JP5257045B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に感光体や転写ベルトなどの像担持体上に形成されたトナー像を転写バイアスの印加により転写ベルトに転写する転写ローラを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and in particular, an image including a transfer roller that transfers a toner image formed on an image carrier such as a photoconductor or a transfer belt to a transfer belt by applying a transfer bias. The present invention relates to a forming apparatus.
タンデム方式のカラー画像形成装置では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を作像する4つの作像部を備え、これらの作像部で作像された各色のトナー像が、無端状の中間転写ベルトに重ねて転写(一次転写)され、中間転写ベルト上で重ねられてなるフルカラーのトナー像が、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部において用紙等の媒体に転写(二次転写)される。 The tandem color image forming apparatus includes four image forming units for forming yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images. The imaged toner images are transferred onto the endless intermediate transfer belt (primary transfer), and a full-color toner image superimposed on the intermediate transfer belt is transferred between the intermediate transfer belt and the secondary transfer roller. Transfer (secondary transfer) to a medium such as paper at the nip portion.
各作像部は、中間転写ベルトに接触して配置された静電潜像担持体と、該静電潜像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像剤担持体と、中間転写ベルトを挟んで静電潜像担持体に対向配置された一次転写ローラとを備える。一次転写ローラには所定の電圧が印加され、これにより一次転写ローラと静電潜像担持体との間に電流が流れることで、静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が、一次転写ローラとの対向部において中間転写ベルトに転写(一次転写)される。各色の作像部の一次転写ローラには、転写時に一定の電圧が印加される電源が接続される。 Each image forming unit includes an electrostatic latent image carrier disposed in contact with the intermediate transfer belt, a developer carrier that forms a toner image by supplying toner to the electrostatic latent image carrier, and an intermediate transfer A primary transfer roller disposed opposite to the electrostatic latent image carrier with the belt interposed therebetween. A predetermined voltage is applied to the primary transfer roller, whereby a current flows between the primary transfer roller and the electrostatic latent image carrier, so that the toner image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier is The image is transferred (primary transfer) to the intermediate transfer belt at a portion facing the primary transfer roller. A power supply to which a constant voltage is applied at the time of transfer is connected to the primary transfer roller of each color image forming unit.
しかし、一次転写ローラなどに用いられる導電性の転写ローラは、装置内部の温湿環境の変化によって電気抵抗値が変化しやすく、また、継続して定電圧を印加され続けると、ローラの抵抗値が上昇する。そのため、転写性が変動し、画像濃度が変化するという問題が発生する。そのため、あるタイミング毎に転写ローラに印加する最適な転写電圧の大きさを、ローラの電気抵抗値の変化に応じて制御する必要がある。 However, the conductive transfer roller used for the primary transfer roller, etc., tends to change its electric resistance value due to changes in the temperature and humidity environment inside the device, and if the constant voltage is continuously applied, the resistance value of the roller Rises. Therefore, there arises a problem that the transferability fluctuates and the image density changes. Therefore, it is necessary to control the optimum magnitude of the transfer voltage applied to the transfer roller at every certain timing according to the change in the electrical resistance value of the roller.
なお、中間転写ベルトを用いずシートに直接トナー像を転写するための転写ベルト内に転写ローラを有するものもあるが、この場合の転写ローラも上記と同様に抵抗値の問題を有する。 Some transfer belts have a transfer roller in the transfer belt for transferring a toner image directly onto a sheet without using an intermediate transfer belt. However, the transfer roller in this case also has a problem of resistance as described above.
転写電圧を制御する方法の一つとして、ATVC(Auto Transfer Voltage Control)制御が提案されている。このATVC制御は、転写ローラの抵抗を正確に検知し、最適な転写バイアスの印加電圧値を決定するために、画像形成工程における前回転工程において、転写ローラの転写バイアスを定電流制御し、この時の転写電圧V0を検知する。この検知した転写電圧V0と、予め設定されたテーブルおよび演算式とに基づき、最適な転写電圧Vを決定するものである。 As one method for controlling the transfer voltage, ATVC (Auto Transfer Voltage Control) control has been proposed. In this ATVC control, in order to accurately detect the resistance of the transfer roller and determine the optimum applied voltage value of the transfer bias, the transfer bias of the transfer roller is controlled at a constant current in the pre-rotation process in the image forming process. to detect the transfer voltage V 0 at the time. The optimum transfer voltage V is determined based on the detected transfer voltage V 0 and a preset table and arithmetic expression.
特許文献1においては、転写ローラの転写バイアス補正に関し、一枚目の転写ローラに印加するバイアス電圧を画像形成工程の前回転工程での定電流制御による電圧検知結果に基づいて決定し、複数の画像を連続して転写する場合は、用紙間の非画像部(前の用紙の後端と後の用紙の先端との間)で定電圧印加時の電流検知を複数回行い、検出電流の平均値の、所定電流に対する比率に応じて、転写ローラの抵抗値検知結果を補正し、補正値に基づいて転写バイアスを決定する方法が提案されている。
In
また、特許文献2においては、転写ローラの同軸上で、像担持体の非画像領域に対応する位置に抵抗検知ローラを配置し、画像形成中でも抵抗検知ローラに流れる電流値を検知して、その検知結果を基に転写ローラに与える電圧値を制御する方法が提案されている。
しかしこのATVC制御では、前回転工程が必要なため、予備動作時間がかかり、連続して複数枚の画像形成を行う場合、その都度、前回転工程を行うと、生産性が低下するという問題があった。特許文献1の方法においても、非画像部での電流検出の結果から抵抗値を補正する場合、電流検出期間が短く、正確な抵抗値の検出が困難であり、十分に安定した画像濃度が得られないという問題があった。特に、近年の高速化に伴い、複数枚連続印刷時の用紙間の非画像部がより短くなり、更に、正確な抵抗値の検出が困難となっている。また、特許文献2の方法においても、抵抗検知ローラと転写ローラとが同一軸上に配置されているため、ローラ構成が複雑となり、生産性が低下すると共に、装置の幅が大きくなる。また、1枚のプリントを行う場合は、やはり最適電圧決定のための前回転工程が必要であった。
However, since this ATVC control requires a pre-rotation process, it takes a preparatory operation time. When a plurality of images are continuously formed, if the pre-rotation process is performed each time, the productivity is lowered. there were. Also in the method of
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、像担持体に担持されたトナー像を転写バイアスにより転写ベルト側に転写する転写ローラを有する画像形成装置において、転写ローラの抵抗値変化に伴う転写性の変化が無く、常に最適な転写が行われ、連続して複数枚の画像形成を行う場合でも画像濃度変化が少なく、かつ、生産性の低下しない画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a transfer roller for transferring a toner image carried on an image carrier to a transfer belt side by a transfer bias. There is no change in transferability due to changes in resistance value, optimal transfer is always performed, and even when multiple images are formed continuously, there is little change in image density, and an image forming apparatus that does not reduce productivity is provided. It is to be.
上記の目的は下記の手段のいずれかにより達成される。 The above object can be achieved by any of the following means.
1.トナー像を担持する像担持体と、
該像担持体に担持された前記トナー像が転写される側の転写ベルトと、
前記像担持体に担持された前記トナー像を転写バイアスの印加により前記転写ベルト側に転写する転写ローラと、
前記転写ローラと異なる位置で前記転写ベルトと当接する検知ローラと、
前記検知ローラの電気的特性を検知する検知手段と、
該検知手段により検知した前記電気的特性に基づいて前記転写ローラに印加する前記転写バイアスを制御する制御手段と、
を有し、
前記検知ローラの断面形状及び材質は、前記転写ローラの断面形状及び材質と同じであることを特徴とする画像形成装置。
1. An image carrier for carrying a toner image;
A transfer belt on the side to which the toner image carried on the image carrier is transferred;
A transfer roller for transferring the toner image carried on the image carrier to the transfer belt side by applying a transfer bias;
A detection roller that contacts the transfer belt at a position different from the transfer roller;
Detection means for detecting electrical characteristics of the detection roller;
Control means for controlling the transfer bias applied to the transfer roller based on the electrical characteristics detected by the detection means;
I have a,
The image forming apparatus according to
2.前記転写ローラは、前記像担持体に担持された前記トナー像を転写バイアスの印加により前記転写ベルトの表面に転写することを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 2. 2. The image forming apparatus according to 1 above, wherein the transfer roller transfers the toner image carried on the image carrier onto the surface of the transfer belt by applying a transfer bias.
3.前記転写ローラは、前記像担持体に担持された前記トナー像を転写バイアスの印加により前記転写ベルト上に搬送される記録媒体に転写することを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。 3. 2. The image forming apparatus according to 1 above, wherein the transfer roller transfers the toner image carried on the image carrier onto a recording medium conveyed on the transfer belt by applying a transfer bias.
4.前記検知手段は、前記検知ローラと、該検知ローラに対向して配置された対向部材との間の電気的特性を検知することを特徴とする前記1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
4). 4. The image according to
5.前記対向部材がローラ形状であることを特徴とする前記4に記載の画像形成装置。 5. 5. The image forming apparatus as described in 4 above, wherein the facing member has a roller shape.
6.前記対向部材は、前記転写ベルトを挟んで前記検知ローラと対向して配置されていることを特徴とする前記4又は5に記載の画像形成装置。 6). 6. The image forming apparatus according to 4 or 5, wherein the facing member is disposed to face the detection roller with the transfer belt interposed therebetween.
7.前記転写ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段を有し、
該クリーニング手段より前記転写ベルトの進行方向下流側であって、前記転写ローラより前記転写ベルトの進行方向上流側に、前記検知ローラが配置されていることを特徴とする前記1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。
7 . A cleaning means for cleaning the surface of the transfer belt;
The detection roller according to any one of 1 to 6 , wherein the detection roller is disposed downstream of the cleaning unit in the moving direction of the transfer belt and upstream of the transfer roller in the moving direction of the transfer belt. 2. The image forming apparatus according to
本発明によれば、転写ローラの抵抗値の変化を検知ローラで代用して検知することできるので、最適な転写バイアスを決定するための予備回転を行わなくても、常に最適な転写バイアスを設定することができる。よって、連続して複数枚の画像形成を行う場合でも、最適な転写性を常に確保しながら、生産性を低下させることのない画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, since the change in the resistance value of the transfer roller can be detected by using the detection roller, the optimum transfer bias is always set without performing preliminary rotation for determining the optimum transfer bias. can do. Therefore, even when a plurality of images are continuously formed, it is possible to provide an image forming apparatus that always ensures optimum transferability and does not reduce productivity.
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に担持されたトナー像が転写される側の転写ベルトと、像担持体に担持されたトナー像を転写バイアスの印加により転写ベルト側に転写する転写ローラと、転写ベルトと当接する検知ローラと、転写ベルトを挟んで検知ローラと対向して配置された対向ローラと、検知ローラと対向ローラとの間の電気的特性を検知する検知手段と、該検知手段により検知した電気的特性に基づいて転写ローラに印加する転写バイアスを制御する制御手段と、を有することを特徴としている。 An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that carries a toner image, a transfer belt to which a toner image carried on the image carrier is transferred, and a transfer bias that transfers the toner image carried on the image carrier. A transfer roller that transfers to the transfer belt side by application of the toner, a detection roller that contacts the transfer belt, a counter roller that is disposed opposite to the detection roller across the transfer belt, and an electric power between the detection roller and the counter roller. And a control means for controlling the transfer bias applied to the transfer roller based on the electrical characteristics detected by the detection means.
本発明の画像形成装置について図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 The image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.
図1に示すように、画像形成装置は、像担持体1Y、1M、1C、1Kに担持されたトナー像が転写される転写ベルト6と、像担持体1Y、1M、1C、1Kに担持されたトナー像を転写バイアスの印加により転写ベルト6に転写する転写ローラ7Y,7M,7C、7Kと、転写ローラ7Y,7M,7C、7Kに印加する転写バイアスを制御する制御手段とを有している。像担持体1Y、1M、1C、1K上に形成されたトナー像は、転写バイアスを印加された転写ローラ7Y,7M,7C、7Kにより、転写ベルト6上に重ね合わせて一次転写し、重ね合わせたトナー像を一括して二次転写する。このような画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段10Y、10M、10C、10Kと、中間転写ユニットUと、給紙搬送手段及び定着手段24とから成る。画像形成装置本体(以下、装置本体ともいう)GHの上部には、原稿画像読み取り装置YSが配置されている。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus is carried on a
イエロー色の画像を形成する画像形成手段10Yは、像担持体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、転写ローラ7Y、クリーニング手段8Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成手段10Mは、像担持体1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、転写ローラ7M、クリーニング手段8Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成手段10Cは、像担持体1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、転写ローラ7C、クリーニング手段8Cを有する。さらに黒色画像を形成する画像形成手段10Kは、像担持体1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、転写ローラ7K、クリーニング手段8Kを有する。
The
各画像形成手段10Y、10M、10C、10Kでは帯電、露光、現像が行われて、像担持体上に各色の画像が形成される。
In each of the
中間転写ユニットUは、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性の中間転写体である転写ベルト6を有する。
The intermediate transfer unit U includes a
画像形成手段10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、一次転写手段である転写ローラ7Y、7M、7C、7Kにより、回動する転写ベルト6上に同期がとられて逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された記録媒体(転写紙ともいう)Pは、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段7Aに搬送され、重ね合わされたカラー画像が転写紙P上に一括転写される。カラー画像が転写された転写紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
The respective color images formed by the
一方、二次転写手段7Aにより転写紙Pにカラー画像を転写した後、転写紙Pを曲率分離した転写ベルト6は、クリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。
On the other hand, after the color image is transferred onto the transfer paper P by the secondary transfer means 7A, the residual toner is removed by the cleaning means 8A from the
本発明に係る中間転写ユニットUには、クリーニング手段8Aの転写ベルト回転方向下流側に、転写ベルト6と当接する検知ローラ7Dと、転写ベルト6を挟んで検知ローラ7Dと対向して配置された対向部材である対向ローラ1Dを有している。検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとは、転写ベルト6を挟んで押圧状態で接触している。また、検知ローラ7Dと対向ローラ1Dには、検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとの間の抵抗値を検知する検知手段が接続されている。
In the intermediate transfer unit U according to the present invention, a
この検知手段により検知した検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとの間の電気的特性に基づいて、転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに印加する転写バイアスを制御手段により制御している。
Based on the electrical characteristics between the
また、検知ローラ7Dは、転写ローラ7Y、7M、7C、7Kと同じ断面形状及び材質あることが好ましい。断面形状(芯金の外径及びゴム層の構成、厚さ)及び材質が同じであるとは、転写ローラを検知ローラとして用いることであり、このようにすることで、環境変動や耐刷枚数による転写ローラの抵抗値変化を検知ローラの抵抗変化として代用して検出することができるので好ましい。対向ローラ1Dは、SUS等の金属材料からなる導電性ローラが好ましいが、導電性の樹脂材料を用いても良い。転写ローラと像担持体との接触圧力と検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとの接触圧力は、ほぼ同じにするのが好ましい。
The
図2に検知ローラ7Dと転写ベルト6、対向ローラ1D、検知手段73Dの配置を模式的に示す。検知手段73Dは検知ローラ7Dの芯金71Dと対向ローラ1Dに接続され、検知ローラ7Dの導電性ゴム層72Dを対向ローラ1D側に圧接した状態で、定電流制御された電源から電圧を印加し、検知ローラ7Dと対向ローラ1D間の電気的特性を検知している。実際の検出値としては、出力電圧を検出している。この時、転写ベルトの回動は、プロセススピードで行われ、検知ローラ7Dと対向ローラ1Dは、転写ベルトにより従動回転している。
FIG. 2 schematically shows the arrangement of the
本実施形態における画像形成装置においては、画像形成動作における一次転写ローラである転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに印加する転写バイアスを、検知手段73Dが検知した出力電圧に連動して、決定する。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the transfer bias applied to the
このような構成を取ることにより、搬送方向に長い転写ベルトの利点を生かし、転写ローラの環境変化や耐刷枚数の変化による電気的特性の変化を、検知ローラの電気的特性を検出することで、より正確に、且つ、生産性を落とさずに検知することができる。よって、画像形成動作に影響を与えずに、転写ローラの抵抗値変化を知ることができ、この検出値を基に、転写ローラの転写バイアスを制御することで常に最適な転写状態にすることができる。 By adopting such a configuration, taking advantage of the transfer belt that is long in the conveying direction, it is possible to detect the electrical characteristics of the detection roller by detecting changes in the electrical characteristics due to changes in the environment of the transfer roller and changes in the number of printing sheets. It is possible to detect more accurately and without reducing productivity. Therefore, it is possible to know a change in the resistance value of the transfer roller without affecting the image forming operation, and based on this detected value, the transfer bias of the transfer roller can be controlled to always achieve an optimal transfer state. it can.
また、転写ベルト6と当接する検知ローラ7Dと、転写ベルト6を挟んで検知ローラ7Dと対向して配置された対向ローラ1Dを配置することで、転写ローラの配置と同じ条件で電気的特性を検出でき、この検出結果から直接、転写バイアスの補正値を求めることができるので、より転写ローラと像担持体との間の転写バイアスの制御が容易になり好ましい。更に、クリーニング手段8Aの転写ベルト回転方向下流側に検知ローラを配置することで、転写ベルト6上にトナーが残留していない状態で検知手段により抵抗変化を検知することができ、検知ローラの抵抗変化をより正確に転写ローラの転写バイアスに反映できるので好ましいといえる。
Further, by disposing the
使用する現像剤は、現像装置に応じて1成分現像剤または2成分現像剤を用いることができる。例えば、トナーとキャリアよりなる2成分現像剤を用いる場合、色トナーはイエロー、マゼンタ、シアンである。トナーとしては、質量平均粒径が3〜8μmの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しかぶりの発生が極めて少ない画像形成が可能となる。重合トナーは、トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。質量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターTA−II」又は「コールターマルチサイザー」(いずれもコールター社製)により測定した値である。キャリアとしては、質量平均粒径が30〜65μmで磁化量が20〜70emu/gの磁性粒子からなるキャリアが好ましい。 As the developer to be used, a one-component developer or a two-component developer can be used depending on the developing device. For example, when a two-component developer composed of toner and carrier is used, the color toners are yellow, magenta, and cyan. As the toner, a polymerized toner having a mass average particle diameter of 3 to 8 μm is preferable. By using the polymerized toner, it is possible to form an image with high resolution, stable density and very little fog. The polymerized toner is obtained by forming the binder resin for toner and the toner shape by polymerization of the raw material monomer or prepolymer of the binder resin and subsequent chemical treatment. The mass average particle diameter is an average particle diameter based on mass, and is a value measured by “Coulter Counter TA-II” or “Coulter Multisizer” (both manufactured by Coulter, Inc.) equipped with a wet disperser. As the carrier, a carrier composed of magnetic particles having a mass average particle diameter of 30 to 65 μm and a magnetization of 20 to 70 emu / g is preferable.
像担持体としての感光体は、有機感光体、無機感光体のどちらでも用いることができる。また、転写ローラ7Y、7M、7C、7Kは、導電性の芯金に導電性のゴム材を被覆した導電性ゴムローラを用いることができ、例えば、NBR半導電スポンジゴム等を用いることができる。導電性ゴムの抵抗値としては、1×105〜1×109Ωのものが好ましく用いられる。
As the photoreceptor as the image carrier, either an organic photoreceptor or an inorganic photoreceptor can be used. Further, as the
ここで、画像形成装置の制御関係について説明する。図3は本実施形態に係わる制御関係のブロックを示す図である。図3に示すように、制御手段9は各ブロックを制御している。特に検知手段73Dの検知結果に基づいて、制御手段9が転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに印加する転写バイアスの値を演算し、その演算結果に基づいたバイアスの印加を制御している。
Here, the control relationship of the image forming apparatus will be described. FIG. 3 is a diagram showing control-related blocks according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the control means 9 controls each block. In particular, based on the detection result of the
この転写バイアスの値の算出方法について説明する。一次転写の工程における転写ローラ7Y、7M、7C、7Kには定電圧制御された電圧を印加して一次転写をする。この定電圧を印加する手順を図4のフローチャートを用いて説明する。
A method for calculating the transfer bias value will be described. In the primary transfer process, the
まず、ステップ1でプリント信号を受信する。受信後、ステップ2として検知ローラ7Dに定電流電源により、所定の定電流I0を印加する。次に、ステップ3として検知手段73Dにより検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとの間の電気的特性として、そのときの定電流電源に印加される出力電圧値V0を検出する。次に、ステップ4として、検出したV0に予め決めてある演算式により演算し、最適な転写バイアスVを決定する。次に、ステップ5として、演算結果である転写バイアスVを転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに印加して、像担持体上のトナー像を転写ベルト6に順次転写する。この時、演算式は、1次式でも良く、また2次式以上の演算式であっても良い。また、演算式は、各転写ローラ毎に違っていても良いし、同じでも良い。次に、ステップ6として、プリント信号の終わりかどうかを判断し、続いてプリント信号がある場合は、ステップ2に戻る。プリント信号がない場合は、ステップ7として、終了する。
First, in
以上のように連続するプリント枚数がたくさんあっても、転写ローラと同構成の検知ローラと、転写ベルトを挟んだ導電性の対向ローラとの間の電気的特性を、画像形成動作を中断することなく、常に検知することができる。また、その検知結果に基づいて、転写ローラに印加する転写バイアスを最適な値に、連動して制御することができるので、システム速度が高速になっても、最適な転写バイアスを転写ローラに印加することができる。 As described above, even if there are a large number of continuous prints, the image forming operation is interrupted by the electrical characteristics between the detection roller having the same configuration as the transfer roller and the conductive counter roller with the transfer belt interposed therebetween. And can always be detected. In addition, the transfer bias applied to the transfer roller can be controlled to the optimum value based on the detection result, so the optimum transfer bias can be applied to the transfer roller even when the system speed increases. can do.
本実施形態では、画像形成動作中、常に検知手段により検知した出力電圧に基づく最適な転写バイアスを印加するようにしたが、一定枚数毎に、出力電圧を検知して最適なバイアスを設定をするようにしても良い。 In the present embodiment, the optimum transfer bias based on the output voltage detected by the detection means is always applied during the image forming operation. However, the optimum bias is set by detecting the output voltage for every fixed number of sheets. You may do it.
このように転写ローラの抵抗値が変化しても、常にその変化状態を把握することができ、リアルタイムで転写ローラの抵抗値変化に伴った最適な転写バイアスを転写ローラに印加することでき、濃度変化の少ない画像を形成することができる。 In this way, even if the resistance value of the transfer roller changes, the change state can always be grasped, and the optimum transfer bias accompanying the change in the resistance value of the transfer roller can be applied to the transfer roller in real time. An image with little change can be formed.
次に、図5に本発明の第2の実施形態を示す。第1の実施形態では、請求項1における像担持体として感光体、転写ベルトとして中間転写ベルト、転写ローラとして一次転写ローラを用いた場合について説明したが、第2の実施形態においては、像担持体として一次転写ベルト、転写ベルトとして二次転写ベルト、転写ローラとして二次転写ローラを用いた場合である。図5に示す第2の実施形態は、図1の第1の実施形態と相違する部分の要部を模式的に示している。第1の実施形態で用いた同じ機能を示す部品については、同じ符号を付している。図2の70Aは二次転写ベルトであり、像担持体である一次の転写ベルト6上のトナー画像を二次転写ベルト70A上に搬送する転写紙P上に、二次転写ローラ71Aに印加した転写バイアスにより転写する。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the case where the photosensitive member is used as the image carrier in
この時の転写バイアスは、図2における検知ローラ7Dと二次転写ベルト70Aを挟んで対向配置された対向ローラ1Dとの間の電気的特性を検知する検知手段73Dの検知結果に基づいて演算される。二次転写ベルト70Aは、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性の転写ベルトである。また、二次転写ローラ71Aは、導電性の芯金に導電性のゴム材を被覆した導電性ゴムローラを用いることができ、例えば、NBR半導電スポンジゴム等を用いることができる。導電性ゴムの抵抗値としては、1×105〜1×109Ωのものが好ましく用いられる。
The transfer bias at this time is calculated based on the detection result of the
また、検知ローラ7Dは、二次転写ローラ71Aと同じ断面形状及び材質あることが好ましい。断面形状(芯金の外径及びゴム層の構成、厚さ)及び材質が同じであるとは、二次転写ローラを検知ローラとして用いることであり、このようにすることで、環境変動や耐刷枚数による転写ローラの抵抗値変化を検知ローラの抵抗変化として代用して検出することができるので好ましい。対向ローラ1Dは、SUS等の金属材料からなる導電性ローラが好ましいが、導電性の樹脂材料を用いても良い。二次転写ローラ71Aと一次の転写ベルト6との接触圧力と検知ローラ7Dと対向ローラ1Dとの接触圧力は、ほぼ同じにするのが好ましい。他の構成部材及び、検知手段73Dにより検知した値を二次転写ローラ71Aに印加する転写バイアス値に演算する方法や制御方法は、第1の実施形態と同様であるので説明は省く。
The
このように第2の実施形態においても、二次転写ローラ71Aの抵抗値が環境変動や耐刷枚数により変化しても、常に最適な二次転写用の転写バイアスを二次転写ローラ71Aに印加することができる。
As described above, also in the second embodiment, even when the resistance value of the
更に、図6に本発明の第3の実施形態を示す。図6は、第2の実施形態における転写ベルト6を感光体としての像担持体1Kに変えた構成を取っている。即ち、1色のみの画像形成手段10Kで作成した像担持体1K上の画像を、転写ベルト70A上に搬送する転写紙P上に、転写ローラ72Aにより転写する画像形成装置である。その他の構成部材及び、検知手段73Dにより検知した値を転写ローラ72Aに印加する転写バイアス値に演算する方法や制御方法は、第1及び第2の実施形態と同様であるので説明は省く。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a configuration in which the
このように第3の実施形態においても、転写ローラ72Aの抵抗値が環境変動や耐刷枚数により変化しても、常に最適な転写バイアスを転写ローラ72Aに印加することができる。
As described above, also in the third embodiment, the optimum transfer bias can always be applied to the
なお、上記第1〜第3の実施形態以外であっても、該像担持体に担持されたトナー像が転写される側の転写ベルトと、像担持体に担持されたトナー像を転写バイアスの印加により転写ベルト側に転写する転写ローラとを有する画像形成装置であれば、本発明に係る検知ローラ、対向ローラ、検知手段によって、最適な転写バイアスを設定することができることはいうまでもない。 In addition to the first to third embodiments, the transfer belt on the side to which the toner image carried on the image carrier is transferred, and the toner image carried on the image carrier are transferred with a transfer bias. It goes without saying that an optimum transfer bias can be set by the detection roller, the counter roller, and the detection means according to the present invention in the case of an image forming apparatus having a transfer roller that transfers to the transfer belt side by application.
ここで本発明の画像形成装置の実施例について説明する。
(実施例1)
(実験装置)
図1に示す画像形成装置を使用した。プロセス速度は300mm/secとした。転写ベルトは、ポリイミド製半導電ベルトで、ベルト厚さは80μm、周長は861mm、幅は362mm、抵抗率は1×1011Ω/□を用いた。一次転写用の転写ローラは、芯金10mmのSUSにNBRイオン導電性スポンジゴムを単層で被覆したφ22の導電性ゴムローラを用いた。抵抗値は、2×107Ω(20℃、40%の環境、金属平板に乗せてゴムローラの芯金と金属平板に1kV印加時)、硬度40°(Asker−C)であった。検知ローラは、転写ローラと同じものを使用した。対向ローラはAl製のφ30mmのローラを用いた。
Now, an embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
Example 1
(Experimental device)
The image forming apparatus shown in FIG. 1 was used. The process speed was 300 mm / sec. The transfer belt was a polyimide semiconductive belt having a belt thickness of 80 μm, a circumference of 861 mm, a width of 362 mm, and a resistivity of 1 × 10 11 Ω / □. As a transfer roller for primary transfer, a conductive rubber roller having a diameter of 22 in which a SUS having a core metal of 10 mm is coated with a single layer of NBR ion conductive sponge rubber was used. The resistance value was 2 × 10 7 Ω (20 ° C., 40% environment, placed on a metal flat plate when 1 kV was applied to the core of the rubber roller and the metal flat plate), and the hardness was 40 ° (Asker-C). The same detection roller as the transfer roller was used. As the counter roller, an Al φ30 mm roller was used.
検知ローラと対向ローラとの間に印加した定電流電源からの電流値は、50μAとした。 The current value from the constant current power source applied between the detection roller and the opposing roller was 50 μA.
検知手段による出力電圧V0の検知は、感光体1Y上に形成された1枚目の画像の先端が、転写ベルト6と接触する直前に行った。この出力電圧V0を基に、各色のトナー画像に対応した転写ローラ7Y、7M、7C、7Kへ印加する最適転写電圧値Vは、以下の演算式により演算し、1枚分の転写が終了するまで各転写ローラに定電圧制御して印加した。2枚目以降も同様にして演算し、定電圧制御で最適な転写バイアスを印加した。
The detection of the output voltage V 0 by the detecting means was performed immediately before the leading edge of the first image formed on the
V0が875v以下のとき、
転写ローラ7Y、7Kへは、V=0.32×V0+478(v)
転写ローラ7Mへは、V=0.32×V0+528(v)
転写ローラ7Cへは、V=0.32×V0+578(v)
V0が875vを越えるとき、
転写ローラ7Y、7Kへは、V=0.73×V0+160(v)
転写ローラ7Mへは、V=0.73×V0+210(v)
転写ローラ7Cへは、V=0.73×V0+260(v)
(評価方法)
転写性の評価としては、1000枚の連続プリントを行い、単色ベタ画像(Yellow,Magenta、Cyan,Black)と2色を重ね合わせたベタ画像(Blue、Red、Green)の濃度変化を観察した。画像濃度測定は反射濃度測定器(GretagMacbeth社製Spectolino)を用いた。
When V 0 is less than 875v
To the
To the
To the
When V 0 exceeds 875v,
To the
To the
To the
(Evaluation method)
For the evaluation of transferability, 1000 continuous prints were performed, and changes in the density of a solid image (Blue, Red, Green) in which a single color solid image (Yellow, Magenta, Cyan, Black) and two colors were superimposed were observed. The image density measurement was performed using a reflection density measuring device (Spectolino manufactured by GretagMacbeth).
濃度変化幅ΔIDが、0.05の範囲に入っているものを良好とし、0.05の範囲を超えるものを不良とした。ΔIDが0.05を越えると目視により明らかに変化が認められ、画像品質として問題である。 A density change width ΔID in the range of 0.05 was determined to be good, and a density change range ΔID exceeding 0.05 was determined to be defective. When ΔID exceeds 0.05, a change is clearly recognized by visual observation, which is a problem as image quality.
(評価結果)
評価結果を図7、図8に示す。
(Evaluation results)
The evaluation results are shown in FIGS.
図7、図8の評価結果から、1000枚プリント中の画像濃度変化ΔIDは、単色画像及び2色を重ね合わせた画像ともに0.05以下であり、良好な転写性を示している。このことから、実施例1においては、常に最適な転写電圧を印加することができていることがわかる。
(比較例1)
(実験装置、評価方法)
図1に示す実施例1の画像形成装置において、検知ローラ7Dと対向ローラ1D及び検知手段を省いた他は、実施例1と同様の画像形成装置を用いた。
From the evaluation results shown in FIGS. 7 and 8, the image density change ΔID during 1000-sheet printing is 0.05 or less for both the single-color image and the two-color superimposed image, indicating good transferability. From this, it can be seen that in Example 1, an optimum transfer voltage can always be applied.
(Comparative Example 1)
(Experimental equipment, evaluation method)
In the image forming apparatus of Example 1 shown in FIG. 1, the same image forming apparatus as that of Example 1 was used except that the
また、各転写ローラへは定電圧制御された電圧V1を印加した。電圧V1の値は、1枚目のプリントをする前の予備回転時に、各転写ローラに定電流制御された電源から電圧を印加し、そのときの出力電圧の平均値V10に基づいて演算した値を用いた。複数枚のプリント時にも、最初に設定したV1を継続して使用した。 A voltage V1 under constant voltage control was applied to each transfer roller. The value of voltage V1, during the preliminary rotation before the first sheet of the prints, the constant current control voltage from a power source is applied to the transfer rollers, calculated based on the average value V1 0 of the output voltage at that time Values were used. Even when printing a plurality of sheets, the first set V1 was continuously used.
予備回転時のV10の測定結果を以下の演算式により算出してV1の値を決定した。 The V1 0 measurement results of the preliminary rotation is calculated by the following arithmetic expression was determined value of V1.
演算式
V0が875v以下のとき、
V1=0.32×V0+496(v)
V0が875vを越えるとき、
V1=0.73×V0+138(v)
V10の測定結果
転写ローラ7Y:2750v
転写ローラ7M:2896v
転写ローラ7C:2979v
転写ローラ7K:2979v
V10を基に算出したV1の値
転写ローラ7Y:2146v
転写ローラ7M:2252v
転写ローラ7C:2313v
転写ローラ7K:2313v
その他は、実施例1と同様に行い、1000枚プリント中の画像濃度変化を評価した。
When arithmetic expression V 0 is less than 875V,
V1 = 0.32 × V 0 +496 (v)
When V 0 exceeds 875v,
V1 = 0.73 × V 0 +138 (v)
V1 0 measurements transfer
V1 value calculated based on V10 0 Transfer roller 7Y: 2146v
Others were carried out in the same manner as in Example 1, and the change in image density during 1000-sheet printing was evaluated.
(評価結果)
評価結果を図9、図10に示す。
(Evaluation results)
The evaluation results are shown in FIGS.
図9、図10の評価結果から、BlackとBlueの画像濃度変化ΔIDが0.05ではあるが、他の単色画像及び2色を重ね合わせた画像の画像濃度変化ΔIDは0.08〜0.12あり、濃度変化が大きく、最適な転写電圧で転写が行われていないことが分かる。 From the evaluation results of FIGS. 9 and 10, the image density change ΔID of Black and Blue is 0.05, but the image density change ΔID of another single-color image and an image obtained by superimposing two colors is 0.08-0. It can be seen that the density change is large and the transfer is not performed at the optimum transfer voltage.
1Y、1M、1C、1K 像担持体
1D 対向ローラ
6、70A 転写ベルト
7Y、7M、7C、7K、72A 転写ローラ
7D 検知ローラ
71D 芯金
72D 導電性ゴム層
73D 検知手段
7A 二次転写手段、
71A 二次転写ローラ
9 制御手段
P 記録媒体(転写紙)
1Y, 1M, 1C,
71A
Claims (7)
該像担持体に担持された前記トナー像が転写される側の転写ベルトと、
前記像担持体に担持された前記トナー像を転写バイアスの印加により前記転写ベルト側に転写する転写ローラと、
前記転写ローラと異なる位置で前記転写ベルトと当接する検知ローラと、
前記検知ローラの電気的特性を検知する検知手段と、
該検知手段により検知した前記電気的特性に基づいて前記転写ローラに印加する前記転写バイアスを制御する制御手段と、
を有し、
前記検知ローラの断面形状及び材質は、前記転写ローラの断面形状及び材質と同じであることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
A transfer belt on the side to which the toner image carried on the image carrier is transferred;
A transfer roller for transferring the toner image carried on the image carrier to the transfer belt side by applying a transfer bias;
A detection roller that contacts the transfer belt at a position different from the transfer roller;
Detection means for detecting electrical characteristics of the detection roller;
Control means for controlling the transfer bias applied to the transfer roller based on the electrical characteristics detected by the detection means;
I have a,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a cross-sectional shape and a material of the detection roller are the same as a cross-sectional shape and a material of the transfer roller .
該クリーニング手段より前記転写ベルトの進行方向下流側であって、前記転写ローラより前記転写ベルトの進行方向上流側に、前記検知ローラが配置されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。 A cleaning means for cleaning the surface of the transfer belt;
A traveling direction downstream side of the transfer belt from the cleaning means, the traveling direction upstream side of the transfer belt from the transfer roller, one of claims 1 to 6, characterized in that said detection roller is arranged The image forming apparatus according to claim 1.
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