JP2017198928A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速で印刷するために、各色の画像形成部を独立して備え、各色の画像形成部から順次中間転写体にトナー像を転写し、さらに中間転写体から転写材に一括してトナー像を転写する構成が知られている。 In an electrophotographic color image forming apparatus, in order to print at high speed, each color image forming unit is independently provided, and a toner image is sequentially transferred from each color image forming unit to an intermediate transfer member. A configuration is known in which toner images are transferred to a transfer material all at once.
このような画像形成装置では、各色の画像形成部がそれぞれ像担持体としての感光ドラムを有している。各画像形成部の感光ドラムに形成されたトナー像は、中間転写ベルトなどの中間転写体を介して感光ドラムに対向して設けられた1次転写部材に1次転写電源から電圧を印加することによって、中間転写体に1次転写される。各色の画像形成部から中間転写体に1次転写された各色のトナー像は、2次転写部において2次転写電源から2次転写部材へ電圧を印加することによって、中間転写体から紙やOHTなどの転写材に一括して2次転写される。転写材に転写された各色のトナー像は、その後、定着手段により転写材に定着される。 In such an image forming apparatus, each color image forming unit has a photosensitive drum as an image carrier. The toner image formed on the photosensitive drum of each image forming unit applies a voltage from a primary transfer power source to a primary transfer member provided opposite to the photosensitive drum via an intermediate transfer member such as an intermediate transfer belt. Thus, primary transfer is performed on the intermediate transfer member. The toner image of each color primarily transferred from the image forming unit of each color to the intermediate transfer member is applied to the paper or OHT from the intermediate transfer member by applying a voltage from the secondary transfer power source to the secondary transfer member in the secondary transfer unit. Secondary transfer is performed collectively on a transfer material such as. The toner images of the respective colors transferred to the transfer material are then fixed on the transfer material by fixing means.
特許文献1には、感光ドラムの近傍に中間転写ベルトの内周面と接触する接触部材を設け、電流が供給されることにより所定の電圧に維持される電圧維持素子を接触部材に接続する構成が開示されている。この構成においては、2次転写電源から電流供給部材としての2次転写ローラに電圧を印加し、2次転写ローラから導電性の中間転写ベルトを介して複数の感光ドラムに電流を流すことにより、1次転写を行っている。また、電圧維持素子は、電流供給部材から電流が供給されることによって所定の電圧を維持している。この構成においては、所定の電圧に維持された接触部材から中間転写ベルトを介して感光ドラムに電流を流すことによって、各感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を1次転写することができる。このような構成を用いる事により、1次転写専用の電源を設けなくても、各感光ドラムに適切な1次転写電流を供給することができ、1次転写性を安定させることが可能である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 provides a configuration in which a contact member that contacts the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt is provided in the vicinity of the photosensitive drum, and a voltage maintaining element that is maintained at a predetermined voltage when supplied with current is connected to the contact member. Is disclosed. In this configuration, a voltage is applied from a secondary transfer power source to a secondary transfer roller as a current supply member, and a current is passed from the secondary transfer roller to a plurality of photosensitive drums via a conductive intermediate transfer belt, Primary transfer is performed. The voltage maintaining element maintains a predetermined voltage when current is supplied from the current supply member. In this configuration, a toner image can be primarily transferred from each photosensitive drum to the intermediate transfer belt by causing a current to flow from the contact member maintained at a predetermined voltage to the photosensitive drum via the intermediate transfer belt. By using such a configuration, an appropriate primary transfer current can be supplied to each photosensitive drum without providing a power supply dedicated to primary transfer, and primary transferability can be stabilized. .
しかしながら、特許文献1の構成においては、中間転写ベルトの電気抵抗が変動した場合に良好な1次転写性を確保することが難しくなることが懸念される。例えば、イオン導電性を有する中間転写ベルトを使用する場合、高温高湿の環境では中間転写ベルトの電気抵抗が低くなり、低温低湿の環境では中間転写ベルトの電気抵抗が高くなるため、周囲環境の変動による中間転写ベルトの電気抵抗の差が大きい。特許文献1の構成においては、電圧維持素子に接続された接触部材は常に所定の電圧に維持されているため、中間転写ベルトの電気抵抗が変動すると、1次転写不良が発生する可能性がある。 However, in the configuration of Patent Document 1, there is a concern that it is difficult to ensure good primary transferability when the electrical resistance of the intermediate transfer belt fluctuates. For example, when using an intermediate transfer belt having ionic conductivity, the electrical resistance of the intermediate transfer belt is low in a high temperature and high humidity environment, and the electrical resistance of the intermediate transfer belt is high in a low temperature and low humidity environment. The difference in electrical resistance of the intermediate transfer belt due to fluctuation is large. In the configuration of Patent Document 1, since the contact member connected to the voltage maintaining element is always maintained at a predetermined voltage, a primary transfer failure may occur if the electric resistance of the intermediate transfer belt varies. .
例えば、電圧維持素子に接続された接触部材が、標準温湿度環境において感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像を1次転写するのに好適な電圧に維持されているとする。この場合、中間転写ベルトの電気抵抗が高くなる低温低湿度環境では、所定の電圧に維持される接触部材から中間転写ベルトを介して感光ドラムに流れる電流が、所望の1次転写電流に対して不足してしまい、1次転写不良が発生する可能性がある。また、中間転写ベルトの電気抵抗が低くなる高温高湿度環境では、所定の電圧に維持される接触部材から中間転写ベルトを介して感光ドラムに流れる電流が、所望の1次転写電流に対して過剰となってしまい、1次転写不良が発生する可能性がある。 For example, it is assumed that the contact member connected to the voltage maintaining element is maintained at a voltage suitable for primary transfer of the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt in a standard temperature and humidity environment. In this case, in a low-temperature and low-humidity environment where the electric resistance of the intermediate transfer belt is high, the current flowing from the contact member maintained at a predetermined voltage to the photosensitive drum via the intermediate transfer belt is relative to the desired primary transfer current. Insufficient primary transfer may occur. Also, in a high temperature and high humidity environment where the electrical resistance of the intermediate transfer belt is low, the current flowing from the contact member maintained at a predetermined voltage to the photosensitive drum via the intermediate transfer belt is excessive with respect to the desired primary transfer current. As a result, a primary transfer failure may occur.
本発明の目的は、電圧維持素子に接続された接触部材から像担持体に電流を流してトナー像を1次転写する画像形成装置において、中間転写ベルトの電気抵抗が変動する場合であっても、良好な1次転写性を確保することである。 An object of the present invention is an image forming apparatus that primarily transfers a toner image by causing a current to flow from a contact member connected to a voltage maintaining element to an image carrier, even when the electrical resistance of an intermediate transfer belt varies. And ensuring good primary transferability.
前述の課題を解決するために、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、導電性を有し、前記像担持体からのトナー像が1次転写される無端状で回転可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトに電流を供給する電流供給部材と、前記電流供給部材から前記中間転写ベルトを介して電流を供給されることによって所定の電圧を維持することが可能な電圧維持素子と、前記中間転写ベルトの内周面と接触する接触部材と、を備え、前記接触部材から前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に電流が流れることにより、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を1次転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトと同じ傾向で電気抵抗が変動する抵抗部材を備え、前記電圧維持素子の一端側はアースに電気的に接続され、前記電圧維持素子の他端側は前記抵抗部材を介して前記接触部材に接続されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an image carrier that carries a toner image, and an endless and rotatable intermediate member that is electrically conductive and to which a toner image from the image carrier is primarily transferred. A transfer belt, a current supply member that contacts the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt and supplies a current to the intermediate transfer belt, and a predetermined voltage is supplied by supplying current from the current supply member via the intermediate transfer belt. And a contact member that contacts the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt, and current flows from the contact member to the image carrier through the intermediate transfer belt. Accordingly, in the image forming apparatus that primarily transfers the toner image from the image carrier to the intermediate transfer belt, the image forming apparatus includes a resistance member whose electric resistance varies in the same tendency as the intermediate transfer belt, Side is electrically connected to the ground, the other end of the voltage maintenance element is characterized by being connected to the contact member via the resistor member.
本発明によれば、電圧維持素子に接続された接触部材から像担持体に電流を流してトナー像を1次転写する画像形成装置において、中間転写ベルトの電気抵抗が変動する場合であっても良好な1次転写性を確保することができる。 According to the present invention, even when the electrical resistance of the intermediate transfer belt fluctuates in an image forming apparatus that primarily transfers a toner image by flowing a current from a contact member connected to a voltage maintaining element to an image carrier. Good primary transferability can be ensured.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following examples should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless specifically stated otherwise, the scope of the present invention is not intended to be limited.
(実施例1)
図1は、本実施例の画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。なお、本実施例の画像形成装置は、a〜dの複数の画像形成部を設けている、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。第1の画像形成部aはイエロー(Y)、第2の画像形成部bはマゼンタ(M)、第3の画像形成部cはシアン(C)、第4の画像形成部dはブラック(Bk)の各色のトナーによって画像を形成する。これら4つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下、第1の画像形成部aを用いて本実施例の画像形成装置を説明する。
Example 1
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment is a so-called tandem type image forming apparatus provided with a plurality of image forming units a to d. The first image forming unit a is yellow (Y), the second image forming unit b is magenta (M), the third image forming unit c is cyan (C), and the fourth image forming unit d is black (Bk). ) To form an image with each color toner. These four image forming units are arranged in a line at regular intervals, and the configuration of each image forming unit has many portions that are substantially common except for the color of the toner to be accommodated. Therefore, hereinafter, the image forming apparatus of this embodiment will be described using the first image forming unit a.
第1の画像形成部aは、ドラム状の感光体である感光ドラム1aと、帯電部材である帯電ローラ2aと、現像手段4aと、ドラムクリーニング手段5aと、を有する。
The first image forming unit a includes a
感光ドラム1aは、トナー像を担持する像担持体であり、図示矢印R1方向(反時計回り)に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。現像手段4aは、イエローのトナーを収容し、感光ドラム1aにイエロートナーを現像する。ドラムクリーニング手段5aは、感光ドラム1aに付着したトナーを回収するための手段である。ドラムクリーニング手段5aは、感光ドラム1aに接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって感光ドラム1aから除去されたトナーなどを収容する廃トナーボックスと、を有する。
The
コントローラ等の制御手段(不図示)が画像信号を受信することによって、画像形成動作が開始され、感光ドラム1aは回転駆動される。感光ドラム1aは回転過程で、帯電ローラ2aにより所定の極性(本実施例では負極性)で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段3aにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、感光ドラム1aには目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像手段4aにより現像され、感光ドラム1aにイエロートナー像として可視化される。ここで、現像手段4aに収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性であり、帯電ローラ2aによる感光ドラム1aの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、本発明はこれに限らず、感光ドラム1aの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。
When a control means (not shown) such as a controller receives an image signal, an image forming operation is started, and the
無端状で回転可能な中間転写ベルト10は、導電性を有し、対向部材である対向ローラ13と、駆動ローラ11と、張架ローラ12とで張架され、感光ドラム1aと接触して1次転写部を形成し、感光ドラム1aと略同一の周速度で回転駆動される。感光ドラム1aに形成されたイエロートナー像は、感光ドラム1aと中間転写ベルト10とが接触する1次転写部を通過する過程で、感光ドラム1aから中間転写ベルト10に1次転写される。感光ドラム1aの表面に残留した1次転写残トナーは、ドラムクリーニング手段5aにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
The endless and rotatable
本実施例においては、1次転写時には、中間転写ベルト10の外周面に接触する電流供給部材としての2次転写ローラ20から供給される電流によって、トナー像を中間転写ベルト10に1次転写するための1次転写電圧が金属ローラ14aに形成される。本実施例の1次転写電圧の形成方法については後述する。
In this embodiment, at the time of primary transfer, a toner image is primarily transferred to the
以下、同様にして、第2,3,4の画像形成部b、c、dによって第2色のマゼンタトナー像、第3色のシアントナー像、第4色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト10に順次重ねて1次転写される。これにより、中間転写ベルト10には、目的のカラー画像に対応した4色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト10に担持された4色のトナー像は、2次転写ローラ20と中間転写ベルト10が接触して形成する2次転写部を通過する過程で、給紙手段50により給紙された紙やOHTなどの転写材Pの表面に一括で2次転写される。
Similarly, the second, third, and fourth image forming portions b, c, and d form a second color magenta toner image, a third color cyan toner image, and a fourth color black toner image. Primary transfer is performed by sequentially overlapping the
2次転写ローラ20は、外径6mmのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率108Ω・cm、厚み6mmに調整したNBRとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径18mmのものを用いている。なお、発泡スポンジ体のゴム硬度は30°(アスカー硬度計C型)である。2次転写ローラ20は、中間転写ベルト10の外周面に接触しており、中間転写ベルト10を介して対向部材としての対向ローラ13に約50Nの加圧力で押圧して2次転写部を形成している。
The
電流供給部材としての2次転写ローラ20は中間転写ベルト10に対して従動回転しており、転写電源21から電圧が印加されることにより、2次転写ローラ20から対向部材としての対向ローラ13に向かって電流が流れる。これにより、中間転写ベルト10に担持されていたトナー像は2次転写部において転写材Pに2次転写される。なお、中間転写ベルト10のトナー像を転写材Pに2次転写している時には、中間転写ベルト10を介して2次転写ローラ20から対向ローラ13に向かって流れる電流が一定になるように、転写電源21から2次転写ローラ20に印加される電圧は制御される。また、2次転写を行うための電流は、画像形成装置が設置される周囲環境や転写材Pの種類により、予め決定されている。転写電源21は、2次転写ローラ20に接続しており、転写電圧を2次転写ローラ20に印加する。また、転写電源21は、100[V]から4000[V]の範囲の出力が可能である。
The
2次転写部において中間転写ベルト10に担持されていた4色のトナー像を転写された転写材Pは、その後、定着手段30に導入され、加熱および加圧されることにより4色のトナーが溶融混色して転写材Pに固定される。2次転写後に中間転写ベルト10に残ったトナーは、ベルトクリーニング手段16により清掃、除去される。ベルトクリーニング手段16は、中間転写ベルト10を介して対向ローラ13に対向して設けられている。また、ベルトクリーニング手段16は、中間転写ベルト10の外周面に接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって中間転写ベルト10から除去されたトナーなどを収容する廃トナー容器と、を有する。
The transfer material P onto which the four-color toner image carried on the
本実施例の画像形成装置においては、以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。 In the image forming apparatus of this embodiment, a full-color print image is formed by the above operation.
次に、中間転写ベルト10と、対向部材としての対向ローラ13と、張架部材としての駆動ローラ11、張架ローラ12と、接触部材としての金属ローラ14について説明する。本実施例においては、対向ローラ13と、駆動ローラ11と、張架ローラ12と、金属ローラ14a〜14dは、電気的に接続されている。
Next, the
中間転写ベルト10は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状ベルトであり、駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13の3軸で張架され、張架ローラ12により総圧60Nの張力で張架されている。図1に示すように、中間転写ベルト10は、駆動源(不図示)からの駆動力を受けて図示矢印R2方向に回転する駆動ローラ11によって、各感光ドラム1a〜1dと略同一の周速度で回転駆動される。
The
また、中間転写ベルト10の移動方向に関して複数設けられた各感光ドラム1a〜1dに対して、それぞれ対応する位置に接触部材としての各金属ローラ14a〜14dが配置されている。各金属ローラ14a〜14dは、それぞれが対応する複数の各感光ドラム1a〜1dの近傍において中間転写ベルト10の内周面と接触している。また、各金属ローラ14a〜14dは、中間転写ベルト10の移動方向に関して、それぞれが対応する各感光ドラム1a〜1dの下流側に配置されている。
Further,
各感光ドラム1a〜1dは一定間隔で配置されており、各金属ローラ14a〜14dはそれぞれが対応する各感光ドラム1a〜1dに対して同じ間隔をとって配置されている。各金属ローラ14a〜14dは、外径6mmのストレート形状のニッケルメッキされたSUS丸棒で構成され、中間転写ベルト10の移動方向と直交する長手方向の所定領域に亘って中間転写ベルト10と接触し、中間転写ベルト10の回転に伴って従動回転する。また、各金属ローラ14a〜14dに形成される電圧によって、各感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト10にトナー像が1次転写される。
The
図2(a)は本実施例における画像形成部aから画像形成部bの間を拡大した模式図である。図2(a)に示すように、金属ローラ14aは、中間転写ベルト10の移動方向に関して、感光ドラム1aと中間転写ベルト10が接触して形成する1次転写部よりも下流側に配置されている。また、金属ローラ14aは、中間転写ベルト10の移動方向に関して金属ローラ14aの下流側で隣接する感光ドラム1bよりも、金属ローラ14aが対応する感光ドラム1aに近い位置に配置される。さらに、金属ローラ14aは、感光ドラム1aへの中間転写ベルト10の巻きつき量を確保できるように配置される。感光ドラム1a及び感光ドラム1bが中間転写ベルト10と接触する位置を結んだ線を仮想線TLと定義すると、金属ローラ14aは仮想線TLよりも、感光ドラム1a側に侵入した位置に配置される。
FIG. 2A is a schematic diagram enlarging the space between the image forming unit a and the image forming unit b in the present embodiment. As shown in FIG. 2A, the
ここで、感光ドラム1aの軸中心から感光ドラム1bの軸中心までの距離をW、感光ドラム1aの軸中心から金属ローラ14aの軸中心までの距離をTと定義する。また、感光ドラム1aと中間転写ベルト10が接触する位置と、感光ドラム1bと中間転写ベルト10が接触する位置とを結んだ仮想線TLに対する、金属ローラ14aの持ち上げ高さをH1と定義する。本実施例においては、W=50mm、T=10mm、H1=2mmである。
Here, the distance from the axial center of the
以上、画像形成部aを用いて説明したが、画像形成部b〜dにおいても、各感光ドラム1間の距離Wと、各感光ドラム1と各金属ローラ14間の距離Tと、各金属ローラ14の持ち上げ高さH1は、画像形成部aにおける値と同じ値が設定される。すなわち、各感光ドラム1a〜1dは距離Wで等間隔に配置されており、各金属ローラ14a〜14dはそれぞれが対応する各感光ドラム1a〜1dに対して全て同じ距離Tで配置されている。同様に、各金属ローラ14a〜14dは、各感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト10が接触する位置を結んだ仮想線TLに対してそれぞれ、持ち上げ高さH1で配置されている。
As described above, the image forming unit a is described. However, also in the image forming units b to d, the distance W between the photosensitive drums 1, the distance T between the photosensitive drums 1 and the
図2(b)は、本実施例の画像形成装置の各部材の配置構成を説明する模式図である。図2(b)に示すように、対向ローラ13の軸中心から感光ドラム1aの軸中心までの距離をD1、感光ドラム1dの軸中心から駆動ローラ11の軸中心までの距離をD2と定義する。さらに、各感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト10が接触する位置を結んだ仮想線TLに対する、対向ローラ13の持ち上げ高さをH2と定義する。この時、D1=40mm、D2=30mm、H2=2mmであり、仮想線TLに対する駆動ローラ11の持ち上げ高さは0mmである。
FIG. 2B is a schematic diagram illustrating the arrangement configuration of each member of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. As shown in FIG. 2B, the distance from the axial center of the opposing
中間転写ベルト10は、周長700mm、厚さ90μmで、導電剤としてイオン導電剤を混合した無端状のポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用いている。なお、本実施例では、中間転写ベルト10の材料としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を使用したものの、熱可塑性樹脂であれば他の材料でも良い。例えば、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)等の材料及びこれらの混合樹脂を使用しても良い。
The
本実施例における中間転写ベルト10の体積抵抗率は1.5×109Ω・cmである。体積抵抗率の測定は、三菱化学株式会社のHiresta−UP(MCP−HT450)にリングプローブのタイプUR(型式MCP−HTP12)を使用して測定した。測定条件は、温度23℃、湿度50%、印加電圧100[V]、測定時間10secに設定した。本実施例の構成においては、体積抵抗率が1×107〜1010Ω・cmの範囲の中間転写ベルト10が使用可能である。
The volume resistivity of the
ここで体積抵抗率は、中間転写ベルトの材料としての導電性の尺度であるため、実際に周方向に電流を流して所望の電圧を形成できるベルト(以下、導電性ベルトと称する)の尺度として、中間転写ベルトの周方向における電気抵抗について説明する。本実施例では、周方向に電流を流すことが可能な無端状の導電性ベルトを中間転写ベルト10として用いている。
Here, the volume resistivity is a measure of conductivity as a material of the intermediate transfer belt. Therefore, the volume resistivity is a measure of a belt (hereinafter referred to as a conductive belt) that can form a desired voltage by actually passing a current in the circumferential direction. The electrical resistance in the circumferential direction of the intermediate transfer belt will be described. In this embodiment, an endless conductive belt capable of flowing a current in the circumferential direction is used as the
図3(a)〜(b)は本実施例における、中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗を測定する方法を説明する模式図である。中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗については、図3(a)に示す周方向抵抗測定装置100(以下、測定装置100と称する)を使用して測定した。まず、測定装置100の構成を説明する。測定する中間転写ベルト10は内面ローラ101と駆動ローラ102でたるみが無いように、60Nの張力で張架される。金属でできた内面ローラ101は高圧電源(TREK社製高圧電源:Model_610E)103に接続され、駆動ローラ102はアースに電気的に接続されている。駆動ローラ102の表面は、中間転写ベルト10に対して十分に抵抗の低い導電ゴムで被覆されており、中間転写ベルト10は駆動ローラ102によって表面速度100mm/secで図示矢印R3方向に回転駆動される。なお、中間転写ベルト10の長手幅は270mmであり、内面ローラ101と駆動ローラ102の長手幅は260mmである。
FIGS. 3A and 3B are schematic views for explaining a method of measuring the electrical resistance in the circumferential direction of the
次に、測定装置100による中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗の測定方法について説明する。駆動ローラ102によって中間転写ベルト10を100mm/secで回転させた状態で内面ローラ101に一定電流ILを印加し、内面ローラ101に繋いだ高圧電源103で電圧[V]Lをモニターする。本実施例の中間転写ベルト10は、IL=5μAの定電流で測定を行った。
Next, a method for measuring the electrical resistance in the circumferential direction of the
図3(a)に示す測定系を図3(b)に示す等価回路であるとみなす。この場合、内面ローラ101と駆動ローラ102までの距離L(本実施例では300mm)の長さにおける中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗RLは、RL=2×[V]L/ILによって算出することが出来る。このRLを中間転写ベルト10の100mm相当の中間転写ベルト周長に換算することで、中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗を求める。本実施例においては、2次転写ローラ20から中間転写ベルト10を通して各感光ドラム1a〜1dに電流を流すため、中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗は2×109Ω以下が好ましい。
The measurement system shown in FIG. 3A is regarded as an equivalent circuit shown in FIG. In this case, the electrical resistance RL in the circumferential direction of the
本実施例の構成では、前述した測定方法を用いて、温度23℃湿度50%の測定環境で測定した周方向の電気抵抗値が1.5×108Ωの中間転写ベルト10を用いている。中間転写ベルト10は、IL=5μAの定電流で測定を行い、その時のモニター電圧[VL]は1125[V]であった。モニター電圧[VL]は、中間転写ベルト10の1周分の区間で測定を行い、その区間測定値の平均値から求めている。また、RLに関しては、RL=2×[VL]/ILであるため、RL=2×1125/(5×10−6)=4.5×108Ωとなり、これを100mm相当に換算すると、本実施例における中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗値は、1.5×108Ωとなる。
In the configuration of this embodiment, the
中間転写ベルト10は、導電剤としてイオン導電剤を混合しており、その電気的特性としてはイオン導電性を有している。イオン導電性の中間転写ベルト10の電気抵抗は、周囲環境によって変動する。図4は、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)で測定した中間転写ベルト10の体積抵抗率と周方向の電気抵抗を示す表である。図4に示すように、中間転写ベルト10は、電気抵抗が上昇する低温低湿度の周囲環境下においても周方向における電気抵抗値が5.1×108Ωであり、上述の好適な中間転写ベルト10の周方向の電気抵抗値である2×109Ω以下の範囲にある。
The
次に、各金属ローラ14a〜14dにおいて、1次転写電圧を形成する為に必要な構成について、図1を用いて説明する。
Next, a configuration necessary for forming the primary transfer voltage in each of the
本実施例において、中間転写ベルト10に接触して中間転写ベルト10を張架する張架部材としての駆動ローラ11、張架ローラ12、及び対向部材としての対向ローラ13は、接触部材としての複数の金属ローラ14a〜14dと電気的に接続されている。また、中間転写ベルト10の内周面と接触するこれらの各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)は、電圧維持素子としてのツェナーダイオード15と電気的に接続されている。中間転写ベルト10の内周面と接触するこれらの各部材とツェナーダイオード15の間には抵抗部材17が電気的に接続されており、ツェナーダイオード15の一端側の端子は抵抗部材17に接続され、他端側の端子はアースに電気的に接続されている。
In this embodiment, a driving roller 11 as a stretching member that stretches the
ツェナーダイオード15は、一定以上の電流が流れた場合にカソード側に所定の電圧(以下、ツェナー電圧とする)が発生する。本実施例においては、ツェナー電圧を200[V]に設定している。ツェナーダイオード15のアノード側はアースに電気的に接続されており、カソード側は抵抗部材17に接続している。ツェナーダイオード15は、2次転写ローラ20から中間転写ベルト10と抵抗部材17を介してツェナーダイオード15に電流が流れることにより、カソード側に接続された抵抗部材17との接点をツェナー電圧に維持している。
The
なお、本実施例においては、電流供給部材として2次転写ローラ20を用いたが、これに限らず、ツェナーダイオード15をツェナー電圧に維持することが可能な電流を供給できる構成であれば、2次転写ローラ20以外の部材を電流供給部材として用いても良い。
In the present embodiment, the
本実施例では、中間転写ベルト10の内周面と接触する各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)が、抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と電気的に接続されている。したがって、画像形成時においてこれらの各部材に形成される電圧は、ツェナーダイオード15のツェナー電圧に、抵抗部材17に電流が流れて降下した電圧を加えた電圧となる。すなわち、本実施例における1次転写電圧は、ツェナーダイオード15のツェナー電圧に、抵抗部材17に電流が流れて降下した電圧を加えた電圧である。中間転写ベルト10を介して電流供給部材としての2次転写ローラ20からツェナーダイオード15に電流が供給されることにより、中間転写ベルト10の内周面と接触する各金属ローラ14a〜14dにおいて1次転写電圧が形成される。各金属ローラ14a〜14dに形成される1次転写電圧により、各金属ローラ14a〜14dから中間転写ベルト10を介して各感光ドラム1a〜1dに電流が流れ、各感光ドラム1a〜1dから中間転写ベルト10にトナー像が1次転写される。
In this embodiment, each member (the driving roller 11, the stretching
次に、本実施例の抵抗部材17について説明する。
Next, the
中間転写ベルト10の内周面と接触する各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)とツェナーダイオード15との間に接続される抵抗部材17はイオン導電性を有する抵抗部材である。具体的には、抵抗部材17には、導電剤としてイオン導電剤を混合したポリエステルシートを用いている。したがって、抵抗部材17は、イオン導電性を有し、画像形成装置が設置される周囲環境によって電気抵抗が変動する中間転写ベルト10と同じ傾向で、電気抵抗が変動する。
The
本実施例では、抵抗部材17としてポリエステルを使用したが、これに限るものではない。例えば、イオン導電剤を混合した、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)等の材料及びこれらの混合樹脂を使用しても良い。
In this embodiment, polyester is used as the
抵抗部材17は、両面に接着された2枚の金属板で挟まれた状態で、中間転写ベルト10の内周面と接触する各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)とツェナーダイオード15の間に接続される。抵抗部材17に対する電極である金属板は、縦10mm、横10mmの正方形の形状である。また、抵抗部材17は、縦20mm、横20mm、厚さ200μmの正方形のシート形状であり、金属板は、抵抗部材17の中心と金属板の中心が一致するように抵抗部材17の両面に接着されている。抵抗部材17は、2次転写ローラから供給された電流を中間転写ベルト10の内周面と接触する各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)からツェナーダイオード15に向かって流している。
The
図5は本実施例で使用した抵抗部材17の、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)で測定した電気抵抗値の表である。図5に示すように、抵抗部材17は、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)と比べると、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)においては電気抵抗が低下し、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)においては電気抵抗が上昇している。図4に示すように、本実施例における中間転写ベルト10も、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)と比べると、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)では電気抵抗が低下し、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)では電気抵抗が上昇している。このように、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)と比べて、それぞれの周囲環境における電気抵抗の上昇及び低下の傾向が、それぞれの部材間で同じであることを、「同じ傾向で電気抵抗が変動する」と定義する。すなわち、抵抗部材17は、設置する周囲環境によって、中間転写ベルト10と同じ傾向で電気抵抗が変動する。
FIG. 5 shows the
なお、抵抗部材17を表裏から挟む金属板間の電気抵抗値は、温度23℃湿度50%の標準温湿度環境において、5μAの電流を流した際に、2.5×107Ωであった。
The electrical resistance value between the metal plates sandwiching the
以下、抵抗部材17による作用及び効果について説明する。イオン導電性を有する中間転写ベルト10を用いる場合においては、周囲環境によって中間転写ベルト10の電気抵抗が変動することから、画像形成装置を設置する周囲環境によっては1次転写性を安定化させることが困難な場合があった。本実施例においては、ツェナーダイオード15と各金属ローラ14a〜14dとの間に抵抗部材17を接続することによって、中間転写ベルト10の電気抵抗が変動した場合においても、1次転写性を安定化させることが可能となる。
Hereinafter, the operation and effect of the
以下に比較例として、ツェナーダイオード15と各金属ローラ14a〜14dとの間に抵抗部材17を設けていない構成を用いて、本実施例の作用及び効果の詳細を説明する。比較例のツェナーダイオードの一端側(アノード側)はアースに電気的に接続されており、他端側(カソード側)は中間転写ベルト10の内周面と接触する各部材に直接接続されている。なお、比較例におけるツェナー電圧は400[V]であり、ツェナー電圧の値と抵抗部材17を設けない構成を除いて、その他の設定値及び構成は本実施例と同じである。
As a comparative example, the operation and effect of the present embodiment will be described in detail using a configuration in which the
図6は、本実施例及び比較例の、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)の3つの環境における、1次転写電圧と1次転写性の関係を示す図である。本実施例及び比較例においては、各金属ローラ14a〜14dは全てが抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と電気的に接続されており、各金属ローラ14a〜14dの電圧は同じ値である。また、各感光ドラム1a〜1dと、それぞれが対応する各金属ローラ14a〜14dとの距離は各画像形成部a〜dにおいて同じであることから、各画像形成部a〜dにおける1次転写性はほぼ同一である。したがって、以下、各感光ドラム1a〜1dを感光ドラム1と称し、各金属ローラ14a〜14dを金属ローラ14と称して説明を行う。
FIG. 6 shows a high temperature and high humidity environment (
図6の□は、金属ローラ14に形成される1次転写電圧が高いために、感光ドラム1に電流が過剰に流れることで画像不良が発生することを示している。図6の△は、金属ローラ14に形成される1次転写電圧が低いために、感光ドラム1から中間転写ベルト10にトナー像を十分に転写できないことで画像不良が発生することを示している。図6の○は、画像不良が発生しなかったことを示している。
The squares in FIG. 6 indicate that an image defect occurs due to excessive current flowing through the photosensitive drum 1 because the primary transfer voltage formed on the
図6に示すように、画像不良が発生しない1次転写電圧の領域は、プリントを行う3つの周囲環境においてそれぞれ異なっているが、これは、中間転写ベルト10の電気抵抗が周囲環境によって変動することに起因する。1次転写電圧が周囲環境によらず同一の値に設定されている場合において、中間転写ベルト10の電気抵抗が変動すると、金属ローラ14から感光ドラム1に流れる電流の値が変化してしまう。したがって、周囲環境によって電気抵抗が変動する中間転写ベルト10を使用する構成において、周囲環境によらず良好な1次転写性を維持するためには、中間転写ベルト10の電気抵抗の変動に合わせて1次転写電圧を調整する必要がある。
As shown in FIG. 6, the primary transfer voltage regions where no image defect occurs are different in the three surrounding environments where printing is performed. This is because the electrical resistance of the
図6の実線は、3つの各測定環境において、本実施例の構成を用いて測定した1次転写電圧を示している。また、図6の点線は、3つの各測定環境において、比較例の構成を用いて測定した1次転写電圧を示している。 The solid line in FIG. 6 indicates the primary transfer voltage measured using the configuration of this example in each of the three measurement environments. In addition, dotted lines in FIG. 6 indicate primary transfer voltages measured using the configuration of the comparative example in each of the three measurement environments.
なお、図6に示す1次転写性の検証には、転写材Pとして、それぞれの測定環境下で保管していたレターサイズ(幅216mm)のXerox社のBusiness4200(坪量:75g/m2)を使用した。また、プリントモードは片面プリントモードで、画像としてはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の平均濃度10%の画像をプリントした。 In order to verify the primary transferability shown in FIG. 6, the transfer material P was a letter size (width 216 mm) Xerox Business 4200 (basis weight: 75 g / m 2 ) stored in each measurement environment. It was used. The print mode was a single-sided print mode, and an image having an average density of 10% of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) was printed.
本実施例の構成においては、金属ローラ14は、抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と電気的に接続されている。したがって、本実施例の画像形成装置における各測定環境での1次転写電圧は、ツェナーダイオード15のツェナー電圧である200[V]と、抵抗部材17に電流が流れて降下した電圧を加えた電圧となる。
In the configuration of the present embodiment, the
抵抗部材17は、画像形成装置を設置する周囲環境によって電気抵抗が変動する。すなわち、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)では抵抗部材17の電気抵抗が低くなり、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)では抵抗部材17の電気抵抗が高くなる。これにより、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)よりも電気抵抗が高くなる低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)の方が、抵抗部材17に流れる電流によって降下する電圧が大きくなる。したがって、3つの各測定環境におけるそれぞれの1次転写電圧は、図6の実線のような結果となる。
The resistance of the
本実施例においては、周囲環境によって抵抗部材17の電気抵抗が変動することで、金属ローラ14に形成される1次転写電圧を、それぞれの周囲環境において変動させることができる。すなわち、中間転写ベルト10の電気抵抗が低くなる高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)でも、中間転写ベルト10の電気抵抗が高くなる低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)でも、金属ローラ14に適正な1次転写電圧を印加することが出来る。これにより、図6に示すように、3つの測定環境のいずれにおいても画像不良は発生しなかった。
In the present embodiment, the primary transfer voltage formed on the
なお、本実施例においては、各測定環境における1次転写電圧が、図6における○の範囲となるように、ツェナーダイオード15のツェナー電圧を200[V]に設定している。
In this embodiment, the Zener voltage of the
より詳しく説明すると、本実施例における1次転写電圧は、3つの測定環境で比べると高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)で最も低く、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)で最も高くなる。これは、中間転写ベルト10の電気抵抗が周囲環境によって変動するためである。また、抵抗部材17は周囲環境によって中間転写ベルト10と同じ傾向で電気抵抗が変動し、抵抗部材17に電流が流れて降下した電圧は、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)で最も小さく、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)で最も大きい。本実施例においては、少なくとも、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)において良好な1次転写性を得られる1次転写電圧のうち最も低い1次転写電圧とツェナー電圧が同じであれば、各測定環境において所望の1次転写電圧を得ることが可能である。以上により、本実施例においては、ツェナーダイオード15のツェナー電圧を、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)において良好な1次転写性を得られる1次転写電圧のうち最も低い1次転写電圧である200[V]に設定している。
More specifically, the primary transfer voltage in this embodiment is the lowest in a high-temperature and high-humidity environment (
図6に示す各測定環境において、1次転写電圧を形成するための2次転写電流は、2次転写部における2次転写性を満たすように設定されている。本実施例においては、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)では約35μA、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)では約30μA、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)では約25μAである。また、画像形成時にツェナーダイオード15に流れる電流は、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)では約15μA、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)では約10μA、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)では約5μAであった。
In each measurement environment shown in FIG. 6, the secondary transfer current for forming the primary transfer voltage is set so as to satisfy the secondary transfer property in the secondary transfer portion. In this embodiment, the temperature is about 35 μA in a high temperature and high humidity environment (
一方、比較例の金属ローラは抵抗部材を介さずにツェナーダイオードと接続されていることから、その電圧は測定環境によらず常にツェナー電圧である400[V]であり、中間転写ベルトの電気抵抗が変動しても、1次転写電圧は常に一定であった。この結果、図6の点線で示すように、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)及び標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)では画像不良の発生はなかったものの、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)においては画像不良が発生した。
On the other hand, since the metal roller of the comparative example is connected to the Zener diode without passing through the resistance member, the voltage is always 400 [V] which is a Zener voltage regardless of the measurement environment, and the electric resistance of the intermediate transfer belt. Even if fluctuated, the primary transfer voltage was always constant. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 6, although no image defect occurred in a high temperature and high humidity environment (
以上で説明したように、本実施例の画像形成装置の構成においては、金属ローラ14とツェナーダイオード15との間に、周囲環境によって電気抵抗が変動する抵抗部材17を設けている。これにより、中間転写ベルト10の電気抵抗が周囲環境で変動する場合において1次転写電圧を周囲環境に応じて変動させることができ、周囲環境に左右されることなく1次転写部において良好な1次転写性を確保することが可能となる。
As described above, in the configuration of the image forming apparatus of this embodiment, the
なお、本実施例では、中間転写ベルト10の張架部材である張架ローラ12は対向ローラ13に電気的に接続されているが、電気的にフロートした状態であっても良い。
In this embodiment, the stretching
また、本実施例では、感光ドラム1の近傍に配置される接触部材としての金属ローラ14を、中間転写ベルト10の移動方向に関して感光ドラム1の下流側にオフセットして配置した。しかし、これに限定するものではなく、中間転写ベルト10の移動方向に関して感光ドラム1の上流にオフセットさせて配置する構成や、中間転写ベルト10を介して感光ドラム1と対向する位置に配置する構成であっても良い。さらに言えば、中間転写ベルト10に接触し、抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と電気的に接続されている部材が各画像形成部a〜dの各感光ドラム1a〜1dとそれぞれ同距離に配置されている構成であれば、本実施例の効果を得ることが出来る。
Further, in this embodiment, the
例えば、図7に示されるように、像担持体としての感光ドラム1bと感光ドラム1cの間に金属ローラ14を1つ設ける構成であっても、本発明の効果を得ることが出来る。図7の構成において、ツェナーダイオード15の一端側(アノード側)はアースに電気的に接続されており、他端側(カソード側)は抵抗部材17と接続されている。また、抵抗部材17は金属ローラ14、対向ローラ13、駆動ローラ11と接続されている。
For example, as shown in FIG. 7, the effect of the present invention can be obtained even in a configuration in which one
図7の構成において、中間転写ベルト10の内周面と接触し、感光ドラム1aに最も近い位置に配置されているのは対向ローラ13であり、感光ドラム1dに最も近い位置に配置されているのは駆動ローラ11である。また、中間転写ベルト10の内周面と接触し、感光ドラム1b及び感光ドラム1cに最も近い位置に配置されているのは金属ローラ14である。このとき、金属ローラ14の軸中心から感光ドラム1bの軸中心までの距離をT1、金属ローラ14の軸中心から感光ドラム1cの軸中心までの距離をT2とする。また、対向ローラ13の軸中心から感光ドラム1aの軸中心までの距離をD3、駆動ローラ11の軸中心から感光ドラム1dの軸中心までの距離をD4とする。
In the configuration of FIG. 7, the
図7の構成においては、T1=T2=D3=D4であり、抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と電気的に接続された金属ローラ14、対向ローラ13、駆動ローラ11には同じ電圧が印加されている。したがって、図7の構成においては、金属ローラ14、対向ローラ13、駆動ローラ11から各感光ドラム1a〜1dに電流が流れることにより、それぞれの1次転写部においてトナー像を中間転写ベルト10に1次転写することが可能となる。この構成においては、トナー像を中間転写ベルト10に1次転写するための1次転写電圧は、金属ローラ14、対向ローラ13、駆動ローラ11に形成される電圧である。
In the configuration of FIG. 7, T1 = T2 = D3 = D4, and the same voltage is applied to the
図7の構成においても、中間転写ベルト10の電気抵抗が変動する場合に、金属ローラ14、対向ローラ13、駆動ローラ11の1次転写電圧を周囲環境に応じて変動させることができる。これにより、実施例1と同様に、周囲環境に左右されることなく1次転写部において良好な1次転写性を確保することが可能となる。
Also in the configuration of FIG. 7, when the electrical resistance of the
本実施例においては接触部材に金属ローラ14を用いたが、これに限らず、導電弾性層を有するローラ部材や、導電性のシート部材、導電性のブラシ部材などであっても良い。
In this embodiment, the
また、本実施例においては、電圧維持素子としてツェナーダイオード15を用いたが、これに限らず、電流が供給されることにより所定の電圧以上に維持することが可能であれば、定電圧素子であるバリスタを用いることも可能である。
In this embodiment, the
なお、本実施例においては、周囲環境によって中間転写ベルト10と同じ傾向で電気抵抗が変動する抵抗部材17として、中間転写ベルト10とは異なる材料からなる抵抗部材17を用いた。しかし、さらに言えば、周囲環境による抵抗部材17の電気抵抗の変動量は、周囲環境による中間転写ベルト10の電気抵抗の変動量と同程度であることがより望ましい。そういった観点からも、抵抗部材17を構成する材料を、中間転写ベルト10を構成する材料と同じにすると、より効果を得ることが出来る。
In this embodiment, the
本実施例における抵抗部材17は、周囲環境に応じて抵抗部材17自身の電気特性によって電気抵抗が変動する構成である。すなわち、本実施例の抵抗部材17は、抵抗部材17とは別に設けられた検知手段によって周囲環境を検知し、その検知結果に応じて、電気抵抗を制御する制御手段によって電気抵抗を変動させるような構成ではない。したがって、本実施例の構成は、周囲環境を検知する検知手段の検知結果によって抵抗部材17の電気抵抗を変動させる制御を行うような制御手段を設ける必要がないことから簡易的な構成である。
The
(実施例2)
実施例1では、中間転写ベルト10の内周面に接触する各部材(駆動ローラ11、張架ローラ12、対向ローラ13、各金属ローラ14a〜14d)を、電気的に接続し、抵抗部材17を介してツェナーダイオード15と接続する構成を説明した。これに対して、図8に示すように、実施例2では、張架ローラ212のオフセット量を調節し、周囲環境によって電気抵抗が変動する抵抗部材として中間転写ベルト210の一部を用いる構成について説明する。なお、本実施例の画像形成装置の構成は、抵抗部材17の代わりに、抵抗部材217として中間転写ベルト210の一部を用いる点を除いて実施例1と同様であり、実施例1と共通する部材は実施例1と同一の符号を付し、説明を省略する。
(Example 2)
In the first exemplary embodiment, the members (the driving roller 11, the stretching
図8は本実施例における画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。図7に示すように、本実施例の構成においては、中間転写ベルト210の移動方向に関して、張架部材としての張架ローラ212を対向部材としての対向ローラ213よりも上流側に配置している。張架ローラ212の軸中心から対向ローラ213の軸中心までの距離をD5とすると、D5=25mmである。以下、本実施例においては、対向ローラ213から張架ローラ212の間に対応する位置における中間転写ベルト210の距離D5の部分を抵抗部材217と称す。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the image forming apparatus in this embodiment. As shown in FIG. 7, in the configuration of this embodiment, the stretching
接触部材としての各金属ローラ214a〜214dは、対向部材としての対向ローラ213と電気的に接続されている。また、各金属ローラ214a〜214dは、中間転写ベルト210の移動方向に関して複数設けられる各感光ドラム201a〜201dの近傍に配置されている。各金属ローラ214a〜214dは、中間転写ベルト210の移動方向に関して、それぞれが対応する各感光ドラム201a〜201dと中間転写ベルト210が接触して形成する1次転写部の下流側にそれぞれ配置されている。また、各金属ローラ214a〜214dは、中間転写ベルト210の移動方向に関して、各金属ローラ214a〜214dの下流側で隣接する各感光ドラム201b〜201d及び駆動ローラ211よりも上流側に配置されている。より詳しくは、隣接する感光ドラム201b〜201d及び駆動ローラ211よりも各金属ローラ214a〜214dが対応する各感光ドラム201a〜201dに近い位置に配置されている。
Each
図8に示すように、各金属ローラ214a〜214dは、それぞれが対応する像担持体としての感光ドラム201a〜201dに対して距離D6だけ下流側に配置されている。以下、各感光ドラム201a〜201dを感光ドラム201と称し、各金属ローラ214a〜214dを金属ローラ214と称して説明を行う。なお、距離D6は、感光ドラム201の軸中心から金属ローラ214の軸中心までの距離であり、D6=25mmである。本実施例においては、感光ドラム201の軸中心から金属ローラ214の軸中心までの距離D6と、張架ローラ212の軸中心から対向ローラ213の軸中心までの距離D5が等しくなるように各部材を配置している。
As shown in FIG. 8, each of the
図8に示すように、電圧維持素子としてのツェナーダイオード215の一端側(アノード側)はアースに電気的に接続されており、他端側(カソード側)は張架部材としての張架ローラ212に接続されている。また、ツェナーダイオード215は、実施例1とは異なり、対向部材としての対向ローラ213及び接触部材としての金属ローラ214と直接接続されていない。
As shown in FIG. 8, one end side (anode side) of a
電源221が、不図示のトランスから出力された電圧を電流供給部材としての2次転写ローラ220に印加することにより、2次転写ローラ220から各部材に電流が供給される。電流供給部材としての2次転写ローラ220から供給された電流が、抵抗部材217を介して張架ローラ212に向かって流れた後にツェナーダイオード215に供給されることにより、ツェナーダイオード215は所定の電圧(ツェナー電圧)に維持される。すなわち、張架ローラ212に形成される電圧と対向ローラ213に形成される電圧は異なり、対向ローラ213に形成される電圧は、抵抗部材217に電流が流れて降下した電圧とツェナー電圧を加えた電圧となる。したがって、対向ローラ213に形成される電圧は、張架ローラ212に形成される電圧よりも大きな値となる。
The power supply 221 applies a voltage output from a transformer (not shown) to the
本実施例においては、抵抗部材217として中間転写ベルト210の一部を用いており、抵抗部材217を構成する材料は中間転写ベルト210を構成する材料と同一である。すなわち、本実施例における中間転写ベルト210も実施例1と同様に、周囲環境によって電気抵抗が変動するイオン導電性の部材であることから、抵抗部材217もまた、周囲環境によって電気抵抗が変動する部材である。したがって、金属ローラ214と電気的に接続される対向ローラ213は、周囲環境によって中間転写ベルト210と同じ傾向で電気抵抗が変動する抵抗部材217を介してツェナーダイオード215と電気的に接続されている。これにより、対向ローラ213と電気的に接続された金属ローラ214に形成される1次転写電圧は、ツェナーダイオード215のツェナー電圧と、抵抗部材217に電流が流れて降下した電圧の和になる。
In this embodiment, a part of the
次に本実施例における作用、及び効果について図9を用いて説明する。図9は、高温高湿度環境下(温度30℃湿度80%)、標準温湿度環境下(温度23℃湿度50%)、低温低湿度環境下(温度15℃湿度10%)の3つの測定環境における、金属ローラ214の電圧と1次転写性の関係を示す図である。図9における□、△、○の記号の意味は実施例1で説明した内容と同じである。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows three measurement environments: a high temperature and high humidity environment (
画像不良が発生しない金属ローラ214の電圧の領域は、プリントを行う周囲環境で異なる。本実施例では、金属ローラ214のオフセット量(距離D6)を実施例1よりも大きくしているため、良好な1次転写性を得るために必要な1次転写電圧が高くなっている。なお、金属ローラ214のオフセット量(距離D6)を大きくすると、中間転写ベルト210と金属ローラ214の接触を安定させながら、感光ドラム201への中間転写ベルト210の巻きつき角を小さくすることが可能となる。これにより、中間転写ベルト210がクリープすることによって生じ得る画像不良を軽減できることから、本実施例においては金属ローラ214のオフセット量(距離D6)を実施例1よりも大きな値としている。
The voltage region of the metal roller 214 where no image defect occurs differs depending on the surrounding environment where printing is performed. In this embodiment, since the offset amount (distance D6) of the metal roller 214 is set larger than that in the first embodiment, the primary transfer voltage necessary for obtaining good primary transfer performance is high. If the offset amount (distance D6) of the metal roller 214 is increased, the winding angle of the
本実施例においては、図8に示すように、周囲環境によって電気抵抗が変動する中間転写ベルト210の一部を抵抗部材217として用いる事により、中間転写ベルト210自身の電気抵抗応じて、金属ローラ214の1次転写電圧を変動させることができる。この結果、図9に示すように、実施例1と同様に、上述のいずれの測定環境下においても金属ローラ214の1次転写電圧の過不足による画像不良は発生しなかった。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, a part of the
また、本実施例の構成では、対向ローラ213と電気的に接続された金属ローラ214が、中間転写ベルト210自身を介してとツェナーダイオード215と接続されている。これにより、画像形成装置の周囲環境による中間転写ベルト210の電気抵抗の変動だけでなく、画像形成装置の使用にともなう中間転写ベルト210の電気抵抗の変動に対しても、金属ローラ214の1次転写電圧を変動させることができる。
In the configuration of this embodiment, the metal roller 214 electrically connected to the
以上で説明したように、本実施例の構成によると、対向ローラ213と同電圧になるように電気的に接続された金属ローラ214を、中間転写ベルト210の一部である抵抗部材217を介してツェナーダイオード215に接続している。これにより中間転写ベルト210の電気抵抗が周囲環境で変動する場合であっても、金属ローラ214の1次転写電圧を周囲環境に応じて変動させることができ、実施例1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, the metal roller 214 that is electrically connected so as to have the same voltage as the opposing
なお、本実施例では、中間転写ベルト210の移動方向に関して、接触部材としての金属ローラ214を感光ドラム201の下流側に配置したが、これに限定するものではなく、感光ドラム201の上流側に配置する構成であっても良い。さらに、接触部材は金属ローラ214に限ったものではなく、導電弾性層を有するローラ部材や、導電性のシート部材、導電性のブラシ部材などであっても良い。
In this embodiment, the metal roller 214 as the contact member is disposed on the downstream side of the photosensitive drum 201 with respect to the moving direction of the
1 感光ドラム(像担持体)
10 中間転写ベルト
11 駆動ローラ(張架部材)
12 張架ローラ(張架部材)
13 対向ローラ(対向部材)
14 金属ローラ(接触部材)
15 ツェナーダイオード(電圧維持素子)
17 抵抗部材
20 2次転写ローラ(電流供給部材)
21 転写電源(電源)
1 Photosensitive drum (image carrier)
10 Intermediate transfer belt 11 Drive roller (stretching member)
12 Tension roller (Tension member)
13 Opposing roller (opposing member)
14 Metal roller (contact member)
15 Zener diode (voltage maintaining element)
17
21 Transfer power supply
Claims (13)
導電性を有し、前記像担持体からのトナー像が1次転写される無端状で回転可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトに電流を供給する電流供給部材と、前記電流供給部材から前記中間転写ベルトを介して電流を供給されることによって所定の電圧を維持することが可能な電圧維持素子と、前記中間転写ベルトの内周面と接触する接触部材と、を備え、前記接触部材から前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に電流が流れることにより、前記像担持体から前記中間転写ベルトにトナー像を1次転写する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトと同じ傾向で電気抵抗が変動する抵抗部材を備え、
前記電圧維持素子の一端側はアースに電気的に接続され、前記電圧維持素子の他端側は前記抵抗部材を介して前記接触部材に接続されることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
An endless and rotatable intermediate transfer belt that is electrically conductive and to which a toner image from the image carrier is primarily transferred, and contacts the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt to supply current to the intermediate transfer belt A current supply member, a voltage maintaining element capable of maintaining a predetermined voltage by being supplied with current from the current supply member via the intermediate transfer belt, and an inner peripheral surface of the intermediate transfer belt An image forming apparatus that primarily transfers a toner image from the image carrier to the intermediate transfer belt when a current flows from the contact member to the image carrier through the intermediate transfer belt. ,
Comprising a resistance member whose electric resistance varies in the same tendency as the intermediate transfer belt,
One end side of the voltage maintaining element is electrically connected to ground, and the other end side of the voltage maintaining element is connected to the contact member via the resistance member.
A power source for applying a voltage to the current supply member, and a current supplied from the power source to the intermediate transfer belt via the current supply member, whereby the toner image carried on the intermediate transfer belt is transferred to the transfer material; The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image is secondarily transferred to the image forming apparatus.
Priority Applications (1)
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