JP4630450B2

JP4630450B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4630450B2
Application number: JP2000361673A
Authority: JP
Inventors: 直樹榎本; 達也小林; 克彦西村
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-11-28
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトを用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーの画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式及びインクジェット方式等の種々の方式が知られているが、これらのうち電子写真方式のものは、他の方式のものに比べ、画像形成速度、画質及び静粛性等の点で優れている。
【０００３】
電子写真方式を採用する画像形成装置の中でも更に種々の方式がある。例えば、電子写真感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ねた後に転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式や、現像・転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方式、一旦、中間転写体上に各色のトナー像を順次一次転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式等がある。これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色の恐れがないこと、質や厚さの異なる様々な転写材の使用が可能であること等の利点を有する。
【０００４】
図８に、中間転写方式の画像形成装置の一例として４色のフルカラーレーザービームプリンターの概略を示す。
【０００５】
図８に示すように、像担持体である感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザー光を感光ドラム１に照射する露光装置３、現像装置５、中間転写ベルト９及び感光ドラムクリーナー１９が配置されている。
【０００６】
図中、矢印Ｒ１方向に表面速度１１７ｍｍ／秒で回転駆動される直径４６．７ｍｍの感光ドラム１は、その表面が帯電器２によって負極性に帯電される。
【０００７】
帯電器２によって帯電された感光ドラム１表面の電位（以降、帯電電位）は、通常、−４５０Ｖ〜−８００Ｖである。また、帯電器２には、帯電器電源１７により交番電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスが印加される。交番電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスを用いることにより、帯電は効率良く行うことができる。
【０００８】
帯電された感光ドラム１は、画像情報に応じた露光手段３の露光Ｌにより表面に静電潜像が形成される。ここで、露光手段３は、レーザー等の光源３ａ、ラスタスキャンを行うための６面のポリゴンミラー３ｂ、結像のためのレンズ３ｃ及び折り返しミラー３ｄ等を備えている。
【０００９】
この静電潜像には、ロータリー２２に搭載された１色目ブラックの現像器５によって負極性に帯電されたブラックのトナーが付着し、トナー像として現像される。ところで、トナーとしては、粉砕法により所望の大きさに成形されたトナーが一般に用いられる。
【００１０】
中間転写ベルト９は、複数の支持軸（二次転写対向ローラ１２、駆動ローラ１５、テンションローラ１６）に支持されている。
【００１１】
ここで、中間転写ベルト９は、一例として、厚さ０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の無端状の樹脂ベルトを、体積抵抗率１０¹⁰〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度に抵抗調整したものを用いることができる。この場合、樹脂ベルトの材質としては、例えば、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリカーボネート等の樹脂フィルム（必要に応じて抵抗調整がなされている）等を用いることができる。更に、上記樹脂ベルトをカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂及びＴｉＯ₂等の導電性の充填材により、体積抵抗率１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調整して用いる場合もある。後者の様に、低〜中抵抗化を図ることで、中間転写ベルト９に電荷が蓄積することによる画像不良を防止できる。中間転写ベルト９として剛性の高い樹脂を使うことにより、回転中におけるベルトのしわの発生を防止している。
【００１２】
ベルトは回転中に、進行方向に垂直な方向に力を受ける。この力は、ベルトを支持する支持軸の平行度の微妙なずれにより発生するものであるが、製造の公差上、このずれを完全に無くすことはできない。そこで、中間転写ベルト９として剛性の高い材料を用い、この力によるしわの発生を防いでいる。
【００１３】
そして、駆動ローラ１５の回転（図中、矢印Ｒ２方向）に伴い、中間転写ベルト９は図中矢印Ｒ３方向に回転する。
【００１４】
そして、中間転写ベルト９に従動回転する直径１２ｍｍの一次転写ローラ１０に、一次転写電源２０から正極性の一次転写バイアスが印加されると、感光ドラム１上のトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１を介して一次転写される。また、一次転写ローラ１０としては、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ又はＮＢＲ等にカーボン等の抵抗調整剤を加え、体積抵抗率１０⁵Ω・ｃｍ以下に調整した材料を用いることが一般的である。
【００１５】
一次転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１９によって表面の一次転写残トナーが除去される。
【００１６】
以上の帯電−露光−現像−一次転写−クリーニング−除電の一連の画像形成プロセスを、各現像器６、７及び８に収納された２色目マゼンタ、３色目シアン及び４色目イエローの各色のトナーについても繰り返し行い、中間転写ベルト９上に４色のトナー像を重ねる。
【００１７】
ところで、中間転写ベルト９表面は、一次転写毎に徐々に負極性にチャージアップする。また、１色目、２色目と一次転写を進めていくと、すでに中間転写ベルト９上にトナーが乗っている場所にトナーを重ねて載せる必要性も生まれてくる。よって、一次転写を効率良く行うためには、１色毎に徐々に一次転写バイアスを上げていく必要がある。
【００１８】
ここで示す従来例においては、１色目は＋１００Ｖ、２色目は＋５００Ｖ、３色目は＋６００Ｖ、４色目は＋７００Ｖなる一次転写バイアスを用いた。
【００１９】
そして、図中矢印Ｒ４方向に回転する直径２０ｍｍの二次転写ローラ１１に、二次転写バイアス電源２１から二次転写バイアスが印加されると、中間転写ベルト９上のトナー像は、二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。
【００２０】
表面に４色の未定着トナー像を担持した転写材Ｐは、定着器（不図示）に搬送され、ここで表面のトナー像が定着されて画像形成が完了する。
【００２１】
一方、上述の二次転写が終了した中間転写ベルト９は、中間転写ベルトクリーナー１３によって、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト９上に残った二次転写残トナーが除去され、回収されたトナーは、二次転写残トナー収容器１３１に収容される。
【００２２】
引き続き、中間転写ベルト９は、必要に応じて除電帯電器（除電手段）１４によって除去電される。除電帯電器１４としては、ＡＣコロナ帯電を用いることが多い。また、除電効率を上げるため中間転写ベルト９の内側に電極を設けるのが一般的である。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例で用いた中間転写ベルトを画像形成装置に用いてベタ画像をプリントしたところ、転写材Ｐの進行方向に垂直な方向（以降、長手方向）にて、濃度が不均一なる現象（以降、濃度ムラ）が生じ、画像品位が低下した。
【００２４】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、剛性の高い中間転写ベルトを画像形成装置において、濃度ムラの発生を抑え、画像の品位低下を防止した画像形成装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、像担持体である感光ドラムの表面に形成されたトナー像を一次転写ニップ部にて中間転写ベルトのトナー像担持面である表面に一次転写し、該中間転写ベルトのトナー像担持面である表面に一次転写されたトナー像を二次転写ニップ部にて転写材の表面に二次転写して画像形成を行う画像形成装置において、
該中間転写ベルトが樹脂の基体及び該樹脂の基体上に設けられた弾性層を有し、該樹脂がポリカーボネート又はポリイミドであり、該弾性層の表面が該中間転写ベルトのトナー像担持面であり、該弾性層のＪＩＳ−Ａ硬度が２５度〜８０度の範囲であり、該樹脂の基体の厚さが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、該弾性層の厚さが０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２７】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。また、図２は、本実施例で用いた中間転写ベルト９の断面を詳細に示す図である。図に沿って説明するが、従来例と同一の作用の部材については、同一の符号を付けて、説明を略す。
【００２９】
図１及び図２において、中間転写ベルト９１としては、ポリカーボネート樹脂を、カーボンの分散により、抵抗値１０⁸Ω・ｃｍ程度に調整し、厚さ（Ｔ１ａ）０．１５ｍｍに成型した基体９１１の上面に、抵抗値１０⁸Ω・ｃｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０度、厚さ（Ｔ２ａ）０．３ｍｍのＮＢＲゴムを弾性層９１２として設けた部材を用いた。なお、ＪＩＳ−Ａ硬度の測定は、弾性層９１２を構成する材料を、厚さ１０ｍｍの板形状に成型し、荷重：１ｋｇ、測定環境：温度２３℃／湿度６０％にて行った。基体９１１の上面に弾性層９２２を設けることにより、一次転写ニップ部Ｎ１において、感光ドラム１と中間転写ベルト９１の当接が均一になり、長手方向の濃度ムラの発生が防止できた。また、同時に、剛性の高い樹脂を基体９１１として用いることで、走行中のしわの発生も抑えられた。
【００３０】
以下に、弾性層９１２が長手方向の濃度ムラの発生が防止するメカニズムについて、詳細に述べる。
【００３１】
図３は、従来例における、一次転写ニップ部Ｎ１の幅を模式的に表した図である。
【００３２】
本発明者の検討によれば、濃度ムラの発生は、一次転写ニップ部Ｎ１の幅が、図３に示す様に、長手方向にて不均一になっていることが原因であった。一次転写ニップ部Ｎ１の幅が狭い所程、一次転写時に、一次転写ニップ部Ｎ１に流れる電流が少なくなり、転写効率が低下し、濃度が薄くなった。
【００３３】
一次転写ニップ部Ｎ１の幅は、感光ドラム１と中間転写ベルト９１の当接圧に比例するが、画像形成装置の製造の公差上、長手方向の当接圧がある程度不均一になることは避けられない。
【００３４】
ここで、中間転写ベルト９１の基体９１１上に設けた弾性層９１２は、当接圧の振れを吸収し、一次転写ニップ部Ｎ１の幅を、長手方向において略均一化する作用がある。よって、長手方向の濃度ムラの発生を防ぐことが可能になった。
【００３５】
本実施例では基体９１１として厚さ（Ｔ１ａ）が０．１５ｍｍのものを使用したが、厚さ（Ｔ１ａ）が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であれば、同様にして用いることができる。厚さ（Ｔ１ａ）が０．０５ｍｍ未満では、摩耗により十分な耐久性が得られない。厚さ（Ｔ１ａ）が０．５ｍｍを超えると、中間転写ベルト９１は支持軸にて適当に曲がらず走行が安定しなかった。また、本実施例においては、基体９１１の樹脂としてポリカーボネートを用いたが、ポリイミドを用いることも可能である。
【００３６】
弾性層９１２としては、ＪＩＳ−Ａ硬度６０度の材料を、厚さ（Ｔ２ａ）０．３ｍｍに成型したものを用いた。更に、厚さ（Ｔ２ａ）が０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である時、ＪＩＳ−Ａ硬度が２５度〜８０度の範囲であれば、同等の効果が得られる。
【００３７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、厚さ（Ｔ２ａ）が０．０２ｍｍ未満の場合は硬度に関わらず、一次転写ニップ部Ｎ１の幅が均一にならなかった。弾性層９１２が薄い時、弾性層９１２は十分に収縮できず、感光ドラム１の中間転写ベルト９１に対する当接圧の振れを十分に吸収できない。厚さ（Ｔ２ａ）が１．０ｍｍを超えると硬度に関わらず、中間転写ベルト９１は支持軸にて適当に曲がらないため、走行が安定しなかった。また、本発明者の検討によれば、ＪＩＳ−Ａ硬度２５度未満では、摩耗により十分な耐久性が確保できない。８０度を超えると、一次転写ニップ部Ｎ１の幅の均一化の効果が減少し、長手方向の濃度ムラが発生した。
【００３８】
また、本実施例では、弾性層９１２として、ＮＢＲゴムを使用したが、厚さ、硬度が上述の範囲であれば、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ及びウレタンゴム等の弾性材料を使用することは可能である。更に、必要に応じて、カーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂及びＴｉＯ₂等の導電性の充填材により、体積抵抗率１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調整し、中間転写ベルト９１の電荷蓄積による画像不良を防止できる。
【００３９】
（参考例２）
図４は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。また、図５は本参考例で用いた中間転写ベルト９２の断面を詳細に示す図である。
【００４０】
図に沿って説明するが、従来例と同一の作用の部材については、同一の符号を付けて、説明を略す。
【００４１】
図４及び図５において、中間転写ベルト９２としては、ＮＢＲゴムを、カーボンの分散により、抵抗値１０⁸Ω・ｃｍ程度、ＪＩＳ−Ａ硬度９０度、厚さ（Ｔ１ｂ）０．４ｍｍに成型した基体９２１の上面に、厚さ（Ｔ１ｂ）０．３ｍｍ、抵抗値１０⁸Ω・ｃｍ程度、ＪＩＳ−Ａ硬度６０度にしたＮＢＲゴムを弾性層９２２として設けた部材を用いた。なお、ＪＩＳ−Ａ硬度の測定は、基体９２１又は弾性層９２２を構成する材料を、厚さ１０ｍｍの板形状に成型し、荷重：１ｋｇ、測定環境：温度２３℃／湿度６０％にて行った。
【００４２】
本参考例の様に硬度の高いゴムを基体９２１として用いた場合においても、基体よりも硬度の低い材料からなる弾性層を設けることにより、一次転写ニップ部Ｎ１の幅は長手方向で均一になり、濃度ムラの発生を防ぐことができた。また、同時に、硬度の高いゴムを基体９２１として用いることで、走行中のしわの発生も防止できた。
【００４３】
更らに、基体９２１としてゴムを用いることにより、駆動ローラ１５と中間転写ベルト９２裏面の密着性が向上するため、中間転写ベルト９２の回転が安定し、各色の重ね位置がずれる所謂色ずれの発生を抑えることもできた。
【００４４】
本発明では基体９２１として厚さ（Ｔ１ｂ）が０．４ｍｍのゴムを使用したが、厚さ０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲のゴムであれば、同様にして用いることができる。厚さ（Ｔ１ｂ）が０．３ｍｍ未満では、十分な剛性が得られずしわが発生した。厚さ（Ｔ１ｂ）が１．０ｍｍを超えると、中間転写ベルト９２は支持軸にて適当に曲がらず走行が安定しなかった。
【００４５】
ところで、基体９２１として用いるゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ硬度８２度〜９５度であることが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度８２度未満では、基体９２１の厚さが上述の０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であっても剛性が不十分になり、しわが発生した。さらに、ＪＩＳ−Ａ硬度９５度を超えると、基体９２１の厚さが上述の０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であっても中間転写ベルト９２は支持軸にて適当に曲がらず走行が安定しなかった。
【００４６】
また、基体９２１のゴム材料として本参考例ではＮＢＲゴムを用いたが、上述の厚さおよびＪＩＳ−Ａ硬度の範囲であれば、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ及びウレタンゴム等の弾性材料を使用することは可能である。
【００４７】
弾性層９２２については、実施例１と同様であるが、ＪＩＳ−Ａ硬度６０度の材料を、厚さ（Ｔ２ｂ）０．３ｍｍに成型したものを用いた。更に、厚さ（Ｔ２ｂ）が０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である時、ＪＩＳ−Ａ硬度が２５度〜８０度の範囲であれば、同等の効果が得られる。
【００４８】
しかしながら、本発明者の検討によれば、厚さ（Ｔ２ｂ）が０．０２ｍｍ未満の場合は硬度に関わらず、一次転写ニップ部Ｎ１の幅は均一にならなかった。弾性層９２２が薄い時、弾性層９２２は十分に収縮できず、感光ドラム１の中間転写ベルト９２に対する当接圧の振れを十分に吸収できない。
【００４９】
厚さ（Ｔ２ｂ）が１．０ｍｍを超えると硬度に関わらず、中間転写ベルト９２は支持軸にて適当に曲がらないため、走行が安定しなかった。また、本発明者の検討によれば、ＪＩＳ−Ａ硬度２５度未満では、摩耗により十分な耐久性が確保できない。８０度を超えると、一次転写ニップ部Ｎ１のニップ幅の均一化の効果が減少し、長手方向の濃度ムラが発生した。
【００５０】
本参考例では、基体９２１及び弾性層９２２として、ＮＢＲゴムを使用したが、実施例１と同様に、厚さ、硬度が上述の範囲であれば、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等の弾性材料を使用することは可能である。更に、必要に応じて、カーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２及びＴｉＯ_２等の導電性の充填材により、体積抵抗率１０^７〜１０^１１Ω・ｃｍ程度に調整し、中間転写ベルト９２の電荷蓄積による画像不良を防止できる。
【００５１】
（実施例３）
図６は本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本実施例ではブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色毎に感光ドラム１ｍ、１ｃ、１ｙ、１ｂｋを持ち、それらの感光ドラムに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト９３に順次転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置である。本実施例で用いた中間転写ベルト９３は、実施例１で示した中間転写ベルト９３と同じ断面構成を有するものである。
【００５２】
タンデム方式の画像形成装置の場合、一次転写ニップ部（Ｎ１ｍ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｙ、Ｎ１ｂｋ）の幅が長手方向で均一にならないことは、濃度ムラを起こすだけでなく、緑、赤の様に複数色のトナーを重ねて形成される色において、色味が不均一になる不具合も生じる。従って、タンデム方式において、本発明の中間転写ベルトを用いることは、画像品位の低下を防ぐうえで特に効果的である。
【００５３】
本実施例のタンデム方式の画像形成装置について、図６に沿って述べる。
【００５４】
本画像形成装置は、複数の画像形成ユニットＭ、Ｃ、Ｙ及びＢｋを有し、各画像形成ユニットを縦貫して中間転写ベルト９３が配設されている。各画像形成ユニットＭ、Ｃ、Ｙ及びＢｋには、それぞれ感光ドラム１ｍ、１ｃ、１ｙ及び１ｂｋが、矢印Ｒ１方向へ回転可能に支持されている。２ｍ、２ｃ、２ｙ及び２ｂｋは一次帯電器で、それぞれ感光ドラム１ｍ、１ｃ、１ｙ及び１ｂｋと所定の間隔を持って配置されている。３ｍ、３ｃ、３ｙ及び３ｂｋはレーザー露光装置であり、それぞれ一次帯電器２ｍ、２ｃ、２ｙ及び２ｂｋに対し、感光ドラム１ｍ、１ｃ、１ｙ及び１ｂｋの回転方向下流側において感光ドラムを露光する。
【００５５】
６、７、８及び５はそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラック色のトナーを収納した現像器で、感光ドラム１ｍ、１ｃ、１ｙ及び１ｂｋの露光装置より更に下流側に、感光ドラムと隣接するようにして配置されている。中間転写ベルト９３は、駆動ローラ１５、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１６に支持され、図中矢印Ｒ３方向に回転する。
【００５６】
一次転写ローラ１０ｍ、１０ｃ、１０ｙ及び１０ｂｋは、中間転写ベルト９３の移動方向上流側から順に各感光ドラムに対して、中間転写ベルト９３を挟むように各転写位置に配置されている。
【００５７】
１９ｍ、１９ｃ、１９ｙ及び１９ｂｋは各感光ドラムのクリーナーであり、１３は中間転写ベルト９３上の二次転写残トナーを除去する中間転写ベルトクリーナーである。
【００５８】
以上のように構成された画像形成装置の動作について、画像形成ユニットＭを例にして説明する。
【００５９】
感光ドラム１ｍは、矢印Ｒ１方向へ回転している。そして一次帯電器２ｍにより、表面を一様にマイナス帯電された後、レーザー露光装置３ｍにより露光が行われて、画像データに対応した静電潜像が形成される。
【００６０】
現像器６は、マイナス帯電したトナーを用いて現像を行い、静電潜像と対応したトナー像を感光ドラム１ｍの表面に形成する。そして、感光ドラム１ｍの表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１０ｍに正極性の一次転写バイアスが印加されることによって、一次転写ニップ部Ｎ１ｍを介して、中間転写ベルト９３に一次転写される。
【００６１】
他方、転写後の感光ドラム１ｍは、表面に付着している残留トナーが感光ドラムクリーナー１９ｍによって除去され、次の画像形成に供給される。
【００６２】
以上の動作を所定のタイミングを持って、各画像形成ユニットにおいて行われ、各感光ドラム上に形成されたトナー像が、順次、中間転写ベルト９３上に転写（一次転写）され、一旦、中間転写ベルト９３上に反転したフルカラー画像が形成される。そして、図中矢印Ｒ４方向に回転する二次転写ローラ１１に、二次転写バイアス電源２１から二次転写バイアスが印加されると、中間転写ベルト９３上のトナー像は、二次転写対向ローラ１２上の二次転写ニップ部Ｎ２を介して転写材Ｐ表面に一括して二次転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは、不図示の定着器に供給され、加熱・加圧を受けて定着され、フルカラー画像が得られる。
【００６３】
なお、二次転写の完了した中間転写ベルト９３は、中間転写ベルトクリーナー１３によって、二次転写残トナーが除去される。
【００６４】
本実施例では、基体が樹脂である中間転写ベルトを用いたが、参考例２に示した様に、硬度の高いゴムを基体として用いる中間転写ベルトを用いることもできる。更に、弾性層の硬度、厚さ、基体の厚さ、硬度は、実施例１及び参考例２に示した範囲内であれば、同様の理由にて、同じ効果・作用が得られる。
【００６５】
（実施例４）
図７は本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図に沿って説明するが、実施例１と同様の構成、作用の部材は同一の番号を付し、説明を略す。本実施例では、中間転写ベルト９１のクリーニング手段として、中間転写ベルト９１に接触するローラ帯電器２３を用いる。本構成では、二次転写残トナーを感光ドラムクリーナー１９に収容するため、二次転写残トナー収容器１３１を設ける必要がなく、装置の小型化ができる。中間転写ベルト９１は、実施例１で示したものと同一である。樹脂の基体９１１の上に弾性層９１２を設けることにより、ローラ帯電器と中間転写ベルト９のニップ部Ｎ３の幅は、長手方向において均一になり、クリーニング性が向上した。
【００６６】
二次転写の完了した中間転写ベルト９１は、クリーナー電源２４により直流電圧＋１ＫＶが印加されているローラ帯電器２３に進み、中間転写ベルト９１上の二次転写残トナーは正極性に帯電される。ローラ帯電器２３としては、φ２０ｍｍの金属ローラを使用した。正極性に帯電された二次転写残トナーは、一次転写ローラ２３に正極性のバイアスが印加されることにより、一次転写ニップ部Ｎ１にて感光ドラム１へ転写される。感光ドラム１上へ転写された二次転写残トナーは、感光ドラムクリーナー１９に収容される。
【００６７】
本実施例で示したローラ帯電器２３を中間転写ベルト９１のクリーニング手段として用いる方法において十分なクリーニング性を確保するためには、二次転写残トナーに十分な正電荷を与えることが必要である。しかしながら、ニップ部Ｎ３の幅が長手方向にて不均一であると、幅の狭い部分に存在する二次転写残トナーは、ローラ帯電器２３から流れる電流が不足するために十分に帯電されない。また、幅の狭い部分に存在する二次転写残トナーを十分に帯電させるために、ローラ帯電器２３に印加する電圧を高くすると、幅の広い部分で、電界リークが発生し、中間転写ベルト９１の破損の危険がある。
【００６８】
この様に、ローラ帯電器２３を二次転写残トナーのクリーナー手段として用いる場合、弾性層９１２を設けた中間転写ベルト９１を使用することで、ローラ帯電器２３と中間転写ベルト９１のニップ部Ｎ３の幅が均一になり、クリーニング性が向上する。
【００６９】
ところで、本実施例においてトナーは粉砕法にて製造されたものを用いたが、懸濁重合法により製造された球形状の重合トナーを用いることにより、更にクリーニング性は向上する。球形状の重合トナーは、粉砕法により製造されたトナーに比較し、単位体積当たりの表面積が大きく、帯電を受け易い。
【００７０】
本発明者の検討によれば、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値である球状係数ＳＦ−１（詳細は、後述）として、１００〜１２０のトナーを用いると帯電性が向上する。
【００７１】
＜形状係数ＳＦ−１について＞
形状係数ＳＦ−１は、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じた式によって求められる。
【００７２】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／（ＡＲＥＡ）×（１００π／４）｝
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、中間転写ベルトとして、樹脂の基体上に弾性層を設けたものを使用することにより、一次転写ニップ部の幅が長手方向にて均一になり、濃度ムラの発生を防ぐことが可能になった。
【００７４】
本発明の他の態様によれば、中間転写ベルトとして、ゴムの基体上に弾性層を設けたものを使用することにより、一次転写ニップ部の幅が長手方向にて均一になり、濃度ムラの発生を防ぐことが可能になると共に、中間転写ベルトの回転が安定し、色ずれの発生も抑えることができた。
【００７５】
本発明の別の他の態様によれば、タンデム方式の画像形成装置において、樹脂の基体上に弾性層を設けたものを使用することにより、全ての一次転写ニップ部の幅が長手方向にて均一になり、濃度ムラの発生を防止及び色味の均一化することが可能になった。
【００７６】
本発明の更に別の他の態様によれば、中間転写ベルトのクリーニング手段として、ローラ帯電器を用いる場合において、ローラ帯電器の中間転写ベルトに対するニップ幅が長手方向にて均一になり、クリーニング性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１に用いられる中間転写ベルトの断面図である。
【図３】本発明の解決すべき課題である濃度ムラの原因を示す図である。
【図４】本発明の参考例２の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の参考例２に用いられる中間転写ベルトの断面図である。
【図６】本発明の実施例３の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施例４の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電器
３露光手段
３ａ光源
３ｂポリゴンミラー
３ｃレンズ
３ｄ繰り返しミラー
５ブラック現像器
６マゼンタ現像器
７シアン現像器
８イエロー現像器
９中間転写ベルト
９１中間転写ベルト
９１１樹脂の基体
９１２弾性層
９２中間転写ベルト
９２１ゴムの基体
９２２弾性層
９３中間転写ベルト
１０一次転写ローラ
１１二次転写ローラ
１２二次転写対向ローラ
１３中間転写ベルトクリーナー
１３１二次転写残トナー収納器
１４除電帯電器
１５駆動ローラ
１６テンションローラ
１７帯電器電源
１９感光ドラムクリーナー
２０一次転写バイアス電源
２１二次転写バイアス電源
２３ローラ帯電器
２４バイアス電源
Ｎ１一次転写ニップ部
Ｎ２二次転写ニップ部
Ｎ３ローラ帯電器と中間転写ベルトのニップ部
Ｐ転写材
Ｌ露光光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method, and more particularly to an image forming apparatus using an intermediate transfer belt.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a color image forming apparatus, various methods such as an electrophotographic method, a thermal transfer method, and an ink jet method are known. Of these, an electrophotographic method is an image compared to other methods. It is excellent in terms of formation speed, image quality, and quietness.
[0003]
There are various types of image forming apparatuses that employ an electrophotographic system. For example, a multiple development method in which a color image (a plurality of color toner images) is superimposed on the surface of an electrophotographic photosensitive member and then transferred onto a transfer material to form an image, a multiple transfer method in which a development / transfer cycle is repeated, In addition, there is an intermediate transfer method in which toner images of respective colors are sequentially primary transferred onto an intermediate transfer body and then transferred onto a transfer material at once. Of these, the intermediate transfer type has advantages such as no possibility of color mixing and the use of various transfer materials having different qualities and thicknesses.
[0004]
FIG. 8 shows an outline of a four-color full-color laser beam printer as an example of an intermediate transfer type image forming apparatus.
[0005]
As shown in FIG. 8, on the peripheral surface of the photosensitive drum 1 as an image carrier, a charger 2 and an exposure device 3 that irradiates the photosensitive drum 1 with laser light in order along the rotation direction (arrow R1 direction). A developing device 5, an intermediate transfer belt 9, and a photosensitive drum cleaner 19 are disposed.
[0006]
In the drawing, the surface of the photosensitive drum 1 having a diameter of 46.7 mm that is rotationally driven in the direction of the arrow R1 at a surface speed of 117 mm / second is charged negatively by the charger 2.
[0007]
The potential of the surface of the photosensitive drum 1 charged by the charger 2 (hereinafter, charged potential) is usually −450 V to −800 V. In addition, a charging bias in which a DC voltage is superimposed on an alternating voltage is applied to the charger 2 by a charger power source 17. Charging can be performed efficiently by using a charging bias in which a DC voltage is superimposed on an alternating voltage.
[0008]
An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged photosensitive drum 1 by the exposure L of the exposure means 3 corresponding to the image information. Here, the exposure unit 3 includes a light source 3a such as a laser, a six-sided polygon mirror 3b for performing raster scanning, a lens 3c for imaging, a folding mirror 3d, and the like.
[0009]
Black toner charged negatively by the first color black developing device 5 mounted on the rotary 22 is attached to the electrostatic latent image and developed as a toner image. Incidentally, as the toner, toner formed into a desired size by a pulverization method is generally used.
[0010]
Intermediate rotation Copy The belt 9 is supported by a plurality of support shafts (secondary transfer counter roller 12, drive roller 15, and tension roller 16).
[0011]
Where Copy For example, the belt 9 is made of an endless resin belt having a thickness of about 0.05 mm to about 0.3 mm and a volume resistivity of 10 mm. ^Ten -10 ¹⁶ A material whose resistance is adjusted to about Ω · cm can be used. In this case, as the material of the resin belt, for example, PVdF (polyvinylidene fluoride), polyamide, PET (polyethylene terephthalate), a resin film such as polycarbonate (resistance is adjusted as necessary), and the like can be used. . Further, the resin belt is made of carbon, ZnO, SnO. ₂ And TiO ₂ With a conductive filler such as ⁷ -10 ¹¹ In some cases, it is adjusted to about Ω · cm. Like the latter, intermediate transfer is achieved by reducing the resistance to low to medium. Copy It is possible to prevent image defects due to the accumulation of electric charges in the belt 9. Intermediate rotation Copy By using a highly rigid resin as the bolt 9, the generation of wrinkles of the belt during rotation is prevented.
[0012]
As the belt rotates, it receives a force in a direction perpendicular to the direction of travel. This force is generated by a subtle shift in the parallelism of the support shaft that supports the belt. However, this shift cannot be completely eliminated due to manufacturing tolerances. Therefore, intermediate transfer Copy A material having high rigidity is used as the bolt 9, and wrinkles due to this force are prevented.
[0013]
As the drive roller 15 rotates (in the direction of arrow R2 in the figure), intermediate rotation is performed. Copy The bolt 9 rotates in the direction of arrow R3 in the figure.
[0014]
And halfway Copy When a positive primary transfer bias is applied from a primary transfer power supply 20 to a primary transfer roller 10 having a diameter of 12 mm that is driven to rotate by the belt 9, the toner image on the photosensitive drum 1 is primary through the primary transfer nip N1. Transcribed. Further, as the primary transfer roller 10, a resistance adjusting agent such as carbon is added to EPDM, urethane rubber, CR or NBR, etc. ^Five Generally, a material adjusted to Ω · cm or less is used.
[0015]
The primary transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 after the primary transfer is removed by a photosensitive drum cleaner 19 having an elastic blade.
[0016]
The series of image forming processes of charging, exposure, development, primary transfer, cleaning, and charge removal described above is performed for the toners of the second color magenta, the third color cyan, and the fourth color yellow stored in the developing devices 6, 7 and 8. Repeatedly, intermediate transfer Copy A toner image of four colors is overlaid on the belt 9.
[0017]
By the way Copy The surface of the belt 9 is gradually charged up to a negative polarity every primary transfer. In addition, if the primary transfer of the first color and the second color is advanced, the intermediate transfer is already completed. Copy There is a need to place toner on the belt 9 where toner is placed. Therefore, in order to perform primary transfer efficiently, it is necessary to gradually increase the primary transfer bias for each color.
[0018]
In the conventional example shown here, a primary transfer bias of +100 V for the first color, +500 V for the second color, +600 V for the third color, and +700 V for the fourth color was used.
[0019]
When a secondary transfer bias is applied from the secondary transfer bias power source 21 to the secondary transfer roller 11 having a diameter of 20 mm that rotates in the direction of the arrow R4 in the drawing, intermediate transfer is performed. Copy The toner image on the belt 9 is secondarily transferred collectively onto the surface of the transfer material P via the secondary transfer nip portion N2 on the secondary transfer counter roller 12.
[0020]
The transfer material P carrying an unfixed toner image of four colors on the surface is conveyed to a fixing device (not shown), where the toner image on the surface is fixed and image formation is completed.
[0021]
On the other hand, the intermediate transfer after the secondary transfer is completed. Copy The default 9 is intermediate Copy The intermediate cleaner 13 is not transferred to the transfer material P by the belt cleaner 13. Copy The secondary transfer residual toner remaining on the belt 9 is removed, and the collected toner is stored in the secondary transfer residual toner container 131.
[0022]
Continue to intermediate Copy The belt 9 is removed by a charge removal charger (charge removal means) 14 as necessary. As the static elimination charger 14, AC corona charging is often used. In addition, in order to increase static elimination efficiency, Copy In general, an electrode is provided inside the bolt 9.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a solid image is printed using the intermediate transfer belt used in the conventional example in an image forming apparatus, the density becomes non-uniform in a direction perpendicular to the advancing direction of the transfer material P (hereinafter referred to as a longitudinal direction). Thereafter, density unevenness occurred, and the image quality deteriorated.
[0024]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is intended to be used for intermediate rotation with high rigidity. Copy An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that suppresses occurrence of density unevenness and prevents image quality deterioration in an image forming apparatus.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a toner image formed on the surface of a photosensitive drum as an image carrier is primarily transferred to a surface which is a toner image carrying surface of an intermediate transfer belt at a primary transfer nip, and the toner image is carried on the intermediate transfer belt. In an image forming apparatus for performing image formation by secondarily transferring a toner image primarily transferred to a surface, which is a surface, to the surface of a transfer material at a secondary transfer nip portion,
The intermediate transfer belt has a resin base and an elastic layer provided on the resin base; The resin is polycarbonate or polyimide; The surface of the elastic layer is the toner image carrying surface of the intermediate transfer belt, the JIS-A hardness of the elastic layer is in the range of 25 degrees to 80 degrees, and the thickness of the resin substrate is 0.05 mm to 0 mm. An image forming apparatus is provided in which the elastic layer has a thickness of 0.02 mm to 1.0 mm.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples.
[0028]
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the intermediate transfer used in this example. Copy FIG. 3 is a view showing a cross section of the bolt 9 in detail. Although description will be made with reference to the drawings, members having the same functions as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0029]
In FIG. 1 and FIG. Copy As the bolt 91, a polycarbonate resin is used with a resistance value of 10 due to carbon dispersion. ⁸ Adjust to about Ω · cm, thickness ( T1a ) On the upper surface of the base 911 molded to 0.15 mm, a resistance value of 10 ⁸ Ω · cm, JIS-A hardness 60 degrees, thickness ( T2a ) A member provided with 0.3 mm NBR rubber as an elastic layer 912 is used. No It was. The JIS-A hardness was measured by molding the material constituting the elastic layer 912 into a plate shape having a thickness of 10 mm, load: 1 kg, measurement environment: temperature 23 ° C./humidity 60%. By providing an elastic layer 922 on the upper surface of the base 911, the intermediate transfer between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer nip N1 is achieved. Copy The contact of the bolt 91 became uniform, and the occurrence of uneven density in the longitudinal direction could be prevented. At the same time, the use of a highly rigid resin as the substrate 911 can suppress wrinkling during traveling.
[0030]
Hereinafter, the mechanism by which the elastic layer 912 prevents the occurrence of density unevenness in the longitudinal direction will be described in detail.
[0031]
FIG. 3 shows a primary transfer nip in a conventional example. Part It is the figure which represented the width | variety of N1 typically.
[0032]
According to the study by the present inventors, the occurrence of density unevenness is caused by the width of the primary transfer nip portion N1 being non-uniform in the longitudinal direction as shown in FIG. The narrower the width of the primary transfer nip portion N1, the smaller the current flowing through the primary transfer nip portion N1 during the primary transfer, resulting in lower transfer efficiency and lower density.
[0033]
The width of the primary transfer nip N1 is intermediate between that of the photosensitive drum 1 and intermediate transfer. Copy Although it is proportional to the contact pressure of the belt 91, it is inevitable that the contact pressure in the longitudinal direction becomes somewhat uneven due to manufacturing tolerances of the image forming apparatus.
[0034]
Where Copy The elastic layer 912 provided on the base 911 of the belt 91 has an effect of absorbing the fluctuation of the contact pressure and making the width of the primary transfer nip portion N1 substantially uniform in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of density unevenness in the longitudinal direction.
[0035]
In this embodiment, a substrate having a thickness (T1a) of 0.15 mm is used as the substrate 911, but can be used in the same manner as long as the thickness (T1a) is in the range of 0.05 mm to 0.5 mm. If the thickness (T1a) is less than 0.05 mm, sufficient durability cannot be obtained due to wear. When the thickness (T1a) exceeded 0.5 mm, the intermediate transfer belt 91 was not properly bent by the support shaft, and the running was not stable. In this example, polycarbonate was used as the resin for the substrate 911. The Liimi Do It is also possible to use it.
[0036]
As the elastic layer 912, a material having a JIS-A hardness of 60 degrees is used. ( T2a ) What was shape | molded to 0.3 mm was used. Furthermore, the thickness ( T2a ) When the JIS-A hardness is in the range of 25 degrees to 80 degrees when the thickness is in the range of 0.02 mm to 1.0 mm, the same effect can be obtained.
[0037]
However, according to the inventors' investigation, the thickness ( T2a ) Is less than 0.02 mm, the primary transfer nip regardless of the hardness Part The width of N1 was not uniform. When the elastic layer 912 is thin, the elastic layer 912 cannot sufficiently contract and the intermediate transfer of the photosensitive drum 1 is not performed. Copy The vibration of the contact pressure with respect to the bolt 91 cannot be sufficiently absorbed. thickness ( T2a ) If the thickness exceeds 1.0 mm, intermediate Copy Since the bolt 91 did not bend properly at the support shaft, the running was not stable. Further, according to the study by the present inventor, if the JIS-A hardness is less than 25 degrees, sufficient durability cannot be secured due to wear. If it exceeds 80 degrees, the effect of uniforming the width of the primary transfer nip N1 is reduced, and density unevenness in the longitudinal direction occurs.
[0038]
In this embodiment, NBR rubber is used as the elastic layer 912. However, it is possible to use elastic materials such as chloroprene rubber, EPDM, and urethane rubber as long as the thickness and hardness are in the above ranges. . Furthermore, if necessary, carbon, ZnO, SnO ₂ And TiO ₂ With a conductive filler such as ⁷ -10 ¹¹ Adjust to about Ω · cm, intermediate rotation Copy It is possible to prevent image defects due to charge accumulation of the bolt 91.
[0039]
( reference Example 2)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. Figure 5 shows the book reference FIG. 4 is a diagram showing in detail a cross section of an intermediate transfer belt 92 used in an example.
[0040]
Although description will be made with reference to the drawings, members having the same functions as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0041]
4 and 5, intermediate rotation Copy As the belt 92, NBR rubber is made to have a resistance value of 10 by dispersion of carbon. ⁸ Ω · cm, JIS-A hardness 90 degrees, thickness ( T1b ) Thickness on the upper surface of the base 921 molded to 0.4 mm ( T1b ) 0.3 mm, resistance value 10 ⁸ A member provided with an NBR rubber having an Ω · cm degree of JIS-A hardness of 60 degrees as an elastic layer 922 was used. The JIS-A hardness was measured by molding the material constituting the substrate 921 or the elastic layer 922 into a plate shape having a thickness of 10 mm, load: 1 kg, measurement environment: temperature 23 ° C./humidity 60%. .
[0042]
Book reference Even when rubber having a high hardness is used as the substrate 921 as in the example, by providing an elastic layer made of a material having a hardness lower than that of the substrate, the width of the primary transfer nip portion N1 becomes uniform in the longitudinal direction, and the density is increased. Unevenness could be prevented. At the same time, the use of rubber having a high hardness as the base 921 can prevent wrinkles during running.
[0043]
Further, by using rubber as the base 921, the driving roller 15 and the intermediate roller Copy Since the adhesion of the back surface of the bolt 92 is improved, Copy It was also possible to suppress the occurrence of so-called color misregistration in which the rotation of the bolt 92 was stabilized and the overlapping positions of the respective colors were shifted.
[0044]
In the present invention, the thickness of the substrate 921 ( T1b ) However, a rubber having a thickness in the range of 0.3 mm to 1.0 mm can be used in the same manner. thickness ( T1b ) When the thickness was less than 0.3 mm, sufficient rigidity was not obtained and wrinkles occurred. thickness ( T1b ) If it exceeds 1.0 mm, intermediate rotation Copy The belt 92 was not properly bent at the support shaft, and the running was not stable.
[0045]
Incidentally, the hardness of the rubber used as the substrate 921 is preferably JIS-A hardness of 82 to 95 degrees. When the JIS-A hardness was less than 82 degrees, even when the thickness of the substrate 921 was in the range of 0.3 mm to 1.0 mm described above, the rigidity was insufficient and wrinkles were generated. Further, when the JIS-A hardness exceeds 95 degrees, intermediate transfer is performed even if the thickness of the base 921 is in the range of 0.3 mm to 1.0 mm. Copy The belt 92 was not properly bent at the support shaft, and the running was not stable.
[0046]
In addition, the rubber material of the base 921 reference In the example, NBR rubber is used, but elastic materials such as chloroprene rubber, EPDM, and urethane rubber can be used within the above-described thickness and JIS-A hardness ranges.
[0047]
The elastic layer 922 is the same as in Example 1, but a material with a JIS-A hardness of 60 degrees is used. ( T2b ) What was shape | molded to 0.3 mm was used. Furthermore, the thickness ( T2b ) When the JIS-A hardness is in the range of 25 degrees to 80 degrees when the thickness is in the range of 0.02 mm to 1.0 mm, the same effect can be obtained.
[0048]
However, according to the inventors' investigation, the thickness ( T2b ) Is less than 0.02 mm, the primary transfer nip regardless of the hardness Part The width of N1 did not become uniform. When the elastic layer 922 is thin, the elastic layer 922 cannot sufficiently contract and the intermediate transfer of the photosensitive drum 1 is not performed. Copy The vibration of the contact pressure with respect to the bolt 92 cannot be sufficiently absorbed.
[0049]
thickness ( T2b ) If the thickness exceeds 1.0 mm, intermediate Copy Since the bolt 92 does not bend properly at the support shaft, the running is not stable. Further, according to the study by the present inventor, if the JIS-A hardness is less than 25 degrees, sufficient durability cannot be secured due to wear. When it exceeded 80 degrees, the effect of uniforming the nip width of the primary transfer nip portion N1 was reduced, and density unevenness in the longitudinal direction occurred.
[0050]
Book reference In the example, NBR rubber was used as the base 921 and the elastic layer 922, but as in Example 1, an elastic material such as chloroprene rubber, EPDM, or urethane rubber is used as long as the thickness and hardness are in the above ranges. It is possible to do. Furthermore, if necessary, carbon, ZnO, SnO ₂ And TiO ₂ With a conductive filler such as ⁷ -10 ¹¹ By adjusting to about Ω · cm, it is possible to prevent image defects due to charge accumulation of the intermediate transfer belt 92.
[0051]
(Example 3)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, for each color of black, magenta, cyan and yellow Feeling light drum 1m, 1c, 1y, 1bk Feeling of light drum The tandem type image forming apparatus forms a full-color image by sequentially transferring the toner images of the respective colors formed on the intermediate transfer belt 93. The intermediate transfer belt 93 used in this embodiment has the same cross-sectional configuration as the intermediate transfer belt 93 shown in the first embodiment.
[0052]
In the case of a tandem image forming apparatus, the width of the primary transfer nip (N1m, N1c, N1y, N1bk) is not uniform in the longitudinal direction. This not only causes density unevenness but also multiple colors such as green and red. In the color formed by superposing the toners, the color becomes non-uniform. Therefore, in the tandem method, the intermediate transfer of the present invention is performed. Copy The use of the filter is particularly effective in preventing the deterioration of the image quality.
[0053]
The tandem image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0054]
The image forming apparatus includes a plurality of image forming units M, C, Y, and Bk, and an intermediate transfer belt 93 is disposed through each image forming unit. In each of the image forming units M, C, Y, and Bk, photosensitive drums 1m, 1c, 1y, and 1bk are supported so as to be rotatable in the direction of the arrow R1. Reference numerals 2m, 2c, 2y and 2bk are primary chargers, which are arranged at predetermined intervals from the photosensitive drums 1m, 1c, 1y and 1bk, respectively. Reference numerals 3m, 3c, 3y, and 3bk denote laser exposure apparatuses, which are located downstream of the primary chargers 2m, 2c, 2y, and 2bk in the rotation direction of the photosensitive drums 1m, 1c, 1y, and 1bk, respectively. Feeling light drum To expose.
[0055]
6, 7, 8, and 5 are developing units containing magenta, cyan, yellow, and black toners, respectively, so that they are adjacent to the photosensitive drum on the downstream side of the photosensitive drums 1 m, 1 c, 1 y, and 1 bk exposure devices. Are arranged. Intermediate rotation Copy The belt 93 is supported by the drive roller 15, the secondary transfer counter roller 12, and the tension roller 16, and rotates in the direction of arrow R3 in the figure.
[0056]
The primary transfer rollers 10m, 10c, 10y and 10bk are used for intermediate transfer. Copy Intermediate transfer to each photosensitive drum in order from the upstream side of the movement direction of the belt 93. Copy It is arranged at each transfer position so as to sandwich the belt 93.
[0057]
19m, 19c, 19y and 19bk are cleaners for each photosensitive drum, and 13 is an intermediate transfer. Copy Intermediate transfer for removing secondary transfer residual toner on the belt 93 Copy Tort Cleaner.
[0058]
The operation of the image forming apparatus configured as described above will be described using the image forming unit M as an example.
[0059]
The photosensitive drum 1m rotates in the direction of the arrow R1. After the surface is negatively charged uniformly by the primary charger 2m, exposure is performed by the laser exposure device 3m, and an electrostatic latent image corresponding to the image data is formed.
[0060]
The developing device 6 performs development using negatively charged toner, and forms a toner image corresponding to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1m. The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1m is subjected to intermediate transfer via the primary transfer nip N1m by applying a positive primary transfer bias to the primary transfer roller 10m. Copy Primary transfer is performed on the belt 93.
[0061]
On the other hand, the residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum 1m after the transfer is removed by the photosensitive drum cleaner 19m and supplied to the next image formation.
[0062]
The above operation is performed at each image forming unit at a predetermined timing, and the toner images formed on the respective photosensitive drums are sequentially transferred to the intermediate transfer. Copy The image is transferred (primary transfer) onto the belt 93 and a reversed full color image is formed on the intermediate transfer belt 93 once. When a secondary transfer bias is applied from the secondary transfer bias power source 21 to the secondary transfer roller 11 rotating in the direction of the arrow R4 in the figure, intermediate transfer is performed. Copy The toner image on the belt 93 is secondarily transferred collectively onto the surface of the transfer material P via the secondary transfer nip portion N2 on the secondary transfer counter roller 12. The transfer material P on which the toner image is transferred is a fixing device (not shown). In It is supplied, fixed by receiving heat and pressure, and a full color image is obtained.
[0063]
Note that intermediate transfer is completed after secondary transfer. Copy The default 93 Copy The secondary transfer residual toner is removed by the belt cleaner 13.
[0064]
In this embodiment, an intermediate transfer belt whose base is resin is used. reference As shown in Example 2, an intermediate transfer belt using a rubber having a high hardness as a substrate can also be used. Further, the hardness and thickness of the elastic layer, the thickness and hardness of the substrate are the same as in Example 1 and Reference example If it is within the range shown in FIG.
[0065]
Example 4
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Although described with reference to the drawings, members having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this example, intermediate transfer Copy As a means for cleaning the belt 91, intermediate rotation Copy Low in contact with the bolt 91 La belt Electric appliance 23 is used. In this configuration, since the secondary transfer residual toner is stored in the photosensitive drum cleaner 19, it is not necessary to provide the secondary transfer residual toner container 131, and the apparatus can be downsized. Intermediate rotation Copy The belt 91 is the same as that shown in the first embodiment. By providing the elastic layer 912 on the resin base 911, the roller charger and the intermediate transfer unit 911 are provided. Copy The width of the nip portion N3 of the bolt 9 is uniform in the longitudinal direction, and the cleaning property is improved.
[0066]
Intermediate transfer with secondary transfer completed Copy The belt 91 proceeds to the roller charger 23 to which the DC voltage +1 KV is applied by the cleaner power source 24, and the intermediate transfer is performed. Copy The secondary transfer residual toner on the belt 91 is charged to a positive polarity. As roller charger 23, φ20mm metal roller The used. The secondary transfer residual toner charged to the positive polarity is transferred to the photosensitive drum 1 at the primary transfer nip portion N <b> 1 by applying a positive bias to the primary transfer roller 23. The secondary transfer residual toner transferred onto the photosensitive drum 1 is accommodated in a photosensitive drum cleaner 19.
[0067]
The roller charger 23 shown in this embodiment is replaced with the intermediate roller. Copy In order to ensure sufficient cleaning performance in the method used as the cleaning means of the belt 91, it is necessary to give a sufficient positive charge to the secondary transfer residual toner. However, if the width of the nip portion N3 is not uniform in the longitudinal direction, the secondary transfer residual toner existing in the narrow portion is not sufficiently charged because the current flowing from the roller charger 23 is insufficient. Further, if the voltage applied to the roller charger 23 is increased in order to sufficiently charge the secondary transfer residual toner existing in the narrow portion, an electric field leak occurs in the wide portion, and intermediate transfer occurs. Copy There is a risk of damage to the bolt 91.
[0068]
As described above, when the roller charger 23 is used as a cleaner for the secondary transfer residual toner, the intermediate transfer provided with the elastic layer 912 is used. Copy By using the belt 91, the roller charger 23 and intermediate transfer Copy 91 nip Part The width of N3 becomes uniform and the cleaning property is improved.
[0069]
By the way, in this example, T The toner manufactured by the pulverization method is used, but the cleaning property is further improved by using the spherical polymer toner manufactured by the suspension polymerization method. Spherical polymer toner has a larger surface area per unit volume and is easily charged compared to toner produced by a pulverization method.
[0070]
According to the study of the present inventor, when toner of 100 to 120 is used as a spherical coefficient SF-1 (details will be described later) which is a numerical value indicating the ratio of the roundness of the shape of the spherical substance, the charging property is improved.
[0071]
<About the shape factor SF-1>
The shape factor SF-1 is obtained by an expression obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of an elliptical figure formed by projecting a spherical substance on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
[0072]
SF-1 = {(MXLNG) ² / (AREA) × (100π / 4)}
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, intermediate transfer Copy By using a resin substrate having an elastic layer on a resin substrate, the width of the primary transfer nip portion becomes uniform in the longitudinal direction, and density unevenness can be prevented.
[0074]
According to another aspect of the invention, intermediate transfer Copy By using a rubber base with an elastic layer on a rubber substrate, the width of the primary transfer nip is uniform in the longitudinal direction, and density unevenness can be prevented, and intermediate transfer can be prevented. Copy The rotation of the belt was stabilized and the occurrence of color misregistration could be suppressed.
[0075]
According to another aspect of the present invention, in the tandem type image forming apparatus, by using an elastic layer provided on a resin substrate, the width of all primary transfer nip portions is in the longitudinal direction. It became uniform, and it became possible to prevent the occurrence of density unevenness and make the color uniform.
[0076]
According to yet another aspect of the invention, intermediate transfer is performed. Copy When a roller charger is used as a cleaning means for the belt, the intermediate transfer of the roller charger is performed. Copy The nip width with respect to the belt became uniform in the longitudinal direction, and the cleaning property was improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an intermediate transfer belt used in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the cause of density unevenness, which is a problem to be solved by the present invention.
FIG. 4 of the present invention reference 6 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus of Example 2. FIG.
FIG. 5 shows the present invention. reference 6 is a cross-sectional view of an intermediate transfer belt used in Example 2. FIG.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charger
3 Exposure means
3a Light source
3b Polygon mirror
3c lens
3d repeat mirror
5 Black developer
6 Magenta developer
7 Cyan developer
8 Yellow developer
9 Intermediate transfer belt
91 Intermediate transfer belt
911 Resin base
912 Elastic layer
92 Intermediate transfer belt
921 Rubber base
922 Elastic layer
93 Intermediate transfer belt
10 Primary transfer roller
11 Secondary transfer roller
12 Secondary transfer counter roller
13 Intermediate transfer belt cleaner
131 Secondary transfer residual toner container
14 Charger
15 Drive roller
16 Tension roller
17 Charger power supply
19 Photosensitive drum cleaner
20 Primary transfer bias power supply
21 Secondary transfer bias power supply
23 Roller charger
24 Bias power supply
N1 Primary transfer nip
N2 Secondary transfer nip
N3 Roller charger and intermediate transfer belt nip
P transfer material
L Exposure light

Claims

像担持体である感光ドラムの表面に形成されたトナー像を一次転写ニップ部にて中間転写ベルトのトナー像担持面である表面に一次転写し、該中間転写ベルトのトナー像担持面である表面に一次転写されたトナー像を二次転写ニップ部にて転写材の表面に二次転写して画像形成を行う画像形成装置において、
該中間転写ベルトが樹脂の基体及び該樹脂の基体上に設けられた弾性層を有し、該樹脂がポリカーボネート又はポリイミドであり、該弾性層の表面が該中間転写ベルトのトナー像担持面であり、該弾性層のＪＩＳ−Ａ硬度が２５度〜８０度の範囲であり、該樹脂の基体の厚さが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、該弾性層の厚さが０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であることを特徴とする画像形成装置。A toner image formed on the surface of a photosensitive drum as an image carrier is primarily transferred to a surface which is a toner image carrying surface of an intermediate transfer belt at a primary transfer nip portion, and a surface which is a toner image carrying surface of the intermediate transfer belt In the image forming apparatus for forming the image by secondary transfer of the toner image primarily transferred to the surface of the transfer material at the secondary transfer nip portion,
The intermediate transfer belt has a resin substrate and an elastic layer provided on the resin substrate, the resin is polycarbonate or polyimide, and the surface of the elastic layer is a toner image carrying surface of the intermediate transfer belt. The JIS-A hardness of the elastic layer is in the range of 25 to 80 degrees, the thickness of the resin base is in the range of 0.05 mm to 0.5 mm, and the thickness of the elastic layer is 0.02 mm. An image forming apparatus having a range of ˜1.0 mm.