JP2024057158A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming device.
従来、像担持体ベルトの内側に当接する内側当接部材と外側に当接する外側当接部材とで像担持体ベルトを挟持して転写ニップを形成し、内側当接部材と外側当接部材との間に交流転写バイアスを印加する画像形成装置が知られている。 Conventionally, there is known an image forming device in which an image carrier belt is sandwiched between an inner contact member that contacts the inside of the image carrier belt and an outer contact member that contacts the outside of the image carrier belt to form a transfer nip, and an AC transfer bias is applied between the inner contact member and the outer contact member.
例えば、特許文献1には、二次転写裏面ローラ(内側当接部材)に巻き付いた中間転写ベルト(像担持体ベルト)の部分に、二次転写ローラに巻き付いた二次転写ベルトの部分(外側当接部材)を当接させて二次転写ニップを形成する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置において、二次転写裏面ローラと二次転写ローラとの間には、交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳バイアス(交流転写バイアス)が印加される。
For example,
この画像形成装置では、二次転写裏面ローラに対して二次転写ローラの位置が記録材搬送方向上流側にオフセットされている。これにより、二次転写ローラに巻き付いた二次転写ベルト部分に当接している中間転写ベルト部分のうち、二次転写裏面ローラには当接していない部分であるプレ転写ニップ部が形成される。プレ転写ニップ部が形成されることで、二次転写ニップへの記録材侵入時に中間転写ベルトの外側面と記録材との間の空隙で発生する放電が防がれ、放電による画像の乱れが抑制される。一方、プレ転写ニップ部が形成されることで、二次転写ニップにおいてトナーが過充電されて転写率が低下する。そのため、前記画像形成装置では、この転写率を改善するため、二次転写バイアスとして、中間転写ベルト側から記録材側へトナー像を移動させる転写方向へのピーク電圧Vtの印加時間を50%未満とした重畳バイアスを用いている。 In this image forming apparatus, the position of the secondary transfer roller is offset upstream in the recording material conveying direction with respect to the secondary transfer back roller. This forms a pre-transfer nip, which is a portion of the intermediate transfer belt that is in contact with the secondary transfer belt portion wrapped around the secondary transfer roller but is not in contact with the secondary transfer back roller. The formation of the pre-transfer nip prevents discharge from occurring in the gap between the outer surface of the intermediate transfer belt and the recording material when the recording material enters the secondary transfer nip, suppressing image distortion caused by discharge. On the other hand, the formation of the pre-transfer nip causes the toner to be overcharged in the secondary transfer nip, lowering the transfer rate. Therefore, in order to improve this transfer rate, the image forming apparatus uses a superimposed bias as the secondary transfer bias, with the application time of the peak voltage Vt in the transfer direction that moves the toner image from the intermediate transfer belt side to the recording material side being less than 50%.
従来の画像形成装置では、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、転写率の改善が不十分であった。 In conventional image forming devices, while it was necessary to suppress image distortion caused by discharge at the entrance of the transfer nip and improve the transfer rate at the same time, the improvement in the transfer rate was insufficient.
上述した課題を解決するために、本発明は、像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトの内側に当接する内側当接部材と該像担持体ベルトの外側に当接する外側当接部材とで前記像担持体ベルトを挟持し、該像担持体ベルトの外側面と該外側当接部材との間に転写ニップを形成するニップ形成手段と、前記内側当接部材と前記外側当接部材との間に交流転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、を有する画像形成装置であって、前記外側当接部材に当接している前記像担持体ベルトの部分のうち前記内側当接部材には当接していない部分であるプレ転写ニップ部の記録シート搬送方向長さが、前記転写ニップの入口側の放電が発生しないように前記交流転写バイアスのピーク間電圧を設定可能である長さ範囲のうち、最も短い長さとなるように、構成されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an image forming apparatus having an image carrier belt, a nip forming means for sandwiching the image carrier belt between an inner contact member that contacts the inside of the image carrier belt and an outer contact member that contacts the outside of the image carrier belt, forming a transfer nip between the outer surface of the image carrier belt and the outer contact member, and a transfer bias applying means for applying an AC transfer bias between the inner contact member and the outer contact member, characterized in that the length in the recording sheet conveyance direction of the pre-transfer nip portion, which is the portion of the image carrier belt that contacts the outer contact member but does not contact the inner contact member, is configured to be the shortest length within the length range in which the peak-to-peak voltage of the AC transfer bias can be set so that no discharge occurs on the entrance side of the transfer nip.
本発明によれば、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、より大きな転写率を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a higher transfer rate while simultaneously suppressing image disturbance caused by discharge at the entrance of the transfer nip and improving the transfer rate.
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のカラープリンタ(以下、「プリンタ」という)に適用した一実施形態について説明する。
本実施形態において、符号Y、M、C、Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応した構成部材に付す添え字であり、適宜省略する場合がある。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color printer (hereinafter, simply referred to as the "printer") as an image forming apparatus will be described.
In this embodiment, the symbols Y, M, C, and K are suffixes given to components corresponding to yellow, magenta, cyan, and black, and may be omitted as appropriate.
本実施形態に係るプリンタ100の基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタ100を示す概略構成図である。
本プリンタ100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を形成するための4つの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kを備える。また、プリンタ100は、転写装置としての転写ユニット30、記録シートPを収納するカセット60、定着装置90、制御部300を備えている。
The basic configuration of the
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
This
4つの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、現像剤として、互いに異なる色のY、M、C、Kのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。つまり、4つの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、プリンタ本体100Aに対して着脱自在に設けられていて、交換可能とされている。
The four
図2は、4つの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kのうちの一つの拡大概略構成図である。
4つの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、使用するトナーの色が異なる以外は、同様の構成を備えている。このため、図2では、使用するトナーの色を示す添え字Y、M、C、Kは省略している。
FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of one of the four
The four
画像形成ユニット1は、潜像担持体であるドラム状の感光体2、ドラムクリーニング装置3、除電装置、帯電装置6、現像装置8等を備えている。画像形成ユニット1は、これら複数の装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体100Aに対して一体的に脱着可能なプロセスカートリッジを構成し、ユニット単位で交換可能とされている。
The
感光体2は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状のものであって、モータ等の駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。帯電装置6は、帯電バイアスが印加される帯電部材となる帯電ローラ7を感光体2に接触あるいは近接させながら、帯電ローラ7と感光体2との間に放電を発生させることで、感光体2の表面を一様帯電させている。帯電ローラ等の帯電部材を感光体2に接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。
The
帯電ローラ7で一様帯電された感光体2の表面は、光書込ユニット101から発せられるレーザー光などの露光光によって光走査されて各色用の静電潜像を担持する。この静電潜像は、各色のトナーを用いる現像装置8によって現像されて各色の像としてのトナー像になる。感光体2のトナー像は、像担持体ベルトとしての中間転写ベルト31の外周面(外側面)31a上に一次転写される。
The surface of the
ドラムクリーニング装置3は、一次転写ニップを通過した後の感光体2の表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置3は、回転駆動されるクリーニングブラシローラ4、感光体2に当接するクリーニングブレード5などを有している。ドラムクリーニング装置3は、クリーニングブラシローラ4で転写残トナーを感光体2の表面から掻き取り、クリーニングブレード5で転写残トナーを感光体2の表面から掻き落としてクリーニングする。除電装置は、ドラムクリーニング装置3によってクリーニングされた後の感光体2の残留電荷を除電する周知のものである。感光体2の表面は、この除電によって初期化されて次の画像形成に備えられる。
The
現像装置8は、現像剤担持体となる現像ローラ9を内包する現像部12と、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部13とを有している。現像剤搬送部13は、第一スクリュー部材10を収容する第一搬送室と、第二スクリュー部材11を収容する第二搬送室とを有している。第一スクリュー部材10及び第二スクリュー部材11は、現像装置8のケースなどに回転自在に支持されていて、回転駆動されることで、現像剤を循環させながら搬送して現像ローラ9に現像剤を供給している。
The developing device 8 has a developing
図1に示すように、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの上方には、潜像書込手段としての光書込ユニット101が配設されている。この光書込ユニット101は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データに基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体2Y,2M,2C,2Kを光走査する。この光走査により、感光体2Y,2M,2C,2K上には、Y、M、C、K用の静電潜像がそれぞれ形成される。
As shown in FIG. 1, an
画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの下方には、中間転写ベルト31を張架しながら図中時計回り方向に無端移動させる転写装置としての転写ユニット30が配設されている。中間転写ベルト31の回転移動方向をベルト移動方向aとする。転写ユニット30は、中間転写ベルト31のほかに、駆動ローラ32、内側当接部材としての二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34と、4つの一次転写ローラ35Y,35M,35C,35Kと、押し下げ部材としての転写前ローラ37とを備えている。転写ユニット30は、プリンタ本体100Aに対してユニットごと着脱自在(交換可能)とされている。
中間転写ベルト31は、その内周面(内側面)側に配設された駆動ローラ32、二次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34、4つの一次転写ローラ35Y,35M,35C,35K及び転写前ローラ37に巻き掛けられて支持され張架されている。そして、駆動モータなどの駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ32の回転力により、同方向に無端移動して搬送される。
The
本実施形態において、中間転写ベルト31は、図3(a)に示すように、少なくとも基層310、弾性層311、表面のコート層312の複数の層が積層された弾性を有する中間転写体である。あるいは、中間転写ベルト31として、図3(b)に示すように、基層310、弾性層311を積層するとともに、弾性層311に多数の粒子313が分散されているものであってもよい。粒子313は自らの一部を弾性層311の表面から突出させた状態で、図3(c)に示すように、ベルト面方向に密集して並んでいる。それら複数の粒子313により、複数の凹凸がベルト面となる外周面31aに形成されている。基層310は、ある程度の屈曲性を有し且つ剛性の高い材料からなる無端ベルト状の部材である。弾性層311は、基層310の外周面上に積層された柔軟性に優れた弾性材料から構成されている。
In this embodiment, the
4つの一次転写ローラ35Y,35M,35C,35Kは、無端移動される中間転写ベルト31を感光体2Y,2M,2C,2Kとの間に挟み込んでいて、中間転写ベルト31の外周面31aと感光体2Y,2M,2C,2Kとが当接するY、M、C、K用の一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ35Y,35M,35C,35Kには、周知の転写バイアス電源よりそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体2Y,2M,2C,2K上のY、M、C、Kのトナー像と、一次転写ローラ35Y,35M,35C,35Kとの間に転写電界が形成される。
The four
イエロー用の感光体2Yの表面に形成されたYトナー像は、イエロー用の感光体2Yの回転に伴ってイエロー用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、イエロー用感光体2Y上から中間転写ベルト31上に一次転写される。このようにしてYトナー像が一次転写された中間転写ベルト31は、その後、M、C、K用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体2M,2C,2K上のM、C、Kトナー像が、Yトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト31上には4色重ね合わせトナー像が形成される。一次転写部材として、一次転写ローラ35Y,35M,35C,35Kに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。
The Y toner image formed on the surface of the
なお、ここまでの画像形成工程では、4色フルカラー画像を形成することを前提として説明した。しかしながら、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れかの単色トナー像、あるいは前記カラーの内の少なくとも2色のトナーを用いたトナー像を形成して中間転写ベルト31に転写することも可能である。
The image forming process described so far has been described on the assumption that a four-color full-color image is formed. However, it is also possible to form a single-color toner image of any of yellow, magenta, cyan, and black, or a toner image using toner of at least two of the above colors, and transfer it to the
中間転写ベルト31の外周面側の周囲は、転写部材としての二次転写ベルト404を備えたベルト方式の二次転写ユニット41が配置されている。二次転写ベルト404は、3つの回転体としてローラ401,402,403と二次転写ローラ36とに張架されている。二次転写ユニット41は、内側当接部材である二次転写裏面ローラ33と外側当接部材である二次転写ベルト404との間に中間転写ベルト31を挟み込み、中間転写ベルト31の外周面31aと二次転写ベルト404の外周面とが当接する転写ニップとしての二次転写ニップNを形成している。
A belt-type
本実施形態では、二次転写裏面ローラ33に転写バイアス印加手段としての電源39が接続され、二次転写裏面ローラ33と二次転写ベルト404(二次転写ローラ36に巻き付いた部分)との間に二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写裏面ローラ33と二次転写ベルト404との間に、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ33側から二次転写ベルト404側に向けて移動させる二次転写電界が形成される。なお、本実施形態において、電源39から出力される二次転写バイアスは、定電流制御を用いている。なお、電源39から出力される二次転写バイアスは、定電圧制御を用いてもよい。
In this embodiment, a
二次転写ローラ36は、二次転写ベルト404とともに、中間転写ベルト31の外周面31aのトナー像を記録シートPに対して二次転写させるものである。二次転写ローラ36は、二次転写ベルト404の内周面に当接していて、二次転写裏面ローラ33と対向配置されている。二次転写ローラ36は、二次転写裏面ローラ33との間に中間転写ベルト31と二次転写ベルト404を挟み込んでいる。二次転写ローラ36は、二次転写ベルト404に対して付勢され、中間転写ベルト31と二次転写ベルト404の間に二次転写ニップNを形成している。
The
二次転写ベルト404としては、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの樹脂材質のベルト部材を選択して用いることができる。二次転写ベルト404としては、これら材質ではなく、弾性材質のベルト部材を用いても良い。本実施形態では、厚みが80μmのポリイミド樹脂製のベルト(PIベルト)を用いている。
The
ローラ401は、静電吸着力によって二次転写ベルト404上に貼り付いた記録シートPを、ローラ401の曲率分離によって二次転写ベルト404上から剥離させるものである。ローラ403は、付勢手段としてのテンションバネ406によって二次転写ベルト404を内側から外側に付勢していてテンションローラを構成している。ローラ403と対向する二次転写ベルト404の外側には、クリーニング部材となるクリーニングブレード405が接触していて、二次転写ベルト404上に残留する紙粉やトナーを掻き取っている。つまり、ローラ403は、クリーニングブレード対向ローラとしても機能している。
The
二次転写ユニット41は、濃度検出手段としてのパターン検出センサ407がローラ402と対向する二次転写ベルト404の外側に配置されている。パターン検出センサ407は画像濃度調整に用いられるものである。
In the
本実施形態では、二次転写裏面ローラ33に電源39を接続する構成となっているが、二次転写ローラ36に電源39を接続する構成としてもよい。二次転写ローラ36に電源を接続する場合には、トナーとは逆極性の二次転写電圧を二次転写ローラ36に印加し、二次転写裏面ローラ33に電源を印加する場合には、トナーと同極性の二次転写電圧を二次転写裏面ローラ33に印加する。
In this embodiment, the
電源39により印加される二次転写バイアスは、直流成分である直流電流に交流成分である交流電流を重畳させた交流バイアスである。具体的には、電源39により印加される二次転写バイアスは、少なくとも中間転写ベルト31上のトナー像を記録シートPへ転写する際に、トナー像を中間転写ベルト31側から記録シートP側へ移動させる転写方向のバイアスと、転写方向のバイアスとは逆極性の戻し方向のバイアスとが交互に切り替わるものである。
The secondary transfer bias applied by the
二次転写ユニット41の下方には、各種用紙や樹脂シートなどの記録シートPを複数枚重ねた束の状態で収容しているカセット60が配設されている。このカセット60は、束の一番上の記録シートPにローラ60aを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録シートPをカセット60から二次転写ニップNの間に形成された搬送路65に向けて送り出す。搬送路65には、搬送ローラ対とレジストローラ対61と、下ガイド部材62が配設されている。このレジストローラ対61は、カセット60から送り出された記録シートPを二次転写ニップN内で中間転写ベルト31の外周面31a上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動して、記録シートPを二次転写ニップNに向けて送り出す。
Below the
中間転写ベルト31の外周面31aの4色重ね合わせトナー像は、二次転写ニップNにおいて、二次転写電界やニップ圧の作用により記録シートP上に二次転写され、記録シートPの白色と相まってフルカラートナー像となる。二次転写ニップNを通過した後の中間転写ベルト31には、記録シートPに転写されなかった転写残トナーが付着している。転写残トナーは、中間転写ベルト31の外周面31aに当接しているベルトクリーニング装置38によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト31のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ34は、ベルトクリーニング装置38によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。
The four-color superimposed toner image on the outer
二次転写ニップNよりも記録シート搬送方向bの下流側には、定着装置90が配設されている。定着装置90には、トナー像が二次転写された記録シートPが送り込まれる。送り込まれた記録シートPは、熱源を内部に備えた定着ローラ91と加圧ローラ92とが接触する定着ニップに挟まれ、加熱と加圧によって、フルカラートナー像中のトナーが軟化して定着される。定着後の記録シートPは、定着装置90内から排出されて機外へと排出される。
A fixing
このような構成において、二次転写ニップNの入口側では、電源39が接続された二次転写裏面ローラ33に巻き付けられている中間転写ベルト31の外周面31aと記録シートPとの間の空隙で放電(入口放電)が発生する。例えば、図4(a)に示すように、二次転写ローラ36を二次転写裏面ローラ33との対向する位置から記録シート搬送方向bの上流側(図中右方)にオフセットさせていない場合、二次転写ニップの入口側において中間転写ベルト31と記録シートPとの間に入口の空隙Sが形成され、この空隙Sで放電が発生し得る。
In this configuration, at the entrance side of the secondary transfer nip N, discharge (entrance discharge) occurs in the gap between the outer
一方、図4(b)に示すように、二次転写ローラ36を記録シート搬送方向bの上流側にオフセットさせると、二次転写ニップN中には、二次転写裏面ローラ33と二次転写ベルト404とに挟持されている中間転写ベルト31の部分である本ニップ部と、二次転写ベルト404には当接している中間転写ベルト部分のうち二次転写裏面ローラ33には当接していない部分であるプレ転写ニップ部とが形成される。プレ転写ニップ部が形成されることで、記録シートPは、本ニップ部に侵入する前に、中間転写ベルト31の外周面31aと接触することができる。これにより、中間転写ベルト31の外周面31aと記録シートPとの間に生じる空隙Sは、図4(a)の構成よりも、大きな二次転写バイアスが印加されることになる本ニップ部から遠ざかることになる。本ニップ部から遠ざかるほど空隙Sに加わるバイアス(電圧)が小さくなることから、空隙Sでの入口放電の発生が抑制される。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
入口放電は、二次転写裏面ローラ33への電圧や、中間転写ベルト31、二次転写裏面ローラ33、二次転写ローラ36及び二次転写ベルト404の電気抵抗値、材質、記録シートPの種類、搬送の状態などによって、発生のしやすさが異なる。特に、本実施形態のように中間転写ベルト31が弾性層を有する弾性ベルトである場合、入口放電が発生しやすい。そのため、本実施形態では、図4(b)に示すように、二次転写ローラ36を記録シート搬送方向bの上流側にオフセットさせた構成を採用している。
The likelihood of inlet discharge occurring varies depending on the voltage applied to the secondary transfer back
図5(a)は、二次転写ローラ36をオフセットさせていない構成を示す説明図である。
図5(b)は、矢印Zで示す記録シート搬送方向上流側へ二次転写ローラ36をオフセットさせた構成を示す説明図である。
図5(a)及び(b)のいずれの構成も、二次転写裏面ローラ33と二次転写ローラ36との中心間距離は同じであり、両ローラ33,36及び二次転写ベルト404の潰れ方が同じだと仮定した場合、二次転写ニップNは幾何学的に決まる。すなわち、図5(a)及び(b)のいずれの構成も、二次転写裏面ローラ33と二次転写ローラ36の2つのローラの間に挟まれている本ニップ部n1の領域の長さL1は同一である。そして、二次転写ローラ36をオフセットさせている構成は、図5(b)に示すように、本ニップ部n1の入口側(記録シート搬送方向上流側)において、中間転写ベルト31が二次転写ベルト404を介して二次転写ローラ36の外周面36aに沿って巻き付いた長さL2のプレ転写ニップ部n2が存在する。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing a configuration in which the
FIG. 5B is an explanatory diagram showing a configuration in which the
5A and 5B, the center distance between the secondary transfer back
なお、ここでは転写部材として二次転写ベルト404を用いているが、図6に示すように、転写部材として二次転写ローラ36を単独で用いるローラ転写方式の場合は、中間転写ベルト31が二次転写ローラ36の外周面36aにのみ直接巻き付いている長さL2がプレ転写ニップ部n2となる。
Note that here, the
本実施形態のようにプレ転写ニップ部n2が形成される構成において、図5(b)に示すように、記録シートPが本ニップ部n1に存在するときに限らず、プレ転写ニップ部n2に存在するときでも、記録シートPの裏面が二次転写ベルト404に接し、かつ、記録シートPの表面が中間転写ベルト31に接することになる。したがって、図5(a)に示すようにオフセットさせていない構成においては、二次転写ニップNの長さLは本ニップ部n1の長さL1となる一方、図5(b)に示すようにオフセットさせている構成においては、二次転写ニップNの長さLは、本ニップ部n1の長さL1+プレ転写ニップ部n2の長さL2となる。これにより、オフセットさせている構成では、オフセットさせていない構成と比較して、中間転写ベルト31上のトナーが二次転写ニップNを通過する時間が長くなり、トナーに流れ込む転写電流量が多くなる。その結果、トナーの過充電により弱帯電トナーや逆帯電トナーの量が増え、転写率が低下しやすい。
In the configuration in which the pre-transfer nip portion n2 is formed as in this embodiment, as shown in FIG. 5B, not only when the recording sheet P is in the main nip portion n1, but also when it is in the pre-transfer nip portion n2, the back surface of the recording sheet P contacts the
ここで、本実施形態のように二次転写バイアスとして交流バイアスを用いている場合、二次転写バイアス(交流転写バイアス)のピーク間電圧(ピークツウピーク電圧)Vppの値を大きくすることで、転写率を改善することができる。ただし、ピーク間電圧Vppの値を大きくするほど、二次転写ニップNの入口放電が発生しやすくなる。したがって、プレ転写ニップ部n2の長さL2と二次転写バイアスのピーク間電圧Vppとの組み合わせを調整することで、二次転写ニップNの入口放電による画像乱れの抑制と、転写率の改善とを両立することが可能である。 Here, when an AC bias is used as the secondary transfer bias as in this embodiment, the transfer rate can be improved by increasing the peak-to-peak voltage (peak-to-peak voltage) Vpp value of the secondary transfer bias (AC transfer bias). However, the higher the peak-to-peak voltage Vpp value, the more likely it is that an entrance discharge will occur at the secondary transfer nip N. Therefore, by adjusting the combination of the length L2 of the pre-transfer nip portion n2 and the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias, it is possible to both suppress image disturbance caused by entrance discharge at the secondary transfer nip N and improve the transfer rate.
表1は、記録シートPとして薄紙を用いた場合において、プレ転写ニップ部の長さ及び二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの組み合わせと、転写率との関係をまとめた実験結果を示す表である。
表2は、記録シートPとして厚紙を用いた場合において、プレ転写ニップ部の長さ及び二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの組み合わせと、転写率との関係をまとめた実験結果を示す表である。
Table 1 shows the experimental results of the relationship between the combination of the length of the pre-transfer nip portion and the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias and the transfer rate when thin paper is used as the recording sheet P.
Table 2 shows the experimental results of the relationship between the combination of the length of the pre-transfer nip portion and the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias and the transfer rate when thick paper is used as the recording sheet P.
前記実験は、薄紙と厚紙のそれぞれについて、プレ転写ニップ部及び二次転写バイアスのピーク間電圧Vppを変更させて、温度27℃で湿度80%の環境下、630mm/sのプロセス線速で、ブラックトナーのみを用いてハーフトーン画像を形成したときの転写率と二次転写ニップNの入口放電の発生を確認したものである。表1及び表2において、転写率の数値が入力されていない箇所は、二次転写ニップNの入口放電の発生が確認されたものである。したがって、表1及び表2において、転写率の数値が入力されていない箇所は、二次転写ニップNの入口放電が発生しない状態で、入力されている転写率が得られたことを示している。 The above experiment confirmed the transfer rate and the occurrence of entrance discharge at the secondary transfer nip N when a halftone image was formed using only black toner at a process linear speed of 630 mm/s in an environment with a temperature of 27°C and a humidity of 80% for each of thin paper and thick paper by changing the pre-transfer nip and the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias. In Tables 1 and 2, the places where a transfer rate value is not entered are places where the occurrence of entrance discharge at the secondary transfer nip N was confirmed. Therefore, the places in Tables 1 and 2 where a transfer rate value is not entered indicate that the entered transfer rate was obtained without the occurrence of entrance discharge at the secondary transfer nip N.
なお、表1及び表2において、ピーク間電圧Vppが0.0[kV]とされている実験結果は、交流成分のない二次転写バイアス(すなわち直流転写バイアス)を用いたものである。また、薄紙と厚紙との違いにより、本実験の二次転写バイアスは、薄紙については-110[μA]の定電流制御を用い、厚紙については-120[μA]の定電流制御を用いた。 In Tables 1 and 2, the experimental results in which the peak-to-peak voltage Vpp is 0.0 kV were obtained by using a secondary transfer bias without an AC component (i.e., a DC transfer bias). In addition, due to the difference between thin paper and thick paper, the secondary transfer bias in this experiment used a constant current control of -110 μA for thin paper and a constant current control of -120 μA for thick paper.
本実験結果を見ると、薄紙よりも厚紙の方がピーク間電圧Vppに対する入口放電の発生余裕度が高くなっている。また、入口放電を発生させずに、二次転写バイアスとして、直流転写バイアスではなく交流転写バイアスを用いることができるプレ転写ニップ部n2の長さL2は、薄紙で2mm以上、厚紙で1mm以上であることがわかる。 The results of this experiment show that thick paper has a higher margin for generating an entrance discharge relative to the peak-to-peak voltage Vpp than thin paper. In addition, it can be seen that the length L2 of the pre-transfer nip n2, which allows the use of an AC transfer bias instead of a DC transfer bias as the secondary transfer bias without generating an entrance discharge, is 2 mm or more for thin paper and 1 mm or more for thick paper.
また、本実験結果において、同じピーク間電圧Vppで比較すると、プレ転写ニップ部n2の長さL2が長いほど、転写率が下がっている。これは、プレ転写ニップ部n2が長くなるほど、トナーに流れ込む転写電流量が増え、トナーの過充電により弱帯電トナーや逆帯電トナーの量が増加した結果、転写率が下がったことを示している。 In addition, in the results of this experiment, when compared at the same peak-to-peak voltage Vpp, the longer the length L2 of the pre-transfer nip n2, the lower the transfer rate. This indicates that as the pre-transfer nip n2 becomes longer, the amount of transfer current flowing into the toner increases, and the amount of weakly charged toner and reversely charged toner increases due to toner overcharging, resulting in a lower transfer rate.
一方、本実験結果において、同じプレ転写ニップ部n2の長さで比較すると、ピーク間電圧Vppの値が大きいほど、転写率が上がっている。これは、ピーク間電圧Vppの値が大きいほど、いわゆる交流転写バイアスによる転写率改善効果が高まって、転写率が上がったことを示している。 On the other hand, in the results of this experiment, when comparing the length of the same pre-transfer nip portion n2, the transfer rate increases as the peak-to-peak voltage Vpp value increases. This indicates that the transfer rate increases as the peak-to-peak voltage Vpp value increases, and the transfer rate improves due to the so-called AC transfer bias.
本実験結果によれば、薄紙と厚紙のいずれについても、二次転写ニップNの入口放電が発生しない状態で高い転写率を得ようとする場合、プレ転写ニップ部n2の長さL2は2[mm]に設定する。このとき、薄紙時における二次転写バイアスはピーク間電圧Vppの値を1.0[kV]とし、厚紙時における二次転写バイアスはピーク間電圧Vppの値を4.0[kV]とする。 According to the results of this experiment, when trying to obtain a high transfer rate without generating an entrance discharge to the secondary transfer nip N for both thin paper and thick paper, the length L2 of the pre-transfer nip n2 is set to 2 [mm]. In this case, the secondary transfer bias for thin paper has a peak-to-peak voltage Vpp value of 1.0 [kV], and for thick paper, the secondary transfer bias for thick paper has a peak-to-peak voltage Vpp value of 4.0 [kV].
プレ転写ニップ部n2の長さL2とピーク間電圧Vppとの組み合わせを調整して、二次転写ニップNの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立させるうえでは、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲で、いかに転写率を高めるかが重要となる。二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲で転写率を高める方法としては、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲でピーク間電圧Vppの値をなるべく大きくする方法と、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲でプレ転写ニップ部n2の長さL2をなるべく短くする方法とが挙げられる。 In order to achieve both suppression of image disturbance caused by entrance discharge of the secondary transfer nip N and improvement of the transfer rate by adjusting the combination of the length L2 of the pre-transfer nip n2 and the peak-to-peak voltage Vpp, it is important to increase the transfer rate as much as possible without causing entrance discharge of the secondary transfer nip N. Methods for increasing the transfer rate without causing entrance discharge of the secondary transfer nip N include increasing the value of the peak-to-peak voltage Vpp as much as possible without causing entrance discharge of the secondary transfer nip N, and shortening the length L2 of the pre-transfer nip n2 as much as possible without causing entrance discharge of the secondary transfer nip N.
本発明者らは、上述した実験結果を踏まえ、ピーク間電圧Vppの値を大きくする方法よりも、プレ転写ニップ部n2の長さL2を短くする方法の方が、より大きな転写率が得られることを見出した。すなわち、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲で転写率を高める場合、ピーク間電圧Vppの値を大きくする方法よりも、プレ転写ニップ部n2の長さL2を短くする方法の方が、転写率改善効果が大きいということを見出したものである。 Based on the above-mentioned experimental results, the inventors have found that a greater transfer rate can be obtained by shortening the length L2 of the pre-transfer nip n2 than by increasing the value of the peak-to-peak voltage Vpp. In other words, when increasing the transfer rate within a range in which no inlet discharge occurs at the secondary transfer nip N, the inventors have found that the transfer rate is improved more effectively by shortening the length L2 of the pre-transfer nip n2 than by increasing the value of the peak-to-peak voltage Vpp.
本実施形態によれば、プレ転写ニップ部n2の長さL2が、二次転写ニップNの入口放電が発生しないように交流転写バイアスのピーク間電圧Vppを設定可能である長さ範囲(上述した実験結果より2.0[mm]以上5[mm]の範囲)のうち、最も短い長さ(上述した実験結果より2.0[mm])となるように構成される。これにより、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、より大きな転写率を得ることができる。 According to this embodiment, the length L2 of the pre-transfer nip n2 is configured to be the shortest length (2.0 mm according to the experimental results described above) within the length range (a range of 2.0 mm to 5 mm according to the experimental results described above) in which the peak-to-peak voltage Vpp of the AC transfer bias can be set so that no discharge occurs at the entrance of the secondary transfer nip N. This makes it possible to obtain a higher transfer rate while simultaneously suppressing image disturbance caused by discharge at the entrance of the transfer nip and improving the transfer rate.
なお、上述した実験結果は、本実施形態の構成においてのものであり、各種ベルトの膜厚や電気抵抗値、各種ローラ径、電気抵抗値や硬度、プロセス線速などの要因によって、具体的なプレ転写ニップ部の長さ、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの値、転写率の値が変わってくる。そのため、最適なプレ転写ニップ部の長さは、画像形成装置の装置構成によって変わってくる。ただし、上述したように、プレ転写ニップ部n2の長さL2が、二次転写ニップNの入口放電が発生しないように交流転写バイアスのピーク間電圧Vppを設定可能である長さ範囲のうち、最も短い長さとなるように構成すれば、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、より大きな転写率を得ることができる。 The above experimental results are for the configuration of this embodiment, and the specific length of the pre-transfer nip, the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias, and the transfer rate will vary depending on factors such as the film thickness and electrical resistance of various belts, the diameter of various rollers, the electrical resistance and hardness, and the process linear speed. Therefore, the optimal length of the pre-transfer nip will vary depending on the configuration of the image forming apparatus. However, as described above, if the length L2 of the pre-transfer nip n2 is configured to be the shortest length within the length range in which the peak-to-peak voltage Vpp of the AC transfer bias can be set so that no entrance discharge occurs at the secondary transfer nip N, a larger transfer rate can be obtained while simultaneously suppressing image disturbance due to entrance discharge at the transfer nip and improving the transfer rate.
例えば、以下の表3は、別の装置構成における実験結果を示す表である。
この表3でも、プレ転写ニップ部n2の長さL2が、二次転写ニップNの入口放電が発生しないように交流転写バイアスのピーク間電圧Vppを設定可能である長さ範囲(表3より、6[mm]以上10[mm]の範囲)のうち、最も短い長さ(表3より、6[mm])となるように構成すれば、最も大きな転写率(表3より、90[%])を得ることができる。
For example, Table 3 below shows experimental results for different device configurations.
In this Table 3, too, if the length L2 of the pre-transfer nip portion n2 is configured to be the shortest length (6 mm, as seen in Table 3) within the length range (a range of 6 mm or more and 10 mm, as seen in Table 3) in which the peak-to-peak voltage Vpp of the AC transfer bias can be set so that no entrance discharge occurs at the secondary transfer nip N, then the highest transfer rate (90% as seen in Table 3) can be obtained.
また、最適なプレ転写ニップ部の長さに設定された場合でも、表1及び表2に示した実験結果からもわかるとおり、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適な値は、使用される記録シートPの種類によって変わってくる。すなわち、上述した実験結果によれば、プレ転写ニップ部n2の長さL2を最適な2[mm]とした構成において、薄紙時における二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適値は1.0[kV]であり、厚紙時における二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適値は4.0[kV]である。したがって、記録シートPの種類に応じて、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppを適切な値に変更することで、各種類の記録シートPに対し、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲で、より大きな転写率を得ることができる。 Even when the length of the pre-transfer nip is set to the optimum length, as can be seen from the experimental results shown in Tables 1 and 2, the optimum value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias varies depending on the type of recording sheet P used. That is, according to the experimental results described above, in a configuration in which the length L2 of the pre-transfer nip n2 is set to the optimum 2 [mm], the optimum value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias for thin paper is 1.0 [kV], and the optimum value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias for thick paper is 4.0 [kV]. Therefore, by changing the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias to an appropriate value according to the type of recording sheet P, a higher transfer rate can be obtained for each type of recording sheet P within the range in which no discharge occurs at the entrance of the secondary transfer nip N.
なお、記録シートPの種類を判別する判別手段としては、特に限定されることはなく、公知のものを使用することができる。例えば、ユーザーの指示操作により入力された入力情報に基づいて記録シートPの種類を判別する手段であってもよい。また、例えば、カセット60内に設置される用紙判別センサを判別手段として用いてもよい。
The discrimination means for discriminating the type of recording sheet P is not particularly limited, and any known means can be used. For example, it may be a means for discriminating the type of recording sheet P based on input information input by a user's instruction operation. Also, for example, a paper discrimination sensor installed in the
また、最適なプレ転写ニップ部の長さに設定された場合でも、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適な値は、画像形成装置の使用環境(温度や湿度)などによっても、各部の電気抵抗値が変動するため、変わってくる。図7は、使用環境の違いによる入口放電の発生状況を示す表である。なお、図7は、温度27℃で湿度80%の第一使用環境と、温度19℃で湿度40%の第二使用環境のそれぞれにおいて、二次転写ニップNの入口放電の発生が確認されたものを示している。図7において、第一使用環境で入口放電の発生が確認された場合を右上斜線で示し、第二使用環境で入口放電の発生が確認された場合を左上斜線で示す。両使用環境で入口放電の発生が確認された場合には、右上斜線と左上斜線とを重ねて示してある。 Even when the length of the pre-transfer nip is set to the optimum, the optimum value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias changes because the electrical resistance value of each part varies depending on the usage environment (temperature and humidity) of the image forming apparatus. FIG. 7 is a table showing the occurrence of inlet discharge due to differences in usage environment. Note that FIG. 7 shows the occurrence of inlet discharge of the secondary transfer nip N confirmed in each of the first usage environment with a temperature of 27° C. and a humidity of 80% and the second usage environment with a temperature of 19° C. and a humidity of 40%. In FIG. 7, the case where the occurrence of inlet discharge was confirmed in the first usage environment is indicated by the upper right diagonal line, and the case where the occurrence of inlet discharge was confirmed in the second usage environment is indicated by the upper left diagonal line. When the occurrence of inlet discharge was confirmed in both usage environments, the upper right diagonal line and the upper left diagonal line are overlapped.
図7によれば、プレ転写ニップ部n2の長さL2を最適な2[mm]とした構成において、第一使用環境における二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適値は、設定可能なピーク間電圧Vppの範囲(1.0[kV]以上4.0[kV]以下の範囲)のうちの最も大きい値である4.0[kV]である。しかしながら、第二使用環境になると、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppが4.0[kV]であると、二次転写ニップNの入口放電が発生してしまうので、第一使用環境における二次転写バイアスのピーク間電圧Vppの最適値は、1.0[kV]である。したがって、使用環境に応じて、二次転写バイアスのピーク間電圧Vppを適切な値に変更することで、各使用環境において、二次転写ニップNの入口放電が発生しない範囲で、より大きな転写率を得ることができる。 According to FIG. 7, in a configuration in which the length L2 of the pre-transfer nip n2 is optimally set to 2 [mm], the optimal value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias in the first usage environment is 4.0 [kV], which is the largest value in the range of the settable peak-to-peak voltage Vpp (range of 1.0 [kV] or more and 4.0 [kV] or less). However, in the second usage environment, if the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias is 4.0 [kV], an entrance discharge of the secondary transfer nip N occurs, so the optimal value of the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias in the first usage environment is 1.0 [kV]. Therefore, by changing the peak-to-peak voltage Vpp of the secondary transfer bias to an appropriate value according to the usage environment, a higher transfer rate can be obtained in each usage environment within the range in which an entrance discharge of the secondary transfer nip N does not occur.
なお、使用環境を検知する手段としては、温度及び湿度のうちの少なくとも一方を検知する検知手段を用いることができる。使用環境ごとのピーク間電圧Vppの設定値については、温度や湿度の検知情報から、ピーク間電圧Vppの設定値を算出する算出式に従って決定してもよいし、温度や湿度の区分を設け、区分ごとに割り当てられたピーク間電圧Vppの設定値から選択して決定してもよい。 As a means for detecting the usage environment, a detection means for detecting at least one of temperature and humidity can be used. The set value of the peak-to-peak voltage Vpp for each usage environment may be determined according to a calculation formula that calculates the set value of the peak-to-peak voltage Vpp from the detected information of temperature and humidity, or it may be determined by providing categories of temperature and humidity and selecting from the set values of the peak-to-peak voltage Vpp assigned to each category.
本実施形態では、中間転写ベルト31から記録シートPへ画像を転写する装置(いわゆる中間転写方式の画像形成装置)を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、感光体ベルト等の像担持体ベルトから記録シートPへ画像を直接転写する装置(いわゆる直接転写方式の画像形成装置)にも本発明は適用することができる。また、転写部は、転写ニップを形成しない方式の転写装置(チャージャ方式の転写チャージャ)を用いてもよい。
In this embodiment, an apparatus that transfers an image from the
本実施形態では、画像形成装置として、転写部(二次転写ニップN)で記録シートPを水平方向に搬送するものを用いて説明したが、転写部で記録シートPを上方、下方、斜め上方向あるいは斜め下方向などへ搬送する構成の画像形成装置に本発明は適用することもできる。 In this embodiment, an image forming device has been described in which the recording sheet P is transported horizontally in the transfer section (secondary transfer nip N), but the present invention can also be applied to image forming devices configured to transport the recording sheet P upward, downward, diagonally upward, or diagonally downward in the transfer section.
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、画像形成装置としては、プリンタではなく、複写機、ファクシミリ単体、あるいは、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも2つの機能を備えた複合機であってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the spirit of the present invention described in the claims, unless otherwise specifically limited in the above description.
For example, the image forming apparatus may not be a printer, but may be a single copy machine or facsimile, or a multifunction machine having at least two of the functions of a copy machine, printer, facsimile, and scanner.
The effects described in the embodiments of the present invention are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention.
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
[第1態様]
第1態様は、像担持体ベルト(例えば中間転写ベルト31)と、前記像担持体ベルトの内側に当接する内側当接部材(例えば二次転写裏面ローラ33)と該像担持体ベルトの外側に当接する外側当接部材(例えば二次転写ベルト404)とで前記像担持体ベルトを挟持し、該像担持体ベルトの外側面(例えば外周面31a)と該外側当接部材との間に転写ニップ(例えば二次転写ニップN)を形成するニップ形成手段(例えば転写ユニット30及び二次転写ユニット41)と、前記内側当接部材と前記外側当接部材との間に交流転写バイアス(例えば二次転写バイアス)を印加する転写バイアス印加手段(例えば電源39)と、を有する画像形成装置(例えばプリンタ100)であって、前記外側当接部材に当接している前記像担持体ベルトの部分のうち前記内側当接部材には当接していない部分であるプレ転写ニップ部n2の記録シート搬送方向長さL2が、前記転写ニップの入口側の放電が発生しないように前記交流転写バイアスのピーク間電圧Vppを設定可能である長さ範囲のうち、最も短い長さとなるように、構成されていることを特徴とするものである。
従来の画像形成装置では、転写ニップの入口側で発生する入口放電による画像乱れを抑制するため、外側当接部材に当接している像担持体ベルト部分のうち内側当接部材には当接していない部分すなわちプレ転写ニップ部を形成するものがある。プレ転写ニップ部の記録シート搬送方向長さ(以下、単に「長さ」という。)を長くするほど、転写ニップ中心(内側当接部材と外側当接部材との最近接位置)と転写ニップ入口端との距離が長くなる。したがって、転写ニップの入口側における像担持体ベルトと記録シートとの間に生じる空隙が、転写ニップ中心から遠ざかることになる。転写ニップのシート搬送方向範囲の中で転写ニップ中心に最も高い電圧が加わり、転写ニップ中心から遠ざかるほど加わる電圧が下がることから、プレ転写ニップ部の長さを長くすれば、当該空隙に加わる電圧が小さくなり、当該空隙で発生する放電(入口放電)の発生が抑制される。
ただし、プレ転写ニップ部の長さが長いほど、像担持体ベルト上のトナーがプレ転写ニップ部を通過する時間が長くなるので、トナーに流れ込む転写電流量が多くなり、トナーの過充電により弱帯電トナーや逆帯電トナーの量が増え、転写率が低下する。
一方、内側当接部材と外側当接部材との間に印加する交流転写バイアスのピーク間電圧Vppの値を大きくすることで、転写率を改善することができる。ただし、ピーク間電圧Vppの値を大きくすると、転写ニップの入口側の放電(入口放電)が発生しやすくなる。
したがって、プレ転写ニップ部の長さとピーク間電圧Vppの値との組み合わせを調整することで、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立することが可能である。
この両立を図るうえでは、転写ニップの入口放電が発生しない範囲で、いかに転写率を高めるかが重要となる。転写ニップの入口放電が発生しない範囲で転写率を高める方法としては、転写ニップの入口放電が発生しない範囲でプレ転写ニップ部の長さを調整しながらピーク間電圧Vppの値をなるべく大きくする方法と、転写ニップの入口放電が発生しない範囲でピーク間電圧Vppの値を調整しながらプレ転写ニップ部の長さをなるべく短くする方法とが挙げられる。そして、本発明者らの研究の結果、前者の方法よりも、後者の方法の方が、転写ニップの入口放電が発生しない範囲で得られる最大転写率を大きくすることができることを見出した。
そこで、本態様においては、プレ転写ニップ部の長さが、転写ニップの入口放電が発生しないように交流転写バイアスのピーク間電圧を設定可能である長さ範囲のうち、最も短い長さとなるように構成される。これにより、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、より大きな転写率を得ることが可能となる。
The above description is merely an example, and each of the following aspects provides unique effects.
[First aspect]
The first aspect is a nip forming means (e.g.,
In a conventional image forming apparatus, in order to suppress image disturbance caused by entrance discharge occurring at the entrance side of the transfer nip, some of the image carrier belt portions that are in contact with the outer contact member but are not in contact with the inner contact member, i.e., a pre-transfer nip portion, are formed. The longer the length of the pre-transfer nip portion in the recording sheet conveying direction (hereinafter simply referred to as "length"), the longer the distance between the transfer nip center (the closest position between the inner contact member and the outer contact member) and the transfer nip entrance end. Therefore, the gap generated between the image carrier belt and the recording sheet at the entrance side of the transfer nip is moved away from the transfer nip center. Since the highest voltage is applied to the transfer nip center within the sheet conveying direction range of the transfer nip, and the voltage applied decreases as it moves away from the transfer nip center, if the length of the pre-transfer nip portion is increased, the voltage applied to the gap is reduced, and the occurrence of discharge (entrance discharge) occurring in the gap is suppressed.
However, the longer the length of the pre-transfer nip portion, the longer the time that the toner on the image carrier belt takes to pass through the pre-transfer nip portion, and therefore the amount of transfer current flowing into the toner increases, causing the toner to become overcharged, increasing the amount of weakly charged toner and reversely charged toner, and reducing the transfer rate.
On the other hand, the transfer rate can be improved by increasing the peak-to-peak voltage Vpp of the AC transfer bias applied between the inner contact member and the outer contact member, but increasing the peak-to-peak voltage Vpp makes it easier for discharge to occur on the entrance side of the transfer nip (entrance discharge).
Therefore, by adjusting the combination of the length of the pre-transfer nip and the value of the peak-to-peak voltage Vpp, it is possible to both suppress image disturbance caused by discharge at the entrance of the transfer nip and improve the transfer rate.
In order to achieve both, it is important to increase the transfer rate within a range where no inlet discharge occurs at the transfer nip. Methods for increasing the transfer rate within a range where no inlet discharge occurs at the transfer nip include a method of increasing the value of the peak-to-peak voltage Vpp as much as possible while adjusting the length of the pre-transfer nip portion within a range where no inlet discharge occurs at the transfer nip, and a method of shortening the length of the pre-transfer nip portion as much as possible while adjusting the value of the peak-to-peak voltage Vpp within a range where no inlet discharge occurs at the transfer nip. As a result of research by the present inventors, it was found that the latter method can increase the maximum transfer rate obtained within a range where no inlet discharge occurs at the transfer nip compared to the former method.
Therefore, in this embodiment, the length of the pre-transfer nip is set to the shortest length within the range of lengths in which the peak-to-peak voltage of the AC transfer bias can be set so that no discharge occurs at the entrance of the transfer nip, thereby making it possible to obtain a higher transfer rate while simultaneously suppressing image disturbance caused by discharge at the entrance of the transfer nip and improving the transfer rate.
[第2態様]
第2態様は、第1態様において、前記転写バイアス印加手段は、前記転写ニップの入口側の放電を発生させない範囲で最も大きなピーク間電圧の交流転写バイアスを印加することを特徴とするものである。
交流転写バイアスのピーク間電圧を大きくするほど、交流転写バイアスによる転写率改善効果が高まる。よって、本態様によれば、転写ニップの入口放電による画像乱れの抑制と転写率の改善とを両立する中で、より大きな転写率を得ることができる。
[Second aspect]
In a second aspect, in the first aspect, the transfer bias application means applies an AC transfer bias having a maximum peak-to-peak voltage within a range that does not cause discharge on the entrance side of the transfer nip.
The higher the peak-to-peak voltage of the AC transfer bias, the greater the effect of improving the transfer rate due to the AC transfer bias. Therefore, according to this embodiment, a larger transfer rate can be obtained while simultaneously suppressing image disturbance due to discharge at the entrance of the transfer nip and improving the transfer rate.
[第3態様]
第3態様は、第1又は第2態様において、前記記録シートの種類を判別する判別手段を有し、前記転写バイアス印加手段は、前記判別手段の判別結果に応じて、印加する交流転写バイアスのピーク間電圧値を変更することを特徴とするものである。
これによれば、各種類の記録シートに対し、転写ニップの入口放電が発生しない範囲で、より大きな転写率を得ることができる。
[Third aspect]
A third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, it has a discrimination means for discriminating the type of the recording sheet, and the transfer bias application means changes the peak-to-peak voltage value of the AC transfer bias to be applied depending on the discrimination result of the discrimination means.
According to this, a larger transfer rate can be obtained for each type of recording sheet within a range in which no discharge occurs at the entrance of the transfer nip.
[第4態様]
第4態様は、第1乃至第3態様のいずれかにおいて、温度及び湿度のうちの少なくとも一方を検知する検知手段を有し、前記転写バイアス印加手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、印加する交流転写バイアスのピーク間電圧値を変更することを特徴とするものである。
これによれば、温度や湿度が変動しても、転写ニップの入口放電が発生しない範囲で、より大きな転写率を得ることができる。
[Fourth aspect]
A fourth aspect is characterized in that, in any of the first to third aspects, the transfer bias applying means has a detection means for detecting at least one of temperature and humidity, and changes the peak-to-peak voltage value of the AC transfer bias applied in accordance with the detection result of the detection means.
According to this, even if the temperature and humidity fluctuate, a larger transfer rate can be obtained within a range in which no discharge occurs at the entrance of the transfer nip.
[第5態様]
第5態様は、第1乃至第4態様のいずれかにおいて、前記像担持体ベルトは、基層の上に弾性層が積層された複数層構造であることを特徴とするものである。
このような複数層の像担持体ベルトは、転写ニップの入口放電が発生しやすいので、転写ニップの入口放電が発生しない範囲で、より大きな転写率を得ることという効果が有益である。
[Fifth aspect]
A fifth aspect is the image carrier belt according to any one of the first to fourth aspects, characterized in that the image carrier belt has a multi-layer structure in which an elastic layer is laminated on a base layer.
Since such a multi-layer image carrier belt is prone to generating discharge at the entrance of the transfer nip, it is beneficial to obtain a higher transfer rate within a range where no discharge at the entrance of the transfer nip occurs.
1 :画像形成ユニット
2 :感光体
30 :転写ユニット
31 :中間転写ベルト
33 :二次転写裏面ローラ
35 :一次転写ローラ
36 :二次転写ローラ
39 :電源
41 :二次転写ユニット
60 :カセット
90 :定着装置
100 :プリンタ
101 :光書込ユニット
300 :制御部
404 :二次転写ベルト
N :二次転写ニップ
n1 :本ニップ部
n2 :プレ転写ニップ部
P :記録シート
S :空隙
a :ベルト移動方向
b :記録シート搬送方向
1: image forming unit 2: photoconductor 30: transfer unit 31: intermediate transfer belt 33: secondary transfer back roller 35: primary transfer roller 36: secondary transfer roller 39: power supply 41: secondary transfer unit 60: cassette 90: fixing device 100: printer 101: optical writing unit 300: control unit 404: secondary transfer belt N: secondary transfer nip n1: main nip n2: pre-transfer nip P: recording sheet S: gap a: belt movement direction b: recording sheet transport direction
Claims (5)
前記像担持体ベルトの内側に当接する内側当接部材と該像担持体ベルトの外側に当接する外側当接部材とで前記像担持体ベルトを挟持し、該像担持体ベルトの外側面と該外側当接部材との間に転写ニップを形成するニップ形成手段と、
前記内側当接部材と前記外側当接部材との間に交流転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、を有する画像形成装置であって、
前記外側当接部材に当接している前記像担持体ベルトの部分のうち前記内側当接部材には当接していない部分であるプレ転写ニップ部の記録シート搬送方向長さが、前記転写ニップの入口側の放電が発生しないように前記交流転写バイアスのピーク間電圧を設定可能である長さ範囲のうち、最も短い長さとなるように、構成されていることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier belt;
a nip forming means for sandwiching the image carrier belt between an inner contact member that contacts the inner side of the image carrier belt and an outer contact member that contacts the outer side of the image carrier belt, and forming a transfer nip between the outer surface of the image carrier belt and the outer contact member;
a transfer bias applying unit that applies an AC transfer bias between the inner contact member and the outer contact member,
An image forming apparatus characterized in that the length in the recording sheet transport direction of a pre-transfer nip portion, which is a portion of the image carrier belt that is in contact with the outer abutment member but not in contact with the inner abutment member, is configured to be the shortest length within a range of lengths in which the peak-to-peak voltage of the AC transfer bias can be set so that discharge does not occur on the entrance side of the transfer nip.
前記転写バイアス印加手段は、前記転写ニップの入口側の放電を発生させない範囲で最も大きなピーク間電圧の交流転写バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to the present invention, wherein the transfer bias applying means applies an AC transfer bias having a maximum peak-to-peak voltage within a range that does not cause discharge on the entrance side of the transfer nip.
前記記録シートの種類を判別する判別手段を有し、
前記転写バイアス印加手段は、前記判別手段の判別結果に応じて、印加する交流転写バイアスのピーク間電圧値を変更することを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1,
A discrimination means for discriminating the type of the recording sheet,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer bias application means changes a peak-to-peak voltage value of the applied AC transfer bias in response to the determination result of the determination means.
温度及び湿度のうちの少なくとも一方を検知する検知手段を有し、
前記転写バイアス印加手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、印加する交流転写バイアスのピーク間電圧値を変更することを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1,
A detection means for detecting at least one of temperature and humidity,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer bias application means changes a peak-to-peak voltage value of the applied AC transfer bias in response to a detection result of the detection means.
前記像担持体ベルトは、基層の上に弾性層が積層された複数層構造であることを特徴とする画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus is characterized in that the image carrier belt has a multi-layer structure in which an elastic layer is laminated on a base layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2022163689A JP2024057158A (en) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | Image forming device |
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2022
- 2022-10-12 JP JP2022163689A patent/JP2024057158A/en active Pending
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