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JP2004245941A - Image forming device - Google Patents

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JP2004245941A
JP2004245941A JP2003033751A JP2003033751A JP2004245941A JP 2004245941 A JP2004245941 A JP 2004245941A JP 2003033751 A JP2003033751 A JP 2003033751A JP 2003033751 A JP2003033751 A JP 2003033751A JP 2004245941 A JP2004245941 A JP 2004245941A
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JP
Japan
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transfer
image
transfer roller
power supply
roller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003033751A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩基 ▲高▼柳
Hiromoto Takayanagi
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】機内温度が変化または長時間使用しても最適な転写バイアスを常時用いることが可能で、転写不良が発生せずに良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体上のトナー像を、転写バイアスが印加される転写ローラ7により転写材5または中間転写体に前記トナー像を転写する画像形成装置において、前記転写バイアスの出力値を検出する検出手段と前記転写ローラ7を加熱する加熱手段を有し、前記検出手段による検出結果に基づいて前記加熱手段を制御する。
【選択図】 図1
Provided is an image forming apparatus that can always use an optimal transfer bias even when the temperature inside the apparatus changes or is used for a long time, and that can form a good image without causing transfer failure.
In an image forming apparatus for transferring a toner image on an image carrier to a transfer material or an intermediate transfer member by a transfer roller to which a transfer bias is applied, an output value of the transfer bias is detected. And a heating unit for heating the transfer roller 7, and controls the heating unit based on a detection result by the detection unit.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下の説明は、静電潜像を形成し次いで帯電したトナー像を現像して担持する感光ドラムと、この感光ドラムに接触配置された転写ローラ(転写部材)を備えた画像形成装置について行うものとする。
【0003】
上述の転写ローラは、金属製の芯金と、この芯金の外周面を円筒状に囲繞する導電性の弾性層によって構成されており、芯金の両端部を感光ドラムに向けて所定の押圧力で付勢することにより、弾性層を感光ドラム表面に押し付けて感光ドラムとの間に帯状の転写ニップ部を構成している。そして、感光ドラム表面に形成されたトナー像を紙等の転写材に転写する際には、上述の転写ニップ部にて転写材を挟持搬送しつつ、電源によって転写ローラに転写バイアスを印加することで一定の電荷を転写材裏面に付与し帯電させ転写を行うようにしている。そして転写材上のトナー像は定着器により加熱溶融され転写材に定着される。ところで上述の転写ローラの弾性層はゴム、ウレタンなどの弾性材料により形成されている。またこのような転写構成は従来より用いられているコロトロン帯電器と比較して、より低い電源電圧で必要な転写バイアスを与えられるという利点がある。
【0004】
この転写ローラは、転写材裏面に一様な電荷を付与させるために、局所的にムラのない一様な電気抵抗値に設定する必要があるが、カーボンブラックなどの混入によって電子写真プロセスに必要な中抵抗領域の抵抗値を一様に製造することは困難であり、過塩素酸ナトリウム等のイオン導電性物質を混入することにより上記中抵抗領域で抵抗一様の部材を製造している。
【0005】
ところで上述の転写ローラの抵抗値は温度特性を持っていることが知られていて、また、機内温度は連続使用時は定着器の熱により高くなり、長時間放置されると機内は排気などにより通常の温度になるなど使用状態により変化し、それにともない転写ローラの抵抗値は変化するので、転写材裏面に必用な電荷量を付与するために転写バイアスの調整を行って転写電流を流している。
【0006】
例えば、図5に示すように、必要な転写電流を流すのに転写ローラに印加するバイアスは機内温度が25℃の時は4.0kV、45℃の時は1.5kVを要する。これは機内温度が低いときは転写ローラの抵抗値が高く、高いときは抵抗値が低くなるからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写ローラの抵抗値が過度に高くなると図6に示す転写ニップ19を介して流れる感光ドラム1方向の転写電流量より転写ニップ近傍ギャップ20を介して流れる感光ドラム1方向の放電電流量が多くなり、転写ニップ近傍ギャップ20で転写に不適切な極性つまりトナー正規の極性と逆の極性に感光ドラム1上または転写材5上のトナーが帯電させられてしまい、転写材5上のトナー像が乱れるという転写不良が発生するという問題があった。
【0008】
これを防止する為にあらかじめ抵抗の低い転写ローラを用いて図5の25℃の時の必用転写バイアスを下げれば良いのだが、機内温度が上昇すると転写ローラ7の抵抗は更に低くなり、低くなると図6のように転写材5を挟持搬送する際に転写ローラ7が直接接触している感光ドラム1の端部へ電流が過度に流れてしまい、次の作像時にその部分が正常に静電潜像を形成できないという問題があった。
【0009】
また上述の転写ローラ7の抵抗値は温度特性による変化の他に、通電状態で長時間使用し続けると図7のように必要な転写電流を流すのに転写ローラに印加するバイアスが増大つまり転写ローラの抵抗値が増加していき、転写不良が発生するという問題もあった。
【0010】
そこで本発明は、機内温度が変化または長時間使用しても最適な転写バイアスを常時用いることが可能で転写不良を起こすことがなく良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係わる本発明は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、転写材が前記像担持体と前記転写ローラに狭持搬送される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする。
【0012】
請求項2に係わる本発明は、トナー像を担持する像担持体上と、該像担持体に転写材担持体を介して対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、前記転写材担持体に担持されて搬送される転写材と該転写材担持体が前記像担持体と前記転写ローラに狭持される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする。
【0013】
請求項3に係わる本発明は、前記電源出力検出手段は前記電源出力を、少なくとも前記転写ローラの1回転の間に2回は検出することを特徴とする。
【0014】
請求項4に係わる本発明は、トナー像を担持する第1の像担持体と、該像担持体に中間転写体を介して対向配置された回転可能な1次転写ローラと、該1次転写ローラに前記トナーと逆極性の電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を中間転写体に1次転写する1次転写電源と、該1次転写電源の出力を検出する1次転写電源出力検出手段と、前記1次転写ローラを加熱する加熱手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に2次転写する2次転写手段を有する画像形成装置において、前記1次転写電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする。
【0015】
請求項5に係わる本発明は、前記1次転写電源出力検出手段は前記1次転写電源出力を、少なくとも前記1次転写ローラ1回転の間に2回は検出することを特徴とする。
【0016】
請求項6に係わる本発明は、前記加熱手段の加熱温度はトナーの軟化点温度未満であることを特徴とする。
【0017】
転写電源が転写ローラに印加する出力を検出しその結果に基づいて転写ローラへの加熱を制御するので、機内温度の変化による、または、転写ローラへの通電時間による転写ローラの抵抗上昇を抑制でき、転写不良を起こすことがなく良好な画像を形成することができる。
【0018】
以上、本発明を整理して要約すれば以下の構成に集約できる。
【0019】
(1)トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、転写材が前記像担持体と前記転写ローラに狭持搬送される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、
前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【0020】
(2)トナー像を担持する像担持体上と、該像担持体に転写材担持体を介して対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、前記転写材担持体に担持されて搬送される転写材と該転写材担持体が前記像担持体と前記転写ローラに狭持される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、
前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【0021】
(3)前記電源出力検出手段は前記電源出力を、少なくとも前記転写ローラの1回転の間に2回は検出することを特徴とする前記(1)または(2)に記載の画像形成装置。
【0022】
(4)トナー像を担持する第1の像担持体と、該像担持体に中間転写体を介して対向配置された回転可能な1次転写ローラと、該1次転写ローラに前記トナーと逆極性の電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を中間転写体に1次転写する1次転写電源と、該1次転写電源の出力を検出する1次転写電源出力検出手段と、前記1次転写ローラを加熱する加熱手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に2次転写する2次転写手段を有する画像形成装置において、前記1次転写電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【0023】
(5)前記1次転写電源出力検出手段は前記1次転写電源出力を、少なくとも前記1次転写ローラ1回転の間に2回は検出することを特徴とする前記(4)に記載の画像形成装置。
【0024】
(6)前記加熱手段の加熱温度はトナーの軟化点温度未満であることを特徴とする前記(1)または(2),(4)いずれかに記載の画像形成装置。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【0026】
〈実施の形態1〉
図1に、実施の形態1に係わる画像形成装置の一例を示す。
【0027】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」)1を備えている。感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によって同図中の時計回り方向に回転駆動される。
【0028】
回転駆動された感光ドラム1は、その表面が1次帯電器2によって均一に帯電された後、ホストコンピュータ(不図示)からの画像信号に応じたレーザー光が露光装置3から照射されて静電潜像が形成される。
【0029】
この静電潜像は、現像器4によってトナーが付着されてトナー像として現像(可視化)される。転写材5はレジストローラ6により感光ドラム1上のトナー像とタイミングを合わせるようにして送られる。転写材5は感光ドラム1に当接配置された転写ローラ7と感光ドラム1の間で押圧され、感光ドラム1上のトナー像は転写電源8によって転写ローラ7に印加された、トナー電荷と逆の極性をもつ転写バイアスによって転写材表面に転写される。なお、転写ローラ7と転写電源8の出力検出部材9と転写ローラ7を加熱する加熱部材10については、後に詳述する。
【0030】
トナー像転写後の感光ドラム1は、その表面に残った転写残トナーがクリーナ11によって除去され、次の画像形成に供される。
【0031】
一方、トナー像転写後の転写材5は、未定着トナー像を担持した状態で、転写ローラの駆動により不図示の搬送ガイドを通って不図示の定着器に搬送され、ここで表面のトナー像が加熱加圧されて定着される。
【0032】
転写ローラ7は、外径8mmの金属製の芯金(不図示)と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、外径16mmに構成されている。この導電性材料層はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を1[MΩ]から100[MΩ]という中抵抗領域に調整したものである。
【0033】
上記導電性材料層の基材として用いられるウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオール、即ち、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリオールが挙げられるほか、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物として、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。
【0034】
また、上記導電性材料層の基材として用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等の通常のゴム又はスチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物(SEBS)等の熱可塑性ゴムを使用することができ、またこれらのゴムに液状ポリイソプレンゴムを混合することもできる。更に、これらのゴムやエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴム等を発泡させたものを用いることもできる。
【0035】
これらの基材中に添加されるイオン性導電物質としては、過塩素酸ナトリウム,過塩素酸カルシウム,塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート,ステアリルアンモニウムアセテート,ラウリルアンモニウムアセテート,オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質が例示され、一般的には過塩素酸ナトリウムが多用されている。
【0036】
転写ローラ7を加熱する加熱部材10の構成部材である金属ローラ10aは円筒形状をしており転写ローラ7に従動回転する。その円筒の中からハロゲンランプヒータなどにより金属ローラ10aは0〜45℃に加熱される。その金属ローラ10aは、両端部をPOM(ポリキシメチレン)等の絶縁性部材により支持され、また、金属ローラ10aは転写ローラ7の導電性材料層と同じ長さに形成されており、両端部のPOMの支持部材が当接手段(不図示)によって転写ローラ7に向けて付勢されている。この際、転写ローラ7に対する当接圧がその長手方向で一様になるように、片側200gずつの荷重が行われている。金属ローラ10aは、転写ローラ7の回転に伴って従動回転する。上述のハロゲンランプヒータは加熱制御部材10bにより点灯と消灯を繰り返すことにより金属ローラ10aの温度を可変にしている。金属ローラ10aの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属(例えば、銅)であってもよく、軸フランジについてもPOMだけでなく、ナイロンとガラスの混合材など絶縁製のものであればいずれのものでもよい。
【0037】
転写電源8の出力検出部材9は、定期的に電流検知部材9aにより電流を検知し、それを転写ローラ7の1回転の間に8回行い、演算装置9bにより8回の電流検知結果を平均し、次いで転写部のインピーダンスを算出する。そのインピーダンスが100[MΩ]より小さくなるように、上述の加熱制御部材10bでハロゲンランプヒータの点灯・消灯を制御し金属ローラの温度を制御する。これは、転写部近傍で転写に不適切な極性つまりトナー正規の極性と逆の極性に感光ドラム1上または転写材5上のトナーが反転して、転写部通過後の転写材上のトナー像が乱れないようにして決めたインピーダンスである。
【0038】
転写電源8による転写バイアス(出力)は、23℃50%の温湿度環境でトナー像が無い白地部が転写部を通過する時に流れる電流が30μA流れるように定電圧制御されている。
【0039】
〈実施の形態2〉
図2に、実施の形態2に係わる画像形成装置の一例を示す。
【0040】
実施の形態1との違いは、実施の形態1では加熱部材として図1のように転写ローラ7に当接する金属ローラ10aとハロゲンヒータを用いていたが、実施の形態2では金属ローラ10aは用いず、かつ、図2のようにハロゲンヒータを円筒状の感光ドラム1の中に配設する。つまり、転写ローラ7に当接する感光ドラム1を介して転写ローラ7を加熱する。動作と転写ローラ7の材料・形状に関しては実施の形態1と同じである。
【0041】
〈実施の形態3〉
図3に、実施の形態3に係わる画像形成装置の一例を示す。
【0042】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」)1を備えている。感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によって同図中の時計回り方向に回転駆動される。
【0043】
回転駆動された感光ドラム1は、その表面が1次帯電器2によって均一に帯電された後、ホストコンピュータ(不図示)からの画像信号に応じたレーザー光が露光装置3から照射されて静電潜像が形成される。
【0044】
この静電潜像は、現像器4によってトナーが付着されてトナー像として現像(可視化)される。転写材5は、張架ローラに張架された転写ベルト12に不図示の静電吸着部材により吸着されて担持され、感光ドラム1上のトナー像とタイミングを合わせるようにして送られる。転写材5は感光ドラム1の対向に転写ベルトを介して配置された転写ローラ7により感光ドラム1方向に押圧され、感光ドラム1上のトナー像は転写電源8によって転写ローラ7に印加されたトナー電荷と逆の極性をもつ転写バイアスによって転写材表面に転写される。なお、転写ローラ7と転写電源8の出力検出部材9と転写ローラ7を加熱する加熱部材10については、後に詳述する。
【0045】
トナー像転写後の感光ドラム1は、その表面に残った転写残トナーがクリーナ11によって除去され、次の画像形成に供される。
【0046】
一方、トナー像転写後の転写材5は、未定着トナー像を担持した状態で、転写ベルト12に担持され、分離部爪により転写ベルトから分離され、不図示の搬送ガイドを通って不図示の定着器に搬送され、ここで表面のトナー像が加熱加圧されて定着される。
【0047】
転写ベルト12は、厚さ50〜150μmのPETまたはPIなどの樹脂ベルトであり無端状(エンドレス)に形成したものであり矢印Aの方向に回転駆動される。体積抵抗率10+08〜10+13[Ω・cm]程度に調整して用いることができる。
【0048】
転写ローラ7は、外径8mmの金属製の芯金(不図示)と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、外径16mmに構成されている。この導電性材料層はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を1[MΩ]から100[MΩ]という中抵抗領域に調整したものである。
【0049】
上記導電性材料層の基材として用いられるウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオール、即ち、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリオールが挙げられるほか、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物として、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。
【0050】
また、上記導電性材料層の基材として用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等の通常のゴム又はスチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物(SEBS)等の熱可塑性ゴムを使用することができ、またこれらのゴムに液状ポリイソプレンゴムを混合することもできる。更に、これらのゴムやエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴム等を発泡させたものを用いることもできる。
【0051】
これらの基材中に添加されるイオン性導電物質としては、過塩素酸ナトリウム,過塩素酸カルシウム,塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート,ステアリルアンモニウムアセテート,ラウリルアンモニウムアセテート,オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質が例示され、一般的には過塩素酸ナトリウムが多用されている。
【0052】
転写ローラ7の加熱は転写ベルト12を介して行う。張架ローラは円筒状の金属ローラであり、転写転写ベルト12と従動回転する。その円筒の中からハロゲンランプヒータなどにより張架ローラは0〜45℃に加熱される。その張架ローラは転写ローラ7の導電性材料層の長さ以上に形成されている。上述のハロゲンランプヒータは加熱制御部材10bにより点灯と消灯を繰り返すことにより張架ローラの温度を可変にしている。張架ローラの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属(例えば、銅)であってもよい。
【0053】
転写電源8の出力検出部材9は、定期的に電流検知部材9aにより電流を検知し、それを転写ローラ7の1回転の間に8回行い、演算装置9bにより8回の電流検知結果を平均し、次いで転写部のインピーダンスを算出する。そのインピーダンスが100[MΩ]より小さくなるように、上述の加熱制御部材10bでハロゲンランプヒータの点灯・消灯を制御し張架ローラの温度を制御して転写ローラ7を加熱する。これは、転写部近傍で転写に不適切な極性つまりトナー正規の極性と逆の極性に感光ドラム1上または転写材5上のトナーが反転して、転写部通過後の転写材上のトナー像が乱れないようにして決めたインピーダンスである。
【0054】
転写電源8による転写バイアス(出力)は、23℃50%の温湿度環境でトナー像が無い白地部が転写部を通過する時に流れる電流が30μA流れるように定電圧制御されている。
【0055】
〈実施の形態4〉
図4に、実施の形態4に係わる画像形成装置の一例を示す。
【0056】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」)1を備えている。感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によって同図中の時計回り方向に回転駆動される。
【0057】
回転駆動された感光ドラム1は、その表面が1次帯電器2によって均一に帯電された後、ホストコンピュータ(不図示)からの画像信号に応じたレーザー光が露光装置3から照射されて静電潜像が形成される。
【0058】
この静電潜像は、現像器4によってトナーが付着されてトナー像として現像(可視化)される。中間転写ベルト14は、張架ローラに張架され、かつ、感光ドラム1の対向に中間転写ベルト14を介して配置された1次転写ローラ7により感光ドラム1方向に押圧され、感光ドラム1上のトナー像は1次転写電源8によって転写ローラ7に印加されたトナー電荷と逆の極性をもつ転写バイアスによって中間転写ベルト14表面に転写される。転写材5はレジストローラ6により中間転写ベルト14上のトナー像とタイミングを合わせるようにして送られる。転写材5は接地ローラ15bの対向に中間転写ベルト14を介して配置された2次転写ローラ15aにより接地ローラ15b方向に押圧され、中間転写ベルト上のトナー像は2次転写電源16によって2次転写ローラ15aに印加された、トナー電荷と逆の極性をもつ転写バイアスによって転写材表面に転写される。
【0059】
なお、1次転写ローラ7と1次転写電源8の出力検出部材9と転写ローラ7を加熱する加熱部材10については、後に詳述する。
【0060】
トナー像転写後の感光ドラム1,中間転写ベルト14上の転写残トナーはクリーナ11、18によって除去され、次の画像形成に供される。
【0061】
一方、トナー像転写後の転写材5は、未定着トナー像を担持した状態で、不図示の搬送ガイドを通って不図示の定着器に搬送され、ここで表面のトナー像が加熱加圧されて定着される。
【0062】
中間転写ベルト14は、厚さ50〜150μmのPETまたはPIなどの樹脂ベルトであり無端状(エンドレス)に形成したものであり矢印Bの方向に回転駆動される。体積抵抗率10+08〜10+13[Ω・cm]程度に調整して用いることができる。
【0063】
1次転写ローラ7は、外径8mmの金属製の芯金(不図示)と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、外径16mmに構成されている。2次転写ローラ15aは、外径12mmの金属製の芯金(不図示)と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、外径24mmに構成されている。この導電性材料層はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入することにより、導電性を1[MΩ]から100[MΩ]という中抵抗領域に調整したものである。
【0064】
上記導電性材料層の基材として用いられるウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリオール、即ち、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリオールが挙げられるほか、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物として、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等が用いられる。
【0065】
また、上記導電性材料層の基材として用いられるゴムとしては、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等の通常のゴム又はスチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物(SEBS)等の熱可塑性ゴムを使用することができ、またこれらのゴムに液状ポリイソプレンゴムを混合することもできる。更に、これらのゴムやエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴム等を発泡させたものを用いることもできる。
【0066】
これらの基材中に添加されるイオン性導電物質としては、過塩素酸ナトリウム,過塩素酸カルシウム,塩化ナトリウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート,ステアリルアンモニウムアセテート,ラウリルアンモニウムアセテート,オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電物質が例示され、一般的には過塩素酸ナトリウムが多用されている。
【0067】
1次転写ローラ7の加熱は中間転写ベルト14を介して行う。張架ローラ10aは円筒状の金属ローラであり、中間転写ベルト14と従動回転する。その円筒の中からハロゲンランプヒータなどにより張架ローラ10aは0〜45℃に加熱される。その張架ローラ10aは1次転写ローラ7の導電性材料層の長さ以上に形成されている。上述のハロゲンランプヒータは加熱制御部材10bにより点灯と消灯を繰り返すことにより張架ローラ10aの温度を可変にしている。張架ローラ10aの材質はアルミニウムに限らず、熱伝導率の高い金属であれば他の任意の金属(例えば、銅)であってもよい。
【0068】
1次転写電源8の出力検出部材9は、定期的に電流検知部材9aにより電流を検知し、それを転写ローラ7の1回転の間に8回行い、演算装置9bにより8回の電流検知結果を平均し、次いで転写部のインピーダンスを算出する。そのインピーダンスが100[MΩ]より小さくなるように、上述の加熱制御部材10bでハロゲンランプヒータの点灯・消灯を制御し張架ローラ10aの温度を制御して転写ローラ7を加熱する。これは、1次転写部近傍で転写に不適切な極性つまりトナー正規の極性と逆の極性に感光ドラム1上または転写材5上のトナーが反転して、転写部通過後の転写材上のトナー像が乱れないようにして決めたインピーダンスである。
【0069】
1次転写電源8による転写バイアス(出力)は、23℃50%の温湿度環境でトナー像が無い白地部が転写部を通過する時に流れる電流が30μA流れるように定電圧制御されている。同様に2次転写電源16による転写バイアス(出力)は、23℃50%の温湿度環境でトナー像が無い白地部が転写部を通過する時に流れる電流が60μA流れるように定電圧制御されている。
【0070】
図4では示さなかったが、“実施の形態1”のようにして2次転写電源16の出力の検出結果に基づいて2次転写ローラ15aの加熱手段を制御し2次転写部のインピーダンスを制御することも可能である。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、転写電源が転写ローラに印加する出力を検出しその結果に基づいて転写ローラへの加熱を制御するので、機内温度の変化による、または、転写ローラへの通電時間による転写ローラの抵抗上昇を抑制し、転写不良を防止して、高品位な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を示す図
【図2】本発明実施の形態2を示す図
【図3】本発明実施の形態3を示す図
【図4】本発明実施の形態4を示す図
【図5】従来例を説明する図
【図6】課題を説明する図
【図7】課題を説明する図
【符号の説明】
1 感光ドラム
2 1次帯電器
3 露光装置
4 現像器
5 転写材
6 レジストローラ
7 転写ローラ
8 転写電源
9 出力検出部材
9a 電流検知部材
9b 演算装置
10 加熱部材
10a 張架ローラ
10b 加熱制御部材
11 クリーナ
12 転写ベルト
14 中間転写ベルト
15a 2次転写ローラ
15b 接地ローラ
16 2次転写電源
18 クリーナ
19 転写ニップ
20 転写ニップ近傍ギャップ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a laser beam printer.
[0002]
[Prior art]
The following description relates to an image forming apparatus including a photosensitive drum that forms an electrostatic latent image and then develops and carries a charged toner image, and a transfer roller (transfer member) that is arranged in contact with the photosensitive drum. And
[0003]
The above-described transfer roller is constituted by a metal core and a conductive elastic layer that surrounds the outer peripheral surface of the metal core in a cylindrical shape. Both ends of the core are pressed toward the photosensitive drum by a predetermined pressure. By applying pressure, the elastic layer is pressed against the surface of the photosensitive drum to form a belt-shaped transfer nip between the elastic layer and the photosensitive drum. When transferring the toner image formed on the surface of the photosensitive drum to a transfer material such as paper, a transfer bias is applied to the transfer roller by a power supply while nipping and transferring the transfer material at the transfer nip. Thus, a predetermined charge is applied to the back surface of the transfer material, and the transfer is performed by charging. Then, the toner image on the transfer material is heated and melted by a fixing device and fixed on the transfer material. Incidentally, the elastic layer of the above-described transfer roller is formed of an elastic material such as rubber or urethane. Further, such a transfer configuration has an advantage that a required transfer bias can be applied with a lower power supply voltage as compared with a conventionally used corotron charger.
[0004]
This transfer roller needs to be set to a uniform electric resistance value without unevenness locally in order to apply uniform charge to the back surface of the transfer material. It is difficult to manufacture a uniform resistance value in a medium resistance region, and a member having a uniform resistance in the medium resistance region is manufactured by mixing an ionic conductive substance such as sodium perchlorate.
[0005]
By the way, it is known that the resistance value of the above-mentioned transfer roller has a temperature characteristic, and the temperature inside the apparatus is increased by the heat of the fixing device during continuous use, and the inside of the apparatus is exhausted when left for a long time. The resistance value of the transfer roller changes with the use condition such as normal temperature, so the transfer bias is adjusted and the transfer current is applied to give the necessary amount of charge to the back surface of the transfer material. .
[0006]
For example, as shown in FIG. 5, the bias applied to the transfer roller to supply the necessary transfer current requires 4.0 kV when the internal temperature is 25 ° C. and 1.5 kV when the internal temperature is 45 ° C. This is because the resistance value of the transfer roller is high when the internal temperature is low, and the resistance value is low when the internal temperature is high.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the resistance value of the transfer roller becomes excessively high, the amount of discharge current in the direction of the photosensitive drum 1 flowing through the gap 20 near the transfer nip is smaller than the amount of transfer current in the direction of the photosensitive drum 1 flowing through the transfer nip 19 shown in FIG. As a result, the toner on the photosensitive drum 1 or the transfer material 5 is charged to a polarity inappropriate for transfer, that is, a polarity opposite to the normal polarity of the toner, in the gap 20 near the transfer nip. There is a problem that transfer defects such as irregularities occur.
[0008]
To prevent this, the transfer roller having a low resistance may be used in advance to lower the necessary transfer bias at 25 ° C. in FIG. 5, but as the internal temperature increases, the resistance of the transfer roller 7 further decreases. As shown in FIG. 6, when the transfer material 5 is nipped and conveyed, an excessive current flows to the end of the photosensitive drum 1 with which the transfer roller 7 is in direct contact, and the portion is normally electrostatically charged at the next image formation. There is a problem that a latent image cannot be formed.
[0009]
In addition to the change in the resistance value of the transfer roller 7 due to the temperature characteristics, when the transfer roller 7 is used for a long time in an energized state, the bias applied to the transfer roller to flow the necessary transfer current increases as shown in FIG. There is also a problem that the resistance value of the roller increases and transfer failure occurs.
[0010]
Therefore, the present invention provides an image forming apparatus that can always use an optimum transfer bias even when the temperature inside the apparatus changes or is used for a long time, and can form a good image without causing transfer failure. With the goal.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided an image carrier for carrying a toner image, a rotatable transfer roller disposed opposite to the image carrier, a power supply for applying a voltage to the transfer roller, and an output of the power supply. And a heating means for heating the transfer roller, and when the transfer material is nipped and conveyed between the image carrier and the transfer roller, the transfer roller supplies the toner with the power supply. In the image forming apparatus for transferring the toner image on the image carrier to the transfer material by applying a bias having a reverse polarity, the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit. And
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image carrier for carrying a toner image, a rotatable transfer roller disposed opposite to the image carrier via a transfer material carrier, and applying a voltage to the transfer roller. Power supply, power supply output detection means for detecting the output of the power supply, and heating means for heating the transfer roller, wherein the transfer material carried and transported by the transfer material carrier and the transfer material carrier The toner image on the image carrier is transferred to the transfer material by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner with the power supply to the transfer roller when the toner image is held between the image carrier and the transfer roller. In the image forming apparatus, the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit.
[0013]
The present invention according to claim 3 is characterized in that the power output detection means detects the power output at least twice during one rotation of the transfer roller.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first image bearing member for carrying a toner image, a rotatable primary transfer roller disposed opposite to the image bearing member via an intermediate transfer member, and the primary transfer member. A primary transfer power source for primarily transferring a toner image on the image carrier to an intermediate transfer member by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner to a roller; and a primary transfer for detecting an output of the primary transfer power source An image forming apparatus comprising: a power output detection unit; a heating unit for heating the primary transfer roller; and a secondary transfer unit for secondary-transferring a toner image on the intermediate transfer member to a transfer material. The heating unit is controlled based on a detection result of the output detection unit.
[0015]
The invention according to claim 5 is characterized in that the primary transfer power supply output detecting means detects the primary transfer power supply output at least twice during one rotation of the primary transfer roller.
[0016]
The present invention according to claim 6 is characterized in that the heating temperature of the heating means is lower than the softening point temperature of the toner.
[0017]
Since the transfer power supply detects the output applied to the transfer roller and controls the heating of the transfer roller based on the result, it is possible to suppress an increase in the resistance of the transfer roller due to a change in the temperature inside the apparatus or a time for energizing the transfer roller. A good image can be formed without causing transfer failure.
[0018]
As described above, the present invention can be summarized into the following configuration by organizing and summarizing the present invention.
[0019]
(1) An image carrier for carrying a toner image, a rotatable transfer roller disposed opposite to the image carrier, a power source for applying a voltage to the transfer roller, and a power output detection for detecting an output of the power source Means for heating the transfer roller, and applying a bias having a polarity opposite to that of the toner by the power supply to the transfer roller when the transfer material is nipped and conveyed between the image carrier and the transfer roller. An image forming apparatus that transfers the toner image on the image carrier to the transfer material by performing
An image forming apparatus, wherein the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit.
[0020]
(2) a rotatable transfer roller disposed on an image carrier for carrying a toner image, facing the image carrier via a transfer material carrier, a power supply for applying a voltage to the transfer roller, and a power supply Power supply output detecting means for detecting the output of the transfer material, and a heating means for heating the transfer roller, wherein the transfer material carried and conveyed by the transfer material carrier, and the transfer material carrier is the image carrier and the An image forming apparatus that transfers the toner image on the image carrier to the transfer material by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner with the power supply to the transfer roller when the toner image is held by the transfer roller,
An image forming apparatus, wherein the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit.
[0021]
(3) The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein the power output detection unit detects the power output at least twice during one rotation of the transfer roller.
[0022]
(4) a first image carrier for carrying a toner image, a rotatable primary transfer roller opposed to the image carrier via an intermediate transfer member, and a reverse of the toner on the primary transfer roller. A primary transfer power source for primary transferring a toner image on the image carrier to an intermediate transfer member by applying a polarity voltage, a primary transfer power output detecting means for detecting an output of the primary transfer power source, In an image forming apparatus having a heating unit for heating the primary transfer roller and a secondary transfer unit for secondary-transferring the toner image on the intermediate transfer member to a transfer material, a detection result of the primary transfer power output detection unit An image forming apparatus for controlling the heating unit based on the image data.
[0023]
(5) The image forming apparatus according to (4), wherein the primary transfer power output detection unit detects the primary transfer power output at least twice during one rotation of the primary transfer roller. apparatus.
[0024]
(6) The image forming apparatus according to any one of (1), (2), and (4), wherein a heating temperature of the heating unit is lower than a softening point temperature of the toner.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an example of the image forming apparatus according to the first embodiment.
[0027]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, “photosensitive drum”) 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a driving unit (not shown).
[0028]
After the photosensitive drum 1 is rotated and driven, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a primary charger 2, and then a laser beam corresponding to an image signal from a host computer (not shown) is irradiated from an exposure device 3 to expose the electrostatic drum. A latent image is formed.
[0029]
The electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image by attaching toner to the developing unit 4. The transfer material 5 is sent by the registration roller 6 so as to be synchronized with the toner image on the photosensitive drum 1. The transfer material 5 is pressed between the transfer roller 7 disposed in contact with the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1, and the toner image on the photosensitive drum 1 is opposite to the toner charge applied to the transfer roller 7 by the transfer power supply 8. Is transferred to the surface of the transfer material by a transfer bias having a polarity of. The transfer roller 7, the output detection member 9 of the transfer power supply 8, and the heating member 10 for heating the transfer roller 7 will be described later in detail.
[0030]
After transfer of the toner image, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaner 11 and used for the next image formation.
[0031]
On the other hand, the transfer material 5 after transfer of the toner image is transported to a fixing device (not shown) by a drive of a transfer roller through a transport guide (not shown) while carrying the unfixed toner image. Is heated and pressed to be fixed.
[0032]
The transfer roller 7 includes a metal core (not shown) having an outer diameter of 8 mm and a conductive material layer formed on the outer peripheral surface thereof, and has an outer diameter of 16 mm. The conductive material layer has a conductivity of 1 [MΩ] to 100 [MΩ] by using a polymer elastomer such as rubber or urethane or a polymer foam material as a base material and mixing an ionic conductive material into the material. This is adjusted to the resistance region.
[0033]
As the urethane used as the base material of the conductive material layer, as a polyhydroxyl compound, a polyol used for producing a general flexible polyurethane foam or urethane elastomer, that is, a polyether polyol having a polyhydroxyl group at a terminal, a polyester polyol, And a polyether polyol which is a copolymer of the two, and a general polyol such as a so-called polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the polyol can be used. Examples of the polyisocyanate compound include polyisocyanates which are also used in the production of general flexible polyurethane foams and urethane elastomers, that is, tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI Use is made of aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as prepolymers obtained by partially reacting with polyols. Can be
[0034]
Further, as the rubber used as the base material of the conductive material layer, natural rubber, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, normal rubber such as polynorbornene rubber or the like Thermoplastic rubbers such as styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-butadiene-styrene water additive (SEBS) can be used, and liquid polyisoprene rubber can be mixed with these rubbers. Further, those obtained by foaming these rubbers or a copolymer rubber of epichlorohydrin and ethylene oxide can also be used.
[0035]
Examples of the ionic conductive substance added to these base materials include inorganic ionic conductive substances such as sodium perchlorate, calcium perchlorate, and sodium chloride, and further modified denatured aliphatic dimethylethylammonium ethosulfate, stearylammonium acetate, and the like. Organic ionic conductive substances such as lauryl ammonium acetate and octadecyl trimethyl ammonium perchlorate are exemplified, and sodium perchlorate is generally used in general.
[0036]
The metal roller 10 a, which is a component of the heating member 10 that heats the transfer roller 7, has a cylindrical shape and is driven to rotate by the transfer roller 7. The metal roller 10a is heated to 0 to 45 ° C. from the inside of the cylinder by a halogen lamp heater or the like. Both ends of the metal roller 10a are supported by an insulating member such as POM (polyximethylene), and the metal roller 10a is formed to have the same length as the conductive material layer of the transfer roller 7. Is urged toward the transfer roller 7 by contact means (not shown). At this time, a load of 200 g is applied on each side so that the contact pressure against the transfer roller 7 is uniform in the longitudinal direction. The metal roller 10a rotates following the rotation of the transfer roller 7. The above-described halogen lamp heater makes the temperature of the metal roller 10a variable by repeatedly turning on and off by the heating control member 10b. The material of the metal roller 10a is not limited to aluminum, and may be any other metal (for example, copper) as long as the metal has a high thermal conductivity. Any material such as a material made of insulating material may be used.
[0037]
The output detection member 9 of the transfer power supply 8 periodically detects the current by the current detection member 9a, performs the current eight times during one rotation of the transfer roller 7, and averages the eight current detection results by the arithmetic unit 9b. Then, the impedance of the transfer portion is calculated. The heating control member 10b controls the turning on and off of the halogen lamp heater to control the temperature of the metal roller so that the impedance becomes smaller than 100 [MΩ]. This is because the toner on the photosensitive drum 1 or the transfer material 5 is inverted to a polarity inappropriate for transfer near the transfer portion, that is, a polarity opposite to the normal polarity of the toner, and the toner image on the transfer material after passing through the transfer portion. Is determined so as not to be disturbed.
[0038]
The transfer bias (output) from the transfer power supply 8 is controlled at a constant voltage so that a current flowing when a white background portion having no toner image passes through the transfer portion flows at 30 μA in a temperature and humidity environment of 23 ° C. and 50%.
[0039]
<Embodiment 2>
FIG. 2 shows an example of the image forming apparatus according to the second embodiment.
[0040]
The difference from the first embodiment is that, in the first embodiment, the metal roller 10a that comes into contact with the transfer roller 7 and the halogen heater are used as the heating member as shown in FIG. 1, but the second embodiment uses the metal roller 10a. In addition, as shown in FIG. 2, a halogen heater is provided in the cylindrical photosensitive drum 1. That is, the transfer roller 7 is heated via the photosensitive drum 1 that is in contact with the transfer roller 7. The operation and the material and shape of the transfer roller 7 are the same as in the first embodiment.
[0041]
<Embodiment 3>
FIG. 3 shows an example of the image forming apparatus according to the third embodiment.
[0042]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, “photosensitive drum”) 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a driving unit (not shown).
[0043]
After the photosensitive drum 1 is rotated and driven, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a primary charger 2, and then a laser beam corresponding to an image signal from a host computer (not shown) is irradiated from an exposure device 3 to expose the electrostatic drum. A latent image is formed.
[0044]
The electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image by attaching toner to the developing unit 4. The transfer material 5 is held by being attracted and held by a not-shown electrostatic attraction member on a transfer belt 12 stretched over a stretch roller, and is sent so as to be synchronized with the toner image on the photosensitive drum 1. The transfer material 5 is pressed in the direction of the photosensitive drum 1 by a transfer roller 7 disposed opposite to the photosensitive drum 1 via a transfer belt, and the toner image on the photosensitive drum 1 is applied to the transfer roller 7 by a transfer power supply 8. The image is transferred onto the transfer material surface by a transfer bias having a polarity opposite to the charge. The transfer roller 7, the output detection member 9 of the transfer power supply 8, and the heating member 10 for heating the transfer roller 7 will be described later in detail.
[0045]
After transfer of the toner image, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaner 11 and used for the next image formation.
[0046]
On the other hand, the transfer material 5 after the transfer of the toner image is carried on the transfer belt 12 while carrying the unfixed toner image, is separated from the transfer belt by a separation portion claw, and passes through a transport guide (not shown). The toner image is conveyed to a fixing device, where the toner image on the surface is heated and pressed to be fixed.
[0047]
The transfer belt 12 is a resin belt of PET or PI having a thickness of 50 to 150 μm, formed in an endless shape, and is driven to rotate in the direction of arrow A. Volume resistivity 10 +08 -10 +13 It can be used after being adjusted to about [Ω · cm].
[0048]
The transfer roller 7 includes a metal core (not shown) having an outer diameter of 8 mm and a conductive material layer formed on the outer peripheral surface thereof, and has an outer diameter of 16 mm. The conductive material layer has a conductivity of 1 [MΩ] to 100 [MΩ] by using a polymer elastomer such as rubber or urethane or a polymer foam material as a base material and mixing an ionic conductive material into the material. This is adjusted to the resistance region.
[0049]
As the urethane used as the base material of the conductive material layer, as a polyhydroxyl compound, a polyol used for production of a general flexible polyurethane foam or urethane elastomer, that is, a polyether polyol having a polyhydroxyl group at a terminal, a polyester polyol, And a polyether polyol which is a copolymer of the two, and a general polyol such as a so-called polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the polyol can be used. Examples of the polyisocyanate compound include polyisocyanates which are also used in the production of general flexible polyurethane foams and urethane elastomers, that is, tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI Use is made of aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as prepolymers obtained by partially reacting with polyols. Can be
[0050]
Further, as the rubber used as the base material of the conductive material layer, natural rubber, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, normal rubber such as polynorbornene rubber or the like Thermoplastic rubbers such as styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-butadiene-styrene water additive (SEBS) can be used, and liquid polyisoprene rubber can be mixed with these rubbers. Further, those obtained by foaming these rubbers or a copolymer rubber of epichlorohydrin and ethylene oxide can also be used.
[0051]
Examples of the ionic conductive substance added to these base materials include inorganic ionic conductive substances such as sodium perchlorate, calcium perchlorate, and sodium chloride, and further modified denatured aliphatic dimethylethylammonium ethosulfate, stearylammonium acetate, and the like. Organic ionic conductive substances such as lauryl ammonium acetate and octadecyl trimethyl ammonium perchlorate are exemplified, and sodium perchlorate is generally used in general.
[0052]
The transfer roller 7 is heated via the transfer belt 12. The stretching roller is a cylindrical metal roller, and is rotated by the transfer and transfer belt 12. The stretching roller is heated to 0 to 45 ° C. from the inside of the cylinder by a halogen lamp heater or the like. The stretching roller is formed to be longer than the length of the conductive material layer of the transfer roller 7. The above-described halogen lamp heater makes the temperature of the tension roller variable by repeatedly turning on and off by the heating control member 10b. The material of the tension roller is not limited to aluminum, but may be any other metal (for example, copper) as long as the metal has high thermal conductivity.
[0053]
The output detection member 9 of the transfer power supply 8 periodically detects the current by the current detection member 9a, performs the current eight times during one rotation of the transfer roller 7, and averages the eight current detection results by the arithmetic unit 9b. Then, the impedance of the transfer portion is calculated. The heating control member 10b controls the turning on / off of the halogen lamp heater, controls the temperature of the stretching roller, and heats the transfer roller 7 so that the impedance becomes smaller than 100 [MΩ]. This is because the toner on the photosensitive drum 1 or the transfer material 5 is inverted to a polarity inappropriate for transfer near the transfer portion, that is, a polarity opposite to the normal polarity of the toner, and the toner image on the transfer material after passing through the transfer portion. Is determined so as not to be disturbed.
[0054]
The transfer bias (output) by the transfer power supply 8 is controlled at a constant voltage so that a current flowing when a white background portion having no toner image passes through the transfer portion flows at 30 μA in a temperature and humidity environment of 23 ° C. and 50%.
[0055]
<Embodiment 4>
FIG. 4 shows an example of an image forming apparatus according to the fourth embodiment.
[0056]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, “photosensitive drum”) 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a driving unit (not shown).
[0057]
After the photosensitive drum 1 is rotated and driven, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a primary charger 2, and then a laser beam corresponding to an image signal from a host computer (not shown) is irradiated from an exposure device 3 to expose the electrostatic drum. A latent image is formed.
[0058]
The electrostatic latent image is developed (visualized) as a toner image by attaching toner to the developing unit 4. The intermediate transfer belt 14 is stretched by a tension roller, and is pressed in the direction of the photosensitive drum 1 by a primary transfer roller 7 disposed opposite the photosensitive drum 1 via the intermediate transfer belt 14, and Is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 14 by a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner charge applied to the transfer roller 7 by the primary transfer power supply 8. The transfer material 5 is sent by the registration roller 6 so as to be synchronized with the toner image on the intermediate transfer belt 14. The transfer material 5 is pressed in the direction of the ground roller 15b by a secondary transfer roller 15a disposed opposite the ground roller 15b via an intermediate transfer belt 14, and the toner image on the intermediate transfer belt is secondarily transferred by a secondary transfer power supply 16. The image is transferred onto the transfer material surface by a transfer bias applied to the transfer roller 15a and having a polarity opposite to that of the toner charge.
[0059]
The primary transfer roller 7, the output detection member 9 of the primary transfer power supply 8, and the heating member 10 for heating the transfer roller 7 will be described later in detail.
[0060]
The transfer residual toner on the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 14 after the transfer of the toner image is removed by the cleaners 11 and 18 and used for the next image formation.
[0061]
On the other hand, the transfer material 5 after the transfer of the toner image is transported to a fixing device (not shown) through a transport guide (not shown) while carrying the unfixed toner image, where the toner image on the surface is heated and pressed. Is fixed.
[0062]
The intermediate transfer belt 14 is a resin belt of PET or PI having a thickness of 50 to 150 μm, formed in an endless shape, and is driven to rotate in the direction of arrow B. Volume resistivity 10 +08 -10 +13 It can be used after being adjusted to about [Ω · cm].
[0063]
The primary transfer roller 7 includes a metal core (not shown) having an outer diameter of 8 mm and a conductive material layer formed on the outer peripheral surface thereof, and has an outer diameter of 16 mm. The secondary transfer roller 15a includes a metal core (not shown) having an outer diameter of 12 mm and a conductive material layer formed on the outer peripheral surface thereof, and has an outer diameter of 24 mm. The conductive material layer has a conductivity of 1 [MΩ] to 100 [MΩ] by using a polymer elastomer such as rubber or urethane or a polymer foam material as a base material and mixing an ionic conductive material into the material. This is adjusted to the resistance region.
[0064]
As the urethane used as the base material of the conductive material layer, as a polyhydroxyl compound, a polyol used for production of a general flexible polyurethane foam or urethane elastomer, that is, a polyether polyol having a polyhydroxyl group at a terminal, a polyester polyol, And a polyether polyol which is a copolymer of the two, and a general polyol such as a so-called polymer polyol obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the polyol can be used. Examples of the polyisocyanate compound include polyisocyanates which are also used in the production of general flexible polyurethane foams and urethane elastomers, that is, tolylene diisocyanate (TDI), crude TDI, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude MDI Use is made of aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as prepolymers obtained by partially reacting with polyols. Can be
[0065]
Further, as the rubber used as the base material of the conductive material layer, natural rubber, nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber, isoprene rubber, normal rubber such as polynorbornene rubber or the like Thermoplastic rubbers such as styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-butadiene-styrene water additive (SEBS) can be used, and liquid polyisoprene rubber can be mixed with these rubbers. Further, those obtained by foaming these rubbers or a copolymer rubber of epichlorohydrin and ethylene oxide can also be used.
[0066]
Examples of the ionic conductive substance added to these base materials include inorganic ionic conductive substances such as sodium perchlorate, calcium perchlorate, and sodium chloride, and further modified denatured aliphatic dimethylethylammonium ethosulfate, stearylammonium acetate, and the like. Organic ionic conductive substances such as lauryl ammonium acetate and octadecyl trimethyl ammonium perchlorate are exemplified, and sodium perchlorate is generally used in general.
[0067]
The heating of the primary transfer roller 7 is performed via the intermediate transfer belt 14. The tension roller 10a is a cylindrical metal roller, and is driven to rotate with the intermediate transfer belt 14. The stretching roller 10a is heated to 0 to 45 ° C. from the inside of the cylinder by a halogen lamp heater or the like. The tension roller 10 a is formed to be longer than the length of the conductive material layer of the primary transfer roller 7. The above-mentioned halogen lamp heater makes the temperature of the tension roller 10a variable by repeatedly turning on and off by the heating control member 10b. The material of the tension roller 10a is not limited to aluminum, but may be any other metal (for example, copper) as long as the metal has high thermal conductivity.
[0068]
The output detection member 9 of the primary transfer power supply 8 periodically detects the current by the current detection member 9a, performs the current eight times during one rotation of the transfer roller 7, and performs the current detection result eight times by the arithmetic unit 9b. And then calculate the impedance of the transfer section. The heating control member 10b controls the turning on / off of the halogen lamp heater, controls the temperature of the stretching roller 10a, and heats the transfer roller 7 so that the impedance becomes smaller than 100 [MΩ]. This is because the toner on the photosensitive drum 1 or the transfer material 5 reverses to a polarity inappropriate for transfer near the primary transfer portion, that is, a polarity opposite to the normal polarity of the toner, so that the toner on the transfer material after passing through the transfer portion is transferred. The impedance is determined so as not to disturb the toner image.
[0069]
The transfer bias (output) by the primary transfer power supply 8 is controlled at a constant voltage so that a current flowing when a white background portion having no toner image passes through the transfer portion flows at 30 μA in a temperature and humidity environment of 23 ° C. and 50%. Similarly, the transfer bias (output) from the secondary transfer power supply 16 is controlled at a constant voltage so that a current flowing when a white background portion having no toner image passes through the transfer portion flows at 60 μA in a temperature and humidity environment of 23 ° C. and 50%. .
[0070]
Although not shown in FIG. 4, the impedance of the secondary transfer section is controlled by controlling the heating means of the secondary transfer roller 15a based on the detection result of the output of the secondary transfer power supply 16 as in the first embodiment. It is also possible.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transfer power supply detects the output applied to the transfer roller, and controls the heating of the transfer roller based on the result. It is possible to form a high-quality image by suppressing an increase in resistance of the transfer roller due to the energization time, preventing transfer failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a conventional example.
FIG. 6 illustrates a problem.
FIG. 7 illustrates a problem.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Primary charger
3 Exposure equipment
4 Developing device
5 Transfer material
6 Registration roller
7 Transfer roller
8 Transfer power supply
9 Output detection member
9a Current detection member
9b arithmetic unit
10 heating members
10a tension roller
10b Heating control member
11 Cleaner
12 Transfer belt
14 Intermediate transfer belt
15a Secondary transfer roller
15b Ground roller
16 Secondary transfer power supply
18 Cleaner
19 Transfer nip
20 Gap near transfer nip

Claims (6)

トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、転写材が前記像担持体と前記転写ローラに狭持搬送される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、
前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for carrying a toner image, a rotatable transfer roller disposed opposite to the image carrier, a power supply for applying a voltage to the transfer roller, and power supply output detection means for detecting an output of the power supply; Having a heating means for heating the transfer roller, by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner with the power supply to the transfer roller when the transfer material is nipped and conveyed between the image carrier and the transfer roller. An image forming apparatus for transferring the toner image on the image carrier to the transfer material,
An image forming apparatus, wherein the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit.
トナー像を担持する像担持体上と、該像担持体に転写材担持体を介して対向配置された回転可能な転写ローラと、該転写ローラに電圧を印加する電源と、該電源の出力を検出する電源出力検出手段と、前記転写ローラを加熱する加熱手段を有し、前記転写材担持体に担持されて搬送される転写材と該転写材担持体が前記像担持体と前記転写ローラに狭持される際に該転写ローラに前記電源で前記トナーと逆極性のバイアスを印加することにより前記像担持体上の前記トナー像を前記転写材に転写する画像形成装置において、
前記電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries the toner image, a rotatable transfer roller facing the image carrier via a transfer material carrier, a power supply that applies a voltage to the transfer roller, and an output of the power supply. A power supply output detecting means for detecting, and a heating means for heating the transfer roller, wherein the transfer material carried and conveyed by the transfer material carrier and the transfer material carrier is attached to the image carrier and the transfer roller. An image forming apparatus that transfers the toner image on the image carrier to the transfer material by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner with the power supply to the transfer roller when being nipped,
An image forming apparatus, wherein the heating unit is controlled based on a detection result of the power output detection unit.
前記電源出力検出手段は前記電源出力を、少なくとも前記転写ローラの1回転の間に2回は検出することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the power output detection unit detects the power output at least twice during one rotation of the transfer roller. トナー像を担持する第1の像担持体と、該像担持体に中間転写体を介して対向配置された回転可能な1次転写ローラと、該1次転写ローラに前記トナーと逆極性の電圧を印加することにより前記像担持体上のトナー像を中間転写体に1次転写する1次転写電源と、該1次転写電源の出力を検出する1次転写電源出力検出手段と、前記1次転写ローラを加熱する加熱手段と、前記中間転写体上のトナー像を転写材に2次転写する2次転写手段を有する画像形成装置において、
前記1次転写電源出力検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
A first image carrier for carrying a toner image, a rotatable primary transfer roller opposed to the image carrier via an intermediate transfer member, and a voltage having a polarity opposite to that of the toner applied to the primary transfer roller. A primary transfer power supply for primary transferring the toner image on the image bearing member to the intermediate transfer member by applying an image, a primary transfer power supply output detecting means for detecting an output of the primary transfer power supply, An image forming apparatus comprising: a heating unit for heating a transfer roller; and a secondary transfer unit for secondary-transferring a toner image on the intermediate transfer body to a transfer material.
An image forming apparatus, wherein the heating unit is controlled based on a detection result of the primary transfer power output detection unit.
前記1次転写電源出力検出手段は前記1次転写電源出力を、少なくとも前記1次転写ローラ1回転の間に2回は検出することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the primary transfer power output detection unit detects the primary transfer power output at least twice during one rotation of the primary transfer roller. 前記加熱手段の加熱温度はトナーの軟化点温度未満であることを特徴とする請求項1または2,4いずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein a heating temperature of the heating unit is lower than a softening point temperature of the toner.
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