JP2004117920A

JP2004117920A - Image forming device

Info

Publication number: JP2004117920A
Application number: JP2002282010A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yamamoto; 山本　悟; Mitsuhiko Sato; 佐藤　光彦; Takashi Fujimori; 藤森　貴司; Yoshito Chori; 長利　嘉人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device which prevents the deterioration of productivity of a picture and performs high precision transfer voltage control. <P>SOLUTION: A voltage is applied between a secondary transfer opposition roller 34 and a secondary transfer roller 36 by a high voltage source 105 for transfer when there is no recording material P on a secondary transfer nip part T2, the voltage and a current thereon are detected by a D/A converter 104 and a current detecting circuit 106 respectively and the opposition relation between the voltage and the current, that is, a voltage/current characteristic is stored on a RAM 102. A target current on the toner image transfer is determined in accordance with humidity, color mode (color or monocolor) and properties of the recording material P (species, first face or second face of the transfer surface) beforehand. The voltage on the transfer of toner image is determined on the basis of the target current on the toner image transfer and the voltage/current characteristic on the non-transfer of toner stored on the RAM 102. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上のトナー像を転写部材に電圧を印加して被転写体に転写するに際して、画像形成条件に応じて転写部材に印加する電圧を画像形成条件に応じて変化させる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ，複写機等の白黒の画像形成装置においては、一般に、感光ドラム（像担持体）上にトナー像を形成し、このトナー像を紙等の記録材（被転写体）に転写する。感光ドラムに転写ローラ等の転写部材を当接させて転写ニップ（転写部位）を形成し、この転写ニップに記録材を通過させながら、転写部材に転写バイアスを印加することで、感光ドラム上のトナー像を記録材上に転写するのである。
【０００３】
上述の転写部材として使用される転写ローラは、通常、ゴム，スポンジ等の弾性部材に導電性粒子を分散させて抵抗値を適宜に調整したものが使用されている。
【０００４】
しかし、このような転写ローラは、製造時のばらつき，環境変動，装置寿命等の影響によって抵抗値が大きく変化するため、安定した転写バイアスを印加して良好な転写性を得るのが困難である。
【０００５】
良好な転写性を常に得るためには、記録材裏面に与える電荷量を適宜に制御するのが理想的である。これには、例えば転写ローラを定電流制御することが考えられる。
【０００６】
しかし、画像形成装置に使用される記録材の通紙幅（搬送方向に直角な方向の幅を言う。以下同じ。）の変化により転写ローラが像担持体表面に直接的に当接する部分の幅が変わるため、記録材のある部分とない部分とで転写ローラの像担持体表面に対する負荷インピーダンスが異なり、特に記録材のない部分では負荷インピーダンスが小さくなり、多くの電流が集中的に流入し、記録材のある部分では転写不良をきたしてしまう。
【０００７】
このような単純な定電流制御の欠点を補うために、転写ニップ内に記録材がない状態で、転写動作時に転写ローラへ流す電流を推定した一定電流を転写ローラに流し、転写時に必要とする発生電圧を保持し、通紙時にはこの発生電圧又はこの発生電圧に係数倍、定数加算といった補正を加えた電圧を印加するＡＴＶＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式が提案されている。
【０００８】
しかし、このＡＴＶＣ方式では、定電流回路が必要なのでコスト高になり、さらに定電流動作時に出力電圧を記憶する手段としてコンデンサを用いたハードウェア構成に頼っているため、リークによるコンデンサ電位の変動や、ゲイン抵抗の公差、温度特性等の変動が転写時の出力電圧に影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
また、上述のＡＴＶＣ方式は、ハードウェアで構成されているので、回路設計をした時点で定数、例えば定電流値や発生電圧を適正転写電圧に補正するための係数が定まってしまい、単純なバイアス制御しか実現できない等といった不利な点がある。
【００１０】
そこで、転写ローラに印加する電圧をデジタル的に増減させる手段と、転写ローラから像担持体に流入する電流を検出する手段と、転写ローラから像担持体に流入する電流が所望の値（ターゲット電流）に達しているか否かを判断する手段とを用いて、転写ローラから像担持体に流入する電流を一定値に収束させ、前述のＡＴＶＣ方式の定電流回路と同等の制御を可能にした、ソフト的なＡＴＶＣ方式も提案されている。
【００１１】
このＡＴＶＣ方式では、転写バイアスをステップ状に印加し、このとき転写ローラから像担持体に流入する電流を検知し、転写ローラから像担持体に流入する電流がターゲット電流に達したら制御を終了し、このときの転写バイアスをＲＡＭ等に記憶しておく。そして、転写時には記憶しておいた転写バイアスを印加するようにする。
【００１２】
しかし、このＡＴＶＣ方式では、転写ローラから像担持体に流入する電流が一定値に収束するまで、出力電圧をステップ状に変化させる操作を繰り返さなければならず、制御時間が長くなるという問題があった。また、製造上の誤差により転写ローラの周方向の抵抗ばらつきが大きい場合には、各出力電圧における電流としては転写ローラが少なくとも一回転する間検出し続けたものを平均化することが望ましく、電流検出回路のノイズが大きい場合においては、各出力電圧における電流のサンプリング数を増やし平均化することが望ましいため、制御時間がさらに長くなることがあった。
【００１３】
そこで、転写ニップ内に記録材がない状態で、２段階の転写バイアスを印加し、そのときに転写ローラから像担持体に流入する電流を検知し、ターゲット電流を得られる転写バイアスを補間アルゴリズムによって求める方式が提案されている。
【００１４】
補間アルゴリズムによるＡＴＶＣの簡単な制御フローチャートを図１６に示す。
【００１５】
転写ニップ内に記録材がない状態でＡＴＶＣ開始が指示されると（ステップＳ１０１、以下「Ｓ１０１」のように略す。）、転写ローラには所定電圧Ｖ１（例えば２．０ｋＶ）が印加される（Ｓ１０２）。そのとき転写ローラから像担持体に流入する電流を検知し、Ｉ１として記憶する（Ｓ１０３）。つづいて、所定電圧Ｖ２（例えば３．０ｋＶ）が印加される（Ｓ１０４）。そのとき転写ローラから像担持体に流入する電流を検知し、Ｉ２として記憶する（Ｓ１０５）。そして、記録材や環境等で決定されるターゲット電流（目標電流）Ｉｔａｒ（例えば３．５μＡ）を決定し（Ｓ１０６）、線形補間、
Ｖｓｅｔ＝Ｖ１＋（Ｖ２−Ｖ１）（Ｉｔａｒ−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ１）
といった線形補間アルゴリズムによって記録材への転写動作時に印加する転写電圧Ｖｓｅｔを決定し（Ｓ１０７）、その後、ＡＴＶＣを終了する（Ｓ１０８）。
【００１６】
このような補間アルゴリズムによるＡＴＶＣの時間短縮によって一定の効果を挙げている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＡＴＶＣ方式、すなわち補間アルゴリズムによりターゲット電流が得られる転写バイアスを決定するＡＴＶＣ方式では、制御時間が２段階の転写バイアスを印加している時間に固定されるため、転写バイアスをステップ状に変化させてターゲット電流が得られる転写バイアスを決定するＡＴＶＣ方式に対して有利ではあるが、図１６の制御フローチャートから明らかなように、ターゲット電流を変更するたびに電流測定を行うことになる。しかし例えば、カラー画像形成装置においてフルカラーとモノカラー（例えばモノクロ）とが連続して混在するジョブなどでは、トナー載り量の差があるためターゲット電流が画像ごとに異なる場合がある。そのため従来のＡＴＶＣ方式では画像形成条件が変化する都度、ターゲット電流を変更してＡＴＶＣを行うので、画像形成装置における画像の生産性、つまり単位時間当たりのコピー枚数が低下してしまい、ユーザにとって不便であった。
【００１８】
なお、以上では、白黒の画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムから被転写体としての記録材にトナー像を転写する場合を例に説明したが、カラーの画像形成装置の場合も同様である。ただし、カラーの画像形成装置の場合には、像担持体としての感光ドラムから被転写体としての中間転写体（例えば、中間転写ベルト，中間転写ドラム）にトナー像を転写（一次転写）する場合と、像担持体としての中間転写体から被転写体としての記録材にトナー像を転写（二次転写）する場合とがある。
【００１９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する際に転写部材に印加する電圧を、短時間でしかも精度よく決定することのでき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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体との間に転写部を形成して前記転写部において被転写体を挟持する転写部材と、定電圧制御された電圧を前記転写部材に印加する電圧印加手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を前記転写部に供給された被転写体に転写するために前記電圧印加手段により前記転写部材に所定電圧を印加する画像形成装置において、前記転写部材と前記像担持体との間に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段が検知した電圧によって前記転写部材と前記像担持体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電圧検知手段によって検知された電圧と前記電流検知手段によって検知された電流との対応関係である電圧電流特性を記憶する記憶手段と、前記像担持体上のトナー像を前記被転写体に転写するための前記所定電圧を決定する制御手段と、を備え、トナー像の非転写時に、前記電圧印加手段によって前記転写部材と前記像担持体との間に電圧を印加し、そのときの電圧と電流とをそれぞれ前記電圧検知手段と前記電流検知手段とによって検知してトナー像の非転写時における前記電圧電流特性を前記記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶されたトナー像の非転写時の前記電圧電流特性と画像形成条件によって異なるトナー像転写時の目標転写電流とに基づいて前記制御手段により前記所定電圧を決定する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、トナー像の非転写時の前記電圧電流特性は、前記電圧印加手段によって前記転写部材と前記像担持体との間に少なくとも電圧値の異なる２種以上の電圧を印加して前記電圧検知手段によって検知し、それぞれの電流を前記電流検知手段によって検知して求める、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記像担持体が感光体であり、前記被転写体が中間転写体であり、前記像担持体上に形成したトナー像を前記中間転写体に転写した後、前記中間転写体上から記録材上に転写する、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記像担持体が中間転写体であり、前記被転写体が記録材であり、前記中間転写体に転写されたトナー像を前記記録材に転写する、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記画像形成条件が、雰囲気の湿度、カラーの画像形成かモノカラーの画像形成かの別、前記記録材の性状の別、前記記録材の１面目の画像形成か２面目の画像形成かの別、のうちの少なくとも１つである、ことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００２６】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置１を示す。同図に示す画像形成装置１は、４色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００２７】
同図に示す画像形成装置１は、大別して、画像形成部、給紙部、中間転写部、搬送部、定着部、操作部、制御部を備えている。以下、順に詳述する。
【００２８】
画像形成部は、構成がほぼ同様の４個の画像形成ステーションａ，ｂ，ｃ，ｄ（以下適宜「ａ〜ｄ」のように略記する。）を備えている。この順に、ブラック（Ｂｋ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の各色のトナー像を形成する画像形成ステーションである。各画像形成ステーションａ〜ｄは、それぞれ感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有している。これら感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、駆動手段（不図示）によって矢印方向（図１中の反時計回り）に回転駆動される。
【００２９】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲には、その外周面に対向するように回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、露光装置（露光手段）１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、現像装置（現像手段）１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。
【００３０】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、その表面が帯電ローラ１２ａ〜１２ｄによって所定の極性・電位に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム表面は、露光装置１３ａ〜１３ｄによって記録画像信号に応じて変調された、例えばレーザビームなどの光線が照射（露光）されることにより、静電潜像が形成される。これら各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上の静電潜像は、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックといった４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって現像（顕像化）されてトナー像となる。これらトナー像は、後述の一次転写ローラ（転写部材）３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄによって、中間転写体としての中間転写ベルト３０上に転写（一次転写）される。現像装置１４ａ〜１４ｄには、トナー補給容器７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄからトナーが補給される。
【００３１】
給紙部は、記録材Ｐを収納する部分、記録材Ｐを搬送するためのローラ、記録材Ｐの通過を検知するためのセンサ、記録材Ｐの有無を検知するためのセンサ、記録材Ｐを搬送路に沿って搬送させるためのガイド（不図示）等から構成されている。記録材Ｐを収納する部分としては、給紙カセット２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、手差しトレイ２７、デッキ２８等がある。給紙カセット２１ａ〜２１ｄ内の記録材Ｐは、ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによって給紙される。記録材Ｐは、ピックアップローラ２２ａ〜２２ｄによって複数枚、送り出されることがあるが、この場合には、分離ローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによって確実に１枚だけ分離されるようになっている。１枚だけ分離された記録材Ｐは、さらに引き抜きローラ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、レジスト前ローラ２６によって搬送され、レジストローラ２５まで搬送される。また、手差しトレイ２７に収納された記録材Ｐは、分離ローラ２９によって１枚分離され、レジスト前ローラ２６によってレジストローラ２５まで搬送される。また、デッキ２８に収納された記録材Ｐは、ピックアップローラ６０によって給紙ローラ６１まで複数枚搬送され、給紙ローラ６１によって１枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ６２まで搬送される。さらに記録材Ｐはレジスト前ローラ２６によってレジストローラ２５まで搬送される。
【００３２】
中間転写部は、中間転写ユニットとして構成され、中間転写ベルト（中間転写体）３０を備えている。中間転写ベルト３０は、その材料として例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。中間転写ベルト３０は、無端状に構成されており、駆動ローラ３２、テンションローラ３３、二次転写対向ローラ３４に掛け渡されている。
【００３３】
このうち駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３０に駆動を伝達するローラであり、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２は、ステッピングモータ（不図示）によって図１中の時計回りに回転駆動され、これにより中間転写ベルト３０を矢印Ｒ３０方向に回転させる。テンションローラ３３は、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３０に適度な張力を与えるローラである。二次転写対向ローラ３４は、中間転写ベルト３０を二次転写ローラ（転写部材）３６との間に挟んで二次転写領域（二次転写部）つまり二次転写ニップ部（転写部）Ｔ２を形成するものである。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。
【００３４】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３０が対向する位置の、中間転写ベルト３０の裏面には、トナー像を中間転写ベルト３０上に転写（一次転写）するための高圧が印加される一次転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。中間転写ベルト３０は、これら一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄによって各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに押圧されることにより、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの間に一次転写領域（一次転写部）、つまり一次転写ニップ部（転写部）Ｔ１を構成している。
【００３５】
また、中間転写ベルト３０のうちの、二次転写部Ｔ２の下流側で、かつ中間転写ベルト３０を挟んでテンションローラ３３に対向する位置には、クリーニング装置５０が配設されている。クリーニング装置５０は、ポリウレタンゴムなど形成されたクリーニングブレード５１と、廃トナーボックス５２とを有している。クリーニング装置５０は、クリーニングブレード５１を中間転写ベルト３０表面に押圧させて中間転写ベルト３０上の二次転写残トナーを掻き落とし、そのトナーを廃トナーボックス５２に収納する。
【００３６】
定着部は、定着ユニット４０によって構成されている。定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を有する定着ローラ４１ａと、この定着ローラ４１ａに押圧された加圧ローラ４１ｂと、これら定着ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂから排出されてきた記録材Ｐを搬送する内排紙ローラ４４を備えている。
【００３７】
上述の搬送部によってレジストローラ２５まで搬送された記録材Ｐは、レジストローラ２５よりも上流のローラの回転駆動を止めることで一旦停止され、その後、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ２５を含む上流のローラの回転駆動が再開されることにより、二次転写ニップ部Ｔ２に供給される。二次転写ニップ部Ｔ２に供給された記録材Ｐは、二次転写ローラ３６に転写バイアスが印加されることにより、上述の中間転写ベルト３０上の４色のトナー像が一括で二次転写される。
【００３８】
トナー像転写後の記録材Ｐは、定着ユニット４０の定着ローラ４１ａ、加圧ローラ４１ｂによって加熱・加圧され、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後に記録材Ｐは、内排紙ローラ４４を通過した後、切替えフラッパ７３によって、搬送先が切替えられる。切替えフラッパ７３がフェイスアップ排紙側にある場合は、記録材Ｐは外排紙ローラ４５によってフェイスアップ用の排紙トレイ２に排出される。一方、切替えフラッパ７３がフェイスダウン排紙側にある場合は、記録材Ｐは排紙ローラ７２ａ，７２ｂ，７２ｃの方向へ搬送され、フェイスダウン用の排紙トレイ３へ排出される。ここで、表面（１面目）にトナー像が定着された記録材Ｐは、その裏面（２面目）にも画像形成が行われる場合には、切替えフラッパ７３によって表裏反転された後、再給搬送ローラ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ等によって再度、レジストローラ２５等を介して、二次転写ニップ部Ｔ２に供給され、ここで裏面にもトナー像が転写され、定着後、排紙トレイ２又は排紙トレイ３上に排出される。
【００３９】
なお、記録材Ｐの搬送路には、記録材Ｐの通過を検知するために複数のセンサが配置されている。例えば、給紙リトライセンサ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ、デッキ給紙センサ６５、デッキ引き抜きセンサ６６、レジストセンサ６７、内排紙センサ６８、フェイスダウン排紙センサ６９、両面プレレジセンサ７０、両面再給紙センサ７１、等がある。また、記録材Ｐを収納する給紙カセット２１ａ〜２１ｄには、記録材Ｐの有無を検知する給紙カセット紙ありなしセンサ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが配置され、手差しトレイ２７には手差しトレイ２７上の記録材Ｐの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ７４が配置され、デッキ２８にはデッキ２８内の記録材Ｐの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ７５が配置されている。
【００４０】
操作部は、画像形成装置本体の上部全面に配置された操作パネル（不図示）によって構成されている。この操作パネルの表示に基づいて、ユーザが、画像形成（プリント）スタート、画像形成枚数、記録材Ｐのサイズ、画像形成濃度等を手動で指示することになる。
【００４１】
制御部は、制御ユニット１００（図２参照）によって構成されている。制御ユニットは、上述の各装置、機器、部材の動作を制御するための制御基板（不図示）や、モータドライブ基板（不図示）などを有している。
【００４２】
図２は、本実施の形態における画像形成装置１の二次転写高電圧制御ブロック図である。
【００４３】
ＣＰＵ（制御手段）１０１は転写高電圧の制御を行う。ＣＰＵ１０１には制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１０３及び処理を行うためのＲＡＭ（記憶手段）１０２がアドレスバス又はデータバスを介して接続されている。制御プログラムの内容に従って、転写高圧制御動作を実行する。
【００４４】
ＣＰＵ１０１から００〜ＦＦまでのデジタル信号がＤ／Ａコンバータ（電圧検知手段）１０４に入力されると、図３に示すように、０〜１２Ｖの電圧に変換され、転写用高圧電源（電圧印加手段）１０５によって二次転写対向ローラ３４に−４〜＋８ｋＶの電圧が印加される。
【００４５】
この電圧によって二次転写対向ローラ３４より二次転写ローラ３６に流れる転写電流は、図４に示すように−４０〜＋１００μＡの範囲で図２に示す電流検出回路（電流検知手段）１０６により検知され、Ａ／Ｄコンバータ１０７によって００〜ＦＦまでのデジタル信号に変換される。ＣＰＵ１０１はこの信号を読み込み、ＡＴＶＣ（前述）における演算処理を行う。
【００４６】
次に、図１に示す画像形成装置１の動作に即して説明を加える。一例として、給紙カセット２１ａから記録材Ｐを搬送する場合を説明する。
【００４７】
画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後、まずピックアップローラ２２ａにより、給紙カセット２１ａから記録材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして分離ローラ２３ａによって記録材Ｐが引き抜きローラ２４ａ、レジスト前ローラ２６を経由して、レジストローラ２５まで搬送される。このときレジストローラ２５は停止されており、記録材Ｐの先端は、レジストローラ２５のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５は回転を始める。この回転時期は、記録材Ｐと画像形成部から中間転写ベルト３０上に一次転写されたトナー像とが二次転写ニップ部Ｔ２においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【００４８】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、中間転写ベルト３０の回転方向（矢印Ｒ３０方向）に沿っての最も上流側に配設されている画像形成ステーションｄの感光ドラム１１ｄ上に、前述したプロセスにより形成されたイエローのトナー像が、高電圧が印加された転写ローラ３５ｄによって一次転写ニップ部Ｔ１において中間転写ベルト３０に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の画像形成ステーションｃの一次転写ニップ部Ｔ１まで搬送される。そこでは画像形成ステーションｄ，ｃ間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して感光ドラム１１ｃ上にシアンのトナー像が形成されており、このシアンのトナー像は、既に中間転写ベルト３０上に転写されているイエローのトナー像上に先端を合わせるようにして転写されることになる。以下、同様に、画像形成ステーションｂ，ａの感光ドラム１１ｂ，１１ａ上に形成されたマゼンタ，ブラックのトナー像もそれぞれの一次転写ニップ部Ｔ１において、同様に一次転写される。このように、中間転写ベルト３０上には各画像形成ステーションａ〜ｄに形成されたそれぞれ異なる４色のトナー像が、順次に一次転写されて中間転写ベルト３０上で重ね合わされる。
【００４９】
最下流側のブラックの画像形成ステーションａに対して画像形成開始信号が発せられるのに同期して、二次転写ニップ部Ｔ２では後述する理由により、図５に示すような転写電流測定動作が行われる。本実施の形態における画像形成装置１では転写電流測定用としてＶ１〜Ｖ３の３段階の電圧（例えばＶ１＝１ｋＶ，Ｖ２＝２ｋＶ，Ｖ３＝３ｋＶ）を印加する。
【００５０】
その後、記録材Ｐが二次転写ニップ部Ｔ２に進入して中間転写ベルト３０に接触すると、記録材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写対向ローラ３４に、後述する手段によって決定された高電圧が印加される。図５の制御タイミングチャートではＡのタイミングに相当する。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト３０上に形成された４色のトナー像が記録材Ｐの表面に一括で二次転写される。その後、記録材Ｐは、定着ユニット４０に導かれる。そして、定着ローラ４１ａ、加圧ローラ４１ｂの加熱・加圧によって、表面にトナー像が定着される。その後、切替えフラッパ７３の切替え方向に応じて、フェイスアップ用の排紙トレイ２又はフェイスダウン用の排紙トレイ３に排出される。
【００５１】
次に本実施の形態の特徴である二次転写系におけるＡＴＶＣについて説明する。すなわち、本実施の形態では、像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）３０上に形成されたトナー像を被転写体としての記録材に転写する際の制御について説明する。
【００５２】
図６は、二次転写対向ローラ３４の印加電圧に対して、二次転写ローラ３６に流入する電流量（Ｖ−Ｉ特性）を示す図である。
【００５３】
例えば、温度２３℃、湿度６０％の環境下において、記録材Ｐとしての普通紙の表面に４色フルカラーのトナー像を転写する場合に必要な転写電流量（目標転写電流）は１９．８μＡ（図６中の（ａ）で示すカラーターゲット電流）である。フルカラー転写の際に（ａ−１）より高い転写電流量が流れた場合、二次転写対向ローラ３４に印加する電圧が強いため、二次転写ニップ部Ｔ２近傍で強い放電が生じ、記録材Ｐ上にトナー像が水玉状に抜ける放電跡が発生することある（カラー転写爆発）。一方、（ａ−２）より低い転写電流が流れた場合、二次転写対向ローラ３４に印加する電圧が弱いため、記録材Ｐの裏面にトナーを強く保持するだけの電荷を付与できず、トナー像が非画像部に飛び散る転写不良を起こすことがある（カラー転写不良）。
【００５４】
一方、同環境同条件においてモノカラー（例えばモノクロ。以下ではモノクロを例に説明する。）のトナー像を転写する場合に必要な転写電流量は１２．７μＡ（（ｂ）で示すモノクロターゲット電流）である。モノクロのトナー像の転写の際に（ｂ−１）より高い転写電流量が流れた場合、記録材Ｐ上に放電跡が発生することある（モノクロ転写爆発）。一方、（ｂ−２）より低い転写電流が流れた場合、トナー像が非画像部に飛び散る転写不良を起こすことがある（モノクロ転写不良）。
【００５５】
これらのターゲット電流の差異は、主に中間転写ベルト３０上のトナーの載り量（のりりょう）の差に起因しており、後者のモノクロの方が少ない転写電流量でも良好な転写画像が得られる。
【００５６】
しかし例えば、同ジョブ内にカラー画像形成とモノクロ画像形成が連続してなされるような場合に転写電圧を変えずに転写を行うと、モノクロ画像形成時の転写電圧が高すぎて放電跡が発生してしまう。
【００５７】
そこで画像形成動作に先立って、非転写時に前述した転写電流測定動作で二次転写ローラ３６のＶ−Ｉ特性を検知する。その制御フローチャートが図７である。なお、トナー像の非転写時とは、二次転写ニップ部Ｔ２に記録材Ｐがないときをいうものとする。
【００５８】
まず、二次転写対向ローラ３４に電圧Ｖ１を印加し（ステップＳ１。以下「Ｓ１」のように略記する。）、転写電流Ｉ１を検知する（Ｓ２）。本実施の形態では測定誤差を低減するために二次転写ローラ３６の一周期（本実施の形態では７８０ｍｓｅｃ）に渡って、例えば２０ｍｓｅｃ間隔で２９回分の電流をサンプリング後、平均化値をＲＡＭ１０２に記憶する。同様に電圧Ｖ２を印加し（Ｓ３）、転写電流Ｉ２を検知し（Ｓ４）、さらに電圧Ｖ３を印加し（Ｓ５）、転写電流Ｉ３を検知する（Ｓ６）。３段階の電圧を印加しているのは、測定レンジを広げ、精度の向上を図るためである。ＲＡＭ１０２内には印加電圧Ｖ１〜Ｖ３と転写電流Ｉ１〜Ｉ３は、図８のようなＶ−Ｉ特性のテーブルとして記憶されている。
【００５９】
図９は、本実施の形態に係るＡＴＶＣ制御を示すフローチャートである。
【００６０】
本実施の形態における画像形成装置１では、図１０に示すように、記録材Ｐの種類（普通紙、ＯＨＴ（オーバー・ヘッド・トランスペアレンシー））やカラーモード（４色（４Ｃ）、モノクロ（Ｂｋ））、転写面（１面目、２面目）毎に環境（湿度５，１０，２０，３０，５０，６０，７０，８０％）により異なる理想的な転写電流がテーブル化され、ＲＯＭ１０３に記憶されている。
【００６１】
図５におけるＡのタイミングにおいて、ＡＴＶＣ開始が指示されると、画像形成条件に応じて、すなわち環境（雰囲気の湿度）、カラーモード（４色フルカラーかモノカラーか）、記録材Ｐの性状（性質や状態。例えば普通紙かＯＨＴか、転写面が１面目の画像形成か２面目の画像形成か）に応じてターゲット電流Ｉｔａｒが、ＲＯＭ１０３に格納された図１０のテーブルから決定される（Ｓ１１）。そして、ＲＡＭ１０２に格納されたＶ−Ｉ特性であるＶ１〜Ｖ３、及びＩ１〜Ｉ３を読み込む（Ｓ１２）。ＡＴＶＣにより印加する転写電圧をＶｓｅｔとすると、
Ｉｔａｒ＜Ｉ２のときは、
Ｖｓｅｔ＝（Ｖ２−Ｖ１）（Ｉｔａｒ−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ１）＋Ｖ１
Ｉｔａｒ≧Ｉ２のときは、
Ｖｓｅｔ＝（Ｖ３−Ｖ２）（Ｉｔａｒ−Ｉ２）／（Ｉ３−Ｉ２）＋Ｖ２
を演算することで、Ｖｓｅｔが決定される（Ｓ１３）。そして二次転写対向ローラ３４にはＶｓｅｔが印加される（Ｓ１４）。
【００６２】
例えば、温度２３℃、湿度６０％の環境下において１回目の画像形成が、普通紙，１面目，フルカラーであった場合、ターゲット電流Ｉｔａｒはテーブルより１９．８μＡと決定される。Ｖ−Ｉ特性が図８のとおりだったとすると、前述の式よりＶｓｅｔは１８２４Ｖと決定される。また、連続して２回目の画像形成が普通紙，１面目，モノクロで行われる場合、ターゲット電流Ｉｔａｒはテーブルより１２．７μＡと決定される。Ｖ−Ｉ特性が図８のとおりだったとすると、前述の式よりＶｓｅｔは１３３５Ｖと決定される。
【００６３】
別の例として、連続して２回目の画像形成がモノクロのＯＨＴで行われる場合、ターゲット電流Ｉｔａｒはテーブルより６．１μＡと決定される。Ｖ−Ｉ特性が図８のとおりだったとすると、前述の式よりＶｓｅｔは８６４Ｖと決定される。
【００６４】
このようにＶ−Ｉ特性の測定制御と、ＡＴＶＣの動作を分割したことで、連続するジョブにおいて色のモード（カラーモード，モノクロモード）や記録材の種類が複数種混在する場合にも、毎回Ｖ−Ｉ特性検知を行う必要はなく、画像形成装置１の生産性（一定時間内のコピー枚数）の低下を防ぎ、かつ良好な転写画像が得られる。
【００６５】
本実施の形態では画像形成動作開始から二次転写ニップ部Ｔ２にトナー像が達するまでの時間に、Ｖ−Ｉ特性の測定制御に十分時間的余裕があるため、間欠ジョブでは毎回Ｖ−Ｉ特性は更新され、環境変動や装置寿命によってローラ抵抗の変化にも追従できる。また、連続ジョブにおいても画像形成回数をカウントしたり、大きな環境変動を検知したり、前回のＶ−Ｉ特性測定制御からの経過時間を測定するなどして、割り込みでＶ−Ｉ特性測定制御を行うと、より安定した転写画像が得られる。
【００６６】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、上述の実施の形態１で説明したＡＴＶＣを一次転写系に適応したものである。すなわち、像担持体としての感光ドラム上に形成されたトナー像を、被転写体としての中間転写ベルト（中間転写体）上に転写する際の制御について説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示す実施の形態１に係る画像形成装置とほぼ同様であるので、画像形成装置全体の構成及び動作についての説明は適宜省略し、本実施の形態の特徴部分を主に説明するものとする。
【００６７】
図１１は、本実施の形態における画像形成装置１のブラックの画像形成ステーションａにおいてブラックのトナー像を一次転写するための高電圧制御ブロック図である。
【００６８】
ＣＰＵ（制御手段）２０１は転写高電圧の制御を行う。ＣＰＵ２０１には制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ２０３及び処理を行うためのＲＡＭ２０２がアドレスバス又はデータバスを介して接続されている。制御プログラムの内容に従って、転写高圧制御動作を実行する。
【００６９】
ＣＰＵ２０１によって００〜ＦＦまでのデジタル信号がＤ／Ａコンバータ（電圧検知手段）２０４に入力されると、０〜１２Ｖの電圧に変換され、転写用高圧電源（電圧印加手段）２０５から一次転写ローラ３５ａに０〜１０００Ｖの電圧が印加される。
【００７０】
この電圧によって一次転写ローラ３５ａから感光ドラム１１ａに流れる転写電流は０〜３０μＡの範囲で電流検出回路２０６により検知され、Ａ／Ｄコンバータ２０７によって００〜ＦＦまでのデジタル信号に変換される。ＣＰＵ２０１はこの信号を読み込み、ＡＴＶＣにおける演算処理を行う。
【００７１】
帯電高圧電源２０８は帯電ローラ１２ａに帯電電圧を印加する電源であり、現像高圧電源２０９は現像装置１４ａに現像電圧を印加する電源である。本実施の形態では、感光ドラム１１ａ上の帯電ローラ１２ａによる帯電電位は、暗電位（非露光部電位）ＶＤ＝−６００Ｖ、露光装置１３ａによる明電位（露光電位）ＶＬ＝−１００Ｖである。
【００７２】
次に一次転写におけるＡＴＶＣについて説明する。
【００７３】
図１２は一次転写ローラ３５ａの印加電圧に対して、感光ドラム１１ａ上の暗電位ＶＤ部に流入する電流量（Ｖ−Ｉ特性）を示す図である。
【００７４】
温度２３℃、湿度６０％の環境下において４色フルカラーのトナー像の転写を行う場合に必要な転写電流量（カラーターゲット電流）は７．９μＡ（図１２中の（ｃ））である。フルカラー転写の際に（ｃ−１）より高い転写電流量が流れた場合、一次転写ローラ３５ａに印加する電圧が強いため、一旦は中間転写ベルト３０に転写されたトナー像が感光ドラム１１ａに逆転写され、濃度低下を招く。一方、（ｃ−２）より低い転写電流が流れた場合、一次転写ローラ３５ａに印加する電圧が弱いため、中間転写ベルト３０の裏面にトナーを強く保持するだけの電荷を付与できず、トナー像が非画像部に飛び散る転写不良を起こすことがある。
【００７５】
一方、同環境同条件においてモノクロのトナー像の転写を行う場合に必要な転写電流量（モノクロターゲット電流）は５．０μＡ（図１２中の（ｄ））である。モノクロ転写の際に（ｄ−１）より高い転写電流量が流れた場合、再転写が発生することある。一方、（ｄ−２）より低い転写電流が流れた場合、トナー像が非画像部に飛び散る転写不良を起こすことがある。
【００７６】
これらのターゲット電流の差異は、主に中間転写ベルト３０上のトナーの載り量差に起因しており、特に最下流のブラックの画像形成ステーションａではトナーの載り量差が転写不良の原因になりやすい。
【００７７】
しかし例えば、同ジョブ内にカラー画像形成とモノクロ画像形成が連続してなされるような場合に転写電圧を変えずに転写を行うと、モノクロ画像形成時の転写電圧が高すぎて再転写が発生してしまう。
【００７８】
そこで画像形成動作に先立って、前述した転写電流測定動作で一次転写ローラ３５ａのＶ−Ｉ特性を検知する。その制御フローチャートが図１３である。
【００７９】
まず、一次転写ローラ３５ａにＶ１を印加して（Ｓ３１）、転写電流Ｉ１を検知する（Ｓ３２）。本実施の形態では測定誤差を低減するために一次転写ローラ３５ａ一周期（本実施の形態では４３０ｍｓｅｃ）に渡って、例えば１０ｍｓｅｃ間隔で４３回分の電流をサンプリング後、平均化値をＲＡＭ２０２に記憶する。同様にＶ２を印加し（Ｓ３３）、Ｉ２を検知する（Ｓ３４）。ＲＡＭ２０２内には印加電圧Ｖ１〜Ｖ２と転写電流Ｉ１〜Ｉ２は、図１４に示すようなＶ−Ｉ特性のテーブルとして記憶されている。
【００８０】
本実施の形態によるＡＴＶＣ制御の流れは、図９に示すフローチャートのようになり、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００８１】
本実施の形態における画像形成装置１では、図１５に示すように、湿度５，１０，２０，３０，５０，６０，７０，８０％ごとに、カラーモード（４色フルカラー、モノクロ）に応じて異なる理想的な転写電流がテーブル化され、ＲＯＭ２０３に記憶されている。
【００８２】
画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後のタイミングにおいて、ＡＴＶＣ開始が指示されると、カラーモード、環境に応じてターゲット電流ＩｔａｒがＲＯＭ２０３に格納された図１５に示すテーブルから決定される（図９のＳ１１）。そして、ＲＡＭ２０２に格納されたＶ−Ｉ特性であるＶ１〜Ｖ２、及びＩ１〜Ｉ２を読み込む（Ｓ１２）。ＡＴＶＣにより印加する転写電圧をＶｓｅｔとすると、
Ｖｓｅｔ＝（Ｖ２−Ｖ１）（Ｉｔａｒ−Ｉ１）／（Ｉ２−Ｉ１）＋Ｖ１
を演算する（Ｓ１３）。そして一次転写ローラ３５ａにはＶｓｅｔが印加される（Ｓ１４）。
【００８３】
例えば、温度２３℃、湿度６０％の環境下において１枚目の画像形成が普通紙１面目の４色（４Ｃ）フルカラーであった場合、ターゲット電流Ｉｔａｒはテーブルより７．９μＡと決定される。Ｖ−Ｉ特性が、図１４に示すようなものだったとすると、前述の式よりＶｓｅｔは９０８Ｖと決定される。また、連続して２回目の画像形成が普通紙１面目のモノクロ（Ｂｋ）で行われる場合、ターゲット電流Ｉｔａｒはテーブルより５．０μＡと決定される。Ｖ−Ｉ特性が図１４に示すようなものだったとすると、前述の式よりＶｓｅｔは６６６Ｖと決定される。
【００８４】
このようにＶ−Ｉ特性の測定制御とＡＴＶＣの動作とを分割したことで、連続するジョブにおいて色のモード（カラーモード，モノクロモード）が混在する場合にも毎回Ｖ−Ｉ特性検知を行う必要はなく、画像形成装置の生産性の低下を防ぎ、かつ良好な転写画像が得られる。
【００８５】
本実施の形態では例えば画像形成装置の定着温度を所定温度まで上昇させるウェイト制御中など、非画像形成時間を利用してＶ−Ｉ特性の測定制御を行うため、Ｖ−Ｉ特性は随時更新される。このため、環境変動や装置寿命によってローラ抵抗が変化した場合であっても、その抵抗変化にも追従できる。また、連続ジョブにおいても画像形成回数をカウントしたり、大きな環境変動を検知したり、前回のＶ−Ｉ特性測定制御からの経過時間を測定するなどして、割り込みでＶ−Ｉ特性測定制御を行うと、より安定した転写画像が得られる。
【００８６】
以上説明した実施の形態１，２においては、中間転写体がベルト状の中間転写ベルト３０である場合を例に説明したが、本発明のこれに代えて、中間転写体がドラム状の中間転写ドラムである場合も適用することができ、この場合にも、ほぼ同様な効果を奏することができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、トナー像の非転写時に、転写部材と像担持体との間に電圧を印加してそのときの電圧と電流とを検知し、その検知結果と目標転写電流とに基づいてトナー像転写時に印加する電圧を決定するので、決定に要する時間を短縮して画像の生産性の低下を防止し、かつ高精度の転写電圧制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１，２に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１において、二次転写高電圧を制御するためのブロック図である。
【図３】実施の形態１における、Ｄ／Ａコンバータ出力と、転写電圧との関係を示す図である。
【図４】実施の形態１における、転写電流とＡ／Ｄコンバータ入力との関係を示す図である。
【図５】実施の形態１において、転写電圧を印加するタイミングを説明する図である。
【図６】実施の形態１において、二次転写ローラのＶ−Ｉ特性を説明する図である。
【図７】実施の形態１における転写電流測定動作を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態１におけるＶ−Ｉ特性のテーブルを説明する図である。
【図９】実施の形態１，２におけるＡＴＶＣ制御を説明するフローチャートである。
【図１０】実施の形態１において、ターゲット電流を説明する図である。
【図１１】実施の形態２において、一次転写高電圧を制御するためのブロック図である。
【図１２】実施の形態２において、一次転写ローラのＶ−Ｉ特性を説明する図である。
【図１３】実施の形態２における転写電流測定動作を説明するフローチャートである。
【図１４】実施の形態２におけるＶ−Ｉ特性のテーブルを説明する図である。
【図１５】実施の形態２において、ターゲット電流を説明する図である。
【図１６】従来のＡＴＶＣ制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ像担持体（感光体、感光ドラム）
３０　　　　像担持体，被転写体，中間転写体（中間転写ベルト）
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ転写部材（一次転写ローラ）
３６　　　　転写部材（二次転写ローラ）
１０１　　　制御手段（ＣＰＵ）
１０２　　　記憶手段（ＲＡＭ）
１０４　　　電圧検知手段（Ｄ／Ａコンバータ）
１０５　　　電圧印加手段（転写用高圧電源）
１０６　　　電流検知手段（電流検出回路）
２０１　　　制御手段（ＣＰＵ）
２０２　　　記憶手段（ＲＡＭ）
２０４　　　電圧検知手段（Ｄ／Ａコンバータ）
２０５　　　電圧印加手段（転写用高圧電源）
２０６　　　電流検知部材（電流検出回路）
Ｐ　　　　　被転写体（記録材）
Ｔ１　　　　転写部（一次転写ニップ部）
Ｔ２　　　　転写部（二次転写ニップ部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, when a voltage is applied to a transfer member by applying a voltage to a transfer member from a toner image on an image carrier, the voltage applied to the transfer member is changed according to the image forming conditions according to the image forming conditions. It relates to a forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a black-and-white image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a toner image is generally formed on a photosensitive drum (image carrier), and the toner image is transferred to a recording material (transfer member) such as paper. . A transfer nip (transfer site) is formed by bringing a transfer member such as a transfer roller into contact with the photosensitive drum, and a transfer bias is applied to the transfer member while a recording material is passed through the transfer nip. The toner image is transferred onto the recording material.
[0003]
As the transfer roller used as the above-described transfer member, a roller in which conductive particles are dispersed in an elastic member such as rubber or sponge and the resistance value is appropriately adjusted is used.
[0004]
However, the resistance value of such a transfer roller greatly changes due to variations in manufacturing, environmental fluctuations, device life, and the like, and it is difficult to apply a stable transfer bias and obtain good transferability. .
[0005]
In order to always obtain good transferability, it is ideal to appropriately control the amount of charge applied to the back surface of the recording material. For this purpose, for example, constant current control of the transfer roller can be considered.
[0006]
However, the width of the portion where the transfer roller directly abuts on the surface of the image carrier is changed due to a change in the paper passing width of the recording material used in the image forming apparatus (the width in a direction perpendicular to the conveying direction; the same applies hereinafter). Therefore, the load impedance of the transfer roller to the surface of the image carrier is different between the portion where the recording material is present and the portion where the recording material is not present. In particular, the load impedance is reduced in the portion where the recording material is not present, and a large amount of current flows intensively. In some parts of the material, transfer failure occurs.
[0007]
In order to make up for such a drawback of the simple constant current control, in a state where there is no recording material in the transfer nip, a constant current which is an estimated current to be passed to the transfer roller at the time of the transfer operation is passed to the transfer roller to be required at the time of transfer. An ATVC (Automatic Transfer Voltage Control) system has been proposed in which the generated voltage is held, and the generated voltage or a voltage obtained by adding a correction such as a coefficient multiplication or a constant addition to the generated voltage during paper feeding is applied.
[0008]
However, the ATVC method requires a constant current circuit, which increases the cost. Further, since the ATVC method relies on a hardware configuration using a capacitor as a means for storing the output voltage during the constant current operation, fluctuations in the capacitor potential due to leakage can be reduced. In addition, variations in gain resistance tolerance, temperature characteristics, and the like may affect the output voltage during transfer.
[0009]
Moreover, since the above-mentioned ATVC method is configured by hardware, a constant, for example, a coefficient for correcting a constant current value or a generated voltage to an appropriate transfer voltage is determined at the time of circuit design, and a simple bias is applied. There are disadvantages that only control can be realized.
[0010]
Therefore, means for digitally increasing or decreasing the voltage applied to the transfer roller, means for detecting the current flowing from the transfer roller to the image carrier, and means for allowing the current flowing from the transfer roller to the image carrier to have a desired value (target current ), The current flowing from the transfer roller into the image carrier is converged to a constant value, and the same control as that of the above-mentioned ATVC constant current circuit is enabled. A software ATVC scheme has also been proposed.
[0011]
In this ATVC method, a transfer bias is applied in a step-like manner. At this time, a current flowing from the transfer roller into the image carrier is detected. When the current flowing from the transfer roller into the image carrier reaches a target current, the control is terminated. The transfer bias at this time is stored in a RAM or the like. At the time of transfer, the stored transfer bias is applied.
[0012]
However, the ATVC method has a problem that the operation of changing the output voltage in a stepwise manner must be repeated until the current flowing from the transfer roller into the image carrier converges to a constant value, and the control time becomes longer. Was. Further, when the resistance variation in the circumferential direction of the transfer roller is large due to a manufacturing error, it is desirable to average the current detected at each output voltage during at least one rotation of the transfer roller. When the noise of the detection circuit is large, it is desirable to increase the number of samplings of the current at each output voltage and to average the current, so that the control time may be further increased.
[0013]
Therefore, in a state where there is no recording material in the transfer nip, a two-stage transfer bias is applied, a current flowing into the image carrier from the transfer roller at that time is detected, and a transfer bias for obtaining a target current is determined by an interpolation algorithm. A method of seeking is proposed.
[0014]
FIG. 16 shows a simple control flowchart of the ATVC by the interpolation algorithm.
[0015]
When ATVC start is instructed in a state where there is no recording material in the transfer nip (Step S101, hereinafter abbreviated as "S101"), a predetermined voltage V1 (for example, 2.0 kV) is applied to the transfer roller (for example, 2.0 kV). S102). At this time, the current flowing from the transfer roller to the image carrier is detected and stored as I1 (S103). Subsequently, a predetermined voltage V2 (for example, 3.0 kV) is applied (S104). At this time, the current flowing from the transfer roller to the image carrier is detected and stored as I2 (S105). Then, a target current (target current) Itar (for example, 3.5 μA) determined by the recording material and environment is determined (S106), and linear interpolation is performed.
Vset = V1 + (V2-V1) (Itar-I1) / (I2-I1)
The transfer voltage Vset to be applied during the transfer operation to the recording material is determined by the linear interpolation algorithm (S107), and then the ATVC is terminated (S108).
[0016]
A certain effect is obtained by shortening the ATVC time by such an interpolation algorithm.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned ATVC system, that is, the ATVC system in which the transfer bias at which the target current is obtained by the interpolation algorithm is determined, the control time is fixed to the time during which the two-stage transfer bias is applied, so that the transfer bias is changed stepwise. Although this is advantageous for the ATVC method in which the transfer bias for obtaining the target current is determined, the current is measured every time the target current is changed, as is clear from the control flowchart of FIG. However, for example, in a color image forming apparatus, in a job in which full color and mono color (for example, monochrome) are continuously mixed, the target current may be different for each image due to a difference in the amount of applied toner. Therefore, in the conventional ATVC method, the target current is changed and the ATVC is performed each time the image forming conditions change, so that the productivity of the image in the image forming apparatus, that is, the number of copies per unit time is reduced, which is inconvenient for the user. Met.
[0018]
In the above description, a case where a toner image is transferred from a photosensitive drum as an image carrier to a recording material as a transfer target in a monochrome image forming apparatus has been described as an example, but the same applies to a color image forming apparatus. It is. However, in the case of a color image forming apparatus, when a toner image is transferred (primary transfer) from a photosensitive drum as an image carrier to an intermediate transfer member (for example, an intermediate transfer belt or an intermediate transfer drum) as a transfer object. In some cases, a toner image is transferred (secondary transfer) from an intermediate transfer member as an image carrier to a recording material as a transfer target.
[0019]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to quickly and accurately determine a voltage applied to a transfer member when a toner image on an image carrier is transferred to a transfer target. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the following.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image carrier having a surface on which a toner image is formed, and a transfer member for forming a transfer portion between the image carrier and sandwiching the transfer object at the transfer portion. Voltage applying means for applying a voltage-controlled voltage to the transfer member, wherein the voltage applying means transfers the toner image on the image carrier to the transfer target supplied to the transfer section. In an image forming apparatus for applying a predetermined voltage to a member, voltage detecting means for detecting a voltage applied between the transfer member and the image carrier; and Current detecting means for detecting a current flowing between the image bearing member, and storage means for storing a voltage-current characteristic which is a correspondence relationship between a voltage detected by the voltage detecting means and a current detected by the current detecting means Control means for determining the predetermined voltage for transferring the toner image on the image carrier to the transfer-receiving member, wherein the transfer member and the image are transferred by the voltage applying means when the toner image is not transferred. A voltage is applied to the carrier, and the voltage and current at that time are detected by the voltage detecting means and the current detecting means, respectively, and the voltage-current characteristics when the toner image is not transferred are stored in the storage means. Determining the predetermined voltage by the control unit based on the voltage-current characteristics during non-transfer of the toner image stored in the storage unit and a target transfer current during toner image transfer that differs depending on image forming conditions, stored in the storage unit. It is characterized by.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the voltage-current characteristic when the toner image is not transferred is at least between the transfer member and the image carrier by the voltage applying unit. It is characterized in that two or more kinds of voltages having different voltage values are applied and detected by the voltage detecting means, and respective currents are detected and obtained by the current detecting means.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the image bearing member is a photosensitive member, and the transferred member is an intermediate transfer member, and is formed on the image bearing member. After transferring the toner image to the intermediate transfer member, the toner image is transferred from the intermediate transfer member to a recording material.
[0023]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the image carrier is an intermediate transfer member, the transfer target is a recording material, and the image transfer member is transferred to the intermediate transfer member. Transferring a toner image to the recording material.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third or fourth aspect, the image forming conditions include an atmospheric humidity, a color image formation and a monocolor image formation, and a property of the recording material. , And at least one of image formation on the first side and image formation on the second side of the recording material.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the components denoted by the same reference numerals have the same configuration or operation, and a repeated description thereof will be omitted as appropriate.
[0026]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an image forming apparatus 1 according to Embodiment 1 as an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a four-color full-color electrophotographic image forming apparatus, and FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration thereof.
[0027]
The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 roughly includes an image forming unit, a paper feeding unit, an intermediate transfer unit, a transport unit, a fixing unit, an operation unit, and a control unit. The details will be described below in order.
[0028]
The image forming section includes four image forming stations a, b, c, and d having substantially the same configuration (hereinafter abbreviated as “ad” as appropriate). In this order, the image forming station forms toner images of black (Bk), magenta (M), cyan (C), and yellow (Y). Each of the image forming stations a to d has a photosensitive drum 11a, 11b, 11c, 11d, respectively. These photosensitive drums 11a to 11d are driven to rotate in a direction indicated by an arrow (counterclockwise in FIG. 1) by a driving unit (not shown).
[0029]
Around the photosensitive drums 11a to 11d, charging rollers (charging means) 12a, 12b, 12c, 12d, and exposure devices (exposure means) 13a, 13b, 13c, 13d and developing devices (developing means) 14a, 14b, 14c, 14d are arranged.
[0030]
The surfaces of the photosensitive drums 11a to 11d are uniformly charged to predetermined polarities and potentials by the charging rollers 12a to 12d. An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged photosensitive drum by irradiating (exposing) a light beam such as a laser beam, which is modulated in accordance with a recording image signal by the exposure devices 13a to 13d. The electrostatic latent images on the respective photosensitive drums 11a to 11d are developed (developed) by developing devices 14a to 14d containing developers (toners) of four colors of yellow, cyan, magenta, and black, respectively. It becomes an image. These toner images are transferred (primary transfer) onto an intermediate transfer belt 30 as an intermediate transfer member by primary transfer rollers (transfer members) 35a, 35b, 35c, and 35d described later. Toners are supplied to the developing devices 14a to 14d from the toner supply containers 77a, 77b, 77c, and 77d.
[0031]
The paper feeding unit includes a portion for storing the recording material P, a roller for conveying the recording material P, a sensor for detecting passage of the recording material P, a sensor for detecting the presence or absence of the recording material P, and a recording material P. (Not shown) and the like for transporting along the transport path. As the portion for storing the recording material P, there are a paper feed cassette 21a, 21b, 21c, 21d, a manual feed tray 27, a deck 28, and the like. The recording material P in the paper feed cassettes 21a to 21d is fed by pickup rollers 22a, 22b, 22c, and 22d. A plurality of recording materials P may be sent out by the pickup rollers 22a to 22d. In this case, only one sheet is surely separated by the separation rollers 23a, 23b, 23c, and 23d. The recording material P separated by one sheet is further conveyed by pull-out rollers 24a, 24b, 24c, 24d and a pre-registration roller 26, and conveyed to a registration roller 25. Further, the recording material P stored in the manual feed tray 27 is separated one by one by a separation roller 29, and is conveyed to the registration roller 25 by the pre-registration roller 26. The recording material P stored in the deck 28 is transported by the pickup roller 60 to a plurality of paper feed rollers 61, is separated by the paper feed roller 61, and is transported to a pull-out roller 62. Further, the recording material P is conveyed to the registration roller 25 by the pre-registration roller 26.
[0032]
The intermediate transfer section is configured as an intermediate transfer unit, and includes an intermediate transfer belt (intermediate transfer body) 30. As the material of the intermediate transfer belt 30, for example, PET (polyethylene terephthalate), PVdF (polyvinylidene fluoride), or the like is used. The intermediate transfer belt 30 has an endless shape, and is stretched around a driving roller 32, a tension roller 33, and a secondary transfer opposing roller 34.
[0033]
The drive roller 32 is a roller for transmitting drive to the intermediate transfer belt 30. The surface of the metal roller is coated with rubber (urethane or chloroprene) having a thickness of several mm to prevent slippage with the belt. The driving roller 32 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a stepping motor (not shown), thereby rotating the intermediate transfer belt 30 in the direction of arrow R30. The tension roller 33 is a roller that applies an appropriate tension to the intermediate transfer belt 30 by urging a spring (not shown). The secondary transfer opposing roller 34 sandwiches the intermediate transfer belt 30 with a secondary transfer roller (transfer member) 36 to form a secondary transfer region (secondary transfer portion), that is, a secondary transfer nip portion (transfer portion) T2. To form. The secondary transfer roller 36 is pressed with an appropriate pressure on the intermediate transfer member.
[0034]
Primary transfer to which a high voltage for transferring a toner image onto the intermediate transfer belt 30 (primary transfer) is applied to the back surface of the intermediate transfer belt 30 at a position where each of the photosensitive drums 11a to 11d and the intermediate transfer belt 30 face each other. Rollers 35a, 35b, 35c, 35d are arranged. The intermediate transfer belt 30 is pressed against each of the photosensitive drums 11a to 11d by these primary transfer rollers 35a to 35d, so that a primary transfer area (primary transfer portion) between the intermediate transfer belt 30 and each of the photosensitive drums 11a to 11d, that is, a primary transfer nip is provided. (Transfer section) T1.
[0035]
Further, a cleaning device 50 is disposed in the intermediate transfer belt 30 at a position downstream of the secondary transfer portion T2 and at a position facing the tension roller 33 with the intermediate transfer belt 30 interposed therebetween. The cleaning device 50 has a cleaning blade 51 formed of polyurethane rubber or the like, and a waste toner box 52. The cleaning device 50 presses the cleaning blade 51 against the surface of the intermediate transfer belt 30 to scrape off the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt 30, and stores the toner in the waste toner box 52.
[0036]
The fixing unit includes a fixing unit 40. The fixing unit 40 includes a fixing roller 41a having a heat source such as a halogen heater therein, a pressing roller 41b pressed by the fixing roller 41a, and a recording material P discharged from the fixing roller 41a and the pressing roller 41b. And an internal discharge roller 44 for transporting the sheet.
[0037]
The recording material P conveyed to the registration roller 25 by the above-described conveyance unit is temporarily stopped by stopping the rotation drive of the roller upstream of the registration roller 25, and thereafter, the registration roller is synchronized with the image forming timing of the image forming unit. When the rotation of the upstream rollers including 25 is restarted, the rollers are supplied to the secondary transfer nip T2. The recording material P supplied to the secondary transfer nip portion T2 is subjected to the secondary transfer of the above-described four color toner images on the intermediate transfer belt 30 by applying a transfer bias to the secondary transfer roller 36. You.
[0038]
The recording material P after the transfer of the toner image is heated and pressed by the fixing roller 41a and the pressure roller 41b of the fixing unit 40, and the toner image is fixed on the surface. After the toner image is fixed, the recording material P passes through the inner discharge roller 44, and then, the switching destination is switched by the switching flapper 73. When the switching flapper 73 is on the face-up discharge side, the recording material P is discharged to the face-up discharge tray 2 by the external discharge roller 45. On the other hand, when the switching flapper 73 is on the face-down discharge side, the recording material P is conveyed in the direction of the discharge rollers 72a, 72b, 72c and discharged to the face-down discharge tray 3. Here, the recording material P having the toner image fixed on the front surface (first surface) is turned over by the switching flapper 73 when the image is formed on the rear surface (second surface), and then is re-conveyed. The toner image is again supplied to the secondary transfer nip portion T2 via the registration roller 25 and the like by the rollers 74a, 74b, 74c, 74d and the like, where the toner image is also transferred to the back surface. The paper is discharged onto the paper tray 3.
[0039]
Note that a plurality of sensors are arranged on the conveyance path of the recording material P in order to detect the passage of the recording material P. For example, paper feed retry sensors 64a, 64b, 64c, 64d, deck paper feed sensor 65, deck pull-out sensor 66, registration sensor 67, internal paper discharge sensor 68, face-down paper discharge sensor 69, double-sided pre-registration sensor 70, double-sided re-feeding Sensor 71, and the like. The paper feed cassettes 21a to 21d for storing the recording material P are provided with paper cassette absence sensors 63a, 63b, 63c and 63d for detecting the presence or absence of the recording material P. A manual tray paper presence / absence sensor 74 for detecting the presence / absence of the recording material P on the tray 27 is provided, and a deck paper presence / absence sensor 75 for detecting the presence / absence of the recording material P in the deck 28 is provided for the deck 28.
[0040]
The operation unit includes an operation panel (not shown) disposed on the entire upper surface of the image forming apparatus main body. Based on the display on the operation panel, the user manually instructs the start of image formation (print), the number of formed images, the size of the recording material P, the image formation density, and the like.
[0041]
The control unit is configured by the control unit 100 (see FIG. 2). The control unit includes a control board (not shown) for controlling the operation of each of the above-described devices, devices, and members, a motor drive board (not shown), and the like.
[0042]
FIG. 2 is a secondary transfer high voltage control block diagram of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment.
[0043]
The CPU (control means) 101 controls the transfer high voltage. A ROM 103 in which a control program is written and a RAM (storage means) 102 for performing processing are connected to the CPU 101 via an address bus or a data bus. The high-pressure transfer control operation is executed according to the contents of the control program.
[0044]
When digital signals from the CPU 101 to 00 to FF are input to the D / A converter (voltage detection means) 104, they are converted to a voltage of 0 to 12 V as shown in FIG. ) 105, a voltage of −4 to +8 kV is applied to the secondary transfer opposing roller 34.
[0045]
The transfer current flowing from the secondary transfer opposing roller 34 to the secondary transfer roller 36 due to this voltage is detected by the current detection circuit (current detection means) 106 shown in FIG. 2 in the range of -40 to +100 μA as shown in FIG. , A / D converter 107 converts the digital signals into digital signals ranging from 00 to FF. The CPU 101 reads this signal and performs arithmetic processing in ATVC (described above).
[0046]
Next, description will be given in accordance with the operation of the image forming apparatus 1 shown in FIG. As an example, a case where the recording material P is transported from the paper feed cassette 21a will be described.
[0047]
After a lapse of a predetermined time from the issuance of the image forming operation start signal, first, the recording material P is sent out one by one from the sheet feeding cassette 21a by the pickup roller 22a. Then, the recording material P is conveyed to the registration roller 25 via the pull-out roller 24a and the pre-registration roller 26 by the separation roller 23a. At this time, the registration roller 25 is stopped, and the leading end of the recording material P abuts on the nip portion of the registration roller 25. Thereafter, the registration roller 25 starts rotating at the timing when the image forming section starts image formation. The rotation timing is set so that the recording material P and the toner image primarily transferred from the image forming unit onto the intermediate transfer belt 30 exactly coincide with each other in the secondary transfer nip T2.
[0048]
On the other hand, in the image forming section, when the image forming operation start signal is issued, the photosensitive drum 11d of the image forming station d disposed at the most upstream side along the rotation direction of the intermediate transfer belt 30 (the direction of arrow R30). The yellow toner image formed by the above-described process is primarily transferred to the intermediate transfer belt 30 at the primary transfer nip T1 by the transfer roller 35d to which a high voltage is applied. The primary-transferred toner image is transported to the primary transfer nip T1 of the next image forming station c. In this case, a cyan toner image is formed on the photosensitive drum 11 c with a delay of the time during which the toner image is conveyed between the image forming stations d and c, and the cyan toner image has already been formed on the intermediate transfer belt 30. The image is transferred on the transferred yellow toner image such that the leading ends thereof are aligned. Hereinafter, similarly, the magenta and black toner images formed on the photosensitive drums 11b and 11a of the image forming stations b and a are similarly primarily transferred at the respective primary transfer nip portions T1. In this way, the four different color toner images formed in the respective image forming stations a to d are sequentially primary-transferred onto the intermediate transfer belt 30 and superimposed on the intermediate transfer belt 30.
[0049]
In synchronization with the issuance of the image formation start signal to the blackest image forming station a on the most downstream side, the transfer current measuring operation as shown in FIG. Is In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, three levels of voltages V1 to V3 (for example, V1 = 1 kV, V2 = 2 kV, V3 = 3 kV) are applied for transfer current measurement.
[0050]
Thereafter, when the recording material P enters the secondary transfer nip portion T2 and comes into contact with the intermediate transfer belt 30, a high voltage determined by a unit described later is applied to the secondary transfer facing roller 34 in accordance with the passage timing of the recording material P. Is applied. This corresponds to the timing A in the control timing chart of FIG. Then, the four color toner images formed on the intermediate transfer belt 30 by the above-described process are secondarily transferred collectively to the surface of the recording material P. After that, the recording material P is guided to the fixing unit 40. Then, the toner image is fixed on the surface by heating and pressing of the fixing roller 41a and the pressing roller 41b. Thereafter, the sheet is discharged to the face-up discharge tray 2 or the face-down discharge tray 3 according to the switching direction of the switching flapper 73.
[0051]
Next, ATVC in the secondary transfer system, which is a feature of the present embodiment, will be described. That is, in the present embodiment, control when the toner image formed on the intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 30 as an image carrier is transferred to a recording material as a member to be transferred will be described.
[0052]
FIG. 6 is a diagram illustrating a current amount (VI characteristic) flowing into the secondary transfer roller 36 with respect to a voltage applied to the secondary transfer opposing roller 34.
[0053]
For example, in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%, a transfer current amount (target transfer current) required to transfer four full-color toner images onto the surface of plain paper as the recording material P is 19.8 μA ( 7A shows a color target current shown in FIG. If a transfer current higher than (a-1) flows during full-color transfer, a strong discharge is generated in the vicinity of the secondary transfer nip T2 because the voltage applied to the secondary transfer opposed roller 34 is strong, and the recording material P In some cases, a discharge mark is formed on the upper surface of the toner image so that the toner image comes off like a polka dot (color transfer explosion). On the other hand, when a transfer current lower than (a-2) flows, the voltage applied to the secondary transfer opposing roller 34 is weak, so that a charge enough to strongly hold the toner on the back surface of the recording material P cannot be given, and the toner Transfer failure in which an image is scattered on a non-image portion may occur (color transfer failure).
[0054]
On the other hand, in the same environment and under the same conditions, a transfer current amount required to transfer a monocolor (for example, monochrome; a monochrome is described below as an example) toner image is 12.7 μA (monochrome target current indicated by (b)). It is. If a transfer current higher than (b-1) flows during the transfer of a monochrome toner image, discharge marks may be generated on the recording material P (monochrome transfer explosion). On the other hand, when a transfer current lower than (b-2) flows, a transfer failure in which the toner image scatters on the non-image portion may occur (monochrome transfer failure).
[0055]
The difference between these target currents is mainly due to the difference in the amount of toner applied on the intermediate transfer belt 30, and a good transfer image can be obtained with the latter monochrome even with a smaller transfer current amount. .
[0056]
However, for example, if color image formation and monochrome image formation are performed consecutively in the same job and transfer is performed without changing the transfer voltage, the transfer voltage during monochrome image formation is too high, and discharge marks are generated. Resulting in.
[0057]
Therefore, prior to the image forming operation, the VI characteristic of the secondary transfer roller 36 is detected by the above-described transfer current measuring operation during non-transfer. The control flowchart is shown in FIG. The non-transfer time of the toner image means that the recording material P does not exist in the secondary transfer nip portion T2.
[0058]
First, a voltage V1 is applied to the secondary transfer opposing roller 34 (Step S1, hereinafter abbreviated as "S1"), and a transfer current I1 is detected (S2). In this embodiment, in order to reduce the measurement error, the current is sampled for 29 times at intervals of 20 msec over one cycle of the secondary transfer roller 36 (780 msec in this embodiment), and the averaged value is stored in the RAM 102. Remember. Similarly, the voltage V2 is applied (S3), the transfer current I2 is detected (S4), and the voltage V3 is applied (S5), and the transfer current I3 is detected (S6). The three levels of voltage are applied to widen the measurement range and improve the accuracy. In the RAM 102, the applied voltages V1 to V3 and the transfer currents I1 to I3 are stored as a VI characteristic table as shown in FIG.
[0059]
FIG. 9 is a flowchart showing ATVC control according to the present embodiment.
[0060]
In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the type of recording material P (plain paper, OHT (over head transparency)), color mode (four colors (4C), monochrome (Bk)) )), An ideal transfer current that varies depending on the environment (humidity: 5, 10, 20, 30, 50, 60, 70, 80%) for each transfer surface (first and second surfaces) is tabulated and stored in the ROM 103. ing.
[0061]
At the timing A in FIG. 5, when ATVC start is instructed, the environment (humidity of atmosphere), the color mode (four full color or mono color), and the properties (properties) of the recording material P are determined according to the image forming conditions. The target current Itar is determined from the table of FIG. 10 stored in the ROM 103 according to, for example, plain paper or OHT, and whether the transfer surface is the first-side image formation or the second-side image formation (S11). . Then, the V-I characteristics V1 to V3 and I1 to I3 stored in the RAM 102 are read (S12). When the transfer voltage applied by ATVC is Vset,
When Itar <I2,
Vset = (V2-V1) (Itar-I1) / (I2-I1) + V1
When Itar ≧ I2,
Vset = (V3-V2) (Itar-I2) / (I3-I2) + V2
Is calculated to determine Vset (S13). Then, Vset is applied to the secondary transfer opposing roller 34 (S14).
[0062]
For example, when the first image formation is performed on plain paper, the first side, and full color in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%, the target current Itar is determined to be 19.8 μA from the table. Assuming that the VI characteristics are as shown in FIG. 8, Vset is determined to be 1824 V from the above-described equation. When the second image formation is performed continuously on plain paper, first side, and monochrome, the target current Itar is determined to be 12.7 μA from the table. Assuming that the VI characteristics are as shown in FIG. 8, Vset is determined to be 1335 V from the above equation.
[0063]
As another example, when the second image formation is performed continuously by monochrome OHT, the target current Itar is determined to be 6.1 μA from the table. Assuming that the VI characteristics are as shown in FIG. 8, Vset is determined to be 864 V from the above-described equation.
[0064]
By dividing the measurement control of the VI characteristics and the operation of the ATVC in this manner, even when a plurality of color modes (color mode and monochrome mode) and a plurality of types of recording materials are mixed in a continuous job, each time. There is no need to perform VI characteristic detection, and it is possible to prevent a decrease in productivity (the number of copies within a certain period of time) of the image forming apparatus 1 and obtain a good transferred image.
[0065]
In the present embodiment, the time from the start of the image forming operation to the time when the toner image reaches the secondary transfer nip portion T2 has sufficient time for measurement control of the VI characteristic. Can be updated, and can follow the change of the roller resistance due to the environmental fluctuation and the device life. In a continuous job, the VI characteristic measurement control is interrupted by counting the number of image formations, detecting a large environmental change, or measuring the time elapsed from the previous VI characteristic measurement control. By doing so, a more stable transfer image can be obtained.
[0066]
<Embodiment 2>
In this embodiment, the ATVC described in the first embodiment is applied to a primary transfer system. That is, control when the toner image formed on the photosensitive drum as the image carrier is transferred onto the intermediate transfer belt (intermediate transfer body) as the transfer target will be described. Note that the image forming apparatus according to the present embodiment is almost the same as the image forming apparatus according to the first embodiment shown in FIG. The features of the embodiment will be mainly described.
[0067]
FIG. 11 is a high-voltage control block diagram for temporarily transferring a black toner image at the black image forming station a of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment.
[0068]
A CPU (control means) 201 controls the transfer high voltage. A ROM 203 in which a control program is written and a RAM 202 for performing processing are connected to the CPU 201 via an address bus or a data bus. The high-pressure transfer control operation is executed according to the contents of the control program.
[0069]
When digital signals from 00 to FF are input to the D / A converter (voltage detecting means) 204 by the CPU 201, they are converted into a voltage of 0 to 12 V, and are transferred from the high voltage power supply for voltage (voltage applying means) 205 to the primary transfer roller 35a. Is applied with a voltage of 0 to 1000V.
[0070]
The transfer current flowing from the primary transfer roller 35a to the photosensitive drum 11a by this voltage is detected by the current detection circuit 206 in the range of 0 to 30 μA, and is converted by the A / D converter 207 into digital signals of 00 to FF. The CPU 201 reads this signal and performs arithmetic processing in ATVC.
[0071]
The charging high voltage power supply 208 is a power supply for applying a charging voltage to the charging roller 12a, and the developing high voltage power supply 209 is a power supply for applying a developing voltage to the developing device 14a. In this embodiment, the charging potential of the charging roller 12a on the photosensitive drum 11a is dark potential (non-exposed portion potential) VD = -600V, and bright potential (exposure potential) VL = -100V by the exposure device 13a.
[0072]
Next, the ATVC in the primary transfer will be described.
[0073]
FIG. 12 is a diagram illustrating the amount of current (VI characteristic) flowing into the dark potential VD portion on the photosensitive drum 11a with respect to the voltage applied to the primary transfer roller 35a.
[0074]
The transfer current amount (color target current) required for transferring a full-color toner image of four colors in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% is 7.9 μA ((c) in FIG. 12). If a transfer current higher than (c-1) flows during full-color transfer, the voltage applied to the primary transfer roller 35a is strong, so that the toner image once transferred to the intermediate transfer belt 30 is reversed to the photosensitive drum 11a. It is copied and causes a decrease in density. On the other hand, when a transfer current lower than (c-2) flows, the voltage applied to the primary transfer roller 35a is weak, so that a charge enough to strongly hold the toner on the back surface of the intermediate transfer belt 30 cannot be applied, and the toner image May scatter into the non-image area, resulting in poor transfer.
[0075]
On the other hand, the transfer current amount (monochrome target current) required to transfer a monochrome toner image under the same environment and the same conditions is 5.0 μA ((d) in FIG. 12). If a transfer current higher than (d-1) flows during monochrome transfer, re-transfer may occur. On the other hand, when a transfer current lower than (d-2) flows, a transfer failure in which the toner image scatters on the non-image portion may occur.
[0076]
The difference between these target currents is mainly due to the difference in the amount of applied toner on the intermediate transfer belt 30. Particularly, the difference in the amount of applied toner at the most downstream black image forming station a causes transfer failure. Cheap.
[0077]
However, for example, if color image formation and monochrome image formation are performed consecutively in the same job and transfer is performed without changing the transfer voltage, the transfer voltage during monochrome image formation is too high and retransfer occurs. Resulting in.
[0078]
Therefore, prior to the image forming operation, the VI characteristic of the primary transfer roller 35a is detected by the above-described transfer current measuring operation. FIG. 13 is a control flowchart for this.
[0079]
First, V1 is applied to the primary transfer roller 35a (S31), and the transfer current I1 is detected (S32). In the present embodiment, in order to reduce the measurement error, the current is sampled for 43 times at an interval of, for example, 10 msec over one cycle of the primary transfer roller 35a (430 msec in this embodiment), and the averaged value is stored in the RAM 202. . Similarly, V2 is applied (S33), and I2 is detected (S34). In the RAM 202, the applied voltages V1 to V2 and the transfer currents I1 to I2 are stored as a VI characteristic table as shown in FIG.
[0080]
The flow of the ATVC control according to the present embodiment is as shown in the flowchart of FIG. 9 and is the same as that of the first embodiment, and thus the description is omitted.
[0081]
In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 15, each of the humidity levels of 5, 10, 20, 30, 50, 60, 70, and 80% corresponds to the color mode (four full color, monochrome). Different ideal transfer currents are tabulated and stored in the ROM 203.
[0082]
When ATVC start is instructed at a timing after a predetermined time elapses after the image forming operation start signal is issued, the target current Itar is determined from the table shown in FIG. (S11 in FIG. 9). Then, the V-I characteristics V1 and V2 and I1 and I2 stored in the RAM 202 are read (S12). When the transfer voltage applied by ATVC is Vset,
Vset = (V2-V1) (Itar-I1) / (I2-I1) + V1
Is calculated (S13). Then, Vset is applied to the primary transfer roller 35a (S14).
[0083]
For example, when the first image is formed in four colors (4C) full color on the first side of plain paper under an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%, the target current Itar is determined to be 7.9 μA from the table. Assuming that the VI characteristic is as shown in FIG. 14, Vset is determined to be 908 V from the above equation. When the second image formation is performed continuously in monochrome (Bk) on the first side of plain paper, the target current Itar is determined to be 5.0 μA from the table. Assuming that the VI characteristic is as shown in FIG. 14, Vset is determined to be 666 V from the above equation.
[0084]
By dividing the measurement control of the VI characteristic and the operation of the ATVC in this way, it is necessary to perform the VI characteristic detection every time even when the color mode (color mode, monochrome mode) is mixed in the continuous job. However, it is possible to prevent a decrease in productivity of the image forming apparatus and obtain a good transferred image.
[0085]
In the present embodiment, for example, during the wait control for raising the fixing temperature of the image forming apparatus to a predetermined temperature, the measurement and control of the VI characteristic are performed using the non-image forming time. You. For this reason, even if the roller resistance changes due to environmental changes or the life of the apparatus, the roller resistance can be followed. In a continuous job, the VI characteristic measurement control is interrupted by counting the number of image formations, detecting a large environmental change, or measuring the time elapsed from the previous VI characteristic measurement control. By doing so, a more stable transfer image can be obtained.
[0086]
In the first and second embodiments described above, the case where the intermediate transfer body is the belt-like intermediate transfer belt 30 has been described as an example. However, instead of the present invention, the intermediate transfer body is a drum-like intermediate transfer belt. The present invention can also be applied to a case of a drum, and in this case, substantially the same effect can be obtained.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a toner image is not transferred, a voltage is applied between the transfer member and the image carrier, and the voltage and current at that time are detected. Since the voltage to be applied at the time of transferring the toner image is determined based on the current, the time required for the determination can be shortened, the productivity of the image can be prevented from lowering, and the transfer voltage can be controlled with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to Embodiments 1 and 2.
FIG. 2 is a block diagram for controlling a secondary transfer high voltage in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a D / A converter output and a transfer voltage according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a transfer current and an A / D converter input in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a timing of applying a transfer voltage in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating VI characteristics of a secondary transfer roller in the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a transfer current measurement operation according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a VI characteristic table according to the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart illustrating ATVC control according to the first and second embodiments.
FIG. 10 is a diagram illustrating a target current in the first embodiment.
FIG. 11 is a block diagram for controlling a primary transfer high voltage in the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating VI characteristics of a primary transfer roller in the second embodiment.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a transfer current measurement operation according to the second embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating a VI characteristic table according to the second embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a target current in the second embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a conventional ATVC control.
[Explanation of symbols]
11a, 11b, 11c, 11d image carrier (photoconductor, photosensitive drum)
30 Image carrier, transferred object, intermediate transfer member (intermediate transfer belt)
35a, 35b, 35c, 35d transfer member (primary transfer roller)
36 Transfer member (secondary transfer roller)
101 control means (CPU)
102 Storage means (RAM)
104 Voltage detection means (D / A converter)
105 voltage applying means (high voltage power supply for transfer)
106 Current detection means (current detection circuit)
201 control means (CPU)
202 Storage means (RAM)
204 Voltage detection means (D / A converter)
205 Voltage application means (high voltage power supply for transfer)
206 Current detection member (current detection circuit)
P Transferred object (recording material)
T1 transfer part (primary transfer nip part)
T2 transfer part (secondary transfer nip part)

Claims

An image carrier on which a toner image is formed, a transfer member forming a transfer portion between the image carrier, and a transfer member sandwiching a transfer target body in the transfer portion; An image applying means for applying a predetermined voltage to the transfer member by the voltage applying means in order to transfer the toner image on the image carrier to the transfer target supplied to the transfer unit. In the forming device,
Voltage detection means for detecting a voltage applied between the transfer member and the image carrier,
Current detection means for detecting a current flowing between the transfer member and the image carrier by a voltage detected by the voltage detection means,
Storage means for storing a voltage-current characteristic which is a correspondence relationship between the voltage detected by the voltage detection means and the current detected by the current detection means,
Control means for determining the predetermined voltage for transferring the toner image on the image carrier to the transfer object,
At the time of non-transfer of the toner image, a voltage is applied between the transfer member and the image carrier by the voltage application unit, and the voltage and current at that time are detected by the voltage detection unit and the current detection unit, respectively. And storing the voltage / current characteristics during non-transfer of the toner image in the storage unit, and the voltage / current characteristics during non-transfer of the toner image stored in the storage unit and a target at the time of toner image transfer differing according to image forming conditions. Determining the predetermined voltage by the control means based on the transfer current;
An image forming apparatus comprising:

The voltage-current characteristic at the time of non-transfer of the toner image is detected by the voltage detecting means by applying at least two voltages having different voltage values between the transfer member and the image carrier by the voltage applying means. Then, each current is detected and obtained by the current detecting means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

The image carrier is a photoreceptor, the object to be transferred is an intermediate transfer member, and after transferring the toner image formed on the image carrier to the intermediate transfer member, the toner image is transferred from the intermediate transfer member to a recording material. Transfer to
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

The image carrier is an intermediate transfer member, the transfer target is a recording material, and the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to the recording material.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

The image forming conditions include atmospheric humidity, whether color image formation or monocolor image formation, the nature of the recording material, and whether the first surface image formation or the second surface image formation of the recording material. Is at least one of
The image forming apparatus according to claim 3, wherein: