JP5321076B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は用紙等の被転写材にトナー画像を転写して画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image onto a transfer material such as paper.
従来、感光体に形成したトナー像を用紙等の被転写材に転写して定着することにより用紙に文字や画像を形成する電子写真式のプリンタが知られている。
このような電子写真式のプリンタにおいては、感光体から直接用紙にトナー像を転写するものと、感光体から一旦中間転写部材にトナー像を転写(一次転写)し、中間転写部材から更に用紙に転写(二次転写)するものとがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic printer that forms characters and images on paper by transferring and fixing a toner image formed on a photoreceptor onto a transfer material such as paper is known.
In such an electrophotographic printer, a toner image is directly transferred from a photosensitive member to a sheet, and a toner image is temporarily transferred (primary transfer) from the photosensitive member to an intermediate transfer member, and further transferred from the intermediate transfer member to the sheet. Some transfer (secondary transfer).
近年では、用紙ジャム時の修復の保守作業が容易であることや装置全体を小型化できる等の効用の点から、二次転写方式が主流となりつつある。このような二次転写方式では、中間転写部材としてベルトを用い、内側からベルトを張設する転写対向ローラと、この転写対向ローラに対しベルトを介して押圧して回転する転写加圧ローラとで二次転写部を構成するのが一般的である。 In recent years, the secondary transfer method is becoming mainstream from the standpoints of ease of maintenance work for repairing when a paper jam occurs and miniaturization of the entire apparatus. In such a secondary transfer system, a belt is used as an intermediate transfer member, a transfer counter roller that stretches the belt from the inside, and a transfer pressure roller that rotates by pressing the transfer counter roller through the belt. Generally, the secondary transfer portion is configured.
この二次転写部では、トナー像を用紙に二次転写するために用紙に印加される転写電流は、転写加圧ローラ(以下、単に転写ローラという)から転写対向ローラ(以下、単に対向ローラという)に向けて流す場合と、対向ローラから転写ローラに向けて流す場合のいずれかの方法が採用される。 In this secondary transfer unit, a transfer current applied to the paper for secondary transfer of the toner image to the paper is transferred from a transfer pressure roller (hereinafter simply referred to as a transfer roller) to a transfer counter roller (hereinafter simply referred to as a counter roller). ) And a method of flowing from the opposite roller to the transfer roller.
ところで、転写ローラを対向ローラに押圧するには、転写ローラの軸の両端を適宜の付勢部材により対向ローラ側に押し付ける方式が多い。ところが、転写ローラに限らずプリンタのローラ類は、プリンタ本体の小型化のために用紙幅に対応するローラの長さに対してローラの直径が比較的小さい。つまりローラ軸の径が細く撓み易い。 By the way, in order to press the transfer roller against the counter roller, there are many systems in which both ends of the shaft of the transfer roller are pressed against the counter roller side by an appropriate urging member. However, not only the transfer roller but also printer rollers have a relatively small roller diameter with respect to the length of the roller corresponding to the paper width in order to reduce the size of the printer body. That is, the roller shaft has a small diameter and is easily bent.
したがって、転写ローラの軸の両端に対向ローラ方向へ掛けられた圧力は、ローラ周面に均一に届かず、軸の両端で強い圧力が掛かり、軸の中央では弱い圧力が掛かるという傾向が現れる。 Therefore, the pressure applied to both ends of the shaft of the transfer roller in the opposite roller direction does not reach the roller circumferential surface uniformly, and a strong pressure is applied to both ends of the shaft, and a weak pressure is applied to the center of the shaft.
対向ローラ及び転写ローラの直径が、それぞれ軸方向で均一なストレート形状の場合、転写ローラの押圧によって対向ローラと転写ローラ間に形成される用紙把持部の接触面積は、上述のように両端部よりも中央部の荷重の掛かり方が弱くなるため、対向ローラの中央部の接触面積幅は狭く、両端部における接触面積幅は広いという差が出てしまう。 When the diameters of the opposing roller and the transfer roller are respectively uniform straight in the axial direction, the contact area of the paper gripping portion formed between the opposing roller and the transfer roller by the pressing of the transfer roller is larger than both ends as described above. However, since the load applied to the central portion is weak, the contact area width at the central portion of the opposing roller is narrow and the contact area width at both end portions is wide.
そのため、対向ローラが、例えばイオン電導タイプの抵抗分布の均一性が高い構成のものであると、二次転写部において用紙把持部の接触面積幅の広い両端部に多くの電流が流れ、接触面積幅の狭い中央部に転写電流が流れにくくなり、転写不良が生じるという問題があった。 For this reason, if the opposing roller has, for example, an ion conduction type resistance distribution with high uniformity, a large amount of current flows through both ends of the secondary transfer portion where the contact area width of the paper gripping portion is wide. There is a problem that transfer current hardly flows in a narrow central portion, resulting in transfer failure.
この問題を解決するために、対向ローラから電流又は電圧を印加することでベルト上に形成されたトナー像を用紙に転写する画像形成装置において、対向ローラをクラウン状のゴムローラ部とその上に塗布された高抵抗コーティング材から形成され、かつストレートの外観を有する対向ローラの構成が従来技術として知られている。(例えば、特許文献1参照。) In order to solve this problem, in an image forming apparatus that transfers a toner image formed on a belt to a sheet by applying a current or voltage from a counter roller, the counter roller is coated on the crown-shaped rubber roller part and the roller. A configuration of a counter roller that is formed from a high-resistance coating material and has a straight appearance is known as a conventional technique. (For example, refer to Patent Document 1.)
しかしながら、特許文献1の従来技術は、対向ローラをクラウン状のゴムローラ部とその上に塗布された高抵抗コーティング材とで形成する場合、特にクラウン状のゴムローラ部を形成するには高い技術を要し、更にその上に高抵抗コーティング材を塗布して全体をストレートの外観とするには、より高度の加工技術と手数を要するという課題がある。 However, the prior art disclosed in Patent Document 1 requires a high level of technology in order to form a crown-shaped rubber roller portion, particularly when the opposing roller is formed of a crown-shaped rubber roller portion and a high-resistance coating material applied thereon. Furthermore, in order to apply a high resistance coating material thereon to make the entire appearance straight, there is a problem that it requires more advanced processing techniques and labor.
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成したトナー画像を中間転写部材に一次転写し、この一次転写した前記トナー画像を二次転写部において上記中間転写部材から搬送中の画像形成媒体に二次転写する画像形成装置において、上記二次転写部において上記中間転写部材を支持して回転する転写対向ローラと、該転写対向ローラに対し上記中間転写部材を介して押圧して回転する転写押圧ローラと、を備え、上記転写押圧ローラは、圧を受けると抵抗が上昇する特性を有する導電性の弾性層からなる均一な直径の周面を有し、上記押圧する押圧力が中央部よりも両端部で高く設定され、上記押圧の際の上記両端部の電気抵抗が上記中央部の電気抵抗よりも高く、かつ電子導電タイプの導電方式にて上記画像形成媒体に転写電圧を印加するよう構成され、上記転写対向ローラは、ローラ本体の周面をチューブ状抵抗部材により被覆してなり、上記転写押圧ローラの抵抗値に対応して反対の抵抗値となるよう、上記チューブ状抵抗部材の中央部の電気抵抗を両端部の電気抵抗よりも高くなるように構成される。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus of the present invention primarily transfers a toner image formed on an image carrier to an intermediate transfer member, and the intermediate transfer member transfers the toner image that has been primarily transferred to the intermediate transfer member. In the image forming apparatus that performs secondary transfer from the member to the image forming medium being conveyed, the transfer counter roller that supports and rotates the intermediate transfer member in the secondary transfer unit, and the intermediate transfer member is moved with respect to the transfer counter roller. and a transfer press roller which rotates in pressing through, the transfer press roller has a circumferential surface of uniform diameter formed of an electrically conductive elastic layer having a characteristic that is a resistor receiving the pressure rises, the the pressing force for pressing is set high at the both ends than at the central portion, the electric resistance of the end portions at the time of the pressing is higher than the electrical resistance of the central portion, and the image type of a conductive type of the electronic conductivity type Configured to apply a transfer voltage to the medium, the transfer opposite roller, the peripheral surface of the roller body will be covered by a tube-like resistance member, the resistance value of the opposite in response to the resistance value of the transfer pressing roller Thus, it is comprised so that the electrical resistance of the center part of the said tubular resistance member may become higher than the electrical resistance of both ends .
上記弾性層は、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)から成る。 The elastic layer is, for example, ethylene - propylene - formed Ru diene rubber (EPDM).
本発明は、クラウン状のゴムローラ部を形成することなく、したがって、高抵抗コーティング材を塗布して全体をストレートの外観とする高度な技術を用いることもないので、市販品として広く販売され発砲体としても種類が豊富な弾性体用樹脂を用いて二次転写部のローラを手数をかけず簡単に形成できるという効果を奏する。 The present invention does not form a crown-shaped rubber roller portion, and therefore does not use an advanced technique for applying a high-resistance coating material to make the entire appearance straight. However, there is an effect that it is possible to easily form the roller of the secondary transfer portion by using a variety of types of elastic resin without trouble.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。尚、以下の説明において、請求項に記載された像担持体は例えば感光体ドラム7等からなり、中間転写部材は例えば搬送ベルト4等からなり、画像形成媒体は例えば用紙3等からなり、転写対向ローラは例えば従動ローラ6等からなり、そして、転写押圧ローラは例えば二次転写ローラ18等からなる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description, the image carrier described in the claims includes, for example, the photosensitive drum 7, the intermediate transfer member includes, for example, the conveyance belt 4, and the image forming medium includes, for example, the paper 3, The opposing roller is made up of, for example, a driven roller 6 and the transfer pressing roller is made up of, for example, a secondary transfer roller 18 or the like.
図1は、実施例1に係る画像形成装置の内部構成を簡略に示す模式的側断面図である。尚、同図は、例としてタンデム型のカラー画像形成装置を示している。
同図に示すカラー画像形成装置1は、例えばデスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な程度の大きさの小型のカラー画像形成装置であり、本体基部の底部には用紙カセット2を着脱自在に備えている。用紙カセット2には多枚数の用紙3が載置・収容されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view schematically showing the internal configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment. The figure shows a tandem color image forming apparatus as an example.
A color image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a small color image forming apparatus having a size that can be placed on, for example, a desktop personal computer rack. A paper cassette 2 is detachably attached to the bottom of a main body base. I have. A large number of sheets 3 are placed and stored in the sheet cassette 2.
このカラー画像形成装置1の内部のほぼ中央には、用紙を搬送するベルトユニットの主要部材である中間転写ベルト4が前後に偏平なループ状に配置されている。中間転写ベルト4は、駆動ローラ5と従動ローラ6に掛け渡されて、図の矢印a及びbで示す反時計回り方向に循環移動する。 An intermediate transfer belt 4 that is a main member of a belt unit that conveys a sheet is arranged in a flat loop shape in the front and rear directions at substantially the center inside the color image forming apparatus 1. The intermediate transfer belt 4 is looped around the driving roller 5 and the driven roller 6 and circulates in the counterclockwise direction indicated by arrows a and b in the figure.
中間転写ベルト4の上循環部には、4個の感光体ドラム7(7m、7c、7y、7k)が用紙搬送方向上流側から下流側(図の右から左方向)に多段式に並設されている。そして、各感光体ドラム7を夫々取り囲むようにして(以下、代表的に感光体ドラム7kの周囲装置についてのみ符号を付して示す)、クリーナ8、帯電ローラ9、光書込ヘッド11、現像器ユニット12の現像ローラ13、及び一次転写ローラ14が配置されている。 In the upper circulation portion of the intermediate transfer belt 4, four photosensitive drums 7 (7m, 7c, 7y, 7k) are arranged side by side in a multistage manner from the upstream side to the downstream side in the paper transport direction (from the right to the left in the figure). Has been. Then, each of the photosensitive drums 7 is surrounded (hereinafter, only the peripheral devices around the photosensitive drum 7k are representatively shown by reference numerals), and the cleaner 8, the charging roller 9, the optical writing head 11, and the development are developed. A developing roller 13 and a primary transfer roller 14 of the container unit 12 are disposed.
感光体ドラム7mに対応する現像器ユニット12から感光体ドラム7kに対応する現像器ユニット12まで、各現像器ユニット12のトナー容器15内には、減法混色の三原色であるマゼンタ(m)、シアン(c)及びイエロー(y)の各色トナーと、文字や画像の黒色部分等の印字に専用されるブラック(k)のトナーが夫々収容されている。 From the developing unit 12 corresponding to the photosensitive drum 7m to the developing unit 12 corresponding to the photosensitive drum 7k, magenta (m), cyan, which are the three primary colors of subtractive color mixing, are contained in the toner container 15 of each developing unit 12. Each toner of (c) and yellow (y) and black (k) toner dedicated to printing of black portions of characters and images are accommodated.
上記4個の光書込ヘッド11は、不図示の支持部材を介して画像形成装置本体フレームに支持されている。一次転写ローラ14は、ベルトユニットに所属する部材として配置されている。 The four optical writing heads 11 are supported by the image forming apparatus main body frame via a support member (not shown). The primary transfer roller 14 is disposed as a member belonging to the belt unit.
図1において、中間転写ベルト4は、下流側端部裏面に圧接するテンションローラ16と上流側端部裏面に圧接するテンションローラ17とによって常に外側に付勢されて適度の張力を保っている。この中間転写ベルト4は、トナー像を直接ベルト面に転写(一次転写)されて、そのトナー像を更に用紙に転写(二次転写)すべく用紙への転写位置まで搬送する。 In FIG. 1, the intermediate transfer belt 4 is always urged outward by a tension roller 16 that is in pressure contact with the back surface of the downstream end portion and a tension roller 17 that is in pressure contact with the back surface of the upstream end portion, thereby maintaining an appropriate tension. The intermediate transfer belt 4 transfers the toner image directly to the belt surface (primary transfer), and conveys the toner image to a transfer position to the paper for further transfer (secondary transfer) to the paper.
中間転写ベルト4の上流側端部に配置されている上記の従動ローラ6は、中間転写ベルト4の張設保持用ローラと二次転写部の対向ローラを兼ねており、その対向ローラとしての従動ローラ6には、中間転写ベルト4を介して押圧して回転する二次転写ローラ18が対向して配置され、従動ローラ6、中間転写ベルト4、及び二次転写ローラ18により二次転写部cを形成している。 The driven roller 6 disposed at the upstream end of the intermediate transfer belt 4 serves as a tension holding roller of the intermediate transfer belt 4 and a counter roller of the secondary transfer unit, and is driven as the counter roller. A secondary transfer roller 18 that is pressed and rotated via the intermediate transfer belt 4 is disposed opposite to the roller 6. The secondary transfer portion c is driven by the driven roller 6, the intermediate transfer belt 4, and the secondary transfer roller 18. Is forming.
また、用紙カセット2の給紙口(図の右方)近傍には、用紙取出ローラ19、給送ローラ21及び捌きローラ22が配置され、給送ローラ21及び捌きローラ22から二次転写部cまでの用紙搬送路の途中に待機ローラ対23が配置されている。 Further, a paper take-out roller 19, a feeding roller 21 and a separating roller 22 are disposed in the vicinity of the sheet feeding opening (right side in the drawing) of the sheet cassette 2, and the secondary transfer portion c is connected to the feeding roller 21 and the separating roller 22. A standby roller pair 23 is arranged in the middle of the sheet conveyance path up to the point.
上記の二次転写部cの下流側(図では上方)にはベルト式定着装置24が配置されている。ベルト式定着装置24の更に下流側には、特には図示しないが定着後の用紙をベルト式定着装置24から搬出する搬出ローラ対、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレーに排紙する排紙ローラ対が配設されている。 A belt-type fixing device 24 is disposed downstream (upward in the drawing) of the secondary transfer portion c. On the further downstream side of the belt-type fixing device 24, although not shown in particular, a pair of carry-out rollers for carrying out the fixed paper from the belt-type fixing device 24, and a paper discharge formed on the upper surface of the paper. A pair of paper discharge rollers for discharging the paper to the tray is provided.
図1に示すように、この画像形成装置1は、従来の用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対23により二次転写部cまで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト4を介してトナー像を転写する方式となっている。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 does not directly transfer a toner image onto a conventional sheet, but performs intermediate transfer onto a sheet that is conveyed vertically to a secondary transfer unit c by a standby conveyance roller pair 23. The toner image is transferred via the belt 4.
したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図1の右側を開放するのみで対処できるようになっている。
そして、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図1の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。
Therefore, it is possible to cope with a maintenance process for recovering from a problem such as a paper jam occurring in the paper transport path by simply opening the right side of FIG.
In addition, since troubles such as paper jam do not occur in the arrangement section of the kits, the operation for attaching and detaching consumables such as kits concentrated on the left side of FIG. It is configured as follows.
これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。 Thereby, the dimension between kits is reduced as much as possible, and size reduction of the whole apparatus main body is achieved. Further, the optical writing head itself is also miniaturized and is configured closer to the photosensitive drum.
図1に示すように、感光ドラム7と一次転写ローラ14に上部循環面を挟接されて配置された中間転写ベルト4上には、不図示の制御部の制御の元に、これも不図示の一次転写電圧発生回路から一次転写ローラ14を介して一次転写電圧が印加され、これにより中間転写ベルト4上にトナー像が転写される。 As shown in FIG. 1, the intermediate transfer belt 4 disposed with the upper circulation surface sandwiched between the photosensitive drum 7 and the primary transfer roller 14 is also not shown under the control of a control unit (not shown). A primary transfer voltage is applied from the primary transfer voltage generation circuit via the primary transfer roller 14, whereby the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 4.
中間転写ベルト4に転写されたトナー像は、中間転写ベルト4の循環移動により、二次転写ローラ18と従動ローラ6とが中間転写ベルト4を介して対向して圧接する二次転写部cへと搬送される。 The toner image transferred to the intermediate transfer belt 4 is moved to the secondary transfer portion c where the secondary transfer roller 18 and the driven roller 6 are pressed against each other via the intermediate transfer belt 4 due to the circulating movement of the intermediate transfer belt 4. It is conveyed.
一方、図1に示す用紙取出ローラ19により用紙カセット2から取り出された画像形成媒体としての用紙3は、給送ローラ21と捌きローラ22に挟持されて、図1に矢印dで示す搬送路に沿って搬送され、待機ローラ対23により挟接保持されて一時停止したのち、転写タイミングに合わせて二次転写部cに送り込まれる。 On the other hand, the paper 3 as the image forming medium taken out from the paper cassette 2 by the paper take-out roller 19 shown in FIG. 1 is sandwiched between the feeding roller 21 and the separating roller 22 and is moved along the conveyance path indicated by the arrow d in FIG. Then, the sheet is held by the standby roller pair 23 and temporarily stopped, and then sent to the secondary transfer portion c in accordance with the transfer timing.
制御部は、用紙3に印加すべき二次転写電圧を不図示の二次転写電圧発生回路に通知する。二次転写電圧発生回路は、制御部から通知された二次転写電圧を生成して、その生成した二次転写電圧を、二次転写ローラ18に出力する。この二次転写電圧は、二次転写ローラ18を介して二次転写部cを通過する用紙3に印加される。 The control unit notifies the secondary transfer voltage generation circuit (not shown) of the secondary transfer voltage to be applied to the sheet 3. The secondary transfer voltage generation circuit generates a secondary transfer voltage notified from the control unit, and outputs the generated secondary transfer voltage to the secondary transfer roller 18. This secondary transfer voltage is applied to the sheet 3 passing through the secondary transfer portion c via the secondary transfer roller 18.
ここで、上記の転写ローラ18について説明する。
図2は、実施例1に係るプリンタの構成における二次転写部cの二次転写ローラ18の機能を説明するため二次転写部cを模式的に簡略に示す図である。尚、図2には図1と同一構成部分には図1と同一の番号を付与して示している。
Here, the transfer roller 18 will be described.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the secondary transfer unit c in order to explain the function of the secondary transfer roller 18 of the secondary transfer unit c in the configuration of the printer according to the first embodiment. In FIG. 2, the same components as in FIG. 1 are given the same reference numerals as in FIG.
まず、本例の二次転写ローラ18は、圧を受けると抵抗が上昇する特性を有する導電性の弾性層からなる均一な直径の周面を有し、電子導電タイプの導電方式にて用紙に転写電圧を印加するよう構成されている。 First, the secondary transfer roller 18 of this example has a circumferential surface of a uniform diameter made of a conductive elastic layer having a characteristic that resistance increases when subjected to pressure, and is applied to a paper by an electronic conductive type conductive method. A transfer voltage is applied.
上記の弾性層としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)で構成するのが一般的である。エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)は、エチレンとプロピレンの共重合体であるエチレン−プロピレンゴム(EPM)に、少量の第3成分を導入して主鎖中に二重結合を持たせたものである。 The elastic layer is generally composed of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). Ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) is an ethylene-propylene rubber (EPM), which is a copolymer of ethylene and propylene, with a small amount of a third component introduced to give a double bond in the main chain. is there.
第3成分の種類や量の違いにより様々な合成ゴムが市販されているが、いずれにしてもこれによって得られる電子導電タイプの弾性体(発泡体)は、環境条件における電気抵抗値の変動が少なく安定していること、発砲体の種類が豊富であること、高い耐久性を有していることなど、優れた性質を備えている。 Various synthetic rubbers are commercially available depending on the type and amount of the third component. In any case, the electronic conductive type elastic body (foam) obtained by this method has a variation in electrical resistance value under environmental conditions. It has excellent properties such as low stability, abundant types of foam, and high durability.
尚、弾性層としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)に限ることなく、ベースとなる樹脂体にはウレタン、NBRゴム等を用いても同様の性質の弾性体が得られる。導電剤としては、カーボンブラックや、酸化金属粉等を用いることができる。 The elastic layer is not limited to ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and an elastic body having the same properties can be obtained even if urethane, NBR rubber, or the like is used as the base resin body. As the conductive agent, carbon black, metal oxide powder, or the like can be used.
これらの導電剤が、ベースの樹脂体に均等に分散され、樹脂体が発泡成形されることによって最終的なスポンジ状のローラ形状とすることができる。本実施例ではEPDMにカーボン系粉体を分散したものを発泡成形し、硬度はアスカーCにて約40°程度の硬度に設定したものを用いている。 These conductive agents are evenly dispersed in the base resin body, and the resin body is foam-molded to form a final sponge-like roller shape. In this embodiment, a carbon powder dispersed in EPDM is foam-molded, and the hardness is set to about 40 ° with Asker C.
また、二次転写ローラ18は、プリンタ1本体の小型化のために、用紙3の幅に対応するローラの長さに対してローラの直径が比較的小さく形成されている。つまりローラ軸25の径が細く撓み易くなっている。 Further, the secondary transfer roller 18 is formed so that the diameter of the roller is relatively small with respect to the length of the roller corresponding to the width of the paper 3 in order to reduce the size of the main body of the printer 1. That is, the diameter of the roller shaft 25 is thin and easy to bend.
ところで、用紙に中間転写ベルト4上のトナー像を転写する際には、用紙3に対する中間転写ベルト4の曲面つまり従動ローラ6の周面と二次転写ローラ18の周面による安定した接触面積の幅を得るために、二次転写ローラ18には相応の圧をかける必要がある。 By the way, when the toner image on the intermediate transfer belt 4 is transferred to a sheet, a stable contact area of the curved surface of the intermediate transfer belt 4 with respect to the sheet 3, that is, the peripheral surface of the driven roller 6 and the peripheral surface of the secondary transfer roller 18. In order to obtain the width, it is necessary to apply a suitable pressure to the secondary transfer roller 18.
したがって、図2に示すように、二次転写ローラ18のローラ軸25の両端には、矢印e1及びe2で示すように従動ローラ6方向へ大きな付勢力が加えられる。ところが、上述したように、ローラ軸25の径が細く撓み易いから、掛けられた圧力は、二次転写ローラ18のローラ周面に均一に届かず、軸の両端では矢印f1及びf2で示すように強い圧力が掛かり、軸の中央では矢印gで示すように弱い圧力が掛かるという傾向が現れる。 Therefore, as shown in FIG. 2, a large urging force is applied to both ends of the roller shaft 25 of the secondary transfer roller 18 in the direction of the driven roller 6 as indicated by arrows e1 and e2. However, as described above, since the diameter of the roller shaft 25 is thin and easily bent, the applied pressure does not reach the roller peripheral surface of the secondary transfer roller 18 uniformly, and the two ends of the shaft are indicated by arrows f1 and f2. There is a tendency that a strong pressure is applied to the shaft and a weak pressure is applied at the center of the shaft as indicated by an arrow g.
二次転写ローラ18の材質であるEPDMは、工業的に廉価で極めて一般的な合成樹脂であり、これを採用するとコスト的に大きな利点がある。ただし、一つの欠点として、前述したように、圧を受けると抵抗が上昇する特性を備えている。 EPDM, which is the material of the secondary transfer roller 18, is an industrially inexpensive and extremely general synthetic resin, and if it is used, there is a great cost advantage. However, as one drawback, as described above, the resistance increases when subjected to pressure.
このように二次転写ローラ18は圧を受けると抵抗が上昇する特性を備えているので、強い圧力が掛かる両端部では電気抵抗が大きく上昇し、弱い圧力が掛かる中央部では電気抵抗はそれほど大きくは上昇しない。 As described above, since the secondary transfer roller 18 has a characteristic that the resistance increases when it receives pressure, the electrical resistance greatly increases at both ends where a strong pressure is applied, and the electrical resistance is so large at the center where a weak pressure is applied. Does not rise.
したがって、このままでは、両端部と中央部では電気抵抗値に差が発生しているため、中間転写ベルト4上のトナー像を用紙3へ転写するために、二次転写ローラ18に高圧の定電圧又は定電流を印加すると、転写ムラが発生してしまう。 Accordingly, since there is a difference in the electric resistance value between the both end portions and the central portion, the high voltage constant voltage is applied to the secondary transfer roller 18 in order to transfer the toner image on the intermediate transfer belt 4 to the sheet 3. Alternatively, when a constant current is applied, transfer unevenness occurs.
図3は、このような二次転写ローラ18のローラ軸25の両端に加わる圧力による電気抵抗値の変化の程度(分布の程度)を調べるために、実験的に二次転写ローラ18に直接接触させるように対向配置させた従動ローラ6の構成を示す図である。 FIG. 3 shows a direct contact with the secondary transfer roller 18 experimentally in order to examine the degree of change (distribution degree) of the electrical resistance value due to the pressure applied to both ends of the roller shaft 25 of the secondary transfer roller 18. It is a figure which shows the structure of the driven roller 6 arrange | positioned so as to oppose.
図3は、従動ローラ6の周面に、二次転写ローラ18に印加された定電圧(又は定電流)を両端部と中央とに分けて従動ローラ6側に取り出すための電極箔を、従動ローラ6の周面に貼り付けた状態を示している。 FIG. 3 shows an electrode foil on the peripheral surface of the driven roller 6 for extracting the constant voltage (or constant current) applied to the secondary transfer roller 18 to the driven roller 6 side at both ends and the center. The state where it was affixed on the peripheral surface of the roller 6 is shown.
両端部の電極箔26及び28は、幅hが5mmであり間隔iも5mmとして配置してある。また、中央部の3個の電極箔27も幅は5mmであるが、間隔は、中央部両側の2個の電極箔27は、ローラ端部からおよそ100mmの位置、中央部の中央の1個の電極箔27はローラの中央に配置されている。 The electrode foils 26 and 28 at both ends are arranged with a width h of 5 mm and an interval i of 5 mm. The three electrode foils 27 in the central part are also 5 mm wide, but the distance between the two electrode foils 27 on both sides of the central part is approximately 100 mm from the end of the roller, one in the center of the central part. The electrode foil 27 is disposed at the center of the roller.
上記合計11個の電極箔26、27、及び28の中心部の正確な配置位置は、ローラの左側端部から測定して、10、20、30、40、95、159、218、278、288、298、及び308mmの11箇所の位置である。 The exact arrangement position of the central portion of the eleven electrode foils 26, 27, and 28 is measured from the left end of the roller, 10, 20, 30, 40, 95, 159, 218, 278, 288. 11 positions of 298 and 308 mm.
図4は、二次転写ローラ18に1000Vの電圧を印加した場合における、従動ローラ6側の各電極箔26、27、及び28を介して検出された電流と、その電流から算出された電流検出位置の電気抵抗値(以下、単に抵抗値という)を示す図表である。 FIG. 4 shows the current detected through the electrode foils 26, 27, and 28 on the driven roller 6 side when the voltage of 1000 V is applied to the secondary transfer roller 18, and the current detection calculated from the current. It is a graph which shows the electrical resistance value (henceforth only resistance value) of a position.
同図表は左側欄に、11個の電極箔26、27、及び28の中心部のローラの左側端部から見た配置位置10、20、30、40、95、159、218、278、288、298、及び308mmの11箇所の位置を示し、右側2つの欄に、その位置で検出された電流と、その電流から算出された抵抗値を示している。 In the left column, the arrangement positions 10, 20, 30, 40, 95, 159, 218, 278, 288, as viewed from the left end of the roller at the center of the eleven electrode foils 26, 27, and 28, Eleven positions at 298 and 308 mm are shown, and the two columns on the right side show the current detected at that position and the resistance value calculated from the current.
図5(a) は、上記のように算出された抵抗値をプロットして得られた抵抗値の分布状態を示すグラフであり、同図(b) は、この状態で例えばブラックトナーを用紙3にベタ印字したときの形成画像の状態を示す図である。 FIG. 5A is a graph showing a distribution state of resistance values obtained by plotting the resistance values calculated as described above. FIG. 5B is a graph showing, for example, black toner on the paper 3 in this state. FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a formed image when solid printing is performed.
同図(a) に示すように、従動ローラ6で検出された電流値が示す二次転写ローラ18の抵抗値の分布は、両端部では抵抗値1.00E+08Ωと1.00E+09Ωの中間に集中して極めて高く、中央部では、ほぼ1.00E+08Ωの近傍に集中して低くなっている。 As shown in FIG. 6A, the distribution of the resistance value of the secondary transfer roller 18 indicated by the current value detected by the driven roller 6 is concentrated between the resistance values of 1.00E + 08Ω and 1.00E + 09Ω at both ends. It is extremely high, and in the central part, it is concentrated in the vicinity of approximately 1.00E + 08Ω.
この状態で、ブラックトナーを用いて用紙3にベタ印字すると、同図(b) に示すように、抵抗値の低い中央部では転写電流が良く流れるので転写性がよく、通常の濃度の画像が形成されている。これに対して抵抗値の高い両端部では転写電流の流れが悪く、濃度の薄い画像が形成されている。 When solid printing is performed on the paper 3 using black toner in this state, the transfer current flows well in the central portion where the resistance value is low as shown in FIG. Is formed. On the other hand, the flow of the transfer current is poor at both ends having a high resistance value, and an image having a low density is formed.
そこで、発明者は、転写時に流れる電流の軸方向における不均衡を吸収させるべく、転写ローラ18の軸方向での異なる抵抗値に対応して、二次転写ローラ18への転写対向ローラとしての従動ローラ6に、転写ローラ18の抵抗値の高低が反対となる軸方向で異なる抵抗値を持たせることにした。 Therefore, the inventor follows the transfer roller 18 as a transfer counter roller corresponding to the different resistance values in the axial direction of the transfer roller 18 in order to absorb the imbalance in the axial direction of the current flowing during the transfer. The roller 6 has different resistance values in the axial direction in which the resistance value of the transfer roller 18 is opposite.
図6は、転写ローラ18の抵抗値とは高低が反対となるように軸方向で異なる抵抗を持たせた従動ローラ6の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、従動ローラ6の周面は、抵抗の異なるチューブ状抵抗部材29(29a、29b)又は31で被覆されている。 FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the configuration of the driven roller 6 having different resistances in the axial direction so that the level of the resistance value of the transfer roller 18 is opposite. As shown in the figure, the peripheral surface of the driven roller 6 is covered with a tubular resistance member 29 (29a, 29b) or 31 having a different resistance.
二次転写時において高い抵抗値を示す二次転写ローラ18の両端部に対応する従動ローラ6の両端部の周面には、低抵抗のチューブ状抵抗部材29が被覆されて低抵抗層を形成している。 Low resistance tube-shaped resistance members 29 are coated on the peripheral surfaces of both ends of the driven roller 6 corresponding to both ends of the secondary transfer roller 18 exhibiting a high resistance value during secondary transfer to form a low resistance layer. doing.
これに対して、二次転写時において低い抵抗値を示す二次転写ローラ18の中央部に対応する従動ローラ6の中央部の周面には、高抵抗のチューブ状抵抗部材31が被覆されて高抵抗層を形成している。 In contrast, the peripheral surface of the central portion of the driven roller 6 corresponding to the central portion of the secondary transfer roller 18 exhibiting a low resistance value during secondary transfer is covered with a high resistance tubular resistance member 31. A high resistance layer is formed.
図7は、図6の構成の従動ローラ6を用いて図3の場合と同様に実験して得られた転写電流に対する合成抵抗値の状態を示す図表である。尚、以下の説明では従動ローラ6を転写対向ローラ、又は単に対向ローラということにする。 FIG. 7 is a chart showing a state of a combined resistance value with respect to a transfer current obtained by an experiment similar to the case of FIG. 3 using the driven roller 6 having the configuration of FIG. In the following description, the driven roller 6 is referred to as a transfer counter roller or simply as a counter roller.
図7に示す図表において、左端の対向ローラ欄32に示すように、位置欄33の低抵抗層29a及び29bには、これに対応する抵抗値欄34に示す抵抗値(チューブ状抵抗部材29の抵抗値)で示すように、5.00E+08Ωの比較的低い抵抗値のチューブ状抵抗部材を用いている。 In the chart shown in FIG. 7, as shown in the counter roller column 32 at the left end, the low resistance layers 29a and 29b in the position column 33 have resistance values (corresponding to the resistance value column 34 of the tubular resistance member 29). As shown by resistance value), a tubular resistance member having a relatively low resistance value of 5.00E + 08Ω is used.
これに対して、同図表の同じく左端の対向ローラ欄32の位置欄33の高抵抗層31には、これに対応する抵抗値欄34に示す抵抗値(チューブ状抵抗部材31の抵抗値)で示すように、1.00E+09Ωの比較的高い抵抗値のチューブ状抵抗部材を用いている。 On the other hand, the high resistance layer 31 in the position column 33 of the counter roller column 32 at the left end of the same table also has a resistance value (resistance value of the tubular resistance member 31) shown in the corresponding resistance value column 34. As shown, a tubular resistance member having a relatively high resistance value of 1.00E + 09Ω is used.
同図表の二次転写ローラ欄35の位置欄36に示すように、低抵抗層29aは、二次転写ローラ6の左端から10〜40mmの位置に対応しており、高抵抗層31は、二次転写ローラ6の左端から95〜218mmの位置に対応しており、低抵抗層29bは、二次転写ローラ6の左端から278〜308mmの位置に対応している。 As shown in the position column 36 of the secondary transfer roller column 35 in the figure, the low resistance layer 29a corresponds to a position 10 to 40 mm from the left end of the secondary transfer roller 6, and the high resistance layer 31 The low resistance layer 29 b corresponds to a position 278 to 308 mm from the left end of the secondary transfer roller 6, and corresponds to a position of 95 to 218 mm from the left end of the secondary transfer roller 6.
尚、同図表の二次転写ローラ欄35の位置欄36と抵抗値欄37に示す数値は、図4に示した図表の位置欄と抵抗値欄の数値を再掲したものである。そして、図7の図表の合成抵抗値欄38には、対向ローラ欄32の抵抗値欄34に示す抵抗値と、二次転写ローラ欄35の抵抗値欄37に示す抵抗値とを加算した合成抵抗値が示されている。 Note that the numerical values shown in the position column 36 and the resistance value column 37 of the secondary transfer roller column 35 in the table are the values shown in the position column and the resistance value column of the table shown in FIG. In the combined resistance value column 38 of the chart of FIG. 7, a combined value obtained by adding the resistance value shown in the resistance value column 34 of the counter roller column 32 and the resistance value shown in the resistance value column 37 of the secondary transfer roller column 35 is added. Resistance values are shown.
図8(a) は、上記のようにして得られた合成抵抗値を図5(a) に示したグラフに追加してプロットして得られた合成抵抗値(◆のプロット)と合成前の二次転写ローラ単独の抵抗値(■のプロット)の分布状態を示すグラフであり、同図(b) は、この状態で例えばブラックトナーを用紙3にベタ印字したときの形成画像の状態を示す図である。 FIG. 8 (a) shows the combined resistance value obtained as described above added to the graph shown in FIG. 5 (a) and plotted to obtain the combined resistance value (plot of ◆) and the pre-synthesis value. FIG. 6B is a graph showing a distribution state of resistance values (plots of ■) of the secondary transfer roller alone, and FIG. 5B shows a state of a formed image when, for example, black toner is solid-printed on the paper 3 in this state. FIG.
図8(a) に示すように、■のプロットで示す二次転写ローラ単独の抵抗値の軸方向の位置ごとに不均一な分布状態に対して、◆のプロットで示す合成抵抗値は二次転写ローラの軸方向にほぼ均一な分布を示している。 As shown in FIG. 8 (a), the combined resistance value indicated by the ♦ plot is the secondary resistance against the non-uniform distribution state of the resistance value of the secondary transfer roller alone indicated by the ■ plot for each axial position. A substantially uniform distribution is shown in the axial direction of the transfer roller.
この構成で、例えばブラックトナーを用紙3にベタ印字すると、同図(b) に示すように、全面にムラの無い均一な濃度の画像が得られることが判明した。
このように、本実施例によれば、転写時の二次転写ローラ単独の抵抗値の軸方向の位置ごとに不均一な分布状態に対応して、対向ローラの周面に抵抗層を設け、これにより、二次転写ローラの軸方向に不均一な抵抗値と対向ローラ側の抵抗値との総和により、軸方向の抵抗を安定化させ、二次転写ローラの端部と中央部の不均一な転写電流の流れを均一化させて軸方向にわたって濃度の安定した画像を得ることができるようになる。
With this configuration, it has been found that, for example, when black toner is solid-printed on the paper 3, an image having a uniform density with no unevenness can be obtained on the entire surface, as shown in FIG.
Thus, according to the present embodiment, a resistance layer is provided on the peripheral surface of the opposing roller corresponding to the uneven distribution state for each axial position of the resistance value of the secondary transfer roller during transfer, As a result, the axial resistance is stabilized by the sum of the non-uniform resistance value in the axial direction of the secondary transfer roller and the resistance value on the opposite roller side, and non-uniformity at the end and center of the secondary transfer roller. Therefore, it is possible to obtain an image having a stable density in the axial direction by uniformizing the flow of the transfer current.
また、ローラの芯部をクラウン形にする等の高い製造コストを要する技法を用いることなく、且つ形状の不安定化を招くことなく、最も安価で広く市販されている樹脂体を用いてローラを容易に作成することができるので経済的である。 In addition, the roller is made using the most inexpensive and widely available resin body without using a technique that requires a high manufacturing cost, such as making the core of the roller into a crown shape, and without causing instability of the shape. It is economical because it can be created easily.
尚、上記の実施例では、従動ローラ6に軸方向で異なる抵抗を持たせることについては、抵抗の異なるチューブ状抵抗部材によりローラの両端部と中央部の周面を被覆するようにしているが、これに限るものではない。 In the above-described embodiment, the driven roller 6 is provided with different resistances in the axial direction by covering the peripheral surfaces of both end portions and the central portion of the roller with tubular resistance members having different resistances. However, it is not limited to this.
例えば、ローラの両端部と中央部の抵抗を異ならせるように、筒状の抵抗の異なる高硬度ソリッドゴムを組み合わせて従動ローラを形成するようにしてもよい。また、両端部と中央部とで異なる抵抗がグラデーション状に分布した一体成形のゴムにより従動ローラを形成するようにしてもよい。 For example, the driven roller may be formed by combining cylindrical hard high-hardness solid rubbers having different resistances at both ends and the center of the roller. Alternatively, the driven roller may be formed of integrally molded rubber in which different resistances are distributed in gradation at both ends and the center.
本発明は、トナー像の均一な二次転写画像を形成する画像形成装置に利用することができる。 The present invention can be used in an image forming apparatus that forms a uniform secondary transfer image of a toner image.
1 カラー画像形成装置
2 用紙カセット
3 用紙
4 中間転写ベルト
5 駆動ローラ
6 従動ローラ(転写対向ローラ)
7(7m、7c、7y、7k) 感光体ドラム
8 クリーナ
9 帯電ローラ
11 光書込ヘッド
12 現像ユニット
13 現像ローラ
14 一次転写ローラ
15 トナー容器
16、17 テンションローラ
18 二次転写ローラ(転写押圧ローラ)
19 用紙取出ローラ
21 給送ローラ
22 捌きローラ
23 待機ローラ対
24 ベルト式定着装置
25 ローラ軸
26、27、28 電極箔
29(29a、29b) 低抵抗層
31 高抵抗層
32 対向ローラ欄
33 位置欄
34 抵抗値欄
35 二次転写ローラ欄
36 位置欄
37 抵抗値欄
38 合成抵抗値欄
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color image forming apparatus 2 Paper cassette 3 Paper 4 Intermediate transfer belt 5 Drive roller 6 Driven roller (transfer opposing roller)
7 (7m, 7c, 7y, 7k) Photosensitive drum 8 Cleaner 9 Charging roller 11 Optical writing head 12 Developing unit 13 Developing roller 14 Primary transfer roller 15 Toner container 16, 17 Tension roller 18 Secondary transfer roller (transfer pressing roller) )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Paper extraction roller 21 Feeding roller 22 Rolling roller 23 Standby roller pair 24 Belt type fixing device 25 Roller shaft 26, 27, 28 Electrode foil 29 (29a, 29b) Low resistance layer 31 High resistance layer 32 Opposing roller column 33 Position column 34 Resistance value column 35 Secondary transfer roller column 36 Position column 37 Resistance value column 38 Composite resistance value column
Claims (2)
前記二次転写部において前記中間転写部材を支持して回転する転写対向ローラと、
該転写対向ローラに対し前記中間転写部材を介して押圧して回転する転写押圧ローラと、
を備え、
前記転写押圧ローラは、圧を受けると抵抗が上昇する特性を有する導電性の弾性層からなる均一な直径の周面を有し、前記押圧する押圧力が中央部よりも両端部で高く設定され、前記押圧の際の前記両端部の電気抵抗が前記中央部の電気抵抗よりも高く、かつ電子導電タイプの導電方式にて前記画像形成媒体に転写電圧を印加するよう構成され、
前記転写対向ローラは、ローラ本体の周面をチューブ状抵抗部材により被覆してなり、前記転写押圧ローラの抵抗値に対応して反対の抵抗値となるよう、前記チューブ状抵抗部材の中央部の電気抵抗を両端部の電気抵抗よりも高くなるように構成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that primarily transfers a toner image formed on an image carrier to an intermediate transfer member, and secondarily transfers the primary transferred toner image from the intermediate transfer member to an image forming medium being conveyed in a secondary transfer unit. In
A transfer counter roller that rotates while supporting the intermediate transfer member in the secondary transfer unit;
A transfer pressing roller that rotates while pressing against the transfer counter roller via the intermediate transfer member;
With
The transfer pressing roller has a circumferential surface of a uniform diameter made of a conductive elastic layer having a characteristic that resistance increases when subjected to pressure, and the pressing pressure to be pressed is set higher at both ends than the central portion. The electrical resistance of the both end portions at the time of pressing is higher than the electrical resistance of the central portion, and is configured to apply a transfer voltage to the image forming medium by an electronic conductive type conductive method,
The transfer counter roller is formed by covering the peripheral surface of the roller body with a tube-shaped resistance member, and at the center of the tube-shaped resistance member so as to have an opposite resistance value corresponding to the resistance value of the transfer pressure roller. The electrical resistance is configured to be higher than the electrical resistance at both ends .
An image forming apparatus.
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