JP4890023B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等において、中間転写ベルトを使用するカラー画像形成装置の一次転写におけるバイアス印加装置に関するものである。また、プリンタ、ファックス、複写機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a bias applying device in primary transfer of a color image forming apparatus using an intermediate transfer belt in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like. The present invention also relates to an image forming apparatus such as a printer, a fax machine, and a copying machine.
今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきている。
カラー電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆるリボルバ型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
リボルバ型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が1つであるから、小型にでき、コストも低減できる利点はあるが、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化には限界がある欠点があり、後者には、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるが、画像形成の高速化が可能である利点がある。
しかし、最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型の方が注目されてきている。
2. Description of the Related Art Today, electrophotographic apparatuses are increasing in color, such as color copiers and color printers, according to market demands.
A color electrophotographic apparatus is provided with a developing device of a plurality of colors around one photosensitive member, and a toner is attached to the developing device to form a composite toner image on the photosensitive member, and the toner image is transferred. A so-called revolver type that records a color image on a sheet, and a plurality of photoconductors arranged side by side are each provided with a developing device, and a single color toner image is formed on each photoconductor, and the single color toner images are sequentially formed. There is a so-called tandem type that transfers and records a composite color image on a sheet.
Comparing the revolver type and the tandem type, the former has one photoconductor, so there is an advantage that it can be reduced in size and cost, but it is possible to reduce the cost several times (usually four times) using one photoconductor. Since full-color images are formed by repeating image formation, there is a drawback in that there is a limit to speeding up the image formation, and the latter has the disadvantage of increasing the size and cost, but speeding up the image formation There are advantages that are possible.
Recently, however, tandem-type cameras have been attracting attention because full-color and monochrome-like speeds are desired.
タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を1次転写装置によりいったん中間転写体に順次転写した後、その中間転写体上の画像を2次転写装置によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。
直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体を並べたタンデム型画像形成装置の上流側に給紙装置を、下流側に定着装置を配置しなければならず、大型化する欠点がある。これに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置でき、給紙装置および定着装置をタンデム型画像形成装置と重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
また、前者は、大型化しないように定着装置をタンデム型画像形成装置に接近して配置すると、シートの先端が定着装置に進入するときの衝撃等が、定着装置を通過するときのシート搬送速度差等が2次転写位置にあるシートの後端側に伝播して、定着装置が後端側の画像形成に影響を及ぼす欠点がある。これに対し、後者は、2次転写位置からシートの長さ相当離れた位置に定着装置を配置することができ、定着装置が2次転写画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。このようなことから、最近は、間接転写方式のタンデム型電子写真装置が注目されてきている。
そして、この種のカラー電子写真装置では、1次転写後に感光体上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置で除去して感光体表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置で除去して中間転写体表面をクリーニングし、再度の画像転写に備えていた。
しかしながら、間接転写方式のタンデム型電子写真装置では、転写チリが少なく、高効率転写率を維持しながら、虫喰い画像、中抜け画像などの転写ニップ部の加圧過多が主原因の転写異常画像を防止することができず、問題となっていた。
The tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system in which images on each photoconductor are sequentially transferred to a sheet conveyed by a sheet conveying belt by a transfer device, and an image on each photoconductor by a primary transfer device. There is an indirect transfer type in which images are sequentially transferred to an intermediate transfer member and then transferred onto a sheet by a secondary transfer device.
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former requires that a paper feeding device is arranged upstream of the tandem image forming apparatus in which the photoconductors are arranged, and a fixing device is arranged downstream. , There is a drawback of increasing the size. On the other hand, the latter has the advantage that the secondary transfer position can be set relatively freely, and the paper feeding device and the fixing device can be arranged so as to overlap with the tandem type image forming device, and the size can be reduced.
In the former case, when the fixing device is arranged close to the tandem type image forming apparatus so as not to increase the size, the sheet conveying speed when the impact of the leading edge of the sheet enters the fixing device passes through the fixing device. The difference or the like propagates to the rear end side of the sheet at the secondary transfer position, so that the fixing device affects the image formation on the rear end side. On the other hand, in the latter case, the fixing device can be arranged at a position corresponding to the length of the sheet from the secondary transfer position, so that the fixing device does not affect the secondary transfer image formation. For these reasons, an indirect transfer type tandem electrophotographic apparatus has recently attracted attention.
In this type of color electrophotographic apparatus, the transfer residual toner remaining on the photoconductor after the primary transfer is removed by a photoconductor cleaning device to clean the surface of the photoconductor to prepare for another image formation. Further, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member after the secondary transfer is removed by an intermediate transfer member cleaning device to clean the surface of the intermediate transfer member to prepare for another image transfer.
However, indirect transfer tandem-type electrophotographic devices have little transfer dust and high transfer efficiency while maintaining high-efficiency transfer rates. It was a problem that could not be prevented.
また、中間転写体システムでは、順次中間転写体上に各色トナー像を転移させる。その中間転写システムへ2色目以降が転移する工程において、前工程のトナーが中間転写体より感光体に逆戻りする“逆転写”現象が発生することがある。この現象は、通常転写バイアスを下げると改善されるが、下げすぎると転写中の色トナーの転移率が不足し“転写残”が多くなる。したがって、この“逆転写”低減化条件と“転写残”低減化条件がトレードオフの関係となることを考慮して、転写バイアスを調整していた。
しかしながら、適正な転写バイアス条件範囲は一様ではなく、転写ベルトや感光体の電位などの変動の影響で適正バイアス条件範囲がずれ、転写性能がばらつく一因となっていた。
また、“逆転写”の原因は、一次転写ニップ領域内又は近傍での静電誘導現象や放電である。放電により発生したイオンが移動し、これをトナーが受容して帯電電荷量を変動させてしまうことが直接の原因となる。なお、この放電が生じると、画像品質も低下する。
これに対して、十分に転写電界をかけて転写を行い、さらに余剰な放電を減らすことが有効であった。さらに、転写残も逆転写も減らすためには、転写ニップの入り口や出口にバイアス印加手段を配置し、中間転写体にトナー極性と同極性のバイアスによる電界を与えることが有効である。
しかしながら、感光体ドラムがΦ30mm以下の小径等で、一次転写ニップが狭い機械では、狭い場所に異なる電位の電極を密集して配置させるのは、レイアウト制約上設計が困難であるという問題点があった。また、近接する電極間の抵抗を高く保ちほぼ絶縁状態にしないと、前記電極間に多量の電流が流れてしまい、電源容量を大きくしなければならなくなり、電源仕様上不利であった。
In the intermediate transfer body system, the color toner images are sequentially transferred onto the intermediate transfer body. In the process of transferring the second and subsequent colors to the intermediate transfer system, a “reverse transfer” phenomenon may occur in which the toner in the previous process returns from the intermediate transfer member to the photosensitive member. This phenomenon is usually improved by lowering the transfer bias. However, if the transfer bias is lowered too much, the transfer rate of the color toner during transfer becomes insufficient and “transfer residual” increases. Therefore, the transfer bias is adjusted in consideration of the trade-off relationship between the “reverse transfer” reduction condition and the “transfer residual” reduction condition.
However, the proper transfer bias condition range is not uniform, and the proper bias condition range is shifted due to the influence of fluctuations in the potential of the transfer belt and the photoconductor, which causes variations in transfer performance.
The cause of “reverse transfer” is an electrostatic induction phenomenon or discharge in or near the primary transfer nip region. The direct cause is that the ions generated by the discharge move and the toner accepts the ions to change the charge amount. When this discharge occurs, the image quality also deteriorates.
On the other hand, it was effective to perform transfer by applying a sufficient transfer electric field and further reduce excessive discharge. Furthermore, in order to reduce both transfer residue and reverse transfer, it is effective to provide bias applying means at the entrance and exit of the transfer nip and to apply an electric field with a bias having the same polarity as the toner polarity to the intermediate transfer member.
However, in a machine where the photosensitive drum has a small diameter of Φ30 mm or less and the primary transfer nip is narrow, it is difficult to design densely arranged electrodes having different potentials in a narrow place due to layout constraints. It was. In addition, if the resistance between adjacent electrodes is kept high and is not substantially insulated, a large amount of current flows between the electrodes, and the power supply capacity must be increased, which is disadvantageous in terms of power supply specifications.
また、現在の中間転写ベルトの大勢はカーボンなどを高分子材料に混練・分散した電子導電性抵抗体で抵抗に電界依存性がある。このような中間転写ベルトを使ったとき、一次転写電界作用域内では低抵抗だが、一次転写ニップを離れて作用電界強度が弱まると抵抗が上昇する。中間転写ベルト内に残留した転写バイアスの電荷は、抵抗が低い場合はベルト内の移動により容易に消失するが、上述のベルトの場合は一次転写ニップを離れると高抵抗化するため残留する電荷は多くなり易く、中間転写ベルト剥離時の感光体とベルトのギャップ拡大時に気中放電を発生させることがある。この放電の発生により、トナーの正規帯電極性と異なる極性イオンが発生し、画像を形成しているトナーに移動して、トナーの帯電極性及び量のばらつき帯電量分が広がり、転写ニップ後でも、トナーを不規則に移動させ、画像のチリが多くなるという問題点があった。また、ベタ画像についても、表面層のトナーQ/Mを変動させ、転写率を低下させるという問題点があった。
そこで、印加電界強度が弱い場合に高抵抗となるベルトを使用する場合は、一次転写の出口放電を低減することが求められる。例えば、特許文献1には、ニップよりかなり離れて下流側に電極を置いていることが、開示されている。
しかしながら、この方法では、静電容量が大きく、かつ電界依存性の高いベルトでは多くの電荷が残留し易いという問題点があった。
これは、2つの理由が考えられ、第1は、特許文献2のように出口剥離箇所にカウンタバイアスを印加しても、抵抗の電圧依存性が高いような中間転写ベルトでは電界の印加が無くなると同時に高抵抗になり、除電によってより低電位になった個所に電荷が移動し難くなり、ベルトの電位も下がらなくなり残留電荷が減り難くなる。この場合は、機械的なニップの出口で除電を行なっているため、ベルト移動方向の除電時間不足が考えられる。
第2は、中抵抗部材内に残る残留電荷は、ベルト表面への残留電荷が除電された後でも、ベルト内部にはまだ残っている場合である。この場合もベルト移動方向の除電時間不足が考えられるが、更にベルトの厚み方向の除電時間不足も考えられる。ここでは、機械的なニップの出口端部で除電を行っているため除電時間不足の他、ベルトと感光体が離れている場合やベルトの厚み等によるベルト厚み方向の低電位側に対する抵抗が高いことによる除電時間不足も考えられる。
以上から、ニップ内でベルトが得た残留電荷を一次転写から出る前に除電を開始することにより、除電の不足が無く、これによる画像異常を生じさせないようにすることが、求められていた。
Further, most of the current intermediate transfer belts are electronic conductive resistors in which carbon or the like is kneaded and dispersed in a polymer material, and the resistance has an electric field dependency. When such an intermediate transfer belt is used, the resistance is low in the primary transfer electric field action region, but the resistance increases when the action electric field intensity decreases after leaving the primary transfer nip. The transfer bias charge remaining in the intermediate transfer belt easily disappears due to movement in the belt when the resistance is low.However, in the case of the above-described belt, the remaining charge is increased because the resistance increases as it leaves the primary transfer nip. It tends to increase, and air discharge may occur when the gap between the photosensitive member and the belt is widened when the intermediate transfer belt is peeled off. Due to the occurrence of this discharge, polar ions different from the normal charging polarity of the toner are generated and moved to the toner forming the image. There is a problem in that the toner is irregularly moved and the amount of dust in the image increases. The solid image also has a problem in that the toner Q / M on the surface layer is changed to lower the transfer rate.
Therefore, when using a belt having a high resistance when the applied electric field strength is weak, it is required to reduce the primary discharge outlet discharge. For example,
However, this method has a problem that a large amount of electric charge tends to remain in a belt having a large capacitance and high electric field dependency.
There are two possible reasons for this. First, even when a counter bias is applied to the exit peeling location as in
Second, the residual charge remaining in the medium resistance member is still left inside the belt even after the residual charge on the belt surface is neutralized. In this case as well, a shortage of static elimination time in the belt moving direction can be considered, but a shortage of static elimination time in the belt thickness direction can also be considered. Here, since the static elimination is performed at the exit end of the mechanical nip, in addition to the shortage of static elimination time, the resistance to the low potential side in the belt thickness direction is high due to the belt being separated or the belt thickness. There is also a possibility of insufficient static elimination time.
In view of the above, there has been a demand for starting the charge removal before the residual charge obtained by the belt in the nip comes out from the primary transfer, so that there is no shortage of charge removal, and image abnormalities are not caused thereby.
また、特許文献3には、少なくともその一部が、転写ゾーンにおける画像保持表面に隣接するように配置されて、転写ニップ、前転写ゾーン、及び、後転写ゾーンを形成する中間転写部材と、前記前転写ゾーンに隣接して配置されて、前記前転写ゾーンにおける前記中間転写部材に第1のバイアス電圧電位を印加し、転写電界を最低限にとどめて、画像保持表面から前記前転写ゾーンの前記中間転写部材にトナー粒子が転写されないようにするための手段と、転写ニップに隣接して配置されて、前記転写ニップにおける前記中間転写部材に第2のバイアス電圧電位を印加し、画像保持表面から前記転送ニップにおける前記中間転写部材にトナー粒子を吸引するための高転写電界を発生するための手段から構成される、画像保持表面から基板に荷電トナー粒子を転写するための装置が、開示されていた。これにより、横方向に導電性で抵抗性のバッキング基板を備えた中間転写部材を可能にすることができた。
さらに、特許文献4には、現像されたトナー像を担持する第1の像担持体に対向する中間転写体の背面に、上記第1の像担持体のトナー像と反対極性の1次バイアスを印加することで、上記担持体から上記中間転写体に上記トナー像を転写する1次転写工程を複数段有する画像形成装置において、上記1次バイアスが定電流であることを特徴とする転写装置が、開示されていた。これにより、転写率低下による画像濃度不足や、1次転写電流過多での異常放電などによる濃度ムラなどを防止できる転写装置を提供することができた。
そして、特許文献5には、像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、複数の支持部材に支持されたベルト状の中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する1次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に転写する2次転写手段とを備えた画像形成装置において、前記複数の支持部材のうち、前記像担持体と前記中間転写体とが対向する1次転写部に最も近接する1次転写部最近接の支持部材を、前記中間転写体を前記像担持体表面に向けて押圧する転写可能位置と前記中間転写体から離間した離間位置とを取り得るように設け、かつ、前記1次転写部最近接の支持部材の中間転写体移動方向の上流側及び下流側のそれぞれに位置する2つの固定配置の支持部材を、前記1次転写部最近接の支持部材が前記離間位置に位置するときに前記固定配置の支持部材で張架されている前記中間転写体が前記像担持体から離間するように設けるとともに、前記1次転写部最近接の支持部材を前記転写可能位置と前記離間位置との間で移動させるための支持部材駆動手段と、前記支持部材駆動手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置が、開示されていた。これにより、従来の2つの支持ローラを移動させる構成の場合に比してより簡易な構成で、感光体ドラムに対して中間転写ベルトを所定のタイミングで接離することができる画像形成装置を提供することができた。
Further, in
Further, in Patent Document 4, a primary bias having a polarity opposite to that of the toner image of the first image carrier is provided on the back surface of the intermediate transfer member facing the first image carrier that carries the developed toner image. An image forming apparatus having a plurality of stages of primary transfer steps for transferring the toner image from the carrier to the intermediate transfer member by applying the transfer device, wherein the primary bias is a constant current. Was disclosed. As a result, it was possible to provide a transfer device that can prevent image density deficiency due to a decrease in transfer rate, density unevenness due to abnormal discharge due to excessive primary transfer current, and the like.
しかしながら、上記手段では、転写チリが少なく、高効率転写率を維持しながら、虫喰い画像、中抜け画像などの転写ニップ部の加圧過多が主原因の転写異常画像を防止すること等ができず、問題となっていた。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、転写チリが少なく、高効率転写率を維持しながら、虫喰い画像、中抜け画像などの転写ニップ部の加圧過多が主原因の転写異常画像を防止する画像形成装置を提供することである。
また、必要な機械的転写ニップを確実に確保し、転写ニップ内に複数設けたバイアス印加電極間のリークを防止した状態で、転写ニップの入口側・出口側に転写チリ防止や逆転写防止のためのトナー極性と同極性バイアスを付与する画像形成装置を提供することである。
さらに、一次転写ニップにおいて、正規の転写バイアス印加後に、まだ中間転写体が感光体との間に機械的なニップを保ち続ける時に、除電電界を与えて適度な除電を完了させ、その後にニップから剥離させるようにバイアス印加ステーションの各バイアスを印加する画像形成装置を提供することである。
However, with the above means, there is little transfer dust, and while maintaining a high efficiency transfer rate, it is possible to prevent abnormal transfer images caused mainly by excessive pressurization of the transfer nip such as worm-eating images and hollow images. It was a problem.
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that the transfer nip portion such as a worm-eating image and a hollow image is pressed while maintaining a high efficiency transfer rate with less transfer dust. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that prevents an abnormal transfer image caused mainly by excess.
In addition, the necessary mechanical transfer nip is ensured, and leakage between the bias application electrodes provided in the transfer nip is prevented, preventing transfer dust and reverse transfer at the entrance and exit sides of the transfer nip. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that applies a bias having the same polarity as the toner polarity.
Furthermore, in the primary transfer nip, after applying a normal transfer bias, when the intermediate transfer member still keeps the mechanical nip with the photosensitive member, a neutralization electric field is applied to complete the appropriate neutralization, and then from the nip. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that applies each bias of a bias application station so as to be peeled off.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、表面にトナー像が形成され回動される半径R[mm]のドラム状の像担持体と、前記像担持体に接触して、像担持体側からみた一次転写ニップ幅WT1(N1)[mm]、当接角度θT1(N1)[°]のニップを形成し同方向に回動し、像担持体から前記トナーの像を転移させられるベルト状の一次転写体と、前記一次転写体の裏面には、前記転写ニップの上流端部と下流端部の間のニップ内の位置でトナーと異極性バイアスを接触通電個所を通して印加する一次転写バイアス印加部材と、前記通電個所の前方又は後方の前記一次転写ニップ内にてトナーと同極性のバイアスを印加する一次転写補正バイアス印加部材と、を有する一次転写体を用いる電子写真方式の画像形成装置において、一次転写動作時の前記一次転写ニップが前記バイアス印加手段の一次転写体への接触当接圧の有無に係わらず、同一のニップ幅を形成できる状態で当接する構成であり、一次転写動作時に一次転写バイアス印加部材と、離れた位置に回転する一次転写ニップ形成用ローラと、を具備し、回転する前記一次転写ニップ形成用ローラ位置の切り替え手段があり、非一次転写時又は停止時に前記一次転写体を一次転写ニップを形成しない位置に自動又は手動で切り替え可能であり、回転する前記一次転写ニップ形成用ローラを、非一次転写時に転写ニップを形成しない位置に切り替えた時、一次転写ニップでバイアスを印加した手段をベルト状の一次転写体から離すことを特徴とする。ここで、一次転写体と中間転写体は同じであり、一次転写体の裏面とは、非転写面であり、前記像担持体とは反対側の面である。
また、本発明は、一次転写ニップ幅WT1(N1)とバイアス印加手段の一次転写体への当接負荷無し状態における転写体と感光体の回動方向ニップ幅WT1(0)の関係が、
WT1(0)≧0.9×WT1(N1)
であることを特徴とする。
ここで、一次転写ニップ幅WT1(N1)とバイアス印加手段の一次転写体への当接負荷無し状態とは、ベルト上の一次転写体は前記ベルト駆動手段位置を一次転写動作時と同位置に保ちながら像担持体に当接した状態である。
さらに、本発明は、当接角度θT1(N1)とバイアス印加手段当接負荷無しの当接角度θT1(0)の関係が、
θT1(0)≧0.9×θT1(N1)
であることを特徴とする。
また、本発明は、一次転写動作時の像担持体の回転中心から一次転写体表面までの最大距離(上流側LIN(N1)、下流側LOUT(N1))とドラム状像担持体の半径Rの差の最大値(LIN(N1)−R、及びLOUT(N1)−R)が何れも0.2mm以下であることを特徴とする。ここで、一次転写体表面は、転写面で、裏面にバイアス印加手段が接触している個所の表面側である。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The image forming apparatus of the present onset Ming, a drum-shaped image carrier having a radius R [mm] which a toner image is rotated is formed on the surface, in contact with the image bearing member, a primary transfer viewed from the image bearing member A belt-shaped primary that forms a nip with a nip width W T1 (N1) [mm] and a contact angle θ T1 (N1) [°] and rotates in the same direction to transfer the toner image from the image carrier. A primary transfer bias applying member that applies toner and a different polarity bias through a contact energization point at a position in the nip between an upstream end portion and a downstream end portion of the transfer nip on a back surface of the transfer body and the primary transfer body; In an electrophotographic image forming apparatus using a primary transfer body, a primary transfer correction bias applying member that applies a bias having the same polarity as that of toner in the primary transfer nip in front of or behind the energization point. Before transfer operation Primary transfer nip or without contact contact pressure of the primary transcript of the biasing means, configured der abut in a state capable of forming the same nip width is, the primary transfer bias applying member during the primary transfer operation A primary transfer nip forming roller that rotates to a distant position, and has a means for switching the rotating position of the primary transfer nip forming roller, and the primary transfer nip is moved to the primary transfer nip during non-primary transfer or when stopped. A means for applying a bias at the primary transfer nip when the rotating primary transfer nip forming roller is switched to a position where the transfer nip is not formed during non-primary transfer. it characterized in that apart from the belt-shaped primary transcript. Here, the primary transfer member and the intermediate transfer member are the same, and the back surface of the primary transfer member is a non-transfer surface and the surface opposite to the image carrier.
Further, according to the present invention, the relationship between the primary transfer nip width W T1 (N1) and the rotation direction nip width W T1 (0) of the transfer member and the photosensitive member in a state in which no bias load is applied to the primary transfer member. ,
W T1 (0) ≧ 0.9 × W T1 (N1)
It is characterized by being.
Here, the primary transfer nip width W T1 (N1) and the state where there is no contact load on the primary transfer body of the bias applying means are the same as the position of the belt drive means on the belt during the primary transfer operation. It is in a state of being in contact with the image carrier while maintaining the same.
Furthermore, in the present invention, the relationship between the contact angle θ T1 (N1) and the contact angle θ T1 (0) without the bias application means contact load is
θ T1 (0) ≧ 0.9 × θ T1 (N1)
It is characterized by being.
Further, the present invention relates to the maximum distance (upstream L IN (N1), downstream L OUT (N1)) from the rotation center of the image carrier to the surface of the primary transfer member during the primary transfer operation and the drum-like image carrier. The maximum difference (L IN (N1) -R and L OUT (N1) -R) between the radii R is 0.2 mm or less. Here, the surface of the primary transfer body is the transfer surface and the surface side where the bias applying means is in contact with the back surface.
本発明の画像形成装置は、さらに、回転する一次転写ニップ形成用ローラに、一次転写時に転写ニップ出口側のバイアス印加極性と同極性のバイアスを印加することを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is further characterized in that a bias having the same polarity as the bias application polarity on the transfer nip outlet side is applied to the rotating primary transfer nip forming roller during primary transfer.
本発明の画像形成装置は、さらに、トナーと同極性電圧の一次転写バイアス印加部材と、トナーと異極性電圧の一次転写補正バイアス印加部材の少なくとも一方が、一次転写時に一次転写体の裏面に摺動接触する態様の非回転部材であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、トナーと同極性電圧の一次転写バイアス印加部材、トナーと異極性電圧の一次転写補正バイアス印加部材、及び一次転写ニップ形成用ローラの各々の動作の支点部を、非一次転写時に、感光体から離反する位置に移動し、かつ、バイアス印加手段と一次転写体を非接触状態にすることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present onset Ming, further a primary transfer bias applying member the same polarity as the toner voltage, at least one of the primary transfer correction bias applying member of the toner and opposite polarity voltage, the back surface of the primary transcript during primary transfer it is a non-rotating members in the form of sliding contacts.
The image forming apparatus of the present onset Ming, further a primary transfer bias applying member the same polarity as the toner voltage, the toner and the primary transfer correction bias applying member opposite polarity voltages, and the operation of each of the primary transfer nip forming roller The fulcrum is moved to a position away from the photosensitive member during non-primary transfer, and the bias applying means and the primary transfer member are brought into a non-contact state.
本発明は、上記解決するための手段によって、転写チリが少なく、高効率転写率を維持しながら、虫喰い画像、中抜け画像などの転写ニップ部の加圧過多が主原因の転写異常画像を防止する画像形成装置を提供することが可能となった。
また、必要な機械的転写ニップを確実に確保し、転写ニップ内に複数設けたバイアス印加電極間のリークを防止した状態で、転写ニップの入口側・出口側に転写チリ防止や逆転写防止のためのトナー極性と同極性バイアスを付与する画像形成装置を提供することが可能となった。
さらに、一次転写ニップにおいて、正規の転写バイアス印加後に、まだ中間転写体が感光体との間に機械的なニップを保ち続ける時に、除電電界を与えて適度な除電を完了させ、その後にニップから剥離させるようにバイアス印加ステーションの各バイアスを印加する画像形成装置を提供することが可能となった。
According to the present invention, by the means for solving the above-described problems, a transfer abnormal image mainly caused by excessive pressurization of the transfer nip portion such as a worm-eating image and a hollow image is maintained while maintaining a high transfer rate with a small transfer dust. It has become possible to provide an image forming apparatus that prevents this.
In addition, the necessary mechanical transfer nip is ensured, and leakage between the bias application electrodes provided in the transfer nip is prevented, preventing transfer dust and reverse transfer at the entrance and exit sides of the transfer nip. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that applies a bias having the same polarity as the toner polarity.
Furthermore, in the primary transfer nip, after applying a normal transfer bias, when the intermediate transfer member still keeps the mechanical nip with the photosensitive member, a neutralization electric field is applied to complete the appropriate neutralization, and then from the nip. It has become possible to provide an image forming apparatus that applies each bias of a bias application station so as to be peeled off.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
本発明は、一次転写ニップ内で、弱い当接圧で複数のバイアス印加手段を互いにリークすることなく、確実に中転ベルトに当接させることができる。
また、一次転写体と感光体の間隙をゼロ乃至微小に保った位置で、トナーと同極性でかつ印加電圧を低く抑えたバイアス印加で、所望の一次転写体の除電を行うことができる。さらに、好適な一次転写ニップを簡易構成で確実に形成することができる。なお、前記間隙は、200μmが好適であり、前記印加電圧は、絶対値が1kV以下が好適である。
また、本発明では、一次転写体と感光体に双方の当接による圧痕等の局部歪変形、トナー固着等の強固な汚染を防止することができる。さらに、一次転写体とバイアス印加手段に双方の当接による圧痕等の局部歪変形、異物固着等の強固な汚染を防止することができる。
本発明では、一次転写バイアス印加により一次転写体に付与された電荷を、感光体と離れる前だけでなく、離れた後も同一バイアス電源で除電し、カラー像の重ね一次転写バイアス電圧を抑制すること、及び次に一次転写重ねする色の一次転写ニップ入り口上流近傍空隙での放電を防止することができる。また、一次転写バイアス印加手段の簡易化、省スペース化、及び低コスト化をおこなうことができる。さらに、一次転写体と一次転写バイアス印加手段の接離機構の簡易化、及び低コスト化をおこなうことができる。
According to the present invention, a plurality of bias applying means can be reliably brought into contact with the intermediate transfer belt in the primary transfer nip without leaking each other with a weak contact pressure.
In addition, at a position where the gap between the primary transfer member and the photosensitive member is kept zero or minute, the desired primary transfer member can be neutralized by applying a bias having the same polarity as the toner and a low applied voltage. Furthermore, a suitable primary transfer nip can be reliably formed with a simple configuration. The gap is preferably 200 μm, and the applied voltage is preferably 1 kV or less in absolute value.
Further, according to the present invention, it is possible to prevent strong contamination such as local distortion deformation such as indentation due to contact between the primary transfer member and the photosensitive member, and toner fixation. Further, it is possible to prevent strong contamination such as local distortion deformation such as indentation due to contact between the primary transfer body and the bias applying means, and foreign matter fixation.
In the present invention, the charge imparted to the primary transfer member by applying the primary transfer bias is discharged not only before leaving the photosensitive member but also after leaving, with the same bias power source, thereby suppressing the superimposed primary transfer bias voltage of the color image. In addition, it is possible to prevent electric discharge in the vicinity of the upstream of the primary transfer nip entrance upstream of the color for the next primary transfer overlap. In addition, the primary transfer bias applying means can be simplified, space-saving, and cost can be reduced. Furthermore, the contact / separation mechanism between the primary transfer body and the primary transfer bias applying means can be simplified and the cost can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図1は、本発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式のカラー画像形成装置を示す図である。図中符号150は複写機本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写機本体150上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写機本体150には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。中間転写体10は、画像の伸縮の発生を防止するため、伸縮のしないものが良く、本実施例では、単層のポリイミド材をベースに作られた一層ベルトである。
中間転写体(中間転写ベルト)に適用する樹脂として、PI(ポリイミド)の他に公知の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー及び熱硬化性樹脂等を挙げることができ、具体的には、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PC(ポリカーボネート)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニル系樹脂、等がある。前記樹脂に導電性材料を分散させて電気抵抗を調整した混合・合成材料からなり、その体積抵抗率が一次転写体時与えるバイアス電圧レベルの1kV印加条件で107乃至1013Ω・cmの範囲で、かつ50乃至200μmの薄い層で曲がり易い層が好適である。
また、中間転写体の抵抗を調整するための導電材料としては、カーボン、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化チタン等の金属酸化物、4級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンイミン、含硼素高分子化合物及びポリピロール等の導電性高分子化合物等から1種類あるいは2種類以上を用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a color image forming apparatus of a tandem type indirect transfer system according to an embodiment of the present invention. In the figure,
The copying machine
Examples of the resin applied to the intermediate transfer member (intermediate transfer belt) include known thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, and the like in addition to PI (polyimide). Vinyldenide), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), PC (polycarbonate), polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyether resin, polyvinyl resin, and the like. It is made of a mixed / synthetic material in which an electric resistance is adjusted by dispersing a conductive material in the resin, and its volume resistivity is in a range of 10 7 to 10 13 Ω · cm under a 1 kV application condition of a bias voltage level given at the time of primary transfer. In addition, a thin layer of 50 to 200 μm and a layer that is easily bent is preferable.
Examples of the conductive material for adjusting the resistance of the intermediate transfer member include carbon, metal powder such as aluminum and nickel, metal oxide such as titanium oxide, quaternary ammonium salt-containing polymethyl methacrylate, polyvinylaniline, and polyvinylpyrrole. One kind or two or more kinds of conductive polymer compounds such as polydiacetylene, polyethyleneimine, boron-containing polymer compound and polypyrrole can be used.
そして、中間転写体は、3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエローの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。そのタンデム画像形成装置20の上には、さらに露光装置21を設ける。
一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、前記タンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置を備える。
The intermediate transfer member is wound around the three
On the other hand, a
A fixing
In the illustrated example, a sheet reversing device for reversing the sheet so as to record images on both sides of the sheet is provided below the
このカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
When making a copy using this color copying machine, the document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体150内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
Alternatively, the
Then, the
The sheet after the image transfer is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ49には、導電性ゴムローラを用い、バイアスを印加する。径Φ18で、表面を1mm厚みの導電性NBRゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で109Ω・cm程度であり、印加電圧はトナーを転写する側(表側)には−850V程度の電圧が印加されている。紙裏面側は+200V程度の電圧が印加されているが、特に裏面の紙粉転写を考慮する必要が少ない場合にはアースになっていても良い。また、印加電圧として、DCバイアスが印加されているが、これはDCオフセット成分を持ったAC電圧でも良い。AC重畳DCバイアスの方が紙表面を均一に帯電することができる。レジストローラ49を通過した後の紙表面は若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写体10からシートへの転写では、レジストローラ49に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わる場合があるので注意が必要である。
On the other hand, the
Here, a conductive rubber roller is used as the
図2は、タンデム画像形成装置を示す図である。タンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、例えば図2に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などを備えてなる。感光体40は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
図示省略するが、少なくとも感光体40を設け、画像形成手段18を構成する部分の全部または一部でプロセスカートリッジを形成し、複写機本体150に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。画像形成手段18を構成する部分のうち、帯電装置60は、図示例ではローラ状につくり、感光体40に接触して電圧を印加することによりその感光体40の帯電を行う。
現像装置61は、一成分現像剤を使用してもよいが、図示例では、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用する。そして、その二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に付着する攪拌部66と、その現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体40に転移する現像部67とで構成し、その現像部67より攪拌部66を低い位置とする。
攪拌部66には、平行な2本のスクリュ68を設ける。2本のスクリュ68の間は、両端部を除いて仕切り板69で仕切る。また、現像ケース70にトナー濃度センサ71を取り付ける。
FIG. 2 is a diagram illustrating a tandem image forming apparatus. In the tandem
Although not shown in the drawing, at least the
The developing
The stirring
一方、現像部67には、現像ケース70の開口を通して感光体40と対向して現像スリーブ65を設けるとともに、その現像スリーブ65内にマグネット72を固定して設ける。また、その現像スリーブ65に先端を接近してドクタブレード73を設ける。図示例では、ドクタブレード73と現像スリーブ65間の最接近部における間隔は、500μmに設定してある。
そして、2成分現像剤を2本のスクリュ68で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給する。現像スリーブ65に供給された現像剤は、マグネット72により汲み上げて保持し、現像スリーブ65上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転とともに、ドクタブレード73によって適正な量に穂切りする。切り落とされた現像剤は、攪拌部66に戻される。
On the other hand, the developing
Then, the two-component developer is conveyed and circulated while being stirred by the two
他方、現像スリーブ65上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ65に印加する現像バイアス電圧により感光体40に転移して、その感光体40上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ65上に残った現像剤は、マグネット72の磁力がないところで現像スリーブ65から離れて攪拌部66に戻る。この繰り返しにより、攪拌部66内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71で検知して攪拌部66にトナー補給する。
なお、図示例では、感光体40の線速を200mm/s、現像スリーブ65の線速を240mm/sとしている。感光体40の直径を50mm、現像スリーブ65の直径を18mmとして、現像行程が行われる。現像スリーブ65上のトナー帯電量は、−10乃至−30μC/gの範囲である。感光体40と現像スリーブ65の間隙である現像ギャップGPは、従来の0.8mmから0.4mmの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。
感光体40の厚みを30μmとし、光学系のビームスポット径を50×60μm、光量を0.47mWとしている。また、感光体40の帯電(露光前)電位V0を−700V、露光後電位VLを−120Vとして現像バイアス電圧を−470Vすなわち現像ポテンシャル350Vとして現像工程が行われるものである。
On the other hand, of the developer on the developing
In the illustrated example, the linear velocity of the
The thickness of the
次に、1次転写装置62は、ローラ状とし、中間転写体10を挟んで感光体40に押し当てて設ける。別に、ローラ状に限らず、ブラシまたは非接触のコロナチャージャなどであってもよい。
感光体クリーニング装置63は、先端を感光体40に押し当てて、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を備えるとともに、外周を感光体40に接触して導電性のファーブラシ76を矢示方向に回転自在に備える。また、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製電界ローラ77を矢示方向に回転自在に備え、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てる。さらに、除去したトナーを回収する回収スクリュ79を設ける。
そして、感光体40に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ76で、感光体40上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対して接触してカウンタ方向に回転する電界ローラ77でバイアスを印加して取り除く。電界ローラ77は、スクレーパ78でクリーニングする。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュ79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せ、詳しくは後述するトナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻して再利用する。
Next, the
The
Then, residual toner on the
除電装置64は、例えばランプであり、光を照射して感光体40の表面電位を初期化する。
そして、感光体40の回転とともに、まず帯電装置60で感光体40の表面を一様に帯電し、次いでスキャナ300の読取り内容に応じて前記露光装置21からレーザやLED等による書込み光Lを照射して感光体40上に静電潜像を形成する。
その後、現像装置61によりトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、その可視像を1次転写装置62で中間転写体10上に転写する。画像転写後の感光体40の表面は、感光体クリーニング装置63で残留トナーを除去して清掃し、除電装置64で除電して再度の画像形成に備える。
The
Then, along with the rotation of the
Thereafter, toner is attached by the developing
図3は、図1に示すカラー複写機の要部拡大図である。図3においては、タンデム画像形成装置20の各画像形成手段18、その画像形成手段18の各感光体40、各現像装置61、各感光体クリーニング装置63、および各画像形成手段18の感光体40にそれぞれ対向して設ける各1次転写装置62の各符号の後に、それぞれブラックの場合はBKを、イエローの場合はYを、マゼンタの場合はMを、シアンの場合はCを付して示す。
なお、図3中符号74は、図示は省略するが、各1次転写装置62間において、中間転写体10のベース層側に接触して設ける導電性ローラである。この導電性ローラ74は、転写時に各1次転写装置62により印加するバイアスが、中抵抗のベース層を介して隣りの各画像形成手段18に流れ込むことを阻止するものである。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the color copying machine shown in FIG. In FIG. 3, each
3 is a conductive roller provided in contact with the base layer side of the
次に、トナーリサイクル装置80について説明する。感光体クリーニング装置63の回収スクリュ79には、一端に、ピン81を有するローラ部82を設ける。そして、そのローラ部82に、トナーリサイクル装置80のベルト状回収トナー搬送部材83の一側を掛け、その回収トナー搬送部材83の長孔84にピン81を入れる。回収トナー搬送部材83の外周には一定間隔置きに羽根85を設けてなり、その他の側は、回転軸86のローラ部87に掛ける。
回収トナー搬送部材83は、回転軸86とともに、搬送路ケース88内に入れる。搬送路ケース88は、カートリッジケース89と一体につくり、その現像装置61側の端部に、現像装置61の前述した2本のスクリュ68の1本を入れてなる。
そして、外部から駆動力を伝達して回収スクリュ79を回転するとともに、回収トナー搬送部材83を回転搬送し、感光体クリーニング装置63で回収したトナーを搬送路ケース88内を通して現像装置61へと搬送し、スクリュ68の回転で現像装置61内に入れる。その後、前記のとおり、2本のスクリュ68ですでに現像装置61内にある現像剤とともに攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給してドクタブレード73により穂切りして後、感光体40に転移してその感光体40上の潜像を現像する。
Next, the
The collected toner conveying member 83 is put in the conveying path case 88 together with the rotating shaft 86. The conveyance path case 88 is formed integrally with the cartridge case 89, and one of the above-described two
Then, the driving force is transmitted from the outside to rotate the
トナーは、ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂に帯電制御剤(CCA)、色剤を混合し、その周りにシリカ、酸化チタン等の物質を外添することでその帯電特性、流動性を高めている。添加剤の粒径は、通常、0.1乃至1.5[μm]の範囲である。色剤は、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミン等を挙げることができる。帯電極性は、実施例では負帯電である。
トナーは、ワックス等を分散混合させた母体トナーに上記種類の添加剤を外添しているものも使用することができる。ここまでの説明で、トナーは、粉砕法で作成されたものであるが、重合法等で作成したものも使用可能である。一般に重合法、加熱法等で作成されたトナーは、形状係数を90%以上に形成することが可能で、さらに形状による添加剤の被覆率も極めて高くなる。
ここで、形状係数は、本来ならば球形度となって、「粒子と同体積の球の表面積/実粒子の表面積*100%」で定義されるが、測定がかなり困難になるので、円形度で算出する。その定義は、「粒子と同じ投影面積を持つ円の周長/実粒子の投影輪郭長さ*100%」とする。そうすると、投影された円が真円に近づくほど、100%に近づくことになる。トナーの体積平均粒径の範囲は、3乃至12μmが好適である。本発明では、6μmとし、1200dpi以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
The toner is mixed with a charge control agent (CCA) and a colorant in a resin such as polyester, polyol, and styrene acrylic, and by adding a substance such as silica and titanium oxide around the resin, its charging characteristics and fluidity. Is increasing. The particle size of the additive is usually in the range of 0.1 to 1.5 [μm]. Colorant include carbon black, phthalocyanine blue, quinacridone, carmine and the like can be ani gel. The charging polarity is negative charging in the embodiment.
As the toner, a toner obtained by externally adding the above kind of additive to a base toner in which wax or the like is dispersed and mixed can be used. In the description so far, the toner is prepared by a pulverization method, but a toner prepared by a polymerization method or the like can also be used. In general, a toner prepared by a polymerization method, a heating method, or the like can be formed with a shape factor of 90% or more, and the coverage of the additive depending on the shape is extremely high.
Here, the shape factor is originally sphericity and is defined as “the surface area of a sphere having the same volume as a particle / the surface area of an actual particle * 100%”. Calculate with The definition is “circumference of circle having the same projected area as the particle / projection contour length of the actual particle * 100%”. Then, the closer the projected circle is to a perfect circle, the closer to 100%. The range of the volume average particle diameter of the toner is preferably 3 to 12 μm. In the present invention, it is possible to sufficiently cope with an image having a high resolution of 1200 dpi or more with 6 μm.
磁性粒子(キャリア)は、金属または樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものである。粒径は、20乃至50μmの範囲が良好である。また、抵抗は、ダイナミック抵抗で104乃至106Ωの範囲が最適である。ただし、測定方法は、磁石を内包したローラ(Φ20mm;600rpm)に坦持して、幅65mm、長さ1mmの面積の電極をギャップ0.9mmで当接させ、耐圧上限レベル(高抵抗シリコンコートキャリアでは400Vから鉄粉キャリアでは数V)の印加電圧を印加した時の測定値である。 The magnetic particles (carriers) contain a magnetic material such as ferrite with a metal or resin as a core, and the surface layer is coated with a silicon resin or the like. The particle size is preferably in the range of 20 to 50 μm. The resistance is optimally a dynamic resistance in the range of 10 4 to 10 6 Ω. However, the measurement method is to hold a roller (Φ20 mm; 600 rpm) containing a magnet, contact an electrode having a width of 65 mm and a length of 1 mm with a gap of 0.9 mm, and set the upper limit voltage level (high resistance silicon coating). It is a measured value when an applied voltage of 400 V is applied to the carrier and several volts is applied to the iron powder carrier.
現像スリーブ65は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット72を配設している。マグネット72は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。図示例では、現像スリーブ65の直径をφ18とし、表面はサンドブラストまたは1乃至数mmの深さを有する複数の溝を形成する処理を行い10乃至30μmRZの範囲に入る様にしている。
マグネット72は、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1、S1、N2、S2、S3の5磁極を有する。マグネット72で形成された(トナー+磁性粒子)は、現像剤として現像スリーブ65上に坦持され、トナーは、磁性粒子と混合されることで規定の帯電量を得る。図示例では、−10乃至−30[μC/g]の範囲が好適である。現像スリーブ65は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット72のS1側の領域に、感光体40に対向して配設されている。
The developing
The
図示例では、図3に示すように、クリーニング装置17に、クリーニング部材として2つのファーブラシ90、91を設ける。ファーブラシ90、91は、Φ20mm、アクリルカーボン、6.25D/F、10万本/inch2、1.0×107Ωのものを使用し、中間転写体10に対して接触してカウンタ方向に回転するように設ける。そして、それぞれのファーブラシ90、91には、不図示の電源から各々異なる極性のバイアスを印加する。
そのようなファーブラシ90、91には、それぞれ金属ローラ92、93を接触して順方向に回転するように設ける。そして、この例では、中間転写体10の回転方向上流側の金属ローラ92に電源94から(−)電圧を印加し、下流側の金属ローラ93に電源95から(+)電圧を印加する。それらの金属ローラ92、93には、それぞれブレード96、97の先端を押し当てる。
そして、中間転写体10の矢示方向への回転とともに、はじめ上流側のファーブラシ90を用いて例えば(−)のバイアスを印加して中間転写体10表面のクリーニングを行う。仮に、金属ローラ92に−700V印加すると、ファーブラシ90は−400Vとなり、中間転写体10上の(+)トナーをファーブラシ90側に転移する。除去したトナーをさらに電位差によりファーブラシ90から金属ローラ92に転移し、ブレード96により掻き落とす。
In the illustrated example, as shown in FIG. 3, the
Such fur brushes 90 and 91 are provided so as to rotate in the forward direction in contact with
Then, along with the rotation of the
また、ファーブラシ90で中間転写体10上のトナーを除去するが、中間転写体10上にはまだ多くのトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ90に印加される(−)のバイアスにより、(−)に帯電される。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。
しかし、次いで下流側のファーブラシ91を用いて今度は(+)のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去することができる。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ91から金属ローラ93に転移し、ブレード97により掻き落とす。
ブレード96、97で掻き落としたトナーは、不図示のタンクに回収する。トナーリサイクル装置を用いて現像装置61に戻すようにしてもよい。
そして、ファーブラシ91でクリーニング後は、ほとんどのトナーが除去されるが、中間転写体10上にはまだ少しのトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ91に印加される(+)のバイアスにより、(+)に帯電される。しかし、2つのファーブラシ90、91で除去できずに中間転写体10上にトナーが残ったときにも、ブラックの1次転写位置で感光体40BK側に逆転写して感光体クリーニング装置63BKで回収することができる。
Further, the toner on the
However, the toner can be removed by performing cleaning by applying a bias (+) this time using the fur brush 91 on the downstream side. The removed toner is transferred from the fur brush 91 to the metal roller 93 due to a potential difference, and scraped off by the
The toner scraped off by the
After the cleaning with the fur brush 91, most of the toner is removed, but a small amount of toner still remains on the
図4は本発明における一次転写部である。感光体120と中間転写ベルト121は、懸架ローラ123、124から機械的ニップNmを形成し、同一方向に回動する。
転写ブレード100、出口ブレード101、入口ブレード102はそれぞれ高分子またはゴムにて作られる。例えば前者の材料ではウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂などの素材にカーボンを練りこんで、106乃至1013Ω以内の抵抗に調整する。なお、抵抗は望ましくは106乃至1010Ω程度となる。後者の材料ではCR、EPDM、ヒドリンゴムなどの素材ゴムに同様にカーボンを練りこんでほぼ同抵抗に調整される。成形時は、厚さT0.5乃至T1.5mmの板状に成形され、また磨耗機械的劣化が最も少ない方向になるように、ベルト回動方向に高分子が流れる方向に成形される。
これらのブレードの配置位置は、転写ブレード100はまず、Nmの大体中央から少し下流側となるのが一般的である。この転写ブレード100の位置を基準に、出口ブレード101までの位置をベルト上に撮影した出口幅Nexと、入り口ブレード102の位置までをベルト上に投影した入口幅Ninに分かれる。なお、これらのNinとNexの和が全体として転写電界の実効バイアス印加幅Neとなる。また、Nm≧Neである。
FIG. 4 shows a primary transfer portion in the present invention. The
The
As for the arrangement position of these blades, the
個々で、各バイアス電源は、転写ブレード100に対してはバイアス源110、他ブレード102にはバイアス源112、ブレード104にはバイアス源114が与えられる。これらの未図示だがCPUなどにより制御可能である。
また、これらのブレードは105なる支持ホルダで支持されていて、一括しておかれる。一次転写時のブレードは、たわみ変形を少なくしてブレードの磨耗等による劣化や中間転写ベルトに及ぼす摩擦力の抑制や中間転写ベルトの傷、磨耗、劣化の抑制のため、寸法上の中間転写ベルトに対する喰込量は0.5mm以下が好適で、中間転写ベルトに及ぼす当接圧力はブレードの長さ方向の線圧換算では50N/m以下が好適である。仮にブレードのたわみが大きく電位と極性の異なるブレード間隔が異常に接近すると、これらのブレード間に漏電が生じ、電源などにダメージを与えてしまう。
Individually, each bias power source is provided with a
Further, these blades are supported by a
比較のため図5の従来例の一次転写ニップ例について説明する。Ninは転写ブレード100〜懸架ローラ124のベルト当接位置間距離であり、Nexは転写ブレード100〜懸架ローラ123のベルト当接位置間距離である。この従来例では、Nm<Neとなる。ここで、図6に中間転写ベルトの表面電位の予想図を示す。ここでは転写バイアス110は、(−)トナーの転移をさせるため、(+)バイアスを印加する。入口バイアス112は、同トナーの転移を抑止するため(−)バイアスが掛かっている。
従来例では、まだ残出口側の中間転写ベルトの離間部で、ベルト非画像面の(+)電荷が残るため、剥離によりギャップ電位が上昇し、小さい放電が起きてしまう。これに対し、本発明では出口バイアス111が密着したベルトに対して付加されるため、除電が完了しており、この放電が生じない。よって、転写チリなどが改善される。
For comparison, an example of the conventional primary transfer nip of FIG. 5 will be described. Nin is a distance between the belt contact positions of the
In the conventional example, since the (+) charge on the non-image surface of the belt still remains at the separation portion of the intermediate transfer belt on the remaining exit side, the gap potential rises due to peeling and a small discharge occurs. On the other hand, in the present invention, since the
なお、図7には本発明に用いた中間転写体抵抗の電圧に関する挙動を示す。図では、電界下では低抵抗で、電界から外れると高抵抗化し、電界の平方根が電流に比例する。なお、通常のイオン導電性物質では電界変動性があっても1桁程度で、ここまでの変動はある。これはプロセス上有利となる。ただし、このようなイオン系導電性物質を入れた中間転写ベルトは一般に環境変動が大きいため、環境により使用条件を変更制御する必要がある。
ここで、ブレード100、101、102は夫々が一定の間隔で絶縁体を持って同一の支持部材に固定接続されている。これは位置精度を上げるのに有益である。またブレードの抵抗としては106乃至1011Ωが良い。これらは中間転写ベルトに必要十分な電荷の需給ができかつ極所集中のリークによるトラブルを回避できる抵抗である。
FIG. 7 shows the behavior regarding the voltage of the resistance of the intermediate transfer member used in the present invention. In the figure, the resistance is low under an electric field, the resistance increases when the electric field deviates from the electric field, and the square root of the electric field is proportional to the current. In addition, even if there is electric field variability in a normal ion conductive material, there are fluctuations up to this point. This is a process advantage. However, since the intermediate transfer belt containing such an ionic conductive material generally has a large environmental fluctuation, it is necessary to change and control the use conditions depending on the environment.
Here, each of the
ここで図8に一次転写ニップ入・出口付近の負極性バイアス印加手段をまとめた例を示す。ここでは、同じバイアス電圧を印加できるようにしてある。ここで、主極140は四角形断面バー状の中抵抗部材である。未図示の電極などにより電源110に接続される。なお、ここでこの中抵抗部材は前述のカーボン分散型部材となる。
一方、入口出口用一体化電極142は、中抵抗素材をして複雑な形に成形されているが、ここで図中145にて示されるダイヤフラム状になっており、この部分が変形をすることで適切な押圧力を与えることができる。
ここで、この入口出口電極は絶縁支持材143で支持され、また主極140を支持する絶縁支持材141で支持される。前者の支持材143は一般絶縁樹脂などで作られる。また、支持材141はゴムなどの多少変形する部材で作られる。また中抵抗部材とした時は実効電界Neの入口端と出口端で通電抵抗を変えることができる。これにより、入口は強めの(−)電荷が印加され、出口には弱めの(−)電荷が与えられる。また、入り口側のチリをなくし、かつ出口では放電分を減らすことができる。
Here, FIG. 8 shows an example in which negative bias applying means in the vicinity of the entrance and exit of the primary transfer nip are summarized. Here, the same bias voltage can be applied. Here, the
On the other hand, the
Here, the entrance / exit electrodes are supported by an insulating
図9は、本発明の一次転写ニップを形成するための、ローラPを設けた様子を示す図である。図9(2)には一次転写時の様子を示し、図9(3)には非転写時の様子を示した。
なお、バイアス印加手段は、ブレード例で示してきたが、ブレード材料としては、中間転写体に必要な電荷を付与できる電気伝導度のあるゴムブレード、金属ブレード、樹脂ブレード等の公知材料を適用できる。また、他のバイアス印加手段例としてブラシや小径の金属ローラ等でも良い。
中間転写体の電気特性については、体積抵抗率は、一次転写体時与えるバイアス電圧レベル1kV印加で107乃至1013Ω・cmが適切で、より好ましくは108乃至1010Ω・cmが好適である。また、裏面の表面抵抗率であるバイアス電圧印加手段の当接する面の表面抵抗率は108乃至1012Ω/□が適切で、より好ましくは1010乃至1011Ω/□が好適である。
中間転写転写体の負荷トルクについては、バイアス印加手段を当接させた時の摩擦抵抗や、クリーニング部材の摺擦負荷抵抗等による負荷が最大となる場合でも高耐久化のため1.0Nm以下が好ましく、本実施例では、中間転写体とバイアス印加手段の摩擦面への当接圧(線圧)を20N/m以下に抑えたり、摩擦面相互の摩擦係数を0.5以下になる様、少なくとも一方の表面に公知の潤滑物質を付与して滑りやすくする工夫を施し、0.3Nm以下とした。
FIG. 9 is a view showing a state in which a roller P is provided for forming the primary transfer nip of the present invention. FIG. 9 (2) shows a state during primary transfer, and FIG. 9 (3) shows a state during non-transfer.
The bias applying means has been shown as an example of a blade, but as the blade material, a known material such as a rubber blade, a metal blade, or a resin blade having electrical conductivity capable of imparting a necessary charge to the intermediate transfer member can be applied. . As another example of bias applying means, a brush, a small-diameter metal roller, or the like may be used.
Regarding the electrical characteristics of the intermediate transfer member, the volume resistivity is suitably 10 7 to 10 13 Ω · cm, more preferably 10 8 to 10 10 Ω · cm when a bias voltage level of 1 kV applied at the time of the primary transfer member is applied. It is. Further, the surface resistivity of the abutting surface of the bias voltage applying means, which is the surface resistivity of the back surface, is suitably 10 8 to 10 12 Ω / □, more preferably 10 10 to 10 11 Ω / □.
The load torque of the intermediate transfer transfer member is 1.0 Nm or less for high durability even when the load due to the frictional resistance when the bias applying unit is brought into contact or the frictional load resistance of the cleaning member becomes maximum. Preferably, in this embodiment, the contact pressure (linear pressure) of the intermediate transfer member and the bias applying unit to the friction surface is suppressed to 20 N / m or less, or the friction coefficient between the friction surfaces is 0.5 or less. At least one surface is provided with a known lubricating substance to make it slippery, so that it is 0.3 Nm or less.
図10(1)及び図10(2)は本発明の実施例による説明図である。中間転写ベルトと感光体の接触幅はバイアス印加手段5、6の中間転写ベルトへの接離で変化していない例である。
本発明において、バイアス印加手段である一次転写補正バイアス印加部材の1次転写体を介在して感光体に当接させた場合の一次転写ニップ幅WT1(N1)は、バイアス印加手段の一次転写体への当接負荷無し状態における転写体と感光体の回動方向ニップ幅WT1(0)の10%増以内である。また、本発明は、式をWT1(N1)≦1.11×WT1(0)と表現することもできる。
本発明の好ましいニップ形成状態は、WT1(0)が十分広く、4mm以上が好適で、本発明の状態でWT1(N1)=WT1(0)である。
しかしながら、感光体ドラム径がΦ30mm以下の小径である、あるいは図10等に図示した転写ニップ形成ローラ配置都合で、WT1(0)を十分広く確保でき難く(例えば3.9mm以下)、一次転写バイアス印加手段の先端当接位置が転写ニップ入り口部にあり、前記バイアス印加手段当接位置から一次転写補正バイアス印加部材先端当接位置までの距離を4.0mm確保する必要がある場合には、バイアス印加手段である一次転写補正バイアス印加部材を当接負荷無し状態における転写体と感光体の当接ニップの回動方向出口付近に当接することになり、ニップ幅、WT1(N1)≒WT1(0)となる。例えば前記2種のバイアス印加手段(又は部材)先端間に過剰な電流が流れない様にする場合などである。
また、バイアス印加手段を弱い当接圧以下で一次転写体へ当てた場合でも、WT1(N1)>WT1(0)となる。例えば、前記記載の実施例では線圧換算で50N/m以下、あるいは20N/mの場合である。従って本発明では、式はWT1(N1)の上限を示している。
FIG. 10 (1) and FIG. 10 (2) are explanatory views according to the embodiment of the present invention. In this example, the contact width between the intermediate transfer belt and the photosensitive member is not changed by the contact and separation of the
In the present invention, the primary transfer nip width W T1 (N1) when the primary transfer body of the primary transfer correction bias application member, which is a bias application unit, is brought into contact with the photoconductor is the primary transfer of the bias application unit. It is within 10% increase of the nip width W T1 (0) in the rotational direction of the transfer member and the photosensitive member in a state where there is no contact load on the member. In the present invention, the equation can also be expressed as W T1 (N1) ≦ 1.11 × W T1 (0).
In the preferred nip formation state of the present invention, W T1 (0) is sufficiently wide and 4 mm or more is preferable, and in the state of the present invention, W T1 (N1) = W T1 (0).
However, it is difficult to secure W T1 (0) sufficiently wide (for example, 3.9 mm or less) because the photosensitive drum diameter is a small diameter of Φ30 mm or less, or due to the arrangement of the transfer nip forming roller shown in FIG. When the tip contact position of the bias applying means is at the entrance of the transfer nip and it is necessary to secure a distance of 4.0 mm from the bias applying means contact position to the primary transfer correction bias applying member tip contact position, The primary transfer correction bias applying member, which is a bias applying means, is brought into contact with the vicinity of the rotation direction exit of the contact nip between the transfer member and the photosensitive member in the state without contact load, and the nip width, W T1 (N1) ≈W T1 (0). For example, it is possible to prevent an excessive current from flowing between the tips of the two types of bias applying means (or members).
Even when the bias applying means is applied to the primary transfer body at a weak contact pressure or lower, W T1 (N1)> W T1 (0). For example, in the above-described embodiment, the case is 50 N / m or less or 20 N / m in terms of linear pressure. Therefore, in the present invention, the equation indicates the upper limit of W T1 (N1).
以下に実施例と比較例を示す。
(実施例)
(実施例1)
WT1(0)=4.0mm、バイアス印加手段の一次転写体への当接圧5N/mの場合、WT1(N1)=4.0〜4.4mmで、WT1(0)>0.9×WT1(N1)、又は1.11×WT1(0)>WT1(N1)≧WT1(0)となる。
Examples and comparative examples are shown below.
(Example)
Example 1
When W T1 (0) = 4.0 mm and the contact pressure of the bias applying means to the primary transfer member is 5 N / m, W T1 (N1) = 4.0 to 4.4 mm and W T1 (0)> 0. .9 × W T1 (N1) or 1.11 × W T1 (0)> W T1 (N1) ≧ W T1 (0).
(比較例1)
WT1(0)=3.0mm、バイアス印加手段の一次転写体への当接圧10N/mの場合WT1(N1)=4.0〜4.4mmで、0.68×WT1(N1)≦WT1(0)≦0.75×WT1(N1)、又は1.47×WT1(0)>WT1(N1)≧1.33×WT1(0)となる。
(Comparative Example 1)
When W T1 (0) = 3.0 mm and the contact pressure of the bias applying means to the primary transfer member is 10 N / m, W T1 (N1) = 4.0 to 4.4 mm, and 0.68 × W T1 (N1 ) ≦ W T1 (0) ≦ 0.75 × W T1 (N1), or 1.47 × W T1 (0)> W T1 (N1) ≧ 1.33 × W T1 (0).
同様に、図11(1)及び図11(2)は本発明の実施例による説明図である。
本発明において、バイアス印加手段である一次転写補正バイアス印加部材の一次転写体を介在して感光体に当接させた場合の感光体ドラムに対する一次転写体の当接角θT1(N1)は、バイアス印加手段の一次転写体への当接負荷無し状態における一次転写体と感光体ドラムの当接角θT1(0)の10%増以内である。また、式をθT1(N1)≦1.11×θT1(0)と表現することもでき、当接角は巻きつけ角ともいう。
本発明の好ましいニップ形成状態は、θT1(0)が十分大きく、感光体ドラム径がΦ60mmで7.6°以上が好適である。これは、ニップ幅で4.0mm以上に相当する。本発明の状態でθT1(N1)=θT1(0)である。
しかしながら、感光体ドラム径がΦ30mm以下の小径であるとか、図11等に図示した転写ニップ形成ローラ配置都合で、θT1(0)を十分大きく確保でき難く(例えばΦ60mmの感光体ドラムで7°以下)、一次転写バイアス印加手段の先端当接位置が転写ニップ入り口部にあり、前記バイアス印加手段当接位置から一次転写補正バイアス印加部材先端当接位置までの当接角を前記のように7.6°確保する必要がある場合には、バイアス印加手段である一次転写補正バイアス印加部材を当接負荷無し状態における転写体と感光体の当接ニップの回動方向出口付近に当接することになり、当接角は、θT1(N1)≒θT1(0)となる。例えば前記2種のバイアス印加手段(又は部材)先端間に過剰な電流が流れない様にする場合などである。
また、バイアス印加手段を弱い当接圧以下で一次転写体へ当てた場合でも、θT1(N1)>θT1(0)となる。例えば、前記記載の実施例では線圧換算で50N/m以下、あるいは20N/mで一次転写体へ当てた場合である。従って本発明では、式はθT1(N1)の上限を示している。
Similarly, FIG. 11 (1) and FIG. 11 (2) are explanatory diagrams according to the embodiment of the present invention.
In the present invention, the contact angle θ T1 (N1) of the primary transfer member with respect to the photosensitive drum when the primary transfer correction bias applying member that is a bias applying means is in contact with the photosensitive member via the primary transfer member is It is within 10% increase of the contact angle θ T1 (0) between the primary transfer member and the photosensitive drum in a state where there is no contact load on the primary transfer member of the bias applying unit. Further, the equation can be expressed as θ T1 (N1) ≦ 1.11 × θ T1 (0), and the contact angle is also referred to as a winding angle.
In a preferred nip formation state of the present invention, θ T1 (0) is sufficiently large, and the photosensitive drum diameter is preferably 7.6 ° or more at Φ60 mm. This corresponds to a nip width of 4.0 mm or more. In the state of the present invention, θ T1 (N1) = θ T1 (0).
However, it is difficult to secure θ T1 (0) sufficiently large (for example, 7 ° for a photosensitive drum of Φ60 mm) due to the small diameter of the photosensitive drum of Φ30 mm or less or due to the arrangement of the transfer nip forming roller illustrated in FIG. The tip contact position of the primary transfer bias applying means is at the transfer nip entrance, and the contact angle from the bias applying means contact position to the primary transfer correction bias applying member tip contact position is 7 as described above. When it is necessary to secure 6 °, the primary transfer correction bias applying member as bias applying means is brought into contact with the vicinity of the exit in the rotation direction of the contact nip between the transfer member and the photosensitive member in a state without contact load. Therefore, the contact angle is θ T1 (N1) ≈θ T1 (0). For example, it is possible to prevent an excessive current from flowing between the tips of the two types of bias applying means (or members).
Even when the bias applying means is applied to the primary transfer body at a weak contact pressure or less, θ T1 (N1)> θ T1 (0). For example, in the above-described embodiments, it is applied to the primary transfer member at 50 N / m or less or 20 N / m in terms of linear pressure. Therefore, in the present invention, the equation indicates the upper limit of θ T1 (N1).
以下に実施例と比較例を示す。
(実施例)
(実施例2)
θT1(0)=7.6°、バイアス印加手段の一次転写体への当接圧5N/mの場合、θT1(N1)=7.6〜8.4°で、θT1(0)>0.9×θT1(N1)、又は1.11×θT1(0)>θT1(N1)≧θT1(0)となる。
Examples and comparative examples are shown below.
(Example)
(Example 2)
When θ T1 (0) = 7.6 ° and the contact pressure of the bias applying means to the primary transfer member is 5 N / m, θ T1 (N1) = 7.6 to 8.4 ° and θ T1 (0) > 0.9 × θ T1 (N1), or 1.11 × θ T1 (0)> θ T1 (N1) ≧ θ T1 (0).
(比較例2)
θT1(0)=5.7°、バイアス印加手段の一次転写体への当接圧10N/mの場合θT1(N1)=7.6〜8.4°で、0.68×θT1(N1)≦θT1(0)≦0.75×θT1(N1)、又は1.47×θT1(0)>θT1(N1)≧1.33×θT1(0)となる。
(Comparative Example 2)
When θ T1 (0) = 5.7 ° and the contact pressure of the bias applying means to the primary transfer member is 10 N / m, θ T1 (N1) = 7.6 to 8.4 °, and 0.68 × θ T1 (N1) ≦ θ T1 (0) ≦ 0.75 × θ T1 (N1) or 1.47 × θ T1 (0)> θ T1 (N1) ≧ 1.33 × θ T1 (0).
同様に、図12(1)及び図12(2)は本発明の実施例による説明図である。図12中の(1)図が、バイアス印加電極5、6が中間転写体7に当接している状態を表し、(2)図が、バイアス印加電極5、6が中間転写体7から離れてる状態を表している。
感光体ドラム径がΦ60mmの場合、その半径Rは30mmで、(1)図の状態では、本発明ではLIN(N1)、LOUT(N1)が共に30mmになる。
一方(2)図の状態では、転写ニップ形成ローラPが、中間転写体7を感光体側に押し付ける役割をはたしているので、(1)図でバイアス印加電極が接触する点における中間転写体7の表側までの距離LIN(N1)、LOUT(N1)が共に30mmとなる場合があるが、感光体径がΦ30mm以下と小径など、感光体との間に若干隙間が生じる位置にバイアス印加電極が接触する位置を定める場合があり、その場合の隙間を、0.2mm以下に留めることで、(1)図状態で該隙間を0mmにする場合のバイアス印加電極当接圧を線圧換算で50N/m以下に抑えることができる。
Similarly, FIG. 12 (1) and FIG. 12 (2) are explanatory diagrams according to the embodiment of the present invention. FIG. 12A shows a state in which the
When the diameter of the photosensitive drum is 60 mm, the radius R is 30 mm. In the state of (1), in the present invention, L IN (N1) and L OUT (N1) are both 30 mm.
On the other hand, in the state of (2), the transfer nip forming roller P plays a role of pressing the
図13(1)及び図13(2)は本発明の実施例による説明図である。ローラPとバイアス印加手段5、6は一体的に、感光体との距離を変化させることができる態様になっている。
FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams according to the embodiment of the present invention. The roller P and the
図14は中間転写ベルトに2種のバイアスを印加する手段が何れも弾性体であり、図の例ではSUS、リン青銅、チタン銅、高ベリリウム銅の金属性薄板の先端に図15に示したR曲げ部を作り、前記R部を中間転写ベルトと当接させた例で、当接圧の均一化と中間転写ベルトへの磨耗・傷ダメージ防止を実現した。
図16は一次転写バイアス手段を回転ローラにした例を示す。
図17は上記図16同様に一次転写バイアス手段が回転ローラであるが、前記ローラが非常に小径であって、撓み変形による当接圧の不均一化を防止するバックアップローラを下方に配置した例を示す。
図18は2種のバイアスを印加する手段の先端部の距離を狭くした場合に、固定部分に入れた互いの絶縁スペーサ部分の距離を広くする様に、上流側のバイアス印加手段はトレーリング当接、下上流側のバイアス印加手段はカウンタ当接にした例を示す。
図19は図17と逆に下流側のトナーと同極性バイアスを印加する手段を、非常に小径のローラとした例を示す。
図20は2種のバイアスを印加する手段を何れも非常に小径でかつバックアップローラを具備したローラとした例を示す。
図15は上記図14の説明で記載した通りバイアス印加手段の先端をR曲げのあるSUS、リン青銅、チタン銅、高ベリリウム銅の金属性薄板とし、前記R部を中間転写ベルトと当接させた例で、当接圧の均一化と中間転写ベルトへの磨耗・傷ダメージ防止を実現した例を示す。
以上図9乃至図20の例は何れも、一次転写ニップ内で、極性の異なるバイアス印加手段を弱い圧力で均一に中間転写ベルトに当接させる例を示す。他にも同じ効果の得られ、バイアス印加手段としてブラシ用いる等種々の変形がある。
In FIG. 14, the means for applying two types of bias to the intermediate transfer belt are both elastic bodies. In the example shown in FIG. 15, the tip of a thin metal plate of SUS, phosphor bronze, titanium copper, and high beryllium copper is shown in FIG. In the example in which an R-bending part is formed and the R part is brought into contact with the intermediate transfer belt, the contact pressure is made uniform and the intermediate transfer belt is prevented from being worn or damaged.
FIG. 16 shows an example in which the primary transfer bias means is a rotating roller.
FIG. 17 shows an example in which the primary transfer bias means is a rotating roller as in FIG. 16, but the roller has a very small diameter, and a backup roller is provided below to prevent uneven contact pressure due to bending deformation. Indicates.
FIG. 18 shows that when the distance between the tip portions of the two types of bias applying means is narrowed, the upstream bias applying means is adjusted so that the distance between the insulating spacer portions placed in the fixed portion is widened. An example is shown in which the bias application means on the lower and upstream sides is a counter contact.
FIG. 19 shows an example in which a roller having a very small diameter is used as a means for applying the same polarity bias as that of the downstream toner, contrary to FIG.
FIG. 20 shows an example in which the means for applying two kinds of biases is a roller having a very small diameter and a backup roller.
FIG. 15 shows that the tip of the bias applying means is a metallic thin plate of SUS, phosphor bronze, titanium copper, and high beryllium copper with an R bend as described in the explanation of FIG. 14, and the R portion is brought into contact with the intermediate transfer belt. In this example, the contact pressure is made uniform and the intermediate transfer belt is prevented from being worn or damaged.
Each of the examples in FIGS. 9 to 20 shows an example in which the bias applying means having different polarities are uniformly brought into contact with the intermediate transfer belt with a weak pressure in the primary transfer nip. In addition, the same effect can be obtained, and there are various modifications such as using a brush as a bias applying means.
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 露光部
4 現像装置
5 バイアス印加手段(1次転写装置)
6 バイアス印加手段(1次転写後中間除電装置)
7 中間転写体
8 2次転写装置(シート搬送ベルト)
9 給紙装置
10 中間転写体
11 感光体クリーニング装置
12 中間転写体クリーニング装置
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写装置
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
65 現像スリーブ
66 攪拌部
67 現像部
68 スクリュ
69 仕切り板
70 現像ケース
71 トナー濃度センサ
72 マグネット
73 ドクタブレード
74 導電性ローラ
75 クリーニングブレード
76 ファーブラシ
77 電界ローラ
78 スクレーパ
79 回収スクリュ
80 トナーリサイクル装置
90 ファーブラシ
91 ファーブラシ
92 金属ローラ
93 金属ローラ
94 電源
95 電源
96 ブレード
97 ブレード
100 転写ブレード
101 出口ブレード
102 入口ブレード
104 ブレード
105 支持ホルダ
110 転写バイアス
111 出口バイアス
112 入口バイアス
114 バイアス
120 感光体
121 中間転写ベルト
123 懸架ローラ
124 懸架ローラ
140 主極
141 絶縁支持材
142 入口出口用一体化電極
143 絶縁支持材
150 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
S シート
P 転写ニップ形成用ローラ
L 書込み光
L1 一次転写ニップ形成ローラPと感光体ドラム下部との高低差(一次転写時)
L1’ 一次転写ニップ形成ローラPと感光体ドラム下部との高低差(=L5+中間転写体7の厚み)(非一次転写時)
L2 中間転写体7とバイアス印加手段5及び6との隙間(非一次転写時)
L3 一次転写ニップ形成ローラPの加圧解除時降下量(非一次転写時)
L4 図13(1)状態におけるバイアス印加手段5、及び6の図13(2)状態における高さ方向の復元寸法
L5 一次転写ベルトと感光体ドラムの間隙
T タンデム型画像形成装置
DESCRIPTION OF
6 Bias applying means (intermediate static neutralizer after primary transfer)
7
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Paper feeder 10 Intermediate transfer body 11 Photoconductor cleaning apparatus 12 Intermediate transfer body cleaning apparatus 14 Support roller 15 Support roller 16 Support roller 17 Cleaning apparatus 18 Image forming means 20 Tandem image forming apparatus 21 Exposure apparatus 22 Secondary transfer apparatus 23 Roller 24 Secondary transfer belt 25 Fixing device 26 Fixing belt 27 Pressure roller 28 Sheet reversing device 30 Document table 32 Contact glass 33 First traveling body 34 Second traveling body 35 Imaging lens 36 Reading sensor 40 Photoconductor 42 Feeding roller 43 Paper bank 44 Paper feed cassette 45 Separation roller 46 Paper feed path 47 Transport roller 48 Paper feed path 49 Registration roller 50 Paper feed roller 51 Manual feed tray 52 Separating roller 53 Manual paper feed path 55 Switching claw 56 Paper discharge roller 57 Paper output tray 60 Charging Device 61 Development device 62 Primary Transfer device 63 Photoconductor cleaning device 64 Static elimination device 65 Developing sleeve 66 Stirring unit 67 Developing unit 68 Screw 69 Partition plate 70 Developing case 71 Toner concentration sensor 72 Magnet 73 Doctor blade 74 Conductive roller 75 Cleaning blade 76 Fur brush 77 Electric field roller 78 Scraper 79 recovery screw 80 toner recycling device 90 fur brush 91 fur brush 92 metal roller 93 metal roller 94 power supply 95 power supply 96 blade 97 blade 100 transfer blade 101 exit blade 102 entrance blade 104 blade 105 support holder 110 transfer bias 111 exit bias 112 entrance Bias 114 Bias 120 Photoconductor 121 Intermediate transfer belt 123 Suspension roller 124 Suspension roller 140 Main pole 141 Insulating support material 42 inlet outlet integrated electrode 143 insulating support member 150 copier body 200 feeder table 300 Scanner 400 automatic document feeder (ADF)
S sheet P transfer nip forming roller L writing light L1 height difference between the primary transfer nip forming roller P and the lower part of the photosensitive drum (at the time of primary transfer)
L1 ′ Height difference between the primary transfer nip forming roller P and the lower part of the photosensitive drum (= L5 + the thickness of the intermediate transfer member 7) (during non-primary transfer)
L2 A gap between the
L3 Primary transfer nip forming roller P drop amount when pressure is released (non-primary transfer)
L4 Bias applying means 5 in the state shown in FIG. 13 (1) and a restoration dimension L5 in the height direction in the state shown in FIG. 13 (2) L5 A gap T between the primary transfer belt and the photosensitive drum T Tandem type image forming apparatus
Claims (7)
前記像担持体に接触して、像担持体側からみた一次転写ニップ幅WT1(N1)[mm]、当接角度θT1(N1)[°]のニップを形成し同方向に回動し、像担持体から前記トナーの像を転移させられるベルト状の一次転写体と、
前記一次転写体の裏面には、前記転写ニップの上流端部と下流端部の間の位置でトナーと異極性バイアスを接触通電個所を通して印加する一次転写バイアス印加部材と、
前記通電個所の前方又は後方の前記一次転写ニップ内にてトナーと同極性のバイアスを印加する一次転写補正バイアス印加部材と、
を有する一次転写体を用いる電子写真方式の画像形成装置において、
一次転写動作時の前記一次転写ニップが前記バイアス印加手段の一次転写体への接触当接圧の有無に係わらず、同一のニップ幅を形成できる状態で当接する構成であり、
一次転写動作時に一次転写バイアス印加部材と、
離れた位置に回転する一次転写ニップ形成用ローラと、を具備し、
回転する前記一次転写ニップ形成用ローラ位置の切り替え手段があり、非一次転写時又は停止時に前記一次転写体を一次転写ニップを形成しない位置に自動又は手動で切り替え可能であり、
回転する前記一次転写ニップ形成用ローラを、非一次転写時に転写ニップを形成しない位置に切り替えた時、一次転写ニップでバイアスを印加した手段をベルト状の一次転写体から離す
ことを特徴とする画像形成装置。 A drum-shaped image carrier having a radius R [mm] on which a toner image is formed and rotated;
A nip having a primary transfer nip width W T1 (N1) [mm] and a contact angle θ T1 (N1) [°] as viewed from the image carrier side is formed in contact with the image carrier and rotated in the same direction. A belt-like primary transfer member capable of transferring the toner image from the image carrier;
A primary transfer bias applying member for applying a toner and a different polarity bias through a contact energization point at a position between an upstream end portion and a downstream end portion of the transfer nip on the back surface of the primary transfer body;
A primary transfer correction bias applying member that applies a bias having the same polarity as the toner in the primary transfer nip in front of or behind the energized portion;
In an electrophotographic image forming apparatus using a primary transfer body having
The primary transfer nip during the primary transfer operation, regardless of whether a touch contact pressure of the primary transcript of the bias applying means, Ri configuration der abut in a state capable of forming the same nip width,
A primary transfer bias applying member during primary transfer operation;
A primary transfer nip forming roller that rotates to a distant position;
There is a means for switching the position of the rotating primary transfer nip forming roller, and the primary transfer body can be automatically or manually switched to a position where the primary transfer nip is not formed during non-primary transfer or when stopped.
An image characterized in that, when the rotating primary transfer nip forming roller is switched to a position where a transfer nip is not formed at the time of non-primary transfer, a means to which a bias is applied at the primary transfer nip is separated from the belt-like primary transfer body. Forming equipment.
一次転写ニップ幅WT1(N1)とバイアス印加手段の一次転写体への当接負荷無し状態における転写体と感光体の回動方向ニップ幅WT1(0)の関係が、
WT1(0)≧0.9×WT1(N1)
である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
Relationship of the primary transfer nip width W T1 (N1) and rotational direction nip width of the transfer member and the photosensitive member in the contact load without condition to the primary transcript of the bias applying means W T1 (0) is,
W T1 (0) ≧ 0.9 × W T1 (N1)
An image forming apparatus characterized by that.
当接角度θT1(N1)とバイアス印加手段当接負荷無しの当接角度θT1(0)の関係が、
θT1(0)≧0.9×θT1(N1)
である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The relationship between the contact angle θ T1 (N1) and the contact angle θ T1 (0) without the bias application means contact load is
θ T1 (0) ≧ 0.9 × θ T1 (N1)
An image forming apparatus characterized by that.
一次転写動作時の像担持体の回転中心から一次転写体表面までの最大距離(上流側LIN(N1)、下流側LOUT(N1))と
ドラム状像担持体の半径Rの差の最大値(LIN(N1)−R、及びLOUT(N1)−R)が何れも0.2mm以下である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The difference between the maximum distance (upstream L IN (N1), downstream L OUT (N1)) from the rotation center of the image carrier to the surface of the primary transfer member during the primary transfer operation and the radius R of the drum-like image carrier The maximum values (L IN (N1) -R and L OUT (N1) -R) are both 0.2 mm or less.
回転する一次転写ニップ形成用ローラに、一次転写時に転写ニップ出口側のバイアス印加極性と同極性のバイアスを印加する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 ,
An image forming apparatus, wherein a bias having the same polarity as a bias application polarity on a transfer nip outlet side is applied to a rotating primary transfer nip forming roller during primary transfer .
トナーと同極性電圧の一次転写バイアス印加部材と、トナーと異極性電圧の一次転写補正バイアス印加部材の少なくとも一方が、
一次転写時に一次転写体の裏面に摺動接触する態様の非回転部材である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
At least one of a primary transfer bias applying member of the same polarity voltage as the toner and a primary transfer correction bias applying member of the toner and the different polarity voltage;
An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is a non-rotating member that is in sliding contact with the back surface of a primary transfer body during primary transfer .
トナーと同極性電圧の一次転写バイアス印加部材、トナーと異極性電圧の一次転写補正バイアス印加部材、及び一次転写ニップ形成用ローラの各々の動作の支点部を、非一次転写時に、感光体から離反する位置に移動し、
かつ、バイアス印加手段と一次転写体を非接触状態にする
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The primary transfer bias applying member of the same polarity voltage as the toner, the primary transfer correction bias applying member of the toner and the opposite polarity voltage, and the primary transfer nip forming roller are separated from the photosensitive member during non-primary transfer. Move to the position to
An image forming apparatus characterized in that the bias applying means and the primary transfer member are brought into a non-contact state .
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