JP2006267674A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high quality image forming apparatus capable of optimally controlling a transfer bias and maintaining transfer efficiency and concentration constant even when there is circumferential unevenness of resistance values generated in a manufacturing process of a transfer roller. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has an image carrier on the surface of which a development image is formed and the transfer roller 14 which forms a pressure welding nip part with the image carrier and transfers the development image from the image carrier to an intermediate transfer body or a transfer material as a transfer medium at the pressure contacting nip part by application of the transfer bias, and the image forming apparatus performs a pre-processing process for determining the transfer bias to be applied to the transfer roller 14 in a transfer process. In the image forming apparatus, it has a position detection means for detecting a specific position on the circumference of the transfer roller, the transfer bias is determined based on relation between voltage applied to the transfer roller and current flowing in the pressure contacting nip part except the specific position in the pre-processing process. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式又は静電記録方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置において、像担持体上に形成した現像像を転写媒体である中間転写体又は転写材等に転写する際の、最適な転写バイアスの決定方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic or electrostatic recording type copying machine, printer, or the like when transferring a developed image formed on an image carrier to an intermediate transfer member or transfer material as a transfer medium. The present invention relates to a method for determining an optimum transfer bias.

従来より、例えば電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体としての1個又は複数個の感光体ドラムに静電潜像を形成し、該潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーにより順次現像して各色の現像像(トナー像)を形成し、それらのトナー像を、一旦、転写媒体としてドラム状又はベルト状の中間転写体上に重ねて転写(一次転写)した後、続いて転写材に一括転写(二次転写)して記録画像を得る中間転写方式のフルカラー画像形成装置が知られている。或は、感光体ドラム上にブラックのトナー像のみを形成し、そのトナー像を直接、転写材上に転写するモノクロ画像形成装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on one or a plurality of photosensitive drums as an image carrier, and the latent image is formed in each of yellow, magenta, cyan, and black colors. After sequentially developing with toner to form a developed image (toner image) of each color, these toner images are once transferred onto a drum-shaped or belt-shaped intermediate transfer member as a transfer medium (primary transfer), Subsequently, a full-color image forming apparatus of an intermediate transfer type that obtains a recorded image by batch transfer (secondary transfer) to a transfer material is known. Alternatively, there is known a monochrome image forming apparatus that forms only a black toner image on a photosensitive drum and transfers the toner image directly onto a transfer material.

これらの装置では、一次転写又は二次転写が行われる転写工程において、転写手段として導電性の転写ローラ等が使用される。転写ローラは感光体ドラム又は中間転写体に当接して使用され、放電によらず、電荷注入によりトナー像の転写に必要な電荷を付与するのでオゾン発生量が少ないという利点がある。   In these apparatuses, a conductive transfer roller or the like is used as a transfer unit in a transfer process in which primary transfer or secondary transfer is performed. The transfer roller is used in contact with the photosensitive drum or the intermediate transfer member, and has an advantage that the amount of ozone generation is small because the charge necessary for transferring the toner image is applied by charge injection regardless of discharge.

ところで、転写ローラの抵抗は装置内の温湿度や通電により変動し易いことが知られている。特に、材料としてイオン導電剤や界面活性剤を分散させたイオン導電性の転写ローラを用いた場合、上記の抵抗変動が生じ易い。   By the way, it is known that the resistance of the transfer roller is likely to fluctuate due to temperature and humidity in the apparatus and energization. In particular, when an ion conductive transfer roller in which an ion conductive agent or a surfactant is dispersed as a material is used, the above resistance variation is likely to occur.

一方、導電剤としてカーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させた電子導電性の転写ローラを用いると温湿度や通電による抵抗変動は少なくなる。しかし、長期の耐久により転写ローラの表面がトナーで汚れたり、或は転写ローラが対向する感光体表層の厚みが磨耗により減少すると、転写ローラと感光体ドラムを含めた全体の抵抗が変化する。   On the other hand, when an electronic conductive transfer roller in which conductive fillers such as carbon and metal oxide are dispersed as a conductive agent is used, resistance variation due to temperature and humidity and current flow is reduced. However, if the surface of the transfer roller is contaminated with toner due to long-term durability, or if the thickness of the surface of the photoreceptor facing the transfer roller decreases due to wear, the overall resistance including the transfer roller and the photoreceptor drum changes.

何れにしても、これらの抵抗が変動するため、転写ローラに転写バイアスとして一定の電圧を印加しても転写ローラに流れる電流が変動し、トナー像の転写が最適に行われないという問題がある。   In any case, since these resistances fluctuate, there is a problem that even when a constant voltage is applied as a transfer bias to the transfer roller, the current flowing through the transfer roller fluctuates and the toner image cannot be transferred optimally. .

そこで、転写ローラの抵抗変動に起因する転写不良の発生を防止するため、前処理工程として、例えば特許文献1に記載されるように、転写ローラに印加する電圧と転写部位に流れる電流の関係を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写バイアスを最適に制御する方法が採用されている。   Therefore, in order to prevent the occurrence of transfer failure due to resistance fluctuation of the transfer roller, as a pre-processing step, for example, as described in Patent Document 1, the relationship between the voltage applied to the transfer roller and the current flowing through the transfer portion is expressed as follows. A method is employed in which the transfer bias applied to the transfer roller is optimally controlled in accordance with the measurement result.

この制御方法では、画像形成(作像)前の前回転中に転写ローラに定電圧制御された定電圧を印加し、その時の電流値を検出し、転写ローラに印加する電圧と転写部位に流れる電流の関係から最適電流I0を得るのに必要な最適電圧V0を算出し、作像中の転写時に転写バイアスとして、その電圧V0を印加する。このようにすることで転写ローラの抵抗変動があっても常に転写部位に最適な電流を流すことが可能となる。   In this control method, a constant voltage under constant voltage control is applied to the transfer roller during the pre-rotation before image formation (image formation), the current value at that time is detected, and the voltage applied to the transfer roller and the flow to the transfer site. The optimum voltage V0 necessary for obtaining the optimum current I0 is calculated from the current relationship, and the voltage V0 is applied as a transfer bias during transfer during image formation. By doing so, it is possible to always flow an optimum current to the transfer portion even if the resistance of the transfer roller varies.

尚、本明細書では、画像形成工程において、画像形成装置に外部からのプリント信号が送信されてから、1枚目の転写材の、現像剤像が転写される位置(転写部)に到来するまでの時間において、各画像形成手段が動作している時間帯を前回転と称する。   In this specification, in the image forming process, after an external print signal is transmitted to the image forming apparatus, the first transfer material arrives at a position (transfer portion) where the developer image is transferred. The time period in which each image forming unit is operating in the period up to is referred to as pre-rotation.

特開2001−125338号公報JP 2001-125338 A

しかしながら、上記の転写バイアス制御を行うに当たり以下の問題があった。   However, there are the following problems in performing the transfer bias control.

即ち、図9に示すように、転写ローラの製造工程では、ローラ形状をした金型14bに芯金14aを挿入し、芯金に対して垂直な方向Cからローラ材料である混練ゴムを注入する。ゴム材は、芯金に衝突して2方向に分岐し再び合流して金型内部にゴム材が充填される。このとき、合流部Lはゴム材が圧縮されてゴム密度が上がるため、導電材の密度も上がり周囲に比べて抵抗値が低くなる。   That is, as shown in FIG. 9, in the manufacturing process of the transfer roller, the core metal 14a is inserted into the roller-shaped die 14b, and the kneaded rubber as the roller material is injected from the direction C perpendicular to the core metal. . The rubber material collides with the core metal, branches in two directions, merges again, and the mold is filled with the rubber material. At this time, since the rubber material is compressed and the rubber density is increased in the merging portion L, the density of the conductive material is also increased and the resistance value is lower than that of the surrounding area.

図10はこのようにして製造された転写ローラの周方向の抵抗変化を測定したもので、転写ローラを一定速度で回転しながら芯金に一定電圧を印加したときの転写部に流れる電流変化を示したものである。電流は、ローラの回転周期で変動し、合流部Lでは局所的に電流が多く流れている。つまり、合流部Lでは抵抗値が低くなっていることが分かる。このため、ローラに一定電圧を印加した場合、周方向にΔiの電流変化を生じる。   FIG. 10 shows the change in resistance in the circumferential direction of the transfer roller manufactured as described above. The change in current flowing through the transfer portion when a constant voltage is applied to the core metal while rotating the transfer roller at a constant speed is shown in FIG. It is shown. The current fluctuates with the rotation period of the roller, and a large amount of current flows locally at the junction L. That is, it can be seen that the resistance value is low at the junction L. For this reason, when a constant voltage is applied to the roller, a current change of Δi occurs in the circumferential direction.

上記転写ローラを使用して転写バイアス制御を行うと、転写ローラに定電圧を印加して電流を検出する際に、合流部において電流を検出した場合、抵抗値が低いために目標電流を得るために必要な転写バイアスが低く設定され、その結果、合流部以外の部分で転写電流が不足し、トナー像が十分に転写されないという問題が生じた。これを回避するため、電流の検出を周方向の複数ポイントで行い、それら検出結果の平均値から転写バイアスを決定することで抵抗値の周方向ムラの影響を小さくする方法が採られているが、検出ポイントをランダムに決定しているため、検出ポイントに合流部を含む場合と含まない場合で転写バイアス値に差異を生じ、転写効率が変動し画像濃度変動を生じる問題があった。   When transfer bias control is performed using the above-described transfer roller, when a constant voltage is applied to the transfer roller and current is detected, if a current is detected at the junction, the target value is obtained because the resistance value is low. As a result, there is a problem that the transfer current is insufficient at a portion other than the joining portion, and the toner image is not sufficiently transferred. In order to avoid this, a method has been adopted in which the current is detected at a plurality of points in the circumferential direction, and the transfer bias is determined from the average value of the detection results to reduce the influence of circumferential unevenness of the resistance value. Since the detection points are determined at random, there is a problem in that the transfer bias value varies depending on whether the detection point includes or does not include the joining portion, the transfer efficiency varies, and the image density varies.

従って、本発明の目的は、転写ローラの製造過程で生じる抵抗値の周ムラがある場合でも、転写バイアスを最適に制御し転写効率及び濃度を一定に維持できる高品質な画像形成装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-quality image forming apparatus capable of optimally controlling the transfer bias and maintaining the transfer efficiency and density constant even when there is a circumferential unevenness of the resistance value generated in the transfer roller manufacturing process. That is.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。   The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image forming apparatus having the following configuration.

(1)表面に現像像が形成される像担持体と、該像担持体と圧接ニップ部を形成し、転写バイアスが印加されることによって該圧接ニップ部にて転写媒体としての中間転写体又は転写材に前記像担持体から前記現像像を転写させる転写ローラを有し、前記転写ローラに転写工程において印加する転写バイアスを決定する前処理工程を行う画像形成装置において、
転写ローラ周上の特定位置を検知する位置検知手段を備え、前記前処理工程において、前記転写ローラに印加した電圧とそのときに前記特定位置を除いた圧接ニップ部に流れる電流の関係に基づいて転写バイアスを決定することを特徴とする画像形成装置。
(1) An image carrier on which a developed image is formed on the surface, an intermediate transfer body as a transfer medium at the pressure nip portion by forming a pressure nip portion with the image carrier and applying a transfer bias In an image forming apparatus having a transfer roller for transferring the developed image from the image carrier to a transfer material, and performing a preprocessing step for determining a transfer bias to be applied to the transfer roller in a transfer step,
A position detecting means for detecting a specific position on the circumference of the transfer roller, and based on a relationship between a voltage applied to the transfer roller and a current flowing in the pressure nip portion excluding the specific position in the preprocessing step; An image forming apparatus for determining a transfer bias.

(2)転写ローラ周上の複数の特定位置を検知する位置検知手段を備え、前記前処理工程において、前記転写ローラに印加した電圧とそのときに前記特定位置を除いた圧接ニップ部に流れる電流の関係に基づいて転写バイアスを決定することを特徴とする(1)の画像形成装置。   (2) A position detecting means for detecting a plurality of specific positions on the circumference of the transfer roller is provided, and in the pre-processing step, a voltage applied to the transfer roller and a current flowing in the pressure nip portion excluding the specific position at that time The image forming apparatus according to (1), wherein the transfer bias is determined based on the relationship.

本発明によれば、作像の前処理工程で転写バイアスを決定する転写バイアス制御を行う画像形成装置において、転写ローラの製造工程で生じる低抵抗部の影響を受けないように転写バイアスを決定できるので、転写効率の低下に伴う濃度低下を防止することができる。   According to the present invention, in an image forming apparatus that performs transfer bias control for determining a transfer bias in an image pre-processing step, the transfer bias can be determined so as not to be affected by the low resistance portion that occurs in the transfer roller manufacturing process. Therefore, it is possible to prevent a decrease in density associated with a decrease in transfer efficiency.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。   Hereinafter, an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施の形態1>
図1は本発明を適用した画像形成装置の一例の概略構成を示す。
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

本実施の形態では、複数色の現像像(トナー像)を像担持体である感光体ドラム1に形成し、それを転写媒体としての中間転写体である中間転写ベルト6に重ねて一次転写し、その複数色の複合トナー像を二次転写部にて転写材Pに一括転写する、電子写真方式で、中間転写方式を採用したカラー画像形成装置における本発明の適用例について説明する。   In the present embodiment, a development image (toner image) of a plurality of colors is formed on a photosensitive drum 1 as an image carrier, and is primarily transferred onto an intermediate transfer belt 6 as an intermediate transfer body as a transfer medium. An application example of the present invention in a color image forming apparatus adopting an intermediate transfer system in an electrophotographic system in which the composite toner images of a plurality of colors are collectively transferred onto a transfer material P in a secondary transfer unit will be described.

先ず、画像形成装置全体構成について説明する。   First, the overall configuration of the image forming apparatus will be described.

図1において、感光体ドラム1は像担持体であり、矢線A方向に回転し、感光体ドラム1の周囲に設けた帯電装置2及び画像情報に基づいて露光する露光装置3により画像情報に応じた静電潜像が形成される。又、この感光体ドラム1の周囲にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色に対応した現像器を含む現像器ユニット8が配設されており、感光体ドラム1上に形成された静電潜像を上記の何れかの現像器で現像してトナー像を形成する。   In FIG. 1, a photosensitive drum 1 is an image carrier, and rotates in the direction of arrow A. The charging device 2 provided around the photosensitive drum 1 and the exposure device 3 that performs exposure based on the image information change the image information. A corresponding electrostatic latent image is formed. A developing unit 8 including developing units corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) colors is disposed around the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed with any of the above developing devices to form a toner image.

感光体ドラム1の表面に当接されるよう配設された中間転写ベルト6は、複数の張架ローラ9〜13に張架されて矢印Bの方向へ回動するようになっている。本実施の形態では、張架ローラ10,11は、一次転写位置の近傍に配置され中間転写ベルト9の平坦な面を感光体ドラム1に当接させ、一次転写用のニップを形成する。   The intermediate transfer belt 6 disposed so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum 1 is stretched around a plurality of stretching rollers 9 to 13 and is rotated in the direction of arrow B. In the present embodiment, the stretching rollers 10 and 11 are disposed in the vicinity of the primary transfer position, and the flat surface of the intermediate transfer belt 9 is brought into contact with the photosensitive drum 1 to form a nip for primary transfer.

又、張架ローラ12は、中間転写ベルト9の張力を一定に維持するためのテンションローラであり、不図示の加圧バネにより付勢されている。又、張架ローラ13は、中間転写ベルト6を回転させる駆動ローラ13であり、張架ローラ9は、二次転写ローラ14に圧接し二次転写部となるニップ部を構成する二次転写対向ローラ(バクアップローラ)9である。   The tension roller 12 is a tension roller for keeping the tension of the intermediate transfer belt 9 constant, and is biased by a pressure spring (not shown). The stretching roller 13 is a driving roller 13 that rotates the intermediate transfer belt 6, and the stretching roller 9 is in pressure contact with the secondary transfer roller 14 and forms a nip portion serving as a secondary transfer portion. A roller (back-up roller) 9.

中間転写ベルト6としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂にカーボンブラックを適当量含有させ、その体積抵抗率を1×10〜1×1013Ω・cm、厚みを70〜100μmとしたものを用いている。 As the intermediate transfer belt 6, an appropriate amount of carbon black is contained in a resin such as polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, the volume resistivity is 1 × 10 8 to 1 × 10 13 Ω · cm, and the thickness is 70. Those having a thickness of ˜100 μm are used.

更に、中間転写ベルト6の感光体ドラム1に対向する一次転写位置において、中間転写ベルト6の内面側には、転写手段である一次転写ローラ7が配設されており、この一次転写ローラ7に、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを高圧電源(転写バイアス印加手段)17により印加することで、感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト6上に一次転写される。   Further, at the primary transfer position of the intermediate transfer belt 6 facing the photosensitive drum 1, a primary transfer roller 7 serving as transfer means is disposed on the inner surface side of the intermediate transfer belt 6. The toner image on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 6 by applying a transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner from a high voltage power source (transfer bias applying means) 17.

又、一次転写後の感光体ドラム1上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ5が感光体ドラム1に対向して備えられている。ドラムクリーナ5によるクリーニングを終えた感光体ドラム1は、除電ランプ30により、感光体ドラム1の残留電荷が減衰され、次回の作像に備えられる。   Further, a drum cleaner 5 for removing the toner remaining on the photosensitive drum 1 after the primary transfer is provided opposite to the photosensitive drum 1. After the cleaning by the drum cleaner 5 is completed, the residual charge of the photosensitive drum 1 is attenuated by the charge eliminating lamp 30 and is prepared for the next image formation.

又、転写材Pの搬送経路に面した中間転写ベルト6の二次転写位置には、中間転写ベルト6のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ローラ14と、中間転写ベルト6の内面側に配設されて二次転写ローラ14の対向電極を成す接地されたバックアップローラ9を備えている。二次転写ローラ14には、トナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアスが高圧電源18により印加されている。   Further, the secondary transfer roller 14 that is disposed in pressure contact with the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt 6 and the intermediate transfer belt 6 are positioned at the secondary transfer position of the intermediate transfer belt 6 facing the conveyance path of the transfer material P. A grounded backup roller 9 disposed on the inner surface side and serving as a counter electrode of the secondary transfer roller 14 is provided. A secondary transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 14 by a high voltage power source 18.

更に、二次転写位置の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト6上に残留したトナーを除去するベルトクリーナ16が設けられている。   Further, a belt cleaner 16 for removing toner remaining on the intermediate transfer belt 6 after the secondary transfer is provided on the downstream side of the secondary transfer position.

尚、二次転写ローラ14及びベルトクリーナ16は、中間転写ベルト6に対して接離可能に配設されており、複数色のカラー画像が形成する場合には、最終色前のトナー像が二次転写ローラ14及びベルトクリーナ16を通過するまで中間転写ベルト9から離間しており、最終色のトナー像が二次転写位置に到達する前に二次転写ローラ14及びベルトクリーナ16が中間転写ベルト6に当接される。   The secondary transfer roller 14 and the belt cleaner 16 are arranged so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 6. When a color image of a plurality of colors is formed, the toner image before the final color is second. The secondary transfer roller 14 and the belt cleaner 16 are separated from the intermediate transfer belt 9 until they pass through the secondary transfer roller 14 and the belt cleaner 16, and the secondary transfer roller 14 and the belt cleaner 16 reach the secondary transfer position before the final color toner image reaches the secondary transfer position. 6 is contacted.

転写材Pは、レジストローラ15に挟まれ一旦位置決め停止させた後、所定のタイミングで二次転写位置へ送り込むようになっており、更に、二次転写後の転写材Pは搬送部材(不図示)により定着器(不図示)へ送られ、転写材Pにトナー像を溶融固着するようになっている。   The transfer material P is sandwiched between the registration rollers 15 and once positioned and stopped, and then sent to the secondary transfer position at a predetermined timing. Further, the transfer material P after the secondary transfer is a conveying member (not shown). ) To a fixing device (not shown) so that the toner image is fused and fixed to the transfer material P.

次に、本装置の作像プロセスについて説明する。   Next, an image forming process of this apparatus will be described.

先ず、感光体ドラム1上に静電潜像の書き込みが行われ、この静電潜像に対応した現像器によって現像される。これは、例えば感光体ドラム1上に書き込まれた静電潜像がイエローの画像情報に対応したものであれば、この静電潜像は、イエローのトナーを内包する現像器Yで現像され、感光体ドラム1上にはイエローのトナー像が形成される。   First, an electrostatic latent image is written on the photosensitive drum 1 and developed by a developing device corresponding to the electrostatic latent image. For example, if the electrostatic latent image written on the photosensitive drum 1 corresponds to yellow image information, the electrostatic latent image is developed by the developing unit Y containing yellow toner, A yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1.

そして、感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、感光体ドラム1と中間転写ベルト6とが接する一次転写位置で感光体ドラム1から中間転写ベルト9の表面に転写される。   The toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred from the photosensitive drum 1 to the surface of the intermediate transfer belt 9 at a primary transfer position where the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 are in contact with each other.

このとき、単色画像を形成する場合には、中間転写ベルト6に一次転写されたトナー像を直ちに転写材Pに二次転写するのであるが、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム1上でのトナー像形成並びにこのトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。例えば、4色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム1上には、その1回転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が形成され、これらトナー像は順次中間転写ベルト6に一次転写される。   At this time, when a single color image is formed, the toner image primary-transferred to the intermediate transfer belt 6 is immediately secondary-transferred to the transfer material P, but a color image in which a plurality of color toner images are superimposed is formed. In this case, the toner image formation on the photosensitive drum 1 and the primary transfer process of the toner image are repeated for the number of colors. For example, when a full color image is formed by superimposing four color toner images, yellow, magenta, cyan and black toner images are formed on the photosensitive drum 1 for each rotation. Are successively transferred onto the intermediate transfer belt 6 in order.

一方、中間転写ベルト6は最初に一次転写されたトナー像を担持したまま感光体ドラム1と同一周期で回動し、中間転写ベルト6上にはその1回転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が重ねて転写される。   On the other hand, the intermediate transfer belt 6 rotates with the same period as the photosensitive drum 1 while carrying the toner image first transferred first, and yellow, magenta, cyan and black are transferred on the intermediate transfer belt 6 for each rotation. The toner images are transferred in a superimposed manner.

このようにして中間転写ベルト6に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト6の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、転写材Pはレジストローラ15にて所定のタイミングで二次転写位置へと供給され、バクアップローラ9と二次転写ローラ14で狭持する。このとき二次転写ローラ14に二次転写バイアスが印加され、二次転写ローラ14とバクアップローラ9との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト6に担持されたトナー像が転写材Pに静電転写される。   The toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 6 in this way is conveyed to the secondary transfer position as the intermediate transfer belt 6 rotates. On the other hand, the transfer material P is supplied to the secondary transfer position at a predetermined timing by the registration roller 15, and is sandwiched between the backup roller 9 and the secondary transfer roller 14. At this time, a secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 14, and the toner image carried on the intermediate transfer belt 6 is transferred by the action of a transfer electric field formed between the secondary transfer roller 14 and the backup roller 9. It is electrostatically transferred to the material P.

一次転写ローラ7又は二次転写ローラ14は、その抵抗値が1×10〜1×1010(Ω)程度の値に調整されたものを使用する。これらの転写ローラは、金属の芯金の外周面に導電性の弾性層を設けたもので、導電性を付与する方法として主として次の2種類がある。電子導電性の転写ローラは、EPDM、ウレタン等のスポンジにカーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散させたもので、導電性フィラーの添加量により抵抗値を調整する。又、イオン導電性の転写ローラは、イオン導電系の材料を含むもので、NBR、ウレタン、エピクロルヒドリン等のゴム若しくはスポンジの材料自身に導電性を持たせたものや、それらに界面活性剤を分散させたものを用いる。 As the primary transfer roller 7 or the secondary transfer roller 14, a roller whose resistance value is adjusted to a value of about 1 × 10 6 to 1 × 10 10 (Ω) is used. These transfer rollers are provided with a conductive elastic layer on the outer peripheral surface of a metal core, and there are mainly the following two methods for imparting conductivity. The electroconductive transfer roller is made by dispersing a conductive filler such as carbon or metal oxide in a sponge such as EPDM or urethane, and the resistance value is adjusted by the amount of the conductive filler added. The ion-conducting transfer roller contains an ion-conducting material, such as NBR, urethane, epichlorohydrin, or other rubber or sponge material itself, or a surfactant dispersed in them. Use

次に、図11により、前処理工程における二次転写ローラ14の転写バイアスの制御方法について説明する。   Next, a method for controlling the transfer bias of the secondary transfer roller 14 in the pretreatment process will be described with reference to FIG.

前処理工程として、作像工程直前の前回転中に、感光体ドラム1及び中間転写ベルト6を回転させ、更に中間転写ベルト6に二次転写ローラ14を圧接させた状態で二次転写ローラ14に電圧2500V、3000V、3500Vを定電圧で印加し、その時の電流値を検出する。ここで検出した電流と電圧の関係から直線補間で目標電流I0(=45μA)(=35μA)を得るのに必要な転写バイアスV0(=2700V)を算出することによって適切な転写バイアスを決定する。   As a pre-processing step, the secondary transfer roller 14 is rotated in a state where the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 6 are rotated during the pre-rotation immediately before the image forming step, and the secondary transfer roller 14 is pressed against the intermediate transfer belt 6. Voltages 2500V, 3000V, and 3500V are applied at a constant voltage, and the current value at that time is detected. An appropriate transfer bias is determined by calculating a transfer bias V0 (= 2700 V) necessary for obtaining the target current I0 (= 45 μA) (= 35 μA) by linear interpolation from the relationship between the detected current and voltage.

尚、作像工程における転写中は転写バイアスを定電圧制御で印加する。この理由は、定電流制御で転写電流を印加すると、紙の持つ抵抗により通紙領域は電流が流れにくいため電流が通紙領域外へ逃げ、通紙部、即ち画像部の電流が不足しトナーが十分に転写されなくなるためである。定電圧制御を行えば、通紙部にも必要な電界が形成され電流を確保することができる。   During transfer in the image forming process, a transfer bias is applied with constant voltage control. The reason for this is that when a transfer current is applied under constant current control, current does not flow easily due to the resistance of the paper, so the current escapes out of the paper passing area, and the current in the paper passing portion, that is, the image portion is insufficient. This is because the ink cannot be sufficiently transferred. If constant voltage control is performed, a necessary electric field is formed also in the sheet passing portion, and current can be secured.

尚、転写バイアスを決定する際に、上記のように定電圧を3点印加して電流と電圧の直線補間から求めるのではなく、目標電流I0を1点だけ印加して電圧を検知して決定しても良い。   When determining the transfer bias, it is not determined by applying three constant voltages and linearly interpolating the current and voltage as described above, but by determining the voltage by applying only one point of the target current I0. You may do it.

次に、図2〜図5により、本発明の特徴的な構成と前処理工程の動作について説明する。   Next, the characteristic configuration of the present invention and the operation of the pretreatment process will be described with reference to FIGS.

図2は転写ローラ14の一端の構成を示したものである。合流部Lは前述した通り抵抗値が低い部分であり、芯金14aの周上で合流部Lと同じ位置にマーク42が貼り付けてある。マーク14aは、光学的な反射シールで、発光及び受光素子を内蔵したフォトセンサ41によりマーク42の位置が検出できるようになっている。又、フォトセンサ41は、転写ローラ14とバックアップローラ9の軸を結んだ直線上に配置してあり、これにより回転中の転写ローラ14に対し、合流部Lが二次転写ニップ部に来たときにマーク42を検出することができる。   FIG. 2 shows the configuration of one end of the transfer roller 14. As described above, the joining portion L is a portion having a low resistance value, and the mark 42 is pasted at the same position as the joining portion L on the circumference of the cored bar 14a. The mark 14a is an optical reflective sticker, and the position of the mark 42 can be detected by a photosensor 41 incorporating light emitting and light receiving elements. Further, the photo sensor 41 is arranged on a straight line connecting the shafts of the transfer roller 14 and the backup roller 9, whereby the joining portion L comes to the secondary transfer nip portion with respect to the rotating transfer roller 14. Sometimes the mark 42 can be detected.

図3及び図4は前処理工程で電流を検出する位置とタイミングを示したものである。   3 and 4 show the position and timing at which current is detected in the preprocessing step.

図3のように、転写ローラ14を周方向に等間隔に分割し、且つ、合流部Lを除いたP1〜P6の計6ポイントの位置で電流を検出する。   As shown in FIG. 3, the transfer roller 14 is divided at equal intervals in the circumferential direction, and the current is detected at a total of six points P1 to P6 excluding the joining portion L.

図4はマーク検出信号に同期して電流をサンプリングするタイミングを示したもので、マーク検出信号が検出された時点、即ち、合流部Lがニップ部を通過した時点を起点として時間t後にサンプリングを開始し、計6回のサンプリングを行う。時間tは、合流部LからP1までの回転時間である。これにより、合流部Lを除いた領域での電流検出が可能となる。転写バイアス決定する際、これら6ポイントの電流の平均値を取り電流−電圧の関係を求める。複数ポイントで電流を検出するのは、合流部Lを除いた領域の全体に対し、より平均的に最適な転写バイアスを設定するためである。   FIG. 4 shows the timing of sampling the current in synchronization with the mark detection signal. Sampling is performed after time t starting from the time when the mark detection signal is detected, that is, the time when the junction L passes through the nip. Start and sample a total of 6 times. Time t is the rotation time from the junction L to P1. As a result, current detection in a region excluding the junction L can be performed. When determining the transfer bias, the average value of these six points of current is taken to determine the current-voltage relationship. The reason why the current is detected at a plurality of points is to set an optimum transfer bias on the average for the entire region excluding the merge portion L.

図5に本発明の効果を示す。   FIG. 5 shows the effect of the present invention.

図5は転写電流に対する転写効率の変化を示したもので、転写効率が90%以上の場合が転写が良好とされる。図5によれば、転写効率が90%以上になるのは、電流が領域a(目標電流の中心値=45μA)に設定された場合である。Δiは転写ローラ14の周方向の抵抗ムラによる電流変化分を示す。従来は、転写ローラ14の周方向にランダムに電流を検出して転写バイアスを決定していたため、合流部Lを含んでサンプリングする場合があり、その場合には、合流部Lの抵抗が低いために、転写バイアスが低く設定されることがあった。そのため、例えば、領域bに設定されることがあり、周方向で電流不足になり転写効率が90%を下回りトナーが十分に転写されず、濃度低下を招いていた。これに対し、本発明では合流部Lを除いてサンプリングするために、領域aに設定され、周方向の全域で良好な転写が行えるようになった。   FIG. 5 shows a change in transfer efficiency with respect to the transfer current. When the transfer efficiency is 90% or more, transfer is considered good. According to FIG. 5, the transfer efficiency is 90% or more when the current is set to the region a (target current center value = 45 μA). Δi indicates a current change due to resistance unevenness in the circumferential direction of the transfer roller 14. Conventionally, the current is randomly detected in the circumferential direction of the transfer roller 14 to determine the transfer bias, and therefore sampling may be performed including the junction L. In this case, the resistance of the junction L is low. In addition, the transfer bias may be set low. For this reason, for example, the region b may be set, the current becomes insufficient in the circumferential direction, the transfer efficiency falls below 90%, and the toner is not sufficiently transferred, resulting in a decrease in density. On the other hand, in the present invention, since sampling is performed except for the merging portion L, the region a is set, and good transfer can be performed in the entire circumferential direction.

<実施の形態2>
図6及び図7は合流部がL1とL2の2箇所に存在する転写ローラについて、合流部を除くように制御する方法を示す。
<Embodiment 2>
6 and 7 show a method of controlling the transfer roller having two joining portions L1 and L2 so as to exclude the joining portion.

<実施の形態3>
次に、実施の形態3について説明する。
<Embodiment 3>
Next, Embodiment 3 will be described.

上述した制御の方法は、カラー画像形成装置だけでなくモノクロ画像形成装置にも適用できる。図8に電子写真方式のモノクロ画像形成装置の一例を示す。   The control method described above can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochrome image forming apparatus. FIG. 8 shows an example of an electrophotographic monochrome image forming apparatus.

図8において、図1に示したカラー画像形成装置と同一の機能を有する部分については図1と同一の符号を記した。感光体ドラム1は、矢印Aの方向に所定の周速度で回転駆動される。帯電装置2により感光体ドラム1の周面が所定の極性、電位に帯電される。露光装置3は記録すべき画像情報に対応して発光制御されたレーザ光を出力して、感光体ドラム1上に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。   8, parts having the same functions as those of the color image forming apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow A at a predetermined peripheral speed. The peripheral surface of the photosensitive drum 1 is charged to a predetermined polarity and potential by the charging device 2. The exposure device 3 outputs laser light whose emission is controlled in accordance with image information to be recorded, and an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the photosensitive drum 1.

現像装置8は、感光体ドラム1上の静電潜像をブラックトナーにより可視化しトナー像が形成される。トナーは磁性一成分現像剤を使用した。   The developing device 8 visualizes the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 with black toner and forms a toner image. The toner used was a magnetic one-component developer.

現像装置8の下流には感光体ドラム1に面して転写前帯電器4が配設されており、トナー像に電荷付与を行う。   A pre-transfer charger 4 is disposed downstream of the developing device 8 so as to face the photosensitive drum 1 and imparts a charge to the toner image.

不図示の給紙カセットには、ここでは転写媒体となる転写材Pが収納されており、給紙スタート信号に基づいて不図示の給紙ローラが駆動され、給紙カセット内の転写材Pが1枚ずつ給紙され、レジストローラ15により矢印Bの向きに転写材Pが搬送され、感光体ドラム1と転写ローラ19との当接ニップ部である転写部位に所定のタイミングで導入される。即ち、感光体ドラム1上のトナー像の先端部が転写部位に到達するタイミングと同期するようにレジストローラ15で転写材Pの搬送が制御される。   Here, a transfer material P serving as a transfer medium is accommodated in a paper feed cassette (not shown), and a paper feed roller (not shown) is driven based on a paper feed start signal so that the transfer material P in the paper feed cassette is moved. Each sheet is fed one by one, and the transfer material P is conveyed in the direction of arrow B by the registration roller 15 and introduced at a predetermined timing into a transfer portion which is a contact nip portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 19. That is, the transfer of the transfer material P is controlled by the registration roller 15 so as to synchronize with the timing at which the leading end of the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer site.

転写部位に導入された転写材Pは、転写部位を挾持搬送され、そのとき、転写ローラ19には高圧電源20から所定に制御された転写バイアスが定電圧で印加される。この転写バイアス制御については後述する。転写ローラ19にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで感光体ドラム1上のトナー像が転写材Pに静電転写される。その後、転写材Pは感光体ドラム1から分離搬送され、不図示の定着装置に搬送され、トナー像の加熱加圧定着工程を受ける。   The transfer material P introduced into the transfer site is held and conveyed by the transfer site. At that time, a transfer bias controlled to a predetermined level from a high voltage power source 20 is applied to the transfer roller 19 at a constant voltage. This transfer bias control will be described later. By applying a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner to the transfer roller 19, the toner image on the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred to the transfer material P. Thereafter, the transfer material P is separated and conveyed from the photosensitive drum 1, conveyed to a fixing device (not shown), and subjected to a heat and pressure fixing process of the toner image.

上記のような、転写ローラ19に対しても本発明を同様に適用できる。   The present invention can be similarly applied to the transfer roller 19 as described above.

又、本発明は、図1の一次転写ローラについても同様に適用できる。   The present invention can be similarly applied to the primary transfer roller of FIG.

以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。そして、静電記録方式のものにおいても、像担持体表面の電位の変更の方法を変えて本発明は適用できる。   The dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the component parts of the image forming apparatus described above are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Even in the electrostatic recording type, the present invention can be applied by changing the method of changing the potential of the surface of the image carrier.

本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention. 転写ローラの合流部Lを検出する検出手段を示す図である。It is a figure which shows the detection means which detects the confluence | merging part L of a transfer roller. 転写ローラの電流検出位置を示す図である。It is a figure which shows the electric current detection position of a transfer roller. 転写ローラの電流検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the electric current detection timing of a transfer roller. 転写バイアス制御における印加電圧と検出電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the applied voltage and detection current in transfer bias control. 複数の低抵抗部を持つ転写ローラの電流検出位置を示す図である。It is a figure which shows the electric current detection position of the transfer roller which has a some low resistance part. 複数の低抵抗部を持つ転写ローラの電流検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the electric current detection timing of the transfer roller which has a some low resistance part. 本発明の実施の形態3に係る画像形成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the image forming apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 転写ローラの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a transfer roller. 転写ローラの周方向の抵抗変化を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the resistance change of the circumferential direction of a transfer roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム(像担持体)
6 中間転写ベルト(中間転写体、転写媒体)
7 一次転写ローラ(転写手段)
14 二次転写ローラ(転写手段)
17,18,20 高圧電源(転写バイアス印加手段)
19 転写ローラ(転写手段)
P 転写材
42 マーク
41 マーク検出手段
1 Photosensitive drum (image carrier)
6 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member, transfer medium)
7 Primary transfer roller (transfer means)
14 Secondary transfer roller (transfer means)
17, 18, 20 High voltage power supply (transfer bias applying means)
19 Transfer roller (transfer means)
P transfer material 42 mark 41 mark detection means

Claims (2)

表面に現像像が形成される像担持体と、該像担持体と圧接ニップ部を形成し、転写バイアスが印加されることによって該圧接ニップ部にて転写媒体としての中間転写体又は転写材に前記像担持体から前記現像像を転写させる転写ローラを有し、前記転写ローラに転写工程において印加する転写バイアスを決定する前処理工程を行う画像形成装置において、
転写ローラ周上の特定位置を検知する位置検知手段を備え、前記前処理工程において、前記転写ローラに印加した電圧とそのときに前記特定位置を除いた圧接ニップ部に流れる電流の関係に基づいて転写バイアスを決定することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which a developed image is formed, and a pressure nip portion formed with the image carrier, and a transfer bias is applied to the intermediate transfer member or transfer material as a transfer medium at the pressure nip portion. An image forming apparatus having a transfer roller for transferring the developed image from the image carrier and performing a pretreatment step for determining a transfer bias applied to the transfer roller in a transfer step;
A position detecting means for detecting a specific position on the circumference of the transfer roller, and based on a relationship between a voltage applied to the transfer roller and a current flowing in the pressure nip portion excluding the specific position in the preprocessing step; An image forming apparatus for determining a transfer bias.
転写ローラ周上の複数の特定位置を検知する位置検知手段を備え、前記前処理工程において、前記転写ローラに印加した電圧とそのときに前記特定位置を除いた圧接ニップ部に流れる電流の関係に基づいて転写バイアスを決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   Position detecting means for detecting a plurality of specific positions on the circumference of the transfer roller, and in the pre-processing step, a relationship between a voltage applied to the transfer roller and a current flowing through the pressure nip portion excluding the specific position at that time 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer bias is determined based on the transfer bias.
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