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JP2007114500A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2007114500A
JP2007114500A JP2005306016A JP2005306016A JP2007114500A JP 2007114500 A JP2007114500 A JP 2007114500A JP 2005306016 A JP2005306016 A JP 2005306016A JP 2005306016 A JP2005306016 A JP 2005306016A JP 2007114500 A JP2007114500 A JP 2007114500A
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JP
Japan
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toner
intermediate transfer
charge
roller
primary transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005306016A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Saito
斎藤  誠
Toru Nakaegawa
徹 仲江川
Toyonari Sasaki
豊成 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

【課題】 中間転写ベルト上のトナー像の、張架ローラにおけるトナーの飛び散りを回避する。
【解決手段】 一次転写部材の中心から、前記張架部材のうち一次転写部の直近下流に配設される張架部材の中心までの、中間転写体に沿った回転駆動方向の距離をL[m]、前記中間転写体の、トナーを担持している状態での特性時間をτT[sec]、回転駆動を受ける際の中間転写体の速度をV[m/sec]とすると、L≧V×2×τTを満たすように構成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid toner scattering on a tension roller of a toner image on an intermediate transfer belt.
The distance in the rotational drive direction along the intermediate transfer body from the center of the primary transfer member to the center of the stretch member disposed immediately downstream of the primary transfer portion of the stretch member is L [ m], where τT [sec] is the characteristic time of the intermediate transfer member carrying toner, and V [m / sec] is the speed of the intermediate transfer member when subjected to rotational driving, L ≧ V It is configured to satisfy × 2 × τT.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、像形成部によって形成されたトナー像を、一旦中間転写体上に1次転写した後、転写材上に一括転写を行う、中間転写方式の画像形成装置に関するもので、電子写真方式のファクシミリ、プリンタ、複写機などに具現化できる。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intermediate transfer type image forming apparatus in which a toner image formed by an image forming unit is temporarily transferred onto an intermediate transfer member and then transferred onto a transfer material. Can be embodied in facsimiles, printers, copiers, etc.

画像形成装置において、中間転写体を用いてトナー像を転写する技術としては、図2に示すようなものが知られている。   As a technique for transferring a toner image using an intermediate transfer member in an image forming apparatus, a technique as shown in FIG. 2 is known.

感光体ドラムは、帯電ローラによって表面を一様に帯電され、レーザードライバによって、画像情報に対応したレーザー照射を受けることで、表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像手段によって、帯電したトナーが静電的に付着することで顕像化される。   The surface of the photosensitive drum is uniformly charged by a charging roller, and an electrostatic latent image is formed on the surface by receiving laser irradiation corresponding to image information by a laser driver. The electrostatic latent image is visualized by electrostatically adhering charged toner by the developing means.

感光体ドラム上のトナー像は、1次転写ローラによって中間転写体上に静電的に1次転写される。さらに、所定のタイミングで搬送されてくる転写材上に、2次転写ローラによって、静電的に2次転写される。トナー像を転写された転写材は、定着手段まで搬送され、加熱定着を受け、永久画像となる。   The toner image on the photosensitive drum is electrostatically primarily transferred onto the intermediate transfer member by the primary transfer roller. Further, the secondary transfer roller is electrostatically secondary-transferred onto a transfer material conveyed at a predetermined timing. The transfer material onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing unit, where it is heated and fixed to become a permanent image.

図中、1転下流ローラは、中間転写体としての中間転写ベルトを張架するローラのうち、1次転写部の直近下流に配設されるローラである。図中図示しない、基準濃度パターンや位置情報パターンなどの、基準パターン検知手段に対して対向しており、パターン読み取り精度を高めるために必須となる部材である。   In the figure, a one-roller downstream roller is a roller disposed immediately downstream of the primary transfer portion among rollers that stretch an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member. It is a member that is indispensable for increasing the pattern reading accuracy, and is opposed to the reference pattern detecting means such as a reference density pattern and a position information pattern (not shown).

従来例としては、例えば特許文献1をあげることが出来る。
特開2000−298408号公報
For example, Patent Document 1 can be cited as a conventional example.
JP 2000-298408 A

上記のような1転下流ローラにおいて、中間転写ベルト上に担持されたトナー像が、ベルト裏面が前記ローラに触れるとトナーが飛び散り、トナー像が乱れる現象が見られる。これは、1次転写部において、1次転写ローラより中間転写ベルトに供給された、トナー担持用の電荷が、1転下流ローラ部において、再配置を起こすことに起因する。   In the one-roll downstream roller as described above, when the toner image carried on the intermediate transfer belt touches the roller, the toner scatters and the toner image is disturbed. This is because, in the primary transfer portion, the toner carrying charge supplied from the primary transfer roller to the intermediate transfer belt causes rearrangement in the first transfer downstream roller portion.

図3に示すように、1次転写部において、1次転写ローラから中間転写ベルトに対して、トナー担持用の電荷が注入され、トナー担持面に移動することで、トナー像が中間転写ベルト上に担持される。ここで、図中+印はトナー担持用電荷を模式的に表したものであり、極性はトナーと逆極性になる。図中では、マイナス極性に帯電したネガトナーを用いており、トナー担持用電荷の極性はプラスである。また、トナー担持用電荷の総量は、トナー像の総帯電電荷量よりも多く、したがって1次転写直後では過剰な電荷がベルトのトナー担持面に存在する。   As shown in FIG. 3, in the primary transfer portion, the toner carrying charge is injected from the primary transfer roller to the intermediate transfer belt and moved to the toner carrying surface, so that the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt. It is carried on. Here, the + mark in the figure schematically represents the toner carrying charge, and the polarity is opposite to that of the toner. In the figure, negative toner charged to a negative polarity is used, and the polarity of the toner carrying charge is positive. Further, the total amount of charge for toner carrying is larger than the total amount of charged charge of the toner image. Therefore, immediately after the primary transfer, excess charge exists on the toner carrying surface of the belt.

このとき、図4に示すように、トナー担持用の電荷は、トナーのあるところと、無いところで異なる。これは図5に示すように、1次転写を行う際に、トナーのあるところと無いところとで、電流値が異なることに起因する。トナーが無いところでは、感光体ドラムの表層が絶縁層であることによって放電でしかベルトに電荷が移動することができず、したがって中間転写ベルトのトナー担持面と感光体ドラムとのギャップで放電が開始するに十分な電界が印加できるまで、1次転写部では電荷は移動せず、したがって電流が流れない。一方で、トナーが存在すると、帯電したトナーは電界を印加するのみで感光体ドラムから中間転写ベルトに移動できるため、放電が起こらない電圧でも、中間転写ベルトに対して、トナー量に対応した電荷が移動することができる。以上の理由から、トナーを中間転写ベルトに1次転写するに必要な電圧を印加した際には、トナーのあるところでは電流が流れるものの、トナーの無いところでは電流が少量しか流れない。したがってベルトに移動したトナー担持用の電荷量は、電流値に比例することから、トナーのある場所では電荷が多く存在し、トナーの無いところには電荷は少量しか存在せず、電荷量に差が生じる。   At this time, as shown in FIG. 4, the toner carrying charge is different from where the toner is present and where it is not. This is because, as shown in FIG. 5, when primary transfer is performed, the current value differs depending on whether the toner is present or not. In the absence of toner, since the surface layer of the photosensitive drum is an insulating layer, the electric charge can be transferred to the belt only by electric discharge, and therefore the electric discharge is caused by the gap between the toner carrying surface of the intermediate transfer belt and the photosensitive drum. Until a sufficient electric field can be applied to start, the charge does not move in the primary transfer section, and therefore no current flows. On the other hand, when toner is present, the charged toner can be moved from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt only by applying an electric field. Therefore, even with a voltage at which no discharge occurs, a charge corresponding to the amount of toner is applied to the intermediate transfer belt. Can move. For the above reasons, when a voltage necessary for primary transfer of toner to the intermediate transfer belt is applied, a current flows in the presence of toner, but only a small amount of current flows in the absence of toner. Therefore, since the amount of charge for carrying the toner moved to the belt is proportional to the current value, there is a large amount of charge where there is toner and only a small amount of charge where there is no toner. Occurs.

しかし、実際にはトナーのあるところにおいては、トナー担持用電荷のうち、トナー総帯電電荷量と等しい電荷量については、トナーと打ち消しあうため、マクロには余剰な電荷分しか存在していないようになる。   However, in some places where the toner is present, the charge amount equal to the total charge amount of the toner in the toner carrying charge cancels out with the toner, so that the macro has only a surplus charge. become.

さらに、中間転写ベルト内部に分布するトナー担持用電荷は、駆動を受けている際に減衰することが知られている。これは、自然消滅による減衰と、接地された張架ローラに逃散していくことによる減衰の2種類がある。   Further, it is known that the toner carrying charge distributed inside the intermediate transfer belt is attenuated during driving. There are two types of attenuation: attenuation due to natural extinction and attenuation due to escape to a grounded roller.

図5に示すように、電荷を保持した誘電体である中間転写ベルトは、開放端のRC並列回路と等価である。このとき、コンデンサに一定の電荷が保持されている状態では、RC並列回路に電位差が生じていることから、R成分を通じて電流が流れ、コンデンサの電荷を放出していく現象が発生する。RC並列回路の自然放電現象は、中間転写ベルトが1次転写部を抜けて、張架ローラなどの接地された部材など、あらゆる部材に接していない、フロートの状態で発生する減衰挙動である。また、この減衰挙動は誘電体そのものの伝導特性、誘電特性に依存する現象で、トナーの存在には影響を受けない。   As shown in FIG. 5, the intermediate transfer belt, which is a dielectric that retains electric charge, is equivalent to an open-ended RC parallel circuit. At this time, in a state where a constant charge is held in the capacitor, a potential difference is generated in the RC parallel circuit, so that a phenomenon occurs in which current flows through the R component and the capacitor charge is discharged. The spontaneous discharge phenomenon of the RC parallel circuit is a damping behavior that occurs in a float state in which the intermediate transfer belt passes through the primary transfer portion and is not in contact with any member such as a grounded member such as a stretch roller. Further, this attenuation behavior is a phenomenon that depends on the conduction characteristics and dielectric characteristics of the dielectric itself, and is not affected by the presence of toner.

一方、中間転写ベルトが、設置された張架ローラに触れた際に、ローラに対して電荷が失われていく減衰挙動については、トナーの存在に大きく影響を受ける。図6に示すように、接地された張架ローラに裏面が触れる際には、ベルトと等価なRC並列回路の1端が接地される。一方、ベルト上に担持されたトナーは絶縁のため、ある電荷を保持したコンデンサとみなし、RC並列回路と直列につながり、もう1端は電気的にはフロートの状態にある。このときの電荷の流れは、RC並列回路の電荷の接地面への流れ込みのみであるが、その減衰挙動は、RC並列回路のみならず、直列につながっている、トナー層と等価のコンデンサの容量成分の影響を受け、緩和の特性時間が長くなる性質がある。すなわち、裏面に接地されたローラが触れた際にローラに電荷が逃げることに起因する減衰は、トナーがあるところの方が、トナーの無いところよりも特性時間としては長くなる、という特徴がある。   On the other hand, when the intermediate transfer belt touches the installed stretching roller, the attenuation behavior in which the charge is lost to the roller is greatly influenced by the presence of the toner. As shown in FIG. 6, when the back surface touches the grounded stretching roller, one end of the RC parallel circuit equivalent to the belt is grounded. On the other hand, since the toner carried on the belt is insulated, it is regarded as a capacitor holding a certain electric charge, connected in series with the RC parallel circuit, and the other end is in an electrically floating state. The charge flow at this time is only the flow of the charge of the RC parallel circuit to the ground plane, but the attenuation behavior is not only the RC parallel circuit but also the capacitance of the capacitor equivalent to the toner layer connected in series. Under the influence of the components, there is a property that the characteristic time of relaxation becomes longer. That is, when the roller grounded on the back surface touches, the attenuation caused by the escape of electric charge to the roller is characterized in that the characteristic time is longer when the toner is present than when the toner is absent. .

以上をまとめると、1次転写部において中間転写ベルトに対して注入されたトナー担持電荷についての挙動、およびトナー担持用電荷の分布に起因して生じるベルト内部の電界の挙動は、以下のようになる。   In summary, the behavior of the toner carrying charge injected to the intermediate transfer belt in the primary transfer portion and the behavior of the electric field inside the belt caused by the distribution of the toner carrying charge are as follows. Become.

1次転写部においては、トナーのあるところ、無いところともに帯電電荷を注入され、電荷量としてはトナーのあるところの方が多くなるが、トナーの総帯電電荷量と等しい電荷量についてはマクロにはキャンセルされるため、トナー総帯電電荷量よりも多い、余剰電荷量のみしか存在していないようになる。このことから、トナーのあるところ、無いところは実効的な電荷量の差は小さい。このことより、中間転写ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は小さい。   In the primary transfer portion, charged charges are injected where there is toner and where there is toner, and the amount of charge increases when there is toner, but the amount of charge equal to the total charge amount of toner is macroscopic. Therefore, only the surplus charge amount larger than the total toner charge amount is present. Therefore, the difference in effective charge amount is small where there is toner and where it is not. For this reason, the electric field in the intermediate transfer belt from where the toner is present to where there is no toner is small.

1次転写部を抜けて、ベルトのトナー担持面、裏面ともにフロートの状態になったときには、トナーの有無にかかわらず、ベルト内部で電荷の自然減衰が発生し、減衰の特性時間は同じである。このことより、1次転写部において、トナーの有無に伴って生じた、ベルト内部の電荷量差は維持される。これより、中間転写ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は、1次転写部と同じ大きさになる。   When both the toner carrying surface and the back surface of the belt are floated after passing through the primary transfer portion, natural attenuation of charge occurs inside the belt regardless of the presence of toner, and the attenuation characteristic time is the same. . As a result, in the primary transfer portion, the difference in the amount of charge inside the belt caused by the presence or absence of toner is maintained. As a result, the electric field from the location where the toner is present to the location where no toner is present in the intermediate transfer belt is the same as that of the primary transfer portion.

中間転写ベルトが搬送され、接地された張架ローラに触れると、ローラに対してトナー担持電荷が逃げることに起因する減衰が発生する。このとき、トナーの有無によって減衰の特性時間が変化し、トナーのあるところの方が特性時間は長くなり、したがって電荷は減衰しにくくなる。これにより、中間転写ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界は、接地ローラに触れているときが最も大きくなる。   When the intermediate transfer belt is conveyed and touches the grounded stretching roller, attenuation due to escape of toner-carrying charges to the roller occurs. At this time, the characteristic time of attenuation changes depending on the presence / absence of toner, and the characteristic time becomes longer when the toner is present, so that the charge is less likely to attenuate. As a result, the electric field in the intermediate transfer belt from the place where there is toner to the place where there is no toner becomes the largest when touching the ground roller.

このように、接地ローラに触れている際に、ベルト内部における、トナーのあるところからトナーの無いところに向う電界が大きくなることから、図7に示すように、本来トナーのあるところに存在していたトナー担持用電荷の一部が、本来トナーの無いところに移動してしまう。このトナー担持用電荷の再配置により、ベルトに静電的に保持できなくなったトナーが、トナー同士の極性反発によって弾き飛ばされ、再配置後のトナー担持用電荷に引き寄せられて移動することで、トナーの飛び散り現象が発生してしまう。   In this way, when the grounding roller is touched, the electric field in the belt from where the toner is present to where there is no toner increases, so as shown in FIG. A portion of the toner carrying charge that has been transferred moves to a place where there is essentially no toner. The toner that can no longer be electrostatically held on the belt due to the rearrangement of the toner carrying charge is repelled by the repulsion of the polarity between the toners, attracted to the toner carrying charge after the rearrangement, and moved. A toner scattering phenomenon occurs.

以上が、接地ローラにおけるトナー飛び散りの発生原因の説明である。   The above is the explanation of the cause of toner scattering in the ground roller.

このトナーの飛び散り現象に対し、たとえば、ローラを直接接地せずに、抵抗を介して接地することでの対策が公知である(例えば、特許文献1参照)。ローラを抵抗を介して接地することで、上記のローラに触れた際の減衰の特性時間を長くすることができ、トナー担持用電荷の減衰量が低減することから、電荷の再配置は起こりにくくなるため、トナーの飛び散り現象が緩和することは事実である。しかしながら、ローラを直接接地しない構成をとることから構成が複雑化し、コストアップにつながるおそれがある。   There is a known countermeasure against the toner scattering phenomenon by, for example, grounding the roller through a resistor instead of directly grounding the roller (see, for example, Patent Document 1). By grounding the roller via a resistor, the characteristic time of attenuation when the roller is touched can be extended, and the amount of attenuation of the toner carrying charge is reduced, so that charge relocation is unlikely to occur. Therefore, it is a fact that the toner scattering phenomenon is alleviated. However, since the configuration is such that the roller is not directly grounded, the configuration becomes complicated, which may lead to an increase in cost.

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、複雑な構成をとることなく、接地された張架ローラ部でのトナーの飛び散りを回避することができる、中間転写方式の画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an intermediate transfer that can avoid toner scattering on a grounded tension roller section without taking a complicated configuration. Another object is to provide an image forming apparatus of the type.

上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、以下のとおりである。   A typical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.

像担持体上のトナー像を中間転写体上に一次転写し、転写材に一括して二次転写を行う、中間転写方式の画像形成装置について、
中間転写体は無端状のベルト体で構成され、少なくとも複数の張架部材に張架されて回転駆動を受けることを特徴とし、
一次転写部材の中心から、前記張架部材のうち一次転写部の直近下流に配設される張架部材の中心までの、中間転写体に沿った回転駆動方向の距離をL[m]、前記中間転写体の、トナーを担持している状態での特性時間をτT[sec]、回転駆動を受ける際の中間転写体の速度をV[m/sec]とすると、L≧V×2×τTを満たすことを特徴とする画像形成装置によって具現化される。
An intermediate transfer type image forming apparatus that primarily transfers a toner image on an image carrier onto an intermediate transfer body and performs secondary transfer collectively on a transfer material.
The intermediate transfer member is composed of an endless belt, and is stretched by at least a plurality of stretching members to receive rotational driving,
The distance in the rotational drive direction along the intermediate transfer body from the center of the primary transfer member to the center of the stretch member disposed immediately downstream of the primary transfer portion of the stretch member is L [m], Assuming that the characteristic time of the intermediate transfer member in the state where the toner is carried is τT [sec], and the speed of the intermediate transfer member when rotating is V [m / sec], L ≧ V × 2 × τT It is embodied by an image forming apparatus characterized by satisfying the above.

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、張架部材に接触するまでに余剰電荷を有効に減少させることで、トナー像の飛び散りを有効に回避することができる。   As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to effectively avoid the scattering of the toner image by effectively reducing the surplus charge until it contacts the stretching member.

したがって、このような画像形成装置を利用すれば、安定して飛び散りの発生しない、高画質を維持することのできる画像形成装置を提供することが可能となる。   Therefore, by using such an image forming apparatus, it is possible to provide an image forming apparatus that can stably maintain high image quality without causing scattering.

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent. Further, the materials, shapes, etc. of the members once described in the following description are the same as those in the first description unless otherwise described.

図1を用いて、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のフルカラーレーザープリンタの概略構成を説明する。   A schematic configuration of an electrophotographic full-color laser printer as an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの計4色のトナー像を重ねてフルカラー画像を形成する画像形成装置である。   This embodiment is an image forming apparatus that forms a full-color image by superimposing toner images of a total of four colors, yellow, magenta, cyan, and black.

図中、1はイエロー成分の画像情報の担持体としての感光体ドラムである。感光体ドラムは、外径84mmのアルミニウム製のシリンダに、有機感光体(OPC)を塗布して構成したものであり、帯電ローラ2によって表面を一様に帯電された後、レーザー3の照射を受け、イエロー成分に対応する静電潜像を表面に形成される。   In the figure, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum as a carrier for yellow image information. The photosensitive drum is configured by applying an organic photosensitive member (OPC) to an aluminum cylinder having an outer diameter of 84 mm. After the surface is uniformly charged by the charging roller 2, the photosensitive drum is irradiated with the laser 3. In response, an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the surface.

形成された静電潜像に対し、イエロートナーを収容したイエロートナー現像器4yによってイエロートナー像が現像され、可視像となる。感光体ドラム上に形成されたイエロートナー像は、1次転写ローラ5によって、中間転写ベルト11上に1次転写される。イエロートナー像を中間転写ベルトに転移した感光体ドラム1は、感光体ドラムクリーナ12によって表面を清掃され、次回以降の画像形成動作に供される。   The yellow toner image is developed with respect to the formed electrostatic latent image by the yellow toner developing device 4y containing yellow toner, and becomes a visible image. The yellow toner image formed on the photosensitive drum is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 11 by the primary transfer roller 5. The surface of the photosensitive drum 1 having the yellow toner image transferred to the intermediate transfer belt is cleaned by the photosensitive drum cleaner 12 and is used for the next and subsequent image forming operations.

マゼンダ、シアン、ブラック各色成分のトナー像は、上記と同様のプロセスで形成され、中間転写ベルト上に重ねられる。   Toner images of magenta, cyan, and black color components are formed by the same process as described above, and are superimposed on the intermediate transfer belt.

中間転写ベルト上に形成されたトナー像は、2次転写内ローラ71及び2次転写外ローラ72から構成される2次転写部まで搬送され、所定のタイミングで搬送される転写材上に一括転写され、定着器9によって加熱加圧定着を受け、永久画像となる。   The toner image formed on the intermediate transfer belt is transported to a secondary transfer portion composed of a secondary transfer inner roller 71 and a secondary transfer outer roller 72, and is collectively transferred onto a transfer material transported at a predetermined timing. Then, the image is subjected to heat and pressure fixing by the fixing device 9 and becomes a permanent image.

トナー像を転写材に転写した後、中間転写ベルトは、中間転写ベルトクリーナ10によって清掃を受け、次回以降の画像形成に供される。   After the toner image is transferred to the transfer material, the intermediate transfer belt is cleaned by the intermediate transfer belt cleaner 10 and used for image formation from the next time.

以下では、イエロートナーの可視像を形成する画像形成部について、各部材の構成、および画像形成条件を説明する。   Hereinafter, the configuration of each member and the image forming conditions in the image forming unit that forms a visible image of yellow toner will be described.

イエロートナー現像器4yは、図示しない現像器内のイエロートナー搬送機構によって現像スリーブにイエロートナーを搬送し、現像スリーブの外周に圧接された規制ブレードによって現像スリーブの外周にイエロートナーを薄層塗布し、イエロートナーに電荷を付与した後、現像スリーブにDCバイアスにACバイアスを重畳した現像バイアスを印加することで感光体ドラム1上に形成された静電潜像に対し、現像を行う。現像スリーブは、感光体ドラム1に対向した位置に微小間隔(300μm)をもって配設される。   The yellow toner developing device 4y conveys yellow toner to the developing sleeve by a yellow toner conveying mechanism in a developing device (not shown), and applies a thin layer of yellow toner to the outer periphery of the developing sleeve by a regulating blade pressed against the outer periphery of the developing sleeve. Then, after the electric charge is applied to the yellow toner, the developing latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed by applying a developing bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias to the developing sleeve. The developing sleeve is disposed at a position facing the photosensitive drum 1 with a minute interval (300 μm).

本実施の形態では、感光体ドラムの電位、及び現像スリーブの電位、および1次転写ローラに印加される電位は以下に述べるように設定される。   In this embodiment, the potential of the photosensitive drum, the potential of the developing sleeve, and the potential applied to the primary transfer roller are set as described below.

23℃・50%Rh環境下では、帯電ローラに−450VのDCバイアスに900Vp−pのACバイアスを重畳した交流バイアスを印加することで、感光体ドラムの表面電位を−450Vとなるように制御を行っている。   Under an environment of 23 ° C. and 50% Rh, the surface potential of the photosensitive drum is controlled to be −450 V by applying an AC bias obtained by superimposing an AC bias of 900 Vp-p on a DC bias of −450 V to the charging roller. It is carried out.

一方、現像スリーブには、−300VのDC成分に1.2kVp−pのAC成分を重畳した交流バイアスを印加している。なお、このときのAC成分の波形はブランクパルス波形であり、9kHzのAC波形と、4.5kHzのブランクとを組み合わせた波形を現像バイアスとして印加している。   On the other hand, an AC bias in which a 1.2 kVp-p AC component is superimposed on a −300 V DC component is applied to the developing sleeve. The waveform of the AC component at this time is a blank pulse waveform, and a waveform combining a 9 kHz AC waveform and a 4.5 kHz blank is applied as a developing bias.

感光体ドラムは、レーザー露光を受けると、最大濃度画像となる静電潜像を形成する箇所において、−200Vの明部電位となる。   When subjected to laser exposure, the photosensitive drum has a bright portion potential of −200 V at a portion where an electrostatic latent image that is a maximum density image is formed.

このとき、1次転写ローラに、1次転写バイアスとして400Vの電位を与えることで、1次転写ローラと感光体ドラムの明部との電位差(1次転写コントラスト)が600Vになる。この1次転写コントラストによって、負極性に帯電したトナーが中間転写ベルト上へ1次転写される。   At this time, a potential difference (primary transfer contrast) between the primary transfer roller and the bright portion of the photosensitive drum becomes 600 V by applying a potential of 400 V as the primary transfer bias to the primary transfer roller. By this primary transfer contrast, the negatively charged toner is primarily transferred onto the intermediate transfer belt.

中間転写ベルトは、厚さ85μmのポリイミド樹脂フィルムを基材としており、カーボンブラックを分散して、表面抵抗率で1×1012Ω/□、体積抵抗率で1×109.5Ω・cmとなるように抵抗調整した。中間転写ベルトの周長は527.5mmとし、駆動速度(プロセススピード)を130mm/secとした。 The intermediate transfer belt uses a polyimide resin film having a thickness of 85 μm as a base material, disperses carbon black, and has a surface resistivity of 1 × 10 12 Ω / □ and a volume resistivity of 1 × 10 9.5 Ω · cm. The resistance was adjusted as follows. The peripheral length of the intermediate transfer belt was 527.5 mm, and the driving speed (process speed) was 130 mm / sec.

2次転写外ローラは、外径12mmの鋼鉄製の芯金に、発泡処理をしたNBR(ニトリルブタジエンゴム)を基材とする発泡ゴム層を設けたスポンジローラとし、NBRゴム層を含めた外径を24mmとした。ローラの抵抗値は、23℃・50%Rh環境下で、107.5Ω(2kV印加時)となるように、イオン伝導性の抵抗調整剤を分散することで抵抗調整を行った。 The secondary transfer outer roller is a sponge roller in which a foamed rubber layer based on foamed NBR (nitrile butadiene rubber) is provided on a steel cored bar having an outer diameter of 12 mm, and includes an NBR rubber layer. The diameter was 24 mm. The resistance was adjusted by dispersing an ion conductive resistance adjusting agent so that the resistance value of the roller was 10 7.5 Ω (when 2 kV was applied) in an environment of 23 ° C. and 50% Rh.

1次転写下流ローラ6は、外径16mmのSUS製のローラであり、接地されている。1次転写部において、1次転写ローラ5から電荷を付与された中間転写ベルトを裏面より担持するため、接地していないとチャージアップするおそれがあり、周辺の部材へリークし、画像形成装置本体に電気的ストレスを与えるおそれがあることから、接地することが望ましい。   The primary transfer downstream roller 6 is a SUS roller having an outer diameter of 16 mm, and is grounded. In the primary transfer portion, the intermediate transfer belt charged with the primary transfer roller 5 is carried from the back surface, so there is a risk of charging up if not grounded, leaking to surrounding members, and the image forming apparatus main body It is desirable to ground it because it may cause electrical stress on the cable.

本実施例では、中間転写ベルト上に担持されたトナー像にとって、1次転写通過後、最初に接触する、中間転写ベルトの張架部材は、1次転写下流ローラ6である。1次転写ローラ5の中心位置から、1次転写下流ローラ6中心位置までの距離を、本実施例では50mmとすることで、トナー像に飛び散りが発生しない、高画質を維持できる画像形成装置とすることができた。   In this embodiment, the tension member of the intermediate transfer belt that contacts the toner image carried on the intermediate transfer belt first after passing through the primary transfer is the primary transfer downstream roller 6. By setting the distance from the center position of the primary transfer roller 5 to the center position of the primary transfer downstream roller 6 to 50 mm in this embodiment, the image forming apparatus capable of maintaining high image quality without causing toner image scattering. We were able to.

トナー像の飛び散りは、中間転写ベルト11内に存在するトナー担持用電荷のうち、トナーの総帯電電荷量に対応する電荷量を除いた、トナーのあるところと無いところでの余剰電荷量の差に起因する。すなわち、トナーの有無によらず、トナー担持用電荷に差がなくなれば、飛び散りは発生しない。   The scattering of the toner image is due to the difference between the excess charge amount where the toner is present and the absence of the toner, excluding the charge amount corresponding to the total charge amount of the toner among the toner carrying charges existing in the intermediate transfer belt 11. to cause. In other words, regardless of the presence or absence of toner, if there is no difference in the toner carrying charge, scattering does not occur.

図8に示すように、中間転写ベルト11が1次転写下流ローラ6に接触する際の、中間転写ベルトの表面電位を計測することで、トナー担持用電荷量のうち、余剰電荷量を計測することができる。トナーのあるところにおいては、トナーの総帯電電荷量と、トナー担持用電荷のうち、トナーの総帯電電荷量に対応する電荷分については、絶対値が同じで極性が異なることから、表面電位を計測しても、見かけ上キャンセルしてしまうため、余剰な電荷分のみが計測することができる。このため、トナーのあるところの表面電位が、トナーの無いところよりも大きければ、トナーのあるところの方が、余剰電荷がより多く、飛び散りが発生しやすい状況にあることを示す。   As shown in FIG. 8, by measuring the surface potential of the intermediate transfer belt when the intermediate transfer belt 11 contacts the primary transfer downstream roller 6, the surplus charge amount of the toner carrying charge amount is measured. be able to. In some places where the toner is present, the charge corresponding to the total charge amount of the toner out of the total charge amount of the toner and the toner carrying charge has the same absolute value and different polarity. Even if it is measured, it cancels in appearance, so only the excess charge can be measured. For this reason, if the surface potential where the toner is present is larger than that where there is no toner, it indicates that the toner is more likely to scatter due to more excess charge.

図9に、上記の表面電位の測定結果を示す。図中、横軸は1次転写ローラの中心から1次転写下流ローラまでの距離L、縦軸は表面電位の測定結果の相対値を示している。実線はトナーのあるところ、破線はトナーの無いところの表面電位の測定値であることを表している。図より明らかなように、L=50[mm]までは、トナーのあるところの方が表面電位の測定値は高いが、L≧50[mm]ではトナーのあるところと無いところに、表面電位の測定値の差は無くなる。すなわち、L≧50[mm]なる条件である、1次転写下流ローラの中心位置と、1次転写ローラの距離を50[mm]以上離して配設することで、トナーの有無にかかわらず、中間転写ベルト内の余剰電荷が均一となり、飛び散りが発生しない状況となる。   FIG. 9 shows the measurement result of the surface potential. In the figure, the horizontal axis indicates the distance L from the center of the primary transfer roller to the primary transfer downstream roller, and the vertical axis indicates the relative value of the measurement result of the surface potential. The solid line represents the measured value of the surface potential where the toner is present and the broken line is the position where the toner is absent. As is apparent from the figure, the measured value of the surface potential is higher when the toner is present up to L = 50 [mm], but when L ≧ 50 [mm], the surface potential is present where there is no toner. There is no difference in the measured values. That is, the distance between the central position of the primary transfer downstream roller and the primary transfer roller, which is a condition of L ≧ 50 [mm], is separated by 50 [mm] or more, regardless of the presence or absence of toner. The surplus charge in the intermediate transfer belt becomes uniform and no scattering occurs.

上記の余剰電荷量の相対量の計測結果について、考察する。1次転写下流ローラに触れてから、余剰電荷の減衰挙動の特性時間が異なることに起因して、飛び散りが発生する。これに対し、1次転写下流ローラに接触するまでに、余剰電荷が全て緩和され、なくなっていれば、飛び散りは発生しないものと考えられる。そこで、L=50[mm]という距離での、余剰電荷の減衰量を調べるため、ベルトがフロートにあるときに発生する、自然放電の緩和時間を計測する。図10に、中間転写ベルトの自然放電の緩和時間を計測する、測定計の模式図を示す。図中、電位規制板は接地された金属板であり、中間転写ベルト11の裏面から4mmはなして、ベルトに平行に配設されている。中間転写ベルトを介して、表面電位計と対向する位置に電位規制板を配置することで、表面電位の測定結果の精度を高める役割を持つ。測定方法として、通常の画像形成を行い、1次転写されたトナー担持部が、上記測定系に至った際に、画像形成装置の動作を強制的に止め、その後のベルト表面電位測定値の減衰挙動の計測を行う。ベルトの表面電位は、ベルト内部に存在する余剰電荷を相対的に表現できることから、余剰電荷の減衰挙動を精度よく計測できる。   The measurement result of the relative amount of the surplus charge amount will be considered. Scattering occurs due to the difference in the characteristic time of the decay behavior of surplus charge after touching the primary transfer downstream roller. On the other hand, if all surplus charges are alleviated by the time they come into contact with the primary transfer downstream roller, it is considered that scattering does not occur. Therefore, in order to examine the attenuation amount of surplus charges at a distance of L = 50 [mm], the relaxation time of natural discharge that occurs when the belt is in the float is measured. FIG. 10 shows a schematic diagram of a measuring instrument for measuring the natural discharge relaxation time of the intermediate transfer belt. In the drawing, the potential regulating plate is a grounded metal plate, and is arranged 4 mm from the back surface of the intermediate transfer belt 11 and parallel to the belt. By disposing a potential regulating plate at a position facing the surface potential meter via the intermediate transfer belt, it has a role of improving the accuracy of the surface potential measurement result. As a measurement method, when the toner carrying portion that has been subjected to normal image formation and has undergone primary transfer reaches the above measurement system, the operation of the image forming apparatus is forcibly stopped, and then the belt surface potential measurement value is attenuated. Measure behavior. Since the surface potential of the belt can relatively express the surplus charge existing inside the belt, the attenuation behavior of the surplus charge can be accurately measured.

図11に、トナーのあるところの余剰電荷の緩和挙動の測定結果を示す。図に示すように、画像形成装置を強制的に停止させた瞬間には、ベルト内部に余剰電荷が存在するためある程度の表面電位を持つが、ベルト内部での電荷の自然減衰によって余剰電荷が減衰し、ベルトの表面電位も減衰する。このとき、指数関数V=V0×exp(−t/τ)でフィッティングすることで、トナーのあるところでの、中間転写ベルトの自然減衰の特性時間τT=192[msec]と求まる。 FIG. 11 shows the measurement result of the relaxation behavior of the excess charge in the toner. As shown in the figure, at the moment when the image forming apparatus is forcibly stopped, there is some surface potential because of the surplus charge inside the belt, but the surplus charge is attenuated by the natural decay of the charge inside the belt. In addition, the surface potential of the belt is also attenuated. At this time, by fitting with an exponential function V = V 0 × exp (−t / τ), the characteristic time τT = 192 [msec] of the natural attenuation of the intermediate transfer belt in the presence of toner can be obtained.

本実施例における、中間転写ベルトの駆動速度は130[mm/sec]であることより、自然減衰の特性時間を単純にかけると、25[mm]となる。これより、本実施例における中間転写ベルトは、25mm駆動を受ける間に、余剰電荷が1/e、すなわちおよそ36.8%に減衰することを示している。   In this embodiment, since the driving speed of the intermediate transfer belt is 130 [mm / sec], when the characteristic time of natural attenuation is simply applied, it is 25 [mm]. Thus, the intermediate transfer belt in this embodiment shows that the surplus charge attenuates to 1 / e, that is, approximately 36.8%, while receiving the 25 mm drive.

1次転写下流ローラを、1次転写部より25mm下流に配設した場合には、余剰電荷は1次転写部の余剰電荷量の36.8%に自然減衰するが、図9での、ベルトの表面電位の測定結果より、飛び散りが発生しない、余剰電荷が十分に減衰した条件になっているとはいえないことがわかる。これは、余剰電荷が36.8%程度に減少しても、飛び散りを抑えるには、減衰が不十分であることを示している。図9より、50[mm]下流に配設しないと、余剰電荷は十分に消滅しないことから、緩和の特性時間の2倍の時間を要し、このときの電荷の減衰量は、(1/e)2=13%であることがわかる。 When the primary transfer downstream roller is disposed 25 mm downstream from the primary transfer portion, the surplus charge is naturally attenuated to 36.8% of the surplus charge amount of the primary transfer portion. From the measurement result of the surface potential, it can be seen that it is not the condition that the excess charge is sufficiently attenuated without scattering. This shows that even if the surplus charge is reduced to about 36.8%, the attenuation is insufficient to suppress scattering. As shown in FIG. 9, since the surplus charge does not disappear sufficiently unless it is arranged downstream of 50 [mm], it takes twice the relaxation characteristic time, and the charge attenuation at this time is (1 / e) It can be seen that 2 = 13%.

以上より、1次転写下流ローラ部での飛び散りを有効に回避するためには、ベルトの自然緩和の特性時間の2倍にあたる距離を、1次転写ローラから離して配設する必要があることから、本実施例においては、1次転写下流ローラと、1次転写ローラとの距離を50mmと設定したことで、有効にトナー像の飛び散りを回避することができた。   As described above, in order to effectively avoid the scattering at the primary transfer downstream roller portion, it is necessary to dispose a distance that is twice the natural relaxation characteristic time of the belt away from the primary transfer roller. In this embodiment, since the distance between the primary transfer downstream roller and the primary transfer roller is set to 50 mm, scattering of the toner image can be effectively avoided.

本発明の一実施形態の概略図である。1 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention. 従来の技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art. ベルト内部のトナー担持電荷を説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining toner-carrying charges inside a belt. 1次転写のI-V特性を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining the IV characteristics of the primary transfer. ベルト内部の電荷の自然減衰を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the natural attenuation | damping of the electric charge inside a belt. バルトからの電荷の散逸による減衰を説明するための図である。It is a figure for demonstrating attenuation | damping by dissipation of the electric charge from a baltic. 余剰電荷の再配置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating rearrangement of an excess charge. ベルトの表面電位の測定系を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measurement system of the surface potential of a belt. ベルトの表面電位の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of the surface potential of a belt. ベルトの表面電位の減衰を計測系を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating attenuation | damping of the surface potential of a belt. ベルトの表面電位の減衰の測定結果を表す図である。It is a figure showing the measurement result of attenuation | damping of the surface potential of a belt.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
3 露光手段
4 回転現像器
4y イエロートナー現像器
4m マゼンダトナー現像器
4c シアントナー現像器
4k ブラックトナー現像器
5 1次転写ローラ
6 1次転写下流ローラ
71 2次転写内ローラ
72 2次転写外ローラ
81 テンションローラ
82 張架ローラ
9 定着器
10 中間転写ベルトクリーナ
11 中間転写ベルト
12 感光体ドラムクリーナ
a1 現像器の駆動方向
a2 感光体ドラムの駆動方向
a3 中間転写ベルトの駆動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 Exposure means 4 Rotating developing device 4y Yellow toner developing device 4m Magenta toner developing device 4c Cyan toner developing device 4k Black toner developing device 5 Primary transfer roller 6 Primary transfer downstream roller 71 In secondary transfer Roller 72 Secondary transfer outer roller 81 Tension roller 82 Tension roller 9 Fixing device 10 Intermediate transfer belt cleaner 11 Intermediate transfer belt 12 Photoconductor drum cleaner a1 Driving direction of developer a2 Driving direction of photoconductor drum a3 Driving of intermediate transfer belt direction

Claims (3)

像担持体上のトナー像を中間転写体上に一次転写し、転写材に一括して二次転写を行う、中間転写方式の画像形成装置について、
中間転写体は無端状のベルト体で構成され、少なくとも複数の張架部材に張架されて回転駆動を受けることを特徴とし、
一次転写部材の中心から、前記張架部材のうち一次転写部の直近下流に配設される張架部材の中心までの、中間転写体に沿った回転駆動方向の距離をL[m]、前記中間転写体の、トナーを担持している状態での特性時間をτT[sec]、回転駆動を受ける際の中間転写体の速度をV[m/sec]とすると、L≧V×2×τTを満たすことを特徴とする画像形成装置。
An intermediate transfer type image forming apparatus that primarily transfers a toner image on an image carrier onto an intermediate transfer body and performs secondary transfer collectively on a transfer material.
The intermediate transfer member is composed of an endless belt, and is stretched by at least a plurality of stretching members to receive rotational driving,
The distance in the rotational drive direction along the intermediate transfer body from the center of the primary transfer member to the center of the stretch member disposed immediately downstream of the primary transfer portion of the stretch member is L [m], Assuming that the characteristic time of the intermediate transfer member in the state where the toner is carried is τT [sec], and the speed of the intermediate transfer member when rotating is V [m / sec], L ≧ V × 2 × τT An image forming apparatus characterized by satisfying the above.
前記張架部材のうち一次転写部の直近下流に配設される張架部材は接地されて構成されることを特徴とする、請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the tension member disposed immediately downstream of the primary transfer portion among the tension members is configured to be grounded. 前記中間転写体は、樹脂を基材として、抵抗調整剤によって半導電性を付与されたことを特徴とする、請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer body is made semiconductive by using a resin as a base material and a resistance adjusting agent.
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