JP2004333677A

JP2004333677A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004333677A
Application number: JP2003127102A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shida; 昌規志田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of black characters in a cleaner-less system. <P>SOLUTION: In an image forming apparatus of the cleaner-less system, only a black transfer roller is offset downstream for scattering prevention. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置等の画像形成装置は小型化、高機能化、カラー化が進められてきているが、他方では信頼性の向上、システム展開、メンテナンスフリー、人や環境に優しいといった要求が高まってきており、それらの要求を満たすべく様々な画像出力装置が提案されてきている。
【０００３】
最近では特に装置全体の小型化、廃トナーレスによるエコロジー対応、感光体ドラムの長寿命化、１ページ当りのトナー消費量の削減のため、現像手段に、記録材に対するトナー画像転写後の感光体ドラム面に残留しているトナーのクリーニング手段を兼用させることで、専用機器としてのクリーニング手段の配設をなくした「現像同時クリーニング」または「クリーナーレス」と呼ばれる（以下、これらを「クリーナーレスシステム」という）画像形成装置も出現している（特開昭５９−１３３５７３号公報、同６２−２０３１８２号公報、同６３−１３３１７９号公報、同６４−２０５８７号公報、特開平２−５１１６８号公報、同２−３０２７７２号公報、同５−２２８７号公報、同５−２２８９号公報、同５−５３４８２号公報、同５−６１３８３号公報等）。
【０００４】
クリーナーレスシステムは転写部から現像部へ感光体ドラム上の転写残余トナーを移行させ、それを現像手段のトナー担持体（トナー供給体、現像部材）にて次工程以降の現像時にトナー担持体に印加する直流電圧と感光体ドラム表面電位間の電位差である、かぶり取り電位差によって回収するものである。
【０００５】
これによれば、専用機としてのクリーニング装置がなくとも、転写残余トナーは現像手段にて回収されて次工程以降の現像に用いられるため、廃トナーをなくすことができる。また専用機器としてのクリーニング装置の配設がないので、スペースの面での利点も大きく、装置を大幅に小型化できるようになる。
【０００６】
図７は上記クリーナーレスシステムを搭載した画像形成装置を説明するための簡略図である。
【０００７】
画像形成装置本体内には矢印Ａ方向に走行する無端状の転写ベルト５が配設している。この転写ベルト５は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような導電性あるいは誘電体樹脂によって構成されている。給紙カセット１２から取り出された記録材Ｐは、レジストローラ１４、１５を経て２次転写部に供給され、さらに同図左方に搬送される。
【０００８】
中間転写ベルト５の上方には、ほぼ同じ構成の４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列状に配置されている。画像形成部Ｐａを例にその構成を説明する。画像形成部Ｐａは、回転可能に配置されたドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１ａを備えている。感光ドラム１０１ａの周囲には、帯電器１０２ａ、現像器４ａ等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、画像形成部Ｐａと同様の構成を備えており、これら画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。
【０００９】
各画像形成部に配置した現像器にはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、およびブラックトナーが収納されているものとする。
【００１０】
原稿のマゼンタ成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して感光ドラム１０１ａ上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器４ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像となる。このトナー像が感光ドラム１０１ａの回転に伴って、感光ドラム１０１ａと中間転写体５とが当接する転写部２１ａに来ると、第１の転写ローラ６ａによって、印加される第１の転写バイアスによって、前記イエロートナー像が中間転写体５へ転写される。
【００１１】
イエロートナー像を担持した中間転写体５は、画像形成部Ｐｂに搬送されると、この時までに、画像形成部Ｐｂにおいて、前記と同様の方法で感光ドラム１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が、前記イエロートナー像上へ転移される。
【００１２】
このとき感光ドラム１０１上に残った転写残トナーは、先に説明した通り、クリーナーレスシステムのため感光ドラム１０１の回転により現像器４対向部に搬送され、かぶり取り電位差によって現像器４に回収される。
【００１３】
同様に記録材Ｐが画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの転写部位において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット１２から取り出された記録材Ｐが前記第２の転写部位に達し、第２の転写ローラ１０に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。
【００１４】
ところで、上記した画像形成装置において、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける１次転写部において、“転写飛び散り現象”が発生する場合があった。この転写飛び散り現象は、特に文字や線画における画質を大きく劣化させる問題となっている。
【００１５】
以下、１つの画像形成部における１次転写部を例に、転写飛び散り現象のメカニズムについて説明する。図８は、図７に示した画像形成装置のイエローの画像形成部Ｐａにおける１次転写部２１ａ近傍を示す拡大断面図である。
【００１６】
図８に示す転写部２１ａ近傍において、領域Ａは感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト５間で形成される第１の接触ニップの幅、領域Ｂは中間転写ベルト５と１次転写ローラ６ａ間で形成される第２の接触ニップの幅を表す。なお、図中矢印Ｅが中間転写ベルトの搬送方向である。また、領域Ｃは中間転写ベルト５上におけるベルト・ローラニップＢが、相対的にドラム・ベルトニップＡに対して中間転写ベルト５の移動方向上流側にはみ出している領域（以下、上流側空隙ニップという）の幅を表す。
【００１７】
通常、感光ドラム１０１ａ上に形成されたトナー像の中間転写ベルト５上への転写は、領域Ａと領域Ｂが、中間転写ベルト５上で重なっている領域Ａで行われる。
【００１８】
しかしながら、上記上流側空隙ニップ領域Ｃが存在する場合、ここでも転写が生じてしまう。上流側空隙ニップ領域Ｃは、領域Ｂに対する中間転写ベルト５と感光ドラム１０１ａ側の接触面は、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト５が接触ニップを作らずに空隙を挟んで対向するため、感光ドラム１１ａ上のトナー像が空気層を飛翔して中間転写ベルト５上に転写される、いわゆる“プレ転写”が生じる。このプレ転写は、トナー像端部における転写飛び散りの原因となり、画質の劣化をもたらす。
【００１９】
このため、図９に示したように、１次転写ローラ６ａを感光ドラム１０１ａに対して、感光ドラム１０１中心軸ａと転写ローラ中心軸ｂの距離を長さＬ（ｍｍ）だけ中間転写ベルト搬送方向（矢印Ａ）下流側に移動して配置させれば、図８のような上流側空隙ニップＣをなくすことができる。これにより、プレ転写をなくして転写飛び散りが防止できる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例のようにプレ転写を防止する為に感光ドラム１０１中心軸ａと転写ローラ中心軸ｂの距離である長さＬ（ｍｍ）だけ下流側にオフセットして配置させると、前の画像形成動作で転写ベルト上に転写されてきたトナー像が次の画像形成ステーションにおける転写動作時に転写ベルト上から感光ドラム側に逆転写（以下、再転写とする）してしまう現象がより顕著になることが本発明者らの検討により分かった。
【００２１】
図１０はマゼンタ画像形成部Ｐｂにおける図９での距離Ｌ（感光ドラム１０１中心軸ａと転写ローラ中心軸ｂを転写ベルト搬送方向下流に移動したときの距離）とイエロー画像形成部Ｐａで中間転写ベルト５上に転写されてきたトナー層の再転写量を転写電流を振って示したものである。この図のように転写飛び散りの防止のために上流側空隙ニップをなくすように、転写ローラを感光ドラム中心軸から下流側にオフセットすると再転写量が増加してしまう。
【００２２】
この再転写量が増加してしまうと（従来例）でのクリーナーレスシステムにおいては画像の色味変動という問題を生じてしまう。
【００２３】
詳しくは、画像形成の順番がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックで、クリーナーレスシステムの画像形成装置では、イエローの感光ドラムから中間転写ベルトに転写されたイエローのトナー層がマゼンタの転写部に来たときにマゼンタの転写とともにイエローのトナー層の再転写が同時に起こる。この感光ドラムに再転写されたイエローのトナーはクリーナーレスシステムであるため、感光ドラムの回転により現像部に移行され、かぶり取り電位差によりマゼンタの現像器に回収されてしまう。よって、上記のように転写ローラを感光ドラム中心軸から下流側にオフセットした構成をとり、再転写量を増やしてしまうと、マゼンタの現像器においてはマゼンタとイエローの混色がより顕著となる問題が生じる。以下シアンではシアン、マゼンタ、イエローの混色、ブラックではブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの混色が生じる。この混色問題は画像の色味変動を引き起こし、画像形成枚数が増すほど、より顕在化してくるクリーナレスシステムでは致命的な問題である。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、像担持体と、該像担持体を一様に帯電する接触帯電手段と、前記像担持体上に画像信号に対応した静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の該静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、像担持体に接することで転写部を形成し、共に回転移動する転写ベルトと、像担持体上のトナー像を転写ベルト上に担持搬送されてきた記録紙に転写させる転写手段と、を有する少なくともブラックを含む複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置において、ブラック画像形成ステーションの像担持体と転写ベルトの転写ベルト回転方向における接触幅が他色の接触幅よりも長い事を特徴とした多色画像形成装置によって具現化される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１乃至図３を参照して第１実施形態について説明する。尚、図１は画像形成装置の概略構成説明図であり、図２はトナーの形状係数の説明図、図３はトナーの構造説明図である。
【００２６】
ここでは、まず画像形成装置の全体構成について説明する。尚、説明する画像形成装置において従来例で説明した画像形成装置と同一の機能を持たせたものに関しては（例えば現像器とか）同番号とした。
【００２７】
｛画像形成装置の全体構成｝
この画像形成装置は、図１に示すように、画像形成手段としての複数の画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが中間転写体としての中間転写ベルト５の上行側ベルト部分の上側において、該ベルト部分の移動方向にそつて順次配列して配設してある。
【００２８】
各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて像担持体としての各感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ面にはフルカラー画像の色分解成分画像としての、ブラック画像、シアン画像、イエロー画像、マゼンタ画像の形成がなされる。
【００２９】
本実施形態では、各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと該感光体ドラムを均一に帯電処理する帯電手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと感光体ドラムの帯電処理面に静電潜像を形成する画像露光手段３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、形成された静電潜像をトナー粒子で現像する現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有したクリーナレスの画像形成ユニットである。
【００３０】
上記画像形成ユニットで各色トナー像を形成し、そのトナー像を感光体ドラムに接触して回転する中間転写ベルト５に対し、一次転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄへのバイアス印加によって順次転写し、さらに中間転写ベルト５に転写されたトナー像を記録材に二次転写してカラー画像を得るものである。
【００３１】
（像担持体）
上記の各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは本実施形態では直径３０ｍｍ、長さ３００ｍｍのＯＰＣ感光体であり、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢印の時計回り方向に回転駆動される。
【００３２】
本実施形態の装置における像担持体としての感光体ドラムは、アルミニウム製の導電性ドラム基体（アルミ基体）とその周面に第１層から第４層の４つの層を順次に形成した感光体層からなる。
【００３３】
ここで、第１層は下引き層であり、アルミ基体の欠陥をならすために設けられている厚さ２０μｍの導電層である。
【００３４】
第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ基体から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０６Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中間層である。
【００３５】
第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層で、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００３６】
第４層は電荷稿送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００３７】
（帯電手段）
帯電手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは本実施形態では接触帯電方式を用いている。このローラ帯電器により感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ表面を略−７００Ｖに一様に帯電させるようにしている。
【００３８】
（露光手段）
画像露光手段３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは本実施形態では光路長を必要とせず装置の小型化に有利な固体スキャナーとしてＬＥＤアレイを用いた。このＬＥＤアレイ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの個々のＬＥＤが不図示の画像読取装置から入力した原稿画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して明滅（ＯＮ／ＯＦＦ）制御されることにより、回転する感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの帯電処理面に対して画像露光がなされ、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ面の露光明部の表面電位が減衰して静電潜像が形成される。
【００３９】
（現像手段）
現像手段４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは本実施形態では２成分磁気ブラシ反転現像装置（現像器）を用いている。現像装置の概略構成としては、現像スリーブ、現像スリーブ内に固定配置されたマグネットローラ、現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、非磁性のトナー粒子と磁性のキャリア粒子の混合物を収容する現像容器等から構成される。
【００４０】
ブラック用の画像形成ユニットＰａにおける現像手段４ａにはブラックトナーを収容させてあり、感光体ドラム１ａ面に形成されたブラック画像に対応の静電潜像をブラック画像として反転現像する。同様に画像形成ユニットＰｂにおける現像手段４ｂにはイエロートナーを収納し、画像形成ユニットＰｃにおける現像手段４ｃにはマゼンタトナーを収納し、画像形成ユニットＰｄにおける現像手段４ｄにはシアントナーを収納してブラックトナーの場合と同様の方法で反転現像を行う。
【００４１】
（トナー）
本実施形態に用いたトナーは、例えば懸濁重合法で製造された低軟化物質を５〜３０重量％含み、形状係数ＳＦ１が１００〜１２０、形状係数ＳＦ２が１００〜１２０、粒径が５〜７μｍの実質的球形である非磁性微粒径重合トナーである。
トナーの形状が球形に限りなく近づくと、転写効率が高くなると言われている。これは、個々のトナーの表面エネルギーが小さくなって、流動性が高まり、感光体ドラムなどに対する吸着力（鏡映力）が弱まって、転写電界の影響が受けやすくなるためと考えられる。
【００４２】
尚、ここでいう形状係数ＳＦ１とは、図２（ａ）に示すように、球状物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長Ｌｍａｘの２乗を図形面積Ｓで割って、１００π／４を乗じた時の値で表される。つまり形状係数ＳＦ１は、
ＳＦ１＝（Ｌｍａｘ２／Ｓ）×（１００π／４）
で定義されるものである。
【００４３】
形状係数ＳＦ２は、図２（ｂ）に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値であり、物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長Ｌｐの２乗を図形面積Ｓで割って、１００π／４を乗じた時の値で表される。つまり形状係数ＳＦ２は次式、
ＳＦ２＝（Ｌｐ２／Ｓ）×（１００π／４）
で定義されるものである。
【００４４】
尚、本実施形態では日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、インターフェースを介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬＵＺＥＸ３）に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
【００４５】
上記重合トナーの概略構成図を図３に示す。図３に示すように、重合トナーｔは、その製造法上球形となる。本実施形態ではコアｔ１にエステル系ワックスを内包し、樹脂層ｔ２にスチレン−ブチルアクリレート、表層ｔ３にスチレン−ポリエステルという構成の重合トナーを用いた。その比重は約１．０５である。３層構成となっている理由は、コアｔ１にワックスを内包することで、定着工程でのオフセット防止効果が得られ、また表層ｔ３に樹脂層を設けることによって帯電効率のアップを図っているためで、また実際に使用時には、トリボ安定化のためにオイル処理したシリカを外添している。
【００４６】
尚、本実施形態で使用した、上記トナーのトリボ（Ｑ／Ｍ）はおよそ−３０ｍＣ／ｋｇである（Ｑ：電荷量、Ｍ：質量）。
【００４７】
（中間転写体）
中間転写体としてのエンドレスベルト体（中間転写体ベルト）５は、各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの下側において、該各画像形成ユニットの感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの下面間にわたらせて、駆動ローラ７、二次転写対向ローラ８、従動ローラ９の３本のローラに懸回張設してあり、図１の矢印Ａに示すように、の反時計回り方向に感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと同じ周速度で回転駆動される。
【００４８】
前記中間転写ベルト５は、例えば、素材としてポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂等に対して、導電性のカーボン粒子や金属粉等を分散混合させたものが用いられる。
【００４９】
本実施形態においては、ポリイミド系樹脂にカーボン粒子を分散させたものを用いた。そしてその体積抵抗値は１０＾８〜１０＾１６Ω・ｍの範囲が望ましい。１０＾７Ω・ｍ以下の中間転写体ベルト５を用いた場合には画像に、にじみ、太りが生じたり、画像比率の異なる画像形成時に転写効率が変化してしまったりという問題が生じ、１０＾１６Ω・ｍ以上の中間転写体ベルト５を用いた場合にはトナー転写時に中間転写体ベルト５の電位が大きくなりすぎることにより、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、あるいは記録材Ｐとの間で異常放電が発生し、画像不良が発生する。そこで本実施形態においては、厚さ１００μｍ、体積抵抗率約１０＾１０Ω・ｍのシームレスベルトを用いている。
【００５０】
（一次転写手段）
一次転写手段を構成する一次転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄはそれぞれ中間転写ベルト５の内側に配設した第１から第４の４つのローラによって構成されている。
【００５１】
第１の一次転写ローラ６ａはブラック用の画像形成ユニットＰａの感光体ドラム１ａ下面に中間転写体ベルト５の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部２１ａを形成している。第２の一次転写ローラ６ｂはイエロー用の画像形成ユニットＰｂの感光体ドラム１ｂ下面に中間転写体ベルト５の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部２１ｂを形成している。第３の一次転写ローラ６ｃはマゼンタ用の画像形成ユニットＰｃの感光体ドラム１ｃ下面に中間転写体ベルト５の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部２１ｃを形成している。第４の一次転写ローラ６ｄはシアン用の画像形成ユニットＰｄの感光体ドラム１ｄ下面に中間転写体ベルト５の上行側ベルト部分を挟んで当接して一次転写部２１ｄを形成している。
【００５２】
各一次転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには、それぞれ不図示の転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスが印加され、これにより感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ面側のトナー画像が一次転写部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにおいて中間転写体ベルト５の上行側ベルト面に静電的に転写される。
【００５３】
（画像記録手順）
本実施形態の装置の場合は、まず、ブラック用の画像形成ユニットＰａの一次転写部２１ａにおいて感光体ドラム１ａ面から中間転写体ベルト５の上行側ベルト面にブラック画像が転写される。ついで、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像が同様の方法で中間転写体ベルト５の上行側ベルト面に重ねあわせるように転写されて、フルカラー画像が合成形成される。
【００５４】
上記のブラック用、イエロー用、マゼンタ用、シアン用の各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて、それぞれ現像装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ面から中間転写体ベルト５面に画像を転写した後の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ面に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段を兼ねさせ、現像と同時にクリーニングするものであり、各画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄのいずれにも専用機器としての感光体ドラムクリーニング器は具備させていない（クリーナレスシステム）。
【００５５】
そして、上記のようにしてフルカラー画像が形成された中間転写ベルト面は引き続く中間転写体ベルト５の回動で二次転写対向ローラ８と二次転写手段としての二次転写ローラ１０によって形成される二次転写部１１に至る。二次転写ローラ１０は二次転写対向ローラ８に中間転写体ベルトを挟んで当接して二次転写部を形成しており、不図示の転写バイアス電源からトナーとは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００５６】
１２は給紙カセット、１３は該給紙カセット１２から記録材（転写材）Ｐを操り出す給紙ローラである。１４，１５はレジストローラ対であり、前記給紙カセット１２から給送された記録材Ｐを二次転写部１１に所定のタイミングで給送する。
【００５７】
すなわち、中間転写体ベルト５の回動により該中間転写体ベルト面に形成されたフルカラー画像の先端部が二次転写部１１に到達したとき、記録材Ｐが給送され、二次転写部１１において中間転写体ベルト５面側のフルカラー画像が該給送記録材Ｐに対して一括転写される。
【００５８】
二次転写部１１を出た記録材Ｐは中間転写体ベルト５面から分離されて、定着ユニット１６に導入された画像の熱定着を受け、画像形成物として装置外のトレイ１７に排紙される。
【００５９】
本実施例においては、イエロー、マゼンタ、シアンの転写ローラを感光ドラムに対して中心軸から再転写に影響が出ない程度に下流側にオフセットした構成にし、ブラックステーションのみ上流側空隙ニップをなくすように転写ローラを感光ドラム中心軸から下流側にオフセットしたことを特徴とする。これはイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部においては（発明が解決しようとする課題）したように、異なる色のトナーの感光ドラムへの再転写により、マゼンタにはイエローの、シアンにはイエロー、マゼンタの混色による画像の色味変動の問題を防止するための構成である。ブラックに関しては、飛び散りの影響を最も受ける黒文字の画像品位を高めるために感光ドラムに対して中心軸から下流側にオフセットさせ飛び散り現象の原因となる上流側空隙ニップを無くす構成をとる。このとき再転写による混色の影響をなくすためにブラックの画像形成ステーションを転写ベルト回転方向Ａに対し最上流に設置したことを特徴とする。
【００６０】
以下に図４、図５を使用して説明する。
【００６１】
図４は本実施例における感光ドラム１０１中心軸と転写ローラ２１中心軸の位置関係を簡略化し示したものである。
【００６２】
図５は図４における感光ドラム１０１中心軸〜転写ローラ２１中心軸の距離Ｗの値を振ったときの、感光ドラムに再転写したトナー像の濃度と文字の飛び散り評価を示したものである。
【００６３】
図５のように感光ドラム１０１中心軸から１ｍｍ下流までは再転写の影響が少なく、３ｍｍ以上下流から転写飛び散りの影響が少なくなる。よって上記条件では３ｍｍ下流から上流側空隙ニップＣで生じるプレ転写による転写飛び散りが防止できる。
【００６４】
このことから、本実施例においてはイエロー、マゼンタ、シアンにおいては感光ドラム中心軸〜転写ローラ中心軸の距離Ｗを１ｍｍとし、転写ローラ中心軸の位置を感光ドラム中心軸に対し転写ベルト搬送方向（矢印Ａ）下流１ｍｍの位置に設置し、ブラックにおいては感光ドラム中心軸〜転写ローラ中心軸の距離Ｗを１ｍｍとし、転写ローラ中心軸の位置を感光ドラム中心軸に対し転写ベルト搬送方向（矢印Ａ）下流３ｍｍの位置に設置した。
【００６５】
本例は、感光ドラム径、種、転写ローラ径、種、トナー種、転写電流値によって容易に変わるため、特にこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、本実施例では転写ローラを中間転写ベルト搬送方向下流側にオフセットさせることで上流側空隙ニップＣをなくし、プレ転写による転写飛び散りが防止したが、図６のように転写ローラ２１の中心軸を感光ドラム１０１の中心軸から中間転写ベルト搬送方向下流側にオフセットさせずに上流側に中間転写ベルト５押し上げローラ２２を設けて、転写飛び散りの原因となる上流側空隙ニップを無くす方法でも同様の効果が得られる。
【００６７】
上記の本発明の効果はクリーナーレスシステムの画像形成装置だけに限るものではない。例えば、感光ドラムにクリーナー手段が設置された画像形成装置でも、再転写による廃トナー量を最小限に抑えつつ、黒文字の画像品位を上げたい場合にも有効である。
【００６８】
その他の実施例）第二の実施例では、第一の実施例に加え、ブラックの画像形成部を最下流にしたことを特徴とする。つまりは図１においてはＰａの位置にあったブラックの画像形成部をＰｄの位置に、イエローの画像形成部をＰａに、マゼンタの画像形成部をＰｂに、シアンの画像形成部をＰｃにしたものである。第一の実施例では、ブラックの画像形成部を最上流に設置しブラックの画像形成部への他色トナーの逆転写を防止し、その他、ブラック画像形成部よりも下流にあるイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部では感光ドラム中心軸〜転写ローラ中心軸の距離Ｗを転写ベルト搬送方向（矢印Ａ）下流１ｍｍとし再転写トナー量を最小限としたが、再転写を完全になくすまでには至らず、画像形成装置の長寿命化を目指す上で、ブラックの画像比率が高い画像が連続すると、画像形成装置の寿命後半で下流の画像形成装置のイエロー、マゼンタ、シアンでブラックトナー混色の問題が生じてしまう。
【００６９】
よって第一の実施例に加えて第二の実施例はブラックの画像形成部を中間転写ベルト搬送方向最下流に持ってくることでこの問題を防止したものである。これはイエロー、マゼンタ、シアンはブラックと混色すると画像の色味変動の問題が顕著なためブラックよりも上流に設置し、ブラックに関しては、もともとブラック色は無彩色であり、多少他色のトナーがブラック現像器４ｄに混入してもほとんど目立たないため画像不良に至らないことから、最下流の位置で且つ図１のブラック画像形成部Ｐａのように感光ドラム中心軸〜転写ローラ中心軸の距離Ｗを３ｍｍとし、転写ローラ中心軸を転写ベルト搬送方向（矢印Ａ）下流３ｍｍの位置とすることで、飛び散りの影響を最も受ける黒文字の画像品位を高めたことを特徴とする。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上述の通り、像担持体と、該像担持体を一様に帯電する接触帯電手段と、前記像担持体上に画像信号に対応した静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の該静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、像担持体に接することで転写部を形成し、共に回転移動する転写ベルトと、像担持体上のトナー像を転写ベルト上に担持搬送されてきた記録紙に転写させる転写手段と、を有する少なくともブラックを含む複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置において、ブラック画像形成ステーションの像担持体と転写ベルトの転写ベルト回転方向における接触幅が他色の接触幅よりも長い事を特徴としたことで、クリーナーレスシステムを搭載した画像形成装置においてカラートナーの混色によるカラー画像の色味変動を防止し、且つ黒文字品位を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形性装置の概略図。
【図２】本発明で使用するトナーの形状係数の説明図。
【図３】本発明で使用するトナーの構造説明図。
【図４】本発明における転写ニップを説明する転写部簡略図。
【図５】本発明の効果を説明する転写電流と再転写トナー濃度の関係図。
【図６】本発明のその他の実施例を説明する簡略図。
【図７】従来の技術を適用した画像形性装置の概略図。
【図８】転写ニップを説明するための概略図。
【図９】転写ニップを説明するための概略図。
【図１０】従来の転写電流と再転写トナー量の関係を説明する図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer for obtaining a hard copy by forming an image on a recording material by using an electrophotographic method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image forming apparatuses such as electrophotographic apparatuses have been reduced in size, enhanced in function, and colorized. On the other hand, demands for improved reliability, system development, maintenance-free, and people and environment are increasing. And various image output devices have been proposed to satisfy those requirements.
[0003]
In recent years, especially in order to reduce the size of the apparatus as a whole, cope with ecology by eliminating waste toner, extend the life of the photosensitive drum, and reduce the amount of toner consumed per page, the photosensitive member after transferring a toner image to a recording material is used as a developing means. This is called “simultaneous development cleaning” or “cleaner-less” in which the cleaning means for the toner remaining on the drum surface is also used to eliminate the provision of the cleaning means as a dedicated device. ) Have also appeared (JP-A-59-133573, JP-A-62-203182, JP-A-63-133179, JP-A-64-20587, JP-A-2-51168, JP-A-2-302772, JP-A-5-2287, JP-A-5-2289, JP-A-5-53482, -61,383 JP, etc.).
[0004]
The cleaner-less system transfers the transfer residual toner on the photosensitive drum from the transfer section to the development section, and transfers the residual toner to the toner carrier at the time of development in the next and subsequent steps by the toner carrier (toner supply member, developing member) of the developing means. It is collected by a fog removal potential difference, which is a potential difference between the applied DC voltage and the photosensitive drum surface potential.
[0005]
According to this, even if there is no cleaning device as a dedicated machine, the transfer residual toner is collected by the developing unit and used for the development in the next and subsequent steps, so that waste toner can be eliminated. Further, since there is no need to provide a cleaning device as a dedicated device, there is a great advantage in terms of space, and the device can be significantly reduced in size.
[0006]
FIG. 7 is a simplified diagram for explaining an image forming apparatus equipped with the cleanerless system.
[0007]
An endless transfer belt 5 running in the direction of arrow A is provided in the image forming apparatus main body. The transfer belt 5 is made of a conductive or dielectric resin such as a polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate resin film, or polyvinylidene fluoride resin film. The recording material P taken out from the paper feed cassette 12 is supplied to the secondary transfer unit via the registration rollers 14 and 15, and is further conveyed to the left in FIG.
[0008]
Above the intermediate transfer belt 5, four image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd having substantially the same configuration are arranged in series. The configuration of the image forming unit Pa will be described as an example. The image forming unit Pa includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as “photosensitive drum”) 101a rotatably arranged. Process devices such as a charger 102a and a developing device 4a are arranged around the photosensitive drum 101a. The other image forming units Pb, Pc, and Pd have the same configuration as the image forming unit Pa. The difference between these image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd is that yellow, magenta, cyan, and black are used, respectively. Is that a toner image of each color is formed.
[0009]
It is assumed that the developing devices arranged in the respective image forming sections store yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.
[0010]
An image signal based on the magenta component color of the document is projected onto the photosensitive drum 101a via a polygon mirror (not shown) or the like to form an electrostatic latent image, and a yellow toner is supplied from the developing device 4a to the electrostatic latent image. The image becomes a yellow toner image. When this toner image arrives at the transfer section 21a where the photosensitive drum 101a and the intermediate transfer body 5 come into contact with the rotation of the photosensitive drum 101a, the first transfer roller 6a applies a first transfer bias applied by the first transfer roller 6a. The yellow toner image is transferred to the intermediate transfer body 5.
[0011]
When the intermediate transfer member 5 carrying the yellow toner image is conveyed to the image forming portion Pb, by this time, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 1b in the image forming portion Pb by the same method as described above. Is transferred onto the yellow toner image.
[0012]
At this time, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 101 is conveyed to the opposing portion of the developing device 4 by the rotation of the photosensitive drum 101 due to the cleanerless system as described above, and is collected by the developing device 4 by the fog removal potential difference. You.
[0013]
Similarly, as the recording material P advances to the image forming portions Pc and Pd, the cyan toner image and the black toner image are superimposed and transferred on the toner images at the respective transfer portions. The recording material P taken out of the recording medium 12 reaches the second transfer portion, and the above-described four color toner images are transferred onto the recording material P by the transfer bias applied to the second transfer roller 10.
[0014]
By the way, in the above-described image forming apparatus, the “transfer scattering phenomenon” may occur in the primary transfer unit in each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. This transfer scattering phenomenon has a problem of greatly deteriorating the image quality especially in characters and line drawings.
[0015]
Hereinafter, the mechanism of the transfer scattering phenomenon will be described by taking the primary transfer unit in one image forming unit as an example. FIG. 8 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the primary transfer unit 21a in the yellow image forming unit Pa of the image forming apparatus shown in FIG.
[0016]
In the vicinity of the transfer section 21a shown in FIG. 8, the area A is the width of the first contact nip formed between the photosensitive drum 101a and the intermediate transfer belt 5, and the area B is formed between the intermediate transfer belt 5 and the primary transfer roller 6a. Represents the width of the second contact nip to be made. Note that the arrow E in the drawing is the transport direction of the intermediate transfer belt. The area C is an area where the belt / roller nip B on the intermediate transfer belt 5 protrudes relatively to the drum / belt nip A on the upstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 5 (hereinafter referred to as an upstream gap nip). ).
[0017]
Normally, the transfer of the toner image formed on the photosensitive drum 101a onto the intermediate transfer belt 5 is performed in the area A where the areas A and B overlap on the intermediate transfer belt 5.
[0018]
However, when the upstream side gap nip region C exists, transfer also occurs here. In the upstream gap nip region C, the contact surface between the intermediate transfer belt 5 and the photosensitive drum 101a with respect to the region B faces the photosensitive drum 101a and the intermediate transfer belt 5 across the gap without forming a contact nip. A so-called "pre-transfer" occurs in which the toner image on the surface 11a flies over the air layer and is transferred onto the intermediate transfer belt 5. This pre-transfer causes transfer scattering at the end of the toner image, resulting in deterioration of image quality.
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 9, the primary transfer roller 6a is moved relative to the photosensitive drum 101a by a distance L (mm) between the central axis a of the photosensitive drum 101 and the central axis b of the transfer roller. If it is moved and arranged downstream in the direction (arrow A), the upstream-side gap nip C as shown in FIG. 8 can be eliminated. Thereby, pre-transfer can be eliminated and transfer scattering can be prevented.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the photosensitive drum 101 is offset downstream by a length L (mm) that is the distance between the central axis a of the photosensitive drum 101 and the central axis b of the transfer roller in order to prevent the pre-transfer, as in the conventional example, The phenomenon that the toner image transferred on the transfer belt in the forming operation is reversely transferred from the transfer belt to the photosensitive drum side (hereinafter, retransferred) during the transfer operation in the next image forming station becomes more remarkable. This has been found by the study of the present inventors.
[0021]
FIG. 10 shows the distance L (the distance when the central axis a of the photosensitive drum 101 and the central axis b of the transfer roller are moved downstream in the transfer belt conveying direction) in the magenta image forming section Pb and the intermediate transfer in the yellow image forming section Pa. The retransfer amount of the toner layer transferred onto the belt 5 is shown by varying the transfer current. As shown in this figure, if the transfer roller is offset from the center axis of the photosensitive drum to the downstream side so as to eliminate the gap on the upstream side in order to prevent the transfer scattering, the re-transfer amount increases.
[0022]
If the amount of retransfer increases (the conventional example), there arises a problem that the color of the image fluctuates.
[0023]
More specifically, the image forming order is yellow, magenta, cyan, and black. In the image forming apparatus of the cleanerless system, the yellow toner layer transferred from the yellow photosensitive drum to the intermediate transfer belt comes to the magenta transfer portion. Occasionally, retransfer of the yellow toner layer occurs simultaneously with transfer of magenta. Since the yellow toner re-transferred to the photosensitive drum is a cleanerless system, it is transferred to a developing unit by rotation of the photosensitive drum, and is collected by a magenta developing device due to a fog removal potential difference. Therefore, if the transfer roller is offset from the center axis of the photosensitive drum to the downstream side as described above and the re-transfer amount is increased, in the magenta developing device, the mixed color of magenta and yellow becomes more remarkable. Occurs. Hereinafter, a mixed color of cyan, magenta, and yellow occurs in cyan, and a mixed color of black, yellow, magenta, and cyan occurs in black. This color mixing problem causes a change in the tint of an image, and is a fatal problem in a cleanerless system that becomes more apparent as the number of formed images increases.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The object is to provide an image carrier, a contact charging unit for uniformly charging the image carrier, an exposure unit for forming an electrostatic latent image corresponding to an image signal on the image carrier, and an image carrier. Developing means for visualizing the electrostatic latent image on the body with toner, a transfer belt forming a transfer portion by contacting the image carrier, and rotating together with the transfer belt; and a transfer belt for transferring the toner image on the image carrier to the transfer belt A transfer means for transferring the image onto a recording sheet carried and conveyed thereon; and an image forming apparatus having a plurality of image forming stations including at least black, the image carrier of the black image forming station and the transfer belt rotation of the transfer belt. This is realized by a multicolor image forming apparatus characterized in that the contact width in the direction is longer than the contact width of the other colors.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the image forming apparatus, FIG. 2 is an explanatory diagram of a shape factor of the toner, and FIG. 3 is an explanatory diagram of a structure of the toner.
[0026]
Here, first, the overall configuration of the image forming apparatus will be described. Note that, in the image forming apparatuses to be described, those having the same functions as those of the image forming apparatus described in the conventional example are assigned the same numbers (for example, developing units).
[0027]
<< Overall Configuration of Image Forming Apparatus >>
In this image forming apparatus, as shown in FIG. 1, a plurality of image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd as image forming means are arranged above an ascending side belt portion of an intermediate transfer belt 5 as an intermediate transfer body. They are arranged sequentially along the moving direction of the belt portion.
[0028]
In each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, a black image, a cyan image, a yellow image, and a color separation component image of a full-color image are provided on the surfaces of the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d as image carriers. A magenta image is formed.
[0029]
In the present embodiment, in each of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d as image carriers, and charging units 2a and 4d for uniformly charging the photosensitive drums, respectively. 2b, 2c, 2d, image exposure means 3a, 3b, 3c, 3d for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the photosensitive drum, and developing means 4a, for developing the formed electrostatic latent image with toner particles. This is a cleanerless image forming unit having 4b, 4c, and 4d.
[0030]
A toner image of each color is formed by the image forming unit, and the toner images are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 5 rotating in contact with the photosensitive drum by applying a bias to the primary transfer rollers 6a, 6b, 6c, 6d. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 5 is secondarily transferred to a recording material to obtain a color image.
[0031]
(Image carrier)
In each of the above image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are OPC photosensitive members having a diameter of 30 mm and a length of 300 mm in the present embodiment, and have a process speed of 100 mm / sec. (Speed), and is driven to rotate in the clockwise direction of the arrow.
[0032]
The photoconductor drum as an image carrier in the apparatus of the present embodiment is a photoconductor in which a conductive drum base (aluminum base) made of aluminum and four layers from a first layer to a fourth layer are sequentially formed on a peripheral surface thereof. Consists of layers.
[0033]
Here, the first layer is a subbing layer, which is a conductive layer having a thickness of 20 μm and provided for smoothing out defects in the aluminum base.
[0034]
The second layer is a positive charge injection preventing layer, which serves to prevent the positive charge injected from the aluminum substrate from canceling the negative charge charged on the surface of the photoreceptor. This is an intermediate layer having a thickness of 1 μm and a resistance adjusted to about cm.
[0035]
The third layer is a charge generation layer, which is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and generates positive and negative charge pairs upon exposure.
[0036]
The fourth layer is a charge transport layer, in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin, and is a P-type semiconductor. Therefore, the negative charges charged on the photoreceptor surface cannot move through this layer, and only the positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the photoreceptor surface.
[0037]
(Charging means)
In the present embodiment, the charging means 2a, 2b, 2c, 2d uses a contact charging method. The surface of the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d is uniformly charged to approximately -700 V by this roller charger.
[0038]
(Exposure means)
In the present embodiment, the image exposure units 3a, 3b, 3c, and 3d use an LED array as a solid-state scanner that does not require an optical path length and is advantageous for miniaturization of the apparatus. The individual LEDs of the LED arrays 3a, 3b, 3c, 3d are controlled to blink (ON / OFF) according to the time-series electric digital pixel signals of the document image information input from an image reading device (not shown), Image exposure is performed on the charged surfaces of the rotating photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d, and the surface potential of the light-exposed areas on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d is attenuated, and an electrostatic latent image is formed. Is formed.
[0039]
(Developing means)
In the present embodiment, the developing means 4a, 4b, 4c, 4d use a two-component magnetic brush reversal developing device (developing device). The schematic configuration of the developing device includes a developing sleeve, a magnet roller fixedly arranged inside the developing sleeve, a regulating blade arranged to form a thin layer of developer on the surface of the developing sleeve, non-magnetic toner particles and a magnetic carrier. It is composed of a developing container or the like that contains a mixture of particles.
[0040]
The developing means 4a in the black image forming unit Pa contains black toner, and reversely develops an electrostatic latent image corresponding to the black image formed on the surface of the photosensitive drum 1a as a black image. Similarly, the developing unit 4b in the image forming unit Pb contains yellow toner, the developing unit 4c in the image forming unit Pc contains magenta toner, and the developing unit 4d in the image forming unit Pd contains cyan toner. Reversal development is performed in the same manner as in the case of black toner.
[0041]
(toner)
The toner used in the present embodiment contains, for example, 5 to 30% by weight of a low-softening substance manufactured by a suspension polymerization method, has a shape factor SF1 of 100 to 120, a shape factor SF2 of 100 to 120, and a particle size of 5 to 5. This is a non-magnetic fine particle polymerized toner having a substantially spherical shape of 7 μm.
It is said that the transfer efficiency increases as the shape of the toner approaches a spherical shape. It is considered that this is because the surface energy of each toner is reduced, the fluidity is increased, the attraction force (mirror force) to the photosensitive drum or the like is weakened, and the toner is easily affected by the transfer electric field.
[0042]
The shape factor SF1 here is a value indicating the ratio of the roundness of the shape of the spherical material as shown in FIG. 2A, and is an elliptical shape formed by projecting the spherical material on a two-dimensional plane. It is represented by a value obtained by dividing the square of the maximum length Lmax of the figure by the figure area S and multiplying by 100π / 4. That is, the shape factor SF1 is
SF1 = (Lmax2 / S) × (100π / 4)
Is defined by
[0043]
The shape factor SF2 is, as shown in FIG. 2 (b), a numerical value indicating the proportion of irregularities in the shape of the substance, and the square of the perimeter Lp of the figure formed by projecting the substance on a two-dimensional plane is represented by the area of the figure. It is expressed by a value obtained by dividing by S and multiplying by 100π / 4. That is, the shape factor SF2 is given by the following equation:
SF2 = (Lp2 / S) × (100π / 4)
Is defined by
[0044]
In the present embodiment, a toner image is randomly sampled 100 times by using an FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and the image information is obtained via an interface using an image analyzer (LUZEX3) manufactured by Nicole. And analyzed by the above formula, and calculated by the above formula.
[0045]
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the polymerized toner. As shown in FIG. 3, the polymerization toner t has a spherical shape due to its manufacturing method. In this embodiment, the core t1 contains an ester-based wax, the resin layer t2 is made of styrene-butyl acrylate, and the surface layer t3 is made of a polymerized toner of styrene-polyester. Its specific gravity is about 1.05. The reason for the three-layer structure is that the wax is contained in the core t1 to obtain an offset preventing effect in the fixing step, and that the charging efficiency is improved by providing a resin layer on the surface layer t3. In actual use, silica treated with oil is externally added for stabilizing the tribo.
[0046]
The toner used in this embodiment has a tribo (Q / M) of about −30 mC / kg (Q: charge amount, M: mass).
[0047]
(Intermediate transfer member)
An endless belt member (intermediate transfer member belt) 5 as an intermediate transfer member is provided below the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd under the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d of the image forming units. It is stretched around three rollers of a driving roller 7, a secondary transfer opposing roller 8, and a driven roller 9 so as to extend between the lower surfaces, and in a counterclockwise direction as shown by an arrow A in FIG. The photosensitive drums 1a, 1b, 1c, 1d are driven to rotate at the same peripheral speed.
[0048]
The intermediate transfer belt 5 may be made of, for example, polyurethane resin, polyester resin, polystyrene resin, polyolefin resin, polybutadiene resin, polyamide resin, polyimide resin, polyvinyl chloride resin, polyethylene resin, fluorine resin as a material. A material obtained by dispersing and mixing conductive carbon particles, metal powder, and the like in a system resin or the like is used.
[0049]
In the present embodiment, a material obtained by dispersing carbon particles in a polyimide resin is used. The volume resistance is desirably in the range of 10 ＾ 8 to 10 ＾ 16 Ω · m. When the intermediate transfer belt 5 of 10 ＾ 7 Ω · m or less is used, problems such as blurring and thickening of an image and transfer efficiency changing at the time of forming images having different image ratios occur. When the intermediate transfer belt 5 of 16 Ω · m or more is used, the potential of the intermediate transfer belt 5 becomes too large at the time of toner transfer, so that the potential of the intermediate transfer belt 5 with the photosensitive drum 1a, 1b, 1c, 1d or the recording material P is reduced. An abnormal discharge occurs between them, and an image defect occurs. Therefore, in the present embodiment, a seamless belt having a thickness of 100 μm and a volume resistivity of about 10 ＾ 10 Ω · m is used.
[0050]
(Primary transfer means)
The primary transfer rollers 6a, 6b, 6c, 6d constituting the primary transfer means are respectively constituted by first to fourth rollers disposed inside the intermediate transfer belt 5.
[0051]
The first primary transfer roller 6a contacts the lower surface of the photosensitive drum 1a of the image forming unit Pa for black with the ascending side belt portion of the intermediate transfer belt 5 interposed therebetween to form a primary transfer portion 21a. The second primary transfer roller 6b contacts the lower surface of the photosensitive drum 1b of the yellow image forming unit Pb with the ascending side belt portion of the intermediate transfer belt 5 interposed therebetween to form a primary transfer portion 21b. The third primary transfer roller 6c contacts the lower surface of the photosensitive drum 1c of the magenta image forming unit Pc with the ascending belt portion of the intermediate transfer belt 5 interposed therebetween to form a primary transfer portion 21c. The fourth primary transfer roller 6d contacts the lower surface of the photosensitive drum 1d of the image forming unit Pd for cyan with the ascending belt portion of the intermediate transfer belt 5 interposed therebetween to form a primary transfer portion 21d.
[0052]
To each of the primary transfer rollers 6a, 6b, 6c, and 6d, a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied from a transfer bias power supply (not shown), whereby the toner on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d side is applied. The image is electrostatically transferred to the ascending belt surface of the intermediate transfer belt 5 at the primary transfer units 21a, 21b, 21c, and 21d.
[0053]
(Image recording procedure)
In the case of the apparatus of the present embodiment, first, a black image is transferred from the surface of the photosensitive drum 1a to the ascending side belt surface of the intermediate transfer belt 5 in the primary transfer section 21a of the image forming unit Pa for black. Next, a yellow image, a magenta image, and a cyan image are transferred in a similar manner so as to be superimposed on the ascending side belt surface of the intermediate transfer belt 5 to form a full-color image.
[0054]
In the above-described image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd for black, yellow, magenta, and cyan, the developing devices 3a, 3b, 3c, and 3d respectively include the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d. And a cleaning means for removing transfer residual toner remaining on the photoreceptor drums 1a, 1b, 1c and 1d after the image is transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 5 from the surface of the intermediate transfer belt 5. None of the image forming units Pa, Pb, Pc and Pd is provided with a photosensitive drum cleaning device as a dedicated device (cleanerless system).
[0055]
The intermediate transfer belt surface on which the full-color image has been formed as described above is formed by the secondary transfer opposing roller 8 and the secondary transfer roller 10 as a secondary transfer unit by the subsequent rotation of the intermediate transfer body belt 5. The secondary transfer section 11 is reached. The secondary transfer roller 10 is in contact with the secondary transfer opposing roller 8 with an intermediate transfer member belt interposed therebetween to form a secondary transfer portion, and a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied from a transfer bias power supply (not shown). Is done.
[0056]
Reference numeral 12 denotes a paper feed cassette, and reference numeral 13 denotes a paper feed roller that drives a recording material (transfer material) P from the paper feed cassette 12. Reference numerals 14 and 15 denote registration roller pairs, which feed the recording material P fed from the paper feed cassette 12 to the secondary transfer unit 11 at a predetermined timing.
[0057]
That is, when the leading end of the full-color image formed on the surface of the intermediate transfer member belt 5 reaches the secondary transfer portion 11 due to the rotation of the intermediate transfer member belt 5, the recording material P is fed, and the secondary transfer portion 11 The full-color image on the side of the intermediate transfer belt 5 is transferred onto the fed recording material P at a time.
[0058]
The recording material P that has exited the secondary transfer unit 11 is separated from the surface of the intermediate transfer body belt 5, undergoes heat fixing of the image introduced into the fixing unit 16, and is discharged to a tray 17 outside the apparatus as an image formed product. You.
[0059]
In this embodiment, the transfer rollers for yellow, magenta, and cyan are offset from the center axis of the photosensitive drum to the downstream side so as not to affect retransfer, so that only the black station eliminates the upstream gap nip. The transfer roller is offset from the photosensitive drum center axis to the downstream side. This is because, in the yellow, magenta, and cyan image forming sections (the problem to be solved by the present invention), the toner of magenta is yellow, the cyan is yellow, This is a configuration for preventing the problem of color variation of an image due to the mixing of magenta. With respect to black, in order to enhance the image quality of black characters which are most affected by scattering, a structure is adopted in which the photosensitive drum is offset from the center axis to the downstream side to eliminate the upstream gap nip which causes the scattering phenomenon. At this time, in order to eliminate the effect of color mixing due to retransfer, a black image forming station is installed at the most upstream position in the transfer belt rotation direction A.
[0060]
This will be described below with reference to FIGS.
[0061]
FIG. 4 is a simplified illustration of the positional relationship between the central axis of the photosensitive drum 101 and the central axis of the transfer roller 21 in this embodiment.
[0062]
FIG. 5 shows the density of the toner image re-transferred to the photosensitive drum and the scattering of characters when the value of the distance W between the central axis of the photosensitive drum 101 and the central axis of the transfer roller 21 in FIG.
[0063]
As shown in FIG. 5, the influence of retransfer is small from the central axis of the photosensitive drum 101 to 1 mm downstream, and the influence of transfer scattering from 3 mm or more downstream is reduced. Therefore, under the above conditions, it is possible to prevent the transfer scattering caused by the pre-transfer occurring in the upstream gap nip C from 3 mm downstream.
[0064]
Accordingly, in the present embodiment, the distance W between the photosensitive drum central axis and the transfer roller central axis is set to 1 mm for yellow, magenta, and cyan, and the position of the central axis of the transfer roller is set with respect to the photosensitive drum central axis in the transfer belt transport direction ( Arrow A) Installed at a position 1 mm downstream, the distance W between the photosensitive drum center axis and the transfer roller center axis is set to 1 mm in black, and the transfer roller center axis is positioned with respect to the photosensitive drum center axis in the transfer belt transport direction (arrow A). ) Installed 3 mm downstream.
[0065]
This embodiment is not particularly limited to this, since it easily changes depending on the photosensitive drum diameter, seed, transfer roller diameter, seed, toner type, and transfer current value.
[0066]
Further, in this embodiment, the transfer roller is offset to the downstream side in the conveyance direction of the intermediate transfer belt, thereby eliminating the upstream gap nip C and preventing the transfer scattering due to the pre-transfer. However, as shown in FIG. The same applies to a method in which the intermediate transfer belt 5 push-up roller 22 is provided upstream without offsetting the center axis of the photosensitive drum 101 from the center axis of the photosensitive drum 101 in the intermediate transfer belt conveyance direction, thereby eliminating the upstream gap nip that causes transfer scattering. The effect is obtained.
[0067]
The effects of the present invention described above are not limited to the image forming apparatus of the cleanerless system. For example, even in an image forming apparatus in which a cleaner means is provided on a photosensitive drum, it is effective when it is desired to improve the image quality of black characters while minimizing the amount of waste toner due to retransfer.
[0068]
Other Embodiments The second embodiment is characterized in that, in addition to the first embodiment, the black image forming section is located at the most downstream side. That is, in FIG. 1, the black image forming portion, which was located at the position Pa, was set to the position Pd, the yellow image forming portion was set to Pa, the magenta image forming portion was set to Pb, and the cyan image forming portion was set to Pc. Things. In the first embodiment, the black image forming unit is installed at the uppermost stream to prevent reverse transfer of another color toner to the black image forming unit, and yellow, magenta, In the cyan image forming section, the distance W between the photosensitive drum center axis and the transfer roller center axis is set to 1 mm downstream in the transfer belt conveyance direction (arrow A) to minimize the amount of retransfer toner, but until the retransfer is completely eliminated. In order to extend the life of the image forming apparatus, if images with a high black image ratio continue, if the image forming apparatus is in the latter half of the life of the image forming apparatus, the yellow, magenta, and cyan of the downstream image forming apparatus may be mixed with black toner. Will occur.
[0069]
Therefore, in the second embodiment in addition to the first embodiment, this problem is prevented by bringing the black image forming unit to the most downstream in the conveyance direction of the intermediate transfer belt. This is because if yellow, magenta, and cyan are mixed with black, the problem of the tint fluctuation of the image is remarkable, so it is installed upstream of black.As for black, the black color is originally an achromatic color, and the toner of some other color Even if it is mixed in the black developing device 4d, it is hardly noticeable and does not lead to an image defect. Therefore, the distance W between the center axis of the photosensitive drum and the center axis of the transfer roller as shown in the black image forming portion Pa in FIG. Is set to 3 mm, and the center axis of the transfer roller is set at a position of 3 mm downstream of the transfer belt conveyance direction (arrow A), thereby improving the image quality of black characters most affected by scattering.
[0070]
【The invention's effect】
The present invention, as described above, an image carrier, a contact charging unit for uniformly charging the image carrier, an exposure unit for forming an electrostatic latent image corresponding to an image signal on the image carrier, Developing means for visualizing the electrostatic latent image on the image carrier with toner, a transfer portion which forms a transfer portion by contacting the image carrier, and rotates together with the transfer belt; and a toner image on the image carrier. An image forming apparatus having a plurality of image forming stations including at least black including a transfer unit for transferring the image onto a recording sheet carried and conveyed on a transfer belt; The characteristic feature is that the contact width in the belt rotation direction is longer than the contact width of other colors. Preventing, and it is possible to improve the black character quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a shape factor of a toner used in the present invention.
FIG. 3 is a structural explanatory view of a toner used in the present invention.
FIG. 4 is a simplified diagram of a transfer unit for explaining a transfer nip according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a transfer current and a re-transfer toner concentration for explaining the effect of the present invention.
FIG. 6 is a simplified diagram illustrating another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of an image forming apparatus to which a conventional technique is applied.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a transfer nip.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a transfer nip.
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional relationship between a transfer current and a re-transfer toner amount.

Claims

像担持体と、該像担持体を一様に帯電する接触帯電手段と、
前記像担持体上に画像信号に対応した静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体上の該静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、
像担持体に接することで転写部を形成し、共に回転移動する転写ベルトと、
像担持体上のトナー像を転写ベルト上に担持搬送されてきた記録紙に転写させる転写手段と、
を有する少なくともブラックを含む複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置において、
ブラック画像形成ステーションの像担持体と転写ベルトの転写ベルト回転方向における接触幅が他色の接触幅よりも長い事を特徴とした多色画像形成装置。Image carrier, contact charging means for uniformly charging the image carrier,
Exposure means for forming an electrostatic latent image corresponding to an image signal on the image carrier,
Developing means for visualizing the electrostatic latent image on the image carrier with toner,
A transfer belt that forms a transfer portion by contacting the image carrier, and rotates and moves together,
Transfer means for transferring the toner image on the image carrier to recording paper carried and conveyed on a transfer belt,
An image forming apparatus including a plurality of image forming stations including at least black having
A multicolor image forming apparatus, wherein a contact width of an image carrier of a black image forming station and a transfer belt in a transfer belt rotating direction is longer than contact widths of other colors.

上記画像形成装置において、ブラック画像形成ステーションの像担持体に相対する転写手段の、該像担持体に対する位置が、他色の画像形成ステーションの像担持体に対する転写手段の、像担持体に対する位置よりも転写ベルト搬送方向下流側に設置されていることで
ブラック画像形成ステーションの像担持体と転写ベルトの転写ベルト回転方向における接触幅が他色の接触幅よりも長くしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。In the above-described image forming apparatus, the position of the transfer unit facing the image carrier of the black image forming station with respect to the image carrier is different from the position of the transfer unit with respect to the image carrier of the other color image forming station with respect to the image carrier. The contact width of the image carrier of the black image forming station and the transfer belt in the rotation direction of the transfer belt is longer than the contact widths of the other colors by being disposed downstream of the transfer belt conveyance direction. 2. The image forming apparatus according to 1.

上記画像形成装置において、ブラック画像形成ステーションの像担持体に対する転写手段の設置位置よりも転写ベルト回転方向上流に転写ベルトを像担持体側に押し上げるローラを設けることで、ブラック画像形成ステーションの像担持体と転写ベルトの転写ベルト回転方向における接触幅を他色の接触幅よりも長くした事を特徴とする請求項１に記載の多色画像形成装置In the above image forming apparatus, the image carrier of the black image forming station is provided with a roller that pushes up the transfer belt to the image carrier side in the rotation direction of the transfer belt with respect to the image carrier of the black image forming station. 2. The multicolor image forming apparatus according to claim 1, wherein a contact width of the transfer belt in the rotation direction of the transfer belt is longer than a contact width of another color.

上記画像形成装置においてブラックの画像形成ステーションが他色の画像形成ステーションよりも上流にあることを特徴としたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein in the image forming apparatus, a black image forming station is located upstream of an image forming station of another color.

上記画像形成装置において
接触帯電部材に関しては
像担持体の表面を磁性粒子による帯電部材を該像担持体に当接させることで帯電を行い、
現像手段に関しては
該静電潜像をトナー粒子及びキャリア粒子からなる二成分現像剤を、複数の磁界発生装置が内部に固定配置された回転可能な現像剤担持体により像担持体の対向部に搬送することで可視画像を形成し、且つ像担持体上に残ったトナー粒子を回収するクリーニング手段と、回収したトナー粒子を再利用する手段を兼ねた事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。With respect to the contact charging member in the image forming apparatus, the surface of the image carrier is charged by bringing the charging member made of magnetic particles into contact with the image carrier,
With respect to the developing means, the electrostatic latent image is transferred to a two-component developer composed of toner particles and carrier particles by a rotatable developer carrier in which a plurality of magnetic field generators are fixedly arranged. 2. The cleaning device according to claim 1, wherein the cleaning device forms a visible image by transporting the toner particles, and collects the toner particles remaining on the image carrier. Image forming device.

上記画像形成装置において、ブラックの画像形成ステーションは他色の画像形成装置にたいして最下流にあることを特徴とした請求項１、３に記載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein in the image forming apparatus, the black image forming station is located at the most downstream side of the other color image forming apparatuses.

像担持体と、該像担持体を一様に帯電する接触帯電手段と、
前記像担持体上に画像信号に対応した静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体上の該静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、
像担持体に相対し、像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写させる第一の転写手段と
を有する少なくともブラックの画像形成ステーションを含む複数の画像形成ステーションを備え、中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写するために、中間転写体に対し当接し、固定配置された第二の転写手段とを有した画像形成装置において、
ブラックの画像形成ステーションに相対する転写手段の転写ベルトを介した像担持体との接触点を他色の接触点よりも記録紙搬送方向の下流側にオフセットさせた事を特徴とした多色画像形成装置。Image carrier, contact charging means for uniformly charging the image carrier,
Exposure means for forming an electrostatic latent image corresponding to an image signal on the image carrier,
Developing means for visualizing the electrostatic latent image on the image carrier with toner,
A plurality of image forming stations including at least a black image forming station having a first transfer means for transferring the toner image on the image carrier onto the intermediate transfer body, facing the image carrier; In order to transfer the toner image transferred to the recording material, in an image forming apparatus having a second transfer unit that is in contact with the intermediate transfer body and is fixedly arranged,
A multicolor image characterized in that the point of contact with the image carrier via the transfer belt of the transfer means facing the black image forming station is offset downstream of the contact point of another color in the recording paper transport direction. Forming equipment.