JP2007256592A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーアナログ/デジタルPPC,カラーレーザプリンタ等の中間転写体を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic color image forming apparatus using an intermediate transfer member such as a color analog / digital PPC or a color laser printer.
今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタが多くなってきている。
カラー電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆるリボルバ型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
リボルバ型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が1つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には限界がある欠点があり、後者には、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が可能である利点がある。
Today, in electrophotographic apparatuses, there are an increasing number of color copiers and color printers in response to market demands.
A color electrophotographic apparatus is provided with a developing device of a plurality of colors around one photosensitive member, and a toner is attached to the developing device to form a composite toner image on the photosensitive member, and the toner image is transferred. A so-called revolver type that records a color image on a sheet, and a plurality of photoconductors arranged side by side are each provided with a developing device, and a single color toner image is formed on each photoconductor, and the single color toner images are sequentially formed. There is a so-called tandem type that transfers and records a composite color image on a sheet.
Comparing the revolver type and the tandem type, the former has only one photoconductor, so that there is an advantage that the size can be reduced relatively and the cost can be reduced. Times) Since full-color images are formed by repeating image formation, there is a drawback that speeding up image formation is limited, while the latter has the disadvantage of increasing the size and cost, but speeding up image formation There is an advantage that can be realized.
しかしながら、最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型の方が注目されてきている。
タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を1次転写装置によりいったん中間転写体に順次転写して後、その中間転写体上の画像を2次転写装置によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。
直接転写方式のものと間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体を並べたタンデム型画像形成装置の上流側に給紙装置を、下流側に定着装置を配置しなければならず、大型化する欠点がある。これに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができるから、給紙装置および定着装置をタンデム型画像形成装置と重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
また、前者は、大型化しないように定着装置をタンデム型画像形成装置に接近して配置することとなるから、シートがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置を配置することができず、シートの先端が定着装置に進入するときの衝撃とか定着装置を通過するときのシート搬送速度差とかで、定着装置が後端側の画像形成に影響を及ぼす欠点がある。これに対し、後者は、シートがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置を配置することができるから、定着装置がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
このようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
そして、この種のカラー電子写真装置では、1次転写後に感光体上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置で除去して感光体表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置で除去して中間転写体表面をクリーニングし、再度の画像転写に備えていた。
Recently, however, tandem-type devices have been attracting attention because full-color and monochrome-like speeds are desired.
The tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system in which images on each photoconductor are sequentially transferred to a sheet conveyed by a sheet conveying belt by a transfer device, and an image on each photoconductor by a primary transfer device. There is an indirect transfer type in which images are sequentially transferred to an intermediate transfer member and then transferred onto a sheet by a secondary transfer device.
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former requires that a paper feeding device is arranged upstream of the tandem image forming apparatus in which the photoconductors are arranged, and a fixing device is arranged downstream. , There is a drawback of increasing the size. On the other hand, since the latter can set the secondary transfer position relatively freely, the paper feeding device and the fixing device can be arranged so as to overlap the tandem type image forming device, and the size can be reduced. There are advantages.
In the former, since the fixing device is disposed close to the tandem image forming apparatus so as not to increase the size, the fixing device cannot be disposed with a sufficient margin that the sheet can be bent. There is a drawback that the fixing device affects the image formation on the rear end side due to an impact when the leading edge of the toner enters the fixing device or a difference in sheet conveyance speed when passing through the fixing device. On the other hand, in the latter case, since the fixing device can be arranged with a sufficient margin that the sheet can bend, the fixing device can hardly affect the image formation.
For these reasons, attention has recently been paid to the indirect transfer type among tandem type electrophotographic apparatuses.
In this type of color electrophotographic apparatus, the transfer residual toner remaining on the photoconductor after the primary transfer is removed by a photoconductor cleaning device to clean the surface of the photoconductor to prepare for another image formation. Further, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member after the secondary transfer is removed by an intermediate transfer member cleaning device to clean the surface of the intermediate transfer member to prepare for another image transfer.
しかしながら、そのような画像形成装置において、放電チリと、虫喰い等の発生が問題となっていた。そこで、電界幅を狭くすることで、トナーに放電を与えないようにした転写画像の高品質化について出願されてきた。具体的には、機械的に密着した状態で転写電界を印加し、かつ転写電界を除電する、または転写電界をシールドする電極を下流・上流に配置するなど、機械的なニップ内において、電極を密集させることが、出願されている。特許文献1には、ニップの中央にバイアスフィルムやブレードを当てて電界を狭めることが、開示されている。
そして、その実現のためには、中間転写体などの媒体においては、近接電極同士が十分に絶縁状態にあることが、必要である。また一方で転写電界印加方向には抵抗は少ないことが必須となる。なお、後者については、現在電界依存性の高い中間転写体材質が市販されている。
ところが上記のシステムにおいては、電極の磨耗が懸念される。磨耗しても電気的な接続が安定にならなければならないので、ここでは喰込みを上昇させることが必要になる。そのため、ブレードと中間転写体との圧力は過大となりやすい。3本ものブレード下を過ぎると、凝集作用はより激しくなってしまい、トナーが感光体に付着力が強まったり、凝集したりする「虫喰い」という現象が生じてしまう可能性があった。そこで、この対策としては、中間転写体に表面弾性ベルトを使うことがまず考えられる。
しかしながら、このような弾性ベルトは変形量が大きい時に抵抗が変動しやすい。これは、内部の電気特性をよく考えずに、カーボンブラックなどの分散を行う時に、顕著となり、弾性部の低抵抗部が鎖のように接続して、無関係の所と導通路ができてしまう。その結果、転写でかかる高電圧で絶縁耐圧が下がって、思いがけない通路に大電流が流れてしまうという問題点があった。また、ベルト表面の抵抗が低下すると、転写チリは格段に増えるという問題点があった。
However, in such an image forming apparatus, the occurrence of discharge dust and insect bites has been a problem. Therefore, an application has been filed for improving the quality of a transfer image in which the electric field width is narrowed so that the toner is not discharged. Specifically, the transfer electric field is applied in a mechanically close state and the transfer electric field is removed, or the electrode that shields the transfer electric field is arranged downstream and upstream. It has been filed to consolidate.
In order to realize this, it is necessary that the adjacent electrodes are sufficiently insulated in a medium such as an intermediate transfer member. On the other hand, it is essential that the resistance is small in the transfer electric field application direction. For the latter, an intermediate transfer material having a high electric field dependency is currently commercially available.
However, in the above system, there is a concern about electrode wear. Since the electrical connection must be stable even if worn, it is necessary here to raise the bite. For this reason, the pressure between the blade and the intermediate transfer member tends to be excessive. After passing under three blades, the aggregating action becomes more intense, and there is a possibility that a phenomenon of “worm biting” occurs in which the toner has a strong adhesion force or agglomerates. Therefore, as a countermeasure against this, it is first considered to use a surface elastic belt for the intermediate transfer member.
However, the resistance of such an elastic belt tends to fluctuate when the amount of deformation is large. This becomes noticeable when dispersing carbon black or the like without carefully considering the internal electrical characteristics, and the low resistance part of the elastic part is connected like a chain, creating a conduction path with an unrelated place. . As a result, there is a problem in that the withstand voltage is lowered by the high voltage applied in the transfer, and a large current flows in an unexpected path. Further, when the resistance on the belt surface is lowered, there is a problem that the transfer dust is remarkably increased.
また、像担持体と中間転写体間に形成されたニップにおいて、狭い幅で転写バイアスを印加すると密着下により気中絶縁破壊放電は生じにくく、トナーの帯電不良化も起きにくくなっていた。さらに、ニップ入口よりも下流に除電が加わるため、ニップ入口に主電極の(+)高圧が漏れるのを防ぐことができる。また、ニップ出口でも、密着状態が解消され分離が始まる時にはベルトの除電が終わっているため、剥離放電が起きにくくなっていた。
しかしながら、このような方法においては、抵抗の電界依存性を適切に制限しなければいけないという問題点があった。過度の抵抗低下があると、異極性バイアス電極間リークが発生し、転写電界の実効値が得られなくなるという問題を生じていた。
In addition, when a transfer bias is applied with a narrow width at the nip formed between the image carrier and the intermediate transfer member, air breakdown discharge is less likely to occur due to close contact, and toner charging is less likely to occur. Furthermore, since static elimination is applied downstream from the nip inlet, it is possible to prevent the (+) high voltage of the main electrode from leaking to the nip inlet. Further, even at the nip outlet, when the contact state is resolved and separation starts, the static elimination of the belt is completed, so that peeling discharge is less likely to occur.
However, such a method has a problem that the electric field dependence of the resistance must be appropriately limited. When the resistance is excessively reduced, a leak between different polarity bias electrodes occurs, resulting in a problem that an effective value of the transfer electric field cannot be obtained.
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、粒状性・放電チリと、虫喰いを生じさせない画像形成装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not cause graininess, discharge dust, and insect bite.
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、トナー像を乗せた像担持体上に、中間転写体を接触させて、機械的ニップを形成し、前記中間転写体の裏側に、前記機械的ニップの内側に向けて配置した、帯電トナー像を転移させるバイアスを印加した主電極と、前記中間転写体の裏側に、前記機械的ニップの内側であって前記主電極の中間転写体移動方向上流と下流に配置した前記主電極に印加されるバイアスとは逆極性のバイアスを印加された逆極性バイアス電極と、からなる転写装置を有する画像形成装置において、前記中間転写体は、トナー像を載せる側のマイクロ硬度が75度以下であり、厚み方向には抵抗の電界依存性を有し、表面方向には抵抗の電界依存性を有しないことを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記中間転写体は、10〜1000Vまでのバイアスを表面に与えた際の表面抵抗の抵抗変動が、前記中間転写体厚み方向に10〜1000Vまでバイアスを与えた抵抗変動の1/100以下であることを特徴とする。
本発明は、前記中間転写体が、弾性層に電子導電フィラーを含み、前記中間転写体の厚み方向の単独気泡の厚みが、500μm以下の内部層を有する材質であることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
In the present invention, an intermediate transfer member is brought into contact with an image carrier on which a toner image is placed to form a mechanical nip, and is arranged on the back side of the intermediate transfer member toward the inside of the mechanical nip. A main electrode to which a bias for transferring a charged toner image is applied, and a main electrode disposed on the back side of the intermediate transfer member, on the inner side of the mechanical nip and upstream and downstream of the main electrode in the moving direction of the intermediate transfer member. In the image forming apparatus having a transfer device including a reverse polarity bias electrode to which a bias having a polarity opposite to the applied bias is applied, the intermediate transfer member has a micro hardness of 75 degrees or less on the side on which the toner image is placed. The image forming apparatus has an electric field dependency of resistance in a thickness direction and no electric field dependency of resistance in a surface direction.
According to the present invention, when the intermediate transfer member is biased to the surface with a bias of 10 to 1000 V, the resistance variation of the surface resistance is 1 / of the resistance variation with a bias of 10 to 1000 V in the thickness direction of the intermediate transfer member. 100 or less.
The present invention is characterized in that the intermediate transfer member is made of a material including an electronic conductive filler in an elastic layer and an inner layer in which the thickness of single bubbles in the thickness direction of the intermediate transfer member is 500 μm or less.
本発明は、前記解決するための手段によって、粒状性・放電チリと、虫喰いを生じさせない画像形成装置を提供することが可能となった。 According to the present invention, it has become possible to provide an image forming apparatus that does not cause graininess, discharge dust, and insect bite.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図1は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の画像形成装置である。図中符号150は複写機本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写機本体150上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写機本体150には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。中間転写体10は、単層のポリイミド材をベースに作られた一層ベルトである。
そして、図1に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック・シアン・マゼンタ・イエローの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。
そのタンデム画像形成装置20の上には、図1に示すように、さらに露光装置21を設ける。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, which is a tandem type indirect transfer type image forming apparatus. In the figure,
The copying machine
As shown in FIG. 1, in the illustrated example, it is wound around three
In this illustrated example, an intermediate transfer
Further, on the
An
一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
On the other hand, a
A fixing
In the illustrated example, under such a
このカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
When making a copy using this color copying machine, the document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体150内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
Then, the
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留するトナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
The image-transferred sheet is conveyed by the
On the other hand, the
トナーは、ポリエステル、ポリオ−ル、スチレンアクリル等の樹脂に帯電制御剤(CCA)、色剤を混合し、その周りにシリカ、酸化チタン等の物質を外添することでその帯電特性、流動性を高めている。添加剤の粒径は、通常、0.1〜1.5μmの範囲である。色剤は、カ−ボンブラック、フタロシアニンブル−、キナクリドン、カ−ミン等を上げることができる。帯電極性は、図示例では負帯電である。
トナーは、ワックス等を分散混合させた母体トナーに上記種類の添加剤を外添しているものも使用することができる。また、トナーは、粉砕法で作成されたものだけでなく、重合法等で作成したものも使用可能である。一般に重合法、加熱法等で作成されたトナーは、形状係数を90%以上に形成することが可能で、さらに形状による添加剤の被覆率も極めて高くなる。
The toner is mixed with a charge control agent (CCA) and a colorant in a resin such as polyester, polyol, and styrene acrylic, and by adding a substance such as silica and titanium oxide around the resin, its charging characteristics and fluidity. Is increasing. The particle size of the additive is usually in the range of 0.1 to 1.5 μm. Examples of the colorant include carbon black, phthalocyanine blue, quinacridone, and carmine. The charging polarity is negative charging in the illustrated example.
As the toner, a toner obtained by externally adding the above kind of additive to a base toner in which wax or the like is dispersed and mixed can be used. Further, the toner is not limited to those prepared by a pulverization method, but toners prepared by a polymerization method or the like can be used. In general, a toner prepared by a polymerization method, a heating method, or the like can be formed with a shape factor of 90% or more, and the coverage of the additive depending on the shape is extremely high.
本発明では、内面にて複数の電極を近接させ、互いに逆極性バイアスを与える場合、裏面の抵抗を十分高く保持するだけでなく、ベルト内材質を伝わって、隣接電極のバイアスに流れ込むような構造の弾性ベルトの欠点を考慮して、その対策を行なうものである。
なお、ここに用いた電子導電性については、通常の薄口ベルトであれば、印加電界の平方根が電流に比例する。また、感光体の電位は(−)であり、中間転写体が感光体と接触すると同時にその(−)電荷が流れるものである。これはベルト内部の応力などを考えた時、材質への圧力がかかる状態で大きな抵抗変動を起すことである。
In the present invention, when a plurality of electrodes are brought close to each other on the inner surface and reverse polarity biases are applied to each other, not only the resistance on the back surface is kept high enough, but also the material in the belt is transmitted to the bias of the adjacent electrode. The countermeasure is taken in consideration of the disadvantages of the elastic belt.
As for the electronic conductivity used here, the square root of the applied electric field is proportional to the current in the case of a normal thin belt. Further, the potential of the photosensitive member is (−), and the (−) charge flows at the same time as the intermediate transfer member contacts the photosensitive member. This means that when the stress inside the belt is considered, a large resistance fluctuation occurs in a state where pressure is applied to the material.
図2は、狭幅電界印加装置を示す図である。
中間転写体10は、高分子材料としてポリイミドを遠心成形して作られており、表面に発泡層を持つ。図2では単層のポリイミドを示すが、カーボンブラックを適量分散させて、適当な抵抗に調整してある。なお、PC(ポリカーボネート)などの配向性を持つ結晶性のベルトを発泡させて用いても良い。
ベルトとしては、カーボンブラック分散ポリイミドベルトを取り上げた。このベルトの体積抵抗は電圧依存性が大きく、印加電圧を25Vから250Vに変えると、ρvは3乗も低下する。導電剤分散で中抵抗領域の導電性を発現させたベルトは、程度の差はあるが、よく似た傾向を示す。
FIG. 2 is a view showing a narrow electric field applying device.
The
A carbon black dispersed polyimide belt was taken up as the belt. The volume resistance of this belt has a large voltage dependency. When the applied voltage is changed from 25V to 250V, ρv decreases by the third power. Belts in which the conductivity of the middle resistance region is expressed by dispersing the conductive agent show similar tendencies, although with varying degrees.
感光体40と中間転写ベルト10は、懸架ローラ123、124から機械的ニップNmを形成し、同一方向に回動する。
転写ブレード100、出口ブレード101、入口ブレード102はそれぞれ0.5mm〜3.0mmの板状に成形され、また機械的劣化が最も少ない方向になるように、ベルト回動方向に高分子が流れる方向に成形される。材料としては、一般に導電イオン剤分散型、または電子導電剤の練り込み分散型が用いられる。本発明では、導電イオン剤分散型を採用している。これは、導電イオン剤としてNaやLiのイオン剤を定量混合してから成形する。この抵抗については電圧依存性・圧力依存性が少なく、本発明の用途には好ましい。ただし、環境による抵抗変動などを考慮して、電子導電剤の練り込み分散型を選んでもよい。この場合、電子導電剤としてカーボン粉(ストラクチャを作る)、酸化チタン粉などを選び、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、またはCR(クロロプレン・ネオプレン合成ゴム)、EPDM(エチレン・プロピレンゴム)、ヒドリンゴムなどのゴム素材に練込んでも良い。これらの材料は1×106〜1×1013Ωcm、望ましくは1×107〜1×1010Ωcm程度の抵抗に調整する。なお、これらの成形物は、一方と表面抵抗率はほぼ同オーダとなる。また、図示しないが、これらを、2層型としても良い。大事な点は端子と、中間転写体10との当接部との導通と、当接部の抵抗が中抵抗領域であることである。
The
The
これらのブレード100、101、102の配置位置は、転写ブレード100はまず、Nmの大体中央から少し下流側となるのが一般的である。この転写ブレード100の位置を基準に、出口ブレード101までの位置をベルト上に撮影した出口幅Nexと、入口ブレード102の位置までをベルト上に投影した入口幅Ninに分かれる。これらのNinとNexの和が全体として転写電界の実効バイアス印加幅Neとなる。
ここで、この入口出口電極の間には絶縁材105を設置する。これは薄い一般の絶縁樹脂シートなどで作られる。
As for the arrangement position of these
Here, an insulating
各ブレード100、101、102に対してバイアスを供給する電源は、転写ブレード100に対してはバイアス源110、他ブレード101にはバイアス源111、ブレード102にはバイアス源112が与えられる。これらの未図示だがCPUなどにより定電圧または定電流などの制御が可能である。
これらのブレード100、101、102は、支持ホルダ106で支持される。各ブレード100、101、102がたわむことやブレード間が近接しすぎないように考慮して設計される。仮にたわみなどからブレードが接触すると、これらの部品同士の間に大きな漏電が生じてしまい、電源へのダメージや、所定のバイアスが与えられなくなる。もちろん、そのようなリークが発生すると、感光体40から中間転写体10への実質的な転写バイアスは減ってしまい、画質が悪化する可能性があるため、精度よく設計・製造する必要がある。
A power source for supplying a bias to each
These
図3に、中間転写体10として、一般の弾性ベルトを使った例を示す。ここでは厚みが500μm程度の発泡ウレタン層を持っている。同ベルトはカーボンブラックを適当に分散させることで作られる。ここで、同弾性層は、一般に、圧力を与えたり、トナー凝集の反力を受けると、厚みが僅かに変化し、内部にてせん断力が働く。これは大きなものではないが、導電ルートが発生することがある。その場合、圧力がかかった部分の耐圧が下がり、一挙に抵抗が下がる。このような変化は表面の変形の大きい所に発生しやすい。
この部分が膨れると、図3に示すようにP lowというような低抵抗化した領域ができ、同様の圧力を持たせている部分で導電路Wができてしまう。これはベルト内部にできる漏洩電流箇所であるため、ベルトの外側には影響は無く、所要電流は流れているが、感光体40側に電流が流れなくなり、具体的には2つの印加電圧の間の値程度になるため、転写性を悪化させてしまう。
なお、中間転写体10においては表層の弾性層と内層の樹脂層をカーボンブラック導電剤により印加させている場合がある。この時、導電路Wはその界面を通ることになる。なお、この界面はベルト一周分繋がっているため機械内部では異常な帯電などを作りやすい。
FIG. 3 shows an example in which a general elastic belt is used as the
When this portion swells, a low resistance region such as P low is formed as shown in FIG. 3, and a conductive path W is formed at a portion having the same pressure. Since this is a leakage current portion that can be generated inside the belt, there is no influence on the outside of the belt, and the required current flows, but no current flows on the
In the
図4は、狭幅電界印加装置用弾性ベルトを示した図である。図3とはベルトの層構成に違いがある。このベルトは弾性ベルトであって、従来トナーと同じような粉砕系トナーなどでも転写させるため、マイクロ表面硬度を75度以下が必要である。それにより虫喰い画像を低減できる。
図5は、不良ベルトの例である。裏面表面抵抗が元々低いベルトであるため、粒状性・放電チリと、虫喰い等を防止できない。
FIG. 4 is a view showing an elastic belt for a narrow electric field applying device. There is a difference in the layer structure of the belt from FIG. This belt is an elastic belt and needs to have a micro surface hardness of 75 degrees or less in order to transfer even a pulverized toner similar to a conventional toner. Thereby, a worm-eaten image can be reduced.
FIG. 5 is an example of a defective belt. Since the belt has an originally low surface resistance, it cannot prevent graininess, discharge dust, and insect bites.
図6は、弾性ベルトの表面硬度とさざなみ和紙への転写性を示した図である。さざなみ和紙(NBSリコー製和紙仕様アプリケーション紙、平滑度5秒)への転写性に対して、ベルト硬度を振ったものである。ベルト表面硬度が60乃至70度では、さざなみ和紙への転写は良好であったが、硬度が75度より大きい場合は、転写性が悪くなっている。これにより、マイクロ硬度が75度以下により、トナーに対して凝集圧力が少なくてすみ、トナー像の転写において、画像異常を無くすことができる。なお、望ましくはマイクロ硬度65度以下が、より効果が上がる。 FIG. 6 is a diagram showing the surface hardness of the elastic belt and the transferability to the Japanese paper. The belt hardness is varied with respect to the transferability to the rippled Japanese paper (NBS Ricoh-made Japanese paper specification application paper, smoothness 5 seconds). When the belt surface hardness was 60 to 70 degrees, the transfer to the Japanese paper was good, but when the hardness was greater than 75 degrees, the transferability was poor. As a result, the micro hardness is 75 degrees or less, so that the cohesive pressure for the toner can be reduced, and image abnormality can be eliminated in the transfer of the toner image. Desirably, a micro hardness of 65 degrees or less is more effective.
本発明は、中間転写体材質において、厚み方向のみ抵抗の電界依存性が高いことにより、バイアスを印加した場合にその感光体40との間の転写体材質で抵抗が下がる。図7は、弾性ベルトの厚み方向抵抗の変化を示した図である。これにより転写電界や除電電界を効率よく印加できる。また、表面方向にはその抵抗は高いままであり、隣接電極側には電流を漏らさなくて済む。なお、図8、9は、ベルト隣接電極への電荷漏洩性評価方法を示した図である。電荷の漏洩はこの方法により、評価を行った。
In the present invention, since the electric field dependency of resistance is high only in the thickness direction in the intermediate transfer member material, the resistance is lowered by the transfer member material between the
また、本発明は、厚み方向の抵抗低下が1/100以下であれば、高バイアス電圧を印加しても隣に実際流れる電流が実用上問題とならない。なお、望ましくは1/1000以下であることを特徴とする。
測定方法は、JIS K6911に準拠した測定法による。具体的には三菱化学製の抵抗率計ハイレスタUP(MCP−HT450)を使用して、測定電圧を10〜1000vの範囲で変えて測定し、各種試験片の体積抵抗率と表面抵抗率の比が1/100以下である。上記特性は、例えば、ポリイミドにカーボンを分散し、遠心成形法により作成することができる。
図10は、ρvとρsの印加電圧に対する変化を示した図である。ここで、ρvは厚み方向の抵抗であり、ρsは表面抵抗である。図から、表面抵抗が、厚み方向の抵抗変動の1/100以下であることがわかる。
Further, in the present invention, if the resistance decrease in the thickness direction is 1/100 or less, even if a high bias voltage is applied, the current that actually flows next does not cause a problem in practice. It should be noted that it is preferably 1/1000 or less.
The measuring method is based on a measuring method based on JIS K6911. Specifically, using a resistivity meter Hiresta UP (MCP-HT450) manufactured by Mitsubishi Chemical, changing the measurement voltage in the range of 10 to 1000 V, the ratio of volume resistivity and surface resistivity of various test pieces Is 1/100 or less. The above characteristics can be created, for example, by centrifugally molding carbon in polyimide.
FIG. 10 is a diagram showing changes in ρv and ρs with respect to the applied voltage. Here, ρv is the resistance in the thickness direction, and ρs is the surface resistance. From the figure, it can be seen that the surface resistance is 1/100 or less of the resistance variation in the thickness direction.
さらに、本発明は、弾性層に電子導電性を持つフィラーを持ち、厚み方向に単独気泡を多く形成した材質を用いることにより、厚み方向の電界依存性を効果的に発現させることができる。図11は、単独気泡を示した図であり、図12は、単独気泡の作成方法を示した図である。
ここで、弾性ベルトに導電剤または導電イオン入りの発泡材を用いる例について説明する。なお、ゴムなどを用いることもできる。
まず、通常の非発泡材で、遠心成型などによりベルトの基体層を形成する(図12a参照)。この基体層は、機械的強度が強いことと、中抵抗領域(106〜1012Ω・cm)であることが、必要である。また、カーボンブラック混合のPC(ポリカーボネート)・ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)・PVdF(フッ化ビニルデン)・PI(ポリイミド)などで作られる。
次に、発泡材質(ポリウレタン等)に導電フィラーを混合し、基材層上に塗布する(図12b参照)。ここで、発泡ポリウレタンは、ジイソシアネートとポリオールの重付加反応により得られ、ポリオールの種類を選ぶことにより硬、軟特性を制御でき、反応熱を利用して物理発泡剤により発泡するか、または水の添加により発生するCO2ガスによる発泡等が行なわれる。従って、原料成分を混合後直ちに型に塗布する方法がとられる。
次に、発泡工程を稼働させる。この時の発熱状態・遠心力の有無・溶媒揮発速度などから、気泡生成速度を調節し、発泡剤の分量や発泡温度・材質粘性で気泡のサイズが定まる。粘性を高くし、発泡をゆっくり進ませる段階で、型を高速に回転させると、遠心力により各材質の高密度部は徐々に外側へ押しやられていく。この時に、気泡が厚み方向に伸びる(図12c参照)。
なお、導電フィラーについては、疎水性であると、気泡内にささくれが生じる。(図12d参照)。これは圧力下で抵抗が急激に低下する原因となる。そこで、導電フィラー表面に親水性処理を行い、相溶性を高くする。そうすると、泡内部に導電フィラーが露出しない。これにより、加圧時も、余計に電流を流す導電路が発生しにくくなり、圧力依存性の低い抵抗となる。
さらに表層に離型層を塗布することもできる。これは、ブレードなどによるクリーニング性を高める効果がある。
Furthermore, according to the present invention, the electric field dependency in the thickness direction can be effectively expressed by using a material having a filler having electronic conductivity in the elastic layer and forming a large number of single bubbles in the thickness direction. FIG. 11 is a diagram showing single bubbles, and FIG. 12 is a diagram showing a method for creating single bubbles.
Here, an example of using a foaming material containing a conductive agent or conductive ions for the elastic belt will be described. Rubber or the like can also be used.
First, a base layer of the belt is formed by centrifugal molding or the like using a normal non-foaming material (see FIG. 12a). This base layer is required to have high mechanical strength and a medium resistance region (10 6 to 10 12 Ω · cm). Further, it is made of carbon black mixed PC (polycarbonate), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), PVdF (vinylidene fluoride), PI (polyimide), or the like.
Next, a conductive filler is mixed with a foam material (polyurethane or the like) and applied onto the base material layer (see FIG. 12b). Here, the foamed polyurethane is obtained by polyaddition reaction of diisocyanate and polyol, and the hard and soft characteristics can be controlled by selecting the kind of polyol, and foamed with a physical foaming agent using reaction heat or water. Foaming with CO 2 gas generated by the addition is performed. Therefore, a method of applying the raw material components to the mold immediately after mixing is employed.
Next, the foaming process is operated. The bubble size is determined by the amount of foaming agent, the foaming temperature, and the material viscosity by adjusting the bubble generation rate based on the heat generation, presence / absence of centrifugal force and solvent volatilization rate. When the mold is rotated at a high speed in the stage where the viscosity is increased and the foaming is slowly advanced, the high density portion of each material is gradually pushed outward by centrifugal force. At this time, the bubbles extend in the thickness direction (see FIG. 12c).
In addition, about a conductive filler, if it is hydrophobic, a whirling will arise in a bubble. (See FIG. 12d). This causes a sudden drop in resistance under pressure. Therefore, hydrophilic treatment is performed on the surface of the conductive filler to increase the compatibility. Then, the conductive filler is not exposed inside the foam. As a result, even during pressurization, a conductive path through which an extra current flows is less likely to occur, resulting in a resistance with low pressure dependency.
Further, a release layer can be applied to the surface layer. This has an effect of improving the cleaning property by a blade or the like.
10 中間転写体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
100 転写ブレード
101 出口ブレード
102 入口ブレード
105 絶縁材
106 支持ホルダ
110 バイアス源
111 バイアス源
112 バイアス源
123 懸架ローラ
124 懸架ローラ
150 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中間転写体の裏側に、前記機械的ニップの内側に向けて配置した、帯電トナー像を転移させるバイアスを印加した主電極と、
前記中間転写体の裏側に、前記機械的ニップの内側であって前記主電極の中間転写体移動方向上流と下流に配置した前記主電極に印加されるバイアスとは逆極性のバイアスを印加された逆極性バイアス電極と、
からなる転写装置を有する画像形成装置において、
前記中間転写体は、トナー像を載せる側のマイクロ硬度が75度以下であり、
厚み方向には抵抗の電界依存性を有し、
表面方向には抵抗の電界依存性を有しない
ことを特徴とする画像形成装置。 An intermediate transfer member is brought into contact with the image carrier on which the toner image is placed to form a mechanical nip,
A main electrode to which a bias for transferring a charged toner image is applied on the back side of the intermediate transfer body and is arranged toward the inside of the mechanical nip;
On the back side of the intermediate transfer member, a bias having a polarity opposite to the bias applied to the main electrode disposed inside the mechanical nip and upstream and downstream of the main electrode in the moving direction of the intermediate transfer member was applied. A reverse polarity bias electrode;
In an image forming apparatus having a transfer device comprising:
The intermediate transfer member has a micro hardness of 75 degrees or less on the side on which the toner image is placed,
In the thickness direction, it has electric field dependency of resistance,
An image forming apparatus having no electric field dependency of resistance in a surface direction.
前記中間転写体は、
10〜1000Vまでのバイアスを表面に与えた際の表面抵抗の抵抗変動が、前記中間転写体厚み方向に10〜1000Vまでバイアスを与えた抵抗変動の1/100以下である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The intermediate transfer member is
The resistance variation of the surface resistance when a bias of 10 to 1000 V is applied to the surface is 1/100 or less of the resistance variation of the bias applied to 10 to 1000 V in the thickness direction of the intermediate transfer member. Forming equipment.
前記画像形成装置は、前記中間転写体が、弾性層に電子導電フィラーを含み、
前記中間転写体の厚み方向の単独気泡の厚みが、500μm以下の内部層を有する材質である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
In the image forming apparatus, the intermediate transfer member includes an electronic conductive filler in an elastic layer,
An image forming apparatus, wherein the intermediate transfer member is made of a material having an inner layer having a thickness of single bubbles in the thickness direction of 500 μm or less.
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