JP5993783B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体に形成されたトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a direct transfer type image forming apparatus that directly transfers a toner image formed on an image carrier onto a sheet.
周面にレーザー光が照射されて静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムの周面にトナーを供給して静電潜像をトナー像化する現像装置を有し、感光体ドラムに形成されたトナー像を直接用紙に転写させることによって用紙に画像を形成する画像形成装置が知られている。 A photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed by irradiating the peripheral surface with a laser beam; and a developing device that supplies toner to the peripheral surface of the photosensitive drum to convert the electrostatic latent image into a toner image. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus that forms an image on a sheet by directly transferring a toner image formed on a body drum onto the sheet is known.
このような直接転写方式の転写装置は、感光体ドラムと対向配置される転写ローラーを備え、感光体ドラムと転写ローラーにより形成されたニップ部(以下「転写ニップ部」という)を用紙が通過する。転写ローラーにはトナーの帯電極性と逆極性の転写電流が与えられ、これにより感光体ドラムに形成されたトナーが用紙に静電的に移動して転写が行われる。 Such a direct transfer type transfer device includes a transfer roller disposed opposite to the photosensitive drum, and the sheet passes through a nip portion (hereinafter referred to as a “transfer nip portion”) formed by the photosensitive drum and the transfer roller. . A transfer current having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the transfer roller, whereby the toner formed on the photosensitive drum is electrostatically moved to the sheet and transferred.
このような装置において、特許文献1には、用紙が転写ニップ部を通過している期間はトナーが感光体ドラムから用紙へ移動するのに必要な転写バイアス電圧を印加し、紙間(所定間隔を持って用紙が連続搬送される場合の用紙と用紙の間の期間)では転写バイアス電圧を切り替える(オフ又は転写時よりも低い電流を供給する)方法が記載されている。
In such an apparatus,
しかし、この方法では、紙間で転写ローラーに接近しているドラム面状の電位に影響を与え、エッジメモリー(メモリー画像)が発生しやすくなる。また、用紙が転写ニップ部を通過している期間に電流を切り替えると、転写不良を引き起こす虞がある。 However, this method affects the drum surface potential approaching the transfer roller between the sheets, and edge memory (memory image) is likely to occur. Further, if the current is switched during the period when the sheet is passing through the transfer nip portion, there is a risk of causing a transfer failure.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、エッジメモリー、転写不良等によって画像の劣化を引き起こすことなく画像形成が行われる画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus in which image formation is performed without causing image deterioration due to edge memory, transfer failure, or the like. .
本発明による画像形成装置は、周面にトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の周面に接触して対向配置されることで当該像担持体と転写ニップ部を形成し、当該転写ニップ部に搬送された用紙に前記像担持体が担持するトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に流れる転写電流の値を測定する測定手段と、前記転写電流の値を可変する可変手段と、用紙上の領域であって前記搬送される方向における用紙の先端から予め定められた幅である先端領域と当該用紙の後端から予め定められた幅である後端領域に挟まれた紙中領域が前記転写ニップ部を通過する際の前記転写電流の値である第1電流値を設定する第1電流値設定手段と、前記先端領域及び前記後端領域と用紙が連続搬送される場合の用紙と用紙の間である紙間領域が前記転写ニップ部を通過する際の前記転写電流の値である第2電流値を、前記第1電流値と同極性又は逆極性であり、当該第1電流値のα倍(0<α<1)に設定する第2電流値設定手段と、前記測定手段が測定した転写電流の値に基づいて、前記紙中領域が前記転写ニップ部を通過する際は前記第1電流値、前記先端領域及び前記後端領域と前記紙間領域が前記転写ニップ部を通過する際は前記第2電流値となるよう前記可変手段を制御すると共に、前記測定手段が測定した前記第2電流値が予め定められた最低電流値より小さいとき、前記第2電流値を前記最低電流値に変更して前記可変手段を制御する制御手段と、前記像担持体における前記転写ニップ部よりも当該像担持体の回転方向上流位置において、帯電させたトナーを現像バイアス電圧の印加によって前記像担持体に供給する現像手段と、を備え、前記制御手段は、前記第2電流値が前記第1電流値と同極性に設定されている場合、前記転写電流として前記第1及び第2電流値の電流が設定されているときに、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させ、前記第2電流値が前記第1電流値と逆極性に設定されている場合、前記転写電流として前記第1電流値の電流が設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させ、前記転写電流として前記第2電流値の電流が設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させず、前記第2電流値設定手段は、前記先端領域及び前記後端領域と前記紙間領域の幅の総和が前記像担持体の周面1周分の距離以下の場合、前記第2電流値を、前記第1電流値と同極性であり、当該第1電流値のα倍(0<α<1)に設定する。 An image forming apparatus according to the present invention forms a transfer nip portion with an image carrier that carries a toner image on a peripheral surface, and an image carrier that is opposed to and in contact with the peripheral surface of the image carrier. Transfer means for transferring the toner image carried by the image carrier onto the sheet conveyed to the transfer nip, measurement means for measuring the value of the transfer current flowing through the transfer means, and the value of the transfer current are varied. The variable means is sandwiched between an area on the paper and a leading edge area having a predetermined width from the leading edge of the paper in the transport direction and a trailing edge area having a predetermined width from the trailing edge of the paper. A first current value setting means for setting a first current value that is a value of the transfer current when the intermediate area of the paper passes through the transfer nip, and the front end area and the rear end area are continuously conveyed with the paper. If there is a paper-to-paper area Serial second current value is a value of the transfer current passes through the transfer nip portion, the a first current value and the same polarity or opposite polarity, alpha multiple of the first current value (0 <alpha <1 And the second current value setting means to be set) and the transfer current value measured by the measurement means when the in-paper area passes through the transfer nip, the first current value, the tip area, and The variable means is controlled so that the second current value becomes the second current value when the trailing edge area and the inter-paper area pass through the transfer nip portion, and the second current value measured by the measuring means is determined in advance. A control means for controlling the variable means by changing the second current value to the minimum current value, and a rotation direction of the image carrier relative to the transfer nip portion of the image carrier. At the upstream position, the charged toner is transferred to the development via. And a developing means for supplying to said image bearing member by the application of a voltage, wherein, when the second current value is set to the first current value and the same polarity, the second as the transfer current When the currents of the first and second current values are set, the developing bias voltage is applied to the developing means, and the second current value is set to have a polarity opposite to the first current value, When the current having the first current value is set as the transfer current, the developing bias voltage is applied to the developing unit, and when the current having the second current value is set as the transfer current, The second current value setting unit does not apply the developing bias voltage to the developing unit, and the second current value setting unit has a total width of the leading end region, the trailing end region, and the inter-paper region corresponding to one circumference of the peripheral surface of the image carrier. If the distance is less than the second current The a first current value and the same polarity is set to alpha times (0 <α <1) of the first current value.
第2電流値は第1電流値のα倍(0<α<1)であるため、第1電流値が小さいと、第2電流値が小さくなりすぎ、第2電流が流れる用紙の先端領域及び後端領域における用紙のトナー吸着力が弱くなり、静電飛散が発生しやすくなる。そこで、第2電流値の下限値を最低電流値とすることで、第2電流が小さくなりすぎることを防ぎ、静電飛散の発生を抑制することができる。 Since the second current value is α times the first current value (0 <α <1), if the first current value is small, the second current value becomes too small, and the leading edge region of the sheet through which the second current flows and The toner attracting force of the paper in the rear end region becomes weak, and electrostatic scattering is likely to occur. Therefore, by setting the lower limit value of the second current value as the minimum current value, it is possible to prevent the second current from becoming too small and suppress the occurrence of electrostatic scattering.
第2電流値が第1電流値と同極性に設定されている場合において、転写電流として第1電流値の電流が設定されているときに現像バイアス電圧を印加させる一方、転写電流として第2電流値の電流が設定されているときに現像バイアス電圧を印加させないようにすると、現像バイアス電圧を急に変更させるときのアンダーシュートやオーバーシュートによって、トナーが現像手段から像担持体に飛散する虞がある。また、第2電流値が第1電流値と同極性に設定されているので、紙中領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、当該像担持体に飛散したトナーが転写手段に付着し易くなる。その結果、転写手段に付着したトナーによって用紙の裏側(転写手段側)が汚れる虞がある。 When the second current value is set to the same polarity as the first current value, the developing bias voltage is applied when the current of the first current value is set as the transfer current, while the second current is set as the transfer current. If the development bias voltage is not applied when the value current is set, the toner may be scattered from the developing means to the image carrier due to undershoot or overshoot when the development bias voltage is suddenly changed. is there. Further, since the second current value is set to the same polarity as the first current value, when the area other than the in-paper area passes through the transfer nip portion, the toner scattered on the image carrier adheres to the transfer unit. It becomes easy to do. As a result, there is a possibility that the back side (transfer means side) of the paper is soiled by toner adhering to the transfer means.
しかし、上記制御手段によれば、第2電流値が第1電流値と同極性に設定されている場合には、転写電流として第1及び第2電流値の電流が設定されているときに現像バイアス電圧を印加させる。このため、現像バイアス電圧の値を急に変更させることによるアンダーシュートやオーバーシュートの発生を抑止することができる。これによって、現像手段から像担持体へのトナーの飛散を抑止することができる。その結果、紙中領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、像担持体に飛散したトナーが転写手段に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。 However, according to the above control means, when the second current value is set to the same polarity as the first current value, the development is performed when the currents of the first and second current values are set as the transfer current. A bias voltage is applied. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of undershoot and overshoot caused by suddenly changing the value of the developing bias voltage. Thereby, scattering of toner from the developing means to the image carrier can be suppressed. As a result, when an area other than the in-paper area passes through the transfer nip portion, it is possible to reduce a possibility that the back side of the paper becomes dirty due to the toner scattered on the image carrier adhering to the transfer means.
一方、従来から、トナーが経年劣化すること等に起因して、現像手段から未帯電トナー又は低帯電トナー等の帯電不良トナーが像担持体の周面における静電潜像が形成されている領域以外の領域に付着し、用紙の白地部分に多数の小さな黒点が現れる、いわゆるカブリが発生することが知られている。また、像担持体の表面電位が増加するにつれて、用紙の白地部分に付着したトナーの濃度であるカブリ濃度が増加することが知られている。 On the other hand, an area where an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the image carrier from the developing unit due to poorly charged toner such as uncharged toner or low-charged toner due to the deterioration of the toner over time. It is known that a so-called fog occurs in which a large number of small black spots appear on a white background portion of the paper and adhere to other areas. Further, it is known that the fog density, which is the density of toner attached to the white background portion of the paper, increases as the surface potential of the image carrier increases.
また、従来から、転写手段がイオン導電性ローラーによって構成されている場合に、イオン導電材の抵抗値の上昇による導電性の劣化を抑止するために、イオンの分極を抑制する等の目的で、画像形成領域(紙中領域)以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、画像形成領域が転写ニップ部を通過する際の転写電流とは逆極性の転写電流を転写手段に与える制御が行われている。 Further, conventionally, when the transfer means is constituted by an ion conductive roller, in order to suppress the deterioration of conductivity due to an increase in the resistance value of the ion conductive material, for the purpose of suppressing ion polarization, When an area other than the image forming area (in-paper area) passes through the transfer nip, control is performed to give the transfer means a transfer current having a polarity opposite to the transfer current when the image forming area passes through the transfer nip. It has been broken.
この場合、画像形成領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、画像形成領域が転写ニップ部を通過する際の転写電流とは逆極性の転写電流を与えることによって、像担持体の表面電位を上昇させ、カブリを発生し易くする虞があった。その結果、カブリの発生によってトナーの消費量が増大したり、カブリの発生によって像担持体に付着した帯電不良トナーが、画像形成領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に転写手段に付着し易くなり、用紙の裏側が汚れる虞があった。 In this case, when a region other than the image forming region passes through the transfer nip portion, a transfer current having a polarity opposite to the transfer current when the image forming region passes through the transfer nip portion is given, thereby the surface of the image carrier. There is a possibility that the potential is increased and fog is easily generated. As a result, toner consumption increases due to the occurrence of fog, or poorly charged toner adhering to the image carrier due to the occurrence of fog adheres to the transfer means when an area other than the image forming area passes through the transfer nip portion. There was a risk that the back side of the paper would become dirty.
しかし、上記制御手段によれば、第2電流値が第1電流値と逆極性に設定されている場合、転写電流として第2電流値の電流が設定されているときは、現像バイアス電圧を印加させないので、像担持体と現像手段との間に電位差が生じなくなる。これによって、帯電不良トナーが現像手段から表面電位の上昇した像担持体に移動する虞を軽減することができる。その結果、トナーの消費量が増える虞を軽減することができ、また、帯電不良トナーが転写手段に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。 However, according to the above control means, when the second current value is set to the opposite polarity to the first current value, the development bias voltage is applied when the current of the second current value is set as the transfer current. Therefore, no potential difference is generated between the image carrier and the developing means. As a result, it is possible to reduce the possibility that the poorly charged toner moves from the developing means to the image carrier having an increased surface potential. As a result, it is possible to reduce the possibility that the toner consumption will increase, and to reduce the possibility that the back side of the paper will become dirty due to the poorly charged toner adhering to the transfer means.
ただし、この場合、現像バイアス電圧を急に変更するときのオーバーシュートやアンダーシュートによってトナーが像担持体に飛散する虞がある。しかし、第2電流値が第1電流値と逆極性に設定されているので、紙中領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、当該飛散したトナーが転写手段に移動する虞を軽減することができる。その結果、トナーが転写手段に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。 However, in this case, there is a possibility that the toner is scattered on the image carrier due to overshoot or undershoot when the development bias voltage is suddenly changed. However, since the second current value is set to the opposite polarity to the first current value, the possibility that the scattered toner moves to the transfer means when an area other than the in-paper area passes through the transfer nip portion is reduced. can do. As a result, it is possible to reduce the possibility that the back side of the paper is stained due to the toner adhering to the transfer means.
先端領域及び後端領域と紙間領域の幅の総和が像担持体の周面1周分の距離以下の場合に、第2電流値を第1電流値と逆極性に設定すると、先端領域及び後端領域と紙間領域が転写ニップ部を通過するときと、紙中領域が転写ニップ部を通過するときと、で転写手段に与えられる転写電流の極性が異なることによって、像担持体の周面内で表面電位に差異が生じることとなり、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞がある。 When the sum of the widths of the leading edge area, the trailing edge area, and the inter-paper area is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier, if the second current value is set to a polarity opposite to the first current value, The polarity of the transfer current applied to the transfer means differs between when the trailing edge area and the inter-paper area pass through the transfer nip, and when the in-paper area passes through the transfer nip. There will be a difference in the surface potential within the surface, and there is a risk of unevenness in the gray density of the image transferred to the paper.
しかし、第2電流値設定手段は、先端領域及び後端領域と紙間領域の幅の総和が像担持体の周面1周分の距離以下の場合、第2電流値を第1電流値と同極性に設定するため、像担持体の周面内における表面電位の差異を軽減することができる。その結果、像担持体の周面内における表面電位の差異に起因して、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞を軽減することができる。 However, the second current value setting means sets the second current value as the first current value when the sum of the widths of the leading edge area, the trailing edge area, and the inter-paper area is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier. Since the same polarity is set, the difference in surface potential in the peripheral surface of the image carrier can be reduced. As a result, it is possible to reduce the possibility of unevenness in the gray density of the image transferred to the sheet due to the difference in surface potential in the peripheral surface of the image carrier.
また、上記構成において、前記第2電流値設定手段は、前記先端領域及び前記後端領域と前記紙間領域の幅の総和が前記像担持体の周面1周分の距離より大きい場合、前記第2電流値を、前記第1電流値と逆極性に設定することが好ましい。 Further, in the above configuration, the second current value setting means, when the total width of the leading edge area, the trailing edge area, and the inter-paper area is larger than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier, The second current value is preferably set to have a polarity opposite to that of the first current value.
この構成によれば、第2電流値設定手段は、先端領域及び後端領域と紙間領域の幅の総和が像担持体の周面1周分の距離より大きい場合、第2電流値を第1電流値と逆極性に設定する。このため、先端領域及び後端領域と紙間領域が転写ニップ部を通過する際に、トナーが転写手段に移動し難くなり、転写手段にトナーが付着する虞が軽減される。その結果、転写手段にトナーが付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。 According to this configuration, the second current value setting means sets the second current value when the total sum of the widths of the front end region, the rear end region, and the inter-paper region is larger than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier. Set to 1 current value and reverse polarity. For this reason, when the leading end region, the trailing end region, and the inter-paper region pass through the transfer nip portion, it becomes difficult for the toner to move to the transfer unit, and the possibility that the toner adheres to the transfer unit is reduced. As a result, it is possible to reduce the possibility that the back side of the paper is stained due to the toner adhering to the transfer means.
また、上記構成において、前記第2電流値設定手段は、前記第2電流値を前記第1電流値と逆極性に設定した場合に、前記転写ニップ部から前記紙中領域までの距離が前記像担持体の周面1周分の距離以下になると、前記第2電流値を、前記第1電流値と同極性であり、当該第1電流値のγ倍(0<γ<1)である調整電流値に設定し、前記制御手段は、前記第2電流値が前記調整電流値に設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させないことが好ましい。 In the above configuration, when the second current value setting unit sets the second current value to have a polarity opposite to that of the first current value, the distance from the transfer nip portion to the in-paper area is the image. When the distance is equal to or less than the distance of one circumference of the carrier, the second current value has the same polarity as the first current value and is γ times the first current value (0 <γ <1) Preferably, the current value is set, and the control means does not cause the developing bias voltage to be applied to the developing means when the second current value is set to the adjusted current value.
第2電流値が第1電流値とは逆極性に設定されている場合に、転写ニップ部から紙中領域までの距離が像担持体の周面1周分の距離以下になってからも、第2電流値を第1電流値と逆極性に設定していると、先端領域及び後端領域と紙間領域が転写ニップ部を通過するときと、その後紙中領域が転写ニップ部を通過するときと、で転写手段に与えられる転写電流の極性が異なることによって、像担持体の周面内で表面電位に差異が生じることとなり、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞がある。 When the second current value is set to have a polarity opposite to that of the first current value, even when the distance from the transfer nip portion to the area in the paper is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier, When the second current value is set to have a polarity opposite to that of the first current value, the leading end region, the trailing end region, and the inter-paper region pass through the transfer nip portion, and then the in-paper region passes through the transfer nip portion. When the polarity of the transfer current applied to the transfer unit differs from time to time, a difference in surface potential occurs in the peripheral surface of the image carrier, which may cause unevenness in the gray density of the image transferred to the paper. is there.
しかし、上記画像形成装置の構成によれば、転写ニップ部から紙中領域までの距離が像担持体の周面1周分の距離以下になると、第2電流値設定手段によって、第2電流値が第1電流値と同極性であり、当該第1電流値のγ倍である調整電流値に設定されるので、先端領域及び後端領域と紙間領域が転写ニップ部を通過するときと、その後紙中領域が転写ニップ部を通過するときと、で転写手段に与えられる転写電流の極性が同じになり、像担持体の周面内に生じる表面電位の差異を軽減することができる。その結果、像担持体の周面内における表面電位の差異に起因して、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞を軽減することができる。 However, according to the configuration of the image forming apparatus, when the distance from the transfer nip portion to the in-paper area is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier, the second current value setting unit causes the second current value setting unit to perform the second current value setting. Is set to an adjustment current value that is the same polarity as the first current value and is γ times the first current value, so that when the leading edge area, the trailing edge area, and the inter-paper area pass through the transfer nip portion, Thereafter, when the in-paper region passes through the transfer nip portion, the polarity of the transfer current applied to the transfer means becomes the same, and the difference in surface potential generated in the peripheral surface of the image carrier can be reduced. As a result, it is possible to reduce the possibility of unevenness in the gray density of the image transferred to the sheet due to the difference in surface potential in the peripheral surface of the image carrier.
また、制御手段は、第2電流値が調整電流値に設定されているときは、現像バイアス電圧を印加させない。つまり、制御手段は、第2電流値が第1電流値とは逆極性に設定され、現像バイアス電圧を印加させていない場合に、転写ニップ部から紙中領域までの距離が像担持体の周面1周分の距離以下になり、第2電流値設定手段によって第2電流値が調整電流値に設定されたときは、現像バイアス電圧を印加させないことを継続する。これにより、現像バイアス電圧を印加させるときに発生するオーバーシュートによって、トナーが像担持体に飛散する虞を軽減することができる。その結果、像担持体に飛散したトナーが用紙に転写される虞を軽減することができる。 The control means does not apply the developing bias voltage when the second current value is set to the adjusted current value. That is, the control means sets the distance from the transfer nip portion to the in-paper area to be the circumference of the image carrier when the second current value is set to a polarity opposite to the first current value and no developing bias voltage is applied. When the second current value is set to the adjusted current value by the second current value setting means when the distance is equal to or less than the distance of one round of the surface, the development bias voltage is not applied. Thereby, it is possible to reduce the possibility that the toner is scattered on the image carrier due to the overshoot generated when the developing bias voltage is applied. As a result, it is possible to reduce the possibility that the toner scattered on the image carrier is transferred to the paper.
また、上記構成において、前記転写ニップ部よりも用紙搬送方向上流位置に配置され、用紙を当該転写ニップ部に搬送する搬送手段と、前記搬送手段の周辺に配置され、搬送される用紙を検知する検知手段と、前記検知手段が用紙を検知してから前記可変手段が前記第2電流値から前記第1電流値に切り換えるまでの切換時間を、用紙種別及び/又は前記画像形成装置の設置環境に基づいて設定する切換時間設定手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記切換時間設定手段が設定した切換時間に応じて前記可変手段を制御することが好ましい。 Further, in the above-described configuration, the sheet is disposed at a position upstream of the transfer nip portion in the sheet conveyance direction, and conveys the sheet to the transfer nip portion, and is disposed around the conveyance unit and detects the sheet conveyed. The switching time from the detection unit and the detection unit detecting the paper until the variable unit switches from the second current value to the first current value depends on the paper type and / or the installation environment of the image forming apparatus. Switching time setting means for setting based on the switching time, and the control means preferably controls the variable means according to the switching time set by the switching time setting means.
画像形成装置の設置環境(温度や湿度)、用紙種別(厚紙や薄紙)によって、用紙の先端部が搬送手段から転写ニップ部に到達するのに掛かる時間が異なる場合がある。例えば、低温低湿の環境下で普通紙を搬送する場合、用紙は搬送手段から転写ニップ部の間でたわむことなく(弓なりに曲がることなく)直線的に搬送される。一方、高温高湿の環境下では用紙の腰が弱くなるため、用紙が搬送手段から転写ニップ部の間でたわむ場合がある。つまり、用紙の先端部が搬送手段から転写ニップ部に到達するのに掛かる時間は、低温低湿時と高温高湿時とでは異なる場合がある。 Depending on the installation environment (temperature and humidity) of the image forming apparatus and the paper type (thick paper or thin paper), the time taken for the leading edge of the paper to reach the transfer nip portion from the conveying means may differ. For example, when transporting plain paper in a low-temperature and low-humidity environment, the paper is transported in a straight line from the transport means without being bent between the transfer nip portions (without bending in a bow shape). On the other hand, since the paper becomes weak in a high temperature and high humidity environment, the paper may bend between the transfer means and the transfer nip. In other words, the time taken for the leading edge of the paper to reach the transfer nip from the conveying means may be different between low temperature and low humidity and high temperature and high humidity.
しかし、第1電流値と第2電流値の切り換えは、用紙が転写ニップ部を通過している最中に行われる必要があり、紙間通過時に行われるとエッジメモリーの原因となる。そこで、切換時間設定手段は用紙種別や装置の設置環境に基づいて、検知手段が用紙を検知してから第2電流値から第1電流値に切り換わる時間(切換時間)を設定することにより、用紙が転写ニップ部を通過している最中に転写電流の切り換えを確実に行わせることができる。 However, the switching between the first current value and the second current value needs to be performed while the sheet is passing through the transfer nip portion, and if it is performed when the sheet passes between sheets, it causes edge memory. Therefore, the switching time setting means sets a time (switching time) for switching from the second current value to the first current value after the detection means detects the paper based on the paper type and the installation environment of the apparatus. The transfer current can be reliably switched while the sheet is passing through the transfer nip portion.
また、上記構成において、前記像担持体における前記転写ニップ部よりも当該像担持体の回転方向下流位置において、当該像担持体の周面を帯電させる帯電手段を更に備え、前記αの初期値は、前記転写ニップ部から前記帯電手段までの前記像担持体の回転方向に沿った距離に比例したものであることが好ましい。 Further, in the above configuration, the image carrier may further include a charging unit that charges the peripheral surface of the image carrier at a position downstream of the transfer nip portion in the rotation direction of the image carrier, and the initial value of α is It is preferable that the distance is proportional to the distance along the rotation direction of the image carrier from the transfer nip portion to the charging unit.
この構成によれば、個々の装置の条件に適したαの初期値が設定されるため、エッジメモリーや静電飛散の発生を抑えることができる。 According to this configuration, since the initial value of α suitable for the conditions of each device is set, the occurrence of edge memory and electrostatic scattering can be suppressed.
また、上記構成において、前記帯電手段は、帯電ローラーであることが好ましい。 In the above configuration, the charging unit is preferably a charging roller.
この構成によれば、帯電手段が帯電ローラーであるので、帯電手段が帯電チャージャーである場合に比して像担持体との距離が短い。このため、帯電手段が帯電チャージャーである場合に比して、帯電に要する電流値を小さくすることができる。従って、帯電時のオゾンの発生を抑制することができる。 According to this configuration, since the charging unit is a charging roller, the distance from the image carrier is shorter than when the charging unit is a charging charger. For this reason, compared with the case where the charging means is a charging charger, the current value required for charging can be reduced. Therefore, generation of ozone during charging can be suppressed.
また、上記構成において、前記像担持体の累積回転時間を計測する計時手段を更に備え、前記第2電流値設定手段は、前記累積回転時間が増大するほど前記αを増大させることが好ましい。 Further, in the above configuration, it is preferable that a timing unit that measures the cumulative rotation time of the image carrier is further provided, and the second current value setting unit increases α as the cumulative rotation time increases.
この構成によれば、像担持体の累積回転時間(駆動時間)に応じて第2電流値設定手段がαを増大させるため、常に最適な第2電流値が設定される。これにより、エッジメモリーや静電飛散の発生を抑えることができる。 According to this configuration, since the second current value setting means increases α in accordance with the cumulative rotation time (drive time) of the image carrier, an optimal second current value is always set. Thereby, generation | occurrence | production of edge memory and electrostatic scattering can be suppressed.
また、上記構成において、前記転写手段は、イオン導電性転写ローラーであることが好ましい。 In the above configuration, the transfer unit is preferably an ion conductive transfer roller.
この構成によれば、転写手段がイオン導電性転写ローラーであるので、カーボンや金属酸化物を用いて導電性を付与した転写ローラーよりも、長手方向における抵抗を均一にすることができる。これにより、長手方向において、転写バイアスが像担持体に流れ込む量が均一化される。その結果、ドラム表面の帯電ムラを抑制し、転写ムラが発生する虞を軽減することができる。 According to this configuration, since the transfer unit is an ion conductive transfer roller, the resistance in the longitudinal direction can be made uniform as compared with the transfer roller provided with conductivity using carbon or metal oxide. As a result, the amount of transfer bias flowing into the image carrier is made uniform in the longitudinal direction. As a result, uneven charging on the drum surface can be suppressed, and the possibility of uneven transfer can be reduced.
また、上記構成において、前記像担持体は、単層OPCであることが好ましい。 In the above structure, the image carrier is preferably a single layer OPC.
この構成によれば、像担持体が単層OPC(Organic Photo Conductor:有機光導電体)であるので、帯電時にオゾンが発生する虞を軽減することができる。また、像担持体の周面の表面近傍で電荷の発生が起こるため、像担持体の周面における電荷の散乱・拡散が少なく、高い解像度でトナー像を形成させることができる。 According to this configuration, since the image carrier is a single layer OPC (Organic Photo Conductor), it is possible to reduce a possibility that ozone is generated during charging. Further, since charge is generated near the surface of the peripheral surface of the image carrier, the toner image can be formed with high resolution with less charge scattering and diffusion on the peripheral surface of the image carrier.
この発明によれば、エッジメモリーや転写不良による画像の劣化を防ぎ、安定的な画像形成を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent image deterioration due to edge memory or transfer failure and to perform stable image formation.
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置1としてプリンターを例に説明するが、コピー機、ファクシミリ、またこれらの複数の機能を備えた複合機であってもよい。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a printer is described as an example of the
図1は、本実施の形態における画像形成装置1の内部構成を示す概略断面図である。画像形成装置1は、露光装置11、現像装置12(現像手段)、帯電ローラー13(帯電手段)、感光体ドラム14(像担持体)、転写ローラー15(転写手段)、定着装置16、不図示のクリーニング装置、除電器17、及び不図示の用紙反転機構を備えて構成される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an internal configuration of an
感光体ドラム14は、円筒状の部材であり、図略のモーターからの駆動力を受けて、図1における時計回りの方向に回転する。感光体ドラム14には、例えば、OPCドラム(有機感光体ドラム)が用いられる。OPCドラムは、ドラム周面の表面に有機感光材料からなる有機感光層を有する。有機感光層には、電荷発生剤や電荷輸送剤が分散されている。また、有機感光層は、正又は負に帯電可能な特性を備える。
The
本実施形態では、感光体ドラム14に、単層OPCドラムを用いている。単層OPCドラムは、帯電時にオゾンが発生する虞を軽減することができ、また、ドラムの周面の表面近傍で電荷の発生が起こるため、ドラムの周面における電荷の散乱・拡散が少なく、高い解像度でトナー像を形成することができる。尚、感光体ドラム14は、単層OPCドラムに限らず、積層帯電OPCドラム等であってもよい。
In this embodiment, a single-layer OPC drum is used as the
帯電ローラー13は、その周面が感光体ドラム14の表面に略線接触した接触帯電方式のものであり、直流電圧と交流電圧が重畳されたドラムバイアスを感光体ドラム14の表面に対して印加することにより、感光体ドラム14の表面電位を均一に帯電させる。尚、帯電ローラー13は、感光体ドラム14の表面を帯電させるために帯電チャージャーを用いる場合に比して、感光体ドラム14との距離が短い。このため、帯電チャージャーを用いる場合に比して、帯電に要する電流値を小さくできる。従って、帯電時のオゾンの発生を抑制することができる。尚、帯電ローラー13と感光体ドラム14の表面は、上記のように略線接触している構成に限らず、接触せずに近接している(例えば50〜150μm程度離間している)構成であってもよい。
The charging
露光装置11は、レーザーダイオード等の光源を備え、帯電ローラー13によって略一様に帯電された感光体ドラム14の表面に対して、画像データに応じた光を照射して、静電潜像を形成する。尚、画像データは、画像形成装置1に接続されたパーソナルコンピュータ等によって送信されたものを画像形成装置1が受信したものである。
The
現像装置12は、トナーを収納するトナーコンテナを備え、帯電させたトナーを現像バイアス電圧を印加することによって静電潜像が形成された感光体ドラム14の表面に供給する。これによって、感光体ドラム14の表面にトナー像が形成される。
The developing
転写ローラー15は、感光体ドラム14と対向する位置に配置されている。本実施形態では、転写ローラー15に、導電性軸芯の周囲にエピクロルヒドリンゴムなどのイオン導電材を巻装した、所謂イオン導電性転写ローラーを用いている。イオン導電性転写ローラーは、カーボンや金属酸化物を用いて導電性を付与した転写ローラーよりも導電性を均一化することができる。これにより、転写ローラー15の導電性が不均一であることに起因して、転写ムラが発生する虞を軽減することができる。尚、転写ローラー15は、イオン導電性転写ローラーに限らず、カーボンや金属酸化物を用いて導電性を付与した転写ローラー等であってもよい。
The
転写ローラー15には、トナーの帯電極性と逆極性の転写電流が与えられ、転写ローラー15と感光体ドラム14の間の転写ニップ部Nを用紙Pが通過する際、感光体ドラム14に形成されたトナー像が用紙Pに静電的に移動することにより、トナー像の転写が行われる。
A transfer current having a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to the
クリーニング装置は、感光体ドラム14の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器17は、転写ニップ部Nより感光体ドラム14の回転方向下流側に配置され、転写後に感光体ドラム14上に残った電荷(残電荷)を除去する。
The cleaning device cleans the toner remaining on the peripheral surface of the
感光体ドラム14より用紙搬送方向上流側にはレジストローラー18(搬送手段)と用紙センサー19(検知手段)が配置されている。レジストローラー18は、用紙Pを転写ニップ部Nへ送り出すタイミングを制御するためのものである。用紙センサー19は用紙Pを検出する。
A registration roller 18 (conveying means) and a paper sensor 19 (detecting means) are disposed upstream of the
定着装置16は、ヒーター等を内蔵する定着ローラー160及び定着ローラー160と対向する位置に設けられた加圧ローラー161を備え、トナー像が形成された用紙を加熱搬送することにより、用紙Pに転写されたトナー像を定着させる。
The fixing
用紙反転機構は、定着装置16によってトナー像が定着された用紙Pの表裏を反転させて、再び用紙Pをレジストローラー18に搬送する。つまり、画像形成装置1は、用紙反転機構を用いて、用紙Pの表裏の両面に画像を形成することが可能に構成されている。
The paper reversing mechanism reverses the front and back of the paper P on which the toner image is fixed by the fixing
図2は、感光体ドラム14と転写ローラー15の構成を簡単に示した図である。上記したように、転写ローラー15は、その周面が感光体ドラム14の周面に接触するように対向配置されている。
FIG. 2 is a diagram simply showing the configuration of the
電源21は、トナーの帯電極性とは逆極性である転写バイアス電圧を転写ローラー15に印加する。また、電源21は電流可変部211(可変手段)を有する。電流可変部211は、制御部22からの指示に従って電源21から転写ローラー15に流れる転写電流を可変する。更に、電源21と転写ローラー15の間には転写電流の値を測定する電流計23(測定手段)が接続される。
The
制御部22(制御手段)は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)等によって構成され、画像形成装置1を構成する各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って画像形成装置1を統括的に制御するものである。また、制御部22は、転写電流設定部221(第1電流値設定手段、第2電流値設定手段)、回転時間計時部222(計時手段)、切換時間設定部223(切換時間設定手段)及び用紙設定受付部224を有する。転写電流設定部221は、転写ローラー15に流れる転写電流を設定する。そして、制御部22は電流計23から転写電流の値を取り込んで、転写電流が転写電流設定部221の設定した電流となるように電流可変部211を制御する。
The control unit 22 (control unit) is configured by a CPU (Central Processing Unit) or the like, and outputs an instruction signal to each functional unit constituting the
回転時間計時部222は、感光体ドラム14の累積回転時間を計測する。累積回転時間とは、例えば、画像形成装置1が出荷(製造)された後、感光体ドラム14が回転駆動されていた時間の累積積算値である。切換時間設定部223は、電流可変部211による転写電流の切換時間を設定する。
The rotation
用紙センサー19は、転写ニップ部Nより用紙搬送方向上流側に配置され、用紙Pの検知信号を制御部22へ出力する。温度検出部31は、装置内の温度情報を制御部22へ出力する。湿度検出部32は、装置内の湿度情報を制御部22へ出力する。
The
入力操作部33は、例えばタッチパネル機能を有する液晶パネル等から構成され、ユーザーから種々の設定入力を受け付ける。用紙設定受付部224は、例えばユーザーが入力操作部33を操作して入力した用紙Pの種別情報(例えば、厚紙、普通紙、薄紙)を受け付ける。ユーザーが入力する方法の他に、用紙Pの厚さを測るセンサーを用紙センサー19より用紙搬送方向上流側に配置し、用紙設定受付部224はそのセンサーから用紙種別情報を受け付けるようにしてもよい。
The
図3は、搬送路を連続して搬送された用紙P(P1及びP2)が転写ニップ部Nを通過する際に転写ローラー15に流れる転写電流の波形を示した図である。矢印Tは用紙搬送方向を示している。静電潜像が形成された感光体ドラム14の表面に現像装置12がトナーを供給してトナー像が形成された後、感光体ドラム14の回転に伴ってトナー像は転写ニップ部Nに到達する。このタイミングに合わせて、レジストローラー18は用紙Pを転写ニップ部Nに搬送する。更に、用紙Pの転写ニップ部Nへの搬送タイミングに合わせて、電源21は、転写ローラー15に所定の転写電流が流れるよう制御する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of a transfer current that flows through the
用紙P1及びP2において先端領域Xと後端領域Zに挟まれた紙中領域Y(画像形成領域)が転写ニップ部Nを通過する期間である期間Aで流れる転写電流(第1電流値の電流)をIa、各用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過する期間である期間Bで流れる転写電流(第2電流値の電流)をIbとすると、
Ib=Ia×α ・・・(1)
但し、αは0<α<1であり、|Ib|≧|β|(最低電流値)とする。
The transfer current (current of the first current value) that flows in the period A, which is the period in which the in-paper area Y (image forming area) sandwiched between the leading edge area X and the trailing edge area Z passes through the transfer nip N on the sheets P1 and P2. ) Is Ia, and the transfer current (current of the second current value) flowing in the period B, which is the period in which the leading edge area X and the trailing edge area Z of each paper P and the inter-paper area I pass through the transfer nip N, is Ib. ,
Ib = Ia × α (1)
However, α is 0 <α <1, and | Ib | ≧ | β | (minimum current value).
次に、最適なαについて説明する。図4は、αと感光体ドラム14の一回転後の表面電位差の関係を示したグラフである。このデータを得るための実験では、線速148mm/sec、印字枚数25ppmとした。更に、用紙上の画像領域(期間Aに相当する領域)におけるドラムの表面電位は430V付近とした。そして、期間Aの転写電流Iaは、H/H(高温高湿)=−20uA、N/N(常温常湿)=−10uA、L/L(低温低湿)=−6uAとした。尚、転写電流Ia及びIbは、正帯電したトナーが感光体ドラム14から転写ローラー15側(用紙側)へ静電的に移動する向きに流れる。つまり、転写電流Ia及びIbは、電流計23によって負(マイナス)の値として計測される。尚、本発明の第1電流値は、転写電流Iaの大きさ及び極性(プラスマイナス)に相当し、本発明の第2電流値は、転写電流Ibの大きさ及び極性に相当する。
Next, the optimum α will be described. FIG. 4 is a graph showing the relationship between α and the surface potential difference after one rotation of the
図5は、図4のグラフに示す感光体ドラム14の表面電位の測定位置を説明するための図である。図5(a)は、紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過し終えた時を示している。そして、感光体ドラム14の周面上の範囲である領域G1は、紙間領域Iをニップしていた領域に相当する。図5(b)は、用紙P2の先端領域Xが転写ニップ部Nを通過している時を示している。そして、感光体ドラム14の周面上の範囲である領域G2は用紙P2の先端領域Xをニップしていた領域に相当する。そして、感光体ドラム14が一回転した後の領域G1の表面電位V1と領域G2の表面電位V2の電位差(V1−V2)を、αの値を変えながらそれぞれ測定する。
FIG. 5 is a diagram for explaining measurement positions of the surface potential of the
尚、図5(c)は、感光体ドラム14が紙間領域Iをニップしていた領域G1が一回転後にニップする用紙P2上の範囲と、感光体ドラム14が用紙P2の先端領域Xをニップしていた領域G2が一回転後にニップする用紙P2上の範囲を示している。
In FIG. 5C, the region G1 where the
図4に示すように、αが小さいほど、表面電位差はプラス側に大きい。つまり、紙間領域Iにあったニップ領域G1の一回転後の表面電位V1は、ニップ領域G2の一回転後の表面電位V2より高いことを示している。 As shown in FIG. 4, the smaller the α is, the larger the surface potential difference is on the plus side. That is, the surface potential V1 after one rotation of the nip region G1 in the inter-paper region I is higher than the surface potential V2 after one rotation of the nip region G2.
転写ニップ部Nより感光体ドラム14の回転方向下流側には、感光体ドラム14上の残電荷を除去する除電器17(図2)が配置され、残電荷の除去が行われる。しかし、完全除去には到らず、帯電ローラー13による帯電後の感光体ドラム14の表面電位は残電荷の影響を受けていることが多い。つまり、ニップ領域G1は除電後も残電荷が残っており、更に帯電ローラー13による帯電後も残電荷の影響でニップ領域G2より表面電位が高くなっていると考えられる。こうなると、現像装置12からニップ領域G1へ移動するトナーが少なくなり、ニップ領域G1が一回転後に形成するトナー像はニップ領域G2が一回転後に形成するトナー像に比べて濃度が薄くなってしまう。言い換えると、図5(c)において、用紙P2上の領域G1に形成される画像濃度は、領域G2に形成される画像濃度より薄くなってしまう。
On the downstream side in the rotation direction of the
一方、αが大きいほど、表面電位差はマイナス側に大きい。つまり、紙間領域Iにあったニップ領域G1の一回転後の表面電位V1は、ニップ領域G2の表面電位V2より低いことを示している。この場合、現像装置12からニップ領域G1に移動するトナーが多くなり、ニップ領域G1が一回転後に形成するトナー像はニップ領域G2が一回転後に形成するトナー像に比べて濃度が濃くなってしまう。言い換えると、図5(c)において、用紙P2上の領域G1に形成される画像濃度は、領域G2に形成される画像濃度より濃くなってしまう。
On the other hand, the larger α is, the larger the surface potential difference is on the negative side. That is, the surface potential V1 after one rotation of the nip region G1 in the inter-paper region I is lower than the surface potential V2 of the nip region G2. In this case, the amount of toner that moves from the developing
このように、αの値によっては、感光体ドラム14の除電・帯電後の表面電位が一定にならず、その後の画像形成に濃度差が出てしまう。従って、表面電位V1とV2の電位差は小さいほうが良く、感光体ドラム14の表面電位差の観点からは、表面電位V1とV2の電位差が+20V〜−20Vの範囲にあることが望ましく、上記装置条件の場合、αは0.2〜0.8の範囲が適していると言える。
Thus, depending on the value of α, the surface potential of the
尚、αが小さいほどIbも小さくなる。即ち、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zが転写ニップ部Nを通過するときの転写電流が小さくなるため、この領域での用紙Pのトナー吸着力が弱くなる。従って、トナーの静電飛散が起こりやすくなり、画像の乱れが生じてしまう。 Note that Ib decreases as α decreases. That is, since the transfer current when the leading end region X and the trailing end region Z of the paper P passes through the transfer nip portion N becomes small, the toner attracting force of the paper P in this region becomes weak. Accordingly, electrostatic scattering of the toner is likely to occur, and the image is disturbed.
また、αが大きいほどIbも大きくなる。こうなると、転写電流は抵抗の大きい紙中領域Yを避け、抵抗の少ない経路に回り込もうとして、用紙Pの先端部や後端部等のエッジに集中する。これにより、感光体ドラム14上における用紙のエッジに対応する位置に電荷が溜まり、それが残電荷となって次のドラム周期にエッジメモリーを発生させてしまう。図5(c)の場合、用紙P2の先端部に転写電流が集中して流れると、感光体ドラム14の一回転後に点線Mの位置にエッジメモリーが形成されてしまう。
Also, Ib increases as α increases. In this case, the transfer current concentrates on the edge of the paper P, such as the leading edge and the trailing edge, so as to avoid the in-paper area Y having a large resistance and to go around the path having a small resistance. As a result, a charge is accumulated at a position corresponding to the edge of the sheet on the
ここで、エッジメモリーとは、転写ローラーに流れる電流が用紙外縁に流れることによって、感光体ドラムの表面に用紙の外縁に沿った形状で電荷が残り、この残電荷を除電器が除電し切れずに、感光体ドラムの一回転後に用紙に形成されてしまう画像をいう。用紙外縁での転写電流は、用紙後端部の電流が流れ込むことにより用紙外縁で電流が集中する場合がある。 Here, the edge memory means that when the current flowing through the transfer roller flows to the outer edge of the paper, charges remain on the surface of the photosensitive drum in a shape along the outer edge of the paper, and the static eliminator cannot remove the remaining charge. An image formed on a sheet after one rotation of the photosensitive drum. The transfer current at the outer edge of the paper may concentrate at the outer edge of the paper due to the current flowing at the rear edge of the paper.
エッジメモリーが発生する転写電流を検討したところ、αが0.35より大きいとエッジメモリーが発生しやすいという結果を得た。従って、エッジメモリーの観点からは、上記装置条件の場合、αは0.35以下が適していると言える。 When the transfer current generated by the edge memory was examined, it was found that the edge memory is likely to be generated when α is larger than 0.35. Therefore, from the viewpoint of edge memory, it can be said that α is preferably 0.35 or less in the case of the above apparatus conditions.
上記したαの条件をまとめると、上記装置条件においての最適なαは、
α=0.3
とした。
Summarizing the above α conditions, the optimal α in the above apparatus conditions is
α = 0.3
It was.
しかし、実際には、αの初期値(工場出荷時の値)は、感光体ドラム14の回転方向に沿った転写ニップ部Nから帯電ローラー13までの距離Lに応じて最適な値が予め設定され、転写電流設定部221が有する記憶部(不図示)に記憶される。感光体ドラム14の残電荷は、転写ニップ部Nから帯電ローラー13までドラム表面が移動する間に減少していく。つまり、距離Lが長いほど、残電荷の減少量は増え、エッジメモリーの発生がしにくくなる。従って、距離Lが長いほどαを大きく、距離Lが短いほどαを小さく設定する。
However, in practice, the initial value of α (the value at the time of shipment from the factory) is preset in advance according to the distance L from the transfer nip N to the charging
画像形成装置1の稼働後は、転写電流設定部221が感光体ドラム14の累積回転時間に応じてαを大きくする方向で変化させる。感光体ドラム14は、時間経過によってドラム表面が削れてドラム感度が上がる。言い換えると、ドラム感度が上がるとドラム表面の電荷が動きやすくなる(残電荷が逃げやすくなる)ためエッジメモリーは発生しにくくなる。従って、転写電流設定部221は、感光体ドラム14の累積回転時間に応じてαが大きくなるように設定する。感光体ドラム14の累積回転時間は、回転時間計時部222が計測する。
After the operation of the
また、転写電流設定部221は、画像形成装置1の環境に応じてαを変化させる。高温高湿環境下では、トナー帯電量が低下し、転写ニップ部Nにおいて感光体ドラム14以外への逃げ電流が増加するため、常温又は低温低湿環境下に比べてαを大きく設定する。尚、高温高湿環境下では感光体ドラム14のドラム感度が上がるため、αを大きくしてもエッジメモリーは発生しにくい。
Further, the transfer
転写電流設定部221は、感光体ドラム14の累積回転時間や設置環境からαを設定するための数式やデータテーブルを予め内部に有する記憶部(不図示)に記憶し、これらを元に適宜αを設定する。
The transfer
次に最低電流値βについて説明する。IbとIaは、式(1)に示すように比例関係にある。従って、元々設定されたIaが小さいと、Ibも小さくなり、用紙Pの先端部及び後端部における用紙のトナー吸着力が弱くなって静電飛散が発生しやすくなる。そこで、Ibの下限値を最低電流値βとして設定することで、期間Bの転写電流Ibが小さくなりすぎることを防ぐ。図4に示したグラフを導出した装置条件で用紙後端部にて静電飛散が起こらないIbを検証した。その結果、Ibが−2.5[uA]より小さくなると静電飛散が発生することが確認された。従って、上記装置条件の場合、β=−2.5[uA]とした。 Next, the minimum current value β will be described. Ib and Ia are in a proportional relationship as shown in Equation (1). Therefore, when Ia originally set is small, Ib also becomes small, and the toner attracting force of the paper at the leading edge and the trailing edge of the paper P becomes weak, and electrostatic scattering is likely to occur. Therefore, by setting the lower limit value of Ib as the minimum current value β, the transfer current Ib in period B is prevented from becoming too small. Ib in which electrostatic scattering does not occur at the trailing edge of the paper was verified under the apparatus conditions from which the graph shown in FIG. 4 was derived. As a result, it was confirmed that electrostatic scattering occurs when Ib is smaller than −2.5 [uA]. Therefore, β = −2.5 [uA] in the above apparatus conditions.
このように、転写電流設定部221によって転写電流Ia及びIbが設定される。制御部22は、電流計23が測定した転写電流の値を取り込み、転写電流設定部221が設定した転写電流IaとIbになるよう、電流可変部211を制御する。また、転写電流Ibがβよりも小さくなったときは、Ib=βとなるように電源21を制御する。
As described above, the transfer currents Ia and Ib are set by the transfer
次に、転写電流IbからIaへ切り換えるタイミングについて説明する。この切換タイミングは、用紙の厚さや画像形成装置1の設置環境に応じて変化させることが望ましい。図6は、レジストローラー18のニップ部と、感光体ドラム14と転写ローラー15の転写ニップ部Nを通過する用紙Pについて説明するための図である。用紙Pはレジストローラー18のニップ部から転写ニップ部Nにかけて、点線に示すように弓なりに曲がる(たわむ)ことなく、実線で示すように直線的に搬送されることが理想である。
Next, the timing for switching from the transfer current Ib to Ia will be described. This switching timing is desirably changed according to the thickness of the paper and the installation environment of the
しかし、用紙Pの厚さが薄い場合や、画像形成装置1が高温高湿環境下にある場合、用紙Pの腰(弾力、強度)が弱くなり、点線に示すようにたわむ場合がある。用紙Pが転写ニップ部Nに向けて正常に搬送された場合(実線)と、たわんで搬送された場合(点線)とでは、用紙センサー19が用紙Pの先端部を検知してから当該先端部が転写ニップ部Nへ到着するまでの時間に違いが生じてしまう。
However, when the thickness of the paper P is thin or when the
しかし、転写電流IbからIaの切り換えは、用紙Pの先端領域X上にて正確に行われる必要がある。もし切換タイミングが遅れると、画像形成領域(紙中領域Y)にて転写電流の切り換えが行われる可能性があり、転写不良など画像形成に影響を及ぼしてしまう。逆に、切換タイミングが早い、つまり用紙Pの先端部が転写ニップ部Nに到達する前(紙間領域I)に切り換えが行われると、用紙Pの先端部にはIbより大きな転写電流Iaが流れるため、エッジメモリーが発生しやすくなる。 However, switching of the transfer currents Ib to Ia needs to be accurately performed on the leading end region X of the paper P. If the switching timing is delayed, there is a possibility that the transfer current is switched in the image forming area (in-paper area Y), which affects image formation such as transfer failure. On the other hand, when the switching timing is early, that is, when switching is performed before the leading edge of the paper P reaches the transfer nip portion N (inter-paper area I), a transfer current Ia larger than Ib is applied to the leading edge of the paper P. Because it flows, edge memory is likely to occur.
そこで、用紙設定受付部224が受け付けた用紙種別(例えば、厚紙、普通紙、薄紙といった用紙の厚さに関する情報)と温度検出部31や湿度検出部32が出力した装置内の温度情報や湿度情報に基づいて、切換時間設定部223は転写電流IbからIaへの切換時間を制御する。ここで、転写電流IbからIaへの切換時間とは、用紙センサー19が用紙Pの先端部を検知してから転写電流がIbからIaへ切り換わるまでの時間をいう。
Therefore, the paper type accepted by the paper setting accepting unit 224 (for example, information on the thickness of the paper such as thick paper, plain paper, and thin paper) and the temperature information and humidity information in the apparatus output by the
以下、説明を簡単にするために、切換時間設定部223は用紙種別と温度情報との組み合わせに基づいて切換時間を設定することとして説明する。この他、用紙種別のみ、温度情報及び/又は湿度情報のみ、又は用紙種別と温度情報及び湿度情報を組み合わせて切換時間を設定するようにしてもよい。
Hereinafter, in order to simplify the description, the switching
図7は、用紙種別と温度情報に対する切換時間の関係を示したデータテーブルの一例を示した図である。このデータテーブルは、装置設計段階の実験等によって定められ、切換時間設定部223が内部に有する記憶部(不図示)に予め記憶される。尚、t1<t2<t3<t4の関係にある。データテーブルの他に計算式を用いて切換時間を求めるようにしてもよい。
FIG. 7 is a view showing an example of a data table showing the relationship between the paper type and the switching time with respect to the temperature information. This data table is determined by an experiment or the like at the device design stage, and is stored in advance in a storage unit (not shown) included in the switching
例えば、用紙設定受付部224が受け付けた用紙種別が「薄紙」の場合、切換時間設定部223は温度が20℃以下の時は切換時間をt2、20℃より高く30℃以下の時はt3、31℃以上の時はt4とする。また、用紙種別が「厚紙」の場合、切換時間設定部223は温度が30℃以下の時は切換時間をt1とし、31℃以上の時はt2とする。このように、切換時間設定部223が、用紙Pの厚さや装置の設置環境に応じて切換時間を変化させることによって、転写電流IbからIaの切り換えが用紙P上で確実に行われるようにすることができる。尚、本実施の形態では、用紙種別情報として用紙Pの厚さを用いて説明したが、用紙Pの腰が温度や湿度によって変化する条件(紙質や紙以外の記録媒体(OHPシート))であればよい。
For example, when the paper type received by the paper
以上、説明したように、転写電流設定部221は、式(1)を用いて期間Bの転写電流Ibを設定する。これにより、転写電流IaとIbがそれぞれ固有の値ではなく、比率の関係となるため、感光体ドラム14の一周後の表面電位ムラが少なく、画像濃度の差が生じない最適な転写電流IaとIbを導出することができる。
As described above, the transfer
また、転写電流設定部221が、転写ニップ部Nから帯電ローラー13までの距離Lや、感光体ドラム14の累積回転時間に応じてαを変化させるため、常に最適な転写電流Ibが設定され、静電飛散やエッジメモリーの発生を防ぐことができる。
Further, since the transfer
また、転写電流Ibの最低電流値βを設定することで、転写電流Ibが小さくなりすぎることによる用紙Pの先端領域X及び後端領域Zでの静電飛散を防ぐことができる。 In addition, by setting the minimum current value β of the transfer current Ib, electrostatic scattering in the leading end region X and the trailing end region Z of the paper P due to the transfer current Ib becoming too small can be prevented.
また、切換時間設定部223が、用紙センサー19が用紙Pの先端部を検知してから転写電流がIbからIaに切り換わるまでの切換時間を用紙Pの厚さや装置の設置環境に応じて設定することで、転写電流の切り換えが用紙P上で確実の行われるようにすることができる。
The switching
〔第2実施形態〕
以下では、制御部22が電流可変部211を用いて転写電流を可変する制御とともに、現像装置12によって印加させる現像バイアス電圧を可変する制御について説明する。図8は、現像装置12の概略構成を示す断面図である。
[Second Embodiment]
In the following, a description will be given of a control in which the
図8に示すように、現像装置12は、現像ローラー72、磁気ローラー73、パドルミキサー74、攪拌ミキサー75、穂切りブレード76、仕切板77、及び電圧印加部93を備える。感光体ドラム14と現像ローラー72は、それぞれドラムモーターM1と現像モーターM2によって独立して駆動する。
As shown in FIG. 8, the developing
現像ローラー72は、周面にトナーを担持して搬送することにより、感光体ドラム14の周面に予め形成された静電潜像をトナー像として顕像化(現像)する。また、現像ローラー72は、磁気ローラー73と対向する位置に磁極が形成されているように磁石が内蔵されている。磁気ローラー73は、内部に配置された磁石によって磁気ブラシを発生させ、現像ローラー72にトナーを供給する。
The developing
パドルミキサー74及び攪拌ミキサー75は、らせん状羽根を有して互いに逆方向にトナーを搬送しながら攪拌して、トナーを帯電させる。更に、パドルミキサー74は、帯電させたトナーを磁気ローラー73に供給する。穂切りブレード76は、磁気ローラー73上に形成された磁気ブラシの厚さを規制する。仕切板77は、パドルミキサー74と攪拌ミキサー75との間に設けられ、仕切板77の両端側より外側でトナーが自由に通過できるようになっている。
The
パドルミキサー74及び攪拌ミキサー75で帯電されたトナーは、磁気ローラー73に供給される。磁気ローラー73に供給されたトナーは、磁気ローラー73の内部の磁石によって磁気ブラシとなって搬送される。その後、磁気ブラシは、磁気ローラー73の表面のスリーブの回転によって、移動し、穂切りブレード76と磁気ローラー73との間を通過する際に、厚さが規制される。
The toner charged by the
電圧印加部93は、制御部22による制御の下、現像ローラー72に所定の大きさの現像バイアス電圧を印加する。現像バイアス電圧が現像ローラー72に印加されることによって、感光体ドラム14と現像ローラー72との間には、電位差が発生する。この電位差によって、現像ローラー72の周面に担持されたトナーが、感光体ドラム14に向けて供給され、感光体ドラム14上に形成されている静電潜像の現像が行われる。
The
そして、制御部22は、転写電流設定部221によって転写電流Ib(図3)が転写電流Ia(図3)と同極性に設定されている場合、転写電流として転写電流Ia及び転写電流Ibが設定されているときに、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させる制御を行う。以下、当該制御について詳述する。
When the transfer current Ib (FIG. 3) is set to the same polarity as the transfer current Ia (FIG. 3) by the transfer
図9は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域I(図3)の幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下の場合における、感光体ドラム14の回転動作と、転写ローラー15に流れる転写電流と、現像ローラー72に印加される現像バイアス電圧Vdと、の関係の一例を示す説明図である。
FIG. 9 shows the
例えば、複数のA4サイズの用紙Pに複数枚の画像をそれぞれ連続して転写させる場合等、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下である場合、制御部22は、図9に示すように、ドラムモーターM1(図8)を駆動して感光体ドラム14の回転動作を開始させ、所定時間の間、トナーの帯電極性と逆極性の所定の大きさの転写電流Icを転写ローラー15に与えるよう電流可変部211を制御する。転写電流Icを転写ローラー15に与える所定時間は、例えば、感光体ドラム14の回転動作の開始当初から、感光体ドラム14が1回転するのに要する時間よりも長い時間に定められている。転写電流Icの値は、例えば、転写電流Iaと同じ大きさに定められている。
For example, when a plurality of images are continuously transferred onto a plurality of A4 size papers P, the sum of the widths of the leading end region X and the trailing end region Z of the paper P and the inter-paper region I is determined by the
これにより、転写電流Icがトナーの帯電極性と逆極性であるため、感光体ドラム14の周面に残存していたトナーが転写ローラー15に付着することが抑止され、不図示のクリーニング装置によって感光体ドラム14の表面が清掃される。また、除電器17によって、転写後に感光体ドラム14上に残った残電荷が除去される。
As a result, since the transfer current Ic has a polarity opposite to the charging polarity of the toner, the toner remaining on the peripheral surface of the
そして、制御部22は、感光体ドラム14の表面電位を均一に帯電させるよう帯電ローラー13を制御し、紙中領域Yに転写する対象の画像データに応じた光を感光体ドラム14の表面に対して照射するよう露光装置11を制御する。これにより、感光体ドラム14の表面に紙中領域Yに転写する対象の画像の静電潜像が形成される。
Then, the
次に、制御部22は、現像バイアス電圧Vdを現像ローラー72に印加するよう電圧印加部93を制御する。これによって、現像ローラー72から感光体ドラム14の表面に形成された静電潜像にトナーが供給され、感光体ドラム14の周面に、紙中領域Yに転写する対象のトナー像が形成される。
Next, the
感光体ドラム14の周面に形成された紙中領域Yに転写する対象のトナー像は、感光体ドラム14の回転に伴って転写ニップ部Nに到達する。このタイミングに合わせて、レジストローラー18は用紙Pを転写ニップ部Nに搬送する。更に、用紙Pにおける紙中領域Yが転写ニップ部Nへ搬送されるタイミングに合わせて、制御部22は、転写ローラー15に転写電流Ia(図3)が流れるよう電流可変部211を制御する。
The toner image to be transferred to the in-paper area Y formed on the peripheral surface of the
紙中領域Yが転写ニップ部Nを通過する期間である期間Aが経過し、紙中領域Yへのトナー像の転写が終了すると、制御部22は、後端領域Z、紙間領域I、及び先端領域Xが転写ニップ部Nを通過する期間である期間Bの間、転写ローラー15に転写電流Ib(図3)が流れるよう電流可変部211を制御する。転写電流Ibの極性や大きさは、転写電流設定部221によって設定される。
When the period A, which is a period during which the in-paper area Y passes through the transfer nip N, has elapsed and the transfer of the toner image to the in-paper area Y is completed, the
具体的には、転写電流設定部221は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下の場合、転写電流Ibを転写電流Iaと同極性であり、転写電流Iaの値のα倍(0<α<1)の電流に設定する。
Specifically, the transfer
尚、制御部22は、感光体ドラム14の周面に紙中領域Yに転写する対象のトナー像を形成し終えた後も、電圧印加部93によって現像バイアス電圧Vdを現像ローラー72に印加させ続ける。つまり、制御部22は、転写電流設定部221によって転写電流Ibが転写電流Iaと同極性に設定されている場合、転写ローラー15に与える転写電流として転写電流Ia及び転写電流Ibが設定されているときに、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させる。
The
そして、制御部22は、再び次の用紙Pの紙中領域Yに転写する対象の画像データに応じた光を感光体ドラム14の表面に対して照射するよう露光装置11を制御し、上述の露光装置11の制御以降の制御を繰り返す。
Then, the
そして、用紙Pに形成する対象の最後の画像に対応するトナー像を感光体ドラム14の周面に形成し終えたときには、制御部22は、現像バイアス電圧Vdの現像ローラー72への印加を終了するよう電圧印加部93を制御する。また、用紙Pに形成する対象の最後の画像に対応するトナー像を最後の用紙Pの紙中領域Yに転写し終えると、制御部22は、再び所定時間、転写電流Icを転写ローラー15に与えるよう電流可変部211を制御する。そして、制御部22は、帯電ローラー13による感光体ドラム14の表面の帯電を終了させ、ドラムモーターM1の駆動を停止して感光体ドラム14の回転動作を停止させる。
When the toner image corresponding to the last image to be formed on the paper P has been formed on the peripheral surface of the
転写電流Ibが転写電流Iaと同極性に設定されている場合において、転写電流として転写電流Iaが設定されているときに現像バイアス電圧を印加させる一方、転写電流として転写電流Ibが設定されているときに現像バイアス電圧を印加させないようにすると、現像バイアス電圧を急に変更させるときのアンダーシュートやオーバーシュートによって、トナーが現像装置12から感光体ドラム14に飛散する虞がある。また、転写電流Ibが転写電流Iaと同極性に設定されているので、紙中領域Y以外の領域Z、I、Xが転写ニップ部Nを通過する際に、当該感光体ドラム14に飛散したトナーが転写ローラー15に付着し易くなる。その結果、転写ローラー15に付着したトナーによって用紙の裏側(転写ローラー15側)が汚れる虞がある。
When the transfer current Ib is set to the same polarity as the transfer current Ia, the developing bias voltage is applied when the transfer current Ia is set as the transfer current, while the transfer current Ib is set as the transfer current. If the developing bias voltage is not applied sometimes, the toner may be scattered from the developing
しかし、制御部22によれば、転写電流Ibが転写電流Iaと同極性に設定されている場合には、転写ローラー15に与える転写電流として転写電流Ia及び転写電流Ibが設定されているときに現像バイアス電圧を印加させる。このため、現像バイアス電圧の値を急に変更させることによるアンダーシュートやオーバーシュートの発生を抑止することができる。これによって、現像装置12から感光体ドラム14へのトナーの飛散を抑止することができる。その結果、紙中領域Y以外の領域Z、I、Xが転写ニップ部Nを通過する際に、感光体ドラム14に飛散したトナーが転写ローラー15に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。
However, according to the
また、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下の場合に、転写電流Ibを転写電流Iaと逆極性に設定すると、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過するときと、紙中領域Yが転写ニップ部Nを通過するときと、で転写ローラー15に与えられる転写電流の極性が異なることによって、感光体ドラム14の周面内で表面電位に差異が生じることとなり、用紙Pに転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞がある。
Further, when the sum of the widths of the leading end region X, the trailing end region Z, and the inter-paper region I is equal to or less than the distance of one circumference of the circumferential surface of the
しかし、転写電流設定部221は、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下の場合、転写電流Ibを転写電流Iaと同極性に設定するため、感光体ドラム14の周面内における表面電位の差異を軽減することができる。その結果、感光体ドラム14の周面内における表面電位の差異に起因して、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞を軽減することができる。
However, the transfer
一方、制御部22は、転写電流設定部221によって転写電流Ib(図3)が転写電流Ia(図3)と逆極性に設定されている場合、転写電流として転写電流Iaが設定されているときは、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させ、転写電流として転写電流Ibが設定されているときは、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させない制御を行う。以下、当該制御について詳述する。
On the other hand, when the transfer current Ib (FIG. 3) is set to the opposite polarity to the transfer current Ia (FIG. 3) by the transfer
図10は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域I(図3)の幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離よりも大きい場合における、感光体ドラム14の回転動作と、転写ローラー15に流れる転写電流と、現像ローラー72に印加される現像バイアス電圧Vdと、の関係の一例を示す説明図である。
FIG. 10 shows the photosensitive drum when the total width of the leading edge area X and trailing edge area Z of the paper P and the inter-paper area I (FIG. 3) is larger than the distance of one circumference of the circumferential surface of the
例えば、不図示の用紙反転機構を用いてA4サイズの用紙Pの表裏を反転させ、用紙Pの両面に画像を転写させる場合等、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域I(図3)の幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離よりも大きい場合、制御部22は、図10に示すように、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下である場合と同様に、感光体ドラム14の回転動作を開始させ、所定時間の間、転写電流Icを転写ローラー15に与えるよう電流可変部211を制御する。
For example, when the front and back sides of an A4 size paper P are reversed using a paper reversing mechanism (not shown) and images are transferred to both sides of the paper P, the leading edge area X and the trailing edge area Z of the paper P and the inter-paper area I When the total sum of the widths of FIG. 3 is larger than the distance of one circumference of the
そして、制御部22は、帯電ローラー13及び露光装置11を制御し、感光体ドラム14の表面に紙中領域Yに転写する対象の画像の静電潜像を形成させる。次に、制御部22は、現像バイアス電圧Vdを現像ローラー72に印加するよう電圧印加部93を制御し、感光体ドラム14の周面に紙中領域Yに転写する対象のトナー像を形成させる。
Then, the
感光体ドラム14の周面に形成された紙中領域Yに転写する対象のトナー像は、感光体ドラム14の回転に伴って転写ニップ部Nに到達する。このタイミングに合わせて、レジストローラー18は用紙Pを転写ニップ部Nに搬送する。更に、用紙Pにおける紙中領域Yが転写ニップ部Nへ搬送されるタイミングに合わせて、制御部22は、転写ローラー15に転写電流Ia(図3)が流れるよう電流可変部211を制御する。
The toner image to be transferred to the in-paper area Y formed on the peripheral surface of the
そして、期間Aが経過し、紙中領域Yへのトナー像の転写が終了すると、制御部22は、期間Bの間、転写ローラー15に所定の転写電流Ibが流れるよう電流可変部211を制御する。ここで転写電流Ibの極性や大きさは、転写電流設定部221によって設定される。
When the period A elapses and the transfer of the toner image to the in-paper area Y is completed, the
具体的には、転写電流設定部221は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離よりも大きい場合、転写電流Ibを、転写電流Iaと逆極性であり、転写電流Ia以下の所定の大きさの電流に設定する。
Specifically, the transfer
また、転写電流設定部221は、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になると、転写電流Ibを、転写電流Iaと同極性であり、転写電流Iaのγ倍(0<γ<1)の大きさである調整電流値の電流Ib’に設定する。以下、調整電流値の電流Ib’を調整電流Ib’と示す。尚、図10において、符号Hは、感光体ドラム14が1回転以上回転するのに要する時間を示している。
Further, when the distance from the transfer nip N to the in-paper area Y is equal to or less than the distance of one circumference of the
尚、制御部22は、感光体ドラム14の周面への紙中領域Yに転写する対象のトナー像の形成が終了した時点以降、現像ローラー72への現像バイアス電圧Vdの印加を終了するよう電圧印加部93を制御する。つまり、制御部22は、転写電流Ibが転写電流Iaと逆極性に設定されている場合、転写ローラー15に与える転写電流として転写電流Iaが設定されているときは、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させ、転写ローラー15に与える転写電流として転写電流Ibが設定されているときは、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させない。また、制御部22は、転写電流Ibが調整電流Ib’に設定されているときは、転写電流Ibが転写電流Iaと同極性になるが、現像装置12に現像バイアス電圧を印加させないことを継続する。
The
そして、制御部22は、不図示の用紙反転機構によって表裏が反転された用紙P等、次の用紙Pの紙中領域Yに転写する対象の画像データに応じた光を感光体ドラム14の表面に対して照射するよう露光装置11を制御し、上述の露光装置11の制御以降の制御を繰り返す。
Then, the
そして、用紙Pに形成する対象の最後の画像に対応するトナー像を感光体ドラム14の周面に形成し終えたときには、制御部22は、現像バイアス電圧Vdの現像ローラー72への印加を終了するよう電圧印加部93を制御する。また、用紙Pに形成する対象の最後の画像に対応するトナー像を最後の用紙Pの紙中領域Yに転写し終えると、制御部22は、再び所定時間、転写電流Icを転写ローラー15に与えるよう電流可変部211を制御する。そして、制御部22は、帯電ローラー13による感光体ドラム14の表面の帯電を終了させ、ドラムモーターM1の駆動を停止して感光体ドラム14の回転動作を停止させる。
When the toner image corresponding to the last image to be formed on the paper P has been formed on the peripheral surface of the
図11は、感光体ドラム14の表面電位と、カブリ濃度との関係の一例を示すグラフである。従来から、現像装置12内のトナーが経年劣化すること等に起因して現像装置12内に発生した未帯電トナー又は低帯電トナー等の帯電不良トナーが、感光体ドラム14の周面における静電潜像が形成されている領域以外の領域に付着し、用紙の白地部分に多数の小さな黒点が現れる、いわゆるカブリが発生することが知られている。例えば、図11に示すように、感光体ドラム14の表面電位が増加するにつれて、用紙の白地部分に付着したトナーの濃度であるカブリ濃度が増加することが知られている。
FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the surface potential of the
また、従来から、転写ローラーがイオン導電性ローラーによって構成されている場合、イオン導電材の抵抗値の上昇による導電性の劣化を抑止するために、イオンの分極を抑制すべく、画像形成領域(紙中領域Y)以外の領域が転写ニップ部を通過する際には、画像形成領域が転写ニップ部を通過する際の転写電流とは逆極性の転写電流を与える制御が行われている。 Conventionally, when the transfer roller is constituted by an ion conductive roller, an image forming region (in order to suppress ion polarization in order to suppress deterioration of conductivity due to an increase in the resistance value of the ion conductive material) When an area other than the in-paper area Y) passes through the transfer nip portion, control is performed to give a transfer current having a reverse polarity to the transfer current when the image forming area passes through the transfer nip portion.
図12は、従来技術において、用紙の両面にトナー像を転写する場合に、画像形成領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、画像形成領域が転写ニップ部を通過する際の転写電流とは逆極性の転写電流を与えたときの感光体ドラムの表面電位の時系列変化の一例を示すグラフである。 FIG. 12 shows the transfer current when the image forming area passes through the transfer nip when an area other than the image forming area passes through the transfer nip when a toner image is transferred to both sides of the paper in the prior art. Is a graph showing an example of a time-series change in the surface potential of the photosensitive drum when a transfer current having a reverse polarity is applied.
例えば、図12に示すように、用紙の1面目(表)の画像形成領域にトナー像を転写している間は、トナーの帯電極性と逆極性の転写電流が転写ローラーに与えられることによって、感光体ドラムの表面電位が減少する。そして、用紙の表裏を反転させて2面目(裏)の画像形成領域が転写ニップ部まで到達するまでの間、転写時とは逆極性の転写電流を転写ローラーに与えることによって、感光体ドラムの表面電位が上昇する。 For example, as shown in FIG. 12, while the toner image is transferred to the image forming area on the first surface (front) of the paper, a transfer current having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the transfer roller. The surface potential of the photosensitive drum decreases. Then, until the image forming area on the second side (back) reaches the transfer nip portion by turning the front and back sides of the paper, a transfer current having a polarity opposite to that at the time of transfer is applied to the transfer roller. The surface potential increases.
このように、従来技術のように、用紙の両面にトナー像を転写させる場合に、画像形成領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に、画像形成領域が転写ニップ部を通過する際の転写電流とは逆極性の転写電流を与えると、感光体ドラムの表面電位が上昇し、図11に示したように、感光体ドラムの表面電位が上昇するにつれて、カブリ濃度が高くなる虞があった。その結果、カブリの発生によってトナーの消費量が増大したり、カブリの発生によって感光体ドラムに付着した帯電不良トナーが、画像形成領域以外の領域が転写ニップ部を通過する際に転写ローラーに付着し易くなり、用紙の裏側が汚れる虞があった。 As described above, when the toner image is transferred onto both sides of the paper as in the conventional technique, when the area other than the image forming area passes through the transfer nip portion, the image forming area passes through the transfer nip portion. When a transfer current having a polarity opposite to the transfer current is applied, the surface potential of the photosensitive drum increases, and as shown in FIG. 11, the fog density may increase as the surface potential of the photosensitive drum increases. It was. As a result, toner consumption increases due to the occurrence of fog, or poorly charged toner adhering to the photosensitive drum due to occurrence of fog adheres to the transfer roller when an area other than the image forming area passes through the transfer nip portion. There was a risk that the back side of the paper would become dirty.
しかし、制御部22によれば、転写電流Ibが転写電流Iaと逆極性に設定されている場合、転写ローラー15に与える転写電流として転写電流Ibが設定されているときは、現像バイアス電圧を印加させないので、感光体ドラム14と現像装置12との間に電位差が生じなくなる。これによって、帯電不良トナーが現像装置12から表面電位の上昇した感光体ドラム14に移動する虞を軽減することができる。その結果、トナーの消費量が増える虞を軽減することができ、また、帯電不良トナーが転写ローラー15に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。
However, according to the
ただし、この場合、現像バイアス電圧を急に変更するときのオーバーシュートやアンダーシュートによってトナーが感光体ドラム14に飛散する虞がある。しかし、転写電流Ibは転写電流Iaと逆極性に設定されているので、紙中領域Y以外の領域が転写ニップ部Nを通過する際に、当該飛散したトナーが転写ローラー15に移動する虞を軽減することができる。その結果、トナーが転写ローラー15に付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。
However, in this case, there is a possibility that the toner is scattered on the
また、転写電流設定部221は、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離より大きい場合、転写電流Ibを転写電流Iaと逆極性に設定する。このため、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過する際に、トナーが転写ローラー15に移動し難くなり、転写ローラー15にトナーが付着する虞が軽減される。その結果、転写手段にトナーが付着することに起因して用紙の裏側が汚れる虞を軽減することができる。
Further, the transfer
また、転写電流Ibが転写電流Iaとは逆極性に設定されている場合に、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になってからも、転写電流Ibを転写電流Iaと逆極性に設定していると、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過するときと、その後紙中領域Yが転写ニップ部Nを通過するときと、で転写ローラー15に与えられる転写電流の極性が異なることによって、感光体ドラム14の周面内で表面電位に差異が生じることとなり、用紙に転写される画像のグレー濃度にムラが生じる虞がある。
In addition, when the transfer current Ib is set to have a polarity opposite to that of the transfer current Ia, the distance from the transfer nip portion N to the in-paper area Y is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the
しかし、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になると、転写電流設定部221によって、転写電流Ibが転写電流Iaと同極性であり、転写電流Iaのγ倍の調整電流Ib’に設定されるので、先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iが転写ニップ部Nを通過するときと、その後紙中領域Yが転写ニップ部Nを通過するときと、で転写ローラー15に与えられる転写電流の極性が同じになり、感光体ドラム14の周面内に生じる表面電位の差異を軽減することができる。その結果、感光体ドラム14の周面内における表面電位の差異に起因して、用紙に形成される画像のグレー濃度にムラが生じる虞を軽減することができる。
However, when the distance from the transfer nip N to the in-paper area Y is equal to or shorter than the distance of one circumference of the
また、制御部22は、転写電流Ibが調整電流Ib’に設定されているときは、現像バイアス電圧を印加させない。つまり、制御部22は、転写電流Ibが転写電流Iaとは逆極性に設定され、現像バイアス電圧を印加させていない場合に、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になり、転写電流設定部221によって転写電流Ibが調整電流Ib’に設定されたときは、現像バイアス電圧を印加させないことを継続する。これにより、現像バイアス電圧を印加させるときに発生するオーバーシュートによって、トナーが感光体ドラム14に飛散する虞を軽減することができる。その結果、感光体ドラム14に飛散したトナーが用紙に転写される虞を軽減することができる。
Further, the
尚、上記実施形態において図1乃至図12に示した構成は単なる一例に過ぎず、本発明を当該実施形態に限定する趣旨ではない。 In the above embodiment, the configurations shown in FIGS. 1 to 12 are merely examples, and the present invention is not limited to the embodiment.
例えば、上記実施形態では、転写電流設定部221は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離よりも大きい場合、転写電流Ibを、転写電流Iaと逆極性であり、転写電流Ia以下の所定の大きさの電流に設定し、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になると、転写電流Ibを、転写電流Iaと同極性であり、転写電流Iaのγ倍(0<γ<1)の大きさの電流に設定していた。
For example, in the above embodiment, the transfer
しかし、これに代えて、転写電流設定部221は、用紙Pの先端領域X及び後端領域Zと紙間領域Iの幅の総和が感光体ドラム14の周面1周分の距離よりも大きい場合、転写電流Ibを、転写電流Iaと逆極性であり、転写電流Ia以下の所定の大きさの電流に設定し、転写ニップ部Nから紙中領域Yまでの距離が感光体ドラム14の周面1周分の距離以下になっても、転写電流Ibを、転写電流Iaと逆極性であり、転写電流Ia以下の所定の大きさの電流のまま継続して設定するように構成してもよい。また、γはαと同じ値であってもよい。
However, instead of this, in the transfer
1 画像形成装置
12 現像装置(現像手段)
13 帯電ローラー(帯電手段)
14 感光体ドラム(像担持体)
15 転写ローラー(転写手段)
17 除電器
18 レジストローラー(搬送手段)
19 用紙センサー(検知手段)
21 電源
211 電流可変部(可変手段)
22 制御部(制御手段)
23 電流計(測定手段)
221 転写電流設定部(第1電流値設定手段、第2電流値設定手段)
222 回転時間計時部(計時手段)
223 切換時間設定部(切換時間設定手段)
224 用紙設定受付部
31 温度検出部
32 湿度検出部
33 入力操作部
72 現像ローラー
I 紙間領域
Ia 転写電流(第1電流値の電流)
Ib 転写電流(第2電流値の電流)
Ib’ 調整電流(調整電流値の電流)
N 転写ニップ部
Vd 現像バイアス電圧
X 先端領域
Y 紙中領域
Z 後端領域
β 最低電流値
DESCRIPTION OF
13 Charging roller (charging means)
14 Photosensitive drum (image carrier)
15 Transfer roller (transfer means)
17
19 Paper sensor (detection means)
21
22 Control unit (control means)
23 Ammeter (Measuring means)
221 Transfer current setting unit (first current value setting means, second current value setting means)
222 Rotation time timer (timer)
223 switching time setting section (switching time setting means)
224 Paper
Ib Transfer current (current of the second current value)
Ib 'adjustment current (current of adjustment current value)
N transfer nip Vd development bias voltage X leading edge area Y in-paper area Z trailing edge area β minimum current value
Claims (9)
前記像担持体の周面に接触して対向配置されることで当該像担持体と転写ニップ部を形成し、当該転写ニップ部に搬送された用紙に前記像担持体が担持するトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段に流れる転写電流の値を測定する測定手段と、
前記転写電流の値を可変する可変手段と、
用紙上の領域であって前記搬送される方向における用紙の先端から予め定められた幅である先端領域と当該用紙の後端から予め定められた幅である後端領域に挟まれた紙中領域が前記転写ニップ部を通過する際の前記転写電流の値である第1電流値を設定する第1電流値設定手段と、
前記先端領域及び前記後端領域と用紙が連続搬送される場合の用紙と用紙の間である紙間領域が前記転写ニップ部を通過する際の前記転写電流の値である第2電流値を、前記第1電流値と同極性又は逆極性であり、当該第1電流値のα倍(0<α<1)に設定する第2電流値設定手段と、
前記測定手段が測定した転写電流の値に基づいて、前記紙中領域が前記転写ニップ部を通過する際は前記第1電流値、前記先端領域及び前記後端領域と前記紙間領域が前記転写ニップ部を通過する際は前記第2電流値となるよう前記可変手段を制御すると共に、前記測定手段が測定した前記第2電流値が予め定められた最低電流値より小さいとき、前記第2電流値を前記最低電流値に変更して前記可変手段を制御する制御手段と、
前記像担持体における前記転写ニップ部よりも当該像担持体の回転方向上流位置において、帯電させたトナーを現像バイアス電圧の印加によって前記像担持体に供給する現像手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第2電流値が前記第1電流値と同極性に設定されている場合、前記転写電流として前記第1及び第2電流値の電流が設定されているときに、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させ、
前記第2電流値が前記第1電流値と逆極性に設定されている場合、前記転写電流として前記第1電流値の電流が設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させ、前記転写電流として前記第2電流値の電流が設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させず、
前記第2電流値設定手段は、前記先端領域及び前記後端領域と前記紙間領域の幅の総和が前記像担持体の周面1周分の距離以下の場合、前記第2電流値を、前記第1電流値と同極性であり、当該第1電流値のα倍(0<α<1)に設定する画像形成装置。 An image carrier that carries a toner image on a peripheral surface;
A transfer nip is formed with the image carrier by contacting and contacting the peripheral surface of the image carrier, and a toner image carried by the image carrier is transferred to a sheet conveyed to the transfer nip. Transfer means to perform,
Measuring means for measuring the value of the transfer current flowing through the transfer means;
Variable means for varying the value of the transfer current;
An in-paper area sandwiched between a front end area that is a predetermined width from the front end of the paper in the transport direction and a rear end area that is a predetermined width from the rear end of the paper in the transport direction First current value setting means for setting a first current value, which is a value of the transfer current when passing through the transfer nip portion;
A second current value that is a value of the transfer current when a paper-to-paper region between the leading edge region and the trailing edge region and the paper when the paper is continuously conveyed passes through the transfer nip portion; Second current value setting means having the same polarity or opposite polarity as the first current value and setting α times (0 <α <1) the first current value;
Based on the value of the transfer current measured by the measuring means, the first current value, the leading edge area, the trailing edge area, and the inter-paper area are transferred when the in-paper area passes through the transfer nip. The variable means is controlled so as to be the second current value when passing through the nip portion, and when the second current value measured by the measuring means is smaller than a predetermined minimum current value, the second current Control means for controlling the variable means by changing the value to the minimum current value;
Developing means for supplying charged toner to the image carrier by applying a developing bias voltage at a position upstream of the transfer nip portion of the image carrier in the rotational direction of the image carrier;
With
When the second current value is set to the same polarity as the first current value, the control means is configured to develop the development when the currents of the first and second current values are set as the transfer current. Applying the developing bias voltage to the means;
When the second current value is set to have a polarity opposite to that of the first current value, the developing bias voltage is applied to the developing unit when the current of the first current value is set as the transfer current. When the current of the second current value is set as the transfer current, the developing bias voltage is not applied to the developing unit,
The second current value setting means, when the sum of the widths of the leading edge area and the trailing edge area and the inter-paper area is equal to or less than the distance of one circumference of the peripheral surface of the image carrier, the second current value, An image forming apparatus having the same polarity as the first current value and set to α times the first current value (0 <α <1) .
前記制御手段は、前記第2電流値が前記調整電流値に設定されているときは、前記現像手段に前記現像バイアス電圧を印加させない請求項2に記載の画像形成装置。 When the second current value setting means sets the second current value to have a polarity opposite to that of the first current value, the distance from the transfer nip portion to the in-paper area is the peripheral surface 1 of the image carrier. When the distance is less than or equal to the circumference, the second current value is set to an adjustment current value that has the same polarity as the first current value and is γ times (0 <γ <1) the first current value;
The image forming apparatus according to claim 2 , wherein the control unit does not apply the developing bias voltage to the developing unit when the second current value is set to the adjustment current value.
前記搬送手段の周辺に配置され、搬送される用紙を検知する検知手段と、
前記検知手段が用紙を検知してから前記可変手段が前記第2電流値から前記第1電流値に切り換えるまでの切換時間を、用紙種別及び/又は前記画像形成装置の設置環境に基づいて設定する切換時間設定手段と、
を更に備え、前記制御手段は、前記切換時間設定手段が設定した切換時間に応じて前記可変手段を制御する請求項1から3の何れか一項に記載の画像形成装置。 A transport unit disposed upstream of the transfer nip portion in the paper transport direction, and transports the paper to the transfer nip portion;
A detecting unit disposed around the conveying unit and detecting a conveyed sheet;
A switching time from when the detecting unit detects a sheet to when the variable unit switches from the second current value to the first current value is set based on a sheet type and / or an installation environment of the image forming apparatus. Switching time setting means;
Further wherein the control means, the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 for controlling the varying means in response to the switching time of the the switching time setting means is set.
前記αの初期値は、前記転写ニップ部から前記帯電手段までの前記像担持体の回転方向に沿った距離に比例したものである請求項1から4の何れか一項に記載の画像形成装置。 Charging means for charging the peripheral surface of the image carrier at a position downstream of the transfer nip portion of the image carrier in the rotational direction of the image carrier;
The initial value of α is, the image forming apparatus according to any one of 4 claims 1 from the transfer nip portion in which is proportional to the distance along the rotational direction of said image bearing member to said charging means .
前記第2電流値設定手段は、前記累積回転時間が増大するほど前記αを増大させる請求項1から6の何れか一項に記載の画像形成装置。 Further comprising a time measuring means for measuring the cumulative rotation time of the image carrier,
The second current value setting means, an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, the accumulated rotation time increase the α enough to increase.
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