图像形成装置

文档序号:134429 发布日期:2021-10-22 浏览:58次 >En<

阅读说明:本技术 图像形成装置 (Image forming apparatus with a toner supply device ) 是由 熊谷直洋 渡边一彦 于 2021-04-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种图像形成装置,其目的在于能够抑制转印有来自图像载体的像的转印体中的成膜(异物粘着)的发生。其具有多个图像载体,和转印有所述多个图像载体所承载的图像的可旋转的转印体的图像形成装置,其特征在于:所述转印体的弹性变形率大于所述多个图像载体的弹性变形率,所述转印体的旋转方向上的最上游侧的所述图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值,小于所述最上游侧的图像载体以外的图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值。(The invention relates to an image forming apparatus, which can inhibit the generation of film formation (foreign matter adhesion) in a transfer body transferred with an image from an image carrier. An image forming apparatus having a plurality of image carriers and a rotatable transfer body to which images carried by the plurality of image carriers are transferred, characterized in that: the elastic deformation rate of the transfer body is greater than the elastic deformation rates of the plurality of image carriers, and the difference between the image carrier and the elastic deformation rate of the transfer body on the most upstream side in the rotation direction of the transfer body is smaller than the difference between the image carrier other than the image carrier on the most upstream side and the elastic deformation rate of the transfer body.)

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置。

背景技术

以往,在打印机、传真机、复印机以及它们的多功能外围设备等图像形成装置中,已知有将形成在感光体上的调色剂像转印到转印带等转印体上之后转印到存储介质上的图像形成装置。

例如,在专利文献1中,公开了具有感光体、中间转印带、清洁感光体的清洁机构等的电子照相装置,并公开了使得感光体和中间转印带的通用硬度值(HU)和弹性变形率在规定范围内。根据专利文献1,在搭载了具有高硬度且高弹性变形率的表面的机械强度高的感光体的中间转印方式的电子照相装置中,即使在感光体的表面突发性地产生了特征伤痕,也是能够抑制由此引起的不良影响,继续形成良好的图像的。

但是,在转印带中,除了纸粉之外,由于还附着二氧化硅等的调色剂外加剂等的异物,因此有可能妨碍高品质的图像形成。在异物附着在转印带上的状态下,来施加与感光体的接触压力等的来自于外部的压力时,就会发生异物粘着在转印带上的所谓成膜(filming)。

在专利文献2中,公开了一种具有中间转印带和清洁中间转印带的清洁刮板的图像形成装置,并公开了规定中间转印带的马氏硬度和弹性变形率的构成。根据专利文献2,能够良好地除去中间转印带的纸粉成膜,并且能够得到良好的清洁性。

但是,在现有技术中,着眼于除去转印带上的异物,抑制转印带的成膜发生本身是仍不充分的。

因此,本发明的目的在于提供一种能够抑制转印有来自图像载体的像的转印体中的成膜(异物粘着)的发生的图像形成装置。

【专利文献1】(日本)专利特开2005-250455号公报

【专利文献2】(日本)专利特开2016-206373号公报

发明内容

为了解决上述课题,本发明的图像形成装置具有多个图像载体,和转印有所述多个图像载体所承载的图像的可旋转的转印体,所述转印体的弹性变形率大于所述多个图像载体的弹性变形率,所述转印体的旋转方向上的最上游侧的所述图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值,小于所述最上游侧的图像载体以外的图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值。

根据本发明,能够提供一种可以抑制转印有来自图像载体的像的转印体中的成膜(异物粘着)的发生的图像形成装置。

附图说明

图1所示是本发明的图像形成装置的一个概要构成图例。

图2(a)~图2(d)所示是感光体一例的概略剖面图。

图3所示是改变感光体和转印带的弹性变形率[%]时是否发生成膜的调查结果示意图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明所涉及的图像形成装置进行说明。还有,本发明不局限于以下所示的实施方式,对于其他的实施方式、追加、修正、删除等,在本领域技术人员所能想到的范围内可以进行变更,无论是怎样的方式,只要起到本发明的作用和效果,都在本发明的范围内。

(第1实施方式)

本实施方式的的图像形成装置是一种具有多个图像载体,和转印有所述多个图像载体所承载的图像的可旋转的转印体的图像形成装置,其特征在于:所述转印体的弹性变形率大于所述多个图像载体的弹性变形率,所述转印体的旋转方向上的最上游侧的所述图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值,小于所述最上游侧的图像载体以外的图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值。

在本实施方式的图像形成装置中,作为转印体,可列举转印有图像载体(例如感光体)所承载的可视图像(也称为调色剂像、调色剂图像)的转印带。在本实施方式中,作为转印体是以转印带为例进行说明。

图1所示是本实施方式的定影装置的一例。

本实施方式的图像形成装置具有将感光体1、充电器2、显影器4及感光体清洁单元7一体化后的处理单元10等。处理单元10并联设置4个,例如使用黑色、青色、品红色、黄色用的处理单元。在全彩色图像形成时,各颜色的可视图像依次重叠转印到转印带15上。

本实施方式的图像形成装置具有4个处理单元10,分别以符号10a~10d来表示。在不区分处理单元10a~10d进行说明时,记载为处理单元10。另外,处理单元10a~10d分别具有感光体1、充电器2、显影器4、感光体清洁单元7,例如对于感光体,表示为感光体1a~1d。在图1中,省略了充电器2b~2d、显影器4b~4d、感光体清洁单元7b~7d的符号。另外,在不分别区分地说明时,记载为感光体1、充电器2、显影器4、感光体清洁单元7。

作为图像载体的一例的感光体1,是作为圆筒形的鼓状的感光鼓,感光体1在箭头的方向上旋转。

在此,对感光体1的一例进行说明。图2(a)~图2(d)所示是用于说明感光体1的一例的概略剖面图。图2(a)所示是在导电性支持体91上的表面附近设置了含有无机微粒子的感光层92的一例。图2(b)所示是在导电性支持体91上设置了感光层92以及含有无机微粒子的表面层93的一例。图2(c)所示是在导电性支持体91上设置了感光层92以及含有无机微粒子的表面层93的一例,该感光层92层叠了电荷产生层921、电荷传输层922。图2(d)所示是在导电性支持体91上设置底涂层94,并在其上设置了感光层92以及含有无机微粒子的表面层93的一例,该感光层92层叠了电荷产生层921、电荷传输层922。

作为导电性支持体91,可以使用具有体积电阻1010[Ω·cm]以下的导电性的支持体。例如,可以使用将铝、镍、铬、镍铬耐热合金、铜、金、银、白金等的金属或氧化锡、氧化铟等的金属氧化物通过真空蒸镀或溅镀来涂覆到膜材状或圆筒状的塑料、纸上后的材料。此外,作为导电性支持体91,也可以采用在上述支持体上将导电性粉体分散到适当的粘合树脂里来涂布。更进一步地,作为导电性支持体91,也可以良好地采用在适当的圆筒基体上通过热收缩管来设置导电性层,该热收缩管在聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯、氯化橡胶、特氟纶(注册商标)等的原材料中含有导电性粉体。

感光层92既可以是单层也可以是层叠,但也可以由电荷产生层921和电荷传输层922来构成。电荷产生层921是以电荷产生物质为主要成分的层。在电荷产生层921中可以采用公知的电荷产生物质,作为其代表可以例举有单偶氮颜料、双偶氮颜料、三偶氮颜料、苝系颜料、芘系颜料、喹吖啶酮系颜料、奎宁系缩合多环芳烃化合物、方形酸系染料,及其他的酞菁系颜料、萘酞菁系颜料、奥鐺(azulenium)酸系染料等。这些电荷产生物质既可以是单独,也可以是两种以上混合。

电荷产生层921也可以根据需要和粘合树脂一起,采用球磨(ball mill)、磨碎机(attritor)、砂磨机(sand mill)、超声波等分散到适当的溶剂中,并将其涂敷到导电性支持体上经干燥来形成。作为根据需要而在电荷产生层921中使用的粘合树脂可以例举有聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、聚酮、聚碳酸酯、硅树脂、丙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚砜、聚-N-乙烯基咔唑、聚丙烯酰胺、聚乙烯苯乙烯、聚酯、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚苯醚、聚酰胺、聚乙烯吡啶、纤维素系树脂、干酪素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。

粘合树脂的量相对于电荷产生物质100重量份为0~500重量份,优选的是10~300重量份为适当。

作为涂布液的涂敷方法可以采用浸涂法、喷涂、敲击涂敷(beat coating)、喷嘴涂敷、旋转涂敷(spinner coating)、环形涂敷(ring coating)等的加工方法。电荷产生层921的膜厚以0.01~5μm左右为适当,优选为0.1~2μm。

电荷传输层922将电荷传输物质及粘合树脂溶解乃至分散到适当的溶剂里,并将其涂敷到电荷产生层921上通过干燥来形成。另外,根据需要也可以添加可塑剂、匀染剂、抗氧化剂等。电荷传输物质包括电子传输物质和空穴传输物质。作为电子传输物质及空穴传输物质,可以使用公知的材料。

作为粘合剂树脂可以例举有聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚酯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏氯乙烯、聚芳酯、苯氧基树脂、聚碳酸酯、乙酸纤维树脂、乙基纤维树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯甲苯、聚-N-乙烯基咔唑、丙烯酸树脂、硅酮树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、尿烷树脂、酚醛树脂、醇酸树脂等热塑性或热固化性树脂。

电荷传输物质的量相对于粘合树脂100重量份优选为20~300重量份,更为优选的是40~150重量份。另外,从分辨率、响应性的观点出发,电荷传输层922的膜厚优选在25μm以下。关于下限值,虽然因使用的系统(特别是带电电位等)而不同,但优选为5μm以上。在本实施方式的感光体1中,也可以在该电荷输送层922中添加增塑剂或流平剂。作为增塑剂可以直接使用酞酸二丁酯、酞酸二辛酯等的作为一般的树脂的增塑剂来使用的增塑剂,其使用量相对于粘合树脂优选在0~30重量百分比程度。作为流平剂使用的是二甲基硅油、甲基苯基硅油等的硅油类,或在侧链中具有全氟烃基的聚合物或低聚物,其使用量相对于粘合树脂优选为0~1重量百分比。

电荷输送层922为最表层时,在电荷传输层922中含有无机微粒子。作为无机微粒子可以例举有铜、锡、铝、铟等的金属粉末,氧化硅、二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、掺杂锑的氧化锡、掺杂锡的氧化铟等的金属氧化物,以及钛酸钾等的无机材料。尤其以金属氧化物为良好,更进一步地,氧化硅、氧化铝、氧化钛等也能够有效地使用。

由于无机微粒子的平均一次粒径是0.01~0.5μm,从表面层93的光透过率或耐磨耗性来看是优选的。当无机微粒子的平均一次粒径在0.01μm以下时,会引起耐磨耗性降低和分散性降低等,而在0.5μm以上时,在分散液中会促进无机微粒子的沉降性,或是可能发生调色剂对感光体表面的成膜。

虽然无机微粒子的添加量越高其耐磨耗性越好,但太高时有时会导致剩余电位的上升、保护层的写入光的光透过率下降的副作用。因此,相对于大致全固体成分来说,优选为30重量百分比以下,更优选为20重量百分比以下。其下限值优选为3重量百分比。

另外,这些无机微粒子至少可以通过一种的表面处理剂来进行表面处理,如此就会利于无机微粒子的分散性。

由于无机微粒子的分散性的下降不仅会引起剩余电位的上升,还会导致涂膜的透明性下降或涂膜缺陷的发生,更进一步地,还会引起耐磨耗性的降低,从而可能发展成为妨碍高耐久化或高画质化的问题。

接着,对感光层92为单层构成的情况进行说明。可以使用将上述电荷产生物质分散在粘合树脂中的感光体1。单层的感光层92可以将电荷产生物质、电荷传输物质及粘合树脂溶解乃至分散到适当的溶剂里,并通过涂布、干燥来形成。

另外,单层的感光层92成为表面层93时,也含有上述无机微粒子。更进一步地,在感光层92上添加了上述电荷传输材料来作为功能分离类型,也能够良好地使用。另外,根据需要也可以添加增塑剂、流平剂、抗氧化剂等。作为粘合树脂,除了直接使用前述电荷输送层922中列举的粘合树脂之外,也可以混合使用电荷产生层中所举的粘合树脂。

电荷产生物质对粘合树脂100重量份的量优选为5~40重量份,电荷输送物质的量优选为0~190重量份,更优选为50~150重量份。根据需要,单层的感光层92可以和电荷产生物质、粘合树脂、电荷输送物质一起使用四氢呋喃、二恶烷、二氯乙烷、环己烷等溶剂通过分散机等分散的涂布液,通过浸涂法、喷涂法、珠涂法等来涂布形成。单层的感光层92的膜厚优选为5~25μm左右。

另外,在本实施方式的感光体1中,可以在导电性支持体91和感光层92之间设置底涂层94。底涂层94一般地是以树脂为主要成分,但考虑到还要在这些树脂上用溶剂来涂布感光层92,所以对于一般的有机溶剂优选的是耐溶性高的树脂。

作为这样的树脂,可以举出有聚乙烯醇、干酪素、聚丙烯酸钠等的水溶性树脂、共聚尼龙、甲氧基甲基尼龙等醇溶性树脂、聚氨酯、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸-三聚氰胺树脂、环氧树脂等形成三维网状构成的固化型树脂等。

另外,在底涂层94中,为了防止莫尔、降低剩余电位等,也可以添加能够以氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化铟等来示例的金属氧化物的微小粉末颜料。该底涂层94与上述感光层92同样,能够采用适当的溶剂和涂敷方法来形成。更进一步地,作为底涂层94也可以使用硅烷偶联剂、钛偶联剂、铬偶联剂等。此外也可以使用公知的材料。底涂层94的膜厚优选为1~5μm。

在本实施方式的感光体1中,可以在感光层92的最表面设置含有无机微粒子的表面层93。表面层93优选含有无机微粒子和粘合剂树脂。粘合剂树脂可以使用聚芳酯树脂、聚碳酸酯树脂等热塑性树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂等交联树脂。

作为微粒子,使用的是有机类微粒子及无机微粒子。作为有机类微粒子,可以举出含氟树脂微粒子、碳微粒子等。可以例举有铜、锡、铝、铟等的金属粉末,氧化硅、二氧化硅、氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铟、氧化锑、氧化铋、掺杂锑的氧化锡、掺杂锡的氧化铟等的金属氧化物,以及钛酸钾等的无机材料。尤其以金属氧化物为良好,更进一步地,氧化硅、氧化铝、氧化钛等也能够有效地使用。

由于无机微粒子的平均一次粒径是0.01~0.5μm,从表面层93的光透过率或耐磨耗性来看是优选的。当无机微粒子的平均一次粒径在0.01μm以下时,会引起耐磨耗性降低和分散性降低等,而在0.5μm以上时,在分散液中会促进无机微粒子的沉降性,或是可能发生调色剂对感光体表面的成膜。

虽然表面层93中的无机微粒子的浓度越高其耐磨耗性越好,但太高时有时会导致剩余电位的上升、保护层的写入光的光透过率下降的副作用。因此,相对于大致全固体成分来说,优选为50重量百分比以下,更优选为30重量百分比以下。其下限值优选为5重量百分比。另外,这些无机微粒子至少可以通过一种的表面处理剂来进行表面处理,如此就会利于无机微粒子的分散性。由于无机微粒子的分散性的下降不仅会引起剩余电位的上升,还会导致涂膜的透明性下降或涂膜缺陷的发生,更进一步地,还会引起耐磨耗性的降低,从而可能妨碍高耐久化或高画质化。

作为表面处理剂虽然能够采用以往所使用的表面处理剂,但以能够维持无机微粒子的绝缘性的表面处理剂为好。例如,从无机微粒子的分散性以及图像模糊来看,更好的是酞酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝锆偶联剂、高级脂肪酸等,或者是它们和硅烷偶联剂的混合处理,或者是Al2O3、TiO2、ZrO2、硅树脂、硬脂酸铝等,或是它们的混合处理。

硅烷偶联剂的处理会使得图像模糊的影响变大,有时可以通过进行上述表面处理剂和硅烷偶联剂的混合处理来抑制该影响。

对于表面处理量,因采用的无机微粒子的平均一次粒径而不同,优选为3~30wt%,更优选为5~20wt%。表面处理量为该范围时,能够得到无机微粒子的分散效果,并抑制剩余电位的显著上升。这些无机微粒子的材料可以单独或两种以上混合使用。表面层93的厚度优选在1.0~8.0μm的范围内。

长期反复使用的感光体1优选的是机械耐久性高、不易磨损。但是,在图像形成装置内,从充电器等产生臭氧及NOx气体等并附着在感光体1的表面时,有时会发生图像流动。为了防止该图像流动,优选使感光层92的磨损在某一定速度以上。考虑到这样的长期反复使用的情况,表面层93优选为1.0μm以上的膜厚。另外,优选表面层93的厚度为8.0μm以下,在这种情况下,能够抑制剩余电位上升和微细点再现性的降低。

无机微粒子的材料可以通过适当的分散机来分散。另外,从表面层93的透过率来说,分散液中的无机微粒子的平均粒径优选在1μm以下,更为优选的是在0.5μm以下。

作为在感光层92上设置表面层93的方法,可以使用浸渍涂布方法、环涂方法、喷涂方法等。其中,作为一般的表面层93的制膜方法,使用的是通过具有微小开口部的喷嘴喷出涂料并使得通过雾化生成的微小液滴附着到感光层92上来形成涂膜的喷涂方法。这里使用的溶剂可以例举四氢呋喃、二噁烷、甲苯、二氯甲烷、一氯代苯、二氯乙烷、环己酮、丁酮、丙酮等。

为了降低剩余电位、改善响应性,表面层93也可以包含电荷传输材料。电荷传输材料可以使用电荷传输层的说明中所记载的材料。在使用低分子电荷传输物质作为电荷传输物质时,也可以具有表面层93中的浓度倾斜。

另外,在表面层93中也可以良好地使用作为电荷输送物质的功能和具有粘合剂树脂的功能的高分子电荷输送物质。由这些高分子电荷输送材料构成的表面层93具有优异的耐磨性。作为高分子电荷传输物质,可以使用公知的材料,但优选的是从聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、聚醚中选取的至少一种聚合物。特别优选的是在主链和/或侧链中包含三芳基胺结构的聚碳酸酯。

感光体1的表面层93的弹性变形率、或者马氏硬度通过无机微粒子的添加量或树脂种类来适当地控制弹性变形率、马氏硬度。聚碳酸酯、聚芳酯等的树脂通过将刚性的结构引入到树脂骨架中,来提高弹性变形率和马氏硬度。另外,通过采用上述高分子电荷输送物质,弹性变形率和马氏硬度得到提高。

因此,作为在上述感光体1的例子中调整弹性变形率的方法,可以适当地进行变更,但如上所述,可以举出例如变更包含在最表层等的最表面的某一层里的无机微粒子的添加量、树脂种类的方法等。

充电器2是使感光体1带电的充电机构,呈辊形状。充电器2被压接到感光体1的表面上,并随着感光体1的转动而从动旋转。使用充电器2,例如通过高压电源来施加直流DC或在直流DC上重叠了交流AC的偏压,来使得感光体1均匀带电。

另外,在本例中,虽然将充电器2设为辊形状的充电方式,但并不限于此,除此之外,例如也可以是使用电线状的部件的放电式的充电方式。

曝光单元3是潜像形成机构,通过曝光单元3将图像信息曝光到感光体1上,并形成静电潜像。曝光可以使用例如激光二极管的激光光束扫描仪或LED等来进行。

显影器4是收纳有调色剂(显影剂)的显影单元,通过显影器4将感光体1的静电潜像显影为调色剂像。显影单元4通过例如由高压电源提供的预定显影偏压而被显影。

感光体清洁单元7在内部具有感光体清洁刮板6,并进行感光体1的清洁。感光体清洁单元7a~7d分别具有感光体清洁刮板6a~6d,在本例中,省略了6b~6d的符号。

转印带15通过转印驱动辊21、清洁对置辊16、一次转印辊5、张紧辊20来张紧架设,并通过驱动电动机经由转印驱动辊21在图中箭头方向上旋转驱动。另外,作为转印带15的张紧架设机构,通过弹簧对张紧辊20的两侧进行加压。

转印带15(也可以称为中间转印带等)可以是多层结构、单层结构中的任一种。作为转印带15的原材料,可以使用例如PI(聚酰亚胺)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、TPI(热塑性聚酰亚胺)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)。另外,可以使用PC(聚碳酸酯)、PPS(聚苯硫醚)等。

这里,热固性的PI(聚酰亚胺)或PAI(聚酰胺酰亚胺)通过离心成型等成型,由于不能连续成型,因此耗费工时,成本变高。另一方面,热塑性的TPI、PVDF、PEEK、PC、PPS等可以是连续成型的挤压成型,通过高生产效率,可以实现低成本化。作为转印带15的属性(硬度、弹性变形率),优选TPI,其成本低且耐久性高、可以用作寿命长的转印带。

另外,也可以在转印带15中含有赋予导电性的导电性赋予材料,作为导电性赋予材料,通常可以举出导电性填料。作为导电性填料,可列举出金属类、金属氧化物类、金属覆盖类、碳类。金属类(Ag、Ni、Cu、Zn、Al、不锈钢等)的导电性最高,在希望高电阻时要注意。另外,要注意的是,除了昂贵的Au,Ag以外,有时容易氧化,且电阻值会变化。金属氧化物类(SnO2、In2O3、ZnO)为了获得导电性,优选相对于树脂的总计为10~50质量百分比配合,要注意的是聚合物的机械特性有时会降低。另外,要注意的是,有时会成为高成本材料。碳类价格低廉,中~高电阻范围也可控制。

通常,比较廉价且难以受到环境依赖性的导电性碳作为导电性赋予剂是优选的。碳根据其制造方法,有炉黑、槽黑、乙炔黑、科琴黑等,在导电性带中较多使用的是炉黑或乙炔黑等。

另外,通过含有熔点为360℃以下的半芳香族系结晶性热塑性聚酰亚胺和导电性赋予剂,可以形成抑制了成本的转印带15。特别是,转印带15通过含有熔点为360℃以下的半芳香族类结晶性热塑性聚酰亚胺、选自以下的第1组中的至少1种、以及导电性赋予剂就能够抑制成本(第1组:聚醚酰胺、热塑性聚酰胺酰亚胺、PEEK)。

转印带15中的带的硬度、弹性变形率,除了材料的原材料固有的属性之外,还受到碳的种类、量等的组成及成型条件的影响。特别是受到成型时的冷却速度的影响,冷却速度越慢,硬度容易变高。冷却速度可以通过心轴(mandrel)的温度控制、带的抽出速度等来控制。另外,在成型后的退火处理中也存在硬度变高的情况。因此,作为调整转印带15的弹性变形率的方法,例如除了适当选择所使用的材料的种类之外,还可以举出改变导电性碳的种类、量、成型条件的方法等。

转印驱动辊21也被称为二次转印对置辊,也作为进行二次转印时的对置辊来起作用。

另外,处理单元10和转印驱动辊21的驱动源既可以是独立的,也可以是共用的,从装置主体的小型化和低成本化的观点出发,优选的是共用。另外,优选的是至少黑色用的处理单元10和转印驱动辊21的驱动源共用,并且优选的是同时使其接通/断开(ON/OFF)。

转印带清洁单元32具有与转印带15逆向抵接的清洁刮板31。通过清洁刮板31刮取转印带15上的转印残留调色剂等,来进行清洁。

另外,转印带15的清洁并不限于刮板清洁方式,除此之外,例如也可以采用刮刷及使用辊的静电方式等。在静电方式的情况下,例如使用被施加偏压的清洁刷或清洁辊来代替清洁刮板31。静电方式的情况下,根据图像形成装置的使用状况有时会需要转印残留调色剂的预备电荷,从而导致清洁单元本身大型化、高压电源需要追加1~2个系统、为了偏压清洁而需要多余的动作等的问题。因此,从装置主体的小型化、低成本化、清扫性的观点出发,优选刮板清洁方式。

由清洁刮板31刮取的转印残留调色剂通过调色剂输送路径,被收纳到中间转印体用的废调色剂收纳部33中。

一次转印辊5隔着转印带15被相向而对配置。例如,通过单独的高压电源,将规定的一次转印偏压施加到一次转印辊5上,来使得感光体1上的调色剂像转移到转印带15上。

另外,本实施方式的图像形成装置具有一次转印辊5a~5d,省略了5b~5d的符号。在不区分一次转印辊5a~5d而进行说明的情况下,记载为一次转印辊5。

作为一次转印辊5可以适当地变更,例如可以列举有金属辊(铝、SUS等)、离子导电性辊(分散了聚氨酯和碳的、NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)、氯醇橡胶等)、电子导电型的辊(EPDM(乙烯丙烯二烯橡胶)等)等。

在本实施方式中,将感光体1上的调色剂像转印到转印带15上称为一次转印,将转印带15上的调色剂像转印到转印材料(记录介质)上称为二次转印。

二次转印例如可以通过辊方式、带方式来进行,在本实施方式中,以使用二次转印辊25的辊方式为例进行图示。作为二次转印辊25例如可以列举有离子导电性辊(分散了聚氨酯和碳的、NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)、氯醇橡胶等)、电子导电型的辊(EPDM(乙烯丙烯二烯橡胶)等)等。

在带方式的情况下,是使用二次转印带,并使用配置在二次转印辊25的位置里的辊部件或其他辊部件来张紧架设二次转印带。通过驱动电动机来驱动辊部件旋转,使二次转印带旋转驱动。

另外,也可以使用用于清洁二次转印辊25的清洁机构。作为二次转印辊25的清洁,例如可以使用与二次转印辊25逆向抵接的清洁刮板。对于二次转印带也可以同样地使用清洁机构。

转印材料26(存储介质)被放置在转印材料卡盒22或手动入口42里。被放置的转印材料通过供纸输送辊23、对位辊对24等,与转印带15表面的调色剂图像的前端部到达二次转印位置的时刻对准地来供纸。在二次转印中,例如通过高压电源来施加规定的二次转印偏压,转印带15上的调色剂图像就转移到转印材料26上了。

作为二次转印偏压,可选择引力转印方式和斥力转印方式。引力转印方式是对二次转印辊25施加正(+)的偏压,并通过使转印驱动辊21接地,来形成二次转印电场。斥力转印方式是对转印驱动辊21施加负(-)的偏压,并通过使二次转印辊25接地,来形成二次转印电场。

在本实施方式中,供纸为纵向型路径,但并不限于此,可以适当地进行变更。转印材料26通过转印驱动辊21的曲率从转印带15分离,并被输送至定影机构40。通过定影机构40转印到转印材料26上的调色剂像被定影后,转印材料26从排出口41排出。

接着,对本实施方式进行详细说明。如上所述,在本实施方式中,可视图像从感光体(图像载体)转印到转印带(转印体)上,转印带上的可视图像被定影到存储介质上后形成了图像。

在这种转印带中,纸粉、二氧化硅(调色剂中所含的外加剂)、润滑剂等异物附着到转印带上,并通过外部对转印带的压力(主要是与感光体接触的压力)来固定到转印带上。由此,产生了转印带的成膜(异物粘着)。发生成膜时,由于高画质的图像形成被妨碍,因此要求抑制成膜。

于是,经过本发明人的深入研究发现,通过着眼于转印体和图像载体的弹性变形率的关系等,并规定弹性变形率的规定的关系,即使对转印体存在图像载体的接触压力,也能够抑制纸粉等异物粘着到转印体上。

在本实施方式中,使得转印体的弹性变形率比多个图像载体的弹性变形率大。该关系也可以用以下的式子表示。

转印体的弹性变形率>多个图像载体的弹性变形率…式(a)

在本发明中,弹性变形率是以弹性变形的变形量相对于在转印体或图像载体上施加负荷而变形时的塑性变形的变形量与弹性变形的变形量之和的比例来表示的,由下式表示。

弹性变形率[%]={弹性变形的变形量/(塑性变形的变形量+弹性变形的变形量)}×100

也可以说弹性变形率大的情况下,即使凹陷也容易复原,难以塑性变形。

在本实施方式中,转印体或图像载体的弹性变形率的测定方法如下所述。

测量仪器:Fischer公司的微型硬度计H-100

测量条件:最大负载2mN

到最大负载的到达时间:10秒

蠕变时间:10秒

负载减少时间:10秒

测量环境:23℃、50%

这里,对转印体的弹性变形率与图像载体的弹性变形率的关系和成膜的有无进行试验并评价后,其结果如表1、图3所示。表1所示是使感光体和转印带的弹性变形率[%]变化时,调查有无成膜的结果,图3所示是表1的绘图。

成膜评价方法的详细如下所述。

[评价条件]

机器:理光公司制造的MPC3503机

评价环境:高温高湿环境(32℃、54%)

评价图像:图像浓度0.5%

图像输出模式:3页/次,重复3000次

图像输出页数:总计9000张

[判定标准]

○:感光体上不存在附着物。

×:感光体上存在附着物。

另外,在转印带中,通过变更材料的种类、所含有的导电性碳的种类和量来调整弹性变形率。另外,在感光体中,通过变更最表面上的最表层所含的无机微粒子的添加量、树脂种类来调整弹性变形率。

表1

如表1、图3所示,通过使转印体的弹性变形率大于图像载体的弹性变形率,能够抑制物质因感光体的压力而粘着,并能够减少成膜。

另外,在本实施方式中,除了上述规定之外,还规定了多个图像载体中的弹性变形率的关系。在本实施方式中,转印体的旋转方向最上游侧的图像载体与转印体的弹性变形率的差值要小于最上游侧的图像载体以外的图像载体与转印体的弹性变形率的差值。作为最上游侧的图像载体,例如在上述图1所示的例子中相当于感光体1a。

上述的差值可以用以下的式子来表示。另外,在以下的式子中,省略了单位(%)的表述。

差值=转印体的弹性变形率-图像载体的弹性变形率

另外,最上游侧的像载体的差值和最上游侧以外的图像载体的差值的关系也可以用以下的式子来表示。

最上游侧的图像载体与转印体的弹性变形率的差值<最上游侧的图像载体以外的图像载体与转印体的弹性变形率的差值…式(b)

在图1所示的例子中,感光体1a的差值(转印带15的弹性变形率-感光体1a的弹性变形率)小于其他感光体1b~1d的差值(例如转印带15的弹性变形率-感光体1b的弹性变形率等)。

另外,上述的关系也可以换言如下。即,转印体的弹性变形率比多个图像载体的弹性变形率大,并且最上游侧的图像载体的弹性变形率比最上游侧的图像载体以外的图像载体的弹性变形率大。另外,该关系也可以用以下的式子来表示。

转印体的弹性变形率>多个图像载体的弹性变形率,并且

最上游侧的图像载体的弹性变形率>最上游侧的图像载体以外的图像载体的弹性变形率

包含在调色剂中的物质等的异物会从感光体转移到图像形成装置所使用的转印带上,并且是越朝着转印带的输送方向的下游,对转印带的转移量会越多。因此,会担心越是输送方向的下游,成膜的影响会变得越大。因此,通过满足式(a)和式(b),即使在下游侧的异物的量增多,也能够抑制异物因来自感光体的压力而粘着。

举出图1的例子来更详细地说明。如上所述,弹性变形率表示弹性变形的容易度/困难度、塑性变形的容易度/困难度,弹性变形率大时,即使凹陷也容易复原。在本实施方式中,转印带15的弹性变形率>感光体1a~1d的弹性工作功率,并且感光体1a的差值小于感光体1b~1d的差值。

在弹性变形率的差值小的最上游,转印带15和感光体1a的弹性变形的程度(弹性变形的容易程度)接近,在异物少的最上游使两者抵接时异物的影响少。另一方面,在弹性变形率的差值比最上游大的下游侧,与感光体1b~1d对置的部位处的转印带15的弹性变形的程度要大于与感光体1a对置的部位处的转印带15的弹性变形的程度。因此,在异物多的下游侧使两者抵接时,可以采用转印带15即使因异物的影响而凹陷也容易使其复原的接触方法,并能够抑制成膜。

如前所述,由于越是下游异物的量越是增加,所以对于成膜的充裕度会下降。另外,转印体与图像载体的差值越大,对于成膜的充裕度会增大。因此,通过形成上述的关系,就能够抑制转印体的成膜。另一方面,在满足式(a)且不满足式(b)的情况下,就会在下游侧的图像载体、特别是最下游的图像载体中发生成膜。由此,难以得到良好的画质,并随时间推移而变差。

在本实施方式中,作为图像载体的数量,可以适当变更,只要是2个以上即可。如果图像载体的数量为2个以上,例如即使图像载体为2个,也可以导出上述式(a)、式(b)的关系。

在本实施方式中,多个图像载体和转印体的弹性变形率的差值优选的是越是转印体的旋转方向的下游侧就越大。例如,在图1所示的例子中,优选感光体1a的差值最小,随着靠近下游侧,优选的是按感光体1b的差值、感光体1c的差值、感光体1d的差值的顺序变大。由于转印带越是旋转方向下游(输送方向下游),与感光体接触的次数越增加,异物的量也随之而增多。因此,通过形成这样的构成,能够进一步减少粘着在转印带上的异物的量,并能够进一步抑制转印带的成膜。

另外,在本实施方式中,优选转印体的弹性变形率为30%以上。这时,能够防止转印体凹陷不能复原,并能够抑制异物陷入到转印体中。由此,能够在异物不陷入的情况下抑制成膜。

另外,在本实施方式中,优选转印体的弹性变形率为70%以下。这种情况下,能够防止转印体的容易凹陷,并在以清洁刮板等清洁时,能够抑制调色剂等异物的漏过。因此,能够提高清洁性。

(第2实施方式)

接着,对本发明所涉及的图像形成装置的其他实施方式进行说明。对于与上述实施方式相同的事项省略说明。

本实施方式的图像形成装置是一种具有多个图像载体,和转印有所述多个图像载体所承载的图像的转印体的图像形成装置,其特征在于:所述转印体的弹性变形率大于所述多个图像载体的弹性变形率,承载黑色图像的所述图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值,大于承载所述黑像图像的图像载体以外的图像载体与所述转印体的弹性变形率的差值。

通常,在市场上,以彩色模式和单色模式进行比较时,经常使用的是单色模式。因此,在使用频率高的单色模式下,与彩色模式相比,容易受到纸粉或二氧化硅的影响。于是,在本实施方式中,针对多个图像载体中的弹性变形率的关系,尤其着眼于承载黑色图像的图像载体的弹性变形率的关系来进行规定。

在本实施方式中,与上述实施方式同样地,使得转印体(例如转印带)的弹性变形率比多个图像载体的弹性变形率大。这可以与上述实施方式同样地用以下的式子来表示。

转印体的弹性变形率>多个图像载体的弹性变形率…式(a)

另外,与上述实施方式同样地,转印体的弹性变形率与图像载体的弹性变形率的差值也可以用以下的式子来表示。

差值=转印体的弹性变形率-图像载体的弹性变形率

然后,在本实施方式中,承载黑色像的图像载体和转印体之间的弹性变形率的差值比承载黑色像的图像载体以外的图像载体与转印体的弹性变形率的差值更大。该关系也可以用以下的式子来表示。

承载黑色图像的图像载体的差值>承载黑色图像的图像载体以外的图像载体的差值…式(c)

即,在本实施方式中,满足上述式(a)和式(c)。由此,能够抑制转印有来自于使用频率高的图像载体的图像的转印体中的成膜(异物粘着)。

换言之,在增大承载使用频率高的黑色图像的图像载体的差值时,与承载黑色图像的图像载体对置的部位中的转印体的弹性变形的程度,比与承载黑色图像的图像载体以外的载置体对置的部位中的转印体的弹性变形的程度要大。因此,在使得承载使用频率高的黑色图像的图像载体与转印体抵接时,可以采用转印体即使因异物的影响而凹陷也容易使其复原的接触方法,并能够抑制成膜。

在图1所示的例子中,作为承载黑色图像的图像载体,可以是感光体1a~1d中的任一个的配置。

另外,上述的关系也可以换言如下。即,转印体的弹性变形率比多个图像载体的弹性变形率大,并且承载黑色图像的图像载体的弹性变形率比承载黑色图像的图像载体以外的图像载体的弹性变形率大。另外,该关系也可以用以下的式子来表示。

转印体的弹性变形率>多个图像载体的弹性变形率,并且

承载黑色图像的图像载体的弹性变形率>承载黑色图像的图像载体以外的图像载体的弹性变形率

如上所述,与市场上的彩色模式相比,由于黑色模式的比率较高,因此通过使得承载黑色图像的图像载体的差值比彩色的大,就能够抑制转印体的成膜。另一方面,在满足式(a)且不满足式(c)的情况下,在承载黑色图像的图像载体上会发生成膜。由此,难以得到良好的画质,并随时间推移而变差。

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