JP2007171633A - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、乾式現像剤としてのトナーからなる画像を形成することができるプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関し、特に転写メモリゴーストという画像不良が発生することを防止することが可能な画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, or a multi-function machine that can form an image made of toner as a dry developer, and in particular, to prevent an image defect such as a transfer memory ghost from occurring. The present invention relates to an image forming apparatus capable of
電子写真方式や静電記録方式を適用したプリンタ等の画像形成装置では、一般に、次のようなプロセスを経て基本的な画像形成が行われている。まず、回転する感光体等の像担持体を帯電バイアスが印加される帯電手段により一様に帯電させた後、その帯電した像担持体に像露光手段から画像情報に基づく露光を行って静電潜像を形成する。続いて、像担持体上の静電潜像を現像手段から供給するトナーにより現像してトナー像とした後、そのトナー像を転写バイアスが印加される転写手段により記録用紙等の記録媒体に直接又は中間転写体を介して転写し、最後に、定着手段によりトナー像を記録媒体に定着させる。以上によりトナーからなる画像の形成がなされる。 In an image forming apparatus such as a printer to which an electrophotographic method or an electrostatic recording method is applied, basic image formation is generally performed through the following process. First, an image carrier such as a rotating photoconductor is uniformly charged by a charging unit to which a charging bias is applied, and then the charged image carrier is exposed based on image information from the image exposure unit to electrostatically charge the image carrier. A latent image is formed. Subsequently, the electrostatic latent image on the image carrier is developed with toner supplied from the developing means to form a toner image, and the toner image is directly applied to a recording medium such as recording paper by the transfer means to which a transfer bias is applied. Alternatively, the toner image is transferred via an intermediate transfer member, and finally, the toner image is fixed on the recording medium by a fixing unit. Thus, an image made of toner is formed.
ところが、このような画像形成装置においては、以下に説明する転写メモリゴーストと称される画像不良が発生することがある。 However, in such an image forming apparatus, an image defect called a transfer memory ghost described below may occur.
この転写メモリゴーストの発生について、例えば、像担持体をマイナス極性の帯電電位に帯電させた後に露光により電位の低下した部位(露光部)を静電潜像とし、その静電潜像となる露光部にマイナス極性に帯電したトナーを反転現像により付着させてトナー像とした後、そのトナー像をプラス極性の転写バイアスを印加した状態で記録用紙又は中間転写体に転写する画像形成装置を例にして説明すると、次のようになる。 Regarding the generation of the transfer memory ghost, for example, the portion (exposure portion) where the potential is lowered by exposure after charging the image carrier to a negative polarity charging potential is used as an electrostatic latent image, and the exposure becomes the electrostatic latent image. An example is an image forming apparatus in which a negatively charged toner is attached to a portion by reversal development to form a toner image, and then the toner image is transferred to a recording sheet or an intermediate transfer member with a positive polarity transfer bias applied. This is as follows.
すなわち、上記画像形成装置による画像形成時の転写プロセスにおいては転写バイアスの印加に起因して像担持体にプラス極性の電荷が注入されるが、そのとき像担持体の表面電位が全体的にプラスの極性側にシフトされた状態になるとともに、特に電荷の注入のされ方がトナーの介在する露光部とトナーの介在しない非露光部とで差があるためにその露光部と非露光部の間で電位差が生じた状態になる。 That is, in the transfer process at the time of image formation by the image forming apparatus, a positive polarity charge is injected into the image carrier due to the application of the transfer bias. At that time, the surface potential of the image carrier is generally positive. In particular, there is a difference between the exposed portion where the toner is present and the non-exposed portion where the toner is not present. In this state, a potential difference is generated.
そして、その後の画像形成時の露光プロセスにおいて当該電位差の生じた像担持体の部位が露光部(潜像部分)になると、その静電潜像に当該電位差にほぼ相応した電位差状態がプラス極性の電荷履歴として残る。次いで、かかる電荷履歴が存在した状態にある潜像部分の現像が行われた段階で、その電荷履歴の電位差による段差部分で濃度差が生じ、その濃度差部分が画像(例えば均一なハーフトーン画像)中に描画された画像の一部であるかのように視認されてしまうことがある。これが所謂、転写メモリゴーストである。 In the subsequent exposure process during image formation, when the portion of the image carrier where the potential difference has occurred becomes an exposure portion (latent image portion), the potential difference state corresponding to the potential difference has a positive polarity in the electrostatic latent image. It remains as a charge history. Next, at the stage where the latent image portion where such charge history exists is developed, a density difference occurs at the step portion due to the potential difference of the charge history, and the density difference portion is an image (for example, a uniform halftone image). ) May be visually recognized as if it were part of the image drawn inside. This is a so-called transfer memory ghost.
これに対して従来においても、このような転写メモリゴーストの発生を防止する対策を施した画像形成装置が知られている。 On the other hand, conventionally, there has been known an image forming apparatus in which a countermeasure for preventing such a transfer memory ghost is taken.
例えば、像担持体の回転方向に沿った転写手段と清掃手段との間に、その像担持体を全面露光して除電する露光手段を設置した画像形成装置が知られている(特許文献1)。この画像形成装置によれば、トナー像の転写後で像担持体の清掃前に露光手段(例えば除電ランプ)により像担持体が全面露光されて除電され、これにより像担持体に転写時において生じる電位差部分もその電位差がほぼ無くなって電位の履歴として残ることがなく、その後の画像形成時にメモリゴーストが発生しないようになる。 For example, there is known an image forming apparatus in which an exposure unit that exposes the entire surface of the image carrier and removes electricity between the transfer unit and the cleaning unit along the rotation direction of the image carrier is known (Patent Document 1). . According to this image forming apparatus, after the transfer of the toner image and before the cleaning of the image carrier, the entire surface of the image carrier is exposed by the exposure means (for example, a neutralization lamp) and the charge is eliminated. In the potential difference portion, the potential difference almost disappears and does not remain as a history of potential, so that a memory ghost is not generated during subsequent image formation.
また、像担持体の周囲に配置される帯電手段と転写手段との間に、帯電と同一極性のバイアス電圧を像担持体に印加するバイアス印加手段を設けた画像形成装置が知られている(特許文献2)。この画像形成装置によれば、トナー像の転写後で次の帯電が行われる前において像担持体がバイアス印加手段(例えばクリーニングブレード等)により帯電極性と同一極性をもって帯電され、これにより像担持体における逆極性の帯電部分(像担持体上の転写材未通過部及び非現像部)が本来の帯電極性に回復され、次に帯電手段で帯電された際に像担持体の表面における帯電状態が均一化されるようになる。 In addition, an image forming apparatus is known in which a bias applying unit that applies a bias voltage having the same polarity as that of charging to the image carrier is provided between a charging unit and a transfer unit arranged around the image carrier (see FIG. Patent Document 2). According to this image forming apparatus, the image carrier is charged with the same polarity as the charging polarity by the bias applying means (for example, a cleaning blade) after the toner image is transferred and before the next charging is performed. When the charged parts of the opposite polarity (transfer material non-passing part and non-development part on the image carrier) are restored to the original charged polarity and then charged by the charging means, the charged state on the surface of the image carrier is It becomes uniform.
しかしながら、この従来の画像形成装置においても次のような問題がある。 However, this conventional image forming apparatus has the following problems.
すなわち、いずれの画像形成装置でも、その像担持体の周囲に対して露光手段又はバイアス印加手段のような新たな構成部品を追加して設置する必要があるため、その設置スペースを別途確保しなければならず、その分レイアウト上の変更や制約が発生してしまい、また画像形成装置の小型化を図るうえで不利となる。 That is, in any image forming apparatus, it is necessary to add and install new components such as an exposure unit or a bias application unit around the image carrier, and thus the installation space must be secured separately. As a result, layout changes and restrictions occur, and this is disadvantageous in reducing the size of the image forming apparatus.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、像担持体の周囲などに新たな構成部品を設置することなく、転写メモリゴーストという画像不良の発生を簡易な構成でもって防止することができる画像形成装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such problems, and prevents the occurrence of image defects such as transfer memory ghosts with a simple configuration without installing new components around the image carrier. An image forming apparatus capable of performing the above is provided.
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電バイアスが印加されて像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電後の像担持体に画像情報に基づく露光により静電潜像を形成する像露光手段と、この静電潜像をトナーにより現像してトナー像とする現像手段と、転写バイアスが印加されてそのトナー像を被転写部材に転写させる転写手段とを有する画像形成装置において、画像形成時に前記像担持体の帯電電位が増大するように前記帯電手段の帯電バイアスを変更する制御手段を有することを特徴とするものである。 The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the image carrier by applying a charging bias, and an image that forms an electrostatic latent image on the charged image carrier by exposure based on image information. In an image forming apparatus comprising: an exposure unit; a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner to form a toner image; and a transfer unit that applies a transfer bias to transfer the toner image to a transfer member. It has a control means for changing the charging bias of the charging means so that the charging potential of the image carrier increases at the time of formation.
ここで、上記像担持体は、帯電、像露光(静電潜像の形成)及び現像の工程(プロセス)を経てトナー像が形成されるものであり、例えば、感光体等である。上記被転写部材は、像担持体に形成されるトナー像を転写により担持し得るものであり、例えば、記録用紙、厚紙、OHPシート等の記録媒体、中間転写体等である。 Here, the image carrier is a member on which a toner image is formed through charging, image exposure (formation of an electrostatic latent image), and development (process), such as a photoconductor. The transfer member is capable of carrying a toner image formed on the image carrier by transfer, and is, for example, a recording medium such as recording paper, cardboard, or OHP sheet, an intermediate transfer member, or the like.
上記像担持体の帯電電位が増大するとは、記録媒体の片面に対して最終的に形成(転写及び定着)される画像を構成するトナー像を同じ像担持体に連続して形成する際に、そのトナー像の形成領域に少なくとも該当する像担持体の帯電電位(絶対値)が所定のパターンで増えて大きくなることである。なお、この帯電バイアスを変更する際、増大する像担持体の帯電電位の初期値(トナー像形成領域の帯電先端部を帯電することになる電圧値)は帯電に最低限必要な帯電電位以上の値でなければならない。また、その帯電電位を増大させる程度は、例えば、転写メモリゴーストが発生する場合の表面電位の差を打ち消すために必要な帯電電位以上の電位が得られるような基準で設定することが好ましい。 The charging potential of the image carrier increases when a toner image constituting an image finally formed (transferred and fixed) on one side of a recording medium is continuously formed on the same image carrier. That is, the charged potential (absolute value) of the image carrier corresponding to at least the toner image formation region increases in a predetermined pattern and increases. When the charging bias is changed, the initial value of the charging potential of the image carrier that increases (the voltage value that charges the charging tip of the toner image forming region) is equal to or higher than the minimum charging potential necessary for charging. Must be a value. Further, the degree of increasing the charging potential is preferably set on the basis of obtaining a potential equal to or higher than the charging potential necessary for canceling the difference in surface potential when a transfer memory ghost occurs.
上記制御手段により変更する帯電バイアスの対象は、例えば、帯電バイアスとして直流電圧を印加する直流(DC)帯電方式を採用する場合にはその直流電圧の値であり、帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加する交流(AC)重畳帯電方式を採用する場合にはその直流電圧の値となる。 The object of the charging bias to be changed by the control means is, for example, the value of the direct current (DC) charging method in which a direct current voltage is applied as the charging bias, and the direct current voltage is changed to the direct current voltage as the charging bias. When the alternating current (AC) superposition charging method for applying the superimposition of is applied, the direct current voltage value is obtained.
また、上記画像形成装置においては、前記像担持体に1色のトナー像を形成し、その1色のトナー像から構成される単色画像を形成する機能を有し、かつ、前記制御手段が、前記機能による単色画像形成時に、その単色画像を構成するトナー像の形成領域に該当する前記像担持体の帯電電位が連続的に増大するように前記帯電バイアスを変更するように構成することができる。 Further, the image forming apparatus has a function of forming a single color toner image on the image carrier and forming a single color image composed of the single color toner image, and the control unit includes: When the monochrome image is formed by the function, the charging bias can be changed so that the charging potential of the image carrier corresponding to the toner image forming area constituting the monochrome image continuously increases. .
上記連続的に増大するとは、通常、帯電電位が経過時間に対して正比例の関係となる状態(常に一定の傾き)で増大することであるが、必要に応じて帯電電位が経過時間に対して所定の増加率(傾きが所定のパターンで増加する状態)で増大する場合としても構わない。これ以後における「連続的に増大する」も同様の内容とする。また、単色画像の形成は、後述する像担持体に複数色のトナー像を順次形成して多色画像を形成する画像形成装置において1色のトナー像を形成する場合を含むことは勿論のこと、後述する複数色のトナーそれぞれに対応した複数の作像装置を備えた画像形成装置において、そのいずれか1つの作像装置のみを使用することにより単色画像を得るような場合を含むものである。単色画像は、通常、黒色1色の画像(白黒画像)であるが、それ以外の色の単色画像であってもよい。 The above-mentioned continuous increase usually means that the charging potential increases in a state that is directly proportional to the elapsed time (always has a constant slope), but the charging potential increases with respect to the elapsed time as necessary. It does not matter if it increases at a predetermined rate of increase (a state in which the slope increases in a predetermined pattern). The same applies to “continuously increasing” thereafter. In addition, the formation of a single color image includes a case where a single color toner image is formed in an image forming apparatus that sequentially forms a plurality of color toner images on an image carrier to be described later to form a multicolor image. In the image forming apparatus provided with a plurality of image forming apparatuses corresponding to each of a plurality of color toners, which will be described later, only a single color image is obtained by using only one of the image forming apparatuses. The monochromatic image is usually a black one-color image (monochrome image), but may be a monochromatic image of other colors.
このように構成した場合は、例えば、互いに異なる単色画像が連続して形成されるときや同一の単色画像が像担持体において異なる(ずれた)位置に連続して形成されるときに、そのトナー像を連続して形成するときの帯電プロセスにおいてその帯電電位が連続的に増大する帯電が行われる。これにより、先行する単色画像の形成時(特にその転写プロセス時)に発生する像担持体上の電荷履歴を、後続の単色画像を形成するときの帯電電位が増大した帯電プロセスにおいて消失又は低減(その履歴の電位差を低減)させることが可能になる。また、この場合は、帯電電位が連続的に増大するように帯電バイアスの変更を行っているため、帯電電位を段階的に増大するように帯電バイアスの変更を行う場合に比べて、帯電バイアスを反映した像担持体の表面電位に段差部が生じることがなく、特にハーフトーン画像においてこの段差部による濃度差が生じることがなくなるので、より良好な画像品質が得られる。 In the case of such a configuration, for example, when different monochrome images are continuously formed, or when the same monochrome image is continuously formed at different (shifted) positions on the image carrier, the toner In the charging process when images are continuously formed, charging in which the charging potential continuously increases is performed. This eliminates or reduces the charge history on the image carrier generated during the formation of the preceding monochrome image (particularly during the transfer process) in the charging process in which the charging potential is increased when the subsequent monochrome image is formed ( The potential difference of the history can be reduced). In this case, since the charging bias is changed so that the charging potential continuously increases, the charging bias is reduced as compared with the case where the charging bias is changed so as to increase the charging potential stepwise. A stepped portion does not occur in the reflected surface potential of the image carrier, and a density difference due to the stepped portion does not occur particularly in a halftone image, so that a better image quality can be obtained.
また、上記画像形成装置においては、前記像担持体に複数色のトナー像を順次形成し、その複数色のトナー像から構成される多色画像を形成する機能を有し、かつ、前記制御手段が、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像の形成領域ごとに該当する当該像担持体の各帯電電位が連続的に増大するように前記帯電バイアスを変更するように構成することもできる。 Further, the image forming apparatus has a function of sequentially forming a plurality of color toner images on the image carrier and forming a multicolor image composed of the plurality of color toner images, and the control means. However, when the multicolor image is formed by the function, the charging bias is changed so that each charging potential of the image carrier corresponding to each toner image forming area constituting the multicolor image continuously increases. It can also be configured as follows.
このような像担持体に複数色のトナー像を順次形成する画像形成装置とする場合は、通常、前記現像手段として多色画像を構成するトナー像の色の数と同数の現像手段を具備させるとともに、前記被転写部材として例えば上記記録媒体と中間転写体の双方を採用するか又は記録媒体とその記録媒体を転写位置に通過させるように保持して搬送する記録媒体搬送体を採用する必要がある。また、これ以後において同様の機能を有する画像形成装置の場合も同じ条件にする必要がある。 In the case of an image forming apparatus that sequentially forms a plurality of color toner images on such an image carrier, the developing means is usually provided with the same number of developing means as the number of colors of toner images constituting a multicolor image. In addition, it is necessary to employ, for example, both the recording medium and the intermediate transfer body as the member to be transferred, or a recording medium transport body that holds and transports the recording medium and the recording medium so as to pass through the transfer position. is there. Further, it is necessary to make the same conditions for image forming apparatuses having similar functions thereafter.
このように構成した場合は、例えば、1つの多色画像を形成するときに、その多色画像を構成する複数色のトナー像が同じ像担持体に順次形成されることになるが、その各色のトナー像を形成するときの帯電プロセスにおいてその帯電電位が連続的に増大するような帯電が行われる。これにより、その先行して形成される色のトナー像の形成時(特にその転写プロセス時)に発生する像担持体上の電荷履歴を、それ以後において残りの色のトナー像を形成するときの帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることが可能になる。 In such a configuration, for example, when one multicolor image is formed, a plurality of color toner images constituting the multicolor image are sequentially formed on the same image carrier. In the charging process when the toner image is formed, charging is performed such that the charging potential continuously increases. As a result, the charge history on the image carrier generated during the formation of the toner image of the color to be formed in advance (particularly during the transfer process), the toner image of the remaining color is formed thereafter. It can be eliminated or reduced by a charging process in which the charging potential is increased.
さらに、上記画像形成装置においては、前記像担持体に複数色のトナー像を順次形成し、その複数色のトナー像から構成される多色画像を形成する機能を有し、かつ、前記制御手段が、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像の形成領域ごとに該当する当該像担持体の各帯電電位がその形成領域どうし間で段階的に増大するように前記帯電バイアスを変更するように構成することもできる。 Further, the image forming apparatus has a function of sequentially forming a plurality of color toner images on the image carrier and forming a multicolor image composed of the plurality of color toner images, and the control means. However, at the time of multicolor image formation by the function, each charging potential of the image carrier corresponding to each toner image forming area constituting the multicolor image is increased stepwise between the forming areas. The charging bias can be changed.
上記段階的に増大させる際の各段階での帯電電圧の増大させる割合は、各段階とも同じ割合としてもよいし、必要に応じて、段階によって異なる割合としてもよい。 The rate at which the charging voltage is increased in each step when increasing stepwise may be the same rate in each step, or may be different depending on the step if necessary.
このように構成した場合は、例えば、1つの多色画像を形成するときに、その多色画像を構成する複数色のトナー像が同じ像担持体に順次形成されることになるが、その各トナー像を形成するときの各帯電プロセスにおいてその帯電電位が段階的に増大する帯電が行われる。これにより、その先行して形成される色のトナー像の形成時(特にその転写プロセス時)に発生する像担持体上の電荷履歴を、それ以降において残りの色のトナー像を形成するときの帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることが可能になる。 In this case, for example, when one multicolor image is formed, a plurality of color toner images constituting the multicolor image are sequentially formed on the same image carrier. In each charging process when forming a toner image, charging is performed such that the charging potential increases stepwise. As a result, the charge history on the image carrier generated during the formation of the toner image of the color to be formed in advance (particularly during the transfer process) is obtained, and the toner image of the remaining color is formed thereafter. It can be eliminated or reduced by a charging process in which the charging potential is increased.
この他にも上記画像形成装置は、前記像担持体、帯電手段、像露光手段、現像手段及び転写手段を有する作像装置を複数備えているとともに、その各作像装置の像担持体に互いに異なる色のトナー像をそれぞれ1つずつ形成し、その各トナー像から構成される多色画像を形成する機能を有し、かつ、前記制御手段は、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像が形成される各像担持体の帯電電位が連続的に増大するように前記各作像装置の帯電手段の帯電バイアスをそれぞれ変更するように構成することもできる。 In addition to the above, the image forming apparatus includes a plurality of image forming apparatuses each having the image carrier, a charging unit, an image exposure unit, a developing unit and a transfer unit. Each of the toner images of different colors is formed, and has a function of forming a multi-color image composed of the toner images. It is also possible to change the charging bias of the charging means of each image forming device so that the charging potential of each image carrier on which each toner image forming the color image is continuously increased.
このような複数の作像装置で複数色のトナー像を色ごとに振り分けて別々に形成する画像形成装置とする場合は、通常、前記現像装置として当該多色画像を構成する複数のトナー像の色に応じた現像剤を収容する現像手段を各作像装置に配分して使用するとともに、前記被転写部材として例えば上記記録媒体と中間転写体の双方を採用するか又は記録媒体と前記記録媒体搬送体を採用する必要がある。 In the case of an image forming apparatus in which a plurality of color toner images are distributed and formed separately for each color by such a plurality of image forming apparatuses, the plurality of toner images constituting the multicolor image are usually used as the developing device. The developing means for storing the developer corresponding to the color is distributed to each image forming device and used, and for example, both the recording medium and the intermediate transfer body are adopted as the transfer member, or the recording medium and the recording medium It is necessary to adopt a carrier.
このように構成した画像形成装置の場合は、例えば、1つの多色画像を形成するときに、その多色画像を構成する複数色のトナー像が該当する作像装置の像担持体ごとにそれぞれ個別で形成されることになるが、その各トナー像を形成するときの各作像装置の帯電プロセスにおいてその帯電電位がその各像担持体のトナー像形成領域内で連続的に増大する帯電が行われる。これにより、各作像装置の像担持体において先行してそれぞれ形成されるトナー像が被転写部材に転写されるときに発生する各像担持体上の電荷履歴を、それ以降に当該各像担持体で形成する後続のトナー像を形成するときの帯電電位が増大した帯電プロセスにおいてそれぞれ消失又は低減させることが可能になる。 In the case of the image forming apparatus configured as described above, for example, when forming one multicolor image, each of the image carriers of the image forming apparatus to which the toner images of a plurality of colors constituting the multicolor image correspond are provided. Although it is formed individually, in the charging process of each image forming device when forming each toner image, the charging potential increases continuously in the toner image forming area of each image carrier. Done. As a result, the charge history on each image carrier that is generated when the toner image previously formed on the image carrier of each image forming device is transferred to the member to be transferred can be recorded thereafter. It becomes possible to disappear or reduce in the charging process in which the charging potential is increased when forming the subsequent toner image formed by the body.
また、この複数の作像装置を備えた画像形成装置における前記制御手段は、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像が形成される各像担持体の帯電電位がその各トナー像の転写の順番に相応して段階的に増大する関係になるように前記各作像装置の帯電手段の帯電バイアスをそれぞれ変更するように構成することもできる。 Further, the control means in the image forming apparatus including the plurality of image forming devices may be configured such that, when the multicolor image is formed by the function, the charging potential of each image carrier on which each toner image constituting the multicolor image is formed. However, the charging bias of the charging means of each image forming device can be changed so as to increase in a stepwise manner in accordance with the transfer order of the toner images.
このように構成した場合は、その多色画像を構成する各色のトナー像を形成するときの各作像装置の帯電プロセスにおいてその帯電電位が前記したように連続的に増大することに加えて、その各作像装置の帯電プロセス間においてその各帯電電位が当該トナー像の転写の順番にそって段階的に増大する関係になるような帯電が行われることになる。これにより、各作像装置の像担持体での先行するトナー像形成時に発生する電荷履歴が前述の帯電電位が連続的に増大する後続のトナー像形成時の帯電プロセスで消失又は低減させることが可能になる。また、これに加えて、その各トナー像の転写の順番が後になる作像装置の像担持体ほど、先行して転写されたトナー像の存在下での転写プロセスの実行により電荷履歴が大きくなる現象を、その転写の順番に相応して帯電電位が増大した関係になる後続のトナー像形成時の帯電プロセスにおいて消失又は低減させることが可能になる。 When configured in this way, in addition to the charging potential continuously increasing as described above in the charging process of each image forming device when forming each color toner image constituting the multicolor image, During the charging process of each image forming device, charging is performed such that each charging potential increases in a stepwise manner along the order of transfer of the toner images. As a result, the charge history generated when the preceding toner image is formed on the image carrier of each image forming device can be eliminated or reduced by the charging process during the subsequent toner image formation in which the above-described charging potential continuously increases. It becomes possible. In addition to this, as the image carrier of the image forming apparatus in which the transfer order of each toner image is later, the charge history becomes larger due to the execution of the transfer process in the presence of the toner image transferred in advance. The phenomenon can be eliminated or reduced in the charging process at the time of subsequent toner image formation in which the charging potential increases in accordance with the order of transfer.
本発明の画像形成装置によれば、制御手段により画像形成時に像担持体の帯電電位が増大するような帯電を行うことが可能になるので、先行するトナー像の形成時の転写プロセスで発生する像担持体上の電荷履歴を、後続のトナー像を形成する時の帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることが可能になる。この結果、像担持体の周囲などに新たな構成部品を設置することなく、転写メモリゴーストという画像不良の発生を簡易な構成でもって防止することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to perform charging so that the charging potential of the image carrier increases at the time of image formation by the control means. Therefore, it occurs in the transfer process at the time of forming the preceding toner image. It is possible to eliminate or reduce the charge history on the image carrier by a charging process in which a charging potential is increased when a subsequent toner image is formed. As a result, it is possible to prevent an image defect such as a transfer memory ghost from occurring with a simple configuration without installing new components around the image carrier.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るフルカラープリンタの概要を示すものである。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows an outline of a full-color printer according to
このフルカラープリンタは、作像ユニット10、中間転写ユニット20、定着装置40等を備えている。図中の符号50はシステム制御装置である。
The full-color printer includes an
まず、作像ユニット10は、矢印方向に回転する像担持体としての感光ドラム1が設置されており、その感光ドラム1の周囲に、帯電手段としての帯電ロール2、像露光手段としてのROS(Raster Output Scanner)3、現像手段としてのイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(黒、K)の4色の現像器4Y,4M,4C,4Kを搭載する回転切替え(ロータリー)式の現像装置4、(一次)転写手段としての一次転写ロール5等が配置されている。図中の符号6は感光ドラム1のドラム用クリーナであり、感光ドラム1に接触させて設置されるクリーニングブレード6aとそのブレード6aでかき取った不要なトナーを収容する廃トナーボックス16bとで主に構成されている。
First, the
このうち感光ドラム1は、接地された円筒状の導電性基体の周面に有機感光材料からなる感光層が形成されており、図示しない駆動装置により所定の速度で回転するように設置されている。
Among these, the
帯電ロール2は、図2に示すように、金属等のロール基材2aに弾性層2b等を形成したものである。この帯電ロール2は、感光ドラム1の周面に所定の圧力でもって接触した状態で従動回転するように支持されているとともに、帯電工程時にはロール基材2aに帯電用電源12から帯電バイアスが印加される。この例では、帯電バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加するAC重畳帯電方式を適用した。また、帯電ロール2には、必要に応じて、その帯電ロール2の表面に付着して帯電性を阻害する付着物を除去するために、発泡体ロール、ブラシなどのクリーニング部材で構成されるクリーニング機構が設置される。発泡体ロールの場合は、帯電ロール2に接触した状態で従動回転するように構成される。
As shown in FIG. 2, the charging
ROS3は、主に半導体レーザの発光源と、ポリゴンミラー、反射ミラー、レンズ等の走査光学系装置で構成されている。そして像露光工程時になると、このプリンタに入力される画像情報に基づき図示しない画像処理装置で処理及び生成される画像信号に応じたレーザービームLBを半導体レーザから発し、それを走査光学系装置により感光ドラム1に向けて走査露光する。
The
回転切替え式の現像装置4は、4色の現像器4Y,4M,4C,4Kが回転支持フレーム8の周方向に90°の角度をあけて配置されたものである。また、現像装置4は、現像工程時に、回転支持フレーム8が回転軸8aを中心にして所定のタイミングで所定量ずつ回転駆動されることにより、現像すべき色に対応した現像器4Y,4M,4C,4Kが感光ドラム1と対向する現像位置にそれぞれ移動させられる。
The rotation switching type developing device 4 includes four
各現像器4Y,4M,4C,4Kはいずれも、所要の現像剤(例えば二成分現像剤など)を収容する収容部が形成されたハウジング4aを有し、そのハウジング4aに現像ロール4bや現像剤攪拌部材などが設けられた構成になっている。現像ロール4aには、現像バイアスが図示しない現像用電源から印加される。図中の符号9Y,9M,9C,9Kは、ハウジング4aにそれぞれ補給する所定色の現像剤が個別に収容され、回転支持フレーム8に着脱自在に装着される現像剤カートリッジである。この例では二成分現像剤のトナーとして負帯電性トナーを使用した。
Each of the developing
一次転写ロール5は、金属等のロール基材に弾性層等を形成したものである。この一次転写ロール5は、感光ドラム1の一次転写位置となる周面部分に接触した状態で回転するように支持されているとともに、一次転写工程時になるとそのロール基材に図示しない一次転写用電源から一次転写バイアスが印加される。一次転写バイアスとしては、トナーの帯電極性とは逆の極性(この例ではプラス極性)の直流電圧が印加される。
The
次に、中間転写ユニット20は、作像ユニット10における感光ドラム1の転写位置付近に設置されており、中間転写体としての中間転写ベルト21、二次転写手段としての二次転写ロール25等でその主要部が構成されている。図中の符号26は中間転写ベルト21の表面を清掃するベルト用クリーナ、27は中間転写ベルト21の外周面の所定位置に形成される基準マーク(プリント動作の開始基準タイミングを確定するもの)を検知するためのマーク検出センサである。
Next, the
この例における中間転写ベルト21は、複数のロール22(a,b,c,d,e,…)に掛け回されて支持されているとともに、感光ドラム1の転写位置になる外周面に巻き付けられた状態(ラップ状態)で感光ドラム1と同期して従動回転するように設置されている。また、中間転写ベルト21の感光ドラム1に接している内周面部分には、前記の一次転写ロール5が接触した状態で配置されている。ロール22aは二次転写部の一部を構成するバックアップロール、ロール22dはラップインロール、ロール22eはラップアウトロールである。
The
二次転写ロール25は、金属等のロール基材に弾性層等を形成したものであり、中間転写ベルト21の二次転写位置(バックアップ用のロール22aに支持されているベルト部分)となる外周面に接触できるように配置されている。また、二次転写ロール25は、中間転写ベルト21に対して接離可能に支持されており、二次転写工程の実行時にのみ中間転写ベルト21に当接する。さらに、二次転写ロール25は、二次転写工程時になると、そのロール基材に対して図示しない二次転写用電源から二次転写電圧が印加される。二次転写バイアスとしては、トナーの帯電極性とは逆の極性の電圧が印加される。
The
また、定着装置40は、用紙13の入口及び出口が開口された箱状のハウジング(カバー)41と、このハウジング41の内部において回転駆動するように設置される加熱ロール42と、この加熱ロール43に定着ニップを形成するように圧接して従動回転する加圧ロール(又はベルト)43と、定着後の用紙13を排出するための排出ロール対44とで主に構成されている。
Further, the fixing
このようなプリンタでは、次のようにして画像形成(プリント)が行われる。 In such a printer, image formation (printing) is performed as follows.
はじめに、プリント開始指令を受けた後にマーク検知センサ27からの検知信号を受けると、作像ユニット10において、感光ドラム1の表面が所定のタイミングで帯電ロール2によって所定の極性(この例ではマイナス極性)からなる電位に帯電された後、その帯電後の表面にROS3から画像信号に応じたレーザービームLBが走査露光されて静電潜像が形成される。しかる後、その静電潜像が回転切替え式の現像装置における所定の現像器4(Y,M,C,K)から供給される現像剤(この例では二成分現像剤のトナー)により現像されて所定の色のトナー像が形成される。このときの現像は、現像剤が各現像器の現像ロール4aによって現像領域に搬送されるとともに、その現像領域において現像バイアスが印加された状態下でトナー成分が感光ドラム1の潜像部分のみにむけて移行して静電的に付着することで行われる。
First, when a detection signal from the
特にこの作像ユニット10においては、形成すべき画像の色に応じて上述したような帯電、露光、現像の各工程が所定回数だけ繰り返される。たとえば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの計4色のトナー像から構成されるフルカラーの画像を形成するプリントモード(フルカラーモード)では、その帯電、露光、現像の各工程がその4色に対応して4回繰り返され、これにより感光ドラム1の表面にフルカラーの画像を構成する4色に対応した各トナー像が順次形成される。また、ブラック色のトナー像からなる白黒画像のみを形成するプリントモード(白黒モード)を選択して実行することができるようにもなっており、このモード選択時にはブラック色のトナー像形成のために帯電、露光、現像の各工程が1回だけ実行される。
In particular, in the
続いて、作像ユニット10の感光ドラム1上に形成されるトナー像が、その一次転写位置を通過する際に、中間転写ユニット20における中間転写ベルト21に対して一次転写される。このときの一次転写は、感光ドラム1上のトナーが主に一次転写ロール5に印加される一次転写バイアスによる静電的作用(静電気力)をうけて中間転写ベルト21側に移行して静電的に保持されることで行われる。フルカラーモードを選択した時には、感光ドラム1上に順次形成される複数色のトナー像が中間転写ベルト21上に順次重ね合わせられる状態で多重転写される。一次転写工程が終了した後の感光ドラム1は、その表面に付着する残留トナー等がドラム用クリーナ6によって除去されて清掃される。
Subsequently, the toner image formed on the
そして、中間転写ベルト21に一次転写されたトナー像は、二次転写位置を通過する際に、図示しない給紙ユニットから中間転写ベルト21と二次転写ロール25の間(二次転写位置)にむけて供給されてレジストロール11により所定のタイミングで送り込まれる用紙13に対して二次転写される。このときの二次転写は、トナー像が二次転写ロール25に印加される二次転写バイアスによる静電的作用(静電気力)を受けて用紙13側に移行して静電的に保持されることで行われる。二次転写工程が終了した後は、二次転写ロール25が中間転写ベルト21から離間する方向に移動するとともに、中間転写ベルト21がベルト用クリーナ26によって清掃される。
When the toner image primarily transferred to the
最後に、トナー像が二次転写された用紙13は、二次転写位置を通過して定着装置40にむけて搬送される。定着装置40では、二次転写後の用紙13が回転する加熱ロール42及び加圧ロール43の間の定着ニップに導入されて通過することにより加熱加圧される。これにより、その用紙13上のトナー像が溶融圧着されて当該用紙13に熱定着される。この定着後の用紙13は、片面プリントモードであれば、排出ロール対44によって図示しなし排出トレイ部にそのまま排出される。図1中の矢付き一点鎖線は、用紙13の基本的な搬送経路を示す。
Finally, the
図2は、このプリンタにおける制御系の一部を示すものである。 FIG. 2 shows a part of the control system in this printer.
図中の符号50は、プリンタ全体の各種動作(主にプリント動作)を制御するためのシステム制御装置である。この制御装置50は、演算処理装置、記憶装置等で構成されており、外部からの入力指示信号やセンサからの検知信号などをきっかけにして記録装置に格納されている所定の制御プログラムに沿って制御対象に関する制御動作を実行する。
そして、この制御装置50には、特に図2に示すように、帯電ロール2に帯電バイアスを印加する帯電用電源12の当該帯電バイアスの値を変更する制御を行うことができる機能が具備されている。この制御は、基本的に、プリント時に感光ドラム1の帯電電位が増大するように帯電用電源12における帯電バイアスの値を変更するものであり、実際には帯電用電源12における印加電圧値を予め用意した帯電バイアスの変更制御パターン(制御プログラム)に従って実行するように構成されている。
As shown in FIG. 2 in particular, the
また、この制御装置50には、前記したマーク検知センサ27からの検知信号(基準信号)や、プリンタ対象のプリントモードに関する情報を把握する画像処理装置等のプリントモード管理手段51からの選択モード情報が入力されるように構成されている。
Further, the
制御装置50は、例えば、フルカラー画像を形成するフルカラープリントモードが選択された場合には、図3に示すように、そのフルカラー画像を構成する前記4色(Y,M,C,K)からなるトナー像を連続して形成すべき感光ドラム1の各帯電電位が連続的に増大するように帯電バイアス(実際には直流電圧の値)を変更するという制御を実行する設定になっている。
For example, when a full-color print mode for forming a full-color image is selected, the
このときの連続的に増大させる割合は、同図に示すように印加する帯電バイアスの開始電圧(VS)(最初の色のトナー像が形成される領域の先端部に印加する電圧)と連続的に増大させたときの最終到達電圧(VE1)(最終の色のトナー像が形成される領域の終端部に印加する電圧)との電圧差(ΔV1=VE1−VS)が10〜20V程度となることを前提として、用紙13の片面に形成すべきフルカラー画像を構成する4色のトナー像を形成するに要する所要時間(Ta)内で帯電電位が正比例の状態(ΔV1/Taの傾き)で連続して増加するように設定されている。また、上記開始電圧は、通常の帯電電圧として使用されている公知の電圧値に設定されている。
The rate of continuous increase at this time is continuous with the charging bias start voltage (V S ) (voltage applied to the tip of the region where the first color toner image is formed) as shown in FIG. The voltage difference (ΔV 1 = V E1 −V S ) with respect to the final reached voltage (V E1 ) (voltage applied to the terminal portion of the region where the final color toner image is formed) when the voltage is increased is 10 Assuming that it is about ˜20 V, the charged potential is in a directly proportional state (ΔV 1 / V) within the required time (Ta) required to form a four-color toner image constituting a full-color image to be formed on one side of the
また、白黒画像を複数枚連続して形成する白黒プリントモードが選択された場合には、図4に示すように、その白黒画像を構成するブラック色トナー像を形成する感光ドラム1部分の帯電電位が連続的に増大するように帯電バイアスを変更するという制御を実行する設定になっている。このときの連続的に増大させる割合は、その連続して形成するブラック色トナー像の各帯電電位がその形成順に相応して前記電位差(ΔV2=VE2−VS)となることを前提として、複数枚の用紙13の片面に連続して形成すべき各白黒画像のための複数のブラック色トナー像すべてを形成するに要する所要時間(Tb)内で帯電電位が正比例の状態(ΔV2/Tbの傾き)で連続するように設定されている。
When the monochrome print mode in which a plurality of monochrome images are continuously formed is selected, as shown in FIG. 4, the charged potential of the
なお、上記帯電バイアスの印加開始タイミングは、例えば、マーク検知センサ27が中間転写ベルト21上の基準マークを検知した検知信号(基準信号)が入力されてからの所定の経過時間t1に達した時点に設定される。また、帯電バイアスを増大させる開始タイミングについては、例えば、上記基準信号の入力時から最初の色のトナー像の静電潜像を書き始めるタイミングに間に合うように設定される所定の経過時間t2に達した時点に設定される。
Note that the charging bias application start timing is, for example, when a predetermined elapsed time t1 from when the detection signal (reference signal) when the
次に、この帯電バイアスの変更に係る制御が行われるときのプリント動作について説明する。 Next, a printing operation when the control related to the change of the charging bias is performed will be described.
フルカラープリントモードが選択された場合には、制御装置50において「フルカラーモード用の帯電バイアスの変更制御パターン」に従って図3に示すような帯電バイアスの印加を行うための制御動作が実行される。
When the full color print mode is selected, the
即ち、そのプリントの開始指令を受けて基準信号の入力確認時点から時間t1が経過すると、帯電用電源12から開始電圧VSの帯電バイアスが帯電ロール2に印加され始め、続いてその基準信号の入力時点から時間t2が経過すると帯電電位が前記した正比例の状態で連続して増大するような帯電バイアスが帯電ロール2に印加される。そして、その印加し始めた帯電バイアスを所要時間Ta内で最終到達電圧(VE1)まで最終的に増大させるまで印加する。最終到達電圧(VE1)に達した後は、所定の経過時間t3に帯電バイアスの印加を終了する。
That is, when a time t1 elapses after the reference start of the reference signal in response to the print start command, the charging bias of the start voltage V S starts to be applied from the charging
これにより、感光ドラム1においては、その連続的に増大する帯電バイアスの印加に相応して帯電電位が連続的に増大する帯電がなされ、しかる後、その帯電電位が連続的に増大するように帯電された感光ドラム1に対してイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色のトナー像が、先行して形成される色のトナー像の転写プロセスを経ながら前述したように順次形成される。
As a result, the
特にこの際、2番目以降に形成される後続の色(例えばM,C,K)のトナー像(静電潜像を含む)が形成される感光ドラム1部分の帯電電位は、その前に先行して形成される色(Y,M又はC)のトナー像が形成される感光ドラム1部分の帯電電位よりも必ず増大した関係になる。そして、このような1つの感光ドラム1において複数色のトナー像を連続して形成する場合に帯電電位が増大する帯電を行うことにより、先行する色のトナー像の形成時の転写プロセスで発生する感光ドラム1上の電荷履歴を、後続の色のトナー像を形成する時の帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることができるようになる。この結果、最終的に得られるフルカラー画像においては、例えば先行して形成される色のトナー像が視認されるような転写メモリゴーストという画像不良が発生することがない。
In particular, at this time, the charged potential of the
また、白黒プリントモードが選択された場合には、制御装置50において「白黒モード用の帯電バイアスの変更制御パターン」に従って図4に示すような帯電バイアスの印加を行うための制御動作が実行される。ここでは、連続して形成する白黒画像として、例えば、先行する用紙2枚に形成する同様の白黒画像が文字画像やマス目等のベタ印字(背景色なし:用紙地色)画像であり、後続の用紙1枚に形成する白黒画像がハーフトーン画像である場合を想定する。
When the monochrome print mode is selected, the
即ち、そのプリントの開始指令を受けて基準信号の入力時点から時間t1が経過すると、帯電用電源12から開始電圧VSの帯電バイアスが帯電ロール2に印加され始め、続いてその基準信号の入力時点から時間t2が経過すると帯電電位が前記した正比例の状態で連続して増大するような帯電バイアスが帯電ロール2に印加される。そして、その印加し始めた帯電バイアスを所要時間Tb内で最終到達電圧(VE2)まで最終的に増大させるまで印加する。最終到達電圧(VE2)に達した後は、所定の経過時間t3に帯電バイアスの印加を終了する。
That is, when a time t1 elapses from the input of the reference signal in response to the print start command, the charging bias of the start voltage V S starts to be applied from the charging
これにより、感光ドラム1においては、その連続的に増大する帯電バイアスの印加に相応して帯電電位も連続的に増大する帯電がなされ、しかる後、その帯電電位が連続的に増大するように帯電された感光ドラム1に対して文字等の白黒画像としての2つのブラック色トナー像及びハーフトーン画像としてのブラック色トナー像が、先行して形成されるブラック色トナー像の転写プロセスを経ながら前述したように順次形成される。
As a result, the
特にこの際、3番目に形成される後続のハーフトーン画像用のブラック色トナー像(静電潜像を含む)が形成される感光ドラム1部分の帯電電位は、その前に先行して形成される2つの文字画像用のブラック色トナー像が形成される感光ドラム1部分の帯電電位よりも必ず増大した関係になる。そして、このような1つの感光ドラム1において単色のトナー像を連続して形成する場合に帯電電位が増大する帯電を行うことにより、先行する白黒画像(文字画像等)のトナー像の形成時の転写プロセスで発生する感光ドラム1上の電荷履歴を、後続の白黒(特にハーフトーン画像)のトナー像を形成する時の帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることができるようになる。この結果、最後に得られるハーフトーンの白黒画像においては、例えば先行して形成される文字画像等のトナー像が視認されるような転写メモリゴーストという画像不良が発生することがない。
In particular, at this time, the charged potential of the
以上のような制御を伴うプリント動作を行った場合に転写メモリゴーストの発生が抑制されるメカニズムについて、図5を参照しながら説明する。 A mechanism by which the generation of the transfer memory ghost is suppressed when the printing operation with the above control is performed will be described with reference to FIG.
図5は、プリント動作時における感光ドラム1(像担持体)の表面電位状態の推移を模式的に示している。この図では、前記特許文献1で説明されている場合と同様に、マイナス極性に帯電した感光ドラムの表面の露光部を、マイナス極性の帯電したトナーにより反転現像方式で現像し、プラス極性の転写バイアスにより転写する場合を表している。図中の符号a1〜a4は感光ドラムの表面の或る同じ箇所を示しており、同様に、符号b1〜b4、c1〜c4も感光ドラムの符号aとは別の或る同一箇所を示している。
FIG. 5 schematically shows the transition of the surface potential state of the photosensitive drum 1 (image carrier) during the printing operation. In this figure, similarly to the case described in
図5において、符号a1,c1は感光ドラムの露光プロセス後の非露光部(非画像部)であり、その表面電位は感光ドラムの帯電後の表面電位と同じである。ここではまず、その帯電を常に同じ帯電電位となるように行う一定帯電の場合を想定して説明する。また、符号b1は感光ドラムの露光プロセス後の露光部(画像部)であり、その表面電位は露光によりプラス極性側に移動する。そして、この露光部b1に現像プロセスにおいて現像器4のスリーブの現像バイアス電位Vdとの電位差(V1)が生じてトナーを静電的に付着させることで現像されることになる。 In FIG. 5, symbols a 1 and c 1 are non-exposed portions (non-image portions) after the exposure process of the photosensitive drum, and the surface potential is the same as the surface potential after charging of the photosensitive drum. Here, first, description will be made assuming a case of constant charging in which charging is always performed at the same charging potential. Reference numeral b 1 denotes an exposure portion (image portion) after the exposure process of the photosensitive drum, and its surface potential moves to the positive polarity side by exposure. Then, in the developing process, a potential difference (V 1 ) with the developing bias potential Vd of the sleeve of the developing device 4 is generated in the developing portion b 1 , and the toner is electrostatically attached to develop the exposed portion b 1 .
その後、転写プロセスでは、感光ドラム上において非露光部にトナーが存在せず、露光部にトナーがある状態で転写が行われる。この転写の際、感光ドラム上のマイナス極性に帯電しているトナーを転写するためにプラス極性の転写バイアスが印加される。 Thereafter, in the transfer process, transfer is performed in a state where there is no toner in the non-exposed area on the photosensitive drum and there is toner in the exposed area. During this transfer, a positive transfer bias is applied to transfer the negatively charged toner on the photosensitive drum.
これにより、感光ドラムにはプラス極性の電荷が与えられ、露光部及び非露光部ともに全体的にプラス極性側にシフトするが、そのプラスの電荷の与えられ方にトナーが介在する露光部とそのトナーが介在しない非露光部とで差が生じ、このため転写後の非露光部a2,c2の電位と露光部b2との間に電位差(D1)が発生することになる。これがプラス極性の電荷履歴として残ることになる。 As a result, a positive polarity charge is applied to the photosensitive drum, and both the exposed portion and the non-exposed portion are shifted to the positive polarity side as a whole. A difference is generated between the non-exposed portion where no toner is present, and therefore, a potential difference (D1) is generated between the potential of the non-exposed portions a 2 and c 2 after the transfer and the exposed portion b 2 . This remains as a positive charge history.
この後で次の帯電及び露光プロセスを行ったときに、先の非露光部a2〜c2が二点鎖線で示す非露光部a3´〜c3´になる場合には、その非露光部a3´〜c3´における電位差はD3となり、ほとんど電位差がない状態になる。一方、先の非露光部a2〜c2が二点鎖線で示す露光部a4´〜c4´になる場合には、その露光部a4´〜c4´における電位差は前記非露光部a3´〜c3´となる部分の電位差D3よりも大きな電位差D2(>D3)となり、これが潜像中のプラス極性の電荷履歴である。 After this if you: charging and exposure processes, in the case where non-exposed portions a 2 to c 2 ahead becomes non-exposed portion a 3'~c 3 'indicated by the two-dot chain line, the non-exposed The potential difference in the parts a 3 ′ to c 3 ′ is D3, and there is almost no potential difference. On the other hand, the non-exposed portion a 2 to c 2 of previously exposed portion a 4'~c 4 indicated by the two-dot chain line 'in case you, the exposed portion a 4'~c 4' potential difference is the non-exposed portion a 3'~c 3 'portion serving potential difference larger than the potential difference D3 of D2 (> D3) becomes, which is a positive polarity charge history in the latent image.
そして、このような状態にあるときに現像を行うと、その表面電位の電位差D2となる段差部に該当する部分で現像濃度に差が生じ、それが後続の画像に転写メモリゴーストとして現れるようになる。このときの現像濃度差は、転写プロセス後の露光をした後の感光ドラムの表面電位と現像バイアス電位Vdとの電位差が「V2´」となり、この電位差が先の電位差(V1)よりも大きくなるため、その差分だけトナーが多く付着する結果、濃度差として視認されやすくなる。一般に、濃度が高くなると、同じ電位差でも転写メモリゴーストとして官能的に視認されやすくなる特性がある。 When development is performed in such a state, a difference in development density occurs in a portion corresponding to the stepped portion that becomes the potential difference D2 of the surface potential, and this appears as a transfer memory ghost in the subsequent image. Become. The difference in development density at this time is that the potential difference between the surface potential of the photosensitive drum after exposure after the transfer process and the development bias potential Vd is “V 2 ′”, and this potential difference is higher than the previous potential difference (V 1 ). Since the toner becomes larger, the toner adheres as much as the difference, and as a result, it becomes easier to visually recognize the density difference. In general, when the density is increased, there is a characteristic that the transfer memory ghost is easily visually sensed even with the same potential difference.
これに対し、このプリンタによる前記制御を伴うプリント動作では、帯電電位が連続的に増大するような帯電が行われるため、転写プロセス後の露光をした後の感光ドラムの表面電位は、先の非露光部a2〜c2が実線で示す非露光部a3〜c3になる場合には、その非露光部a3〜c3における電位は全体として増大した(マイナス極性側にシフト)状態になり、またその電位差はほぼ消失した状態になる。 On the other hand, in the printing operation accompanied by the control by the printer, charging is performed such that the charging potential continuously increases. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum after the exposure after the transfer process is the same as the previous non-printing potential. When the exposed portions a 2 to c 2 become non-exposed portions a 3 to c 3 indicated by solid lines, the potential in the non-exposed portions a 3 to c 3 is increased as a whole (shifted to the negative polarity side). In addition, the potential difference almost disappears.
一方、先の非露光部a2〜c2が実線で示す露光部a4〜c4になる場合には、その露光部a4〜c4における電位差は「D4」となり、これは一定帯電の場合におけるa4´〜c4´の電位差D2よりも低減された状態になる。しかも、この露光部a4〜c4の現像バイアス電位Vdとの電位差も「V2」となり、これは先の現像バイアス電位との電位差(V1)とほぼ同じレベルになる。つまり、先行する転写プロセスで発生したプラス極性の電荷履歴が、増大させる帯電を行うことにより消失又は低減されることになる。これにより、その露光部a4〜c4をその後に現像した場合でも濃度差が発生しにくくなり、その結果として転写メモリゴーストが防止されるようになる。 On the other hand, when the previous non-exposed portions a 2 to c 2 become the exposed portions a 4 to c 4 indicated by solid lines, the potential difference in the exposed portions a 4 to c 4 becomes “D4”, which is a constant charge. In this case, the potential difference D2 between a 4 ′ and c 4 ′ is reduced. In addition, the potential difference from the developing bias potential Vd of the exposed portions a 4 to c 4 is also “V 2 ”, which is substantially the same level as the potential difference (V 1 ) from the previous developing bias potential. That is, the positive charge history generated in the preceding transfer process is lost or reduced by increasing charging. Thus, the result density difference even when the exposure unit a 4 to c 4 and developed thereafter hardly occurs, transfer memory ghost will be prevented as a result.
なお、制御装置50については、例えば、フルカラープリントモードが選択された場合には、図6に示すように、そのフルカラー画像を構成する前記4色(Y,M,C,K)の各色からなるトナー像を形成すべき感光ドラム1部分の各帯電電位が段階的に増大するように帯電バイアスを変更するという制御を実行する設定にすることもできる。
For example, when the full-color print mode is selected, the
この場合、段階的に増大させる割合は、2番目以降に形成するトナー像の形成領域ごとに所定の電位差(α)で段階的に増大させればよい。例えば、同図に示すように印加する帯電バイアスの開始電圧(VS)と段階的に増大させたときの最終到達電圧(VE3)(最終の色のトナー像が形成される領域の終端部に印加する電圧)との電圧差(ΔV3=VE3−VS)が10〜30V程度となることを前提として、その電圧差を、段階的に上げる必要のある数(形成するトナー像の総計から1を除した値)で均等に割り振った値をその電位差(α)として適用することができる。 In this case, the rate of increase in a stepwise manner may be increased in a stepwise manner with a predetermined potential difference (α) for each toner image forming region formed after the second. For example, as shown in the figure, the charging bias start voltage (V S ) to be applied and the final voltage (V E3 ) when increased stepwise (the end of the region where the final color toner image is formed) Assuming that the voltage difference (ΔV 3 = V E3 −V S ) is approximately 10 to 30 V, the voltage difference must be increased in steps (the number of toner images to be formed). A value evenly allocated by a value obtained by dividing 1 from the total) can be applied as the potential difference (α).
そして、このように1つの感光ドラム1において複数色のトナー像を連続して形成する場合に帯電電位が段階的に増大する帯電を行った場合においても、先行する色のトナー像の形成時の転写プロセスで発生する感光ドラム1上の電荷履歴を、後続の色のトナー像を形成する時の帯電電位が段階的に増大した帯電プロセスで消失又は低減させることができるようになる。この結果、最終的に得られるフルカラー画像においては、例えば先行して形成される色のトナー像が視認されるような転写メモリゴーストが発生することがない。
Even when a plurality of color toner images are continuously formed on one
また、この実施の形態1に係るカラープリンタは、フルカラー画像を形成する場合に帯電、露光、現像及び転写の一連の工程を4回繰り返す方式、所謂4サイクル方式のカラープリンタであるが、この種のカラープリンタにおいてフルカラープリントモード選択時に上述したように帯電電位が連続的又は段階的に増大する帯電を行ったことは、転写メモリゴーストを防止するうえで有効である。
The color printer according to
つまり、この4サイクル方式のカラープリンタでは、フルカラー画像を形成する際に、中間転写ベルト(中間転写体)21に異なる色のトナー像を順次重ねて転写するため、その2番目以降に形成されるトナー像の転写時になるほど、中間転写ベルトにトナーが嵩高く転写される部分の存在するようになるため、転写バイアスによるプラス極性の電荷の感光ドラムへの与えられ方がそのトナーの有無により差が出やすくなり、その結果、かかる電荷の履歴が発生しやすくなるという傾向にある。これに対し、上記したように増大する帯電を行う場合には、少なくとも2番目以降に形成されるトナー像に対する帯電電位が後ろになるほど増大されるため、その先行する転写時に発生する電荷履歴を後続の帯電プロセスで効果的に消失又は低減することができるようになる。これにより、転写メモリゴーストを防止するうえで有効になるのである。 In other words, in this four-cycle color printer, when forming a full-color image, toner images of different colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 21, so the second and subsequent toner images are formed. As the toner image is transferred, there is a portion where the toner is transferred to the intermediate transfer belt in a bulky manner. Therefore, there is a difference in how positive charge is applied to the photosensitive drum by the transfer bias depending on the presence or absence of the toner. As a result, the charge history tends to occur. On the other hand, when increasing charging as described above, since the charging potential with respect to the toner image formed at least after the second is increased as the back is increased, the charge history generated during the preceding transfer is followed. This charging process can be effectively eliminated or reduced. This is effective in preventing a transfer memory ghost.
[実施の形態2]
図7は、本発明の実施の形態2に係るフルカラープリンタの概要を示すものである。
[Embodiment 2]
FIG. 7 shows an outline of a full-color printer according to
このフルカラープリンタは、実施の形態1における作像ユニット10を前記4色(Y,M,C,K)のトナー像を専用に形成する作像ユニット10Y,10M,10C,10Kに変更するともに、実施の形態1における中間転写ユニット20に代えて用紙搬送ベルトユニット30を適用した以外は実施の形態1に係るプリンタ(図1)と同じ構成からなるものである。このため、図面においては実施の形態1に係るプリンタと同じ構成部品に対しては同じ符号を付しており、また以下ではその説明について原則省略する。
In this full-color printer, the
作像ユニット10Y,10M,10C,10Kは、そのいずれも感光ドラム1の周囲に対して帯電ロール2、ROS3(共通化したものを図示しているが個別のものにしてもよい)、対応する色の現像剤を収容する現像装置4Y,4M,4C,4K、転写ロール5及びクリーニング装置6をそれぞれ配置したものであり、その各作像ユニット10を上下方向に直列的に配置したものである。このようなタイプの画像形成装置は一般的にタンデム方式の画像形成装置と呼ばれる。
The
用紙搬送ベルトユニット30は、用紙13を静電的に吸着して搬送することができる無端状の用紙搬送ベルト31と、この用紙搬送ベルト31を回転可能に張架する複数のロール32,33と、用紙搬送ベルト31に用紙13を静電的に付着するための帯電吸着ロール34とで主に構成されている。そして、用紙搬送ベルト31は、作像ユニット10(Y,M,C,K)の各感光ドラム1の転写位置(転写ロール5とのニップ部)に用紙13を通過させるように搬送するように設置されている。
The paper
このカラープリンタによるプリント動作は、基本的に以下のようにして行われる。 The printing operation by this color printer is basically performed as follows.
フルカラー画像のプリント時には、まず各作像ユニット10(Y,M,C,K)において実施の形態1における作像ユニット10の場合とほぼ同様にしてトナー像の形成が行われ、感光ドラム1上に上記4色の1色ずつのトナー像が個別に形成される。次いで、このトナー像形成のタイミングにあわせ給紙部から搬送される用紙13が用紙搬送ベルト31に帯電吸着ロール34により吸着されて各作像ユニット10(Y,M,C,K)の転写位置を通過するように搬送され、その通過する順番で各作像ユニットにおけるトナー像が順次(Y,M,C,Kの順番で)用紙搬送ベルト31上の用紙13に重ね合わせられるように静電転写される。この転写後の用紙13は、用紙搬送ベルト31から剥離された後、定着装置40に搬送導入されて定着処理される。これにより用紙13の片面にフルカラー画像が形成される。また、白黒画像のプリント時には、作像ユニット10Kのみがブラック色のトナー像の作成を行い、そのトナー像を用紙搬送ベルト31で搬送される用紙13に転写することになる。
When printing a full-color image, first, a toner image is formed in each image forming unit 10 (Y, M, C, K) in substantially the same manner as in the case of the
図8は、このプリンタにおける制御系の一部を示すものである。 FIG. 8 shows a part of the control system in this printer.
図中における符号50は、実施の形態1における制御装置50と基本的に同じ構成の制御装置である。また、この制御装置50では、同図に示すように、各作像ユニット10における各帯電ロール2(Y,M,C,K)に帯電バイアスをそれぞれ印加する帯電用電源12の当該各帯電バイアスの値を変更する制御を行うことができる機能が具備されている。この制御は、基本的に、プリント時に各作像ユニット10における感光ドラム1の帯電電位がそれぞれ増大するように帯電用電源12における各帯電バイアスの値を変更するものである。
そして、この制御装置50は、例えば、フルカラー画像を形成するフルカラープリントモードが選択された場合には、図9に示すように、そのフルカラー画像を構成する前記4色(Y,M,C,K)のトナー像を個別に形成する各感光ドラム1単位の帯電電位が連続的に増大するように帯電バイアスを変更するという制御を実行する設定になっている。
For example, when the full-color print mode for forming a full-color image is selected, the
このときの連続的に増大させる割合は、同図に示すように印加する帯電バイアスの開始電圧(VS)(各感光ドラムにおいてトナー像を形成する領域の先端部に印加する電圧)と連続的に増大させたときの最終到達電圧(VE4)との電圧差(ΔV4=VE4−VS)が10〜30V程度となることを前提として、用紙13の片面に形成すべき1色のトナー像を形成するに要する所要時間(Tc:各色とも共通)内で帯電電位が正比例の状態(ΔV4/Tcの傾き)で連続して増加するように設定されている。また、上記開始電圧は、通常の帯電電圧として使用されている公知の電圧値に設定されている。
The rate of continuous increase at this time is continuous with the charging bias start voltage (V S ) (voltage applied to the tip of the region where the toner image is formed on each photosensitive drum) as shown in FIG. Assuming that the voltage difference (ΔV 4 = V E4 −V S ) with respect to the final ultimate voltage (V E4 ) when increased to about 10 to 30 V, one color to be formed on one side of the
また、白黒画像を複数枚連続して形成する白黒プリントモードが選択された場合には、実施の形態1の制御内容と同様に、図4に示すように、その白黒画像を構成するブラック色トナー像を形成する作像ユニット10Kの感光ドラム1部分の帯電電位が連続的に増大するように帯電バイアスを変更するという制御を実行する設定になっている。
When the monochrome print mode for continuously forming a plurality of monochrome images is selected, as shown in FIG. 4, the black toner constituting the monochrome image is controlled in the same manner as the control contents of the first embodiment. The control is performed to change the charging bias so that the charging potential of the
次に、この帯電バイアスの変更に係る制御が行われるときのプリント動作について説明する。 Next, a printing operation when the control related to the change of the charging bias is performed will be described.
フルカラープリントモードが選択された場合には、制御装置50において「フルカラーモード用の帯電バイアスの変更制御パターン」に従って図9に示すような帯電バイアスの印加を行うための制御動作が実行される。
When the full color print mode is selected, the
即ち、そのプリントの開始指令を受けて用紙搬送ベルト31の基準マークを検知センサ27で検知した基準信号の入力時点から時間t4が経過すると、帯電用電源12から開始電圧VSの帯電バイアスが4つの作像ユニット10の各帯電ロール2(Y,M,C,K)にそれぞれ同様に印加され始める。続いて、その基準信号の入力時点から時間t5が経過すると用紙搬送方向の最上流側にある作像ユニット10Yの帯電ロール2Yに対してその帯電電位が前記した正比例の状態で連続して増大するような帯電バイアスが印加される。そして、その印加し始めた帯電バイアスを所要時間Tc内で最終到達電圧(VE4)まで最終的に増大させるまで印加し、最終到達電圧(VE4)に達した後は、そのプリントが終了した時点から所定の時間が経過した後に帯電バイアスの印加を終了する(この点は、これ以外の帯電ロール2M,2C,2Kに対する帯電バイアスの印加動作も同じである)。
That is, when the time t4 has elapsed from the input time point of the reference signal when the
また、基準信号の入力時点から時間t6が経過すると、その用紙搬送方向下流側に位置する作像ユニット10Mの帯電ロール2Yに対してその帯電電位が前記した正比例の状態で連続して増大するような帯電バイアスが印加される。以下、基準信号の入力時点から所定時間が経過すると、さらに用紙搬送方向下流側に位置する作像ユニット10C、10Kにおける各帯電ロール2C,2Kにその各帯電電位が同様の状態で増大するような帯電バイアスが順次印加されるようになる。
Further, when the time t6 elapses from the input time point of the reference signal, the charging potential continuously increases in the above-described direct proportional state with respect to the charging
これにより、各作像ユニット10の感光ドラム1においては、その連続的に増大する帯電バイアスの印加に相応して帯電電位が連続的に増大する帯電がそれぞれになされ、しかる後、その帯電電位が連続的に増大するように帯電された各感光ドラム1に対して同じ色のトナー像が、先行して形成されるトナー像の転写プロセスを経ながら前述したように順次形成される。
As a result, the
そして、このように複数の感光ドラム1において異なる色のトナー像をそれぞれ連続して形成する場合に帯電電位が増大する帯電を行うことにより、その各感光ドラム1では先行するトナー像の形成時の転写プロセスで発生する電荷履歴を、後続のトナー像を形成する時の帯電電位が増大した帯電プロセスで消失又は低減させることができるようになる。この結果、最終的に得られるフルカラー画像においては、例えば先行して形成される色のトナー像が視認されるような転写メモリゴーストという画像不良が発生することがない。
When the toner images of different colors are successively formed on the plurality of
なお、この制御装置50については、例えば、フルカラープリントモードが選択された場合には、図10に示すように、そのフルカラー画像を構成する前記4色(Y,M,C,K)のトナー像を個別に形成する各感光ドラム1単位の帯電電位が連続的に増大することに加えて、その各色トナー像が形成される各像担持体の帯電電位がその各トナー像の転写の順番に相応して段階的に増大する関係になるように2番目以降の帯電手段(帯電ロール2M,2C,2K)の帯電バイアス(印加開始時の帯電バイアス)を変更するように設定することもできる。
As for the
この場合、段階的に増大させる割合は、先行してトナー像の形成がされる感光ドラム10Y,10M,10Cにおける帯電電位の最終到達電圧(VE4,VE5,VE6)をその後続の感光ドラム10M,10C,10Kの帯電バイアスの開始基準電圧としてそのまま帯電ロール2M,2C,2Kにそれぞれ印加し始める。そして、その後は、その各開始基準電圧を同じ増加率でそれぞれ連続的に増大させるように印加し、最終的に感光ドラム10M,10C,10Kの各帯電電位が最終到達電圧(VE5,VE6,VE7)になるまで印加し続けるようにする。
In this case, the stepwise increase rate is determined by setting the final voltage (V E4 , V E5 , V E6 ) of the charged potential on the
1…感光ドラム(像担持体)、2…帯電ロール(帯電手段)、3…ROS(像露光手段)、4…現像装置(現像手段)5…転写ロール(転写手段)、10…作像ユニット(作像装置)、12…帯電用電源、13…用紙(被転写部材)、21…中間転写ベルト(被転写部材)、50…制御装置(制御手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
画像形成時に前記像担持体の帯電電位が増大するように前記帯電手段の帯電バイアスを変更する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 An image bearing member; a charging unit that charges the image bearing member by applying a charging bias; an image exposing unit that forms an electrostatic latent image on the charged image bearing member based on image information; and In an image forming apparatus comprising: a developing unit that develops an image with toner to form a toner image; and a transfer unit that applies a transfer bias to transfer the toner image to a transfer member.
An image forming apparatus comprising: a control unit that changes a charging bias of the charging unit so that a charging potential of the image carrier increases during image formation.
かつ、前記制御手段は、前記機能による単色画像形成時に、その単色画像を構成するトナー像の形成領域に該当する前記像担持体の帯電電位が連続的に増大するように前記帯電バイアスを変更する請求項1に記載の画像形成装置。 Forming a one-color toner image on the image carrier and forming a single-color image composed of the one-color toner image;
The control means changes the charging bias so that the charging potential of the image carrier corresponding to the toner image forming area constituting the monochrome image continuously increases when the monochrome image is formed by the function. The image forming apparatus according to claim 1.
かつ、前記制御手段は、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像の形成領域ごとに該当する当該像担持体の各帯電電位が連続的に増大するように前記帯電バイアスを変更する請求項1に記載の画像形成装置。 A function of sequentially forming a plurality of color toner images on the image carrier and forming a multicolor image composed of the plurality of color toner images;
In addition, when the multi-color image is formed by the function, the control unit is configured so that each charging potential of the image carrier corresponding to each toner image forming area constituting the multi-color image continuously increases. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging bias is changed.
かつ、前記制御手段は、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像の形成領域ごとに該当する当該像担持体の各帯電電位がその形成領域どうし間で段階的に増大するように前記帯電バイアスを変更する請求項1に記載の画像形成装置。 A function of sequentially forming a plurality of color toner images on the image carrier and forming a multicolor image composed of the plurality of color toner images;
In addition, when the multi-color image is formed by the function, the control means is configured such that each charging potential of the image carrier corresponding to each toner image forming area constituting the multi-color image is stepped between the forming areas. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging bias is changed so as to increase.
かつ、前記制御手段は、前記機能による多色画像形成時に、その多色画像を構成する各トナー像が形成される各像担持体の帯電電位が連続的に増大するように前記各作像装置の帯電手段の帯電バイアスをそれぞれ変更する請求項1に記載の画像形成装置。 A plurality of image forming apparatuses having the image carrier, charging means, image exposing means, developing means and transfer means are provided, and toner images of different colors are respectively provided on the image carriers of the respective image forming apparatuses. Having the function of forming and forming a multicolor image composed of the respective toner images,
In addition, when the multi-color image is formed by the function, the control means is configured so that the charging potential of each image carrier on which each toner image constituting the multi-color image is continuously increased increases. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging bias of each of the charging units is changed.
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