JP3559728B2 - Image forming device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電複写機、同プリンタなど静電転写プロセスを利用した画像形成装置に関し、例えば、転写材担持体などの転写担持体を備え、像担持体上に形成された現像剤像を転写担持体上で重ね転写してカラー画像を得るカラー画像形成装置に適用するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、同一の転写材に複数の現像剤像としてのトナー像を順次重畳転写する工程(多重転写)を含む装置が、数多く提案されている。図9は、このような画像形成装置の一例を示す側面図である。
【0003】
このような多重転写画像形成装置において、ある画像形成部で転写担持体に担持された転写材に転写したトナー像が、次の画像形成部の像担持体としての感光体を通過する際に、その感光体へ再転写されてしまうという欠点があった。
【0004】
特に、2色以上の現像剤としてのトナーを重ねて別の色を再現する場合、後から転写されたトナー像の方が、先に転写されたトナー像よりも、それ以降に転写を行う感光体に顕著に再転写する傾向がある。
【0005】
図9の画像形成装置において、例えば画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdでトナー像をイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の色順で転写している場合に、イエロー色及びマゼンタ色の重ね合わせでレッド(R)の色を再現したとする。
【0006】
すると、転写担持体としての転写ベルト8に担持された転写材1上に、後から転写されて上層となったマゼンタトナー像が、その後、下流の感光体としての感光ドラム2c、2dの下を通過する際、これらの感光ドラム2c、2dに再転写し、転写材1上に得られるレッドの画像は、一部又は全体的にイエローがかった色味になってしまう。
【0007】
同様に、イエロー色およびシアン色の重ね合わせでグリーン(G)の色を再現する際には、上層となったシアントナー像が下流の感光ドラム2dに再転写し、得られるグリーンの画像は、一部又は全体的にイエローがかった色味になる。
【0008】
この再転写は、異常放電に起因するものが大きい。一般に、転写材として使用頻度の最も高い転写紙において、吸湿した転写紙は体積抵抗率が10Ωcmであり、乾燥した転写紙は体積抵抗率が1013Ωcmと大きく変化する。
【0009】
そのため、乾燥した転写紙に感光ドラム2上のトナー像を十分に転写しようとするとき、転写帯電手段と感光ドラム2の間に高い転写電圧が印加される。
【0010】
ここで、転写紙内部には紙繊維の密な部分と粗な部分が存在するため、紙繊維の密な部分では、紙繊維が誘電体層となり、高い電圧が印加されても異常放電を発生させ難いが、紙繊維の粗な部分(空隙が存在する部分)では、絶縁層である空気層があるため、絶縁破壊を起こし、異常放電が発生する。これらの局所的な異常放電によって、先に述べた再転写が発生する。
【0011】
再転写による色味の変化に対しては、従来、転写の色順を目立ち難くしたり、画像の入力信号と出力信号との色再現パラメータを適正化することにより、対処する提案がされている。
【0012】
また、他の従来技術として、再転写の原因である異常放電に対し、特開平9−34269号のように、転写担持体を高抵抗の層と低抵抗の層を持つ多層構造にし、異常放電を抑える技術が提案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写ベルト等の転写材担持体や中間転写体などの低抵抗層を含む多層構造の転写担持体を用いた多重転写画像形成装置では、転写帯電手段により順次多重転写を行っていく場合に、転写担持体は順次表面電位が上昇していき、特に4色目の転写を行うときに高い転写電圧が印加されるため、例えば接地されているような転写担持体隣接部材との電位差が大きくなり、転写担持体内の低抵抗層を伝って転写電流が漏れて非効率になったりする。また、高湿環境下では転写材も低抵抗になるため、さらに影響を受けやすい。
【0014】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、再転写等を抑制した高品質の画像を得つつ、転写担持体から周囲への転写電流漏れを抑えることを可能とした画像形成装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、表面に現像剤像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写させる転写帯電手段と、前記転写帯電手段によって、現像剤が転写される又は担持している転写材に転写され、現像剤又は転写材を担持する上層の表面抵抗率が反対側の下層の表面抵抗率よりも高い2層構造に設け、前記下層の表面抵抗率が10 10 〜10 13 Ω/□であり、接地のローラに架け渡されて走行する転写担持体と、を有する画像形成装置において、前記転写帯電手段よりも前記転写担持体走行方向上流かつ前記接地のローラより下流側に、前記転写担持体の下層を現像剤と同極性に帯電する転写担持体帯電手段を備えたことを特徴とする。
【0018】
したがって、転写電流が転写担持体の下層を移動し易くなり、転写の行われる範囲が広がって転写時間が長くなり、転写効率が上昇するため、低い転写電流で転写が行えると共に、転写担持体帯電手段により転写担持体の電位を下げるため、異常放電による再転写等の画像不良が発生しなくなる。
【0019】
また、転写担持体帯電手段により転写担持体の表面電位を下げ、転写担持体と隣接部材との電位差を小さくすることにより、転写担持体内を伝って転写電流が隣接部材へ漏れることを防止できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0021】
(第1の実施の形態)
図1〜図7を参照して、第1の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態における転写担持体としての転写ベルト、図2は、その転写ベルトを備えた画像形成装置の概略構成図である。
【0022】
図2において、本実施の形態の画像形成装置は、カラー多重転写画像形成装置であり、装置内には第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが併設され、順次、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【0023】
画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、それぞれ専用の像担持体としての感光体、本例では電子写真感光ドラム2a、2b、2c、2dを具備し、各感光ドラム2a、2b、2c、2d上に各色のトナー像が形成される。
【0024】
各感光ドラム2a、2b、2c、2dに隣接して転写担持体としての転写ベルト8が設置され、感光ドラム2a、2b、2c、2d上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト8上に担持されて搬送される転写材1上に転写される。
【0025】
さらに、各色のトナー像が転写された転写材1は、分離帯電器9により転写ベルト8から離脱され、定着部10で加熱及び加圧されてトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【0026】
感光ドラム2a、2b、2c、2dの外周には、それぞれドラム帯電器3a、3b、3c、3d、露光装置4a、4b、4c、4d、現像器5a、5b、5c、5d、転写帯電手段としての転写帯電器6a、6b、6c、6d、及びクリーナー7a、7b、7c、7dが設けられ、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置及びポリゴンミラー11が設置されている。
【0027】
現像器5a、5b、5c、5dには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナーが、不図示の供給装置により所定量充填されている。
【0028】
次に、画像形成装置全体の動作について説明する。まず、光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラー11で回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、fθレンズにより感光ドラム2a、2b、2c、2dの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム2a、2b、2c、2d上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【0029】
現像器5a、5b、5c、5dは、それぞれ感光ドラム2a、2b、2c、2d上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像、及びブラックトナー像として顕像化する。
【0030】
一方、転写材1は、転写材カセット30に収容され、そこから複数の搬送ローラ及びレジストローラ13を経て転写ベルト8上に供給され、転写ベルト8による搬送で感光ドラム2a、2b、2c、2dと対向した転写部に順次送られる。
【0031】
この転写ベルト8は、エンドレス形状にしたものか、或いは継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられている。
【0032】
そして、駆動ローラ14によりこの転写ベルト8が図示矢印X方向に回転され、転写材1がレジストローラ13から転写ベルト8に送り出され、転写材1が第1画像形成部Paの転写部へ向けて搬送される。
【0033】
これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第1画像形成部Paの感光ドラム2aに対し、画像形成を行う。
【0034】
そして、感光ドラム2aの下側の転写部で転写帯電器6aが電界又は電荷を付与することにより、感光ドラム2a上に形成された第1色目のトナー像が転写材1上に転写される。
【0035】
この転写により転写材1は転写ベルト8上に静電吸着力でしっかりと保持され、第2画像形成部Pb以降に搬送される。
【0036】
ここで、転写帯電器6a、6b、6c、6dとしては、ブレード、ローラ、ブラシのような転写帯電部材を用いた接触帯電器を用いている。接触帯電器は、オゾンレス、温湿度環境変動に強く、高画質等のメリットがある。
【0037】
そして、さらに第2〜第4画像形成部Pb〜Pdでの画像形成、転写も第1画像形成部Paと同様に行われる。
【0038】
次いで、4色のトナー像を転写された転写材1は、転写ベルト8の搬送方向下流側で、分離帯電器9により除電して静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト8の末端から離脱する。
【0039】
特に、低湿環境では転写材1も乾燥して電気抵抗が高くなるため、転写ベルト8との静電吸着力が大きくなり、分離帯電器9の効果は大きくなる。
【0040】
通常、分離帯電器9は、トナー像未定着の状態で転写材1に帯電するため、非接触帯電器が用いられる。
【0041】
また、駆動ローラ14と向かい合って除電ローラ16が備えられており、転写材1が離脱した転写ベルト8は除電ローラ16で除電が行われる。
【0042】
そして、転写ベルト8から離脱した転写材1は、定着装置10に搬送され、定着によりトナー像の混色及び転写材1への固定が行われ、フルカラーのコピー画像に形成され、排紙トレイ15に排出される。
【0043】
次に、本発明の特徴部分である転写ベルト8について説明する。転写ベルト8は、図1に示すように、上層41、下層42の2層からなっている。本実施の形態では、上層41は表面抵抗率1014Ω/□、下層42は表面抵抗率1011Ω/□であり、転写ベルト8全体の体積抵抗率は1014Ωcm、厚さは80μmのポリイミド無端ベルトを使用した。
【0044】
ここで、転写ベルト8の上層41、下層42の抵抗調整は、導電材であるカーボンを基層のポリイミドに添加する際に、上層41、下層42で添加量を変えることによって行われる。
【0045】
転写ベルト8の抵抗値を選ぶにあたって、転写ベルト8が良好な転写画像を得るためには、転写ベルト8の表面抵抗率ρsが低すぎると、転写時に印加する電界が周囲の電位状態に左右され、不安定になったり、周囲へ電界が漏れて非効率になったりする。
【0046】
すると、転写帯電器6a、6b、6c、6dから転写電界の漏れが発生する場合と、そうでない場合とで、転写に寄与する転写電界量が異なるため、転写材1の搬送状態に応じた濃度段差が発生してしまう。
【0047】
一方、転写ベルト8の表面抵抗率ρsが高いと、帯電減衰量が減少する。したがって、例えば図2では、転写ベルト8に対し、第1の画像形成部Paから第4の画像形成部Pdまで転写帯電を繰り返して行くと、最後の第4の画像形成部Pdでは、転写ベルト8の帯電に大きな電力が必要となる。転写時に定電流制御をしていれば、表面抵抗率ρsが大きいと、より大きな高電圧が必要となる。
【0048】
すると、電力の消費や装置コストばかりでなく、転写時の放電現象が生じやすくなり、良好な転写画像が得られなかったり、最適印加電界のラチチュードが狭くなったりする欠点がある。
【0049】
本実施の形態の画像形成装置では、転写ベルトの帯電側である下層の表面抵抗率が10Ω/□以下とすると、転写電界漏れによる濃度段差が生じ、また下層の表面抵抗率が1014Ω/□以上とすると、転写時の異常放電による画像け不良の発生が見られた。
【0050】
図3は第1の画像形成部Paの転写帯電器6a付近を示した図である。転写帯電器6aから転写電流を流し、感光ドラム2a上に形成されたトナー像を転写材1上に転写する。
【0051】
このとき、転写ベルト8の転写帯電器6a側に設けられた下層42の表面抵抗率は低抵抗なので、転写電流は転写ベルト8表面を移動し易くなるため、転写の行われる転写ニップが広がり、転写時間が長くなるので、転写効率が向上する。
【0052】
したがって、より低い転写電流で良好に転写が行えるようになるので、低い転写電圧を印加するだけでよく、異常放電による再転写などの画像不良が発生し難くなる。また、転写ベルト8全体の体積抵抗率は高いため、帯電量減衰による転写材1上に転写されたトナー像の飛散が少なくなる。
【0053】
本実施の形態の画像形成装置では、転写ベルトの体積抵抗率が1012Ωcm以下とすると、飛散による画像不良が発生した。また、厚さが150μm以上の転写ベルトでは、静電容量が小さくなるため、異常放電による画像不良が発生した。
【0054】
図4は第1〜第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdに印加される転写電圧を示した図である。グラフ61は、体積抵抗率1014Ωcm、表面抵抗率は表裏面どちらも1014Ω/□のポリイミド単層ベルトのものであり、グラフ62は今回使用した本実施の形態の転写ベルト8で、上層41の表面抵抗率1014Ω/□、下層42の表面抵抗率1011Ω/□であり、転写ベルト8全体の体積抵抗率は1014Ωcmのポリイミド2層ベルトである。
【0055】
図4に示すように、転写ベルト8に印加する転写電圧は低くて済み、上記効果を認識することができる。
【0056】
一方、転写帯電器6aより転写ベルト8走行方向上流に転写ベルト8のトナー像担持面とは反対の面、つまり裏面をトナーと同極性に帯電せしめる転写担持体帯電手段としての転写ベルト帯電手段21を備えている。
【0057】
図5に示すように、この転写ベルト帯電手段21は転写ベルト8を挟み込むように導電性ローラ51、52が配置され、転写ベルトのトナー像担持面とは反対の面に備えられた導電性ローラ51へ高圧電源53よりマイナスのDCバイアスが印加される。また、その対向である転写ベルト8のトナー像担持面、つまり表面に備えられた導電性ローラ52は接地されている。
【0058】
図6は図2の画像形成装置において第1〜第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを通過するときの転写ベルト8の電位を示したグラフである。今回使用したポリイミド2層の転写ベルト8に対し、グラフ71は転写ベルト帯電手段21を使用しなかったときのものであり、グラフ72は転写ベルト帯電手段21により−2kVのDCバイアスを印加したときのものである。
【0059】
第1〜第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdで順次トナー像を転写していくに伴い、後ろの画像形成部に行くほど高い転写電圧が必要になるため、転写ベルト8を除電ローラ16により除電して、第1の画像形成部Pa直前における転写ベルト8の転写帯電器6a側の電位を0kVとした場合には、第4の画像形成部Pdにおいて転写帯電器6dにかなり高い転写電圧が印加される。
【0060】
これでは、例えば、隣接部材である接地された駆動ローラ14などとの電位差が大きくなってしまい、転写電流が駆動ローラ14側に流れ込み、転写電流不足で画像濃度が薄くなるといった問題が生じる。
【0061】
これに対し、転写ベルト帯電手段21によりマイナス電圧を転写ベルト8の転写帯電器6a側に印加し、電位をマイナスとした場合には、第4の画像形成部Pdにおいても転写ベルト8の電位は高くならず、転写ベルト8と転写ベルト隣接部材の電位差も大きくならないため、転写電流の転写ベルト隣接部材への流れ込みが起きず、良好な画像を得ることができる。
【0062】
また、図7は第1〜第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdに印加される転写電圧を示した図である。今向使用したポリイミド2層転写ベルト8に対し、グラフ81は転写ベルト帯電手段21を使用しなかったとき、82は転写ベルト帯電手段21により−2kVのDCバイアスを印加したときのものである。
【0063】
図7に示すように、本実施の形態は転写ベルト8を使用し、さらに転写ベルト帯電手段21を使用することにより、第4の画像形成部Pdにおいて印加される転写電圧はさらに低くなるため、異常放電による再転写などの画像不良をさらに抑えることができるようになる。 そのうえ、転写ベルト帯電手段21が備えられている側の転写ベルト8の表面抵抗率が低いので、転写帯電器6a、6b、6c、6dのときと同様に、帯電を行うニップが広がり、より効率的に転写ベルト8を逆帯電することができる。
【0064】
以上のように、転写ベルト8の構造を表面抵抗率の異なる2層にし、抵抗値を最適化し、転写ベルト帯電手段21で転写ベルト8の表面電位を下げることにより、異常放電による再転写などの画像不良を抑えることができる。
【0065】
また、転写ベルト帯電手段21により、転写ベルト8の表面電位を下げ、転写ベルト8と転写ベルト隣接部材の電位差を小さくすることにより、転写ベルト8内の低抵抗層を伝って転写電流が漏れることを防止できる。
【0066】
なお、本実施の形態の転写ベルト8は、上層41の表面抵抗率1014Ω/□、下層42の表面抵抗率1011Ω/□としたが、下層の表面抵抗率は1010〜1013Ω/□、上層の表面抵抗率は下層のそれよりも高い1013Ω/□以上としてあれば、上記の効果をよりよく達成できる。
【0067】
また、本実施の形態の転写ベルト8は、転写ベルト8全体の体積抵抗率1014Ωcm、厚さ80μmとしたが、転写ベルト全体の体積抵抗率1013Ωcm以上、厚さ150μm以下としてあれば、上記の効果を達成できる好ましい形態である。
【0068】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態を図8に基づいて説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態とは異なり、転写材を担持する転写ベルトではなく、中間転写体である中間転写ベルトに本発明の2層ベルトを用いている点で異なる。
【0069】
その他の構成および作用については第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0070】
図8において、感光ドラム2a、2b、2c、2dを配設しているが、第1の転写担持体として感光ドラム2a、2b、2c、2d用の中間転写ベルト(1次転写ベルト)8aの他に、第2の転写担持体としての転写材担持用の転写ベルト(2次転写ベルト)8bを有し、1次転写ベルト8aに図1と同様の本発明である転写担持体を用いた。
【0071】
その1次転写ベルト8a上に感光体2a〜2dの各色のトナー像を一旦、重畳転写し、その後、その転写したトナー像を2次転写ベルト8b上の転写材1に一括転写する方式を採っている。また、第1の画像形成部Paの1次転写ベルト8a走行方向上流に転写ベルト帯電手段21を備えている。
【0072】
以上の本構成の画像形成装置においても、第1の実施の形態同様、異常放電による再転写などの画像不良が発生せず、1次転写ベルト8aの隣接部材へ転写電流が流れることによる画像不良も発生しなかった。
【0073】
また、2次転写ベルト8bに図1に示したような転写担持体を用いても、良好な画像がが得られる。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、転写担持体を、現像剤像或いは転写材を担持する上層の表面抵抗率が、反対側の下層の表面抵抗率より高い2層構造に設けると共に、転写帯電手段よりも転写担持体走行方向上流に、転写担持体の下層を現像剤と同極性に帯電する転写担持体帯電手段を備えたことで、転写電流が転写担持体の下層を移動し易くなって転写の行われる範囲が広がって転写時間が長くなり、転写効率が上昇するため、低い転写電流で転写が行えると共に、転写担持体帯電手段により転写担持体の電位を下げるため、異常放電による再転写等の画像不良が発生しなくなり、高品質の画像を得ることができる。
【0075】
また、転写担持体帯電手段により転写担持体の表面電位を下げ、転写担持体と隣接部材との電位差を小さくすることにより、転写担持体内を伝って転写電流が隣接部材へ漏れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る転写ベルトを示す断面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図3】第1の画像形成部の転写帯電器付近を示した図である。
【図4】単層ベルトと本発明の2層ベルトを用いたときの第1〜第4の画像形成部に印加される転写電圧を示した図である。
【図5】転写担持体帯電手段を示す構成図である。
【図6】第1〜第4の画像形成部を通過するときの転写ベルトの電位を示したグラフである。
【図7】転写担持体帯電手段による帯電の有り無しによる第1〜第4の画像形成部に印加される転写電圧を示した図である。
【図8】第2の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図9】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 転写材
2a、2b、2c、2d 感光ドラム
3a、3b、3c、3d ドラム帯電器
4a、4b、4c、4d 露光装置
5a、5b、5c、5d 現像器
6a、6b、6c、6d 転写帯電器
7a、7b、7c、7d クリーナー
8 転写ベルト
8a 第1転写ベルト
8b 第2転写ベルト
21 転写ベルト帯電手段
41 上層
42 下層
51、52 導電性ローラ
53 DCバイアス電源
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrostatic transfer process such as an electrostatic copying machine and the same printer, and includes, for example, a transfer carrier such as a transfer material carrier, and a developer image formed on the image carrier. The present invention is applied to a color image forming apparatus that obtains a color image by superimposing and transferring images on a transfer carrier.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus, many apparatuses including a step (multiple transfer) of sequentially superimposing and transferring toner images as a plurality of developer images on the same transfer material have been proposed. FIG. 9 is a side view showing an example of such an image forming apparatus.
[0003]
In such a multi-transfer image forming apparatus, when a toner image transferred to a transfer material carried on a transfer carrier in a certain image forming unit passes through a photoconductor as an image carrier of the next image forming unit, There is a disadvantage that the image is retransferred to the photoreceptor.
[0004]
In particular, when two or more colors of toner as a developer are superimposed to reproduce another color, a toner image transferred later is more sensitive than a previously transferred toner image. They tend to retransfer significantly to the body.
[0005]
In the image forming apparatus shown in FIG. 9, for example, the toner images are transferred in the color order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) in the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. In this case, it is assumed that the red (R) color is reproduced by superimposing the yellow color and the magenta color.
[0006]
Then, the magenta toner image transferred later and formed as an upper layer on the transfer material 1 carried on the transfer belt 8 as a transfer carrier is then moved under the photosensitive drums 2c and 2d as downstream photosensitive members. During the passage, the red image is re-transferred to the photosensitive drums 2c and 2d and obtained on the transfer material 1 partially or entirely has a yellowish tint.
[0007]
Similarly, when the green (G) color is reproduced by superimposing the yellow color and the cyan color, the cyan toner image as the upper layer is re-transferred to the downstream photosensitive drum 2d, and the obtained green image is A part or the whole becomes yellowish color.
[0008]
This retransfer is largely caused by abnormal discharge. Generally, among transfer papers that are most frequently used as a transfer material, a transfer paper that has absorbed moisture has a volume resistivity of 10 < 8 > [Omega] cm, and a dry transfer paper has a large volume resistivity of 10 < 13 > [Omega] cm.
[0009]
Therefore, when the toner image on the photosensitive drum 2 is sufficiently transferred to the dried transfer paper, a high transfer voltage is applied between the transfer charging unit and the photosensitive drum 2.
[0010]
Here, since there are dense and coarse portions of paper fiber inside the transfer paper, the paper fiber becomes a dielectric layer in the dense portion of paper fiber, and abnormal discharge occurs even when a high voltage is applied. Although it is difficult to do so, in the rough portion of the paper fiber (the portion where voids exist), there is an air layer which is an insulating layer, so that dielectric breakdown occurs and abnormal discharge occurs. These local abnormal discharges cause the retransfer described above.
[0011]
Conventionally, proposals have been made to cope with a change in color due to retransfer by making the color order of the transfer less noticeable or by optimizing the color reproduction parameters of an input signal and an output signal of an image. .
[0012]
Further, as another conventional technique, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-34269, the transfer carrier is made to have a multilayer structure having a high-resistance layer and a low-resistance layer as described in JP-A-9-34269. A technique for suppressing the noise has been proposed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a multi-transfer image forming apparatus using a transfer carrier having a multi-layer structure including a low-resistance layer such as a transfer material carrier such as a transfer belt or an intermediate transfer member, a multi-transfer is sequentially performed by a transfer charging unit. The surface potential of the transfer carrier gradually increases, and a high transfer voltage is applied particularly when the transfer of the fourth color is performed. Therefore, a potential difference between the transfer carrier and a member adjacent to the transfer carrier that is grounded increases. In addition, the transfer current leaks along the low resistance layer in the transfer carrier, resulting in inefficiency. In a high-humidity environment, the transfer material also has a low resistance, and thus is more susceptible to the influence.
[0014]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to obtain a high-quality image in which retransfer and the like are suppressed while transferring a transfer current from a transfer carrier to the periphery. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of an image.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention in order to achieve the above object, an image bearing member on which the developer image is formed on the surface, a transfer charging means for transferring the developer image formed on the image bearing member, said transfer charging By means, the developer is transferred to or transferred to a transfer material carrying the developer and provided in a two-layer structure in which the surface resistivity of the upper layer carrying the developer or transfer material is higher than the surface resistivity of the lower layer on the opposite side. , the surface resistivity of the lower layer is 10 10 ~10 13 Ω / □, in an image forming apparatus having a transfer carrier for traveling bridged rollers of the ground, the transfer than the previous SL transfer charging means A transfer carrier charging means for charging a lower layer of the transfer carrier to the same polarity as that of the developer is provided upstream of the carrier traveling direction and downstream of the ground roller .
[0018]
Therefore, the transfer current can easily move under the transfer carrier, and the transfer range is extended, the transfer time is lengthened, and the transfer efficiency is increased, so that the transfer can be performed with a low transfer current and the transfer carrier can be charged. Since the potential of the transfer carrier is lowered by the means, image defects such as retransfer due to abnormal discharge do not occur.
[0019]
Further, by lowering the surface potential of the transfer carrier by the transfer carrier charging means and reducing the potential difference between the transfer carrier and the adjacent member, it is possible to prevent transfer current from leaking to the adjacent member through the transfer carrier.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified. Absent.
[0021]
(First Embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of a transfer belt as a transfer carrier according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus provided with the transfer belt.
[0022]
In FIG. 2, the image forming apparatus of the present embodiment is a color multiple transfer image forming apparatus in which first, second, third, and fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd are provided. The cyan, magenta, yellow, and black toner images are sequentially formed through the processes of latent image, development, and transfer.
[0023]
Each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd includes a photosensitive member as a dedicated image carrier, in this example, electrophotographic photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, and each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and A toner image of each color is formed on 2d.
[0024]
A transfer belt 8 as a transfer carrier is provided adjacent to each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, and a toner image of each color formed on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d is transferred onto the transfer belt 8. The image is transferred onto the transfer material 1 carried and transported by the.
[0025]
Further, the transfer material 1 onto which the toner images of each color have been transferred is separated from the transfer belt 8 by the separation charger 9, and is heated and pressed by the fixing unit 10 to fix the toner images. Is discharged.
[0026]
On the outer periphery of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d, drum chargers 3a, 3b, 3c, 3d, exposure devices 4a, 4b, 4c, 4d, developing devices 5a, 5b, 5c, 5d, and transfer charging means, respectively. The transfer chargers 6a, 6b, 6c, and 6d, and the cleaners 7a, 7b, 7c, and 7d are provided, and a light source device and a polygon mirror 11 (not shown) are further provided above the apparatus.
[0027]
The developing devices 5a, 5b, 5c, and 5d are filled with a predetermined amount of cyan, magenta, yellow, and black toners, respectively, as a developer by a supply device (not shown).
[0028]
Next, the operation of the entire image forming apparatus will be described. First, the laser light emitted from the light source device is rotated and scanned by the polygon mirror 11, the light beam of the scanning light is deflected by the reflection mirror, and collected on the generatrix of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c and 2d by the fθ lens. By performing light exposure, a latent image corresponding to an image signal is formed on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d.
[0029]
The developing devices 5a, 5b, 5c, and 5d develop the latent images on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, respectively, and visualize the latent images as cyan, magenta, yellow, and black toner images. I do.
[0030]
On the other hand, the transfer material 1 is accommodated in a transfer material cassette 30 and is supplied from there to a transfer belt 8 via a plurality of transfer rollers and registration rollers 13. The transfer by the transfer belt 8 causes the photosensitive drums 2 a, 2 b, 2 c and 2 d to be transferred. Are sequentially sent to the transfer section opposite to.
[0031]
As the transfer belt 8, an endless shape belt or a seamless (seamless) belt is used.
[0032]
Then, the transfer belt 8 is rotated in a direction indicated by an arrow X by a drive roller 14, the transfer material 1 is sent out from the registration roller 13 to the transfer belt 8, and the transfer material 1 is directed toward the transfer portion of the first image forming unit Pa. Conveyed.
[0033]
At the same time, the image writing signal is turned on, and an image is formed on the photosensitive drum 2a of the first image forming unit Pa at a certain timing based on the signal.
[0034]
Then, the transfer charger 6a applies an electric field or electric charge at the lower transfer portion of the photosensitive drum 2a, so that the first color toner image formed on the photosensitive drum 2a is transferred onto the transfer material 1.
[0035]
By this transfer, the transfer material 1 is firmly held on the transfer belt 8 by electrostatic attraction, and is conveyed to the second image forming portion Pb and thereafter.
[0036]
Here, as the transfer chargers 6a, 6b, 6c, 6d, contact chargers using a transfer charging member such as a blade, a roller, or a brush are used. The contact charger has advantages such as ozonelessness, resistance to temperature and humidity environment fluctuation, and high image quality.
[0037]
Further, image formation and transfer in the second to fourth image forming units Pb to Pd are performed in the same manner as in the first image forming unit Pa.
[0038]
Next, the transfer material 1 to which the four color toner images have been transferred is discharged from the end of the transfer belt 8 by removing electricity by the separation charger 9 to attenuate the electrostatic attraction force on the downstream side in the transport direction of the transfer belt 8. break away.
[0039]
In particular, in a low-humidity environment, the transfer material 1 also dries and the electric resistance increases, so that the electrostatic attraction force with the transfer belt 8 increases, and the effect of the separation charger 9 increases.
[0040]
Normally, the separation charger 9 charges the transfer material 1 in a state where the toner image is not fixed, and thus a non-contact charger is used.
[0041]
Further, a charge removing roller 16 is provided to face the driving roller 14, and the transfer belt 8 from which the transfer material 1 has been separated is subjected to charge removal by the charge removing roller 16.
[0042]
Then, the transfer material 1 detached from the transfer belt 8 is conveyed to the fixing device 10, where the color mixture of the toner image and the fixation to the transfer material 1 are performed by fixing, and a full-color copy image is formed. Is discharged.
[0043]
Next, the transfer belt 8 which is a feature of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the transfer belt 8 includes two layers, an upper layer 41 and a lower layer 42. In this embodiment, the upper layer 41 has a surface resistivity of 10 14 Ω / □, the lower layer 42 has a surface resistivity of 10 11 Ω / □, the volume resistivity of the entire transfer belt 8 is 10 14 Ωcm, and the thickness thereof is 80 μm. A polyimide endless belt was used.
[0044]
Here, the resistance adjustment of the upper layer 41 and the lower layer 42 of the transfer belt 8 is performed by changing the addition amount of the upper layer 41 and the lower layer 42 when carbon as a conductive material is added to the polyimide of the base layer.
[0045]
In selecting the resistance value of the transfer belt 8, if the surface resistivity ρs of the transfer belt 8 is too low, the electric field applied at the time of transfer depends on the surrounding potential state in order to obtain a good transfer image with the transfer belt 8. , And the electric field leaks to the surroundings, resulting in inefficiency.
[0046]
Then, the amount of the transfer electric field contributing to the transfer differs between the case where the transfer electric field leaks from the transfer chargers 6a, 6b, 6c and 6d and the case where it does not. A level difference occurs.
[0047]
On the other hand, when the surface resistivity ρs of the transfer belt 8 is high, the charge decay amount decreases. Accordingly, for example, in FIG. 2, when the transfer charging is repeatedly performed on the transfer belt 8 from the first image forming unit Pa to the fourth image forming unit Pd, the transfer belt 8 is finally transferred to the fourth image forming unit Pd. 8 requires a large amount of power for charging. If constant current control is performed at the time of transfer, a larger high voltage is required if the surface resistivity ρs is large.
[0048]
Then, not only power consumption and apparatus cost, but also a discharge phenomenon at the time of transfer is likely to occur, and a good transfer image cannot be obtained, and the latitude of the optimum applied electric field is reduced.
[0049]
In the image forming apparatus of the present embodiment, if the surface resistivity of the lower layer, which is the charging side of the transfer belt, is set to 10 9 Ω / □ or less, a density step occurs due to transfer electric field leakage, and the surface resistivity of the lower layer becomes 10 14. When the value was Ω / □ or more, occurrence of image defect due to abnormal discharge during transfer was observed.
[0050]
FIG. 3 is a diagram showing the vicinity of the transfer charger 6a of the first image forming unit Pa. A transfer current flows from the transfer charger 6a, and the toner image formed on the photosensitive drum 2a is transferred onto the transfer material 1.
[0051]
At this time, since the surface resistivity of the lower layer 42 provided on the side of the transfer charger 6a of the transfer belt 8 is low, the transfer current easily moves on the surface of the transfer belt 8, so that the transfer nip where the transfer is performed is widened. Since the transfer time is longer, the transfer efficiency is improved.
[0052]
Therefore, the transfer can be favorably performed with a lower transfer current. Therefore, only a low transfer voltage needs to be applied, and image defects such as retransfer due to abnormal discharge are less likely to occur. Further, since the volume resistivity of the entire transfer belt 8 is high, the scattering of the toner image transferred onto the transfer material 1 due to the charge amount attenuation is reduced.
[0053]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, when the volume resistivity of the transfer belt is 10 12 Ωcm or less, an image defect due to scattering occurs. In the case of a transfer belt having a thickness of 150 μm or more, the capacitance was small, and an image defect due to abnormal discharge occurred.
[0054]
FIG. 4 is a diagram illustrating transfer voltages applied to the first to fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. Graph 61 is for a polyimide single-layer belt with a volume resistivity of 10 14 Ωcm and surface resistivity of 10 14 Ω / □ on both sides, and graph 62 is for the transfer belt 8 of the present embodiment used this time. The upper layer 41 has a surface resistivity of 10 14 Ω / □, the lower layer 42 has a surface resistivity of 10 11 Ω / □, and the volume resistivity of the entire transfer belt 8 is a 10 14 Ωcm polyimide two-layer belt.
[0055]
As shown in FIG. 4, the transfer voltage applied to the transfer belt 8 may be low, and the above effect can be recognized.
[0056]
On the other hand, a transfer belt charging means 21 as a transfer carrier charging means for charging the surface opposite to the toner image bearing surface of the transfer belt 8, that is, the back surface, to the same polarity as the toner upstream of the transfer charger 6 a in the running direction of the transfer belt 8. It has.
[0057]
As shown in FIG. 5, the transfer belt charging means 21 has conductive rollers 51 and 52 disposed so as to sandwich the transfer belt 8, and a conductive roller provided on a surface of the transfer belt opposite to the toner image bearing surface. A negative DC bias is applied to 51 from a high voltage power supply 53. Further, the toner image bearing surface of the transfer belt 8 opposite thereto, that is, the conductive roller 52 provided on the surface is grounded.
[0058]
FIG. 6 is a graph showing the potential of the transfer belt 8 when passing through the first to fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd in the image forming apparatus of FIG. Graph 71 shows the case where the transfer belt charging unit 21 was not used, and graph 72 shows the case where a DC bias of −2 kV was applied by the transfer belt charging unit 21 with respect to the transfer belt 8 having two layers of polyimide used this time. belongs to.
[0059]
As the toner images are sequentially transferred in the first to fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, a higher transfer voltage is required toward the subsequent image forming units. When the potential is removed by the roller 16 and the potential on the transfer charger 6a side of the transfer belt 8 immediately before the first image forming unit Pa is set to 0 kV, the transfer charger 6d is considerably higher in the fourth image forming unit Pd. A transfer voltage is applied.
[0060]
In this case, for example, a potential difference from an adjacent member such as the grounded drive roller 14 becomes large, and a transfer current flows into the drive roller 14 side, resulting in a problem that the transfer current is insufficient and the image density is reduced.
[0061]
On the other hand, when a negative voltage is applied to the transfer charger 6a side of the transfer belt 8 by the transfer belt charging means 21 and the potential is set to be negative, the potential of the transfer belt 8 also becomes the fourth image forming portion Pd. As a result, the potential difference between the transfer belt 8 and the member adjacent to the transfer belt does not increase, so that the transfer current does not flow into the member adjacent to the transfer belt, and a good image can be obtained.
[0062]
FIG. 7 is a diagram illustrating transfer voltages applied to the first to fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. The graph 81 shows the case where the transfer belt charging unit 21 was not used, and the graph 82 shows the case where a DC bias of −2 kV was applied by the transfer belt charging unit 21 with respect to the polyimide two-layer transfer belt 8 used now.
[0063]
As shown in FIG. 7, the present embodiment uses the transfer belt 8 and further uses the transfer belt charging unit 21, so that the transfer voltage applied in the fourth image forming unit Pd is further reduced. Image defects such as retransfer due to abnormal discharge can be further suppressed. In addition, since the surface resistivity of the transfer belt 8 on the side where the transfer belt charging means 21 is provided is low, the nip for charging is widened as in the case of the transfer chargers 6a, 6b, 6c and 6d, and the efficiency is improved. Thus, the transfer belt 8 can be reversely charged.
[0064]
As described above, the structure of the transfer belt 8 is made up of two layers having different surface resistivity, the resistance value is optimized, and the surface potential of the transfer belt 8 is lowered by the transfer belt charging means 21 so that the transfer belt 8 can perform retransfer due to abnormal discharge. Image defects can be suppressed.
[0065]
In addition, the transfer belt charging means 21 lowers the surface potential of the transfer belt 8 and reduces the potential difference between the transfer belt 8 and a member adjacent to the transfer belt, so that the transfer current leaks through the low-resistance layer in the transfer belt 8. Can be prevented.
[0066]
In the transfer belt 8 of the present embodiment, the upper layer 41 has a surface resistivity of 10 14 Ω / □ and the lower layer 42 has a surface resistivity of 10 11 Ω / □, but the lower layer has a surface resistivity of 10 10 to 10 13. The above effect can be better achieved if Ω / □ and the surface resistivity of the upper layer are 10 13 Ω / □ or higher, which are higher than those of the lower layer.
[0067]
The transfer belt 8 of the present embodiment has a volume resistivity of 10 14 Ωcm and a thickness of 80 μm of the entire transfer belt 8. However, the transfer belt 8 has a volume resistivity of 10 13 Ωcm or more and a thickness of 150 μm or less. This is a preferred mode in which the above-mentioned effects can be achieved.
[0068]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the two-layer belt of the present invention is used for an intermediate transfer belt, which is an intermediate transfer member, instead of a transfer belt that carries a transfer material.
[0069]
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same components will be denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.
[0070]
In FIG. 8, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are provided. However, as a first transfer carrier, an intermediate transfer belt (primary transfer belt) 8a for the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d is used. In addition, a transfer belt (secondary transfer belt) 8b for supporting a transfer material as a second transfer carrier, and a transfer carrier of the present invention similar to that of FIG. 1 is used for the primary transfer belt 8a. .
[0071]
The toner images of the respective colors of the photoconductors 2a to 2d are temporarily superimposedly transferred onto the primary transfer belt 8a, and then the transferred toner images are collectively transferred to the transfer material 1 on the secondary transfer belt 8b. ing. Further, a transfer belt charging unit 21 is provided upstream of the first image forming unit Pa in the traveling direction of the primary transfer belt 8a.
[0072]
In the image forming apparatus having the above configuration, similarly to the first embodiment, image defects such as retransfer due to abnormal discharge do not occur, and image defects due to a transfer current flowing to a member adjacent to the primary transfer belt 8a. Also did not occur.
[0073]
Also, a good image can be obtained by using the transfer carrier as shown in FIG. 1 for the secondary transfer belt 8b.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transfer carrier is provided in a two-layer structure in which the surface resistivity of the upper layer supporting the developer image or the transfer material is higher than the surface resistivity of the lower layer on the opposite side. A transfer carrier charging means for charging the lower layer of the transfer carrier to the same polarity as the developer is provided upstream of the transfer carrier in the traveling direction of the transfer carrier, so that the transfer current can easily move through the lower layer of the transfer carrier. Since the transfer range is extended, the transfer time is lengthened and the transfer efficiency is increased, so that the transfer can be performed with a low transfer current, and the potential of the transfer carrier is lowered by the transfer carrier charging means. The image defect such as the above does not occur, and a high quality image can be obtained.
[0075]
Further, by lowering the surface potential of the transfer carrier by the transfer carrier charging means and reducing the potential difference between the transfer carrier and the adjacent member, it is possible to prevent the transfer current from flowing through the transfer carrier into the adjacent member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a transfer belt according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating the vicinity of a transfer charger in a first image forming unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating transfer voltages applied to first to fourth image forming units when a single-layer belt and the two-layer belt of the present invention are used.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a transfer carrier charging unit.
FIG. 6 is a graph showing the potential of the transfer belt when passing through the first to fourth image forming units.
FIG. 7 is a diagram illustrating transfer voltages applied to first to fourth image forming units depending on whether or not charging is performed by a transfer carrier charging unit.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Transfer Materials 2a, 2b, 2c, 2d Photosensitive Drums 3a, 3b, 3c, 3d Drum Chargers 4a, 4b, 4c, 4d Exposure Devices 5a, 5b, 5c, 5d Developing Devices 6a, 6b, 6c, 6d Transfer Chargers 7a, 7b, 7c, 7d Cleaner 8 Transfer belt 8a First transfer belt 8b Second transfer belt 21 Transfer belt charging means 41 Upper layer 42 Lower layer 51, 52 Conductive roller 53 DC bias power supply

Claims (1)

表面に現像剤像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された現像剤像を転写させる転写帯電手段と、
前記転写帯電手段によって、現像剤が転写される又は担持している転写材に転写され、現像剤又は転写材を担持する上層の表面抵抗率が反対側の下層の表面抵抗率よりも高い2層構造に設け、前記下層の表面抵抗率が10 10 〜10 13 Ω/□であり、接地のローラに架け渡されて走行する転写担持体と、
有する画像形成装置において、
記転写帯電手段よりも前記転写担持体走行方向上流かつ前記接地のローラより下流側に、前記転写担持体の下層を現像剤と同極性に帯電する転写担持体帯電手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which a developer image is formed,
Transfer charging means for transferring the developer image formed on the image carrier ,
By said transfer charging means it is transferred to a transfer material to which the developer is or supported is transferred, the developer or the transfer material 2 layer higher than the layer of surface resistivity opposite lower surface resistivity of carrying the A transfer carrier that is provided in a structure, has a surface resistivity of the lower layer of 10 10 to 10 13 Ω / square, and runs across a grounded roller ;
In the image forming apparatus having
On a downstream side of the transfer carrier traveling direction upstream and rollers of the ground than the previous SL transfer charge means, characterized in that a transfer bearing member charging means for charging the lower layer of the transfer carrier to the developer the same polarity Image forming apparatus.
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