JP6171815B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

従来より、被帯電体とのニップ部を広くとるために低硬度で、且つ画像不良を発生させない程度の復元力を有する単層の導電性発泡体で構成される帯電部材が知られている(特許文献1参照)。また、導電性シャフトと、その外周に設けられた導電性弾性層とを備える導電ローラを有する画像形成装置が知られている(特許文献2参照)。   Conventionally, a charging member made of a single-layer conductive foam having a low hardness and a restoring force that does not cause image defects in order to widen a nip portion with an object to be charged has been known ( Patent Document 1). An image forming apparatus having a conductive roller including a conductive shaft and a conductive elastic layer provided on the outer periphery of the shaft is known (see Patent Document 2).

特開2006−154441号公報JP 2006-154441 A

特開2003−195601号公報JP 2003-195601 A

本発明の目的は、転写部材の体積抵抗値の上昇を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing an increase in volume resistance value of a transfer member.

上記目的を達成するため、請求項1の画像形成装置は、正電圧が印加される導電性の芯軸及び当該芯軸に巻装されるイオン導電材を有する転写部材と、前記転写部材と対向して配置される対向部材と、を備え、前記イオン導電材と前記対向部材との接触面積が、前記芯軸と前記イオン導電材との接触面積の半分よりも大きいことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to claim 1 is provided with a transfer member having a conductive core shaft to which a positive voltage is applied and an ion conductive material wound around the core shaft, and facing the transfer member. And a contact area between the ion conductive material and the counter member is larger than a half of a contact area between the core shaft and the ion conductive material.

請求項2の画像形成装置は、請求項1記載の画像形成装置において、前記芯軸の直径をDとし、前記イオン導電材と前記対向部材とのニップ幅をWとする場合に、前記転写部材及び前記対向部材が、πD/2<Wの関係を満たすように構成されていることを特徴とする。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the diameter of the core shaft is D, and the nip width between the ion conductive material and the opposing member is W, in the image forming apparatus according to claim 1. And the said opposing member is comprised so that the relationship of (pi) D <2 <W may be satisfy | filled.

請求項3の画像形成装置は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記転写部材の長手軸方向の中央部に一定の荷重をかける荷重部材を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first or second aspect, further comprising a load member that applies a constant load to a central portion in a longitudinal axis direction of the transfer member.

請求項4の画像形成装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記転写部材は負帯電されたトナー画像を記録媒体に転写することを特徴とする。
The image forming apparatus according to claim 4, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, before Symbol transfer member is characterized in that onto a recording medium negatively charged toner image.

請求項1の発明によれば、転写部材の体積抵抗値の上昇を抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, an increase in the volume resistance value of the transfer member can be suppressed.

請求項2の発明によれば、転写部材の体積抵抗値の上昇を抑制することができる。   According to the invention of claim 2, an increase in the volume resistance value of the transfer member can be suppressed.

請求項3の発明によれば、転写部材のたわみによる転写画像のむらを防止することができる。   According to the invention of claim 3, it is possible to prevent unevenness of the transferred image due to the deflection of the transfer member.

請求項4の発明によれば、正電圧が印加される転写部材の体積抵抗値の上昇を抑制することができる。   According to the invention of claim 4, it is possible to suppress an increase in volume resistance value of the transfer member to which a positive voltage is applied.

(A)は、本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。(B)は、感光体ドラム、転写ローラ及び荷重ローラの概略構成図である。1A is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 2B is a schematic configuration diagram of a photosensitive drum, a transfer roller, and a load roller. (A)及び(B)は、実験1で使用された装置の模式図である。(A) And (B) is a schematic diagram of the apparatus used in Experiment 1. FIG. 実験1の実験結果を示すグラフである。6 is a graph showing an experimental result of Experiment 1. (A)及び(B)は、実験2で使用された装置の模式図である。(C)はゴムの体積抵抗値を測定する方法を示す図である。(A) And (B) is a schematic diagram of the apparatus used in Experiment 2. FIG. (C) is a figure which shows the method of measuring the volume resistance value of rubber | gum. 実験2の実験結果を示すグラフである。10 is a graph showing an experimental result of Experiment 2. 転写ローラ及び感光体ドラムの拡大図である。It is an enlarged view of a transfer roller and a photosensitive drum. (A)〜(C)は、転写装置の構成を示す図である(A)-(C) is a figure showing composition of a transfer device. 比較例の検証結果及び実施例1の検証結果を示すグラフである。It is a graph which shows the verification result of a comparative example, and the verification result of Example 1. FIG. 実施例2の検証結果を示すグラフである。It is a graph which shows the verification result of Example 2.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(A)は、本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。   FIG. 1A is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment.

図1(A)の画像形成装置1は、例えば、プリンタであるが、コピー機又は複合機などでもよい。画像形成装置1は、像担持体としての感光体ドラム10と、感光体ドラム10の表面を一様に帯電する帯電ローラ11と、感光体ドラム10上に静電潜像を形成する露光装置12と、静電潜像に応じたトナー像を形成する現像器13と、当該トナー像を記録媒体に転写し、当該記録媒体を搬送する転写部材としての転写ローラ14と、転写ローラ14の長手軸方向の中央部に一定の力を荷重する荷重部材としての荷重ローラ15と、転写ローラ14のシャフトに転写電流を供給する転写バイアス電源(即ちDC電源)16と、記録媒体上のトナー像を当該記録媒体に定着するための加熱ローラ17及び加圧ローラ18とを備えている。図1(A)の記録媒体は、用紙Sである。感光体ドラム10は矢印A方向に回転駆動され、トナー像が形成された用紙Sは矢印B方向に搬送される。トナー像は、負極性に帯電される。   The image forming apparatus 1 in FIG. 1A is, for example, a printer, but may be a copier or a multifunction machine. The image forming apparatus 1 includes a photosensitive drum 10 as an image carrier, a charging roller 11 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 10, and an exposure device 12 that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 10. A developing device 13 for forming a toner image corresponding to the electrostatic latent image, a transfer roller 14 as a transfer member for transferring the toner image to a recording medium and conveying the recording medium, and a longitudinal axis of the transfer roller 14 A load roller 15 as a load member for applying a constant force to the central portion in the direction, a transfer bias power source (that is, a DC power source) 16 for supplying a transfer current to the shaft of the transfer roller 14, and a toner image on the recording medium. A heating roller 17 and a pressure roller 18 for fixing to a recording medium are provided. The recording medium in FIG. The photosensitive drum 10 is rotationally driven in the arrow A direction, and the sheet S on which the toner image is formed is conveyed in the arrow B direction. The toner image is negatively charged.

ここでは、画像形成装置1は、直接転写方式であるが、中間転写方式の画像形成装置でもよい。直接転写方式の画像形成装置1では、転写ローラ14の対向部材は、感光体ドラム10であるが、中間転写方式の画像形成装置では、転写ローラの対向部材は、転写ベルト又はバックアップローラなどである。   Here, the image forming apparatus 1 is a direct transfer type, but may be an intermediate transfer type image forming apparatus. In the direct transfer type image forming apparatus 1, the opposing member of the transfer roller 14 is the photosensitive drum 10, but in the intermediate transfer type image forming apparatus, the opposing member of the transfer roller is a transfer belt or a backup roller. .

図1(B)は、感光体ドラム、転写ローラ及び荷重ローラの概略構成図である。   FIG. 1B is a schematic configuration diagram of a photosensitive drum, a transfer roller, and a load roller.

転写ローラ14は、円筒形の転写ローラであり、金属製の芯軸141と、体積抵抗値が6.0〜8.0LogΩである半導電性(即ちイオン導電性)の発泡ウレタン142とで構成されている。イオン導電材としての発泡ウレタン142は芯軸141に巻装されている。発泡ウレタン142は変形可能な弾性層である。   The transfer roller 14 is a cylindrical transfer roller, and includes a metal core shaft 141 and a semiconductive (that is, ionic conductive) urethane foam 142 having a volume resistance value of 6.0 to 8.0 LogΩ. Has been. The urethane foam 142 as an ionic conductive material is wound around the core shaft 141. The urethane foam 142 is a deformable elastic layer.

荷重ローラ15は、転写ローラ14の長手軸方向の中央部と対向する位置で、且つ転写ローラ14を介して感光体ドラム10と反対側の位置に配置されている。転写ローラ14が感光体ドラム10側に押し付けられると、芯軸141の両端に荷重がかかるため、転写ローラ14がたわみ、転写ローラ14の長手軸方向の中央部に適切な荷重がかからなくなる。これは、転写画像のムラなどを引き起こす。このため、荷重ローラ15は、転写画像のムラを防止するため、転写ローラ14の長手軸方向の中央部を、感光体ドラム10側に一定の力で荷重している。   The load roller 15 is disposed at a position facing the central portion of the transfer roller 14 in the longitudinal axis direction, and at a position opposite to the photosensitive drum 10 via the transfer roller 14. When the transfer roller 14 is pressed against the photosensitive drum 10, a load is applied to both ends of the core shaft 141, so that the transfer roller 14 bends and an appropriate load is not applied to the central portion in the longitudinal axis direction of the transfer roller 14. This causes unevenness of the transferred image. Therefore, the load roller 15 loads the central portion of the transfer roller 14 in the longitudinal axis direction to the photosensitive drum 10 side with a constant force in order to prevent unevenness of the transfer image.

ところで、イオン導電性の発泡ウレタン142は、転写バイアス電源からの電流供給により経時的に体積抵抗値が上昇する。これは、転写不良の原因となるため、転写ローラの寿命決定因子となっている。   By the way, the volume resistance value of the ionic conductive urethane foam 142 increases with time due to the current supply from the transfer bias power source. This is a cause of transfer failure, and is a determinant of the life of the transfer roller.

そこで、本発明者は、まず、転写ローラの体積抵抗値の上昇要因を探るために、いくつかの実験を行った。以下、この実験について説明する。   In view of this, the present inventor first conducted several experiments in order to find out a factor for increasing the volume resistance value of the transfer roller. Hereinafter, this experiment will be described.

<実験1>実験1では、本発明者は、電圧の印加方向の違いによって生じる転写ローラの体積抵抗値の上昇量を調べた。実験室の温度は22℃で湿度は55%であった。   <Experiment 1> In Experiment 1, the inventor examined the amount of increase in the volume resistance value of the transfer roller caused by the difference in voltage application direction. The laboratory temperature was 22 ° C. and the humidity was 55%.

図2(A)及び(B)は、実験1で使用された装置の模式図である。この装置は、転写ローラ20、対向ローラ21、電源22、電流計23を備えている。   2A and 2B are schematic views of the apparatus used in Experiment 1. FIG. This apparatus includes a transfer roller 20, a counter roller 21, a power source 22, and an ammeter 23.

転写ローラ20は、芯軸201及び発泡ゴム202で構成されている。発泡ゴム202は、ニトリルゴム(NBR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)及びイオン導電剤の混合物で構成されている。発泡ゴム202のアスカーC硬度は35°である。発泡ゴム202の直径Φは10mmであり、長さは220mmである。芯軸201は、無電解Niめっきを施した鉛フリー鋼である。芯軸201の直径Φは5mmであり、長さは240mmである。   The transfer roller 20 includes a core shaft 201 and foamed rubber 202. The foam rubber 202 is composed of a mixture of nitrile rubber (NBR), epichlorohydrin rubber (ECO) and an ionic conductive agent. The Asker C hardness of the foam rubber 202 is 35 °. The foam rubber 202 has a diameter Φ of 10 mm and a length of 220 mm. The core shaft 201 is lead-free steel subjected to electroless Ni plating. The diameter Φ of the core shaft 201 is 5 mm and the length is 240 mm.

対向ローラ21は、直径Φは50mmであるアルミ(Al)製の金属パイプである。対向ローラ21は、転写ローラ20に当接している。対向ローラ21は不図示のモータによって回転し、転写ローラ20は対向ローラ21の回転に従って連れ回りする。電源22として、汎用高圧電源(Trek610)を使用した。電流計23として、デジタル電流計(エーディーシー社製8340A)を使用した。   The counter roller 21 is a metal pipe made of aluminum (Al) having a diameter Φ of 50 mm. The facing roller 21 is in contact with the transfer roller 20. The counter roller 21 is rotated by a motor (not shown), and the transfer roller 20 is rotated along with the rotation of the counter roller 21. A general-purpose high-voltage power supply (Trek 610) was used as the power supply 22. As the ammeter 23, a digital ammeter (8340A manufactured by ADC) was used.

図2(A)では、電源22は、120分間連続して転写ローラ20の芯軸201に1000Vの正電圧を印加した。図2(B)では、電源22は、120分間連続して転写ローラ20の芯軸201に1000Vの負電圧を印加した。電流計23は、1分間に1回電流値を読み取り、その電流値を抵抗値(LogΩ)に換算した。実験中の120分間、転写ローラ20及び対向ローラ21は連続回転させた。回転速度は、1分あたり60回転である。   In FIG. 2A, the power source 22 applied a positive voltage of 1000 V to the core shaft 201 of the transfer roller 20 continuously for 120 minutes. In FIG. 2B, the power supply 22 applied a negative voltage of 1000 V to the core shaft 201 of the transfer roller 20 continuously for 120 minutes. The ammeter 23 read the current value once per minute, and converted the current value into a resistance value (LogΩ). The transfer roller 20 and the counter roller 21 were continuously rotated for 120 minutes during the experiment. The rotational speed is 60 revolutions per minute.

図3は、実験1の実験結果を示すグラフである。図3の縦軸が転写ローラ20の体積抵抗値(LogΩ)を示し、横軸が通電時間を示す。   FIG. 3 is a graph showing the experimental results of Experiment 1. The vertical axis in FIG. 3 indicates the volume resistance value (LogΩ) of the transfer roller 20, and the horizontal axis indicates the energization time.

図3の符号101は、電源22が芯軸201に1000Vの正電圧を印加した場合の転写ローラ20の体積抵抗値を示し(図2(A)参照)、符号102が、電源22が芯軸201に1000Vの負電圧を印加した場合の転写ローラ20の体積抵抗値を示す(図2(B)参照)。   3 indicates a volume resistance value of the transfer roller 20 when the power source 22 applies a positive voltage of 1000 V to the core shaft 201 (see FIG. 2A), and reference numeral 102 indicates the power source 22 is the core shaft. A volume resistance value of the transfer roller 20 when a negative voltage of 1000 V is applied to 201 is shown (see FIG. 2B).

この実験結果から、転写ローラ20の発泡ゴム202の抵抗上昇量は電圧印加の方向により異なり、芯軸201に正電圧を印加する場合と比べて、芯軸201に負電圧を印加すると発泡ゴム202の抵抗上昇量を抑えることができることがわかる。   From this experimental result, the amount of increase in the resistance of the foam rubber 202 of the transfer roller 20 varies depending on the direction of voltage application. Compared with the case where a positive voltage is applied to the core shaft 201, the foam rubber 202 is applied when a negative voltage is applied to the core shaft 201. It can be seen that the increase in resistance can be suppressed.

ここでは、ニトリルゴム(NBR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)及びイオン導電剤で構成される発泡ゴムを利用しているが、これらのゴム材料は本発明を制限するものでは無く、イオン導電性を示すゴム材では同様の結果を示す。例えば、ウレタンとイオン導電剤で構成される弾性体を利用する場合も、上記と同様の傾向を示す実験結果が得られる。   Here, foamed rubber composed of nitrile rubber (NBR), epichlorohydrin rubber (ECO) and an ionic conductive agent is used. However, these rubber materials do not limit the present invention, and ionic conductivity is not limited. The same results are shown for rubber materials showing. For example, even when an elastic body composed of urethane and an ionic conductive agent is used, an experimental result showing the same tendency as described above can be obtained.

<実験2>実験2では、本発明者は、電極の面積の大きさの違いによって生じるゴムの体積抵抗値の上昇量を調べた。実験室の温度は22℃で湿度は55%であった。   <Experiment 2> In Experiment 2, the present inventor examined the amount of increase in the volume resistance value of rubber caused by the difference in the size of the electrode area. The laboratory temperature was 22 ° C. and the humidity was 55%.

図4(A)及び(B)は、実験2で使用された装置の模式図である。この装置は、イオン導電性のゴム30、電極31、32、電源22、電流計23を備えている。電源22及び電流計23の仕様は、上述したとおりである。   4A and 4B are schematic views of the apparatus used in Experiment 2. FIG. This apparatus includes an ion conductive rubber 30, electrodes 31 and 32, a power source 22, and an ammeter 23. The specifications of the power source 22 and the ammeter 23 are as described above.

電極31は、金属(アルミ)で構成されている。電極31の長さは40mmで、幅は20mmである。電極32は、金属(アルミ)で構成されている。電極32の長さは40mmで、幅は10mmである。   The electrode 31 is made of metal (aluminum). The electrode 31 has a length of 40 mm and a width of 20 mm. The electrode 32 is made of metal (aluminum). The electrode 32 has a length of 40 mm and a width of 10 mm.

ゴム30は、ニトリルゴム(NBR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)及びイオン導電剤の混合物で構成されている。但し、ゴム30は発泡させていない。ゴム30は、長さ40mmであり、幅は40mmで、厚さが2mmである。   The rubber 30 is composed of a mixture of nitrile rubber (NBR), epichlorohydrin rubber (ECO) and an ionic conductive agent. However, the rubber 30 is not foamed. The rubber 30 has a length of 40 mm, a width of 40 mm, and a thickness of 2 mm.

本発明者は、まず、図4(C)に示すように、40mm(長さ)×80mm(幅)×2mm(厚さ)のゴムシートを作成し、このゴムシートを分割することで、2枚のゴム30を作成した。そして、本発明者は、図4(A)に示す電極31及び32の配置で、図4(C)に示すように電圧の印加方向を変更することによって、ゴム30の体積抵抗値を2度測定し、図4(B)に示す電極31及び32の配置で、図4(C)に示すように電圧の印加方向を変更することによって、ゴム30の体積抵抗値を2度測定した。   First, as shown in FIG. 4C, the inventor creates a rubber sheet of 40 mm (length) × 80 mm (width) × 2 mm (thickness), and divides the rubber sheet to obtain 2 A sheet of rubber 30 was prepared. And this inventor changes the volume resistance value of rubber | gum 30 twice by changing the application direction of a voltage as shown in FIG.4 (C) by arrangement | positioning of the electrodes 31 and 32 shown in FIG.4 (A). The volume resistance value of the rubber 30 was measured twice by changing the voltage application direction as shown in FIG. 4C with the arrangement of the electrodes 31 and 32 shown in FIG. 4B.

図4(A)では、電源22は、15分間連続して電極31に1000Vの正電圧を印加した。図4(B)では、電源22は、15分間連続して電極32に1000Vの正電圧を印加した。電流計23は、2秒間に1回電流値を読み取り、その電流値を抵抗値(LogΩ)に換算した。   In FIG. 4A, the power source 22 applied a positive voltage of 1000 V to the electrode 31 continuously for 15 minutes. In FIG. 4B, the power source 22 applied a positive voltage of 1000 V to the electrode 32 continuously for 15 minutes. The ammeter 23 read the current value once every 2 seconds, and converted the current value into a resistance value (LogΩ).

図5は、実験2の実験結果を示すグラフである。図5の縦軸がゴム30の体積抵抗値の上昇量(LogΩ)を示し、横軸が通電時間を示す。   FIG. 5 is a graph showing the experimental results of Experiment 2. The vertical axis in FIG. 5 indicates the amount of increase (LogΩ) in the volume resistance value of the rubber 30, and the horizontal axis indicates the energization time.

図5の符号103は、電源22が電極31に1000Vの正電圧を印加し且つゴム30の表面が電極31に接触している場合のゴム30の体積抵抗値の上昇量を示す。符号104は、電源22が電極31に1000Vの正電圧を印加し且つゴム30の裏面が電極31に接触している場合のゴム30の体積抵抗値の上昇量を示す。符号105は、電源22が電極32に1000Vの正電圧を印加し且つゴム30の表面が電極31に接触している場合のゴム30の体積抵抗値の上昇量を示す。符号106は、電源22が電極32に1000Vの正電圧を印加し且つゴム30の裏面が電極31に接触している場合のゴム30の体積抵抗値の上昇量を示す。   Reference numeral 103 in FIG. 5 indicates the amount of increase in the volume resistance value of the rubber 30 when the power supply 22 applies a positive voltage of 1000 V to the electrode 31 and the surface of the rubber 30 is in contact with the electrode 31. Reference numeral 104 indicates an increase in the volume resistance value of the rubber 30 when the power source 22 applies a positive voltage of 1000 V to the electrode 31 and the back surface of the rubber 30 is in contact with the electrode 31. Reference numeral 105 indicates the amount of increase in the volume resistance value of the rubber 30 when the power source 22 applies a positive voltage of 1000 V to the electrode 32 and the surface of the rubber 30 is in contact with the electrode 31. Reference numeral 106 indicates an increase in the volume resistance value of the rubber 30 when the power source 22 applies a positive voltage of 1000 V to the electrode 32 and the back surface of the rubber 30 is in contact with the electrode 31.

この実験結果から、ゴム30の抵抗上昇量は正負の電極面積の関係により異なり、負電極の面積が正電極の面積よりも大きいとゴム30の抵抗上昇量を抑えることができることがわかる(符号105,106のグラフ参照)。   From this experimental result, it can be seen that the resistance increase amount of the rubber 30 varies depending on the relationship between the positive and negative electrode areas, and that the resistance increase amount of the rubber 30 can be suppressed when the area of the negative electrode is larger than the area of the positive electrode (reference numeral 105). , 106 graph).

ここでは、ニトリルゴム(NBR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)及びイオン導電剤で構成される発泡ゴムを利用しているが、これらのゴム材料は本発明を制限するものでは無く、イオン導電性を示すゴム材では同様の結果を示す。例えば、ウレタンとイオン導電剤で構成される弾性体を利用する場合も、上記と同様の傾向を示す実験結果が得られる。   Here, foamed rubber composed of nitrile rubber (NBR), epichlorohydrin rubber (ECO) and an ionic conductive agent is used. However, these rubber materials do not limit the present invention, and ionic conductivity is not limited. The same results are shown for rubber materials showing. For example, even when an elastic body composed of urethane and an ionic conductive agent is used, an experimental result showing the same tendency as described above can be obtained.

本発明者は、実験1及び実験2の結果から、発泡ゴム202中をイオン(電荷)が流れるときに、転写ローラ20の芯軸201と発泡ゴム202との接触面積の半分(即ち、対向ローラ21と対向する部分の接触面積)よりも、発泡ゴム202と対向ローラ21との接触面積が小さいと、対向ローラ21近傍の発泡ゴム202内部で陽イオンの偏在が起こり、発泡ゴム202の体積抵抗値が上昇すると推定した。   Based on the results of Experiment 1 and Experiment 2, the present inventor found that when ions (charges) flow through the foamed rubber 202, the contact area between the core shaft 201 of the transfer roller 20 and the foamed rubber 202 is half (that is, the opposing roller). If the contact area between the foam rubber 202 and the counter roller 21 is smaller than the contact area of the portion facing the roller 21, the cation is unevenly distributed inside the foam rubber 202 near the counter roller 21, and the volume resistance of the foam rubber 202 is reduced. The value was estimated to rise.

そこで、本発明者は、この推定に基づいて、転写ローラの体積抵抗値の上昇を抑制することができる画像形成装置を考案した。   Accordingly, the present inventor has devised an image forming apparatus capable of suppressing an increase in the volume resistance value of the transfer roller based on this estimation.

具体的には、画像形成装置1では、図6に示すように、転写ローラ14の芯軸141と発泡ウレタン142との接触面積の半分S1(即ち、芯軸141の半周に対応する、感光体ドラム10と対向する部分の接触面積)よりも、発泡ウレタン142と感光体ドラム10との接触面積S2を大きくすることで、転写ローラ14の体積抵抗値の上昇を抑制している。換言すれば、転写ローラ14の芯軸141の直径をDとし、転写ニップ幅をWとする場合に、転写ローラ14及び感光体ドラム10を、W>πD/2の関係を満たすように構成することで、転写ローラ14の体積抵抗値の上昇を抑制している。   Specifically, in the image forming apparatus 1, as shown in FIG. 6, a photosensitive body corresponding to half S1 of the contact area between the core shaft 141 of the transfer roller 14 and the urethane foam 142 (that is, corresponding to a half circumference of the core shaft 141). An increase in the volume resistance value of the transfer roller 14 is suppressed by increasing the contact area S2 between the urethane foam 142 and the photosensitive drum 10 than the contact area of the portion facing the drum 10. In other words, when the diameter of the core shaft 141 of the transfer roller 14 is D and the transfer nip width is W, the transfer roller 14 and the photosensitive drum 10 are configured to satisfy the relationship of W> πD / 2. As a result, an increase in the volume resistance value of the transfer roller 14 is suppressed.

以下、転写ローラ14の体積抵抗値の上昇の抑制を検証した実施例と、比較例とについて説明する。検証に利用した実験室の温度は22℃で湿度は55%であった。   Hereinafter, an example in which suppression of an increase in the volume resistance value of the transfer roller 14 is verified and a comparative example will be described. The laboratory temperature used for verification was 22 ° C. and the humidity was 55%.

<比較例>
(1)まず、本発明者は、図7(A)に示すように、芯軸441と、単層発泡ウレタン442とを備える転写ローラ41を作成した。芯軸441は金属シャフトであり、直径Φを15mmとし、長さを80mmとした。単層発泡ウレタン442のアスカーC硬度は12°である。単層発泡ウレタン442には、4級アンモニウム過塩素を導電剤として混入し、その体積抵抗値を7.8LogΩに制御した。また、単層発泡ウレタン442の直径Φを30mmとし、長さを50mmとした。
<Comparative example>
(1) First, as shown in FIG. 7A, the present inventor created a transfer roller 41 having a core shaft 441 and a single-layer foamed urethane 442. The core shaft 441 is a metal shaft having a diameter Φ of 15 mm and a length of 80 mm. The Asker C hardness of the single layer urethane foam 442 is 12 °. Single-layer urethane foam 442 was mixed with quaternary ammonium perchlorine as a conductive agent, and its volume resistance value was controlled to 7.8 LogΩ. Moreover, the diameter Φ of the single layer urethane foam 442 was 30 mm, and the length was 50 mm.

(2)本発明者は、転写ローラ41の対向部材として、直径Φが80mmで金属パイプで構成される対向ローラ40を使用した。図7(A)に示すような転写装置100に、転写ローラ41と対向ローラ40とのニップ幅が5mmになるように、転写ローラ41及び対向ローラ40を設置した。転写ローラ41の長手軸方向の両端には、それぞれ0.3kgfの荷重がかけられており、転写ローラ41は対向ローラ40を押圧している。尚、電源22及び電流計23は上記実験1及び実験2で使用されたものと同様である。   (2) The inventor used a facing roller 40 having a diameter Φ of 80 mm and formed of a metal pipe as the facing member of the transfer roller 41. In the transfer apparatus 100 as shown in FIG. 7A, the transfer roller 41 and the counter roller 40 were installed so that the nip width between the transfer roller 41 and the counter roller 40 was 5 mm. A load of 0.3 kgf is applied to both ends of the transfer roller 41 in the longitudinal axis direction, and the transfer roller 41 presses the opposing roller 40. The power source 22 and the ammeter 23 are the same as those used in Experiment 1 and Experiment 2.

(3)次に、不図示のモータが対向ローラ40を毎分50回転で回転させた。転写ローラ41は対向ローラ40の回転に従って連れ回りする。電源22は、転写装置100に30μAの電流が流れるように1900Vの電圧を印加した。その後、定電圧制御で、1900Vの電圧を25時間連続印加した。電流計23は、10分間に1回電流値を読み取り、その電流値を抵抗値(LogΩ)に換算した。検証中の25時間、転写ローラ41及び対向ローラ40は連続回転した。   (3) Next, a motor (not shown) rotated the counter roller 40 at 50 revolutions per minute. The transfer roller 41 rotates with the rotation of the opposing roller 40. The power supply 22 applied a voltage of 1900 V so that a current of 30 μA flows through the transfer device 100. Thereafter, a voltage of 1900 V was continuously applied for 25 hours under constant voltage control. The ammeter 23 read the current value once every 10 minutes and converted the current value into a resistance value (LogΩ). For 25 hours during verification, the transfer roller 41 and the counter roller 40 continuously rotated.

図8は、比較例の検証結果及び後述する実施例1の検証結果を示すグラフである。図8の縦軸が転写ローラ41の体積抵抗値(LogΩ)を示し、横軸が通電時間を示す。   FIG. 8 is a graph showing the verification result of the comparative example and the verification result of Example 1 described later. The vertical axis in FIG. 8 represents the volume resistance value (LogΩ) of the transfer roller 41, and the horizontal axis represents the energization time.

検証開始から25時間後の電流値は8μAであり、体積抵抗値は8.4LogΩになった。   The current value 25 hours after the start of verification was 8 μA, and the volume resistance value was 8.4 LogΩ.

<実施例1>
(1)まず、本発明者は、図7(B)に示すように、芯軸141と、単層発泡ウレタン142とを備える転写ローラ14を作成した。芯軸141は金属シャフトであり、直径Φを4mmとし、長さを80mmとした。単層発泡ウレタン142のアスカーC硬度は12°である。単層発泡ウレタン142には、4級アンモニウム過塩素を導電剤として混入し、その体積抵抗値を7.8LogΩに制御した。また、単層発泡ウレタン142の直径Φを30mmとし、長さを50mmとした。
<Example 1>
(1) First, the present inventor created a transfer roller 14 including a core shaft 141 and a single layer urethane foam 142 as shown in FIG. The core shaft 141 is a metal shaft having a diameter Φ of 4 mm and a length of 80 mm. The Asker C hardness of the single layer urethane foam 142 is 12 °. Single-layer foamed urethane 142 was mixed with quaternary ammonium perchlorine as a conductive agent, and its volume resistance value was controlled to 7.8 LogΩ. Moreover, the diameter Φ of the single-layer foamed urethane 142 was 30 mm, and the length was 50 mm.

(2)本発明者は、転写ローラ14の対向部材として、直径Φが80mmで金属パイプで構成される対向ローラ40を使用した。図7(B)に示すような転写装置100に、転写ローラ14と対向ローラ40とのニップ幅が12mmになるように、転写ローラ14及び対向ローラ40を設置した。転写ローラ14の長手軸方向の両端には、それぞれ2.2kgfの荷重がかけられており、転写ローラ14は対向ローラ40を押圧している。尚、電源22及び電流計23は上記実験1及び実験2で使用されたものと同様である。   (2) The present inventor used a counter roller 40 having a diameter Φ of 80 mm and made of a metal pipe as the counter member of the transfer roller 14. In the transfer apparatus 100 as shown in FIG. 7B, the transfer roller 14 and the counter roller 40 were installed so that the nip width between the transfer roller 14 and the counter roller 40 was 12 mm. A load of 2.2 kgf is applied to both ends of the transfer roller 14 in the longitudinal axis direction, and the transfer roller 14 presses the opposing roller 40. The power source 22 and the ammeter 23 are the same as those used in Experiment 1 and Experiment 2.

(3)次に、不図示のモータが対向ローラ40を毎分50回転で回転させた。転写ローラ14は対向ローラ40の回転に従って連れ回りする。電源22は、転写装置100に30μAの電流が流れるように1900Vの電圧を印加した。その後、定電圧制御で、1900Vの電圧を25時間連続印加した。電流計23は、10分間に1回電流値を読み取り、その電流値を抵抗値(LogΩ)に換算した。検証中の25時間、転写ローラ14及び対向ローラ40は連続回転した。   (3) Next, a motor (not shown) rotated the counter roller 40 at 50 revolutions per minute. The transfer roller 14 rotates with the rotation of the counter roller 40. The power supply 22 applied a voltage of 1900 V so that a current of 30 μA flows through the transfer device 100. Thereafter, a voltage of 1900 V was continuously applied for 25 hours under constant voltage control. The ammeter 23 read the current value once every 10 minutes and converted the current value into a resistance value (LogΩ). For 25 hours during verification, the transfer roller 14 and the counter roller 40 continuously rotated.

検証開始から25時間後の電流値は26μAであり、図8に示すように、体積抵抗値は7.9LogΩになった。   The current value 25 hours after the start of verification was 26 μA, and the volume resistance value was 7.9 LogΩ as shown in FIG.

図8の検証結果から、転写ローラの芯軸と発泡ウレタンとの接触面積の半分(即ち、芯軸の半周に対応する、対向ローラと対向する部分の接触面積)よりも、発泡ウレタンと対向ローラとの接触面積を大きくすることで、転写ローラの体積抵抗値の上昇が抑制されることが明らかになった。   From the verification result of FIG. 8, the urethane foam and the counter roller are more than half the contact area between the core shaft of the transfer roller and the urethane foam (that is, the contact area of the portion facing the counter roller corresponding to the half circumference of the core shaft). It has been clarified that the increase in the volume resistance value of the transfer roller is suppressed by increasing the contact area.

<実施例2>
上記比較例及び実施例1では、転写ローラ41,14及び対向ローラ40は小型サイズであった。実施例2では、転写ローラ及び対向ローラを大型サイズ(即ち、実製品サイズ)にした。以下、実施例1からの変更点のみを説明する。
<Example 2>
In the comparative example and Example 1, the transfer rollers 41 and 14 and the opposing roller 40 were small in size. In Example 2, the transfer roller and the counter roller were made large (that is, the actual product size). Hereinafter, only the changes from the first embodiment will be described.

(1)芯軸141の長さを350mmとし、単層発泡ウレタン142の長さを310mmとした。また、単層発泡ウレタン142の体積抵抗値を7.0LogΩに制御した。   (1) The length of the core shaft 141 was 350 mm, and the length of the single layer urethane foam 142 was 310 mm. Moreover, the volume resistance value of the single layer urethane foam 142 was controlled to 7.0 LogΩ.

(2)さらに、図7(C)に示すように、荷重ローラ15が、転写ローラ14の長手軸方向の中央部を、対向ローラ40側に一定の力(4kgf)で荷重した。荷重ローラ15の直径Φを20mmとし、長さを100mmとした。   (2) Further, as shown in FIG. 7C, the load roller 15 applied the central portion in the longitudinal axis direction of the transfer roller 14 to the counter roller 40 side with a constant force (4 kgf). The diameter Φ of the load roller 15 was 20 mm, and the length was 100 mm.

(3)電源22は、転写装置100に50μAの電流が流れるように500Vの電圧を印加した。その後、定電圧制御で、500Vの電圧を25時間連続印加した。その他の検証条件は実施例1と同様である。   (3) The power source 22 applied a voltage of 500 V so that a current of 50 μA flows through the transfer apparatus 100. Thereafter, a voltage of 500 V was continuously applied for 25 hours under constant voltage control. Other verification conditions are the same as those in the first embodiment.

検証開始から25時間後の電流値は46μAであり、図9に示すように、転写ローラ14の体積抵抗値は約7.0LogΩになった。つまり、検証開始から25時間後でも、転写ローラ14の体積抵抗値はほとんど変化しなかった。   The current value 25 hours after the start of verification was 46 μA, and as shown in FIG. 9, the volume resistance value of the transfer roller 14 was about 7.0 LogΩ. That is, even after 25 hours from the start of verification, the volume resistance value of the transfer roller 14 hardly changed.

図9の検証結果から、転写ローラの芯軸と発泡ウレタンとの接触面積の半分(即ち、芯軸の半周に対応する、対向ローラと対向する部分の接触面積)よりも、発泡ウレタンと対向ローラとの接触面積を大きくすることで、転写ローラの体積抵抗値の上昇が抑制されることが明らかになった。   From the verification result of FIG. 9, the urethane foam and the counter roller are more than half the contact area between the core shaft of the transfer roller and the urethane foam (that is, the contact area of the portion facing the counter roller corresponding to the half circumference of the core shaft). It has been clarified that the increase in the volume resistance value of the transfer roller is suppressed by increasing the contact area.

以上説明したように、本実施の形態によれば、画像形成装置1は、導電性の芯軸141及び芯軸141に巻装される発泡ウレタン142を有する転写ローラ14と、転写ローラ14と対向して配置される感光体ドラム10(又は転写ベルト、バックアップローラなど)とを備え、発泡ウレタン142と感光体ドラム10との接触面積が、芯軸141と発泡ウレタン142との接触面積の半分よりも大きい。従って、転写ローラ14の体積抵抗値の上昇が抑制される。   As described above, according to the present embodiment, the image forming apparatus 1 is opposed to the transfer roller 14 having the conductive core shaft 141 and the urethane foam 142 wound around the core shaft 141, and the transfer roller 14. The contact area between the urethane foam 142 and the photoreceptor drum 10 is half the contact area between the core shaft 141 and the urethane foam 142. Is also big. Accordingly, an increase in the volume resistance value of the transfer roller 14 is suppressed.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the scope of the invention.

1 画像形成装置
10 感光体ドラム
11 帯電ローラ
12 露光装置
13 現像器
14 転写ローラ
15 荷重ローラ
16 転写バイアス電源
17 加熱ローラ
18 加圧ローラ
141 芯軸
142 発泡ウレタン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Photosensitive drum 11 Charging roller 12 Exposure apparatus 13 Developer 14 Transfer roller 15 Load roller 16 Transfer bias power supply 17 Heating roller 18 Pressure roller 141 Core shaft 142 Foam urethane

Claims (4)

正電圧が印加される導電性の芯軸及び当該芯軸に巻装されるイオン導電材を有する転写部材と、
前記転写部材と対向して配置される対向部材と、を備え、
前記イオン導電材と前記対向部材との接触面積が、前記芯軸と前記イオン導電材との接触面積の半分よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
A transfer member having a conductive core shaft to which a positive voltage is applied and an ionic conductive material wound around the core shaft;
A counter member disposed to face the transfer member,
An image forming apparatus, wherein a contact area between the ion conductive material and the facing member is larger than half of a contact area between the core shaft and the ion conductive material.
前記芯軸の直径をDとし、前記イオン導電材と前記対向部材とのニップ幅をWとする場合に、前記転写部材及び前記対向部材が、πD/2<Wの関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   When the diameter of the core shaft is D and the nip width between the ion conductive material and the facing member is W, the transfer member and the facing member are configured to satisfy the relationship of πD / 2 <W. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 前記転写部材の長手軸方向の中央部に一定の荷重をかける荷重部材を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a load member that applies a constant load to a central portion in a longitudinal axis direction of the transfer member. 記転写部材は負帯電されたトナー画像を記録媒体に転写することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Before SL transfer member The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that onto a recording medium negatively charged toner image.
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