JP2007147776A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent current leakage without provision of a grounding circuit etc., by lowering a transfer bias voltage in a final transfer member, and to maintain stable image quality regardless of environmental temperature and humidity. <P>SOLUTION: The configuration to eliminate the need for the grounding circuit by lowering the transfer bias voltage of a transfer roller 74 itself (alleviating a potential difference with respect to a grounding level) is employed. In order to realize such configuration, a photoreceptor 5 is determined at -1,000V, first intermediate transfer drums 68, 70 are determined at -350V, a second intermediate transfer drum 72 is determined at 50V, and a transfer roller 74 at 400V. These numerical values are employed at the time of the high temperature and high humidity. Namely, the regulation of the polarity of the toner and the polarity of the transfer bias voltage to be applied to the intermediate transfer rollers 68, 70 to the same polarity is made possible by regulation of the shape (true sphere) of the toner and the surface roughness and hardness of the first intermediate transfer drums 68, 70. As a result, the transfer bias voltage to be applied to the transfer roller 74 is regulated to the voltage at which the current leakage does not occur. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器から供給される正又は負の極性に帯電されたトナーを用いて現像すると共に、当該トナー画像を中間転写体を介して最終転写体によって記録用紙へ転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置に関するものである。   In the present invention, the surface of the image carrier is uniformly charged, and an electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged image carrier with a light beam according to image data. Development using toner charged to positive or negative polarity supplied from the toner, and transferring the toner image to a recording sheet by a final transfer member via an intermediate transfer member, and fixing the transferred toner image The present invention relates to an image forming apparatus including an image forming engine for forming an image.

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine to which this type of electrophotographic method is applied, the photosensitive drum as an image bearing member is centered and the circumferential surface of the photosensitive drum is opposed. A charging unit, an optical scanning unit, a developing unit, a transfer unit, and the like are arranged as described above.

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、最終転写体によって記録用紙へ画像を転写する。   That is, the surface of the photosensitive drum is uniformly charged by applying a predetermined voltage to the charging unit, an electrostatic latent image is formed by the light beam from the optical scanning unit, and toner is supplied to the developing unit for development. Then, for example, after the toner image is transferred to an intermediate transfer member or the like in the transfer portion, the image is transferred to the recording paper by the final transfer member.

画像が転写された記録用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。   The recording sheet on which the image has been transferred is subjected to a fixing process in the fixing unit while being conveyed to the discharge port.

このように感光体ドラム上のトナー画像を中間転写体を介して最終転写体により記録用紙へ転写していくために、それぞれの部材(感光体ドラム、中間転写体、最終転写体)に所定の転写バイアス電圧を印加し、正又は負に帯電(通常は負に帯電)されたトナーを転写するようにしている。   In this way, in order to transfer the toner image on the photosensitive drum to the recording paper by the final transfer member via the intermediate transfer member, each member (photosensitive drum, intermediate transfer member, final transfer member) has a predetermined value. A transfer bias voltage is applied to transfer toner charged positively or negatively (usually negatively charged).

ここで、転写工程が増えることで、その分、下流側に行くに従い、転写バイアス電圧が高くなる傾向にあり、最終転写体へ印加する転写バイアス電圧とグランド(GND)との電位差が非常に大きくなっている。   Here, as the number of transfer processes increases, the transfer bias voltage tends to increase as it goes downstream, and the potential difference between the transfer bias voltage applied to the final transfer body and the ground (GND) is very large. It has become.

この電位さが大きくなると、含水記録用紙やプラスチック製記録用紙等への画像形成処理時に当該含水記録用紙やプラスチック製記録用紙を伝わって、GNDへ転写電流が逃げることで、転写不良が発生することがある。   When this potential is increased, a transfer failure occurs due to the transfer current escaping to GND through the water-containing recording paper or the plastic recording paper during the image forming process on the water-containing recording paper or the plastic recording paper. There is.

なお、転写バイアス電圧に関する技術として、特許文献1には、像担持体、中間転写体、最終転写体の各部に電位勾配を形成するにあたり、少なくとも1つの中間転写体に転写バイアス電圧を印加しないことが開示されている。   As a technique related to the transfer bias voltage, Patent Document 1 discloses that a transfer bias voltage is not applied to at least one intermediate transfer member when forming a potential gradient in each part of the image carrier, the intermediate transfer member, and the final transfer member. Is disclosed.

上記電流のリークを解消するため、最終転写体周辺に配設されている金属部材や、定着ユニット等に対して、ダイオードやバリスタ等の素子を介して接地回路を設けている。このような接地回路の技術として、特許文献2には、最終転写体によってトナー画像が転写される記録用紙の搬送系において、当該最終転写体での転写部の上流側及び下流側の少なくとも一方を、インピーダンス素子を介して電気的に接地させることが開示されている。
特開2004−20860公報 特開2004−205559公報
In order to eliminate the leakage of the current, a ground circuit is provided via an element such as a diode or a varistor for a metal member or a fixing unit disposed around the final transfer member. As a technique of such a grounding circuit, Patent Document 2 discloses at least one of the upstream side and the downstream side of the transfer portion in the final transfer body in a recording paper transport system on which the toner image is transferred by the final transfer body. In other words, it is disclosed to be electrically grounded through an impedance element.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-20860 JP 2004-205559 A

しかしながら、従来のように接地回路を設けることで部品点数が増大し、組付作業性が低下する。   However, providing a grounding circuit as in the prior art increases the number of parts and lowers the assembly workability.

また、経時的に各部の抵抗値が高くなり、その分、さらに転写バイアス電圧を上げなければならないため、前記接地回路からの電流リーク漏れが発生する。このような現象は、高温高湿、或いは低温低湿の環境下で顕著となる。   In addition, the resistance value of each part increases with time, and the transfer bias voltage must be further increased accordingly, so that current leakage from the ground circuit occurs. Such a phenomenon becomes prominent in an environment of high temperature and high humidity or low temperature and low humidity.

なお、本出願では、高温高湿は26℃〜30℃、65RH%〜90RH%を言い、低温低湿は10℃〜15℃、10RH%〜20RH%を言う。なお、それぞれの数値には、周囲の定常的な環境によって若干範囲で補正する必要がある。   In addition, in this application, high temperature high humidity says 26 degreeC-30 degreeC, 65RH% -90RH%, and low temperature low humidity says 10 degreeC-15 degreeC, 10RH% -20RH%. It should be noted that each numerical value needs to be corrected within a certain range depending on the surrounding steady environment.

本発明は上記事実を考慮し、最終転写体での転写バイアス電圧を下げ、接地回路等を設けることなく電流リークを防止することができ、環境温度湿度に関わらず、安定した画質を維持することができる画像形成装置を得ることが目的である。   In consideration of the above-mentioned facts, the present invention can reduce the transfer bias voltage in the final transfer member, prevent current leakage without providing a ground circuit, and maintain stable image quality regardless of environmental temperature and humidity. An object of the present invention is to obtain an image forming apparatus capable of achieving the above.

第1の発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器から供給される正又は負の極性に帯電されたトナーを用いて現像すると共に、当該トナー画像を中間転写体を介して最終転写体によって記録用紙へ転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、前記像担持体、中間転写体、最終転写体間に所定の電位勾配を持たせるようにそれぞれに所定の転写バイアス電圧を印加する電位勾配形成手段を有し、前記電位勾配形成手段が、前記像担持体と接触する少なくとも1つの中間転写体に、前記トナーと同極性の転写バイアス電圧を印加することを特徴としている。   In the first invention, after the surface of the image carrier is uniformly charged and an electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged image carrier with a light beam according to image data, Development is performed using positively or negatively charged toner supplied from a developing unit, and the toner image is transferred to a recording sheet by a final transfer member via an intermediate transfer member, and the transferred toner image is fixed. An image forming apparatus including an image forming engine for forming an image by performing a predetermined transfer bias voltage so as to have a predetermined potential gradient between the image carrier, the intermediate transfer body, and the final transfer body. Is applied, and the potential gradient forming means applies a transfer bias voltage having the same polarity as that of the toner to at least one intermediate transfer member in contact with the image carrier. .

第1の発明によれば、像担持体からトナー像が転写される中間転写体への転写バイアス電圧の極性をトナーと同極性とすることで、結果的に最終転写体への転写バイアス電圧を電流リークが起こらないレベルにすることができる。   According to the first invention, the polarity of the transfer bias voltage from the image carrier to the intermediate transfer member to which the toner image is transferred is the same as that of the toner. A level at which no current leakage occurs can be achieved.

このため、電流リークを防止するためのダイオードやバリスタ等を介した接地回路等が不要となり、部品点数を軽減することができ、組付作業性を向上することができる。   This eliminates the need for a ground circuit or the like via a diode or varistor for preventing current leakage, reduces the number of components, and improves the assembly workability.

また、上記によれば、最終転写体の転写バイアス電圧が低くなるため、経時による抵抗上昇を抑制することができ、転写不良の発生を防止することができる。   Further, according to the above, since the transfer bias voltage of the final transfer body is lowered, it is possible to suppress an increase in resistance with time and to prevent occurrence of transfer failure.

上記第1の発明において、前記電位勾配形成手段が、環境条件によって前記最終転写体への転写バイアス電圧を基準転写バイアス電圧として設定し、当該設定された基準転写バイアス電圧と相関させて、前記中間転写体及び像担持体への転写バイアス電圧を設定し、それぞれの電位勾配を形成することを特徴としている。   In the first invention, the potential gradient forming unit sets a transfer bias voltage to the final transfer body as a reference transfer bias voltage according to environmental conditions, correlates with the set reference transfer bias voltage, and performs the intermediate transfer. A transfer bias voltage to the transfer body and the image carrier is set, and respective potential gradients are formed.

例えば、環境条件を温度と湿度とした場合、高温高湿時、低温低湿時に転写不良が起きやすい。また、高温高湿、低温低湿では、適正な転写バイアス電圧が異なる。   For example, when the environmental conditions are temperature and humidity, transfer defects are likely to occur at high temperatures and high humidity and low temperatures and low humidity. Also, the appropriate transfer bias voltage differs between high temperature and high humidity and low temperature and low humidity.

そこで、環境条件に基づいて、まず、最終転写体の転写バイアス電圧として基準転写バイアス電圧を設定し、この基準転写バイアス電圧と相関させて、中間転写体及び像担持体への転写バイアスを設定することで、所定の電位勾配を形成する。   Therefore, based on the environmental conditions, first, the reference transfer bias voltage is set as the transfer bias voltage of the final transfer member, and the transfer bias to the intermediate transfer member and the image carrier is set in correlation with the reference transfer bias voltage. Thus, a predetermined potential gradient is formed.

また、第1の発明において、前記中間転写体へ印加する転写バイアス電圧の極性と、前記トナーの極性を同一する条件として、前記トナーの形状係数が125以下、前記中間転写体の表面粗さがRZ1.5μm以下、硬度が50AskerC以下であることを特徴としている。   In the first aspect of the invention, the toner has a shape factor of 125 or less and the surface roughness of the intermediate transfer member under the condition that the polarity of the transfer bias voltage applied to the intermediate transfer member is the same as the polarity of the toner. RZ is 1.5 μm or less and the hardness is 50 AskerC or less.

転写効率は、転写バイアス電圧の印加による電位勾配のみならず、トナーの形状、トナー画像の転写を受ける中間転写体の表面粗さ、硬度が関与する。このため、これらを数値的に規定することで、転写効率を維持することができる。   The transfer efficiency involves not only the potential gradient due to the application of the transfer bias voltage but also the shape of the toner, the surface roughness of the intermediate transfer member that receives the transfer of the toner image, and the hardness. Therefore, the transfer efficiency can be maintained by numerically defining these.

第2の発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器から供給される正又は負の極性に帯電されたトナーを用いて現像すると共に、当該トナー画像を中間転写体を介して最終転写体によって記録用紙へ転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、前記像担持体、中間転写体、最終転写体間に所定の電位勾配を持たせるようにそれぞれに所定の転写バイアス電圧を印加する電位勾配形成手段を有し、前記電位勾配形成手段が、前記最終転写体への転写バイアス電圧を基準転写バイアス電圧として設定し、当該転写バイアス電圧が印加される前記最終転写体から、前記画像形成エンジンの処理工程をさかのぼって、前記中間転写体、像担持体へのそれぞれの転写バイアス電圧を設定することを特徴としている。   In a second aspect of the invention, after the surface of the image carrier is uniformly charged and an electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged image carrier with a light beam according to image data, Development is performed using positively or negatively charged toner supplied from a developing unit, and the toner image is transferred to a recording sheet by a final transfer member via an intermediate transfer member, and the transferred toner image is fixed. An image forming apparatus including an image forming engine for forming an image by performing a predetermined transfer bias voltage so as to have a predetermined potential gradient between the image carrier, the intermediate transfer body, and the final transfer body. The potential gradient forming means sets a transfer bias voltage to the final transfer body as a reference transfer bias voltage, and from the final transfer body to which the transfer bias voltage is applied, in front Retroactively the processing steps of the image forming engine, the intermediate transfer body, is characterized by setting the respective transfer bias voltage to the image carrier.

第2の発明によれば、最も転写バイアス電圧が高くなる最終転写体の転写バイアス電圧を予め電流リークが起こり得ない基準転写バイアス電圧として設定する。この基準転写バイアス電圧に基づいて、最終転写体から、画像形成エンジンの処理工程をさかのぼって、中間転写体、像担持体へのそれぞれの転写バイアス電圧を設定する。   According to the second invention, the transfer bias voltage of the final transfer body with the highest transfer bias voltage is set in advance as the reference transfer bias voltage at which no current leakage can occur. Based on this reference transfer bias voltage, the transfer bias voltage to the intermediate transfer member and the image carrier is set from the final transfer member by going back through the processing steps of the image forming engine.

これにより、最終転写体への転写バイアス電圧を電流リークが起こらないレベルにすることができる。   Thereby, the transfer bias voltage to the final transfer member can be set to a level at which no current leakage occurs.

このため、電流リークを防止するためのダイオードやバリスタ等を介した接地回路等が不要となり、部品点数を軽減することができ、組付作業性を向上することができる。   This eliminates the need for a ground circuit or the like via a diode or varistor for preventing current leakage, reduces the number of components, and improves the assembly workability.

また、上記によれば、最終転写体の基準転写バイアス電圧が低くすることで、経時による抵抗上昇を抑制することができ、転写不良の発生を防止することができる。   Further, according to the above, by lowering the reference transfer bias voltage of the final transfer body, it is possible to suppress an increase in resistance with time and to prevent occurrence of transfer failure.

さらに、基準転写バイアス電圧の設定に際しては、さかのぼって設定する転写バイアス電圧によって、像担持体−中間転写体、或いは中間転写体−最終転写体での転写不良が発生しないを考慮することが好ましい。   Further, when setting the reference transfer bias voltage, it is preferable to take into consideration that no transfer failure occurs in the image carrier-intermediate transfer member or intermediate transfer member-final transfer member due to the transfer bias voltage set retroactively.

上記第2の発明において、前記基準転写バイアス電圧が、前記記録用紙、並びに当該記録用紙の搬送系の導電率に基づいて設定されることを特徴としている。   In the second aspect of the invention, the reference transfer bias voltage is set based on conductivity of the recording paper and a conveyance system of the recording paper.

記録用紙として含水記録用紙やプラスチック製記録用紙等の導電率が高い記録用紙が適用される場合、或いは当該記録用紙を搬送する搬送系の導電率に基づいて、基準転写バイアス電圧を設定する。   The reference transfer bias voltage is set when a recording sheet having a high conductivity, such as a water-containing recording sheet or a plastic recording sheet, is used as the recording sheet, or based on the conductivity of a conveyance system that conveys the recording sheet.

前記第1の発明及び第2の発明において、前記画像形成エンジンが、前記像担持体として異なる色毎の複数の像担持体を備えると共に、前記中間転写体として、前記複数の像担持体の一部と接触する第1の上流側中間転写体と、前記複数の像担持体における残りの一部と接触する第1の下流側中間転写体と、前記第1の上流側中間転写体及び第1の下流側中間転写体に接触し、前記第1の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に、前記第1の下流側中間転写体からトナー像が転写される第2の中間転写体と、を備えており、前記最終転写体が前記第2の中間転写体と対峙されていることを特徴としている。   In the first invention and the second invention, the image forming engine includes a plurality of image carriers for different colors as the image carrier, and one of the plurality of image carriers as the intermediate transfer member. A first upstream intermediate transfer member that contacts the first portion, a first downstream intermediate transfer member that contacts a remaining part of the plurality of image carriers, the first upstream intermediate transfer member, and the first intermediate transfer member. A second intermediate transfer body in which the toner image is transferred from the first downstream intermediate transfer body after the toner image is transferred from the first upstream intermediate transfer body. And the final transfer member is opposed to the second intermediate transfer member.

画像形成エンジンの構造として、例えばフルカラー画像形成時には、CMYKの少なくとも4色の画像を重ねる必要がある。   As a structure of the image forming engine, for example, when forming a full-color image, it is necessary to superimpose at least four CMYK images.

そこで、その内の2色(例えば、C色に対応する像担持体、M色に対応する像担持体)からトナー像が転写される第1の上流側中間転写体と、残りの2色(例えば、Y色に対応する像担持体、K色に対応する像担持体)からトナー像が転写される第1の下流側中間転写体と、を設ける。さらにこの第1の上流側中間転写体から2色分のトナー像が転写され、その後、第1の下流側中間転写体から残りの2色部のトナー象が転写される第2の中間転写体を設けると共にこの第2の中間転写体と最終転写体とを対峙させる。   Therefore, a first upstream intermediate transfer member to which a toner image is transferred from two of them (for example, an image carrier corresponding to C color and an image carrier corresponding to M color) and the remaining two colors ( For example, a first downstream intermediate transfer member to which a toner image is transferred from an image carrier corresponding to Y color and an image carrier corresponding to K color is provided. Further, a toner image for two colors is transferred from the first upstream intermediate transfer member, and then the remaining two-color toner images are transferred from the first downstream intermediate transfer member. And the second intermediate transfer member and the final transfer member are opposed to each other.

4色全ての色が重なった状態で、第2の中間転写体と最終転写体との対峙位置に記録用紙を挟持して搬送することで、記録用紙にフルカラー画像を形成することができる。   In a state where all four colors are overlapped, a recording sheet is sandwiched and conveyed between the second intermediate transfer member and the final transfer member, whereby a full color image can be formed on the recording sheet.

上記のような中間転写体を多ければ多いほど、転写バイアス電圧が高くなる傾向にあり、第1の発明又は第2の発明により、画質を維持しつつ、この転写バイアス電圧の上昇傾向を抑制することができる。   As the number of intermediate transfer members as described above increases, the transfer bias voltage tends to increase. According to the first or second invention, the increase in the transfer bias voltage is suppressed while maintaining the image quality. be able to.

以上説明した如く本発明では、最終転写体での転写バイアス電圧を下げ、接地回路等を設けることなく電流リークを防止することができ、環境温度湿度に関わらず、安定した画質を維持することができるという優れた効果を有する。   As described above, according to the present invention, the transfer bias voltage at the final transfer body can be lowered, current leakage can be prevented without providing a ground circuit, and stable image quality can be maintained regardless of the environmental temperature and humidity. It has an excellent effect of being able to.

[第1の実施の形態]
(画像形成装置の概略構成)
図1には、第1の実施の形態に係る画像形成装置10の概要が示されている。画像形成装置10には、エンジン部12が備えられており、エンジン部12の下部には、給紙ユニット14が設けられている。
[First Embodiment]
(Schematic configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus 10 according to the first embodiment. The image forming apparatus 10 includes an engine unit 12, and a paper feeding unit 14 is provided below the engine unit 12.

この給紙ユニット14は、記録用紙が積載される用紙トレイ22と、この用紙トレイ22から記録用紙を送り出す給紙ロール24と、で構成されており、給紙ロール24により送り出された記録用紙は、搬送ロール26、28を経て給紙路30を通過し、転写ロール74へ搬送される。   The paper feed unit 14 includes a paper tray 22 on which recording paper is stacked and a paper feed roll 24 that sends out the recording paper from the paper tray 22, and the recording paper sent out by the paper feed roll 24 is Then, the paper passes through the paper feed path 30 through the transport rolls 26 and 28, and is transported to the transfer roll 74.

この転写ロール74によってトナー像が記録用紙に転写され、定着部32の定着ロール32Aで定着された後、切替爪34の位置選択によって、排出ロール36又は排出ロール38により、エンジン部12の上部に設けられた第1の排出トレイ16又は第2の排出トレイ18へ排出される。   After the toner image is transferred to the recording paper by the transfer roll 74 and fixed by the fixing roll 32A of the fixing unit 32, the position of the switching claw 34 is selected so that the discharge roller 36 or the discharge roll 38 causes the toner image to be placed on the upper portion of the engine unit 12. It is discharged to the first discharge tray 16 or the second discharge tray 18 provided.

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第1の排出トレイ16へ記録用紙が完全に排出される前に、排出ロール36が逆転し、該記録用紙が反転路40へ供給される。そして、搬送ロール42、44、46、48を経て再び給紙路30に戻され、記録用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ20へ記録用紙を載置することで、記録用紙は手差しロール49から搬送ロール48を経て給紙路30へ搬送され、印刷される。   Here, in the case of double-sided printing, after the printing of the front surface is completed in the above-described order, before the recording paper is completely discharged to the first discharge tray 16, the discharge roll 36 is reversed, and the recording paper Is supplied to the inversion path 40. Then, the paper is returned to the paper feed path 30 through the transport rolls 42, 44, 46, and 48, and the back side of the recording paper is printed. In the case of manual printing, by placing the recording paper on the manual feed tray 20, the recording paper is transported from the manual feed roll 49 to the paper feed path 30 via the transport roll 48 and printed.

前記定着部32は、ランプ(例えば、ハロゲンランプ等)の点灯によって定着ロール32Aが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール32Aによる加熱及び加圧によって記録用紙にトナー像が定着されるようになっている。   In the fixing unit 32, a fixing roll 32A is heated to a predetermined temperature by lighting a lamp (for example, a halogen lamp), and the toner image is applied to a recording sheet by heating and pressurization by the heated fixing roll 32A. The toner image is fixed.

ところで、画像形成装置10の図1の右側には、各色毎の現像剤(トナーと磁性キャリアからなる)が充填された4個のトナーカートリッジ64が配設されている。このトナーカートリッジ64は、それぞれ現像剤供給路65によって、図1の上から順に配列された後述する現像器60Y、60M、60K、60Cと接続されており、トナーカートリッジ64中の現像剤が現像器60Y、60M、60K、60Cへ供給される。   By the way, on the right side of FIG. 1 of the image forming apparatus 10, four toner cartridges 64 filled with a developer (consisting of toner and magnetic carrier) for each color are arranged. The toner cartridge 64 is connected to developing units 60Y, 60M, 60K, and 60C, which will be described later, arranged in order from the top of FIG. 1 by a developer supply path 65, and the developer in the toner cartridge 64 is connected to the developing unit. Supplied to 60Y, 60M, 60K, and 60C.

トナーカートリッジ64の図1の左側には、露光ユニット62が配置されており、露光ユニット62からは、画像信号に応じた4本のレーザ光L(Y)、L(M)、L(K)、L(C)が、露光ユニット62の図1の左側に配置された感光体ユニット50を構成する感光体ドラム52Y、52M、52K、52C(以下、総称する場合は、単に「52」とする)へ向けて発せられ、感光体ドラム52に潜像を形成するようになっている。   An exposure unit 62 is disposed on the left side of the toner cartridge 64 in FIG. 1, and the four laser beams L (Y), L (M), and L (K) corresponding to the image signal are provided from the exposure unit 62. , L (C) are the photosensitive drums 52Y, 52M, 52K, and 52C constituting the photosensitive unit 50 arranged on the left side of the exposure unit 62 in FIG. ) To form a latent image on the photosensitive drum 52.

感光体ドラム52は、図1の上からイエロー(52Y)、マゼンダ(52M)、ブラック(52K)、シアン(52C)用となっている。   The photosensitive drum 52 is for yellow (52Y), magenta (52M), black (52K), and cyan (52C) from the top of FIG.

露光ユニット62は、Y、M、K、Cの各色のレーザ光L(Y)、L(M)、L(K)、L(C)(以下総称する場合は、レーザ光Lという)を出力する光源部と、レーザ光Lに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するfθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。   The exposure unit 62 outputs laser light L (Y), L (M), L (K), and L (C) (hereinafter collectively referred to as laser light L) of each color Y, M, K, and C. And a modulation processing unit that modulates and scans the laser light L, an fθ lens that corrects the scanning speed on the exposure surface, and a cylindrical lens for surface tilt correction that has lens power in the scanning direction. And an optical system.

露光ユニット62では、光源部から射出された各色のレーザ光Lが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ63により回転しているポリゴンミラー67により走査(主走査)される。ポリゴンミラー67により走査された各色のレーザ光Lは、ミラー群69により各色に対応する感光体ドラム52の配設方向に反射されて各感光体ドラム52上に結像される。   In the exposure unit 62, the laser light L of each color emitted from the light source unit enters the modulation processing unit, is modulated according to the image information for each color, and is scanned by the polygon mirror 67 rotated by the polygon motor 63. (Main scanning). The laser beams L of the respective colors scanned by the polygon mirror 67 are reflected by the mirror group 69 in the arrangement direction of the photosensitive drums 52 corresponding to the respective colors and formed on the respective photosensitive drums 52.

感光体ユニット50には、各感光体ドラム52に対応して、帯電ロール56及びリフレッシュロール54が備えられており(図1では感光体ユニット50Yに対応するもののみに符号を記載)、それぞれ感光体ドラム52に接触回転するように設けられている。帯電ロール56では、感光体ドラム52を一様に帯電させ、現像装置58に備えられたマグネットロール80から飛翔するトナーを感光体ドラム52の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール54では感光体ドラム52を放電させ、感光体ドラム52の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム52の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。   The photoconductor unit 50 is provided with a charging roll 56 and a refresh roll 54 corresponding to each photoconductor drum 52 (in FIG. 1, only those corresponding to the photoconductor unit 50Y are indicated by symbols). It is provided so as to rotate in contact with the body drum 52. In the charging roll 56, the photosensitive drum 52 is uniformly charged, and the toner flying from the magnet roll 80 provided in the developing device 58 is attached to the surface of the photosensitive drum 52. On the other hand, the refresh roll 54 discharges the photosensitive drum 52 to remove residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum 52, thereby preventing ghosts and the like caused by the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 52.

ここで、現像装置58は、それぞれの感光体ユニット50の図1右下側に配置されており、各感光体ドラム52(52Y、52M、52K、52C)に対応して4つの現像器60Y、60M、60K、60Cが縦方向に並べられている。   Here, the developing device 58 is disposed on the lower right side of FIG. 1 of each photoconductor unit 50, and corresponds to each photoconductor drum 52 (52Y, 52M, 52K, 52C). 60M, 60K, and 60C are arranged in the vertical direction.

一方、感光体ユニット50の図1の左側には、中間転写ユニット66が配置されており、3つのドラム状の中間転写ドラム68、70、72が備えられている。2つの第1中間転写ドラム68、70は、縦方向に上下に並べられており、上部の第1中間転写ドラム68が、感光体ドラム52のうち上部に配置された2つの感光体ドラム52Y、52Mに接触回転し、下部の第1中間転写ドラム70が、下部に配置された2つの感光体ドラム52K、52Cに接触回転するようになっている。また、第2中間転写ドラム72は、第1中間転写ドラム68、70の双方に接触回転するようになっており、この第2中間転写ドラム72に、前述した転写ロール74が接触回転する。   On the other hand, an intermediate transfer unit 66 is disposed on the left side of the photoconductor unit 50 in FIG. 1, and three drum-shaped intermediate transfer drums 68, 70, and 72 are provided. The two first intermediate transfer drums 68 and 70 are arranged vertically in the vertical direction, and the upper first intermediate transfer drum 68 is arranged in the two photosensitive drums 52Y, 52Y, The lower first intermediate transfer drum 70 rotates in contact with the two photosensitive drums 52K and 52C disposed in the lower portion. Further, the second intermediate transfer drum 72 rotates in contact with both the first intermediate transfer drums 68 and 70, and the transfer roll 74 described above rotates in contact with the second intermediate transfer drum 72.

したがって、感光体ドラム52Y、52Mから各トナー像が第1中間転写ドラム68に転写され、感光体ドラム52K、52Cから各トナー像が第1中間転写ドラム70にそれぞれ転写される。この第1中間転写ドラム68、70に転写された各2色のトナー像が、第2中間転写ドラム72に転写されて4色となり、この4色のトナー像が転写ロール74により記録用紙に転写されることになる。   Accordingly, the toner images are transferred from the photosensitive drums 52Y and 52M to the first intermediate transfer drum 68, and the toner images are transferred from the photosensitive drums 52K and 52C to the first intermediate transfer drum 70, respectively. The two-color toner images transferred to the first intermediate transfer drums 68 and 70 are transferred to the second intermediate transfer drum 72 to form four colors. The four-color toner images are transferred to the recording paper by the transfer roll 74. Will be.

これらの中間転写ドラム68、70、72の近傍には、それぞれクリーニングロール76及びクリーニングブラシ78が配置されており、中間転写ドラム68、70、72の表面の残留トナーを取り除く。   In the vicinity of these intermediate transfer drums 68, 70, and 72, a cleaning roll 76 and a cleaning brush 78 are disposed, respectively, to remove residual toner on the surface of the intermediate transfer drums 68, 70, and 72.

上記4個の感光体ドラム52Y、52M、52K、52C、2個の第1中間転写ドラム68、70、1個の第2中間転写ドラム72、並びに転写ロール74には、それぞれ所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。   The four photosensitive drums 52Y, 52M, 52K, and 52C, the two first intermediate transfer drums 68 and 70, the one second intermediate transfer drum 72, and the transfer roll 74 have predetermined transfer bias voltages, respectively. Is applied.

このそれぞれの転写バイアス電圧の電位勾配によって、感光体ドラム52Y、52M、52K、52C上に現像されたトナー像が、順次転写され、最終的には、第2中間転写ドラム72と転写ロール74との間に挟持されて搬送される記録用紙へ画像が転写されるようになっている。   The toner images developed on the photosensitive drums 52Y, 52M, 52K, and 52C are sequentially transferred by the potential gradients of the respective transfer bias voltages, and finally, the second intermediate transfer drum 72, the transfer roll 74, and the like. The image is transferred to a recording sheet that is nipped and conveyed.

(画像形成装置全体の制御系の概略構成)
図2は、エンジン部12における画像形成のための制御系のブロック図である。
(Schematic configuration of the control system of the entire image forming apparatus)
FIG. 2 is a block diagram of a control system for image formation in the engine unit 12.

メイン電源管理部200には、図示しない商用電源が接続されており、LVPS(低電圧電源)及びHVPS(高電圧電源)を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。   The main power management unit 200 is connected to a commercial power source (not shown), generates LVPS (low voltage power source) and HVPS (high voltage power source), and supplies power to each unit through a power supply line.

メインコントローラ202には、ユーザインターフェイス204が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。   A user interface 204 is connected to the main controller 202, and an instruction relating to image formation or the like is given by a user's operation, and information about the image formation or the like is notified to the user.

また、このメインコントローラ202には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。   The main controller 202 is connected to a network line with an external host computer (not shown) so that image data is input.

画像データが入力されると、メインコントローラ202では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部12に適合する形式(例えば、ビットマップデータ)に変換し、MCUの一部を構成する画像形成処理制御部206へ画像データを送出する。   When the image data is input, the main controller 202 analyzes, for example, the print instruction information included in the image data and the image data, and converts them into a format suitable for the engine unit 12 (for example, bitmap data). The image data is sent to the image formation processing control unit 206 constituting a part of the MCU.

画像形成処理制御部206では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部206と共に、それぞれMCUを構成する光走査系コントロール部208、駆動系コントロール部210、帯電器コントロール部212、現像装置コントロール部214、定着部コントロール部216のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。   In the image formation processing control unit 206, based on the input image data, together with the image formation processing control unit 206, the optical scanning system control unit 208, the drive system control unit 210, the charger control unit 212, and the development that constitute the MCU, respectively. Each of the apparatus control unit 214 and the fixing unit control unit 216 is synchronously controlled to execute image formation.

画像形成処理制御部206には、状態管理部218が接続されており、エンジン部12の稼動状態(例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等)を判別するようになっている。状態管理部218で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ202へ送出されるようになっている。   A state management unit 218 is connected to the image formation processing control unit 206, and determines the operating state of the engine unit 12 (for example, during the processing mode, during the sleep mode, during startup from the sleep mode, during processing, etc.). It is like that. The operating state determined by the state management unit 218 is sent to the main controller 202.

また、メインコントローラ202には、環境検出のための、温度センサ221、湿度センサ222が接続されている。この温度センサ221、湿度センサ222では、エンジン部12内の環境温度・湿度を検出する。   The main controller 202 is connected with a temperature sensor 221 and a humidity sensor 222 for detecting the environment. The temperature sensor 221 and the humidity sensor 222 detect the environmental temperature and humidity in the engine unit 12.

さらに、メインコントローラ202には、出力画像濃度補正、並びにトナー濃度補正を行うために必須の濃度センサ224が接続されている。   Further, the main controller 202 is connected with a density sensor 224 that is essential for performing output image density correction and toner density correction.

なお、以下において、環境の温度・湿度による環境領域として、図3に示される如く、高温を26℃〜30℃以上、低温を10℃〜15℃以下、高湿を65%RH〜90%RH以上、低湿を10%RH〜20%RH以下を境界を基準として、高温高湿、低温低湿の領域を設定する。   In the following, as shown in FIG. 3, environmental regions depending on environmental temperature and humidity are as follows: high temperature is 26 ° C. to 30 ° C. or higher, low temperature is 10 ° C. to 15 ° C. or lower, and high humidity is 65% RH to 90% RH. As described above, the regions of high temperature and high humidity and low temperature and low humidity are set with reference to the low humidity of 10% RH to 20% RH or less.

ここで、前述した感光体ドラム52、第1中間転写ドラム68、70、第2中間転写ドラム72、転写ロール74にはそれぞれ転写バイアス電圧が互いに相関関係を持って印加される。   Here, transfer bias voltages are applied to the above-described photosensitive drum 52, first intermediate transfer drums 68 and 70, second intermediate transfer drum 72, and transfer roll 74 in a correlated manner.

感光体ドラム52は、静電潜像に対して、確実な転写(トナー現像)が行われるようにするため(転写率を高くするため)、当該感光体ドラム52への転写バイアス電圧を決定し、これを基準として、下流側の転写バイアス電圧を決定する。   The photosensitive drum 52 determines a transfer bias voltage to the photosensitive drum 52 so that the electrostatic latent image can be reliably transferred (toner development) (to increase the transfer rate). Based on this, the downstream transfer bias voltage is determined.

例えば、従来は、(図4(B)に示される如く、感光体ドラム52が−400V、第1中間転写ドラム68、70が250V、第2中間転写ドラム72が650V、転写ロール74が1000Vに決定される。   For example, conventionally, as shown in FIG. 4B, the photosensitive drum 52 is −400V, the first intermediate transfer drums 68 and 70 are 250V, the second intermediate transfer drum 72 is 650V, and the transfer roll 74 is 1000V. It is determined.

ここで、転写ロール74の転写バイアス電圧が1000Vという、接地レベルに対して、極めて高い電位差となるため、特に高温高湿の環境下では、記録材料が含水紙であったり、転写ロール74や記録用紙の搬送系の周囲に配設される金属部材が存在すると、これらを伝って、電流がリークすることがあった。   Here, since the transfer bias voltage of the transfer roll 74 is 1000 V, which is a very high potential difference with respect to the ground level, the recording material is water-containing paper, the transfer roll 74 or the recording medium, particularly in a high temperature and high humidity environment. If there are metal members arranged around the paper conveyance system, current may leak through these metal members.

これを、回避するため、従来は、ダイオードやバリスタ等の素子を介在した接地回路を設けていた。   In order to avoid this, conventionally, a ground circuit having elements such as diodes and varistors interposed therein has been provided.

これに対して第1の実施の形態では、転写ロール74自体の転写バイアス電圧を下げる(接地レベルに対して電位差を緩和する)ことで、上記のような接地回路が不要となる構成とした。   On the other hand, in the first embodiment, the transfer bias voltage of the transfer roll 74 itself is lowered (the potential difference is reduced with respect to the ground level), thereby eliminating the need for the ground circuit as described above.

結果的には、感光体ドラム52が−1000V、第1中間転写ドラム68、70が−350V、第2中間転写ドラム72が50V、転写ロール74が400Vに決定される(図4(A)参照)。すなわち、感光体ドラム52からトナーを受ける第1中間転写体68、70がトナーと同一の極性(共にマイナス)となっていることが、本発明の第1の実施の形態の特徴である。   As a result, the photosensitive drum 52 is determined to be −1000 V, the first intermediate transfer drums 68 and 70 are determined to be −350 V, the second intermediate transfer drum 72 is determined to be 50 V, and the transfer roll 74 is determined to be 400 V (see FIG. 4A). ). That is, the first embodiment of the present invention is characterized in that the first intermediate transfer members 68 and 70 that receive toner from the photosensitive drum 52 have the same polarity (both negative) as the toner.

通常は、トナーの極性とは反対の極性であることで、所定の電位勾配によって転写がなされる。   Usually, transfer is performed with a predetermined potential gradient because the polarity is opposite to that of the toner.

これに反する第1の実施の形態において、トナーと第1中間転写体68、70との極性が同一であっても転写が効率よく実行される理由として、以下の「理由」に示すようなトナー、第1中間転写体68、70の材質に依存しているものと推測される。
の。
In the first embodiment contrary to this, the reason why the transfer is performed efficiently even if the polarity of the toner and the first intermediate transfer bodies 68 and 70 are the same is the toner shown in the following “reason”. It is presumed that it depends on the material of the first intermediate transfer members 68 and 70.
of.

(理由)
転写ロール74を単純に転写バイアス電圧を下げることができず、相関関係を持つ感光体ドラム52、第1中間転写ドラム68、70、並びに第2中間転写ドラム72への転写バイアス電圧を変更する必要があり、これを可能とするため、転写率の向上を、トナーの形状や、第1中間転写ドラム68、70(及び/又は第2中間転写ドラム72)の表面粗さ、硬度を考慮した。
(reason)
The transfer bias voltage cannot be simply lowered for the transfer roller 74, and the transfer bias voltage to the photosensitive drum 52, the first intermediate transfer drums 68 and 70, and the second intermediate transfer drum 72 having the correlation needs to be changed. In order to make this possible, the transfer rate is improved by considering the shape of the toner, the surface roughness of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (and / or the second intermediate transfer drum 72), and the hardness.

すなわち、上記転写率は、転写バイアス電圧のみならず、トナーの形状係数、第1中間転写ドラム68、70の表面粗さ、硬度によっても、左右される。   That is, the transfer rate depends not only on the transfer bias voltage but also on the shape factor of the toner, the surface roughness of the first intermediate transfer drums 68 and 70, and the hardness.

表1は、トナー形状係数に対する一次転写率、並びに残像(転写残りゴースト)の発生の有無(無い場合を○、少ない場合を△、多い場合を×で表記)を示している。   Table 1 shows the primary transfer rate with respect to the toner shape factor, and the presence / absence of occurrence of a residual image (transfer residual ghost) (indicated by ◯ when there is no, Δ when it is small, and x when it is large).

なお、トナー形状係数は、スライドガラス上に散布したトナーの光学顕微鏡をビデオカメラを介してルーゼック画像解析装置に取り込み、100個以上のトナーについて最大長(ML)及び投影面積(A)を測定し、(25π×ML(2/A))の平均値を求めたものである。   For the toner shape factor, the maximum length (ML) and projected area (A) of 100 or more toners are measured by taking an optical microscope of the toner dispersed on the slide glass into a Luzek image analyzer via a video camera. , (25π × ML (2 / A)) average value.

上記トナー形状係数に関する参考文献としては、特開2001−125315公報、特開2002−189313公報、特開2002−328535公報等がある。   References relating to the toner shape factor include JP 2001-125315 A, JP 2002-189313 A, JP 2002-328535 A, and the like.

表2は、第1中間転写ドラム68、70(第2中間転写ドラム72も同じ)の表面粗さに対する一次転写率、並びに残像(転写残りゴースト)の発生の有無(無い場合を○、少ない場合を△、多い場合を×で表記)を示している。   Table 2 shows the primary transfer rate with respect to the surface roughness of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (the same applies to the second intermediate transfer drum 72), and the presence or absence of afterimages (transfer residual ghosts). △, and a large number is indicated by ×).

表3は、第1中間転写ドラム68、70(第2中間転写ドラム72も同じ)のロール硬度に対する一次転写率、並びに残像(転写残りゴースト)の発生の有無(無い場合を○、少ない場合を△、多い場合を×で表記)を示している。   Table 3 shows the primary transfer rate with respect to the roll hardness of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (the same applies to the second intermediate transfer drum 72) and the presence or absence of occurrence of afterimages (transfer residual ghosts). (Triangle | delta, the case where there are many is described by x) is shown.

Figure 2007147776
Figure 2007147776

Figure 2007147776
Figure 2007147776

Figure 2007147776
Figure 2007147776

上記表1乃至表3において、残像(転写残りゴースト)が発生しない範囲は、トナー形状125以下、表面粗さ1.5RZ(μm)以下、ロール硬度が50(AskerC)以下であることがわかる。 In Tables 1 to 3, it can be seen that the range in which no afterimage (transfer residual ghost) occurs is a toner shape of 125 or less, a surface roughness of 1.5 R Z (μm) or less, and a roll hardness of 50 (Asker C) or less. .

この表1乃至表3において、残像評価が「○」となる設定の下であれば、高温高湿の環境下において、各部の転写バイアス電圧を以下の表4のように設定することができる(図4(A)参照)。なお、表4には、比較のため従来の各部の転写バイアス電圧を併記した。   In Tables 1 to 3, if the afterimage evaluation is set to “◯”, the transfer bias voltage of each part can be set as shown in Table 4 below in a high-temperature and high-humidity environment ( (See FIG. 4A). In Table 4, the transfer bias voltage of each conventional part is also shown for comparison.

Figure 2007147776
Figure 2007147776

上記の「理由」に基づき、第1の実施の形態では、高温高湿時において、転写工程の各部の転写バイアス電圧を表4(及び図4(A)参照)に示される数値とした。また、このとき、トナーの極性と第1中間転写ロール68、70に印加する転写バイアス電圧の極性とを同一にすることで、転写ロール74へ印加する転写バイアス電圧を、電流リークが起こらない電圧とすることが可能となる。   Based on the above “reason”, in the first embodiment, the transfer bias voltage at each part in the transfer process is set to the numerical values shown in Table 4 (and FIG. 4A) at high temperature and high humidity. At this time, by making the polarity of the toner and the polarity of the transfer bias voltage applied to the first intermediate transfer rolls 68 and 70 the same, the transfer bias voltage applied to the transfer roll 74 is a voltage that does not cause current leakage. It becomes possible.

以下に第1の実施の形態の作用を説明する。   The operation of the first embodiment will be described below.

(画像形成処理の流れ)
各感光体ドラム52の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成(印字)プロセスが次のように行われる。
(Flow of image forming process)
Around each photosensitive drum 52, an image forming (printing) process for each color by a known electrophotographic method is performed as follows.

まず、各感光体ドラム52は所定の回転速度で回転駆動される。   First, each photosensitive drum 52 is rotationally driven at a predetermined rotational speed.

そして、感光体ドラム52の表面は、図1に示すように、帯電ロール56に所定の帯電レベルの直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、第1の実施の形態では、帯電ロール56に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。   As shown in FIG. 1, the surface of the photosensitive drum 52 is uniformly charged to a predetermined level by applying a DC voltage of a predetermined charging level to the charging roll 56. In the first embodiment, only a DC voltage is applied to the charging roll 56, but an AC component may be superimposed on the DC component.

次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム52の表面に、露光ユニット62によって各色に対応したレーザ光Lが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム52のレーザ光Lによる露光部位の表面電位は所定レベルにまで除電される。   Next, the surface of each photosensitive drum 52 having a uniform surface potential is irradiated with laser light L corresponding to each color by the exposure unit 62, and an electrostatic latent image corresponding to image information for each color is formed. The As a result, the surface potential of the exposed portion of the photosensitive drum 52 by the laser light L is neutralized to a predetermined level.

そして、各感光体ドラム52の表面に形成された静電潜像は対応する各現像装置58によって現像され、各感光体ドラム52上に各色のトナー像として可視化される。   The electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductive drum 52 is developed by each corresponding developing device 58 and visualized on each photoconductive drum 52 as a toner image of each color.

次に、各感光体ドラム52上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム68、70上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム52Y、52Mに形成されたY色及びM色のトナー像は一次中間転写ドラム68に、感光体ドラム52K、52Cに形成されたK色及びC色のトナー像は一次中間転写ドラム70上に、各々転写される。   Next, the toner images of the respective colors formed on the respective photoconductive drums 52 are electrostatically primary-transferred onto the corresponding primary intermediate transfer drums 68 and 70. Here, the Y and M toner images formed on the photosensitive drums 52Y and 52M are on the primary intermediate transfer drum 68, and the K and C toner images formed on the photosensitive drums 52K and 52C are the primary intermediate. Each image is transferred onto the transfer drum 70.

この後、一次中間転写ドラム68、70上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム72上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム72上には、単色像からY、M、K、Cの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。   Thereafter, the toner image formed on the primary intermediate transfer drums 68 and 70 is electrostatically secondary-transferred onto the secondary intermediate transfer drum 72. As a result, on the secondary intermediate transfer drum 72, toner images from a single color image to a quadruple color image of each color of Y, M, K, and C are formed.

最後に、二次中間転写ドラム72上に形成されたトナー像は、転写ロール74によって記録用紙搬送路を通る記録用紙に三次転写される。当該記録用紙は、三次転写の後、記録用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット32によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。   Finally, the toner image formed on the secondary intermediate transfer drum 72 is tertiary-transferred onto the recording paper passing through the recording paper conveyance path by the transfer roll 74. After the tertiary transfer of the recording paper, the toner image formed on the recording paper is heat-fixed by the fixing unit 32, and the image forming process ends.

上記画像形成装置10において、画像形成時の環境(高温、高湿)により、転写率が変化する。転写率を安定させるためには、転写ロール74の転写バイアス電圧を高くする必要があり、従来では、感光体ドラム52に対して−400Vの転写バイアス電圧を印加し、以下、下流側へ行くに従い相関関係を持たせることで、転写ロール74の転写印加電圧は、1000Vに達していた。   In the image forming apparatus 10, the transfer rate varies depending on the environment (high temperature and high humidity) during image formation. In order to stabilize the transfer rate, it is necessary to increase the transfer bias voltage of the transfer roll 74. Conventionally, a transfer bias voltage of −400 V is applied to the photosensitive drum 52, and thereafter, as it goes downstream. By giving the correlation, the transfer application voltage of the transfer roll 74 reached 1000V.

しかし、これでは、記録用紙が含水紙であったり、記録用紙搬送系の周囲に金属部材が存在すると、電流がリークすることがあったため、リーク防止のための接地回路が必要となっていた。   However, in this case, if the recording paper is water-containing paper or if a metal member is present around the recording paper transport system, current may leak, and thus a grounding circuit for preventing leakage is necessary.

これに対して第1の実施の形態では、トナーの形状、第1中間転写ドラム68、70(及び/又は第2中間転写ドラム72)の表面粗さ、硬度を加味して、各部の転写バイアス電圧を設定した。この場合、第1中間転写ドラム68、70に印加する転写バイアス電圧の極性は、トナーの極性(第1の実施の形態では、マイナス極性)と同一としている。   On the other hand, in the first embodiment, the transfer bias of each part is considered in consideration of the shape of the toner, the surface roughness of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (and / or the second intermediate transfer drum 72), and the hardness. The voltage was set. In this case, the polarity of the transfer bias voltage applied to the first intermediate transfer drums 68 and 70 is the same as the polarity of the toner (negative polarity in the first embodiment).

また、このとき、転写ロール74の転写バイアス電圧を、前述のような電流リークが発生しない程度、かつ転写率が悪化しない最小限の電圧に設定し、以下、画像形成工程をさかのぼるように、各部の転写バイアス電圧を互いに相関関係を維持して設定した(表4及び図4(A)参照)。   At this time, the transfer bias voltage of the transfer roll 74 is set to a minimum voltage that does not cause the current leakage as described above and does not deteriorate the transfer rate, and hereinafter, each part is traced back to the image forming process. The transfer bias voltages were set while maintaining correlation with each other (see Table 4 and FIG. 4A).

これにより、転写率を維持し、かつ電流リーク防止のための接地回路が不要となり、画質の安定化を維持できると共に、部品点数の減少によって組付工数を軽減することができる。   This eliminates the need for a grounding circuit for maintaining the transfer rate and preventing current leakage, maintaining stable image quality, and reducing the number of assembly steps by reducing the number of components.

トナーと第1中間転写体68、70との極性が同一であるのに、トナーが感光体ドラム52から第1中間転写体68、70へ転写されることは、従来の転写バイアス電圧では困難であったが、接地レベル(0V)に対して高い電圧としたことが1つの要因として推測することができる。   Although the toner and the first intermediate transfer bodies 68 and 70 have the same polarity, it is difficult to transfer the toner from the photosensitive drum 52 to the first intermediate transfer bodies 68 and 70 with the conventional transfer bias voltage. However, it can be estimated as one factor that the voltage is higher than the ground level (0 V).

また、他の要因としては、トナーが真球に近いことと、第1中間転写体68、70の表面粗さと硬度に関係しているものと推測される。   As other factors, it is presumed that the toner is close to a true sphere and is related to the surface roughness and hardness of the first intermediate transfer members 68 and 70.

[第2の実施の形態]
以下に本発明の第2の実施の形態について説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described below.

なお、第2の実施の形態は、第1の実施の形態で適用した画像形成装置10と同一構成であり、環境条件として低温低湿時に特化した転写バイアス電圧の設定に特徴がある。   Note that the second embodiment has the same configuration as the image forming apparatus 10 applied in the first embodiment, and is characterized by setting a transfer bias voltage specialized for low temperature and low humidity as an environmental condition.

すなわち、第1の実施の形態においては、特に、高温高湿時の転写率、電流リークを課題として、第1中間転写ドラム68、70(及び/又は第2中間転写ドラム72)の表面粗さ、硬度、トナーの形状に基づく転写率(転写残りゴーストの発生度合い)の条件下で転写ロール74の転写バイアス電圧を最も低くすることとしたが、一方で、低温低湿時では、転写ロール74の電圧をさらに高くする(3400V〜4800V程度)ことで転写率の向上を図っている。この場合、電流リークの心配はないが、経時的(処理量の累積)に変化する抵抗に起因して、転写ロール74への転写バイアス電圧が低いと白点が発生し(画質不良A)、高いとトナーの飛び散りが発生する(画質不良B)。   That is, in the first embodiment, the surface roughness of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (and / or the second intermediate transfer drum 72), particularly with the transfer rate at high temperature and high humidity and current leakage as problems. The transfer bias voltage of the transfer roll 74 is set to the lowest under the conditions of the transfer rate based on the hardness and the shape of the toner (the degree of occurrence of the transfer residual ghost). The transfer rate is improved by further increasing the voltage (about 3400V to 4800V). In this case, there is no concern about current leakage, but due to resistance that changes over time (accumulation of processing amount), a white spot occurs when the transfer bias voltage to the transfer roll 74 is low (image quality defect A). If it is high, toner scattering occurs (image quality B).

なお、処理量に対する抵抗の変化は、図5に示される如く、処理量が増えれば増えるほど上昇傾向にある。   The change in resistance with respect to the processing amount tends to increase as the processing amount increases as shown in FIG.

従来は、図5の鎖線で示される如く、抵抗の上昇が激しいため、この画質不良A及び画質不良Bの発生しない電圧領域が非常に狭く、制御が複雑となっていた。   Conventionally, as shown by the chain line in FIG. 5, since the resistance is greatly increased, the voltage region where the image quality defect A and the image quality defect B do not occur is very narrow and the control is complicated.

これに対して、第2の実施の形態では、第1中間転写ドラム68、70(及び/又は第2中間転写ドラム72)の表面粗さ、硬度、並びにトナー形状を第1の実施の形態のような設定とすることで、図5に示される如く、経時的に抵抗が変化(上昇)しても、従来に比べて抵抗の上昇を抑制することができるため、画質不良A及び画質不良Bの双方が起こらない転写ロール74への転写バイアス電圧が比較的に広い範囲となり、転写バイアス電圧の制御が簡便となる(表5参照)。   On the other hand, in the second embodiment, the surface roughness, hardness, and toner shape of the first intermediate transfer drums 68 and 70 (and / or the second intermediate transfer drum 72) are the same as those in the first embodiment. With this setting, as shown in FIG. 5, even if the resistance changes (rises) with time, the increase in resistance can be suppressed as compared with the conventional case. The transfer bias voltage to the transfer roll 74 in which neither of the above occurs is in a relatively wide range, and the control of the transfer bias voltage is simplified (see Table 5).

Figure 2007147776
Figure 2007147776

第1の実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。1 is a side view showing an image forming apparatus according to a first embodiment. 第1の実施の形態に係るエンジン部の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the engine part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る環境領域を特定するための環境領域分布特性図である。It is an environment area distribution characteristic view for specifying an environment area according to the first embodiment. (A)は第1の実施の形態に係る転写工程の各部に設定された転写バイアス電圧を示す概略図、(B)は従来例に係る転写工程の各部に設定された転写バイアス電圧を示す概略図である。(A) is a schematic diagram showing transfer bias voltages set for each part of the transfer process according to the first embodiment, and (B) is a schematic showing transfer bias voltages set for each part of the transfer process according to the conventional example. FIG. 第2の実施の形態に係るプリントボリューム−抵抗特性図である。It is a print volume-resistance characteristic figure concerning a 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
12 エンジン部
52 感光体ドラム
56 帯電ロール
58 現像装置
60 現像器
62 露光ユニット
74 転写ロール
202 メインコントローラ
204 ユーザインターフェイス
206 画像形成処理制御部
208 光走査系コントロール部
210 駆動系コントロール部
212 帯電器コントロール部
214 現像装置コントロール部
216 定着部コントロール部
221 温度センサ
222 湿度センサ
224 濃度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 12 Engine part 52 Photosensitive drum 56 Charging roll 58 Developing apparatus 60 Developing device 62 Exposure unit 74 Transfer roll 202 Main controller 204 User interface 206 Image formation process control part 208 Optical scanning system control part 210 Drive system control part 212 Charger control unit 214 Developing device control unit 216 Fixing unit control unit 221 Temperature sensor 222 Humidity sensor 224 Density sensor

Claims (6)

像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器から供給される正又は負の極性に帯電されたトナーを用いて現像すると共に、当該トナー画像を中間転写体を介して最終転写体によって記録用紙へ転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体、中間転写体、最終転写体間に所定の電位勾配を持たせるようにそれぞれに所定の転写バイアス電圧を印加する電位勾配形成手段を有し、
前記電位勾配形成手段が、前記像担持体と接触する少なくとも1つの中間転写体に、前記トナーと同極性の転写バイアス電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
The surface of the image carrier is uniformly charged, and an electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged image carrier with a light beam according to image data, and then supplied from a developing device. Development is performed using toner charged to positive or negative polarity, and the toner image is transferred to a recording sheet by a final transfer member via an intermediate transfer member, and the transferred toner image is fixed to form an image. An image forming apparatus provided with an image forming engine
A potential gradient forming unit that applies a predetermined transfer bias voltage to each of the image carrier, the intermediate transfer member, and the final transfer member so as to have a predetermined potential gradient;
The image forming apparatus, wherein the potential gradient forming unit applies a transfer bias voltage having the same polarity as the toner to at least one intermediate transfer member in contact with the image carrier.
前記電位勾配形成手段が、環境条件によって前記最終転写体への転写バイアス電圧を基準転写バイアス電圧として設定し、当該設定された基準転写バイアス電圧と相関させて、前記中間転写体及び像担持体への転写バイアス電圧を設定し、それぞれの電位勾配を形成することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The potential gradient forming unit sets a transfer bias voltage to the final transfer body as a reference transfer bias voltage according to environmental conditions, and correlates with the set reference transfer bias voltage to the intermediate transfer body and the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the transfer bias voltages are set to form respective potential gradients. 前記中間転写体へ印加する転写バイアス電圧の極性と、前記トナーの極性を同一する条件として、前記トナーの形状係数が125以下、前記中間転写体の表面粗さがRZ1.5μm以下、硬度が50AskerC以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の画像形成装置。   Assuming that the polarity of the transfer bias voltage applied to the intermediate transfer member is the same as the polarity of the toner, the shape factor of the toner is 125 or less, the surface roughness of the intermediate transfer member is RZ 1.5 μm or less, and the hardness is 50 AskerC. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器から供給される正又は負の極性に帯電されたトナーを用いて現像すると共に、当該トナー画像を中間転写体を介して最終転写体によって記録用紙へ転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体、中間転写体、最終転写体間に所定の電位勾配を持たせるようにそれぞれに所定の転写バイアス電圧を印加する電位勾配形成手段を有し、
前記電位勾配形成手段が、前記最終転写体への転写バイアス電圧を基準転写バイアス電圧として設定し、
当該転写バイアス電圧が印加される前記最終転写体から、前記画像形成エンジンの処理工程をさかのぼって、前記中間転写体、像担持体へのそれぞれの転写バイアス電圧を設定することを特徴とする画像形成装置。
The surface of the image carrier is uniformly charged, and an electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged image carrier with a light beam according to image data, and then supplied from a developing device. Development is performed using toner charged to positive or negative polarity, and the toner image is transferred to a recording sheet by a final transfer member via an intermediate transfer member, and the transferred toner image is fixed to form an image. An image forming apparatus provided with an image forming engine
A potential gradient forming unit that applies a predetermined transfer bias voltage to each of the image carrier, the intermediate transfer member, and the final transfer member so as to have a predetermined potential gradient;
The potential gradient forming means sets a transfer bias voltage to the final transfer member as a reference transfer bias voltage;
Image forming characterized in that the transfer bias voltage to the intermediate transfer member and the image bearing member is set from the final transfer member to which the transfer bias voltage is applied by going back through the processing steps of the image forming engine. apparatus.
前記基準転写バイアス電圧が、前記記録用紙、並びに当該記録用紙の搬送系の導電率に基づいて設定されることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the reference transfer bias voltage is set based on conductivity of the recording sheet and a conveyance system of the recording sheet. 前記請求項1乃至請求項5の何れか1項の画像形成装置における前記画像形成エンジンが、
前記像担持体として異なる色毎の複数の像担持体を備えると共に、
前記中間転写体として、前記複数の像担持体の一部と接触する第1の上流側中間転写体と、前記複数の像担持体における残りの一部と接触する第1の下流側中間転写体と、前記第1の上流側中間転写体及び第1の下流側中間転写体に接触し、前記第1の上流側中間転写体からトナー画像が転写された後に、前記第1の下流側中間転写体からトナー像が転写される第2の中間転写体と、を備えており、
前記最終転写体が前記第2の中間転写体と対峙されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming engine in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A plurality of image carriers for different colors as the image carrier,
As the intermediate transfer member, a first upstream intermediate transfer member that contacts a part of the plurality of image carriers, and a first downstream intermediate transfer member that contacts a remaining part of the plurality of image carriers. The first upstream intermediate transfer body and the first downstream intermediate transfer body, and after the toner image is transferred from the first upstream intermediate transfer body, the first downstream intermediate transfer body A second intermediate transfer body to which a toner image is transferred from the body,
An image forming apparatus, wherein the final transfer member is opposed to the second intermediate transfer member.
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