JP2004191771A

JP2004191771A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004191771A
Application number: JP2002361198A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Ishikawa; 尚稔石川; Nobuo Momotake; 信男百武; Tomoaki Yoshioka; 智章吉岡
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce defective transfer caused at a secondary transfer in an image forming apparatus using an intermediate transfer body. SOLUTION: In the image forming apparatus for primarily transferring a toner image formed on a photoreceptor drum 16 to an intermediate transfer belt 21, and then, secondarily transferring the toner image primarily transferred on the intermediate transfer belt 21 to a sheet S, the level of a secondary transfer bias to be applied to a secondary transfer device T2 is determined based on the conditions such as the level of a primary transfer bias applied to a primary transfer device (primary transfer roll) T1, the combined resistance value of the secondary transfer part, and the resistance value of the sheet S. This is especially effective in the case that the intermediate transfer belt 21 has high resistance. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、中間転写体を介して記録媒体に画像を転写する中間転写型の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中間転写型の画像形成装置として、静電潜像に応じたトナー像が形成される感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像が中間的に転写される中間転写ベルトと、この中間転写体に対して感光体ドラム上のトナー像を転写させる一次転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して二次転写させる二次転写装置とを備えたものが知られている(特許文献１参照)。
【０００３】
このような中間転写型の画像形成装置では、感光体ドラム上から転写されたトナーが中間転写ベルト上で飛び散ってしまうことがある。このような現象は、多重ラインのトナー像を形成した場合に生じやすい。そこで、中間転写ベルトの表面に感光層を形成することで中間転写ベルトを高抵抗化し、中間転写ベルトに対するトナーの静電的な付着力を大きくすることが提案されている(特許文献２参照)。この場合、中間転写ベルトの表面に高抵抗の感光層が存在することにより、感光体ドラムと中間転写ベルトとが接触する一次転写ニップの直後でも、中間転写ベルトの非画像部(トナー像が形成されていない部位)の転写電荷が保持されるようになる。これにより、多重のラインからなるトナー像の形成部位(画像部)と非画像部との間のフリンジ電界が低減されることとなるため、中間転写ベルト上でのトナーの飛び散りを防止することが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−９４０９９号公報(第２-４頁)
【特許文献２】
特開平５−２５７３９８号公報(第２-４頁)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高抵抗の中間転写ベルトを用いた場合は、中間転写ベルトに転写電荷が残留した状態で二次転写が行われるため、中間転写ベルトに対するトナーの静電的な付着力が強くなりすぎてしまい、用紙にトナー像を転写する際に転写不良を招いてしまうおそれがあった。
なお、上述した特許文献１には、用紙の吸湿状態に応じて二次転写装置に印加する二次転写バイアスを可変制御する技術が記載されているが、これでは上述した技術的課題を解決することはできない。
【０００６】
また、高抵抗の中間転写ベルトを用いた場合は、用紙にトナー像を転写した後も中間転写ベルトに転写電荷が残留するため、トナー像が転写された用紙が中間転写ベルトに静電的に吸着されやすくなり、用紙の剥離性が低下するという技術的課題が見られた。
【０００７】
本発明は以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、中間転写体を用いた画像形成装置の二次転写で生じる転写不良を改善することにある。
また、本発明の他の目的は、中間転写体を用いた画像形成装置の二次転写で生じる記録媒体の剥離不良を改善することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、中間転写体に画像を転写する一次転写条件に基づいて、中間転写体から記録媒体に画像を転写する二次転写バイアスの大きさを決定することを提案する。一次転写条件によって、中間転写体に残留する転写電荷の大きさが変化することから、一次転写条件に基づいて二次転写バイアスを決定することにより、二次転写時における転写不良を抑制する。
すなわち、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体に対向配置される中間転写体と、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写部と、中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写部と、一次転写部における一次転写条件に基づいて、二次転写部における二次転写バイアスの大きさを決定する二次転写バイアス決定部とを含んでいる。
【０００９】
この画像形成装置において、中間転写体は、その表面抵抗率が１３logΩ／□以上、および／または、その体積抵抗率が１３logΩ・ｃｍ以上であることを特徴とすることができる。中間転写体のより好ましい表面抵抗率は１４logΩ／□以上、および／または、体積抵抗率は１４logΩ・ｃｍ以上である。また、中間転写体はトナー像を担持する側に感光層を有していることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、二次転写バイアス決定部は、さらに二次転写部の合成抵抗値に基づいて二次転写バイアスの大きさを決定することができ、この場合は、二次転写部の合成抵抗値を測定する際に、中間転写ベルトを除電する除電部をさらに有することを特徴とすることや、一次転写部において一次転写バイアスを印加しないことを特徴とすることができる。
さらに、二次転写バイアス決定部は、さらに記録媒体の抵抗値に基づいて二次転写バイアスの大きさを決定することを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明では、高抵抗な中間転写体から記録媒体に画像を転写する二次転写部において、転写ベルトを用いることを提案する。そうすることにより、二次転写部通過直後の曲率を小さくすることが可能になるため、画像が転写された記録媒体を、中間転写体側ではなく、転写ベルト側に引き付けること、すなわち、二次転写後の記録媒体が中間転写体から剥離されやすくなる。
すなわち、本発明の画像形成装置は、像担持体と、高抵抗層を有し、像担持体に対向配置される中間転写体と、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する一次転写部と、中間転写体のトナー像担持面に接触配置される転写ベルトを有し、中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写部とを含んでいる。
【００１２】
この画像形成装置において、中間転写体は、その表面抵抗率が１３logΩ／□以上、および／または、その体積抵抗率が１３logΩ・ｃｍ以上であることを特徴とすることができる。中間転写体のより好ましい表面抵抗率は１４logΩ／□以上、および／または、体積抵抗率は１４logΩ・ｃｍ以上である。そして、高抵抗層は、感光層からなることを特徴とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は、実施の形態１にかかる画像形成装置１の全体構成を示す図である。この画像形成装置１は、ユーザインターフェースＵＩと、図示しない原稿を載置する透明なプラテンガラス２とを有している。ユーザインターフェースＵＩは、コピースタートキー、用紙種指定キー、テンキー、表示器等を有している(すべて図示せず)。
【００１４】
プラテンガラス２の下部には、原稿を照射する光源４および原稿から反射した光を反射する第１反射ミラー５を備え、図中水平方向に移動自在な原稿照明ユニット３が配置されている。第１反射ミラー５の側部には、第２の反射ミラー７および第３の反射ミラー８を備えたミラーユニット６が固定配置されている。反射ミラー８による反射光の経路上には、結像レンズ９および撮像部ＣＣＤ(Charge Coupled Device)が設けられている。撮像部ＣＣＤは、原稿からの反射光をＲ(レッド)、Ｇ(グリーン)、Ｂ(ブルー)のアナログ信号として読み取る。撮像部ＣＣＤには、図示しないコントローラによって制御される画像処理部ＩＰＳ(Image Processing System)が接続されている。画像処理部ＩＰＳは、撮像部ＣＣＤから入力された読取画像信号をＡＤ変換する画像読取データ出力部１１と、画像メモリ１３を有し、画像読取データ出力部１１から出力されたデータ(デジタルデータ)をＹ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｋ(ブラック)の画像データに変換して濃度補正、拡大縮小補正等のデータ処理を施すと共に、書込用画像データ(レーザ駆動データ)として出力する画像データ出力部１２とを有している。
【００１５】
画像処理部ＩＰＳには、画像処理部ＩＰＳから出力された書込用画像データに応じたレーザ駆動信号を所定のタイミングで光走査装置ＲＯＳ(Raster Output Scanner)に出力するレーザ駆動信号出力装置１４が接続されている。光走査装置ＲＯＳは、レーザ駆動信号により変調されたレーザビームＬを出力し、矢印Ａ方向に向かって回転する感光体ドラム１６に照射する。
【００１６】
感光体ドラム１６の周囲には、帯電器１７、上述した光走査装置ＲＯＳ、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋの各色に対応したトナーＴが収容された現像器１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋを搭載し回転軸１８ａを中心に回動するロータリー現像器１８、一次転写後に感光体ドラム１６上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ２０が配設されている。本実施の形態では、感光体ドラム１６の感光層が負極性に帯電するもので構成され、また、現像は反転現像方式にて行われる。したがって、使用されるトナーＴは負極性に帯電しやすい特性を有している。
【００１７】
また、感光体ドラム１６には、感光体ドラム１６の表面に当接するように配置された中間転写ベルト２１が設けられている。中間転写ベルト２１は、複数のロール２６、２７、２８ａ〜２８ｃおよび２９に掛け渡され、矢印Ｂ方向に回動するようになっている。これらのうち、ロール２６は中間転写ベルト２１を回動させるための駆動ロール、ロール２７は中間転写ベルト２１にかかる張力を一定とするためのテンションロール、ロール２８ａ〜２８ｃは従動回転するアイドラロール、ロール２９は後述する二次転写用のバックアップロールである。ここで、アイドラロール２８ａは、アースされた金属ロールで構成される。
【００１８】
さらに、中間転写ベルト２１の感光体ドラム１６と対向する部位(一次転写位置)において、中間転写ベルト２１の裏面側には一次転写装置(本例では一次転写ロール)Ｔ１が配設されている。一次転写ロールＴ１は、中間転写ベルト２１の回動に伴って従動回転するようになっている。
【００１９】
また、用紙Ｓの搬送経路に面した中間転写ベルト２１の二次転写位置には、二次転写装置Ｔ２が配設されている。二次転写装置Ｔ２は、中間転写ベルト２１のトナーＴ担持面側(外側)に中間転写ベルト２１と接離自在に配設される二次転写ロール３０と、中間転写ベルト２１の裏面側(内側)に配設されて二次転写ロール３０の対向電極をなすバックアップロール２９と、バックアップロール２９に圧接配置される金属製の給電ロール３１とを備えている。バックアップロール２９は、導電性の金属ロールに半導電性の弾性体を巻き付けて構成したものであり、例えばその表面抵抗率は７logΩ／□以上に調整されている。一方、二次転写ロール３０は、金属ロールの表面をカーボン分散発泡ウレタンで包み、その外側に半導電性の弾性体を巻き付けて構成したものであり、例えばその体積抵抗率は９logΩｃｍに調整されている。なお、二次転写ロール３０には、二次転写ロール３０に付着したトナー等の異物を除去するロールクリーナ３３が取り付けられる。
【００２０】
さらに、二次転写装置Ｔ２の下流側には、中間転写ベルト２１を挟んでアイドラロール２８ａと対向する位置にベルトクリーナ３４が配設されている。このベルトクリーナ３４は、中間転写ベルト２１に対して接離自在に配置されており、複数色のカラートナー像が形成される場合には、最終色前のトナー像がベルトクリーナ３４との対向部を通過するまでは、中間転写ベルト２１から離間するようになっている。なお、二次転写ロール３０も、複数色のカラートナー像が形成される場合には、最終色前のトナー像が二次転写ロール３０との対向部を通過するまでは、中間転写ベルト２１から離間するようになっている。
【００２１】
さらにまた、ベルトクリーナ３４の直後には、中間転写ベルト２１を挟んでアイドラロール２８ａと対向する位置に除電器３６が配置されている。除電器３６は、中間転写ベルト２１の搬送方向に直交する方向(幅方向)にわたって並列配置される赤色ＬＥＤアレイを有している。
また、中間転写ベルト２１の表面には位置検出用のマークＭＫが形成されており、除電器３６の下流側にはこのマークＭＫを検出するベルト位置検知センサＳＮが取り付けられている。この画像形成装置１では、ベルト位置検知センサＳＮから出力される精度の高い中間転写ベルト２１の位置検出信号によって、感光体ドラム１６に対する潜像書込タイミングの制御が行われる。
【００２２】
さらに、用紙搬送系は、用紙Ｓが載置される用紙トレイ４１と、用紙トレイ４１に載置された用紙Ｓを取り出すピックアップロール４２と、取り出された用紙Ｓを一枚ずつに捌く捌きロール４３と、用紙Ｓを一時的にせき止めてタイミングあわせをするレジストロール４４と、二次転写装置Ｔ２に用紙Ｓを案内するガイド搬送路４５と、二次転写後の用紙Ｓを案内するガイド４６および用紙搬送ベルト４７とを有している。また、用紙搬送ベルト４７の用紙搬送方向下流側には、一対の定着部材を有し、用紙Ｓに転写されたトナーを加熱加圧定着する定着装置４８が設けられている。そして、定着装置４８の用紙搬送方向下流側には、外部に排出された用紙Ｓを堆積させる排紙トレイ４９が設けられている。
【００２３】
なお、本例では、感光体ドラム１６のレーザビームＬの照射位置を潜像書込位置Ｑ１、感光体ドラム１６とロータリー現像器１８との対向領域を現像領域Ｑ２、感光体ドラム１６と中間転写ベルト２１との対向領域を一次転写領域Ｑ３、二次転写ロール３０と中間転写ベルト２１との対向領域を二次転写領域Ｑ４、除電器３６と中間転写ベルト２１との対向領域を除電領域Ｑ５、定着装置４８における一対の定着部材のニップ領域を定着領域Ｑ６と呼ぶことにする。
【００２４】
次に、中間転写ベルト２１について詳細に説明する。図２は、中間転写ベルト２１の断面図を示している。この中間転写ベルト２１は、トナーＴ担持面の裏面側(内側)に形成されるベルト基材層２１ａと、その表面に形成される感光層(光導電層)２１ｂとを有している。さらに、感光層２１ｂは、ベルト基材層２１ａの上に積層されるブロッキング層２１１と、このブロッキング層２１１の表面に積層される電荷発生層２１２と、この電荷発生層２１２の表面すなわち最表面に形成される電荷輸送層２１３とを有している。
【００２５】
ここで、ベルト基材層２１ａは、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂フィルムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０〜１３logΩｃｍとなるように形成される。本例では、カーボンブラックを１５重量％添加したポリイミド樹脂により構成され、膜厚は９０μｍである。また、体積抵抗率は１０logΩｃｍ、表面抵抗率は１１.５Ω／□に設定されている。
【００２６】
また、感光層２１ｂのブロッキング層２１１は、例えば次のようにして形成することができる。
・アセチルアセトンジルコニウムブトキシド(オルガチックスＺＣ５４０、松本交商社製)：２０重量部
・γ−アミノプロピルトリエトキシシラン：２重量部
・ポリビニルブチラール樹脂(エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学(株)製)：１.５重量部
・ｎ−ブチルアルコール：７０重量部
上記成分からなる溶液を、ベルト基材層２１ａ表面に塗布後、乾燥させて例えば厚さ０.９μｍに形成する。ブロッキング層２１１は、マイナス極性のキャリアである電子の移動は許すが、プラス極性のキャリアであるホールの移動は阻止する機能を有する。
さらに、電荷発生層２１２は、フタロシアニン顔料系電荷発生剤を添加したＰＶＫ(Poly Vinyl Carbazole)により形成された膜厚０.２５μｍの層である。電荷発生層２１２は、光が照射されると、プラスおよびマイナスの電荷を発生する。
さらにまた、電荷輸送層２１３は、トリフェニルアミン系電荷輸送剤を添加したポリカーボネート樹脂により構成された膜厚１７μｍの層である。電荷輸送層２１３は、プラス極性のキャリアであるホールの移動は許すが、マイナス極性のキャリアである電子の移動は阻止する機能を有する。すなわち、本例では電荷輸送層２１３がホール輸送層となっている。
【００２７】
上述した構成を有する中間転写ベルト２１は、表面に感光層２１ｂを有し、この感光層２１ｂは、外部から光刺激が与えられた場合は導電体層となり、外部から光刺激が与えられない場合は誘電体層(絶縁体層)となる。この中間転写ベルト２１の光刺激がない状態での体積抵抗率および表面抵抗率は、それぞれ、１４.５Ωｃｍ、１４.０Ω／□である。
【００２８】
図３は、画像形成装置１の電源供給系を示す図である。
一次転写ロールＴ１には正極性の一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス電源５１が接続されており、一次転写バイアススイッチ５２によって一次転写バイアスのオン・オフが可能となっている。また、感光体ドラム１６はアースされており、一次転写ロールＴ１と感光体ドラム１６との間には、一次転写部(一次転写ロールＴ１、中間転写ベルト２１および感光体ドラム１６の間)にかかる電圧を測定する一次転写電圧計５３が取り付けられている。
二次転写装置Ｔ２の給電ロール３１には負極性の二次転写バイアスを印加する二次転写バイアス電源６１が接続されており、二次転写バイアススイッチ６２によって二次転写バイアスのオン・オフが可能となっている。また、二次転写ロール３０はアースされており、給電ロール３１と二次転写ロール３０との間には、二次転写部(給電ロール３１、バックアップロール２９、中間転写ベルト２１および二次転写ロール３０の間)にかかる電圧を測定する二次転写電圧計６３が取り付けられている。
除電器３６にはＬＥＤを駆動するための除電器電源７１が接続されており、除電器スイッチ７２によりＬＥＤの点灯・消灯が可能となっている。
【００２９】
図４は、一次転写バイアスおよび二次転写バイアスを設定するバイアス設定装置２００を示すブロック図である。バイアス設定装置２００のＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ２０３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。
このバイアス設定装置２００には、入力インターフェース２０４を介して、一次転写バイアス電圧計５３で測定された一次転写電圧、二次転写バイアス電圧計６３で測定された二次転写電圧およびユーザインターフェースＵＩから入力された用紙種情報が入力されるようになっている。一方、このバイアス設定装置２００は、出力インターフェース２０５を介して、一次転写バイアス電源５１および二次転写バイアス電源６１の転写バイアスの大きさを制御すると共に、一次転写バイアススイッチ５２、二次転写バイアススイッチ６２および除電器スイッチ７２をオン・オフ制御するようになっている。
【００３０】
図５は、バイアス設定装置２００において実現される機能を説明するための図である。図５のブロック図に示す機能は、バイアス設定装置２００のＣＰＵ２０１(図４参照)において実現されるソフトウェアブロックである。このバイアス設定装置２００は、一次転写バイアス電圧計５３から送られる電圧出力を検出する一次転写電圧検出部８１と、二次転写バイアス電圧計６３から送られる電圧出力を検出する二次転写電圧検出部８２と、ユーザインターフェースＵＩから送られる用紙種情報を検出する用紙情報検出部８３とを有している。なお、ここでいう用紙種情報とは、普通紙、厚紙、ＯＨＰ用紙など、転写条件に影響を及ぼす用紙Ｓの種類に関するものである。また、バイアス設定装置２００は、一次転写電圧検出部８１で検出された電圧値に基づいて一次転写部の合成抵抗値を演算する一次転写合成抵抗演算部８４と、一次転写合成抵抗演算部８４で求められた一次転写部の合成抵抗値に基づいて一次転写ロールＴ１に印加する一次転写バイアスの大きさを設定する一次転写バイアス設定部８７とを有している。さらに、バイアス設定装置２００は、二次転写電圧検出部８２で検出された電圧値に基づいて二次転写部の合成抵抗値を演算する二次転写合成抵抗演算部８５、および、用紙情報検出部８３で検出された用紙種情報に基づいて用紙Ｓの抵抗値を決定する用紙抵抗決定部８６を有している。さらにまた、バイアス設定装置２００は、一次転写バイアス設定部８７で設定された一次転写バイアス値、二次転写合成抵抗演算部８５で求められた二次転写部の合成抵抗値および用紙抵抗決定部８６で求められた用紙Ｓの抵抗値に基づいて、二次転写装置Ｔ２に印加する二次転写バイアスの大きさを設定する二次転写バイアス設定部８８を有している。
【００３１】
次に、本実施の形態にかかる画像形成装置１による画像形成動作について説明する。
ユーザインターフェースＵＩのコピースタートキーがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。まず、プラテンガラス２に置かれた原稿が原稿照明ユニット３の光源により照射される。原稿から反射した原稿反射光は、原稿照明ユニット３の第１反射ミラー５およびミラーユニット６の第２反射ミラー７および第３反射ミラー８で反射し、結像レンズ９を通って撮像部ＣＣＤによりＲ,Ｇ,Ｂのアナログ信号として読み取られる。撮像部ＣＣＤの読取画像信号は画像処理部ＩＰＳに入力される。そして、画像処理部ＩＰＳから出力された書込用画像データに応じて、レーザ駆動信号出力装置１４がレーザ駆動信号を送出し、光走査装置ＲＯＳからレーザビームＬが感光体ドラム１６の潜像書込位置Ｑ１に照射される。
【００３２】
感光体ドラム１６は矢印Ａ方向に回転駆動され、その表面が帯電器１７によって所定の負電位に帯電されている。これにより、潜像書込位置Ｑ１で感光体ドラム１６表面には上述したレーザビームＬによって潜像が書き込まれる。このとき、感光体ドラム１６に書き込まれた静電潜像がイエローの画像情報に対応したものであれば、この静電潜像は現像領域Ｑ２においてイエローのトナーＴが収容されるイエローの現像器１８Ｙで現像され、感光体ドラム１６にはイエローのトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１６上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１６と中間転写ベルト２１とが対向する一次転写領域Ｑ３で一次転写ロールＴ１に印加される一次転写バイアスにより一次転写ロールＴ１と感光体ドラム１６との間に形成される転写電界の作用で中間転写ベルト２１上に転写される。一方、一次転写後に中間転写ベルト２１上に残留したトナーＴ(残留トナー)は、ドラムクリーナ２０によって除去される。
【００３３】
単色画像(例えば白黒画像)を形成する場合は、中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー像を直ちに用紙Ｓに二次転写するのであるが、複数色のトナー像を形成する場合には、感光体ドラム１６上でのトナー像の形成並びにこのトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。例えば、四色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１６上には順次イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が形成され、これらトナー像は順次中間転写ベルト２１に一次転写される。一方、中間転写ベルト２１は、最初に一次転写されたイエローのトナー像を保持したまま感光体ドラム１６と同一周期で回動し、中間転写ベルト２１上には、所定の位置にその一回転毎にマゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ねられていく。
【００３４】
このようにして中間転写ベルト２１上に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２１の回動に伴って二次転写領域Ｑ４へと搬送される。一方、用紙Ｓはピックアップロール４２により用紙トレイ４１から取り出され、捌きロール４３によって一枚ずつに捌かれた後レジストロール４４の位置まで搬送される。その後、用紙Ｓは中間転写ベルト２１上のトナー像が二次転写領域Ｑ４に到達するタイミングに合うように二次転写領域Ｑ４へと供給され、中間転写ベルト２１(バックアップロール２９)に対して二次転写ロール３０が用紙Ｓをニップする。すると、二次転写領域Ｑ４では、給電ロール３１に印加される二次転写バイアスにより二次転写ロール３０とバックアップロール２９との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２１上に担持されたトナー像が用紙Ｓに二次転写(一括転写)される。その後、トナー像が転写された用紙Ｓは、ガイド４６および用紙搬送ベルト４７によって定着装置４８へと搬送されて用紙Ｓ上のトナー像を加熱加圧定着した後、排紙トレイ４９に排出される。一方、二次転写後に中間転写ベルト２１に付着したトナー(残留トナー)は、ベルトクリーナ３４によって除去され、その後の中間転写ベルト２１は除電器３６によって除電される。
【００３５】
以上が通常行われる一連の画像形成プロセスであるが、本実施の形態では、画像形成プロセスを開始する前に一次転写バイアスおよび二次転写バイアスの大きさを決定する処理が行われるようになっている。図６は、一次転写バイアスおよび二次転写バイアスの大きさを決定する処理を示すフローチャートである。
【００３６】
最初に、一次転写部の合成抵抗値Ｒ１を求める(ステップＳ１０１)。まず、二次転写バイアススイッチ６２によって二次転写装置Ｔ２に印加する二次転写バイアスをオフに設定し、除電器スイッチ７２によって除電器３６を点灯させると共に、中間転写ベルト２１を回動させる。そして、一次転写バイアススイッチ５２によって一次転写ロールＴ１に印加する一次転写バイアスをオンに設定し、一次転写バイアス電源５１を調整して一次転写部にＩ１＝＋２１μＡの定電流が流れるようにし、このときに一次転写バイアス電圧計５３で測定される電圧(一次転写部にかかる電圧:一次転写電圧Ｖ１とする)をモニターする。そして、一次転写電圧検出部８１で一次転写バイアス電圧計５３で測定された一次転写電圧Ｖ１を検出し、一次転写合成抵抗演算部８４において、Ｒ１＝Ｖ１／Ｉ１の関係から一次転写部の合成抵抗値Ｒ１を求める。ここで、一次転写バイアス電圧Ｖ１の測定時に二次転写バイアスをオフに設定し且つ除電器３６を点灯させているのは、中間転写ベルト２１に他の要因で電荷が蓄積されることによる誤差を取り除くためである。
【００３７】
そして、一次転写部の合成抵抗値Ｒ１に基づいて、一次転写バイアス設定部８７において一次転写バイアスＢ１を決定する(ステップＳ１０２)。なお、一次転写部の合成抵抗値Ｒ１と一次転写バイアスＢ１の大きさとの関係は、予め定められＲＯＭ２０２に格納される回帰式で決定される。
【００３８】
次に、二次転写部の合成抵抗値Ｒ２を求める(ステップＳ１０３)。まず、一次転写バイアススイッチ５２によって一次転写ロールＴ１に印加する一次転写バイアスをオフに設定し、除電器スイッチ７２によって除電器３６を点灯させると共に、中間転写ベルト２１を回動させる。そして、二次転写バイアススイッチ６２によって二次転写装置Ｔ２に印加する二次転写バイアスをオンに設定し、二次転写バイアス電源６１を調整して二次転写部にＩ２＝−３４μＡの定電流が流れるようにし、このときに二次転写電圧検出部８２で二次転写バイアス電圧計６３で測定された二次転写電圧Ｖ２を検出し、二次転写合成抵抗演算部８５において、Ｒ２＝Ｖ２／Ｉ２の関係から二次転写部の合成抵抗値Ｒ２を求める。ここで、二次転写バイアス電圧Ｖ２の測定時に一次転写バイアスをオフに設定し且つ除電器３６を点灯させているのは、中間転写ベルト２１に他の要因で電荷が蓄積されることによる誤差を取り除くためである。
【００３９】
そして、用紙Ｓの抵抗値ＲＰを求める(ステップＳ１０４)。これは、ユーザインターフェースＵＩから送られ、用紙情報検出部８３で検出した用紙種情報(普通紙、厚紙、ＯＨＰシート等)に基づき、ＲＯＭ２０２に格納されたテーブル(用紙種とその抵抗値のとの関係が定義されている)から用紙抵抗決定部８６で求める。
最後に、ステップＳ１０２で求められた一次転写バイアスＢ１、ステップＳ１０３で求められた二次転写部の合成抵抗値Ｒ２およびステップＳ１０４で求められた用紙Ｓの抵抗値ＲＰに基づいて、二次転写バイアス設定部８８において二次転写バイアスＢ２を決定する(ステップＳ１０５)。なお、一次転写バイアスＢ１、二次転写部の合成抵抗値Ｒ２および用紙Ｓの抵抗値ＲＰと二次転写バイアスＢ２の大きさとの関係は、予め定められＲＯＭ２０２に格納される回帰式で決定される。
【００４０】
本発明者は、本実施の形態にかかる画像形成装置１を用いて実験を行った。温度２２℃、湿度５５％の環境下において、図６に示すフローチャートに基づいて得られた一次転写バイアスの大きさは２５μＡ(定電流)、二次転写バイアスの大きさは−２.４ｋＶ(定電圧)であった。次いで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各単色、二次色、三次色の２ｃｍ×２ｃｍの大きさの画像パターンおよび大きさの異なる漢字を実際にプリントした。その結果、中間転写ベルト２１上でのトナーＴの飛び散りは発生せず、また、用紙Ｓに転写される画像は転写ムラのない良好なものとなった。
【００４１】
中間転写ベルト２１上でトナーＴの飛び散りが生じないのは、感光層２１ｂを有する高抵抗な中間転写ベルト２１を用いたためである、これにより、一次転写バイアスによって中間転写ベルト２１に蓄積される転写電荷の寿命を長くすることができ、中間転写ベルト２１に対するトナーＴの静電吸着力を長い間維持させることが可能になる。また、用紙Ｓに転写される画像が良好なのは、一次転写バイアスを加味して二次転写バイアスの大きさを決定している、すなわち、一次転写バイアスによって中間転写ベルト２１に蓄積される転写電荷の量を考慮して二次転写バイアスの大きさを決定しているためである。これにより、中間転写ベルト２１に対するトナーＴの静電吸着力に十分に打ち勝つことのできる転写電界が形成可能になる。
【００４２】
また、本発明者は、本実施の形態に係る画像形成装置１を用いて、高抵抗の中間転写ベルト２１を装着した場合と中抵抗の中間転写ベルト２１を装着した場合とにおける転写電荷の蓄積の違いについて調査を行った。
ここで、高抵抗の中間転写ベルト２１(高抵抗中間転写ベルト)としては、上述した感光層２１ｂを有するものを用いた。また、中抵抗の中間転写ベルト２１(中抵抗中間転写ベルト)としては、感光層２１ｂを持たずその表面抵抗率が１１.５Ω／□のものを用いた。調査は、温度２２℃、湿度５５％の環境下において、一次転写バイアスとして＋２５μＡ(定電流)を流し、二次転写部直前における中間転写ベルト２１の表面電位を測定することにより行った。
【００４３】
図７は、その結果すなわち中間転写ベルト２１の周回数と中間転写ベルト２１における表面電位との関係を示す図である。なお、この画像形成装置１では、中間転写ベルト２１の一周目は空回転であり、中間転写ベルト２１の二周目から一色目(イエロー)の画像形成が開始され、順次三周目(二色目：マゼンタ)、四周目(三色目：シアン)、五周目(四色目：ブラック)の画像形成が行われた後、二次転写が行われる。同図より、高抵抗の中間転写ベルト２１では、ベルトが一周するたびに一次転写ロールＴ１によって印加された転写電荷が蓄積され、ベルト表面電位は階段状に下がっていく(負の電圧が大きくなる)ことが理解される。本実施の形態における画像形成装置１は４サイクルで画像が形成されるため、実際のプリントジョブでは空回転動作が入ることから、二次転写直前のベルト表面電位は−８００Ｖにもなる。一方、中抵抗の中間転写ベルト２１では、一次転写ロールＴ１から受けた転写電荷がすぐに自己除電されるため、二次転写部直前位置でのベルト表面電位は常に０になることがわかる。
以上より、従来用いられていた中抵抗の中間転写ベルト２１に比べ、高抵抗の中間転写ベルト２１を用いた場合には、中間転写ベルト２１に転写電荷が残留しやすく、二次転写に影響を与えることが理解される。
【００４４】
本実施の形態では、中間転写ベルト２１の表面抵抗率を高く設定することにより、一次転写領域Ｑ３を通過した後でも中間転写ベルト２１の非画像部表面に転写電荷が保持されることになり、画像部と非画像部との間のフリンジ電界が低減されるため、トナーの飛び散りを抑止できる。中間転写ベルト２１の表面層が高抵抗層の場合、転写電荷が自己除電されにくく次の画像形成サイクル時に電位の履歴が残ってしまうことがあるが、本実施の形態では、中間転写ベルト２１の高抵抗層として光刺激を受けないときは高抵抗の絶縁層だが光刺激を受けると導電性に抵抗が変化する感光層２１ｂを用いている。これにより、コロナ放電器等に比べてコストの低いＬＥＤを用いた除電器３６(光除電器)を利用することができる。特に、本実施の形態では、除電器３６に中間転写ベルト２１を挟んで対向配置されるアイドラロール２８ａをアースしているため、中間転写ベルト２１の除電がより容易に行える。
【００４５】
また、本実施の形態では、二次転写バイアスを安定化するために、一次転写で必要になる一次転写バイアスの大きさを二次転写バイアスの大きさの設定に反映させることにより、中間転写ベルト２１の感光層２１ｂの厚みや電荷減衰特性の変化の影響も考慮して二次転写バイアスの大きさを設定することができる。これにより、二次転写が安定して行えるようになり、良好な画像形成を行うことが可能になる。
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１６から中間転写ベルト２１にトナー像を転写する例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、感光体ドラム１６から一旦他の中間転写体を介して中間転写ベルト２１に転写を行うタイプの画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
【００４６】
―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、二次転写装置Ｔ２の構成が実施の形態１と異なっている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図８は、本実施の形態で用いられる二次転写装置Ｔ２を示している。この二次転写装置Ｔ２は、二次転写ロール３０に代えてベルト転写ユニット９０を有している。ベルト転写ユニット９０は、無端状ベルトからなる転写ベルト９１と、この転写ベルト９１を張架した状態で中間転写ベルト２１と同期して走行するように支持する一対の張架ロール９２,９３と、転写ベルト９１に付着するトナー等を除去するクリーニングブレード９４とでその主要部が構成されている。ベルト転写ユニット９０は、張架ロール９２の位置でバックアップロール２９と対向して中間転写ベルト２１に転写ベルト９１を当接させ、また中間転写ベルト２１に対して接離自在となるように配設されている。また、張架ロール９２は直径１５ｍｍのアースされた金属ロールからなり、バックアップロール２９との間に転写電界を発生させる。一方、張架ロール９３は、転写ベルト９１を駆動する駆動ロールとなっている。
【００４７】
転写ベルト９１は、クロロプレンゴムやＥＰＤＭ(エチレン・プロピレン・ジエン・ゴム)といった弾性材料に導電性カーボンブラックを分散処理した基材層と、ＰＴＦＥ(ポリ・テトラ・フロロ・エチレン)を分散処理したコート層とを有して５００μｍの厚さに成形されており、その体積抵抗率は８logΩ・ｃｍとなっている。また、支持ロール６３の用紙搬送方向下流側には中間転写ベルト２１に近接して剥離装置９５が設置されている。この剥離装置９５は、樹脂のガイドの中に用紙搬送方向に直交する方向に延設されるのこぎり歯状の金属電極を有しており、剥離電源９６により＋３ｋＶの電圧が印加されるようになっている。
【００４８】
本実施の形態では、二次転写ロール３０に代えてベルト転写ユニット９０を用いたことにより、二次転写部では二次転写ロール３０を用いた場合と比べて曲率を小さくできるため、二次転写後の用紙Ｓは中間転写ベルト２１よりも転写ベルト９１側に吸着しやすくなる。つまり、残留電荷が多く用紙Ｓを吸着しやすい高抵抗の中間転写ベルト２１の吸着力に打ち勝って中間転写ベルト２１から用紙Ｓを剥離することが可能になる。また、ベルト転写ユニット９０の搬送方向下流側の中間転写ベルト２１から十分離れた位置で、剥離装置９５により用紙Ｓを剥離しているので、剥離された用紙Ｓが再び中間転写ベルト２１に再吸着されることもない。
【００４９】
―実施の形態３―
図９は実施の形態３にかかる画像形成装置を示している。これは所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット１００（具体的には１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）と、各画像形成ユニット１００にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）保持させる中間転写ベルト１１０と、中間転写ベルト１１０上に転写された重ね画像を転写材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる一括転写装置１２０と、一括転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１５０とを備えたものである。
【００５０】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１００は、矢線Ａ方向に回転する感光体ドラム１０１の周囲に、感光体ドラム１０１が帯電される帯電器１０２、感光体ドラム１０１上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１０３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１０１上の静電潜像が可視像化される現像装置１０４、感光体ドラム１０１上の各色成分トナー像が中間転写ベルト１１０に転写される一次転写ロール１０５及び感光体ドラム１０１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１０６などの電子写真用デバイスを順次配設したものである。
【００５１】
また、中間転写ベルト１１０は、複数（本実施の形態では５つ）の支持ロール１３１〜１３５に掛け渡されている。ここで、支持ロール１３１は中間転写ベルト１１０の駆動ロール、支持ロール１３２、１３５は従動ロール、支持ロール１３３が中間転写ベルト１１０の張力を調整するテンションロール、支持ロール１３４が後述するように一括転写装置１２０のバックアップロールである。
そして、中間転写ベルト１１０は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．１ｍｍに設定される。
【００５２】
また、一次転写ロール１０５には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっており、これにより感光体ドラム１０１上のトナー像が中間転写ベルト１１０に夫々順次静電吸引され、中間転写ベルト１１０上に重ねトナー像が形成されるようになっている。
更に、一括転写装置１２０は、中間転写ベルト１１０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール１１３と、中間転写ベルト１１０の裏面側に配置されて二次転写ロール１１３の対向電極をなすバックアップロール１１４（支持ロール１３４と兼用）とを備えており、このバックアップロール１１４には二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール１１５が当接配置されている。
【００５３】
本実施の形態において、二次転写ロール１１３は、表面にカーボンを分散したウレタンゴムのチューブ、内部はカーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなり、さらにロール表面にフッ素コートを施し、その体積抵抗が１０³〜１０¹⁰Ωでロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。
また、バックアップロール１１４は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が７〜１０log⁰Ω／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。そして、二次転写ロール１１３には、二次転写ロール１１３に付着した汚れを除去するブラシロール１６１が接触配置されている。さらに、二次転写ロール１１３の下流側には二次転写後の中間転写ベルト１１０表面を除電する除電器１３６が、さらにその下流側には中間転写ベルト１２０表面をクリーニングするベルトクリーナ１３７が設けられている。一方、二次転写ロール１１３の上流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ１３８が配設されている。
【００５４】
更に、本実施の形態において、用紙搬送系は、用紙トレイ１１６からの用紙Ｐをピックアップロール１１７にて所定のタイミングで繰り出し、搬送ロール１１８及び搬送シュート１１９を介して二次転写位置へと送り込むようになっている。そして、二次転写後の用紙Ｐを搬送ベルト１４０へと導き、この搬送ベルト１４０にて定着装置１５０へと搬送するようになっている。
【００５５】
このようなタンデム型の画像形成装置においても、感光層を有する高抵抗な中間転写ベルト１１０を用いることで、中間転写ベルト１１０上でのトナーの飛び散りを抑止することが可能である。
また、各一次転写ロール１０５に印加する一次転写バイアスの大きさに基づいて一括転写装置１２０の一括転写バイアスの大きさを設定することにより、転写ムラのない画像を得ることができる。なお、一括転写バイアスを設定する際に、一括転写部の合成抵抗値や用紙Ｐの抵抗値も参照しながら一括転写バイアスを設定してもよいことは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体を用いた画像形成装置の二次転写で生じる転写不良を改善することができる。
また、本発明によれば、中間転写体を用いた画像形成装置の二次転写で生じる記録媒体の剥離不良を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】中間転写ベルトの断面図である。
【図３】画像形成装置の電源供給系を示す図である。
【図４】バイアス設定装置を示すブロック図である。
【図５】バイアス設定装置において実現される機能を説明するためのソフトウェアブロック図である。
【図６】一次転写バイアスおよび二次転写バイアスの大きさを決定する処理を示すフローチャートである。
【図７】高抵抗の中間転写ベルトおよび中抵抗の中間転写ベルトの周回数とその表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図８】実施の形態２で用いられる二次転写装置を示す図である。
【図９】実施の形態３にかかる画像形成装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、１６…感光体ドラム、１８…ロータリー現像器、２１…中間転写ベルト、２１ａ…ベルト基材層、２１ｂ…感光層、２１１…ブロッキング層、２１２…電荷発生層、２１３…電荷輸送層、２９…バックアップロール、３０…二次転写ロール、３６…除電器、４８…定着装置、９０…ベルト転写ユニット、９１…転写ベルト、９２,９３…張架ロール、９５…剥離装置、Ｑ１…潜像書込位置、Ｑ２…現像領域、Ｑ３…一次転写領域、Ｑ４…二次転写領域、Ｑ５…除電領域、Ｑ６…定着領域、Ｓ…用紙、Ｔ１…一次転写装置(一次転写ロール)、Ｔ２…二次転写装置、ＵＩ…ユーザインターフェース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer, and more particularly to an intermediate transfer type image forming apparatus that transfers an image to a recording medium via an intermediate transfer body.
[0002]
[Prior art]
As a conventional intermediate transfer type image forming apparatus, a photosensitive drum on which a toner image corresponding to an electrostatic latent image is formed, an intermediate transfer belt on which a toner image on the photosensitive drum is intermediately transferred, and A device provided with a primary transfer device for transferring a toner image on a photosensitive drum to an intermediate transfer member, and a secondary transfer device for collectively secondary transferring the toner image transferred on the intermediate transfer belt to paper Is known (see Patent Document 1).
[0003]
In such an intermediate transfer type image forming apparatus, the toner transferred from the photosensitive drum may scatter on the intermediate transfer belt. Such a phenomenon is likely to occur when a multiline toner image is formed. Therefore, it has been proposed to increase the resistance of the intermediate transfer belt by forming a photosensitive layer on the surface of the intermediate transfer belt and increase the electrostatic adhesion of toner to the intermediate transfer belt (see Patent Document 2). . In this case, due to the presence of the high-resistance photosensitive layer on the surface of the intermediate transfer belt, the non-image portion of the intermediate transfer belt (where a toner image is (The portion not subjected to transfer) is held. This reduces the fringe electric field between the toner image forming portion (image portion) composed of multiple lines and the non-image portion, thereby preventing toner scattering on the intermediate transfer belt. Will be possible.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-94099 (pages 2-4)
[Patent Document 2]
JP-A-5-257398 (pages 2-4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a high-resistance intermediate transfer belt is used, the secondary transfer is performed with transfer charges remaining on the intermediate transfer belt, so that the electrostatic adhesion of the toner to the intermediate transfer belt becomes too strong. As a result, there is a possibility that a transfer failure may occur when the toner image is transferred to the paper.
The above-mentioned Patent Document 1 discloses a technique for variably controlling a secondary transfer bias applied to a secondary transfer device according to a moisture absorption state of a sheet. However, this technique solves the above-described technical problem. It is not possible.
[0006]
When a high-resistance intermediate transfer belt is used, the transfer charge remains on the intermediate transfer belt even after the toner image is transferred to the paper, so that the paper on which the toner image has been transferred is electrostatically transferred to the intermediate transfer belt. There was a technical problem that the paper was easily adsorbed and the releasability of the paper was reduced.
[0007]
The present invention has been made to solve the above technical problem, and an object of the present invention is to improve transfer failures that occur in secondary transfer of an image forming apparatus using an intermediate transfer body. .
Another object of the present invention is to improve a recording medium separation failure caused by secondary transfer of an image forming apparatus using an intermediate transfer member.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention proposes that the magnitude of a secondary transfer bias for transferring an image from an intermediate transfer member to a recording medium is determined based on primary transfer conditions for transferring an image to an intermediate transfer member. Since the magnitude of the transfer charge remaining on the intermediate transfer member changes depending on the primary transfer condition, the transfer failure during the secondary transfer is suppressed by determining the secondary transfer bias based on the primary transfer condition.
That is, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, an intermediate transfer member disposed to face the image carrier, a primary transfer unit that transfers a toner image on the image carrier to the intermediate transfer member, A secondary transfer unit that transfers the upper toner image onto a recording medium; and a secondary transfer bias determination unit that determines the magnitude of the secondary transfer bias in the secondary transfer unit based on the primary transfer conditions in the primary transfer unit. Contains.
[0009]
In this image forming apparatus, the intermediate transfer body may be characterized in that its surface resistivity is 13 logΩ / □ or more and / or its volume resistivity is 13 logΩ · cm or more. The more preferable surface resistivity of the intermediate transfer member is 14 logΩ / □ or more, and / or the volume resistivity is 14 logΩ · cm or more. Further, the intermediate transfer member may have a photosensitive layer on a side that carries the toner image.
[0010]
In addition, the secondary transfer bias determination unit can further determine the magnitude of the secondary transfer bias based on the combined resistance value of the secondary transfer unit. In this case, the secondary transfer bias determination unit measures the combined resistance value of the secondary transfer unit. In this case, the image forming apparatus may further include a charge removing section for removing charge from the intermediate transfer belt, or may be characterized in that no primary transfer bias is applied to the primary transfer section.
Further, the secondary transfer bias determining section may further determine the magnitude of the secondary transfer bias based on the resistance value of the recording medium.
[0011]
Further, the present invention proposes to use a transfer belt in a secondary transfer unit for transferring an image from a high-resistance intermediate transfer body to a recording medium. By doing so, it is possible to reduce the curvature immediately after passing through the secondary transfer section, so that the recording medium on which the image has been transferred is attracted to the transfer belt side instead of the intermediate transfer body side, that is, the secondary transfer The subsequent recording medium is easily peeled off from the intermediate transfer member.
That is, the image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, an intermediate transfer member having a high-resistance layer, and disposed opposite to the image carrier, and a primary transfer device for transferring a toner image on the image carrier to the intermediate transfer member. The image forming apparatus includes a transfer unit and a secondary transfer unit that has a transfer belt that is arranged in contact with the toner image bearing surface of the intermediate transfer body and that transfers the toner image on the intermediate transfer body to a recording medium.
[0012]
In this image forming apparatus, the intermediate transfer body may be characterized in that its surface resistivity is 13 logΩ / □ or more and / or its volume resistivity is 13 logΩ · cm or more. The more preferable surface resistivity of the intermediate transfer member is 14 logΩ / □ or more, and / or the volume resistivity is 14 logΩ · cm or more. In addition, the high resistance layer may be formed of a photosensitive layer.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
-Embodiment 1-
FIG. 1 is a diagram illustrating an entire configuration of the image forming apparatus 1 according to the first embodiment. The image forming apparatus 1 has a user interface UI and a transparent platen glass 2 on which a document (not shown) is placed. The user interface UI has a copy start key, a paper type designation key, a numeric keypad, a display, and the like (all not shown).
[0014]
Below the platen glass 2, a document illumination unit 3 that includes a light source 4 that irradiates the document and a first reflection mirror 5 that reflects light reflected from the document and is movable in the horizontal direction in FIG. A mirror unit 6 including a second reflection mirror 7 and a third reflection mirror 8 is fixedly disposed on a side of the first reflection mirror 5. An imaging lens 9 and an imaging unit CCD (Charge Coupled Device) are provided on the path of the light reflected by the reflection mirror 8. The imaging unit CCD reads reflected light from the document as analog signals of R (red), G (green), and B (blue). An image processing unit IPS (Image Processing System) controlled by a controller (not shown) is connected to the imaging unit CCD. The image processing unit IPS has an image reading data output unit 11 for AD-converting a reading image signal input from the imaging unit CCD, and an image memory 13, and data (digital data) output from the image reading data output unit 11 Is converted into image data of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) to perform data processing such as density correction and enlargement / reduction correction, and write image data (laser drive data). ) And an image data output unit 12 for outputting the image data.
[0015]
The image processing unit IPS includes a laser drive signal output device 14 that outputs a laser drive signal corresponding to the write image data output from the image processing unit IPS to an optical scanning device ROS (Raster Output Scanner) at a predetermined timing. It is connected. The optical scanning device ROS outputs a laser beam L modulated by a laser drive signal and irradiates the photosensitive drum 16 rotating in the direction of arrow A.
[0016]
Around the photoreceptor drum 16, a charger 17 and developing units 18Y, 18M, 18C, and 18K each containing the toner T corresponding to each color of the optical scanning devices ROS, Y, M, C, and K described above are mounted. A rotary developing device 18 that rotates around a rotation shaft 18a and a drum cleaner 20 that removes toner remaining on the photosensitive drum 16 after primary transfer are provided. In the present embodiment, the photosensitive layer of the photosensitive drum 16 is configured to be negatively charged, and development is performed by a reversal development method. Therefore, the used toner T has a characteristic that is easily charged to a negative polarity.
[0017]
The photosensitive drum 16 is provided with an intermediate transfer belt 21 arranged so as to contact the surface of the photosensitive drum 16. The intermediate transfer belt 21 is wound around a plurality of rolls 26, 27, 28a to 28c, and 29, and rotates in the direction of arrow B. Among these, the roll 26 is a driving roll for rotating the intermediate transfer belt 21, the roll 27 is a tension roll for keeping the tension applied to the intermediate transfer belt 21 constant, the rolls 28 a to 28 c are idler rolls that are driven to rotate, The roll 29 is a backup roll for secondary transfer described later. Here, the idler roll 28a is formed of a grounded metal roll.
[0018]
Further, at a portion (primary transfer position) of the intermediate transfer belt 21 opposed to the photosensitive drum 16, a primary transfer device (primary transfer roll in this example) T 1 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 21. The primary transfer roll T 1 is driven to rotate with the rotation of the intermediate transfer belt 21.
[0019]
Further, a secondary transfer device T2 is disposed at a secondary transfer position of the intermediate transfer belt 21 facing the transport path of the sheet S. The secondary transfer device T2 includes a secondary transfer roll 30 disposed on the toner T carrying surface side (outside) of the intermediate transfer belt 21 so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 21, and a back side (inside) of the intermediate transfer belt 21. ), And a backup roll 29 serving as a counter electrode of the secondary transfer roll 30, and a metal power supply roll 31 disposed in pressure contact with the backup roll 29. The backup roll 29 is formed by winding a semiconductive elastic body around a conductive metal roll, and its surface resistivity is adjusted to, for example, 7 logΩ / □ or more. On the other hand, the secondary transfer roll 30 is formed by wrapping the surface of a metal roll with carbon-dispersed urethane foam and wrapping a semiconductive elastic body around the outside thereof. For example, the volume resistivity is adjusted to 9 logΩcm. I have. The secondary transfer roll 30 is provided with a roll cleaner 33 for removing foreign substances such as toner adhered to the secondary transfer roll 30.
[0020]
Further, a belt cleaner 34 is disposed downstream of the secondary transfer device T2 at a position facing the idler roll 28a with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween. The belt cleaner 34 is disposed so as to be able to freely contact and separate from the intermediate transfer belt 21, and when a color toner image of a plurality of colors is formed, the toner image before the final color is opposed to the belt cleaner 34. Until it passes through the intermediate transfer belt 21. When a plurality of color toner images are also formed on the secondary transfer roll 30, the intermediate transfer belt 21 does not move until the toner image before the final color passes the portion facing the secondary transfer roll 30. It is designed to be separated.
[0021]
Further, immediately after the belt cleaner 34, a static eliminator 36 is disposed at a position facing the idler roll 28a with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween. The static eliminator 36 has a red LED array arranged in parallel in a direction (width direction) orthogonal to the transport direction of the intermediate transfer belt 21.
A mark MK for position detection is formed on the surface of the intermediate transfer belt 21, and a belt position detection sensor SN for detecting the mark MK is attached downstream of the static eliminator 36. In the image forming apparatus 1, the timing of writing a latent image on the photosensitive drum 16 is controlled by a highly accurate position detection signal of the intermediate transfer belt 21 output from the belt position detection sensor SN.
[0022]
Further, the paper transport system includes a paper tray 41 on which the paper S is placed, a pickup roll 42 for taking out the paper S placed on the paper tray 41, and a separating roll 43 for separating the taken out papers S one by one. A registration roll 44 for temporarily damping the sheet S to adjust the timing, a guide transport path 45 for guiding the sheet S to the secondary transfer device T2, a guide 46 for guiding the sheet S after the secondary transfer, and a sheet And a transport belt 47. Further, a fixing device 48 having a pair of fixing members and heating and pressurizing and fixing the toner transferred to the sheet S is provided downstream of the sheet conveying belt 47 in the sheet conveying direction. On the downstream side of the fixing device 48 in the sheet conveying direction, a sheet discharge tray 49 for depositing the sheet S discharged to the outside is provided.
[0023]
In this embodiment, the irradiation position of the laser beam L on the photosensitive drum 16 is the latent image writing position Q1, the area where the photosensitive drum 16 and the rotary developing device 18 are opposed is the developing area Q2, and the photosensitive drum 16 and the intermediate transfer A region facing the belt 21 is a primary transfer region Q3, a region facing the secondary transfer roll 30 and the intermediate transfer belt 21 is a secondary transfer region Q4, and a region facing the neutralizer 36 and the intermediate transfer belt 21 is a neutralizing region Q5. The nip region between the pair of fixing members in the fixing device 48 will be referred to as a fixing region Q6.
[0024]
Next, the intermediate transfer belt 21 will be described in detail. FIG. 2 is a sectional view of the intermediate transfer belt 21. The intermediate transfer belt 21 has a belt base layer 21a formed on the back side (inside) of the toner T carrying surface, and a photosensitive layer (photoconductive layer) 21b formed on the surface. Further, the photosensitive layer 21b includes a blocking layer 211 laminated on the belt base material layer 21a, a charge generation layer 212 laminated on the surface of the blocking layer 211, and a charge generation layer 212 on the surface of the charge generation layer 212, that is, on the outermost surface. And a charge transport layer 213 to be formed.
[0025]
Here, the belt base material layer 21a is formed using a resin film such as polyimide or polyamide containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black, and is formed such that its volume resistivity is 10 to 13 logΩcm. . In the present example, it is made of a polyimide resin to which 15% by weight of carbon black is added, and has a thickness of 90 μm. The volume resistivity is set to 10 log Ωcm, and the surface resistivity is set to 11.5 Ω / □.
[0026]
The blocking layer 211 of the photosensitive layer 21b can be formed, for example, as follows.
-Acetylacetone zirconium butoxide (Orgatics ZC540, manufactured by Matsumoto Kosho): 20 parts by weight
-Γ-aminopropyltriethoxysilane: 2 parts by weight
-Polyvinyl butyral resin (S-LEC BM-S, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.): 1.5 parts by weight
-N-butyl alcohol: 70 parts by weight
The solution composed of the above components is applied to the surface of the belt base material layer 21a and then dried to form a thickness of, for example, 0.9 μm. The blocking layer 211 has a function of permitting the movement of electrons, which are carriers of negative polarity, but preventing the movement of holes, which are carriers of positive polarity.
Further, the charge generation layer 212 is a 0.25 μm-thick layer formed of PVK (Poly Vinyl Carbazole) to which a phthalocyanine pigment-based charge generation agent is added. The charge generation layer 212 generates positive and negative charges when irradiated with light.
Further, the charge transport layer 213 is a layer having a thickness of 17 μm and made of a polycarbonate resin to which a triphenylamine-based charge transport agent is added. The charge transport layer 213 has a function of allowing movement of holes as positive polarity carriers, but blocking movement of electrons as negative polarity carriers. That is, in this example, the charge transport layer 213 is a hole transport layer.
[0027]
The intermediate transfer belt 21 having the above-described configuration has a photosensitive layer 21b on the surface, and the photosensitive layer 21b becomes a conductor layer when a light stimulus is given from the outside, and when the light stimulus is not given from the outside. Becomes a dielectric layer (insulator layer). The volume resistivity and the surface resistivity of the intermediate transfer belt 21 without light stimulation are 14.5 Ωcm and 14.0 Ω / □, respectively.
[0028]
FIG. 3 is a diagram illustrating a power supply system of the image forming apparatus 1.
A primary transfer bias power source 51 for applying a positive primary transfer bias is connected to the primary transfer roll T1, and the primary transfer bias can be turned on and off by a primary transfer bias switch 52. The photosensitive drum 16 is grounded, and is applied to a primary transfer portion (between the primary transfer roll T1, the intermediate transfer belt 21, and the photosensitive drum 16) between the primary transfer roll T1 and the photosensitive drum 16. A primary transfer voltmeter 53 for measuring a voltage is attached.
A secondary transfer bias power supply 61 for applying a negative secondary transfer bias is connected to the power supply roll 31 of the secondary transfer device T2, and the secondary transfer bias can be turned on / off by a secondary transfer bias switch 62. It has become. The secondary transfer roll 30 is grounded, and a secondary transfer unit (the power supply roll 31, the backup roll 29, the intermediate transfer belt 21, and the secondary transfer roll 21) is provided between the power supply roll 31 and the secondary transfer roll 30. A secondary transfer voltmeter 63 for measuring the voltage applied during the period 30) is attached.
A static eliminator power supply 71 for driving the LEDs is connected to the static eliminator 36, and the LEDs can be turned on and off by a static eliminator switch 72.
[0029]
FIG. 4 is a block diagram showing a bias setting device 200 for setting a primary transfer bias and a secondary transfer bias. The CPU 201 of the bias setting device 200 executes processing while appropriately exchanging data with the RAM 203 according to a program stored in the ROM 202.
The bias setting device 200 receives, via an input interface 204, a primary transfer voltage measured by the primary transfer bias voltmeter 53, a secondary transfer voltage measured by the secondary transfer bias voltmeter 63, and a user interface UI. The received paper type information is input. On the other hand, the bias setting device 200 controls the magnitude of the transfer bias of the primary transfer bias power supply 51 and the secondary transfer bias power supply 61 via the output interface 205, and also controls the primary transfer bias switch 52 and the secondary transfer bias switch. The on / off control of the switch 62 and the static eliminator switch 72 is performed.
[0030]
FIG. 5 is a diagram for explaining functions realized in the bias setting device 200. The functions shown in the block diagram of FIG. 5 are software blocks realized in the CPU 201 (see FIG. 4) of the bias setting device 200. The bias setting device 200 includes a primary transfer voltage detector 81 that detects a voltage output sent from the primary transfer bias voltmeter 53, and a secondary transfer voltage detector that detects a voltage output sent from the secondary transfer bias voltmeter 63. 82, and a paper information detection unit 83 that detects paper type information sent from the user interface UI. Note that the paper type information here relates to the type of paper S that affects transfer conditions, such as plain paper, thick paper, and OHP paper. In addition, the bias setting device 200 includes a primary transfer combined resistance calculation unit 84 that calculates a combined resistance value of the primary transfer unit based on the voltage value detected by the primary transfer voltage detection unit 81, and a primary transfer combined resistance calculation unit 84. A primary transfer bias setting section 87 for setting the magnitude of the primary transfer bias applied to the primary transfer roll T1 based on the obtained combined resistance value of the primary transfer section. Further, the bias setting device 200 includes a secondary transfer combined resistance calculation unit 85 that calculates a combined resistance value of the secondary transfer unit based on the voltage value detected by the secondary transfer voltage detection unit 82, and a paper information detection unit A sheet resistance determining unit 86 that determines the resistance value of the sheet S based on the sheet type information detected in 83. Further, the bias setting device 200 includes a primary transfer bias value set by the primary transfer bias setting unit 87, a combined resistance value of the secondary transfer unit calculated by the secondary transfer combined resistance calculation unit 85, and a sheet resistance determination unit 86. And a secondary transfer bias setting unit 88 for setting the magnitude of the secondary transfer bias to be applied to the secondary transfer device T2 based on the resistance value of the sheet S obtained in Step (2).
[0031]
Next, an image forming operation by the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
When a copy start key of the user interface UI is turned on, a predetermined image forming process is executed. First, a document placed on the platen glass 2 is irradiated by the light source of the document illumination unit 3. The document reflected light reflected from the document is reflected by the first reflection mirror 5 of the document illumination unit 3 and the second reflection mirror 7 and the third reflection mirror 8 of the mirror unit 6, passes through the imaging lens 9, and is picked up by the imaging unit CCD. Read as R, G, B analog signals. The read image signal of the imaging unit CCD is input to the image processing unit IPS. The laser drive signal output device 14 sends out a laser drive signal in accordance with the write image data output from the image processing unit IPS, and the laser beam L is sent from the optical scanning device ROS to the latent image The light is irradiated to the insertion position Q1.
[0032]
The photoconductor drum 16 is driven to rotate in the direction of arrow A, and the surface thereof is charged to a predetermined negative potential by the charger 17. Thus, the latent image is written on the surface of the photosensitive drum 16 at the latent image writing position Q1 by the laser beam L described above. At this time, if the electrostatic latent image written on the photosensitive drum 16 corresponds to the yellow image information, the electrostatic latent image is a yellow developing device that contains the yellow toner T in the developing area Q2. The image is developed at 18Y, and a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 16. The toner image formed on the photosensitive drum 16 is transferred to the primary transfer roll T1 by a primary transfer bias applied to the primary transfer roll T1 in a primary transfer area Q3 where the photosensitive drum 16 and the intermediate transfer belt 21 face each other. The image is transferred onto the intermediate transfer belt 21 by the action of a transfer electric field formed between the photosensitive drum 16 and the photosensitive drum 16. On the other hand, the toner T (residual toner) remaining on the intermediate transfer belt 21 after the primary transfer is removed by the drum cleaner 20.
[0033]
When a single-color image (for example, a black-and-white image) is formed, the toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 21 is secondarily transferred to the sheet S immediately. The process of forming the toner image on the body drum 16 and the primary transfer of the toner image are repeated for the number of colors. For example, when a full-color image is formed by superimposing four color toner images, yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially formed on the photosensitive drum 16, and these toner images are sequentially transferred to the intermediate transfer belt. 21 is primarily transferred. On the other hand, the intermediate transfer belt 21 rotates at the same cycle as the photosensitive drum 16 while holding the yellow toner image first primary-transferred, and is placed at a predetermined position on the intermediate transfer belt 21 every one rotation thereof. , Magenta, cyan and black toner images are superimposed.
[0034]
The toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt 21 in this manner is conveyed to the secondary transfer area Q4 as the intermediate transfer belt 21 rotates. On the other hand, the paper S is taken out of the paper tray 41 by the pickup roll 42, separated by the separation roll 43 one by one, and then transported to the position of the registration roll 44. Thereafter, the sheet S is supplied to the secondary transfer area Q4 so that the toner image on the intermediate transfer belt 21 reaches the secondary transfer area Q4. The next transfer roll 30 nips the sheet S. Then, in the secondary transfer area Q 4, the secondary transfer bias applied to the power supply roll 31 causes the transfer electric field formed between the secondary transfer roll 30 and the backup roll 29 to act on the intermediate transfer belt 21. The transferred toner image is secondarily transferred (collectively transferred) to the sheet S. Thereafter, the sheet S to which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device 48 by a guide 46 and a sheet conveying belt 47, and the toner image on the sheet S is heated and pressurized and fixed, and then discharged to a discharge tray 49. . On the other hand, the toner (residual toner) attached to the intermediate transfer belt 21 after the secondary transfer is removed by the belt cleaner 34, and thereafter the intermediate transfer belt 21 is discharged by the discharger 36.
[0035]
The above is a series of image forming processes that are usually performed. In the present embodiment, processing for determining the magnitude of the primary transfer bias and the secondary transfer bias is performed before the image forming process is started. I have. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process for determining the magnitudes of the primary transfer bias and the secondary transfer bias.
[0036]
First, a combined resistance value R1 of the primary transfer portion is obtained (step S101). First, the secondary transfer bias applied to the secondary transfer device T2 is turned off by the secondary transfer bias switch 62, and the neutralizer 36 is turned on by the neutralizer switch 72, and the intermediate transfer belt 21 is rotated. Then, the primary transfer bias applied to the primary transfer roll T1 is turned on by the primary transfer bias switch 52, and the primary transfer bias power supply 51 is adjusted so that a constant current of I1 = + 21 μA flows through the primary transfer portion. Next, the voltage measured by the primary transfer bias voltmeter 53 (voltage applied to the primary transfer portion: primary transfer voltage V1) is monitored. The primary transfer voltage V1 measured by the primary transfer bias voltmeter 53 is detected by the primary transfer voltage detection unit 81, and the combined resistance of the primary transfer unit is calculated by the primary transfer combined resistance calculation unit 84 based on the relationship of R1 = V1 / I1. Determine the value R1. Here, the reason why the secondary transfer bias is turned off and the static eliminator 36 is turned on at the time of measuring the primary transfer bias voltage V1 is that an error caused by accumulation of electric charges in the intermediate transfer belt 21 due to other factors is reduced. To get rid of it.
[0037]
Then, based on the combined resistance value R1 of the primary transfer section, the primary transfer bias setting section 87 determines the primary transfer bias B1 (step S102). Note that the relationship between the combined resistance value R1 of the primary transfer unit and the magnitude of the primary transfer bias B1 is determined by a regression equation that is predetermined and stored in the ROM 202.
[0038]
Next, a combined resistance value R2 of the secondary transfer unit is obtained (Step S103). First, the primary transfer bias applied to the primary transfer roll T1 is turned off by the primary transfer bias switch 52, and the neutralizer 36 is turned on by the neutralizer switch 72, and the intermediate transfer belt 21 is rotated. Then, the secondary transfer bias applied to the secondary transfer device T2 is turned on by the secondary transfer bias switch 62, and the secondary transfer bias power supply 61 is adjusted to supply a constant current of I2 = −34 μA to the secondary transfer unit. At this time, the secondary transfer voltage detector 82 detects the secondary transfer voltage V2 measured by the secondary transfer bias voltmeter 63, and the secondary transfer combined resistance calculator 85 calculates R2 = V2 / I2. From the relationship, the combined resistance value R2 of the secondary transfer portion is obtained. Here, the primary transfer bias is turned off and the static eliminator 36 is turned on when measuring the secondary transfer bias voltage V2 because the error caused by the accumulation of electric charges in the intermediate transfer belt 21 due to other factors is reduced. To get rid of it.
[0039]
Then, the resistance value RP of the sheet S is obtained (step S104). This is based on the paper type information (plain paper, thick paper, OHP sheet, etc.) sent from the user interface UI and detected by the paper information detection unit 83, and stored in a table (corresponding to the paper type and its resistance value) in the ROM 202. The relationship is defined) and is determined by the sheet resistance determining unit 86.
Finally, based on the primary transfer bias B1 determined in step S102, the combined resistance value R2 of the secondary transfer unit determined in step S103, and the resistance value RP of the sheet S determined in step S104, the secondary transfer bias is determined. The setting unit 88 determines the secondary transfer bias B2 (step S105). Note that the relationship between the primary transfer bias B1, the combined resistance value R2 of the secondary transfer unit, the resistance value RP of the sheet S, and the magnitude of the secondary transfer bias B2 is determined by a regression equation that is predetermined and stored in the ROM 202. .
[0040]
The inventor conducted an experiment using the image forming apparatus 1 according to the present embodiment. In an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55%, the magnitude of the primary transfer bias obtained based on the flowchart shown in FIG. 6 is 25 μA (constant current), and the magnitude of the secondary transfer bias is −2.4 kV (constant). Voltage). Next, an image pattern of a size of 2 cm × 2 cm of a single color of each of yellow, magenta, cyan, and black, a secondary color, and a tertiary color and Chinese characters of different sizes were actually printed. As a result, the toner T was not scattered on the intermediate transfer belt 21 and the image transferred to the sheet S was excellent without transfer unevenness.
[0041]
The reason why the toner T does not scatter on the intermediate transfer belt 21 is that the high-resistance intermediate transfer belt 21 having the photosensitive layer 21b is used, whereby the transfer accumulated on the intermediate transfer belt 21 by the primary transfer bias is performed. The life of the charge can be extended, and the electrostatic attraction of the toner T to the intermediate transfer belt 21 can be maintained for a long time. The reason why the image transferred to the sheet S is good is that the magnitude of the secondary transfer bias is determined in consideration of the primary transfer bias, that is, the transfer charge accumulated on the intermediate transfer belt 21 by the primary transfer bias is determined. This is because the magnitude of the secondary transfer bias is determined in consideration of the amount. As a result, a transfer electric field that can sufficiently overcome the electrostatic attraction of the toner T to the intermediate transfer belt 21 can be formed.
[0042]
In addition, the present inventor uses the image forming apparatus 1 according to the present embodiment to accumulate transfer charges when the high-resistance intermediate transfer belt 21 is mounted and when the medium-resistance intermediate transfer belt 21 is mounted. The difference was investigated.
Here, as the high-resistance intermediate transfer belt 21 (high-resistance intermediate transfer belt), the one having the above-described photosensitive layer 21b was used. The medium-resistance intermediate transfer belt 21 (medium-resistance intermediate transfer belt) having no photosensitive layer 21b and having a surface resistivity of 11.5Ω / □ was used. The investigation was carried out in an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 55% by applying a primary transfer bias of +25 μA (constant current) and measuring the surface potential of the intermediate transfer belt 21 immediately before the secondary transfer portion.
[0043]
FIG. 7 is a diagram showing the result, that is, the relationship between the number of rotations of the intermediate transfer belt 21 and the surface potential of the intermediate transfer belt 21. In the image forming apparatus 1, the first rotation of the intermediate transfer belt 21 is idling, the first color (yellow) image formation is started from the second rotation of the intermediate transfer belt 21, and the third rotation (second color) is sequentially performed. : Magenta), the fourth lap (third color: cyan), and the fifth lap (fourth color: black), followed by secondary transfer. As shown in the figure, in the high-resistance intermediate transfer belt 21, the transfer charge applied by the primary transfer roll T1 is accumulated every time the belt makes one revolution, and the belt surface potential decreases stepwise (negative voltage increases). ) Is understood. Since the image is formed in four cycles by the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, an idle rotation operation is performed in an actual print job, so that the belt surface potential immediately before the secondary transfer is as high as -800V. On the other hand, in the intermediate transfer belt 21 having a medium resistance, the transfer charge received from the primary transfer roll T1 is immediately self-discharged, so that the belt surface potential immediately before the secondary transfer portion is always zero.
As described above, when the intermediate transfer belt 21 having a high resistance is used as compared with the intermediate transfer belt 21 having a medium resistance which has been conventionally used, the transfer charges are more likely to remain on the intermediate transfer belt 21, which affects the secondary transfer. It is understood to give.
[0044]
In the present embodiment, by setting the surface resistivity of the intermediate transfer belt 21 high, transfer charges are held on the surface of the non-image portion of the intermediate transfer belt 21 even after passing through the primary transfer area Q3. Since the fringe electric field between the image portion and the non-image portion is reduced, scattering of toner can be suppressed. When the surface layer of the intermediate transfer belt 21 is a high-resistance layer, the transfer charge is not easily removed by self-discharge, and the history of the potential may remain in the next image forming cycle. As the high-resistance layer, a photosensitive layer 21b is used, which is a high-resistance insulating layer when it is not subjected to photostimulation, but changes in conductivity to a conductive property when it receives photostimulation. This makes it possible to use the static eliminator 36 (optical static eliminator) using an LED whose cost is lower than that of a corona discharger or the like. In particular, in the present embodiment, since the idler roll 28a disposed opposite to the neutralizer 36 with the intermediate transfer belt 21 interposed therebetween is grounded, the neutralization of the intermediate transfer belt 21 can be performed more easily.
[0045]
Further, in the present embodiment, in order to stabilize the secondary transfer bias, the magnitude of the primary transfer bias required in the primary transfer is reflected in the setting of the magnitude of the secondary transfer bias, so that the intermediate transfer belt The magnitude of the secondary transfer bias can be set in consideration of the influence of the thickness of the photosensitive layer 21b and changes in the charge decay characteristics. As a result, the secondary transfer can be stably performed, and good image formation can be performed.
In the present embodiment, an example in which a toner image is transferred from the photosensitive drum 16 to the intermediate transfer belt 21 has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to an image forming apparatus of a type in which transfer is performed to the intermediate transfer belt 21 via the image forming apparatus.
[0046]
-Embodiment 2-
This embodiment is substantially the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in the configuration of the secondary transfer device T2. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
FIG. 8 shows a secondary transfer device T2 used in the present embodiment. The secondary transfer device T2 has a belt transfer unit 90 instead of the secondary transfer roll 30. The belt transfer unit 90 includes a transfer belt 91 formed of an endless belt, and a pair of stretch rolls 92 and 93 that support the transfer belt 91 to run in synchronization with the intermediate transfer belt 21 in a stretched state. The main part of the transfer belt 91 is constituted by a cleaning blade 94 for removing toner and the like adhering to the transfer belt 91. The belt transfer unit 90 is disposed so that the transfer belt 91 is brought into contact with the intermediate transfer belt 21 at the position of the stretching roll 92 so as to be opposed to the backup roll 29, and is freely movable toward and away from the intermediate transfer belt 21. Have been. The tension roll 92 is made of a grounded metal roll having a diameter of 15 mm, and generates a transfer electric field between itself and the backup roll 29. On the other hand, the stretching roll 93 is a driving roll for driving the transfer belt 91.
[0047]
The transfer belt 91 includes a base layer in which conductive carbon black is dispersed in an elastic material such as chloroprene rubber or EPDM (ethylene / propylene / diene / rubber), and a coat in which PTFE (poly / tetrafluoro / ethylene) is dispersed. And a layer having a thickness of 500 μm and a volume resistivity of 8 log Ω · cm. Further, a peeling device 95 is provided on the downstream side of the support roll 63 in the sheet transport direction and close to the intermediate transfer belt 21. The peeling device 95 has a saw-toothed metal electrode extending in a direction perpendicular to the sheet conveying direction in a resin guide, and a voltage of +3 kV is applied by a peeling power supply 96. ing.
[0048]
In the present embodiment, since the belt transfer unit 90 is used in place of the secondary transfer roll 30, the curvature can be reduced in the secondary transfer portion as compared with the case where the secondary transfer roll 30 is used. The subsequent sheet S is more easily attracted to the transfer belt 91 side than the intermediate transfer belt 21. That is, the sheet S can be separated from the intermediate transfer belt 21 by overcoming the attraction force of the high-resistance intermediate transfer belt 21 that has a large amount of residual charge and easily attracts the sheet S. Further, since the sheet S is peeled by the peeling device 95 at a position sufficiently distant from the intermediate transfer belt 21 on the downstream side in the transport direction of the belt transfer unit 90, the peeled sheet S is re-adsorbed to the intermediate transfer belt 21 again. It will not be done.
[0049]
-Embodiment 3-
FIG. 9 shows an image forming apparatus according to the third embodiment. This is a so-called tandem type image forming apparatus. For example, a plurality of image forming units 100 (specifically, 100Y, 100M, 100C, 100K) on which each color component toner image is formed by an electrophotographic method, An intermediate transfer belt 110 for sequentially transferring (primary transfer) and holding each color component toner image formed by the forming unit 100, and collectively transferring a superimposed image transferred on the intermediate transfer belt 110 to a sheet P as a transfer material (second transfer). This is provided with a batch transfer device 120 for performing the next transfer and a fixing device 150 for fixing the batch-transferred image onto the paper P.
[0050]
In the present embodiment, each of the image forming units 100 includes a charger 102 for charging the photosensitive drum 101 around the photosensitive drum 101 rotating in the direction of arrow A, and an electrostatic latent image on the photosensitive drum 101. Exposure device 103 (in the figure, an exposure beam is denoted by a reference character Bm), a developing device 104 that stores toner of each color component and visualizes an electrostatic latent image on the photoconductor drum 101, a photoconductor An electrophotographic device such as a primary transfer roll 105 for transferring each color component toner image on the drum 101 to the intermediate transfer belt 110 and a drum cleaner 106 for removing residual toner on the photosensitive drum 101 is sequentially arranged. is there.
[0051]
Further, the intermediate transfer belt 110 is stretched over a plurality of (five in the present embodiment) support rolls 131 to 135. Here, the support roll 131 is a driving roll of the intermediate transfer belt 110, the support rolls 132 and 135 are driven rolls, the support roll 133 is a tension roll for adjusting the tension of the intermediate transfer belt 110, and the support roll 134 is a batch transfer as described later. This is a backup roll of the device 120.
The intermediate transfer belt 110 is made of a resin such as polyimide or polyamide containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black, and has a volume resistivity of 10%. ⁶ -10 ¹⁴ Ω · cm, and its thickness is set to, for example, 0.1 mm.
[0052]
In addition, a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roll 105, whereby the toner images on the photosensitive drum 101 are electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 110, respectively. A superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt 110.
Further, the collective transfer device 120 forms a counter electrode of the secondary transfer roll 113 which is disposed in pressure contact with the toner carrying surface side of the intermediate transfer belt 110 and the secondary transfer roll 113 which is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 110. A backup roll 114 (also used as a support roll 134) is provided, and a metal power supply roll 115 to which a secondary transfer bias is stably applied is abutted on the backup roll 114.
[0053]
In the present embodiment, the secondary transfer roll 113 is made of a urethane rubber tube in which carbon is dispersed on the surface, and the inside is made of foamed urethane rubber in which carbon is dispersed. ^Three -10 ^Ten The roll is formed to have a roll diameter of 28 mm in Ω, and the hardness is set to, for example, 30 ° (Asuka C).
The backup roll 114 is made of a tube of EPDM and NBR blended rubber in which carbon is dispersed on the surface, and is made of EPDM rubber inside, and has a surface resistivity of 7 to 10 log. ⁰ The roll is formed to have a roll diameter of 28 mm in Ω / □, and the hardness is set to, for example, 70 ° (Asuka C). Then, a brush roll 161 for removing dirt attached to the secondary transfer roll 113 is arranged in contact with the secondary transfer roll 113. Further, on the downstream side of the secondary transfer roll 113, a neutralizer 136 for neutralizing the surface of the intermediate transfer belt 110 after the secondary transfer is provided, and further downstream, a belt cleaner 137 for cleaning the surface of the intermediate transfer belt 120 is provided. ing. On the other hand, on the upstream side of the secondary transfer roll 113, an image density sensor 138 for adjusting image quality is provided.
[0054]
Further, in the present embodiment, the paper transport system feeds the paper P from the paper tray 116 at a predetermined timing by the pickup roll 117 and sends the paper P to the secondary transfer position via the transport roll 118 and the transport chute 119. It has become. Then, the sheet P after the secondary transfer is guided to a transport belt 140, and is transported to the fixing device 150 by the transport belt 140.
[0055]
Even in such a tandem-type image forming apparatus, it is possible to prevent toner from scattering on the intermediate transfer belt 110 by using the high-resistance intermediate transfer belt 110 having a photosensitive layer.
Further, by setting the magnitude of the collective transfer bias of the collective transfer device 120 based on the magnitude of the primary transfer bias applied to each primary transfer roll 105, an image without transfer unevenness can be obtained. When the collective transfer bias is set, the collective transfer bias may be set with reference to the combined resistance value of the collective transfer unit and the resistance value of the sheet P.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the transfer failure that occurs in the secondary transfer of the image forming apparatus using the intermediate transfer body.
Further, according to the present invention, it is possible to improve the separation failure of the recording medium caused by the secondary transfer of the image forming apparatus using the intermediate transfer member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2 is a sectional view of an intermediate transfer belt.
FIG. 3 is a diagram illustrating a power supply system of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a block diagram showing a bias setting device.
FIG. 5 is a software block diagram for explaining functions realized in the bias setting device.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process for determining the magnitude of a primary transfer bias and a secondary transfer bias.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of turns of a high-resistance intermediate transfer belt and a medium-resistance intermediate transfer belt and their surface potentials.
FIG. 8 is a diagram illustrating a secondary transfer device used in a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to a third embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 16 ... Photoreceptor drum, 18 ... Rotary developing device, 21 ... Intermediate transfer belt, 21a ... Belt base material layer, 21b ... Photosensitive layer, 211 ... Blocking layer, 212 ... Charge generation layer, 213 ... Charge Transport layer, 29 backup roll, 30 secondary transfer roll, 36 static eliminator, 48 fixing device, 90 belt transfer unit, 91 transfer belt, 92, 93 tension roll, 95 peeling device, Q1 ... latent image writing position, Q2 ... development area, Q3 ... primary transfer area, Q4 ... secondary transfer area, Q5 ... static elimination area, Q6 ... fixing area, S ... paper, T1 ... primary transfer device (primary transfer roll), T2: secondary transfer device, UI: user interface

Claims

An image carrier;
An intermediate transfer member arranged to face the image carrier,
A primary transfer unit that transfers the toner image on the image carrier to the intermediate transfer body,
A secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer body to a recording medium,
An image forming apparatus comprising: a secondary transfer bias determining unit that determines a magnitude of a secondary transfer bias in the secondary transfer unit based on a primary transfer condition in the primary transfer unit.

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer body has a surface resistivity of 13 log Ω / □ or more and / or a volume resistivity of 13 log Ω · cm or more.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer body has a photosensitive layer on a side that carries the toner image.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the secondary transfer bias determining unit further determines the magnitude of the secondary transfer bias based on a combined resistance value of the secondary transfer unit.

The image forming apparatus according to claim 4, further comprising a charge removing unit that removes the charge of the intermediate transfer belt when measuring the combined resistance value of the secondary transfer unit.

5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein a primary transfer bias is not applied to the primary transfer unit when measuring a combined resistance value of the secondary transfer unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the secondary transfer bias determining unit further determines the magnitude of the secondary transfer bias based on a resistance value of the recording medium.

An image carrier;
An intermediate transfer member that is disposed to face the image carrier and has a high resistance layer;
A primary transfer unit that transfers the toner image on the image carrier to the intermediate transfer body,
An image forming apparatus, comprising: a transfer belt that is disposed in contact with a toner image carrying surface of the intermediate transfer body; and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer body to a recording medium.

9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the intermediate transfer member has a surface resistivity of 13 log Ω / □ or more and / or a volume resistivity of 13 log Ω · cm or more.

The image forming apparatus according to claim 8, wherein the high resistance layer is formed of a photosensitive layer.