JP5328239B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system or an electrostatic recording system. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus including a transfer unit that transfers a toner image formed on an image carrier onto a recording material.
従来電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光ドラムまたは中間転写体といった像担持体上に形成されたトナー像は転写部で静電的に記録材上に転写される。この転写部に記録材を所定の姿勢で導くための案内部材が、記録材の搬送方向において転写部よりも上流側に配置されている。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, a toner image formed on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive drum or an intermediate transfer member is electrostatically transferred onto a recording material by a transfer unit. A guide member for guiding the recording material to the transfer portion in a predetermined posture is disposed upstream of the transfer portion in the recording material conveyance direction.
記録材は、転写電界領域に突入するより前に像担持体との間にギャップを形成せずに、像担持体に沿って搬送される構成が望ましいため、転写電界領域の前から、像担持体に沿って、記録材が搬送される必要がある。そのため、案内部材は、記録材の転写部への突入の位置精度を高めるために、像担持体や転写電界領域に近接した構成になっている(特許文献1)。 Since the recording material is preferably transported along the image carrier without forming a gap between the recording material and the recording material before entering the transfer electric field region, the image carrier is used from the front of the transfer electric field region. The recording material needs to be conveyed along the body. Therefore, the guide member has a configuration close to the image carrier and the transfer electric field region in order to increase the positional accuracy of the recording material entering the transfer portion (Patent Document 1).
しかし、このような画像形成装置では、案内部材が像担持体及び転写電界領域に近接していると、案内部材がトナーにより汚染され、その結果、搬送される記録材が汚れるといった問題が発生する。そのため、案内部材或いは案内部材の表面に摩擦帯電特性をトナーの帯電極性と同極性である材料を用いることでトナーによる汚染を防止することができる。 However, in such an image forming apparatus, if the guide member is close to the image carrier and the transfer electric field region, the guide member is contaminated with toner, and as a result, the recording material to be conveyed becomes dirty. . Therefore, contamination with toner can be prevented by using a guide member or a material having a frictional charging characteristic that is the same as the charging polarity of the toner on the surface of the guide member.
しかし、案内部材は記録材を転写部に案内するために、記録材との間での摺擦が大きい。特に、案内部材と記録材とが接触する面積が大きくなると、案内部材の帯電量が大きくなる。その結果、案内部材から記録材に向かって部分的に放電が生ずることになり、画像不良が生ずる。 However, since the guide member guides the recording material to the transfer portion, the friction between the guide member and the recording material is large. In particular, when the area where the guide member and the recording material come into contact with each other increases, the charge amount of the guide member increases. As a result, a partial discharge occurs from the guide member toward the recording material, resulting in an image defect.
これを防止するために、案内部材を導電性にして、案内部材に電圧を印加する構成や案内部材を抵抗を介して接地する構成が挙げられる(特許文献2から特許文献5)。しかし、このような構成にすると、記録材が転写部と案内部材のそれぞれに跨っているときに、環境によっては、電圧が印加される転写部材から案内部材へ電流が流れ込む問題もあり、十分な対策とはいえない。 In order to prevent this, a configuration in which the guide member is made conductive and a voltage is applied to the guide member, and a configuration in which the guide member is grounded through a resistor can be cited (Patent Document 2 to Patent Document 5). However, with such a configuration, when the recording material straddles the transfer portion and the guide member, depending on the environment, there is a problem that current flows from the transfer member to which the voltage is applied to the guide member. It is not a measure.
これらの問題を解決するために、案内部材の表面粗さを大きくすることで、案内部材と記録材との摺擦面積を小さくする構成が望ましい。
しかし、案内部材の表面粗さを大きくしすぎてしまうと、案内部材の表面の凸部と凹部との間の段差が大きくなる。そのため、異物が凹部に入り込みやすくなり、案内部材の帯電特性が不安定になるといった問題が生ずる。 However, if the surface roughness of the guide member is excessively increased, the level difference between the convex portion and the concave portion on the surface of the guide member becomes large. For this reason, there is a problem that foreign matter easily enters the recess and the charging characteristics of the guide member become unstable.
一方、環境によって生ずる転写部材から案内部材への電流の流込みを防止しつつ、案内部材の帯電特性を維持する必要もある。 On the other hand, it is also necessary to maintain the charging characteristics of the guide member while preventing current from flowing from the transfer member to the guide member caused by the environment.
そこで、本発明は、案内部材と記録材との摺擦面積を小さくしつつ、案内部材の帯電特性の安定化を図る画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that stabilizes charging characteristics of a guide member while reducing a sliding area between the guide member and a recording material.
そこで、本願発明は、像担持体と、像担持体上のトナー像を記録材上に転写する転写部を形成する転写部材と、記録材を転写部に案内する案内部材と、を有する画像形成装置において、前記案内部材の記録材と接触する接触部は、空隙率が20〜40%である多孔質の高分子材料からなり、記録材との摩擦による帯電系列がトナーの正規の極性と同極であり、中心線平均粗さRaは10μm以上、50μm以下であり、体積抵抗率が1×10^12Ωcm以上、1×10^14Ωcm以下であることを特徴とする。 Accordingly, the invention of the present application forms an image having an image carrier, a transfer member that forms a transfer portion that transfers a toner image on the image carrier onto a recording material, and a guide member that guides the recording material to the transfer portion. In the apparatus, the contact portion of the guide member that contacts the recording material is made of a porous polymer material having a porosity of 20 to 40%, and the charging series due to friction with the recording material is the same as the normal polarity of the toner. The center line average roughness Ra is 10 μm or more and 50 μm or less, and the volume resistivity is 1 × 10 12 Ωcm or more and 1 × 10 14 Ωcm or less.
以上説明したように、本発明によると、本発明により案内部材と記録材との摺擦面積を小さくしつつ、案内部材の帯電特性の安定化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the charging characteristics of the guide member can be stabilized while reducing the sliding area between the guide member and the recording material.
(実施例)
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は電子写真方式の4色フルカラーのプリンタであり、同図はその概略構成を模式的に示す縦断面図である。
(Example)
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to Embodiment 1 as an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus shown in the figure is an electrophotographic four-color full-color printer, and the figure is a longitudinal sectional view schematically showing the schematic configuration.
同図に示す画像形成装置は、第1の像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という。)を備えている。感光ドラム1は、画像形成装置本体によって回転自在に支持されており、モータによって矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。 The image forming apparatus shown in the figure includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as a first image carrier. The photosensitive drum 1 is rotatably supported by the image forming apparatus main body, and is driven to rotate at a predetermined process speed (circumferential speed) in the direction of arrow R1 by a motor.
画像形成プロセスについて簡単に説明する。 The image forming process will be briefly described.
感光ドラム1は、回転過程でその表面が一次帯電器2によって所定の電位・極性に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム1は、露光装置からレーザービームで露光されることにより、目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばイエロー色成分像)に対応した静電潜像が形成される。 The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined potential and polarity by the primary charger 2 during the rotation process. The charged photosensitive drum 1 is exposed with a laser beam from an exposure device, whereby an electrostatic latent image corresponding to a first color component image (for example, a yellow color component image) of a target color image is formed.
この静電潜像は、現像装置(現像手段)4によって現像される。現像装置4は、回転可能なロータリ4aとこれに搭載された4個の現像器、すなわちイエローの(第1の)現像器4Y、マゼンタの(第2の)現像器4M、シアンの(第3の)現像器4C、ブラックの(第4の)現像器4Kを備えている。感光ドラム1上に形成された上述の静電潜像は、現像装置により現像される。即ち、ロータリ4aの回転により、イエローの現像器4Yが感光ドラム1に対向する現像位置に配置され、現像スリーブに現像バイアスが印加される。そして、イエローのトナーが付着されてイエローのトナー像として現像される。このとき第2〜第4の現像器4M,4C,4Kは、作動がオフになっていて感光ドラム1には作用せず、上述の第2の現像器4Yによって現像されたイエローのトナー像は、これら第2〜第4の現像器4M,4C,4Kによる影響は受けない。本実施例では、トナーの正規の帯電特性は負極性である。
This electrostatic latent image is developed by a developing device (developing means) 4. The developing device 4 includes a rotatable rotary 4a and four developing devices mounted thereon, that is, a yellow (first) developing
感光ドラム1の下方には、第2の像担持体としての中間転写ベルト5が配設されている。中間転写ベルト5は、無端状(エンドレス)に形成されていて駆動ローラ6,従動ローラ7,二次転写対向ローラ8に掛け渡されている。中間転写ベルト5は内側に配設された一次転写ローラ9によって感光ドラム1表面に押圧されており、これにより、感光ドラム1との間に一次転写部T1を形成している。中間転写ベルト5は、駆動ローラ6の同図中の反時計回りの回転に伴って、矢印R5方向に感光ドラム1のプロセススピードと同じ速度で回転する。上述の感光ドラム1上に形成されたイエローのトナー像が一次転写ニップ部に到達するタイミングに合わせて、一次転写バイアス印加電源(不図示)によって一次転写ローラ9に転写バイアスが印加される。そして、これにより感光ドラム1上のイエローのトナー像が中間転写ベルト5上に一次転写される。
Below the photosensitive drum 1, an
イエローのトナー像が転写された後の感光ドラム1表面は、ドラムクリーナ10によって転写残トナーが除去され、次の画像形成に供される。
After the yellow toner image has been transferred, the transfer residual toner is removed by the
上述のイエローのトナー像についての画像形成プロセス、すなわち帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングの各プロセスを、イエロー以外の他の3色(マゼンタ,シアン,ブラック)についても同様に繰り返す。これにより、中間転写ベルト5上で4色のトナー像が重ね合わされる。
The above-described image forming process for the yellow toner image, that is, the charging, exposure, development, primary transfer, and cleaning processes are similarly repeated for the other three colors (magenta, cyan, and black). As a result, the four color toner images are superimposed on the
感光ドラム1から中間転写ベルト5へイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのトナー像を順次に一次転写するための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性(正極性)であり、一次転写バイアス印加電源によって印加される。その印加電圧は例えば+100〜+2000Vの範囲である。
The primary transfer bias for sequentially transferring the yellow, magenta, cyan, and black toner images from the photosensitive drum 1 to the
中間転写ベルト5を挟んで従動ローラ7に対向する位置には、ベルトクリーナ11が当接配置されている。このベルトクリーナ11は、二次転写後に中間転写ベルト5上に残ったトナーを除去するものであり、トナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト5表面から離間されている。
A belt cleaner 11 is disposed in contact with the driven roller 7 across the
中間転写ベルト5を挟んで二次転写ローラ8に対向する位置には二次転写ローラ(転写部材)12が配設されている。この二次転写ローラ12は、中間転写ベルト5に対して接離可能に配設されており、上述のイエロー,マゼンタ,シアンのトナー像の一次転写が終了するまでは、中間転写ベルト5から離間されている。二次転写ローラ12は、中間転写ベルト5に当接されたときに二次転写部T2を形成する。
A secondary transfer roller (transfer member) 12 is disposed at a position facing the secondary transfer roller 8 with the
このようにして中間転写ベルト5表面に重ね合わさるようにして一次転写された4色のトナー像は、この二次転写ローラ12に電圧が印加されることにより、紙,樹脂フィルム等の記録材Pに転写される。この記録材Pは、給紙カセット13に収納されていたものが給紙ローラ14によって給紙され、搬送ローラ(不図示)によって搬送され、レジストローラ(不図示)によって所定のタイミングで二次転写部T2に供給されるものである。また、二次転写バイアスは、二次転写バイアス印加電源(不図示)によって二次転写ローラ12に印加されるものである。
The four-color toner image primarily transferred in such a manner as to be superimposed on the surface of the
上述の二次転写部T2に供給される記録材Pは、案内部材15、16に導かれて転写ニップ部T2に供給される。即ち、表面側(トナー像が転写される面)をガイドする上部案内部材15と、裏面側(トナー像が転写される面とは反対の面)をガイドする下部案内部材16がある。記録材Pは、これら案内部材15,16に規制されながら、二次転写部T2に供給されるようになっている。なお、案内部材16については後に詳述する。
The recording material P supplied to the secondary transfer portion T2 is guided to the
トナー像の二次転写後の記録材Pは、搬送部18を経由し、定着装置17に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより4色フルカラー画像が記録材上に形成される。
The recording material P after the secondary transfer of the toner image is transported to the fixing
一方、トナー像の二次転写後の中間転写ベルト5は、転写後に表面に残ったトナーは中間転写ベルト5表面に当接されたベルトクリーナによって除去され、次のトナー像の転写に供される。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
次に、本発明の特徴について詳述する。記録材Pは、まずレジストローラから搬送され、表面側が上部案内部材15に当たりこれに倣って進行する。そして、感光ドラム1との間にギャップを形成せず、転写電界領域に突入するより前に、中間転写ベルト5に沿って搬送されていく。記録材Pが転写部T2に達すると、これ以降は記録材Pは下部案内部材16に常時接触して、下部案内部材16に案内される状態となり、感光ドラム1への突入の位置精度が保たれる構成になっている。
Next, features of the present invention will be described in detail. The recording material P is first transported from the registration rollers, and the front side hits the
本実施の形態では、記録材Pの表面側をガイドする上部案内部材10は、非磁性の導電性部材であるステンレスを使用し、その表面を絶縁性のシート部材で覆った構成となっている。これは、装置の小型化により現像装置と上部案内部材15との距離が短縮することによる、現像マグネットの磁界の妨ぎを防止するためである。また、中間転写ベルト5に近接していることより、静電的な影響を与えて中間転写ベルト5上に形成されたトナー可視画像の乱れを防止する目的で、導電性にしてトナーと同極性の電圧が印加されている。更に、高温・高湿環境下(温度30℃/湿度80%)では湿度で記録材のインピーダンスが低下して、転写電圧と上部案内部材15に印加される電圧が干渉してしまう問題が生じる。そこで、この問題点を防止する為に絶縁性のシート部材で覆った構成としている。その一方で、記録材Pの裏面側を案内する下部案内部材16は、図2に示すように、基材16aは絶縁性の材料で形成されている。そして、記録材Pと強く摺擦される部分(接触部)には、シート部材16bが接着されている。本実施例では、接触部としてシート部材16bを基材16aに貼り付ける構成にしたが、コートする構成であってもいい。下部案内部材16全体はフロートの状態である。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、このシート部材16bは、記録材Pとの摩擦による帯電系列が負帯電であり、表面粗度がRaで10μm以上であり、50μm以下である高分子ポリエチレンを使用した。また、シート部材16bの厚みは、2mmである。また、シート部材16bの記録材Pの搬送方向と直交する方向の長さは、基材の長さと同じである。
In this embodiment, the
理由は、次の通りである。まず、記録材Pとの摩擦による帯電系列を、トナーと同極性にした。それにより、シート部材16bの記録材Pとの摺擦部分は、トナーを反発させる作用が働き、下部案内部材16のトナー汚染が防止できる。
The reason is as follows. First, the charging series by friction with the recording material P was made the same polarity as the toner. Accordingly, the rubbing portion of the
表面粗度(中心線平均粗さ)においては、シート部材16bの表面粗度Raが10μm未満になってしまうと、記録材Pとの接触面積が大きくなり摩擦が多くなることによりシート部材16bが過度に帯電される。その結果、過剰な電荷の放電による異常画像が発生してしまう。一方、表面粗度Raが50μmを越えると、表面粗度が大きくなることにより記録材の摩擦により削れた粉体がシート部材の谷間を詰まらせる場合があり、必要とする帯電状態を得ることが出来なくなるからである。
In the surface roughness (centerline average roughness), if the surface roughness Ra of the
ここで、表面粗度は、23℃・55RH%の環境下において、接触式表面粗さ測定装置(サーフコム570A、東京精密社製)を用いた。シート部材の測定に際しては、測定距離を2.5mmとし、接触針としてはその先端がダイヤモンド(5μmR、90°円錐)のものを用いる。そして、測定個所を変えて3回繰り返し測定した際の平均値をシート部材の中心線平均粗さRaとして求める。 Here, for the surface roughness, a contact type surface roughness measuring device (Surfcom 570A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) was used in an environment of 23 ° C. and 55 RH%. When measuring the sheet member, a measurement distance is set to 2.5 mm, and a contact needle having a diamond tip (5 μmR, 90 ° cone) is used. And the average value at the time of measuring repeatedly 3 times by changing a measurement location is calculated | required as centerline average roughness Ra of a sheet | seat member.
また、シート材の体積抵抗率は1×10^12Ωcm以上であり、1×10^14Ωcm以下が望ましい。 The volume resistivity of the sheet material is 1 × 10 12 Ωcm or more, and preferably 1 × 10 14 Ωcm or less.
体積抵抗率が1×10^14Ωcmを上まわった場合は、前述の様に表面粗度が大きくしても上述の過剰な電荷の放電による異常画像が発生してしまう。また、シート材の抵抗が1×10^12Ωcmを下まわった場合は、電圧が印加される転写部材から記録材に電流が流れてしまう問題が発生してしまうからである。 When the volume resistivity exceeds 1 × 10 14 Ωcm, an abnormal image is generated due to the discharge of the above-described excessive charge even if the surface roughness is increased as described above. Further, when the resistance of the sheet material falls below 1 × 10 12 Ωcm, there arises a problem that a current flows from the transfer member to which the voltage is applied to the recording material.
ここで、体積抵抗率の測定方法について説明する。体積抵抗率は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのHRプローブ)を用い、JIS K6991に従って測定することができる。前記体積抵抗率の測定方法を図を用いて説明する。図3は、円形電極の一例を示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)である。図3に示す円形電極は、第一電圧印加電極A’と第二電圧印加電極B’とを備える。第一電圧印加電極A’は、円柱状電極部C’と、該円柱状電極部C’の外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部C’を一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部D’とを備える。第一電圧印加電極A’における円柱状電極部C’及びリング状電極部D’と第二電圧印加電極B’との間にシート部材を挟持し、第一電圧印加電極A’における円柱状電極部C’と第二電圧印加電極B’との間に電圧V(V)を印可したときに流れる電流I(A)を測定し、
ρv=19.6×(V/I)×t (1)
により、シート部材の体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出することができる。ここで、式(1)中、tは測定対象物の厚さを示す。
Here, a method for measuring volume resistivity will be described. The volume resistivity can be measured in accordance with JIS K6991 using a circular electrode (for example, HR probe of Hirester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). A method for measuring the volume resistivity will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view (b) showing an example of a circular electrode. The circular electrode shown in FIG. 3 includes a first voltage application electrode A ′ and a second voltage application electrode B ′. The first voltage application electrode A ′ has a cylindrical electrode part C ′ and a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical electrode part C ′ and surrounding the cylindrical electrode part C ′ at a constant interval. Ring-shaped electrode portion D ′. A sheet electrode is sandwiched between the second voltage application electrode B ′ and the cylindrical electrode part C ′ and the ring electrode part D ′ in the first voltage application electrode A ′, and the cylindrical electrode part in the first voltage application electrode A ′. A current I (A) that flows when a voltage V (V) is applied between the part C ′ and the second voltage application electrode B ′;
ρv = 19.6 × (V / I) × t (1)
Thus, the volume resistivity ρv (Ωcm) of the sheet member can be calculated. Here, in Formula (1), t shows the thickness of a measuring object.
このシート部材16bの表面粗度、及びシート部材16bの体積抵抗値を上述の範囲内に収められたシート部材16bを下部案内部材16に貼着し、記録材Pと下部案内部材16が摺擦することになる。この構成により、トナー汚れを防止するだけの適度な帯電を実現し、記録材Pとの摩擦による過度の帯電を防止することができる。
The
上部案内部材10,下部案内部材16を上述のように構成し、常温低湿環境下(温度23℃/湿度5%)において、記録材Pを同環境下に一週間放置した坪量が64g紙を用いて同環境で検討を行った。この検討の際の記録材の搬送速度は、一分間にA4サイズの記録材が30枚通紙される速度で検討を行った。
The
本検討では、案内部材に表面粗度と体積抵抗率を異ならせたシート部材を貼ってそれぞれの場合の画像の判別を行った。記録材Pは、まずレジストローラから搬送され、表面側が上部案内部材15に当たりこれに倣って進行する。そして、感光ドラム1との間にギャップを形成せず、転写電界領域に突入するより前に、感光ドラム1に沿って搬送されていく。記録材Pが転写ニップTに達すると、これ以降は下部案内部材16に記録材Pが常時摺擦して、案内された状態で搬送されている。
In this study, sheet members having different surface roughness and volume resistivity were attached to the guide member, and the images in each case were determined. The recording material P is first transported from the registration rollers, and the front side hits the
その検討結果を図4に示す。○印は画像良好、×は異常有り、××は異常レベルがひどいもの、△はその他の不具合有り、として表示している。また、Ra50μm以上の△と×は、長期間の使用において記録材の摩擦により削れた粉体がシート材の空隙を詰まらせ、それが摺擦による帯電状態を高めてしまっていたからである。 The examination result is shown in FIG. ○ indicates that the image is good, × indicates that there is an abnormality, XX indicates that the abnormality level is severe, and Δ indicates that there are other defects. Further, Δ and X of Ra of 50 μm or more are because the powder scraped by the friction of the recording material clogs the gap of the sheet material for a long period of use, which increases the charged state by the rubbing.
このとき、下部案内部材16と記録材Pは強く摺擦されており、下部案内部材16に絶縁部材を用いた場合には、記録材Pと下部案内部材16との摩擦帯電による記録材上の過剰な帯電電荷を除去することができない。このため、転写後の画像に横スジ状の異常画像が見られた。
At this time, the
ここで、図4を用いて表面粗度と体積抵抗値に対する画像への影響について検討する。表面粗度が10μm以上50μm以下では、その領域外に対しても画像不良のランクが上がっていることが分かる。即ち、体積抵抗率が10^12Ωcm未満の場合には、表面粗度が10μm以上50μm以下の範囲外では、×〜××となっている。それに対して、表面粗度が10μm以上50μm以下の範囲内では、△〜○といったようにランクが上がっていることが分かる。その理由は、記録材とシート部材との接触面積の減少によるものである。Ra50μm以上の×と△は、長期間の使用において記録材の摩擦により削れた粉体がシート材の空隙を詰まらせ、それが摺擦による帯電状態を高めてしまっていたからである。 Here, the influence on the image with respect to the surface roughness and the volume resistance value will be examined with reference to FIG. It can be seen that when the surface roughness is 10 μm or more and 50 μm or less, the rank of the image defect is increased even outside the region. That is, when the volume resistivity is less than 10 12 Ωcm, the surface roughness is outside the range of 10 μm or more and 50 μm or less. On the other hand, when the surface roughness is in the range of 10 μm or more and 50 μm or less, it can be seen that the rank is increased like Δ to ○. The reason is that the contact area between the recording material and the sheet member is reduced. X and Δ of Ra of 50 μm or more are because the powder scraped by the friction of the recording material clogs the gap of the sheet material for a long period of use, and this increases the charged state by the rubbing.
ここで、図5のシート部材と記録材とを摺擦した時の帯電特性の結果に示す。この測定は表面電位部材と測定対象物との間隔を3mmに設定して、測定対象物の表面の電位を測定したものである(以下同様の測定方法である)。図5は、シート部材16bの体積抵抗率が10^13Ωcmであり、表面粗度が1μmと10μmに対して前述した搬送速度で連続してA4サイズの記録材を通紙したときにシート部材の表面電位の上昇具合を示したものである。また、いずれのシート部材ともにサイズは同じである。本実施形態のシート部材は10μmの表面粗度を有しているので、通紙枚数が増えても少ない帯電量で飽和する傾向がある。これにより、記録材Pとの摩擦帯電による、記録材P上の過剰な帯電の発生を抑制することができ、連続で画像形成を行った場合でも正常の転写画像を得ることができた。一方、接触面積が大きくなるような表面粗度が1μmのときは、高い帯電量で飽和しており、この場合には、画像不良が生じた(ランク××)。また、絶縁部材で形成された基材16aにシート部材16bを貼り付けているために、案内部材全体としては、フロート状態となっている。そのため、作像時に印加される転写バイアスが下部案内部材16に電流の流れ込みを起こしての転写電流不足による不良画像が生じることも無かった。
Here, the result of charging characteristics when the sheet member and the recording material in FIG. In this measurement, the distance between the surface potential member and the measurement object is set to 3 mm, and the surface potential of the measurement object is measured (hereinafter, the same measurement method). FIG. 5 shows that when the
このように、表面粗度を10μm以上50μm以下の範囲内にすることで画像不良の低減を図ることができる。 Thus, image defects can be reduced by setting the surface roughness within the range of 10 μm or more and 50 μm or less.
さらに、シート部材16bの体積抵抗率について検討する。体積抵抗率が1×10^14Ωcmを上まわった場合は、前述の様に表面粗度が大きくしても上述の過剰な電荷の放電による異常画像が発生してしまう。即ち、10^14Ωcmでは、画像不良が生じないレベル(○)であってものが、10^14Ωcmを越えると画像不良が発生するレベル(△)になる。また、シート材の抵抗が1×10^12Ωcmを下まわった場合は、前述、上部案内部材10の構成説明で述べたような、転写電圧が記録材を伝わって下部案内部材と干渉してしまう問題が発生してしまうからである。即ち、10^12Ωcmでは、画像不良が生じないレベル(○)であってものが、10^12Ωcmを下回ると画像不良が発生するレベル(△)になる。
Further, the volume resistivity of the
このように、シート材の体積抵抗率は1×10^12Ωcm〜1×10^14Ωcmが望ましい。 Thus, the volume resistivity of the sheet material is desirably 1 × 10 12 Ωcm to 1 × 10 14 Ωcm.
また、案内部材全体のトナー汚れに関しては、記録材Pとの摩擦によって微小に帯電したシート部材16bの帯電系列が、トナーと同極性としているために、トナーと反発する力が作用し、案内部材のトナー汚れを防止できる。そのため、記録材のトナー汚れを防止することもできた。
Further, regarding the toner contamination of the entire guide member, since the charging series of the
また、下部案内部材16は、シート部材16bを貼りつけ、更に電気的にフロート構成にした簡易な構成であるために、従来構成よりも安価な構成で、より高い効果を得ることができた。
In addition, since the
このように、本発明により案内部材と記録材との摺擦面積を小さくしつつ、案内部材の帯電特性の安定化を図ることができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to stabilize the charging characteristics of the guide member while reducing the sliding area between the guide member and the recording material.
(第2の実施例)
次に本発明の第2の実施例ついて説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
本発明実施形態を示す画像形成装置の概略断面図は図1の通りである。本実施例では、シート部材16bの材料として、トナーと同極性の帯電特性を持ち、接触面積が少ない無数の孔質構造をした多孔質の高分子材料を使用する。また、中心線平均粗さRaは10μm以上であり、50μm以下であり、接触部の体積抵抗率が1×10^12Ωcm以上であり、1×10^14Ωcm以下である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. In the present embodiment, as the material of the
この多孔質の高分子材料は、図6に示すように、内部に無数の微小な空孔をもつ連続気孔の構造をしており、通気性を持っている。また、耐磨耗性に優れ、動的摺動抵抗も極めて低いという特徴を持ち合わせている。なお、本実施例での多孔質高分子材料の平均孔径は、10μmから20μmである。また、材料の充填度合いを表す空隙率は20〜40%である。 As shown in FIG. 6, this porous polymer material has a continuous pore structure having innumerable minute pores therein and has air permeability. In addition, it has excellent wear resistance and extremely low dynamic sliding resistance. The average pore diameter of the porous polymer material in this example is 10 μm to 20 μm. Moreover, the porosity which represents the filling degree of material is 20 to 40%.
この材料を使用する利点としてはまず、長期間の使用で記録材と摺擦した場合において、多孔質の材料であればその表面が多少削れても、下層から次の孔構造が表面として表れてくるので、表面粗度の低下が起こりにくい。即ち、中心線平均粗さRaを10μm〜50μmを長期間に亘って維持することができる。図7は、画像形成回数に対するシート部材の表面粗度の変化状態を示すものである。図7を参照してもわかるように、記録材との接触面積は常に少ない状態を維持することができ、記録材の帯電が上昇して画像に影響を及ぼすことはない。なお、シート部材16bの記録材の搬送方向と直交する方向の長さ及び厚みは、実施例一の構成と同じである。また、画像形成装置の記録材の搬送速度は1分間にA4サイズの記録材を30枚搬送する速度である。
As an advantage of using this material, first, when rubbing against the recording material for a long period of use, even if the surface of the porous material is slightly scraped, the next pore structure appears from the lower layer as the surface. Therefore, the surface roughness is hardly lowered. That is, the center line average roughness Ra can be maintained at 10 μm to 50 μm for a long period of time. FIG. 7 shows a change state of the surface roughness of the sheet member with respect to the number of image formations. As can be seen from FIG. 7, the contact area with the recording material can always be kept small, and the charging of the recording material does not increase and does not affect the image. The length and thickness of the
また、孔構造であると、孔構造でない同材質の材料に比べて、素材の断面形状から表面積が広く、空隙の部分が多い構造をしていることより、その比誘電率は低い状態となる。図8は、連続記録材摺擦回数に対するシート部材の表面電位の推移を示す図である。図8では、表面粗度が1μmの高分子材料と、表面粗度が10μmの高分子材料と、表面粗度が10μmの多孔質の高分子材料との間での表面電位の推移である。この検討では、いずれのシート部材の体積抵抗率は1×10^13Ωcmである。また、いずれのシート部材ともにサイズは同じである。図8を参照しても分かるように、同様の回数を記録材と摺擦した場合において、多孔質の高分子材料の表面電位は小さくなっていることが分かる。 In addition, in the case of a hole structure, the relative permittivity is low because the structure has a large surface area and a large number of voids compared to the same material that does not have a hole structure. . FIG. 8 is a graph showing the transition of the surface potential of the sheet member with respect to the continuous recording material rubbing frequency. FIG. 8 shows the transition of the surface potential between a polymer material having a surface roughness of 1 μm, a polymer material having a surface roughness of 10 μm, and a porous polymer material having a surface roughness of 10 μm. In this examination, the volume resistivity of any sheet member is 1 × 10 13 Ωcm. In addition, the size is the same for all the sheet members. As can be seen from FIG. 8, it is understood that the surface potential of the porous polymer material is small when the recording material is rubbed with the same number of times.
このように、案内部材への転写バイアスリーク防止を目的として高抵抗の材質を使用した場合でも、多孔質の材料を使用すれば、記録材の帯電が上昇し過ぎて、転写の際に画像へ影響を及ぼすことを防ぐことができる。 As described above, even when a high-resistance material is used for the purpose of preventing a transfer bias leak to the guide member, if a porous material is used, the recording material is excessively charged, and the image is transferred to the image during transfer. It can prevent the influence.
この多孔質高分子素材は、材料の充填度合いを表す空隙率が20〜40%である。これは、空隙率が20%未満だと材料部と空隙部が偏在し易くなってしまい、記録材との摺擦により局所的に帯電過多の部分が生じてしまうからである。また40%を越える場合には、記録材の削れ片で孔が詰ることで帯電性能の劣化低下を起こしてしまうこと、また空隙部が増えることによって強度が保てない。その結果、記録材との摺擦による磨耗が激しくなり、製品寿命を短くしてしまうからである。 This porous polymer material has a porosity of 20 to 40% representing the filling degree of the material. This is because if the porosity is less than 20%, the material portion and the void portion are likely to be unevenly distributed, and a portion that is excessively charged locally occurs due to friction with the recording material. On the other hand, if it exceeds 40%, the hole is clogged with scraped pieces of the recording material, causing deterioration in charging performance, and increasing the number of voids, the strength cannot be maintained. As a result, wear due to rubbing with the recording material becomes severe, and the product life is shortened.
空隙率の算出方法は、VHは多孔質シート部材の内面の間にある空隙の体積を示し、多孔質シート部材の全体積をVTとすると空隙率はVH/VT×100(%)から求められる。 In the calculation method of the porosity, VH indicates the volume of the void between the inner surfaces of the porous sheet member, and the porosity is obtained from VH / VT × 100 (%), where VT is the total volume of the porous sheet member. .
なお、上記の実施例では、案内部材をフロートの構成であったが、案内部材に高い抵抗値の抵抗器を介して接地する構成や、案内部材に電圧を印加する構成であっても同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the guide member has a float configuration, but the same applies to a configuration in which the guide member is grounded via a resistor having a high resistance value and a configuration in which a voltage is applied to the guide member. An effect can be obtained.
また、上記の実施例では、中間転写ベルトから記録材にトナー像が形成される構成であった。しかし、中間転写ベルトを有さず、電子写真感光体と転写部材が接触し、記録材上にトナー像を転写する構成であっても、同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the toner image is formed on the recording material from the intermediate transfer belt. However, the same effect can be obtained even when the electrophotographic photosensitive member and the transfer member are in contact with each other and the toner image is transferred onto the recording material without the intermediate transfer belt.
また、上記の実施例では、下部案内部材にシート部材を貼り付けたが、上部案内部材に貼り付ける構成であっても、同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the sheet member is attached to the lower guide member. However, the same effect can be obtained even if the sheet member is attached to the upper guide member.
以上のように、本発明により案内部材と記録材との摺擦面積を小さくしつつ、案内部材の帯電特性の安定化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to stabilize the charging characteristics of the guide member while reducing the sliding area between the guide member and the recording material.
さらに、多孔質の材料を用いることで、長期間に亘って上記効果を得ること画できる。 Furthermore, by using a porous material, the above effect can be obtained over a long period of time.
1 感光ドラム
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
5 中間転写ベルト
12 転写部材
15 上部案内部材
16 下部案内部材
16a 基材
16b シート部材
P 記録材(記録紙)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging apparatus 3 Exposure apparatus 4
Claims (3)
前記案内部材の記録材と接触する接触部は、空隙率が20〜40%である多孔質の高分子材料からなり、記録材との摩擦による帯電系列がトナーの正規の極性と同極であり、中心線平均粗さRaは10μm以上、50μm以下であり、体積抵抗率が1×10^12Ωcm以上、1×10^14Ωcm以下であることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: an image carrier; a transfer member that forms a transfer portion that transfers a toner image on the image carrier onto a recording material; and a guide member that guides the recording material to the transfer portion.
The contact portion of the guide member that comes into contact with the recording material is made of a porous polymer material having a porosity of 20 to 40%, and the charging series due to friction with the recording material is the same polarity as the normal polarity of the toner. The center line average roughness Ra is 10 μm or more and 50 μm or less, and the volume resistivity is 1 × 10 12 Ωcm or more and 1 × 10 14 Ωcm or less.
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