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KR20120081638A - 화상 형성 장치 - Google Patents

화상 형성 장치 Download PDF

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KR20120081638A
KR20120081638A KR1020127016969A KR20127016969A KR20120081638A KR 20120081638 A KR20120081638 A KR 20120081638A KR 1020127016969 A KR1020127016969 A KR 1020127016969A KR 20127016969 A KR20127016969 A KR 20127016969A KR 20120081638 A KR20120081638 A KR 20120081638A
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마사루 시무라
시게루 호아시
겐지 가나리
세이지 사이또
다까시 시마다
다까아끼 아까마쯔
미찌오 우찌다
겐 나까가와
다까미쯔 소다
슈우이찌 데쯔노
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

화상 형성 장치는 토너상을 담지하는 상 담지체와, 토너상을 반송하는 벨트와, 벨트와 마찰하는 전사 장치를 갖고, 상기 전사 장치의 상기 벨트에 접촉하는 면은, 선 형상의 오목부 또는 선 형상 볼록부를 갖는다. 본 발명의 화상 형성 장치는 벨트와 벨트에 마찰하는 전사 장치와의 마찰력이 높아지는 것을 억제하여, 토너상을 반송하는 벨트에 대하여 전사 부재가 안정되게 접촉함으로써, 전사 장치와의 마찰에 의해 벨트의 구동 토크가 상승하는 것을 억제하여, 화상 불량이 발생하는 것을 억제하는 것이다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 상 담지체로부터 벨트를 향해 토너상을 전사하는 전사 장치를 구비한 화상 형성 장치에 관한 것으로, 특히 전사 장치가 벨트와 마찰하는 장치에 관한 것이다.
종래부터, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 있어서는, 상 담지체인 감광 드럼이 담지하는 토너상을 토너의 대전 극성과 역극성의 전압이 인가된 전사 장치에 의해 중간 전사 벨트에 대하여 정전적으로 전사시키는 구성이 알려져 있다. 혹은 기록재 담지 벨트에 담지되어 있는 기록재에 대하여 정전적으로 전사시키는 구성이 알려져 있다. 전사 장치로서는, 고압 전원 회로에 접속되고, 벨트를 통하여 감광 드럼의 대향 위치에 배치되는 전사 롤러 등의 벨트와 함께 회전하는 전사 장치가 있다.
도 16에 벨트를 사이에 두고 대향하고 있는 감광 드럼과 전사 롤러의 닙 구성의 일례를 도시한다. 전사 장치로서 전사 롤러를 사용하면, 벨트와 전사 롤러의 벨트 이동 방향에 있어서의 접촉 영역(소위, 전사 닙)의 폭이, 전사 롤러가 회전하고 있는 영향에 의해 변화하는 경우가 있다. 이는, 전사 롤러의 직경이 엄밀하게는 일정하지 않기 때문이다. 따라서, 감광 드럼으로부터 토너상을 전사할 때에 전사 롤러로부터 감광 드럼으로 흐르는 전류가 변화하여 전사 불균일을 발생시키는 경우가 있다.
이들 대책으로서, 일본 특허 공개 평05-127546호 공보에는, 회전하지 않는 전사 부재로서, 브러시를 사용한 구성이 제안되어 있다. 브러시를 사용한 구성은 브러시를 구성하는 각각의 섬유가 독립하여 벨트에 접촉이 가능하다.
또한, 벨트를 갖는 구성은 아니지만, 일본 특허 공개 평09-120218호 공보에는, 전사 장치로서, 지지 부재에 지지된 필름을 사용한 구성이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평09-230709호 공보에는, 전사 장치로서, 지지 부재에 지지된 블레이드를 사용한 구성이 개시되어 있다.
그러나, 브러시는 접촉이 면 형상이 아니기 때문에 전사 불균일을 일으키기 쉽다. 또한, 회전 이동하는 벨트와 접촉하는 전사 장치로서, 상기한 종례의 예의 필름은 전사 장치와 벨트의 접촉면에서의 마찰력이 높아진다. 그로 인해, 벨트의 전사 장치에 대한 구동 토크가 상승하게 되어, 벨트와 전사 장치의 마찰에 의한 마찰 이음이 발생할 우려가 있다. 또한, 벨트와 마찰하는 전사 장치는, 회전하는 전사 롤러에 비해, 벨트와의 마찰력이 커져 버리므로, 벨트를 회전시키기 위한 구동 토크가 상승하여, 구동 모터 등에의 부하가 커진다.
본 발명의 목적은, 벨트와 전사 부재와의 마찰력이 높아지는 것을 억제하여, 토너상을 반송하는 벨트에 대하여 전사 장치가 안정되게 접촉함으로써, 전사 장치와의 마찰에 의해 벨트의 구동 토크가 상승하는 것을 억제하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 토너상을 담지하는 상 담지체와, 토너상을 반송하는 벨트와, 상기 벨트와 마찰하는 면을 갖는 전사 장치이며, 상기 전사 장치에 의해, 상기 상 담지체로부터 상기 벨트측으로 토너상이 전사되고, 상기 전사 장치의 상기 벨트에 접촉하는 면은 선 형상의 오목부를 갖고, 상기 오목부의 선 방향은 상기 벨트 반송 방향과 교차하는 화상 형성 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이하의 설명, 및 첨부하는 도면을 참조함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예인 화상 형성 장치의 전체 구성을 도시하는 모식 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 실시예 1에서 사용한 1차 전사부를 설명하는 도면이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 실시예 1에서 사용한 1차 전사부의 다른 구성을 설명하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 비교예 1에서 사용한 1차 전사부를 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 비교예 2에서 사용한 1차 전사부를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시예와 비교예의 평가 결과를 설명하는 도표이다.
도 7은 실시예와 비교예의 평가 결과를 설명하는 도표이다.
도 8a 및 도 8b는 실시예 1에서 사용한 1차 전사부의 다른 구성을 설명하는 도면이다.
도 9는 실시예 2에 관한 1차 전사부의 구성을 도시하는 주요부 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 실시예 2에 관한 1차 전사 부재의 형상을 도시하는 설명도이다.
도 11a 및 도 11b는 실시예 1의 비교예를 설명하는 도면이다.
도 12는 실시예 2, 비교예 3의 평가 방법을 설명하는 도면이다.
도 13은 실시예 2, 비교예 3의 평가 결과를 설명하는 도표이다.
도 14a 및 도 14b는 실시예 3에 관한 1차 전사 부재의 형상을 도시하는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예인 화상 형성 장치를 도시하는 도면이다.
도 16은 종래의 전사 롤러를 사용한 전사부의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그것들의 상대 배치 등은 본 발명이 적용되는 장치의 구성이나 각종 조건에 의해 적절하게 변경되어야 하는 것이다. 따라서, 특히 특정적인 기재가 없는 한은 본 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지의 것은 아니다.
[실시예 1]
본 발명에 관한 실시예 1에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은 화상 형성 장치의 전체 구성의 개략도이다. 여기서는, 실시예 1의 화상 형성 장치로서, 복수의 화상 형성부(화상 형성 스테이션)를 구비한 컬러 프린터를 예시하고 있다.
도 1에 도시하는 화상 형성 장치는, 형성할 수 있는 토너상의 색이 다른 4개의 화상 형성 스테이션을 구비하고 있다. 여기서는, 제1 화상 형성 스테이션을 옐로우 (a), 제2 화상 형성 스테이션을 마젠타 (b), 제3 화상 형성 스테이션을 시안 (c), 제4 화상 형성 스테이션을 블랙 (d)으로 하고 있다.
*각 화상 형성 스테이션에는 각 색에 대응하는 프로세스 카트리지(9a, 9b, 9c, 9d)가 각각 착탈 가능하게 장착된다. 각 프로세스 카트리지(9a, 9b, 9c, 9d)는 대략 동일 구조이다. 각 프로세스 카트리지(9)는 각각 상 담지체인 감광 드럼(1), 대전 장치로서의 대전 롤러(2), 현상 장치, 및 클리닝 수단으로서의 클리닝 유닛(3)을 갖는다. 각 현상 유닛(8)은 현상 슬리브(4) 및 토너 도포 블레이드(7)를 갖고, 토너[여기서는 비자성 일 성분 현상제](5)가 수용되어 있다. 또한, 각 대전 롤러(2)는 대전 롤러(2)에의 전압 공급 수단인 대전 바이어스 전원 회로(20)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 각 현상 슬리브(4)도 현상 슬리브(4)에의 전압 공급 수단인 현상 전원 회로(21)에 접속되어 있다.
또한 각 화상 형성 스테이션에는, 화상 정보에 따른 레이저광(12)을 감광 드럼(1)에 조사하는 광학 유닛(노광 수단)(11)이 설치되어 있다.
또한 화상 형성 장치는 무단 벨트인 중간 전사 벨트(80)를 구비하고 있다. 중간 전사 벨트(80)는 4개의 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d) 모두에 대하여 접촉 가능하게 배치되어 있다. 중간 전사 벨트(80)는 루핑 부재(looping member)로서의 2차 전사 대향 롤러(86), 구동 롤러(14), 텐션 롤러(15)의 3개의 롤러에 의해 지지되어 있고, 적당한 텐션이 유지되도록 되어 있다. 구동 롤러(14)를 구동시킴으로써 중간 전사 벨트(80)는 감광 드럼(1a, 1b, 1c, 1d)에 대하여 순방향으로 대략 동일 속도로 이동 가능하다.
또한 중간 전사 벨트(80)를 통하여 각 감광 드럼(1)(1a, 1b, 1c, 1d)의 대향 위치에는, 1차 전사 부재(81)(81a, 81b, 81c, 81d)가 배치되어 있다. 각 1차 전사 부재(81)는 1차 전사 부재(81)로의 전압 공급 수단인 1차 전사 전원 회로(84)(84a, 84b, 84c, 84d)에 접속되어 있고, 각 1차 전사 전원 회로(84)로부터 토너의 대전 극성과 역극성의 전압이 인가되도록 되어 있다. 중간 전사 벨트(80)는 감광 드럼(1)과 1차 전사 부재(81) 사이를 이동한다. 감광 드럼(1)과 1차 전사 부재(81)가 대향하는 각 1차 전사 영역에 있어서, 각 감광 드럼(1) 상에 형성된 토너상은 각 1차 전사 부재(81)에 의해 중간 전사 벨트(80)의 외주면 상에서 서로 겹쳐지도록 하여 순차적으로 전사된다.
또한, 여기서는, 중간 전사 벨트(80)로서, 두께 100㎛, 체적 저항률 1010Ω㎝의 PVDF를 사용하고 있다. 또한, 구동 롤러(14)는 Al 코어에 카본을 도전제로서 분산한 저항 104Ω, 두께 1.0㎜의 EPDM 고무를 피복한 외경 φ25㎜의 것을 사용하고 있다. 또한, 텐션 롤러(15)는 외경 φ25㎜의 Al의 금속 바를 사용하고 있고, 텐션은 한쪽측 19.6N, 총압 39.2N으로 하고 있다. 또한, 2차 전사 대향 롤러(82)는 Al 코어에 카본을 도전제로서 분산한 저항 104Ω, 두께 1.5㎜의 EPDM 고무를 피복한 외경 φ25㎜의 것을 사용하고 있다.
또한, 2차 전사를 종료한 후, 중간 전사 벨트(80) 상에 잔류한 전사 잔류 토너와, 기록재(P)가 반송됨으로써 발생하는 종이 가루는 중간 전사 벨트(80)에 접촉된 벨트 클리닝 수단(83)에 의해 그 표면으로부터 제거ㆍ회수된다. 또한, 여기서는 벨트 클리닝 수단(83)으로서 우레탄 고무 등으로 형성된 탄성을 갖는 클리닝 블레이드를 사용하고 있다.
또한 화상 형성 장치는 각 급송 카세트(16)로부터 기록재(P)를 1매씩 급송하는 급송 롤러(17) 및 벨트(80)를 통하여 롤러(86)와 2차 전사 롤러(82)가 대향하는 2차 전사 영역에 기록재(P)를 반송하는 레지스트 롤러(18)를 구비하고 있다. 또한, 2차 전사 롤러(82)는 2차 전사 전원(85)에 접속되어 있다. 또한 정착 유닛(19)은 정착 롤러 및 가압 롤러를 구비하고, 기록재(P) 상의 토너상에 열과 압력을 가함으로써 기록재(P) 상에 토너상의 정착을 행한다.
또한, 여기서는 2차 전사 롤러(86)는 외경 φ8㎜의 니켈 도금 강 막대에 저항값을 108Ω, 두께를 5㎜로 조정한 NBR의 발포 스펀지체로 덮은 외경 φ18㎜의 것을 사용하고 있다. 또한, 2차 전사 롤러(86)는 중간 전사 벨트(80)에 대하여 5 내지 15g/㎝ 정도의 선압으로 접촉시키고, 또한 중간 전사 벨트(80)의 이동 방향에 대하여 순방향으로 대략 등속도로 회전하도록 배치하고 있다.
다음에 화상 형성 동작에 대하여 설명한다. 화상 형성 동작이 개시되면, 감광 드럼(1a 내지 1d)이나 중간 전사 벨트(80) 등은 소정의 프로세스 속도로 화살표 방향으로 회전을 시작한다. 우선 제1 화상 형성 스테이션에서, 감광 드럼(1a)은 대전 롤러(2a)에 전원 회로(20a)에 의해 똑같이 부극성(負極性)으로 대전된다. 계속해서 광학 유닛(11a)으로부터 조사된 레이저광(12a)에 의해 감광 드럼(1a) 상에 정전 잠상이 형성된다.
현상 유닛(8a) 내의 토너(5a)는 토너 도포 블레이드(7a)에 의해 부극성으로 대전되어 현상 슬리브(4a)에 도포된다. 그리고, 현상 슬리브(4a)에는 현상 바이어스 전원(21a)으로부터 바이어스가 공급된다. 감광 드럼(1a) 상에 형성된 정전 잠상이 현상 슬리브(4a)에 도달하면, 정전 잠상은 부극성의 토너에 의해 가시화되어, 감광 드럼(1a) 상에는 제1 색조(여기서는 옐로우)의 토너상이 형성된다.
감광 드럼(1a) 상에 형성된 토너상은 1차 전사 부재(81a)의 작용에 의해 중간 전사 벨트(80) 상에 1차 전사된다. 1차 전사가 종료된 감광 드럼(1a)은 클리닝 유닛(3a)에 의해 드럼 표면에 잔류한 토너가 클리닝되어 다음 화상 형성에 대비한다.
또한, 마젠타, 시안, 블랙용 제2 내지 제4 화상 형성 스테이션도 전술한 옐로우용 제1 화상 형성 스테이션과 같은 화상 형성 공정이 행해진다. 즉, 각 감광 드럼에 각 색의 토너상이 형성되고, 각 색의 토너상은 중간 전사 벨트(80) 상에 겹쳐서 전사되어, 중간 전사 벨트(80) 상에 다중 화상이 형성된다.
한편, 전술한 화상 형성 공정에 맞추어, 급송 카세트(16)에 수용되어 있는 기록재(P)는 급송 롤러(17)에 의해 1매씩 급송되어, 레지스트 롤러(18)까지 반송된다. 기록재(P)는 중간 전사 벨트(80) 상의 토너상에 동기하여 레지스트 롤러(18)에 의해 중간 전사 벨트(80)와 2차 전사 롤러(86)로 형성되는 접촉부(2차 전사 영역)로 반송된다. 그리고, 2차 전사 전원 회로(85)에 의해 토너와 역극성의 전압이 인가된 2차 전사 롤러(86)에 의해, 중간 전사 벨트(80) 상에 담지된 4색의 다중 토너상은 일괄하여 기록재(P) 상에 2차 전사된다. 그 후, 정착 유닛(19)에서 기록재(P) 상의 토너상에 열과 압력을 가함으로써 기록재(P) 상에 토너상이 정착된다. 토너상이 정착된 기록재(P)는 화상 형성물(프린트, 카피)로서 화상 형성 장치 밖으로 배출된다.
여기서, 도 2a 및 도 2b를 사용하여, 실시예 1에 관한 1차 전사부의 구성에 대하여 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 실시예 1에 관한 1차 전사부의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2a는 1차 전사 부재, 중간 전사 벨트, 감광 드럼의 닙 관계를 나타내는 확대 단면도이며, 도 2b는 1차 전사 부재의 사시도이다.
또한, 제1 내지 제4 화상 형성부는 마찬가지의 구성이므로, 이하의 설명에서는, 제1 화상 형성부에 있어서의 1차 전사 부재, 중간 전사 벨트, 및 감광 드럼의 관계를 예시하여 설명하고, 그 밖의 화상 형성부의 구성은 설명을 생략한다.
1차 전사 부재(81a)는 중간 전사 벨트(80)를 사이에 두고 감광 드럼(1a)과 대향하는 위치에 지지 부재(도시하지 않음)에 지지된 가압 부재로서의 탄성 부재(31a)와, 중간 전사 벨트(80)와 탄성 부재(31a) 사이에 협지되어 중간 전사 벨트(80)와 접촉하는 시트 부재(32a)를 갖고 있다. 시트 부재(32a)는 중간 전사 벨트의 내주면에 면으로 미끄럼 마찰하고 있고, 탄성 부재(31a)는 시트 부재(32a)를 중간 전사 벨트를 향해 가압하고 있다. 전사 장치의 중간 전사 벨트와의 접촉면은 전사 롤러와 달리 벨트의 이동에 대하여 실질적으로 정지하고 있다. 시트 부재(32a)는 벨트(80)의 내주면에 접촉하는 면에, 선 형상의 볼록부 또는 선 형상의 오목부를 형성하고 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 중간 전사 벨트(80)와 접촉하는 면에, 복수의 선 형상의 볼록부(32b)를 갖고 있다. 또한 시트 부재(32a)는 선 형상의 볼록부가 중간 전사 벨트(80)의 이동 방향에 대하여 교차하도록 중간 전사 벨트(80)와 접촉하고 있다. 여기서는, 시트 부재(32a) 표면의 선 형상의 볼록부(32b)를 벨트 반송 방향[화살표(R) 방향]에 대하여 비스듬히 교차(도면에서는 각도 30°)시켜 사용하고 있다. 또한, 도 2b에서는 선 형상의 볼록부(32b)를 알기 쉽게 나타내기 위해 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 선 형상의 볼록부와 선 형상의 볼록부 사이는, 선 형상의 오목부로 되어 있다. 이와 같이, 접촉면에 선 형상의 볼록부 또는 선 형상의 오목부가 형성되어 있음으로써, 시트 부재(32a) 표면과 중간 전사 벨트(80)의 내주면과의 접촉 면적이 줄어든다. 이에 의해, 시트 부재(32a)와 벨트(13)의 마찰 계수가 줄어들고, 중간 전사 벨트의 구동에 폐해가 발생하기 어렵고, 또한 시트 부재(32)로의 응력도 경감된다. 또한, 본 실시예에서는, 탄성 부재가 시트 부재를 가압하는 전사 구성이므로, 시트 부재와 중간 전사 벨트의 균일한 접촉성을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
도 3a는 도 2b의 3A-3A의 단면도이다. 선 형상의 오목부와 선 형상의 볼록부의 관계는, 도 3a 이외의 도 3b나 도 3c와 같이, 한쪽의 오목부 또는 볼록부가, 다른 쪽의 오목부 또는 볼록부보다도 길이 방향으로 큰 구성이어도 된다.
더욱 구체적으로는, 탄성 부재(31a)는 우레탄의 발포 스펀지 형상의 탄성체를 두께 5㎜, 폭 5㎜, 길이 230㎜의 대략 직육면체 형상으로 한 것을 사용하고 있다. 경도는 아스커 C(500gf)로 20°이다. 또한, 여기서는, 탄성 부재(31a)로서 발포 우레탄을 사용하고 있지만, 에피클로로히드린 고무, NBR, EPDM 등의 고무 재료, 마이크로셀 폴리머 시트의 PORON 등을 사용해도 된다.
시트 부재(32a)는 두께 200㎛의 초고분자 도전 PE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 시트를 사용하고 있다. 시트 부재는 범용 측정기[미쓰비시 유까 가부시끼가이샤제의 Loresta-AP(MCP-T400)]로 측정하였을 때의 저항값이 105Ω이었다(측정시의 실내 온도는 23℃, 실내 습도는 50%). 또한, 상기 시트 부재의 표면 마찰 계수는 0.2 정도이었다. 또한, 여기서 말하는 마찰 계수란, 휴대용 마찰계(신또 가가꾸 가부시끼가이샤제의 HEIDON TRIBOGERType94i)를 사용한 값이다.
여기서, 시트 부재의 성형 방법을 간단하게 설명한다. 재료를 압축하여, 초고분자 PE(Ultra High Molecular Weight)로 성형하고, 또한 압축된 블록 형상의 덩어리를 시트 형상으로 가공한다. 시트 형상으로 가공하기 위해서는, 블록 형상의 덩어리를 회전시켜, 그 블록 형상의 덩어리에 칼을 대고 깎아서 시트 형상으로 성형한다. 전술한 시트로 가공하는 방법에서는, 선 형상의 오목부 또는 선 형상의 볼록부의 칼집 흔적이 발생한다. 실시예 1에서 사용하는 시트 부재는 그 표리 양면에 생성되는 선 형상의 오목부 또는 선 형상의 볼록부의 칼집 흔적을 갖고 있다. 칼집 흔적은 10 내지 40㎛ 상당의 선 형상의 오목부 또는 선 형상의 볼록부를 생성하는 것이 가능하고, 무수한 수㎛ 정도의 선 형상의 오목부 또는 선 형상의 볼록부를 생성하는 것도 가능하다. 실시예 1에서는 5㎛ 정도의 칼집 흔적만이 생성된 시트 부재를 사용하고 있다. 이 시트 부재의 칼집 흔적의 표면 거칠기(Rz)(JIS B0601)는 15㎛ 정도이었다. 측정에는 표면 거칠기 측정기(가부시끼가이샤 고사까 겐큐쇼제의 SE-3400LK)를 사용하고 있다. 본 실시예에서는, 오목부의 깊이, 또는 볼록부의 깊이는 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위이다.
또한, 실시예 1에서는, 시트 부재로서 초고분자 도전 PE 시트를 사용하고 있지만, 도전 PE 시트, PFA, PTFA, PVDF 등의 불소 수지 시트 등을 사용해도 된다.
도 2에 있어서, 물리 닙(A)은 감광 드럼(1a)과 벨트(80)가 접촉하고, 또한 벨트(80)와 1차 전사 부재(81a)가 접촉하고 있는 영역이다. 벨트 이동 방향에 있어서 물리 닙(A)보다 상류측의 상류 텐션 닙(B)은, 감광 드럼(1a)과 벨트(80)가 접촉하고 있지 않고, 또한 벨트(80)와 1차 전사 부재(81a)가 접촉하고 있는 영역이다. 벨트 이동 방향에 있어서 물리 닙(A)보다 하류측의 하류 텐션 닙(C)은 감광 드럼(1a)과 벨트(80)가 접촉하고 있지 않고, 또한 벨트(80)와 1차 전사 부재(81a)가 접촉하고 있는 영역이다.
감광 드럼(1a)과 중간 전사 벨트(80)와의 물리 닙(A)을 2.5㎜, 시트 부재(32a)와 중간 전사 벨트(80)와의 상류 텐션 닙(B)을 1㎜, 시트 부재(32a)와 중간 전사 벨트(80)와의 하류 텐션 닙(C)을 1㎜로 설정하였다. 또한, 탄성 부재(31a)의 두께(D)를 5㎜로 하고 있다. 1차 전사 부재(81a)에 접속되는 1차 전사 전원 회로(84a)는 시트 부재(32a)에 접속되어 있다.
다음에 실시예 1에 관한 1차 전사부의 작용에 대하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 1차 전사 부재(81a)는 탄성 부재(31a)와 시트 부재(32a)로 구성되고, 탄성 부재(31a) 및 시트 부재(32a)를 중간 전사 벨트(80)의 토너상을 담지하는 면의 반대측 면[이하, 중간 전사 벨트(80)의 내주면]에 가압하고 있다. 따라서, 탄성 부재(31a) 및 시트 부재(32a)를 확실하게 중간 전사 벨트(80)의 내주면에 접촉시킬 수 있다. 이상의 작용에 의해 탄성 부재(31a) 및 시트 부재(32a)와 중간 전사 벨트(80)와의 균일한 접촉성을 확보할 수 있고, 길이 방향에서의 접촉 불균일에 기인하는 세로줄 형상의 전사 불량을 방지할 수 있다.
벨트(80)의 내주면에 접촉하는 면에 선 형상의 볼록부 또는 오목부를 갖고 있는 전사 부재(81)를 사용함으로써, 중간 전사 벨트와의 사이의 마찰 계수가 저하되고, 중간 전사 벨트의 구동 토크의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 여기서는, 제1 화상 형성부에 대하여 설명하였지만, 제2 내지 제4 화상 형성부도 제1 화상 형성부와 마찬가지의 구성이므로, 제1 화상 형성부와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[실시예의 평가]
실시예 1의 1차 전사부의 효과를 조사하기 위해 프로세스 속도 50㎜/sec의 화상 형성 장치를 사용하여, 이하에 나타내는 비교예를 이용하여, 시트 부재의 마찰 계수, 벨트의 구동 토크, 길이 방향의 접촉 불균일에 기인하는 세로줄 형상의 전사 불량에 대하여 평가하였다.
또한, 이하에 나타내는 각 비교예에서는, 제1 화상 형성부에 대하여 설명하지만, 제2 내지 제4 화상 형성부도 제1 화상 형성부와 마찬가지의 구성이므로, 그 설명은 생략한다.
[비교예 1]
비교예 1을 도 4a 및 도 4b에 나타내고, 구성을 설명한다. 시트 부재(52a)는 두께 100㎛의 도전 PE 시트를 사용하고 있다. 이 도전 PE 시트는 실시예 1에서 사용하고 있는 시트 부재의 제법과 달리, 부재를 압출 제법에 의해 시트 형상으로 가공하고 있다. 비교예 1의 시트 부재(52a)는, 실시예 1의 시트 부재(32a)와 같은 칼집 흔적은 없고, 중간 전사 벨트(80)와의 접촉면은 실시예 1의 시트 부재(32a)에 비해 매우 평활하다. 또한, 비교예 1에서 사용하고 있는 탄성 부재(31a)는 실시예 1과 동일한 것을 사용하고 있다.
비교예 2를 도 5a 및 도 5b에 나타내고, 구성을 설명한다. 실시예 1과 같은 시트 부재(32a)를 사용하여, 칼집 흔적의 방향이 벨트 반송 방향과 동일 방향이 되도록, 시트 부재(32a)를 배치하고 있다. 또한, 비교예 1에서 사용하고 있는 탄성 부재(31a)는 실시예 1과 동일한 것을 사용하고 있다.
전술한 실시예 및 비교예를 사용하여, 중간 전사 벨트와 접촉하는 시트 부재면의 마찰 계수, 및 각 조건에서의 중간 전사 벨트의 구동 토크를 측정하고, 평가하였다. 그 평가 결과를 도 6에 나타낸다. 여기서 말하는 마찰 계수라 함은, 휴대용 마찰계(신또 가가꾸 가부시끼가이샤제의 HEIDON 트라이보기어 뮤즈Type94i)를 사용한 값이다.
실시예 1에 있어서는, 중간 전사 벨트와 접촉하는 시트 부재면의 마찰 계수는 0.21이었다. 또한, 중간 전사 벨트의 구동 토크는 0.14[Nㆍm]이었다.
비교예 1에 있어서는, 중간 전사 벨트와 접촉하는 시트 부재면의 마찰 계수는 0.4이었다. 또한, 중간 전사 벨트의 구동 토크는 0.28[Nㆍm]이며, 실시예 1과 비교하여, 성능이 떨어지는 결과를 나타냈다.
비교예 2에 있어서는, 중간 전사 벨트와 접촉하는 시트 부재면의 마찰 계수는 0.2이었다. 또한, 중간 전사 벨트의 구동 토크는 0.14[Nㆍm]이며, 실시예 1과 동등한 결과를 나타냈다.
중간 전사 벨트와 접촉하는 시트 부재면의 마찰 계수, 중간 전사 벨트의 구동 토크의 저감에 효과적인 것은, 실시예 1 및 비교예 2인 것이 판명되었다.
다음에, 전사 전류를 1.0㎂로부터 5.0㎂까지 1.0㎂마다 변화시켰을 때의, 화상 불량인 세로줄의 발생의 유무를 평가한다. 그 평가 결과를 도 7에 나타낸다.
비교예 1은 중간 전사 벨트의 구동 토크가 높아 평가할 수 없었다.
비교예 2는 전사 전류가 1.0, 2.0㎂일 때에, 벨트 반송 방향과 평행한 경미한 세로줄 화상이 발생하고 있었다. 이 세로줄의 발생 개소는 시트 부재의 표면의 칼집 흔적과 일치하고 있었다. 시트 부재의 표면 거칠기(Rz)(JIS)는 15㎛ 정도이며, 시트 부재 표면의 선 형상의 오목부가 화상에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 시트 부재의 칼집 흔적의 오목 및 볼록 부분에서 방전 상태가 달라, 중간 전사 벨트 상에 1차 전사된 토너상의 길이 방향의 대전 불균일을 발생시키고 있다고 생각된다.
실시예 1과 비교예 1의 결과로부터, 실시예 1은 시트 부재 표면에 칼집 흔적을 가지며, 벨트의 구동 토크를 저감시킬 수 있다. 한편, 비교예 1에서 사용한 시트 부재 표면에는 칼집 흔적을 갖지 않아, 시트 부재 표면은 실시예 1의 시트 부재에 비해 매우 평활하다. 그로 인해, 중간 전사 벨트의 구동 토크는 높아, 중간 전사 벨트를 이동할 수 없었다. 그 결과, 실시예 1은 중간 전사 벨트의 구동 토크의 저감에 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1과 비교예 2의 결과로부터, 실시예 1 및 비교예 2의 시트 부재 표면에는 칼집 흔적이 존재하여, 벨트의 구동 토크를 저감시킬 수 있다. 그러나, 비교예 2는 벨트 반송 방향과 평행한 방향의 칼집 흔적에 의한 세로줄 형상의 전사 불량이 발생하였다. 발생한 조건은 전사 전류가 1.0, 2.0㎂일 때이다. 한편, 실시예 1은 전사 전류 1.0㎂일 때만, 희미하게 세로줄 형상의 전사 불량을 볼 수 있는 정도였다. 이는, 비교예 2의 시트 부재의 칼집 흔적의 방향이 벨트 반송 방향과 동일 방향이기 때문이라 생각된다. 시트 부재의 칼집 흔적의 방향이 벨트 반송 방향과 동일 방향이면, 시트 부재의 접촉면에, 벨트와 접촉하지 않는 부분이 벨트 반송 방향과 동일 방향으로 발생하게 된다. 벨트와 접촉하지 않는 부분은, 벨트와 접촉하는 부분에 대하여 전사 효율이 저하되므로, 시트 부재의 칼집 흔적의 방향이 벨트 반송 방향과 동일 방향이면, 세로줄 형상의 전사 불량이 되기 쉬워진다.
이에 대하여, 시트 부재의 칼집 흔적의 방향이 벨트 반송 방향과 교차하고 있는 실시예 1은 세로줄 형상의 전사 불량의 억제에 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 즉, 실시예 1은 칼집 흔적의 요철에 의한 세로줄 형상의 전사 불량이 경미하고, 또한 발생하는 전류 영역이 다른 비교예와 비교하여 좁았다. 즉, 폭넓은 용도로 사용할 수 있는 구성이라고 할 수 있다.
실시예 1, 비교예 1, 비교예 2의 결과로부터, 실시예 1의 구성은, 시트 부재와 중간 전사 벨트와의 균일한 접촉성을 확보할 수 있고, 세로줄의 화상 불량을 억제할 수 있었다. 또한, 실시예 1의 시트 부재 표면의 칼집 흔적을 벨트 반송 방향에 대하여 교차(여기서는, 기울기 30°)시킴으로써, 칼집 흔적의 요철에 의한 세로줄 형상의 전사 불량을 억제할 수도 있었다. 또한, 제조 과정에서 생성되는 칼집 흔적을 갖는 시트 부재를 사용함으로써, 중간 전사 벨트의 구동 토크의 상승을 효과적으로 억제할 수 있었다.
또한, 실시예 1에서는, 시트 부재의 칼집 흔적을 벨트 반송 방향에 대하여 기울기 30°로 설치하고 있지만, 교차하도록 설치하는 구성이면, 각도는 다른 값이어도, 동등한 효과를 얻을 수 있다. 시트 부재의 칼집 흔적을 중간 전사 벨트의 반송 방향에 대하여 보다 큰 각도로 교차시킴으로써, 시트 부재 표면의 칼집 흔적으로 이루어지는 선 형상의 오목부 또는 선 형상의 볼록부에 의한 세로줄 형상의 전사 불량의 억제에 보다 효과가 있다.
예를 들어, 도 8a 및 도 8b에서 나타낸 바와 같이 시트 부재(32a) 표면의 선 형상의 볼록부(32b)를 벨트 반송 방향[화살표(R) 방향]에 대하여 직교시키는 구성이어도 된다. 또한, 도 8b에서는 볼록부를 알기 쉽게 나타내기 위해 모식적으로 도시하고 있다. 또한, 볼록부와 볼록부 사이는 오목부로 되어 있다.
도 8a 및 도 8b에서 나타내는 구성에서는, 전사 전류가 어떠한 경우라도 세로줄 형상의 화상 불량은 거의 발생하지 않았다. 중간 전사 벨트의 반송 방향과 직각으로 칼집 흔적을 배치하고 있으므로, 시트 부재의 칼집 흔적의 요철은 1차 전사부의 길이 방향에 있어서는 영향 없이, 화상을 형성할 수 있었다. 시트 부재 표면의 요철의 영향을 받지 않고, 1차 전사부에서 발생하는 방전 현상을 길이 방향으로 균일하게 할 수 있었기 때문에, 전술한 효과를 얻을 수 있었다고 생각된다.
[실시예 2]
다음에, 도 9를 사용하여, 실시예 2에 관한 1차 전사부의 구성에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서 적용하는 화상 형성 장치의 구성은, 전사 부재(시트 부재)의 형상을 제외하고, 전술한 실시예 1과 마찬가지이며, 동일 부재에는 동일 기호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 9는 각 1차 전사 영역의 확대 단면도이다. 여기서는 제1 화상 형성 스테이션에 있어서의 1차 전사 영역을 도시하고 있지만, 제2 내지 제4 화상 형성 스테이션에 있어서의 1차 전사 영역도 마찬가지로 구성되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 1차 전사 부재(81a)는 탄성 부재(31a)와 시트 부재(32a)를 갖고 있다. 시트 부재(32a)는 중간 전사 벨트(80)와 탄성 부재(31a) 사이에 협지되고, 탄성 부재(31a)에 의해 중간 전사 벨트(80)의 내주면에 가압되어 벨트(80)에 접촉하고 있다. 이 시트 부재(32a)의 상기 중간 전사 벨트(80)와의 접촉면[접촉 영역(A)]에는 복수의 오목부와 볼록부가 형성되어 있다. 본 실시예는, 실시예 1과 같은 선 형상의 요철이 아닌, 복수의 오목부와 볼록부가 서로 인접하여 형성되어 있다.
도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 1차 전사 부재(81a)의 시트 부재(32a)에 형성된 요철은 복수의 오목부(33a) 및 볼록부(34a)가 서로 인접하여 형성된 것이다. 도 10a는 시트 부재의 상면도, 도 10b는 도 10a의 10B-10B 단면도이다. 도 10a에 있어서 Y는 벨트의 이동 방향이다. 시트 부재(32a)의 표면의 요철 형상은 볼록부(34a)의 정상부간의 폭(D1), 오목부(33a)의 저부의 폭(저부의 최대폭)(D2)이 모두 60㎛의 정사각형이다. 또한, 볼록부(34a)간의 피치(E1)는 80㎛, 오목부(33a)간의 피치(E2)는 80㎛이다. 오목부(33a)의 깊이(h)는 볼록부(34a)의 정상부와 오목부(33a)의 저부와의 수직 거리이다. 중간 전사 벨트(80)의 이동 방향[화살표(Y) 방향]에 대하여, 시트 부재(32a)의 오목부(33a)와 볼록부(34a)는 배치되어 있다. 요철[오목부(33a)]은 중간 전사 벨트(80)의 이동 방향[화살표(Y) 방향]에 대하여, 불연속으로 배치되어 있다. 또한, 시트 부재(32a)의, 중간 전사 벨트(80)와의 접촉 영역(A)의 폭은 3㎜이다. 이와 같이, 중간 전사 벨트(80)의 이동 방향에 있어서, 오목부(33a)의 저부의 최대폭(D2)은 중간 전사 벨트(80)와 시트 부재(32a)와의 접촉 영역(A)의 폭보다도 작게 설정되어 있다.
실시예 1과 마찬가지로, 1차 전사 부재(81a)로서, 탄성 부재(31a)는 우레탄의 발포 스펀지 형상의 탄성체를 두께 2㎜, 폭 5㎜, 길이 230㎜의 대략 직육면체 형상으로 한 것을 사용하고 있다. 경도는 아스커 C 500gf로 30°이다. 또한, 여기서는, 탄성 부재(31a)로서 발포 우레탄을 사용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 에피클로로히드린 고무, NBR, EPDM 등의 고무 재료를 사용해도 된다.
시트 부재(32a)는 실시예 1과 마찬가지로, 체적 저항률이 100V 인가로 1E6Ωcm이며, 두께 200㎛의 폴리아미드(PA)계 수지를 사용하고, 도전제에 카본을 분산하여 전기 저항값이 108Ω이 되도록 설정하고 있다. 또한, 여기서는, 시트 부재(32a)로서 아세트산 비닐 시트를 사용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 아세트산 비닐 시트, 폴리카르보네이트(PC), PVDF, PET, 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE) 등의 다른 재료를 사용해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 시트 부재(32a)의 접촉면에 요철을 형성하는 방식으로서, 포토 에칭법에 의해 표면에 요철 형상을 형성한 금형 롤(도시하지 않음)을 사용하여, 시트 부재(32a)의 표면을 가열 프레스하는 방식을 사용하였다. 그러나, 전술한 요철을 형성하는 방식은 이에 한정되는 것은 아니며, 시트 부재의 표면[벨트(80)의 내주면과의 접촉면]에 같은 요철 형상을 형성할 수 있는 것이면, 그 밖의 방식이어도 된다.
이하에 실시예 2에 있어서의 작용 효과에 대하여 설명한다.
1차 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이에 전사 전류가 흐르는 구성에 있어서는, 시트 부재(32a)에 작용하는 힘에는, 탄성 부재(31a)에 의한 가압에 의한 수직 저항력에 부가하여, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 정전 인력(이하, 흡착력)이 있다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 전사 부재(81a)가 벨트의 내주면과 접촉하는 면에 복수의 오목부 및 볼록부를 갖고 있음으로써, 전술한 흡착력 및 중간 전사 벨트(80)의 구동 토크의 증대를 대폭으로 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이는, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이에 작용하는 정전 흡착력이 서로의 평균 표면간 거리(간극)의 1/2승에 비례하여 커지는 것에 의한 것이다. 본 실시예는, 실시예 1에 대하여, 시트 부재(32a)의 오목부와 볼록부가, 중간 전사 벨트(80)의 반송 방향[화살표(Y) 방향]으로 배치되어 있는 구성에서 상이하다. 시트 부재(32a)의 오목부와 볼록부가, 중간 전사 벨트(80)의 반송 방향[화살표(Y) 방향]으로 배치되므로, 시트 부재(32a)의 벨트와 접촉하지 않는 부분이 벨트 반송 방향과 동일 방향으로 일렬로 배치되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 1차 전사 부재(81a)의 요철의 오목부(33a)에서는, 중간 전사 벨트(80)의 표면을 향해 전계 방전이 발생하고, 전사 부재(81a) 전체의 대전량이 감소하므로, 중간 전사 벨트(80)에의 방전량이 안정화되어, 중간 전사 벨트(80)의 대전에 크게 기여하는 효과가 있다. 또한, 도 11a 및 도 11b에 도시한 바와 같이, 관통하고 있지 않은 상기 오목부(33a) 대신에, 1차 전사 부재(81a)에 무수한 관통 구멍(35a)을 형성함으로써도 상기 흡착력의 저감을 달성하는 것은 가능하다. 그러나, 상기 관통 구멍(35a)에서는 전술한 바와 같은 전계 방전이 발생하는 경우가 없기 때문에, 전사 부재의 형태로서는 최적인 것이라고는 할 수 없다.
[실시예 2의 평가]
본 실시예에 있어서의, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이에 작용하는 마찰력 및 흡착력의 저감 효과를 간이적으로 평가하는 방법으로서, 하기 내용을 실시하였다.
도 12에 도시한 바와 같이, 접지된 지지대(92)에 중간 전사 벨트(80)를 간극이 없도록 부착하고, 그 위에 전사 부재(81a)를 시트 부재(32a)가 중간 전사 벨트(80)의 표면과 접하도록 배치하고 있다. 또한 전사 부재(81a)를, 전술한 화상 형성 장치 상당의 압력으로 중간 전사 벨트(80)에 가압하고 있다. 또한, 전사 부재(81a)는 외부의 전원 장치(90)에 의해 임의의 전압이 인가되도록 배치되어 있다. 또한, 전사 부재(81a)에 디지털 포스 게이지(91)가 설치되어 있고, 중간 전사 벨트(80) 상을 전사 부재(81a)가 수평 이동하였을 때에, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이에 작용하는 마찰 하중(마찰력)을 측정할 수 있다. 또한, 전사 부재(81a)의 이동 속도는 10㎜/sec로 하였다.
본 측정 방법을 이용하여, 오목부의 저부와 볼록부의 정상부의 사이의 깊이, 즉 h가 5㎛, 4㎛, 2㎛인 전사 부재와, 하기에 나타내는 형상이 다른 전사 부재(비교예 3)에 대하여 마찰 하중의 측정을 실시하였다.
비교예 3에서는, 시트 부재(32a)로서, 폴리아미드(PA)계 수지로 형성된 표면이 평활한 시트 부재를 사용하고 있다. 이 시트 부재(32a)의 중간 전사 벨트(80)와 접촉하는 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 0.2 내지 0.3㎛이며, 거의 평활한 것으로 되어 있다. 또한 비교예 3의 시트 부재는 도전제에 카본을 분산하여 전기 저항값이 108Ω이 되도록 설정하고 있다. 벨트 반송 방향에 있어서, 시트 부재(32a)와 중간 전사 벨트(80)의 접촉 영역(닙폭)은 3㎜이다. 비교예 3으로서 사용하고 있는 탄성 부재(31a) 및 중간 전사 벨트(80)는 실시예 2와 동일한 것을 사용하고 있다.
[평가 결과]
평가 결과를 도 13에 나타낸다. 전사 부재(81a)에의 인가 전압을 0 내지 800V까지, 200V마다 인가한 경우의, 각 예의 전사 부재의 인장 하중을 측정한 것이다.
인가 바이어스 0V의 상태에서의 인장 하중은 가압의 수직 저항력에 의한 마찰 하중을 나타내고 있고, 바이어스를 인가함으로써, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 흡착력에 의한 마찰 하중이 가산되어 있다.
h=5㎛의 구성에서는, 어떠한 값의 인가 바이어스에 대해서도, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 마찰 하중이 크게 증가하지 않고, 흡착력은 거의 안정되어 낮은 값이라고 할 수 있다.
h=5㎛의 구성에 비해, 비교예 3의 구성에서는, 전압의 인가에 수반하여, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 마찰 하중은 이차 함수적으로 상승하고 있고, 흡착력은 급격하게 상승하고 있다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이 h=4㎛, 2㎛의 구성에 대해서는, 요철의 깊이가 커짐에 따라서, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 마찰 하중, 즉, 흡착력의 상승을 저감시킬 수 있다는 결과를 얻게 되었다. 단, 요철의 깊이가 4㎛ 이하는, 실시예 2만큼의 억제 효과를 얻을 수 없었다. 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 마찰 하중 및 흡착력의 억제 효과를 얻을 수 있는 최적의 요철의 깊이(h)에 대해서는, 본 발명자들의 검토 결과에 따르면 요철의 깊이(h)는 5㎛ 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 즉, 오목부의 저부와 볼록부의 정상부사이의 깊이가 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위이면, 보다 마찰 하중 및 흡착력의 억제 효과가 높다.
또한, 실시예 2의 전사 부재를 사용하여, 전술한 화상 형성 장치로 연속 급지 시험을 실시한 결과, 종래예의 전사 부재를 사용한 구성에 비해, 약 1.5 내지 2.0배 내구 수명이 연장되는 결과로 되었다. 또한, 상기 평가에서는, 제1 화상 형성 스테이션의 1차 전사부를 예시하여 설명하였지만, 제2 내지 제4 화상 형성 스테이션도 제1 화상 형성 스테이션과 마찬가지의 구성이므로, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 전사 부재(81)의 중간 전사 벨트(80)와의 접촉면[접촉 영역(A)]에 요철을 형성함으로써, 중간 전사 벨트(80)와 전사 부재(81)와의 마찰력이 높아지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 중간 전사 벨트(80)의 구동 토크의 상승에 의한, 중간 전사 벨트(80)와 전사 부재(81)의 사이에 발생하는 이음을 억제하여, 전사 불량 등의 화상 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전사 부재(81)가 중간 전사 벨트(80)에 안정되게 접촉하므로, 안정된 전사 성능을 유지할 수 있고, 전사 불량 등의 화상 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
[실시예 3]
본 발명에 관한 실시예 3에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서 적용하는 화상 형성 장치의 구성은 전사 부재(시트 부재)의 형상을 제외하고, 전술한 실시예 2와 마찬가지로, 동일 부재에는 동일 기호를 부여하고, 설명을 생략한다. 이하, 실시예 3에서 사용한 전사 부재에 있어서의 시트 부재의 형상에 대하여 도 16을 이용하여 설명한다.
도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 1차 전사 부재(81a)의 시트 부재(32a)에 형성한 요철은 복수의 오목부(33a) 및 볼록부(34a)가 서로 인접하여 형성된 것이다. 도 14a는 시트 부재의 상면도, 도 14b는 도 14a의 14B-14B 단면도이다. 도 16에 있어서 Y는 벨트의 반송 방향이다. 실시예 3의 시트 부재(32a)는 실시예 2의 시트 부재(32a)에 대하여 각 요철부가 측면에 경사면(36)을 갖는 점에서 상이하다. 구체적으로는, 본 실시예의 시트 부재(32a)의 표면의 요철 형상은 볼록부(34a)의 정상부의 폭(D1)이 60㎛인 정사각형, 볼록부의 저부의 폭(D2)이 100㎛인 정사각형이며, 측면은 경사면으로 되어 있다. 즉, 시트 부재(32a)의 표면의 요철 형상은 각 볼록부(34a)의 정상부와 각 오목부(33a)의 저부 사이가 볼록부(34a)의 정상부로부터 상기 오목부(33a)의 저부를 향해 경사지는 경사면(36)을 갖는다. 또한, 볼록부(34a)간의 피치(E1)는 120㎛, 오목부(33a)간의 피치(E2)는 120㎛이다. 또한, 오목부(33a)의 깊이(h)는 50㎛이다. 이 오목부(33a)의 깊이(h)는 볼록부(34a)의 정상부와 오목부(33a)의 저부의 수직 거리이다. 또한, 시트 부재(32a)의 요철[볼록부(34a)]은 중간 전사 벨트(80)의 반송 방향[화살표(Y) 방향]에 대하여, 불연속으로 배치되어 있다. 또한, 시트 부재(32a)의 중간 전사 벨트(80)와의 접촉 영역(A)의 폭은 3㎜이다. 이와 같이, 중간 전사 벨트(80)의 반송 방향에 있어서, 볼록부(34a) 간의 오목부(33a)의 저부의 최대폭은 중간 전사 벨트(80)와 시트 부재(32a)와의 접촉 영역(A)의 폭보다도 작게 설정되어 있다.
산업상 이용가능성
이하에 실시예 3에 있어서의 작용 효과에 대하여 설명한다.
*1차 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이에 전사 전류가 흐르는 구성에 있어서는, 시트 부재(32a)에 작용하는 힘에는 탄성 부재(31a)에 의한 가압에 의한 수직 저항력에 부가하여, 전사 부재(81a)와 중간 전사 벨트(80) 사이의 정전 인력(이하, 흡착력)이 있다.
전술한 바와 같이, 전사 부재(81a)의 표면(벨트와의 접촉면)을 요철 형상으로 함으로써, 전술한 흡착력 및 중간 전사 벨트(80)의 구동 토크의 증대를 대폭으로 억제할 수 있다. 또한, 상기 전사 부재(81a)의 요철의 오목부(33a)에서는, 중간 전사 벨트(80)의 표면을 향해 전계 방전이 발생하고, 전사 부재(81a) 전체의 대전량이 감소하므로, 중간 전사 벨트(80)에의 방전량이 안정화되고, 중간 전사 벨트(80)의 대전에 크게 기여하는 효과가 있다. 또한, 인접하는 각 오목부의 저부와 각 볼록부의 정상부 사이에는, 볼록부의 정상부로부터 오목부의 저부를 향해 경사지는 경사면을 가짐으로써, 오목부와 볼록부의 급격한 차에 의한 이상 방전의 발생을 방지할 수 있으며, 또한 안정된 전사 성능을 유지할 수 있다.
[다른 실시예]
전술한 바와 같이, 시트 부재(32a)의 요철 형상으로서, 실시예 2에서는 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 중간 전사 벨트의 반송 방향에 오목부(33a)와 볼록부(34a)를 배치한 구성을 예시하였다. 또한 실시예 3에서는 도 16에 도시한 바와 같이 볼록부(34a)를 불연속으로 배치한 구성을 예시하였다. 그리고, 실시예 3의 볼록부(34a)가 정상부로부터 저부를 향해 경사지는 경사면을 갖는 구성을 예시하였지만, 실시예 2의 오목부(33a)가 저부로부터 정상부를 향해 경사지는 경사면을 갖는 구성이어도 된다. 이 구성에 의해, 마찬가지로, 더욱 안정된 전사 성능을 유지할 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는, 화상 형성 스테이션을 4개 사용하고 있지만, 이 사용 개수는 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 적절하게 설정하면 된다.
또한 전술한 실시예에서는, 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 프로세스 카트리지로서, 감광 드럼과, 상기 감광 드럼에 작용하는 프로세스 수단으로서의 대전 장치, 현상 장치, 클리닝 수단을 일체로 갖는 프로세스 카트리지를 예시하였다. 그러나, 프로세스 카트리지는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 감광 드럼 외에, 대전 장치, 현상 장치, 클리닝 수단 중 어느 하나를 일체로 갖는 프로세스 카트리지이어도 된다.
또한 전술한 실시예에서는, 감광 드럼을 포함하는 프로세스 카트리지가 화상 형성 장치 본체에 대하여 착탈 가능한 구성을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 각 감광 드럼이나 프로세스 수단이 각각 조립된 화상 형성 장치, 혹은 각 감광 드럼이나 프로세스 수단이 각각 착탈 가능한 화상 형성 장치이어도 된다.
또한 전술한 실시예에서는, 화상 형성 장치로서 프린터를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 복사기, 팩시밀리 장치 등의 다른 화상 형성 장치나, 혹은 이들 기능을 조합한 복합기 등의 다른 화상 형성 장치이어도 된다. 또한, 반송 가능한 벨트는 중간 전사체에 한정되는 것은 아니고, 기록재를 담지하여 반송하는 기록재 담지체를 사용하고, 상기 기록재 담지체에 담지된 기록재에 각 색의 토너상을 순차적으로 겹쳐서 전사하는 화상 형성 장치이어도 된다. 이들 화상 형성 장치에 본 발명을 적용함으로써 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같이 기록재를 담지, 반송하는 무단 벨트로서의 기록재 반송 벨트(100)를 사용하고, 이 벨트(100)에 담지된 기록재(S)에 각 색의 토너상을 순차적으로 겹쳐서 전사하는 화상 형성 장치이어도 된다. 도 15의 전사 부재(81a, 81b, 81c, 81d)에 전술한 실시예의 1차 전사 부재를 사용하는 것이 가능하다.
　이 출원은 2007년 11월 19일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2007-299055호, 2008년 2월 27일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2008-045517호 및 2008년 11월 18일에 출원된 일본 특허 출원 번호 제2008-294169호로부터의 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용을 인용하여 본 출원의 일부로 하는 것이다.

Claims (20)

  1. 토너상을 담지하는 상 담지체와,
    이동 방향으로 이동가능한 무단 벨트와,
    상기 무단 벨트와 접촉하는 접촉 부재와 상기 접촉 부재를 지지하는 전사 지지 부재를 포함하는 전사 장치와,
    전압을 상기 전사 장치에 인가할 수 있는 전사 전원을 포함하며,
    전압이 인가된 상기 전사 장치는 토너상을 상기 상 담지체로부터 상기 무단 벨트로 전사하며,
    상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 무단 벨트의 이동 방향에 수직인 방향으로 이동하지 않고, 상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 전사 지지 부재에 대해 회전하지 않으면서 상기 무단 벨트와 접촉하는 접촉면을 가지며, 상기 접촉면은 선 형상의 오목부를 가지고,
    상기 선 형상의 오목부의 방향은 상기 무단 벨트의 이동 방향과 교차하는, 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선 형상의 오목부의 방향은 상기 무단 벨트의 이동 방향과 직교하는, 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선 형상의 오목부의 깊이는 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위인, 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접촉 부재의 상기 무단 벨트와의 접촉면은 정지되어 있는, 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트에 접촉하는 시트 부재이고,
    상기 전사 지지 부재는, 상기 시트 부재에 접촉하며 상기 시트 부재를 상기 무단 벨트를 향해 가압하기 위한 가압 부재인, 화상 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가압 부재는 직육면체 형상을 갖는 탄성 부재이며, 상기 직육면체의 표면 중 하나는 상기 시트 부재와 접촉하여 상기 시트 부재에 압력을 가하는, 화상 형성 장치.
  7. 토너상을 담지하기 위한 상 담지체와,
    이동 방향으로 이동가능한 무단 벨트와,
    상기 무단 벨트와 접촉하는 접촉 부재와 상기 접촉 부재를 지지하는 전사 지지 부재를 포함하는 전사 장치와,
    전압을 상기 전사 장치에 인가할 수 있는 전사 전원을 포함하며,
    전압이 인가되는 상기 전사 장치는 토너상을 상기 상 담지체로부터 상기 무단 벨트로 전사하며,
    상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 무단 벨트의 이동 방향에 수직인 방향으로 이동하지 않고, 상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 전사 지지 부재에 대해 회전하지 않으면서 상기 무단 벨트와 접촉하는 접촉면을 가지며, 상기 접촉면은 선 형상의 볼록부를 가지고,
    상기 선 형상의 볼록부의 방향은 상기 무단 벨트의 이동 방향과 교차하는, 화상 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선 형상의 볼록부의 방향은 상기 무단 벨트의 이동 방향과 직교하는, 화상 형성 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 선 형상의 볼록부의 높이는 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위인, 화상 형성 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 전사 장치의 상기 무단 벨트와의 접촉면은 정지되어 있는, 화상 형성 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 시트 부재이고,
    상기 전사 지지 부재는, 상기 시트 부재에 접촉하며 상기 시트 부재를 상기 무단 벨트를 향해 가압하기 위한 가압 부재인, 화상 형성 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가압 부재는 직육면체 형상을 갖는 탄성 부재이며, 상기 직육면체의 표면 중 하나는 상기 시트 부재와 접촉하여 상기 시트 부재에 압력을 가하는, 화상 형성 장치.
  13. 토너상을 담지하기 위한 상 담지체와,
    이동 방향으로 이동가능한 무단 벨트와,
    상기 무단 벨트와 접촉하는 접촉 부재와 상기 접촉 부재를 지지하는 전사 지지 부재를 포함하는 전사 장치와,
    전압을 상기 전사 장치에 인가할 수 있는 전사 전원을 포함하며,
    전압이 인가된 상기 전사 장치는 토너상을 상기 상 담지체로부터 상기 무단 벨트로 전사하며,
    상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 무단 벨트의 이동 방향에 수직인 방향으로 이동하지 않고, 상기 접촉 부재는 상기 무단 벨트가 이동하는 동안 상기 전사 지지 부재에 대해 회전하지 않으면서 상기 무단 벨트와 접촉하며,
    상기 접촉 부재는, 상기 무단 벨트와 대향하여 접촉하는 하나 이상의 볼록부와, 상기 무단 벨트와 대향하지만 접촉하지는 않는 하나 이상의 오목부를 포함하며,
    상기 하나 이상의 볼록부와 오목부는, 상기 상 담지체가 상기 무단 벨트와 접촉하고 상기 무단 벨트가 상기 접촉 부재와 접촉하는 영역에, 상기 무단 벨트의 상기 이동 방향에 수직한 방향으로 제공되며,
    상기 하나 이상의 볼록부와 오목부는, 상기 상 담지체가 상기 무단 벨트와 접촉하고 상기 무단 벨트가 상기 접촉 부재와 접촉하는 영역에, 상기 무단 벨트의 이동 방향으로 제공되는, 화상 형성 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 오목부 및 상기 하나 이상의 볼록부는, 서로 인접하는 하나 이상의 오목부의 저부와 하나 이상의 볼록부의 정상부 사이에 상기 하나 이상의 볼록부의 정상부로부터 상기 하나 이상의 오목부의 저부를 향해 경사지는 경사면을 갖는, 화상 형성 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 오목부의 저부와 상기 하나 이상의 볼록부의 정상부 사이의 깊이는 5㎛ 이상 40㎛ 이하의 범위인, 화상 형성 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 전사 장치의 상기 무단 벨트와의 접촉면은 정지되어 있는, 화상 형성 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 시트 부재이고,
    상기 전사 지지 부재는, 상기 시트 부재에 접촉하며 상기 시트 부재를 상기 무단 벨트를 향해 가압하기 위한 가압 부재인, 화상 형성 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가압 부재는 직육면체 형상을 갖는 탄성 부재이며, 상기 직육면체의 표면 중 하나는 상기 시트 부재와 접촉하여 상기 시트 부재에 압력을 가하는, 화상 형성 장치.
  19. 제1항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무단 벨트는 상기 토너상을 직접 반송하는, 화상 형성 장치.
  20. 제1항, 제7항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무단 벨트는 전사재를 반송 가능하고, 상기 토너상을 상기 전사재를 통하여 반송하는, 화상 형성 장치.
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