JP2006091322A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中間転写体を使用して複数色のトナー像を一括で転写材に2次転写してカラー画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine that forms a color image by secondary transfer of toner images of a plurality of colors onto a transfer material at once using an intermediate transfer member.
従来、感光体から中間転写ベルトへの転写(1次転写)および紙転写(2次転写)において、安定した転写を行うため、転写材(温湿度による抵抗変動、長手方向サイズ、厚さなど)に応じて転写電圧を変更する定電流制御を採用することが知られている(例えば、特許文献1および2参照)。
特許文献1に開示された転写装置およびこれを備えた画像形成装置においては、中間転写体上のトナー像を転写ベルトに吸着させた転写材に転写バイアスを印加することで転写する。
また、特許文献1の開示では、転写バイアス印加電源は定電圧回路と定電流回路とを直列に接続して構成する。定電圧回路から発生する電圧値を転写材の性状などに応じて変化させることで転写不良や転写電流過剰によるガサツキ画像を生じることなく、良好な画像を得ることができる。
特許文献2に開示された画像形成方法および装置においては、転写材へのトナー像の転写が開始された直後に、転写部位に流れる転写電流(または転写電圧)を、電流計(または電圧計)により検出し、その検出値をCPUに与える。
そして、この電流計(または電圧計)の検出値に基づいて、CPUにより転写材に与えられた転写バイアスが最適範囲を越えていると判断された場合にのみ、転写バイアスの補正制御を行う。
この開示によれば、転写材の状態やプリンタ本体の設置環境に応じて補正された最適な転写バイアスによって転写材へのトナー像の転写が行われるようになり、転写バイアスの過多や不足によって転写材へのトナー像の転写効率が低下する不具合が解消される。
In the transfer device disclosed in Patent Document 1 and an image forming apparatus including the transfer device, a toner image on an intermediate transfer member is transferred by applying a transfer bias to a transfer material adsorbed on a transfer belt.
Further, in the disclosure of Patent Document 1, the transfer bias application power source is configured by connecting a constant voltage circuit and a constant current circuit in series. By changing the voltage value generated from the constant voltage circuit according to the properties of the transfer material, a good image can be obtained without causing a transfer image or a blurred image due to excessive transfer current.
In the image forming method and apparatus disclosed in
Then, based on the detected value of the ammeter (or voltmeter), transfer bias correction control is performed only when the transfer bias applied to the transfer material by the CPU exceeds the optimum range.
According to this disclosure, the toner image is transferred onto the transfer material with the optimum transfer bias corrected according to the state of the transfer material and the installation environment of the printer body. The problem that the transfer efficiency of the toner image onto the material is reduced is eliminated.
しかしながら、環境条件などによって転写部構成部品(転写ローラや転写ベルト)や転写紙の抵抗値が高くなった場合、電流を一定にするために転写電圧は高電圧が必要となる。
高電圧を印加することによって、転写部にて放電が起き易くなり、画像不良(チリ、ボソツキなど)を発生させてしまう。また、高電圧電源はコストも高くなってしまう。
前述した特許文献1および2では、高電圧印加を行わないために電圧の上限リミッタが設けられているが、本来転写電流を一定にするために必要な電圧が印加することができず、転写電流が不足してしまうため最適な転写性が得られず画像不良(転写率低下など)が発生してしまう。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、転写電圧と転写電流を常に一定にすることで安定した転写条件にし、高電圧を印加することなく転写性を確保して画像不良(チリ、ボソツキなど)が発生しない画像形成装置を提供することにある。
However, when the resistance value of the transfer part component (transfer roller or transfer belt) or transfer paper becomes high due to environmental conditions or the like, a high transfer voltage is required to keep the current constant.
By applying a high voltage, electric discharge easily occurs at the transfer portion, and image defects (such as dust and vomit) occur. In addition, the high voltage power supply is expensive.
In
In view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to achieve stable transfer conditions by always keeping the transfer voltage and transfer current constant, and to ensure transferability without applying a high voltage, resulting in image defects ( It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that does not generate dust or vomit.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体上に1次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材に2次転写して画像を形成する画像形成装置において、転写電圧・電流印加部材を含む転写印加部と、該転写印加部に対向している部材を含む転写対向部とから構成される転写部と、前記転写対向部と接地間に設けられる可変抵抗器と、転写条件を検出する転写条件検出手段と、該転写条件検出手段の検出結果に応じて前記可変抵抗器の抵抗値を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記転写条件検出手段は温湿度を検出する温湿度センサとされ、前記制御手段は前記温湿度センサの温湿度検出結果に応じて前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることを特徴とする。
また、前記転写条件検出手段は転写材の抵抗値を検出する転写材抵抗検出手段とされ、前記制御手段は、前記転写材の抵抗値に応じて前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記転写条件検出手段は、前記転写対向部の対向電流を測定するために前記転写対向部に配置された対向電流計とされ、前記制御手段は、前記対向電流計の対向電流測定結果に応じて前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記転写条件検出手段は、前記転写対向部の対向電流を測定するために前記転写対向部に配置された対向電流計と、前記転写印加部の印加電流を測定するために前記転写印加部に配置された印加電流計とにより構成し、前記制御手段は、前記対向電流計の対向電流測定結果と前記印加電流計の印加電流測定結果との差から前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記可変抵抗器を主走査方向に複数設けたことを特徴とする特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記制御手段は、前記転写材のサイズ情報から前記転写材の幅に応じて前記可変抵抗器の抵抗値を変化させることを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記中間転写体上に複数色のトナー像を重ねあわせた後、これら複数色のトナー像を一括して前記転写材に転写してカラー画像を形成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is to primarily transfer a toner image formed on an image carrier onto an intermediate transfer member, and use the toner image on the intermediate transfer member as a transfer material. In an image forming apparatus that forms an image by secondary transfer, a transfer unit including a transfer application unit including a transfer voltage / current application member, and a transfer opposing unit including a member facing the transfer application unit; A variable resistor provided between the transfer facing portion and the ground, a transfer condition detecting means for detecting a transfer condition, and a control means for changing the resistance value of the variable resistor in accordance with a detection result of the transfer condition detecting means. And.
According to a second aspect of the present invention, the transfer condition detecting means is a temperature / humidity sensor for detecting temperature / humidity, and the control means is a resistance of the variable resistor according to the temperature / humidity detection result of the temperature / humidity sensor. It is characterized by changing the value.
Further, the transfer condition detecting means is a transfer material resistance detecting means for detecting a resistance value of the transfer material, and the control means changes the resistance value of the variable resistor in accordance with the resistance value of the transfer material. Features.
According to a fourth aspect of the present invention, the transfer condition detecting means is a counter ammeter disposed on the transfer facing portion to measure the counter current of the transfer facing portion, and the control means is The resistance value of the variable resistor is changed in accordance with the counter current measurement result of the counter ammeter.
The transfer condition detecting means may be configured such that the transfer condition detecting means measures a counter current of the transfer counter part and a counter ammeter disposed on the transfer counter part and an applied current of the transfer application part. An application ammeter disposed in the transfer application unit, and the control means determines the difference between the counter current measurement result of the counter ammeter and the application current measurement result of the application ammeter. It is characterized in that the resistance value of the variable resistor is changed.
The invention described in
The invention according to
The invention according to
本発明によれば、転写条件に応じて可変抵抗を変化させているので、転写部における総抵抗値を常に一定にすることができ、転写電流を確保するための転写電圧も一定にすることで電圧変動したさいに高圧印加することなく転写することにより、転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。 According to the present invention, since the variable resistance is changed according to the transfer condition, the total resistance value in the transfer portion can be always constant, and the transfer voltage for securing the transfer current can also be constant. By performing transfer without applying a high voltage when the voltage fluctuates, it is possible to prevent the occurrence of transfer defects (such as dust and blurring).
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明による画像形成装置の第1の実施形態を示す概略図である。図1において、画像形成装置は、像担持体1上に形成されたトナー像を1次転写印加ローラ8で中間転写体6裏面に1次転写バイアス部15からの1次転写バイアスを印加してトナー像を中間転写体6上に転写する。
その後、画像形成装置は、2次転写印加ローラ12で転写材14裏面に2次転写用電源16からの電圧を印加して、転写材14上にトナー像を転写するように構成されている。なお、2は像担持体、3は像担持体駆動ローラ、4は1次転写対向ローラ、5は像担持体クリーニングブレード、7は中間転写体駆動ローラ、10はベルトクリーニング対向ローラ、11は中間転写体テンションローラ、13はベルトクリーニングブラシである。
2次転写印加ローラ12の対向側に構成されている2次転写対向ローラ9に可変抵抗部17が設けられており、転写条件を検出する転写条件検出手段として、画像形成装置の環境(温度、湿度)を計測する温湿度センサ18を搭載するようにしている。この温湿度センサ18の検知した結果より、制御手段である可変抵抗制御部19によって可変抵抗部17の抵抗値を決定し変化させている。
中間転写体6や2次転写印加ローラ12および2次転写対向ローラ9には化成品(例えば、PI(ポリイミド樹脂)やEP(エチレンプロピレン)ゴム)が使用され、低温低湿時には抵抗値が上昇する。
そのため可変抵抗部17の抵抗値は低温低湿時に低い抵抗に、常温時には中抵抗、高温時に高抵抗となるように可変抵抗制御部19によって制御される。環境が変化して転写部の構成部品の抵抗が変化した場合でも、予め設定された転写部における総抵抗になるようにし、転写電圧および転写電流を常に同じ条件に固定することが可能となる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 1, an image forming apparatus applies a primary transfer bias from a primary
Thereafter, the image forming apparatus is configured to transfer a toner image onto the
A
Chemical products (for example, PI (polyimide resin) or EP (ethylene propylene) rubber) are used for the
Therefore, the resistance value of the
図2は本発明による画像形成装置の第2の実施形態を示す概略図である。なお、図2においては図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
この図2に示す画像形成装置では、転写条件を検出する転写条件検出手段を転写材抵抗測定部20により構成しており、転写材抵抗測定部20にて、転写材14をローラ対23、24で挟み電圧印加したさいの電流を計測することによって体積抵抗値を算出する。算出結果より予め設定された転写部総抵抗になるように可変抵抗制御部19により可変抵抗部17を変化させ、転写材14の種類が変化したさいでも転写条件が同じになるように制御する。
図3は本発明による画像形成装置の第3の実施形態を示す概略図である。なお、図3において、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
この図3に示す画像形成装置では、転写条件検出手段を対向電流計21により構成する。そして2次転写対向ローラ9に可変抵抗部17と対向電流計21を設け、転写時に対向側に流れる電流を計測し、対向電流を予め設定されている設定値になるように可変抵抗制御部19にて可変抵抗部17の抵抗値を変化させるようにしている。
図4は2次転写対向ローラの抵抗値を変化させたさいの、図3における対向電流計の電流計測値をグラフで示す図である。図4には、2次転写対向ローラ9の抵抗値を変化させたさいの、図3における対向電流計21の電流計測値の値を示している。
2次転写対向ローラ9の抵抗が変化することによって対向電流が変化している。2次転写対向ローラ9に可変抵抗部17を設けることで抵抗値が常に一定になり、対向電流を安定させることが可能となる。
図5は対向電流計の電流計測値と実際に転写された移動電荷量の関係をグラフで示す図である。また、図5では、対向電流計21の電流計測値と実際に転写された移動電荷量(転写された電荷量)の関係を表しており、対向電流が転写性を表す移動電荷量と関係があることから最適な対向電流に安定させることで転写性を確保することが可能となる。
図6は本発明による画像形成装置の第4の実施形態を示す概略図である。なお、図6において、図1と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
この図6に示す画像形成装置では、転写条件検出手段を印加電流計22により構成する。そして、2次転写印加ローラ12に印加電流計22を設け、転写時の2次転写印加ローラ12に流れる電流を測定するようにしている。そして測定した印加電流値と対向電流計21の電流計測結果より、対向電流−印加電流を算出する。算出された結果より予め設定された値となるように可変抵抗部17の抵抗値を変化させるようにしている。
FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 2, the same parts as those in FIG.
In the image forming apparatus shown in FIG. 2, a transfer condition detecting means for detecting a transfer condition is constituted by a transfer material
FIG. 3 is a schematic view showing a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.
In the image forming apparatus shown in FIG. 3, the transfer condition detecting means is constituted by the
FIG. 4 is a graph showing the current measurement value of the counter ammeter in FIG. 3 when the resistance value of the secondary transfer counter roller is changed. FIG. 4 shows the current measurement value of the
The counter current changes as the resistance of the secondary
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the measured current value of the counter ammeter and the amount of mobile charge actually transferred. FIG. 5 shows the relationship between the current measurement value of the
FIG. 6 is a schematic view showing a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG.
In the image forming apparatus shown in FIG. 6, the transfer condition detecting means is constituted by an applied
図7は印加電流計と対向電流計から算出した対向電流−印加電流の算出結果と移動電荷量の関係をグラフで示す概略図である。図7は図6における印加電流計22と対向電流計21から算出した対向電流−印加電流の算出結果と移動電荷量の関係を表している。
対向電流と印加電流の差が転写性を表す移動電荷量と関係があることから可変抵抗部17の抵抗を変化させることで最適な電流にして転写性を確保することが可能となる。
図8は本発明による画像形成装置の第5の実施形態を示す概略図である。
この図8に示す画像形成装置は、可変抵抗部17を主走査方向に複数個(A、B、C、D)設けるようにている。また図示していないが各可変抵抗器17の制御を行う制御手段も可変抵抗部17ごとに配置することで、転写部の主走査方向における抵抗差をなくすことが可能となる。転写材14は2次転写対向ローラ9と2次転写印加ローラ12の間で示されている。
図8における可変抵抗部17(A、B、C、D)の配置位置および配置数を転写材サイズから決定し、転写部において転写材14の通過しない範囲は通過する部分よりも抵抗値を高くするようにして、転写材の無い部分に関して転写電流を流さないようにする。
例えば、可変抵抗部A、B、C、Dにおいて、AをA4幅に配置し、B、Cをハガキ幅に配置して、ハガキを通紙するさいには、B、C<A、Bになるように抵抗を変化する。抵抗差はハガキの抵抗分を加味してハガキ抵抗分+B、Cの抵抗値よりも極端に大きくなるようにA、Bを設定する。
上記構成は、2次転写の電圧印加方向が中間転写体6の裏面となっている場合には、印加側と対向側を逆に配置し、転写材14の裏面側ローラに可変抵抗部17を接続して対応することが可能である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the relationship between the calculation result of the counter current-applied current calculated from the applied ammeter and the counter ammeter and the amount of mobile charge. FIG. 7 shows the relationship between the calculation result of the counter current-applied current calculated from the applied
Since the difference between the counter current and the applied current is related to the amount of mobile charge representing transferability, the transferability can be secured by changing the resistance of the
FIG. 8 is a schematic view showing a fifth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
The image forming apparatus shown in FIG. 8 is provided with a plurality (A, B, C, D) of
The arrangement position and the number of arrangement of the variable resistance parts 17 (A, B, C, D) in FIG. 8 are determined from the transfer material size, and the resistance value is higher in the area where the
For example, in the variable resistance portions A, B, C, and D, when A is arranged in the A4 width, B and C are arranged in the postcard width, and the postcard is passed through, B, C <A, B Change the resistance so that A and B are set so that the resistance difference becomes extremely larger than the resistance values of postcard resistance + B and C, taking into account the resistance of the postcard.
In the above configuration, when the voltage application direction of the secondary transfer is the back surface of the
本発明によれば、温湿度センサを用いて転写条件を検出しているので、環境変動などによって転写材や転写部部品(ベルトやローラなど)の抵抗が変化した場合でも、転写部における抵抗値を常に一定にすることができる。
また、転写電流を確保するための転写電圧も一定にすることで電圧変動したさいに高圧印加することなく転写することにより、転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
本発明においては、転写材抵抗検出手段により転写材の抵抗を検知しているので、転写材(転写紙厚さや種類など)が変化した場合でも、常に転写部における抵抗値を一定にすることができ、電圧および電流を安定させ転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
本発明によれば、転写対向側に電流計を配置し、転写時の電流を測定することで転写部における総抵抗および転写移動電荷量を算出することができる。その結果から可変抵抗値を変化させることによって、確実に総抵抗および移動電荷量を一定にすることが可能となる。したがって、環境変動や転写材が変化した場合においても、転写性を安定させ、転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
本発明によれば、転写印加側と転写対向側に電流計を配置し、その差から移動電荷量を算出することができ、その結果から移動電荷量を一定にするように可変抵抗値を変化させることで、環境変動や転写材が変化した場合でも、転写性を安定させ転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
また、本発明によれば、可変抵抗を主走査方向に複数設けることで主走査方向での抵抗値を一定に保つことができ、転写材の主走査方向での転写性偏差を減少させることができ、転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
さらに、本発明によれば、転写材のサイズ情報から転写材幅に応じて可変抵抗の抵抗値を変化させているので、転写材の無い部分へ余分な電流を流すことが無く、転写不良(チリやボソツキなど)の発生を防止することができる。
なお、本発明の画像形成装置は、カラー画像を形成する画像形成装置に適用可能であり、カラー画像を形成する画像形成装置に適用する場合は、像担持体1上でトナー像を形成し、中間転写体6上に1次転写し、複数色のトナー像について繰り返し中間転写体6上で複数色のトナー像を重ね合わせた後、これら複数色のトナー像を一括で転写材14に2次転写してカラー画像を形成すればよい。
According to the present invention, since the transfer condition is detected using the temperature / humidity sensor, even when the resistance of the transfer material or the transfer part component (belt, roller, etc.) changes due to environmental fluctuations, the resistance value in the transfer part. Can always be constant.
In addition, by making the transfer voltage for securing the transfer current constant, the transfer is performed without applying a high voltage when the voltage fluctuates, thereby preventing the occurrence of transfer defects (such as dust and vomit).
In the present invention, since the resistance of the transfer material is detected by the transfer material resistance detection means, even when the transfer material (transfer paper thickness, type, etc.) changes, the resistance value in the transfer portion can be always constant. In addition, the voltage and current can be stabilized, and the occurrence of transfer defects (such as dust and blurring) can be prevented.
According to the present invention, it is possible to calculate the total resistance and transfer transfer charge amount in the transfer portion by arranging an ammeter on the transfer opposite side and measuring the current during transfer. By changing the variable resistance value based on the result, it is possible to make the total resistance and the amount of moving charges constant. Therefore, even when the environmental change or the transfer material changes, the transferability can be stabilized, and the occurrence of transfer defects (such as dust and blurring) can be prevented.
According to the present invention, ammeters are arranged on the transfer application side and the transfer opposite side, and the amount of moving charge can be calculated from the difference between them, and the variable resistance value is changed so as to make the amount of moving charge constant from the result. This makes it possible to stabilize the transferability and prevent the occurrence of transfer defects (such as dust and blurring) even when the environmental change or the transfer material changes.
Further, according to the present invention, by providing a plurality of variable resistors in the main scanning direction, the resistance value in the main scanning direction can be kept constant, and the transferability deviation of the transfer material in the main scanning direction can be reduced. In addition, it is possible to prevent the occurrence of transfer defects (such as dust and vomit).
Furthermore, according to the present invention, since the resistance value of the variable resistor is changed according to the transfer material width from the size information of the transfer material, an excessive current is not passed to a portion where there is no transfer material, and transfer failure ( Occurrence of dust and soot) can be prevented.
The image forming apparatus of the present invention is applicable to an image forming apparatus that forms a color image. When applied to an image forming apparatus that forms a color image, a toner image is formed on the image carrier 1, After the primary transfer onto the
1 像担持体、6 中間転写体、9 転写部(転写対向部、部材、2次転写対向ローラ)、12 転写部(転写印加部、転写電圧・電流印加部材、2次転写印加ローラ)、14 転写材、16 2次転写用電源、17 可変抵抗器(可変抵抗部)、18 転写条件検出手段(温湿度センサ)、19 可変抵抗制御部、20 転写材抵抗検出手段(転写材抵抗測定部)、21 対向電流計、22 印加電流計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image carrier, 6 Intermediate transfer body, 9 Transfer part (transfer opposing part, member, secondary transfer opposing roller), 12 Transfer part (transfer application part, transfer voltage / current application member, secondary transfer application roller), 14 Transfer material, 16 Secondary transfer power supply, 17 Variable resistor (variable resistor unit), 18 Transfer condition detection means (temperature / humidity sensor), 19 Variable resistance control unit, 20 Transfer material resistance detection means (transfer material resistance measurement unit) , 21 Opposing ammeter, 22 Applied ammeter
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