JP2011128468A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】一次転写部における転写不良を解消し、転写された画像の画質を一定レベル以上に維持することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体に担持されたトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写手段は、2層以上の層を有するローラであり、中間転写体の体積抵抗率をR1、前記ローラの最外層の体積抵抗率をR2、最外層より内側の層の体積抵抗率をR3としたとき、R2が最も小さい。
【選択図】図7An image forming apparatus capable of eliminating a transfer defect in a primary transfer unit and maintaining the image quality of a transferred image at a certain level or higher.
A primary transfer means for primary transfer of a toner image carried on an image carrier to the intermediate transfer member is a roller having two or more layers, and the volume resistivity of the intermediate transfer member is R1, and the roller When the volume resistivity of the outermost layer of R2 is R2, and the volume resistivity of the layer inside the outermost layer is R3, R2 is the smallest.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine that forms an image by electrophotography.
従来から、中間転写ベルトを使用した中間転写体方式の画像形成装置が知られている。この方式は、カラー画像情報や多色画像情報に基づく複数の成分色画像を順次転写、積層し、カラー画像や多色画像を合成再現した画像形成物を得るカラー画像形成装置や多色画像形成装置として有効である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an intermediate transfer body type image forming apparatus using an intermediate transfer belt is known. This system is a color image forming apparatus or multicolor image forming that sequentially transfers and stacks a plurality of component color images based on color image information and multicolor image information, and obtains an image formed product in which the color image and multicolor image are synthesized and reproduced. It is effective as a device (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記のようなカラー画像形成装置において、上流側の転写部で中間転写ベルトに転写したトナーが下流側の転写部で像担持体である感光ドラムに回収されてしまう「再転写」という問題がある。再転写を抑制する一つの方法として、転写ニップの幅を太くする方法が提案されている。転写ニップの幅を太くするために、転写ローラを感光ドラム側に付勢する力を上げる方法がある。しかしながら、単位面積当たりの押圧力が高くなると、トナーが感光ドラム側に押し戻される力も強くなるため、かえって再転写し易くなってしまう場合がある。 By the way, in the color image forming apparatus as described above, the problem of “retransfer” in which the toner transferred to the intermediate transfer belt at the upstream transfer unit is collected on the photosensitive drum as the image carrier at the downstream transfer unit. There is. As one method for suppressing retransfer, a method of increasing the width of the transfer nip has been proposed. In order to increase the width of the transfer nip, there is a method of increasing the force for urging the transfer roller toward the photosensitive drum. However, when the pressing force per unit area is increased, the force with which the toner is pushed back to the photosensitive drum side is also increased, which may make it easier to re-transfer.
そこで、転写ローラの硬度を低くすることで、単位面積当たりの押圧力を上げずにニップ幅を広くする必要がある。 Therefore, it is necessary to increase the nip width without increasing the pressing force per unit area by reducing the hardness of the transfer roller.
ここで、図13を用いて、従来の転写ローラの構成について説明する。 Here, the configuration of a conventional transfer roller will be described with reference to FIG.
図13のAは、アスカーC硬度が20度のローラについて、ローラ表面セル形状の拡大図と、その表面形状を中間転写ベルト31の裏面31aと、転写ローラのスポンジのケバ47によって模式的に説明する図である。
FIG. 13A schematically illustrates an enlarged view of the roller surface cell shape and a surface shape of the roller having an Asker C hardness of 20 degrees, and the surface shape of the
図13のBは、アスカーC硬度が30度のローラについて、ローラ表面セル形状の拡大図と、その表面形状を中間転写ベルト31の裏面31aと、転写ローラのスポンジのケバ47によって模式的に説明する図である。
FIG. 13B schematically illustrates an enlarged view of the roller surface cell shape, and the surface shape of the roller having an Asker C hardness of 30 degrees, and the surface shape by the
NBRやエピクロルヒドリンゴム等について、発泡密度を下げる方法で硬度を下げる場合、図13のBに示すように、アスカーC硬度で30度程度まではセルを細かく、表面性を良好に保ちながら硬度を下げることが可能である。更に20度程度まで硬度を下げた場合、図13のAのセルの拡大イメージに示すように、発泡セルの大きさが大型化すると共に、発泡状態が不均一になり、部分的に小さな泡が集中したような構造になる。このような構造の発泡体を、回転するワークに対して、回転する円柱状の砥石を押し付ける等の研磨方法で成形した場合を説明する。図13のAのような発泡体表面の構造模式図に示すように、発泡体を形成する柱の、特に複数の柱が集中した部分だけが研磨されずにまばらに残り、大きなケバ47が点在する表面状態となってしまう。そのため、中間転写ベルトと転写ニップを形成した場合に、たとえニップ幅を広くすることができても、実際に中間転写ベルト31の裏面31aと接触する面積は非常に小さくなってしまう。
When reducing the hardness of NBR, epichlorohydrin rubber, etc. by reducing the foam density, as shown in FIG. 13B, the Asker C hardness is reduced to about 30 degrees and the hardness is reduced while maintaining good surface properties. It is possible. When the hardness is further lowered to about 20 degrees, as shown in the enlarged image of the cell of FIG. 13A, the size of the foamed cell increases, the foamed state becomes uneven, and small bubbles are partially formed. It becomes a concentrated structure. The case where the foam having such a structure is molded by a polishing method such as pressing a rotating cylindrical grindstone against a rotating workpiece will be described. As shown in the structural schematic diagram of the surface of the foam as shown in FIG. 13A, only the portion of the pillars forming the foam, particularly where the plurality of pillars are concentrated, remains sparsely without being polished, resulting in
また、再転写とは別の問題として、ベルトの裏面が転写ニップの下流側で転写ローラから剥離する時に発生する放電により、画像が乱される現象がある。この問題を対策するためには、次の手段がある。 Another problem different from re-transfer is that the image is disturbed by electric discharge that occurs when the back surface of the belt peels from the transfer roller on the downstream side of the transfer nip. In order to deal with this problem, the following means are available.
つまり、転写ローラの抵抗をできるだけ低く保つ。それにより、感光ドラムと転写ローラで形成する転写ニップでベルトの裏面に溜まった電荷が、転写ベルトと転写ローラのみが接触する転写ニップの下流側で、転写ローラ側に速やかに回収されるようにするのが良い。 That is, the resistance of the transfer roller is kept as low as possible. As a result, the charge accumulated on the back surface of the belt at the transfer nip formed by the photosensitive drum and the transfer roller is quickly collected on the transfer roller side downstream of the transfer nip where only the transfer belt and the transfer roller are in contact. Good to do.
従来このような目的で、転写ローラの実抵抗を105から107Ω程度、素材の体積抵抗率に換算すると、104から106Ω・cm程度に設定する構成が用いられている。 Conventionally, for this purpose, a configuration is used in which the actual resistance of the transfer roller is set to about 10 5 to 10 7 Ω and converted to the volume resistivity of the material, about 10 4 to 10 6 Ω · cm.
上記したように、転写ローラの硬度を20度程度まで下げ、体積抵抗率も106Ω・cm以下に下げた場合、転写電流の設定が正確に合った状態では、非常に良い画質を達成することができていた。しかしながら、高圧電源での電流や抵抗の検出能力や出力等のバラつきや、画像形成に関わるトナーの状態やパーツの形状や抵抗のバラつきによって転写電流が不足気味になったとき、転写ローラのケバ状態に一致した転写不良が発生していた。特に高速で高寿命の画像形成装置の場合、感光ドラムを使用し続けることで膜厚が減少し、感光ドラム表層の電気的な容量成分が大きくなることを補正し切れずに転写電流が不足し転写不良が起こる。 As described above, when the hardness of the transfer roller is lowered to about 20 degrees and the volume resistivity is lowered to 10 6 Ω · cm or less, very good image quality is achieved in a state where the transfer current is accurately set. Was able to. However, when the transfer current becomes inadequate due to variations in the detection capability and output of current and resistance with a high-voltage power supply, as well as the state of toner related to image formation, variations in the shape and resistance of the parts, A transfer failure consistent with the above occurred. Especially in the case of high-speed and long-life image forming devices, the film thickness decreases by continuing to use the photosensitive drum, and the transfer current is insufficient without correcting for the increase in the electrical capacitance component on the surface of the photosensitive drum. Transfer defects occur.
この転写不良の原因は以下のように考えられている。 The cause of this transfer failure is considered as follows.
図13のAのように大きなケバが点在する場合、突出しているケバの硬度が他の部分よりも圧倒的に高いため、転写ニップでローラを変形させて十分なニップ幅を形成しても、実際にベルトの裏面に接触するのはケバのみとなる。その際、特にローラの抵抗が低い場合には、ケバの無い部分の空気層の抵抗に比べてケバ部の抵抗が非常に低いため、ケバの部分のみ選択的に転写電流が流れる。例として、発泡のセル径が300μmのローラを用い、転写電流を大幅に下げて実験的にケバが接触している状態を画像にあぶり出したところ、ケバの間隔は1から2mm程度にもなっていた。そのため、微小に転写の条件が振れただけであっても、ケバの無い部分で画像が抜けたようになる転写不良が顕在化し易かった。 When large blisters are scattered as shown in FIG. 13A, the hardness of the flakes protruding is overwhelmingly higher than other parts, so even if the roller is deformed at the transfer nip to form a sufficient nip width. Actually, the only contact with the back surface of the belt is the kerf. At that time, particularly when the resistance of the roller is low, the resistance of the marking portion is very low as compared with the resistance of the air layer where there is no marking, so that the transfer current selectively flows only in the marking portion. As an example, using a roller with a foam cell diameter of 300 μm, the transfer current was drastically lowered, and an experimental image of the contact of the mark was shown on the image, and the mark interval was about 1 to 2 mm. It was. For this reason, even if the transfer conditions are fluctuated minutely, a transfer defect in which an image appears to be missing in a portion without a blur is likely to be manifested.
本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一次転写部における転写不良を解消し、転写された画像の画質を一定レベル以上に維持することのできる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, and an image forming apparatus capable of eliminating a transfer defect in a primary transfer unit and maintaining the image quality of a transferred image at a certain level or more. Is to provide.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、回動可能な中間転写体と、前記像担持体に担持されたトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を転写材に転写する二次転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記一次転写手段は、2層以上の層を有するローラであり、前記中間転写体の体積抵抗率をR1、前記ローラの最外層の体積抵抗率をR2、最外層より内側の層の体積抵抗率をR3としたとき、R2が最も小さいことを特徴とする画像形成装置である。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image carrier that carries a toner image, a rotatable intermediate transfer member, and a primary transfer means that primarily transfers the toner image carried on the image carrier to the intermediate transfer member. An image forming apparatus comprising: a secondary transfer unit that transfers the toner image transferred to the intermediate transfer member to a transfer material;
The primary transfer means is a roller having two or more layers, the volume resistivity of the intermediate transfer member is R1, the volume resistivity of the outermost layer of the roller is R2, and the volume resistivity of the inner layer from the outermost layer. When R is R3, the image forming apparatus is characterized in that R2 is the smallest.
本発明によれば、中間転写体を有する画像形成装置において、特に高速で長寿命な画像形成装置であっても、一次転写部における転写不良を解消し、転写された画像の画質を一定レベル以上に維持することができる。 According to the present invention, even in an image forming apparatus having an intermediate transfer member, even if it is a high-speed and long-life image forming apparatus, the transfer failure in the primary transfer portion is eliminated, and the image quality of the transferred image exceeds a certain level. Can be maintained.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
実施例1
本実施例にて、画像形成装置は、電子写真プロセスを利用したカラーインライン画像形成装置である。本実施例の一例を、図1に示す。
Example 1
In this embodiment, the image forming apparatus is a color inline image forming apparatus using an electrophotographic process. An example of this embodiment is shown in FIG.
本実施例の画像形成装置は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の4つの画像形成ステーションを備えている。各画像形成ステーションではトナー画像をドラム状の像担持体、即ち、感光ドラムに形成し、第一の転写手段により第二の像担持体である中間転写体、即ち、中間転写ベルト上に各色のトナー像を転写する。その後、給送部材により搬送された転写材に対し、第二の転写手段により中間転写ベルト上のトナー像を一括して転写材に転写し、最後に定着する。 The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes four image forming stations of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black). At each image forming station, a toner image is formed on a drum-shaped image carrier, i.e., a photosensitive drum, and the first transfer means forms an intermediate transfer member as a second image carrier, i.e., an intermediate transfer belt. Transfer the toner image. Thereafter, the toner image on the intermediate transfer belt is collectively transferred to the transfer material by the second transfer unit with respect to the transfer material conveyed by the feeding member, and finally fixed.
更に説明すると、本実施例の画像形成装置は、Y、M、C、Bk用の感光ドラム2(2a、2b、2c、2d)を備えている。各感光ドラム2の周りには、帯電器(帯電手段)3(3a、3b、3c、3d)、現像器(現像手段)5(5a、5b、5c、5d)、及び、感光ドラム2上の残余トナーを除去するクリーニング部(クリーニング手段)6(6a、6b、6c、6d)を備えている。また、感光ドラム2、帯電器3、現像器5、クリーニング部6は、それぞれ一体に構成され、4つの独立した、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ32(32a、32b、32c、32d)を縦方向に並置する構成となっている。本実施例では、プロセスカートリッジ32(32a、32b、32c、32d)がそれぞれ画像形成ステーションを形成している。
More specifically, the image forming apparatus of this embodiment includes Y, M, C, and Bk photosensitive drums 2 (2a, 2b, 2c, and 2d). Around each
そして、これらプロセスカートリッジ(画像形成ステーション)32で形成したそれぞれ色の異なるトナー像を、中間転写ベルト31に順次に重ねて転写した後、それを転写材Sに一括転写することでフルカラー画像を得る構成となっている。転写材Sは、給紙ユニット15から給紙され、排紙トレイ(不図示)に排出される。
Then, toner images of different colors formed by these process cartridges (image forming stations) 32 are sequentially transferred onto the
更に、画像形成装置について説明すると、各プロセスカートリッジ32(32a、32b、32c、32d)は同じ構成とされる。従って、以下の説明では、各プロセスカートリッジ32a、32b、32c、32dの構成部材を区別するための添え字(a、b、c、d)は、各プロセスカートリッジ32を区別して説明することが必要な場合を除いては、省略して総括して説明する。
Further, the image forming apparatus will be described. Each process cartridge 32 (32a, 32b, 32c, 32d) has the same configuration. Therefore, in the following description, the subscripts (a, b, c, d) for distinguishing the constituent members of the
感光ドラム2は、繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体であり、予め決められた周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。本実施例においては、A4サイズの画像を1分間当たり30枚出力可能とするために、プロセススピードは180mm/sec.に設定した。
The
感光ドラム2は、一次帯電ローラ(帯電器)3により予め決められた極性・電位(本実施例ではマイナス500V)に一様に帯電処理される。そして、画像露光手段(レーザダイオード、ポリゴンスキャナ、レンズ群、等によって構成される)4(4a、4b、4c、4d)による画像露光を受ける。これにより、第1〜第4の色トナー像(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック成分像)に対応した静電潜像が形成される。(例えば、トナーを100%現像するベタ画像の場合、露光後の電位はマイナス150Vになる。)
The
次いで、現像器5により、感光ドラム2に形成された静電潜像へ現像剤としてのトナーを付着させる、所謂、現像が行われる。現像器5は、トナーを収容するトナー容器51(51a、51b、51c、51d)と、トナーを担持し搬送する現像剤担持体としての現像ローラ52(52a、52b、52c、52d)とを備えている。
Next, the developing device 5 performs so-called development in which toner as a developer is attached to the electrostatic latent image formed on the
現像ローラ52は、抵抗調整された弾性ゴムで構成されている。現像ローラ52は、感光ドラム2に対して順方向に回転しながら、感光ドラム2に対して当接されている。現像ローラ52に予め決められた極性(本実施例ではマイナス)の高圧を印加することで、各現像器内で同一極性に摩擦帯電された状態で現像ローラ52上に担持されているトナーが、感光ドラム2上の静電潜像に転移することで現像が行われる。
The developing roller 52 is made of elastic rubber whose resistance is adjusted. The developing roller 52 is in contact with the
中間転写ベルト31は、一次転写部T1(T1a、T1b、T1c、T1d)にて各感光ドラム2と接触しながら、感光ドラム2とほぼ同じ周速度をもって、駆動ローラ8の作用で回転駆動されている。また、中間転写ベルト31は、無端のフィルム状部材で構成されている。一次転写部T1では、中間転写ベルト31を挟んで、感光ドラム2の対向位置に一次転写ローラ(一次転写手段)14(14a、14b、14c、14d)が配置されており、中間転写ベルト31に対して離接動作を行い、従動回転する。
The
各プロセスカートリッジ32を通過すると、一次転写ローラ14に印加した高圧による静電気の作用で、感光ドラム2から異なる各色のトナー像が中間転写ベルト31に転写される。
After passing through each process cartridge 32, toner images of different colors are transferred from the
なお、感光ドラム2から中間転写ベルト31にトナー像の転写が行われた後の感光ドラム2上に残留する一次転写残トナーは、クリーニング部6のクリーニングブレード61(61a、61b、61c、61d)によって除去回収される。
The primary transfer residual toner remaining on the
給紙ユニット15から給紙ローラ16によって給紙された転写材Sは、予め決められたタイミングにて駆動回転するレジストローラ対17によって、中間転写ベルト31と二次転写ローラ35の二次転写部、即ち、転写ニップT2に向けて給送される。続いて、二次転写ローラ35に印加した高圧による静電気の作用で、中間転写ベルト31上のトナー像が転写材Sに転写される。二次転写ローラ35は、直径8mmの金属芯金に厚み4mmのスポンジゴムを積層した構成であり、ローラの実抵抗は108Ωに調整されている。そして、転写材Sは、フルカラートナー像が定着器18による加熱加圧によって、トナーが転写材Sに定着され、機外(画像形成装置本体外部)に排出される。中間転写ベルト31から転写材Sにトナー像の転写が行われた後の中間転写ベルト31上に残留する二次転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード33によって除去回収される。
The transfer material S fed from the
図2に、本画像形成装置の中間転写体の構成を示す。中間転写ベルト31は、3本の張架ローラ8、10、34によって回動可能に張架されている。駆動ローラ8は、金属芯金にシリコンゴムを厚み75μmコーティングした構成で、光学検知センサ40の対向ローラを兼ねている。二次転写ローラ35の対向に配置された弾性ローラ34は、二次転写部T2で中間転写ベルト31から転写材Sへトナー画像を転写するためのニップを形成するための対向ローラと、二次転写残トナーを回収するためのクリーニングブレード33の対向ローラを兼ねている。弾性ローラ34は、金属芯金に厚み2mmのエチレンプロピレンゴム表層をもつ構成で、硬度74±5°(JIS−A)、実抵抗105Ω以下である。張架ローラ10は金属表面のローラで表面粗さがRa=3.2μm以下となっている。張架ローラ10を用いて中間転写ベルト31を3軸張架構成とすることで、二次転写部T2でのニップ形状及び転写材Sと中間転写ベルト31の距離関係を適正化でき、異常放電画像やトナーの飛び散りによる画質低下を抑制することができる。
FIG. 2 shows a configuration of the intermediate transfer member of the image forming apparatus. The
ここで、本実施例では、実施構成の利点を他の構成と比較しながら説明するために、実施構成に加え、比較例として4種類の一次転写ローラ14と中間転写ベルト31の組み合わせを用いた。
Here, in this embodiment, in order to explain the advantages of the implementation configuration in comparison with other configurations, in addition to the implementation configuration, a combination of four types of
本実施例の体積抵抗率の測定には、抵抗率のレンジに応じて、以下の2種類の測定器を用いた。
・106Ω・cm未満;
株式会社ダイアインスツルメンツ製ロレスタ−GP ASPプローブ(商品名) (JISK7194)
・106Ω・cm以上;
株式会社ダイアインスツルメンツ製ハイレスタ−UP JボックスUタイプ(商品名) (JISK6911)
In the measurement of the volume resistivity of this example, the following two types of measuring devices were used according to the resistivity range.
・ Less than 10 6 Ω · cm;
Loresta-GP ASP probe (trade name) manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. (JISK7194)
・ 10 6 Ω ・ cm or more;
Hiresta UP J box U type (trade name) manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. (JISK6911)
なお、ローラ形状のサンプルについては、同様の材料をシート状に成形し、URSプローブを用いて抵抗率測定を実施した。 In addition, about the roller-shaped sample, the same material was shape | molded in the sheet form and the resistivity measurement was implemented using the URS probe.
また、本実施例の転写ローラ14の実抵抗値測定には、図3に示す回転式の抵抗測定冶具を用いた。冶具にて、30rpmで回転するアルミローラ60に対し、測定用ローラ14を片側4.9Nの力Fで芯金の両端部から荷重(総荷重は4.9×2N)し、バイアス電源63から電圧を印加する。その時、アルミローラ60とグランド間に流れる電流を、抵抗器61の両端部にかかる電圧Vを電圧計62にて測定して計測する。本実施例では、バイアス電源63から印加する電圧Vを100V、抵抗器61の抵抗Rは1KΩとした。
Further, a rotational resistance measuring jig shown in FIG. 3 was used for measuring the actual resistance value of the
以下に、それぞれの構成の詳細について説明する。 Below, the detail of each structure is demonstrated.
(比較例1)105.6Ω・cmのNBR/ヒドリンスポンジローラに1010Ω・cmの中間転写ベルトを組み合わせた構成
本比較例には、中間転写ベルト31として、1010Ω・cmの体積抵抗率を持たせた厚さ65μmの単層構成の無端のポリイミド製ベルトを用いた。
(Comparative Example 1) 10 constituting this comparative example which is a combination of an intermediate transfer belt of 5.6 Omega · cm of NBR /
本比較例に用いた一次転写ローラ14は、図7(a)にて、外径14mmとされ、芯金14−1の径が6mmで、スポンジ層14−2の厚みが4mmである。スポンジ層14−2の硬度が17〜23°(Asker−C)で、ローラの実抵抗値が106.0Ωになるよう、スポンジ材料の体積抵抗率を105.6Ω・cm程度に調整している。低硬度と低抵抗を両立するために、主成分としてNBRとエピクロルヒドリンゴムを配合している。
In FIG. 7A, the
顕微鏡を用いてローラ表面の発泡セルを観察し、代表的な10個のセルについて測定したセルの外径の平均は約300μmであった。また、研磨によって成形した表面のケバの状態は粗く、図4に示すように、平滑なアルミ等の板金41上に無荷重で転写ローラ14を置き、ローラ14と板金41が当接する部分から漏れてくる光源42からの光43を観察者44の目視によって観察する。すると、図4に示す隙間の拡大模式図45のように、1〜2mm置きに大きなケバが存在するのが観察できる。
The foamed cells on the roller surface were observed using a microscope, and the average of the outer diameters of the cells measured for 10 representative cells was about 300 μm. Further, the surface of the surface formed by polishing is rough, and as shown in FIG. 4, the
転写ローラ14は、図5に示すように、両端を軸受け22によって支持し、感光ドラムに対し、長手方向両端の芯金部から加圧バネ21により、左右合計の総圧として、押圧力約500gfで押圧される。そのため、無荷重で観察したように転写ローラ14と中間転写ベルト31の間に目に見えるような隙間が出来ることはない。しかしながら、転写バイアス設定が最適値から外れたとき、ケバによって当接状態のムラが発生するため、ケバのピッチに応じた転写ムラが発生する。
As shown in FIG. 5, the
以下の表1は、本比較例の転写ローラ14を用い、実際に画像を出力した際に、ブラックの転写バイアスを標準的な値として用いた300Vに対し、上下に100Vづつ振ったとき、それぞれの色の画像がどのように変化したかを示している。それぞれの色の画像は、単色を100%の濃度で印字するベタ画像とした。
Table 1 below shows that when the image is actually output using the
表1において、ブラックの電圧設定を下げた場合、ブラックの画像中央にムラが発生する。このムラは転写ローラ14のケバのピッチに対応して発生するムラであり、ケバの部分のみに選択的に転写電流が流れ、その他の部分の電流が不足するために発生しているムラである。特に中央部で発生するのは、ローラが当接圧によって撓み、中央部の当接圧が低くなっているためである。
In Table 1, when the black voltage setting is lowered, unevenness occurs in the center of the black image. This unevenness is unevenness that occurs in correspondence with the pitch of the marks on the
一方、表1において、ブラックの電圧設定を上げた場合、ブラック以外の画像端部にムラが発生する。このムラは、ブラックの転写部において、他の色のトナーがブラックの感光ドラムに回収される再転写が発生しているために顕在化している。このムラは、ブラックの転写ローラ14のケバのピッチに応じて選択的に転写電流が過剰に流れ、ブラック以外の色で再転写が発生している部分のみが薄くなっている現象である。特に画像左右端部で発生しているのは、ブラックの転写ローラの当接圧が中央部に比べて左右端部で高いため、転写電流が過剰になり、特に再転写が顕著になっているためである。再転写が発生する程に転写電流が過剰になってもブラックの画像に問題が出ない理由は、次の通りである。
On the other hand, in Table 1, when the black voltage setting is increased, unevenness occurs at the image edge other than black. This non-uniformity is manifested in the black transfer portion because re-transfer occurs in which other color toner is collected on the black photosensitive drum. This unevenness is a phenomenon in which a transfer current selectively flows excessively according to the pitch of the
つまり、ブラックのベタ画像は、感光ドラムの電位がベタ画像を露光することによって低くなっており、転写ローラの電位との差が小さいため、ブラックのベタ画像に対しては、転写設定が過剰にならないためである。他の色の再転写が厳しいのは、他の色のベタ画像がブラックステーションに来る時、ブラックの感光ドラムはベタ白状態で全く露光を受けていないために、電位が高いままであり、転写ローラとの電位差が大きいためである。 In other words, the black solid image has a low photosensitive drum potential when the solid image is exposed, and the difference from the transfer roller potential is small, so the transfer setting is excessive for the black solid image. This is because it must not. The retransfer of the other colors is severe because when the solid image of the other color comes to the black station, the black photosensitive drum is not exposed at all in the solid white state, so the potential remains high and the transfer is This is because the potential difference with the roller is large.
本比較例の説明においては、意図的に転写電圧を変えて画像不良を再現させている。その一方で、実際の画像形成装置においては、製造上の部品抵抗のバラつき、感光ドラムの膜厚のバラつき、使用状態の違いによって変化する電位の違い等が発生する。そのような実際の画像形成装置において、元々の最適バイアスが300Vという小さい値であると、上記のような変動の影響を非常に受け易い。そのため、転写ローラの当接状態の差によって発生する画像不良が、比較的簡単に顕在化してしまう。 In the description of this comparative example, image defects are reproduced by intentionally changing the transfer voltage. On the other hand, in an actual image forming apparatus, variations in manufacturing component resistance, variations in the film thickness of the photosensitive drum, differences in potential that change depending on usage conditions, and the like occur. In such an actual image forming apparatus, if the original optimum bias is a small value of 300V, it is very susceptible to the above-described fluctuation. For this reason, an image defect that occurs due to a difference in the contact state of the transfer roller is easily revealed.
(比較例2)金属ローラに1010Ω・cmの中間転写ベルトを組み合わせた構成
次に比較例として、図7(b)に示すように、外径が14mmで表面が平滑なアルミローラを転写ローラ14として用いる構成について説明する。
(Comparative Example 2) Structure in which an intermediate transfer belt of 10 10 Ω · cm is combined with a metal roller Next, as a comparative example, an aluminum roller having an outer diameter of 14 mm and a smooth surface is transferred as shown in FIG. A configuration used as the
本比較例には、比較例1と同様に中間転写ベルト31として、1010Ω・cmの体積抵抗率を持たせた厚さ65μmの単層構成の無端のポリイミド製ベルトを用いた。
In this comparative example, an endless polyimide belt having a thickness of 65 μm and a volume resistivity of 10 10 Ω · cm was used as the
表面が平滑な金属であれば、スポンジローラのケバによって発生する比較例1のような中央部の転写不良や、端部の再転写は発生しない。また、外径が14mmで押圧が500gfであれば、ローラは殆ど撓まないため、端部と中央の当接状態の差も発生しない。しかしながら、金属ローラの場合、表面が全く変形しないため、感光ドラムと転写ローラの間に形成されるニップ幅が極端に狭くなってしまう。そのため、ちょっとしたアライメントのズレや、ベルトの表面状態のムラの影響を受け易く、当接状態が不安定になるため、実際には画像ムラが多く、品位の低い画像しか得られない。 If the surface is a smooth metal, the transfer failure of the central part and the retransfer of the end part as in Comparative Example 1 caused by the sponge roller scraping do not occur. Further, if the outer diameter is 14 mm and the pressure is 500 gf, the roller hardly bends, so that there is no difference in the contact state between the end and the center. However, since the surface of the metal roller is not deformed at all, the nip width formed between the photosensitive drum and the transfer roller becomes extremely narrow. For this reason, it is easily affected by slight misalignment and unevenness of the surface state of the belt, and the contact state becomes unstable, so that in reality there are many image unevennesses and only low quality images can be obtained.
そこで、金属ローラを一次転写ローラ14として用いる場合には、図6に示すように、一次転写ローラ14(14a、14b)の位置を大幅に下流側に移動する。更に感光ドラム2(2a、2b)側に大幅に引き上げ、感光ドラム2と転写ローラ14に転写ベルト31を巻きつけるような構成を取ることがある。図6は、一次転写ローラ14(14a、14b)と感光ドラム2(2a、2b)しか図示していないが、他の一次転写ローラ14(14c、14d)と感光ドラム2(2c、2d)についても同様とされる。
Therefore, when a metal roller is used as the
その場合、転写ローラ14の当接圧は大幅に高める必要があり、中間転写ベルト31も屈曲を繰り返すため、ベルト31や感光ドラム2の寿命の観点で不利な構成となってしまう。転写ローラ14の当接圧を弱めるためには、中間転写ベルト31を張架するテンション力を弱くする手段があるが、その場合、駆動ローラのグリップ力も下がるため、中間転写ベルト31がスリップしたり、ベルトの搬送安定性が損なわれる恐れがある。
In that case, the contact pressure of the
(比較例3)104.6Ω・cmウレタンスポンジ基層と105Ω・cmチューブ表層からなる転写ローラに1010Ω・cmの中間転写ベルト31を組み合わせた構成
次に比較例として、図7(c)に示す構成の転写ローラ14とした。転写ローラ14の外径は14mmであった。この転写ローラ14は、外径6mmの芯金14−1に対し硬度12〜18°(Asker−C)である。さらに実抵抗が105.0Ωになるよう、体積抵抗率を104.6Ω・cm程度に抵抗調整したウレタンスポンジ基層14−2を有している。更に、厚みが100μmで実抵抗が107.0Ωになるよう、体積抵抗率を105Ω・cm程度に調整したPFA製熱収縮チューブ14−3を被覆した構成とされる。この転写ローラ14を用いた構成について説明する。
(Comparative Example 3) Configuration in which a transfer roller comprising a 10 4.6 Ω · cm urethane sponge base layer and a 10 5 Ω · cm tube surface layer is combined with a 10 10 Ω · cm
本比較例には、比較例1、2と同様に中間転写ベルト31として、1010Ω・cmの体積抵抗率を持たせた厚さ65μmの単層構成の無端のポリイミド製ベルトを用いた。
In this comparative example, an endless polyimide belt having a thickness of 65 μm and a volume resistivity of 10 10 Ω · cm was used as the
このローラ14は、ウレタンスポンジを基層14−2に用いているため、硬度を非常に低くすることが可能であり、また、基層14−2の抵抗も非常に低くすることが可能になっている。その一方で、表面をPFAのチューブ14−3で覆っているため、長期間使用し続けても加水分解する心配が無いという利点を有する。
Since this
また、表層に実抵抗が107Ωのチューブ14−3を被覆することでローラ全体の実抵抗としても107Ωという高い抵抗値になっている。そのため、比較例1と同様の条件で画像出力をする場合、標準的な転写バイアス設定は1200Vとなっている。転写バイアス設定が1200Vになると、比較例1で問題となった、製造上の部品抵抗のバラつき、感光ドラムの膜厚のバラつきや、使用状態の違いによって変化する電位の違いが転写バイアスの絶対値に比べて比較的小さな誤差となる。そのため、画像の違いに現れ難くなる。 Further, by covering the tube 14-3 having an actual resistance of 10 7 Ω on the surface layer, the actual resistance of the entire roller has a high resistance value of 10 7 Ω. Therefore, when outputting an image under the same conditions as in Comparative Example 1, the standard transfer bias setting is 1200V. When the transfer bias setting is 1200V, the absolute value of the transfer bias is caused by variations in manufacturing component resistance, variations in the film thickness of the photosensitive drum, and potential differences that change depending on usage conditions, which are problems in Comparative Example 1. This is a relatively small error compared to. Therefore, it becomes difficult to appear in the difference of images.
しかしながら、表層14−3の抵抗が高くなると、転写ニップ中でベルトの裏面に生じた電荷が転写ニップの下流側で転写ローラに流れ難くなる。そのため、転写ベルト裏面の電位が高くなり、ベルト裏面からの火花放電が発生し、ベルト表面の画像を乱すようになる。この画像の乱れは特に中間調の濃度域で目立ち易く、放電模様が鳥の足跡のように見える非常に見苦しい画像不良となってしまう。このような放電模様を避けるためには、転写バイアスの設定を低くする必要があるが、一方で、転写バイアスを低く設定すると、濃度薄が発生する。従って、比較例3の構成では、放電模様の抑制と濃度を両立する設定が存在しない。 However, when the resistance of the surface layer 14-3 increases, the charge generated on the back surface of the belt in the transfer nip hardly flows to the transfer roller on the downstream side of the transfer nip. For this reason, the potential on the back surface of the transfer belt becomes high, spark discharge from the back surface of the belt occurs, and the image on the belt surface is disturbed. This image disturbance is particularly noticeable in a halftone density range, and the discharge pattern becomes a very unsightly image defect that looks like a bird's footprint. In order to avoid such a discharge pattern, it is necessary to lower the setting of the transfer bias. On the other hand, if the transfer bias is set to be low, a low density occurs. Therefore, in the configuration of Comparative Example 3, there is no setting that achieves both suppression of the discharge pattern and density.
(比較例4)106.6Ω・cmのNBR/ヒドリンスポンジローラに、1010Ω・cm基材に対し、裏面に103Ω・cmのコート層を持たせた厚さ67μmの中間転写ベルトを組み合わせた構成
比較例4は、比較例1と同様の転写ローラとされ、ただ、硬度が15〜21°(Asker−C)で、実抵抗が107.0Ωになるよう、体積抵抗率が106.6Ω・cm程度に調整されたNBR/ヒドリンスポンジ製の転写ローラ14を用いている。
(Comparative Example 4) An intermediate transfer belt having a thickness of 67 μm, in which a 10 6.6 Ω · cm NBR / hydrin sponge roller is provided with a 10 3 Ω · cm coating layer on the back surface of a 10 10 Ω · cm base material Comparative Example 4 is a transfer roller similar to Comparative Example 1, except that the hardness is 15 to 21 ° (Asker-C) and the volume resistivity is 10 7.0 so that the actual resistance is 10 7.0 Ω. A
更に、本比較例には、図8に示すように、中間転写ベルト31として、複数の層構成、本例では2層構成の無端のフィルム状部材を用いた。即ち、比較例1、2、3で用いた65μm厚のポリイミド製転写ベルト31−1に対し、最下層として、即ち、裏面に体積抵抗率が103Ω・cmで2μmの厚みを持つPFA製の導電層31−2をコートした2層構成の無端のフィルム状部材である。
Further, in this comparative example, as shown in FIG. 8, an endless film-like member having a plurality of layers, in this example, a two-layer structure, was used as the
本比較例では、比較例3と同様に、転写ローラ14の実抵抗が107Ω程度となっている。そのため、比較例3と同様に、製造上の部品抵抗のバラつき、感光ドラムの膜厚のバラつきや、使用状態の違いによって変化する電位の違いが転写バイアスの絶対値に比べて比較的小さな誤差となるため、画像の違いに現れ難くなっている。
In this comparative example, as in Comparative Example 3, the actual resistance of the
更に、本比較例では、中間転写ベルト31の裏面に体積抵抗率が非常に低い導電層31−2を設けている。そのため、転写ニップ中でベルトの裏面に電荷が溜まり難くなり、転写ニップの下流側におけるベルト裏面の電荷が非常に少なくなる。その結果、比較例3等で問題となった、放電模様の抑制が可能となる。
Further, in this comparative example, a conductive layer 31-2 having a very low volume resistivity is provided on the back surface of the
その一方で、ベルトの裏面の抵抗が非常に低いため、転写部で印加する転写バイアスが中間転写ベルト31を張架しているローラ8、10、34を通してグランドに流れ込んでしまう。そのため、張架ローラ8、10、34を転写ローラ14のような中抵抗の部材にしたり、張架ローラ8、10、34とグランド間に電気抵抗等の抵抗部材を入れる必要が生じる。また、中間転写ベルト31の裏面の抵抗が低くなると、中間転写ベルト31の表層に電荷を保持できなくなるため、ベルト表層のトナー層が持つ電荷が周囲に逃げ易くなる。その結果、中間転写ベルト31上のトナー層が張架ローラ8、10、34を通過する際に、トナー層を支える中間転写ベルト31が屈曲すると、電荷による保持力がトナー層に働かないため、簡単に飛び散ってしまう。その結果、細かいドットによって形成されるハーフトーン画像ががさついて見えたり、細かい文字画像が潰れたりして、画像の品位が大幅に低下する。そのため、本比較例の構成は画像形成装置として好ましくない構成となってしまう。
On the other hand, since the resistance of the back surface of the belt is very low, the transfer bias applied at the transfer portion flows into the ground through the
(実施例1)106.6Ω・cmNBR/ヒドリンスポンジ基層+103Ω・cmチューブ表層からなる転写ローラに1010Ω・cmの中間転写ベルトを組み合わせた構成
以上説明してきた比較例1、2、3、4の問題を全て解決する構成として、実施例1の構成について説明する。
(Example 1) 10 6.6 Ω · cmNBR / Hydrin sponge base layer + 10 3 Ω · cm tube transfer layer combined with a 10 10 Ω · cm intermediate transfer belt Comparative Examples 1 and 2 described above As a configuration for solving all the problems 3 and 4, the configuration of the first embodiment will be described.
実施例1の転写ローラは、比較例3と同様に図7(c)のような複数層、即ち2層以上の層構成を有している。即ち、硬度が17°(Asker−C)で、実抵抗が107.0Ωになるよう、体積抵抗率が106.6Ω・cm程度に調整されたNBR/ヒドリンスポンジ製の基層14−2を使用した。この基層14−2に対し、厚みが100μmで実抵抗が105.0Ωになるよう、体積抵抗率を103Ω・cm程度に調整したPFA製熱収縮チューブ14−3を被覆した。チューブ層14−3の厚みとしては、例えば20μm程度まで薄くすると、耐久性が損なわれるため、50μm程度よりも厚いほうが望ましい。一方、PFAのような弾性を有する材料であっても厚みが500μmを超えると、転写ローラとしての硬度が上がってしまい、転写ニップの幅が狭くなり、再転写に不利な構成となる。従って、表層14−3の厚みは50μm以上500μm以下の間に設定するのが良い。また、本実施例の表層14−3は、表面粗さRz(JIS B 0601 10点平均粗さRzスケール)が1〜2μmのPFA製熱収縮チューブを用いた。 As in Comparative Example 3, the transfer roller of Example 1 has a plurality of layers as shown in FIG. That is, the base layer 14-2 made of NBR / hydrin sponge having a volume resistivity of about 10 6.6 Ω · cm is used so that the hardness is 17 ° (Asker-C) and the actual resistance is 10 7.0 Ω. did. The base layer 14-2 was covered with a PFA heat-shrinkable tube 14-3 having a volume resistivity adjusted to about 10 3 Ω · cm so that the thickness was 100 μm and the actual resistance was 10 5.0 Ω. As the thickness of the tube layer 14-3, for example, if the thickness is reduced to about 20 μm, the durability is impaired. On the other hand, even if the material has elasticity such as PFA, if the thickness exceeds 500 μm, the hardness of the transfer roller increases, and the width of the transfer nip becomes narrow, which is disadvantageous for retransfer. Therefore, the thickness of the surface layer 14-3 is preferably set between 50 μm and 500 μm. In addition, as the surface layer 14-3 of this example, a PFA heat shrinkable tube having a surface roughness Rz (JIS B 0601 10-point average roughness Rz scale) of 1 to 2 μm was used.
本実施例には、比較例1、2、3と同様に中間転写ベルト31として、1010Ω・cmの体積抵抗率を持たせた厚さ65μmの単層構成の無端のフィルム状ポリイミドを用いた。本実施例の中間転写ベルト31の裏面の粗さRzは2〜4μmとした。
In this embodiment, as in the case of Comparative Examples 1, 2, and 3, an endless film-like polyimide having a thickness of 65 μm and having a volume resistivity of 10 10 Ω · cm is used as the
本実施例の構成について図9によって説明する。 The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.
図9において、本実施例の転写ローラ表層14−3は、Rzが1〜2μmであり、非常に平滑な面となっている。そのため、図9の表面の状態を示す模式図Cのように、転写ローラ14の表層14−3は非常に細かい凹凸しかない。そのため、中間転写ベルト31の裏面31aと転写ローラ表層14−3の表面52aは無数の点によって均一に当接する。一方、基層14−2として用いたスポンジ層は硬度が非常に低いため、スポンジ表面のケバが非常に大きく荒れている。そのため、転写ローラ表層14−3の裏面52bとケバの接触部47の数は限られている。しかしながら、転写ローラ14の表層抵抗が非常に低いため、図9の矢印で示すように表層14−3の面積方向に転写電流が広がり、表層14−3とベルト31の裏面31aが接触する部分においては、転写電流は均一に流れ易くなっている。また、本実施例の構成は、転写ローラ14の表層14−3の厚みを100μmと薄くしており、かつ、基層14−2のスポンジの硬度も17°と非常に低くしている。そのため、転写ローラ14の表面52aとベルトの裏面31aで形成するニップ幅も従来のスポンジローラ単層のローラと同様に、十分広く取ることが可能である。従って、従来と同様の当接圧で転写ローラ14を感光ドラム2に当接させても、部分的に当接圧が高くなることがなく、再転写の発生も無い。
In FIG. 9, the transfer roller surface layer 14-3 of this example has a very smooth surface with Rz of 1 to 2 μm. Therefore, as shown in the schematic diagram C showing the state of the surface of FIG. 9, the surface layer 14-3 of the
以下の表2は、本実施例の転写ローラ14を用い、比較例1同様に、実際に画像を出力した際に、ブラックの転写バイアスを標準的な値として用いた1200Vに対し、上下に200Vづつ振ったとき、それぞれの色の画像がどのように変化したかを示している。比較例1のように100V刻みで転写バイアを上げ下げした場合には目立った画像不良が出なかったため、刻み量を倍にしている。
Table 2 below shows that when the image is actually output using the
表2において、ブラックの電圧設定を下げても、1000V設定では、ブラックの画像はOKのままであった。更に800V設定にした場合には、ブラックの画像中央に濃度薄が発生した。ただし、実施例1の構成は比較例1のようなケバの無い均一な表層であるため、中間転写ベルト31の間と転写ローラ14の間で部分的に電流が流れることによるムラは発生しない。そのため、画像の品位が極端に悪化することはない。
In Table 2, even when the black voltage setting was lowered, the black image remained OK at the 1000 V setting. In addition, when 800 V was set, a thin density occurred in the center of the black image. However, since the configuration of Example 1 is a uniform surface layer with no flare as in Comparative Example 1, unevenness due to partial current flow between the
一方、表2において、ブラックの電圧設定を上げた場合、1400V設定では、ブラック以外の画像もOKのままであった。更に1600Vまで上げると、ブラック以外の画像端部に濃度薄が発生した。この濃度薄は比較例1同様に、ブラックの転写部において、他の色のトナーがブラックの感光ドラムに回収される再転写が発生しているために顕在化している。ただし、転写バイアス設定を下げた時の画像と同様に、濃度が低下するのみでムラが発生することがないため、画像品位が大幅に低下することはない。 On the other hand, in Table 2, when the black voltage setting was increased, the image other than black remained OK at the 1400 V setting. When the voltage was further increased to 1600 V, a thin density occurred at the edge of the image other than black. Similar to the first comparative example, the low density is manifested in the black transfer portion because retransfer occurs in which toner of other colors is collected on the black photosensitive drum. However, as in the case of the image when the transfer bias setting is lowered, only the density is lowered and no unevenness is generated, so that the image quality is not greatly lowered.
本実施例の画像評価においても、比較例1同様に意図的に転写電圧を振って画像不良を再現させている。本実施例では、元々の電圧設定が1200Vと高い上に、転写電圧を200V上下に振った程度では画像に変化が発生しない。そのため、実際の画像形成装置において発生する、製造上の部品抵抗のバラつき、感光ドラムの膜厚のバラつき、使用状態の違いによって変化する電位の違い等の影響を受け難い。 Also in the image evaluation of the present embodiment, the image defect is reproduced by intentionally changing the transfer voltage as in the first comparative example. In this embodiment, the original voltage setting is as high as 1200 V, and the image does not change when the transfer voltage is increased or decreased by 200 V. Therefore, it is difficult to be affected by variations in manufacturing component resistance, variations in the film thickness of the photosensitive drum, potential differences that change depending on usage conditions, and the like, which occur in an actual image forming apparatus.
更に、本実施例で用いた表層14−3は、抵抗が非常に低いことを特徴とする。このチューブの実抵抗は前記したように105.0Ωであり、体積抵抗率は103.0Ω・cmと大変低い素材である。そのため、比較例2の金属ローラと同様に、転写ニップ中でベルトの裏面に生じた電荷が転写ニップの下流側で転写ローラに流れ込み易い。そのため、転写ベルト裏面の電位が低く保たれ、ベルト裏面で火花放電が発生することがない。従って、実施例1の構成では、放電模様の抑制と高い濃度の両立が可能となる。 Furthermore, the surface layer 14-3 used in this example is characterized by a very low resistance. As described above, the actual resistance of this tube is 10 5.0 Ω, and the volume resistivity is a very low material of 10 3.0 Ω · cm. Therefore, similarly to the metal roller of Comparative Example 2, charges generated on the back surface of the belt in the transfer nip easily flow into the transfer roller on the downstream side of the transfer nip. Therefore, the potential on the back surface of the transfer belt is kept low, and spark discharge does not occur on the back surface of the belt. Therefore, in the configuration of the first embodiment, it is possible to achieve both suppression of the discharge pattern and high density.
つまり、本実施例では、中間転写ベルトの体積抵抗率をR1、転写ローラ14の最外層(表層)14−3の体積抵抗率をR2、最外層より内側の層(基層)14−2の体積抵抗率をR3とすると、R2が最も小さくされる。
That is, in this embodiment, the volume resistivity of the intermediate transfer belt is R1, the volume resistivity of the outermost layer (surface layer) 14-3 of the
また、転写ローラ14の最外層の体積抵抗率R2と、最外層より内側の層の体積抵抗率R3との間には、
(R3)/(R2)≧100
の関係が成り立つ。
Further, between the volume resistivity R2 of the outermost layer of the
(R3) / (R2) ≧ 100
The relationship holds.
なお、本実施例では、基層14−2にNBR/ヒドリンスポンジローラ(即ち、被覆層14−3より導電性の発泡体)を用い、被覆層14−3にはPFAチューブ(導電性の弾性体)を用いた構成について説明してきた。しかし、基層14−2はウレタンスポンジや他のゴム材を発泡したものでも使用可能であり、また、被覆層14−3についても、ポリエチレン、EVA等の樹脂や、PTFA、PVDF等のフッ素樹脂を使っても良い。 In this example, an NBR / hydrin sponge roller (that is, a conductive foam from the coating layer 14-3) is used for the base layer 14-2, and a PFA tube (conductive elastic material) is used for the coating layer 14-3. The configuration using the body has been described. However, the base layer 14-2 can be made of a foamed urethane sponge or other rubber material, and the coating layer 14-3 can be made of a resin such as polyethylene or EVA, or a fluororesin such as PTFA or PVDF. You can use it.
本実施例にて、転写ローラ14は、転写ローラ14の最外層14−3より内側の層14−2が導電性の発泡体であり、最外層14−3が導電性の弾性体であることが重要である。
In this embodiment, in the
実施例2
本実施例では、実施例1と同様に図1のカラー画像形成装置構成を有し、実施例1と同様の構成については説明を省略する。
Example 2
In the present embodiment, the color image forming apparatus configuration of FIG. 1 is provided as in the first embodiment, and the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
実施例2において、一次転写ローラ14は、中間転写ベルト31に対し離接可能で、非画像形成時は中間転写ベルト31から離間し、感光ドラム2と中間転写ベルト31も離間される。これは、感光ドラム2、中間転写ベルト31、一次転写ローラ14の当接時間を画像形成時等の感光ドラム2から中間転写ベルト31へトナー像を一次転写する時のみとする。これは、感光ドラム2の中間転写ベルト31との摺擦による表面削れや、一次転写ローラ14が当接し続けることによる形状変化等の弊害を抑制するためである。この構成は、特に長寿命設計が必須となる、高速な画像形成装置に有利である。
In the second exemplary embodiment, the
このような構成の中間転写体において、中間転写ベルトの裏面と一次転写ローラの双方の表面が平滑な場合、離間状態から当接状態に遷移する時に、転写ローラの回転が一瞬遅れてしまう。そのため、ベルト裏面に付着しているゴミ等の異物や放電生成物が転写ローラによって掻き取られ、その結果、転写ローラ表面に線状の汚れとなって付着する場合があった。この線状の汚れが画像上に横線状の画像ムラとなって現れると、特に均一なハーフトーン上に画像の乱れとして顕在化し、画像の品位を損ねる場合があった。 In the intermediate transfer member having such a configuration, when both the back surface of the intermediate transfer belt and the surface of the primary transfer roller are smooth, the rotation of the transfer roller is delayed for a moment when the separation state shifts to the contact state. Therefore, foreign matters such as dust and discharge products adhering to the back surface of the belt are scraped off by the transfer roller, and as a result, there are cases where the transfer roller surface adheres as linear stains. When this linear stain appears as a horizontal line-shaped image unevenness on the image, it becomes apparent as a disturbance of the image particularly on a uniform halftone, and the quality of the image may be impaired.
そこで、本実施例では、ベルト裏面の表面粗さと転写ローラ表層の表面粗さを数段階に振り、最適な粗さの組み合わせを選択した。 Therefore, in this embodiment, the surface roughness on the back surface of the belt and the surface roughness on the surface of the transfer roller are assigned to several stages, and an optimum combination of roughness is selected.
中間転写ベルト31としては、実施例1と同様に実施例2もポリイミド製のベルトを用いている。ポリイミド製のベルトを製造する方法には大きく分けて2通りある。一つは、内型の外面にポリイミドのワニスを塗りつけ、それを乾燥、焼成することにより、ベルトの裏面に型の表面性を転写する方法である。もう一つは、外型の内面にポリイミドのワニスを塗りつけ、それを乾燥、焼成することにより、ベルトの表面に型の表面性を転写する方法である。前者の方法を用いれば、型の表面性をコントロールすることで、ベルトの内面粗さをコントロールすることが可能になる。このような方法で、本実施例では、ベルト裏面の表面粗さをコントロールした。
As the
一方、転写ローラ14の表面に設けたチューブ層14−3の表面性をコントロールする方法としても様々な方法がある。本実施例では、特にチューブ層14−3の表面性をコントロールし易い素材として、EVA(エチレン酢酸ビニール共重合体)を用いチューブ形状に成形した。その後、表面を加工した金属ローラとの間にチューブを挟み、チューブに金属ローラの表面性を転写することで表面性をコントロールした。
On the other hand, there are various methods for controlling the surface property of the tube layer 14-3 provided on the surface of the
以下の表3に、本実施例におけるベルト裏面と転写ローラ表面の粗さ(JIS B 0601 10点平均粗さRzスケール)を振った結果を示す。 Table 3 below shows the results of varying the roughness (JIS B 0601 10-point average roughness Rz scale) of the belt back surface and the transfer roller surface in this example.
表3において、転写ローラ表面もベルト裏面も表面粗さRzが1μmの場合には、転写ローラとベルトが当接する際の滑りが発生した。転写ローラかベルト裏面のどちらかの表面粗さが10〜25μmであれば、滑りは発生せず、画像にも問題がなかった。更に表面粗さを粗くし、転写ローラの表面粗さを50μmにした場合には、ケバのあるスポンジ製転写ローラ同様の画像ムラが発生した。ベルトの裏面を50μmにした場合にも、転写ローラの表面粗さを50μmにしたときと同様の画像ムラが発生した。更に、本実施例では、クリーニングブレード33の対向に弾性ローラ34を用いたが、試験的にこの弾性ローラを金属ローラに変えると、ベルト31とクリーニングブレード33の当接状態が不均一になり、トナーのすり抜けによるクリーニング不良も発生した。
In Table 3, when the surface roughness Rz is 1 μm on both the transfer roller surface and the belt back surface, slip occurs when the transfer roller contacts the belt. When the surface roughness of either the transfer roller or the back of the belt was 10 to 25 μm, no slip occurred and the image had no problem. When the surface roughness was further increased and the surface roughness of the transfer roller was set to 50 μm, image unevenness similar to that of a sponge-like transfer roller having a crack was generated. Even when the back surface of the belt was 50 μm, the same image unevenness as when the surface roughness of the transfer roller was 50 μm occurred. Further, in this embodiment, the
以上の結果から、転写ローラ14の表面粗さと、中間転写ベルト31のベルト裏面の粗さRzは、1μm以上50μm以下、好ましくは、10μm〜25μm程度にすることが望ましい。なお、どちらかの表面をRzが1μm程度の非常に平滑な面にする場合には、相手として組み合わせる表面の粗さを粗くするのが良い。
From the above results, it is desirable that the surface roughness of the
以上の結果から、上記のような一次転写ローラ14表層の表面粗さと中間転写ベルト裏面の粗さをコントロールすることによって、中間転写ベルト31を有するカラー画像形成装置において一次転写部での画像劣化を抑制し、良好な画質を得ることができる。
From the above results, by controlling the surface roughness of the surface layer of the
実施例3
本実施例では、実施例1、2と同様に図1のカラー画像形成装置構成を有し、実施例1、2と同様の構成については説明を省略する。
Example 3
This embodiment has the color image forming apparatus configuration of FIG. 1 as in the first and second embodiments, and the description of the same configuration as in the first and second embodiments is omitted.
実施例3において、転写ベルト31は、図10に示すように、中間転写ベルト31として、複数の層構成、本例では3層構成の無端のゴムベルト部材を用いた。即ち、800μm厚のミラブルウレタンからなる基材ゴム31−3に対し、最下層31−4と最上層31−5として、溶剤可溶性のフッ素材料に酸化鉄系フィラーを分散させた材料をコートした。最下層と最上層を同時にディッピング方式によりコートし、それぞれのコート厚を20μmとした。
In Example 3, as shown in FIG. 10, the
基材ゴム31−3を800μmの厚みにした場合、カーボン等の導電剤を分散して体積抵抗率を中抵抗の領域に均一に仕上げることは非常に困難である。そのため、基材ゴム層は抵抗ムラが発生しないように十分低い抵抗値に設定する必要がある。そこで、本実施例では、基材ゴム層の体積抵抗率を105.5Ω・cmに調整した。 When the base rubber 31-3 has a thickness of 800 μm, it is very difficult to disperse a conductive agent such as carbon and uniformly finish the volume resistivity in a medium resistance region. Therefore, it is necessary to set the base rubber layer to a sufficiently low resistance value so that resistance unevenness does not occur. Therefore, in this example, the volume resistivity of the base rubber layer was adjusted to 10 5.5 Ω · cm.
一方、比較例4で前記した通り、ベルトの最下層が低抵抗の場合、張架ローラに中抵抗にする、または、張架ローラとグランドの間に電気抵抗等の抵抗部材を入れる必要が生じる。また、画像の品位が大幅に低下してしまう。そこで、本実施例では、最下層31−4と最上層31−5に用いたコート層は体積抵抗率を1010.0Ω・cmに調整した。 On the other hand, as described above in Comparative Example 4, when the lowermost layer of the belt has a low resistance, it is necessary to make the tension roller an intermediate resistance or to insert a resistance member such as an electric resistance between the tension roller and the ground. . In addition, the quality of the image is greatly reduced. Therefore, in this example, the volume resistivity of the coat layer used for the lowermost layer 31-4 and the uppermost layer 31-5 was adjusted to 10 10.0 Ω · cm.
本実施例では、転写ローラ14は実施例1、2と同様に、基層14−2にNBR/ヒドリンスポンジローラ(即ち、被覆層14−3より導電性の発泡体)を用い、被覆層14−3にはPFAチューブ(導電性の弾性体)を用いた。
In this embodiment, the
このように中間転写ベルトとしてゴムベルトを用いることで、転写材として、表面の凹凸が大きい厚紙やラフ紙と呼ばれる表面性の粗い紙を用いても、ベルトの弾性によって転写材の表面性にベルトの表面性が追従することが可能になる。その結果、転写材として用いる素材の適応性を非常に広くすることが可能になる。一方、ゴム素材の表面はトナーとの離型性が悪いため、そのままではトナーの転写性が悪い。また、クリーニング性も悪いが、表面にフッ素材料を用いることで転写性とクリーニング性を高くすることも可能になる。さらに、表面と同時にベルトの裏面も十分な抵抗を持った素材でコートすることで、ゴム層の抵抗を抵抗ムラの無い低抵抗に保つことが可能になる。さらに、張架ローラに特別な構成を追加することが無く、また、画像の均一性も高く保つことが可能になる。 By using a rubber belt as the intermediate transfer belt in this way, even if a rough surface paper called a thick paper or rough paper having a large surface unevenness is used as the transfer material, the surface property of the transfer material is improved by the elasticity of the belt. The surface property can follow. As a result, the adaptability of the material used as the transfer material can be greatly increased. On the other hand, since the surface of the rubber material is poorly releasable from the toner, the transferability of the toner is poor as it is. Although the cleaning property is poor, it is possible to improve the transfer property and the cleaning property by using a fluorine material on the surface. Furthermore, by coating the back surface of the belt simultaneously with the front surface with a material having sufficient resistance, it becomes possible to keep the resistance of the rubber layer low with no resistance unevenness. Further, no special configuration is added to the tension roller, and the uniformity of the image can be kept high.
実施例4
本実施例では、実施例1、2、3と同様に図1のカラー画像形成装置構成を有し、実施例1、2、3と同様の構成については説明を省略する。
Example 4
In the present embodiment, the color image forming apparatus configuration of FIG. 1 is provided in the same manner as in the first, second, and third embodiments, and the description of the same configuration as in the first, second, and third embodiments is omitted.
実施例4において、一次転写ローラ14は、図11に示すように、硬度が15〜21°(Asker−C)で、実抵抗が107.0Ωになるよう、体積抵抗率が106.6Ω・cm程度に調整されたNBR/ヒドリンスポンジ製の基層14−2に対し、厚みが100μmで実抵抗が105.0Ωになるよう、体積抵抗率を103Ω・cm程度に調整したPFA製熱収縮チューブ14−3を被覆した。更に、本実施例の熱収縮チューブ14−3は、図11に示すように、長手上の端部においては、基層14−2よりも外径を小さくし、長手上の基層14−2と重なる部分については、外径を基層14−2の外径よりも1mm大きく構成した。
In Example 4, as shown in FIG. 11, the
このように構成することで、図12に示すように、転写ニップT1中において、一次転写ローラ14を中間転写ベルト31と感光ドラム2に対して当接させた際に、表層14−3が静電吸着力によってベルト31に引き寄せられるため、基層14−2とベルト31が作るニップよりも、より下流側に表層14−3とベルト31が作るニップが延長される。この中間転写ベルト31と一次転写ローラ表層14−3が作る下流側のニップ46によって、転写ニップ中で形成されるベルト裏面31aの電荷が、より効果的に転写ローラ14の表層14−3に回収される。その結果、特に低温低湿環境で異常放電が起き易い環境下で画像形成装置が使われる場合においても、異常放電の発生が抑制され、より環境適応性の高い中間転写体を構成することが可能となる。
With this configuration, as shown in FIG. 12, when the
また、基層14−2と表層14−3の間に間隙gを設けた構成を取っても、表層14−3の端部の形状を基層14−2に比べて小径に加工することによって、特別に表層14−3の軌道を規制する部材を設ける必要はない。この構成にて、表層14−3を基層14−2に追従させながら回転させることが可能になる。 Even if the gap g is provided between the base layer 14-2 and the surface layer 14-3, the shape of the end of the surface layer 14-3 is reduced to a smaller diameter than that of the base layer 14-2. It is not necessary to provide a member for regulating the orbit of the surface layer 14-3. With this configuration, the surface layer 14-3 can be rotated while following the base layer 14-2.
以上説明したように、本実施例の構成を用いることにより、簡略な構成で安定した濃度と画像均一性を広範囲の環境条件下で得られる画像形成装置を提供可能となる。 As described above, by using the configuration of this embodiment, it is possible to provide an image forming apparatus that can obtain a stable density and image uniformity with a simple configuration under a wide range of environmental conditions.
2a〜2d 感光ドラム(像担持体)
14a〜14d 一次転写ローラ(一次転写手段)
31 中間転写ベルト(中間転写体)
32a〜32d プロセスカートリッジ(画像形成ステーション、プロセスユニット)
35 二次転写ローラ(二次転写手段)
S 転写材
2a to 2d Photosensitive drum (image carrier)
14a to 14d Primary transfer roller (primary transfer means)
31 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
32a to 32d Process cartridge (image forming station, process unit)
35 Secondary transfer roller (secondary transfer means)
S transfer material
Claims (7)
前記一次転写手段は、2層以上の層を有するローラであり、前記中間転写体の体積抵抗率をR1、前記ローラの最外層の体積抵抗率をR2、最外層より内側の層の体積抵抗率をR3としたとき、R2が最も小さいことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a toner image, a rotatable intermediate transfer member, a primary transfer unit that primarily transfers the toner image carried on the image carrier to the intermediate transfer member, and a toner image that is transferred to the intermediate transfer member. An image forming apparatus having a secondary transfer means for transferring the toner image to a transfer material,
The primary transfer means is a roller having two or more layers, the volume resistivity of the intermediate transfer member is R1, the volume resistivity of the outermost layer of the roller is R2, and the volume resistivity of the inner layer from the outermost layer. An image forming apparatus, wherein R2 is the smallest when R3 is R3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009288500A JP2011128468A (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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-
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