JP2006047486A - Image forming apparatus and method - Google Patents

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前田将宏
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山田陽一
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that uses an intermediate transfer belt in multi-layered structure including a conductive layer and a resistance layer capable of securing proper image density while suppressing toner scatter in the image forming apparatus and formation of an abnormal image due to abnormal discharge at a primary transfer part, and an image forming method. <P>SOLUTION: The image forming apparatus having an image carrier, an electrifying means, an exposing means, a developing means, the intermediate transfer body in multi-layered structure having the conductive layer, and a transfer means is characterized in having a control means of controlling a transfer potential and an electrification potential so that the difference between the transfer potential and a non-image part potential on an image carrier at a transfer position lies within a specified range. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置および画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copier that forms an image using electrophotographic technology, and an image forming method.

電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する像担持体と、像担持体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、帯電手段により一様に帯電された像担持体の外周面に選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像にトナーを付与してトナー像とする現像手段と、現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写する転写手段とを有している。像担持体上に現像されたトナー像を転写媒体に転写するため、像担持体上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルト上のトナー像を転写媒体に二次転写する画像形成装置が知られている。   An image forming apparatus using an electrophotographic technique includes an image carrier having a photosensitive layer on an outer peripheral surface, a charging unit that uniformly charges the outer peripheral surface of the image carrier, and an image carrier that is uniformly charged by the charging unit. An exposure means for selectively exposing the outer peripheral surface of the body to form an electrostatic latent image, a developing means for applying toner to the electrostatic latent image formed by the exposure means to form a toner image, and development by the developing means Transfer means for transferring the toner image to a transfer medium such as paper. In order to transfer the toner image developed on the image carrier to the transfer medium, the toner image on the image carrier is primarily transferred to the intermediate transfer belt, and the toner image on the intermediate transfer belt is secondarily transferred to the transfer medium. Forming devices are known.

中間転写ベルトとして、誘電体からなる単層構造のものがある。この形式の中間転写ベルトは、導電性を有する2本の転写ローラによって像担持体に圧接されると共に、像担持体上のトナーと逆極性の電圧が印加される。誘電体からなる単層構造の中間転写ベルトにおいては、2本の転写ローラと、その中間部である像担持体との圧接部(転写部)との間に大きな電位差が存在する。このため、像担持体との圧接部(転写部)において十分な転写効率が得られる電界を形成しようとすると、中間転写ベルトにおける2本の転写ローラとの接触部と、像担持体との間の電位差が大きくなりすぎ、この部位における放電が生じ、この放電によるトナーの散りが発生し画像の質に影響を与えるという問題があった。また、電極部をなす2本の転写ローラと、像担持体との圧接部(転写部)との間には、ある程度の距離があり、中間転写ベルト自体の表面抵抗のムラの影響で、転写部における電界にムラが生じ易く、結果として転写ムラが生じ易いという問題があった。   An intermediate transfer belt includes a single layer structure made of a dielectric. This type of intermediate transfer belt is pressed against the image carrier by two conductive transfer rollers, and a voltage having a polarity opposite to that of the toner on the image carrier is applied. In an intermediate transfer belt having a single-layer structure made of a dielectric, a large potential difference exists between two transfer rollers and a pressure contact portion (transfer portion) between the image carrier that is an intermediate portion thereof. For this reason, if an electric field that can provide sufficient transfer efficiency is formed at the pressure contact portion (transfer portion) with the image carrier, the contact portion between the two transfer rollers on the intermediate transfer belt and the image carrier. There is a problem in that the potential difference between the two becomes too large and discharge occurs in this portion, and toner scattering occurs due to this discharge, which affects the image quality. In addition, there is a certain distance between the two transfer rollers forming the electrode section and the pressure contact section (transfer section) between the image carrier and the transfer due to the influence of uneven surface resistance of the intermediate transfer belt itself. There is a problem that unevenness is easily generated in the electric field at the portion, and as a result, transfer unevenness is likely to occur.

その対策として、導電層と、この導電層上に形成される抵抗層からなり、抵抗層を像担持体に圧接する複層構造の中間転写ベルトが開発されている。この導電層、抵抗層を含む複層構造の中間転写ベルトは、像担持体と中間転写ベルトとの圧接部の全領域にわたって均一な電位を印加することができるため、誘電体からなる単層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の課題である放電によるトナーの散りや、表面抵抗のムラによる転写ムラの発生を抑制できる。   As a countermeasure, an intermediate transfer belt having a multi-layer structure, which includes a conductive layer and a resistance layer formed on the conductive layer and presses the resistance layer against an image carrier, has been developed. Since the intermediate transfer belt having a multilayer structure including the conductive layer and the resistance layer can apply a uniform potential over the entire area of the pressure contact portion between the image carrier and the intermediate transfer belt, the single layer structure is made of a dielectric. Therefore, it is possible to suppress toner scattering due to electric discharge and transfer unevenness due to uneven surface resistance, which are problems of the image forming apparatus using the intermediate transfer belt.

また、電子写真技術を用いた画像形成装置では、様々な使用環境(温度・湿度等)でも、画像濃度が最適となるように、画像濃度制御因子(露光エネルギー、非画像部電位、画像部電位、現像バイアス電位等)を適宜調節するプロセス制御手段をもつことが知られている。しかし、実際の画像形成プロセスにおいては、これらの複数の因子が相互に関連しながらトナー像を形成していくため、必ずしもこれらの複数の因子を独立かつ任意に制御できるわけでもない。これら複数に因子のうちで、現像バイアス電位Vbと像担持体上の非画像部電位Vdとの電位差の絶対値を逆コントラスト電位Vrという。Vr=|Vb−Vd|とすると、Vr=小の時、トナー飛散は多く、かぶりも増加する。一方、Vr=大の時、トナー飛散量とかぶり量は共に減少するが、像担持体上の静電潜像のうち特に非画像部に挟まれた狭い領域の画像部にはトナーが付着しにくくなる。その結果、孤立ドットや細線に掠れが生じたり、線幅の均一性が損なわれる等、ドットの面積率が比較的低い低濃度画像での画像品質の劣化を招くことが知られている。その対策として、現像手段に与える現像バイアス電位Vbと、像担持体上の非画像部電位Vdとの電位差の絶対値である逆コントラスト電位Vrを一定に保持すると共に、トナー像の画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子を多段階に設定変更しながら、ハーフトーンのトナー画像を形成し、このトナー像の画像濃度の検出結果に基づいて画像濃度制御因子を最適化することによって、トナー像の画像濃度の最適化を行う画像形成方法が提案されている。この画像形成方法によれば、現像バイアス電位Vbと像担持体上の非画像部電位Vdとの電位差の絶対値である逆コントラスト電位Vrを適正値に保持することによって、画像形成装置内へのトナー飛散を防止しながら、画像濃度を適正化できる。
特開平11−153910号公報 特開2003−215862公報
In addition, in an image forming apparatus using an electrophotographic technique, an image density control factor (exposure energy, non-image part potential, image part potential) is set so that the image density is optimized even in various use environments (temperature, humidity, etc.). It is known to have a process control means for appropriately adjusting the development bias potential and the like. However, in an actual image forming process, a plurality of these factors are associated with each other to form a toner image. Therefore, these factors cannot always be controlled independently and arbitrarily. Among these factors, the absolute value of the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier is referred to as reverse contrast potential Vr. Assuming Vr = | Vb−Vd |, when Vr = small, toner scattering is large and fogging increases. On the other hand, when Vr = large, both the toner scattering amount and the fogging amount decrease, but the toner adheres to the image portion of the electrostatic latent image on the image carrier, particularly in a narrow region sandwiched between non-image portions. It becomes difficult. As a result, it is known that the quality of a low-density image with a relatively low dot area ratio is deteriorated, such as blurring of isolated dots and thin lines, and loss of line width uniformity. As a countermeasure, the reverse contrast potential Vr, which is the absolute value of the potential difference between the developing bias potential Vb applied to the developing means and the non-image portion potential Vd on the image carrier, is kept constant and affects the image density of the toner image. A halftone toner image is formed while changing the image density control factor that gives the toner image in multiple stages, and the image density control factor is optimized based on the detection result of the image density of the toner image. An image forming method for optimizing image density has been proposed. According to this image forming method, the reverse contrast potential Vr, which is the absolute value of the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier, is maintained at an appropriate value, so that Image density can be optimized while preventing toner scattering.
JP-A-11-153910 JP 2003-215862 A

しかしながら、導電層と抵抗層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては、像担持体上の非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差をVdtとすると、Vdt=|Vd−Vt1|が大きくなると、一次転写部において、部分的もしくは全面的に転写されない異常画像が発生することがあり、この現象は、特にハーフ画像で顕著である。   However, in an image forming apparatus using an intermediate transfer belt having a multilayer structure including a conductive layer and a resistance layer, assuming that the potential difference between the non-image portion potential Vd on the image carrier and the primary transfer bias potential Vt1 is Vdt, Vdt When || Vd−Vt1 | becomes large, an abnormal image that is not partially or wholly transferred may occur in the primary transfer portion, and this phenomenon is particularly remarkable in a half image.

この現象は、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtが、ある閾値Vth以上に大きくなると、局所的かつ瞬間的に転写ニップ前の像担持体と導電層と抵抗層を含む複層構造の中間転写ベルトの間で異常放電が発生し、必要な転写電位が得られないためである。このことは、異常画像発生時の一次転写ニップ部に、像担持体表面から中間転写ベルト上に移行するはずのトナーがほとんど転写されずに像担持体上に残っていることなどから確認できる。   This phenomenon includes the image carrier, the conductive layer, and the resistance layer before the transfer nip locally and instantaneously when the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 becomes larger than a certain threshold value Vth. This is because abnormal discharge occurs between the intermediate transfer belts having a multilayer structure, and a necessary transfer potential cannot be obtained. This can be confirmed from the fact that the toner that should transfer from the surface of the image carrier to the intermediate transfer belt is hardly transferred and remains on the image carrier at the primary transfer nip when an abnormal image occurs.

さらに、この異常放電による異常画像の発生の現象は、誘電体からなる単層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては全く確認されないことから、導電層と抵抗層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置特有の現象である。そのため、本発明における異常放電は、誘電体からなる単層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置において発生するトナーの散りを引き起こす転写ニップ前の放電とは全く異なるものであり、画像の質におよぼす影響は、誘電体からなる単層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置において発生する放電によるトナーの散りによる画像の質の低下とは比較にならないほど大きい。   Further, the phenomenon of abnormal image generation due to this abnormal discharge is not confirmed at all in an image forming apparatus using a single-layer intermediate transfer belt made of a dielectric, and therefore has a multilayer structure including a conductive layer and a resistance layer. This is a phenomenon peculiar to an image forming apparatus using an intermediate transfer belt. For this reason, the abnormal discharge in the present invention is completely different from the discharge before the transfer nip that causes toner scattering that occurs in an image forming apparatus using a single-layer intermediate transfer belt made of a dielectric. The influence on the image quality is so large that it cannot be compared with a decrease in image quality due to toner scattering due to discharge generated in an image forming apparatus using an intermediate transfer belt having a single layer structure made of a dielectric.

この異常放電の現象は、像担持体の感光層の膜厚の変化により、異常放電による異常画像が発生し始める非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtの閾値Vthが変化することが判明し、膜厚が薄いほど閾値Vthは小さくなる。例えば、像担持体の感光層の膜厚が25μmの時の異常放電による異常画像が発生し始めるVdtの閾値Vthが1000Vであると、像担持体の感光層の膜厚が20μmに減少すると、その閾値Vthは950Vに低下する。   This abnormal discharge is caused by a change in the threshold value Vth of the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 at which an abnormal image starts to occur due to abnormal discharge due to a change in the film thickness of the photosensitive layer of the image carrier. It turns out that the threshold value Vth decreases as the film thickness decreases. For example, if the threshold value Vth of Vdt at which abnormal image due to abnormal discharge starts when the film thickness of the photosensitive layer of the image carrier is 25 μm is 1000 V, and the film thickness of the photosensitive layer of the image carrier is reduced to 20 μm, The threshold value Vth decreases to 950V.

また、この異常放電による異常画像の発生の現象は、気圧の変化により、異常放電による異常画像が発生し始めるVdtの閾値Vthが変化することが判明し、気圧が低いほど閾値Vthは小さくなる。例えば、気圧が760mmHg(標高0m相当)の時の異常放電による異常画像の発生し始めるVdtの閾値Vthが1000Vであると、気圧が560mmHg(標高2500m相当)の時の異常放電による異常画像の発生し始めるVdtの閾値Vthが950Vに低下する。   In addition, the phenomenon of the occurrence of an abnormal image due to the abnormal discharge has been found to change the threshold Vth of Vdt at which an abnormal image due to the abnormal discharge begins to occur due to a change in atmospheric pressure, and the threshold Vth decreases as the atmospheric pressure decreases. For example, when the threshold Vth of Vdt at which an abnormal image starts to be generated due to abnormal discharge when the atmospheric pressure is 760 mmHg (equivalent to altitude 0 m) is 1000 V, an abnormal image is generated due to abnormal discharge when the atmospheric pressure is 560 mmHg (equivalent to 2500 m altitude). The threshold value Vth of Vdt that starts to decrease is reduced to 950V.

さらに、この異常放電による異常画像の発生の現象は、温湿度の変化により、異常放電による異常画像の発生し始めるVdtの閾値Vthが変化することが判明し、高温多湿下において閾値Vthは小さくなる。例えば、温度15℃で湿度35%の時の異常放電による異常画像の発生し始めるVdtの閾値Vthが1000Vであると、温度30℃で湿度85%の時の異常放電による異常画像の発生し始めるVdtの閾値Vthが950Vに低下する。   Furthermore, the phenomenon of occurrence of abnormal images due to abnormal discharge has been found to change the threshold Vth of Vdt at which abnormal images due to abnormal discharge start due to changes in temperature and humidity, and the threshold Vth becomes smaller under high temperature and humidity. . For example, when the threshold Vth of Vdt at which abnormal images start to occur due to abnormal discharge at a temperature of 15 ° C. and a humidity of 35% is 1000 V, an abnormal image starts to occur due to abnormal discharge at a temperature of 30 ° C. and a humidity of 85%. The threshold Vth of Vdt decreases to 950V.

本発明は、上記課題を解決する、画像形成装置内のトナー飛散を抑え、さらに一次転写部における異常放電による異常画像の発生を抑えた上で、適正な画像濃度を確保可能な導電層と抵抗層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いた画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, suppresses toner scattering in the image forming apparatus, and further suppresses the occurrence of abnormal images due to abnormal discharge in the primary transfer unit, and can secure a proper image density and resistance. An object is to provide an image forming apparatus and an image forming method using an intermediate transfer belt having a multilayer structure including layers.

本第1発明は、像担持体、帯電手段、露光手段、現像手段、導電層を有する複層構造の中間転写体と、転写手段を有する画像形成装置において、転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御する制御手段を有することを特徴とする。   The first aspect of the present invention is an image carrier having an image bearing member, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, an intermediate transfer member having a multi-layer structure having a conductive layer, and a transfer unit. Control means for controlling the transfer potential and the charging potential so that the difference from the upper non-image portion potential is within a predetermined range.

本第2発明は、本第1発明の画像形成装置において、前記制御手段が、現像バイアス電位Vbの可変可能範囲の中で、現像バイアス電位Vbと像担持体上の非画像部電位Vdとの差の絶対値である逆コントラスト電位Vr(Vr=|Vd−Vb|)を一定に制御する通常モードと、現像バイアス電位Vbの可変可能範囲の中で、逆コントラスト電位Vrを一定にする制御領域ΔVb1と、前記逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2とに制御する異常放電対応モードとを持つことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the control means sets the development bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier within the variable range of the development bias potential Vb. A normal mode in which the reverse contrast potential Vr (Vr = | Vd−Vb |), which is the absolute value of the difference, is controlled to be constant, and a control region in which the reverse contrast potential Vr is constant within the variable range of the developing bias potential Vb. It has an abnormal discharge response mode for controlling ΔVb1 and a control region ΔVb2 for decreasing the reverse contrast potential Vr.

本第3発明は、本第2発明の画像形成装置において、前記制御手段が、前記異常放電対応モードにおける逆コントラスト電位Vrが減少する制御領域ΔVb2において、像担持体上の非画像部電位Vdを固定するように帯電電位を制御することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect of the invention, the control means sets the non-image portion potential Vd on the image carrier in the control region ΔVb2 where the reverse contrast potential Vr decreases in the abnormal discharge response mode. The charging potential is controlled so as to be fixed.

本第4発明は、本第2又は第3発明の画像形成装置において、前記制御手段が、前記通常モードと異常放電対応モードとを切り替え可能とすることを特徴とする。   The fourth invention is characterized in that, in the image forming apparatus of the second or third invention, the control means can switch between the normal mode and the abnormal discharge handling mode.

本第5発明は、本第4発明の画像形成装置において、前記通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた制御パネルの操作により可能とすることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, switching between the normal mode and the abnormal discharge handling mode can be performed by operating a control panel provided in the apparatus main body.

本第6発明は、本第4又は第5発明の画像形成装置において、前記通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた使用枚数等の寿命情報や、気圧、温湿度等の環境情報に基づいて切り替え可能とすることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth or fifth aspect of the present invention, the switching between the normal mode and the abnormal discharge response mode is performed by changing the life information such as the number of sheets used in the apparatus main body, the atmospheric pressure, the temperature and the humidity. It is possible to switch based on environmental information such as

本第7発明は、帯電手段に帯電バイアスを付与して像担持体の表面を帯電させた後、像担持体表面に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段に現像バイアスを付与して前記静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成し、前記像担持体表面のトナー像を、転写バイアスを付与して導電層を有する複層構造の中間転写体に一次転写する画像形成方法において、転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御することを特徴とする。   According to the seventh aspect of the present invention, a charging bias is applied to the charging unit to charge the surface of the image carrier, and then an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier by an exposure unit, and a developing bias is applied to the developing unit. The electrostatic latent image is visualized with toner to form a toner image, and the toner image on the surface of the image carrier is primarily transferred to a multi-layer intermediate transfer body having a conductive layer by applying a transfer bias. In the forming method, the transfer potential and the charging potential are controlled so that the difference between the transfer potential and the non-image portion potential on the image carrier at the transfer position falls within a predetermined range.

転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御する制御手段を有する構成により、導電層を有する複層構造の中間転写体を用いた一次転写部特有の異常放電による異常画像の発生を防止できる。
前記制御手段が、異常放電対応モードにおいて、現像バイアス電位Vbの可変可能範囲の中で、現像バイアス電位Vbと像担持体上の非画像部電位Vdとの差の絶対値である逆コントラスト電位Vr(Vr=|Vd−Vb|)を一定にする制御領域ΔVb1と、前記逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2とに制御する構成により、一次転写部の異常放電による異常画像が発生する可能性のある制御領域では、逆コントラスト電位Vrを小さくすることによって、像担持体上の非画像電位Vdを、一次転写バイアス電位Vt1と像担持体上の非画像部電位との電位差Vdt=|Vd−Vt1|の異常放電発生の閾値Vth以下に保つことができるので、導電層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いる画像形成装置特有の異常放電による異常画像の発生を防止でき、逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域を限定することによって、機内へのトナー飛散量を最小限に留めることができる。
前記制御手段が、異常放電対応モードにおける前記逆コントラスト電位Vrが減少する制御領域ΔVb2において、像担持体上の非画像部電位Vdを固定するように帯電電位を制御する構成により、現像性(飛翔性)に影響を与える現像バイアス電位Vbを高く設定しても、非画像部電位Vdが固定されているため、一次転写バイアス電位Vt1と像担持体上の非画像部電位との電位差Vdt=|Vd−Vt1|の異常放電発生の閾値Vth以下に保つことができるので、導電層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いる画像形成装置特有の異常放電による異常画像の発生を防止できる。
前記制御手段が、通常モードと異常放電対応モードとを切り替え可能とする構成により、逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域を導電層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いる画像形成装置特有の異常放電による異常画像発生時のみに限定できるので、逆コントラスト電位Vrが小となる影響を最小限に留めることができる。
通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた制御パネルの操作により可能とする構成により、導電層を含む複層構造の中間転写ベルトを用いる画像形成装置特有の異常放電による異常画像発生時に素早く対応できる。
通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた使用枚数等の寿命情報や、気圧、温湿度等の環境情報に基づいて切り替え可能とする構成により、異常放電による異常画像の発生の確率の上昇に応じて素早く対応できる。
帯電手段に帯電バイアスを付与して像担持体の表面を帯電させた後、像担持体表面に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段に現像バイアスを付与して前記静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成し、前記像担持体表面のトナー像を、転写バイアスを付与して導電層を有する複層の中間転写体に一次転写する画像形成方法において、転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御する構成により、上記画像形成装置と同様に導電層を有する複層の中間転写体を用いた一次転写部特有の異常放電による異常画像の発生を防止できる。
In the middle of the multilayer structure having a conductive layer, the control means controls the transfer potential and the charging potential so that the difference between the transfer potential and the non-image portion potential on the image carrier at the transfer position is within a predetermined range. It is possible to prevent the occurrence of an abnormal image due to the abnormal discharge peculiar to the primary transfer portion using the transfer body.
In the abnormal discharge handling mode, the control means has a reverse contrast potential Vr that is an absolute value of a difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier within a variable range of the developing bias potential Vb. There is a possibility that an abnormal image is generated due to abnormal discharge of the primary transfer portion by controlling the control region ΔVb1 in which (Vr = | Vd−Vb |) is constant and the control region ΔVb2 in which the reverse contrast potential Vr is decreased. In a certain control region, by reducing the reverse contrast potential Vr, the non-image potential Vd on the image carrier is changed to a potential difference Vdt = | Vd− between the primary transfer bias potential Vt1 and the non-image portion potential on the image carrier. Since Vt1 | can be kept below the threshold Vth of occurrence of abnormal discharge, abnormal discharge peculiar to an image forming apparatus using an intermediate transfer belt having a multilayer structure including a conductive layer. Therefore, the amount of toner scattered into the apparatus can be minimized by limiting the control area in which the reverse contrast potential Vr is reduced.
The control means controls the charging potential so as to fix the non-image portion potential Vd on the image carrier in the control region ΔVb2 where the reverse contrast potential Vr decreases in the abnormal discharge handling mode. Since the non-image portion potential Vd is fixed even if the developing bias potential Vb that affects the image characteristics is set high, the potential difference Vdt between the primary transfer bias potential Vt1 and the non-image portion potential on the image carrier V | Since it can be kept below the threshold Vth of occurrence of abnormal discharge of Vd−Vt1 |, it is possible to prevent the occurrence of abnormal images due to abnormal discharge unique to an image forming apparatus using a multi-layer intermediate transfer belt including a conductive layer.
The control means is configured to enable switching between the normal mode and the abnormal discharge response mode, so that the control region in which the reverse contrast potential Vr is reduced has an abnormality peculiar to an image forming apparatus using a multi-layer intermediate transfer belt including a conductive layer. Since it can be limited only to the occurrence of an abnormal image due to discharge, the influence of decreasing the reverse contrast potential Vr can be minimized.
By the configuration that enables switching between the normal mode and the abnormal discharge handling mode by operating a control panel provided in the apparatus main body, the abnormal discharge peculiar to an image forming apparatus using a multi-layer intermediate transfer belt including a conductive layer is used. Quick response when abnormal images occur.
Switching between the normal mode and the abnormal discharge response mode can be switched based on the life information such as the number of sheets used in the main body of the device and the environmental information such as atmospheric pressure, temperature and humidity, etc. It can respond quickly as the probability of occurrence increases.
A charging bias is applied to the charging unit to charge the surface of the image carrier, and then an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier by an exposure unit, and a developing bias is applied to the developing unit to apply the electrostatic latent image. In the image forming method, a toner image is formed with toner and a toner image is formed, and the toner image on the surface of the image carrier is primarily transferred to a multi-layer intermediate transfer member having a conductive layer by applying a transfer bias. By transferring the charging potential and the charging potential so that the difference from the non-image portion potential on the image carrier at the transfer position falls within a predetermined range, the intermediate transfer of a multilayer having a conductive layer as in the image forming apparatus is performed. It is possible to prevent the occurrence of an abnormal image due to the abnormal discharge peculiar to the primary transfer portion using the body.

本発明の実施の形態を図により説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す模式図であり、図2は、図1におけるII―II線の拡大部分端面図である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged partial end view taken along line II-II in FIG.

像担持体10の周りには、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ11,現像手段としての現像ローラ20(Y、M、C、K)、中間転写手段30、およびクリーニング手段12が配置されている。像担持体10は、円筒状の導電性基材10a(図2参照)と、その表面に形成された感光層10bとを有している。帯電ローラ11は、像担持体10の外周面に当接して外周面を一様に帯電する。一様に帯電された像担持体10の外周面に露光手段によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Lがなされ、露光Lによって像担持体10上に静電潜像が形成される。   Around the image carrier 10, along the rotation direction, a charging roller 11 as a charging unit, a developing roller 20 (Y, M, C, K) as a developing unit, an intermediate transfer unit 30, and a cleaning unit 12 are provided. Is arranged. The image carrier 10 has a cylindrical conductive substrate 10a (see FIG. 2) and a photosensitive layer 10b formed on the surface thereof. The charging roller 11 contacts the outer peripheral surface of the image carrier 10 and uniformly charges the outer peripheral surface. The exposure unit selectively exposes L corresponding to desired image information on the outer peripheral surface of the uniformly charged image carrier 10, and an electrostatic latent image is formed on the image carrier 10 by the exposure L.

この実施の形態では、現像ローラ20として、イエロー用の現像ローラ20Y、シアン用の現像ローラ20C、マゼンタ用の現像ローラ20M、およびブラック用の現像ローラ20Kが設けられている。これら現像ローラ20Y,20C,20M,20Kは、選択的に像担持体10に当接し得るようになっており、当接したとき、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを像担持体10の表面に付与して像担持体10上の静電潜像を現像する。現像されたトナー像は、中間転写装置30の中間転写ベルト36上に転写される。クリーニング手段12は、転写後に像担持体10の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード13と、掻き落とされたトナーを受ける受け部14とを備える。   In this embodiment, a developing roller 20Y for yellow, a developing roller 20C for cyan, a developing roller 20M for magenta, and a developing roller 20K for black are provided as the developing roller 20. These developing rollers 20Y, 20C, 20M, and 20K can selectively come into contact with the image carrier 10, and when contacted, toner of any one of yellow, cyan, magenta, and black is imaged. The electrostatic latent image on the image carrier 10 is developed by being applied to the surface of the carrier 10. The developed toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 36 of the intermediate transfer device 30. The cleaning unit 12 includes a cleaner blade 13 that scrapes off toner adhering to the outer peripheral surface of the image carrier 10 after transfer, and a receiving portion 14 that receives the scraped toner.

中間転写装置30は、駆動ローラ31と、4本の従動ローラ32、33,34,35と、各ローラに張架された無端状の中間転写ベルト36とを有している。中間転写ベルト36は、図2に示すように、導電層36aと、この導電層36aの上に形成され、像担持体10に圧接される抵抗層36bとを有する複層構造で構成されている。この実施の形態では、導電層36aは、合成樹脂からなる絶縁性基体36cの上に形成されており、この導電層36aに、電極ローラ37を介して、一次転写電圧Vt1が印加される。なお、ベルト36側縁部において抵抗層36bが帯状に除去されていることによって導電層36aが帯状に露出しており、この露出部に電極ローラ37が接触するようになっている。中間転写ベルト36が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、像担持体10上のトナー像が中間転写ベルト36上に転写され、中間転写ベルト36上に転写されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写ローラ38との間に供給される用紙等の記録媒体Sに二次転写電圧V2が印加することにより転写される。記録媒体Sは、図示しない給紙装置から給送され、ゲートローラ対40によって所定のタイミングで二次転写部T2に供給される。ベルトクリーナ39のクリーナブレード39aが、中間転写ベルト36に当接し、二次転写後の中間転写ベルト36上の残留トナーを除去し受け部39bに落下させる。   The intermediate transfer device 30 includes a driving roller 31, four driven rollers 32, 33, 34, and 35, and an endless intermediate transfer belt 36 stretched around each roller. As shown in FIG. 2, the intermediate transfer belt 36 has a multilayer structure including a conductive layer 36a and a resistance layer 36b formed on the conductive layer 36a and pressed against the image carrier 10. . In this embodiment, the conductive layer 36a is formed on an insulating substrate 36c made of a synthetic resin, and a primary transfer voltage Vt1 is applied to the conductive layer 36a via an electrode roller 37. Note that the conductive layer 36a is exposed in a strip shape by removing the resistive layer 36b in a strip shape at the belt 36 side edge, and the electrode roller 37 is in contact with the exposed portion. In the process in which the intermediate transfer belt 36 is circulated, the toner image on the image carrier 10 is transferred onto the intermediate transfer belt 36 at the primary transfer portion T1, and the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 36 is In the next transfer portion T2, the image is transferred by applying the secondary transfer voltage V2 to the recording medium S such as paper supplied between the secondary transfer roller 38 and the like. The recording medium S is fed from a sheet feeding device (not shown) and is supplied to the secondary transfer portion T2 by the gate roller pair 40 at a predetermined timing. The cleaner blade 39a of the belt cleaner 39 contacts the intermediate transfer belt 36, removes the residual toner on the intermediate transfer belt 36 after the secondary transfer, and drops it to the receiving portion 39b.

以上のような画像形成装置によれば、ローラ間に張架され、ローラ間で像担持体10に圧接される中間転写ベルト36が、導電層36aと、この導電層36aの上に形成され、像担持体10に圧接される抵抗層36bとを有する複層構造で構成されているので、像担持体10上に担持されたトナーと逆極性の電圧を導電層36aに印加することによって、像担持体10上のトナーを中間転写ベルト36上に転写させることができる。そして、中間転写ベルト36は、導電層36aと、この導電層36aの上に形成され、感光体10に圧接される抵抗層36bとを有する複層構造で構成されているので、像担持体10と中間転写ベルト36との圧接部(すなわち一次転写部)T1の全領域に亙って、中間転写ベルト36の抵抗層36bの裏側の電位が均一となり、結果としてトナーの散りの少ない転写が得られることとなる。   According to the image forming apparatus as described above, the intermediate transfer belt 36 stretched between the rollers and pressed against the image carrier 10 between the rollers is formed on the conductive layer 36a and the conductive layer 36a. Since it has a multilayer structure having a resistance layer 36b pressed against the image carrier 10, a voltage having a polarity opposite to that of the toner carried on the image carrier 10 is applied to the conductive layer 36a. The toner on the carrier 10 can be transferred onto the intermediate transfer belt 36. Since the intermediate transfer belt 36 has a multi-layer structure including a conductive layer 36a and a resistance layer 36b formed on the conductive layer 36a and pressed against the photoreceptor 10, the image carrier 10 And the intermediate transfer belt 36 over the entire area of the pressure contact portion (that is, the primary transfer portion) T1, the potential on the back side of the resistance layer 36b of the intermediate transfer belt 36 becomes uniform, and as a result, transfer with less toner scattering is obtained. Will be.

また、中間転写ベルト36の表面抵抗のムラの影響を受け難くなり、転写ムラが生じ難くなる。しかも、像担持体10と中間転写ベルト36との圧接部(すなわち一次転写部)T1の全領域に亙って、中間転写ベルト36の抵抗層36bの裏側の電位が均一となるので、必要最小限の電圧での転写が可能となる。   Further, it is difficult to be affected by the surface resistance unevenness of the intermediate transfer belt 36, and transfer unevenness is less likely to occur. In addition, since the potential on the back side of the resistance layer 36b of the intermediate transfer belt 36 is uniform over the entire area of the pressure contact portion (that is, the primary transfer portion) T1 between the image carrier 10 and the intermediate transfer belt 36, the necessary minimum Transfer with a limited voltage is possible.

このような画像形成装置の画像形成の仕組みを図3により説明する。この実施形態の画像形成装置では、像担持体10の外表面が帯電ローラ11により負の表面電位Voに帯電されており、その表面に露光手段からの露光Lが照射されると、照射された部分の電荷の一部が中和されてその表面電位がVonに変化する。このように、露光Lを画像信号に対応させてオン・オフしながら像担持体10上を走査露光することにより、画像信号に対応して画像部に対応する表面領域の電位がVon(≠Vo)となる一方、非画像部に対応する表面領域の電位は帯電直後の表面電位Voから暗減衰によりVd(|Vd|≦|Vo|)まで減衰し、こうして画像信号に対応する静電潜像が像担持体10上に形成される。こうして形成された静電潜像は、像担持体10の回転によって現像手段を構成する現像ローラ20と対向する現像位置に搬送される。この現像ローラ20には負に帯電したトナーが担持されるとともに、像担持体10の画像部へのトナー付着を促進すべく現像バイアス電位Vbが与えられている。この現像バイアス電位Vbの電位は、図3に示すように、非画像部電位Vdと画像部電位Vonとの間の値に設定されており、したがって現像位置において、非画像部では像担持体10の表面が現像ローラ20より低電位となっているのに対し、画像部では像担持体10の表面が現像ローラ20より高電位となっている。そのため、現像ローラ20に担持された負帯電トナーのうち画像部に対向する位置にあるトナーは静電気力によって像担持体10側に移行される一方、非画像部に対向する位置にあるトナーに対しては現像ローラ20側に引き寄せる方向の力が作用することとなる。このように、画像部にのみトナーを付着させることによって、像担持体10上の静電潜像がトナーにより顕像化される。   An image forming mechanism of such an image forming apparatus will be described with reference to FIG. In the image forming apparatus of this embodiment, the outer surface of the image carrier 10 is charged to a negative surface potential Vo by the charging roller 11, and the surface is irradiated with the exposure L from the exposure means. Part of the charge of the part is neutralized, and the surface potential changes to Von. In this way, by scanning and exposing the image carrier 10 while turning on and off the exposure L corresponding to the image signal, the potential of the surface region corresponding to the image portion corresponding to the image signal becomes Von (≠ Vo On the other hand, the potential of the surface region corresponding to the non-image portion attenuates from the surface potential Vo immediately after charging to Vd (| Vd | ≦ | Vo |) due to dark decay, and thus the electrostatic latent image corresponding to the image signal Are formed on the image carrier 10. The electrostatic latent image formed in this way is conveyed to a developing position facing the developing roller 20 constituting the developing means by the rotation of the image carrier 10. A negatively charged toner is carried on the developing roller 20 and a developing bias potential Vb is applied to promote toner adhesion to the image portion of the image carrier 10. As shown in FIG. 3, the potential of the developing bias potential Vb is set to a value between the non-image portion potential Vd and the image portion potential Von. Therefore, at the developing position, the image carrier 10 in the non-image portion. The surface of the image carrier 10 has a lower potential than the developing roller 20, whereas the surface of the image carrier 10 has a higher potential than the developing roller 20 in the image portion. Therefore, of the negatively charged toner carried on the developing roller 20, the toner at the position facing the image portion is moved to the image carrier 10 side by electrostatic force, while the toner at the position facing the non-image portion is compared with the toner at the position facing the non-image portion. Accordingly, a force in the direction of drawing toward the developing roller 20 is applied. As described above, by attaching the toner only to the image portion, the electrostatic latent image on the image carrier 10 is visualized by the toner.

このようにしてトナー像を形成する画像形成プロセスにおいては、露光Lの露光エネルギー、非画像部電位Vd、画像部電位Von、現像バイアス電位Vbなどの各パラメータが最終的なトナー像の画像濃度に大きく影響を及ぼすことが知られており、これらのパラメータのうちいくつかを画像濃度制御因子として適宜調節することによって画像濃度を最適化する技術が従来より数多く提案されている。しかし、実際の画像形成プロセスにおいてはこれらのパラメータが相互に関連しながらトナー像が形成されてゆくため、必ずしもこれらを独立にかつ任意に制御できるわけではない。なかでも、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの相対的な電位関係は、単に画像の濃淡のみならず、得られるトナー像の画像品質や装置内部へのトナー飛散量に対しても大きな影響を及ぼすため、より精度よく画像濃度制御因子の設定を行って画像品質の良好なトナー像を形成するためには、これらの値を適切に設定することが重要となる。この現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの電位差の絶対値を逆コントラスト電位Vrと称する。すなわち、逆コントラスト電位Vr=|Vb−Vd|である。   In the image forming process for forming a toner image in this way, parameters such as exposure energy of exposure L, non-image portion potential Vd, image portion potential Von, and developing bias potential Vb are adjusted to the final image density of the toner image. It is known to have a great influence, and many techniques for optimizing the image density by appropriately adjusting some of these parameters as image density control factors have been proposed. However, in an actual image forming process, these parameters are related to each other so that a toner image is formed. Therefore, they cannot always be controlled independently and arbitrarily. In particular, the relative potential relationship between the development bias potential Vb and the non-image portion potential Vd is large not only in the density of the image, but also in the image quality of the obtained toner image and the amount of toner scattered inside the apparatus. Therefore, it is important to set these values appropriately in order to set the image density control factor with higher accuracy and form a toner image with good image quality. The absolute value of the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd is referred to as a reverse contrast potential Vr. That is, the reverse contrast potential Vr = | Vb−Vd |.

ここで、上記電位関係による影響について検討するために、まず最初に、現像バイアス電位Vbを非画像部電位Vdのレベルに近づけて逆コントラスト電位Vrを小さくした場合を考える。このとき、画像部電位Vonと現像バイアス電位Vbとの間の電位差、つまりコントラスト電位(=|Vb−Von|)が大きくなり、画像部においては現像ローラ20から像担持体10へのトナー移行が促進されるため、高い画像濃度を得ることができる。しかしながら、その一方で、像担持体10の非画像部においては現像ローラ20との電位差が小さくなっているため、余剰のトナーを現像ローラ20側に引き戻す作用は弱くなっている。そのため、現像ローラ20から遊離して装置内部に飛散するトナーの量が増加することとなる。一方、現像バイアス電位Vbはそのままで非画像部電位Vdの絶対値を大きくし逆コントラスト電位Vrを大きくすると、装置内部へのトナー飛散量を少なくすることができるものの、像担持体10の非画像部に保持された負電荷が負帯電トナーを斥ける力が強くなるため、静電潜像のうち特に非画像部に挟まれた狭い領域の画像部にはトナーが付着しにくくなり、その結果、孤立ドットや細線がかすれたり、線幅の均一性が損なわれるなど、ドットの面積率が比較的低い低濃度画像での画像品質の劣化を招くこととなる。   Here, in order to examine the influence of the potential relationship, first, consider a case where the reverse contrast potential Vr is reduced by bringing the developing bias potential Vb close to the level of the non-image portion potential Vd. At this time, the potential difference between the image portion potential Von and the developing bias potential Vb, that is, the contrast potential (= | Vb−Von |) increases, and toner transfer from the developing roller 20 to the image carrier 10 occurs in the image portion. As a result, a high image density can be obtained. However, on the other hand, since the potential difference with the developing roller 20 is small in the non-image portion of the image carrier 10, the action of pulling excess toner back to the developing roller 20 side is weak. Therefore, the amount of toner that is separated from the developing roller 20 and scatters inside the apparatus increases. On the other hand, when the absolute value of the non-image portion potential Vd is increased and the reverse contrast potential Vr is increased while the developing bias potential Vb is left as it is, the amount of toner scattered into the apparatus can be reduced, but the non-image of the image carrier 10 can be reduced. Since the negative charge held in the area increases the power to spread negatively charged toner, the toner is less likely to adhere to the image area of the electrostatic latent image, particularly in a narrow area sandwiched between non-image areas. In other words, the quality of a low-density image having a relatively low dot area ratio is deteriorated, such as an isolated dot or fine line being faded or the uniformity of the line width being impaired.

このように、トナー飛散を抑制するためには逆コントラスト電位Vrを大きくするのが好ましいのに対し、細線の均一性などの画像品質を確保するためには逆コントラスト電位Vrを小さくしたいという相反する要求があり、装置内部へのトナー飛散を抑制しつつ画質の良好な画像形成を行うためには、逆コントラスト電位Vrが常に適正値となるように、現像バイアス電位Vb等のパラメータを設定する必要がある。特に、ハーフトーンのトナー像の形成濃度制御因子の最適化を行うに際しては、微小ドットや細線の再現性の良否が精度に大きく影響するため、画像濃度制御因子の設定を精度よく行うためには、この逆コントラスト電位Vrを適正値に保った状態でパッチ画像を形成することが重要となる。   As described above, it is preferable to increase the reverse contrast potential Vr in order to suppress toner scattering, but it is contrary to the desire to decrease the reverse contrast potential Vr in order to ensure image quality such as uniformity of fine lines. In order to perform image formation with good image quality while suppressing toner scattering inside the apparatus, it is necessary to set parameters such as the developing bias potential Vb so that the reverse contrast potential Vr is always an appropriate value. There is. In particular, when optimizing the density control factor for forming a halftone toner image, the accuracy of the reproducibility of micro dots and fine lines greatly affects the accuracy. It is important to form a patch image in a state where the reverse contrast potential Vr is kept at an appropriate value.

そのため、現像バイアス電位Vbと、像担持体10上における非画像部電位Vdとの電位差、つまり逆コントラスト電位Vrを一定に保持するとともに、トナー像の画像濃度に影響を与える画像濃度制御因子を多段階に設定変更しながら、ハーフトーンのトナー像をパッチ画像として形成し、前記濃度検出手段による該パッチ画像の画像濃度の検出結果に基づいて前記画像濃度制御因子を最適化することによって前記現像手段により形成されるトナー像の画像濃度を制御する制御手段とを備える。この画像濃度制御因子の最適化における現像バイアス最適化処理では、例えば、露光エネルギー及び非画像部電位の絶対値をその可変範囲において最大値に固定した状態で、現像バイアス電位Vbを多段階に変更設定しパッチ画像を形成している。非画像部電位Vdの絶対値を最大とすることにより、いずれの現像バイアス電位Vbにおいても逆コントラスト電位Vr=|Vb−Vd|は最大となり、装置内のトナー飛散は最小限に抑えることができる。このように構成することで、ハーフトーンのトナー像をパッチ画像として形成するに際して、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの電位差、つまり逆コントラスト電位Vrを一定に保持している。そのため、ハーフトーンを得るために用いられる微小ドットや細線の再現性のよい条件でこのようなパッチ画像を形成することができるので、このパッチ画像の画像濃度に基づいて行う画像濃度制御因子の最適化処理を精度よく行うことが可能となり、その結果、画質の良好なトナー像を安定して形成することができる。さらに、逆コントラスト電位Vrを適正値に保つことにより、上記したように、装置内部へのトナー飛散をも効果的に抑制することが可能となる。特に、低濃度側でのトナー像の安定形成を図るためには、パッチ画像全体に対するドットの面積率が20%以下のパッチ画像を用いるのが望ましい。   For this reason, the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier 10, that is, the reverse contrast potential Vr is kept constant, and many image density control factors that affect the image density of the toner image are provided. The developing means is formed by forming a halftone toner image as a patch image while changing the setting in stages, and optimizing the image density control factor based on the detection result of the image density of the patch image by the density detecting means And a control means for controlling the image density of the toner image formed by. In the development bias optimization process in the optimization of the image density control factor, for example, the development bias potential Vb is changed in multiple stages in a state where the absolute values of the exposure energy and the non-image portion potential are fixed to the maximum values in the variable range. Set and form a patch image. By maximizing the absolute value of the non-image portion potential Vd, the reverse contrast potential Vr = | Vb−Vd | is maximized at any developing bias potential Vb, and toner scattering in the apparatus can be minimized. . With this configuration, when a halftone toner image is formed as a patch image, the potential difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd, that is, the reverse contrast potential Vr is kept constant. Therefore, since such a patch image can be formed under good reproducibility conditions for the fine dots and fine lines used to obtain the halftone, the optimum image density control factor to be performed based on the image density of this patch image Conversion processing can be performed with high accuracy, and as a result, a toner image with good image quality can be stably formed. Furthermore, by maintaining the reverse contrast potential Vr at an appropriate value, it is possible to effectively suppress toner scattering inside the apparatus as described above. In particular, in order to stably form a toner image on the low density side, it is desirable to use a patch image having a dot area ratio of 20% or less with respect to the entire patch image.

このような導電層36aと抵抗層36bを含む複層構造の中間転写ベルト36を用いた画像形成装置において、図4に示すように、像担持体(感光体)10上の非画像部電位Vdと、一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdt=|Vd−Vt1|が大きくなると、一次転写部において、異常放電により部分的もしくは全面的に異常画像が発生することがある。この現象は、特にハーフ画像で顕著である。   In the image forming apparatus using the intermediate transfer belt 36 having a multilayer structure including the conductive layer 36a and the resistance layer 36b, as shown in FIG. 4, the non-image portion potential Vd on the image carrier (photoconductor) 10 is used. When the potential difference Vdt = | Vd−Vt1 | with the primary transfer bias potential Vt1 becomes large, an abnormal image may be generated partially or entirely in the primary transfer portion due to abnormal discharge. This phenomenon is particularly noticeable in half images.

この現象の発生する仕組みを図5(a)(b)に示す電位関係により説明する。図5(a)は、通常モードの電位関係を示すもので、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの差である逆コントラスト電位Vrを一定に保持しながら一次転写する。非画像部電位Vdと、一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdt=|Vd−Vt1|が、異常放電発生の閾値Vth以内であるため、異常放電による異常画像の発生がない。図5(b)は、異常放電が発生する状態の電位関係を示す。この場合、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの差である逆コントラスト電位Vrを一定に保持しながら一次転写していると、多数枚印字した後等には、像担持体の感光層の膜厚が減少し、異常放電発生の閾値が低下し、合わせて現像性(飛翔性)の低下により現像バイアス電位Vbを大きく設定する必要が生じる。現像バイアス電位Vbが高く設定されることにより、逆バイアス電位Vrを一定に保持する必要から、非画像部電位Vdも高く設定され、非画像部電位Vdと、一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdt=|Vd−Vt1|が、異常放電発生の閾値Vthを超え、異常放電による異常画像が発生する。   The mechanism by which this phenomenon occurs will be described with reference to the potential relationship shown in FIGS. FIG. 5A shows the potential relationship in the normal mode, and primary transfer is performed while keeping the reverse contrast potential Vr, which is the difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd, constant. Since the potential difference Vdt = | Vd−Vt1 | between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 is within the threshold Vth of occurrence of abnormal discharge, no abnormal image is generated due to abnormal discharge. FIG. 5B shows a potential relationship in a state where abnormal discharge occurs. In this case, if primary transfer is performed while keeping the reverse contrast potential Vr, which is the difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd, constant, the photosensitive layer of the image carrier is printed after printing a large number of sheets. As a result, the developing bias potential Vb needs to be set to a large value due to a decrease in developability (flying performance). Since the development bias potential Vb is set high, the reverse bias potential Vr needs to be kept constant, so the non-image portion potential Vd is also set high, and the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1. = | Vd-Vt1 | exceeds the threshold value Vth of occurrence of abnormal discharge, and an abnormal image is generated due to abnormal discharge.

この異常放電による異常画像の発生を防止するための手段として、本発明の画像形成装置の制御手段は、異常放電対応モードを持つ。異常放電対応モードは、非画像部電位Vdと、一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdt=|Vd−Vt1|が、異常放電発生の閾値Vth以内にするため、図6に示すように、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの差である逆コントラスト電位Vrを一定に保持する制御領域ΔVb1と、現像バイアス電位Vbと非画像部電位Vdとの差である逆コントラスト電位Vrを減少させる制御領域ΔVb2を設定している。つまり、異常放電による異常画像の発生が無い通常状態の制御領域ΔVb1では、逆コントラスト電位Vrを一定に保持し、画質の良好なトナー像を安定して形成すると共に、装置内部へのトナー飛散をも効果的に抑制している。異常放電による異常画像が発生する恐れがある場合や、異常放電による異常画像が発生した場合の制御領域ΔVb2では、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtを異常放電発生の閾値Vth以内とするために、一次転写バイアス電位Vt1はそのままにして、逆コントラスト電位Vrを減少する方向に制御する。つまり、現像性を維持するために現像バイアス電位Vbが高く設定されても、非画像部電位Vdを異常放電発生の閾値Vth以内にするように制御し、異常放電による異常画像の発生が防止できる。図7は、異常放電対応モードの逆コントラスト電位Vrが減少する制御領域ΔVb2において、非画像部電位Vdを固定するように制御し、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtを異常放電発生の閾値Vth以内とする実施形態を示すものである。   As means for preventing the occurrence of an abnormal image due to this abnormal discharge, the control means of the image forming apparatus of the present invention has an abnormal discharge response mode. In the abnormal discharge handling mode, since the potential difference Vdt = | Vd−Vt1 | between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 is within the threshold Vth of occurrence of abnormal discharge, as shown in FIG. A control region ΔVb1 that keeps the reverse contrast potential Vr that is the difference between the potential Vb and the non-image portion potential Vd constant, and the control that reduces the reverse contrast potential Vr that is the difference between the development bias potential Vb and the non-image portion potential Vd. A region ΔVb2 is set. That is, in the control region ΔVb1 in a normal state where no abnormal image is generated due to abnormal discharge, the reverse contrast potential Vr is kept constant, a toner image with good image quality is stably formed, and toner scattering inside the apparatus is prevented. Is also effectively suppressed. In the control region ΔVb2 when an abnormal image due to abnormal discharge may occur or when an abnormal image due to abnormal discharge occurs, the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 is set as a threshold for occurrence of abnormal discharge. In order to keep it within Vth, the primary transfer bias potential Vt1 is left as it is, and the reverse contrast potential Vr is controlled to decrease. That is, even if the developing bias potential Vb is set high in order to maintain developability, the non-image portion potential Vd is controlled to be within the threshold value Vth of occurrence of abnormal discharge, and the occurrence of abnormal images due to abnormal discharge can be prevented. . FIG. 7 illustrates a control region ΔVb2 in which the reverse contrast potential Vr in the abnormal discharge response mode is decreased. The non-image portion potential Vd is controlled to be fixed, and the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 is set. An embodiment in which an abnormal discharge occurs within a threshold value Vth is shown.

図8は、異常放電対応モードの逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2における電位関係を示すものである。一次転写バイアス電位Vt1を一定に保持し、さらに、非画像部電位Vdを一定に保持する制御をし、現像性を保持するために現像バイアス電位Vbを高く設定しても、逆コントラスト電位Vrは減少するが、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtを異常放電発生の閾値Vth以内に保持することができるため、異常放電による異常画像の発生が防止できる。   FIG. 8 shows the potential relationship in the control region ΔVb2 in which the reverse contrast potential Vr in the abnormal discharge response mode is decreased. Even if the primary transfer bias potential Vt1 is kept constant and the non-image portion potential Vd is kept constant, and the development bias potential Vb is set high to maintain developability, the reverse contrast potential Vr is Although it decreases, the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1 can be maintained within the threshold Vth for occurrence of abnormal discharge, and therefore, an abnormal image due to abnormal discharge can be prevented.

通常モードと異常放電対応モードとの切り替えは、装置本体に設けた制御パネルの操作で可能とすることにより、異常放電による異常画像発生時のみ、逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2を持つので、逆コントラスト電位Vrを小とすることによる影響を最小限に留めることができる。   Since it is possible to switch between the normal mode and the abnormal discharge handling mode by operating a control panel provided in the apparatus main body, the control region ΔVb2 for decreasing the reverse contrast potential Vr is provided only when an abnormal image is generated due to abnormal discharge. Thus, the influence of reducing the reverse contrast potential Vr can be minimized.

また、前述したように、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtの異常放電発生の閾値Vthの変動要因である、使用枚数等の寿命情報や、温湿度、気圧等の環境情報を検知するセンサ等を装置本体に設け、各センサからのデータに基づいて、通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを行ってもよい。   Further, as described above, the life information such as the number of used sheets and the environment such as the temperature and humidity, the atmospheric pressure, etc., which are the fluctuation factors of the abnormal discharge occurrence threshold Vth of the potential difference Vdt between the non-image portion potential Vd and the primary transfer bias potential Vt1. A sensor for detecting information may be provided in the apparatus main body, and switching between the normal mode and the abnormal discharge response mode may be performed based on data from each sensor.

表1に本発明の画像形成装置での実験結果を示す。

Figure 2006047486
Table 1 shows the experimental results of the image forming apparatus of the present invention.
Figure 2006047486

表1に示される実験結果からみて、異常放電対応モードの異常放電による異常画像の発生する領域で、逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2を設定することにより、非画像部電位Vdと一次転写バイアス電位Vt1との電位差Vdtの異常放電発生の閾値Vth以内とすることができ、異常放電による異常画像の発生が防止できることが判明した。   From the experimental results shown in Table 1, the non-image portion potential Vd and the primary transfer are set by setting a control region ΔVb2 for decreasing the reverse contrast potential Vr in the region where the abnormal image is generated due to the abnormal discharge in the abnormal discharge support mode. It was found that the potential difference Vdt with respect to the bias potential Vt1 can be within the threshold value Vth for occurrence of abnormal discharge, and the occurrence of abnormal images due to abnormal discharge can be prevented.

本発明の画像形成装置の一実施形態の要部を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a main part of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. 図1のII−II拡大部分端面図である。It is the II-II enlarged partial end view of FIG. 本発明の画像形成装置の原理図である。1 is a principle diagram of an image forming apparatus of the present invention. 異常放電の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state of abnormal discharge. (a)(b)通常時と異常放電の発生する時の電位関係の図である。(A) (b) It is a figure of the electric potential relationship when an abnormal discharge generate | occur | produces at the time of normal. 本発明の異常放電対応モードの2つの制御領域の説明図である。It is explanatory drawing of the two control area | regions of the abnormal discharge response mode of this invention. 本発明の異常放電対応モードの2つの制御領域の説明図である。It is explanatory drawing of the two control area | regions of the abnormal discharge response mode of this invention. 異常放電対応モードの2つの制御領域の電位関係を示す図である。It is a figure which shows the electric potential relationship of the two control area | regions of abnormal discharge response mode.

符号の説明Explanation of symbols

10:像担持体、10a:導電性基材、10b:感光層、11:帯電ローラ、12:クリーニング手段、13:クリーナブレード、14:受け部、20:現像ローラ、20Y:イエロー用現像ローラ、20C:シアン用現像ローラ、20M:マゼンタ用現像ローラ、20K:ブラック用現像ローラ、30:中間転写装置、31:駆動ローラ、32、33,34、35:従動ローラ、36:中間転写ベルト、36a:導電層、36b:抵抗層、36c:絶縁性基体、37:電極ローラ、38:二次転写ローラ、39:ベルトクリーナ、39a:クリーナブレード、39b:受け部、40:ゲートローラ


10: Image carrier, 10a: Conductive substrate, 10b: Photosensitive layer, 11: Charging roller, 12: Cleaning means, 13: Cleaner blade, 14: Receiving part, 20: Developing roller, 20Y: Developing roller for yellow, 20C: developing roller for cyan, 20M: developing roller for magenta, 20K: developing roller for black, 30: intermediate transfer device, 31: driving roller, 32, 33, 34, 35: driven roller, 36: intermediate transfer belt, 36a : Conductive layer, 36b: resistance layer, 36c: insulating substrate, 37: electrode roller, 38: secondary transfer roller, 39: belt cleaner, 39a: cleaner blade, 39b: receiving portion, 40: gate roller


Claims (7)

像担持体、帯電手段、露光手段、現像手段、導電層を有する複層構造の中間転写体と、転写手段を有する画像形成装置において、転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having an image carrier, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a multi-layer intermediate transfer body having a conductive layer, and a transfer unit, the transfer potential and the non-image portion potential on the image carrier at the transfer position An image forming apparatus comprising control means for controlling a transfer potential and a charging potential so that a difference between the transfer potential and the charge potential is within a predetermined range. 前記制御手段が、現像バイアス電位Vbの可変可能範囲の中で、現像バイアス電位Vbと像担持体上の非画像部電位Vdとの差の絶対値である逆コントラスト電位Vr(Vr=|Vd−Vb|)を一定に制御する通常モードと、現像バイアス電位Vbの可変可能範囲の中で、逆コントラスト電位Vrを一定にする制御領域ΔVb1と、前記逆コントラスト電位Vrを減少する制御領域ΔVb2とに制御する異常放電対応モードとを持つことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control means has a reverse contrast potential Vr (Vr = | Vd−) which is an absolute value of a difference between the developing bias potential Vb and the non-image portion potential Vd on the image carrier within a variable range of the developing bias potential Vb. Vb |) at a constant level, a control region ΔVb1 for keeping the reverse contrast potential Vr constant within a variable range of the developing bias potential Vb, and a control region ΔVb2 for reducing the reverse contrast potential Vr. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an abnormal discharge response mode to be controlled. 前記制御手段が、前記異常放電対応モードにおける逆コントラスト電位Vrが減少する制御領域ΔVb2において、像担持体上の非画像部電位Vdを固定するように帯電電位を制御することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The control means controls the charging potential so as to fix the non-image portion potential Vd on the image carrier in a control region ΔVb2 where the reverse contrast potential Vr decreases in the abnormal discharge handling mode. The image forming apparatus according to 2. 前記制御手段が、前記通常モードと異常放電対応モードとを切り替え可能とすることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit is capable of switching between the normal mode and the abnormal discharge response mode. 前記通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた制御パネルの操作により可能とすることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4, wherein switching between the normal mode and the abnormal discharge handling mode is enabled by an operation of a control panel provided in the apparatus main body. 前記前記通常モードと異常放電対応モードとの切り替えを、装置本体に備えられた使用枚数等の寿命情報や、気圧、温湿度等の環境情報に基づいて切り替え可能とすることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。 The switching between the normal mode and the abnormal discharge handling mode can be switched based on life information such as the number of sheets used provided in the apparatus main body and environmental information such as atmospheric pressure, temperature and humidity. The image forming apparatus according to 4 or 5. 帯電手段に帯電バイアスを付与して像担持体の表面を帯電させた後、像担持体表面に露光手段により静電潜像を形成し、現像手段に現像バイアスを付与して前記静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成し、前記像担持体表面のトナー像を、転写バイアスを付与して導電層を有する複層構造の中間転写体に転写する画像形成方法において、転写電位と転写位置における像担持体上の非画像部電位との差を所定の範囲となるように転写電位と帯電電位を制御することを特徴とする画像形成方法。
A charging bias is applied to the charging unit to charge the surface of the image carrier, and then an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier by an exposure unit, and a developing bias is applied to the developing unit to apply the electrostatic latent image. In an image forming method of forming a toner image by manifesting the toner with a toner, and transferring the toner image on the surface of the image carrier to a multi-layer intermediate transfer body having a conductive layer by applying a transfer bias, An image forming method comprising: controlling a transfer potential and a charging potential so that a difference from a non-image portion potential on an image carrier at a transfer position falls within a predetermined range.
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