JP2004286851A - Image forming method and apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively eliminate or reduce the problem of toner scatter when a plurality of toner images are sequentially subjected to primary transfer to an intermediate transfer medium, and the problem of reverse transfer. <P>SOLUTION: An image forming method includes forming N(≥2) negative latent images on one or more electrostatic latent image carriers; reversely developing the negative latent images, thereby obtaining N positive toner images; subjecting the toner images to primary transfer onto the intermediate transfer medium one on another; and then subjecting the toner images from the surface of the intermediate transfer medium to secondarily transfer to the surface of a sheetlike recording medium. In the image forming method, at the time of primary transfer, a counterbias Vt is applied to the intermediate transfer body BL in the vicinity of the upstream of a transfer part. In addition, the potential of the counterbias Vt at the time of the M(=2 to N)th primary transfer is set almost equal to the reference potential of the previous image formed on the intermediate transfer body the (M-1)th by primary transfer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像形成方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
静電潜像担持体に形成されたネガ潜像を反転現像してポジのトナー画像を得、このトナー画像を転写紙等のシート状記録媒体上に転写・定着する画像形成方式は、電子複写装置や光プリンタ等の各種画像形成装置に広く実施されている。
【0003】
近来、カラー画像形成等が広く実用化され、1以上の静電潜像担持体に形成される複数のネガ潜像を別個に反転現像し、各トナー画像を中間転写ベルト等の中間転写媒体上に1次転写して互いに重ね合せてトナー画像の合成を行い、合成されたトナー画像をシート状記録媒体上に2次転写して定着する画像形成方法が行われている。
【0004】
トナー画像の転写に関連して従来から「トナー散り」の問題が知られている。トナー散りは、シート状記録媒体に最終的に担持された画像における「本来画像で無い部分」にトナーが「散らされた」ように付着する現象であり、形成された画像の画質を損う。この現象は、トナー画像が転写領域に進入する際に、トナー画像と転写材(中間転写方式では中間転写媒体)との間隔が狭まった状態において、トナー画像を構成するトナー粒子の一部が、転写材表面に向って飛翔して付着する所謂「プレ転写」によるものと考えられている。
【0005】
また、上記の如く、複数のトナー画像を中間転写媒体上で合成する場合、中間転写媒体に対しトナー画像の転写(1次転写)が繰り返されることになるが、1次転写における2回目以降の転写が行われる際に、それ以前に中間転写媒体上に転写されたトナー画像のトナー粒子が、潜像担持体に飛翔転移し、さらに中間転写媒体に転写される現象(「逆転写」と呼ばれる)が生じる。逆転写がおきた場合にも、形成される画像には前述の「トナー散り」と同様の画像劣化が生じる。
【0006】
前記トナー散りに関しては、これを防止もしくは軽減する方法が種々提案されている(例えば、特許文献1、2)が、上記「逆転写」に対しては、現在、その対策が模索されている状態である。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−166728号公報
【特許文献2】
特開平10−186878号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記トナー散りの問題とともに逆転写の問題を有効に解消もしくは軽減できる画像形成方法および装置の実現を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の画像形成方法は「1以上の静電潜像担持体にN(≧2)個のネガ潜像を形成し、これらネガ潜像をそれぞれ反転現像してN個のポジのトナー画像を得、これらトナー画像を中間転写媒体上に逐次に1次転写して互いに重ね合せ、次いで、中間転写媒体上からシート状記録媒体上に2次転写する画像形成方法」である。
【0010】
「静電潜像担持体」は、所望の静電潜像を形成される媒体である。静電潜像担持体として最も一般的なものは「光導電性の感光体」であり、この場合、静電潜像は感光体の均一帯電と露光により行われる。
【0011】
静電潜像担持体はまた、誘電性の表面を持ち、その表面に電荷の分布として静電潜像を保持できるものであることもできる。この場合、静電潜像は他の静電潜像担持体に形成された静電潜像を転写することにより、あるいは当該静電潜像担持体を均一に帯電した後に、針電極等により位置選択的に除電するなどして形成することができる。
【0012】
「ネガ潜像」は、画像となるべき部分(トナーが付着する部分)の電位を減衰させた静電潜像であり、静電潜像電荷と同極性のトナーを用いる反転現像によりポジのトナー画像として可視化される。静電潜像担持体が、例えば、光導電性の感光体である場合であれば、感光体を均一帯電させた後、光走査等の光書き込みで画像部の電位を光減衰させたり、あるいは原稿のネガ画像を光像として照射することにより形成することができる。
【0013】
N個の静電潜像は、互いに形成方法が異なっていても良い。例えば、2つのネガ潜像を形成する場合、一方を光走査により形成し、他方を原稿のネガ画像を光像として照射して形成しても良い。
【0014】
2以上のネガ潜像は「同一色のトナー」で可視化しても良いし、異色のトナーで可視化しても良い。異色のトナーでの可視化を行う場合には、各トナー画像の合成により2色画像や多色画像、あるいはカラー画像を形成することができる。
【0015】
静電潜像担持体は、形態としてはドラム状もしくはベルト状である。
中間転写媒体も、形態としてはドラム状もしくはベルト状である。中間転写媒体と静電潜像担持体の形態上の組合せとしては、ドラム状とベルト状、ベルト状とベルト状の組合せが可能である。
【0016】
このような形態上の組合せでは、1次転写部においてドラム状もしくはベルト状の静電潜像担持体とベルト状もしくはドラム状の中間転写媒体が接触して「ニップ部」を形成する。
【0017】
請求項1記載の画像形成装置は以下のごとき特徴を有する。
即ち、1次転写の際、転写部の上流側近傍において、中間転写媒体にカウンタバイアス:Vtを印加し、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、M−1回の1次転写により「中間転写媒体に先に形成されている画像部の電位」が、M番目のトナー画像を有する静電潜像担持体状の画像部の電位と略同電位となるように設定する。
【0018】
上記「M−1回の1次転写により先に中間転写媒体に形成されている画像部の電位」は、基準パターンの露光・現像により形成されるトナー画像を中間転写媒体へ1次転写し、転写後の画像部の電位を表面電位計で測定することにより、予め知ることができる。この画像部電位を「カウンタバイアス:Vtでシフトさせて、静電潜像担持体上のトナー画像部の電位と略同電位となるように、カウンタバイアスによるシフト量を設定する」のである。
【0019】
「M番目のトナー画像の画像部」の電位は、静電潜像の形成条件と現像条件とにより予め知ることができる。
「転写部の上流側」は、中間転写媒体に1次転写されるトナー画像が転写部に進入する側である。
【0020】
上記のようにカウンタバイアス:Vtが印加されると、中間転写媒体に1次転写されるM番目のトナー画像が転写部へ進入する際に、静電潜像担持体表面と中間転写媒体表面とが近接しても、静電潜像担持体上のトナー画像(M番目に1次転写されるトナー画像)を構成するトナーには、これを中間転写媒体側へ飛翔させる大きな電気力は作用せず、中間転写媒体上に形成されている画像(1〜M−1番目に1次転写されたトナー画像により形成されている)を構成するトナーにも、これを静電潜像担持体側へ逆転写させる大きな電気力は作用しない。
従って、プレ転写と逆転写とを良好に防止もしくは軽減させることができる。
【0021】
上記請求項1記載の画像形成方法において、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtは「最初の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の基準に基づき推定して設定」することもできるし(請求項2)、N番目の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定することもできる(請求項3)。
【0022】
例えば、N=4の場合、4個の静電潜像がイエロー・マゼンタ・シアン・黒の4色のトナーで可視化され、上記順序で中間転写ベルト上に1次転写される場合であると、基準パターンに応じて得られたイエロートナー画像を中間転写媒体上に1次転写したのち、その画像部の表面電位を計測して得られる電位に対してカウンタバイアスをかけて上記電位をシフトさせ、転写部の上流側近傍において、上記画像部の電位が「マゼンタトナー画像を有する潜像担持体のマゼンタトナー画像部の電位」と略等しくなるようにする。
【0023】
中間転写媒体への各色トナー画像の転写の条件は予め知られているので、上記の如くして中間転写媒体上のイエロートナー画像(最初に1次転写された画像)の電位が分かれば、以後の各色トナー画像の1次転写による中間転写媒体上の画像部電位は(予備的な実験により)経験的に推定できるので、このような推定値に基づきカウンタバイアス:Vtを設定することができる。
【0024】
請求項3の場合のように、イエロートナー画像から黒トナー画像まで、4色のトナー画像(何れも基準パターンにより形成される)を1次転写した状態における中間転写媒体上の画像部電位を計測し、この値から逆に各トナー画像の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを推定して決定しても良い。請求項3の場合は、4色のトナー画像全ての1次転写後における画像部の電位と、イエロートナー画像転写後の画像部の電位とをもとに、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー画像を1次転写する際のカウンタバイアスの推定を行ってもよい。
【0025】
請求項1〜3の任意の1に記載の画像形成方法において、中間転写媒体に形成された画像部の電位として、電位最大値を用いることができる(請求項4)。即ち、この場合には、中間転写媒体に形成されているトナー画像の電位の最大値をシフトさせて、静電潜像担持体上のトナー画像部の電位と略等しくする。
【0026】
請求項1〜4の任意の1に記載の画像形成方法において、中間転写媒体表面の電位を検出する表面電位検出手段により検出される出力電圧に基づき画像部の電位を決定することができる。このように画像部の電位を決定すると同時にカウンタバイアス:Vtが決定されることになる。
【0027】
請求項1〜5の任意の1に記載の画像形成方法は、N=3または4とし、異なる静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくは、これらに黒を加えた4色のトナーで現像することができる(請求項6)。この場合、異なる静電潜像を「同一の静電潜像担持体に順次に形成」することもできるが、「2以上の静電潜像担持体に分けて形成」することができる(請求項7)。
【0028】
この発明の画像形成装置は「1以上の静電潜像担持体にN(≧2)個のネガ潜像を形成し、これらネガ潜像をそれぞれ反転現像してN個のポジのトナー画像を得、これらトナー画像を中間転写媒体上に逐次に1次転写して互いに重ね合せ、次いで中間転写媒体上からシート状記録媒体上に2次転写する画像形成装置」である。
【0029】
請求項8記載の画像形成装置は以下のごとき特徴を有する。
【0030】
即ち、1次転写を行う1次転写手段が、1次転写部に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、1次転写部の上流側近傍において、カウンタバイアス:Vtを中間転写媒体に印加する「カウンタバイアス手段」を有する。
【0031】
そして、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、M−1回の1次転写により先に中間転写媒体に形成されている画像部の電位と略同電位に設定する「カウンタバイアス設定部」を有する。
【0032】
上記カウンタバイアス設定部は「M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、最初の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定する」こともできるし(請求項9)、「M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、N番目の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定する」こともできる(請求項10)。
【0033】
上記請求項8〜10の任意の1に記載の画像形成装置において、カウンタバイアス設定部がカウンタバイアスの設定に用いる画像部の電位として、中間転写媒体に形成された画像部の電位最大値を用いることができる(請求項11)。
【0034】
上記請求項8〜11の任意の1に記載の画像形成装置は「1次転写後の中間転写媒体上の画像部の電位を検出する表面電位検出手段を有し、カウンタバイアス設定部が、上記表面電位検出手段による検出電位に基づき画像部の電位を決定し、この電位に基づいて1次転写における2番目以降の転写におけるカウンタバイアスの設定を行う」ことができる。
【0035】
請求項8〜12の任意の1に記載の画像形成装置は、N=3または4とし、異なる静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくはこれらに黒を加えた4色のトナーで現像するように構成できる(請求項13)。
この場合、異なる静電潜像が同一の静電潜像担持体に順次に形成されるようにしてもよいが、異なる静電潜像が、2以上の静電潜像担持体に分けて形成され、各静電潜像担持体から中間転写媒体へ1次転写されるように構成することもできる(請求項14)。
【0036】
請求項14記載の画像形成装置においては「3もしくは4個の静電潜像担持体を中間転写媒体の表面の走行方向に配列したタンデム式の画像形成装置」として構成することができる(請求項15)。
【0037】
若干付言すると、この発明において、1画像の画像形成に供せられるトナー画像の数:Nは、上の説明のようにN=2あるいは3もしくは4であることができるが、これに限らず、5以上のNの場合にもこの発明の実施が可能である。例えば、カラー画像を形成する場合、通常はN=4で、4個の静電潜像をイエロー・マゼンタ・シアン・黒の4色のトナーで可視化するが、さらに合成する色を増やすことにより、形成された画像においてより精緻なカラー表現が可能となる。
【0038】
ここで、発明の作用を説明する。
図1は、静電潜像担持体から中間転写媒体へのトナー画像の1次転写の様子を模式的に示している。静電潜像担持体はドラム状に形成された光導電性の感光体PCで矢印方向へ回転する。中間転写媒体は無端ベルト状に形成された中間転写ベルトBLで図の右方へ走行する。
【0039】
符号R1で示す「転写ローラ」は、電源D1から転写電圧を印加される。符号R2はカウンタバイアスローラを示す。カウンタバイアスローラR2には電源D2からカウンタバイアス:Vtが印加される。カウンタバイアスローラR2と電源D2とは「カウンタバイアス手段」を構成する。
【0040】
感光体PCの回転方向、中間転写ベルトBLの走行方向が上記の如くであるので、カウンタバイアスローラR2によるカウンタバイアス:Vtは、「転写部」である転写ローラR1の位置よりも上流側で中間転写ベルトBLの裏面側から印加される。
【0041】
図1に示すのは、イエロートナーTYにより形成されたイエロートナー画像が転写される状態であり、ここでは、イエロートナー画像が最初に1次転写されるものとする。
【0042】
イエロートナー画像は感光体PCの矢印方向の回転に伴ない、図の左方から転写部へ進入し、転写ローラR1により印加される転写電圧により中間転写ベルトBL上に転写される。
【0043】
説明の具体性のため、以下の説明において、静電潜像は負極性の電位分布により形成されたネガ潜像(非画像部が一様に負極性の電位を有し、画像部では、露光により表面電位が光減衰している)であるとする。イエロートナーTYは静電潜像と同極性の負極正に帯電し、反転現像によりネガ潜像の電位減衰した画像部に捕獲されてイエロートナー画像を構成する。従って、このイエロートナー画像を中間転写ベルトBLに転写するために、転写ローラR1は正極性の電位を転写部に印加する。
【0044】
図2(a)は、感光体PC上におけるイエロートナー画像部と非画像部の電位関係を模式的に示している。電位は縦方向に変化し、図の上方が正電位の増加する向きであり、GNDは接地レベルを示している。感光体PCの表面は、均一な負電位:Vに帯電され、ネガ潜像の部分では、光減衰により潜像電位:Vとなっており、この部分に負極性のイエロートナーTYが捕らえられている。
【0045】
潜像電位:Vは、光減衰が理想的に行われれば0Vとなるが、現実には、−100〜―150V程度の電位が残留している。転写ローラR1による転写電圧は、転写部に「中間転写ベルトBLから感光体PCへ向う電界」を形成し、イエロートナーTYは上記電界の作用により中間転写ベルトBL上へ転写される。
即ち、イエロートナーTYは負極性であるので、電位の高い側(電位が正の向きに増大する側、即ち、図2(a)で上方)へ移動する。
【0046】
ここで前述の「プレ転写」を考えて見ると、仮にカウンタバイアスローラR2によるカウンタバイアス:Vtを0とした場合、図2(a)に示す静電潜像の画像部電位:Vが理想値:0Vであれば、転写部の上流側近傍で、感光体PCの表面と中間転写ベルトBLの表面が近接した場合でも、両者の間隙部においては「イエロートナーTYを中間転写ベルトBL側へ飛翔させる電界」は実質的に発生せず、プレ転写は生じない。
【0047】
しかしながら、前述したように現実には画像部電位:Vは0ではなく有限の負電位であるため、上記カウンタバイアス:Vtを0とすると、上記間隙部に感光体PCから中間転写ベルトBLへ向う電界が発生し、この電界の作用によりイエロートナーTYが中間転写ベルトBLへ向って飛翔しプレ転写による「トナー散り」を発生させる。
【0048】
このようなプレ転写を防止するには、カウンタバイアス:Vtとして「絶対値が少なくとも潜像電位:Vよりも大きい負の電位」を印加すれば良く、このようにすれば、転写部上流側近傍における感光体PCと中間転写ベルトBLの間隙部には、イエロートナーTYを中間転写ベルトBLから反発させる電界が発生し、プレ転写は有効に防止される。
【0049】
図2(b)は、イエロートナーTYによるイエロートナー画像を転写された中間転写ベルトBL上における電位の状態を模式的に示している。中間転写ベルト上にイエロートナー画像が転写された状態において中間転写ベルトBLの表面電位は、図のように接地レベルGNDよりも正極性になる。これは、転写の際に転写ローラR1から正電荷が中間転写ベルトに与えられることによる。
【0050】
中間転写ベルト表面の電位は一様でなく、イエロートナーTYが付着した「画像部」での電位は非画像部の表面電位よりも高い。これは、転写が行われる際、非画像部に「感光体PC上の非画像部を構成していた負電荷が剥離放電により転写」され、画像部よりも電位をマイナス側に偏倚させるためである。
【0051】
図2(c)〜(e)は、イエロートナーTYによるイエロートナー画像が転写されている中間転写ベルト上に、マゼンタトナーTMによるマゼンタトナー画像を転写するときの電位関係を説明図として示している。
【0052】
図2(c)の状態は、マゼンタトナー画像の転写部の上流側近傍において「カウンタバイアス:Vtの負極正が不充分」で、中間転写ベルトBL上の表面電位が静電潜像の画像部電位:VLよりも高い場合である。この場合には、感光体上にあるマゼンタトナー画像を構成する負極性のマゼンタトナーTMに、感光体PCの側へ向う電気力:F1が作用するので、マゼンタトナーYMのプレ転写によるトナー散りが発生する。
【0053】
図2(c)の状態は逆に、カウンタバイアス:Vtの負極性が大きすぎて、転写部上流側近傍において、中間転写ベルトの表面電位が感光体表面電位より低い状態を示している。この場合には、近接した感光体表面と中間転写ベルト表面との間に、感光体から中間転写ベルトへ向う電界が生じ、中間転写ベルト上に転写されているイエロートナーTYを感光体側へ向わせる電気力:F2が生じ、この電気力:F2の作用により、イエロートナーTYの「逆転写」が発生する。
【0054】
図2(e)は、適正なカウンタバランス:Vtにより、中間転写ベルトに形成されているイエロートナー画像の「画像部の電位」が、感光体上のマゼンタトナー画像の画像部電位と等しくなっている場合である。この場合には、中間転写ベルト上のイエロートナーを逆転写させる力も、感光体上のマゼンタトナーをプレ転写させる力も作用せず、プレ転写・逆転写の無い状態で、マゼンタトナー画像を中間転写媒体上に転写することができる。
【0055】
以下、シアントナー画像、黒トナー画像を中間転写ベルト上に1次転写する場合にも、カウンタバイアス:Vtを適正に設定して、中間転写ベルト上のトナー画像の画像部電位が感光体上のトナー画像の画像部電位と略等しくなるようにすることにより、各トナー画像を適正に1次転写することができる。
【0056】
即ち、一般に、1次転写を行うトナー画像がN個ある場合に、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、M−1回の1次転写により先に中間転写媒体に形成されている画像部の電位が、M番目のトナー画像を有する静電潜像担持体上の画像部の電位と略同電位となるように設定する(請求項1)ことにより適正な1次転写を行うことができる。
【0057】
図2(e)に即して説明したのは、マゼンタトナー画像の1次転写の際にその画像部の電位が「中間転写ベルト上のイエロートナー画像の画像部の基準電位と等しくなる」ようにカウンタバイアス:Vtの設定を行った場合であるが、現実には、上記両電位を「等しく」することは難しい。
【0058】
しかし、これら電位が完全に一致しなくても「両電位の差がある程度小さ」ければ、トナー飛翔によるプレ転写・逆転写は生じない。即ち、中間転写ベルト上の画像部の電位と感光体上のトナー画像の画像部電位との電位差が「200V程度」であれば「プレ転写・逆転写」の問題は発生しないという結果が実験的に得られた。
【0059】
従って、「中間転写媒体に形成されている画像部の電位が、新たに1次転写されるトナー画像を有する静電潜像担持体上の画像部の電位と略同電位」であるとは、これらの電位の差が200V程度より小さいことを意味する。
【0060】
また、中間転写媒体上の「トナー画像の画像部の電位」と、感光体上のトナー画像の画像部電位との電位差を「同一電位差」として比較した場合、中間転写媒体から感光体への飛翔(逆転写)の方が、感光体から中間転写媒体への飛翔(プレ転写)よりも起こり難いことが確認された。
【0061】
これは、感光体上の画像がネガ・ポジ像であるのに対し、中間転写媒体上の画像はポジ・ポジ像であり、中間転写媒体には「トナーを静電的に引きつける電荷が存在する」ためと考えられる。
【0062】
転写部の上流部近傍での静電潜像担持体上の画像部の表面電位:Vと中間転写媒体上の画像部の表面電位:VtLとから、カウンタバイアス:Vtを求めるには、関係:V=VtL+Vtを利用すれば良く、中間転写媒体上の表面電位:VtLが既知の場合、即ち、予め実験によりデータとして求められている場合であれば、演算:Vt=V−VtLにより求めることができる。
【0063】
実際には、あらかじめ実験的に得られたデータに基づきテーブルを構成し、参照することでカウンタバイアス:Vtを設定するのが好ましい。
【0064】
このように、V値を「予めテーブルに記憶させた値」として設定するようにできるが、画像形成枚数から予測される「経時劣化変化分」を加えるか、あるいは静電潜像の画像部における残留電位を測定可能な手段を設け、その出力により値を決定することは好ましい。
【0065】
図2には、イエロートナー画像が1次転写されている中間転写媒体上にマゼンタトナー画像を転写する場合を説明した。上に説明したように、イエロートナー画像を転写された後の中間転写媒体の表面電位は、全体として正極性であり、画像部の電位が非画像部の電位よりも高い。
【0066】
図3において、縦軸は中間転写媒体表面の電位を表す。符号3−1で示すのは、前述の如くして最初にイエロートナーTYによるイエロートナー画像を1次転写したときの中間転写媒体上の表面電位を示す。符号3−2で示すのは、イエロートナー画像が1次転写されている中間転写媒体上に、マゼンタトナーTMによるマゼンタトナー画像を1次転写した後の中間転写媒体上の表面電位を示す。
【0067】
表面電位部:Aは、イエロートナー画像・マゼンタトナー画像ともに非画像部である部分、表面電位部:Bは、イエロートナー画像が画像部でマゼンタトナー画像が非画像部である部分、表面電位部:Cはイエロートナー画像・マゼンタトナー画像ともに画像部である部分、表面電位部:Dは、イエロートナー画像が非画像部でマゼンタトナー画像が画像部である部分をそれぞれ示している。
【0068】
各表面電位部とも、イエロートナー画像の1次転写後よりも電位が負の側(図の下方)へシフトしている。マゼンタトナー画像の転写によるマゼンタトナーTMの負電荷分の増加および「転写の際の剥離放電」の影響である。
【0069】
以下、シアントナー画像、黒トナー画像を1次転写した場合の中間転写媒体上の電位分布は、図3の場合と同様に変化し、一般に、1次転写の回数の増加と伴に、負の側ヘシフトする。
【0070】
各色トナーの帯電量、適正付着量等の条件を略同じにする場合「1色転写することによる中間転写媒体上の画像部の電位変化」は推定が可能である。
【0071】
1次転写開始以前の中間転写媒体の表面電位と1色目(上記説明例ではイエロートナー画像)の転写後の表面電位との差をΔV(この値は、予め実験的に求める)とすると、このΔVをもって「1色転写することによる画像部の電位変化」として推定でき、このΔVに基づいてカウンタバイアス:Vtを設定することができる(請求項2)。
【0072】
上記の如く、各色トナーの帯電量・適正付着量等の条件を略同じに設定すれば、1色転写(1つの色のトナー画像の1次転写)することによる画像部の電位変化は推定が可能であるが、これとは別の方法として、中間転写媒体上にイエロートナー画像〜黒トナー画像を「全て1次転写した後」の中間転写媒体の画像部の電位を考え、1次転写開始前と4色転写後との表面電位の差:Vを実験的に決定すると、1色転写する毎の電位変化:ΔVはV/4として推定でき、このV/4に基づいてカウンタバイアス:Vtを設定することができる(請求項3)
再び図3を参照すると、マゼンタトナー画像の1次転写後における中間転写媒体上の表面電位分布3−2は、イエロートナー画像とマゼンタトナー画像の画像部の重なり具合により段階的に変化する。このような場合、次ぎのシアントナー画像の1次転写の際に、カウンタバイアス:Vtによる表面電位のシフト量をどのように定めるかが問題となる。
【0073】
請求項4記載の方法ではこの場合、マゼンタトナー画像の1次転写後の電位3−2における電位最大値:V1を用い、これをカウンタバイアス:Vtによりシフトさせて感光体上におけるシアントナー画像の画像部電位と略等しくする。即ち、図3における表面電位部:Cの電位がカウンタバイアスにより負極性側にシフトされて「静電潜像担持体上のシアントナー画像部の電位」と等しくされる。
【0074】
この場合、図3の表面電位部:A、B、C、Dとも、シアントナーは静電潜像担持体から中間転写媒体上へは移動(プレ転写)しない電位状態(転写部上流側近傍で静電潜像担持体と中間転写媒体との近接部における電界が、静電潜像担持体から中間転写媒体ヘ向う)となる。
【0075】
この電位状態では、イエロートナーやマゼンタトナーが中間転写媒体から静電潜像担持体上への移動が電位的には可能であるが、前述したように、中間転写媒体から静電潜像担持体へはトナーの飛翔が生じ難いので、上記の如くすることにより、プレ転写を防止しつつ、逆転写を有効に防止もしくは低減させてシアントナー画像の1次転写を実行できる。
【0076】
同様に、最後の黒トナー画像を1次転写する際には、中間転写媒体上におけるイエロー・マゼンタ・シアントナー画像による画像部電位の最大電位値をカウンタバイアス:Vtによりシフトさせた基準電位が、静電潜像担持体上における黒トナー画像の画像部電位と略等しくなるようにすれば良い。
【0077】
なお、静電潜像担持体上に形成される静電潜像の極性が正極性で、正帯電したトナーを用いて反転現像を行う場合には、上記の「最大電位値」は「負極性の電位の絶対値の最大値」を意味する。
【0078】
上に説明した、カウンタバイアス:Vtの設定方法は「各色トナー画像の1次転写後の中間転写媒体の画像部の電位」を個別的に検出する必要が無く、個別的な表面電位計測手段が不要となるので省スペース化・低コスト化を実現できる。
【0079】
実際の画像形成装置の運転状況においては、カウンターバイアス:Vtの印加部を中間転写媒体が通過するとき、中間転写媒体表面の電位状態は、2次転写の影響、中間転写媒体除電の程度、中間転写媒体上のトナーの有無等で変化する可能性があり、カウンタバイアス印加部を通過するときの電位状態によりカウンタバイアスの効果は異なる。
【0080】
このような観点からすると、各転写部の上流側に、中間転写媒体表面の電位を検知する表面電位検出手段を設け、この表面電位検出手段が検出する「中間転写媒体の画像部の電位」を基にしてカウンタバイアス:Vtの設定を行うことが好ましいと言える(請求項5)。
【0081】
なお、プレ転写の発生は、静電潜像担持体と中間転写媒体との空隙が「数百μm以下の領域」であると考えられ、転写電圧とカウンタバイアスとのバランスを考えると、カウンタバイアス:Vtを印加する位置は、転写部の上流側で転写部に「きるだけ近い部分」であることが好ましい。
【0082】
例えば、図1に示した場合において、感光体PCの直径を40mm、感光体PCと中間転写ベルトBLとの接触幅(ニップ幅)を約10mmとした場合、カウンタバイアスローラR2によりカウンタバイアス:Vtを印加する位置は、感光体PCと中間転写媒体BLとが接触するニップ部分の上流側に5mm程度離れた位置が好適である。
【0083】
なお、転写電圧やカウンタバイアスを印加する手段は必ずしも「ローラ状」である必要は無く、中間転写媒体の裏面側に確実に接触して電圧印加が可能であれば良い。たとえば、転写ローラやカウンタバイアスローラに代えて、ブレード状やプレート状の印加部材を用い、これらを中間転写媒体の裏面側に接触させて転写電圧・カウンタバイアスの印加を行うようにすることができる。
【0084】
【発明の実施の形態】
図4、図5を参照して、この発明を実施した画像形成装置の実施の1形態を説明する。図4は装置の全体図であり、図5は発明の特徴部分を説明するための部分図である。図4を参照して、画像形成プロセスのあらましを先ず説明する。
【0085】
図4(a)に示す画像形成装置900は「タンデム型のカラー画像形成装置」である。カラー原稿は読取部901で赤・緑・青に色分解して読取られ、これら読取情報に基づき黒(B)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色に対する画像データが生成される。かかる読取り部の構成は従来から広く知られている。
【0086】
これら画像データは光書込装置902により作像ステーション903B、903Y、903M、903Cで光書込みに供される。作像ステーション903B〜903Cは構造的には同じであるので、作像ステーション903Bを例にとって説明する。
【0087】
図4(b)に示すように、作像ステーション903Bは、反時計方向に回転駆動されるドラム状に形成された光導電性の感光体(静電潜像担持体)91Bの回りに、帯電チャージャ92、現像装置93、転写手段94、クリーニング装置95が配設された構成となっている。
【0088】
転写手段94は、転写ローラ94A、カウンタバイアスローラ94Bおよびこれらに所定の電圧を印加する手段(図示されず)により構成されている。
【0089】
感光体91Bと、転写ローラ94A・カウンタバイアスローラ94Bとの間を、図4(a)に示すように、中間転写媒体としての中間転写ベルト9041が矢印方向へ走行するようになっている。感光体91Bは、反時計回りに回転しつつ帯電チャージャ92により均一帯電され、黒色画像に対応するB画像データをレーザ光束LBBにより書込まれ、B潜像(ネガ潜像)を形成される。
【0090】
B潜像は現像装置93で反転現像され、黒色トナーによる「黒トナー画像」となり、黒トナー画像は転写ローラ94Aにより中間転写ベルト9041上に1次転写される。その際、カウンタバイアスローラ94Bによりカウンタバイアス:Vtが印加されてプレ転写が防止される。
【0091】
トナー画像転写後の感光体91Bはクリーニング装置95によりクリーニングされる。
【0092】
同様にして、図4(a)に示す作像ステーション903Y、903M、903Cでは、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像が形成され、これら各色トナー画像は中間転写ベルト9041上に「黒トナー画像と重なり合う」ように転写される。このようにして中間転写ベルト9041上に形成された黒・イエロー・マゼンタ・シアントナー画像によるカラー画像は「シート状記録媒体」としての転写紙S上に2次転写される。
【0093】
転写紙Sは、画像形成装置本体下部のカセット906から給紙され、あるいは手差し部907から手差しで配紙され、レジストローラ909により「2次転写部」即ち、中間転写ベルト9041と2次転写ベルト905との接触部へ、カラー画像の移動にタイミングを取って送り込まれ、図示されないバイアス印加手段から2次転写ベルト905に印加される2次転写バイアスの作用により、カラー画像を転写される。2次転写ベルト905と図示されないバイアス印加手段とは「2次転写手段」を構成する。
【0094】
カラー画像を転写された転写紙Sは2次転写ベルト905により搬送され、図示されない除電チャージャで除電されて2次転写ベルト905から分離し、定着装置910でカラー画像を定着され、搬送ローラ911で搬送され排出ローラ912により装置外へ排出される。
【0095】
2次転写後における中間転写ベルト9041、2次転写ベルト905はそれぞれ、図示されないベルトクリーニング装置により外周面をクリーニングされる。
【0096】
転写紙Sの両面に画像形成を行う「両面画像形成モード」の場合は、片面にカラー画像を定着された転写紙Sの搬送路を切り換え爪915で切り換えて、搬送ローラ911と図示されないガイドとにより反転部913へ搬送し、反転部913において表裏を反転し「カラー画像が形成された面を上向き」にしてスタッカ914にスタックし、再度、レジストローラ909の位置へ搬送し、上記と同様にしてカラー画像を裏面に転写する。その後、裏面のカラー画像を定着装置910で定着し、搬送ローラ911で搬送し、排出ローラ912により装置外へ排出する。
【0097】
図5は図4に示した画像形成装置における転写部を説明するための図である。図5(a)において、符号91B〜91Cはそれぞれ、光導電性の感光体を示し、黒トナー画像は感光体91Bに、イエロートナー画像は感光体91Yに、マゼンタトナー画像は感光体91Mに、シアントナー画像は感光体91Cにそれぞれ形成される。符号94BK〜94Cは各感光体に対して1次転写を行う「1次転写手段」を示し、図には転写ローラとその上流側近傍に設けられるカウンタバイアスローラを示している。
【0098】
各1次転写部で行われる1次転写については先に図1〜図3に即して説明した通りであり、各1次転写部におけるカウンタバイアスローラにカウンタバイアス:Vtが印加されることにより、プレ転写・逆転写を有効に防止もしくは軽減して1次転写が行われる。
【0099】
なお、中間転写ベルトの電気抵抗が低いと、各転写部でカウンターバイアスローラと転写ローラとの間に中間転写ベルトを介して大きな電流が流れるため、中間転写ベルトの体積抵抗値はある程度高いことが必要で、具体的には10〜1010Ωm程度が使用可能であるが好ましくは1×10Ωmが良い。
【0100】
中間転写ベルトの体積抵抗値が高過ぎると、中間転写ベルトの自己除電性が低下するため専用の除電装置により除電する必要が生じる。自己除電は、中間転写ベルトのバルクを電荷が流れることにより行われるので、カウンターバイアスローラと中間転写ローラの間には電流を流さず、中間転写ベルトのバルクは電流を流しやすい構造とすることが好ましい。
【0101】
例えば、中間転写ベルトを3層構造として、カウンタバイアスローラが接触する側(裏面側)から第1、第2、第3層の体積抵抗率:ρ1、ρ2、ρ3を、ρ1>ρ2>ρ3もしくはρ1>ρ2<ρ3とし、全体の抵抗値を前記10〜1010Ωmとなるように構成すれば良い。
【0102】
図5(b)を参照すると、符号194B、194Y、194M、194Cはそれぞれ、転写部94BK〜94Cにおけるカウンタバイアスローラを示しており、これらはカウンタバイアス設定部CBS(マイクロコンピュータ等により構成される)により「各カウンタバイアスローラごとに設定されるカウンタバイアス:Vt」を、電源BDB、BDY、BDM、BDCから印加される。
【0103】
図5(a)において、符号9042は中間転写ベルト9041の表面電位を検出する電位検出手段を示している。
【0104】
図4、図5の画像形成装置において、請求項2記載の方法を実現する場合であれば、転写部における最下流側の感光体91Cに、基準パターンのネガ潜像を作成し、これを反転現像して得られるシアントナー画像を中間転写ベルト9041上へ転写する。このとき、カウンタバイアスは印加しないで良い。
【0105】
中間転写ベルト9041上に転写されたシアントナー画像の画像部電位を電位検出手段9042により検出し、前述の如くして2色目以降の1次転写のカウンタバイアス値を推定して設定する。図5(b)のカウンタバイアス設定部CBSは上記電位検出手段9042の検出電位に従い、上記推定と設定を行う。
【0106】
請求項3記載の方法を実現する場合であれば、転写部における各感光体91BK〜91Cに基準パターンのネガ潜像を作成し、これらを反転現像して得られる各色トナー画像を中間転写ベルト9041上へ逐次転写する。このときも、カウンタバイアスは印加しない。
【0107】
このようにして中間転写ベルト上に得られたカラー画像の画像部電位を電位検出手段9042により検出し、前述の如くして各色トナー画像の1次転写に対するカウンタバイアス値を、カウンタバイアス設定部CBSにおいて推定して設定する。上記何れの場合も、第1番目のトナー画像の1次転写に先立ち、中間転写ベルトの表面電位:Vbを検出しておく。
【0108】
【実施例】
図3〜図5に即して説明した画像形成装置を用いて画像形成を行った。中間転写媒体への1次転写の順位は、カラー画像形成の場合であれば黒・イエロー・マゼンタ・シアントナー画像の順であるが、評価の容易性に鑑みイエロートナー画像とマゼンタトナー画像の2色の画像で画像形成して評価を行った。
【0109】
先ず、感光体91Y上にイエロートナー画像を形成した。イエロートナー画像の画像部は、静電潜像の画像部電位が略−100Vで、イエロートナーが付着した状態で−200V程度である。
【0110】
このイエロートナー画像を「カウンタバイアスを印加せず」に転写された中間転写ベルト9041上の表面電位を電位検出手段9042により測定した。このときの画像部電位は+500Vであった。この電位は2次転写の際のバイアス条件により変化する。2次転写のバイアス条件は環境変化等に応じて変化させる制御を行っている。この制御は、環境による「転写紙の抵抗値変動」に起因する2次転写の効率変化を補正するのが主たる目的である。
【0111】
1色目のイエロートナー画像を1次転写する際、中間転写ベルト上には先に転写されているトナー画像がないので、カウンタバイアス:Vtとして充分に絶対値の大きいマイナス電位を印加する。
【0112】
実施例ではvt=−700Vとした。イエロートナー画像の転写後、2色目のマゼンタトナー画像の転写を行った。感光体91M上におけるマゼンタトナー画像の画像部の潜像電位は−100V、トナーが付着した状態で−200V程度である。マゼンタトナー画像を転写する前の中間転写ベルト上におけるイエロートナー画像の画像部電位を測定したところ+430Vであった。
【0113】
この状態でカウンタバイアスの値を種々に変化させ、マゼンタトナー画像の1次転写を行った後に装置を停止し、感光体91M上における逆転写によるイエロートナーの付着の有無と、中間転写ベルト上におけるプレ転写によるマゼンタトナーの散り状況を観察したところ以下の如き結果が得られた。
【0114】
カウンタバイアス(V) イエロートナーの付着 マゼンタトナーの散り
−200 ○ ×
−300 ○ ×
−400 ○ △
−500 ○ ○
−600 ○ ○
−700 × ○
−800 × ○
「○」印は付着もしくは散りが全く見られなかったもの、「×」印は付着もしくは散りが多く観察されたもの、「△」印はごく少量の散りが見られたものである。
【0115】
図5に示す電位検出手段9042を用い、前述のようにして請求項2記載の方法により「カウンタバイアス:Vtの決定」を行った。図6にフロー図を示す。このフロー図における「Thr」は、1色転写による電位変化量の上限であり、1色の電位変化量がこの値以上である場合、3色目以降における1次転写前の中間転写ベルト上の画像部電位をV1とすると、4色目を1次転写する際の転写部上流側での電位差が大きくなり、トナーの飛翔が生じた。Thr以下であれば画像部電位をV1として問題は生じなかった。
【0116】
「Thr」は50〜70V程度であるが実施例では70Vとした。おおよそ決定した中間転写ベルト上の画像部電位に基づき以下のテーブルを参照して、カウンタバイアス値を決める。このテーブルはシステムで固定したものを予め記憶させたものである。画像形成はフルカラーの画像形成を行い、1色転写後、2色転写後、3色転写後、4色転写後のそれぞれのタイミングで装置を停止し、感光体上と中間転写ベルト上のトナーの散り(プレ転写)とトナー付着(逆転写)を観察した。
【0117】

Figure 2004286851
【0118】
カウンタバイアスを印加しない場合と比較し、転写チリの少ない良好な画像が得られた。画像部電位の検出に際しては、前述の如く「専用のパターン」による作像を行った。
【0119】
図5に示す電位検出手段9042を用い、前述のようにして請求項3記載の方法により「カウンタバイアス:Vtの決定」を行った。
図7に示すフロー図に従い、中間転写体ベルト上の画像部の電位を推定し、上記テーブルを参照してカウンタバイアスを決定した。
【0120】
感光体上画像部への逆転写による他色の混入、プレ転写による中間転写体ベルト上のトナー散りもなく、良好な画像が得られた。
【0121】
なお、各静電潜像担持体上のトナー画像の画像部電位と、中間転写媒体の各転写部の上流側での画像部電位とを各々電位検出して、これら電位を合致させるように各転写部におけるカウンタバイアスを定め得ることは勿論である。
【0122】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な画像形成方法および装置を実現できる。この発明の画像形成方法によれば上記の如く、複数のトナー画像を中間転写媒体上に1次転写する際のプレ転写・逆転写を有効に防止もしくは低減できる。従って、この発明の画像形成方法を実施する画像形成装置は、プレ転写や逆転写に起因する像質劣化を良好に防止もしくは低減して高品質の画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カウンタバイアスを説明するための図である。
【図2】カウンタバイアスを説明するための図である。
【図3】1次転写後の中間転写媒体上の画像部電位を説明するための図である。
【図4】画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図5】図5の画像形成装置における転写部を説明するための図である。
【図6】実施例の画像部電位推定のフロー図である。
【図7】実施例の画像部電位推定の別のフロー図である。
【符号の説明】
PC 静電潜像担持体(光導電性の感光体)
BL 中間転写ベルト
R1 転写ローラ
R2 カウンタバイアスローラ
TY イエロートナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
An image forming method of reversing development of a negative latent image formed on an electrostatic latent image carrier to obtain a positive toner image, and transferring and fixing the toner image on a sheet-like recording medium such as transfer paper is an electronic copying method. It is widely implemented in various image forming apparatuses such as apparatuses and optical printers.
[0003]
2. Description of the Related Art Recently, color image formation and the like have been widely used, and a plurality of negative latent images formed on one or more electrostatic latent image carriers are separately reverse-developed, and each toner image is transferred onto an intermediate transfer medium such as an intermediate transfer belt. An image forming method has been performed in which a toner image is synthesized by superimposing the images on a sheet and superimposing the toner images on each other, and then secondary-transferring and fixing the synthesized toner image onto a sheet-shaped recording medium.
[0004]
A problem of "toner scattering" has been conventionally known in connection with transfer of a toner image. Toner scattering is a phenomenon in which toner adheres to a “part that is not an original image” in an image finally carried on a sheet-shaped recording medium as if “scattered”, and impairs the image quality of the formed image. This phenomenon is caused by the fact that when the toner image enters the transfer area, when the distance between the toner image and the transfer material (in the case of the intermediate transfer method, the intermediate transfer medium) is reduced, some of the toner particles constituting the toner image It is thought to be based on so-called "pre-transfer", which flies toward and adheres to the transfer material surface.
[0005]
When a plurality of toner images are combined on the intermediate transfer medium as described above, the transfer (primary transfer) of the toner image to the intermediate transfer medium is repeated. When the transfer is performed, the toner particles of the toner image previously transferred onto the intermediate transfer medium fly and transfer to the latent image carrier, and are further transferred to the intermediate transfer medium (referred to as “reverse transfer”). ) Occurs. Even when reverse transfer occurs, an image formed has the same image deterioration as the above-mentioned "toner scattering".
[0006]
Regarding the toner scattering, various methods for preventing or reducing the toner scattering have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2), but a countermeasure for the "reverse transfer" is currently being sought. It is.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-166728
[Patent Document 2]
JP-A-10-186878
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming method and apparatus capable of effectively eliminating or reducing the problem of reverse transfer as well as the problem of toner scattering.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The image forming method according to the present invention includes the steps of "forming N (≧ 2) negative latent images on one or more electrostatic latent image carriers, and reversal developing these negative latent images to form N positive toner images. Then, these toner images are sequentially primary-transferred onto an intermediate transfer medium, superimposed on each other, and then secondary-transferred from the intermediate transfer medium onto a sheet-shaped recording medium. "
[0010]
The “electrostatic latent image carrier” is a medium on which a desired electrostatic latent image is formed. The most common electrostatic latent image carrier is a "photoconductive photoconductor". In this case, the electrostatic latent image is formed by uniformly charging and exposing the photoconductor.
[0011]
The electrostatic latent image carrier may also be one having a dielectric surface and capable of holding the electrostatic latent image as a charge distribution on the surface. In this case, the electrostatic latent image is transferred to the electrostatic latent image formed on another electrostatic latent image carrier, or after the electrostatic latent image carrier is uniformly charged, and then moved to a position with a needle electrode or the like. It can be formed by selectively removing static electricity.
[0012]
The “negative latent image” is an electrostatic latent image in which the potential of an image portion (the portion where toner adheres) is attenuated, and a positive toner is formed by reversal development using toner having the same polarity as the electrostatic latent image charge. Visualized as an image. If the electrostatic latent image carrier is, for example, a photoconductive photoconductor, after uniformly charging the photoconductor, the potential of the image portion is optically attenuated by optical writing such as optical scanning, or It can be formed by irradiating a negative image of a document as a light image.
[0013]
The N electrostatic latent images may be formed differently from each other. For example, when forming two negative latent images, one may be formed by optical scanning, and the other may be formed by irradiating a negative image of a document as a light image.
[0014]
Two or more negative latent images may be visualized with “the same color toner” or may be visualized with different color toners. In the case of performing visualization using different color toners, a two-color image, a multicolor image, or a color image can be formed by combining the toner images.
[0015]
The electrostatic latent image carrier is in the form of a drum or a belt.
The intermediate transfer medium is also in the form of a drum or a belt. As a combination in form of the intermediate transfer medium and the electrostatic latent image carrier, a combination of a drum shape and a belt shape, or a combination of a belt shape and a belt shape is possible.
[0016]
In such a morphological combination, a drum-shaped or belt-shaped electrostatic latent image carrier and a belt-shaped or drum-shaped intermediate transfer medium come into contact with each other at a primary transfer portion to form a “nip portion”.
[0017]
The image forming apparatus according to the first aspect has the following features.
That is, at the time of the primary transfer, a counter bias: Vt is applied to the intermediate transfer medium near the upstream side of the transfer portion, and the counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) -th primary transfer is set to M The “potential of the image portion previously formed on the intermediate transfer medium” by the first primary transfer is substantially equal to the potential of the image portion of the electrostatic latent image carrier having the M-th toner image. Set to be.
[0018]
The “potential of the image portion previously formed on the intermediate transfer medium by the M-1 primary transfer” is obtained by primary-transferring the toner image formed by exposure and development of the reference pattern onto the intermediate transfer medium. By measuring the potential of the image portion after the transfer with a surface voltmeter, the potential can be known in advance. The image portion potential is "shifted by the counter bias: Vt, and the shift amount by the counter bias is set so as to be substantially the same as the potential of the toner image portion on the electrostatic latent image carrier".
[0019]
The potential of the "image portion of the M-th toner image" can be known in advance from the electrostatic latent image forming condition and the developing condition.
The “upstream side of the transfer section” is a side on which the toner image primarily transferred to the intermediate transfer medium enters the transfer section.
[0020]
When the counter bias: Vt is applied as described above, when the M-th toner image primarily transferred to the intermediate transfer medium enters the transfer portion, the surface of the electrostatic latent image carrier and the surface of the intermediate transfer medium are moved. Even when the toner image is close to the toner, a large electric force is applied to the toner constituting the toner image on the electrostatic latent image carrier (the toner image to be primary transferred first) toward the intermediate transfer medium. In addition, the toner constituting the image formed on the intermediate transfer medium (formed by the first-transferred first-toned toner image) is also reversed to the electrostatic latent image carrier side. The big electric force to make a picture does not work.
Therefore, pre-transfer and reverse transfer can be favorably prevented or reduced.
[0021]
2. The image forming method according to claim 1, wherein the counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) -th primary transfer is "based on an image portion formed on the intermediate transfer medium by the first primary transfer. And can be estimated and set based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the N-th primary transfer (claim 3). .
[0022]
For example, when N = 4, four electrostatic latent images are visualized with four colors of yellow, magenta, cyan, and black toners, and are primarily transferred onto the intermediate transfer belt in the above order. After the yellow toner image obtained according to the reference pattern is primarily transferred onto the intermediate transfer medium, the potential is shifted by applying a counter bias to the potential obtained by measuring the surface potential of the image portion, In the vicinity of the upstream side of the transfer portion, the potential of the image portion is set to be substantially equal to “the potential of the magenta toner image portion of the latent image carrier having the magenta toner image”.
[0023]
Since the conditions for transferring each color toner image to the intermediate transfer medium are known in advance, if the potential of the yellow toner image (the first primary transferred image) on the intermediate transfer medium is known as described above, Since the image portion potential on the intermediate transfer medium by the primary transfer of each color toner image can be empirically estimated (by a preliminary experiment), the counter bias: Vt can be set based on such an estimated value.
[0024]
As in the case of the third aspect, the image portion potential on the intermediate transfer medium is measured in a state where the four color toner images (all formed by the reference pattern) from the yellow toner image to the black toner image are primarily transferred. Conversely, a counter bias: Vt at the time of primary transfer of each toner image may be estimated and determined from this value. In the case of claim 3, magenta, cyan, and black toner images based on the potential of the image portion after the primary transfer of all four color toner images and the potential of the image portion after the transfer of the yellow toner image. Of the counter bias at the time of the primary transfer of the image may be estimated.
[0025]
In the image forming method according to any one of claims 1 to 3, a maximum potential value can be used as the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium (claim 4). That is, in this case, the maximum value of the potential of the toner image formed on the intermediate transfer medium is shifted to be substantially equal to the potential of the toner image portion on the electrostatic latent image carrier.
[0026]
In the image forming method according to any one of the first to fourth aspects, the potential of the image portion can be determined based on an output voltage detected by a surface potential detecting unit that detects a potential of the surface of the intermediate transfer medium. As described above, the counter bias: Vt is determined at the same time when the potential of the image portion is determined.
[0027]
An image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein N = 3 or 4, and different electrostatic latent images are formed of three colors of yellow, magenta, cyan or red, green, and blue, or black on these. It can be developed with the added four color toners. In this case, different electrostatic latent images can be “sequentially formed on the same electrostatic latent image carrier”, but can be “separately formed on two or more electrostatic latent image carriers” (claims). Item 7).
[0028]
The image forming apparatus according to the present invention is configured such that “N (≧ 2) negative latent images are formed on one or more electrostatic latent image carriers, and these negative latent images are reversal-developed to form N positive toner images. Then, these toner images are sequentially primary-transferred onto an intermediate transfer medium, superimposed on each other, and then secondary-transferred from the intermediate transfer medium onto a sheet-shaped recording medium. "
[0029]
The image forming apparatus according to claim 8 has the following features.
[0030]
That is, a primary transfer unit for performing primary transfer applies a transfer bias applying unit that applies a transfer bias to the primary transfer unit, and applies a counter bias: Vt to the intermediate transfer medium near the upstream side of the primary transfer unit. It has "counter bias means".
[0031]
Then, the counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) primary transfer is set to substantially the same potential as the potential of the image portion previously formed on the intermediate transfer medium by the M-1 primary transfer. And a “counter bias setting unit”.
[0032]
The counter bias setting unit estimates the counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) th primary transfer based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the first primary transfer. It is also possible to set the counter bias: Vt at the time of (M (= 2 to N) th primary transfer) the image formed on the intermediate transfer medium by the Nth primary transfer. It can be set by estimating based on the potential of the unit (claim 10).
[0033]
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the counter bias setting unit uses the maximum value of the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium as the potential of the image portion used for setting the counter bias. (Claim 11).
[0034]
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein the image forming apparatus includes: a surface potential detecting unit configured to detect a potential of an image portion on the intermediate transfer medium after the primary transfer; The potential of the image portion is determined based on the potential detected by the surface potential detecting means, and the counter bias in the second and subsequent transfer in the primary transfer is set based on this potential. "
[0035]
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 12, wherein N = 3 or 4, wherein different electrostatic latent images are three colors of yellow, magenta, cyan or red, green, and blue or black is added to these. The toner can be developed with four different colors.
In this case, different electrostatic latent images may be sequentially formed on the same electrostatic latent image carrier, but different electrostatic latent images are formed separately on two or more electrostatic latent image carriers. It is also possible to adopt a configuration in which primary transfer is performed from each electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer medium (claim 14).
[0036]
The image forming apparatus according to the fourteenth aspect may be configured as a “tandem type image forming apparatus in which three or four electrostatic latent image carriers are arranged in the running direction of the surface of the intermediate transfer medium”. 15).
[0037]
To add a little, in the present invention, the number of toner images to be provided for forming one image: N can be N = 2, 3 or 4 as described above, but is not limited to this. The present invention is also applicable to the case of N of 5 or more. For example, when a color image is formed, normally, N = 4, and four electrostatic latent images are visualized with four colors of yellow, magenta, cyan, and black toners. More precise color expression is possible in the formed image.
[0038]
Here, the operation of the present invention will be described.
FIG. 1 schematically shows the state of primary transfer of a toner image from an electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer medium. The electrostatic latent image carrier is rotated in the direction of the arrow by a photoconductive photoconductor PC formed in a drum shape. The intermediate transfer medium travels rightward in the figure on an intermediate transfer belt BL formed in an endless belt shape.
[0039]
A transfer voltage is applied to a “transfer roller” indicated by a symbol R1 from a power supply D1. Symbol R2 indicates a counter bias roller. A counter bias: Vt is applied to the counter bias roller R2 from the power supply D2. The counter bias roller R2 and the power supply D2 constitute "counter bias means".
[0040]
Since the rotation direction of the photoconductor PC and the traveling direction of the intermediate transfer belt BL are as described above, the counter bias: Vt by the counter bias roller R2 is intermediate on the upstream side of the position of the transfer roller R1 which is the “transfer section”. The voltage is applied from the back side of the transfer belt BL.
[0041]
FIG. 1 shows a state in which a yellow toner image formed by the yellow toner TY is transferred. Here, it is assumed that the yellow toner image is firstly transferred first.
[0042]
The yellow toner image enters the transfer section from the left side of the drawing as the photoconductor PC rotates in the direction of the arrow, and is transferred onto the intermediate transfer belt BL by the transfer voltage applied by the transfer roller R1.
[0043]
For the sake of specificity, in the following description, in the following description, an electrostatic latent image is a negative latent image formed by a negative potential distribution (a non-image portion has a uniform negative potential; The surface potential is attenuated due to light). The yellow toner TY is negatively charged to the same polarity as the electrostatic latent image, and is captured by the image portion of the negative latent image whose potential has been attenuated by reversal development to form a yellow toner image. Therefore, in order to transfer this yellow toner image to the intermediate transfer belt BL, the transfer roller R1 applies a positive potential to the transfer portion.
[0044]
FIG. 2A schematically shows a potential relationship between a yellow toner image portion and a non-image portion on the photoconductor PC. The potential changes in the vertical direction, and the upper part of the figure indicates the direction in which the positive potential increases, and GND indicates the ground level. The surface of the photoconductor PC has a uniform negative potential: V 0 In the negative latent image portion, the latent image potential: V L In this portion, the yellow toner TY of negative polarity is captured.
[0045]
Latent image potential: V L Is 0 V if optical attenuation is ideally performed, but in reality, a potential of about -100 to -150 V remains. The transfer voltage by the transfer roller R1 forms an "electric field from the intermediate transfer belt BL to the photoconductor PC" at the transfer portion, and the yellow toner TY is transferred onto the intermediate transfer belt BL by the action of the electric field.
That is, since the yellow toner TY has a negative polarity, the yellow toner TY moves to the higher potential side (the side where the potential increases in the positive direction, that is, upward in FIG. 2A).
[0046]
Considering the "pre-transfer" described above, if the counter bias by the counter bias roller R2: Vt is set to 0, the potential of the image portion of the electrostatic latent image shown in FIG. L If the ideal value is 0 V, even if the surface of the photoconductor PC and the surface of the intermediate transfer belt BL are close to each other in the vicinity of the upstream side of the transfer unit, the “yellow toner TY is applied to the intermediate transfer belt BL” in the gap therebetween. The "electric field to fly to the side" does not substantially occur, and pre-transfer does not occur.
[0047]
However, as described above, actually, the image portion potential: V L Is a finite negative potential, not 0, and if the counter bias: Vt is set to 0, an electric field is generated in the gap from the photoconductor PC toward the intermediate transfer belt BL, and the yellow toner TY is generated by the action of the electric field. It flies toward the intermediate transfer belt BL and generates "toner scattering" due to pre-transfer.
[0048]
In order to prevent such pre-transfer, it is necessary to set the counter bias: Vt as “absolute value is at least latent image potential: V L In this case, the yellow toner TY is repelled from the intermediate transfer belt BL to the gap between the photoconductor PC and the intermediate transfer belt BL near the upstream side of the transfer unit. An electric field is generated, and pre-transfer is effectively prevented.
[0049]
FIG. 2B schematically shows the state of the potential on the intermediate transfer belt BL on which the yellow toner image is transferred by the yellow toner TY. When the yellow toner image is transferred onto the intermediate transfer belt, the surface potential of the intermediate transfer belt BL becomes more positive than the ground level GND as shown in the figure. This is because a positive charge is applied to the intermediate transfer belt from the transfer roller R1 at the time of transfer.
[0050]
The potential of the surface of the intermediate transfer belt is not uniform, and the potential of the “image portion” to which the yellow toner TY adheres is higher than the surface potential of the non-image portion. This is because, when the transfer is performed, “the negative charges constituting the non-image portion on the photoconductor PC are transferred by peeling discharge” to the non-image portion, and the potential is biased to the minus side from the image portion. is there.
[0051]
FIGS. 2C to 2E are explanatory diagrams showing potential relationships when a magenta toner image is transferred by the magenta toner TM onto an intermediate transfer belt on which a yellow toner image is transferred by the yellow toner TY. .
[0052]
In the state shown in FIG. 2C, “counter bias: the negative polarity of Vt is not sufficient” near the upstream side of the transfer portion of the magenta toner image, and the surface potential on the intermediate transfer belt BL is the image portion of the electrostatic latent image. Potential: higher than VL. In this case, since the electric force F1 toward the photoconductor PC acts on the negative magenta toner TM constituting the magenta toner image on the photoconductor, toner scattering due to the pre-transfer of the magenta toner YM occurs. appear.
[0053]
Conversely, the state of FIG. 2C shows a state in which the negative polarity of the counter bias: Vt is too large, and the surface potential of the intermediate transfer belt is lower than the surface potential of the photoconductor near the upstream side of the transfer unit. In this case, an electric field from the photoconductor to the intermediate transfer belt is generated between the surface of the adjacent photoconductor and the surface of the intermediate transfer belt, and the yellow toner TY transferred on the intermediate transfer belt is directed to the photoconductor. The electric force F2 is generated, and the “reverse transfer” of the yellow toner TY is generated by the action of the electric force F2.
[0054]
FIG. 2E shows that the "potential of the image portion" of the yellow toner image formed on the intermediate transfer belt becomes equal to the image portion potential of the magenta toner image on the photoconductor by an appropriate counter balance: Vt. If it is. In this case, neither the force for reversely transferring the yellow toner on the intermediate transfer belt nor the force for pre-transferring the magenta toner on the photoreceptor acts, and the magenta toner image is transferred to the intermediate transfer medium without pre-transfer and reverse transfer. Can be transferred on top.
[0055]
Hereinafter, even when the cyan toner image and the black toner image are primarily transferred onto the intermediate transfer belt, the counter bias: Vt is appropriately set so that the image portion potential of the toner image on the intermediate transfer belt becomes By making the potential substantially equal to the image portion potential of the toner image, the primary transfer of each toner image can be appropriately performed.
[0056]
That is, in general, when there are N toner images to be subjected to the primary transfer, the counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) -th primary transfer is first increased by M-1 times of the primary transfer. By setting the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium to be substantially the same as the potential of the image portion on the electrostatic latent image carrier having the M-th toner image (claim 1) Appropriate primary transfer can be performed.
[0057]
The description with reference to FIG. 2E illustrates that the potential of the image portion during the primary transfer of the magenta toner image is “equal to the reference potential of the image portion of the yellow toner image on the intermediate transfer belt”. In this case, it is difficult to make the two potentials “equal”.
[0058]
However, even if these potentials do not completely match, if "the difference between the two potentials is small to some extent", pre-transfer and reverse transfer due to toner flying do not occur. That is, if the potential difference between the potential of the image portion on the intermediate transfer belt and the potential of the image portion of the toner image on the photoreceptor is "about 200 V", the experimental result indicates that the problem of "pre-transfer / reverse transfer" does not occur. Was obtained.
[0059]
Therefore, "the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium is substantially the same as the potential of the image portion on the electrostatic latent image carrier having the toner image to be newly primary-transferred" It means that the difference between these potentials is smaller than about 200V.
[0060]
When the potential difference between the “potential of the image portion of the toner image” on the intermediate transfer medium and the potential of the image portion of the toner image on the photosensitive member is compared as “the same potential difference”, the flying from the intermediate transfer medium to the photosensitive member It was confirmed that (reverse transfer) is less likely to occur than flying from the photoconductor to the intermediate transfer medium (pre-transfer).
[0061]
This means that the image on the photoreceptor is a negative / positive image, whereas the image on the intermediate transfer medium is a positive / positive image. It is thought that.
[0062]
Surface potential of the image portion on the electrostatic latent image carrier near the upstream portion of the transfer portion: V L And the surface potential of the image area on the intermediate transfer medium: V tL Therefore, to obtain the counter bias: Vt, the relation: V L = V tL + Vt may be used, and the surface potential on the intermediate transfer medium: V tL Is known, that is, when it is previously obtained as data by experiment, the operation: Vt = V L -V tL Can be obtained by
[0063]
In practice, it is preferable to form a table based on experimentally obtained data in advance and set the counter bias: Vt by referring to the table.
[0064]
Thus, V L The value can be set as a "value stored in the table in advance", but it is possible to add the "deterioration degradation change" predicted from the number of image formation or to measure the residual potential in the image portion of the electrostatic latent image It is preferable to provide an appropriate means and determine the value based on the output.
[0065]
FIG. 2 illustrates a case where a magenta toner image is transferred onto an intermediate transfer medium on which a yellow toner image is primarily transferred. As described above, the surface potential of the intermediate transfer medium after the transfer of the yellow toner image is positive as a whole, and the potential of the image portion is higher than the potential of the non-image portion.
[0066]
In FIG. 3, the vertical axis represents the potential on the surface of the intermediate transfer medium. The reference numeral 3-1 indicates the surface potential on the intermediate transfer medium when the yellow toner image is first transferred first by the yellow toner TY as described above. Reference numeral 3-2 indicates the surface potential on the intermediate transfer medium after the magenta toner image is primarily transferred by the magenta toner TM onto the intermediate transfer medium on which the yellow toner image has been primarily transferred.
[0067]
Surface potential portion: A is a portion where the yellow toner image and the magenta toner image are both non-image portions; surface potential portion: B is a portion where the yellow toner image is an image portion and the magenta toner image is a non-image portion; : C indicates a portion where both the yellow toner image and the magenta toner image are image portions, and D indicates a portion where the yellow toner image is a non-image portion and the magenta toner image is an image portion.
[0068]
In each of the surface potential portions, the potential is shifted to the negative side (downward in the figure) from after the primary transfer of the yellow toner image. This is due to the effect of the increase of the negative charge of the magenta toner TM due to the transfer of the magenta toner image and the effect of “peeling discharge during transfer”.
[0069]
Hereinafter, the potential distribution on the intermediate transfer medium in the case where the cyan toner image and the black toner image are primarily transferred changes in the same manner as in FIG. 3, and generally, as the number of times of the primary transfer increases, the potential distribution becomes negative. Shift to the side.
[0070]
When the conditions such as the charge amount and the proper adhesion amount of each color toner are made substantially the same, it is possible to estimate “the potential change of the image portion on the intermediate transfer medium due to one-color transfer”.
[0071]
Assuming that the difference between the surface potential of the intermediate transfer medium before the start of the primary transfer and the surface potential after the transfer of the first color (the yellow toner image in the above-described example) is ΔV (this value is obtained experimentally in advance), With ΔV, it can be estimated as “the potential change of the image portion due to one-color transfer”, and a counter bias: Vt can be set based on this ΔV (claim 2).
[0072]
As described above, if the conditions such as the charge amount and the proper adhesion amount of each color toner are set to be substantially the same, the potential change of the image portion due to one color transfer (primary transfer of one color toner image) can be estimated. Although it is possible, as another method, the primary transfer is started by considering the potential of the image portion of the intermediate transfer medium “after all the primary transfer” of the yellow toner image to the black toner image on the intermediate transfer medium. If the difference in surface potential between before and after four-color transfer: V is experimentally determined, the potential change for each one-color transfer: ΔV can be estimated as V / 4, and based on this V / 4, the counter bias: Vt Can be set (claim 3)
Referring again to FIG. 3, the surface potential distribution 3-2 on the intermediate transfer medium after the primary transfer of the magenta toner image changes stepwise according to the degree of overlap between the yellow toner image and the image portion of the magenta toner image. In such a case, how to determine the shift amount of the surface potential due to the counter bias: Vt at the time of the next primary transfer of the cyan toner image becomes a problem.
[0073]
In this case, the maximum potential value V1 at the potential 3-2 after the primary transfer of the magenta toner image is used, and this is shifted by the counter bias: Vt, so that the cyan toner image on the photosensitive member is shifted. It is made substantially equal to the image portion potential. That is, the potential of the surface potential portion: C in FIG. 3 is shifted to the negative polarity side by the counter bias, and is made equal to “the potential of the cyan toner image portion on the electrostatic latent image carrier”.
[0074]
In this case, in the surface potential portions: A, B, C, and D in FIG. 3, the potential state in which the cyan toner does not move (pre-transfer) from the electrostatic latent image carrier onto the intermediate transfer medium (in the vicinity of the upstream side of the transfer portion) The electric field in the vicinity of the electrostatic latent image carrier and the intermediate transfer medium is directed from the electrostatic latent image carrier to the intermediate transfer medium.
[0075]
In this potential state, the yellow toner and the magenta toner can move from the intermediate transfer medium onto the electrostatic latent image carrier in terms of potential, but as described above, the yellow toner and the magenta toner move from the intermediate transfer medium to the electrostatic latent image carrier. Since the toner is unlikely to fly, the above-described procedure makes it possible to execute the primary transfer of the cyan toner image by effectively preventing or reducing the reverse transfer while preventing the pre-transfer.
[0076]
Similarly, when the last black toner image is primarily transferred, the reference potential obtained by shifting the maximum potential value of the image portion potential of the yellow, magenta, and cyan toner images on the intermediate transfer medium by the counter bias: Vt is What is necessary is just to make it substantially equal to the image portion potential of the black toner image on the electrostatic latent image carrier.
[0077]
When the polarity of the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier is positive and the reversal development is performed using positively charged toner, the above “maximum potential value” is “negative polarity”. The maximum value of the absolute value of the potential of
[0078]
As described above, the method of setting the counter bias: Vt does not require the individual detection of “the potential of the image portion of the intermediate transfer medium after the primary transfer of the toner image of each color”. Since it becomes unnecessary, space saving and cost reduction can be realized.
[0079]
In an actual operation state of the image forming apparatus, when the intermediate transfer medium passes through the application part of the counter bias: Vt, the potential state of the surface of the intermediate transfer medium is influenced by the secondary transfer, the degree of the neutralization of the intermediate transfer medium, It may change depending on the presence or absence of toner on the transfer medium, and the effect of the counter bias differs depending on the potential state when passing through the counter bias applying unit.
[0080]
From this point of view, a surface potential detecting unit that detects the potential of the surface of the intermediate transfer medium is provided upstream of each transfer unit, and the “potential of the image portion of the intermediate transfer medium” detected by the surface potential detecting unit is detected. It can be said that it is preferable to set the counter bias: Vt based on this (claim 5).
[0081]
The occurrence of pre-transfer is considered that the gap between the electrostatic latent image carrier and the intermediate transfer medium is considered to be “a region of several hundred μm or less”. : It is preferable that the position to which Vt is applied is a "part as close as possible" to the transfer portion on the upstream side of the transfer portion.
[0082]
For example, in the case shown in FIG. 1, when the diameter of the photoconductor PC is 40 mm and the contact width (nip width) between the photoconductor PC and the intermediate transfer belt BL is about 10 mm, the counter bias: Vt is set by the counter bias roller R2. Is preferably located at a position about 5 mm away from the nip portion where the photoconductor PC and the intermediate transfer medium BL are in contact with each other.
[0083]
The means for applying the transfer voltage or the counter bias does not necessarily have to be “roller-shaped”, and it is sufficient that the voltage can be applied by securely contacting the back side of the intermediate transfer medium. For example, instead of the transfer roller and the counter bias roller, a blade-shaped or plate-shaped application member may be used, and these may be brought into contact with the back side of the intermediate transfer medium to apply the transfer voltage and the counter bias. .
[0084]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of an image forming apparatus embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an overall view of the apparatus, and FIG. 5 is a partial view for explaining the features of the present invention. An overview of the image forming process will be described first with reference to FIG.
[0085]
The image forming apparatus 900 shown in FIG. 4A is a “tandem type color image forming apparatus”. The color original is read by the reading unit 901 after being separated into red, green, and blue, and based on the read information, image data for each of black (B), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) is obtained. Generated. The configuration of such a reading unit has been widely known.
[0086]
These image data are provided for optical writing at the image forming stations 903B, 903Y, 903M, and 903C by the optical writing device 902. Since the image forming stations 903B to 903C are structurally the same, the image forming station 903B will be described as an example.
[0087]
As shown in FIG. 4B, the image forming station 903B is charged around a photoconductive photoconductor (electrostatic latent image carrier) 91B formed in a drum shape that is driven to rotate counterclockwise. The configuration is such that a charger 92, a developing device 93, a transfer means 94, and a cleaning device 95 are provided.
[0088]
The transfer unit 94 includes a transfer roller 94A, a counter bias roller 94B, and a unit (not shown) for applying a predetermined voltage to these.
[0089]
As shown in FIG. 4A, an intermediate transfer belt 9041 as an intermediate transfer medium runs between the photoreceptor 91B and the transfer roller 94A / counter bias roller 94B in the direction of the arrow. The photoreceptor 91B is uniformly charged by the charger 92 while rotating counterclockwise, and B image data corresponding to a black image is written by the laser beam LBB to form a B latent image (negative latent image).
[0090]
The B latent image is reversely developed by the developing device 93 to become a “black toner image” using black toner, and the black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 9041 by the transfer roller 94A. At this time, a counter bias: Vt is applied by the counter bias roller 94B to prevent pre-transfer.
[0091]
The photoconductor 91B after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaning device 95.
[0092]
Similarly, in the image forming stations 903Y, 903M, and 903C shown in FIG. 4A, yellow, magenta, and cyan color toner images are formed, and these color toner images are displayed on the intermediate transfer belt 9041 as "black toner image". It is transferred so as to "overlap". The color image formed by the black, yellow, magenta, and cyan toner images formed on the intermediate transfer belt 9041 in this manner is secondarily transferred onto a transfer sheet S as a “sheet recording medium”.
[0093]
The transfer paper S is fed from a cassette 906 at the bottom of the image forming apparatus main body, or is manually distributed from a manual feed unit 907, and is registered by a registration roller 909 in a “secondary transfer unit”, that is, an intermediate transfer belt 9041 and a secondary transfer belt. The color image is transferred to the contact portion with the timing 905 at a time when the color image is moved, and the color image is transferred by the action of the secondary transfer bias applied to the secondary transfer belt 905 from a bias applying unit (not shown). The secondary transfer belt 905 and a bias applying unit (not shown) constitute a “secondary transfer unit”.
[0094]
The transfer paper S on which the color image has been transferred is conveyed by a secondary transfer belt 905, is discharged by a charge eliminator (not shown), is separated from the secondary transfer belt 905, and the color image is fixed by a fixing device 910. The sheet is conveyed and discharged out of the apparatus by discharge rollers 912.
[0095]
The outer peripheral surface of each of the intermediate transfer belt 9041 and the secondary transfer belt 905 after the secondary transfer is cleaned by a belt cleaning device (not shown).
[0096]
In the case of the “double-sided image forming mode” in which images are formed on both sides of the transfer sheet S, the transfer path of the transfer sheet S on which the color image is fixed on one side is switched by the switching claw 915 to switch between the transfer roller 911 and a guide (not shown). To the reversing section 913, and turn over the sheet at the reversing section 913, stack the sheets on the stacker 914 with the “surface on which the color image is formed facing upward”, convey again to the position of the registration roller 909, and do the same as above. To transfer the color image to the back side. Thereafter, the color image on the back surface is fixed by the fixing device 910, conveyed by the conveyance roller 911, and discharged out of the device by the discharge roller 912.
[0097]
FIG. 5 is a diagram for explaining a transfer unit in the image forming apparatus shown in FIG. In FIG. 5A, reference numerals 91B to 91C denote photoconductive photoconductors, respectively, wherein a black toner image is on the photoconductor 91B, a yellow toner image is on the photoconductor 91Y, a magenta toner image is on the photoconductor 91M, The cyan toner images are respectively formed on the photoconductors 91C. Reference numerals 94BK to 94C denote "primary transfer means" for performing primary transfer on each photoconductor, and in the figure, a transfer roller and a counter bias roller provided near the upstream side thereof are shown.
[0098]
The primary transfer performed in each primary transfer unit is as described above with reference to FIGS. 1 to 3. The counter bias: Vt is applied to the counter bias roller in each primary transfer unit. The primary transfer is performed while effectively preventing or reducing pre-transfer and reverse transfer.
[0099]
If the electric resistance of the intermediate transfer belt is low, a large current flows between the counter bias roller and the transfer roller via the intermediate transfer belt at each transfer section, and thus the volume resistance of the intermediate transfer belt may be high to some extent. Necessary, specifically 10 8 -10 10 Ωm can be used, but preferably 1 × 10 9 Ωm is good.
[0100]
If the volume resistance value of the intermediate transfer belt is too high, the self-static elimination property of the intermediate transfer belt deteriorates, so that it is necessary to eliminate electricity by a dedicated static eliminator. Self-static elimination is performed by the charge flowing through the bulk of the intermediate transfer belt.Therefore, no current flows between the counter bias roller and the intermediate transfer roller, and the bulk of the intermediate transfer belt must have a structure that allows current to flow easily. preferable.
[0101]
For example, the intermediate transfer belt has a three-layer structure, and the volume resistivity of the first, second, and third layers: ρ1, ρ2, ρ3 from the side (back side) in contact with the counter bias roller, ρ1>ρ2> ρ3 or ρ1> ρ2 <ρ3, and the total resistance is 10 8 -10 10 Ωm.
[0102]
Referring to FIG. 5B, reference numerals 194B, 194Y, 194M, and 194C denote counter bias rollers in the transfer units 94BK to 94C, respectively, which are counter bias setting units CBS (configured by a microcomputer or the like). , A "counter bias: Vt set for each counter bias roller" is applied from the power supplies BDB, BDY, BDM, and BDC.
[0103]
In FIG. 5A, reference numeral 9042 denotes a potential detecting unit that detects the surface potential of the intermediate transfer belt 9041.
[0104]
In the case of realizing the method described in claim 2 in the image forming apparatus of FIGS. 4 and 5, a negative latent image of the reference pattern is formed on the photoconductor 91C on the most downstream side in the transfer unit, and this is inverted. The cyan toner image obtained by development is transferred onto the intermediate transfer belt 9041. At this time, the counter bias does not need to be applied.
[0105]
The potential of the image portion of the cyan toner image transferred onto the intermediate transfer belt 9041 is detected by the potential detecting means 9042, and the counter bias value of the primary transfer for the second color and thereafter is estimated and set as described above. The counter bias setting unit CBS in FIG. 5B performs the estimation and the setting according to the detected potential of the potential detecting means 9042.
[0106]
In the case of realizing the method according to claim 3, a negative latent image of a reference pattern is formed on each of the photoconductors 91BK to 91C in the transfer unit, and each color toner image obtained by reversing and developing the negative latent image is transferred to the intermediate transfer belt 9041. Transfer sequentially to the top. At this time, no counter bias is applied.
[0107]
The potential of the image portion of the color image thus obtained on the intermediate transfer belt is detected by the potential detecting means 9042, and the counter bias value for the primary transfer of each color toner image is determined by the counter bias setting unit CBS as described above. Estimate and set. In any of the above cases, the surface potential Vb of the intermediate transfer belt is detected before the primary transfer of the first toner image.
[0108]
【Example】
Image formation was performed using the image forming apparatus described with reference to FIGS. The order of primary transfer to the intermediate transfer medium is in the order of black, yellow, magenta, and cyan toner images in the case of color image formation. An image was formed with a color image and evaluated.
[0109]
First, a yellow toner image was formed on the photoreceptor 91Y. In the image portion of the yellow toner image, the image portion potential of the electrostatic latent image is approximately −100 V, and is approximately −200 V with the yellow toner attached.
[0110]
The surface potential on the intermediate transfer belt 9041 onto which the yellow toner image was transferred “without applying a counter bias” was measured by a potential detecting unit 9042. At this time, the image portion potential was +500 V. This potential changes depending on the bias condition at the time of the secondary transfer. Control is performed to change the bias condition of the secondary transfer in accordance with an environmental change or the like. The main purpose of this control is to correct a change in the efficiency of the secondary transfer caused by the “fluctuation in the resistance value of the transfer paper” due to the environment.
[0111]
At the time of primary transfer of the first color yellow toner image, there is no toner image previously transferred on the intermediate transfer belt, so a negative potential having a sufficiently large absolute value is applied as the counter bias: Vt.
[0112]
In the embodiment, vt = −700V. After the transfer of the yellow toner image, the transfer of the second color magenta toner image was performed. The latent image potential of the image portion of the magenta toner image on the photoconductor 91M is about -100V, and about -200V when the toner is attached. The potential of the image portion of the yellow toner image on the intermediate transfer belt before the transfer of the magenta toner image was measured to be +430 V.
[0113]
In this state, the value of the counter bias is changed variously, and after the primary transfer of the magenta toner image is performed, the apparatus is stopped, and the presence or absence of yellow toner due to the reverse transfer on the photoreceptor 91M is determined. Observation of the state of magenta toner scattering due to pre-transfer showed the following results.
[0114]
Counter bias (V) Yellow toner adhesion Magenta toner scattering
−200 ○ ×
−300 ○ ×
−400 ○ △
−500 ○ ○
-600 ○ ○
-700 × ○
-800 × ○
The mark “○” indicates that no adhesion or scattering was observed, the mark “X” indicates that much adhesion or scattering was observed, and the mark “△” indicates that only a small amount of scattering was observed.
[0115]
Using the potential detecting means 9042 shown in FIG. 5, "counter bias: determination of Vt" was performed by the method described in claim 2. FIG. 6 shows a flowchart. “Thr” in this flowchart is the upper limit of the amount of potential change due to one-color transfer, and when the amount of potential change of one color is equal to or more than this value, the image on the intermediate transfer belt before the primary transfer for the third color and thereafter Assuming that the partial potential is V1, the potential difference on the upstream side of the transfer portion at the time of the primary transfer of the fourth color becomes large, causing the toner to fly. If it is equal to or less than Thr, the image portion potential is set to V1 and no problem occurs.
[0116]
“Thr” is about 50 to 70 V, but was set to 70 V in the example. The counter bias value is determined by referring to the following table based on the roughly determined image portion potential on the intermediate transfer belt. This table stores the data fixed by the system in advance. In the image formation, a full-color image is formed, the apparatus is stopped at each timing after one-color transfer, two-color transfer, three-color transfer, and four-color transfer, and the toner on the photoreceptor and the intermediate transfer belt is stopped. Scattering (pre-transfer) and toner adhesion (reverse transfer) were observed.
[0117]
Figure 2004286851
[0118]
As compared with the case where no counter bias was applied, a good image with less transfer dust was obtained. When detecting the image portion potential, an image was formed using the “dedicated pattern” as described above.
[0119]
Using the potential detecting means 9042 shown in FIG. 5, "counter bias: determination of Vt" was performed by the method of claim 3 as described above.
According to the flowchart shown in FIG. 7, the potential of the image portion on the intermediate transfer belt was estimated, and the counter bias was determined with reference to the above table.
[0120]
A good image was obtained without mixing other colors due to reverse transfer to the image portion on the photoreceptor and toner scattering on the intermediate transfer belt due to pre-transfer.
[0121]
Note that the potential of the image portion of the toner image on each electrostatic latent image carrier and the potential of the image portion on the upstream side of each transfer portion of the intermediate transfer medium are respectively detected, and each potential is matched so that these potentials match. Of course, the counter bias in the transfer section can be determined.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a novel image forming method and apparatus can be realized. According to the image forming method of the present invention, as described above, pre-transfer and reverse transfer during primary transfer of a plurality of toner images onto an intermediate transfer medium can be effectively prevented or reduced. Therefore, the image forming apparatus that performs the image forming method of the present invention can perform high quality image formation by favorably preventing or reducing image quality deterioration due to pre-transfer and reverse transfer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a counter bias.
FIG. 2 is a diagram for explaining a counter bias.
FIG. 3 is a diagram for explaining an image portion potential on an intermediate transfer medium after primary transfer.
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the image forming apparatus.
FIG. 5 is a diagram for explaining a transfer unit in the image forming apparatus of FIG. 5;
FIG. 6 is a flowchart of image portion potential estimation according to the embodiment.
FIG. 7 is another flowchart of the image portion potential estimation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
PC electrostatic latent image carrier (photoconductive photoconductor)
BL Intermediate transfer belt
R1 transfer roller
R2 Counter bias roller
TY yellow toner

Claims (15)

1以上の静電潜像担持体にN(≧2)個のネガ潜像を形成し、これらネガ潜像をそれぞれ反転現像して、N個のポジのトナー画像を得、これらトナー画像を中間転写媒体上に逐次に1次転写して互いに重ね合せ、次いで、上記中間転写媒体上からシート状記録媒体上に2次転写する画像形成方法において、
1次転写の際、転写部の上流側近傍において、中間転写媒体にカウンタバイアス:Vtを印加し、
M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、M−1回の1次転写により先に中間転写媒体に形成されている画像部の電位が、M番目のトナー画像を有する静電潜像担持体上の画像部の電位と略同電位となるように設定することを特徴とする画像形成方法。
N (≧ 2) negative latent images are formed on one or more electrostatic latent image carriers, and each of the negative latent images is reversely developed to obtain N positive toner images. An image forming method in which primary transfer is sequentially performed on a transfer medium and superimposed on each other, and then secondary transfer is performed on the sheet-shaped recording medium from the intermediate transfer medium,
At the time of the primary transfer, a counter bias: Vt is applied to the intermediate transfer medium near the upstream side of the transfer portion,
When the counter bias at the time of the M (= 2 to N) primary transfer: Vt, the potential of the image area previously formed on the intermediate transfer medium by the M-1 primary transfer is changed to the M-th toner. An image forming method, wherein the potential is set to be substantially the same as the potential of an image portion on an electrostatic latent image carrier having an image.
請求項1記載の画像形成方法において、
M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、最初の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定することを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 1,
A counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) primary transfer is estimated and set based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the first primary transfer. Image forming method.
請求項1または2記載の画像形成方法において、
M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、N番目の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定することを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 1, wherein
The counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) primary transfer is estimated and set based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the N-th primary transfer. Image forming method.
請求項1〜3の任意の1に記載の画像形成方法において、
中間転写媒体に形成された画像部の電位として、電位最大値を用いることを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 3,
An image forming method, wherein a maximum potential value is used as a potential of an image portion formed on an intermediate transfer medium.
請求項1〜4の任意の1に記載の画像形成方法において、
中間転写媒体表面の電位を検出する表面電位検出手段により検出される出力電圧に基づき、中間転写媒体に形成された画像部の電位を決定することを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 4,
An image forming method comprising: determining a potential of an image portion formed on an intermediate transfer medium on the basis of an output voltage detected by a surface potential detecting unit that detects a potential of the surface of the intermediate transfer medium.
請求項1〜5の任意の1に記載の画像形成方法において、
N=3または4であり、異なる静電潜像が、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくは、これらに黒を加えた4色のトナーで現像されることを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 5,
N = 3 or 4, wherein the different electrostatic latent images are developed with three colors of yellow, magenta, cyan or red, green, and blue, or four colors of black and black. Image forming method.
請求項6記載の画像形成方法において、
異なる静電潜像が、2以上の静電潜像担持体に分けて形成されることを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 6,
An image forming method, wherein different electrostatic latent images are formed separately on two or more electrostatic latent image carriers.
1以上の静電潜像担持体にN(≧2)個のネガ潜像を形成し、これらネガ潜像をそれぞれ反転現像して、N個のポジのトナー画像を得、これらトナー画像を中間転写媒体上に逐次に1次転写して互いに重ね合せ、次いで、上記中間転写媒体上からシート状記録媒体上に2次転写する画像形成装置において、
1次転写を行う1次転写手段が、1次転写部に転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段と、上記1次転写部の上流側近傍において、カウンタバイアス:Vtを上記中間転写媒体に印加するカウンタバイアス手段を有し、
M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、M−1回の1次転写により先に中間転写媒体に形成されている画像部の電位が、M番目のトナー画像を有する静電潜像担持体上の画像部の電位と略同電位となるように設定するカウンタバイアス設定部を有することを特徴とする画像形成装置。
N (≧ 2) negative latent images are formed on one or more electrostatic latent image carriers, and each of the negative latent images is reversely developed to obtain N positive toner images. In an image forming apparatus, a primary transfer is sequentially performed on a transfer medium, superimposed on each other, and then a secondary transfer is performed on the sheet-like recording medium from the intermediate transfer medium.
A primary transfer unit for performing primary transfer applies a transfer bias applying unit that applies a transfer bias to the primary transfer unit, and applies a counter bias: Vt to the intermediate transfer medium near the upstream side of the primary transfer unit. Having counter bias means,
When the counter bias at the time of the M (= 2 to N) primary transfer: Vt, the potential of the image area previously formed on the intermediate transfer medium by the M-1 primary transfer is changed to the M-th toner. An image forming apparatus comprising: a counter bias setting unit that sets a potential substantially equal to a potential of an image unit on an electrostatic latent image carrier having an image.
請求項8記載の画像形成装置において、
カウンタバイアス設定部が、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、最初の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 8,
A counter bias setting unit estimates and sets a counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) th primary transfer based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the first primary transfer. An image forming apparatus, comprising:
請求項8または9記載の画像形成装置において、
カウンタバイアス設定部が、M(=2〜N)番目の1次転写の際のカウンタバイアス:Vtを、N番目の1次転写により中間転写媒体に形成された画像部の電位に基づき推定して設定することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 8, wherein
The counter bias setting unit estimates a counter bias: Vt at the time of the M (= 2 to N) -th primary transfer based on the potential of the image portion formed on the intermediate transfer medium by the N-th primary transfer. An image forming apparatus characterized by setting.
請求項8〜10の任意の1に記載の画像形成装置において、
カウンタバイアス設定部がカウンタバイアスの設定に用いる画像部の電位として、中間転写媒体に形成された画像部の電位最大値を用いることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 10,
An image forming apparatus, wherein a maximum value of the potential of an image portion formed on an intermediate transfer medium is used as a potential of an image portion used by a counter bias setting portion for setting a counter bias.
請求項8〜11の任意の1に記載の画像形成装置において、
1次転写後の中間転写媒体上の画像部の電位を検出する表面電位検出手段を有し、カウンタバイアス設定部が、上記表面電位検出手段による検出電位に基づき画像部の電位を決定し、この電位に基づいて、1次転写における2番目以降の転写におけるカウンタバイアスの設定を行うことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 11,
A surface potential detecting means for detecting a potential of an image portion on the intermediate transfer medium after the primary transfer; a counter bias setting portion determining a potential of the image portion based on a potential detected by the surface potential detecting portion; An image forming apparatus, wherein a counter bias is set in second and subsequent transfer in primary transfer based on a potential.
請求項8〜12の任意の1に記載の画像形成装置において、
N=3または4であり、異なる静電潜像が、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくは、これらに黒を加えた4色のトナーで現像されることを特徴とする画像形成方法。
The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 12,
N = 3 or 4, wherein the different electrostatic latent images are developed with three colors of yellow, magenta, cyan or red, green, and blue, or four colors of black and black. Image forming method.
請求項13記載の画像形成装置において、
異なる静電潜像が、2以上の静電潜像担持体に分けて形成され、各静電潜像担持体から中間転写媒体へ1次転写されることを特徴とするることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 13,
Different electrostatic latent images are formed separately on two or more electrostatic latent image carriers, and are primarily transferred from each electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer medium. Image forming device.
請求項14記載の画像形成装置において、
3もしくは4個の静電潜像担持体が、中間転写媒体の表面の走行方向に配列されたタンデム式の画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 14,
An image forming apparatus comprising: a tandem image forming apparatus in which three or four electrostatic latent image carriers are arranged in a running direction of a surface of an intermediate transfer medium.
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