JP3610697B2

JP3610697B2 - Voltage setting method in image forming apparatus

Info

Publication number: JP3610697B2
Application number: JP27612596A
Authority: JP
Inventors: 利彦三橋; 忠士歸山; 隆一山本; 協斎藤; 重明斉藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: JPH10123858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置における電圧設定方法に係り、より詳しくは、像担持体に接触した転写手段に転写バイアス電圧を印加し、前記像担持体と転写手段との接触部に記録媒体を通過させることで、前記像担持体に形成された被転写像を前記記録媒体に転写して画像を形成すると共に、前記転写手段を定電流制御した時の電圧値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第１の転写バイアス電圧設定方式と、前記転写手段を定電圧制御した時の電流値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第２の転写バイアス電圧設定方式と、を実行可能な画像形成装置における電圧設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像し、所定の転写バイアス電圧が印加された転写ロールによって感光体上のトナー像を用紙に転写して用紙上に画像を形成する画像形成装置が提案されており、電子写真複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に適用されている。
【０００３】
このような画像形成装置において、プリント直前に転写ロールに対して一定の電流を供給又は一定の電圧を印加して、そのときの出力電流値又は出力電圧値から転写ロールの転写位置（転写ロールと感光体との接触部）における抵抗値を推定し（いわゆるＢＴＲ抵抗モニタ処理を行い）、予め記憶した転写バイアス電圧設定用テーブルを参照して最適な転写バイアス電圧を決定する転写制御装置が提案されている（特開平５−２９７７４０号公報及び特開平３−１５７６８１号公報参照）。
【０００４】
ところで一般的に、転写ロールとしては、材料に発泡ウレタンゴムを使用し該発泡ウレタンゴムに対してイオン性導電剤を含有させて導電性能を持たせたものが広く利用されている。このイオン性導電剤を含有させたタイプの転写ロール（以下、イオン転写ロールと称する）は、その抵抗値が環境により大きく変化するという特徴を有している。具体的には、高温高湿環境（例えば、２８℃で８５％ＲＨの環境）と低温低湿環境（例えば、１０℃で１５％ＲＨの環境）とで１０^６Ω〜１０^１０Ω程度の変動範囲で抵抗値が大きく変化する。
【０００５】
例えば、連続プリントでイオン転写ロールを使用した場合、定着器からの熱による機内温度上昇等に起因して、転写ロールの抵抗（以下、ＢＴＲ抵抗と称する）は大きく変化する。このような場合、ページ間の非プリント時に転写ロールに対して定電流を供給もしくは定電圧を印加してその時の出力電流値もしくは出力電圧値から転写ロールの抵抗を推測し、適正な転写電流値を得るための最適な転写バイアス電圧値を決定する転写制御装置も既に提案されている（特開平５−２９７７４０号公報及び特開平３−１５７６８１号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような特性を有する転写ロールに対して定電流を供給し、この時の電圧値からＢＴＲ抵抗を推定しようとすると、ＢＴＲ抵抗の変化に対する電圧値の変化は低温低湿環境では大きく、高温高湿環境では小さくなり、ＢＴＲ抵抗を推定する精度は高温高湿環境で低下してしまう。一方、上記の特性を有する転写ロールに対して定電圧を印加し、この時の電流値からＢＴＲ抵抗を推定しようとすると、ＢＴＲ抵抗の変化に対する電流値の変化は高温高湿環境では大きく、低温低湿環境では小さくなり、ＢＴＲ抵抗を推定する精度は低温低湿環境で低下してしまう。このように環境条件によってＢＴＲ抵抗を推定する精度がばらつくので、推定されたＢＴＲ抵抗値に基づく転写バイアス電圧の設定精度が低下してしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、あらゆる環境条件の下でＢＴＲ抵抗を精度良く推定し、適正な転写バイアス電圧を設定することができる画像形成装置における電圧設定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置における電圧設定方法は、像担持体に接触した転写手段に転写バイアス電圧を印加し、前記像担持体と転写手段との接触部に記録媒体を通過させることで、前記像担持体に形成された被転写像を前記記録媒体に転写して画像を形成すると共に、前記転写手段を定電流制御した時の電圧値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第１の転写バイアス電圧設定方式と、前記転写手段を定電圧制御した時の電流値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第２の転写バイアス電圧設定方式と、を実行可能な画像形成装置における電圧設定方法であって、前記記録媒体が前記接触部を通過していない時に、前記転写手段を定電流制御又は定電圧制御し、定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値以上であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値未満である場合、前記第１の転写バイアス電圧設定方式を実行し、定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値未満であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値以上である場合、前記第２の転写バイアス電圧設定方式を実行する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の画像形成装置における電圧設定方法では、請求項１記載の発明において、前記転写バイアス電圧と逆極性の除電バイアス電圧が印加されることで、転写後の記録媒体の除電を行う除電手段が前記画像形成装置に設けられており、前記求めた接触部における抵抗値に基づいて、前記除電バイアス電圧を設定する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記請求項１記載の電圧設定方法に係る画像形成装置は、転写手段を定電流制御した時の電圧値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第１の転写バイアス電圧設定方式と、前記転写手段を定電圧制御した時の電流値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第２の転写バイアス電圧設定方式と、の２つの転写バイアス電圧設定方式を実行可能である。
【００１１】
このような画像形成装置において、請求項１記載の電圧設定方法では、記録媒体が接触部を通過していない時に、転写手段を予め定めた一定の電流値で定電流制御、又は予め定めた一定の電圧値で定電圧制御する。
【００１２】
ここで、定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値以上であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値未満である場合、例えば、低温低湿環境で接触部における抵抗値（ＢＴＲ抵抗値）が大きい場合、転写手段に定電流を供給する状況でＢＴＲ抵抗値の変化に対する電圧値の変化は大きいので、この変化が大きい電圧値に基づいてＢＴＲ抵抗値を求める精度は高くなる。従って、この場合、第１の転写バイアス電圧設定方式で転写バイアス電圧を設定した方が、第２の転写バイアス電圧設定方式で転写バイアス電圧を設定するよりも、設定精度が高くなるので、請求項１記載の発明では第１の転写バイアス電圧設定方式を実行して、転写バイアス電圧を設定する。
【００１３】
一方、定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値未満であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値以上である場合、例えば、高温高湿環境でＢＴＲ抵抗値が小さい場合、転写手段に定電流を供給する状況でＢＴＲ抵抗値の変化に対する電圧値の変化は小さいので、この変化が小さい電圧値に基づいてＢＴＲ抵抗値を求める精度は低い。逆に、転写手段に一定の電圧を印加して接触部に流れる電流値を検出した場合、ＢＴＲ抵抗値が小さいため、ＢＴＲ抵抗値の変化に対する電流値の変化は大きくなり、この変化が大きい電流値に基づいてＢＴＲ抵抗値を求める精度は高くなる。従って、この場合、第２の転写バイアス電圧設定方式で転写バイアス電圧を設定した方が、第１の転写バイアス電圧設定方式で転写バイアス電圧を設定するよりも、設定精度が高くなるので、請求項１記載の発明では第２の転写バイアス電圧設定方式を実行して、転写バイアス電圧を設定する。
【００１４】
以上のように請求項１記載の発明では、最初に転写手段を定電流制御したときの電圧値が所定の基準電圧値以上であるか否か、又は定電圧制御したときの電流値が所定の基準電流値未満であるか否か、に応じて、より精度良くＢＴＲ抵抗値を求め転写バイアス電圧を設定できるように、第１の転写バイアス電圧設定方式又は第２の転写バイアス電圧設定方式の何れかを実行する。これにより、温度や湿度等の環境により接触部の抵抗値が変動しても適正な転写バイアス電圧を安定的に設定することができる。
【００１５】
特に、請求項１記載の発明を、転写バイアス電圧の変動許容範囲が狭い第二面プリント時の転写バイアス電圧設定に適用すると、変動許容範囲内の適正な転写バイアス電圧を安定的に設定することで、従来のように転写バイアス電圧が変動許容範囲を越えて変動し、転写画質障害や転写メモリ、転写不良・トナー飛び散り等の不都合を防止することができる。
【００１６】
なお、最初に転写手段を定電流制御するときの電流値と、第１の転写バイアス電圧設定方式を実行する際の定電流制御での電流値とは、同じ値でも良いし、異なる値でも良い。また、最初に転写手段を定電圧制御するときの電圧値と、第２の転写バイアス電圧設定方式を実行する際の定電圧制御での電圧値とは、同じ値でも良いし、異なる値でも良い。
【００１７】
ところで、請求項２記載の発明のように、画像形成装置に、像担持体から剥離された転写後の記録媒体の除電を行う除電手段が設けられている場合、前記求めた接触部の抵抗値に基づいて、転写バイアス電圧のみならず、除電バイアス電圧も設定することが望ましい。この場合、適正な除電バイアス電圧を安定的に設定することができるので、記録媒体に対して適正な除電を行い、記録媒体に対する除電効果及び記録媒体の剥離性能を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を説明する。
【００１９】
図１には、本実施形態における画像形成装置２０の要部の構成図を示す。この図１に示すように、画像形成装置２０には、有機感光体で構成された像担持体としての感光体ドラム１が設置されている。この感光体ドラム１は図１の矢印Ｐ方向に線速度１０〜３００ｍｍ／秒で回転する。また、感光体ドラム１に接触し連れ回りするゴム製の帯電器（ＢＣＲ）２が設置されており、この帯電器２に対し図示しない金属製の芯金を介して所定の帯電電圧が印加される。この帯電電圧としては、例えば、直流（−３００ボルト〜−７００ボルト）に交流電圧５００ボルト〜２０００ボルトを重畳したものが印加される。
【００２０】
帯電器２により帯電された感光体ドラム１の表面は、露光装置３により露光され、静電潜像が形成される。さらに、この静電潜像は現像器４により現像され、感光体ドラム１の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。
【００２１】
一方、用紙トレイ５からフィードロール６等により搬送経路７を経由して用紙３０が転写ロール（ＢＴＲ）８と感光体ドラム１との転写ニップ部Ｋ１に搬送される。転写ロール８には、転写ニップ部Ｋ１における抵抗値（以下、ＢＴＲ抵抗値と称する）に応じて適正な転写電流を得るために、１００〜６０００ボルト程度の転写バイアス電圧が印加される。この転写バイアス電圧の印加及び転写ロール８による用紙３０の感光体ドラム１に対する押圧作用によって、感光体ドラム１上のトナー像は用紙３０に転写される。
【００２２】
転写後の用紙３０は定着器９に搬送され、用紙３０上に形成されたトナー像が用紙３０に定着される。定着された用紙３０は定着器９及び搬送ロール１０等によって搬送経路１２Ａを経由して排紙トレイ１１に搬送される。
【００２３】
また、画像形成装置２０には、用紙の第二面に画像を形成するための両面印字機構を備えている。第二面に画像を形成する場合、第一面にトナー像を定着完了した用紙３０はフィードロール１０の逆転等により搬送経路１２Ｂへ搬送され、搬送ロール１３等によって再びフィードロール６に送りこまれ、前述した第一面への画像形成時と同様の画像形成サイクルを経て用紙の第二面に対しても画像が形成される。
【００２４】
また、画像形成装置２０には、転写ロール８への転写バイアス電圧の印加及び所定の電流の供給を行う電源１４と、電源１４からの転写バイアス電圧の印加や電流供給動作を制御するＭＣＵ（ＭｉｃｒｏｐｒｏｇｒａｍＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１５とが、設置されている。また、用紙搬送路７において転写ニップＫ１の直前の位置には、用紙３０が転写ニップＫ１に到達する直前のタイミングを検知するための用紙検知装置１６が設置されている。この用紙検知装置１６は例えば、１組の発光素子と受光素子とで構成されている。この用紙検知装置１６からの検知信号はＭＣＵ１５に送出される。また、転写ロール８に転写バイアス電圧を印加した場合に転写ニップＫ１を流れる電流値を検出する図示しない電流検出器、及び転写ロール８に所定の電流を供給した場合に転写ニップＫ１における電圧値を検出する図示しない電圧検出器が設置されており、これら電流検出器、電圧検出器による検出信号はＭＣＵ１５に送出される。
【００２５】
また、画像形成装置２０には、転写ニップＫ１を通過した直後の用紙３０に対して除電を行う除電装置１７が、転写ニップＫ１に対し用紙搬送方向下流側近傍に設置されている。この除電装置１７には電源１４から前記転写バイアス電圧と逆極性の除電バイアス電圧が印加され、この除電バイアス電圧の放電によって転写ニップＫ１を通過直後の用紙３０が除電され、感光体ドラム１からスムーズに剥離されることになる。
【００２６】
なお、ＭＣＵ１５に内蔵されたＲＯＭには、ＢＴＲ抵抗値に応じて最適な転写バイアス電圧を設定するためのテーブル（転写テーブル）と、ＢＴＲ抵抗値に応じて最適な除電バイアス電圧を設定するためのテーブル（除電テーブル）とが、予め記憶されている。また、感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像はクリーナー１８によって除去される。
【００２７】
次に、本実施形態の作用として、ＭＣＵ１５により実行される転写バイアス電圧制御処理を、図２〜図４を用いて説明する。なお、画像形成装置２０において、プロセススピードは９０ｍｍ／秒、帯電器２による帯電電位は（−５００ボルト）とする。転写ロール８は常温常湿環境（２２℃で５５％ＲＨ）での抵抗値が１．０×１０^８Ω程度のものを用いるものとする。
【００２８】
図２のステップ１０２では予め定めた検査用の一定の電流ｐｒｅＩ０（一例として３．５μＡ）を転写ロール８に供給し、次のステップ１０４でこのときの出力電圧Ｖを電圧検出器によって検知する。なお、検査用の電流ｐｒｅＩ０はプロセススピードにより最適な電流値が設定されるべきであり、一般的には２μＡ〜１０μＡの電流値が設定される。次のステップ１０６では検知された出力電圧Ｖが予め定めた基準値（一例として５００ボルト）以上であるか否かを判定する。なお、この判定で用いる基準値には実験的に最適な値が設定されるべきであり、通常３００ボルト〜１０００ボルトの値が設定される。
【００２９】
ステップ１０６での判定で出力電圧Ｖが５００ボルト以上の場合は、ＢＴＲ抵抗値が大きいと見積もることができるので、ステップ１０８へ進み、ＢＴＲ抵抗値が大きい場合に適した図３の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理のサブルーチンを実行する。
【００３０】
図３の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理では、まず予め定めた定電流Ｉ０（一例として１μＡ〜５μＡ）を転写ロール８に供給し（ステップ１５２）、このときの出力電圧Ｖを電圧検出器によって検知する（ステップ１５４）。なお、定電流Ｉ０の値は前述した検査用の電流ｐｒｅＩ０と同じにしても良いし、異なる値にしても良い。但し、定電流Ｉ０を電流ｐｒｅＩ０と同じにしておけば、供給する電流値を変更する内部的な処理を省略することができる。
【００３１】
次に、検知された出力電圧Ｖと電流値Ｉ０とからＢＴＲ抵抗値Ｒを算出する（ステップ１５６）。そして、予めＭＣＵ１５内のＲＯＭに記憶された転写テーブルを参照して、ＢＴＲ抵抗値Ｒに応じた転写バイアス電圧Ｖ１を設定する（ステップ１５８）。さらに、予めＭＣＵ１５内のＲＯＭに記憶された除電テーブルを参照して、ＢＴＲ抵抗値Ｒに応じた除電バイアス電圧Ｖ２を設定して（ステップ１６０）図２のメインルーチンへリターンする。
【００３２】
図２のメインルーチンのステップ１１０では、転写バイアス電圧の印加タイミングになったか否かを用紙検知装置１６からの検知信号に基づいて判定する。即ち、用紙検知装置１６の受光素子で光が受光されなくなったことをもって、用紙３０の先端が受光素子と発光素子の間を通過した（転写ニップＫ１に接近した）ことを検知し、このとき転写バイアス電圧の印加タイミングになったと判定する。
【００３３】
そして、転写バイアス電圧の印加タイミングになった時点で、ステップ１１２へ進み、図２の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理で設定された転写バイアス電圧Ｖ１を転写ロール８に印加する。次のステップ１１４では同じく図２の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理で設定された除電バイアス電圧Ｖ２を除電装置１７に印加し、その後ステップ１０８へ戻り、以後ステップ１０８〜１１４を繰り返す。
【００３４】
一方、ステップ１０６での判定で出力電圧Ｖが５００ボルト未満である場合は、ＢＴＲ抵抗値が小さいと見積もることができるので、ステップ１１６へ進み、ＢＴＲ抵抗値が小さい場合に適した図４の定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理のサブルーチンを実行する。
【００３５】
図４の定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理では、まず予め定めた定電圧Ｖ０（一例として５００ボルト）を転写ロール８に印加し（ステップ１７２）、このときの出力電流Ｉを電流検出器によって検知する（ステップ１７４）。次に、検知された出力電流Ｉと電圧値Ｖ０とからＢＴＲ抵抗値Ｒを算出する（ステップ１７６）。そして、予めＭＣＵ１５内のＲＯＭに記憶された転写テーブルを参照して、ＢＴＲ抵抗値Ｒに応じた転写バイアス電圧Ｖ１を設定する（ステップ１７８）。さらに、予めＭＣＵ１５内のＲＯＭに記憶された除電テーブルを参照して、ＢＴＲ抵抗値Ｒに応じた除電バイアス電圧Ｖ２を設定して（ステップ１８０）図２のメインルーチンへリターンする。
【００３６】
図２のメインルーチンでは、転写バイアス電圧の印加タイミングになった時点で、ステップ１２０へ進み、図２の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理で設定された転写バイアス電圧Ｖ１を転写ロール８に印加する。次のステップ１２２では同じく図２の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理で設定された除電バイアス電圧Ｖ２を除電装置１７に印加し、その後ステップ１１６へ戻り、以後ステップ１１６〜１２２を繰り返す。
【００３７】
このように本実施形態では、初めにＢＴＲ抵抗値が大きいか小さいかを大まかに見積もった上で、ＢＴＲ抵抗値の大小に応じてより精度良くＢＴＲ抵抗値を算出できるように、定電流制御下で検出された電圧に基づくＢＴＲ抵抗値の算出、又は定電圧制御下で検出された電流に基づくＢＴＲ抵抗値の算出の何れか一方を行う。そして、精度良く求められたＢＴＲ抵抗値に基づいて転写バイアス電圧Ｖ１を設定するので、環境等によりＢＴＲ抵抗値が変動しても適正な転写バイアス電圧Ｖ１を安定的に設定することができる。
【００３８】
また、同様に精度良く求められたＢＴＲ抵抗値に基づいて除電バイアス電圧Ｖ２を設定するので、適正な除電を実行し、用紙３０に対する除電効果及び用紙３０の剥離性能を向上させることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理（図３）を実行するか、定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理（図４）を実行するか、を選択するために、最初に検査用の一定の電流ｐｒｅＩ０を転写ロール８に供給し、このときの出力電圧値Ｖが基準値（５００ボルト）以上であるか否かを判定していたが、最初に検査用の一定の電圧を転写ロール８に印加し、このときの出力電流値が予め定めた基準値未満であるか否かを判定しても良い。即ち、出力電流値が基準値未満の場合、定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理（図３）を実行し、出力電流値が基準値以上の場合、定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理（図４）を実行するよう制御しても良い。
【００４０】
また、上記実施形態では、最初にステップ１０６で出力電圧Ｖが５００ボルト以上であるか否かを判定した後、該判定結果に応じて図３の定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理又は図４の定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理を以後繰り返すように制御していたが、図５に示す制御ルーチンのように毎回検査用の電流ｐｒｅＩ０の供給（ステップ１０２）へ戻るように制御しても良い。
【００４１】
また、両面印字機構を備えた画像形成装置の場合には、第一面プリント時の転写バイアス電圧と第二面プリント時の転写バイアス電圧とは独立して設定するのが望ましい。特に、第二面プリント時の転写バイアス電圧は、前述したようにその適正な電圧値幅が第一面プリント時の転写バイアス電圧よりも狭いので、本発明を適用して適正な転写バイアス電圧を安定的に設定することの効果は非常に大きい。具体的には、転写メモリやトナー飛び散り等の不都合を防止し、転写画質障害を防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、最初に転写手段を定電流制御したときの電圧値が所定の基準電圧値以上であるか否か、又は定電圧制御したときの電流値が所定の基準電流値以上であるか否か、に応じて、より精度良くＢＴＲ抵抗値を求め転写バイアス電圧を設定できるように、第１の転写バイアス電圧設定方式又は第２の転写バイアス電圧設定方式の何れかを実行するので、温度や湿度等の環境により接触部の抵抗値が変動しても適正な転写バイアス電圧を安定的に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態における転写バイアス電圧制御処理の制御ルーチンを示す流れ図である。
【図３】定電流によるＢＴＲ抵抗モニタ処理のサブルーチンを示す流れ図である。
【図４】定電圧によるＢＴＲ抵抗モニタ処理のサブルーチンを示す流れ図である。
【図５】図２の制御ルーチンの変形例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１感光体ドラム（像担持体）
８転写ロール（転写手段）
１４電源
１５ＭＣＵ
１７除電装置（除電手段）
２０画像形成装置
３０用紙（記録媒体）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage setting method in an image forming apparatus, and more specifically, a transfer bias voltage is applied to a transfer unit in contact with an image carrier, and a recording medium passes through a contact portion between the image carrier and the transfer unit. In this way, the transferred image formed on the image carrier is transferred to the recording medium to form an image, and the contact portion of the transfer unit is based on the voltage value when the transfer unit is controlled at a constant current. A first transfer bias voltage setting method for obtaining a resistance value in the first transfer bias and setting a transfer bias voltage based on the obtained resistance value; and a contact portion of the transfer means based on a current value when the transfer means is controlled at a constant voltage. And a second transfer bias voltage setting method for setting a transfer bias voltage based on the obtained resistance value, and a voltage setting method in an image forming apparatus capable of executing the second transfer bias voltage setting method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic latent image formed on a photoconductor is developed with toner, and a toner image on the photoconductor is transferred onto a sheet by a transfer roll to which a predetermined transfer bias voltage is applied to form an image on the sheet. An image forming apparatus has been proposed and applied to an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like.
[0003]
In such an image forming apparatus, a constant current is supplied or a constant voltage is applied to the transfer roll immediately before printing, and the transfer position of the transfer roll (the transfer roll and the transfer voltage is calculated from the output current value or the output voltage value at that time). There has been proposed a transfer control device that estimates a resistance value at a contact portion with a photosensitive member (performs so-called BTR resistance monitor processing) and determines an optimum transfer bias voltage by referring to a transfer bias voltage setting table stored in advance. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-297740 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-157681).
[0004]
By the way, generally, as a transfer roll, a material in which foamed urethane rubber is used as a material and an ionic conductive agent is added to the foamed urethane rubber to provide a conductive performance is widely used. This type of transfer roll containing an ionic conductive agent (hereinafter referred to as an ion transfer roll) has a characteristic that its resistance value varies greatly depending on the environment. Specifically, the fluctuation range is about 10 ⁶ Ω to ^{10 10} Ω in a high temperature and high humidity environment (for example, an environment of 85% RH at 28 ° C.) and a low temperature and low humidity environment (for example, an environment of 15% RH at 10 ° C.). The resistance value changes greatly.
[0005]
For example, when an ion transfer roll is used for continuous printing, the resistance of the transfer roll (hereinafter referred to as BTR resistance) varies greatly due to an increase in the internal temperature due to heat from the fixing device. In such a case, supply a constant current or apply a constant voltage to the transfer roll during non-printing between pages, and estimate the resistance of the transfer roll from the output current value or output voltage value at that time. A transfer control apparatus for determining an optimum transfer bias voltage value for obtaining the above has already been proposed (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-297740 and 3-157661).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a constant current is supplied to the transfer roll having the above characteristics and the BTR resistance is estimated from the voltage value at this time, the change in the voltage value relative to the change in the BTR resistance is large in a low temperature and low humidity environment. It becomes small in a high temperature and high humidity environment, and the accuracy of estimating the BTR resistance decreases in a high temperature and high humidity environment. On the other hand, when a constant voltage is applied to the transfer roll having the above characteristics and an attempt is made to estimate the BTR resistance from the current value at this time, the change in the current value relative to the change in the BTR resistance is large in a high-temperature and high-humidity environment. It becomes smaller in the low humidity environment, and the accuracy of estimating the BTR resistance is lowered in the low temperature and low humidity environment. As described above, since the accuracy of estimating the BTR resistance varies depending on the environmental conditions, the setting accuracy of the transfer bias voltage based on the estimated BTR resistance value is lowered.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and is a voltage setting method in an image forming apparatus capable of accurately estimating a BTR resistance and setting an appropriate transfer bias voltage under all environmental conditions. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a voltage setting method in an image forming apparatus according to claim 1, wherein a transfer bias voltage is applied to a transfer unit in contact with the image carrier, and a contact portion between the image carrier and the transfer unit is applied. By passing the recording medium, the transferred image formed on the image carrier is transferred to the recording medium to form an image, and the transfer unit is controlled based on a voltage value when the transfer unit is controlled at a constant current. A first transfer bias voltage setting method for obtaining a resistance value at a contact portion of the means and setting a transfer bias voltage based on the obtained resistance value, and the transfer value based on a current value when the transfer means is controlled at a constant voltage. A voltage setting method in an image forming apparatus capable of executing a second transfer bias voltage setting method for obtaining a resistance value at a contact portion of the means and setting a transfer bias voltage based on the obtained resistance value. When the recording medium does not pass through the contact portion, the transfer unit is controlled with constant current or constant voltage, and the voltage value when the constant current control is performed is equal to or higher than a predetermined reference voltage value or is controlled with constant voltage. If the current value is less than the predetermined reference current value, the first transfer bias voltage setting method is executed and the voltage value when the constant current control is performed is less than the predetermined reference voltage value or the constant voltage control The second transfer bias voltage setting method is executed when the current value in this case is equal to or greater than a predetermined reference current value.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a voltage setting method in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the neutralization bias voltage having a polarity opposite to the transfer bias voltage is applied to eliminate the charge on the recording medium after the transfer. The image forming apparatus is provided with a discharging unit that performs the discharging operation, and the discharging bias voltage is set based on the obtained resistance value at the contact portion.
[0010]
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a resistance value at a contact portion of the transfer unit is obtained based on a voltage value when the transfer unit is subjected to constant current control, and the transfer is performed based on the obtained resistance value. A resistance value at a contact portion of the transfer unit is obtained based on a first transfer bias voltage setting method for setting a bias voltage and a current value when the transfer unit is subjected to constant voltage control, and transfer is performed based on the obtained resistance value. Two transfer bias voltage setting methods, ie, a second transfer bias voltage setting method for setting a bias voltage, can be executed.
[0011]
In such an image forming apparatus, in the voltage setting method according to claim 1, when the recording medium does not pass through the contact portion, the transfer unit is controlled at a constant current with a predetermined constant current value or a predetermined constant value. The voltage is controlled at a constant voltage.
[0012]
Here, when the voltage value when the constant current control is performed is greater than or equal to the predetermined reference voltage value or the current value when the constant voltage control is performed is less than the predetermined reference current value, for example, in the low temperature and low humidity environment, When the resistance value (BTR resistance value) is large, the change in the voltage value with respect to the change in the BTR resistance value is large in a situation where a constant current is supplied to the transfer means. Therefore, the accuracy for obtaining the BTR resistance value based on the voltage value with this large change. Becomes higher. Therefore, in this case, setting the transfer bias voltage by the first transfer bias voltage setting method has higher setting accuracy than setting the transfer bias voltage by the second transfer bias voltage setting method. In the first aspect of the invention, the transfer bias voltage is set by executing the first transfer bias voltage setting method.
[0013]
On the other hand, when the voltage value when the constant current control is performed is less than the predetermined reference voltage value or the current value when the constant voltage control is performed is equal to or greater than the predetermined reference current value, for example, the BTR resistance value in a high temperature and high humidity environment. Is small, the change in the voltage value with respect to the change in the BTR resistance value is small in a situation where a constant current is supplied to the transfer means, and thus the accuracy of obtaining the BTR resistance value based on the voltage value with this small change is low. On the other hand, when a constant voltage is applied to the transfer means and the current value flowing through the contact portion is detected, the BTR resistance value is small, so the change in the current value with respect to the change in the BTR resistance value is large. The accuracy of obtaining the BTR resistance value based on the value increases. Therefore, in this case, setting the transfer bias voltage by the second transfer bias voltage setting method has higher setting accuracy than setting the transfer bias voltage by the first transfer bias voltage setting method. In the first invention, the second transfer bias voltage setting method is executed to set the transfer bias voltage.
[0014]
As described above, according to the first aspect of the present invention, whether or not the voltage value when the transfer unit is first controlled at a constant current is equal to or greater than a predetermined reference voltage value, or the current value when the constant voltage control is performed is a predetermined value. Either the first transfer bias voltage setting method or the second transfer bias voltage setting method so that the BTR resistance value can be obtained more accurately and the transfer bias voltage can be set depending on whether or not it is less than the reference current value. Do something. As a result, an appropriate transfer bias voltage can be stably set even if the resistance value of the contact portion varies depending on the environment such as temperature and humidity.
[0015]
In particular, when the invention described in claim 1 is applied to the transfer bias voltage setting at the time of printing on the second surface where the allowable range of variation of the transfer bias voltage is narrow, an appropriate transfer bias voltage within the allowable range of variation can be set stably. Thus, the transfer bias voltage fluctuates beyond the allowable fluctuation range as in the prior art, and inconveniences such as transfer image quality failure, transfer memory, transfer failure, and toner scattering can be prevented.
[0016]
It should be noted that the current value when the transfer unit is first controlled at a constant current and the current value during constant current control when the first transfer bias voltage setting method is executed may be the same value or different values. . In addition, the voltage value when the transfer unit is first subjected to constant voltage control and the voltage value during constant voltage control when executing the second transfer bias voltage setting method may be the same value or different values. .
[0017]
By the way, as in the invention of claim 2, when the image forming apparatus is provided with a static elimination means for eliminating the charge of the recording medium peeled off from the image carrier, the obtained resistance value of the contact portion is obtained. Based on the above, it is desirable to set not only the transfer bias voltage but also the neutralization bias voltage. In this case, since an appropriate static elimination bias voltage can be set stably, appropriate static elimination can be performed on the recording medium, and the static elimination effect on the recording medium and the separation performance of the recording medium can be improved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below.
[0019]
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an image forming apparatus 20 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 20 is provided with a photosensitive drum 1 as an image carrier made of an organic photosensitive member. The photosensitive drum 1 rotates in the direction of arrow P in FIG. 1 at a linear velocity of 10 to 300 mm / second. In addition, a rubber charger (BCR) 2 that contacts and rotates with the photosensitive drum 1 is installed, and a predetermined charging voltage is applied to the charger 2 via a metal core (not shown). The As this charging voltage, for example, a direct current (-300 volts to -700 volts) superimposed with an alternating voltage of 500 volts to 2000 volts is applied.
[0020]
The surface of the photosensitive drum 1 charged by the charger 2 is exposed by the exposure device 3 to form an electrostatic latent image. Further, the electrostatic latent image is developed by the developing device 4, and a toner image corresponding to the electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1.
[0021]
On the other hand, the sheet 30 is conveyed from the sheet tray 5 to the transfer nip K1 between the transfer roll (BTR) 8 and the photosensitive drum 1 via the conveyance path 7 by the feed roll 6 and the like. A transfer bias voltage of about 100 to 6000 volts is applied to the transfer roll 8 in order to obtain an appropriate transfer current according to a resistance value (hereinafter referred to as a BTR resistance value) at the transfer nip K1. The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the paper 30 by the application of the transfer bias voltage and the pressing action of the paper 30 against the photosensitive drum 1 by the transfer roll 8.
[0022]
The transferred paper 30 is conveyed to the fixing device 9, and the toner image formed on the paper 30 is fixed on the paper 30. The fixed sheet 30 is conveyed to the paper discharge tray 11 via the conveyance path 12A by the fixing device 9, the conveyance roll 10, and the like.
[0023]
Further, the image forming apparatus 20 includes a double-sided printing mechanism for forming an image on the second side of the paper. When forming an image on the second surface, the paper 30 on which the toner image has been fixed on the first surface is transported to the transport path 12B by reverse rotation of the feed roll 10 and sent again to the feed roll 6 by the transport roll 13 and the like. An image is also formed on the second side of the paper through the same image forming cycle as that for image formation on the first side described above.
[0024]
Further, the image forming apparatus 20 includes a power source 14 that applies a transfer bias voltage to the transfer roll 8 and supplies a predetermined current, and an MCU (Microprogram) that controls the application of the transfer bias voltage and the current supply operation from the power source 14. Control Unit) 15 is installed. Further, a paper detection device 16 for detecting a timing immediately before the paper 30 reaches the transfer nip K1 is installed at a position immediately before the transfer nip K1 in the paper conveyance path 7. The paper detection device 16 is composed of, for example, a set of light emitting elements and light receiving elements. The detection signal from the paper detection device 16 is sent to the MCU 15. Further, a current detector (not shown) that detects a current value flowing through the transfer nip K1 when a transfer bias voltage is applied to the transfer roll 8, and a voltage value at the transfer nip K1 when a predetermined current is supplied to the transfer roll 8. A voltage detector (not shown) for detection is installed, and detection signals from these current detector and voltage detector are sent to the MCU 15.
[0025]
In addition, the image forming apparatus 20 is provided with a neutralization device 17 that neutralizes the sheet 30 immediately after passing through the transfer nip K1, in the vicinity of the transfer nip K1 on the downstream side in the sheet conveyance direction. A static elimination bias voltage having a polarity opposite to that of the transfer bias voltage is applied from the power source 14 to the static eliminator 17, and the sheet 30 immediately after passing through the transfer nip K <b> 1 is discharged by the discharge of the static elimination bias voltage. Will be peeled off.
[0026]
In the ROM built in the MCU 15, a table (transfer table) for setting an optimum transfer bias voltage according to the BTR resistance value and an optimum charge eliminating bias voltage according to the BTR resistance value are set. A table (static elimination table) is stored in advance. Further, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaner 18.
[0027]
Next, as an operation of the present embodiment, a transfer bias voltage control process executed by the MCU 15 will be described with reference to FIGS. In the image forming apparatus 20, the process speed is 90 mm / second, and the charging potential by the charger 2 is (−500 volts). The transfer roll 8 has a resistance value of about 1.0 × 10 ⁸ Ω in a normal temperature and normal humidity environment (55% RH at 22 ° C.).
[0028]
In step 102 of FIG. 2, a predetermined constant current preI0 for inspection (for example, 3.5 μA) is supplied to the transfer roll 8, and in the next step 104, the output voltage V at this time is detected by a voltage detector. The inspection current preI0 should be set to an optimum current value depending on the process speed, and generally a current value of 2 μA to 10 μA is set. In the next step 106, it is determined whether or not the detected output voltage V is equal to or higher than a predetermined reference value (500 volts as an example). The reference value used in this determination should be set to an optimum value experimentally, and is usually set to a value of 300 to 1000 volts.
[0029]
If it is determined in step 106 that the output voltage V is 500 volts or more, it can be estimated that the BTR resistance value is large. Therefore, the process proceeds to step 108 and BTR by the constant current of FIG. 3 suitable for the case where the BTR resistance value is large. The resistance monitoring process subroutine is executed.
[0030]
In the BTR resistance monitoring process using the constant current shown in FIG. 3, a predetermined constant current I0 (1 μA to 5 μA as an example) is first supplied to the transfer roll 8 (step 152), and the output voltage V at this time is detected by a voltage detector. (Step 154). The value of the constant current I0 may be the same as or different from the inspection current preI0 described above. However, if the constant current I0 is the same as the current preI0, an internal process for changing the supplied current value can be omitted.
[0031]
Next, the BTR resistance value R is calculated from the detected output voltage V and the current value I0 (step 156). Then, the transfer bias voltage V1 corresponding to the BTR resistance value R is set with reference to a transfer table stored in advance in the ROM in the MCU 15 (step 158). Further, with reference to the static elimination table stored in advance in the ROM in the MCU 15, the static elimination bias voltage V2 corresponding to the BTR resistance value R is set (step 160), and the process returns to the main routine of FIG.
[0032]
In step 110 of the main routine of FIG. 2, it is determined based on the detection signal from the paper detection device 16 whether or not the application timing of the transfer bias voltage has come. That is, when light is no longer received by the light receiving element of the paper detection device 16, it is detected that the leading edge of the paper 30 has passed between the light receiving element and the light emitting element (approached to the transfer nip K1). It is determined that the bias voltage application timing has come.
[0033]
Then, when the application timing of the transfer bias voltage is reached, the process proceeds to step 112, and the transfer bias voltage V1 set in the BTR resistance monitoring process by the constant current of FIG. In the next step 114, the static elimination bias voltage V2 set in the BTR resistance monitoring process with the constant current of FIG. 2 is applied to the static eliminator 17, and then the process returns to step 108, and thereafter steps 108 to 114 are repeated.
[0034]
On the other hand, if the output voltage V is less than 500 volts as determined in step 106, it can be estimated that the BTR resistance value is small. Therefore, the process proceeds to step 116, and the constant of FIG. 4 suitable for the case where the BTR resistance value is small. A subroutine of BTR resistance monitor processing by voltage is executed.
[0035]
In the BTR resistance monitoring process using the constant voltage shown in FIG. 4, a predetermined constant voltage V0 (500 volts as an example) is first applied to the transfer roll 8 (step 172), and the output current I at this time is detected by a current detector. (Step 174). Next, the BTR resistance value R is calculated from the detected output current I and the voltage value V0 (step 176). Then, the transfer bias voltage V1 corresponding to the BTR resistance value R is set with reference to the transfer table stored in advance in the ROM in the MCU 15 (step 178). Further, with reference to the static elimination table stored in advance in the ROM in the MCU 15, the static elimination bias voltage V2 corresponding to the BTR resistance value R is set (step 180), and the process returns to the main routine of FIG.
[0036]
In the main routine of FIG. 2, when the transfer bias voltage application timing is reached, the process proceeds to step 120, where the transfer bias voltage V <b> 1 set in the BTR resistance monitoring process by the constant current of FIG. 2 is applied to the transfer roll 8. In the next step 122, the static elimination bias voltage V2 set by the BTR resistance monitoring process with the constant current of FIG. 2 is applied to the static elimination device 17, and then the process returns to step 116, and thereafter steps 116 to 122 are repeated.
[0037]
As described above, in this embodiment, first, whether the BTR resistance value is large or small is roughly estimated, and then the BTR resistance value can be calculated more accurately according to the magnitude of the BTR resistance value. One of the calculation of the BTR resistance value based on the voltage detected in step B1, or the calculation of the BTR resistance value based on the current detected under constant voltage control is performed. Since the transfer bias voltage V1 is set based on the BTR resistance value obtained with high accuracy, the appropriate transfer bias voltage V1 can be stably set even if the BTR resistance value varies depending on the environment or the like.
[0038]
Similarly, since the neutralization bias voltage V2 is set based on the BTR resistance value obtained with high accuracy, appropriate neutralization can be executed to improve the neutralization effect on the paper 30 and the separation performance of the paper 30.
[0039]
In the above embodiment, in order to select whether to execute the BTR resistance monitoring process with a constant current (FIG. 3) or the BTR resistance monitoring process with a constant voltage (FIG. 4), first, for the inspection, A constant current preI0 was supplied to the transfer roll 8, and it was determined whether or not the output voltage value V at this time was equal to or higher than a reference value (500 volts). 8 and may determine whether the output current value at this time is less than a predetermined reference value. That is, when the output current value is less than the reference value, the BTR resistance monitoring process with constant current (FIG. 3) is executed. When the output current value is greater than the reference value, the BTR resistance monitoring process with constant voltage is executed (FIG. 4). You may control to do.
[0040]
In the above embodiment, first, in step 106, it is determined whether or not the output voltage V is 500 volts or more. Then, depending on the determination result, the BTR resistance monitoring process by the constant current of FIG. 3 or the constant of FIG. The BTR resistance monitoring process using the voltage is controlled so as to be repeated thereafter. However, the control may be performed so as to return to the supply of the inspection current preI0 (step 102) every time as in the control routine shown in FIG.
[0041]
In the case of an image forming apparatus provided with a double-sided printing mechanism, it is desirable to set the transfer bias voltage at the time of first-side printing and the transfer bias voltage at the time of second-side printing independently. In particular, the transfer bias voltage at the time of printing on the second side is narrower than the transfer bias voltage at the time of printing on the first side, as described above. The effect of the setting is very great. Specifically, inconveniences such as transfer memory and toner scattering can be prevented, and transfer image quality failure can be prevented.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, whether or not the voltage value when the transfer unit is first controlled at constant current is equal to or greater than a predetermined reference voltage value, or the current value when constant voltage control is performed is equal to or greater than a predetermined reference current value. Depending on whether or not, either the first transfer bias voltage setting method or the second transfer bias voltage setting method is executed so that the BTR resistance value can be obtained more accurately and the transfer bias voltage can be set. An appropriate transfer bias voltage can be stably set even if the resistance value of the contact portion varies depending on the environment such as temperature and humidity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of a transfer bias voltage control process in the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine of BTR resistance monitoring processing using a constant current.
FIG. 4 is a flowchart showing a subroutine of BTR resistance monitoring processing using a constant voltage.
FIG. 5 is a flowchart showing a modification of the control routine of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier)
8 Transfer roll (transfer means)
14 Power supply 15 MCU
17 Static elimination device (static elimination means)
20 Image forming apparatus 30 Paper (recording medium)

Claims

像担持体に接触した転写手段に転写バイアス電圧を印加し、前記像担持体と転写手段との接触部に記録媒体を通過させることで、前記像担持体に形成された被転写像を前記記録媒体に転写して画像を形成すると共に、前記転写手段を定電流制御した時の電圧値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第１の転写バイアス電圧設定方式と、前記転写手段を定電圧制御した時の電流値に基づいて前記転写手段の接触部における抵抗値を求め、求めた抵抗値に基づいて転写バイアス電圧を設定する第２の転写バイアス電圧設定方式と、を実行可能な画像形成装置における電圧設定方法であって、
前記記録媒体が前記接触部を通過していない時に、前記転写手段を定電流制御又は定電圧制御し、
定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値以上であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値未満である場合、前記第１の転写バイアス電圧設定方式を実行し、
定電流制御した場合の電圧値が所定の基準電圧値未満であるか又は定電圧制御した場合の電流値が所定の基準電流値以上である場合、前記第２の転写バイアス電圧設定方式を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置における電圧設定方法。A transfer bias voltage is applied to a transfer unit that is in contact with the image carrier, and a recording medium is passed through a contact portion between the image carrier and the transfer unit, whereby the transferred image formed on the image carrier is recorded. An image is formed by transferring to a medium, and a resistance value at a contact portion of the transfer unit is obtained based on a voltage value when the transfer unit is controlled at a constant current, and a transfer bias voltage is set based on the obtained resistance value. The resistance value at the contact portion of the transfer unit is obtained based on the first transfer bias voltage setting method and the current value when the transfer unit is controlled at a constant voltage, and the transfer bias voltage is set based on the obtained resistance value. A voltage setting method in an image forming apparatus capable of performing the second transfer bias voltage setting method,
When the recording medium does not pass through the contact portion, the transfer means is controlled with constant current or voltage,
When the voltage value when the constant current control is performed is greater than or equal to the predetermined reference voltage value or the current value when the constant voltage control is performed is less than the predetermined reference current value, the first transfer bias voltage setting method is executed. ,
When the voltage value when the constant current control is performed is less than the predetermined reference voltage value or the current value when the constant voltage control is performed is equal to or greater than the predetermined reference current value, the second transfer bias voltage setting method is executed. ,
A voltage setting method in an image forming apparatus.

前記転写バイアス電圧と逆極性の除電バイアス電圧が印加されることで、転写後の記録媒体の除電を行う除電手段が前記画像形成装置に設けられており、
前記求めた接触部における抵抗値に基づいて、前記除電バイアス電圧を設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置における電圧設定方法。The image forming apparatus is provided with a discharging unit that discharges the recording medium after transfer by applying a discharging bias voltage having a polarity opposite to that of the transfer bias voltage.
Based on the obtained resistance value at the contact portion, the static elimination bias voltage is set.
The voltage setting method in the image forming apparatus according to claim 1.