JP2020086382A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真プロセス等を利用したカラー画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a color image forming apparatus using an electrophotographic process or the like.
電子写真方式の画像形成装置として、中間転写ベルトなどの中間転写体の移動方向に関して複数の画像形成部をそれぞれ配置したタンデム型の画像形成装置の構成が知られている。各色の画像形成部は、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体(以下、感光ドラムと称する)を有している。各色の感光ドラムに担持された各色のトナー像は、転写材搬送ベルトによって搬送される紙やOHPシートなどの転写材に転写されるか、または、中間転写ベルトに1度転写された後に転写材に転写された後に、定着手段によって転写材に定着される。 As an electrophotographic image forming apparatus, a configuration of a tandem type image forming apparatus in which a plurality of image forming units are arranged in the moving direction of an intermediate transfer body such as an intermediate transfer belt is known. The image forming section for each color has a drum-shaped photoconductor (hereinafter referred to as a photoconductor drum) as an image carrier. The toner image of each color carried on the photosensitive drum of each color is transferred to a transfer material such as paper or an OHP sheet conveyed by a transfer material conveying belt, or is transferred to the intermediate transfer belt once and then transferred to the transfer material. After being transferred onto the transfer material, it is fixed on the transfer material by the fixing means.
特許文献1には、各色の感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像の転写が完了した後に感光ドラム上に残留したトナー(転写残トナー)を回収するクリーニング手段を設けない構成(以下、クリーナレス構成と称する)が開示されている。このようなクリーナレス構成においては、転写残トナーは、感光ドラムの回転とともに移動して現像手段に回収されることで、感光ドラムから取り除かれ、清掃される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-163242 does not include a cleaning unit that collects toner (transfer residual toner) remaining on the photosensitive drum after the transfer of the toner image from the photosensitive drum of each color to the intermediate transfer belt is completed (hereinafter, a cleanerless configuration. ) Is disclosed. In such a cleanerless configuration, the transfer residual toner is removed from the photosensitive drum and cleaned by moving with the rotation of the photosensitive drum and being collected by the developing means.
しかしながら、感光ドラムに当接するクリーニング手段を設けない特許文献1の構成においては、以下の課題が発生するおそれがある。即ち、転写残トナーなど、感光ドラムに付着した付着物を、感光ドラムの表面から十分に除去できなかった場合に、付着物に起因した画像不良が発生してしまうおそれがある。 However, the following problems may occur in the configuration of Patent Document 1 in which the cleaning unit that contacts the photosensitive drum is not provided. That is, if the adhered matter such as the transfer residual toner that has adhered to the photosensitive drum cannot be sufficiently removed from the surface of the photosensitive drum, an image defect may occur due to the adhered matter.
そこで、本発明は、クリーナレス構成を有する画像形成装置において、感光体に付着した付着物起因の画像不良の発生を抑制することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to suppress the occurrence of an image defect due to an adhered matter adhered to a photoconductor in an image forming apparatus having a cleanerless structure.
本発明は、感光体と、前記感光体にトナー像を現像する現像手段と、前記感光体に当接し、前記感光体が担持したトナー像が1次転写される無端状で移動可能な中間転写体と、を備え、前記感光体から中間転写体にトナー像を1次転写した後に前記感光体に残留したトナーを前記現像手段にて回収することが可能な画像形成装置において、前記中間転写体は、前記感光体と当接する表面に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された溝であって、前記中間転写体の移動方向と交差する幅方向に関して複数設けられた前記溝を有し、複数の前記溝は、前記移動方向に対し、前記移動方向に沿って角度θで斜めに形成されており、且つ、前記中間転写体の前記移動方向に関する長さである周長をLとしたときに、前記幅方向に関して、隣り合う前記溝の間隔Iが、下記式1を満たすことを特徴とする。
I≦L×tanθ ・・・ (式1)
The present invention relates to a photoconductor, a developing unit that develops a toner image on the photoconductor, an intermediate transfer which is in contact with the photoconductor, and is a primary transfer of a toner image carried by the photoconductor, and which is endlessly movable. And an image forming apparatus capable of collecting the toner remaining on the photoconductor by the developing means after the toner image is primarily transferred from the photoconductor to the intermediate transfer body. Is a groove formed continuously on the surface in contact with the photoconductor in the moving direction of the intermediate transfer body, and the plurality of grooves are provided in the width direction intersecting the moving direction of the intermediate transfer body. The plurality of grooves are formed obliquely with respect to the moving direction at an angle θ along the moving direction, and have a peripheral length L which is a length in the moving direction of the intermediate transfer member. In this case, the interval I between the adjacent grooves in the width direction satisfies the following expression 1.
I≦L×tan θ (Equation 1)
本発明によれば、クリーナレス構成を有する画像形成装置において、感光体に付着した付着物起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。 According to the present invention, in an image forming apparatus having a cleanerless configuration, it is possible to suppress the occurrence of an image defect due to an adhered matter adhered to a photoconductor.
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。従って、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, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited.
(実施例1)
[画像形成装置の構成]
図1は、本実施例の画像形成装置100の構成を説明する概略断面図である。図1に示すように、本実施例の画像形成装置100は、a〜dの複数の画像形成部を設けている所謂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)
[Configuration of image forming apparatus]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the
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、露光手段3aと、現像手段4aと、を有する。感光ドラム1aは、トナー像を担持する像担持体であり、駆動源(不図示)からの駆動力を受けて図示矢印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。なお、本実施例における画像形成部a〜dは、感光ドラム1a〜1dに当接するクリーニング部材が設けられていない、所謂クリーナレスの構成を有する。
The first image forming unit a includes a
コントローラなどの制御手段(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、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。本実施例においては、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、これに限らず、感光ドラム1aの帯電極性とは逆極性である正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。
An image forming operation is started when a control unit (not shown) such as a controller receives the image signal, and the
帯電部材としての帯電ローラ2aは、感光ドラム1aの表面に当接しており、感光ドラム1a表面との摩擦により感光ドラム1aの回転に従動して回転する。また、帯電ローラ2aは、直径5.5mmの芯金に、厚さが1.5mmで体積抵抗率が1×106Ωcm程度の導電性弾性体からなる弾性層が設けられたローラ部材である。帯電ローラ2aは、不図示の帯電電源から、画像形成動作に応じて所定の電圧を印加される。なお、不図示の帯電電源から帯電ローラ2aに−1100[V]の電圧を印加したときの感光ドラム1aの表面電位は−500[V]程度(トレック社製の表面電位計Model344で測定)であった。
The charging roller 2a as a charging member is in contact with the surface of the
露光手段3aは、レーザドライバ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、光学系レンズ等を備えており、ホストコンピュータ(不図示)から入力される画像情報に基づいてレーザ光を照射し、感光ドラム1aの表面に静電潜像を形成する。本実施例では、露光手段3aから感光ドラム1aに最大光量で露光した際の感光ドラム1aの表面電位Vlが−100[V]となるように、露光手段3aの光量を調整した。
The
現像手段4aは、現像部材としての現像ローラ41aと、イエロートナーと、を有し、感光ドラム1aにトナーを供給することで感光ドラム1aに形成された静電潜像をトナー像として現像する。現像ローラ41aは、感光ドラム1aに対して当接及び離間が可能であり、感光ドラム1aと所定の当接幅を持って当接した状態でトナーを供給する。現像ローラ41aは、感光ドラム1aの周速度よりも早い周速度で図示矢印R1方向と反対の方向(時計回り)に回転する。現像ローラ41aには現像電源(不図示)が接続されており、現像ローラ41aは、画像形成動作に応じて所定の電圧(本実施例においては−300[V])を印加される。
The developing unit 4a has a developing roller 41a as a developing member and yellow toner, and supplies the toner to the
本実施例におけるトナーは、懸濁重合法で製造した非磁性一成分トナーであり、正規帯電極性が負極性で、ベックマン・コールター株式会社製のレーザ回折式粒度分布測定器LS−230で測定した体積平均粒径は6.0μm程度である。また、表面性を改質するために、外添剤として、トナーの重量に対して1.5%程度の酸化ケイ素粒子をトナーの表面に付着させており、酸化ケイ素粒子の体積平均粒径は20nm程度である。本実施例においては、懸濁重合法で製造したトナーを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、粉砕法や、乳化重合法等の他の重合法を用いて製造されたトナーであってもよい。 The toner in this example is a non-magnetic one-component toner produced by the suspension polymerization method, and has a negative polarity in the normal charging polarity, and was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer LS-230 manufactured by Beckman Coulter, Inc. The volume average particle diameter is about 6.0 μm. Further, in order to modify the surface property, about 1.5% of silicon oxide particles with respect to the weight of the toner is attached to the surface of the toner as an external additive, and the volume average particle diameter of the silicon oxide particles is It is about 20 nm. Although the toner manufactured by the suspension polymerization method is used in this embodiment, the toner is not limited to this, and the toner is manufactured by other polymerization method such as pulverization method or emulsion polymerization method. May be
中間転写体としての中間転写ベルト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で移動可能なベルトであり、張架ローラ11、12、13の3軸で張架され、各感光ドラム1a〜1dと略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト10は、感光ドラム1aと当接して1次転写部N1aを形成し、感光ドラム1aに形成されたイエロートナー像は、1次転写部N1a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。
The
中間転写ベルト10の内周面側には、中間転写ベルト10を介して感光ドラム1aと対向する位置に転写部材としての1次転写ローラ14aが設けられており、1次転写ローラ14aには電位形成手段としての1次転写電源16が接続されている。1次転写ローラ14a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の移動方向と交差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。
On the inner peripheral surface side of the
画像形成動作に応じて、1次転写電源16は1次転写ローラ14aに500[V]電圧を印加する。これにより、導電性の中間転写ベルト10に電位が形成され、感光ドラム1aから中間転写ベルト10にイエロートナー像が1次転写される。なお、本実施例においては、1次転写ローラ14a〜14dに共通の1次転写電源16から電圧を印加する構成を用いた。しかし、これに限らず、1次転写ローラ14a〜14dに電圧を印加する転写電源をそれぞれ個々に設けても良く、若しくは一部だけ共通化しても良い。
In accordance with the image forming operation, the primary
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上に順次重ねて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15と中間転写ベルト10が接触して形成する2次転写部N2を通過する過程で、給送手段50により給送された紙やOHTなどの転写材Pの表面に一括で2次転写される。
In the same manner, the second, third, and fourth image forming units b, c, and d form a magenta toner image of the second color, a cyan toner image of the third color, and a black toner image of the fourth color. Primary transfer is performed by sequentially superimposing on the
2次転写部材としての2次転写ローラ15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15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N2を形成している。2次転写ローラ15には、2次転写電源18が接続されており、2次転写電源18が2次転写ローラ15に電圧を印加することで、2次転写部N2において中間転写ベルト10から転写材Pにトナー像が2次転写される。なお、2次転写電源18は、100〜4000[V]の範囲の電圧を出力することが可能であり、本実施例においては、2500[V]の電圧を印加することで2次転写部N2において中間転写ベルト10から転写材Pにトナー像を2次転写した。
The secondary transfer roller 15 as a secondary transfer member is a nickel-plated steel rod having an outer diameter of 6 mm, a foam sponge body whose main component is NBR and epichlorohydrin rubber adjusted to have a volume resistivity of 10 8 Ω·cm and a thickness of 6 mm. A covered outer diameter of 18 mm is used. The rubber hardness of the foam sponge body is 30° (Asker hardness meter C type). The secondary transfer roller 15 is in contact with the outer peripheral surface of the
2次転写部N2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、クリーニング手段17により清掃、除去される。クリーニング手段17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、中間転写ベルト10に残ったトナーを回収する回収手段である。また、クリーニング手段17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17aと、クリーニングブレード17a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17bと、を有する。
The transfer material P on which the toner images of four colors carried on the
なお、本実施例の画像形成装置100は、1次転写部N1aを通過した後に感光ドラム1aに残留した転写残トナーが、帯電ローラ2aと感光ドラム1aとが接触する帯電部に到達するまでの間に、感光ドラム1aに当接してトナーを回収する当接部材を有さない。より詳細には、感光ドラム1aの回転方向に関して、1次転写部N1aから帯電部までの間に、感光ドラム1aに当接するクリーニングブレードなどの回収部材を有していない、所謂クリーナレスの構成を有している。したがって、感光ドラム1aから中間転写ベルト10にトナー像を1次転写した後に感光ドラム1aに残った転写残トナーは、帯電部を通過した後に現像手段4aに回収される。
In 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.
[中間転写ベルト10]
次に、本実施例の特徴である中間転写ベルト10について説明する。中間転写ベルト10は、円筒形状の無端状のベルトであり、周長は700mmで基層と表層の2層から構成されている。基層の材料はポリイミド樹脂、表層の材料はアクリル樹脂であり、基層の厚みは70μm、表層の厚みは3μmである。なお、本実施例における中間転写ベルト10の表層とは、中間転写ベルト10の外周面側に形成された層、即ち、クリーニングブレード17bや感光ドラム1a〜1dと接触する層のことである。一方で、中間転写ベルト10の基層とは、中間転写ベルト10の厚さ方向に関して、中間転写ベルト10を構成する複数の層の内、最も厚い層のことである。
[Intermediate transfer belt 10]
Next, the
図2は、本実施例の中間転写ベルト10の表層に形成された溝10aについて説明する模式図であり、無端状の中間転写ベルト10を疑似的に展開した模式図である。図2に示すように、本実施例の中間転写ベルト10は、中間転写ベルト10の表面(表層)に、中間転写ベルト10の移動方向に関して引いた仮想線VLに対して角度θをなす溝10aを複数有する。ここでθ=1.5°であり、さらに中間転写ベルト10の移動方向と交差する幅方向において、溝10aは18mmの間隔Iで形成されている。なお、本実施例においては、この、隣り合う溝の間隔Iは、中間転写ベルト10の周長Lと、角度θを用いて、下記式1を満たすように設定している。
I≦L×tanθ ・・・ (式1)
図3は、中間転写ベルト10の移動方向から見た時の、1次転写部N1aにおける感光ドラム1aと中間転写ベルト10の接触部の模式的な拡大断面図である。図3に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト10の表面に、幅1μm、深さ2μmの溝10aを形成している。ここで、溝10aの幅と深さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの1次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the
I≦L×tan θ (Equation 1)
FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of the contact portion between the
[感光ドラム1に付着する付着物の除去]
本実施例の画像形成装置100は、感光ドラム1a〜1dに当接して転写残トナーを回収するためのクリーニング手段を有していない、クリーナレス構成を有する。すると、現像手段4a〜4dにおいて転写残トナーの回収が十分でなかった場合、即ち、一部の転写残トナーや外添剤等が付着物として感光ドラム1a〜1dの表面に蓄積した場合に、転写材P上に画像不良として顕在化してしまうおそれがある。ここで、以下の説明において、画像形成部a〜dの各部材に関して、同様の制御及び動作が実施される場合には、いずれの画像形成部の各部材かを示すための符号a〜dを省略し説明を行う。
[Removal of Adhesion on Photosensitive Drum 1]
The
図3は、本実施例における、中間転写ベルト10と感光ドラム1とが接触する位置を拡大した模式的な断面図である。図3に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト10の表面に溝10aを形成することにより、感光ドラム1に付着した付着物Wを感光ドラム1から掻き取り易い構成としている。より詳細には、中間転写ベルト10の移動に伴って、溝10aのエッジ部が感光ドラム1の表面に接触しながら移動することで、付着物Wを感光ドラム1から掻き取ることが可能である。
FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a position where the
さらに、図2に示すように、本実施例では溝10aと中間転写ベルト10の移動方向との間に角度θを設け、且つ、中間転写ベルト10の幅方向における溝10a同士の間隔Iを、中間転写ベルト10の周長L×tanθ以下に設定している。これにより、中間転写ベルト10と感光ドラム1の周回を重ねるうちに、中間転写ベルト10の幅方向、即ち、感光ドラム1の長手方向において感光ドラム1のどの位置においても、溝10aが通過する。その結果、本実施例の構成によれば、感光ドラム1の表面に付着した付着物Wを、溝10aによって掻き取ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 2, in this embodiment, an angle θ is provided between the
以下、比較例1との比較によって、本実施例の効果について詳細に説明する。ここで、比較例1としては、溝状の凹部を形成していない中間転写ベルトを用いた。なお、比較例1は、中間転写ベルトの表面に溝を形成していない点を除いてその他の構成は本実施例と実質同一である。したがって、以下の説明において、本実施例と比較例1とで共通する要素は、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the effect of this embodiment will be described in detail by comparison with Comparative Example 1. Here, as Comparative Example 1, an intermediate transfer belt having no groove-shaped recess was used. The comparative example 1 is substantially the same as the present example in the other configuration except that no groove is formed on the surface of the intermediate transfer belt. Therefore, in the following description, the elements common to the present example and the comparative example 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
[画像評価]
画像不良の発生の有無の評価として、A4サイズ、坪量80g/m2の用紙(Red Label/Oce社製)を用いて、印字率5%の画像を1000枚の転写材Pに連続して画像形成し、その後、画像不良の発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、転写材Pの搬送方向に関する転写材Pの先端5mmから55mmの位置まで、且つ、転写材Pの幅方向に関する画像形成領域の全域に形成された、印字率100%のトナー像(ベタ黒画像)である。このようなテスト画像を転写材Pに形成し、転写材Pの搬送方向に関して、ベタ黒画像が形成された領域(ベタ黒部)よりも上流側である、トナー像を形成していない領域(ベタ白部)に、画像不良が発生するか否かを確認することで画像評価を行った。
[Image evaluation]
As an evaluation of whether or not an image defect occurred, an A4 size paper having a basis weight of 80 g/m 2 (manufactured by Red Label/Oce) was used and an image having a printing rate of 5% was continuously applied to 1000 transfer materials P. An image was formed, and then a test image was formed to confirm whether or not an image defect occurred. Here, the test image is formed at a position of 5 mm to 55 mm from the front end of the transfer material P in the transport direction of the transfer material P and in the entire image forming area in the width direction of the transfer material P, and has a printing rate of 100%. It is a toner image (solid black image). Such a test image is formed on the transfer material P, and in the conveyance direction of the transfer material P, an area (solid area) where a toner image is not formed, which is upstream of an area (solid black area) where a solid black image is formed. Image evaluation was performed by confirming whether or not an image defect occurred in the white part).
上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においては、画像不良の発生は見られなかったが、比較例1の構成において、ベタ白部にベタ黒部由来のトナーが付着する画像不良(以下、転写残ゴーストと称する)が発生した。ここで、より詳細に説明すると、転写残ゴーストとは、転写残トナーが感光ドラム1に残留したまま感光ドラム1が1周して次の1次転写時に中間転写ベルト10に転写することで発生する画像不良のことである。
As a result of the above-described image evaluation, in the configuration of this example, no image defect was observed, but in the configuration of Comparative Example 1, an image defect in which toner derived from a solid black part adheres to a solid white part ( Hereinafter, it will be referred to as a transfer residual ghost). More specifically, the transfer residual ghost is generated when the photosensitive drum 1 makes one revolution while the transfer residual toner remains on the photosensitive drum 1 and is transferred to the
本実施例の構成によれば、中間転写ベルト10に溝10aを設けたことで、中間転写ベルト10の移動に伴って感光ドラム1に付着したトナーや外添剤などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム1にトナーや外添剤等が付着物Wとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストなどの画像不良の発生を抑制することが可能である。
According to the configuration of this embodiment, the
一方で、比較例1の構成では、中間転写ベルトに溝を形成していないことから、感光ドラム1の表面に転写残トナーの一部や外添剤などの付着物Wの蓄積が生じ、その結果、転写残トナーの増加による転写残ゴーストが発生した。これは、転写残トナーや外添剤などの付着物Wが感光ドラム1に蓄積した場合、感光ドラム1におけるトナーの離形性が低下することで、1次転写後に感光ドラム1に残留する転写残トナーの量が増加して転写残ゴーストが発生し易くなるためである。 On the other hand, in the configuration of Comparative Example 1, since the groove is not formed in the intermediate transfer belt, a part of the transfer residual toner and an adhering matter W such as an external additive is accumulated on the surface of the photosensitive drum 1, and As a result, a transfer residual ghost was generated due to an increase in the transfer residual toner. This is because when remnant toner such as transfer residual toner or external additive W accumulates on the photosensitive drum 1, the releasability of the toner on the photosensitive drum 1 decreases, so that the transfer remaining on the photosensitive drum 1 after the primary transfer. This is because the amount of residual toner increases and transfer residual ghost is likely to occur.
以上説明したように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト10の表面に中間転写ベルト10の移動方向と角度θをなす溝10aを形成し、さらに溝10a同士の間隔Iを、中間転写ベルト10の周長L×Tanθ以下に設定している。これにより、感光ドラム1に付着した付着物Wを感光ドラム1の表面から除去することができ、付着物W起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。
As described above, according to the configuration of this embodiment, the
なお、本実施例においては、基層と表層の2層から構成される中間転写ベルト10について説明したが、感光ドラム1と接触する表面に溝10aが形成されていれば、中間転写ベルト10の層構成はこれに限らない。例えば、基層のみを有する単層ベルトであっても良く、3層以上から構成される多層ベルトであってもよい。
In this embodiment, the
(実施例2)
実施例1では、中間転写ベルト10の表面に、中間転写ベルト10の移動方向と角度θをなす溝10aが形成された構成について説明した。これに対し、実施例2では、中間転写ベルト110の表面に、中間転写ベルト110の移動方向と角度θをなす筋状の凸部110bが形成された構成について説明する。なお、実施例2の構成は、筋状の凸部110bを設けた中間転写ベルト110を用いる点を除いて、実施例1と実質同一である。したがって、以下の説明において、実施例1と同一の構成及び制御に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
(Example 2)
In the first embodiment, the configuration in which the
[中間転写ベルト110]
図4は、本実施例の中間転写ベルト110の表層に形成された凸部110bについて説明する模式図であり、無端状の中間転写ベルト110を疑似的に展開した模式図である。図4に示すように、本実施例の中間転写ベルト110は、中間転写ベルト110の表面に、中間転写ベルト110の移動方向に関して引いた仮想線VLに対して角度θをなす凸部110bを複数有する。ここでθ=1.5°であり、さらに中間転写ベルト110の移動方向と交差する幅方向において、凸部110bは18mmの間隔Iで形成されている。なお、本実施例においても、この、隣り合う凸部の間隔Iを、実施例1の式1を満たすように設定している。
[Intermediate transfer belt 110]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the
図5は、中間転写ベルト110の移動方向から見た時の、1次転写部N1aにおける感光ドラム1aと中間転写ベルト110の接触部の模式的な拡大断面図である。図5に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト110の表面に、幅1μm、高さ2μmの凸部110bを形成している。ここで、凸部110bの幅と高さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの1次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。
FIG. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of the contact portion between the
[感光ドラム1に付着する付着物の除去]
感光ドラム1の表面には、実施例1で説明した転写残トナーや外添剤以外にも、窒化酸化物などの放電生成物が付着する場合がある。このような放電生成物は、帯電ローラ2aと感光ドラム1aとが接触する帯電部の近傍において発生する放電によって生成され、画像形成動作を繰り返すことで徐々に感光ドラム1上に蓄積していく。感光ドラム1に蓄積する放電生成物の量が多くなると、高湿度環境において放電生成物が水分を吸着することで低抵抗化し、感光ドラム1に形成した潜像中の電荷を乱してしまうことで、画像の濃度が薄くなる画像不良を発生させてしまうおそれがある。
[Removal of Adhesion on Photosensitive Drum 1]
In addition to the transfer residual toner and the external additive described in the first embodiment, discharge products such as nitride oxides may adhere to the surface of the photosensitive drum 1. Such a discharge product is generated by discharge generated in the vicinity of the charging portion where the charging roller 2a and the
そこで、図5に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト110の表面に凸部110bを形成することにより、感光ドラム1に付着した放電生成物などの付着物Wを感光ドラム1から掻き取り易い構成としている。より詳細には、中間転写ベルト110の移動に伴って、凸部110bが感光ドラム1の表面に接触しながら移動することで、付着物Wを感光ドラム1から掻き取ることが可能である。
Therefore, as shown in FIG. 5, in this embodiment, by forming the
さらに、図4に示すように、本実施例では凸部110bと中間転写ベルト110の移動方向との間に角度θを設け、且つ、中間転写ベルト110の幅方向における凸部110b同士の間隔Iを中間転写ベルト110の周長L×tanθ以下に設定している。これにより、中間転写ベルト110と感光ドラム1の周回を重ねるうちに、中間転写ベルト110の幅方向、即ち、感光ドラム1の長手方向において感光ドラム1のどの位置においても、凸部110bが通過する。その結果、本実施例の構成によれば、感光ドラム1の表面に付着した付着物Wを、凸部110bによって掻き取ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 4, in this embodiment, an angle θ is provided between the
以下、比較例2との比較によって、本実施例の効果について詳細に説明する。ここで、比較例2としては、表面に凸部を形成していない中間転写ベルトを用いた。なお、比較例2は、中間転写ベルトの表面に凸部を形成していない点を除いてその他の構成は本実施例と実質同一である。したがって、以下の説明において、本実施例と比較例2とで共通する要素は、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the effect of the present embodiment will be described in detail by comparison with Comparative Example 2. Here, as Comparative Example 2, an intermediate transfer belt having no convex portion formed on its surface was used. Comparative Example 2 is substantially the same as the present Example in other configurations except that no convex portion is formed on the surface of the intermediate transfer belt. Therefore, in the following description, elements common to the present example and the comparative example 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
[画像評価]
画像不良の発生の有無の評価として、A4サイズ、坪量80g/m2の用紙(Red Label/Oce社製)である転写材Pを用い2種類のテスト画像を形成し、2つの画像不良の発生の有無を確認した。まず、1つ目の画像評価として、実施例1で実施した画像評価と同様に、印字率5%の画像を1000枚の転写材Pに連続して画像形成し、その後、転写残ゴーストの発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、既に説明した通り、転写材Pの搬送方向に関する転写材Pの先端5mmから55mmの位置まで、且つ、転写材Pの幅方向に関する画像形成領域の全域に形成された、印字率100%のトナー像(ベタ黒画像)である。
[Image evaluation]
In order to evaluate whether or not an image defect has occurred, two types of test images are formed using a transfer material P which is a sheet of A4 size and a basis weight of 80 g/m 2 (manufactured by Red Label/Oce). The occurrence was confirmed. First, as the first image evaluation, similarly to the image evaluation performed in Example 1, images with a print ratio of 5% are continuously formed on 1000 sheets of the transfer material P, and then a transfer residual ghost occurs. A test image was formed to confirm the presence or absence of Here, as described above, the test image is formed from the tip 5 mm to 55 mm of the transfer material P in the transport direction of the transfer material P and in the entire image forming area in the width direction of the transfer material P. The toner image (solid black image) has a printing rate of 100%.
そして、2つ目の画像評価として、画像形成装置100を、温度30℃、湿度90%の高温高湿環境下に3日間放置後、印字率5%の画像を1000枚の転写材Pに連続して画像形成し、その後、画像不良の発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、転写材Pの画像形成領域の全域に形成された、印字率20%のハーフトーン画像である。このようなテスト画像を転写材Pに形成し、放電生成物に起因した画像の濃度が薄くなる画像不良の発生の有無を確認した。
Then, as a second image evaluation, after the
上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においては、転写残ゴースト、及び、画像の濃度が薄くなる画像不良はいずれも発生しなかった。一方で、比較例2の構成においては、転写残ゴーストと、印字率20%のハーフトーン画像の濃度が薄くなる画像不良の両方が確認された。 As a result of performing the above-described image evaluation, in the configuration of the present embodiment, neither the transfer residual ghost nor the image defect in which the image density becomes low occurred. On the other hand, in the configuration of Comparative Example 2, both a transfer residual ghost and an image defect in which the density of a halftone image with a print ratio of 20% is reduced were confirmed.
このように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト110に凸部110bを設けたことで、中間転写ベルト110の移動に伴って感光ドラム1に付着したトナーや外添剤、そして放電生成物などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム1にトナーや外添剤、放電生成物等が付着物Wとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良の発生を抑制することが可能である。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, by providing the
一方で、比較例2の構成では、中間転写ベルトに凸部を形成していないことから、感光ドラム1の表面に、転写残トナーの一部や外添剤、そして放電生成物などの付着物Wの蓄積が生じやすい。その結果、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良が発生した。転写残トナーや外添剤などの付着物Wが感光ドラム1に蓄積した場合、感光ドラム1におけるトナーの離形性が低下することで、1次転写後に感光ドラム1に残留する転写残トナーの量が増加して転写残ゴーストが発生し易くなる。また、放電生成物などの付着物Wが感光ドラム1に蓄積した場合、放電生成物が水分を吸着することで低抵抗化し、感光ドラム1に形成した潜像中の電荷を乱してしまうことで、ハーフトーン画像の濃度が薄くなる画像不良が発生し易くなる。 On the other hand, in the configuration of Comparative Example 2, since no protrusion is formed on the intermediate transfer belt, a part of the transfer residual toner, the external additive, and the adhered substances such as discharge products are formed on the surface of the photosensitive drum 1. Accumulation of W easily occurs. As a result, a transfer residual ghost and an image defect in which the image density becomes low occur. When the adhered material W such as the transfer residual toner and the external additive is accumulated on the photosensitive drum 1, the releasability of the toner on the photosensitive drum 1 is reduced, and the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the primary transfer is reduced. The amount increases, and a transfer residual ghost easily occurs. Further, when the attached product W such as a discharge product accumulates on the photosensitive drum 1, the discharge product adsorbs water to reduce the resistance, and disturbs the electric charge in the latent image formed on the photosensitive drum 1. Therefore, an image defect in which the density of the halftone image becomes light is likely to occur.
以上説明したように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト110の表面に中間転写ベルト110の移動方向と角度θをなす凸部110bを形成し、さらに凸部110b同士の間隔Iを、中間転写ベルト110の周長L×tanθ以下に設定している。これにより、感光ドラム1に付着した付着物Wを感光ドラム1の表面から除去することができ、付着物W起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。
As described above, according to the configuration of the present exemplary embodiment, the
(実施例3)
実施例1では、中間転写ベルト10の表面に、中間転写ベルト10の移動方向と角度θをなす溝10aが形成された構成について説明した。これに対し、実施例3では、中間転写ベルト210の表面に、中間転写ベルト210の移動方向と角度θをなす溝210aと、溝210aの両脇には筋状の凸部210bと、が形成された構成について説明する。なお、実施例3の構成は、溝210aの両脇に筋状の凸部210bを設けた中間転写ベルト210を用いる点を除いて、実施例1と実質同一である。したがって、以下の説明において、実施例1と同一の構成及び制御に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
(Example 3)
In the first embodiment, the configuration in which the
[中間転写ベルト210]
本実施例における中間転写ベルト210は、実施例1において図2を用いて説明した中間転写ベルト10と同様に、中間転写ベルト210の表面に、中間転写ベルト210の移動方向に関して引いた仮想線VLに対して角度θをなす溝210aを複数有する。ここでθ=1.5°であり、さらに中間転写ベルト110の移動方向と交差する幅方向において、溝210aは18mmの間隔Iで形成されている。なお、本実施例においても、この、隣り合う溝の間隔Iを、実施例1の式1を満たすように設定している。
[Intermediate transfer belt 210]
The
図6は、中間転写ベルト210の移動方向から見た時の、1次転写部N1aにおける感光ドラム1aと中間転写ベルト210の接触部の模式的な拡大断面図である。図6に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト210の表面に、幅1μm、深さ2μmの溝210aを形成している。さらに、本実施例においては、中間転写ベルト210の幅方向に関して、溝210aの両脇に凸部210bを形成している。ここで、溝210aの幅と深さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの1次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。より具体的には、1つの溝210aの深さと、その1つの溝210aの両脇に形成された凸部210bの高さの和は、トナーの平均粒径以下に設定することが好ましい。同様に、1つの溝210aの幅と、その1つの溝210aの両脇に形成された凸部210bの幅の和は、トナーの平均粒径以下に設定することが好ましい。
FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of the contact portion between the
[画像評価]
画像不良の発生の有無の評価として、A4サイズ、坪量80g/m2の用紙(Red Label/Oce社製)である転写材Pを用い2種類のテスト画像を形成し、2つの画像不良の発生の有無を確認した。まず、1つ目の画像評価として、実施例1で実施した画像評価と同様に、印字率5%の画像を1000枚の転写材Pに連続して画像形成し、その後、転写残ゴーストの発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、既に説明した通り、転写材Pの搬送方向に関する転写材Pの先端5mmから55mmの位置まで、且つ、転写材Pの幅方向に関する画像形成領域の全域に形成された、印字率100%のトナー像(ベタ黒画像)である。
[Image evaluation]
In order to evaluate whether or not an image defect has occurred, two types of test images are formed using a transfer material P which is a sheet of A4 size and a basis weight of 80 g/m 2 (manufactured by Red Label/Oce). The occurrence was confirmed. First, as the first image evaluation, similarly to the image evaluation performed in Example 1, images with a print ratio of 5% are continuously formed on 1000 sheets of the transfer material P, and then a transfer residual ghost occurs. A test image was formed to confirm the presence or absence of Here, as described above, the test image is formed from the tip 5 mm to 55 mm of the transfer material P in the transport direction of the transfer material P and in the entire image forming area in the width direction of the transfer material P. The toner image (solid black image) has a printing rate of 100%.
そして、2つ目の画像評価として、画像形成装置100を、温度30℃、湿度90%の高温高湿環境下に3日間放置後、印字率5%の画像を1000枚の転写材Pに連続して画像形成し、その後、画像不良の発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、転写材Pの画像形成領域の全域に形成された、印字率20%のハーフトーン画像である。このようなテスト画像を転写材Pに形成し、放電生成物に起因した画像の濃度が薄くなる画像不良の発生の有無を確認した。
Then, as a second image evaluation, after the
さらに、本実施例においては、2つ目の画像評価の実施前後で、中間転写ベルト210の表面の動摩擦係数の測定を行い、画像評価前後における中間転写ベルト210の動摩擦係数の変化を確認した。ここで、動摩擦係数は、表面性試験機(新東科学株式会社製 ヘイドン14FW)を用い、測定圧子としてウレタンゴム製ボール圧子(外径3/8インチ、ゴム硬度90度)を使用して測定した。測定条件は、試験荷重50gf、速度10mm/secとし、測定距離は50mmとした。そして、測定開始から1秒から4秒までに計測された摩擦力(gf)の平均値を、試験荷重(gf)で除した値を、動摩擦係数の値として得た。
Furthermore, in this example, the dynamic friction coefficient of the surface of the
上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においても、実施例1や実施例2と同様に、転写残ゴースト、及び、画像の濃度が薄くなる画像不良はいずれも発生しなかった。このように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト210に凸部210bを設けたことで、中間転写ベルト210の移動に伴って感光ドラム1に付着したトナーや外添剤、そして放電生成物などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム1にトナーや外添剤、放電生成物等が付着物Wとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良の発生を抑制することが可能である。
As a result of performing the above-described image evaluation, in the configuration of the present embodiment as well, similarly to the first and second embodiments, neither the transfer residual ghost nor the image defect in which the image density is reduced occurs. As described above, according to the configuration of the present embodiment, by providing the
また、本実施例の構成では、第2の画像評価を実施する前の中間転写ベルト210の動摩擦係数は0.42、第2の画像評価を実施した後の中間転写ベルト210の動摩擦係数は0.45とほぼ変化しなかった。これは、中間転写ベルト210の凸部210bの近傍に溝210aが形成されていることで、中間転写ベルト210が感光ドラム1から掻き取った放電生成物等の付着物Wが溝210aに回収されたためと考えられる。即ち、中間転写ベルト210の表面に、感光ドラム1から掻き取った放電生成物やその他付着物Wが付着しづらいことで、動摩擦係数の変化が少なかったと考えられる。
In the configuration of this embodiment, the dynamic friction coefficient of the
中間転写ベルト210の摩擦係数が大きく変化すると、中間転写ベルト210に残留したトナーを回収するクリーニングブレード17aと中間転写ベルト210の接触が不安定となるおそれがある。この場合、クリーニング不良や、クリーニングブレード17aが振動することで異音が発生してしまうおそれがあるため、本実施例のように、中間転写ベルト210の動摩擦係数の変化は小さい方が、長期に渡って安定したクリーニング性能を実現し易い。
If the friction coefficient of the
1 感光ドラム
4 現像手段
10 中間転写ベルト
10a 溝
110 中間転写ベルト
110b 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 4 Developing means 10
Claims (8)
前記中間転写体は、前記感光体と当接する表面に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された溝であって、前記中間転写体の移動方向と交差する幅方向に関して複数設けられた前記溝を有し、
複数の前記溝は、前記移動方向に対し、前記移動方向に沿って角度θで斜めに形成されており、且つ、前記中間転写体の前記移動方向に関する長さである周長をLとしたときに、前記幅方向に関して、隣り合う前記溝の間隔Iが、下記式1を満たすことを特徴とする画像形成装置。
I≦L×tanθ ・・・ (式1) A photosensitive member; a developing unit for developing a toner image on the photosensitive member; and an endlessly movable intermediate transfer member which is in contact with the photosensitive member and on which the toner image carried by the photosensitive member is primarily transferred. In the image forming apparatus, which is capable of collecting the toner remaining on the photoconductor by the developing means after the toner image is primarily transferred from the photoconductor to the intermediate transfer body,
The intermediate transfer member is a groove formed continuously on the surface in contact with the photosensitive member in the moving direction of the intermediate transfer member, and a plurality of grooves are provided in the width direction crossing the moving direction of the intermediate transfer member. With the groove,
When the plurality of grooves are formed obliquely with respect to the moving direction at an angle θ along the moving direction, and the circumferential length, which is the length of the intermediate transfer member in the moving direction, is L. In the image forming apparatus, the distance I between the adjacent grooves in the width direction satisfies the following expression 1.
I≦L×tan θ (Equation 1)
前記中間転写体は、前記感光体と当接する表面に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された凸部であって、前記中間転写体の移動方向と交差する幅方向に関して複数設けられた前記凸部を有し、
複数の前記凸部は、前記移動方向に対し、前記移動方向に沿って角度θで斜めに形成されており、且つ、前記中間転写体の前記移動方向に関する長さである周長をLとしたときに、前記幅方向に関して、隣り合う前記凸部の間隔Iが、下記式1を満たすことを特徴とする画像形成装置。
I≦L×tanθ ・・・ (式1) A photosensitive member; a developing unit for developing a toner image on the photosensitive member; and an endlessly movable intermediate transfer member which is in contact with the photosensitive member and on which the toner image carried by the photosensitive member is primarily transferred. In the image forming apparatus, which is capable of collecting the toner remaining on the photoconductor by the developing means after the toner image is primarily transferred from the photoconductor to the intermediate transfer body,
The intermediate transfer member is a convex portion formed continuously on the surface in contact with the photosensitive member in the moving direction of the intermediate transfer member, and a plurality of protrusions are provided in the width direction intersecting the moving direction of the intermediate transfer member. Having the above-mentioned convex portion,
The plurality of convex portions are formed obliquely with respect to the moving direction at an angle θ along the moving direction, and the circumferential length, which is the length of the intermediate transfer member in the moving direction, is L. At times, in the widthwise direction, the interval I between the adjacent convex portions satisfies the following expression (1).
I≦L×tan θ (Equation 1)
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