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JP3604876B2 - Image forming device - Google Patents

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JP3604876B2
JP3604876B2 JP20949397A JP20949397A JP3604876B2 JP 3604876 B2 JP3604876 B2 JP 3604876B2 JP 20949397 A JP20949397 A JP 20949397A JP 20949397 A JP20949397 A JP 20949397A JP 3604876 B2 JP3604876 B2 JP 3604876B2
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JP
Japan
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transfer
intermediate transfer
transfer belt
charging
image
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鶴谷  貴明
竹内  昭彦
健彦 鈴木
和弘 船谷
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Canon Inc
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体を介して転写材に転写する、電子写真方式のカラー画像形成装置、例えば、複写機、レーザービームプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に、4色フルカラーの画像形成装置の概略構成を示す。
【0003】
同図に示す画像形成装置は、矢印R1方向に回転する感光ドラム1表面を、帯電部材2によって帯電し、露光装置11によって露光(L)し、静電潜像を形成する。現像装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の現像器4a、4b、4c、4dを搭載したロータリ3を回転させることで所定の現像器(同図ではY現像器4a)を感光ドラム1に対向する現像位置に配置し、感光ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。このトナー像は、ローラ5a、5b、5cに掛け渡されて中間転写装置5を構成する中間転写ベルト5d上に、一次転写ローラ6によって一次転写される。一次転写後の感光ドラム1は、表面に残ったトナー(一次転写残トナー)が感光ドラムクリーニング装置10によってクリーニングされる。
【0004】
上述の帯電、露光、現像、一次転写、そしてクリーニングの一連の画像形成プロセスを、Yトナー以外の残りの3色のトナー、すなわち、M、C、Kの各色のトナーについても繰り返し行って、中間転写ベルト5d上に4色のトナー像を重ねる。
【0005】
この4色のトナー像は、二次転写ローラ7により、紙等の転写材Pに一括して二次転写された後、定着装置9による加熱、加圧によって転写材P表面に定着される。
【0006】
二次転写後に、中間転写ベルト5d表面に残ったトナー(二次転写残トナー)は、中間転写ベルトクリーニング装置のクリーニングローラ8によって除去される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述の画像形成装置において、二次転写ローラ7の転写幅(軸方向の寸法をいう。)Wtは、最大転写材幅(転写材Pのうちで幅が最大のもののその幅)Wp以上に設定しておけば、種々の幅の転写材Pが給紙されても対応できる。つまり、一般に、Wt>Wp…▲1▼に設定されている。
【0008】
また、中間転写ベルトクリーニング装置である帯電装置の帯電幅Wcは、最大画像幅Wi以上に設定しておけばどのような画像の二次転写残トナーに対しても電荷を付与することが可能となる。つまり、Wc>Wi…▲2▼に設定されている。
【0009】
さらに、最大転写材幅Wpと最大画像幅Wiとの関係は、Wp≧Wi…▲3▼である。
【0010】
以上の3つの式▲1▼、▲2▼、▲3▼、すなわち、
Wt>Wp…▲1▼
Wc>Wi…▲2▼
Wp≧Wi…▲3▼
からは、WtとWcとの大小関係については、特定することができない。
【0011】
すなわち、式の上からは、Wc≧Wtである必要はまったくないはずである。ところが、実際には、Wc<Wtとなるように設定すると、中間転写ベルト5a表面のうちの、帯電装置8によって帯電(除電)されない部分の表層、すなわち二次転写バイアスのみが印加される部分の表層が短期間で絶縁破壊を起こして微小な孔があき、その孔が徐々に広がってひび割れとなり、このひび割れが画像領域にまで達すると画像不良を招くという問題がある。
【0012】
そこで、本発明は、中間転写ベルト表面のひび割れを防ぎ、ひび割れが原因の画像不良を防止するようにしたカラー画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述目的を達成するための、請求項1に係る本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成されたトナー像の一次転写を第1の転写部位にて受ける中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上のトナー像を第2の転写部位にて転写材上に二次転写して転写材上にトナー像を形成する転写手段と、前記二次転写後に前記中間転写ベルト上に残った二次転写残トナーに電荷を付与する帯電手段と、を有し、前記中間転写ベルトは厚さ2〜100μmでかつ体積抵抗率が10〜1018Ω・cmの層を有し、前記転写手段は、転写幅Wtの範囲で前記中間転写ベルトを帯電する機能を有し、前記帯電手段によって電荷が付与される前記二次転写残トナーを前記第1の転写部位にて一次転写と並行して前記像担持体上へ逆転写させるカラー画像形成装置において、前記帯電手段へはACバイアスが印加され、前記ACバイアスは、電圧の振幅の中心値が0Vであり、前記二次転写残トナーに前記逆転写に要する電荷を付与しつつ前記中間転写ベルト表面を略0Vに除電する機能を有し、前記転写手段の前記中間転写ベルトの移動方向と直交する方向の転写幅Wtは、前記帯電手段の前記中間転写ベルトの移動方向と直交する方向の帯電幅Wcよりも内側に相当する範囲にある、ことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【0017】
〈実施の形態1〉
図1に、本発明に係るカラー画像形成装置の一例を示す。なお、同図は、4色フルカラーのレーザービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。
【0018】
同図に示す4色フルカラーのレーザービームプリンタ(以下「画像形成装置」という)は、第1の像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)1を備えている。
【0019】
感光ドラム1の上方には一次帯電器2及び露光装置11が配設され、また左方には現像装置3が配設され、下方には中間転写装置5が配置され、上方には感光ドラムクリーニング装置10が配設されている。
【0020】
上述の感光ドラム1は、アルミシリンダの外周面にOPC(有機光半導体)、a−Si(アモルファスシリコン)、CdS(硫化カドミウム)、Se(セレン)等の光導電体を塗布して構成したものである。感光ドラム1は、装置本体(不図示)によって回転自在に支持されており、駆動手段(不図示)によって矢印R1方向に回転駆動される。
【0021】
一次帯電器2は、感光ドラム1表面に接触配置された帯電ローラであり、電源(不図示)によって帯電バイアスが印加され、これにより感光ドラム1表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電するものである。
【0022】
露光手段11は、レーザー発振器、反射ミラー11b等を備えており、画像情報に応じた露光(L)を行って静電潜像を形成するものである。
【0023】
現像装置3は、回転自在なロータリ4Aに搭載された4個の現像器4a、4b、4c、4dを備えている。各現像器4a、4b、4c、4dは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーを収納しており、ロータリ4Aの回転にともない、それぞれの現像用開口面が常に外側を向くようにして駆動される。現像装置3は、ロータリ4Aの回転によって、感光ドラム1上の静電潜像の現像に供される現像器(同図ではイエロー現像器4a)が、感光ドラム1表面に対向する現像位置に配置され、静電潜像にトナーを付着させて静電潜像を現像するように構成されている。
【0024】
中間転写装置5は、支持体として3本のローラ、すなわち、従動ローラ5a、二次転写対向ローラ5b、駆動ローラ5cを備えている。これら3本のローラ5a、5b、5cに第2の像担持体としての中間転写ベルト5dが巻き掛けられている。中間転写ベルト5dは、エンドレス状(無端状)に形成されたゴムベルトであり、駆動手段(不図示)によって矢印R5方向に駆動される。中間転写ベルト5dの内側における、感光ドラム1とほぼ対向する位置には、一次転写ローラ(第1の転写手段)6が配置されている。一次転写ローラ6は、中間転写ベルト5dを感光ドラム1表面に押圧して一次転写部位t を形成している。また、中間転写ベルト5dの外側における二次転写対向ローラ5bに対応する位置には、二次転写ローラ(第2の転写手段)7が配設されている。二次転写ローラ7は、中間転写ベルト5dに対して接離自在に配設されており、接触時には、二次転写部位t を形成する。さらに、中間転写ベルト5dの移動方向に沿っての二次転写部位t と一次転写部位t との間には、中間転写ベルトクリーニング装置(帯電手段)8が設けられている。
【0025】
転写材Pの移動方向についての二次転写ローラ7の下流側には、転写材P表面に二次転写されたトナー像を定着させるための定着装置9が配設されている。
【0026】
次に、上述構成の画像形成装置の動作について説明する。
【0027】
感光ドラム1は、駆動手段によって矢印R1方向に回転駆動され、その表面が一次帯電器2によって帯電される。一次帯電器2には、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧が印加され、これにより、感光ドラム1表面は、所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。つづいて、露光装置11のレーザードライバ(不図示)にイエローの画像情報に従った信号が入力されると、レーザー発振器11aからレーザー光が発光される。このレーザー光は、ポリゴンミラー(不図示)、反射ミラー11b等を介して感光ドラム1表面に照射され、照射部分の電荷を除去して静電潜像を形成する。
【0028】
この感光ドラム1上の静電潜像は、ロータリ4Aの回転によって現像位置に配置されたイエローの現像器4aによってイエローのトナー像として現像される。
【0029】
感光ドラム1上のイエローのトナー像は、電源(不図示)から一次転写ローラ6に印加された一次転写バイアスによって、中間転写ベルト5d表面に一次転写される。このとき、中間転写ベルト5dに一次転写されないで感光ドラム1表面に残ったトナー(一次転写トナー)は、感光ドラムクリーニング装置10によって除去され、感光ドラム1は、次の色のトナー像の形成に備えられる。
【0030】
以上の、帯電、露光、現像、一次転写、クリーニング(感光ドラム1の)の一連の画像形成プロセスを、上述のイエロー以外の他の3色、すなわちマゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーについても順次に行って、中間転写ベルト5d上に4色のトナー像を重ねる。
【0031】
中間転写ベルト5d上の4色のトナー像は、電源(不図示)によって二次転写ローラ7に印加された二次転写バイアスにより、転写材P上に一括して二次転写される。なお、転写材Pは、給紙カセット(不図示)に収納されていたものが、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等を有する搬送装置(いずれも不図示)によって、中間転写ベルト5dの回転に同期して供給されたものである。
【0032】
二次転写後の転写材Pは、定着装置9に搬送され、ここで加熱加圧されて表面に4色のトナー像が定着された後、装置本体外部に排出される。
【0033】
上述の二次転写時に転写材P上に二次転写されないで中間転写ベルト5d表面に残ったトナー(二次転写残トナー)は、中間転写ベルトクリーニング装置8によって電荷が付与され、上述のトナー像の一次転写時に、中間転写ベルト5d表面から感光ドラム1表面に逆転写され、その後、感光ドラムクリーニング装置10によって除去される。
【0034】
ここで、上述の中間転写ベルト5dについて詳述すると、中間転写ベルト5dは、厚さ0.3〜2mm、体積抵抗率10 〜10 Ω・cmに調整されたアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等を無端状に形成したゴム基層上に、厚さ2〜100μm、体積抵抗率10 〜1018Ω・cmに調整されたゴム又はPVdF、PET、ポリカーボネイト、ポリエチレン、シリコーン等の樹脂を表層として設けた構成となっている。
【0035】
また、中間転写ベルト5d表面に残った二次転写残トナーに電荷を付与するための中間転写ベルトクリーニング装置8は、帯電部材として複数層によって形成され、弾性を有するクリーニングローラ(ローラ状の帯電器)8aと、これに交流電圧を印加する交流電源8bと、直流電圧を印加する直流電源8cとを備えている。なお、中間転写ベルトクリーニングローラ8aは、中間転写ベルト5dに対して接離可能に配置されている。
【0036】
次に、本発明の特徴部分について説明する。
【0037】
図2は、図1における中間転写ベルト5d、二次転写ローラ7、中間転写ベルトクリーニングローラ8aについて、それぞれの幅(軸方向長さ、あるいは転写材Pの搬送方向に向かっての左右方向の長さをいう)を模式的に示すものである。まず、同図に示すように、これらの部材のうちでは、中間転写ベルト5dの幅が最も広い。
【0038】
次に、二次転写ローラ7の転写幅をWt、中間転写ベルトクリーニングローラ8aの帯電幅をWcとしたとき、Wc≧Wtと、Wc<Wtとの場合において、中間転写ベルト5dのひび割れ発生にどの程度の差があるかを検討した。
【0039】
共通条件として、二次転写ローラ7に印加する二次転写バイアスは+10μAの定電流制御とした。また、中間転写ベルトクリーニングローラ8aに印加するバイアス波形は、図3に示すように、ピーク間電圧が2.5kVPP、周波数が2kHz、デューティー比がプラス側80%でマイナス側20%、そして、DC電圧は0Vに設定し、二次転写残トナーにはプラス電荷を付与しつつ、中間転写ベルト5d表面はほぼ0Vに除電されるように設定した。
【0040】
図6は、中間転写ベルト5dのひび割れ発生状況を示している。○はまったく発生していない場合、△は中間転写ベルト5d表面に微小な穴が発生した場合、×はひび割れが発生した場合、××はひび割れが画像領域にまで及んだ場合である。
【0041】
同図から明らかなように、Wc<Wtの場合には、耐久枚数5k枚(5000枚)程度で端部に微小な穴が発生し、10k枚(10000枚)で端部にひび割れが発生した。そして、50k枚(50000枚)ではひび割れが画像領域にまで達成してしまった。
【0042】
これに対し、Wc≧Wtの場合には50k枚で中間転写ベルト全体に微小な穴が発生したものの、画像不良の原因となるひび割れにまでは至らなかった。
【0043】
上述の、Wc<Wtの場合、中間転写ベルト5dの端部は、中間転写ベルトクリーニングローラ8aによって除電されることなく二次転写バイアスが常に印加されることになり、中間転写ベルト5d表面がチャージアップされる。このため、ベルト表層の高抵抗層へ電界が集中し、絶縁破壊に至ったものと思われる。
【0044】
これに対し、Wc≧Wrの場合、中間転写ベルト5d表面は、中間転写ベルトクリーニングローラ8aによって常に除電されることになるので、中間転写ベルト5d表面がチャージアップすることもなく、絶縁破壊も発生しにくくなっているものと思われる。
【0045】
〈実施の形態2〉
図4に、実施の形態2におけるカラー画像形成装置の縦断面図を示す。なお、図1に示すものと同じ構成、作用の部材等については、同じ符号を付して、その説明は重複説明は適宜省略するものとする。
【0046】
実施の形態1において、中間転写ベルト5d表面の二次転写残トナーに電荷を付与する中間転写ベルトクリーニング装置8が、帯電部材として中間転写ベルト5d表面に接触可能な中間転写ベルトクリーニングローラ8aを有していたが、これによると、周波数の高い領域を使用するので微弱ながら帯電音が発生した。また、中間転写ベルトクリーニングローラ8aは、環境変動に対しては、性能の変化が小さいものの、ややコストが高くなるというデメリットもあった。
【0047】
そこで、本実施の形態2においては、中間転写ベルト5d上の二次転写残トナーに電荷を付与する中間転写ベルトクリーニング装置8の帯電部材として図5(a)、(b)に示すような非接触型の帯電電極8Aを用いた。帯電電極8Aは、中間転写ベルト5dの搬送方向に沿った長さが10mm、帯電幅がWcの長板状に形成され、中間転写ベルト5d表面との間のギャップ幅が70μmとなるように配設された。帯電幅Wcが二次転写ローラ7の転写幅Wtよりも広い場合、つまりWc≧Wtである場合と、この逆、Wc<Wtである場合とにおいて、前述の実施の形態1とまったく同様の条件で検討したところ、図6に示す実施の形態1と同様の結果を得ることができた。すなわち、Wc≧Wtとすれば中間転写ベルト5dのひび割れを防げることができ、これに加えて、帯電音の低減、及びコストダウンを図ることができた。
【0048】
なお、上述の実施の形態1及び実施の形態2においては、第2の像担持体として、中間転写ベルト5dを使用した例について説明を行ったが、この中間転写ベルト5dに代えて、ドラム状の中間転写ドラムを使用した場合においても、同様の効果を上げることができるのはいうまでもない。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、第1の像担持体上に順次に形成したトナー像を、第2の像担持体を介して転写材に一括して二次転写するとともに、第2の像担持体上の二次転写残トナーに、帯電手段により電荷を付与することにより、二次転写残トナーを一次転写と平行して前記第1の像担持体上へ逆転写させるカラー画像形成装置において、第2の転写手段の転写幅をWt、帯電手段の帯電幅をWcとしたとき、Wc≧Wtを満たすことにより、第2の像担持体上に発生するひび割れを防防止し、ひび割れに起因する画像不良のない安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図2】中間転写ベルト、二次転写ローラ、中間転写ベルトクリーニングローラの幅の関係を示す図。
【図3】実施の形態1におけるクリーニングバイアスの波形を示す図。
【図4】実施の形態2の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図5】(a)は実施の形態2の帯電電極の斜視図。
(b)は実施の形態2の帯電電極と中間転写ベルトとのギャップを示す側面図。
【図6】中間転写ベルトクリーニングローラの帯電幅Wcと二次転写ローラ転写幅Wtとの大小関係の違いによる中間転写ベルト表層のひび割れの違いを示す図。
【図7】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 第1の像担持体(感光ドラム)
5d 第2の像担持体(中間転写ベルト)
6 第1の転写手段(一次転写ローラ)
7 第2の転写手段(二次転写ローラ)
8 帯電手段(中間転写ベルトクリーニング装置)
8A 帯電部材(帯電電極)
8a 帯電部材(ローラ状の帯電器)
P 転写材
第1の転写部位
第2の転写部位
Wc 帯電手段の帯電幅
Wt 第2の転写手段の転写幅
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic color image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier to a transfer material via an intermediate transfer member, for example, a copying machine and a laser beam printer.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows a schematic configuration of a four-color full-color image forming apparatus.
[0003]
In the image forming apparatus shown in the figure, the surface of the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow R1 is charged by the charging member 2 and is exposed (L) by the exposure device 11 to form an electrostatic latent image. The developing device rotates a rotary 3 on which developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d of respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are mounted. In the figure, a Y developing device 4a) is disposed at a developing position facing the photosensitive drum 1, and toner is adhered to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and developed as a toner image. This toner image is firstly transferred by a primary transfer roller 6 onto an intermediate transfer belt 5d constituting an intermediate transfer device 5 by being stretched over rollers 5a, 5b and 5c. The toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the primary transfer (primary transfer residual toner) is cleaned by the photosensitive drum cleaning device 10.
[0004]
The above-described series of image forming processes of charging, exposure, development, primary transfer, and cleaning are repeated for the remaining three color toners other than the Y toner, that is, the toners of the respective colors M, C, and K. The four color toner images are superimposed on the transfer belt 5d.
[0005]
The toner images of the four colors are collectively secondary-transferred onto a transfer material P such as paper by the secondary transfer roller 7 and then fixed on the surface of the transfer material P by heating and pressing by the fixing device 9.
[0006]
After the secondary transfer, the toner (secondary transfer residual toner) remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5d is removed by the cleaning roller 8 of the intermediate transfer belt cleaning device.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described image forming apparatus, the transfer width (the dimension in the axial direction) Wt of the secondary transfer roller 7 is set to be equal to or larger than the maximum transfer material width (the width of the largest one of the transfer materials P) Wp. If this is done, it is possible to cope with the feeding of transfer materials P of various widths. That is, generally, Wt> Wp (1) is set.
[0008]
In addition, if the charging width Wc of the charging device as the intermediate transfer belt cleaning device is set to be equal to or larger than the maximum image width Wi, it is possible to charge the secondary transfer residual toner of any image. Become. That is, Wc> Wi ... (2) is set.
[0009]
Further, the relationship between the maximum transfer material width Wp and the maximum image width Wi is Wp ≧ Wi... (3).
[0010]
The above three expressions (1), (2), and (3), that is,
Wt> Wp ... ▲ 1 ▼
Wc> Wi ... ▲ 2 ▼
Wp ≧ Wi… ▲ 3 ▼
From, the magnitude relationship between Wt and Wc cannot be specified.
[0011]
That is, from the equation, it should not be necessary to satisfy Wc ≧ Wt at all. However, actually, when Wc <Wt is set, the surface of the portion of the surface of the intermediate transfer belt 5a that is not charged (discharged) by the charging device 8, that is, the portion of the surface to which only the secondary transfer bias is applied. There is a problem in that the surface layer causes dielectric breakdown in a short period of time, and minute holes are formed, and the holes gradually expand to become cracks. When the cracks reach the image area, there is a problem that an image defect is caused.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a color image forming apparatus which prevents cracks on the surface of an intermediate transfer belt and prevents image defects caused by cracks.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a toner image, and a first transfer portion that receives a primary transfer of the toner image formed on the image carrier. An intermediate transfer belt, transfer means for secondary-transferring the toner image on the intermediate transfer belt onto a transfer material at a second transfer portion to form a toner image on the transfer material, and Charging means for applying electric charge to the secondary transfer residual toner remaining on the transfer belt, wherein the intermediate transfer belt has a thickness of 2 to 100 μm and a volume resistivity of 10 8 to 10 18 Ω · cm. The transfer unit has a function of charging the intermediate transfer belt within a range of a transfer width Wt, and transfers the secondary transfer residual toner charged by the charging unit to the first transfer portion. Reverse transfer onto the image carrier in parallel with the primary transfer In that the color image forming apparatus, the AC bias is applied to the charging means, the AC bias is the center value of the amplitude of the voltage is 0V, and applying a charge required for the reverse transcription to the secondary transfer residual toner The intermediate transfer belt has a function of discharging the surface of the intermediate transfer belt to approximately 0 V, and a transfer width Wt of the transfer unit in a direction orthogonal to a moving direction of the intermediate transfer belt is equal to a moving direction of the intermediate transfer belt of the charging unit. It is characterized by being in a range corresponding to the inside of the charging width Wc in the direction perpendicular to the direction.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an example of a color image forming apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a four-color full-color laser beam printer.
[0018]
The four-color full-color laser beam printer (hereinafter, referred to as “image forming apparatus”) shown in FIG. 1 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as “photosensitive drum”) 1 as a first image carrier.
[0019]
A primary charger 2 and an exposure device 11 are provided above the photosensitive drum 1, a developing device 3 is provided on the left side, an intermediate transfer device 5 is provided below, and a photosensitive drum cleaning device is provided above. An apparatus 10 is provided.
[0020]
The above-described photosensitive drum 1 is formed by applying a photoconductor such as OPC (organic optical semiconductor), a-Si (amorphous silicon), CdS (cadmium sulfide), or Se (selenium) on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder. It is. The photosensitive drum 1 is rotatably supported by an apparatus main body (not shown), and is driven to rotate in a direction of an arrow R1 by driving means (not shown).
[0021]
The primary charger 2 is a charging roller arranged in contact with the surface of the photosensitive drum 1 and is applied with a charging bias by a power source (not shown), thereby uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1 to a predetermined polarity and a predetermined potential. Is what you do.
[0022]
The exposure unit 11 includes a laser oscillator, a reflection mirror 11b, and the like, and performs exposure (L) according to image information to form an electrostatic latent image.
[0023]
The developing device 3 includes four developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d mounted on a rotatable rotary 4A. Each of the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d stores a toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively, as the rotary 4A rotates. Is driven such that the developing opening surface of the developing device always faces outward. The developing device 3 has a developing device (yellow developing device 4a in the figure) used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 by rotation of the rotary 4A, which is disposed at a developing position facing the surface of the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is developed by attaching toner to the electrostatic latent image.
[0024]
The intermediate transfer device 5 includes three rollers as a support, namely, a driven roller 5a, a secondary transfer opposing roller 5b, and a drive roller 5c. An intermediate transfer belt 5d as a second image carrier is wound around these three rollers 5a, 5b, 5c. The intermediate transfer belt 5d is a rubber belt formed in an endless shape (endless shape), and is driven in a direction of an arrow R5 by a driving unit (not shown). A primary transfer roller (first transfer unit) 6 is disposed inside the intermediate transfer belt 5d at a position substantially opposed to the photosensitive drum 1. The primary transfer roller 6 is pressed against the intermediate transfer belt 5d surface of the photosensitive drum 1 to form a primary transfer portion t 1. A secondary transfer roller (second transfer unit) 7 is disposed outside the intermediate transfer belt 5d at a position corresponding to the secondary transfer opposing roller 5b. The secondary transfer roller 7, an intermediate transfer are separable freely disposed against the belt 5d, to the time of contact, forms a secondary transfer portion t 2. Further, between the secondary transfer portion t 2 along the moving direction of the intermediate transfer belt 5d and the primary transfer portion t 1, the intermediate transfer belt cleaning device (charging unit) 8 is provided.
[0025]
A fixing device 9 for fixing the toner image secondary-transferred onto the surface of the transfer material P is provided downstream of the secondary transfer roller 7 in the moving direction of the transfer material P.
[0026]
Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.
[0027]
The photosensitive drum 1 is driven to rotate in the direction of arrow R <b> 1 by driving means, and the surface thereof is charged by the primary charger 2. A superimposed voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage is applied to the primary charger 2, whereby the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and a predetermined potential. Subsequently, when a signal according to yellow image information is input to a laser driver (not shown) of the exposure device 11, laser light is emitted from the laser oscillator 11a. The laser light is applied to the surface of the photosensitive drum 1 via a polygon mirror (not shown), a reflection mirror 11b, and the like, and removes the charge on the irradiated portion to form an electrostatic latent image.
[0028]
The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed as a yellow toner image by a yellow developing device 4a disposed at a developing position by the rotation of the rotary 4A.
[0029]
The yellow toner image on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 5d by a primary transfer bias applied to the primary transfer roller 6 from a power supply (not shown). At this time, toner (primary transfer toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being primarily transferred to the intermediate transfer belt 5d is removed by the photosensitive drum cleaning device 10, and the photosensitive drum 1 is used for forming a toner image of the next color. Be provided.
[0030]
The above-described series of image forming processes of charging, exposure, development, primary transfer, and cleaning (of the photosensitive drum 1) are sequentially performed for three colors other than the above-described yellow, that is, magenta, cyan, and black toners. To superimpose toner images of four colors on the intermediate transfer belt 5d.
[0031]
The four color toner images on the intermediate transfer belt 5d are collectively and secondarily transferred onto the transfer material P by a secondary transfer bias applied to the secondary transfer roller 7 by a power supply (not shown). The transfer material P, which has been stored in a paper feed cassette (not shown), is rotated by a transport device (all not shown) having a paper feed roller, a transport roller, a registration roller and the like to rotate the intermediate transfer belt 5d. Are supplied in synchronization with.
[0032]
The transfer material P after the secondary transfer is conveyed to the fixing device 9, where the transfer material P is heated and pressurized to fix the four color toner images on the surface, and then discharged outside the apparatus main body.
[0033]
The toner (secondary transfer residual toner) remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5d without being secondary-transferred onto the transfer material P during the above-described secondary transfer is charged by the intermediate transfer belt cleaning device 8, and the above-described toner image is formed. During the primary transfer, the image is reversely transferred from the surface of the intermediate transfer belt 5 d to the surface of the photosensitive drum 1, and then removed by the photosensitive drum cleaning device 10.
[0034]
Here, the above-mentioned intermediate transfer belt 5d will be described in detail. The intermediate transfer belt 5d has a thickness of 0.3 to 2 mm and a volume resistivity of 10 4 to 10 8 Ω · cm, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), Styrene butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, urethane rubber, etc., on a rubber base layer formed endlessly, with a thickness of 2 to 100 μm, volume It has a configuration in which rubber or a resin such as PVdF, PET, polycarbonate, polyethylene, or silicone, which is adjusted to a resistivity of 10 8 to 10 18 Ω · cm, is provided as a surface layer.
[0035]
Further, an intermediate transfer belt cleaning device 8 for applying electric charges to the secondary transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5d is formed of a plurality of layers as a charging member and has an elastic cleaning roller (roller-shaped charger). ) 8a, an AC power supply 8b for applying an AC voltage thereto, and a DC power supply 8c for applying a DC voltage. The intermediate transfer belt cleaning roller 8a is disposed so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 5d.
[0036]
Next, features of the present invention will be described.
[0037]
FIG. 2 shows the respective widths (lengths in the axial direction or lengths in the left-right direction in the transport direction of the transfer material P) of the intermediate transfer belt 5d, the secondary transfer roller 7, and the intermediate transfer belt cleaning roller 8a in FIG. This is schematically shown in FIG. First, as shown in the figure, the width of the intermediate transfer belt 5d is the largest among these members.
[0038]
Next, assuming that the transfer width of the secondary transfer roller 7 is Wt and the charging width of the intermediate transfer belt cleaning roller 8a is Wc, when Wc ≧ Wt and Wc <Wt, the occurrence of cracks in the intermediate transfer belt 5d is reduced. The difference was examined.
[0039]
As a common condition, the secondary transfer bias applied to the secondary transfer roller 7 was set to a constant current control of +10 μA. As shown in FIG. 3, the bias waveform applied to the intermediate transfer belt cleaning roller 8a has a peak-to-peak voltage of 2.5 kV PP , a frequency of 2 kHz, a duty ratio of 80% on the plus side, 20% on the minus side, and The DC voltage was set to 0 V, and the surface of the intermediate transfer belt 5 d was set to be almost 0 V while giving a positive charge to the secondary transfer residual toner.
[0040]
FIG. 6 shows the state of occurrence of cracks in the intermediate transfer belt 5d. ○ indicates no occurrence, △ indicates a case where a minute hole is formed on the surface of the intermediate transfer belt 5d, X indicates a case where a crack has occurred, and XX indicates a case where the crack extends to the image area.
[0041]
As is clear from the figure, in the case of Wc <Wt, a minute hole was generated at the end when the durability was about 5k (5000), and a crack was generated at the end when the durability was 10k (10000). . Then, in the case of 50k sheets (50,000 sheets), cracks were achieved up to the image area.
[0042]
On the other hand, when Wc ≧ Wt, a small hole was formed in the entire intermediate transfer belt for 50k sheets, but no crack was caused which caused an image defect.
[0043]
When Wc <Wt, the secondary transfer bias is always applied to the end of the intermediate transfer belt 5d without being neutralized by the intermediate transfer belt cleaning roller 8a, and the surface of the intermediate transfer belt 5d is charged. Will be up. For this reason, it is considered that the electric field was concentrated on the high-resistance layer on the surface of the belt, resulting in dielectric breakdown.
[0044]
On the other hand, when Wc ≧ Wr, the surface of the intermediate transfer belt 5d is always discharged by the intermediate transfer belt cleaning roller 8a, so that the surface of the intermediate transfer belt 5d does not charge up and dielectric breakdown occurs. It seems that it has become difficult.
[0045]
<Embodiment 2>
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the color image forming apparatus according to the second embodiment. The same reference numerals are given to members having the same configuration and operation as those shown in FIG. 1, and the description thereof will not be repeated.
[0046]
In the first embodiment, the intermediate transfer belt cleaning device 8 that applies electric charge to the secondary transfer residual toner on the surface of the intermediate transfer belt 5d has an intermediate transfer belt cleaning roller 8a that can contact the surface of the intermediate transfer belt 5d as a charging member. However, according to this method, since a high frequency region is used, a small amount of charging noise is generated. Further, the intermediate transfer belt cleaning roller 8a has a disadvantage that the change in performance is small with respect to environmental fluctuations, but the cost is slightly increased.
[0047]
Therefore, in the second embodiment, as a charging member of the intermediate transfer belt cleaning device 8 for applying a charge to the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt 5d, a non-charging member as shown in FIGS. A contact-type charging electrode 8A was used. The charging electrode 8A is formed in a long plate shape having a length of 10 mm along the conveyance direction of the intermediate transfer belt 5d, a charging width of Wc, and a width of 70 μm between the charging electrode 8A and the surface of the intermediate transfer belt 5d. Was established. When the charging width Wc is wider than the transfer width Wt of the secondary transfer roller 7, that is, when Wc ≧ Wt, and conversely, when Wc <Wt, the conditions are exactly the same as those in the first embodiment. As a result, the same result as in the first embodiment shown in FIG. 6 was obtained. That is, if Wc ≧ Wt, cracking of the intermediate transfer belt 5d could be prevented, and in addition, charging noise and cost could be reduced.
[0048]
In the above-described first and second embodiments, an example in which the intermediate transfer belt 5d is used as the second image carrier has been described. Needless to say, the same effect can be obtained even when the intermediate transfer drum is used.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the toner images sequentially formed on the first image carrier are collectively and secondarily transferred to the transfer material via the second image carrier, Color image formation in which the secondary transfer residual toner is reverse-transferred onto the first image carrier in parallel with the primary transfer by applying a charge to the secondary transfer residual toner on the image carrier by a charging unit. In the apparatus, when the transfer width of the second transfer means is Wt and the charging width of the charging means is Wc, by satisfying Wc ≧ Wt, cracks generated on the second image carrier are prevented and cracks are prevented. Thus, a stable image free of image defects due to the above can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between widths of an intermediate transfer belt, a secondary transfer roller, and an intermediate transfer belt cleaning roller.
FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a cleaning bias in the first embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5A is a perspective view of a charging electrode according to a second embodiment.
FIG. 4B is a side view illustrating a gap between the charging electrode and the intermediate transfer belt according to the second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a difference in cracks on the surface layer of the intermediate transfer belt due to a difference in magnitude relationship between a charging width Wc of the intermediate transfer belt cleaning roller and a transfer width Wt of the secondary transfer roller.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1. First image carrier (photosensitive drum)
5d Second image carrier (intermediate transfer belt)
6 First transfer means (primary transfer roller)
7. Second transfer means (secondary transfer roller)
8 Charging means (intermediate transfer belt cleaning device)
8A Charging member (charging electrode)
8a Charging member (roller-shaped charger)
P Transfer material t 1 First transfer site t 2 Second transfer site Wc Charging width Wt of charging unit Transfer width of second transferring unit

Claims (1)

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成されたトナー像の一次転写を第1の転写部位にて受ける中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上のトナー像を第2の転写部位にて転写材上に二次転写して転写材上にトナー像を形成する転写手段と、前記二次転写後に前記中間転写ベルト上に残った二次転写残トナーに電荷を付与する帯電手段と、を有し、前記中間転写ベルトは厚さ2〜100μmでかつ体積抵抗率が10〜1018Ω・cmの層を有し、前記転写手段は、転写幅Wtの範囲で前記中間転写ベルトを帯電する機能を有し、前記帯電手段によって電荷が付与される前記二次転写残トナーを前記第1の転写部位にて一次転写と並行して前記像担持体上へ逆転写させるカラー画像形成装置において、
前記帯電手段へはACバイアスが印加され、前記ACバイアスは、電圧の振幅の中心値が0Vであり、前記二次転写残トナーに前記逆転写に要する電荷を付与しつつ前記中間転写ベルト表面を略0Vに除電する機能を有し、前記転写手段の前記中間転写ベルトの移動方向と直交する方向の転写幅Wtは、前記帯電手段の前記中間転写ベルトの移動方向と直交する方向の帯電幅Wcよりも内側に相当する範囲にある、
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries the toner image; an intermediate transfer belt that receives primary transfer of the toner image formed on the image carrier at a first transfer portion; A transfer unit that forms a toner image on the transfer material by performing a secondary transfer on the transfer material at a transfer portion; and a charging unit that applies a charge to the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt after the secondary transfer. And the intermediate transfer belt has a layer having a thickness of 2 to 100 μm and a volume resistivity of 10 8 to 10 18 Ω · cm, and the transfer unit performs the intermediate transfer in a transfer width Wt range. A color that has a function of charging a transfer belt and reversely transfers the secondary transfer residual toner, which is charged by the charging unit, onto the image carrier in parallel with the primary transfer at the first transfer portion; In the image forming apparatus,
An AC bias is applied to the charging unit, and the AC bias has a center value of a voltage amplitude of 0 V, and applies a charge required for the reverse transfer to the secondary transfer residual toner while causing the intermediate transfer belt surface to be charged. It has the function of neutralizing the substantially 0V, the transfer width Wt in the direction perpendicular to the moving direction of the intermediate transfer belt of the transfer unit, the intermediate transfer belt direction of the charging width Wc orthogonal to the moving direction of said charging means Within the range corresponding to the inside,
An image forming apparatus comprising:
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