JP2011102870A - Image forming apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤で静電潜像を現像する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for developing an electrostatic latent image with a liquid developer containing a liquid carrier and toner.
従来、帯電している感光体に静電潜像を形成し、液体キャリアにトナーを分散した液体現像剤により静電潜像を顕像化してトナー像を形成し、このトナー像を転写紙に転写して所定の画像を得るようにした液体現像方式の画像形成装置が実用化されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成した静電潜像を液体現像剤によって現像し、感光体ドラムにスイープローラ（除去部材）を当接させて余剰トナーを除去した後で、感光体ドラム上のトナー像を転写媒体である中間転写ベルトに転写している。
Conventionally, an electrostatic latent image is formed on a charged photoconductor, and the electrostatic latent image is visualized with a liquid developer in which toner is dispersed in a liquid carrier to form a toner image. A liquid developing type image forming apparatus which has been transferred to obtain a predetermined image has been put into practical use. For example, in the image forming apparatus described in
この種の画像形成装置においては、例えば細線からなるある種のパターンの静電潜像を現像したときに、潜像パターンに比べて現像後の像のパターンが広がってしまい、像パターンのサイズが大きくなるという現象が生じる場合があることが確認されている。このような現象は、形成される画像の品質低下につながる。しかしながら、液体現像方式の画像形成技術の分野においては、この問題についてこれまであまり検討されておらず、上記現象を解決する技術が確立されるには至っていない。 In this type of image forming apparatus, for example, when an electrostatic latent image having a certain pattern of thin lines is developed, the developed image pattern is wider than the latent image pattern, and the size of the image pattern is reduced. It has been confirmed that the phenomenon of increasing may occur. Such a phenomenon leads to a reduction in the quality of the formed image. However, in the field of liquid development type image forming technology, this problem has not been studied so far, and a technology for solving the above phenomenon has not been established.
この発明にかかるいくつかの態様は、液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤で静電潜像を現像する画像形成装置および画像形成方法において、上記課題を解決して、品質の良好な画像形成を行うことのできる技術を提供するものである。 Some embodiments according to the present invention provide an image forming apparatus and an image forming method for developing an electrostatic latent image with a liquid developer including a liquid carrier and a toner. It provides a technique that can be performed.
この発明にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するため、潜像が形成されるアモルファスシリコン感光体と、液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤を用いて前記アモルファスシリコン感光体に形成された前記潜像を現像する現像部と、前記現像部により現像された前記アモルファスシリコン感光体に当接してスクイーズするスクイーズ部材と、前記スクイーズ部材によりスクイーズされた前記アモルファスシリコン感光体を除電する除電部と、前記アモルファスシリコン感光体に現像された像が転写される転写媒体と、前記除電部により除電された前記アモルファスシリコン感光体に、前記スクイーズ部材の当接圧以下の当接圧で前記転写媒体を当接させて、前記アモルファスシリコン感光体の像を前記転写媒体に転写させる転写部材とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention is formed on the amorphous silicon photoconductor using an amorphous silicon photoconductor on which a latent image is formed and a liquid developer containing a liquid carrier and a toner. A developing unit that develops a latent image; a squeeze member that contacts and squeezes the amorphous silicon photoconductor developed by the developing unit; and a static elimination unit that neutralizes the amorphous silicon photoconductor squeezed by the squeeze member; The transfer medium on which the developed image is transferred to the amorphous silicon photoconductor and the amorphous silicon photoconductor neutralized by the static eliminator are applied to the transfer medium with a contact pressure equal to or lower than the contact pressure of the squeeze member. Transfer that contacts and transfers the image of the amorphous silicon photoconductor to the transfer medium It is characterized in that it comprises a timber.
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記課題を解決するため、アモルファスシリコン感光体に潜像を形成し、液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤を用いて前記潜像を現像し、現像された前記アモルファスシリコン感光体にスクイーズ部材を当接させてスクイーズし、スクイーズされた前記アモルファスシリコン感光体を除電し、除電された前記アモルファスシリコン感光体に、前記スクイーズ部材の当接圧以下の当接圧で転写媒体を当接させて、前記アモルファスシリコン感光体の像を前記転写媒体に転写することを特徴としている。 Further, in order to solve the above problems, the image forming method according to the present invention forms a latent image on an amorphous silicon photoconductor, develops the latent image using a liquid developer containing a liquid carrier and toner, and develops the latent image. A squeeze member is brought into contact with the amorphous silicon photoconductor to squeeze, and the squeezed amorphous silicon photoconductor is neutralized. The transfer medium is brought into contact with pressure to transfer the image of the amorphous silicon photosensitive member to the transfer medium.
詳しくは後述するが、前記したパターンの広がりの問題は、潜像内の電位差に起因するパターン周縁部における局所的な電界が現像時にトナーを過剰に引き寄せてしまい、このような余剰トナーが転写媒体への像転写時の加圧によって周囲へ押し広げられることが一因と考えられる。特に、アモルファスシリコンのように高電圧に対する耐久性の低い材料の感光体を用いた装置では、転写媒体への像転写時に感光体に高電圧がかかるのを防止するために転写媒体への像転写前に感光体を除電することがあるが、このような構成においてこの問題が顕著である。 As will be described in detail later, the problem of the pattern spreading described above is that the local electric field at the peripheral edge of the pattern due to the potential difference in the latent image attracts toner excessively during development, and such excess toner is transferred to the transfer medium. One of the causes is considered to be spread to the surroundings by pressurization during image transfer to the. In particular, in an apparatus using a photoconductor of a material having low durability against high voltage such as amorphous silicon, image transfer to a transfer medium is performed to prevent high voltage from being applied to the photoconductor during image transfer to the transfer medium. There is a case where the photosensitive member is discharged before, but this problem is remarkable in such a configuration.
この発明では、感光体上で現像された像がスクイーズを受け、さらに除電されてから、転写媒体への転写が行われる。そして、スクイーズ部材の感光体に対する当接圧は、転写部における転写媒体の感光体に対する当接圧以上とされる。転写媒体と感光体との当接圧と同じまたはこれよりも高い当接圧でスクイーズを行うことにより、感光体上の余剰トナーを転写前に除去することができる。そのため、転写媒体に転写された像においては前記したパターンの広がりの問題が生じることはなく、画像品質の良好な像形成を行うことができる。なお、この発明において、「当接圧」は、部材の当接によって感光体に加わる単位面積当たりの圧力を意味するものとする。 In the present invention, the image developed on the photosensitive member is squeezed and further discharged, and then transferred to a transfer medium. The contact pressure of the squeeze member with respect to the photoconductor is equal to or higher than the contact pressure of the transfer medium with respect to the photoconductor in the transfer portion. By performing squeeze with a contact pressure equal to or higher than the contact pressure between the transfer medium and the photoconductor, excess toner on the photoconductor can be removed before transfer. Therefore, the above-described problem of pattern spreading does not occur in the image transferred to the transfer medium, and image formation with good image quality can be performed. In the present invention, the “contact pressure” means the pressure per unit area applied to the photosensitive member by the contact of the member.
この発明にかかる画像形成装置においては、スクイーズ部材によりスクイーズされたアモルファスシリコン感光体に、スクイーズ部材の当接圧よりも高い第２の当接圧で当接する第２のスクイーズ部材を有するようにしてもよい。 The image forming apparatus according to the present invention has a second squeeze member that contacts the amorphous silicon photosensitive member squeezed by the squeeze member with a second contact pressure higher than the contact pressure of the squeeze member. Also good.
このような構成では、現像部により現像された像はスクイーズ部材によるスクイーズおよび第２のスクイーズ部材によるスクイーズを順次受ける。これにより、感光体上の過剰トナーをより確実に除去することができ、しかも、まず相対的に低い当接圧によるスクイーズを受けた後、より高い当接圧によるスクイーズを受けることになるので、像が本来のパターンからはみ出して広がるのをより確実に防止することができる。 In such a configuration, the image developed by the developing unit is sequentially subjected to squeeze by the squeeze member and squeeze by the second squeeze member. As a result, excess toner on the photoconductor can be more reliably removed, and after being squeezed by a relatively low contact pressure, the squeeze is received by a higher contact pressure. It is possible to more reliably prevent the image from spreading out of the original pattern.
具体的には、例えば、第２のスクイーズ部材の硬度がスクイーズ部材の硬度よりも高くなるようにすることができる。こうすることで、第２のスクイーズ部材の当接圧をスクイーズ部材の当接圧よりも高く設定することができ、上記効果を得ることができる。この場合において、スクイーズ部材および第２のスクイーズ部材のそれぞれに感光体へ付勢するための付勢部材を配設している場合には、それらの付勢力を同じとしても当接圧を異ならせることができるので、部材の共通化によるコスト低減を図ることが可能となる。 Specifically, for example, the hardness of the second squeeze member can be made higher than the hardness of the squeeze member. By doing so, the contact pressure of the second squeeze member can be set higher than the contact pressure of the squeeze member, and the above effect can be obtained. In this case, if the squeeze member and the second squeeze member are each provided with an urging member for urging the photosensitive member, the contact pressure is varied even if the urging force is the same. Therefore, it is possible to reduce the cost by sharing the members.
また、例えば、スクイーズ部材を第１の付勢力でアモルファスシリコン感光体に付勢する第１付勢部と、第２のスクイーズ部材を第１の付勢力よりも強い第２の付勢力でアモルファスシリコン感光体に付勢する第２付勢部とを設けるようにしてもよい。スクイーズ部材と第２のスクイーズ部材とを同一または略同一の硬度とした場合でも、第２のスクイーズ部材をスクイーズ部材よりも強い付勢力で付勢することにより、感光体に対する第２のスクイーズ部材の当接圧をスクイーズ部材よりも高くして、上記効果を得ることができる。そして、スクイーズ部材および第２のスクイーズ部材を同一材料によって、さらには同一形状に形成することが可能となり、部材の共通化によるコスト低減を図ることが可能となる。 Also, for example, a first urging portion that urges the squeeze member to the amorphous silicon photosensitive member with a first urging force, and an amorphous silicon that has a second urging force that is stronger than the first urging force for the second squeeze member. A second urging unit that urges the photosensitive member may be provided. Even when the squeeze member and the second squeeze member have the same or substantially the same hardness, by urging the second squeeze member with a stronger urging force than the squeeze member, the second squeeze member The above effect can be obtained by making the contact pressure higher than that of the squeeze member. And it becomes possible to form a squeeze member and a 2nd squeeze member with the same material, and also in the same shape, and it becomes possible to aim at the cost reduction by sharing a member.
また、この発明は、転写部材が、周面に弾性層が配設され、転写媒体を介してアモルファスシリコン感光体と当接するローラーである場合に特に好適に適用することが可能である。この発明では、感光体に対する転写部材の当接圧を比較的低く設定することができる。したがって、ローラー周面の弾性層として低硬度の材料を用いて、感光体と転写媒体との間での単位面積当たりの当接荷重を低く、かつ当接面積を大きくすることができる。こうすることで、感光体から転写媒体への転写効率を確保しつつ、転写媒体上での像の広がりを抑制して、画質の良好な像形成を行うことができる。 In addition, the present invention can be particularly preferably applied when the transfer member is a roller having an elastic layer disposed on the peripheral surface and in contact with the amorphous silicon photoconductor via the transfer medium. In the present invention, the contact pressure of the transfer member with respect to the photosensitive member can be set relatively low. Therefore, using a low-hardness material as the elastic layer on the roller peripheral surface, the contact load per unit area between the photoreceptor and the transfer medium can be reduced and the contact area can be increased. By doing so, it is possible to perform image formation with good image quality while suppressing the spread of the image on the transfer medium while ensuring the transfer efficiency from the photoreceptor to the transfer medium.
また、除電部は、アモルファスシリコン感光体に光を照射して除電する光照射部材であってもよい。像を構成するトナーの帯電状態が除電によって変動すると転写媒体への転写効率も変動するが、感光体を光照射によって除電することにより、トナーの帯電状態に影響を与えることなく感光体のみを除電することができる。 Further, the charge removal unit may be a light irradiation member that discharges light by irradiating the amorphous silicon photosensitive member with light. If the charge state of the toner that makes up the image changes due to static elimination, the transfer efficiency to the transfer medium also changes, but by removing the static charge by irradiating the photoconductor, only the photoconductor is neutralized without affecting the toner charge state. can do.
さらに、スクイーズ部材は、感光体上の潜像のうちトナーを付着させるべき画像部の電位と、画像部と異なる非画像部の電位との間の電位が付与されるようにしてもよい。このようにすると、スクイーズ部材が感光体の画像部に付着したトナーを除去することがない一方、スクイーズ部材の当接によって画像部の端部から非画像部にはみ出したトナーをスクイーズすることができるので、像の広がりをより確実に防止することができる。 Further, the squeeze member may be applied with a potential between the potential of the image portion to which the toner is to be adhered and the potential of the non-image portion different from the image portion. In this way, the squeeze member does not remove the toner adhering to the image portion of the photosensitive member, while the toner protruding from the end portion of the image portion to the non-image portion by the contact of the squeeze member can be squeezed. Therefore, the spread of the image can be prevented more reliably.
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は画像形成ステーションの要部を示す図であり、図３は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するコントローラー１０に与えられると、このコントローラー１０が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録材ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a main part of the image forming station, and FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus shown in FIG. The
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１および図２に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
Each of the
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される、感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、表面にアモルファスシリコン感光体からなる感光層を有しており、その回転軸が主走査方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。
The
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット２３と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、スクイーズ後のトナー像を担持する感光体ドラム２１表面に光を照射して除電する転写前除電器２８と、該トナー像を転写ユニット３の中間転写ベルト３１に一次転写する一次転写ユニットと、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーナーブレード２７とが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
Around the
帯電器２２は感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、この帯電器２２には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤにはワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器２２によるコロナ放電で感光体ドラム２１が帯電されることで、感光体ドラム２１の表面の電位が略均一の電位に設定される。
The
露光ユニット２３は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームにより感光体ドラム２１表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。この露光ユニット２３としては、半導体レーザからの光ビームをポリゴンミラーにより主走査方向に走査させるもの、あるいは発光素子を主走査方向に配列したラインヘッド等により構成することができる。
The
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。図２に示すように、この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１と、アニロックスローラー２４２と、液体キャリア内にトナーを概略重量比２０％程度に分散させた液体現像剤を貯蔵する現像剤容器２４３、現像剤に対し帯電、並びに、圧縮作用を施すトナー圧縮コロナ発生器２４４を主な構成としている。これらの主要構成のうち現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターＭ２に接続され、図２紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
Toner is applied from the developing
また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラー２４２が設けられており、アニロックスローラー２４２から現像ローラー２４１へ直接、液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラー２４２は現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラー２４２は、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラー２４２は図示しない現像用モーターに接続され、図２紙面において反時計方向に回転されて現像ローラー２４１に対してカウンター方向に回転する。このように、いわゆる２ローラー構成により液体現像剤を現像剤貯留部２４６から現像ローラー２４１に供給しているが、この形態に限らず、アニロックスローラー２４２から一旦、中間ローラーへ塗布し、中間ローラーから現像ローラー２４１へ液体現像剤を塗布する構成（３ローラー構成）としてもよい。このような３ローラー構成によれば、液体現像剤がニップ部を複数回通過することで、液体現像剤を十分に練ることができ、現像ローラー２４１にて均一な液体現像剤の膜を形成することが可能となる。
An
アニロックスローラー２４２に対して規制部材２４５が当接されている。この規制部材２４５として、金属製あるいは表面に弾性体を被覆して構成した弾性を有する部材を用いることができるが、本実施形態にかかる規制部材２４５は、アニロックスローラー２４２の表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成されている。そして、規制部材２４５は、アニロックスローラー２４２によって担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚や量などを規制調整し、現像ローラー２４１に供給する液体現像剤の量を調整する機能を有している。また、規制部材２４５により掻き取られた液体現像剤は現像剤貯留部２４６に戻される。
A regulating
現像剤貯留部２４６に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
The liquid developer stored in the
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラー２４２の表面とは逆方向に移動するように回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラー２４２に対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
As described above, the developing
また、現像ローラー２４１の回転方向に沿ってトナー圧縮コロナ発生器２４４と現像ローラークリーニング部２４７が配置されている。より詳しくは、現像ローラー２４１の表面が感光体ドラム２１と当接して現像ニップ部を形成している現像位置に対し、現像ローラー回転方向の上流側にトナー圧縮コロナ発生器２４４が配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器２４４は、現像ローラー２４１の表面のバイアスを増加させる電界印加手段であり、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーは、このトナー圧縮コロナ発生器２４４と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。
A toner
一方、現像位置に対し、現像ローラー回転方向の下流側に現像ローラークリーニング部２４７が配置されており、その先端部が現像ローラー２４１の表面と当接している。この現像ローラークリーニング部２４７はゴム等の弾性体で構成されており、現像に寄与せずに現像ローラー２４１に残存する液体現像剤を掻き落として除去する。こうして掻き落とされた液体現像剤は現像剤回収部２４８に滴下されて回収される。
On the other hand, a developing
また、このように構成された現像器２４は図示しない現像器離当接機構と接続されており、コントローラー１０からの制御指令が現像器離当接機構に伝達されるのに応じて現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置（図２の実線位置）と感光体ドラム２１から離れた退避位置（図２の破線位置）との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
Further, the developing
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。スクイーズ部２５には、バネ２５３により感光体２１方向に付勢されたスクイーズローラー２５１が設けられる一方、スクイーズ部２６にはバネ２６３により感光体２１方向に付勢されたスクイーズローラー２６１が設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながら図示しないモーターにより回転駆動されてトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながら回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対してスクイーズバイアス発生部２５２、２６２がそれぞれ電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
A
第１および第２スクイーズ部２５、２６を通過してきた感光体ドラム２１が転写前除電器２８からの除電光照射によって除電された後、表面に担持されるトナー像が一次転写ユニットにより中間転写ベルト３１に一次転写される。感光体ドラム２１を除電し表面電位を下げることで、一次転写バイアスによる感光体の劣化を抑制することができる。また、光照射により感光体を除電することで、トナーの帯電状態を変化させず感光体ドラム２１のみを除電することができる。
After the
中間転写ベルト３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。このうちローラー３２はベルト駆動モーターＭ３に機械的に接続されて、中間転写ベルト３１を図１の矢印方向Ｄ31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。図２に示すように、この画像形成装置ではベルト駆動モーターＭ３を駆動させるためにドライバー１１が設けられており、ドライバー１１は、コントローラー１０から与えられる指令パルスに応じた駆動信号をベルト駆動モーターＭ３に出力する。これにより、ベルト駆動ローラー３２は指令パルスに対応する周速度で回転し、中間転写ベルト３１の表面は一定の速度で方向Ｄ31に周回移動する。なお、同図中の符号Ｅ３はベルト駆動モーターＭ３に取り付けられたエンコーダーであり、ベルト駆動モーターＭ３の回転に対応する信号をドライバー１１に与え、これを受け取ったドライバー１１は上記信号に基づきベルト駆動モーターＭ３をフィードバック制御する。
The
中間転写ベルト３１を掛け渡されたローラー３２ないし３５のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ31において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写ベルト３１を巻き掛けている。
Of the
一次転写ユニットは一次転写バックアップローラー２７１を有しており、一次転写バックアップローラー２７１は中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、これらの当接によって一次転写ニップＮＰ1が形成されており、該一次転写ニップＮＰ1で感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写ベルト３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写ベルト３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写ベルト３１へのトナー像転写が行われる。
The primary transfer unit has a primary
こうして中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写ベルト３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写ローラー４が中間転写ベルト３１を挟んで対向配置されており、中間転写ベルト３１表面と転写ローラー４表面とが互いに当接して転写ニップＮＰを形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写ベルト３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
The toner image transferred to the
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写ベルト３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録材ＲＭに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているので、良好な転写特性を得るために、二次転写ニップにおいては中間転写ベルト３１に対し記録材ＲＭが高い押圧力で押圧されることが望まれる。また、液体現像剤を介在させるため、記録材ＲＭが中間転写ベルト３１に貼り付きジャムとなる可能性が高い。そこで、この画像形成装置１では、後で詳述するように把持部を有する二次転写ローラー４が用いられている。
At the secondary transfer position TR2, the single-color or multi-color toner images formed on the
トナー像が二次転写された記録材ＲＭは、二次転写ローラー４から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録材ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録材ＲＭへのトナー像の定着が行われる。 The recording material RM on which the toner image is secondarily transferred is sent from the secondary transfer roller 4 to the fixing unit 7 provided on the transport path PT. In the fixing unit 7, heat or pressure is applied to the toner image transferred to the recording material RM to fix the toner image on the recording material RM.
図４は二次転写ローラーの構成を示す図である。より詳しくは、図４（ａ）は二次転写ローラー４の全体構成を示す斜視図であり、図４（ｂ）は度当て部材４７の形状を説明するための図である。図１および図４（ａ）に示すように、二次転写ローラー４は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部４１が設けられたローラー基材４２を有している。このローラー基材４２では、回転軸４２１０中心に方向Ｄ4に回転自在の回転シャフト４２１が二次転写バックアップローラー３４の回転軸と平行または略平行に配置されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the secondary transfer roller. More specifically, FIG. 4A is a perspective view showing the entire configuration of the secondary transfer roller 4, and FIG. 4B is a diagram for explaining the shape of the
また、当該回転シャフト４２１の両端部に側板４２２、４２２がそれぞれ取り付けられている。より詳しくは、これらの側板４２２、４２２はいずれも円盤形状の金属プレートに対して切り欠き部４２２ａを設けた形状を有している。そして、図４に示すように切欠部４２２ａ、４２２ａが互いに対向しながら中間転写ベルト３１の幅よりも少し長い距離だけ離間して回転シャフト４２１に取り付けられている。こうして、全体的にはドラム形状を有するものの、その外周面の一部に回転シャフト４２１と平行または略平行に延びる凹部４１を有する、ローラー基材４２が形成されている。
Further,
また、ローラー基材４２の外周面、つまり金属プレート表面のうち凹部４１の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層４３が形成されている。この弾性層４３はバックアップローラー３４に巻き掛けられた中間転写ベルト３１と対向して二次転写ニップＮＰ2を形成する。二次転写ニップＮＰ2では、バックアップローラー３４が押圧部３４５により二次転写ローラー４側に付勢されて、二次転写ローラー４とバックアップローラー３４に巻き掛けられた中間転写ベルト３１との間に所定の荷重が付加されている。
Further, an
また、凹部４１の内部には、記録材ＲＭを把持するための把持部４４が配設されている。この把持部４４は、凹部４１の内底部からローラー基材４２の外周面に立設されたグリッパ支持部材４４１と、グリッパ支持部材４４１の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパ部材４４２とを有している。また、グリッパ部材４４２はグリッパ駆動部（図示省略）と接続されている。そして、コントローラー１０からのアングリップ指令を受けてグリッパ駆動部が作動することでグリッパ部材４４２の先端部がグリッパ支持部材４４１の先端部から離間して記録材ＲＭの把持準備や把持開放を行う。一方、コントローラー１０からのグリップ指令を受けてグリッパ駆動部が作動することでグリッパ部材４４２の先端部がグリッパ支持部材４４１の先端部に移動して記録材ＲＭを把持する。なお、把持部４４の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、従来より公知の他の把持機構を採用してもよい。
In addition, a
二次転写ローラー４の両端部では、各側板４２２の外側面に支持部材４６が取り付けられており、ローラー基材４２と一体的に回転可能となっている。また、支持部材４６には凹部４１に対応して平面領域４６１が形成されている。そして、平面領域４６１に転写ローラー側度当て部材４７０がそれぞれ取り付けられている。度当て部材４７０では、基台部位４７１が支持部材４６に取り付けられるとともに、基台部位４７１から度当て部位４７２が平面領域４６１の法線方向に延設されており、度当て部位４７２の先端部は凹部４１の開口側端部の近傍まで延びている。つまり、回転シャフト４２１の端部からローラー基材４２を見ると、度当て部材４７０が凹部４１を塞ぐように配置されている。したがって、二次転写ローラー４の回転によって凹部４１が中間転写ベルト３１と対向する位置に到達した場合には、度当て部材４７０が二次転写バックアップローラー３４の端部表面に当接する。
At both ends of the secondary transfer roller 4,
また、度当て部位４７２の先端周面は、図４（ｂ）に示すように、先端側の周面中央部の曲率Ｒctが両端部の曲率Ｒrs、Ｒlsよりも大きくなるように形成されている。例えば本実施形態では、弾性層４３を含めたローラー基材４２のローラー外径は約１９１ｍｍに設定されるのに対し、曲率Ｒctは８８．２ｍｍに設定され、両端部の曲率Ｒrs、Ｒlsはともに２２．４ｍｍに設定されている。度当て部位４７の中央部の曲率中心ＣＣはローラー基材４２の回転軸、つまり回転シャフト４２１の中心軸４２１０に配置されており、また中央部の角度範囲αは凹部４１の開口範囲（６０゜）よりも若干広い６３゜に設定されている。このため、二次転写ローラー４が回転した際に当該角度範囲αにわたって凹部４１が駆動ローラー３２に巻き掛けられた中間転写ベルト３１に対向する。
Further, as shown in FIG. 4B, the tip peripheral surface of the
また、ローラー基材４２の回転方向Ｄ4に沿った凹部４１の開口部長さ（開口幅）Ｗ41は、
１９１×π×（６０／３６０）≒１００ｍｍ
である。一方、角度範囲β（＝３６０゜−６０゜）で次に説明するようにして弾性シート４３が上記中間転写ベルト３１に対向して二次転写ニップＮＰ2を形成し、ローラー基材４２の回転方向Ｄ4に沿った弾性層４３の長さは、
１９１×π×｛（３００／３６０｝≒５００ｍｍ
に設定されている。これは、この装置１において使用可能な記録材ＲＭのうち最も大きなサイズのものを巻き付けることができるようにしたものである。すなわち、弾性層４３の長さは、使用可能な記録材のうちローラー基材４２の回転方向Ｄ4に沿った長さが最大であるものの長さよりも長くなるように定められている。
Further, the opening length (opening width) W41 of the
191 × π × (60/360) ≈100 mm
It is. On the other hand, the
191 × π × {(300/360} ≈500 mm
Is set to This is so that the largest size of the recording material RM usable in the
なお、この実施形態では、ローラー基材４２の回転方向Ｄ4に沿った二次転写ニップＮＰ2の長さ（ニップ幅）Ｗnpは１１ｍｍ程度であり、
（凹部４１の開口幅Ｗ41）＞（ニップＮＰでのニップ幅Ｗnp）
の関係を有している。したがって、二次転写ローラー４の凹部４１が中間転写ベルト３１と対向した状態では、一時的に転写ニップが消失することになる。
In this embodiment, the length (nip width) Wnp of the secondary transfer nip NP2 along the rotation direction D4 of the
(Opening width W41 of recess 41)> (nip width Wnp at nip NP)
Have the relationship. Therefore, when the
このこと、および、二次転写バックアップローラー３４が二次転写ローラー４に対して近接および離間移動可能に構成されていることから、二次転写ローラー４の凹部４１が中間転写ベルト３１と対向した状態では二次転写ローラー３４が二次転写ローラー４側に変位してしまう可能性がある。度当て部材４７はこのような二次転写ローラー３４の変位を規制する作用を有している。
In this state, and the secondary
図５はこの実施形態における度当て部材の作用を説明する図である。より詳しくは、図５（ａ）は、凹部４１が二次転写位置ＴＲ2に臨んでいるときの度当て部材４７を軸方向から見た図であり、図５（ｂ）はこれを軸方向に直交する方向から見た図である。図５（ａ）に示すように、度当て部材４７の外周面の形状は、二次転写ローラー４の凹部４１に臨む領域において二次転写ローラー４の回転中心４２１０を中心とする略円弧形状となっている。一方、二次転写バックアップローラー３４の端部には、該二次転写バックアップローラー３４の直径よりも大きな外径を有し、二次転写バックアップローラー３４と同軸でかつこれとは独立して回転自在のベアリング３４２が設けられている。そして、二次転写ローラー３４の度当て部材４７が二次転写ローラー３４側に向いているときには、度当て部材４７の外周面とベアリング３４２の外周面とが互いに当接することにより、押圧部３４５の付勢力に抗して二次転写ローラー４の回転中心４２１０と中間転写ベルト３１表面との間隔を規定している。
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the contact member in this embodiment. More specifically, FIG. 5A is a view of the
凹部４１が二次転写位置ＴＲ2に位置し度当て部材４７がベアリング３４２と当接しているときの二次転写ローラー４の回転中心４２１０から中間転写ベルト３１までの間隔Ｒ0は、弾性層４３が形成された二次転写ローラー４の半径Ｒrよりも若干小さくなるように設定されている。より厳密には、二次転写位置ＴＲ2に転写ニップＮＰが形成された状態における二次転写ローラー４の回転中心４２１０と中間転写ベルト３１との間隔と同じになるように、間隔Ｒ0が設定される。二次転写ニップＮＰ2が形成されているとき、弾性層４３が押圧部３４５の押圧力により弾性変形するため、二次転写ローラー４の回転中心４２１０と中間転写ベルト３１との間隔は、押圧力が加わっていない状態における二次転写ローラー４の半径Ｒrよりも若干小さくなっている。この状態、つまり転写ニップＮＰが形成された状態における二次転写ローラー４の回転中心４２１０と中間転写ベルト３１との間隔がＲ0である。したがって、この実施形態では、二次転写ローラー４の回転位相に関わりなく、二次転写ローラー４の回転中心４２１０と中間転写ベルト３１との間隔はほぼ一定値Ｒ0に保持される。
The
二次転写ローラー４の回転シャフト４２１に対して、転写ローラー駆動モーターＭ４が機械的に接続されている。また、本実施形態では、転写ローラー駆動モーターＭ４を駆動させるためにドライバー１２が設けられている。ドライバー１２は、コントローラー１０から与えられる指令に応じてモーターＭ４を駆動して二次転写ローラー４を図１紙面において時計回りの方向Ｄ4、つまりベルト移動方向Ｄ31に対しウィズ方向に回転駆動する。二次転写バックアップローラー３４は、それ自身は駆動源を有しない従動ローラーである。モーター駆動される二次転写ローラー４に対向する二次転写バックアップローラー３４を従動ローラーとすることで、転写ニップＮＰにおける二次転写ローラー４と中間転写ベルト３１との間、あるいは中間転写ベルト３１と二次転写バックアップローラー３４との間での滑りを防止することができる。
A transfer roller drive motor M4 is mechanically connected to the
本実施形態では、モーターＭ４としてＡＣサーボモーターを用いるとともに、当該ＡＣサーボモーターをドライバー１２により位置制御したり、トルク制御することができるように構成されている。すなわち、ドライバー１２は位置制御回路およびトルク制御回路を有しており、位置制御およびトルク制御を選択的に実行可能となっている。このドライバー１２に対し、コントローラー１０は位置情報に関連する指令パルスおよび制御切替信号を入力可能となっている。
In the present embodiment, an AC servo motor is used as the motor M4, and the position of the AC servo motor can be controlled by the
なお、図３中の符号Ｅ４は転写ローラー駆動モーターＭ４に取り付けられたエンコーダーであり、転写ローラー駆動モーターＭ４の回転に対応する信号をドライバー１２に与え、これを受け取ったドライバー１２は上記信号に基づき当該モーターＭ４をフィードバック制御する。また、符号８は二次転写ローラー４の回転シャフト４２１の一方端部に連結された位相検出センサーであり、コントローラー１０はこの位相検出センサー８の出力から、二次転写ローラー４の回転位相を把握することができる。
3 is an encoder attached to the transfer roller drive motor M4, and a signal corresponding to the rotation of the transfer roller drive motor M4 is given to the
図１に戻って、装置構成の説明を続ける。中間転写ベルト３１を掛け渡されたローラーのうち、ベルト駆動ローラー３２と二次転写バックアップローラー３４との間、つまりベルト移動方向Ｄ31においてベルト駆動ローラー３２の巻き掛け位置よりも下流側で、かつ二次転写バックアップローラー３４の巻き掛け位置よりも上流側に設けられた従動ローラー３３は、その回転軸がバネ３３１によって弾性的に支持されて中間転写ベルト３１の張力を調整するテンションローラーである。より詳しくは、テンションローラー３３の回転軸は、駆動ローラー３２の外周面と二次転写バックアップローラー３４の外周面との双方に接する仮想的な平面に略直交する方向に伸縮自在のバネ３３１によって弾性的に支持されており、これにより、テンションローラー３３は、中間転写ベルト３１を巻き掛けられた状態で同方向に所定量移動自在となっている。そして、定常状態では、ベルト駆動ローラー３２と二次転写バックアップローラー３４との間に張架された中間転写ベルト３１を外側に向けて押し広げるように、テンションローラー３３はバネ３３１によって付勢されている。
Returning to FIG. 1, the description of the device configuration will be continued. Of the rollers around which the
二次転写位置ＴＲ2においては、二次転写ローラー４の回転に伴って中間転写ベルト３１と対向する二次転写ローラー４の表面が弾性層４３から凹部４１に切り替わるときや、これとは逆に凹部４１から弾性層４３に切り替わるときに、ベルト駆動ローラー３２を駆動するベルト駆動モーターＭ３の負荷トルクが大きく変動する。弾性層４３と中間転写ベルト３１との間に高い押圧力が印加されている場合には特に変動が大きい。これに起因して中間転写ベルト３１の速度変動や振動が生じ、ベルト３１の張力が一時的に変化することが考えられる。
At the secondary transfer position TR2, when the surface of the secondary transfer roller 4 facing the
しかしながら、この実施形態では、中間転写ベルト３１の張架方向に沿ってベルト駆動ローラー巻き掛け位置と二次転写位置ＴＲ2との間に設けられたテンションローラー３３が、その回転軸を移動させることによって張力の変動を打ち消すように作用する。このため、二次転写位置ＴＲ2における中間転写ベルト３１の速度変動や振動が各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋに対応する一次転写位置ＴＲ1に及ぶのが防止される。一次転写位置ＴＲ1における中間転写ベルト３１の速度変動や振動は、画像形成ステーションから転写されるトナー像を乱し画像品質を低下させてしまう。例えば、各色のトナー像が互いにずれた位置で重ね合わされてしまうと色ずれの原因となる。しかしながら、この実施形態ではこのような像形成への影響が未然に防止されている。
However, in this embodiment, the
テンションローラー３３は、中間転写ベルト３１の内側、つまり中間転写ベルト３１の像担持面である表面とは反対側の裏面側から中間転写ベルト３１に当接している。その理由は以下の通りである。まず、像担持面の反対側に当接することにより、テンションローラー３３が中間転写ベルト３１に担持されるトナー像を乱したり、逆に中間転写ベルト３１に残留付着するトナー等によって汚されることがない。また、テンションローラーによる張力の調整効果を大きくするためには中間転写ベルト３１の巻き掛け角を大きく取ることが有効であるが、テンションローラーを像担持面に当接させ、しかも巻き掛け角を大きくしようとすると、中間転写ベルト３１の表面に負の大きな曲率を持たせる必要があり、トナー像への影響が懸念され、構造的にも問題がある。これらの理由から、テンションローラー３３は中間転写ベルト３１の裏面に当接するようにしている。
The
また、中間転写ベルト３１の搬送方向Ｄ31における二次転写位置ＴＲ2の下流側に設けられたローラー３５、３６のうち一方のローラー３６に対向して、ベルトクリーニングユニット３９が設けられている。より詳しくは、ベルトクリーニングユニット３９は、ローラー３６に巻き掛けられた中間転写ベルト３１の表面に当接して残留キャリア液やトナーなどの付着物を除去するためのベルトクリーニングローラー３９１と、該ベルトクリーニングローラー３９１の付着物を掻き取るブレード３９２とを備えている。さらに、クリーニングローラー３９１よりも下流位置には、中間転写ベルト３１に離当接自在に構成され、ベルトクリーニングローラー３９１が除去しきれなかった残留物を最終的に除去するベルトクリーニングブレード３９３が設けられている。
Further, a
ベルトクリーニングローラー３９１には、トナーの帯電極性（正極性）と反対極性である負極性のバイアス電位、例えば（−４００）〜（−６００）Ｖ程度の負電位が印加されている。この電位の作用により、ベルトクリーニングローラー３９１は、二次転写位置ＴＲ2において記録材ＲＭに転写されず中間転写ベルト３１上に残留した正帯電トナーを静電的に吸着する。
The
次に、上記のような構成を有する画像形成装置において問題となりうる、前述したパターンの広がりについて検討する。 Next, the above-described pattern spreading, which can be a problem in the image forming apparatus having the above-described configuration, is examined.
図６はパターンが広がる現象の一例を示す図である。本願発明者らの知見によれば、主として細線や微小ドットからなる画像パターンを形成したとき、二次転写ベルト３１に転写されたトナー像において、感光体ドラム２１上で現像されたトナー像に比べて線やドットのサイズが増大するという現象がみられる。例えば、図６（ａ）に示すような２つの細線が交わる十字状のパターンを形成したとき、感光体ドラム２１上のパターンＰＰでは一定幅の細線となっているのにもかかわらず、図６（ｂ）に示すように、二次転写ベルト３１に転写後のパターンＰＴでは特に線の交わり部分において線幅が広がってしまうことがある。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a phenomenon in which a pattern spreads. According to the knowledge of the inventors of the present application, the toner image transferred to the
このような現象は、パターンの線幅Ｗpが大きくても小さくてもあまり目立たないが、特に線幅Wpが５０〜１００μｍ程度のときに顕著に見られる。また、これ以外の画像パターンであっても同様に、ある範囲のサイズを有するパターンの幅やドットサイズが感光体ドラム２１上と中間転写ベルト３１とで大きく異なる場合があることが観察されている。このような現象（以下、「広がり現象」ということがある）が起こる要因としては、例えば次のようなモデルを考えることができる。
Such a phenomenon is not so conspicuous whether the line width Wp of the pattern is large or small, but is particularly noticeable when the line width Wp is about 50 to 100 μm. Similarly, it has been observed that the width and dot size of a pattern having a certain range of sizes may differ greatly between the
図７および図８はパターンの広がり現象を説明するモデルを示す図である。より詳しくは、図７（ａ）は感光体ドラム２１上の電位分布を示す図である。また、図７（ｂ）は現像ニップ部におけるトナーの挙動を模式的に示す図である。さらに、図８は現像後の感光体ドラム２１上のトナーの挙動を示す図である。
7 and 8 are diagrams showing models for explaining the pattern spreading phenomenon. More specifically, FIG. 7A is a diagram showing a potential distribution on the
図７（ａ）に示すように、感光体ドラム２１上の静電潜像は、トナーを付着させるべき画像部と、付着させない非画像部とで感光体ドラム２１の表面電位を異ならせることによって形成される。より具体的には、非画像部では、帯電器２２によって所定の表面電位に帯電されたが露光ユニット２３からの光照射を受けていないので、感光体ドラム２１の表面電位は帯電直後の電位に近い非画像部電位Ｖwとなる。一方、画像部では、露光ユニット２３による光照射を受けて電荷が中和されて電位が低下しており、画像部電位Ｖbとなっている。
As shown in FIG. 7A, the electrostatic latent image on the
このとき、画像部と非画像部との境界部付近では感光体ドラム２１の表面電位が大きく相違しているため、該境界部には、局所的なエッジ電界Ｅeが形成されている。図７（ａ）における点線はエッジ電界Ｅeの電気力線を表している。
At this time, since the surface potential of the
この状態で、図７（ｂ）に示すように、帯電トナーＴを担持する現像ローラー２４１が静電潜像に近接対向され現像バイアスが印加されると、感光体ドラム２１上の画像部と対向する位置に担持されたトナーＴ1はキャリア液ＣＬ中を電気泳動によって感光体ドラム２１に向けて移動する一方、非画像部と対向する位置にあるトナーＴ2は現像ローラー２４１表面に残留する。こうして感光体ドラム２１の表面電位に応じて選択的にトナーが付着することで静電潜像がトナーにより現像される。
In this state, as shown in FIG. 7B, when the developing
しかしながら、上記したエッジ電界Ｅeの作用によって、画像部と非画像部との境界部に対向する位置に担持されたトナーＴ3が該境界部付近に引き寄せられて集中的に付着してしまうことがある。このような現象は、パターン幅Ｗpが狭いときにはエッジ電界も弱いためあまり顕著とならず、またパターン幅Wpが十分に広いときにはトナーが広い範囲に分散するためやはり目立たない。 However, due to the action of the edge electric field Ee, the toner T3 carried at a position facing the boundary between the image portion and the non-image portion may be attracted to the vicinity of the boundary and be intensively attached. . Such a phenomenon is not so noticeable when the pattern width Wp is narrow, because the edge electric field is weak, and when the pattern width Wp is sufficiently wide, the toner is dispersed in a wide range, so that it is not noticeable.
上記より、図８に示すように、現像直後の感光体ドラム２１上のトナー像では、画像部におけるトナー付着量が予め想定された量よりも多くなっており、特に画像部と非画像部との境界部付近にトナーが集中して堆積していると考えられる。このような状態でトナー像が一次転写ニップＮＰ1に搬送されると、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に当接されているため、押圧されたトナーが画像部からはみ出して非画像部まで広がってしまい、これが中間転写ベルト３１に転写されることで、一時転写ニップ通過後の中間転写ベルト３１上においてパターンの幅が本来より広くなると考えられる。
From the above, as shown in FIG. 8, in the toner image on the
なお、現像後の感光体ドラム２１およびその表面のトナー像は転写スクイーズローラー２５１、２６１による当接を受けている。しかしながら、これらのスクイーズローラーが感光体ドラム２１上に当接している位置では感光体ドラム２１上の静電潜像が残存しているため、非画像部の電位が帯電トナーに対して斥力を及ぼし、これがトナーの広がりをある程度抑えられる作用をする。さらに、従来の画像形成装置の考え方では、感光体上に形成されたトナー像を乱さないために、スクイーズローラーを強く感光体表面に押し付けることは避けられていた。このため、感光体上では画像部、特にその非画像部との境界部付近に余剰トナーが付着した状態のまま一次転写ニップＮＰ1に搬送されることとなる。このとき感光体表面が除電されていると、余剰トナーは容易に非画像部に回り込んでしまい、パターンの広がり現象を惹き起こすと考えられる。
The developed
これを避けるために転写前の除電を行わないことも考えられるが、一次転写ニップＮＰ1では一次転写バイアスと非画像部との電位差が特に大きくなるのに対してアモルファスシリコン感光体は高電圧に対する耐性があまり高くないため、除電なしで転写を行うことはアモルファスシリコン感光体の劣化を早める原因となり得る。しかも、一次転写バイアスは感光体上のトナーを強く引き付けるような電位に設定されるため、非画像部電位による斥力が非画像部のトナーの中間転写ベルト３１への転写を抑止する効果は現実的にはあまり期待できない。
In order to avoid this, it is conceivable that static elimination before transfer is not performed, but in the primary transfer nip NP1, the potential difference between the primary transfer bias and the non-image portion is particularly large, whereas the amorphous silicon photoconductor is resistant to high voltage. Therefore, if the transfer is performed without charge removal, the deterioration of the amorphous silicon photoreceptor can be accelerated. Moreover, since the primary transfer bias is set to a potential that strongly attracts the toner on the photoconductor, the repulsive force due to the non-image portion potential is practically effective in suppressing the transfer of the non-image portion toner to the
そこで、この実施形態では、感光体ドラム２１に対するスクイーズローラーの当接圧（単位面積当たりの当接荷重）を、一次転写ニップＮＰ1における感光体ドラム２１に対する二次転写ベルト３１の（バックアップローラー２７１による）当接圧と同じまたはこれより高くすることにより、余剰トナーをスクイーズローラーにより回収させることを図っている。
Therefore, in this embodiment, the contact pressure (contact load per unit area) of the squeeze roller with respect to the
図９はこの実施形態における余剰トナー除去を説明するモデルを示す図である。図８でも示したように、現像直後の感光体ドラム２１上では画像部に本来より多いトナーが付着しており、特に非画像部との境界部付近に余剰トナーが堆積している。これにスクイーズローラー２５１（または２６１）を高い当接圧で当接させると、高い押圧力により画像部の余剰トナーは非画像部へ押し出される。非画像部電位は帯電トナーに対し斥力を及ぼすため、感光体ドラム２１とスクイーズローラー２５１（２６１）とが離間した後には、非画像部のトナーはスクイーズローラー側へ移動する。このとき、スクイーズローラー２５１（２６１）に、感光体ドラム２１上の画像部電位Ｖbと非画像部電位Ｖwとの中間程度のスクイーズバイアス電位Ｖsqを付与しておけば、これらの電位によって生じる電界により画像部のトナーは感光体ドラム２１上に残される一方、非画像部のトナーはスクイーズローラーへの移動が促進されるのでより効果的である。
FIG. 9 is a diagram showing a model for explaining excess toner removal in this embodiment. As shown also in FIG. 8, on the
ここで、スクイーズローラーの当接圧が一次転写ニップＮＰ1における当接圧よりも低ければ、スクイーズローラーによる押圧では画像部から押し出されなかった余剰トナーがより当接圧の高い一次転写ニップＮＰ1で押し出されて非画像部に回り込んでしまう可能性がある。したがって、スクイーズローラーの当接圧は、少なくとも一次転写ニップＮＰ1における当接圧と同じ、より好ましくはこれよりも高くするのがよい。つまり、感光体ドラム２１とスクイーズローラーとの当接圧は、一次転写ニップＮＰ1における感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１との当接圧以上であることが好ましい。
Here, if the contact pressure of the squeeze roller is lower than the contact pressure in the primary transfer nip NP1, the excess toner that was not pushed out from the image area by pressing by the squeeze roller is pushed out in the primary transfer nip NP1 having higher contact pressure. There is a possibility that it will wrap around the non-image area. Therefore, the contact pressure of the squeeze roller should be at least the same as the contact pressure in the primary transfer nip NP1, more preferably higher than this. That is, the contact pressure between the
なお、この実施形態ではスクイーズを第１スクイーズ部２５、第２スクイーズ部２６による２段階で行っている。この場合において、各スクイーズローラー２５１、２６１の当接圧をそれぞれどのように設定すればよいかについて次に説明する。まず、上記目的からは、２つのスクイーズローラー２５１、２６１のうち少なくとも一方の当接圧が、一次転写ニップＮＰ1における当接圧以上であればよい。
In this embodiment, the squeeze is performed in two stages by the
ただし、２段階以上のスクイーズでは、トナー像の搬送方向Ｄ21における下流側（この例ではスクイーズローラー２６１によるスクイーズ）を、上流側（この例ではスクイーズローラー２５１によるスクイーズ）よりも高い当接圧で行うことが望ましい。その理由は以下の通りである。上流側で高い当接圧を加えて余剰トナーを除去した後でより弱い当接圧を加えてもそれ以上余剰トナーを除去する効果は見込めない。これに対して、まず上流側で弱い当接圧で余剰トナーを除去し、除ききれなかった余剰トナーに下流側でより高い当接圧を加えることによって除去効果を高めることができる。 However, in two or more stages of squeezing, the downstream side (in this example, the squeeze by the squeeze roller 261) in the toner image transport direction D21 is performed at a higher contact pressure than the upstream side (in this example, the squeeze by the squeeze roller 251). It is desirable. The reason is as follows. Even if a weaker contact pressure is applied after applying a higher contact pressure on the upstream side to remove excess toner, no further effect of removing excess toner can be expected. On the other hand, the removal effect can be enhanced by first removing the excess toner with a weak contact pressure on the upstream side and applying a higher contact pressure on the excess toner that could not be removed on the downstream side.
この場合、上記したように下流側のスクイーズローラー２５１の当接圧が一次転写ニップＮＰ1での当接圧以上であれば、上流側のスクイーズローラー２５１の当接圧は必ずしも一次転写ニップＮＰ1での当接圧以上である必要はない。ただし、両方のスクイーズローラーの当接圧ともに一次転写ニップＮＰ1での当接圧以上とし、しかも下流側のスクイーズローラー２５１の当接圧が上流側のスクイーズローラー２６１の当接圧よりも高くなるようにすれば、パターンの広がりを抑える効果を最大にすることができる。
In this case, as described above, if the contact pressure of the
図１０はこの実施形態における各部材の物性値の数値例を示す図である。ここでは３つの実施例を示しているが、いずれも一次転写ユニットの構成は同じである。一次転写バックアップローラー２７１の表面に発泡ＮＢＲゴムによる弾性層を設けるとともに、中間転写ベルト３１を介して定荷重で感光体ドラム２１に当接させることにより、中間転写ベルト３１の搬送方向Ｄ31における一次転写ニップＮＰ1の幅を３．５ｍｍ、単位面積当たりの当接荷重、すなわち当接圧を５．６２Ｎ／ｃｍ2に設定した。
FIG. 10 is a diagram showing numerical examples of physical property values of each member in this embodiment. Although three examples are shown here, the configuration of the primary transfer unit is the same for all. An elastic layer made of foamed NBR rubber is provided on the surface of the primary
一次転写バックアップローラー２７１の表面に低硬度の弾性層を設けることにより、一次転写ニップＮＰ1におけるニップ幅を広く取って単位面積当たりの荷重を低く抑えることができるので、転写効率を低下させることなく、過大な押圧力によるトナー像パターンの広がりをより効果的に防止することができる。
By providing a low-hardness elastic layer on the surface of the primary
実施例１では、第１のスクイーズローラー２５１と第２のスクイーズローラー２６１とを同一条件で感光体ドラム２１に当接させた。すなわち、スクイーズローラー２５１、２６１は互いに同一材料、同一形状に形成されており、同じ付勢力で感光体ドラム２１に付勢される。したがって、感光体ドラム２１表面の移動方向Ｄ21におけるスクイーズローラー２５１、２６１と感光体とのニップ幅、感光体ドラム２１に対するスクイーズローラー２５１、２６１の当接圧も同一であり、当接圧についてはいずれも一次転写ニップＮＰ1における感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１との当接圧よりも大きくなるようにした。
In Example 1, the
実施例２では、２つのスクイーズローラーの構造を同一とする一方、バネ２５３、２６３のバネ定数を変えてそれぞれの感光体ドラム２１に対する付勢力を異ならせることによって、感光体ドラム２１に対して、第１のスクイーズローラー２５１の当接圧よりも、第２のスクイーズローラー２６１の当接圧が大きくなるように構成している。
In the second exemplary embodiment, the structures of the two squeeze rollers are made the same, while the spring constants of the
実施例３では、付勢力を同一とする一方、第２のスクイーズローラー２６１を第１のスクイーズローラー２５１よりも高硬度の材料により構成することで、感光体ドラム２１に対して、第１のスクイーズローラー２５１の当接圧よりも、第２のスクイーズローラー２６１の当接圧が大きくなるようにしている。
In the third embodiment, the
いずれの実施例においても、感光体ドラム２１に対する第１のスクイーズローラー２５１および第２のスクイーズローラー２６１の当接圧がいずれも一次転写ニップＮＰ1における感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１との当接圧よりも大きくなっている。こうすることにより、この実施形態にかかるいずれの実施例においても、感光体ドラム２１上の静電潜像における余剰トナーをスクイーズローラーによって除去することができる。このため、この実施形態では、中間転写ベルト３１に一次転写された像におけるパターンの広がりを防止して、画像品質の良好な画像を形成することができる。
In any of the embodiments, the contact pressures of the
以上説明したように、この実施形態では、感光体ドラム２１および現像器２４がそれぞれ本発明の「アモルファスシリコン感光体」および「現像部」として機能している。また、中間転写ベルト３１が本発明の「転写媒体」として機能する一方、一次転写バックアップローラー２７１が本発明の「ローラー」および「転写部材」として機能している。また、この実施形態では、転写前除電器２８が本発明の「除電部」および「光照射部材」として機能している。
As described above, in this embodiment, the
また、この実施形態では、第１のスクイーズローラー２５１が本発明の「スクイーズ部材」として機能する一方、第２のスクイーズローラー２６１が本発明の「第２のスクイーズ部材」として機能している。また、バネ２５２が本発明の「第１付勢部」として機能する一方、バネ２６２が本発明の「第２付勢部」として機能している。
In this embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを一列に配置しているが、配置関係はこれに限定されるものはない。また、ベルト状の中間転写体３１の張架方向に沿って４個の画像形成ステーションを一列に並べているが、画像形成ステーションの数や配置はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成ステーションを１個のみ備えるモノクロ画像形成装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、本発明の「転写媒体」としてベルト状の中間転写ベルト３１を用いているが、これ以外に例えばドラム状の中間転写体を用いてもよい。
In the above embodiment, the belt-shaped
また、上記実施形態では、２つのスクイーズローラー２５１、２６１を順次感光体ドラム２１に当接させてスクイーズを行っているが、前述したようにスクイーズローラーは１個のみでもよい。この場合、当該１個のスクイーズローラーの感光体に対する当接圧が、一次転写ニップにおける当接圧よりも大きくなるようにすればよい。
In the above-described embodiment, the two
１…画像形成装置、 ２１…感光体ドラム（アモルファスシリコン感光体）、 ２４…現像器（現像部）、 ２８…転写前除電器（除電部、光照射部材）、 ３１…中間転写ベルト（転写媒体）、 ２５１…第１のスクイーズローラー（スクイーズ部材）、 ２５３…バネ（第１付勢部）、 ２６１…第２のスクイーズローラー（第２のスクイーズ部材）、 ２６３…バネ（第２付勢部）、 ２７１…一次転写バックアップローラー（ローラー、転写部材）、 ＣＬ…液体キャリア、 ＮＰ1…一次転写ニップ、 ＮＰ2…二次転写ニップ、ＲＭ…記録材、 Ｔ…トナー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤を用いて前記アモルファスシリコン感光体に形成された前記潜像を現像する現像部と、
前記現像部により現像された前記アモルファスシリコン感光体に当接してスクイーズするスクイーズ部材と、
前記スクイーズ部材によりスクイーズされた前記アモルファスシリコン感光体を除電する除電部と、
前記アモルファスシリコン感光体に現像された像が転写される転写媒体と、
前記除電部により除電された前記アモルファスシリコン感光体に、前記スクイーズ部材の当接圧以下の当接圧で前記転写媒体を当接させて、前記アモルファスシリコン感光体の像を前記転写媒体に転写させる転写部材と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An amorphous silicon photoreceptor on which a latent image is formed;
A developing unit that develops the latent image formed on the amorphous silicon photoreceptor using a liquid developer containing a liquid carrier and toner;
A squeeze member that contacts and squeezes the amorphous silicon photoconductor developed by the developing unit;
A static elimination unit that neutralizes the amorphous silicon photoconductor squeezed by the squeeze member;
A transfer medium on which the developed image is transferred to the amorphous silicon photoreceptor;
The amorphous silicon photoconductor neutralized by the static eliminator is brought into contact with the transfer medium with a contact pressure equal to or lower than the contact pressure of the squeeze member, and the image of the amorphous silicon photoconductor is transferred to the transfer medium. An image forming apparatus comprising: a transfer member.
前記第２のスクイーズ部材を前記第１の付勢力よりも強い第２の付勢力で前記アモルファスシリコン感光体に付勢する第２付勢部と
を有する請求項２に記載の画像形成装置。 A first urging portion that urges the squeeze member against the amorphous silicon photosensitive member with a first urging force;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising: a second urging portion that urges the second squeeze member against the amorphous silicon photosensitive member with a second urging force stronger than the first urging force.
液体キャリアおよびトナーを含む液体現像剤を用いて前記潜像を現像し、
現像された前記アモルファスシリコン感光体にスクイーズ部材を当接させてスクイーズし、
スクイーズされた前記アモルファスシリコン感光体を除電し、
除電された前記アモルファスシリコン感光体に、前記スクイーズ部材の当接圧以下の当接圧で転写媒体を当接させて、前記アモルファスシリコン感光体の像を前記転写媒体に転写する
ことを特徴とする画像形成方法。 Forming a latent image on the amorphous silicon photoreceptor,
Developing the latent image using a liquid developer comprising a liquid carrier and toner;
Squeeze the squeeze member in contact with the developed amorphous silicon photosensitive member,
Static electricity is removed from the squeezed amorphous silicon photoconductor,
An image of the amorphous silicon photosensitive member is transferred to the transfer medium by bringing the transfer medium into contact with the discharged amorphous silicon photosensitive member with a contact pressure equal to or lower than the contact pressure of the squeeze member. Image forming method.
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| JP2015222405A (en) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
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