JP2004012583A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2004012583A JP2002162809A JP2002162809A JP2004012583A JP 2004012583 A JP2004012583 A JP 2004012583A JP 2002162809 A JP2002162809 A JP 2002162809A JP 2002162809 A JP2002162809 A JP 2002162809A JP 2004012583 A JP2004012583 A JP 2004012583A
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Toshihiro Kanematsu
兼松 寿弘
Maki Sudo
須藤 真樹
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tandem type color image forming apparatus where a toner image is transferred to a recording sheet through an intermediate transfer body, and which realizes the high-efficiency production of a recorded image by shortening the time required for ejecting the first recording sheet when forming a monochrome image and also forms a high-quality recorded image by preventing a ghost image which does not related to image information from being formed on the first recording sheet. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is constituted to control applied voltage to an electrifier and developing bias so that the surface potential Vh of a photoreceptor at a developing position may always exceed the developing bias Vdeve in controlling the rise of the surface potential of the photoreceptor and the rise of the developing bias in a developing device when starting image forming operation in the photoreceptor for a color in which at least a path where the toner image reaches the recording sheet is the longest. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機やプリンタ等、電子写真方式を用いて記録画像を形成する画像形成装置、特に、感光体上で形成した各色のトナー像を直接記録シートへ転写するのではなく、中間転写体上で重ね合わせた後に記録シートに最終転写するカラー画像形成装置に係り、詳細には、各色に対応して個別に感光体を備えた所謂タンデム型のカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2001−75448号公報には、中間転写体を介して記録シートに4色のトナー像を転写するように構成したフルカラーレーザビームプリンタが開示されている。このプリンタはイエローY、マゼンタM、シアンC及びブラックKの各色に対応した作像エンジンを個別に備えた所謂タンデム型のフルカラープリンタであり、各作像エンジンは電子写真方式によってトナー像を形成するための感光体ドラム、帯電器、露光手段及び現像手段を備え、感光体ドラム上に各色の画情報に応じたトナー像を形成する。各色の感光体ドラムから記録シートへは、第1中間転写ドラム及び第2中間転写ドラムを介してトナー像の転写が行われるようになっている。また、第1中間転写ドラムは一対が設けられており、一方の第1中間転写ドラムにはイエロー及びマゼンタのトナー像が一次転写されて重ね合わされ、他方の第1中間転写ドラムにはシアン及びブラックのトナー像が転写されて重ね合わされるようになっている。また、これら一対の第1中間転写ドラム上に一次転写された各色トナー像は第2中間転写ドラムに二次転写され、かかる第2中間転写ドラム上で4色のトナー像が重ね合わされるようになっている。そして、このようにして第2中間転写ドラム上に形成された4色の多重トナー像は、第2中間転写ドラムに接する最終転写ロールによって記録シートに一括転写されるようになっている。
【0003】
また、このようなタンデム型のカラープリンタとしては、無端状の中間転写ベルトに沿って各色の作像エンジンが配置されており、かかる中間転写ベルト上で各色のトナー像の重ね合わせを行い、その後にこれらのトナー像を記録シートへ一括して最終転写するように構成されたものも知られている。
【0004】
このようなタンデム型のカラープリンタにおいては、カラー画像ではなくモノクロ画像を形成する際に、その1枚目の記録シートの排出までの時間、所謂ファースト・プリント・アウト・タイム(FPOT)を短くしようと画策するのであれば、ブラックのトナー像が最終転写位置に至るまでの経路が最短となるように、各色の作像エンジンの配置を決定するのが好ましいと言える。
【0005】
一方、このようなタンデム型プリンタでは、各作像エンジン毎に帯電器の電圧印加のタイミング、現像器における現像バイアスの印加のタイミング等を決定すると、各機器の制御に関する処理負担が4倍となることから、生産コストを抑えるといった観点からすれば、これら電圧の印加タイミングについては総ての作像エンジンで共通とするのが好ましく、各色トナー像が中間転写ドラム又は中間転写ベルト上で正確に重なり合うよう、各作像エンジンにおける露光開始タイミングのみを変化させるように構成するのが良いと言える。
【0006】
ところで、この種のプリンタでは画像形成動作の開始に当たり、感光体ドラムが回転を開始すると同時に、あるいはこれよりも僅かに遅れて帯電器に電圧を印加し、更に現像器には現像バイアス電圧を印加し、所定の書き出しタイミングで露光手段が感光体ドラム上に静電潜像を書き出すのを待つことになる。この際、帯電器に対する電圧印加を開始したからといって、感光体ドラムの表面電位は直ぐには上昇せず、徐々に上昇していくことになる。特に、DC成分のみの電圧を帯電器に印加している場合には、AC成分にDC成分を重畳している場合と比較して、感光体ドラムの表面電位の上昇に時間がかかる。その一方、現像器と感光体ドラムとの間に印加される現像バイアスは、感光体ドラムの表面電位の上昇に比べると直ぐに所定の電位まで立ち上がる傾向にある。このため、図4に示すように、画像形成動作の開始当初、すなわち実際に静電潜像の書き込みを開始する前の準備段階では、感光体ドラムの表面電位が所定の電位にまで達する間に、現像バイアスが感光体ドラムの表面電位を上回ってしまうことがある。
【0007】
レーザビームプリンタ等に多用されている所謂反転現像方式の画像形成では、現像バイアス電圧よりも感光体ドラムの表面電位が低下した領域に対してトナーが付着していくので、画像形成動作の開始当初に前述のような電位関係が発生してしまうと、かかる領域(図4中の斜線領域)がトナーによって現像されてしまうことになり、感光体ドラムの回転軸方向に沿った帯状のトナー像が該感光体ドラム上に形成されてしまう。このため、各色作像エンジンの帯電器に対して同時に電圧の印加を開始し、現像器に対しても同時に現像バイアス電圧の印加を開始すると、各作像エンジンの感光体ドラム上には全く同一のタイミングで帯状のトナー像が形成されてしまうことになり、これらトナー像は同時に中間転写ドラムあるいは中間転写ベルトに一次転写されることになる。従って、画像形成動作の開始当初は、図5に示すように、意図せずして、中間転写ドラムや中間転写ベルト上には4色のトナー像が重なることなく、所定の間隔をおいて順次転写されることになる。
【0008】
従来はこれら帯状トナー像のうち、最終色の帯状トナー像が通過した後に記録シートの1枚目に対応するトナー像を描いていたため、これら帯状トナー像が問題となることはなかったが、近年ではプリントの高効率生産に対する要求が高く、FPOTの短縮化が大きな課題となっている。特に、モノクロ画像に対するFPOTの短縮化のニーズは高い。このため、前述の如くブラックのトナー像の転写経路が最短となるように4色の作像エンジンを配置した場合、画像形成動作の立ち上がり時に形成されてしまう帯状トナー像のうち、図5に示すように、転写経路が最長となる色の帯状トナー像がモノクロ画像の記録シート1枚目の先端と重なってしまい、意図しない他色のゴースト画像が記録シート上に一緒に転写されてしまうといったトラブルが発生した。
【0009】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、中間転写体を介してトナー像を記録シートへ転写するタンデム型のカラー画像形成装置において、モノクロ画像形成時の記録シート1枚目の排出に要する時間を短縮して記録画像の高効率生産を達成すると共に、かかる1枚目の記録シートに画情報と関係のないゴースト像が発生するのを防止し、もって高品位な記録画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置は、画情報に応じたトナー像を形成する複数の作像エンジンと、各作像エンジンによって形成されたトナー像が多重転写される中間転写体と、この中間転写体上の多重トナー像を記録シートに最終転写させる最終転写手段とを備え、
各作像エンジンは、所定のプロセススピードで回動する感光体と、この感光体の表面を一様に帯電する接触式帯電器と、一様帯電された感光体の表面を画情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、上記静電潜像をトナー現像する現像器とを備えたカラー画像形成装置において、
少なくとも上記トナー像が記録シートへ到達するまでの経路が最長となる作像エンジンでは、画像形成動作の開始時における感光体表面電位の立ち上がり及び現像器における現像バイアスの立ち上がりの制御に関し、現像位置での感光体の表面電位Vhが現像バイアスVdeveを常に上回るように、上記接触式帯電器の印加電圧及び現像バイアスが制御されていることを特徴とするものである。
【0011】
このような技術的手段によれば、画像形成動作の開始時に感光体の実際の表面電位と現像バイアスとが逆転してしまうことがないので、意図せずして帯状のトナー像が感光体ドラム上に形成されることがなく、この帯状トナー像の存在を気にすることなく1枚目の記録シートに転写するトナー像の書き出しタイミングを早めることが可能となる。
【0012】
このように、画像形成動作の開始時において現像位置での感光体の表面電位Vhが現像バイアスVdeveを常に上回るような制御を具体的に実現するためには、感光体の表面電位を素早く立ち上がらせるか、あるいは現像バイアスの立ち上がりを遅らせるかすることが必要であり、前者の例としては、感光体の帯電を担当している接触式帯電器に印加する電圧を、画像形成動作の開始当初だけ一時的に定常状態よりも高電圧にすることが考えられる。また、後者の例としては、現像バイアスの印加タイミングを帯電器に対する電圧の印加タイミングよりも所定時間だけ遅らせたり、現像バイアスそのものを定常状態の電圧まで段階的に立ち上げるといった手法が考えられる。
【0013】
また、感光体の表面電位を素早く立ち上がらせる具体的な手段としては、感光体の回転方向に関し上記帯電器よりも上流側に補助帯電器を設け、画像形成動作の開始当初だけ、この補助帯電器にも電圧を印加するようにしても良い。
【0014】
一方、この種の画像形成装置の作像エンジンには感光体を清掃するためのクリーニング手段が帯電器よりも上流側に設けられており、トナーを効率的に回収するために上記クリーニング手段にはクリーニングバイアスが印加されている。従って、このクリーニング手段を補助帯電器として活用するように構成しても良い。具体的には、画像形成動作の開始当初だけ、感光体の表面電位と同極性のバイアス電圧を上記クリーニング手段に印加すると共に、かかるバイアス電圧を感光体に対する放電開始電圧以上に設定するのである。このようにすれば、クリーニング手段が感光体ドラムを帯電させることになり、これに帯電器による帯電が重なることにより、感光体の表面電位を素早く立ち上がらせることが可能となる。
【0015】
感光体の表面電位をVh、現像バイアスをVdeveとした場合には、両者の差は、50V≦|Vh−Vdeve|≦150Vの範囲に制御されるのが好ましい。かかる差が余りに小さいと、現像したトナー像にかぶりが発生して画像品位が低下する一方、余りに大きいと現像剤中のキャリアが感光体に付着してしまう所謂キャリア現像というトラブル発生してしまうからである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のカラー画像形成装置を詳細に説明する。
図1は本発明を適用したフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示すものである。尚、図1中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【0017】
このフルカラープリンタは、イエロー(Y)、マゼンタ (M)、ブラック (K)及びシアン(C)の各色毎に作像エンジン1を有する所謂タンデム型のプリンタであり、各作像エンジン1では色毎の画情報に応じたトナー像を所定のタイミングで感光体ドラム10上に形成するようになっている。また、各感光体ドラム10に形成されたトナー像は第1中間転写ドラム2に一次転写された後、この第1中間転写ドラム2から第2中間転写ドラム3へと二次転写され、最終的には第2中間転写ドラム3に接する最終転写ロール4によって、かかる第2中間転写ドラム3から記録シートPへ最終転写されるようになっている。
【0018】
上記第1中間転写ドラム2は2色の作像エンジンに対して1本づつ、計2本が設けられており、一方の第1中間転写ドラム2aに対してはイエロー及びマゼンタの作像エンジン1Y,1Mからトナー像が転写され、他方の第1中間転写ドラム2aに対してはブラック及びシアンの作像エンジン1K,1Cからトナー像が転写され、各第1中間転写ドラム2a,2b上では2色のトナー像が重ね合わされるようになっている。また、上記第2中間転写ドラム3は一対の第1中間転写ドラム2a,2bの双方に対して接しており、一方の第1中間転写ドラム2aからイエロー及びマゼンタのトナー像が転写された後に、他方の第1中間転写ドラム2bからブラック及びシアンのトナー像が転写され、4色のトナー像が第2中間転写ドラム3上で重なり合うようになっている。また、トナー像が転写された記録シートPは定着器5を経て図示外の排紙トレーへ排出されるようになっている。
【0019】
従って、この実施例のプリンタでは、第1中間転写ドラム2a,2b、第2中間転写ドラム3の回転方向からして、各色のトナー像が作像エンジンから記録シートPへの最終転写位置に到達するまでのプロセス距離は、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの順番に遠くなっており、これら4色のトナー像を第2中間転写ドラム3上で重ね合わせるには、マゼンタの作像エンジン1Mにおけるトナー像の書き出しタイミングがもっとも早くなる。
【0020】
各作像エンジン1は、感光体ドラム10と、この感光体ドラム10を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール11と、画情報で変調された光ビームBmで感光体ドラム10を露光するレーザ光学ユニット(図示せず)と、露光によって感光体ドラム10上に形成された静電潜像をトナー現像する現像器12と、トナー像を一次転写した後の感光体ドラム10の表面から不要トナーを除去して一時的に保持しておくトナー仮保持部材13とから構成されており、上記第1中間転写ドラム2a,2bは上記現像器12の下流側において感光体ドラム10に接している。従って、感光体ドラム10の回転に伴い、かかる感光体ドラム10の表面に対しては帯電、露光、現像、転写の各工程が連続して行われ、各色の画情報に応じたトナー像が第1中間転写ドラム2a,2bに一次転写される。
【0021】
以上説明してきた各構成部材のうち、各色の感光体ドラム10、帯電ロール11及びトナー仮保持部材13は単一のドラムユニット6として一体化されており、また、一対の第1中間転写ドラム2a,2b及び第2中間転写ドラム3は単一の画像転写ユニット7として一体化されており、例えば感光体ドラム10の劣化等によって画像品質が低下する場合等には、上記ドラムユニット6を帯電ロール11と共にそのまま交換するようになっている。
【0022】
上記帯電ロール11は導電性金属からなる軸芯部材の周囲を導電性の発泡弾性体で被覆し形成されており、かかる発泡弾性体の空隙にトナーが目詰まりするのを防止するため、かかる弾性体の周囲は導電性を有する円筒状のゴムチューブで被覆されている。そして、上記軸芯部材には約−900VのDC電圧が印加され、これによってゴムチューブの周面と感光体ドラム10の周面とが形成する楔状の微少隙間において放電が発生し、感光体ドラム10の表面は例えば約−370V程度に一様に帯電される。
【0023】
帯電ロール11に印加するバイアス電圧はこのようにDC成分のみのものが好ましいが、AC成分にDC成分を重畳したものであっても差し支えない。しかし、AC成分は感光体ドラム10の表面の攻撃性がDC成分に比べて強く、経時的な使用によって感光体ドラム表面の平滑性が失われ易い。このため、トナー像の転写効率を長期にわたって高いレベルで維持するためには、DC成分のみからなるバイアス電圧を帯電ロール11に印加して、感光体ドラム10を所定の背景部電位に帯電させるのが好ましい。
【0024】
また、上記現像器12は所謂磁気ブラシ現像方式を採用するものであり、各色作像エンジン1Y,1M,1K,1Cの現像器には対応する色のトナー及びキャリアからなる現像剤が充填されている。各現像器12は所定の間隙を保って感光体ドラム10に対向する現像ロール14を備えており、上記現像剤はこの現像ロール14上に磁気ブラシを形成し、現像ロール14の回転に伴って感光体ドラム10を摺擦する。また、現像ロール14にはAC成分にDC成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、この現像バイアス電圧を印加しながら現像剤の磁気ブラシで感光体ドラム10を摺擦することにより、光ビームBmによって露光された感光体ドラム10上の画像部にのみトナーが付着し、トナー像が形成される。この実施例では、例えば、光ビームBmの露光後の画像部電位が−75V以下程度、現像バイアス電圧はAC成分が4kHz、1.5kVpp、DC成分が−300Vに設定されている。
【0025】
上記トナーとしては、形状係数値MLS2が130以下の球形トナーを使用するのが好ましい。このような球形トナーは感光体ドラム10からの離型性が良好なので、感光体ドラム10から第1中間転写ドラム2a,2bへのトナー像の一次転写においてその転写効率を高めることが可能であり、感光体ドラム10に対してクリーナを設けない所謂クリーナレス構造を実現する上で最適である。
【0026】
更に、上記トナー仮保持部材13は金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立したブラシロールであり、帯電ロール11に対するトナーの付着を防止するため、感光体ドラム10の回転方向に関して帯電ロール11の上流側に配置されている。このトナー仮保持部材13は感光体ドラム10の表面を摺擦することにより、トナー像を一次転写した後の感光体ドラム10の表面に付着している正極性トナーや逆極性トナー、帯電ロール11による帯電時に感光体ドラム10に付着した放電生成物を除去し、これらの物質が下流側の帯電ロール11の表面に付着するのを防止している。感光体ドラム10から第1中間転写ドラム2a,2bへのトナー像の転写効率を高めた結果として、感光体ドラム10上に残留する正極性トナーは殆ど発生しないので、このトナー仮保持部材13には逆極性トナーを積極的に回収するためのバイアス電圧が印加されている。この実施例では−600VのDC電圧が印加されている。もっとも、このようなバイアス電圧を作用させていても、トナー仮保持部材13が感光体ドラム10の表面を機械的に摺擦することから、感光体ドラム10表面に僅かに残留する正極性トナーも該トナー仮保持部材13に付着することになる。
【0027】
また、トナー像の転写効率を高めたことにより、トナー像転写後の感光体ドラム10の表面に付着している正極性トナー及び逆極性トナーは極僅かなので、このトナー仮保持部材13は感光体ドラム10から除去したこれらの不要トナーや放電生成物をプロセス外に排出するための機構、すなわちデトーニング機構を具備していない。すなわち、上記トナー仮保持部材13は不要トナー等をプリントジョブの実行中に一時的に蓄積しておくためにのみ用いられている。そして、一時的に保持された不要トナー等は、プリントジョブの合間に実行されるクリーニングモードにおいて感光体ドラム10上に吐き出され、第1中間転写体2a,2bに設けられたトナー除去部材20,30によってプロセス外へ排出されるようになっている。このように各作像エンジン1には不要トナーのデトーニング機構を具備する必要がないので、各作像エンジン1は極めてコンパクトなものとなり、プリンタ全体としての小型化に寄与している。
【0028】
尚、図1中ではイエローの作像エンジン1Yにのみ符号を入れて説明したが、その他の色の作像エンジン1M,1K,1Cも全く同一の構成を具備している。
【0029】
一方、上記第1及び第2中間転写ドラム2,3はFeやAl等からなる金属パイプを0.1〜10mm程度の導電性シリコーンゴム等の低抵抗弾性層(R=10〜10Ω)で被覆して形成され、更に、低抵抗弾性層の表面には高離型層として厚さ3〜100μmのフッ素ゴム層(抵抗値はR=10〜10Ω程 度)が設けられており、シランカップリング剤系の接着剤(プライマ)で接着されている。第2中間転写ドラム3の抵抗値は第1中間転写ドラム2のそれよりも高く設定する必要がある。そうしないと、第2中間転写ドラム3が第1中間転写ドラム2を帯電してしまい、第1中間転写ドラム2の表面電位の制御が難しくなる。この実施例では、第1中間転写ドラム2の抵抗値が10Ω程度に、第2中間転写ドラム3の抵抗値は1011Ω程度に設定されている。
【0030】
上記第1中間転写ドラム2上に感光体ドラム10からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500V程度である。最適な表面電位はトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動するが、トナーの帯電量が−20〜−35μC/g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第1中間転写ドラム2の表面電位は、+400V程度が望ましい。
【0031】
また、第2中間転写ドラム3上へ第1中間転写ドラム2からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200V程度である。最適な表面電位は一次転写の時と同様にトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動する。また、転写に必要なのは、第1中間転写ドラム2と第2中間転写ドラム3との間の電位差であるので、第1中間転写ドラム2の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−20〜−35μC/gの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第1中間転写ドラム2の表面電位が+400V程度の場合には、第2中間転写ドラム3の表面電位は、+810V程度、つまり第1中間転写ドラム2と第2中間転写ドラム3との間の電位差は、+410V程度に設定することが望ましい。
【0032】
更に、上記第1中間転写ドラム2及び第2中間転写ドラム3に対しては、これらの中間転写ドラムに付着している不要トナーをプロセス外へ排出するためのトナー除去部材20,30が夫々設けられている。かかるトナー除去部材20,30は、いずれも、中間転写ドラム2,3に接しながら回動すると共にバイアス電圧が印加された金属製の回収ロール21,31と、この回収ロール21,31の表面に接する金属製のクリーニングブレード22,32とを備えており、中間転写ドラム2,3上の不要トナーを静電誘引力で回収ロール21,31に付着させた後、上記クリーニングブレード22,32で回収ロール21,31の表面から掻き落とすように構成されている。そして、掻き落とされた不要トナーは図示外のオーガによって廃棄ボックスへ送り込まれるようになっている。また、上記回収ロール21,31は中間転写ドラム2,3の表面からトナーが効率よく転移してくるよう、中間転写ドラムの周速に対して2%程度の周速差を有して回転している。
【0033】
プリントジョブの実行中において、第1中間転写ドラム2に対して設けられた第1トナー除去部材20は逆極性トナーを該第1中間転写ドラム2の表面から除去している。これは、トナー像を記録シートPへ最終転写する際に生じた逆極性トナー、及びトナー像を第2中間転写ドラム3へ二次転写する際に生じた逆極性トナーが電位勾配を逆上って感光体ドラム10に付着するのを防止するためである。特に、マゼンタ及びシアンの現像器12に対する他色トナーの混色を防止する上で重要である。
【0034】
これに対し、第2中間転写ドラム3に対して設けられた第2トナー除去部材30は、プリントジョブの実行中、正極性トナーを該第2中間転写ドラム3の表面から除去している。フルカラー画像の形成時は第2中間転写ドラム3上に4色のトナー像が重ねて形成されているので、最終転写後の第2中間転写ドラム3の表面には第1中間転写ドラム2に比較して多くの転写残留トナーが発生し易い。このため、記録シートPへ転写されなかった正極性トナーを第2中間転写ドラム3上から確実に除去しないと、かかる正極性トナーが第2中間ドラム3の周囲を一周し、記録シートP上にゴースト像として転写されてしまうのである。
【0035】
一方、上記第1中間転写ドラム2a,2b及び第2中間転写ドラム3に対しては、上記感光体ドラム10へ設けたものと同一のトナー仮保持部材23,33が夫々設けられている。第1中間転写ドラム2に対して設けられたトナー仮保持部材(以下、「第1クリーナ」と記す)23は、トナー像の二次転写部と第1トナー除去部材20との間で各第1中間転写ドラム2の表面を摺擦しており、プリントジョブの実行中はバイアス電圧の印加によって正極性トナーを捕まえている。本来、正極性トナーは第1中間転写ドラム2から第2中間転写ドラム3へ転写されていくので、この第1クリーナ23が捕える正極性トナーは二次転写における転写残留トナーである。しかし、二次転写では2色のトナー像のみが第2中間転写ドラム3へ転写されるので、最終転写に比べて転写残留トナーは少ない。それ故、デトーニング機構を具備しない第1クリーナ23によって第1中間転写ドラム2上の正極性トナーの除去を行うように構成されている。
【0036】
また、第2中間転写ドラム3に対して設けられたトナー仮保持部材(以下、 「第2クリーナ」と記す)33は、第2トナー除去部材30と第1中間転写ドラム2aとの間で第2中間転写ドラム3の表面を摺擦しており、プリントジョブの実行中はバイアス電圧の印加によって、第2トナー除去部材30と同様、正極性トナーを捕まえている。すなわち、最終転写後に第2中間転写ドラム3上に残留した正極性トナーは、先ず第2トナー除去部材30によって除去された後、更に第2クリーナ33によっても除去され、ゴースト像の発生が入念に防止されている。
【0037】
このように構成された本実施例のフルカラーレーザビームプリンタでは、図示外の画像処理部がコンピュータ等から送られてきたプリントジョブを受け付けると、所定のタイミングで各色の作像エンジン1が同時に起動し、画像形成動作 (プリントジョブ)がスタートする。このとき、各作像エンジン1では感光体ドラム10が回転を開始すると同時に、帯電ロール11、トナー仮保持部材13に対して所定の電圧が印加され、このタイミングより500msec遅れて現像バイアスが印加される。しかし、プリントジョブの実行中と全く同じ電圧を印加して画像形成動作を開始したのでは、図4に示したように、感光体ドラム10の表面電位Vhの立ち上がり時において、かかる表面電位Vhと現像バイアスVdeveの大小関係が逆転してしまう時間帯が発生し、感光体ドラム10上に意図せずして帯状のトナー像が形成され、これが第1中間転写ドラム2に転写され、更に第2中間転写ドラム3に転写されてしまう。特に、この実施例のプリンタでは帯電ロール11にDC成分の電圧のみを印加しているので、感光体ドラム10の表面電位の立ち上がりはAC成分を重畳している場合よりも更に反応が鈍いものとなっており、このような帯状トナー像が各作像エンジン1で発生し易い。
【0038】
この帯状のトナー像は各色の作像エンジン1で同時に形成され、同時に第1中間転写ドラム2に一次転写されるが、これらトナー像が第2中間転写ドラム3に二次転写されるタイミングは各トナー像が辿る経路によって異なるものとなり、第2中間転写ドラム3上では各色の帯状トナー像が重なることなく、間隔をおいて配列されることになる。このとき、第2中間転写ドラム3上で最先端に位置することになるのがブラックの作像エンジン1Kによって形成された帯状トナー像であり、一方、最後尾に位置することになるのが、マゼンタの作像エンジン1Mによって形成された帯状トナー像である。
【0039】
従って、モノクロ単色画像を形成する場合に、1枚目の記録シートPに転写するトナー像を余りに早く形成し過ぎると、図5に示したように、1枚目の記録シートPの対応領域がマゼンタの帯状トナー像に重なってしまい、かかる帯状トナー像がモノクロ画像と共に1枚目の記録シートに転写されてしまう。従って、図4に示したように、プリントジョブの開始時に感光体ドラム10の表面電位Vhと現像バイアスVdeveとが逆転し、各作像エンジン1で帯状トナー像が発生してしまう限りにおいては、図3に示すように、マゼンタの帯状トナー像が1枚目の記録シートPの対応領域と重ならないよう、かかる記録シートPに転写するトナー像の形成タイミングを遅らせることが必要となる。しかし、それではFPOTを早くしてプリントの生産効率を高めることができなくなってしまう。
【0040】
そこで、この実施例のプリンタでは、プリントジョブの開始当初に帯電ロール11に印加する電圧を増強して、感光体ドラム10の表面電位の立ち上がり時間を短縮し、かかる表面電位が常に現像バイアスを上回るようにしている。具体的には、感光体ドラムの回転と同時に帯電ロール11に対してプリントジョブ中よりも大きな−940Vを印加し、500msec遅れて現像バイアスを印加した後、感光体ドラム10の回転開始から1200msec遅れて帯電ロール11の印加電圧を−900Vに切り換えた。これにより、感光体ドラム10の回転開始から1800msec後に、かかる感光体ドラム10の表面電位は背景部電位としての−370Vに到達し、同時に現像バイアスも目標とする−300Vにまで立ち上がり、図2に示すように、現像バイアスVdeveが感光体ドラム10の表面電位Vhを上回ることもなかった。その結果、各作像エンジン1においては、プリントジョブの開始時に画情報と何ら関係のない帯状トナー像が形成されてしまうといったトラブルはなく、モノクロ単色画像に関するプリントジョブではFPOTを早めても、1枚目の記録シートPにマゼンタの帯状トナー像が転写されてしまうこともなかった。
【0041】
また、プリントジョブの開始時に帯状トナー像が各作像エンジン1において形成されないようにするためには、図2示すように、感光体ドラム10の表面電位Vhの立ち上がりを示す線図に対して、現像バイアスVdeveの立ち上がりを示す線図が常に下側に位置すれば良いのだから、帯電ロール11に印加する電圧を一時的に増強させる以外にも、例えば、現像バイアスそのものを段階的に増強しながら印加し、目標とするVdeveに達するまでの立ち上がり時間を遅延させることも考えられる。更に、現像バイアス印加開始タイミングを帯電ロール11に対する電圧の印加開始タイミングに対して現状の500msecよりも更に遅らせることも考えられる。
【0042】
一方、帯電ロール11に対する印加電圧を一時的に増強する代わりに、トナー仮保持部材13に印加しているバイアス電圧を一時的に増強し、それによって感光体ドラム10の表面電位の立ち上がり時間を短縮化することも可能である。具体的には、プリントジョブの開始時に、トナー仮保持部材13と感光体ドラム10との電位差が放電開始電圧を超えるように設定し、トナー仮保持部材13が感光体ドラム10を帯電させるように設定する。通常、感光体ドラム10に塗布されている感光層の厚さ等の不確定要因はあるものの、両部材の間の電位差が600V程度を超えると放電が始まることから、プリントジョブの開始時にトナー仮保持部材13のバイアス電圧を−800V程度に設定し、1200mmsec後にプリントジョブ実行時の−600Vに切り換えるようにすれば良い。これによっても、プリントジョブの開始時に各作像エンジン1において帯状トナー像が発生するのを防止することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のカラー画像形成装置によれば、画像形成動作の開始時に感光体の実際の表面電位と現像バイアスとが逆転してしまうことがないので、意図せずして帯状のトナー像が感光体ドラム上に形成されることがなく、モノクロ画像形成時の記録シート1枚目の排出に要する時間を短縮して記録画像の高効率生産を達成することができると共に、かかる1枚目の記録シートに画情報と関係のないゴースト像が発生するのを防止し、もって高品位な記録画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す正面図である。
【図2】本発明における感光体の表面電位と現像バイアスの関係を示すタイミングチャートである。
【図3】プリントジョブの開始時に第2中間転写ドラム上に形成された帯状トナー像と記録シートとの関係を示す説明図である。
【図4】プリントジョブの開始時に感光体の表面電位と現像バイアスとが逆転してしまう現象を示したタイミングチャートである。
【図5】従来技術の問題点を指摘する説明図である。
【符号の説明】
2…第1中間転写ドラム、3…第2中間転写ドラム、4…最終転写ロール、10…感光体ドラム、11…帯電ロール、12…現像器、13…トナー仮保持部材、P…記録シート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms a recorded image using an electrophotographic method, for example, a copying machine or a printer, and in particular, instead of directly transferring a toner image of each color formed on a photoreceptor to a recording sheet, an intermediate image is formed. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image forming apparatus for performing final transfer onto a recording sheet after superimposing on a transfer body, and more particularly, to a so-called tandem type color image forming apparatus provided with a photoreceptor for each color.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-75448 discloses a full-color laser beam printer configured to transfer four color toner images onto a recording sheet via an intermediate transfer member. This printer is a so-called tandem-type full-color printer provided with an image forming engine corresponding to each color of yellow Y, magenta M, cyan C and black K. Each image forming engine forms a toner image by an electrophotographic method. Drum, a charger, an exposure unit, and a developing unit for forming a toner image corresponding to image information of each color on the photosensitive drum. The transfer of the toner image from the photosensitive drum of each color to the recording sheet is performed via the first intermediate transfer drum and the second intermediate transfer drum. Further, a pair of first intermediate transfer drums is provided, and yellow and magenta toner images are primarily transferred and superimposed on one of the first intermediate transfer drums, and cyan and black toner images are on the other first intermediate transfer drum. Are transferred and superimposed. The respective color toner images primarily transferred onto the pair of first intermediate transfer drums are secondarily transferred onto the second intermediate transfer drum, and the four color toner images are superimposed on the second intermediate transfer drum. Has become. The four-color multiplex toner images formed on the second intermediate transfer drum in this manner are collectively transferred to a recording sheet by a final transfer roll in contact with the second intermediate transfer drum.
[0003]
Further, as such a tandem type color printer, an image forming engine of each color is arranged along an endless intermediate transfer belt, and superimposes toner images of each color on the intermediate transfer belt, and thereafter, There is also known a printer which is configured so that these toner images are finally transferred to a recording sheet in a lump.
[0004]
In such a tandem-type color printer, when forming a monochrome image instead of a color image, shorten the time until the first recording sheet is discharged, that is, the so-called first print out time (FPOT). Therefore, it can be said that it is preferable to determine the arrangement of the image forming engines for each color so that the path from the black toner image to the final transfer position is the shortest.
[0005]
On the other hand, in such a tandem-type printer, when the timing of applying the voltage of the charger and the timing of applying the developing bias in the developing device are determined for each image forming engine, the processing load related to the control of each device is quadrupled. Therefore, from the viewpoint of suppressing the production cost, it is preferable that the timing of applying these voltages is common to all the image forming engines, and the toner images of the respective colors are accurately overlapped on the intermediate transfer drum or the intermediate transfer belt. Thus, it can be said that it is preferable to change only the exposure start timing in each image forming engine.
[0006]
In this type of printer, when starting the image forming operation, a voltage is applied to the charger at the same time as or slightly after the rotation of the photosensitive drum, and a developing bias voltage is applied to the developing device. Then, it waits for the exposure unit to write the electrostatic latent image on the photosensitive drum at a predetermined writing timing. At this time, the surface potential of the photosensitive drum does not rise immediately, but gradually rises, just after the voltage application to the charger starts. In particular, when a voltage of only the DC component is applied to the charger, it takes a longer time to increase the surface potential of the photosensitive drum than in the case where the DC component is superimposed on the AC component. On the other hand, the developing bias applied between the developing device and the photosensitive drum tends to rise to a predetermined potential sooner than the rise in the surface potential of the photosensitive drum. For this reason, as shown in FIG. 4, at the beginning of the image forming operation, that is, in the preparation stage before actually starting to write the electrostatic latent image, the surface potential of the photosensitive drum reaches a predetermined potential. In some cases, the developing bias may exceed the surface potential of the photosensitive drum.
[0007]
In the so-called reversal development type image formation that is frequently used in laser beam printers and the like, toner adheres to an area where the surface potential of the photosensitive drum is lower than the development bias voltage. When the above-described potential relationship occurs, such an area (shaded area in FIG. 4) is developed by toner, and a belt-like toner image along the rotation axis direction of the photosensitive drum is formed. It is formed on the photosensitive drum. For this reason, when the application of the voltage to the charger of each color image forming engine is started at the same time and the application of the developing bias voltage to the developing unit is also started at the same time, the same image is formed on the photosensitive drum of each image forming engine. At this timing, a belt-shaped toner image is formed, and these toner images are simultaneously primary-transferred to the intermediate transfer drum or the intermediate transfer belt. Therefore, at the beginning of the image forming operation, as shown in FIG. 5, unintentionally, the toner images of the four colors are not overlapped on the intermediate transfer drum or the intermediate transfer belt and are sequentially arranged at predetermined intervals. Will be transcribed.
[0008]
Conventionally, among these belt-shaped toner images, the toner image corresponding to the first sheet of the recording sheet is drawn after the final color of the belt-shaped toner image has passed. Therefore, these belt-shaped toner images have not been a problem. Thus, there is a high demand for high-efficiency production of prints, and shortening of FPOT is a major issue. In particular, there is a great need for shortening FPOT for monochrome images. For this reason, when the four color image forming engines are arranged so that the transfer path of the black toner image is the shortest as described above, among the band-like toner images formed at the start of the image forming operation, as shown in FIG. As described above, the belt-shaped toner image of the color whose transfer path is the longest overlaps the leading edge of the first monochrome recording sheet, and an unintended ghost image of another color is transferred together on the recording sheet. There has occurred.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a tandem type color image forming apparatus that transfers a toner image to a recording sheet via an intermediate transfer member when forming a monochrome image. Along with shortening the time required for discharging the first recording sheet to achieve high-efficiency production of a recorded image, preventing the occurrence of a ghost image unrelated to image information on the first recording sheet, Accordingly, it is an object of the present invention to provide a color image forming apparatus capable of forming a high-quality recorded image.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a color image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image forming engines that form toner images corresponding to image information, and an intermediate unit in which toner images formed by the respective image forming engines are multiplexed and transferred. A transfer body, and a final transfer unit for finally transferring the multiple toner image on the intermediate transfer body to a recording sheet,
Each imaging engine is configured to rotate a photoreceptor that rotates at a predetermined process speed, a contact-type charger that uniformly charges the surface of the photoreceptor, and a uniformly charged surface of the photoreceptor based on image information. In a color image forming apparatus including an exposure unit that forms an electrostatic latent image by exposing, and a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner,
At least in the image forming engine in which the path until the toner image reaches the recording sheet is the longest, the control of the rise of the photosensitive member surface potential at the start of the image forming operation and the rise of the developing bias in the developing device is performed at the developing position. The applied voltage and the developing bias of the contact-type charger are controlled so that the surface potential Vh of the photoconductor always exceeds the developing bias Vdev.
[0011]
According to such a technical means, the actual surface potential of the photoconductor and the developing bias do not reverse at the start of the image forming operation. The toner image is not formed on the upper surface, and the writing timing of the toner image to be transferred to the first recording sheet can be advanced without worrying about the existence of the belt-shaped toner image.
[0012]
As described above, in order to specifically realize control such that the surface potential Vh of the photoconductor at the development position always exceeds the development bias Vdev at the start of the image forming operation, the surface potential of the photoconductor is quickly raised. It is necessary to delay the rise of the developing bias.As an example of the former, the voltage applied to the contact-type charger, which is responsible for charging the photoconductor, is temporarily reduced only at the beginning of the image forming operation. It is conceivable to make the voltage higher than the steady state. Examples of the latter method include a method in which the application timing of the developing bias is delayed by a predetermined time from the application timing of the voltage to the charger, or a method in which the developing bias itself is gradually increased to a steady state voltage.
[0013]
As a specific means for quickly raising the surface potential of the photoconductor, an auxiliary charger is provided upstream of the charger in the rotation direction of the photoconductor, and this auxiliary charger is provided only at the beginning of the image forming operation. Alternatively, a voltage may be applied.
[0014]
On the other hand, the image forming engine of this type of image forming apparatus is provided with a cleaning unit for cleaning the photoreceptor upstream of the charger, and the cleaning unit includes the cleaning unit for efficiently collecting toner. A cleaning bias is applied. Therefore, the cleaning unit may be configured to be used as an auxiliary charger. Specifically, only at the beginning of the image forming operation, a bias voltage having the same polarity as the surface potential of the photoconductor is applied to the cleaning means, and the bias voltage is set to be equal to or higher than the discharge start voltage for the photoconductor. In this case, the cleaning means charges the photosensitive drum, and the charging by the charger overlaps with the photosensitive drum, so that the surface potential of the photosensitive member can quickly rise.
[0015]
When the surface potential of the photoreceptor is Vh and the developing bias is Vdev, the difference between the two is preferably controlled within the range of 50V ≦ | Vh−Vdev | ≦ 150V. If the difference is too small, fogging occurs in the developed toner image and the image quality is degraded. On the other hand, if the difference is too large, the carrier in the developer adheres to the photoreceptor, so-called trouble of carrier development occurs. It is.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a color image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a full-color laser beam printer to which the present invention is applied. In addition, the arrow in FIG. 1 has shown the rotation direction of each rotating member.
[0017]
This full-color printer is a so-called tandem type printer having an image forming engine 1 for each color of yellow (Y), magenta (M), black (K), and cyan (C). A toner image corresponding to the image information is formed on the photosensitive drum 10 at a predetermined timing. Further, the toner image formed on each photosensitive drum 10 is primarily transferred to the first intermediate transfer drum 2 and then secondarily transferred from the first intermediate transfer drum 2 to the second intermediate transfer drum 3, and finally The final transfer from the second intermediate transfer drum 3 to the recording sheet P is performed by a final transfer roll 4 in contact with the second intermediate transfer drum 3.
[0018]
The first intermediate transfer drum 2 is provided with a total of two drums, one for each two-color image forming engine, and one yellow and magenta image forming engine 1Y for one first intermediate transfer drum 2a. , 1M, the toner image is transferred to the other first intermediate transfer drum 2a from the black and cyan image forming engines 1K, 1C, and is transferred to the other first intermediate transfer drum 2a, 2b. The color toner images are superimposed. The second intermediate transfer drum 3 is in contact with both the pair of first intermediate transfer drums 2a and 2b, and after the yellow and magenta toner images are transferred from one of the first intermediate transfer drums 2a, The black and cyan toner images are transferred from the other first intermediate transfer drum 2 b, and the four color toner images overlap on the second intermediate transfer drum 3. Further, the recording sheet P to which the toner image has been transferred is discharged to a discharge tray (not shown) via the fixing device 5.
[0019]
Therefore, in the printer of this embodiment, the toner image of each color reaches the final transfer position from the image forming engine to the recording sheet P in the rotation direction of the first intermediate transfer drums 2a and 2b and the second intermediate transfer drum 3. The process distance until the process is performed is longer in the order of black, cyan, yellow, and magenta. To superpose these four color toner images on the second intermediate transfer drum 3, the toner in the magenta image forming engine 1M The image writing timing is the earliest.
[0020]
Each imaging engine 1 includes a photosensitive drum 10, a charging roll 11 for charging the photosensitive drum 10 to a predetermined background potential, and a laser for exposing the photosensitive drum 10 with a light beam Bm modulated with image information. An optical unit (not shown), a developing unit 12 for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 10 by exposure with toner, and unnecessary toner from the surface of the photosensitive drum 10 after the primary transfer of the toner image The first intermediate transfer drums 2 a and 2 b are in contact with the photosensitive drum 10 on the downstream side of the developing device 12. Accordingly, with the rotation of the photosensitive drum 10, the respective steps of charging, exposure, development, and transfer are continuously performed on the surface of the photosensitive drum 10, and a toner image corresponding to image information of each color is formed. The primary transfer is performed on one intermediate transfer drum 2a, 2b.
[0021]
Of the constituent members described above, the photosensitive drum 10, the charging roll 11, and the temporary toner holding member 13 for each color are integrated as a single drum unit 6, and a pair of first intermediate transfer drums 2a, 2b and the second intermediate transfer drum 3 are integrated as a single image transfer unit 7. For example, when the image quality is deteriorated due to deterioration of the photosensitive drum 10 or the like, the drum unit 6 and the charging roll 11 are combined. It is designed to be replaced as it is.
[0022]
The charging roll 11 is formed by covering the periphery of a shaft core member made of a conductive metal with a conductive foamed elastic body. In order to prevent the toner from being clogged in the voids of the foamed elastic body, the charging roll 11 has such elasticity. The circumference of the body is covered with a cylindrical rubber tube having conductivity. Then, a DC voltage of about -900 V is applied to the shaft core member, whereby a discharge is generated in a wedge-shaped minute gap formed between the peripheral surface of the rubber tube and the peripheral surface of the photosensitive drum 10, and the photosensitive drum is discharged. The surface of No. 10 is uniformly charged to, for example, about -370V.
[0023]
The bias voltage applied to the charging roll 11 is preferably a DC component only, but may be a DC component superimposed on an AC component. However, the AC component has a stronger aggressiveness on the surface of the photoconductor drum 10 than the DC component, and the smoothness of the photoconductor drum surface is likely to be lost with use over time. For this reason, in order to maintain the transfer efficiency of the toner image at a high level for a long period of time, a bias voltage consisting only of a DC component is applied to the charging roll 11 to charge the photosensitive drum 10 to a predetermined background portion potential. Is preferred.
[0024]
The developing device 12 employs a so-called magnetic brush developing system. The developing devices of the respective color image forming engines 1Y, 1M, 1K, and 1C are filled with a developer composed of a toner and a carrier of a corresponding color. I have. Each developing device 12 is provided with a developing roller 14 facing the photosensitive drum 10 with a predetermined gap. The developer forms a magnetic brush on the developing roller 14 and rotates with the rotation of the developing roller 14. The photosensitive drum 10 is rubbed. Further, a developing bias voltage in which a DC component is superposed on an AC component is applied to the developing roll 14, and the photosensitive drum 10 is rubbed with a magnetic brush of a developer while applying the developing bias voltage, so The toner adheres only to the image area on the photosensitive drum 10 exposed by the beam Bm, and a toner image is formed. In this embodiment, for example, the image portion potential after exposure of the light beam Bm is set to about -75 V or less, and the developing bias voltage is set to 4 kHz for the AC component, 1.5 kVpp, and -300 V for the DC component.
[0025]
As the toner, it is preferable to use a spherical toner having a shape coefficient MLS2 of 130 or less. Since such a spherical toner has good releasability from the photosensitive drum 10, the transfer efficiency of the primary transfer of the toner image from the photosensitive drum 10 to the first intermediate transfer drums 2a and 2b can be improved. This is optimal for realizing a so-called cleanerless structure in which a cleaner is not provided for the photosensitive drum 10.
[0026]
Further, the toner temporary holding member 13 is a brush roll in which conductive sliding brushes are erected around a metal rotating shaft. In order to prevent toner from adhering to the charging roll 11, the toner temporary holding member 13 is rotated in the rotation direction of the photosensitive drum 10. It is arranged on the upstream side of the charging roll 11. The temporary toner holding member 13 rubs the surface of the photoconductor drum 10 to thereby transfer the toner image to the surface of the photoconductor drum 10 after the primary transfer of the toner image. The discharge products adhered to the photosensitive drum 10 at the time of the electrification are removed, and these substances are prevented from adhering to the surface of the charging roll 11 on the downstream side. As a result of increasing the transfer efficiency of the toner image from the photoconductor drum 10 to the first intermediate transfer drums 2a and 2b, almost no positive toner remaining on the photoconductor drum 10 is generated. Is applied with a bias voltage for positively collecting toner of the opposite polarity. In this embodiment, a DC voltage of -600 V is applied. However, even when such a bias voltage is applied, since the temporary toner holding member 13 mechanically rubs the surface of the photoconductor drum 10, the positive toner slightly remaining on the surface of the photoconductor drum 10 is also removed. The toner adheres to the temporary toner holding member 13.
[0027]
Further, since the transfer efficiency of the toner image is increased, the amount of the positive polarity toner and the reverse polarity toner adhered to the surface of the photosensitive drum 10 after the transfer of the toner image is extremely small. It does not have a mechanism for discharging these unnecessary toners and discharge products removed from the drum 10 out of the process, that is, a detoning mechanism. That is, the temporary toner holding member 13 is used only for temporarily storing unnecessary toner and the like during execution of the print job. Then, unnecessary toner and the like temporarily held are discharged onto the photosensitive drum 10 in a cleaning mode executed between print jobs, and the toner removing members 20 provided on the first intermediate transfer members 2a and 2b are used. By means of 30, it is discharged outside the process. As described above, since it is not necessary to provide each image forming engine 1 with a detoning mechanism for unnecessary toner, each image forming engine 1 is extremely compact, which contributes to downsizing of the printer as a whole.
[0028]
In FIG. 1, only the yellow imaging engine 1Y is described with reference numerals, but the imaging engines 1M, 1K, and 1C for the other colors have exactly the same configuration.
[0029]
On the other hand, the first and second intermediate transfer drums 2 and 3 are made of a metal pipe made of Fe, Al, or the like by using a low-resistance elastic layer (R = 10 2 -10 3 Ω) and a fluororubber layer having a thickness of 3 to 100 μm as a high release layer on the surface of the low resistance elastic layer (resistance value R = 10 5 -10 9 Ω) and are bonded with a silane coupling agent-based adhesive (primer). The resistance value of the second intermediate transfer drum 3 needs to be set higher than that of the first intermediate transfer drum 2. Otherwise, the second intermediate transfer drum 3 charges the first intermediate transfer drum 2, making it difficult to control the surface potential of the first intermediate transfer drum 2. In this embodiment, the resistance value of the first intermediate transfer drum 2 is 10 8 Ω, and the resistance value of the second intermediate transfer drum 3 is 10 11 It is set to about Ω.
[0030]
The surface potential required for electrostatically transferring the toner image from the photosensitive drum 10 onto the first intermediate transfer drum 2 is approximately +250 to 500V. The optimum surface potential varies depending on the charge state of the toner, the ambient temperature, and the humidity. However, when the charge amount of the toner is in the range of −20 to −35 μC / g and the environment is normal temperature and normal humidity, the first surface potential is the first. The surface potential of the intermediate transfer drum 2 is preferably about + 400V.
[0031]
The surface potential required for electrostatically transferring the toner image from the first intermediate transfer drum 2 onto the second intermediate transfer drum 3 is approximately +600 to 1200V. The optimum surface potential varies depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity as in the case of the primary transfer. Further, since what is necessary for the transfer is the potential difference between the first intermediate transfer drum 2 and the second intermediate transfer drum 3, it is necessary to set the value to a value corresponding to the surface potential of the first intermediate transfer drum 2. . As described above, when the charge amount of the toner is in the range of −20 to −35 μC / g, in a normal temperature and normal humidity environment, and the surface potential of the first intermediate transfer drum 2 is about +400 V, 2 The surface potential of the intermediate transfer drum 3 is preferably set to about +810 V, that is, the potential difference between the first intermediate transfer drum 2 and the second intermediate transfer drum 3 is set to about +410 V.
[0032]
Further, toner removing members 20 and 30 are provided for the first intermediate transfer drum 2 and the second intermediate transfer drum 3 to discharge unnecessary toner attached to these intermediate transfer drums out of the process. Have been. Each of the toner removing members 20 and 30 is rotated while being in contact with the intermediate transfer drums 2 and 3, and is formed of a metal recovery roll 21 or 31 to which a bias voltage is applied. The cleaning blades 22 and 32 are provided with metal cleaning blades 22 and 32 in contact with each other. The unnecessary toner on the intermediate transfer drums 2 and 3 is attached to the collection rolls 21 and 31 by electrostatic attraction and then collected by the cleaning blades 22 and 32. It is configured to scrape off the surfaces of the rolls 21 and 31. The scraped-off unnecessary toner is sent to a waste box by an auger (not shown). The collecting rolls 21 and 31 rotate with a peripheral speed difference of about 2% with respect to the peripheral speed of the intermediate transfer drum so that the toner is efficiently transferred from the surfaces of the intermediate transfer drums 2 and 3. ing.
[0033]
During the execution of the print job, the first toner removing member 20 provided for the first intermediate transfer drum 2 removes the opposite polarity toner from the surface of the first intermediate transfer drum 2. This is because the reverse polarity toner generated when the toner image is finally transferred to the recording sheet P and the reverse polarity toner generated when the toner image is secondarily transferred to the second intermediate transfer drum 3 reversely rise in the potential gradient. This is to prevent the toner from adhering to the photosensitive drum 10. In particular, it is important for preventing the magenta and cyan developing units 12 from mixing other color toners.
[0034]
On the other hand, the second toner removing member 30 provided for the second intermediate transfer drum 3 removes the positive toner from the surface of the second intermediate transfer drum 3 during the execution of the print job. When a full-color image is formed, toner images of four colors are formed on the second intermediate transfer drum 3 so as to be superimposed on each other, so that the surface of the second intermediate transfer drum 3 after the final transfer is compared with the first intermediate transfer drum 2 As a result, a large amount of transfer residual toner is likely to be generated. Therefore, unless the positive toner that has not been transferred to the recording sheet P is reliably removed from the second intermediate transfer drum 3, the positive toner travels around the circumference of the second intermediate drum 3, and It is transferred as a ghost image.
[0035]
On the other hand, for the first intermediate transfer drums 2a and 2b and the second intermediate transfer drum 3, the same temporary toner holding members 23 and 33 as those provided for the photosensitive drum 10 are provided, respectively. A temporary toner holding member (hereinafter, referred to as a “first cleaner”) 23 provided for the first intermediate transfer drum 2 is provided between the second transfer portion for the toner image and the first toner removing member 20. 1 The surface of the intermediate transfer drum 2 is rubbed, and during the execution of a print job, a positive voltage toner is captured by applying a bias voltage. Since the positive polarity toner is originally transferred from the first intermediate transfer drum 2 to the second intermediate transfer drum 3, the positive polarity toner captured by the first cleaner 23 is transfer residual toner in the secondary transfer. However, in the secondary transfer, only the two color toner images are transferred to the second intermediate transfer drum 3, so that the transfer residual toner is smaller than in the final transfer. Therefore, the first cleaner 23 having no detoning mechanism is configured to remove the positive polarity toner on the first intermediate transfer drum 2.
[0036]
Further, a temporary toner holding member (hereinafter, referred to as “second cleaner”) 33 provided for the second intermediate transfer drum 3 is provided between the second toner removing member 30 and the first intermediate transfer drum 2a. 2 The surface of the intermediate transfer drum 3 is rubbed, and during the execution of the print job, the positive voltage toner is caught by the application of the bias voltage, similarly to the second toner removing member 30. That is, the positive polarity toner remaining on the second intermediate transfer drum 3 after the final transfer is first removed by the second toner removing member 30 and then further removed by the second cleaner 33, and the generation of a ghost image is carefully performed. Has been prevented.
[0037]
In the thus configured full-color laser beam printer of the present embodiment, when an image processing unit (not shown) receives a print job sent from a computer or the like, the image forming engines 1 of respective colors are simultaneously activated at a predetermined timing. Then, the image forming operation (print job) starts. At this time, in each of the image forming engines 1, a predetermined voltage is applied to the charging roll 11 and the toner temporary holding member 13 at the same time when the photosensitive drum 10 starts rotating, and a developing bias is applied with a delay of 500 msec from this timing. You. However, if the image forming operation is started by applying the same voltage as during the execution of the print job, as shown in FIG. 4, when the surface potential Vh of the photosensitive drum 10 rises, the surface potential Vh A time zone occurs in which the magnitude relationship of the developing bias Vdev is reversed, an unintended belt-shaped toner image is formed on the photoconductor drum 10, and this is transferred to the first intermediate transfer drum 2 and further to the second The image is transferred to the intermediate transfer drum 3. In particular, in the printer of this embodiment, since only the DC component voltage is applied to the charging roll 11, the surface potential of the photosensitive drum 10 rises more slowly than when the AC component is superimposed. Such a belt-like toner image is easily generated in each image forming engine 1.
[0038]
The belt-shaped toner images are simultaneously formed by the image forming engines 1 of the respective colors, and simultaneously primary-transferred to the first intermediate transfer drum 2. The timing at which these toner images are secondary-transferred to the second intermediate transfer drum 3 depends on the timing. The toner image differs depending on the path followed by the toner image, and the belt-shaped toner images of each color are arranged at intervals on the second intermediate transfer drum 3 without overlapping. At this time, the band-like toner image formed by the black image forming engine 1K is located at the forefront on the second intermediate transfer drum 3, while the belt-shaped toner image is located at the rear end. This is a belt-shaped toner image formed by the magenta imaging engine 1M.
[0039]
Therefore, when forming a monochrome monochromatic image, if the toner image to be transferred to the first recording sheet P is formed too early, the corresponding area of the first recording sheet P is changed as shown in FIG. The band-shaped toner image overlaps with the magenta band-shaped toner image, and is transferred to the first recording sheet together with the monochrome image. Accordingly, as shown in FIG. 4, as long as the surface potential Vh of the photosensitive drum 10 and the developing bias Vdev are reversed at the start of the print job, and a band-shaped toner image is generated in each image forming engine 1, As shown in FIG. 3, it is necessary to delay the formation timing of the toner image to be transferred to the recording sheet P so that the magenta band-shaped toner image does not overlap the corresponding area of the first recording sheet P. However, this makes it impossible to increase the FPOT to increase the print production efficiency.
[0040]
Therefore, in the printer of this embodiment, the voltage applied to the charging roll 11 at the beginning of the print job is increased to shorten the rise time of the surface potential of the photosensitive drum 10, and the surface potential always exceeds the developing bias. Like that. More specifically, at the same time as the rotation of the photosensitive drum, a voltage of −940 V larger than that during the print job is applied to the charging roll 11, a developing bias is applied with a delay of 500 msec, and then a delay of 1200 msec from the start of rotation of the photosensitive drum 10. The voltage applied to the charging roll 11 was switched to -900V. Thus, after 1800 msec from the start of rotation of the photosensitive drum 10, the surface potential of the photosensitive drum 10 reaches -370V as the background portion potential, and at the same time, the developing bias also rises to the target -300V. As shown, the developing bias Vdev did not exceed the surface potential Vh of the photosensitive drum 10. As a result, in each image forming engine 1, there is no trouble that a band-shaped toner image having no relation to the image information is formed at the start of the print job. There was no transfer of the magenta belt-like toner image to the second recording sheet P.
[0041]
In order to prevent a belt-shaped toner image from being formed in each image forming engine 1 at the start of a print job, as shown in FIG. Since the diagram showing the rise of the developing bias Vdevet should be always positioned on the lower side, in addition to temporarily increasing the voltage applied to the charging roll 11, for example, while gradually increasing the developing bias itself, stepwise. It is also conceivable to delay the rise time until the target voltage is reached by applying the voltage. Further, it is conceivable to further delay the application start timing of the developing bias from the current 500 msec with respect to the application start timing of the voltage to the charging roll 11.
[0042]
On the other hand, instead of temporarily increasing the voltage applied to the charging roll 11, the bias voltage applied to the temporary toner holding member 13 is temporarily increased, thereby shortening the rise time of the surface potential of the photosensitive drum 10. It is also possible to convert. Specifically, at the start of the print job, the potential difference between the temporary toner holding member 13 and the photosensitive drum 10 is set to exceed the discharge start voltage, and the temporary toner holding member 13 charges the photosensitive drum 10. Set. Usually, although there are uncertain factors such as the thickness of the photosensitive layer applied to the photosensitive drum 10, when the potential difference between both members exceeds about 600 V, discharge starts. What is necessary is just to set the bias voltage of the holding member 13 to about -800 V, and to switch it to -600 V at the time of executing the print job after 1200 mmsec. This can also prevent the belt-shaped toner image from being generated in each image forming engine 1 at the start of a print job.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the color image forming apparatus of the present invention, the actual surface potential of the photoconductor and the developing bias do not reverse at the start of the image forming operation, so A belt-shaped toner image is not formed on the photosensitive drum, and the time required for discharging the first recording sheet during monochrome image formation can be shortened, and highly efficient production of a recorded image can be achieved. A ghost image unrelated to image information is prevented from being generated on the first recording sheet, and a high-quality recorded image can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a color laser beam printer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a timing chart showing a relationship between a surface potential of a photoconductor and a developing bias in the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a band-shaped toner image formed on a second intermediate transfer drum and a recording sheet at the start of a print job.
FIG. 4 is a timing chart showing a phenomenon in which the surface potential of a photoconductor and a developing bias are reversed at the start of a print job.
FIG. 5 is an explanatory diagram that points out a problem of the related art.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 2 denotes a first intermediate transfer drum, 3 denotes a second intermediate transfer drum, 4 denotes a final transfer roll, 10 denotes a photosensitive drum, 11 denotes a charging roll, 12 denotes a developing device, 13 denotes a temporary toner holding member, and P denotes a recording sheet.

Claims (7)

画情報に応じたトナー像を形成する複数の作像エンジンと、各作像エンジンによって形成されたトナー像が多重転写される中間転写体と、この中間転写体上の多重トナー像を記録シートに最終転写させる最終転写手段とを備え、
各作像エンジンは、所定のプロセススピードで回動する感光体と、この感光体の表面を一様に帯電する接触式帯電器と、一様帯電された感光体の表面を画情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、上記静電潜像をトナー現像する現像器とを備えたカラー画像形成装置において、
少なくとも上記トナー像が記録シートへ到達するまでの経路が最長となる作像エンジンでは、画像形成動作の開始時における感光体表面電位の立ち上がり及び現像器における現像バイアスの立ち上がりの制御に関し、現像位置での感光体の表面電位Vhが現像バイアスVdeveを常に上回るように、上記接触式帯電器の印加電圧及び現像バイアスが制御されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
A plurality of image forming engines for forming toner images corresponding to the image information, an intermediate transfer member on which the toner images formed by the respective image forming engines are multiplex-transferred, and a multiplex toner image on the intermediate transfer member on a recording sheet; And final transfer means for final transfer,
Each imaging engine is configured to rotate a photoreceptor that rotates at a predetermined process speed, a contact-type charger that uniformly charges the surface of the photoreceptor, and a uniformly charged surface of the photoreceptor based on image information. In a color image forming apparatus including an exposure unit that forms an electrostatic latent image by exposing, and a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner,
At least in the image forming engine in which the path until the toner image reaches the recording sheet is the longest, the control of the rise of the photosensitive member surface potential at the start of the image forming operation and the rise of the developing bias in the developing device is performed at the developing position Wherein the applied voltage of the contact type charger and the developing bias are controlled so that the surface potential Vh of the photosensitive member always exceeds the developing bias Vdev.
上記立ち上がり制御に関し、現像位置での感光体の表面電位Vh、現像バイアスVdeveが、常に、50V≦|Vh−Vdeve|≦150Vとなるように制御されていることを特徴とする請求項1記載のカラー画像形成装置。2. The rising control according to claim 1, wherein the surface potential Vh of the photosensitive member and the developing bias Vdev at the developing position are controlled so as to always satisfy 50V ≦ | Vh−Vdev | ≦ 150V. Color image forming apparatus. 請求項1記載の感光体表面電位及び現像バイアスの立ち上がり制御の実施に当たり、上記接触式帯電器への印加電圧を画像形成動作の開始当初だけ一時的に高電圧に設定したことを特徴とするカラー画像形成装置。2. A color system according to claim 1, wherein the voltage applied to the contact-type charger is temporarily set to a high voltage only at the beginning of the image forming operation in performing the rise control of the photosensitive member surface potential and the developing bias. Image forming device. 上記感光体の回転方向に関して接触式帯電器よりも上流側には、感光体表面を摺擦すると共に該感光体の表面電位と同極性のバイアス電圧が印加されたクリーニング手段が設けられており、
請求項1記載の感光体表面電位及び現像バイアスの立ち上がり制御の実施に当たり、上記クリーニング手段への印加電圧を画像形成動作の開始当初だけ一時的に高電圧に設定したことを特徴とするカラー画像形成装置。
On the upstream side of the contact-type charger with respect to the rotation direction of the photoconductor, a cleaning unit that rubs the surface of the photoconductor and applies a bias voltage having the same polarity as the surface potential of the photoconductor is provided.
2. A color image forming apparatus according to claim 1, wherein the voltage applied to said cleaning means is temporarily set to a high voltage only at the beginning of the image forming operation in performing the rise control of the photosensitive member surface potential and the developing bias. apparatus.
画像形成動作の開始当初に上記クリーニング手段に一時的に印加される高電圧は、感光体に対する放電開始電圧以上であることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the high voltage temporarily applied to the cleaning unit at the beginning of the image forming operation is equal to or higher than a discharge starting voltage for the photoconductor. 請求項1記載の感光体表面電位及び現像バイアスの立ち上がり制御の実施に当たり、上記現像バイアスを目標電圧まで段階的に立ち上げるように設定したことを特徴とするカラー画像形成装置。2. A color image forming apparatus according to claim 1, wherein said developing bias is set to rise stepwise to a target voltage when controlling the rise of the photosensitive member surface potential and the developing bias. 上記接触時帯電器にはDC成分のみからなる電圧が印加されていることを特徴とする請求項1記載のカラー画像形成装置。2. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein a voltage consisting of only a DC component is applied to said contact charger.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009003377A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Brother Ind Ltd Image forming apparatus
US7481732B2 (en) 2006-08-10 2009-01-27 Hyundai Motor Company Power train for hybrid vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02183282A (en) * 1989-01-09 1990-07-17 Konica Corp Image forming device
JPH052326A (en) * 1991-06-24 1993-01-08 Tokyo Electric Co Ltd Simultaneous developing/cleaning type image forming device
JPH07253693A (en) * 1994-03-15 1995-10-03 Mita Ind Co Ltd Method for potential control in image forming device
JP2000089637A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Oki Data Corp Toner cleaning method for image forming device
JP2001075448A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JP2001324843A (en) * 2000-03-10 2001-11-22 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02183282A (en) * 1989-01-09 1990-07-17 Konica Corp Image forming device
JPH052326A (en) * 1991-06-24 1993-01-08 Tokyo Electric Co Ltd Simultaneous developing/cleaning type image forming device
JPH07253693A (en) * 1994-03-15 1995-10-03 Mita Ind Co Ltd Method for potential control in image forming device
JP2000089637A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Oki Data Corp Toner cleaning method for image forming device
JP2001075448A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JP2001324843A (en) * 2000-03-10 2001-11-22 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481732B2 (en) 2006-08-10 2009-01-27 Hyundai Motor Company Power train for hybrid vehicle
JP2009003377A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Brother Ind Ltd Image forming apparatus

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