JP2015106080A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: when primary transfer is performed by a current flowing in a circumferential direction of an intermediate transfer belt, it is difficult to stabilize a belt potential and obtain proper primary transferability with a simple configuration, without using a high-voltage power supply dedicated to primary transfer.SOLUTION: A contact member is electrically grounded without using an electrical resistance element. An intermediate transfer belt has conductivity so as to supply a current in a circumferential direction of the intermediate transfer belt from a photoreceptor to the electrically grounded contact member. A toner image is primarily transferred by a potential difference to be generated between the photoreceptor and the electrically grounded intermediate transfer belt.

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer.

従来から、電子写真方式の画像形成装置として、中間転写体を備える画像形成装置が知られている。従来の画像形成装置は、中間転写体を介して感光ドラム対向部に配置された一次転写部材に高圧電源より電圧を印加することで、中間転写体の感光ドラムと接触する一次転写部において一次転写電位を発生させている。そして、感光ドラムと中間転写体の間に形成された電位差によって、像担持体としての感光ドラム表面に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する（一次転写工程）。その後、この一次転写工程を、各色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、二次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、二次転写部材へ高圧電圧を印加することで、紙などの記録材表面に一括して二次転写する。一括転写されたトナー像は、その後、定着手段により記録材に定着される。   Conventionally, an image forming apparatus including an intermediate transfer member is known as an electrophotographic image forming apparatus. A conventional image forming apparatus applies a voltage from a high-voltage power source to a primary transfer member disposed at a photosensitive drum facing portion via an intermediate transfer body, thereby performing a primary transfer at a primary transfer portion in contact with the photosensitive drum of the intermediate transfer body. Electric potential is generated. Then, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum as the image bearing member is primarily transferred onto the intermediate transfer member by the potential difference formed between the photosensitive drum and the intermediate transfer member (primary transfer step). Thereafter, the primary transfer process is repeatedly performed on the toner images of the respective colors, thereby forming toner images of a plurality of colors on the surface of the intermediate transfer member. Subsequently, as a secondary transfer process, a plurality of color toner images formed on the surface of the intermediate transfer member are collectively transferred to the surface of a recording material such as paper by applying a high voltage to the secondary transfer member. To do. The batch-transferred toner image is then fixed on the recording material by fixing means.

特許文献１には、中間転写体として無端状のベルトを使用し（以下、中間転写ベルトという）、中間転写ベルトの周方向に電流を流すことで一次転写を行う構成が開示されている。中間転写ベルトの内周面を張架する張架部材、又は一次転写部材に一次転写専用の高圧電源（電源回路）を接続する構成が開示されている。ここで、一次転写専用の高圧電源は、トナーの正規の帯電極性と逆極性の電圧を一次転写部材に印加するものである。特許文献１は、一次転写専用の高圧電源から張架部材又は、一次転写部材を介して中間転写ベルトの周方向に電流を流すことで一次転写を行う構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which an endless belt is used as an intermediate transfer member (hereinafter referred to as an intermediate transfer belt), and primary transfer is performed by flowing a current in the circumferential direction of the intermediate transfer belt. A configuration is disclosed in which a tension member that stretches the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt or a high-voltage power source (power circuit) dedicated to primary transfer is connected to the primary transfer member. Here, the high-voltage power supply dedicated to primary transfer applies a voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner to the primary transfer member. Patent Document 1 discloses a configuration in which primary transfer is performed by causing a current to flow in the circumferential direction of an intermediate transfer belt from a high-voltage power source dedicated to primary transfer via a stretching member or a primary transfer member.

特開２００１−１７５０９２号公報JP 2001-175092 A

しかしながら、特許文献１は、一次転写専用の高圧電源から中間転写ベルトの周方向に電流を流して一次転写を行うため、一次転写専用の高圧電源が必要であり、更なるコストダウンが難しかった。   However, since Patent Document 1 performs primary transfer by flowing current from a high-voltage power supply dedicated to primary transfer in the circumferential direction of the intermediate transfer belt, a high-voltage power supply dedicated to primary transfer is necessary, and further cost reduction is difficult.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一次転写専用の高圧電源を設けることなく、中間転写ベルトの周方向に電流を流しつつ一次転写を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image forming apparatus capable of performing primary transfer while passing a current in the circumferential direction of an intermediate transfer belt without providing a high-voltage power supply dedicated to primary transfer. The purpose is to do.

上記目的を達成するため、本発明は、トナー像を担持する感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体を露光する露光手段と、無端状で回転可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに接触する接触部材と、を有する画像形成装置において、前記接触部材は電気抵抗素子を介さずに電気的に接地されており、前記中間転写ベルトは、前記感光体から電気的に接地された前記接触部材まで前記中間転写ベルトの周方向に電流を流すことが可能な導電性を備え、前記帯電手段及び前記露光手段によってトナーの正規の極性と同極性の電位に維持された前記感光体と、電気的に接地された前記中間転写ベルトの間に生じる電位差によって、前記感光体から前記中間転写体にトナー像を一次転写することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a photoconductor that carries a toner image, a charging unit that charges the photoconductor, an exposure unit that exposes the photoconductor, an endless and rotatable intermediate transfer belt, The contact member is in contact with the intermediate transfer belt, and the contact member is electrically grounded without an electric resistance element, and the intermediate transfer belt is electrically connected to the photosensitive member. The contact member, which is grounded, is electrically conductive so that a current can flow in the circumferential direction of the intermediate transfer belt, and is maintained at the same potential as the normal polarity of the toner by the charging unit and the exposure unit. A toner image is primarily transferred from the photosensitive member to the intermediate transfer member by a potential difference generated between the photosensitive member and the intermediate transfer belt that is electrically grounded.

本発明によれば、接触部材を介して電気的に接地された中間転写ベルトによって一次転写専用の高圧電源を設けることなく、ベルト電位を簡易な構成で安定させ良好な一次転写を行うことが可能である。   According to the present invention, it is possible to stabilize the belt potential with a simple configuration and perform good primary transfer without providing a high-voltage power source dedicated to primary transfer by an intermediate transfer belt electrically grounded through a contact member. It is.

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 比較例の高抵抗ベルトを採用した画像形成装置を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an image forming apparatus employing a high resistance belt of a comparative example. 第１の実施形態における中間転写ベルトの周方向に関する抵抗測定方法の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a resistance measurement method related to the circumferential direction of the intermediate transfer belt in the first embodiment. 各画像形成部に一次転写部材および一次転写電源を有する従来の画像形成装置を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a conventional image forming apparatus having a primary transfer member and a primary transfer power source in each image forming unit. 第１の実施形態における中間転写ベルトの電位測定方法を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining a method for measuring the potential of the intermediate transfer belt in the first embodiment. 各ベルトの転写効率と一次転写コントラスト電位の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the transfer efficiency of each belt and the primary transfer contrast potential. 第１の実施形態における導電性ベルトの転写メカニズムを説明するモデル図。The model figure explaining the transfer mechanism of the electroconductive belt in 1st Embodiment. 第１の実施形態における導電性ベルトの転写メカニズムを説明するモデル図。The model figure explaining the transfer mechanism of the electroconductive belt in 1st Embodiment. 比較例である高抵抗ベルトの転写メカニズムを説明するモデル図。The model figure explaining the transfer mechanism of the high resistance belt which is a comparative example. 比較例である高抵抗ベルトの転写メカニズムを説明するモデル図。The model figure explaining the transfer mechanism of the high resistance belt which is a comparative example. 本発明の第１の実施形態に係る他の画像形成装置を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る他の画像形成装置を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following embodiments should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless specifically stated otherwise, the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.

（実施形態１）
図１は、画像形成装置の一例を示す概略図である。画像形成装置は、画像形成装置に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器から送られてきた信号に従って、電子写真方式により、記録用紙、ＯＨＰシートなどの転写材に画像を形成することができる。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus may form an image on a transfer material such as a recording sheet or an OHP sheet by an electrophotographic method in accordance with a signal transmitted from an external device such as a personal computer connected to the image forming apparatus so as to be communicable. it can.

（画像形成装置の全体構成）
図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の概略図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。 (Overall configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic view of an inline type (4-drum system) color image forming apparatus. The image forming apparatus forms an image forming unit 1a that forms a yellow image, an image forming unit 1b that forms a magenta image, an image forming unit 1c that forms a cyan image, and a black image. The image forming unit 1d is provided with four image forming units (image forming units). These four image forming units are arranged in a line at regular intervals.

各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体である感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが配置されている。感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、本実施形態では負帯電の有機感光体でアルミニウム等のドラム基体（不図示）上に感光層（不図示）を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで回転駆動される。   In each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, which are image carriers, are arranged, respectively. In the present embodiment, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are negatively charged organic photoreceptors having a photosensitive layer (not shown) on a drum base (not shown) such as aluminum, and a driving device (not shown). ) Is rotated at a predetermined process speed.

各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電手段である帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ配置されている。さらに、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、ドラムクリーニング手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。さらに、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上方には、露光手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。各現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。   Around each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, charging rollers 3a, 3b, 3c, and 3d, which are charging units, and developing units 4a, 4b, 4c, and 4d are arranged, respectively. Further, drum cleaning means 6a, 6b, 6c and 6d are installed around the photosensitive drums 2a, 2b, 2c and 2d, respectively. Further, exposure means 7a, 7b, 7c, 7d are installed above the respective photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d. Each developing means 4a, 4b, 4c, 4d contains yellow toner, cyan toner, magenta toner, and black toner, respectively.

各画像形成部の対向する位置に、中間転写体であって、回転可能な無端状の中間転写ベルト８が設置されている。中間転写ベルト８には、電気的に直接接地された接触部材が接触している。中間転写ベルト８に電気的に直接接地された接触部材を接触させる理由については後述する。   An endless intermediate transfer belt 8 that is an intermediate transfer member and is rotatable is provided at a position facing each image forming unit. The intermediate transfer belt 8 is in contact with a contact member that is electrically directly grounded. The reason why the contact member electrically grounded directly contacts the intermediate transfer belt 8 will be described later.

ここでは、中間転写ベルト１０の内周面に接触し、中間転写ベルト１０を張架する駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３が接触部材である。以下、本実施形態では以上の３本のローラを「複数の張架部材」と称する。駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３は、電気的に接地状態にあるフレーム（不図示）に対して、抵抗素子（Ｒ）や定電圧素子（ツェナーダイオード、バリスタ等）等の電気抵抗素子を介さずに電気的に接続されている。本実施形態では、このような電気抵抗素子を介さずに電気的に接地状態にあるフレームに接続することを、電気的に直接接地されている、と定義する。   Here, the driving roller 11, the secondary transfer counter roller 12, and the tension roller 13 that contact the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 10 and stretch the intermediate transfer belt 10 are contact members. Hereinafter, in the present embodiment, the above three rollers are referred to as “a plurality of stretching members”. The driving roller 11, the secondary transfer counter roller 12, and the tension roller 13 are a resistance element (R), a constant voltage element (a zener diode, a varistor, etc.), etc. with respect to a frame (not shown) that is electrically grounded. They are electrically connected without going through an electric resistance element. In the present embodiment, connecting to a frame that is electrically grounded without using such an electric resistance element is defined as being electrically directly grounded.

モータ（不図示）が接続された駆動ローラ１１の駆動によって、中間転写ベルト８は、矢印方向（反時計方向）に回転（移動）される。駆動ローラ１１は、中間転写ベルト８を駆動するために表層に高摩擦のゴム層を設け、ゴム層を体積抵抗率が１０^５Ωｃｍ以下の導電性を有する。二次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して二次転写部材１５と当接して二次転写部を形成している。二次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して二次転写部材１５に対向する対向部材である。二次転写対向ローラ１２は、表層にゴム層を設け、ゴム層を体積抵抗率が１０^５Ωｃｍ以下の導電性とした。テンションローラ１３は、金属ローラからなり、総圧約６０Ｎの張力を中間転写ベルト８に付与し、中間転写ベルト８に従動して回転する。 The intermediate transfer belt 8 is rotated (moved) in the direction of the arrow (counterclockwise) by driving of the driving roller 11 to which a motor (not shown) is connected. The driving roller 11 is provided with a high-friction rubber layer on the surface layer for driving the intermediate transfer belt 8, and the rubber layer has conductivity with a volume resistivity of 10 ⁵ Ωcm or less. The secondary transfer counter roller 12 is in contact with the secondary transfer member 15 via the intermediate transfer belt 8 to form a secondary transfer portion. The secondary transfer facing roller 12 is a facing member that faces the secondary transfer member 15 with the intermediate transfer belt 8 interposed therebetween. The secondary transfer counter roller 12 was provided with a rubber layer as a surface layer, and the rubber layer was made conductive with a volume resistivity of 10 ⁵ Ωcm or less. The tension roller 13 is made of a metal roller, applies a tension of a total pressure of about 60 N to the intermediate transfer belt 8, and rotates following the intermediate transfer belt 8.

二次転写部材としての二次転写ローラ１５は、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０°（アスカーＣ硬度計）の弾性ローラを用いた。又、二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１２に対し、総圧約４０Ｎで押圧される。又、二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８の回転に伴い、従動して回転する。更に、二次転写ローラ１５には、転写電源１９から、−２．０〜＋７．０ｋＶの直流電圧の印加が可能となっている。 As the secondary transfer roller 15 as the secondary transfer member, an elastic roller having a volume resistivity of 10 ⁷ to 10 ⁹ Ωcm and a rubber hardness of 30 ° (Asker C hardness meter) was used. The secondary transfer roller 15 is pressed against the secondary transfer counter roller 12 via the intermediate transfer belt 8 with a total pressure of about 40N. Further, the secondary transfer roller 15 is driven to rotate as the intermediate transfer belt 8 rotates. Further, a DC voltage of −2.0 to +7.0 kV can be applied to the secondary transfer roller 15 from the transfer power supply 19.

中間転写ベルト８の外周面側には、中間転写ベルト８表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング手段７５が設置されている。また、中間転写ベルト８の回転方向において、二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１５とが当接する二次転写部の下流側には、トナーを転写材に定着させる熱圧処理を行う為に、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂを有する定着手段１７が設置されている。   On the outer peripheral surface side of the intermediate transfer belt 8, belt cleaning means 75 for removing and collecting the transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is installed. Further, in the rotational direction of the intermediate transfer belt 8, in order to perform heat pressure processing for fixing the toner to the transfer material on the downstream side of the secondary transfer portion where the secondary transfer counter roller 12 and the secondary transfer roller 15 abut. Further, a fixing unit 17 having a fixing roller 17a and a pressure roller 17b is installed.

（画像形成装置の画像形成動作）
コントローラから画像形成動作を開始するための開始信号が発せられると、カセット（不図示）から転写材（記録媒体）が一枚ずつ送り出され、レジストローラ（不図示）まで搬送される。その時、レジストローラ（不図示）は停止されており、転写材の先端は二次転写部の直前で待機している。一方、各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄでは、開始信号が発せられると、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが、所定のプロセススピードで回転し始める。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に、本実施形態では負極性に帯電される。ここで、トナーの正規の極性は負極性であり、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはトナーの正規の極性と同極性、即ち、負極性である。そして、露光手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、レーザ光を各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。 (Image forming operation of image forming apparatus)
When a start signal for starting an image forming operation is issued from the controller, a transfer material (recording medium) is sent one by one from a cassette (not shown) and conveyed to a registration roller (not shown). At that time, the registration roller (not shown) is stopped, and the leading edge of the transfer material stands by just before the secondary transfer portion. On the other hand, in each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, when a start signal is issued, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d start to rotate at a predetermined process speed. Each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d is uniformly charged to negative polarity by the charging rollers 3a, 3b, 3c, and 3d, respectively. Here, the normal polarity of the toner is negative polarity, and each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d has the same polarity as the normal polarity of the toner, that is, negative polarity. Then, the exposure means 7a, 7b, 7c, and 7d scan and expose the laser beams on the respective photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to form electrostatic latent images.

感光ドラムの電位は、帯電ローラにより帯電された領域（暗部）の電位が−８００Ｖ、露光手段により露光された領域（明部）の電位（画像部）が―３００Ｖとなるよう帯電量、露光量を調整し、現像電圧を−６００Ｖとしている。また、プロセススピード（感光ドラムの駆動速度）は２５０ｍｍ／ｓｅｃである。搬送方向（回転方向）と垂直方向の長さである画像形成幅は２１５ｍｍ、トナー帯電量は約―４０μＣ／ｇ、画像ベタ部の感光ドラム上のトナー量は約０．４ｍｇ／ｃｍ２となるように設定している。   The potential of the photosensitive drum is such that the potential of the region (dark portion) charged by the charging roller is −800 V, and the potential (image portion) of the region (bright portion) exposed by the exposure means is −300 V. And the developing voltage is set to -600V. The process speed (photosensitive drum driving speed) is 250 mm / sec. The image formation width, which is the length in the direction perpendicular to the conveyance direction (rotation direction), is 215 mm, the toner charge amount is about −40 μC / g, and the toner amount on the photosensitive drum in the solid image portion is about 0.4 mg / cm 2. Is set.

画像形成の順番としては、先ずイエロー画像を形成する為に、感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、現像手段４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、回転している中間転写ベルト８上に一次転写される。本実施形態では、中間転写ベルト８の周方向に電流を流すことで一次転写を行うことが可能である。   As the order of image formation, first, in order to form a yellow image, yellow toner is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a by the developing means 4a, and the toner image is visualized. . This yellow toner image is primarily transferred onto the rotating intermediate transfer belt 8. In the present embodiment, primary transfer can be performed by passing a current in the circumferential direction of the intermediate transfer belt 8.

中間転写ベルト８上のイエローのトナー像が転写された領域は、中間転写ベルト８の回転によって画像形成部１ｂ側に移動する。そして、画像形成部１ｂにおいても、同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１ｃ、１ｄの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を、順次重ね合わせてフルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。   The area where the yellow toner image is transferred on the intermediate transfer belt 8 moves to the image forming unit 1 b side by the rotation of the intermediate transfer belt 8. In the image forming unit 1b as well, a magenta toner image formed on the photosensitive drum 2b in the same manner is superimposed on the yellow toner image on the intermediate transfer belt 8 and transferred. Similarly, cyan and black toner images formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the image forming units 1c and 1d are sequentially superimposed on the yellow and magenta toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 8 in the same manner. In addition, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 8.

そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が二次転写部に移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ（不図示）により転写材をこの二次転写部に搬送する。中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が、二次転写電圧（トナーと逆極性（正極性）の電圧）が印加された二次転写ローラ１５により転写材に一括して二次転写される。フルカラーのトナー像が形成された転写材は定着装置１７に搬送される。定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂによって形成される定着ニップ部で、フルカラーのトナー像は加熱加圧され、転写材Ｐ表面に熱定着された後に外部に排出される。   Then, the transfer material is conveyed to the secondary transfer portion by a registration roller (not shown) in accordance with the timing when the front end of the full-color toner image on the intermediate transfer belt 8 is moved to the secondary transfer portion. The full-color toner image on the intermediate transfer belt 8 is secondarily transferred onto the transfer material at once by a secondary transfer roller 15 to which a secondary transfer voltage (a voltage having a polarity opposite to that of toner (positive polarity)) is applied. The transfer material on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing device 17. At the fixing nip formed by the fixing roller 17a and the pressure roller 17b, the full-color toner image is heated and pressurized, thermally fixed on the surface of the transfer material P, and then discharged to the outside.

本実施形態においては、一次転写部において各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面電位が、各帯電ローラ、露光手段によって、所定電位（暗部−８００Ｖ、明部−３００Ｖ）に維持されている。この状態で、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから、電気的に接地されている各張架ローラまで、中間転写ベルト８の周方向に電流を流すことが可能である。よって、中間転写ベルト８は、電気的に直接接地されている複数の張架部材（二次転写対向ローラ１２等）を介して電気的に接地され、周方向において中間転写ベルト８の電位を略零に維持することが可能になる。そして、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、実質的に電位が零に維持された中間転写ベルト８との電位差により一次転写を行う。   In the present embodiment, the surface potential of each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d is maintained at a predetermined potential (dark portion-800V, bright portion-300V) by each charging roller and exposure unit in the primary transfer portion. . In this state, a current can flow in the circumferential direction of the intermediate transfer belt 8 from each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to each of the stretching rollers that are electrically grounded. Accordingly, the intermediate transfer belt 8 is electrically grounded via a plurality of stretching members (secondary transfer counter roller 12 and the like) that are electrically directly grounded, and the potential of the intermediate transfer belt 8 is substantially reduced in the circumferential direction. It can be maintained at zero. Then, primary transfer is performed by a potential difference between each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d and the intermediate transfer belt 8 whose potential is substantially maintained at zero.

そのため中間転写ベルト８は、周方向に電流が流れる程度の抵抗である必要がある。（以下、本実施形態の中間転写ベルト８を導電性ベルト８として説明する。）
以下に、本実施形態の導電性ベルト８の材質および周方向抵抗について説明する。尚、周方向抵抗の定義と測定方法については後述する。 Therefore, the intermediate transfer belt 8 needs to have a resistance that allows current to flow in the circumferential direction. (Hereinafter, the intermediate transfer belt 8 of this embodiment will be described as a conductive belt 8.)
Below, the material and circumferential resistance of the conductive belt 8 of this embodiment will be described. The definition and measurement method of the circumferential resistance will be described later.

（本実施形態で使用される導電性ベルト８の体積抵抗率、表面抵抗率）
本実施形態の導電性ベルト８は、厚み１００μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂にカーボンを分散させて電気抵抗を調整したものを基層としている。尚、使用される樹脂は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等でもよい。さらに、導電性ベルト８は多層構成である。具体的には基層の外面には、厚み０．５〜３μｍで高抵抗のアクリル樹脂の表層を設けている。表層の高抵抗層は、二次転写部の長手方向で通紙域と非通紙領域の電流差を少なくして小サイズ紙の二次転写性が良化する効果を得るためである。 (Volume resistivity and surface resistivity of the conductive belt 8 used in this embodiment)
The conductive belt 8 of this embodiment has a base layer in which electric resistance is adjusted by dispersing carbon in a polyphenylene sulfide (PPS) resin having a thickness of 100 μm. The resin used may be polyimide (PI), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyether ether ketone (PEEK), or the like. Furthermore, the conductive belt 8 has a multilayer structure. Specifically, a surface layer of an acrylic resin having a thickness of 0.5 to 3 μm and a high resistance is provided on the outer surface of the base layer. This is because the surface high-resistance layer reduces the current difference between the sheet passing area and the non-sheet passing area in the longitudinal direction of the secondary transfer portion, thereby obtaining the effect of improving the secondary transfer property of the small size sheet.

次にベルトの製造方法について説明する。本実施形態では、インフレーション成形法による製造方法を用いている。基材となるＰＰＳ樹脂と、導電体粉であるカーボンブラックなどの配合成分を二軸混練機により溶融混練する。得られた混練物を環状ダイスによって押出し成形することによりベルトを製造している。   Next, a method for manufacturing the belt will be described. In the present embodiment, a manufacturing method using an inflation molding method is used. A PPS resin as a base material and a blending component such as carbon black as a conductor powder are melt-kneaded by a biaxial kneader. A belt is manufactured by extruding the obtained kneaded material with an annular die.

表面コート層は、成形したエンドレスベルトの表面に紫外線硬化樹脂をスプレーコーティングし、乾燥後、紫外線照射により硬化させて形成している。コート層は厚すぎると、割れやすくなるため０．５〜３μｍの範囲となるよう塗布量を調整している。   The surface coat layer is formed by spray-coating an ultraviolet curable resin on the surface of the molded endless belt, drying, and curing by ultraviolet irradiation. If the coat layer is too thick, it is easy to break, so the coating amount is adjusted to be in the range of 0.5 to 3 μm.

本実施形態では、導電体粉としてカーボンブラックを用いている。導電性ベルト８の電気抵抗値を調整するために混合する添加剤は特に制限されるものではない。例えば、抵抗を調整する導電性フィラーとしてはカーボンブラックや各種の導電性金属酸化物等がある。非フィラー系抵抗調整剤としては各種金属塩やグリコール類等の低分子量のイオン導電材やエーテル結合や水酸基等を分子内に含んだ帯電防止樹脂または電子導電性を示す有機高分子化合物等である。   In this embodiment, carbon black is used as the conductor powder. The additive to be mixed for adjusting the electric resistance value of the conductive belt 8 is not particularly limited. For example, the conductive filler for adjusting the resistance includes carbon black and various conductive metal oxides. Non-filler resistance modifiers include low molecular weight ionic conductive materials such as various metal salts and glycols, antistatic resins containing ether bonds and hydroxyl groups in the molecule, or organic polymer compounds exhibiting electronic conductivity, etc. .

ここで、導電性ベルト８の比較例として、高抵抗ベルト８０を備える画像形成装置について、図２で説明する。図２で示されるように、比較例の高抵抗ベルト８０を使用する画像形成装置は、一次転写電源９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄにより一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに電圧を印加する。高抵抗ベルト８０を介して感光ドラムの表面電位と一次転写ローラとの電位差により一次転写を行う。   Here, as a comparative example of the conductive belt 8, an image forming apparatus including a high resistance belt 80 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus using the high resistance belt 80 of the comparative example applies a voltage to the primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d by the primary transfer power supplies 9a, 9b, 9c, and 9d. Primary transfer is performed by the potential difference between the surface potential of the photosensitive drum and the primary transfer roller via the high resistance belt 80.

この高抵抗ベルト８０と、本実施形態で用いる導電性ベルト８の抵抗の違いに関して述べる。各ベルトの体積抵抗率、表面抵抗率の測定方法であるが、株式会社三菱化学アナリテック製の抵抗率計ハイレスタＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用い、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠する。導電性ゴムを電極とすることで電極とベルトの表面の良好な接触性を得た上で測定した。測定条件は、印加時間を３０秒間で、印加電圧を１００Ｖとしている。   The difference in resistance between the high resistance belt 80 and the conductive belt 8 used in this embodiment will be described. This is a method for measuring the volume resistivity and surface resistivity of each belt, and is based on JIS-K6911 using a resistivity meter Hiresta UP (MCP-HT450) manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. Measurement was performed after obtaining good contact between the electrode and the surface of the belt by using conductive rubber as an electrode. The measurement conditions are an application time of 30 seconds and an applied voltage of 100V.

ここで高抵抗ベルト８０は、カーボン分散で電気抵抗を調整したポリイミド樹脂の単層ベルトであり、１００Ｖを印加した場合に、体積抵抗率が１．０×１０^１０Ωｃｍ、表面抵抗率が１．０×１０^１０Ω／□である。 Here, the high resistance belt 80 is a single layer belt made of a polyimide resin whose electric resistance is adjusted by carbon dispersion. When 100 V is applied, the volume resistivity is 1.0 × 10 ¹⁰ Ωcm and the surface resistivity is 1. 0 × 10 ¹⁰ Ω / □.

一方、本実施形態で用いる導電性ベルト８は、印加電圧は１００Ｖを印加した場合に、体積抵抗率が２．０×１０^１２Ωｃｍ、表面抵抗率が１．０×１０^１２Ω／□である。 On the other hand, the conductive belt 8 used in the present embodiment has a volume resistivity of 2.0 × 10 ¹² Ωcm and a surface resistivity of 1.0 × 10 ¹² Ω / □ when an applied voltage of 100 V is applied. .

ここで、１００Ｖを印加した場合の導電性ベルト８と高抵抗ベルト８０の表面抵抗率を比較すると、導電性ベルト８の方が高いという結果になる。これは導電性ベルト８のコート層の影響によるもので、表層コートを有する導電性ベルト８のほうが、表層コートを有していない高抵抗ベルト８０より表面抵抗は高いことが分かる。このように、体積抵抗率および表面抵抗率の比較では厚み方向の抵抗が主要因になるため、導電性ベルト８の特徴を説明しにくい。   Here, when the surface resistivity of the conductive belt 8 and the high resistance belt 80 when 100 V is applied is compared, the result is that the conductive belt 8 is higher. This is due to the influence of the coat layer of the conductive belt 8, and it can be seen that the surface resistance of the conductive belt 8 having the surface layer coat is higher than that of the high resistance belt 80 not having the surface layer coat. Thus, in the comparison of volume resistivity and surface resistivity, resistance in the thickness direction is the main factor, so it is difficult to explain the characteristics of the conductive belt 8.

よって、以下に各ベルトの周方向抵抗の測定方法および測定結果を用いて導電性ベルト８の特徴を説明する。   Therefore, the characteristics of the conductive belt 8 will be described below using the measurement method and measurement result of the circumferential resistance of each belt.

（周方向抵抗の求め方）
本実施形態では、導電性ベルト８の抵抗値を図３で示す方法で測定している。図３では、測定用電源９０から導電性ベルト８に接触する金属ローラ１５Ｍ（第１の金属ローラ）に測定用電圧を印加すると、画像形成部１ｄの金属ドラム２ｄＭ（第２の金属ローラ）に電流が流れる。この金属ドラム２ｄＭに接続された電流検知手段９１によって電流値を検知する。そして、測定用電源９０に印加した電圧と電流検知手段９１が検知する電流値から、ベルトの周方向の抵抗値を算出する事が可能である。本実施形態では、この測定方法で測定した導電性ベルト８の抵抗を周方向抵抗［Ω］と称している。Ｍは金属製（Ｍｅｔａｌ）という意味で、接触電気抵抗が０．１［Ω］以下である為、全体の抵抗に対して十分に低く、ほぼ無視できる事を確認している。本実施形態では、外面ローラ１５Ｍと金属ドラム２ｄＭ間の距離は中間転写ベルト上面側が３７０ｍｍ、中間転写ベルト下面側が４２０ｍｍである。 (How to obtain circumferential resistance)
In the present embodiment, the resistance value of the conductive belt 8 is measured by the method shown in FIG. In FIG. 3, when a measurement voltage is applied from the measurement power source 90 to the metal roller 15M (first metal roller) contacting the conductive belt 8, the metal drum 2dM (second metal roller) of the image forming unit 1d is applied. Current flows. The current value is detected by the current detecting means 91 connected to the metal drum 2dM. The resistance value in the circumferential direction of the belt can be calculated from the voltage applied to the measurement power supply 90 and the current value detected by the current detection means 91. In the present embodiment, the resistance of the conductive belt 8 measured by this measurement method is referred to as a circumferential resistance [Ω]. M means metal (Metal), and since the contact electric resistance is 0.1 [Ω] or less, it is confirmed that it is sufficiently low with respect to the entire resistance and can be almost ignored. In this embodiment, the distance between the outer roller 15M and the metal drum 2dM is 370 mm on the upper surface side of the intermediate transfer belt and 420 mm on the lower surface side of the intermediate transfer belt.

以上の測定方法で、導電性ベルト８を測定した結果が図４（ａ）である。ここで、導電性ベルト８は図３で示す方法で抵抗測定できたが、高抵抗ベルト８０では抵抗を測定することができなかった。（測定用電源９０から金属ドラム２ｄＭに流れる電流値がほぼ０であった）。その理由は、表層コートのみ高抵抗で、基層は低抵抗な導電性樹脂で形成されている導電性ベルト８に対し、高抵抗ベルト８０は基層自体が高抵抗であるため、周方向に関して殆ど電流が流れない為である。これは、図２で示されるような画像形成装置において、隣り合う一次転写電源９ａ〜９ｄが高抵抗ベルト８０を介してお互いに流れ込む電流によって影響を受けないように、高抵抗ベルト８０の周方向抵抗が高く設計されている為である。   The result of measuring the conductive belt 8 by the above measuring method is shown in FIG. Here, the resistance of the conductive belt 8 could be measured by the method shown in FIG. 3, but the resistance could not be measured by the high resistance belt 80. (The value of the current flowing from the measurement power supply 90 to the metal drum 2dM was almost 0). The reason is that only the surface layer coat has a high resistance and the base layer is formed of a low-resistance conductive resin, whereas the high resistance belt 80 has a high resistance in the base layer itself, so that almost no current is generated in the circumferential direction. This is because there is no flow. This is because, in the image forming apparatus as shown in FIG. 2, the circumferential direction of the high resistance belt 80 is such that adjacent primary transfer power supplies 9 a to 9 d are not affected by the currents flowing into each other via the high resistance belt 80. This is because the resistance is designed to be high.

図４（ｂ）は、図３（ａ）の測定方法で測定した電流をそのままプロットしたものである。前述の図４（ａ）の縦軸（抵抗［Ω］）は、図４（ｂ）の測定された電流値を印加電圧で割ることで換算した値である。   FIG. 4B is a plot of the current measured by the measurement method of FIG. The vertical axis (resistance [Ω]) of FIG. 4A described above is a value obtained by dividing the measured current value of FIG. 4B by the applied voltage.

図４（ｂ）のように、高抵抗ベルト８０では２０００Ｖ印加しても周方向に電流は流れなかった。しかしながら、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の導電性ベルト８では、印加電圧５００Ｖで５０μＡ以上流れており、周方向抵抗で、約１０^７Ωである。 As shown in FIG. 4B, the high resistance belt 80 did not flow in the circumferential direction even when 2000 V was applied. However, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the conductive belt 8 of the present embodiment, 50 μA or more flows at an applied voltage of 500 V, and the circumferential resistance is about 10 ⁷ Ω.

（電位測定方法）
次に、導電性ベルト８のベルト表面電位について説明する。図５にベルト表面電位の測定方法を示している。図中では４つの表面電位計で、４箇所の電位測定をしている。測定器はトレック・ジャパン株式会社製表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４を使用した。 (Potential measurement method)
Next, the belt surface potential of the conductive belt 8 will be described. FIG. 5 shows a method for measuring the belt surface potential. In the figure, four surface potential meters are used to measure potential at four locations. The measuring instrument used was a surface potential meter MODEL344 manufactured by Trek Japan.

表面電位計３７ａおよび測定プローブ３８ａは、画像形成部１ａと導電性ベルト８で形成される一次転写部の電位を測定している。同じく、表面電位計３７ｄおよび測定プローブ３８ｄは画像形成部１ｄと導電性ベルト８で形成される一次転写部の電位を測定している。画像形成部１ａと画像形成部１ｄの一次転写部の電位が同じであれば、その間の画像形成部１ｂと画像形成部１ｃの電位もほぼ同じと推定できる。   The surface potential meter 37a and the measurement probe 38a measure the potential of the primary transfer portion formed by the image forming portion 1a and the conductive belt 8. Similarly, the surface potential meter 37d and the measurement probe 38d measure the potential of the primary transfer portion formed by the image forming portion 1d and the conductive belt 8. If the potentials of the primary transfer unit of the image forming unit 1a and the image forming unit 1d are the same, it can be estimated that the potentials of the image forming unit 1b and the image forming unit 1c between them are substantially the same.

また、表面電位計３７ｅおよび測定プローブ３８ｅは駆動ローラ１１を対向にして中間転写ベルト外面電位を測定しており、表面電位計３７ｆおよび測定プローブ３８ｆはテンションローラ１３を対向にして中間転写ベルト外面電位を測定している。   The surface potential meter 37e and the measurement probe 38e measure the intermediate transfer belt outer surface potential with the drive roller 11 facing each other, and the surface potential meter 37f and the measurement probe 38f face the tension roller 13 with the intermediate transfer belt outer surface potential facing each other. Is measuring.

ここで、駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３は、電気的に直接接地した状態で画像形成装置を動作させている。感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄおよび導電性ベルト８を回転駆動させながら、感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの暗部電位が−８００Ｖとなるように帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに−１．３ｋＶの電圧を印加する。二次転写ローラ１５には、＋７．０ｋＶの電圧を印加している。   Here, the driving roller 11, the secondary transfer counter roller 12, and the tension roller 13 operate the image forming apparatus in a state of being electrically directly grounded. While rotating the photosensitive drums 2 a, 2 b, 2 c, 2 d and the conductive belt 8, the charging rollers 3 a, 3 b, 3 c, 3 d are charged with −800 V so that the dark part potential of the photosensitive drums 2 a, 2 b, 2 c, 2 d is −800 V. A voltage of 1.3 kV is applied. A voltage of +7.0 kV is applied to the secondary transfer roller 15.

本測定方法で、導電性ベルト８の電位を測定したところ、測定箇所（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ）による導電性ベルト８の電位差は、ほぼ無く、どの位置でもほぼ零電位（＝グランド電位）であることがわかった。即ち、導電性ベルト８は、電気的に接地されている状態であり、周方向にわたって零電位である。   When the potential of the conductive belt 8 was measured by this measurement method, there was almost no potential difference of the conductive belt 8 due to the measurement points (37a, 37b, 37c, 37d), and almost zero potential (= ground potential) at any position. I found out that That is, the conductive belt 8 is in a state where it is electrically grounded and has a zero potential in the circumferential direction.

導電性ベルト８の周方向抵抗は、１０^３Ω以上１０^８Ω以下であることが望ましい。なぜならば、導電性ベルト８の周方向抵抗が、１０^３未満の場合、二次転写部で導電性ベルト８上のトナー像を二次転写する際に、転写電流が非通紙部に集中して流れることにより転写抜けが発生してしまうからである。また導電性ベルト８の周方向抵抗が１０^８Ωより大きいと、周方向に電流が流れ難く、一次転写部での転写効率が低下するためである。 The circumferential resistance of the conductive belt 8 is desirably 10 ³ Ω or more and 10 ⁸ Ω or less. Because the circumferential resistance of the conductive belt 8, of less than 10 ^3, when the secondarily transferred toner image on the conductive belt 8 at the secondary transfer portion, the transfer current is concentrated in the non-sheet passing portion This is because the transfer omission occurs due to the flow. Further, if the circumferential resistance of the conductive belt 8 is larger than 10 ⁸ Ω, it is difficult for current to flow in the circumferential direction, and transfer efficiency at the primary transfer portion decreases.

（導電性ベルト８の一次転写特性）
次に図６に基づき、感光ドラム２と各ベルト（８、８０）の一次転写部における電位差と、感光ドラム２から各ベルト（８、８０）に移動したトナーの比率である一次転写効率との関係を、説明する。図６のグラフにおいて、横軸はベルトの電位から感光ドラムの電位を差し引いた電位差である一次転写コントラストを表し、縦軸は感光ドラム上のトナーが中間転写ベルトに移動した割合である一次転写効率を百分率で表している。 (Primary transfer characteristics of conductive belt 8)
Next, based on FIG. 6, the potential difference between the photosensitive drum 2 and the primary transfer portion of each belt (8, 80) and the primary transfer efficiency which is the ratio of the toner moved from the photosensitive drum 2 to each belt (8, 80). The relationship will be explained. In the graph of FIG. 6, the horizontal axis represents the primary transfer contrast, which is a potential difference obtained by subtracting the photosensitive drum potential from the belt potential, and the vertical axis represents the ratio of the toner on the photosensitive drum moved to the intermediate transfer belt. Is expressed as a percentage.

ここで、図６に示すように、各々のベルト毎に一次転写効率が９８％以上となる一次転写コントラストを求めると、導電性ベルト８では約３００Ｖで一次転写効率９８％に達するが、高抵抗ベルト８０では約６００Ｖも必要である。つまり、中間転写ベルトの周方向抵抗が低いほど、一次転写コントラストを小さくすることが可能である。その理由に関して、以下に説明する。   Here, as shown in FIG. 6, when the primary transfer contrast at which the primary transfer efficiency is 98% or more is obtained for each belt, the conductive belt 8 reaches the primary transfer efficiency of 98% at about 300 V. The belt 80 also needs about 600V. That is, the lower the circumferential resistance of the intermediate transfer belt, the smaller the primary transfer contrast. The reason will be described below.

まず、図６のグラフから、導電性ベルト８においては一次転写コントラストが０Ｖの時の一次転写効率がほぼ３０％である事が分かるが、これについて図７を用いて以下に説明する。   First, it can be seen from the graph of FIG. 6 that the primary transfer efficiency of the conductive belt 8 when the primary transfer contrast is 0 V is approximately 30%, which will be described below with reference to FIG.

図７は、一次転写コントラストが０Ｖの場合の、導電性ベルト８の一次転写部での力の関係を説明した図であり、図７（ａ）は一次転写中、図７（ｂ）は一次転写後をそれぞれ表している。ここで、感光ドラム上のトナーは視覚的に分かりやすくするため２層になっており、上側の感光層を持つドラム基体（アルミニウムなどの金属）と、導電性ベルト８との間に挟まれている事を示している。矢印はトナーに掛かる力の向きを示している。   FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating the relationship of the force at the primary transfer portion of the conductive belt 8 when the primary transfer contrast is 0 V. FIG. 7A is during the primary transfer, and FIG. 7B is the primary transfer. Each after transfer is shown. Here, the toner on the photosensitive drum is formed in two layers for easy visual recognition, and is sandwiched between the drum base (metal such as aluminum) having the upper photosensitive layer and the conductive belt 8. It shows that there is. The arrow indicates the direction of the force applied to the toner.

一般にトナーが感光ドラム２もしくは導電性ベルト８に対して持つ付着力は、主に、静電的付着力である鏡像力で説明することが可能である。ここで、電荷を保持した粒子（トナー）が導体（ここでは導電性ベルト８と感光ドラム２の基体）に接触するか、もしくは極めて近距離で近づくと、荷電粒子と導体の間で鏡像力と呼ばれる引力（付着力）が発生するということが一般的に知られている。これは、ちょうど荷電粒子と同じ量かつ正反対の電荷が導体内にいると仮想することで、あたかも導体が鏡のように荷電粒子を逆の極性で反映させている所から命名されている。感光ドラム２の場合は、金属の基体の上に十数ミクロンの感光層（ポリカーボネート等の樹脂）が存在するが、非常に薄い為に鏡像力としては十分に発揮する距離である。   In general, the adhesion force that the toner has on the photosensitive drum 2 or the conductive belt 8 can be explained mainly by a mirror image force that is an electrostatic adhesion force. Here, when the particles (toner) holding the charges come into contact with the conductor (here, the conductive belt 8 and the substrate of the photosensitive drum 2) or approach at a very short distance, the image force between the charged particles and the conductor is increased. It is generally known that a so-called attractive force (adhesive force) is generated. This is named because the conductor reflects the charged particles in the opposite polarity like a mirror by hypothesizing that there is exactly the same amount and opposite charge in the conductor as the charged particles. In the case of the photosensitive drum 2, a photosensitive layer (resin such as polycarbonate) of a few tens of microns is present on a metal substrate, but since it is very thin, it is a distance that sufficiently exhibits a mirror image force.

図７（ａ）において、荷電粒子である２層のトナーは、感光ドラム２の鏡像力の方が導電性ベルト８の鏡像力よりも強く働いている。そして、感光ドラム２の回転に伴い一次転写部を通り過ぎると、図７（ｂ）で示されるように、一次転写コントラストが０Ｖの場合は、感光ドラム２上のトナーの電荷の力のみで一次転写される。その為、上層側のトナーは感光ドラム２に残り易くなり、一次転写効率は約３０％程度となってしまう。   In FIG. 7A, the two-layer toner, which is a charged particle, has a stronger image force of the photosensitive drum 2 than that of the conductive belt 8. Then, after passing through the primary transfer portion as the photosensitive drum 2 rotates, as shown in FIG. 7B, when the primary transfer contrast is 0 V, the primary transfer is performed only with the toner charge force on the photosensitive drum 2. Is done. Therefore, the toner on the upper layer side tends to remain on the photosensitive drum 2, and the primary transfer efficiency is about 30%.

それに対して、図８（ａ）、（ｂ）は一次転写コントラストが３００Ｖの場合を示すモデル図である。導電性ベルト８では、一次転写コントラストが３００Ｖの場合、一次転写効率約９８％を維持する事が可能なことが図６のグラフに示されている。すなわち、周方向抵抗が１０^８Ω程度の導電性ベルト８の場合、鏡像力により感光ドラムに付着していた上層側のトナーを電界の力で引きはがし、導電性ベルトに移動させるのに３００Ｖの電界の力が必要である、ということを意味している。 8A and 8B are model diagrams showing a case where the primary transfer contrast is 300V. FIG. 6 shows that the conductive belt 8 can maintain a primary transfer efficiency of about 98% when the primary transfer contrast is 300V. That is, in the case of the conductive belt 8 having a circumferential resistance of about 10 ⁸ Ω, the toner on the upper layer attached to the photosensitive drum due to the mirror image force is peeled off by the force of the electric field, and 300 V is used to move the toner to the conductive belt. It means that electric field force is necessary.

図８（ａ）、図７（ａ）を比較すると、導電性ベルト８とトナーの間に働く鏡像力は変わらないが、図８（ａ）は、トナーに対して、ドラム２から導電性ベルト８側に移動させる電界が生じている。その結果、図８（ｂ）に示すように、一次転写効率約９８％を達成することが可能である。感光ドラム２上のトナーが導電性ベルト８に接近すると、トナーのマイナス電荷のみならず、感光ドラム２上の明部電位の電荷量の和に釣り合う電荷量のプラス電荷が瞬時に接地部から導電性ベルト８の周方向に流れ、鏡像力として働く為と考えられる。   8A and 7A, the mirror image force acting between the conductive belt 8 and the toner does not change, but FIG. 8A shows the conductive belt from the drum 2 to the toner. An electric field to be moved to the 8 side is generated. As a result, as shown in FIG. 8B, it is possible to achieve a primary transfer efficiency of about 98%. When the toner on the photosensitive drum 2 approaches the conductive belt 8, not only the negative charge of the toner but also the positive charge of the amount of charge commensurate with the sum of the charges of the light portion potential on the photosensitive drum 2 is instantaneously conducted from the ground portion. This is considered to flow in the circumferential direction of the conductive belt 8 and work as a mirror image force.

上述のように、本実施形態の導電性ベルト８０は、ベルト電位は、実質的に零であるため、ドラム電位を‐３００Ｖとすれば良い。ドラム電位を−３００Ｖとするためには、感光ドラム２に対して明部の電位を−３００Ｖを維持すれば良く、潜像コントラストや現像電位の関係から、暗部の電位を−７００Ｖ程度まで上げる必要がある。暗部の電位を−７００Ｖを持つ為に放電開始電圧を約５００Ｖとした場合、帯電部で約−１２００Ｖ印加すれば良い。   As described above, since the belt potential of the conductive belt 80 of the present embodiment is substantially zero, the drum potential may be set to −300V. In order to set the drum potential to −300 V, it is only necessary to maintain the bright portion potential at −300 V with respect to the photosensitive drum 2, and it is necessary to increase the dark portion potential to about −700 V due to the relationship between the latent image contrast and the development potential. There is. When the discharge start voltage is about 500 V in order to have the dark portion potential of −700 V, it is sufficient to apply about −1200 V at the charging portion.

一方、図９、図１０は、高抵抗ベルト８０を用いて場合の一次転写部での力の関係を説明した図であり、一次転写コントラストはそれぞれ、０Ｖ、６００Ｖである。図９に示すように、高抵抗ベルト８０とトナーの間に働く鏡像力は非常に小さい。高抵抗ベルト８０のように、抵抗が高い場合アースから移動してくる電荷に時定数の遅れが生じる。その為、感光ドラム上のトナーが一次転写部を通過する間に一次転写に必要な正電荷が十分に移動できず、鏡像力が非常に小さくなってしまうと考えられる。   On the other hand, FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining the relationship of the force in the primary transfer portion when the high resistance belt 80 is used, and the primary transfer contrast is 0V and 600V, respectively. As shown in FIG. 9, the image force acting between the high-resistance belt 80 and the toner is very small. As with the high resistance belt 80, when the resistance is high, a delay of a time constant occurs in the charge moving from the ground. For this reason, it is considered that the positive charge necessary for primary transfer cannot sufficiently move while the toner on the photosensitive drum passes through the primary transfer portion, and the mirror image force becomes very small.

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、一次転写コントラストが０Ｖの場合は、一次転写効率は、約５％である。高抵抗ベルト８０では、一次転写コントラストが３００Ｖの場合、一次転写効率約９８％を維持する事が可能なことが図６のグラフに示されている。すなわち、高抵抗ベルト８０の場合、高抵抗ベルト８０とトナーの間に働く鏡像力がほぼないため、感光ドラムに付着していた上層側のトナーを電界の力で引きはがし、導電性ベルトに移動させるのに６００Ｖの電界の力が必要である。   As shown in FIGS. 9A and 9B, when the primary transfer contrast is 0 V, the primary transfer efficiency is about 5%. The graph of FIG. 6 shows that the primary transfer efficiency of the high resistance belt 80 can be maintained at about 98% when the primary transfer contrast is 300V. That is, in the case of the high resistance belt 80, since there is almost no mirror image force acting between the high resistance belt 80 and the toner, the toner on the upper layer attached to the photosensitive drum is peeled off by the electric field force and moved to the conductive belt. A force of 600V electric field is required for this.

図１０（ａ）は、一次転写コントラストが６００Ｖの場合の一次転写中、図１０（ｂ）は一次転写コントラストが６００Ｖの場合の一次転写後、をそれぞれ示している。仮に、高抵抗ベルト８０のベルト電位０Ｖにした場合、感光ドラムの明部で−６００Ｖを維持するということは、潜像コントラストや現像電位の関係から、暗部を−１１００Ｖ程度まで上げる必要がある。暗部の電位−１１００Ｖを持つ為に放電開始電圧を約−５００Ｖとした場合、帯電部で約−１６００Ｖの高い電圧を帯電ローラに印加しなければならない事になり、放電によって耐久性が低下する恐れが生じる。   FIG. 10A shows during primary transfer when the primary transfer contrast is 600V, and FIG. 10B shows after primary transfer when the primary transfer contrast is 600V. If the belt potential of the high resistance belt 80 is set to 0V, maintaining -600V in the bright part of the photosensitive drum means that the dark part needs to be raised to about -1100V from the relationship of the latent image contrast and the development potential. If the discharge start voltage is about -500 V in order to have the dark part potential -1100 V, a high voltage of about -1600 V must be applied to the charging roller at the charging part, and the durability may be reduced by the discharge. Occurs.

その為、図１０（ａ）、（ｂ）で示すように、高抵抗ベルト８０の場合、不図示の一次転写部材を感光ドラムに対向して設け、一次転写部材に電圧を印加するための高圧電源を設ける。そしてこの高圧電源から一次転写部材に＋５００Ｖの電圧を印加し、感光ドラムの暗部の電位を−１００Ｖに設定する。この構成によって、所望の一次転写効率を維持するための一次転写コントラスト（６００Ｖ）を得ている。これが高抵抗ベルトを用いた従来の転写装置において、一次転写用の高圧電源が必要な理由である。   Therefore, as shown in FIGS. 10A and 10B, in the case of the high resistance belt 80, a primary transfer member (not shown) is provided opposite the photosensitive drum, and a high voltage for applying a voltage to the primary transfer member. Provide a power supply. Then, a voltage of +500 V is applied from the high voltage power source to the primary transfer member, and the potential of the dark portion of the photosensitive drum is set to −100V. With this configuration, a primary transfer contrast (600 V) for maintaining a desired primary transfer efficiency is obtained. This is the reason why a high-voltage power supply for primary transfer is necessary in a conventional transfer device using a high resistance belt.

このように、本実施形態においては、導電性ベルト８を用い、導電性ベルト８を張架する全ての張架ローラを電気的に直接接地することで、導電性ベルト８の周方向においてベルト電位を実質的に零とすることが可能である。（導電性ベルト８は、電気的に接地された状態になる。）そして、導電性ベルト８のベルト電位が略零であるので、所望の転写効率を得るのに必要な電位差を低く抑え、一次転写用の高圧電源を設けることなく良好な一次転写を達成することが可能である。また、
その際、各感光ドラム２から各張架部材に、導電性ベルト８を介して積極的に電流を流す必要があるので、各張架部材は電気抵抗素子を介さずに電気的に直接接地される。すなわち、各張架部材に定電圧素子や抵抗素子を設ける必要がなく、簡単な構成でベルト電位を安定させることが可能である。 As described above, in the present embodiment, the conductive belt 8 is used, and all the stretching rollers that stretch the conductive belt 8 are electrically directly grounded, whereby the belt potential in the circumferential direction of the conductive belt 8 is obtained. Can be substantially zero. (The conductive belt 8 is electrically grounded.) Since the belt potential of the conductive belt 8 is substantially zero, the potential difference necessary to obtain a desired transfer efficiency is suppressed to a low level. It is possible to achieve good primary transfer without providing a high-voltage power supply for transfer. Also,
At that time, since it is necessary to positively flow current from each photosensitive drum 2 to each stretching member via the conductive belt 8, each stretching member is electrically directly grounded without using an electric resistance element. The That is, it is not necessary to provide a constant voltage element or a resistance element for each tension member, and the belt potential can be stabilized with a simple configuration.

以上の説明では、接触部材として駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３を採用し、全ての電気的に直接接地する構成を説明した。しかしながら、図１１（ａ）に示すように全ての張架部材を電気的に直接接地する必要はない。図１１（ａ）に示すように、各感光ドラム２からトナー像が一次転写される領域を形成する二つの張架部材（駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２）が電気的に直接接地される構成であっても良い。   In the above description, the driving roller 11, the secondary transfer opposing roller 12, and the tension roller 13 are employed as the contact members, and all the configurations that are directly grounded electrically have been described. However, as shown in FIG. 11A, it is not necessary to directly ground all the stretching members. As shown in FIG. 11A, the two stretching members (the driving roller 11 and the secondary transfer counter roller 12) that form the region where the toner image is primarily transferred from each photosensitive drum 2 are electrically directly grounded. It may be a configuration.

また、図１１（ｂ）に示すように、各感光ドラム２の近傍にそれぞれが対応して配置され、各感光ドラム２と中間転写ベルト１０を接触するための押圧部材であるコロ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを設けてもよい。コロ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄによって導電性ベルト８を各感光ドラム２に押圧することが可能である。そして、このコロ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄも電気的に直接接地してもよい。このコロ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを電気的に直接接地することで、導電性ベルト８を接地する箇所が増え、より安定的に導電性ベルト８を電気的に接地することが可能である。   Further, as shown in FIG. 11B, rollers 40a, 40b, which are pressing members for contacting the photosensitive drums 2 and the intermediate transfer belt 10 respectively, are arranged correspondingly in the vicinity of the photosensitive drums 2, respectively. 40c and 40d may be provided. The conductive belt 8 can be pressed against each photosensitive drum 2 by the rollers 40a, 40b, 40c, and 40d. The rollers 40a, 40b, 40c, and 40d may also be electrically grounded directly. By directly electrically grounding the rollers 40a, 40b, 40c, and 40d, the number of places where the conductive belt 8 is grounded increases, and the conductive belt 8 can be electrically grounded more stably.

また、図１２のように、コロ４０ｅを、画像形成ステーション１ｃ、１ｄの間に一つだけ配置する構成であってもよい。また、接触部材として中間転写ベルト１０の外周面に接触する部材を設け、その部材を電気的に直接接地してもよい。   In addition, as shown in FIG. 12, only one roller 40e may be arranged between the image forming stations 1c and 1d. Further, a member that contacts the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 10 may be provided as a contact member, and the member may be electrically directly grounded.

１ａ〜１ｄ 画像形成部
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 帯電ローラ（帯電手段）
７ａ〜７ｄ スキャナ（露光手段）
８ 中間転写ベルト（導電性ベルト）
１１ 駆動ローラ（張架部材）
１２ 二次転写対向ローラ（張架部材）
１３ テンションローラ（張架部材）
1a to 1d Image forming unit 2a to 2d Photosensitive drum (image carrier)
3a to 3d Charging roller (charging means)
7a to 7d scanner (exposure means)
8 Intermediate transfer belt (conductive belt)
11 Drive roller (stretching member)
12 Secondary transfer counter roller (stretching member)
13 Tension roller (stretching member)

Claims (10)

トナー像を担持する感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体を露光する露光手段と、無端状で回転可能な中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに接触する接触部材と、を有する画像形成装置において、
前記接触部材は電気抵抗素子を介さずに電気的に接地されており、
前記中間転写ベルトは、前記感光体から電気的に接地された前記接触部材まで前記中間転写ベルトの周方向に電流を流すことが可能な導電性を備え、前記帯電手段及び前記露光手段によってトナーの正規の極性と同極性の電位に維持された前記感光体と、電気的に接地された前記中間転写ベルトの間に生じる電位差によって、前記感光体から前記中間転写体にトナー像を一次転写することを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive member carrying a toner image; a charging unit for charging the photosensitive member; an exposing unit for exposing the photosensitive member; an endlessly rotatable intermediate transfer belt; and a contact member in contact with the intermediate transfer belt; In an image forming apparatus having
The contact member is electrically grounded without an electric resistance element;
The intermediate transfer belt has a conductivity capable of flowing a current in a circumferential direction of the intermediate transfer belt from the photosensitive member to the contact member electrically grounded, and the charging unit and the exposure unit are configured to transfer toner. A toner image is primarily transferred from the photoconductor to the intermediate transfer member by a potential difference generated between the photoconductor maintained at the same polarity as the normal polarity and the electrically grounded intermediate transfer belt. An image forming apparatus. 前記中間転写ベルトは、電気的に直接接地された前記接触部材によって電位が略零であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the potential of the intermediate transfer belt is substantially zero by the contact member that is electrically grounded directly. 前記接触部材は、前記中間転写ベルトの内周面に接触し前記中間転写ベルトを張架する張架部材であることを特徴と請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the contact member is a tension member that contacts an inner peripheral surface of the intermediate transfer belt and stretches the intermediate transfer belt. 前記中間転写ベルトの外周面に接触し、前記中間転写ベルトと二次転写部を形成する二次転写部材と、前記二次転写部材にトナーの正規の極性と逆極性の電圧を印加する電源と、を有し、前記電源から前記逆極性の電圧が前記二次転写部材に印加されることで前記中間転写ベルトから転写材にトナー像が二次転写されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。   A secondary transfer member that contacts the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt and forms a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt; and a power source that applies a voltage having a polarity opposite to the normal polarity of toner to the secondary transfer member; The toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt to the transfer material by applying the reverse polarity voltage from the power source to the secondary transfer member. The image forming apparatus described. 前記張架部材は、前記中間転写ベルトを張架しつつ、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する対向部材であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the stretching member is a facing member that faces the secondary transfer member via the intermediate transfer belt while stretching the intermediate transfer belt. 前記接触部材は、前記中間転写ベルトの内周面に接触し前記中間転写ベルトを張架する複数の張架部材であり、前記複数の張架部材は全て電気的に直接接地されていることを特徴と請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。   The contact member is a plurality of stretching members that contact the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt and stretch the intermediate transfer belt, and the plurality of stretching members are all electrically directly grounded. The image forming apparatus according to claim 1 or claim 2. 前記感光体は、それぞれが異なる色のトナー像を担持する複数の感光体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。   7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductors are a plurality of photoconductors each carrying a toner image of a different color. 8. 前記複数の感光体の近傍に対応して配置され、対応する前記感光体に対して前記中間転写ベルトを押圧するための複数の押圧部材と、を有し、前記複数の押圧部材は、それぞれが電気的に直接接地されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。   A plurality of pressing members disposed in the vicinity of the plurality of photoconductors and pressing the intermediate transfer belt against the corresponding photoconductors, each of the plurality of pressing members being The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is electrically grounded directly. 前記接触部材は、前記中間転写ベルトを介して前記感光体の近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the contact member is disposed in the vicinity of the photoconductor via the intermediate transfer belt. 前記中間転写ベルトに測定用電源から測定用電圧が印加された第１の金属ローラを接触させ、前記中間転写ベルトに電流検知手段が接続された第２の金属ローラを前記第１の金属ローラから前記中間転写ベルトの周方向において離れた位置で接触させ、前記測定用電圧を、前記電流検知手段が検知した電流値で割った値を前記中間転写ベルトの周方向抵抗と定義し、前記中間転写ベルトの前記周方向抵抗の値は、１０^３Ω以上、且つ、１０^８Ω以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
A first metal roller to which a measurement voltage is applied from a measurement power source is brought into contact with the intermediate transfer belt, and a second metal roller having a current detection means connected to the intermediate transfer belt is connected to the first metal roller. The intermediate transfer belt is contacted at a position distant in the circumferential direction, and the value obtained by dividing the measurement voltage by the current value detected by the current detection means is defined as the circumferential resistance of the intermediate transfer belt, and the intermediate transfer belt The image forming apparatus according to claim 1, wherein a value of the circumferential resistance of the belt is 10 ³ Ω or more and 10 ⁸ Ω or less.

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