、ドットの広がりを抑制することができ、装置の大型化、コストアップを抑制することができる。
Even if the cell diameter of the entire
また、外層252を発泡体ではなく、気泡を含まない中実の部材としても、上述したドットの広がりを抑制することができる。しかし、外層252を中実の部材にすると、二次転写ローラ25の表面が平滑となり、転写紙Pとの摩擦力が低下する。その結果、転写紙Pが二次転写ニップを通過するときに、二次転写ローラ25がスリップして、転写紙Pの搬送速度の低下を招くおそれがあり、二次転写に悪影響を与えるおそれがある。
Further, even when the
また、外層252を発泡体にした場合に比べて、外層252の硬度が高くなり、内層251との硬度差が大きくなる。その結果、二次転写ローラ25を中間転写ベルト15に押し付けたときに、内層251が主に弾性変形し、外層252がほとんど弾性変形しなくなる。このように、外層252が弾性変形しないと、中間転写ベルト15の厚み変動などによる二次転写ニップの位置の微小変動に対する二次転写ローラの追随性が低下するおそれがある。
In addition, the hardness of the
一方、本実施形態のように、外層252を発泡体とすることで、二次転写ローラ25に露出したセルが、転写紙との間で摩擦抵抗となり、転写紙Pが二次転写ニップを通過するときに、二次転写ローラ25がスリップするのを抑制することができる。また、外層252を発泡体とすることで外層252と内層251との硬度差が大きくなるのを抑制することができる。これにより、二次転写ローラ25を中間転写ベルト15に押し付けたときに、内層251だけではなく、外層252もある程度、弾性変形する。その結果、二次転写ニップの位置の微小変動に対して外層252が追随することができ、二次転写ローラの追随性が低下を抑制することができる。
On the other hand, when the
また、外層252のセル径を小さくしても、二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト15の表面に内層251のセル径に応じた低電位部分が生じることがあった。
Even if the cell diameter of the
これは、内層251の電気抵抗ムラの影響によるものである。すなわち、内層251において、セルがあるところと、セルがないところでは抵抗が異なり、セルがあるところは抵抗が高くなる。本実施形態においては、定電流制御であり、二次転写ローラの表面電界(表面電位)は、二次転写ローラの抵抗と二次転写電流との積で決まる。二次転写ローラの表面電界(表面電位)が高いところは中間転写ベルトへ電流が流れやすく、表面電界(表面電位)が低いところは、中間転写ベルトへ電流が流れにくい。ただ、セルについては、空洞内で放電が発生しているため、二次転写ローラ表面のセルの箇所の表面電界(表面電位)は高くならず表面のセルがある箇所では電流が流れ難い。二次転写ローラの抵抗は、内層251の抵抗と外層252の抵抗の和である。そのため、内層251の抵抗が、外層252の抵抗よりも高いと、内層251の抵抗ムラの影響が、二次転写ローラ25の表面電界(表面電位)に大きく影響してしまう。その結果、二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト15の表面に内層251のセル径に応じた低電位部分が生じるおそれがある。
This is due to the influence of uneven electrical resistance of the
そのため、本実施形態においては、外層252の抵抗を、内層の抵抗よりも大きくしている。これにより、内層251の抵抗ムラによる二次転写ローラ25の表面電界(表面電位)の影響を抑制することができる。本実施形態においては、外層252の抵抗値を、内層251の抵抗値よりも102[Ω]以上大きくした。外層252の抵抗値を、内層251の抵抗値よりも102[Ω]以上大きくすることで、二次転写ローラ25の抵抗における内層の抵抗の影響が数%となり、二次転写ローラ25の抵抗≒外層252の抵抗となる。その結果、二次転写ローラの抵抗と二次転写電流との積で決まる二次転写ローラの表面電界(表面電位)に、内層251の抵抗ムラが影響を及ぼすのを十分抑制することができる。これにより、中間転写ベルト15に、内層のセル径に応じた低電位部分が生じるのを抑制することができ、ドットの広がりが十分に抑制できる。
Therefore, in the present embodiment, the resistance of the
なお、外層252の抵抗を内層251の抵抗よりも高くすることで、二次転写ローラの表面電界は、外層252のセルによる抵抗ムラの影響が大きくなる。しかし、外層252のセル径は、上述したように露光装置のビームスポット径よりも小さいため、外層の抵抗ムラによる低電位部分の範囲は小さい。よって、先の図7、図8に示したように、ドットが広がるのを抑制できる。
Note that by making the resistance of the
また、外層252の抵抗値を大きくして、内層251との抵抗値との差を大きくすることにより、内層251の抵抗ムラの影響を良好に無くすことができる。しかし、外層252の抵抗値を大きくしすぎると、二次転写ローラ25の抵抗が大きくなりすぎてしまい、二次転写電流が流れ難くなってしまう。その結果、必要な二次転写電流を得るためには、より高電圧を二次転写ローラ25に印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招いてしまう。また、高電圧を印加する必要が生じるため、二次転写ニップ前後の微小隙間において、放電が起こりトナーの一部が弱帯電・逆帯電化し、転写紙に転写されず、白ポチ画像が発生する。特に、ハーフトーン画像において、このような白ポチ画像が発生してしまう。また、低温低湿環境(例えば、10℃15%RH)で顕著に発生する。このため、本実施形態では、外層252の抵抗値を、1013[Ω]以下にしている。
Further, by increasing the resistance value of the
また、二次転写ローラの抵抗値が低いと、トナー層の抵抗の影響が大きくなり、転写紙に二次転写する中間転写ベルト上のトナー像の単色画像部と、複数色重ね合わせ画像部との転写性の両立ができなくなる。単色画像部が良好に転写できる二次転写電流値となるように定電流制御した場合は、抵抗値の高い複数色重ね合わせ画像部では、十分な二次転写電流が流れず複数色重ね合わせ画像部の転写効率が低下する。一方、複数色重ね合わせ画像部が良好に転写できる二次転写電流値となるように、定電流制御した場合は単色画像部で二次転写電流が過剰となり転写効率が低下する。その結果、トナー像の単色画像部、複数色重ね合わせ画像部のいずれかにおいて、転写に必要な電界が形成できず、単色画像部、複数色重ね合わせ画像部のいずれかにおいて、転写が良好に行われず、白ポチ画像や画像濃度低下部が生じる。従って、外層の抵抗値を、107[Ω]以上として、二次転写ローラの抵抗値を、107[Ω]以上にするのが好ましい。二次転写ローラの抵抗値を、107[Ω]以上にすることで、トナー層の抵抗の影響が低減され、単色画像部、複数色重ね合わせ画像部ともに、良好な転写性が得られる二次転写電流に設定することができる。これにより、単色画像部、複数色重ね合わせ画像部ともに、転写に必要な電界を形成することができ、良好な画像を得ることができる。 In addition, if the resistance value of the secondary transfer roller is low, the influence of the resistance of the toner layer increases, and the single-color image portion of the toner image on the intermediate transfer belt that is secondarily transferred to the transfer paper, and the multiple-color superimposed image portion It becomes impossible to achieve both transferability. When the constant current control is performed so that the secondary transfer current value can be transferred satisfactorily in the single-color image portion, the multiple-color superimposed image portion does not flow sufficiently in the multiple-color superimposed image portion having a high resistance value. The transfer efficiency of the part decreases. On the other hand, when the constant current control is performed so that the secondary transfer current value can be transferred satisfactorily in the multi-color superimposed image portion, the secondary transfer current becomes excessive in the single color image portion and the transfer efficiency is lowered. As a result, the electric field necessary for the transfer cannot be formed in either the single-color image portion or the multiple-color superimposed image portion of the toner image, and the transfer is excellent in either the single-color image portion or the multiple-color superimposed image portion. This is not performed, and a white spot image or an image density reduction portion occurs. Therefore, it is preferable that the resistance value of the outer layer is 10 7 [Ω] or more and the resistance value of the secondary transfer roller is 10 7 [Ω] or more. By setting the resistance value of the secondary transfer roller to 10 7 [Ω] or more, the influence of the resistance of the toner layer is reduced, and good transferability is obtained in both the single-color image portion and the multiple-color superimposed image portion. The next transfer current can be set. As a result, both the single-color image portion and the multiple-color superimposed image portion can form an electric field necessary for transfer, and a good image can be obtained.
また、本実施形態では、外層の厚みを200[μm]以下にしている。外層252の厚みを200[μm]以下にすることで、二次転写ローラ25の硬度上昇を抑制できる。外層の電気抵抗は、体積抵抗率と厚みとの積で決まるが、上述したように、外層252の厚みを厚くすることができない。このため、本実施形態では、外層252の体積抵抗率を内層251の体積抵抗率よりも大きくして、外層252の電気抵抗値を内層251の電気抵抗値よりも高くしている。
In the present embodiment, the thickness of the outer layer is set to 200 [μm] or less. By setting the thickness of the
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。
中間転写ベルト15として、表面抵抗9.5log[Ω/□]、TPE材をアクリルでコーテイングした積層構造の中間転写ベルト15を、先の図1に示したプリンタに取り付け、下記に示す実施例1〜比較例4の二次転写ローラそれぞれを用いて、モノクロ中間調画像を印刷し、印刷画像の評価を行った。評価項目は、ドットが広がることでドットが繋がった「楔形画像」の発生と、「白ポチ画像」の発生の有無を評価した。
Next, verification experiments conducted by the applicant will be described.
As the
楔形画像は、目視による官能評価で確認し、楔形画像の発生が確認された場合は「×」、そうでない場合は「○」とした。また、白ポチも、目視による官能評価で確認し、白ポチの発生が確認された場合は「×」、そうでない場合は「○」とした。 The wedge-shaped image was confirmed by visual sensory evaluation. When the generation of the wedge-shaped image was confirmed, “x” was indicated. Otherwise, “◯” was indicated. Moreover, white spots were also confirmed by visual sensory evaluation. When the occurrence of white spots was confirmed, “X” was indicated, otherwise “◯” was indicated.
[実施例1]
セル径300[μm]、体積抵抗率1×108[Ω・cm]の内層と、セル径30[μm]、体積抵抗率1×1010[Ω・cm]の外層とから二次転写ローラを用いて、環境23℃50%(常温・常湿)、線速150[mm/sec]に設定し、上記モノクロ中間調画像を印刷した。ビームスポット径は、45[μm]である。
内層および外層のセル径は、以下の手順で測定した。二次転写ローラ25を両端、中央部の長手方向3箇所の位置で、弾性層を10mm幅に切断する。各断面を電子顕微鏡で3mm×4mmの領域を観察し、大きいセル径10個の平均値とした。
[Example 1]
Secondary transfer roller from an inner layer having a cell diameter of 300 [μm] and a volume resistivity of 1 × 10 8 [Ω · cm] and an outer layer having a cell diameter of 30 [μm] and a volume resistivity of 1 × 10 10 [Ω · cm] The monochrome halftone image was printed at an environment of 23 ° C. and 50% (normal temperature and normal humidity) and a linear speed of 150 [mm / sec]. The beam spot diameter is 45 [μm].
The cell diameters of the inner layer and the outer layer were measured by the following procedure. The elastic layer is cut into a width of 10 mm at the positions of the
内層の電気抵抗値は、外層が無い内層単体の二次転写ローラを作成し、この二次転写ローラの抵抗を測定することで測定した。また、外層については、外層と内層が組み合わさった二次転写ローラの抵抗を測定し、その値から内層の抵抗を減算することで測定した。二次転写ローラの抵抗値の測定は、23℃50%の環境で導電性の金属製板にローラを設置し、芯金両端部にそれぞれ片側4.9Nの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に、高圧電源(TREK社 MODEL 610E)で1[kV]印加し、60秒後に流れている電流値から測定する。 The electrical resistance value of the inner layer was measured by preparing a secondary transfer roller having a single inner layer without an outer layer and measuring the resistance of the secondary transfer roller. For the outer layer, the resistance of the secondary transfer roller in which the outer layer and the inner layer were combined was measured, and the resistance of the inner layer was subtracted from the measured value. The resistance value of the secondary transfer roller was measured by placing the roller on a conductive metal plate in an environment of 23 ° C. and 50%, and applying a load of 4.9 N on one side to both ends of the core metal. A voltage of 1 [kV] is applied between gold and the metal plate with a high-voltage power supply (TREK MODEL 610E), and the current value measured after 60 seconds is measured.
[比較例1]
外層のセル径を300[μm]とし、内層のセル径と同じとした以外は、実施例1と同一とした。
[Comparative Example 1]
The cell diameter of the outer layer was set to 300 [μm], and the same as Example 1 except that the cell diameter of the inner layer was the same.
[比較例2]
内層のセル径を30[μm]とし、外層のセル径と同じとした以外は、実施例1と同一とした。
[Comparative Example 2]
The cell diameter of the inner layer was set to 30 [μm], and was the same as Example 1 except that the cell diameter of the outer layer was the same.
[比較例3]
外層の電気抵抗を1×108[Ω]にし、内層の体積抵抗率と同じとした以外は、実施例1と同一にした。
[Comparative Example 3]
The electrical resistance of the outer layer was set to 1 × 10 8 [Ω], and the same as Example 1 except that the volume resistivity of the inner layer was the same.
[比較例4]
外層の電気抵抗を1×106[Ω]とし、内層の体積抵抗率を1×104[Ω]にした以外は、実施例1と同一にした。
[Comparative Example 4]
Example 1 was the same as Example 1 except that the electric resistance of the outer layer was 1 × 10 6 [Ω] and the volume resistivity of the inner layer was 1 × 10 4 [Ω].
図9は、検証実験の結果を示している。
図9に示すように、外層のセル径を、内層のセル径と同じ300[μm]にした比較例1においては、セル径がビームスポット径よりも大きくなり、楔形画像の発生が確認された。
FIG. 9 shows the result of the verification experiment.
As shown in FIG. 9, in Comparative Example 1 in which the cell diameter of the outer layer was set to 300 [μm], which was the same as the cell diameter of the inner layer, the cell diameter was larger than the beam spot diameter, and it was confirmed that a wedge-shaped image was generated. .
また、内層のセル径を、外層のセル径と同じ30[μm]にした比較例2においては、白ポチ画像が確認された。これは、比較例2においては、二次転写ローラの硬度が高く、規定の二次転写ニップ幅を形成できず、ニップ前、ニップ内で放電が生じ、白ポチ画像が発生したと考えられる。 In Comparative Example 2 in which the cell diameter of the inner layer was set to 30 [μm], which was the same as the cell diameter of the outer layer, a white spot image was confirmed. In Comparative Example 2, it is considered that the secondary transfer roller has a high hardness and a predetermined secondary transfer nip width cannot be formed, and discharge occurs in the nip before the nip, and a white spot image is generated.
また、外層の電気抵抗を1×108[Ω]にし、内層の電気抵抗と同じとした比較例3においては、楔形画像の発生が確認された。これは、外層の抵抗が、内層の抵抗と同じであるため、内層のセルによる抵抗ムラの影響が、二次電界に大きく作用し、中間転写ベルトに内層のセル径に応じた低電位部分が生じたための考えられる。 In Comparative Example 3 in which the electrical resistance of the outer layer was set to 1 × 10 8 [Ω] and was the same as the electrical resistance of the inner layer, it was confirmed that a wedge-shaped image was generated. This is because the resistance of the outer layer is the same as the resistance of the inner layer, so the effect of resistance unevenness due to the cells of the inner layer greatly affects the secondary electric field, and the low potential portion corresponding to the cell diameter of the inner layer is formed on the intermediate transfer belt. It is thought to have occurred.
また、外層の電気抵抗を1×106[Ω]にした比較例4については、二次転写ローラの抵抗が低くなり、転写に必要な電界が形成されず、転写不良により白ポチが発生したと考えられる。 Further, in Comparative Example 4 in which the electric resistance of the outer layer was set to 1 × 10 6 [Ω], the resistance of the secondary transfer roller was lowered, the electric field necessary for transfer was not formed, and white spots were generated due to transfer failure. it is conceivable that.
一方、外層の体積抵抗率を、内層の体積抵抗率よりも高くし、かつ、外層のセル径を内層のセル径よりも小さくした実施例1においては、白ポチ、楔形画像いずれも確認できず、良好な画像を得ることができた。 On the other hand, in Example 1 in which the volume resistivity of the outer layer is higher than the volume resistivity of the inner layer and the cell diameter of the outer layer is smaller than the cell diameter of the inner layer, neither white spots nor wedge-shaped images can be confirmed. A good image could be obtained.
なお、上述では引力転写方式について説明したが、二次転写対向ローラ21にマイナスのバイアスを印加し、二次転写ローラ25を接地することで二次転写電界を形成する斥力転写方式においても、本発明を適用できる。斥力転写方式においては、中間転写ベルト15にマイナスの電荷が注入され、電流が流れ難い二次転写ローラの表面から露出するセルと対向部分に残留するマイナス電荷が、他の箇所よりも少なくなる。その結果、二次転写ニップ通過後、中間転写ベルトの表面には、セル径に応じた他の箇所よりも電位が高い高電位部分(マイナス電位が低い部分)が生じる。この場合、一次転写ニップ直前の微小隙間において、感光体上のトナーが、上記高電位部分に向けて飛散する。具体的には、高電位部分の中心が最も電位が高いため、感光体から飛散したトナーは、高電位部分の中心に向けて飛散する。外層のセル径が、ビームスポット径よりも大きいと、高電位部分の中心に向けて楔状に広がったドットトナー像となってしまう。しかし、外層のセル径を、ビームスポット径よりも小さくすることで、ドットトナー像の広がりを抑制できる。また、外層の電気抵抗を、内層の電気抵抗よりも高くすることで、内層の電気抵抗ムラの影響により、中間転写ベルトに内層のセル径に応じた高電位部分が生じるのを抑制することができ、ドットの広がりを良好に抑制することができる。
Although the attraction transfer method has been described above, the repulsive force transfer method in which a negative bias is applied to the secondary
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
芯金25a上に発泡体からなる弾性層25bを有し、感光体などの潜像担持体から一次転写されたトナー像を担持する中間転写ベルト15などの中間転写体の外周面と接して二次転写ニップを形成する二次転写ローラ25などの二次転写部材を有し、前記二次転写ニップに二次転写電界を形成して、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する転写装置において、二次転写部材の弾性層25bを、内層251と、該内層251よりもセル径が小さく、該内層251よりも電気抵抗値が高い外層252とで構成した。
上述したように、ドットの広がりは、次のようにして発生する。すなわち、トナーの正規帯電極性(負極性)と逆極性(正極性)のバイアスを二次転写部材の芯金に印加して、前記二次転写ニップに二次転写電界を形成して中間転写体上のトナー像を記録媒体に静電的に二次転写を行う場合は、中間転写体の外周面にはトナーの正規帯電極性とは逆極性の電荷が注入される。二次転写部材の表面から露出したセルは空洞であるため、このセルと対向する中間転写体の箇所は他の箇所よりも電界が弱くなる。その結果、二次転写電流が流れ難く、上記逆極性の電荷が注入され難い。これにより、中間転写体外周面のセルと対向する箇所は、上記逆極性の残留電荷が他の箇所よりも少なく、他の箇所よりも上記逆極性の電位が低くなり、中間転写体の表面の電位分布にムラが生じる。潜像担持体上のトナーはトナーの正規帯電極性に帯電しており、一次転写ニップに突入する直前の微小隙間において、そのトナーの一部が中間転写体表面の上記逆極性の電位により静電的に引き寄せられて、中間転写体表面に向かって飛散する。中間転写体の電位分布が一定の場合は、潜像担持体から飛散したトナーは散ることはなく、中間転写体のトナー像が転写される部分に付着し、画像を乱すことはほぼない。しかし、上記のように、中間転写体の表面に電位ムラが生じていると、潜像担持体からトナー飛散したトナーは、セル径に応じた上記逆極性の電位の低い低電位部分よりも上記逆極性の電位が高い上記低電位部分の周囲に静電的に引き寄せられて付着する。その結果、潜像担持体から飛散したトナーが散って、中間転写体のトナー像が転写される部分外へ飛散し、中間転写体上に転写されたドットが広がるのである。そして、二次転写部材の弾性層のセル径が大きいほど、表面に露出するセルの径も大きくなり、セル径に応じた低電位部分も大きくなる。その結果、トナーが遠くまで散って、ドットの広がりが大きくなる。
なお、上述では、トナーの正規帯電極性(負極性)と逆極性(正極性)のバイアスを二次転写部材の芯金に印加して、前記二次転写ニップに二次転写電界を形成する場合について説明したが、トナーの正規帯電極性(負極性)と同極性のバイアスを、中間転写体を介して二次転写部材に対向する二次転写対向ローラ21たる対向部材に印加して、中間転写体と二次転写部材との間に二次転写電界を形成する場合についても、同様な課題が生じる。この場合においては、中間転写体にはトナーの正規帯電極性と同極性の電荷が注入され、二次転写部材の表面から露出したセルと対向する中間転写体の箇所は二次転写電流が流れ難く、中間転写体の表面には、セル径に応じた上記同極性の電位が他の箇所よりも低い低電位部分が生じる。このときは、潜像担持体から飛散したトナーがセル径に応じた上記同極性の電位の低い低電位部分へ散りドットが広がってしまう。
特許文献1においては、二次転写部材弾性層の外側のセル径を、内側のセル径よりも小さくしており表面から露出するセルを、外側のセルとしている。これにより、表面から露出するセル径を小さくすることができ、中間転写体のセルに応じた低電位部分が外側のセルに応じた低電位部分となり、低電位部分を狭くすることができる。よって、トナーが遠くまで散るのが抑制され、ドットの広がりを抑制することができる。また、内側のセル径を大きくすることで、2次転写部材の硬度の上昇を抑制することができ、良好に二次転写部材を弾性変形させて、二次転写ニップの幅を規定の幅にすることができる。
しかしながら、外側のセル径を小さくしても、中間転写体に内側の大径のセルの径に応じた低電位部分が生じることがあり、ドットの広がりを十分に抑制できない場合があった。これは、内側の電気抵抗ムラの影響によるものである。すなわち、内側において、セルがあるところと、セルがないところでは抵抗が異なり、セルがあるところは抵抗が高くなり電流が流れ難く、その影響が中間転写ベルトに現れ、内側の大径のセルの径に応じた低電位部分が生じるのである。
そこで、(態様1)では、二次転写部材の弾性層を、内層と、内層よりも電気抵抗値が大きくセル径の小さい外層とで構成した。二次転写部材の電気抵抗は、内層の電気抵抗と外層の電気抵抗との和で決まるため、外層の電気抵抗を内層の電気抵抗よりも大きくすることで、内層の電気抵抗の変動による影響が少なくなる。例えば、検証実験で説明したように、外層の電気抵抗を内層の電気抵抗に比べて102以上大きくすることで、二次転写部材の電気抵抗は、ほぼ外層の電気抵抗となり内層の電気抵抗変動の影響がほぼ無視できるレベルとなる。その結果、内層のセルに応じた低電位部分が生じるのを抑制することができ、ドットの広がりを良好に抑制することができる。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following aspect.
(Aspect 1)
An
As described above, the spread of dots occurs as follows. That is, a bias having a normal charging polarity (negative polarity) and a reverse polarity (positive polarity) of the toner is applied to the core of the secondary transfer member to form a secondary transfer electric field in the secondary transfer nip, thereby forming an intermediate transfer member. When electrostatically transferring the upper toner image onto a recording medium, a charge having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner is injected into the outer peripheral surface of the intermediate transfer member. Since the cell exposed from the surface of the secondary transfer member is a cavity, the electric field is weaker at the location of the intermediate transfer member facing the cell than at the other location. As a result, it is difficult for the secondary transfer current to flow, and it is difficult to inject charges having the reverse polarity. As a result, the portion opposite to the cell on the outer peripheral surface of the intermediate transfer member has less residual charge of the reverse polarity than the other portions, and the potential of the reverse polarity is lower than the other portions. Unevenness occurs in the potential distribution. The toner on the latent image carrier is charged to the normal charging polarity of the toner, and in a minute gap immediately before entering the primary transfer nip, a part of the toner is electrostatically charged by the reverse polarity potential on the surface of the intermediate transfer member. Are attracted and scattered toward the surface of the intermediate transfer member. When the potential distribution of the intermediate transfer member is constant, the toner scattered from the latent image carrier does not scatter, adheres to the portion of the intermediate transfer member where the toner image is transferred, and hardly disturbs the image. However, as described above, if potential unevenness occurs on the surface of the intermediate transfer member, the toner scattered from the latent image carrier is more than the low potential portion having a low potential of the opposite polarity according to the cell diameter. Electrostatically attracts and adheres to the periphery of the low potential portion having a high reverse polarity potential. As a result, the toner scattered from the latent image carrier is scattered and scattered outside the portion where the toner image of the intermediate transfer member is transferred, and the dots transferred onto the intermediate transfer member spread. The larger the cell diameter of the elastic layer of the secondary transfer member, the larger the diameter of the cell exposed on the surface, and the lower potential portion corresponding to the cell diameter. As a result, the toner is scattered far and the spread of the dots is increased.
In the above description, when a normal transfer polarity (negative polarity) and a reverse polarity (positive polarity) bias of the toner is applied to the core of the secondary transfer member, a secondary transfer electric field is formed in the secondary transfer nip. In the intermediate transfer, a bias having the same polarity as the normal charging polarity (negative polarity) of the toner is applied to the opposing member which is the secondary
In
However, even if the outer cell diameter is reduced, a low potential portion corresponding to the inner large cell diameter may occur in the intermediate transfer member, and dot spreading may not be sufficiently suppressed. This is due to the influence of uneven electrical resistance inside. That is, the resistance is different between where the cell is present and where there is no cell, and where the cell is present, the resistance is high and current does not flow easily, and the effect appears on the intermediate transfer belt. A low potential portion corresponding to the diameter is generated.
Therefore, in (Aspect 1), the elastic layer of the secondary transfer member is composed of an inner layer and an outer layer having a larger electric resistance value and a smaller cell diameter than the inner layer. Since the electrical resistance of the secondary transfer member is determined by the sum of the electrical resistance of the inner layer and the electrical resistance of the outer layer, by making the electrical resistance of the outer layer larger than the electrical resistance of the inner layer, there is an effect due to fluctuations in the electrical resistance of the inner layer. Less. For example, as described in the verification experiment, by increasing 10 more than the electrical resistance of the outer layer to the inner layer of the electrical resistance, the electrical resistance of the secondary transfer member, the inner layer of the electrical resistance variation becomes substantially the electrical resistance of the outer layer The level of influence is almost negligible. As a result, it is possible to suppress the generation of a low potential portion corresponding to the cell in the inner layer, and it is possible to satisfactorily suppress the spread of dots.
(態様2)
(態様1)において、前記外層252の電気抵抗を、前記内層251の電気抵抗よりも102[Ω]以上高くした。
これによれば、検証実験などで説明したように、外層252の電気抵抗を、内層251の電気抵抗よりも102[Ω]以上高くすることで、二次転写部材の抵抗における内層の抵抗の影響を数%にすることができ、内層のセルに応じた抵抗ムラの影響による二次転写部材表面の二次転写電界の変動を抑制することができる。これにより、中間転写体に内層のセル径に応じた低電位部分が生じるのを抑制することができる。
(Aspect 2)
In (Aspect 1), the electrical resistance of the
According to this, as described in the verification experiment, the resistance of the inner layer in the resistance of the secondary transfer member can be increased by making the electrical resistance of the
(態様3)
(態様1)または(態様2)において、前記外層の電気抵抗を、1×107[Ω]以上、1×1013[Ω]以下とした。
外層の体積抵抗率が、上記範囲を下回ると、検証実験などで説明したように、必要な転写電界が得られず、転写不良が生じるおそれがある。一方、上記範囲を上回ると、高い電圧を印加する必要が生じ、電源コストの増大を招いてしまう。また、高電圧を印加する必要が生じるため、二次転写ニップ前後の微小隙間において、放電が起こりトナーの一部が弱帯電・逆帯電化し、転写紙に転写されず、白ポチ画像が発生するおそれがある。外層の体積抵抗率を上記範囲にすることで、必要な転写電界を形成することができ、印加する電圧が高くなるのを抑制することができる。
(Aspect 3)
In (Aspect 1) or (Aspect 2), the electric resistance of the outer layer is set to 1 × 10 7 [Ω] or more and 1 × 10 13 [Ω] or less.
If the volume resistivity of the outer layer is below the above range, as described in the verification experiment, a necessary transfer electric field cannot be obtained, and transfer failure may occur. On the other hand, if it exceeds the above range, it is necessary to apply a high voltage, resulting in an increase in power supply cost. In addition, since it is necessary to apply a high voltage, discharge occurs in a minute gap before and after the secondary transfer nip, and a part of the toner is weakly charged / reversely charged, and is not transferred onto the transfer paper, and a white spot image is generated. There is a fear. By setting the volume resistivity of the outer layer in the above range, a necessary transfer electric field can be formed, and an increase in applied voltage can be suppressed.
(態様4)
(態様1)乃至(態様3)において、前記内層251のアスカーC硬度を、50[Hs]以下とした。
これによれば、実施形態で説明したように、二次転写部材の硬度上昇を抑制することができ、必要な二次転写ニップ幅を確保するために二次転写部材を中間転写体に押し付けるための荷重が大きくなるのを抑制することができる。
(Aspect 4)
In (Aspect 1) to (Aspect 3), the Asker C hardness of the
According to this, as described in the embodiment, it is possible to suppress an increase in hardness of the secondary transfer member, and to press the secondary transfer member against the intermediate transfer member in order to secure a necessary secondary transfer nip width. An increase in the load can be suppressed.
(態様5)
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、二次転写部材がローラ形状である。
これによれば、二次転写部材を、無端ベルトにした場合に比べて、部品点数を削減でき、装置のコストアップを抑制することができる。
(Aspect 5)
In (Aspect 1) to (Aspect 4), the secondary transfer member has a roller shape.
According to this, compared with the case where the secondary transfer member is an endless belt, the number of parts can be reduced, and the cost of the apparatus can be suppressed.
(態様6)
感光体1などの潜像担持体と、潜像担持体に光ビームLを照射して、前記潜像担持体に潜像を形成する露光装置3などの潜像形成手段と、前記潜像担持体上の潜像にトナーを付着させてトナー像に現像する現像装置4などの現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写ベルト15などの中間転写体と、前記潜像担持体と前記中間転写体とが接して形成された一次転写ニップで該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に一次転写する一次転写ローラ5などの一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段とを備えた画像形成装置において、前記二次転写手段として、(態様1)乃至(態様6)いずれかに記載の転写装置を用いた。
これによれば、実施形態で説明したように、一次転写におけるドットの広がりを抑制することができ、良好な画像を形成することができる。
(Aspect 6)
A latent image carrier such as the
According to this, as described in the embodiment, the spread of dots in the primary transfer can be suppressed, and a good image can be formed.
(態様7)
(態様6)において、外層のセル径を、前記光ビームを前記潜像担持体に照射したときのビームスポット径よりも小さくした。
これによれば、実施形態で説明したように、外層のセル径に応じた低電位部分を、ドットトナー像よりも小さくすることができ、中間転写体に一次転写されたドットが広がるのを抑制することができる。
(Aspect 7)
In (Aspect 6), the cell diameter of the outer layer was made smaller than the beam spot diameter when the light beam was irradiated onto the latent image carrier.
According to this, as described in the embodiment, the low potential portion corresponding to the cell diameter of the outer layer can be made smaller than the dot toner image, and the spreading of the primary transferred dots to the intermediate transfer member is suppressed. can do.
(態様8)
(態様6)または(態様7)において、中間転写体は、複数の張架部材によって回転可能に張架された無端ベルトである。
これによれば、中間転写体をローラ状にしたものに比べて、装置の大型化を抑制することができる。
(Aspect 8)
In (Aspect 6) or (Aspect 7), the intermediate transfer member is an endless belt that is rotatably stretched by a plurality of stretching members.
According to this, the enlargement of the apparatus can be suppressed as compared with the intermediate transfer member in the form of a roller.
(態様9)
(態様8)において、複数の張架部材のひとつを、前記中間転写体を挟んで前記二次転写部材に対向させた。
これによれば、二次転写部材と張架部材とで中間転写体を挟むようにして二次転写ニップを形成することができる。
(Aspect 9)
In (Aspect 8), one of the plurality of stretching members is opposed to the secondary transfer member with the intermediate transfer member interposed therebetween.
According to this, the secondary transfer nip can be formed such that the intermediate transfer member is sandwiched between the secondary transfer member and the stretching member.
(態様10)
(態様8)または(態様9)において、前記無端ベルトとして、複数の層で構成された積層構造の無端ベルトを用いた。
実施形態説明したように、中間転写体として、積層構造の無端ベルトを用いた場合、電位が減衰し難く、中間転写体に二次転写部材のセル径に応じた低電位部分が存在した状態で、一次転写ニップに進入するおそれがある。しかし、(態様1)の構成を有することで、中間転写体に二次転写部材のセル径に応じた低電位部分が存在した状態で、一次転写ニップに進入してもドットの広がりが生じることがない。
(Aspect 10)
In (Aspect 8) or (Aspect 9), an endless belt having a laminated structure including a plurality of layers is used as the endless belt.
As described in the embodiment, when an endless belt having a laminated structure is used as an intermediate transfer member, the potential is not easily attenuated, and a low potential portion corresponding to the cell diameter of the secondary transfer member is present on the intermediate transfer member. There is a risk of entering the primary transfer nip. However, by having the configuration of (Aspect 1), even if the intermediate transfer member has a low potential portion corresponding to the cell diameter of the secondary transfer member, the dot spreads even if it enters the primary transfer nip. There is no.
(態様11)
(態様6)乃至(態様10)いずれかにおいて、前記中間転写体の体積抵抗率を、1×108[Ω・cm]以上、1×1011[Ω・cm]以下としたことを特徴とするものである。
(Aspect 11)
In any one of (Aspect 6) to (Aspect 10), the volume resistivity of the intermediate transfer member is 1 × 10 8 [Ω · cm] or more and 1 × 10 11 [Ω · cm] or less. To do.
1:感光体
2:帯電装置
3:露光装置
4:現像装置
5:一次転写ローラ
7:クリーニング装置
10:プロセスユニット
15:中間転写ベルト
21:二次転写対向ローラ
25:二次転写ローラ
25a:芯金
25b:弾性層
251:内層
252:外層
1: Photoconductor 2: Charging device 3: Exposure device 4: Development device 5: Primary transfer roller 7: Cleaning device 10: Process unit 15: Intermediate transfer belt 21: Secondary transfer counter roller 25:
Claims (11)
前記二次転写ニップに二次転写電界を形成して、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する転写装置において、
前記二次転写部材の弾性層を、内層と、該内層よりもセル径が小さく、該内層よりも電気抵抗値が高い外層とで構成したことを特徴とする転写装置。 A secondary transfer member having an elastic layer made of a foam on a core metal and forming a secondary transfer nip in contact with the outer peripheral surface of an intermediate transfer member carrying a toner image primarily transferred from a latent image carrier ,
In a transfer device for forming a secondary transfer electric field in the secondary transfer nip and secondary transferring the toner image on the intermediate transfer member to a recording medium,
The transfer device, wherein the elastic layer of the secondary transfer member is composed of an inner layer and an outer layer having a cell diameter smaller than that of the inner layer and having an electric resistance higher than that of the inner layer.
前記外層の電気抵抗を、前記内層の電気抵抗よりも102[Ω]以上高くしたことを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 1,
The transfer apparatus characterized in that the electric resistance of the outer layer is higher by 10 2 [Ω] or more than the electric resistance of the inner layer.
前記外層の電気抵抗を、1×107[Ω]以上、1×1013[Ω]以下としたことを特徴とする転写装置。 In the transfer device according to claim 1 or 2,
An electric resistance of the outer layer is 1 × 10 7 [Ω] or more and 1 × 10 13 [Ω] or less.
前記内層のアスカーC硬度を、50[Hs]以下としたことを特徴とする転写装置。 The transfer device according to any one of claims 1 to 3,
The transfer device, wherein the inner layer has an Asker C hardness of 50 [Hs] or less.
前記二次転写部材がローラ形状であることを特徴とする転写装置。 The transfer apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The transfer device, wherein the secondary transfer member has a roller shape.
前記潜像担持体に光ビームを照射して、前記潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像担持体上の潜像にトナーを付着させてトナー像に現像する現像手段と、
前記潜像担持体上のトナー像が一次転写される中間転写体と、
前記潜像担持体と前記中間転写体とが接して形成された一次転写ニップで該潜像担持体上のトナー像を該中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記二次転写手段として、請求項1乃至6いずれかに記載の転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
A latent image forming means for irradiating the latent image carrier with a light beam to form a latent image on the latent image carrier;
Developing means for developing a toner image by attaching toner to the latent image on the latent image carrier;
An intermediate transfer member to which a toner image on the latent image carrier is primarily transferred;
Primary transfer means for primarily transferring a toner image on the latent image carrier to the intermediate transfer member at a primary transfer nip formed by contacting the latent image carrier and the intermediate transfer member;
In an image forming apparatus comprising secondary transfer means for secondary transfer of the toner image on the intermediate transfer member to a recording medium,
An image forming apparatus using the transfer device according to claim 1 as the secondary transfer unit.
前記外層のセル径を、前記光ビームを前記潜像担持体照射したときのビームスポット径よりも小さくしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6.
An image forming apparatus, wherein a cell diameter of the outer layer is made smaller than a beam spot diameter when the light beam is irradiated on the latent image carrier.
前記中間転写体は、複数の張架部材によって回転可能に張架された無端ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6 or 7,
The image forming apparatus, wherein the intermediate transfer member is an endless belt rotatably stretched by a plurality of stretch members.
複数の張架部材のひとつを、前記中間転写体を挟んで前記二次転写部材に対向させたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8.
An image forming apparatus, wherein one of a plurality of stretching members is opposed to the secondary transfer member with the intermediate transfer member interposed therebetween.
前記無端ベルトとして、複数の層で構成された積層構造の無端ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8 or 9, wherein
An image forming apparatus using an endless belt having a laminated structure composed of a plurality of layers as the endless belt.
前記中間転写体の体積抵抗率を、1×108[Ω・cm]以上、1×1011[Ω・cm]以下としたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6,
An image forming apparatus, wherein the volume resistivity of the intermediate transfer member is 1 × 10 8 [Ω · cm] or more and 1 × 10 11 [Ω · cm] or less.
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