JP2019074601A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method.
電子写真技術を用いた画像形成装置において、中間転写ベルトは、ポリエステル樹脂などの耐熱性高強度樹脂から形成され表面に導電性粉末を含有する導電性粉末含有層を設け、表面抵抗を調節するものがある。このような中間転写ベルトは、転写バイアスによる放電により、中間転写体表面の導電剤の連鎖または分散状態が変化し、表面抵抗値が低下する場合がある。 In an image forming apparatus using an electrophotographic technique, an intermediate transfer belt is formed of a heat resistant high strength resin such as polyester resin, and a conductive powder containing layer containing conductive powder is provided on the surface to adjust surface resistance. There is. In such an intermediate transfer belt, the discharge due to the transfer bias may change the chain or dispersion state of the conductive agent on the surface of the intermediate transfer member, and the surface resistance may decrease.
このように表面抵抗が大きく変化してしまうと、フルカラー画像形成装置において、1次転写部における転写効率、再転写効率が変化する。この結果、ハーフトーン画像において、画像不良が発生する場合があった。図16(a)、図16(b)において、上記画像不良の発生のメカニズムを説明する。 When the surface resistance is largely changed as described above, in the full color image forming apparatus, transfer efficiency and retransfer efficiency at the primary transfer portion are changed. As a result, an image failure may occur in a halftone image. The mechanism of the occurrence of the image defect will be described with reference to FIGS. 16 (a) and 16 (b).
図16(a)、図16(b)は、中間転写ベルトの回転方向上流からY、M、C、Bkの4色ステーション(st)が並べられたタンデム方式の画像形成装置のC,Bkステーションにおける一次転写領域の拡大模式図である。 16A and 16B show C, Bk stations of a tandem type image forming apparatus in which Y, M, C, Bk four-color stations (st) are arranged from the upstream side in the rotational direction of the intermediate transfer belt. FIG. 6 is an enlarged schematic view of a primary transfer region in FIG.
図16(a)を用いて中間転写ベルトの表面抵抗が高い場合に発生する画像不良について説明する。図16(a)に示すように、中間転写ベルトの表面抵抗が高い場合は、1次転写ローラから流れる電流は、中間転写ベルトの面内方向にはほとんど流れずに、感光ドラムへ流れる。このように、1次転写ローラから感光ドラムへ流れ込む電流が高いと、Cstで形成されたCトナーが、Bkstの1次転写部に到達した時に、Cトナーの一部がBkの感光ドラムの方向へ転移される、所謂「再転写」という現象が発生しやすい。再転写されるトナーは、特にトナーの電荷量が低いトナー、もしくは逆極性トナーが多い。 An image defect that occurs when the surface resistance of the intermediate transfer belt is high will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 16A, when the surface resistance of the intermediate transfer belt is high, the current flowing from the primary transfer roller hardly flows in the in-plane direction of the intermediate transfer belt but flows to the photosensitive drum. As described above, when the current flowing from the primary transfer roller to the photosensitive drum is high, when the C toner formed by Cst reaches the Bkst primary transfer portion, a portion of the C toner is in the direction of the Bk photosensitive drum. The phenomenon of so-called "re-transfer", which is transferred to The toner to be re-transferred is, in particular, a toner having a low charge amount or a large amount of reverse polarity toner.
一方、トナーとキャリアからなる2成分現像剤により現像する2成分現像方式を用いた場合、現像工程時に現像部から感光ドラムへキャリア粒子が僅かながら転移してしまう場合がある。例えば、Bk感光ドラム上に転移してしまったキャリア粒子が、Bkstの1次転写部を通過するタイミングにおいて、シアンのハーフトーン画像が一次転写部を通過した場合を考える。この場合、一次転写部にキャリア粒子がある領域と、そうでない領域で上述した再転写量が異なる。これは、キャリア粒子が付着しているBk感光ドラムの部分ではキャリア粒子により再転写が弱くなり、他の部分では相対的に再転写が強くなるためである。この結果、キャリア粒子がある感光ドラムの部分だけシアンのハーフトーン画像が濃く見える画像不良(以下、黒斑点とも言う)が発生してしまう。このような画像不良は、中間転写ベルトの表面抵抗が高い初期に発生しやすい。 On the other hand, when using a two-component development method in which development is performed using a two-component developer consisting of toner and carrier, carrier particles may be slightly transferred from the development portion to the photosensitive drum during the development process. For example, consider the case where a cyan halftone image passes through the primary transfer portion at the timing when carrier particles transferred onto the Bk photosensitive drum pass through the Bkst primary transfer portion. In this case, the retransfer amount differs between the region where the carrier particles are in the primary transfer portion and the region where the carrier particle is not. This is because in the portion of the Bk photosensitive drum to which the carrier particles are attached, the retransfer becomes weak due to the carrier particles, and in the other portions, the retransfer becomes relatively strong. As a result, an image defect (hereinafter, also referred to as a black spot) occurs in which a cyan halftone image appears dark only in the portion of the photosensitive drum on which the carrier particles are present. Such image defects are likely to occur at an early stage when the surface resistance of the intermediate transfer belt is high.
次に、図16(b)を用いて、中間転写ベルトの表面抵抗が低い場合に発生する画像不良について説明する。図16(b)のように、中間転写ベルトの表面抵抗が低い場合は、1次転写ローラから感光ドラムへ転写電流は中間転写ベルトの表面を通じて、何割かがベルト面内方向に逃げるように流れてしまう。つまり、1次転写ローラから感光ドラムへ流れ込む転写電流が低くなる。 Next, image defects that occur when the surface resistance of the intermediate transfer belt is low will be described using FIG. As shown in FIG. 16B, when the surface resistance of the intermediate transfer belt is low, the transfer current flows from the primary transfer roller to the photosensitive drum so that some of the current escapes in the in-plane direction through the surface of the intermediate transfer belt. It will That is, the transfer current flowing from the primary transfer roller to the photosensitive drum is reduced.
1次転写ローラから感光ドラムへ流れ込む転写電流が低いと、1次転写する時に、感光ドラムから中間転写ベルトへ転写させる電界が弱まってしまう。つまり「転写効率」が低い。このように転写効率が低下した状況下において、先ほどと同様に現像部から感光ドラムにキャリア粒子が付着した場合を考える。転写効率が低下している状況下では、キャリア粒子が付着している場所では転写効率が極端に低くなる。このため、例えば、シアンのハーフトーン画像を一次転写する際に、シアンの感光ドラム上にキャリア粒子が付着していると、一次転写部においてキャリア粒子がある部分は他の部分に比べて転写効率の差が生じる。この結果、シアンのハーフトーン画像の一部の濃度が低下する画像不良(以下、白斑点とも言う)が発生してしまう。このような画像不良は、中間転写ベルトの表面抵抗が低下する中間転写ベルトの耐久後期に発生する。 If the transfer current flowing from the primary transfer roller to the photosensitive drum is low, the electric field to be transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt weakens at the time of primary transfer. That is, the "transfer efficiency" is low. As described above, it is assumed that carrier particles adhere from the developing unit to the photosensitive drum under the situation where the transfer efficiency is lowered. Under the situation where the transfer efficiency is lowered, the transfer efficiency becomes extremely low where the carrier particles are attached. Therefore, for example, when carrier particles adhere to the cyan photosensitive drum when primary transfer of a cyan halftone image is performed, transfer efficiency of the portion where the carrier particles are present in the primary transfer portion is higher than other portions. Differences occur. As a result, an image defect (hereinafter, also referred to as white spots) in which the density of a part of the cyan halftone image is reduced occurs. Such an image defect occurs at a later stage of the durability of the intermediate transfer belt where the surface resistance of the intermediate transfer belt is reduced.
このように、感光ドラムに付着したキャリアが起因する白斑点、黒斑点は中間転写ベルト表面の抵抗によって、画像上における発生の頻度が変化する。 As described above, white spots and black spots caused by the carrier attached to the photosensitive drum change the frequency of occurrence on the image due to the resistance of the surface of the intermediate transfer belt.
従来では、白斑点、黒斑点といった画像不良が生じない範囲に転写バイアスを設定し、中間転写ベルトの抵抗低下によって画像不良が起こる前にベルト交換していた。例えば、特許文献1では、中間転写ベルトの回転数のカウンター、バイアスの印加時間、強度から転写ベルトの寿命を検知することが示されている。 Conventionally, the transfer bias is set in a range in which image defects such as white spots and black spots do not occur, and belt replacement is performed before image defects occur due to a decrease in resistance of the intermediate transfer belt. For example, Patent Document 1 discloses that the life of the transfer belt is detected from the counter of the number of revolutions of the intermediate transfer belt, the application time of bias, and the intensity.
しかしながら、特許文献1の構成では、以下のような課題がある。上述した、黒斑点、白斑点といった画像不良は、転写バイアスの設定を変更することでその発生を抑制することができる。しかしながら、特許文献1の構成では、中間転写ベルトの表面抵抗値に応じて転写バイアスを変更していない。そのため、中間転写ベルトの表面抵抗に応じて発生する画像不良に対して十分な対応ができなかった。その結果、中間転写ベルトが早期に交換されてしまう課題があった。 However, the configuration of Patent Document 1 has the following problems. The occurrence of the image defects such as black spots and white spots described above can be suppressed by changing the setting of the transfer bias. However, in the configuration of Patent Document 1, the transfer bias is not changed according to the surface resistance value of the intermediate transfer belt. Therefore, it has not been possible to sufficiently cope with an image defect generated according to the surface resistance of the intermediate transfer belt. As a result, there is a problem that the intermediate transfer belt is replaced early.
そこで、本発明の目的は、中間転写ベルトの使用可能期間を長くしても中間転写ベルトの表面抵抗変化によって生じ得る画像不良を抑制可能な画像形成装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing an image defect which may occur due to a change in surface resistance of the intermediate transfer belt even if the usable period of the intermediate transfer belt is extended.
本発明の画像形成装置は、画像を形成する第1の画像形成部と、画像を形成する第2の画像形成部と、回転可能に設けられ、前記第1の画像形成部及び前記第2画像形成部によって形成されたトナー像がそれぞれ転写される中間転写ベルトと、前記第1の画像形成部及び前記第2の画像形成部の動作を制御する制御部と、を備え、前記第1の画像形成部は、像担持体と、前記像担持体を帯電領域にて帯電する帯電装置と、前記帯電装置に流れる電流を検知する電流検知部と、前記像担持体に形成された潜像をトナーとキャリアを含む現像剤で現像する現像装置と、転写バイアスが印加され、前記像担持体に形成されたトナー像を転写領域にて前記中間転写ベルトへ転写させる転写装置と、を備え、前記第1の画像形成部は、前記中間転写ベルトの回転方向に関して前記第2の画像形成部よりも下流に設けられている画像形成装置において、前記制御部は、非画像形成時において、前記像担持体の表面を前記帯電装置により帯電させ、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面が前記転写領域を通過しているときに前記転写装置に所定の転写バイアスを印加させ、前記所定の転写バイアスが印加されているときに、前記第2の画像形成部により前記中間転写ベルト上に形成された所定のトナー像を前記第1の画像形成部の前記転写領域に通過させ、前記所定のトナー像が前記転写領域を通過しているときに該転写領域を通過する前記像担持体の第1領域を前記帯電領域に向けて移動させ、前記第1領域が前記帯電領域を通過しているときに前記帯電装置に流れる電流を帯電電流Icとしたとき、前記帯電電流Icを前記電流検知部で検知し、前記帯電電流Icに基づいて画像形成時に前記転写装置に印加する前記転写バイアスを設定する、ことを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is rotatably provided with a first image forming unit for forming an image, a second image forming unit for forming an image, and the first image forming unit and the second image. An intermediate transfer belt to which a toner image formed by a forming unit is transferred, and a control unit configured to control the operation of the first image forming unit and the second image forming unit; The forming unit includes an image carrier, a charging device for charging the image carrier in a charging region, a current detection unit for detecting a current flowing through the charging device, and a latent image formed on the image carrier. And a developing device for developing with a developer containing a carrier, and a transfer device for transferring a toner image formed on the image bearing member to the intermediate transfer belt at a transfer region, to which a transfer bias is applied. The first image forming unit is the intermediate transfer bell In the image forming apparatus provided downstream of the second image forming unit with respect to the rotational direction of the image forming unit, the control unit charges the surface of the image carrier with the charging device during non-image formation. When the surface of the image carrier charged by the charging device passes through the transfer area, a predetermined transfer bias is applied to the transfer device, and the predetermined transfer bias is applied. When a predetermined toner image formed on the intermediate transfer belt by the image forming unit 2 is passed to the transfer area of the first image forming unit, and the predetermined toner image is passing the transfer area Moving the first region of the image carrier passing through the transfer region toward the charging region, and charging the current flowing to the charging device when the first region passes the charging region. When the Ic, and detects the charging current Ic at the current detection unit, configured to set the transfer bias said applied to the transfer device during image formation based on the charging current Ic, characterized in that.
本発明によれば、中間転写ベルトの使用可能期間を長くしても中間転写ベルトの表面抵抗変化によって生じ得る画像不良を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of suppressing an image defect which may occur due to a surface resistance change of the intermediate transfer belt even if the usable period of the intermediate transfer belt is extended.
[実施例1]
<画像形成装置>
図1は画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、各色成分のトナー像を形成する4つの画像形成ステーションが1列に配列されている。このような画像形成装置100をタンデム式の画像形成装置という。各画像形成ステーションは、画像形成部Yがイエローのトナー像を形成し、画像形成部Mがマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部Cがシアンのトナー像を形成し、画像形成部Bkがブラックのトナー像を形成する。各画像形成ステーションの画像形成部Y、M、C、Bkは同様の構成であるため、以下ではイエローのトナー像を形成する画像形成部Yについて説明し、他の画像形成部M、C、Bkについての説明を一部省略する。
Example 1
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the
画像形成部Yは、感光ドラム1a、帯電ローラ2a、露光装置3a、現像装置4a、一次転写ローラ5a、及び、ドラムクリーナ6aを有している。
The image forming unit Y includes a
像担持体としての感光ドラム1aは、直径30mmの負帯電性の有機感光体(OPC)であり、駆動装置(不図示)の駆動によって200mm/sのプロセススピード(周速度)で矢印方向に回転駆動される。感光ドラム1aは、図2に示すように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体1p)の表面には、光電荷発生層1r、電荷輸送層1s、硬化性材料を含有する表面層1tなどからなる感光層が設けられる。
The
帯電装置としての帯電ローラ2aには、高圧電源回路(帯電バイアス電源)20が電気的に接続されている。高圧電源回路(帯電バイアス電源)20は、直流電圧発生回路21、直流電圧増幅回路22を備え、直流電圧発生回路21、直流電圧増幅回路22の組み合わせによって発生させた帯電バイアスによって感光ドラム1a表面を所定の電位に均一に帯電する。本実施例では、帯電バイアスは−1300Vとし、感光ドラム1a上の電位(Vd)は、現像装置4aの対向位置において、−700Vになるように設定した。図1では、画像形成部Yの、帯電ローラ2aに印加する直流電圧は、直流電圧発生回路21内の、直流電圧発生回路21aにより印加される。またその直流電圧値の大きさは、直流電圧回路22内の直流電圧増幅回路22aにより調整される。また、直流電圧発生回路21aに流れる直流電流は、電流検知部としての帯電電流検知回路101aにより検知され、検知された帯電電流は、制御部としてのコントローラ12で記録、制御される。コントローラ12は、装置本体の画像形成動作を制御する。
A high voltage power supply circuit (charging bias power supply) 20 is electrically connected to the charging
帯電ローラ2aの長手方向長さは320mmであり、図2に示すように、芯金(支持部材)2pの外回りに、下層2qと、中間層2rと、表層2sを下から順次に積層した3層構成である。下層2qは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層2sは、感光ドラム上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
The longitudinal length of the charging
より具体的には、本実施の形態における帯電ローラ2a〜2dの仕様は下記の通りである。
芯金2p;直径6mmのステンレス丸棒
下層2q;カーボン分散の発泡EPDM、比重0.5g/cm3、体積抵抗値102〜109Ω、層厚3.0mm
中間層2r;カーボン分散のNBR系ゴム、体積抵抗値102〜105Ω、層厚700μm
表層2s;フッ素化合物の樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値107〜1010Ω、表面粗さ(JIS規格10点平均表面粗さRa)1.5μm、層厚10μm
More specifically, the specifications of the charging
Core metal 2p; 6 mm diameter stainless steel round bar lower layer 2 q; carbon dispersed foam EPDM, specific gravity 0.5 g / cm 3 ,
Middle layer 2r; NBR-based rubber with carbon dispersion,
Surface layer 2s; dispersed tin oxide and carbon in resin of fluorine compound,
帯電ローラ2a〜2dは押し圧ばね2tによって感光ドラムの中心方向に付勢して感光ドラムの表面に対して所定の押圧力をもって帯電ニップ部aに圧接されており、感光ドラムの回転駆動に従動して図のR2の向きに回転する。
The charging
本実施例では、帯電ローラ2a〜2dの全体の体積抵抗値は1.0×105Ωの帯電ローラを採用した。 In the present embodiment, the charging roller having a total volume resistance of 1.0 × 10 5 Ω was adopted.
露光装置3aは、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナであり、レーザ光を照射する光源と、当該光源を入力された画像信号に基づいて制御するASICとを有する。レーザ光は、所定の電位に均一に帯電された感光ドラム1aの表面を走査し、感光ドラム1aの上に入力された画像信号に応じた静電潜像を形成する。本実施例では、感光ドラム1a上にレーザ光を照射された明部電位(VL)は−200Vとした。
The
現像装置4aにはトナーとキャリアとを含む2成分現像剤が収容される。また、現像装置4aには、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した現像バイアスが印加される。具体的には、交流電圧の周波数は8kHz、直流電圧は−550V、交流電圧のピーク間電圧Vppは1800Vである。 The developing device 4a contains a two-component developer including toner and a carrier. Further, a developing bias in which a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac) are superimposed is applied to the developing device 4a. Specifically, the frequency of the AC voltage is 8 kHz, the DC voltage is -550 V, and the peak-to-peak voltage Vpp of the AC voltage is 1800 V.
一次転写ローラ5aは不図示の電源ユニットが電気的に接続されている。帯電ローラ2aにより、所望の帯電電位に帯電された感光ドラム1aに対して、一次転写ローラ5aに接続された転写電源回路51により異なる電圧値の数水準の転写バイアスを続けざまに印加する。そして、それぞれの電流値を検出して、電流−電圧特性を保存する。得られた電流−電圧特性から、所定の転写電流を得るために必要な電圧を算出して、作像時に印加する転写バイアスを決定する。この一次転写バイアスを決定する制御のことを、ここでは一次転写ATVC制御と呼び、非画像形成時に実施される。
The
ドラムクリーナ6aは、感光ドラム1a上のトナーを回収するための板状の弾性部材を備える。
The drum cleaner 6a includes a plate-like elastic member for collecting the toner on the
中間転写ベルト7は複数のローラに掛け回され、回転可能に設けられている。中間転写ベルト7は、駆動ローラによって矢印方向に回転駆動される。中間転写ベルト7は、ポリイミド樹脂で構成されている。本実施例では、ポリイミド樹脂にカーボンなどの抵抗値調整剤を所定量分散配合することにより、100V印加時の表面抵抗の中心値が10^12Ω程度の値になるように調節したものなどが使用される。また、中間転写ベルト7としては、ポリイミド樹脂以外にもポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、およびポリスルフィド樹脂などの耐熱性高強度樹脂を用いることができる。
The
中間転写ベルト7の周囲には、二次転写装置としての二次転写ローラ8、中間転写ベルトクリーナ30、濃度検知センサ50が設けられている。中間転写ベルト7を介して二次転写ローラ8の反対側には内ローラが設けられている。二次転写ローラ8は中間転写ベルト7を内ローラへ押圧し、中間転写ベルト7と二次転写ローラ8とはニップ部を形成する。なお、二次転写ローラ8と内ローラとは不図示の電源ユニットに電気的に接続され、一次転写ATVC制御と同様の制御である二次転写ATVC制御により二次転写バイアスを決定する。
Around the
<画像形成装置プロセス>
次に、画像形成装置100が、画像処理された画像データに基づいて、記録材Pに画像を形成する画像形成動作について説明する。
<Image forming apparatus process>
Next, an image forming operation in which the
画像形成部Yにおいて、先ず、帯電ローラ2aが感光ドラム1aを一様に帯電し、露光装置3aが画像データに基づいてレーザ光を制御する。露光装置3aのレーザ光が感光ドラム1aを走査し、感光ドラム1a上に静電潜像が形成される。現像器4aは感光ドラム1a上の静電潜像をイエローのトナーを用いて現像する。これによって、感光ドラム1a上にイエローのトナー像が形成される。そして、イエローのトナー像は、感光ドラム1cと転写ローラ5cにより形成される転写領域としての一次転写部において、感光ドラム1aから中間転写ベルト7に転写される。このとき、一次転写ローラ5aには、一次転写ATVC制御により決定された一次転写バイアスが印加される。本実施例では、一次転写電流はATVC制御によって20μAに設定されている。感光ドラム1aに残留したトナーはドラムクリーナ6aによって除去される。
In the image forming unit Y, first, the charging
中間転写ベルト7に転写されたトナー像は、中間転写ベルト7と二次転写ローラ8との転写ニップ部に搬送される。このとき、記録材Pはレジストレーションローラ11により、中間転写ベルト7上のトナー像と接触するように転写ニップ部に搬送される。中間転写ベルト7上のトナー像と記録材Pとが転写ニップ部を通過する間に、電源ユニットが二次転写ATVC制御により決定された二次転写バイアスを二次転写ローラ8と内ローラ間に供給する。これによって、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材P上に転写される。なお、記録材Pに転写されずに中間転写ベルト7に残留したトナーは、ベルトクリーナ30によって除去される。
The toner image transferred to the
トナー像を担持した記録材Pは定着装置9へと搬送され、加熱ローラ9aが未定着のトナー像を担持した記録材Pに定着ニップ部において熱を加えることより、トナー像を記録材Pに溶融定着する。そして、トナー像が定着された記録材Pは排紙ローラ(不図示)によって画像形成装置100から排紙される。
The recording material P carrying the toner image is conveyed to the fixing device 9, and the heat roller 9a applies heat to the recording material P carrying the unfixed toner image at the fixing nip portion, thereby applying the toner image onto the recording material P Melt and fix. Then, the recording material P on which the toner image is fixed is discharged from the
<制御部>
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置100はコントローラ12を備える。コントローラ12について、図1を参照しながら図17を用いて説明する。なお、コントローラ12には図示した以外にも本画像形成装置100を動作させるモータや電源等の各種機器が接続されるが、ここでは発明の本旨でないのでそれらの図示及び説明を省略している。
<Control unit>
As shown in FIG. 1, the
コントローラ12は、画像形成動作などの本画像形成装置100の各種制御を行うものであり、図示を省略したCPU(Central Processing Unit)を有する。コントローラ12には、記憶手段としてのROMやRAMあるいはハードディスク装置などのメモリ13が接続されている。メモリ13には、画像形成装置100を制御するための各種プログラムやデータ等が記憶されている。コントローラ12はメモリ13に記憶されている情報に基づいて画像形成を行うよう画像形成装置100を動作させ得る。
The
コントローラ12には、帯電ローラ2a〜2dに流れる電流を検知する帯電電流検知回路101が接続されている。また、帯電ローラ2a〜2dにバイアスを印加する高圧電源回路20、転写ローラ5a〜5dに一次転写バイアスを印加する転写電源回路51などが接続されている。
The
<画像形成装置の動作工程>
図3は画像形成装置の動作シーケンス図である。
<Operation Process of Image Forming Apparatus>
FIG. 3 is an operation sequence diagram of the image forming apparatus.
a.初期回転動作(前多回転工程)
プリンタの起動時の始動動作期間(起動動作期間、ウォーミング期間)である。電源スイッチ−オンにより、感光体ドラムを回転駆動させ、また定着装置の所定温度への立ち上げ等の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
a. Initial rotation operation (pre-multi-rotation process)
It is a start operation period (start operation period, warming period) when the printer is started. When the power switch is turned on, the photosensitive drum is rotationally driven, and a preparation operation of predetermined process equipment such as start-up of the fixing device to a predetermined temperature is performed.
b.印字準備回転動作(前回転工程)
プリント信号−オンから実際に画像形成(印字)工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力したときには初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンタはプリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状態に保たれる。プリント信号が入力すると印字準備回転動作が実行される。
b. Print preparation rotation operation (pre-rotation process)
Print signal-This is the preparatory rotation operation period before image formation from the time when the image formation (printing) process operation is actually performed until the print operation is performed during the initial rotation operation, and is performed following the initial rotation operation when the print signal is input. Be done. When the print signal is not input, the drive of the main motor is temporarily stopped after the end of the initial rotation operation to stop the rotational drive of the photosensitive drum, and the printer is kept in the standby state until the print signal is input. When the print signal is input, the print preparation rotation operation is performed.
c.印字工程(画像形成工程、作像工程)
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて回転感光ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光体ドラム面に形成されたトナー画像の転写材への転写、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。
連続印字(連続プリント)モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数n分繰り返して実行される。
c. Printing process (image forming process, image forming process)
When the predetermined printing preparation rotating operation is completed, the image forming process is subsequently executed on the rotating photosensitive drum, and the toner image formed on the surface of the rotating photosensitive drum is transferred to the transfer material, and the fixing process of the toner image is performed by the fixing device. The image formation is printed out.
In the case of the continuous printing (continuous printing) mode, the above-described printing process is repeatedly performed for a predetermined set number of printing n.
d.紙間工程
連続印字モードにおいて、転写材の後端部が転写位置を通過した後、次の転写材の先端部が転写位置に到達するまでの間の、転写位置における記録紙の非通紙状態期間である。
d. Inter-paper process In the continuous printing mode, after the rear end of the transfer material passes the transfer position, the recording paper does not pass at the transfer position until the front end of the next transfer material reaches the transfer position. It is a period.
e.後回転動作
最後の転写材の印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光体ドラムを回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
e. The post-rotation operation is a period in which the driving of the main motor is continued for a while after the printing process of the last transfer material is finished, the photosensitive drum is rotationally driven, and the predetermined post-operation is performed.
f.スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンタは次のプリントスタ−ト信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。
f. When the predetermined post-rotation operation is completed, the drive of the main motor is stopped and the rotational drive of the photosensitive drum is stopped, and the printer is kept in the standby state until the next print start signal is input.
1枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。 In the case of printing on only one sheet, after the printing is completed, the printer goes through a post-rotation operation and goes into a standby state.
スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力すると、プリンタは前回転工程に移行する。 In the standby state, when the print start signal is input, the printer shifts to the pre-rotation step.
cの印字工程時が画像形成時であり、aの初期回転動作、bの前回転動作、dの紙間工程、eの後回転動作が非画像形成時である。前述した、1次転写や2次転写のATVC制御は、所定の頻度や、環境の変化の検知のタイミングに応じて、aの前多回転動作やbの前回転動作の時に動作し、必要な1次、2次転写バイアスを決定する。 The printing process of c is the time of image formation, and the initial rotation operation of a, the pre-rotation operation of b, the sheet interval process of d, and the post-rotation operation of e are non-image formation. The above-described ATVC control of primary transfer and secondary transfer operates at the time of the front multi-rotation operation of a or the pre-rotation operation of b according to a predetermined frequency and the timing of detection of a change in the environment, and is necessary. Determine primary and secondary transfer biases.
<中間転写ベルトの表面抵抗の変化特性>
図4は、上記のようなタンデム式の画像形成装置において、中間転写ベルト7の通紙による表面抵抗を各使用状況において測定したグラフである。
<Change Characteristics of Surface Resistance of Intermediate Transfer Belt>
FIG. 4 is a graph showing the surface resistance of the
図4の(a)は、3環境(NL:温度23℃、湿度5%、NN:温度23度、湿度50% HH:温度30度、湿度80%)における、普通紙の片面通紙枚数と、中間転写ベルトの表面抵抗低下を示すグラフである。環境がNL、つまり環境内の水分量が低い環境ほど、紙の抵抗が上がり、二次転写ローラ8において、トナーを紙に飛ばすための必要な2次転写バイアスが高くなる。2次転写バイアスが高くなると、2次転写部における放電も大きくなり、これにより中間転写体表面の導電剤の連鎖または分散状態の変化を大きくし、結果、中間転写ベルト7の表面抵抗の低下が促進される。
In (a) of FIG. 4, the number of single-sided sheets of plain paper in three environments (NL: temperature 23 ° C.,
図4の(b)は、普通紙を、片面通紙と、両面通紙した枚数と、中間転写ベルトの表面抵抗低下を示すグラフである。なお、両面通紙した枚数は、1枚につき2枚分の通紙したこととなる。両面通紙は、紙が定着装置9を通過し、その紙が再び二次転写ローラ8に到達して、2面目が転写される。定着装置9を通過した紙は、紙の中の水分が蒸発し、紙自体の抵抗があがり、紙の2面目は、二次転写ローラ8において、トナーを紙に飛ばすための必要な2次転写バイアスが高くなる。つまり両面通紙の方が、中間転写ベルト7の表面抵抗が下がりやすい。
(B) of FIG. 4 is a graph showing plain paper, single-sided sheet passing, double-sided sheet count, and reduction in surface resistance of the intermediate transfer belt. The number of sheets passed on both sides means that two sheets have passed per sheet. In the double-sided sheet passing, the paper passes through the fixing device 9, and the paper again reaches the secondary transfer roller 8, and the second side is transferred. The paper passing through the fixing device 9 evaporates the moisture in the paper and the resistance of the paper itself is increased, and the second side of the paper is a secondary transfer roller necessary for secondary transfer to discharge toner onto the paper The bias is higher. That is, the surface resistance of the
図4の(c)は、紙が普通紙と再生紙を片面通紙した枚数と、中間転写ベルトの表面抵抗低下を示すグラフである。再生紙は普通紙に比べて平滑度が低く、二次転写ローラ8において、中間転写ベルト7に対して放電ムラが発生しやすく、強い放電が発生しやすい。そのため、再生紙の方が普通紙よりも中間転写ベルト7の表面抵抗が下がりやすいことが分かっている。
(C) of FIG. 4 is a graph showing the number of sheets of paper on which one side of plain paper and recycled paper is passed and the decrease in surface resistance of the intermediate transfer belt. The recycled paper has lower smoothness than plain paper, and the secondary transfer roller 8 is likely to generate uneven discharge with respect to the
本実施例において、中間転写ベルト7の表面抵抗が10^11Ω以上だと、前述した黒斑点が発生しやすく、また中間転写ベルト7の表面抵抗が10^7Ω以下になると、前述した白斑点が発生しやすいことが判明した。
In the present embodiment, when the surface resistance of the
本発明者は、誠意検討の結果、中間転写ベルト7の表面抵抗は、ある条件で測定される帯電電流と相関があることを見出した。即ち、下流ステーションの転写部に、上流ステーションで形成されたベタ画像のような抵抗体が中間転写ベルト7とともに搬送された場合を考える。この場合、下流ステーションの転写部において、一次転写を受けた感光ドラムの転写後電位は、中間転写ベルト7の表面抵抗に依存する特性があることを見出した。
The inventors of the present invention have found that the surface resistance of the
そこで、本実施例では、この現象を利用して中間転写ベルト7の表面抵抗を検知し、中間転写ベルトの表面抵抗に応じて、一次転写バイアスの設定を変更させ、白斑点、黒斑点の発生を抑制する。
Therefore, in the present embodiment, the surface resistance of the
<中間転写ベルトの表面抵抗に相関する帯電電流測定>
以下、中間転写ベルト7の表面抵抗の測定について説明する。まず、上述のタンデム式の画像形成装置において、上流側の2つの画像形成ステーションであるイエロー(Y)とマゼンタ(M)の画像形成ステーションで100%印字(ベタ)を形成する。これらのY,Mのベタ画像は、中間転写ベルト7上で重ね合されて二次色のベタ画像であるレッドベタ画像を形成する。これらのベタ画像は、画像搬送方向に直行する印字可能領域最大幅に形成した、いわゆる横帯画像として形成される。即ち、Yベタ横帯トナー画像とMベタ横帯トナー画像を重ね合わせたレッドベタ(Rベタ)の横帯トナー画像を中間転写ベルト7上に形成する。
<Measurement of charging current correlated to surface resistance of intermediate transfer belt>
Hereinafter, measurement of the surface resistance of the
さらに1つ下流の画像形成ステーションであるシアン(C)の画像形成ステーションでは上記のベタ横帯トナー画像を形成しないが、通常の画像形成時と同じように一次転写バイアスを印加する。そして、シアンの画像形成ステーションにおける一次転写部をRベタ横帯トナー画像が通過する。この時に感光ドラム1cのRベタ横帯トナー画像接触部分が感光ドラム1cの駆動回転により、帯電ローラ2cとの接触部である帯電領域に移動される。この時に帯電ローラ2cに流れる帯電電流を帯電電流Ic(以下、Rベタ画像の帯電電流Icとも呼ぶ)とすると、帯電電流Icを帯電電流検知回路101cにより検出する。
Further, the image forming station of cyan (C), which is an image forming station one downstream, does not form the above-mentioned solid lateral band toner image, but applies the primary transfer bias in the same manner as in the normal image formation. Then, the R solid horizontal band toner image passes through the primary transfer portion in the cyan image forming station. At this time, the R-solid-lateral-band toner image contact portion of the
そして、このRベタ画像の帯電電流Icと、中間転写ベルト7の表面抵抗との関係を記したグラフが図5である。Rベタ横帯トナー画像上のトナー載り量は1.0(mg/cm2)とした。またCstの感光ドラム1cの帯電電位は−700Vとした。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the charging current Ic of the R solid image and the surface resistance of the
図5の結果より、Rベタ画像の帯電電流Icは、中間転写ベルト7の表面抵抗値と相関があり、中間転写ベルト7の表面抵抗値が低下するほど、C画像形成ステーションの帯電ローラ2cに流れる帯電電流が低下することが判明した。
According to the result of FIG. 5, the charging current Ic of the R solid image has a correlation with the surface resistance value of the
この現象について図7を用いて詳しく説明する。 This phenomenon will be described in detail with reference to FIG.
図6は、上記のRベタ横帯トナー画像がシアン画像形成ステーションの転写ニップ部に到達した時の模式断面図と、感光ドラム1cのドラム電位を示したものである。図6に示したドラム電位を示したグラフの左側には、Rベタ横帯トナー画像接触部分が感光ドラム1cに接触した後の感光ドラム1c上のVp位置での感光ドラム1cの表面電位(転写後電位)Vpを示している。また、図6の右側に示したグラフは、帯電ローラ2cにおいて再帯電された後のVq位置での感光ドラム1cの表面電位(帯電電位)Vqを示している。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view when the above-mentioned R solid horizontal band toner image reaches the transfer nip portion of the cyan image forming station, and shows the drum potential of the
また、図6(a)は、表面抵抗値が高い初期状態での中間転写ベルト7の場合を、図6(b)は、通紙により表面抵抗値が下がってしまった耐久状態での中間転写ベルト7の場合を表している。
6 (a) shows the case of the
それぞれのグラフの縦軸は、感光ドラム1cの表面電位を表し、本実施例では矢印方向がマイナス電位を示している。
The vertical axis of each graph represents the surface potential of the
初期の中間転写ベルト7の場合を表した図6(a)を参照する。この場合、Rベタ横帯トナー画像が接触した部分の感光ドラム1c上の転写後電位Vpは、トナー画像が無い部分との接触部の感光ドラム1c上の転写後電位Vpよりも絶対値が大きい。感光ドラム1cの転写後電位は、Rベタ横帯トナー画像が接触した部分の方が、トナー画像が無い部分に接触した部分と比べてマイナス側に高くなる。本実施例では、図6(a)のように、感光ドラム1cの転写後電位Vpは、トナー画像無し部(ベタ白部、ベタ白領域ともいう)との接触部は−200Vで、Rベタ横帯トナー画像有り部との接触部は−300Vであった。これは、Rベタ横帯トナー画像接触部では、Rベタ横帯トナー画像が抵抗体となる。このため、一次転写バイアスを印加した際の感光ドラム1cへの流入電流が少なくなり、ベタ白接触部に比べ、感光ドラム1cの転写後電位Vpが落ちないことによるものである。
Reference is made to FIG. 6A showing the case of the
その後、帯電ローラ2cによって感光ドラム1cは画像形成時の目標帯電電位Vqまで再帯電される。しかしながら、ベタ白接触部に比べて、Rベタ横帯トナー画像接触部の方が、転写後電位Vpが高い為に、帯電電位Vqとの電位差が少なくなる。この結果、ベタ白接触部に比べて、Rベタ横帯トナー画像接触部での帯電電流が低下する。図6(a)では、Rベタ横帯トナー画像接触部の感光ドラム1cの転写後電位Vpが−300V、帯電電位Vqが−700V、その電位差が400Vで、その時の帯電電流検知回路101cで検出された帯電電流が10μAであったことを記載している。
Thereafter, the
図6(b)は、通紙耐久後の表面抵抗値が下がってしまった中間転写ベルト7の場合を、同様に示している。中間転写ベルト7の表面抵抗値が低い時は、表面抵抗値が高い時に比べて、Rベタ横帯トナー画像接触部の感光ドラム1cの転写後電位Vpが高くなった。表面抵抗値が下がってしまった中間転写ベルト7の場合では、ベタ白接触部における転写後電位Vpは−200Vで、Rベタ横帯トナー画像接触部における転写後電位Vpは−500Vであった。
FIG. 6 (b) similarly shows the case of the
その後、同様に、帯電ローラ2cによって感光ドラム1cは画像形成時の目標帯電電位Vqまで再帯電される。Rベタ横帯トナー画像接触部の感光ドラム1cの転写後電位Vpと帯電電位Vqの電位差が200Vであり、表面抵抗値が高い初期の中間転写ベルトの場合の500Vよりも小さい。このため、帯電電流検知回路101cで検出された帯電電流も5μA少なくなった。
Thereafter, similarly, the
このように、中間転写ベルト7の表面抵抗値が通紙耐久により低くなると、Rベタ横帯トナー画像接触部の転写後電位Vpが高くなり、帯電電位Vqとの電位差が低くなることで、結果として、帯電ローラ2cに流れる帯電電流が少なくなる。
As described above, when the surface resistance value of the
図7は、上述の現象を説明したメカニズム図である。初期のように表面抵抗値が高い中間転写ベルト7の場合は、図7上のように、Rベタ横帯トナー画像のトナーが抵抗体となり、その分転写ローラ5cから感光ドラム1cへ流れる電流が減少する。しかしながら、通紙耐久により表面抵抗値が低くなった中間転写ベルト7の場合には、図7下のように、Rベタ横帯トナー画像のトナーの抵抗体があると、転写ローラ5cから感光ドラム1c方向へ流れる電流はさらに低下してしまう。これは、中間転写ベルト7の表面抵抗値が低下すると、転写ローラ5cから感光ドラム1c方向へ流れる電流と、表面抵抗値の低い中間転写ベルト7の表面を伝って横流れしてしまう電流に分かれてしまうためである。その結果、感光ドラム1cに流れる分の転写電流が低下してしまうことで、感光ドラム1cの転写後電位Vpが落ち難く、その結果、帯電電流が低下するということであった。
FIG. 7 is a mechanism diagram for explaining the above-mentioned phenomenon. In the case of the
そこで、本実施例では、中間転写ベルトの抵抗値を、トナーのような抵抗体が来た時に、転写ローラから、感光ドラム方向へ流れる電流が低下する特性を利用して、中間転写ベルトの表面抵抗値を測定する。そしてこの測定結果に基づいて、黒斑点、白斑点が発生しづらいように1次転写電流を設定するように制御した。 Therefore, in the present embodiment, the surface of the intermediate transfer belt is utilized by utilizing the characteristic that the current flowing from the transfer roller toward the photosensitive drum decreases when the resistance value of the intermediate transfer belt comes, when the resistor such as toner comes. Measure the resistance value. Then, based on the measurement results, control was performed to set the primary transfer current so that black spots and white spots are less likely to occur.
図8は本実施例で、上記のように測定した帯電電流Icと1次転写部に流す電流の設定値の関係を示したグラフになる。この関係は、メモリ13に予め記憶されており、コントローラ12によって読み出せるように構成されている。尚、1次転写電流は、本実施例では通常では20μAに設定されている。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the charging current Ic measured as described above and the setting value of the current supplied to the primary transfer portion in this embodiment. This relationship is stored in advance in the
コントローラ12は、帯電電流Icが21μA以上であると、中間転写ベルトの抵抗値が高いと判別し、黒斑点の発生を抑えるため、1次転写電流を下げる設定にする。また、コントローラ12は、帯電電流Icが6μA以下であると、中間転写ベルトの抵抗値が低いと判別し、白斑点の発生を抑えるため、1次転写電流を下げる設定にする。即ち、コントローラ12は、帯電電流Icが第一所定値の場合は、画像形成時に転写ローラ5aに第1の転写電流が流れるように一次転写バイアスを設定する。また、コントローラ12は、帯電電流Icが第一所定値よりも小さい第二所定値の場合は、画像形成時に転写ローラ5aに第1の転写電流よりも大きい第2の転写電流が流れるように一次転写バイアスを設定する。
The
<中間転写ベルトの表面抵抗測定と、一次転写バイアスの設定フロー>
本実施例における、中間転写ベルト7の表面抵抗測定工程及び一次転写バイアスの設定フローについて説明する。
<Measurement of surface resistance of intermediate transfer belt and setting flow of primary transfer bias>
The process of measuring the surface resistance of the
図9は、本実施例で用いる制御動作フローチャートである。図17は、この制御動作フローを実行する制御ブロック図である。本制御により中間転写ベルト7の表面抵抗を測定し、一次転写バイアスを設定する。本実施例では、本制御を実行するタイミングは、通紙枚数1000枚に1回とした。以下、中間転写ベルト7の表面抵抗を測定する制御フローを検知モードとも称する。
FIG. 9 is a control operation flowchart used in this embodiment. FIG. 17 is a control block diagram for executing this control operation flow. By this control, the surface resistance of the
まず、コントローラ12は、図3の前回転工程において、前回転動作を実行させた後に本実施例の検知モードを実行させる。前回転動作は、感光ドラム1a〜1d、中間転写ベルト7をそれぞれ回転させる。そして、各画像形成部において、通常の画像形成時と同じように、帯電ローラ2a〜2dで感光ドラム1a〜1dを帯電させる。そして、帯電された感光ドラム1a〜1dの各領域が転写ローラ5a〜5dとの対向部を通過しているときに転写ローラ5a〜5dに一次転写バイアスを印加させる。検知モード中は、帯電、転写バイアスは継続して印加されている。
First, the
次に、コントローラ12は、イエロー(Y)の画像形成部と、マゼンタ(M)の画像形成部によりRベタ横帯トナー画像を中間転写ベルト7上に形成させる。(S101)このとき、シアン画像形成部の露光装置は像露光しないようにOFFしている。つまり、シアン画像形成部はベタ白が形成されている。Rベタ横帯トナー画像の載り量は1.0(mg/cm2)、長手方向の幅は最大画像形成可能幅(最大現像可能幅)とし、中間転写ベルト回転方向の幅は10mmとした。
Next, the
中間転写ベルト7に形成されたRベタ横帯トナー画像がシアンの画像形成部の一次転写部に到達する(S102)。一次転写部でRベタ横帯トナー画像と接触する感光ドラム1cの表面は、帯電ローラ2cと接触する帯電領域を通過する。このときに帯電ローラ2cに流れる帯電電流Icを帯電電流検知回路101cで検出する(S103)。
The R solid horizontal band toner image formed on the
次にコントローラ12は、帯電電流検知回路101cにより検出された帯電電流Icの情報を取得し、帯電電流Icの情報を取得し、帯電電流Icが21μA以上かを判別する(S104)。
Next, the
帯電電流Icが21μA以上であれば、コントローラ12は、メモリ13に格納されている図8の関係に基づき、1次転写電流を下げる設定に変更する(S105)。
If the charging current Ic is 21 μA or more, the
また帯電電流Icが21μA未満であれば、次にコントローラ12は、帯電電流Icが6μA以下かを判別する(S106)。
If the charging current Ic is less than 21 μA, then the
帯電電流Icが6μA以下であれば、コントローラ12は、メモリ13に格納されている図8の関係に基づき、1次転写電流を下げる設定に変更する(S107)。
If the charging current Ic is 6 μA or less, the
コントローラ12は、帯電電流Icが6μAより大きく、21μA未満であれば、1次転写電流は20μAのままに設定する。
The
即ち、コントローラ12は、図8の関係に基づいて、一次転写バイアスを設定する。即ち、帯電電流Icが第一所定値(例えば23μA)の場合は、画像形成時に転写ローラ5aに第1の転写電流(15μA)が流れるように一次転写バイアスを設定する。また、コントローラ12は、帯電電流Icが第一所定値よりも小さい第二所定値(例えば、15μA)の場合は、画像形成時に転写ローラ5aに第1の転写電流よりも大きい第2の転写電流(20μA)が流れるように一次転写バイアスを設定する。
That is, the
上記の構成にすることで、中間転写ベルトの表面抵抗値をタイムリーに測定することができ、表面抵抗値に応じた1次転写電流を制御することで、黒斑点、白斑点の発生を抑制することができた。 With the above configuration, the surface resistance value of the intermediate transfer belt can be measured timely, and the generation of black spots and white spots is suppressed by controlling the primary transfer current according to the surface resistance value. We were able to.
[実施例2]
本実施例2の構成は、実施例1と同じ構成であるため、説明を省略し、実施例1と異なる部分について説明する。また、特に記載がない部分に関しても前述した実施例1と同様である。実施例1では、帯電電流Icが所定の値以上や以下になった場合のみに、1次転写電流を変えるように制御していた。本実施例では、黒斑点、白斑点の発生はしない中間転写ベルトの表面抵抗値においても、1次転写電流を変えるように制御した。
Example 2
The configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, so the description will be omitted, and parts different from the first embodiment will be described. In addition, the parts not described in particular are the same as in Example 1 described above. In the first embodiment, the primary transfer current is controlled to be changed only when the charging current Ic becomes equal to or larger than a predetermined value. In this embodiment, the primary transfer current is controlled to be changed also in the surface resistance value of the intermediate transfer belt in which the generation of black spots and white spots is not generated.
図16(a)、(b)において説明した通り、中間転写ベルトの表面抵抗が高い時は、再転写が多い。このため、黒斑点が発生しない範囲で1次転写電流を設定する。それに加えて、中間転写ベルトの表面抵抗が高くなるほど、1次転写電流を下げるように設定することが、再転写トナーを少なくし、トナーの利用効率を上げることから望ましい。 As described with reference to FIGS. 16A and 16B, when the surface resistance of the intermediate transfer belt is high, re-transfer is frequent. Therefore, the primary transfer current is set in a range where black spots do not occur. In addition to this, it is desirable to set the primary transfer current to be lower as the surface resistance of the intermediate transfer belt becomes higher, since the retransfer toner is reduced and the utilization efficiency of the toner is increased.
また中間転写ベルトの表面抵抗が低い時は、転写効率が下がる。このため、白斑点が発生しない範囲で1次転写電流を設定する。それに加えて、中間転写ベルトの表面抵抗が低くなるほど、1次転写電流を上げるように設定することが、転写効率を上げて、トナーの利用効率を上げることから望ましい。 When the surface resistance of the intermediate transfer belt is low, the transfer efficiency is lowered. Therefore, the primary transfer current is set in the range where white spots do not occur. In addition, it is desirable to set the primary transfer current to be higher as the surface resistance of the intermediate transfer belt is lower, in order to increase the transfer efficiency and to increase the utilization efficiency of the toner.
そこで本実施例では図10のように、帯電電流Icに対して、1次転写電流を設定した。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the primary transfer current is set for the charging current Ic.
<中間転写ベルトの表面抵抗測定と、一次転写バイアスの設定フロー>
図11は、本実施例で用いる制御動作フローチャートである。本制御により中間転写ベルト7の表面抵抗を測定する。本制御を実行するタイミングは、通紙枚数1000枚に1回とした。
<Measurement of surface resistance of intermediate transfer belt and setting flow of primary transfer bias>
FIG. 11 is a control operation flowchart used in this embodiment. The surface resistance of the
まず、コントローラ12は、図3の前回転工程において、前回転動作を実行させた後に本実施例の検知モードを実行させる。前回転動作は、感光ドラム1a〜1d、中間転写ベルト7をそれぞれ回転させる。そして、各画像形成部において、通常の画像形成時と同じように、帯電ローラ2a〜2dで感光ドラム1a〜1dを帯電させる。そして、帯電された感光ドラム1a〜1dの各領域が転写ローラ5a〜5dとの対向部を通過しているときに転写ローラ5a〜5dに一次転写バイアスを印加させる。
First, the
次に、コントローラ12は、イエロー(Y)の画像形成部と、マゼンタ(M)の画像形成部によりRベタ横帯トナー画像を中間転写ベルト7上に形成させる。(S201)このとき、シアン画像形成部の露光装置は像露光しないようにOFFしている。つまり、シアン画像形成部はベタ白が形成されている。Rベタ横帯トナー画像の載り量は1.0(mg/cm2)、長手方向の幅は最大画像形成可能幅(最大現像可能幅)とし、中間転写ベルト回転方向の幅は10mmとした。
Next, the
中間転写ベルト7に形成されたRベタ横帯トナー画像がシアンの画像形成部の一次転写部に到達する(S202)。一次転写部でRベタ横帯トナー画像と接触する感光ドラム1cの表面は、帯電ローラ2cと接触する帯電領域を通過する。このときに帯電ローラ2cに流れる帯電電流Icを帯電電流検知回路101cで検出する(S203)。
The R solid horizontal band toner image formed on the
次にコントローラ12は、帯電電流検知回路101cにより検出された帯電電流Icの情報を取得する。また、コントローラ12は、メモリ13に格納されている図10を読み出す。そして、図10に基づいて、1次転写電流を設定する(S204)。上記の構成にすることで、中間転写ベルトの表面抵抗値をタイムリーに測定することができ、表面抵抗値に応じた1次転写電流を制御することで、トナーの利用効率を良化させ、且つ、黒斑点、白斑点の発生を抑制することができた。
Next, the
[実施例3]
本実施例3は、感光ドラムの構成が異なることを除いては、実施例1と同じ構成であるため、説明を省略し、実施例1と異なる部分について説明する。また、特に記載がない部分に関しても前述した実施例1と同様である。各画像形成ステーションの画像形成部Y、M、C、Bkは同様の構成であるため、以下ではイエローのトナー像を形成する画像形成部Yについて説明し、他の画像形成部M、C、Bkについての説明を一部省略する。
[Example 3]
The third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the configuration of the photosensitive drum is different. Therefore, the description will be omitted, and the portions different from the first embodiment will be described. In addition, the parts not described in particular are the same as in Example 1 described above. Since the image forming units Y, M, C, and Bk of each image forming station have the same configuration, the image forming unit Y that forms a yellow toner image will be described below, and the other image forming units M, C, and Bk Some of the explanations for
実施例1、2では、感光ドラム1aは、表面層1tは硬化性材料を含有し、削れ量が極端に低い、つまり感光ドラムの容量変動がほとんどない、長寿命な感光ドラムを採用した。
In Examples 1 and 2, the
そのため、帯電電位と、転写電流が一定であれば、帯電前電位が一定となり、ベタ白が通過した時の、帯電ローラに流れる電流は一定となる。 Therefore, if the charging potential and the transfer current are constant, the pre-charging potential is constant, and the current flowing to the charging roller when solid white passes is constant.
本実施例では、感光ドラム1aは、図12に示す、表面層1tが無い感光ドラムを例とする。
In the present embodiment, the
感光ドラム1aは、図12に示すように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体)1pの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層1qと、光電荷発生層1rと、電荷輸送層1sの3層を下から順に塗布して構成されている。
As shown in FIG. 12, the
このような構成では、電荷輸送層である1sは、通紙耐久と共に摩耗する。つまり感光ドラムの容量が変動し、帯電前電位が一定であっても、ベタ白が通過した時の帯電ローラに流れる帯電電流の絶対値は、感光ドラムが削れていくと、増加していく。 In such a configuration, the charge transport layer 1s is worn out along with the paper passage durability. That is, even if the potential before charging is constant, the absolute value of the charging current flowing to the charging roller when solid white passes increases as the photosensitive drum is scraped, even though the capacity of the photosensitive drum fluctuates.
また転写後電位は、転写電流を一定にしても、感光ドラムの容量が変動すると、転写後電位も変化する。感光ドラムが削れていくと、転写後電位の低下量は低くなる(転写での除電効果が少なくなる)。 In addition, even if the transfer current is constant, the post-transfer potential also changes as the capacity of the photosensitive drum fluctuates. As the photosensitive drum is scraped off, the amount of decrease in potential after transfer decreases (the charge elimination effect in transfer decreases).
つまり、感光ドラムの容量が変動する系においては、実施例1、2のように、Rベタを中間転写ベルト7に形成したときの、シアンの画像形成部における帯電電流の絶対値で、中間転写ベルト7の表面抵抗を測定することは困難である。
That is, in a system in which the capacity of the photosensitive drum fluctuates, the intermediate transfer is the absolute value of the charging current in the cyan image forming portion when the R solid is formed on the
そこで、本実施例では、実施例1と同様にRベタ画像の帯電電流Icに加えて、実施例1で説明したRベタ画像を白ベタ画像(白ベタ領域)に置き換えた状態で、測定された帯電電流Iwを利用する。即ち、中間転写ベルト7にトナー像を形成しない領域(白ベタ領域)を形成し、この白ベタ領域をシアンステーションの転写部を通過させる。このとき、シアンステーションの転写部を通過するシアンステーションの感光ドラム1cの領域が、帯電ローラ2cと接触する帯電領域に到達したときに帯電ローラ2cに流れる帯電電流を帯電電流Iwとする。この帯電電流Iwを帯電電流検知回路101cにより検出する。そして、Rベタ画像の帯電電流Icと、白ベタ画像の帯電電流Iwとに基づいて、中間転写ベルト7の表面抵抗の低下を判断した。本実施例では、Rベタ画像の帯電電流Icと、白ベタ画像の帯電電流Iwの比率(Ic/Iw)を中間転写ベルト7の表面抵抗に相関する情報として利用する。
Therefore, in the present embodiment, in addition to the charging current Ic of the R solid image as in the first embodiment, the measurement is performed in a state in which the R solid image described in the first embodiment is replaced with a white solid image (white solid area). Use the charging current Iw. That is, an area (solid white area) in which a toner image is not formed is formed on the
このように、(Ic/Iw)を用いることにより、感光ドラムの容量が変動する影響をキャンセルさせ、中間転写ベルト7の表面抵抗を検知することができる。
As described above, by using (Ic / Iw), it is possible to cancel the influence of the fluctuation of the capacity of the photosensitive drum and to detect the surface resistance of the
図13は、Rベタ画像の帯電電流Icと、白ベタ画像の帯電電流Iwの比を縦軸として、中間転写ベルト7の表面抵抗を横軸にしたときの関係を記したグラフである。Rべたの載り量は1.0(mg/cm2)とした。またCstの感光ドラム1cの帯電電位は−700Vとした。
FIG. 13 is a graph in which the ratio of the charging current Ic of the R solid image to the charging current Iw of the white solid image is the vertical axis, and the surface resistance of the
図13から、(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)は、中間転写ベルト7の表面抵抗と相関がある。中間転写ベルト7の表面抵抗が低下するほど、(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)が低下することが判明した。
From FIG. 13, (R solid image charging current Ic) / (white solid image charging current Iw) has a correlation with the surface resistance of the
そこで、本実施例は、図13の(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)から、中間転写ベルト7の表面抵抗を検出し,1次転写電流を決定する構成にした。
Therefore, in the present embodiment, the surface resistance of the
図14は本実施例で、上記の(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)と、1次転写部に流す電流の設定値の関係を示したグラフになる。この関係は、メモリ13に予め記憶されており、コントローラ12によって読み出せるように構成されている。1次転写電流は、本実施例では通常では20μAに設定されている。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the above-described (R solid image charging current Ic) / (white solid image charging current Iw) and the setting value of the current supplied to the primary transfer portion in this embodiment. This relationship is stored in advance in the
コントローラ12は、(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)が0.68以上であると、中間転写ベルトの抵抗値が高いと判別する。そして、黒斑点の発生を抑えるため、1次転写電流を下げる設定にする。また、コントローラ12は、(Rベタ画像の帯電電流Ic)/(白ベタ画像の帯電電流Iw)(が0.32以下であると、中間転写ベルトの抵抗値が低いと判別する。そして、白斑点の発生を抑えるため、1次転写電流を下げる設定にする。
The
<中間転写ベルトの表面抵抗測定と、一次転写バイアスの設定フロー>
図15本実施例の動作フローチャートを示す。本制御により中間転写ベルト7の表面抵抗を測定する。本制御の実行のタイミングは、通紙枚数1000枚に1回とした。
<Measurement of surface resistance of intermediate transfer belt and setting flow of primary transfer bias>
15 shows an operation flowchart of the present embodiment. The surface resistance of the
まず、コントローラ12は、図3の前回転工程において、感光ドラム1a〜1d、中間転写ベルト7を回転させる。そして、各画像形成部において、通常の画像形成時と同じように、帯電ローラ2a〜2dで感光ドラム1a〜1dを帯電させる。そして、帯電された感光ドラム1a〜1dの各領域が転写ローラ5a〜5dとの対向部を通過しているときに転写ローラ5a〜5dに一次転写バイアスを印加させる。
First, the
次に、コントローラ12は、イエロー(Y)の画像形成部と、マゼンタ(M)の画像形成部によりRベタ横帯トナー画像を中間転写ベルト7上に形成させる。(S301)このとき、シアン画像形成部の露光装置は像露光しないようにOFFしている。つまり、シアン画像形成部はベタ白が形成されている。
Next, the
Rベタ横帯トナー画像の載り量は1.0(mg/cm2)、長手方向の幅は最大画像形成幅(最大現像可能領域幅)とし、中間転写ベルト回転方向の幅は10mmとした。また、中間転写ベルト7上には、中間転写ベルト7の回転方向に関してRベタ横帯トナー画像に隣接する位置に、トナー画像が形成されていない白ベタ領域が形成されている。白ベタ領域の長手方向の幅は、中間転写ベルト7の幅方向全域である。また、白ベタ領域の中間転写ベルト7の回転方向の幅は10mmとした。次に、(S301)において、中間転写ベルト7に形成されたRベタ横帯トナー画像と、白ベタ領域がシアンの画像形成部の一次転写部に到達する。(S302)
The loading amount of the R solid horizontal belt toner image is 1.0 (mg / cm 2), the width in the longitudinal direction is the maximum image forming width (maximum developable area width), and the width in the rotational direction of the intermediate transfer belt is 10 mm. Further, on the
次に、コントローラ12は、感光ドラム1cのRベタ横帯トナー画像が接触した部分が、帯電ローラ2cと接触する帯電領域に来た時に帯電ローラ2cに流れる帯電電流Icを帯電電流検知回路101cで検出する。(S303)
Next, the
同様に、コントローラ12は、感光ドラム1cの白ベタ領域が接触した部分が、帯電ローラ2cと接触する帯電領域に来た時に帯電ローラ2cに流れる帯電電流Iwを帯電電流検知回路101cで検出する。(S303)
Similarly, the
次にコントローラ12は、帯電電流の比、Ic/Iwを計算する(S304)。
Next, the
次にコントローラ12は、Ic/Iwが0.68以上かを判別する(S305)。
Next, the
コントローラ12は、Ic/Iwが0.68以上であれば、メモリ13に格納されている図14の関係に基づいて、1次転写電流を下げる設定に変更する(S306)。
If Ic / Iw is 0.68 or more, the
また、コントローラ12は、帯電電流Icが0.68未満であれば、次にコントローラ12において、Ic/Iwが0.32以下かを判別する(S307)。
If the charging current Ic is less than 0.68, then the
Ic/Iwが0.32以下であれば、コントローラ12は、メモリ13に格納されている図14の関係に基づいて、1次転写電流を上げる設定に変更する(S308)。
If Ic / Iw is 0.32 or less, the
Ic/Iwが0.32より大きく、0.68未満であれば、1次転写電流は20μAのままに設定した。 If Ic / Iw was greater than 0.32 and less than 0.68, the primary transfer current was kept at 20 μA.
上記の構成にすることで、感光ドラムが削れやすく、容量変動が大きい場合でも、中間転写ベルトの表面抵抗値をタイムリーに測定することができ、表面抵抗値に応じた1次転写電流を制御することで、黒斑点、白斑点の発生を抑制することができた。 With the above configuration, even when the photosensitive drum is easily scraped and the capacity fluctuation is large, the surface resistance value of the intermediate transfer belt can be measured timely, and the primary transfer current is controlled according to the surface resistance value. By doing this, it was possible to suppress the occurrence of black spots and white spots.
(その他)
実施例3で、CstのRベタ時の帯電電流Icと、ベタ白時の帯電電流Iwの比から、中間転写ベルトの寿命を検知する方法は、実施例1の表面層に硬化性材料を使用した、容量変動のほとんど無い感光ドラムにおいても有効である。
(Others)
In Example 3, the method of detecting the life of the intermediate transfer belt from the ratio of the charging current Ic at the time of R solid of Cst and the charging current Iw at the time of solid white uses the curable material for the surface layer of Example 1 The present invention is also effective in a photosensitive drum having almost no capacity fluctuation.
本実施例ではY、M、C、Bkの4色のタンデム方式を例にしたが、例えばY、M、Cの3色でもよい。またY,M、C、Bk以外の画像形成部を有していてもよい。 In the present embodiment, a four-color tandem system of Y, M, C, and Bk is exemplified, but, for example, three colors of Y, M, and C may be used. Further, it may have an image forming portion other than Y, M, C, Bk.
また本実施例1、2では、Y、M、C、Bkの順のタンデム方式を例にし、YとMの2次色であるRを転写し、Cstの帯電電流の値を測定し、中間転写ベルトの寿命を検知することを例とした。しかしながら、Rを転写し、Bkstの帯電電流の値を測定することも同様に有効である。 In the first and second embodiments, the tandem system of Y, M, C, and Bk in order is taken as an example, R which is a secondary color of Y and M is transferred, and the value of the charging current of Cst is measured. An example is to detect the life of the transfer belt. However, it is equally effective to transfer R and measure the value of Bkst charging current.
また、YとCの2次色であるG(グリーン)、MとCの2次色であるB(ブルー)に対して、Bkstで帯電電流を測定することも同様の効果があることは明白である。 It is also obvious that measuring the charging current with Bkst has the same effect on G (green), which is the secondary color of Y and C, and B (blue), which is the secondary color of M and C. It is.
本実施例では、上流の画像形成部で形成した2次色ベタを中間転写ベルトに載せて、下流の画像形成部の帯電電流を検知することを代表例とした。それは抵抗体となるトナー量が多いほど、下流stにおける、帯電電流の変化が多く、精度が高いことが理由である。また2次色ベタが通常、画像形成装置で形成されるトナー量の上限になることが多い。このため、中間転写ベルト上に載せる最大トナー量は、通常の画像形成装置の濃度制御を利用できる。従って、2次色ベタ画像で本実施例の中間転写ベルト7の表面抵抗検知を行うことが推奨である。ただ、精度は落ちるが1次色ベタ画像でもよい。また、たとえば、紙上に転写するのを目的としていないので、3次色を載せて、最終stで帯電電流を測定してもよい。
In this embodiment, the secondary color solid formed in the upstream image forming unit is placed on the intermediate transfer belt, and the charging current of the downstream image forming unit is detected as a representative example. The reason is that the larger the amount of toner as the resistor, the more the change of the charging current in the downstream st, and the higher the accuracy. Also, the secondary color solid is usually the upper limit of the amount of toner formed by the image forming apparatus. Therefore, the maximum amount of toner loaded on the intermediate transfer belt can use density control of a normal image forming apparatus. Therefore, it is recommended to detect the surface resistance of the
本実施例では、帯電ローラに直流電圧を印加し、感光ドラムに電位を載せる、所謂、DC帯電方式を例とした。しかしながら、帯電ローラに直流電圧に交流電圧を重畳した、AC帯電方式も採用可能である。この場合、帯電前と帯電後電位の差が、直流電流として検知されるので、AC帯電方式でも採用はできることは明白である。 In the present embodiment, a so-called DC charging method in which a direct current voltage is applied to the charging roller and a potential is applied to the photosensitive drum is taken as an example. However, it is also possible to adopt an AC charging method in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage on the charging roller. In this case, since the difference between the potential before charging and the potential after charging is detected as a direct current, it is apparent that the AC charging method can also be employed.
本実施例では、1000枚に1回のタイミングで、2次色ベタの横帯を転写させる制御を行っていたが、この横帯は、本実施例のためだけに転写させるだけでなく、他の制御に併用してもよい。例えば、感光ドラムのクリーニング部に潤滑剤として供給するトナー帯や、転写ベルトCLNの表面性の維持のための横帯形成や、現像装置内の現像剤寿命維持のために、トナーを吐き出す制御などと併用することができる。そのようにすることで、使用するトナー量を抑えることも可能である。 In the present embodiment, the control for transferring the horizontal band of the secondary color solid is performed at a timing of once per 1000 sheets, but this horizontal band is not only transferred for the purpose of the present embodiment, but other control is also performed. It may be used in combination with the control of For example, toner band supplied as a lubricant to the cleaning portion of the photosensitive drum, lateral band formation for maintaining the surface property of the transfer belt CLN, control for discharging toner for maintenance of the developer life in the developing device, etc. Can be used in combination with By doing so, it is also possible to reduce the amount of toner used.
Claims (5)
画像を形成する第2の画像形成部と、
回転可能に設けられ、前記第1の画像形成部及び前記第2画像形成部によって形成されたトナー像がそれぞれ転写される中間転写ベルトと、
前記第1の画像形成部及び前記第2の画像形成部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記第1の画像形成部は、像担持体と、前記像担持体を帯電領域にて帯電する帯電装置と、前記帯電装置に流れる電流を検知する電流検知部と、前記像担持体に形成された潜像をトナーとキャリアを含む現像剤で現像する現像装置と、転写バイアスが印加され、前記像担持体に形成されたトナー像を転写領域にて前記中間転写ベルトへ転写させる転写装置と、を備え、前記第1の画像形成部は、前記中間転写ベルトの回転方向に関して前記第2の画像形成部よりも下流に設けられている画像形成装置において、
前記制御部は、非画像形成時において、前記像担持体の表面を前記帯電装置により帯電させ、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面が前記転写領域を通過しているときに前記転写装置に所定の転写バイアスを印加させ、前記所定の転写バイアスが印加されているときに、前記第2の画像形成部により前記中間転写ベルト上に形成された所定のトナー像を前記第1の画像形成部の前記転写領域に通過させ、前記所定のトナー像が前記転写領域を通過しているときに該転写領域を通過する前記像担持体の第1領域を前記帯電領域に向けて移動させ、前記第1領域が前記帯電領域を通過しているときに前記帯電装置に流れる電流を帯電電流Icとしたとき、前記帯電電流Icを前記電流検知部で検知し、前記帯電電流Icに基づいて画像形成時に前記転写装置に印加する前記転写バイアスを設定する、ことを特徴とする画像形成装置。 A first image forming unit for forming an image;
A second image forming unit for forming an image;
An intermediate transfer belt provided rotatably and to which the toner images formed by the first image forming unit and the second image forming unit are respectively transferred;
A control unit that controls operations of the first image forming unit and the second image forming unit;
The first image forming unit includes an image carrier, a charging device for charging the image carrier in a charging region, a current detection unit for detecting a current flowing to the charging device, and the image carrier. A developing device for developing the latent image with a developer containing toner and carrier, and a transfer device for applying a transfer bias and transferring the toner image formed on the image carrier to the intermediate transfer belt in a transfer region; In the image forming apparatus, the first image forming unit is provided downstream of the second image forming unit with respect to the rotation direction of the intermediate transfer belt.
The controller charges the surface of the image carrier with the charging device during non-image formation, and the surface of the image carrier charged by the charging device passes through the transfer area. A predetermined transfer bias is applied to the transfer device, and when the predetermined transfer bias is applied, the predetermined toner image formed on the intermediate transfer belt by the second image forming unit is used as the first toner image. The first area of the image carrier which passes through the transfer area of the image forming unit and passes the transfer area when the predetermined toner image passes through the transfer area is moved toward the charging area The charging current Ic is detected by the current detection unit when the charging current Ic is a current flowing through the charging device when the first area passes through the charging area, and the charging current Ic is detected based on the charging current Ic. Picture Wherein setting the transfer bias applied to the transfer device at the time of forming, the image forming apparatus characterized by.
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