JP2011248128A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of effectively performing a two-stage electrostatic fur brush cleaning and reducing the amount of toner carried on an intermediate transfer belt even in the case of image forming of a monochrome low-density halftone image.SOLUTION: A control part 110 extracts a halftone image from the received job image data to determine a total tone value of the halftone image of each color. A ratio of areas in which a total tone value is less than 128/255 when converted into monochrome is determined. If the area ratio is 80% or more, a voltage applied to a secondary transfer part T2 is reduced to suppress the occurrence of reversed polarity toner. In contrast, if the area ratio is less than 80%, the absolute value of a voltage applied to fur brushes 51a and 51b is increased to improve the electrostatic fur brush cleaning performance.

Description

本発明は、中間転写ベルトに付着した転写残トナーを静電的にクリーニングする画像形成装置、詳しくは中間調画像の画像形成における静電クリーニング性能の低下を抑制する転写電圧制御に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that electrostatically cleans transfer residual toner adhering to an intermediate transfer belt, and more particularly to transfer voltage control that suppresses deterioration in electrostatic cleaning performance in image formation of a halftone image.

各色の中間調(ハーフトーン)画像のトナー像を中間転写体へ重ねて転写してフルカラーのトナー像を形成し、転写部で中間転写体から記録材へ転写する画像形成装置が広く用いられている(特許文献1)。転写部の下流側の中間転写体に二段の静電部材を配置して、転写残トナーを中間転写体から二段階に静電的に除去する画像形成装置も実用化されている(特許文献2、3)。   2. Description of the Related Art Image forming apparatuses that form a full-color toner image by transferring a toner image of a halftone image of each color to an intermediate transfer member and transferring the toner image onto an intermediate transfer member are widely used in a transfer unit. (Patent Document 1). An image forming apparatus has also been put to practical use in which a two-stage electrostatic member is disposed on an intermediate transfer body on the downstream side of a transfer section, and residual transfer toner is electrostatically removed from the intermediate transfer body in two stages (Patent Document). 2, 3).

特許文献1には、中間転写ベルトに沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部を配置したタンデム型の画像形成装置が示される。ここでは、転写部の下流側で、二段のファーブラシを中間転写ベルトに当接させて、転写残トナーを静電的に回収している。   Patent Document 1 discloses a tandem type image forming apparatus in which image forming units of yellow, magenta, cyan, and black are arranged along an intermediate transfer belt. Here, on the downstream side of the transfer portion, a two-stage fur brush is brought into contact with the intermediate transfer belt to electrostatically collect the transfer residual toner.

特許文献2には、感光ドラムに二段の帯電ローラを接触させて転写残トナーを静電的に回収する画像形成装置が示される。ここでは、転写部の下流側で感光ドラムに接触する第1帯電ローラに、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、感光ドラムに付着した転写残トナーを分散しつつ帯電極性を揃えている。そして、第1帯電ローラの下流側で感光ドラムに接触する第2帯電ローラに、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、感光ドラムから第2帯電ローラへ効率的に転写残トナーを回収している。   Patent Document 2 discloses an image forming apparatus that electrostatically collects untransferred toner by bringing a two-stage charging roller into contact with a photosensitive drum. Here, a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the first charging roller that is in contact with the photosensitive drum on the downstream side of the transfer portion, and the charging polarity is made uniform while dispersing the transfer residual toner adhering to the photosensitive drum. ing. A voltage opposite in polarity to the charging polarity of the toner is applied to the second charging roller that is in contact with the photosensitive drum on the downstream side of the first charging roller so that the transfer residual toner is efficiently transferred from the photosensitive drum to the second charging roller. Collected.

特許文献3には、中間転写ベルトから静電的に転写残トナーを回収する静電ファーブラシクリーニング装置の下流側にウエブクリーニング装置を配置した画像形成装置が示される。ウエブクリーニング装置は、ウエブ状の繊維材料を接触させて中間転写ベルトから転写残トナーを拭き取って除去する。   Patent Document 3 discloses an image forming apparatus in which a web cleaning device is arranged downstream of an electrostatic fur brush cleaning device that electrostatically collects untransferred toner from an intermediate transfer belt. The web cleaning device contacts and removes the transfer residual toner from the intermediate transfer belt by bringing a web-like fiber material into contact therewith.

特開2002−207403号公報JP 2002-207403 A 特開平07−306617号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-306617 特開平10−149033号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-149033

特許文献1に示される静電ファーブラシクリーニング装置でも、特許文献2と同様に、上流側のファーブラシにはトナーの帯電極性と同極性の電圧が印加され、下流側のファーブラシにはトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。上流側のファーブラシは、中間転写ベルト上の通常極性に帯電したトナーを分散させつつ、逆極性に帯電したトナーを静電的に回収する。また、下流側のファーブラシは、上流側のファーブラシを通過した通常極性のトナーに加えて、上流側のファーブラシに接触して通常極性に帯電したトナーも静電的に回収する。   In the electrostatic fur brush cleaning device disclosed in Patent Document 1, similarly to Patent Document 2, a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the upstream fur brush, and the toner fur is applied to the downstream fur brush. A voltage having a polarity opposite to the charging polarity is applied. The upstream fur brush electrostatically collects the toner charged to the opposite polarity while dispersing the toner charged to the normal polarity on the intermediate transfer belt. Further, in addition to the normal polarity toner that has passed through the upstream fur brush, the downstream fur brush electrostatically collects the toner that is in contact with the upstream fur brush and charged to the normal polarity.

しかし、中間転写ベルトを二段の静電ファーブラシクリーニング装置でクリーニングする場合、低濃度の中間調(ハーフトーン)画像の比率が高い画像形成を行うと、クリーニング効率が顕著に低下することが判明した。画像1枚当たりのトナー載り量が多い二次色、三次色のフルカラー画像よりも、むしろ、はるかにトナー載り量が少ない単色低濃度の中間調画像のほうが、静電ファーブラシクリーニング装置をすり抜けるトナーが増えることが判明した。   However, when the intermediate transfer belt is cleaned with a two-stage electrostatic fur brush cleaning device, it has been found that if an image is formed with a high ratio of low-density halftone images, the cleaning efficiency is significantly reduced. did. Rather than secondary and tertiary full-color images with a large amount of applied toner per image, a single color low density halftone image with much less toner applied passes through the electrostatic fur brush cleaning device. Turned out to increase.

その結果、中間転写ベルトに付着して連れ回る転写残トナーが増えて、画像の白地部に不必要なトナーが転写される「かぶり画像不良」が発生し易くなった。また、静電ファーブラシクリーニング装置の下流側にウエブクリーニング装置を配置している場合、ウエブクリーニング装置のウエブが汚れ易くなり、時間当たりのウエブ消費量が増えて、クリーニングコストの上昇を引き起す結果となった。   As a result, the transfer residual toner that adheres to the intermediate transfer belt increases, and “fogging image defect” in which unnecessary toner is transferred to the white background portion of the image easily occurs. In addition, when the web cleaning device is disposed downstream of the electrostatic fur brush cleaning device, the web of the web cleaning device is easily contaminated, resulting in an increase in web consumption per hour and an increase in cleaning cost. It became.

本発明は、単色低濃度中間調画像の面積比率が高い画像形成でも、二段の静電クリーニングを効率的に実行して、中間転写体に連れ回るトナーを少なくできる画像形成装置を提供することを目的としている。   The present invention provides an image forming apparatus capable of efficiently performing two-stage electrostatic cleaning and reducing the amount of toner accompanying the intermediate transfer body even in image formation in which the area ratio of a single color low density halftone image is high. It is an object.

本発明の画像形成装置は、中間転写体と、各色の中間調画像のトナー像を前記中間転写体へ重ねて転写可能なトナー像形成手段と、記録材を挟持する転写部に電圧を印加して前記中間転写体から記録材へトナー像を転写させる転写手段と、前記転写部の下流側で前記中間転写体に接触する第1静電部材に、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、前記中間転写体上の転写残トナーを分散しつつ、通過する転写残トナーの帯電極性を揃えることが可能な第1静電処理手段と、前記第1静電部材の下流側で前記中間転写体に接触する第2静電部材に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、前記中間転写体上の転写残トナーを回収する第2静電処理手段とを備えたものである。そして、各色合計のトナー載り量が所定水準未満となる画像形成では、各色合計のトナー載り量が所定水準以上となる画像形成よりも前記転写部に印加する電圧の絶対値を下げるように前記転写手段を制御する制御手段を備える。   The image forming apparatus of the present invention applies a voltage to the intermediate transfer member, a toner image forming unit capable of transferring a halftone image of each color on the intermediate transfer member, and a transfer unit sandwiching the recording material. A voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the transfer means for transferring the toner image from the intermediate transfer member to the recording material and the first electrostatic member in contact with the intermediate transfer member on the downstream side of the transfer portion. A first electrostatic processing means capable of dispersing the transfer residual toner on the intermediate transfer body and aligning the charging polarity of the transfer residual toner passing therethrough, and the downstream side of the first electrostatic member; A second electrostatic processing unit that applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the second electrostatic member that contacts the intermediate transfer member, and collects the transfer residual toner on the intermediate transfer member; It is. In the image formation in which the total amount of applied toner for each color is less than a predetermined level, the transfer voltage is applied so that the absolute value of the voltage applied to the transfer unit is lower than in the image formation in which the total amount of applied toner for each color is greater than or equal to the predetermined level. Control means for controlling the means is provided.

本発明の画像形成装置では、転写されるトナーの面積密度が小さい中間調画像の場合には、転写部へ印加する電圧を低下させて転写電流を少なくする。このため、転写の際にトナーに過剰な電荷が注入されて発生する反転極性トナーの発生が抑制されて、反転極性トナーが記録材から中間転写体へ引き戻されて発生する反転極性トナーが少なくなる。反転極性トナーが少なくなると、第1静電部材による捕捉や正規極性への帯電を免れて中間転写体を連れ回る転写残トナーが少なくなる。   In the image forming apparatus of the present invention, in the case of a halftone image in which the area density of the transferred toner is small, the voltage applied to the transfer unit is reduced to reduce the transfer current. For this reason, the generation of reversal polarity toner generated by injecting excessive charge into the toner at the time of transfer is suppressed, and the reversal polarity toner generated when the reversal polarity toner is pulled back from the recording material to the intermediate transfer member is reduced. . When the reversal polarity toner is reduced, the transfer residual toner that follows the intermediate transfer member without being captured by the first electrostatic member or charged to the normal polarity is reduced.

したがって、単色で低濃度の中間調画像の面積比率が高い画像形成でも、二段の静電クリーニングを効率的に実行して、中間転写ベルトに連れ回るトナーを少なくできる。   Therefore, even in the image formation in which the area ratio of the single-color, low-density halftone image is high, the two-stage electrostatic cleaning can be efficiently executed to reduce the toner accompanying the intermediate transfer belt.

画像形成装置の全体構成の説明図である。1 is an explanatory diagram of an overall configuration of an image forming apparatus. 中間転写ベルトのクリーニング構成の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a cleaning configuration of an intermediate transfer belt. 第2クリーニング装置の動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation | movement of a 2nd cleaning apparatus. 画像形成装置の二次転写電圧の制御系のブロック図である。2 is a block diagram of a secondary transfer voltage control system of the image forming apparatus. FIG. 実施例1のクリーニング制御のフローチャートである。3 is a flowchart of cleaning control according to the first exemplary embodiment. 通常の画像形成におけるクリーニング制御のタイムチャートである。6 is a time chart of cleaning control in normal image formation. 中間調画像が80%以上の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。It is a time chart of the cleaning control when the halftone image is 80% or more. 中間調画像が80%未満の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。It is a time chart of the cleaning control when the halftone image is less than 80%. 実施例1における転写残トナー削減効果の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a transfer residual toner reduction effect in Embodiment 1. 実施例2における中間転写ベルトのクリーニング構成の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a cleaning configuration of an intermediate transfer belt in Embodiment 2. 実施例2のクリーニング制御のフローチャートである。10 is a flowchart of cleaning control according to the second embodiment. 中間調画像が80%以上の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。It is a time chart of the cleaning control when the halftone image is 80% or more. 実施例2における転写残トナー削減効果の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a transfer residual toner reduction effect in Embodiment 2.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、転写部における反転極性トナーの発生量を制御して静電クリーニング性能を維持する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention provides another embodiment in which part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration as long as the amount of reverse polarity toner generated in the transfer unit is controlled to maintain the electrostatic cleaning performance. But it can be done.

従って、中間転写体を静電クリーニングする画像形成装置であれば、像担持体の帯電方式、静電像の形成方式、現像剤及び現像方式、一次転写方式、タンデム型/1ドラム型の区別無く実施できる。   Accordingly, in the case of an image forming apparatus that electrostatically cleans an intermediate transfer member, there is no distinction between an image carrier charging method, an electrostatic image forming method, a developer and developing method, a primary transfer method, and a tandem type / 1 drum type. Can be implemented.

本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。   In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, a composite machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. The image forming apparatus can be used for various purposes such as a printer.

なお、特許文献1、2、3に示される画像形成装置、クリーニング装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。   In addition, about the general matter of the image forming apparatus shown by patent document 1, 2, 3, and a cleaning apparatus, illustration is abbreviate | omitted and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<画像形成装置>
図1は画像形成装置の全体構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置1は、中間転写ベルト16に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部10a、10b、10c、10dを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 is a tandem intermediate transfer type full-color printer in which yellow, magenta, cyan, and black image forming units 10 a, 10 b, 10 c, and 10 d are arranged along an intermediate transfer belt 16. is there.

画像形成部10aでは、感光ドラム11aにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト16に転写される。画像形成部10bでは、感光ドラム11bにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト16に転写される。画像形成部10c、10dでは、それぞれ感光ドラム11c、11dにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト16に転写される。中間転写ベルト16に転写された四色のトナー像は、二次転写部T2へ搬送されて記録材Pへ二次転写される。   In the image forming unit 10a, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 11a and transferred to the intermediate transfer belt 16. In the image forming unit 10b, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 11b and transferred to the intermediate transfer belt 16. In the image forming units 10c and 10d, a cyan toner image and a black toner image are formed on the photosensitive drums 11c and 11d, respectively, and transferred to the intermediate transfer belt 16. The four-color toner images transferred to the intermediate transfer belt 16 are conveyed to the secondary transfer portion T2 and secondarily transferred to the recording material P.

給送ユニット30に収納された記録材Pは、リフタ板31により所定の給送位置に保持され、エア搬送方式を採用した給送分離ユニット32により一枚ずつ給送される。記録材Pは、給送搬送ユニット33により搬送され、レジストユニット34によりレジスト調整された後、中間転写ベルト16上のトナー画像と同期されて、二次転写部T2へと搬送される。   The recording material P stored in the feeding unit 30 is held at a predetermined feeding position by the lifter plate 31 and fed one by one by a feeding separation unit 32 adopting an air conveyance system. The recording material P is conveyed by the feeding / conveying unit 33, adjusted in registration by the registration unit 34, and then conveyed to the secondary transfer portion T 2 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 16.

中間転写ベルト16と記録材Pとを重ね合わせて二次転写部T2により挟持搬送する過程で、二次転写外ローラ35に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト16から記録材Pへトナー像が二次転写される。トナー像が二次転写された記録材Pは、定着前搬送ユニット36によって定着ユニット37へと搬送され、定着ユニット37で加熱加圧を受けてトナー像が記録材Pへ定着される。   In the process in which the intermediate transfer belt 16 and the recording material P are overlapped and sandwiched and conveyed by the secondary transfer portion T2, a positive voltage is applied to the secondary transfer outer roller 35, whereby the recording material is transferred from the intermediate transfer belt 16 to the recording material. The toner image is secondarily transferred to P. The recording material P onto which the toner image has been secondarily transferred is transported to the fixing unit 37 by the pre-fixing transport unit 36 and is heated and pressurized by the fixing unit 37 to fix the toner image to the recording material P.

片面プリント工程の場合、記録材Pは、排出ユニット38によって搬送されて排出トレイ39へ排出される。一方、両面プリント工程の場合、記録材Pは、反転ユニット40へ搬送され、表裏を反転された後、両面搬送ユニット41を経て再び給送搬送ユニット33、レジストユニット34へ搬送される。そして、裏面の画像を転写、定着された後に排出トレイ39へ排出される。   In the case of the single-sided printing process, the recording material P is conveyed by the discharge unit 38 and discharged to the discharge tray 39. On the other hand, in the case of the double-sided printing process, the recording material P is conveyed to the reversing unit 40, the front and back are reversed, and then conveyed again to the feeding / conveying unit 33 and the registration unit 34 via the double-sided conveying unit 41. Then, after the back side image is transferred and fixed, it is discharged to the discharge tray 39.

トナー像形成手段の一例である画像形成部10a、10b、10c、10dは、現像装置13a、13b、13c、13dで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部10aについて説明し、画像形成部10b、10c、10dについては、画像形成部10aの構成部材に付した符号末尾のaをb、c、dに読み替えて説明されるものとする。   The image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d, which are examples of toner image forming units, are configured substantially the same except that the colors of the toners used in the developing devices 13a, 13b, 13c, and 13d are different. Hereinafter, the image forming unit 10a will be described, and the image forming units 10b, 10c, and 10d will be described by replacing “a” at the end of the reference numerals attached to the components of the image forming unit 10a with “b”, “c”, and “d”. To do.

画像形成部10aは、感光ドラム11aの周囲に、コロナ帯電器22a、露光装置12a、現像装置13a、一次転写ローラ15a、ドラムクリーニング装置14aを配置している。   In the image forming unit 10a, a corona charger 22a, an exposure device 12a, a developing device 13a, a primary transfer roller 15a, and a drum cleaning device 14a are arranged around the photosensitive drum 11a.

像担持体の一例である感光ドラム11aは、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピードで矢印R1方向に回転する。コロナ帯電器22aは、感光ドラム11aの表面を一様な負極性の暗部電位VDに帯電させる。露光装置12aは、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム11aの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置13aは、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて静電像を現像して感光ドラム11aの表面にトナー像を形成する。   A photosensitive drum 11a, which is an example of an image carrier, is formed with a photosensitive layer having a negative polarity on the outer peripheral surface of an aluminum cylinder, and rotates in the direction of arrow R1 at a predetermined process speed. The corona charger 22a charges the surface of the photosensitive drum 11a to a uniform negative dark portion potential VD. The exposure device 12a scans the laser beam with a rotating mirror and writes an electrostatic image of the image on the surface of the charged photosensitive drum 11a. The developing device 13a develops the electrostatic image using a developer containing toner and carrier to form a toner image on the surface of the photosensitive drum 11a.

一次転写ローラ15aは、中間転写ベルト16の内側面を押圧して、感光ドラム11aと中間転写ベルト16との間に一次転写部を形成する。一次転写ローラ15aに正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム11aに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト16へ一次転写される。ドラムクリーニング装置14aは、記録材Pへの転写を免れて感光ドラム11aに残った転写残トナーを回収する。   The primary transfer roller 15 a presses the inner surface of the intermediate transfer belt 16 to form a primary transfer portion between the photosensitive drum 11 a and the intermediate transfer belt 16. By applying a positive DC voltage to the primary transfer roller 15a, the negative toner image carried on the photosensitive drum 11a is primarily transferred to the intermediate transfer belt 16. The drum cleaning device 14a collects the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 11a by avoiding the transfer to the recording material P.

中間転写体の一例である中間転写ベルト16は、樹脂製の無端状ベルトを基材とし、その表面を弾性のゴム層で覆ったいわゆる弾性ベルトである。基材の材質には、ポリイミド、PET、PVDF等の樹脂材料が用いられ、弾性層の材質には、シリコンゴム、ウレタンゴム等が用いられる。弾性層は、二次転写部T2において安定した転写ニップを形成して、種々の記録材Pに対して高品位なトナー像の転写を可能にする。   The intermediate transfer belt 16, which is an example of an intermediate transfer body, is a so-called elastic belt in which a resin endless belt is used as a base material and the surface thereof is covered with an elastic rubber layer. Resin materials such as polyimide, PET, and PVDF are used as the material of the base material, and silicon rubber, urethane rubber, and the like are used as the material of the elastic layer. The elastic layer forms a stable transfer nip in the secondary transfer portion T2, and enables transfer of high-quality toner images to various recording materials P.

中間転写ベルト16は、テンションローラ17、駆動ローラ18、及び二次転写内ローラ19に張架され、テンションローラ17によって所定の張力が与えられる。駆動ローラ18は、不図示の駆動モータによって回転駆動されて中間転写ベルト16を矢印R2方向に回転させる。また、中間転写ベルト16の近傍には、ベルト位置検知用のパッチを読み取るためのトナーパッチ読取センサ20が配設されている。   The intermediate transfer belt 16 is stretched around a tension roller 17, a driving roller 18, and a secondary transfer inner roller 19, and given tension is applied by the tension roller 17. The drive roller 18 is rotationally driven by a drive motor (not shown) to rotate the intermediate transfer belt 16 in the arrow R2 direction. A toner patch reading sensor 20 for reading a belt position detection patch is disposed in the vicinity of the intermediate transfer belt 16.

<弾性中間転写ベルト>
近年、静電プロセスを用いる画像形成装置では、多種多様な紙への高画質な画像を求めるニーズから中間転写ベルトが用いられ、トナーの粒子径の縮小や粒子形状の非球形化が進められている。そして、中間転写ベルトとしては、ポリイミド等に代表される樹脂ベルトが高画質、高寿命、高安定的な特性から広く用いられ、中間転写ベルトクリーニング装置としては、クリーニング能力が高いクリーニングブレード方式が広く用いられている。
<Elastic intermediate transfer belt>
In recent years, in an image forming apparatus using an electrostatic process, an intermediate transfer belt has been used because of the need for high-quality images on a wide variety of papers, and toner particle size reduction and particle shape non-sphericalization have been promoted. Yes. As the intermediate transfer belt, a resin belt typified by polyimide or the like is widely used because of its high image quality, long life, and highly stable characteristics. As the intermediate transfer belt cleaning device, a cleaning blade system having a high cleaning ability is widely used. It is used.

しかし、樹脂ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる中抜け現象が問題となる。中抜け現象とは、トナー像が転写される際に局所的に大きな圧力が作用してトナー粒子が凝集して中間転写ベルトに付着する現象であって、文字画像やライン画像の中心部で顕著に現れる。樹脂ベルトの場合、転写時のトナー像に作用する圧力が局所的に集中し易いために中抜け現象が発生し易い。   However, the resin belt has a problem of a hollowing out phenomenon that occurs at the time of transfer due to a change in toner. The void phenomenon is a phenomenon in which a large pressure acts locally when a toner image is transferred to cause toner particles to aggregate and adhere to the intermediate transfer belt, and is prominent at the center of a character image or line image. Appears in In the case of a resin belt, the pressure acting on the toner image at the time of transfer tends to concentrate locally, so that a hollowing out phenomenon is likely to occur.

そこで、中抜け現象を解消するために、樹脂中間転写ベルトに代わって、表層にゴム弾性層を配置した弾性中間転写ベルトが採用されている。弾性中間転写ベルトは、表層がゴム弾性を呈して柔らかく、トナー像の全体に圧力を分散させて局所的な圧力集中を発生させないから、中抜け現象を効果的に阻止できる。弾性中間転写ベルトは、二次転写部において記録材表面との密着性が良いため、樹脂ベルトよりも転写効率が向上し、厚紙に対する転写性や表面の凹凸が大きい記録材への転写性にも優れている。   Therefore, in order to eliminate the hollow-out phenomenon, an elastic intermediate transfer belt in which a rubber elastic layer is disposed on the surface layer is employed instead of the resin intermediate transfer belt. In the elastic intermediate transfer belt, the surface layer exhibits rubber elasticity and is soft, and the pressure is dispersed throughout the toner image so that local pressure concentration does not occur. The elastic intermediate transfer belt has better adhesion to the surface of the recording material in the secondary transfer area, so the transfer efficiency is higher than that of the resin belt, and the transferability to thick paper and the transferability to recording materials with large surface irregularities are also achieved. Are better.

しかし、弾性中間転写ベルトでは、クリーニングブレード方式のベルトクリーニング装置を採用できない問題がある。弾性中間転写ベルトは、押圧された表層が窪むため、クリーニングブレードのエッジが表層に喰い込んで接触抵抗が大きくなり、クリーニングブレードのエッジの挙動が不安定になって、クリーニング不良が発生し易くなる。クリーニングブレードのめくれ、びびり振動、鳴き等が発生し易くなり、感光ドラム表層の傷発生やトナー融着等も発生し易くなる。   However, the elastic intermediate transfer belt has a problem that a cleaning blade type belt cleaning device cannot be adopted. In the elastic intermediate transfer belt, the pressed surface layer is depressed, so that the edge of the cleaning blade bites into the surface layer and the contact resistance increases, the behavior of the edge of the cleaning blade becomes unstable, and cleaning failure tends to occur. Become. The cleaning blade is likely to be turned over, chattered, squealed, and the like, and the surface of the photosensitive drum is easily damaged and the toner is fused.

このため、弾性中間転写ベルトでは、ベルトクリーニング装置として、接触負荷の少ない静電ファーブラシクリーニング装置やウエブクリーニング装置を採用することが一般的になっている。   For this reason, in an elastic intermediate transfer belt, an electrostatic fur brush cleaning device or a web cleaning device with a small contact load is generally employed as a belt cleaning device.

静電ファーブラシクリーニング装置は、導電性の繊維を芯金に巻き付けたファーブラシを、二次転写部の下流側で弾性中間転写ベルトに当接させる。そして、トナーの帯電極性と逆極性の直流電圧をファーブラシに印加することによって、転写残トナーを静電的にファーブラシに吸着させて中間転写体から除去する。   In the electrostatic fur brush cleaning device, a fur brush in which conductive fibers are wound around a metal core is brought into contact with an elastic intermediate transfer belt on the downstream side of the secondary transfer portion. Then, by applying a DC voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the fur brush, the transfer residual toner is electrostatically adsorbed to the fur brush and removed from the intermediate transfer member.

しかし、静電ファーブラシクリーニング方式は、機械的にトナーを除去するクリーニングブレード方式に比べて、クリーニング可能なトナー量及びトナーの帯電極性に制約がある。静電ファーブラシクリーニング方式では、静電的にトナーをファーブラシに吸着させた後、電圧を印加した金属円筒部材等でトナーをファーブラシから更に転移させないと、ファーブラシ本来の効果が得られない。ファーブラシのトナー吸着量が増えてくると、クリーニング性能が低下するため、一般的なクリーニング可能量としては、クリーニングブレード方式よりも劣る。   However, the electrostatic fur brush cleaning method has restrictions on the amount of toner that can be cleaned and the charging polarity of the toner, compared with the cleaning blade method that mechanically removes toner. In the electrostatic fur brush cleaning method, after the toner is electrostatically adsorbed to the fur brush, the original effect of the fur brush cannot be obtained unless the toner is further transferred from the fur brush by a metal cylindrical member to which a voltage is applied. . As the amount of toner adsorbed by the fur brush increases, the cleaning performance deteriorates, so that the general cleanable amount is inferior to the cleaning blade method.

そこで、中間転写ベルトに付着した付着物をクリーニングウエブで拭き取るように除去するウエブクリーニング装置を、ファーブラシクリーニング装置の下流側に配置している。クリーニングウエブを中間転写ベルトに当接させて、ファーブラシだけでは回収しきれないトナーや外添剤等の物質を除去して、トータルのクリーニング性能を改善している。   Therefore, a web cleaning device that removes the adhering matter adhering to the intermediate transfer belt so as to be wiped off by the cleaning web is disposed on the downstream side of the fur brush cleaning device. A cleaning web is brought into contact with the intermediate transfer belt to remove substances such as toner and external additives that cannot be collected by the fur brush alone, thereby improving the total cleaning performance.

<ベルトクリーニング装置>
図2は中間転写ベルトのクリーニング構成の説明図である。図3は第2クリーニング装置の動作の説明図である。
<Belt cleaning device>
FIG. 2 is an explanatory diagram of a cleaning configuration of the intermediate transfer belt. FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the second cleaning device.

図2に示すように、画像形成装置1では、二段の静電ファーブラシを用いた第1クリーニング装置50と、クリーニングウエブを用いた第2クリーニング装置60を備えている。二次転写後に中間転写ベルト16上に残留したトナー、外添剤等は、静電クリーニング方式の第1クリーニング装置50とクリーニングウエブ方式の第2クリーニング装置60によって除去される。   As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes a first cleaning device 50 using a two-stage electrostatic fur brush and a second cleaning device 60 using a cleaning web. Toner, external additives, and the like remaining on the intermediate transfer belt 16 after the secondary transfer are removed by the electrostatic cleaning type first cleaning device 50 and the cleaning web type second cleaning device 60.

二次転写手段の一例である二次転写外ローラ35は、二次転写内ローラ19によって内側面を支持された中間転写ベルト16に当接して転写部の一例である二次転写部T2を形成する。電源56は、記録材を挟持する二次転写部T2に電圧を印加して中間転写ベルト16から記録材Pへトナー像を転写させる。制御部110は、電流測定部57で検出される転写電流が所定値になるように二次転写部T2に印加する電圧を可変する定電流制御を実行する。   The secondary transfer outer roller 35 as an example of a secondary transfer unit abuts on the intermediate transfer belt 16 whose inner surface is supported by the secondary transfer inner roller 19 to form a secondary transfer portion T2 as an example of a transfer portion. To do. The power source 56 applies a voltage to the secondary transfer portion T2 that sandwiches the recording material to transfer the toner image from the intermediate transfer belt 16 to the recording material P. The control unit 110 executes constant current control that varies the voltage applied to the secondary transfer unit T2 so that the transfer current detected by the current measurement unit 57 becomes a predetermined value.

第1クリーニング装置50は、上流側の第1静電処理手段と下流側の第2静電処理手段を用いて中間転写ベルト16を静電的にクリーニングする。第1静電処理手段50aは、ファーブラシ51a、対向ローラ21a、バイアスローラ52a、及びクリーニングブレード53aを備えている。第2静電処理手段50bは、ファーブラシ51b、対向ローラ21b、バイアスローラ52b、及びクリーニングブレード53bを備えている。   The first cleaning device 50 electrostatically cleans the intermediate transfer belt 16 using an upstream first electrostatic processing unit and a downstream second electrostatic processing unit. The first electrostatic processing means 50a includes a fur brush 51a, a counter roller 21a, a bias roller 52a, and a cleaning blade 53a. The second electrostatic processing means 50b includes a fur brush 51b, a counter roller 21b, a bias roller 52b, and a cleaning blade 53b.

第1静電部材の一例であるファーブラシ51aは、二次転写部T2の下流側で中間転写体の一例である中間転写ベルト16に接触する。第1静電処理手段50aは、ファーブラシ51aにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、中間転写体上の転写残トナーを分散しつつ、通過する転写残トナーの帯電極性を揃えることが可能である。第2静電部材の一例であるファーブラシ51bは、ファーブラシ51aの下流側で中間転写ベルト16に接触する。第2静電処理手段50bは、ファーブラシ51bにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、中間転写ベルト16上の転写残トナーを回収する。   The fur brush 51a, which is an example of a first electrostatic member, contacts the intermediate transfer belt 16, which is an example of an intermediate transfer member, on the downstream side of the secondary transfer portion T2. The first electrostatic processing unit 50a applies a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner to the fur brush 51a to disperse the transfer residual toner on the intermediate transfer body, and aligns the charging polarity of the transfer residual toner passing therethrough. It is possible. A fur brush 51b, which is an example of a second electrostatic member, contacts the intermediate transfer belt 16 on the downstream side of the fur brush 51a. The second electrostatic processing unit 50b applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the fur brush 51b, and collects the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 16.

対向ローラ21a、21bは、中間転写ベルト16の内面側に当接して配置され、接地電位に接続されている。対向ローラ21a、21bと対向する中間転写ベルト16の外面側に、ファーブラシ51a、51bが配置されている。ファーブラシ51a、51bは、金属軸表面に導電性繊維を植設して形成され、導電性繊維の先端が所定の侵入深さで中間転写ベルト16の表面に接触している。ファーブラシ51a、51bは、中間転写ベルト16の進行方向に対してカウンタ方向に回転駆動されるため、中間転写ベルト16を押し戻すように回転して表面を摺擦する。   The opposing rollers 21a and 21b are disposed in contact with the inner surface side of the intermediate transfer belt 16, and are connected to the ground potential. Fur brushes 51a and 51b are arranged on the outer surface side of the intermediate transfer belt 16 facing the opposing rollers 21a and 21b. The fur brushes 51a and 51b are formed by implanting conductive fibers on the surface of the metal shaft, and the tips of the conductive fibers are in contact with the surface of the intermediate transfer belt 16 at a predetermined penetration depth. Since the fur brushes 51a and 51b are driven to rotate in the counter direction with respect to the traveling direction of the intermediate transfer belt 16, the fur brushes 51a and 51b rotate to push the intermediate transfer belt 16 back and rub against the surface.

上流側のファーブラシ51aの導電性繊維に金属円柱部材の一例である金属製のバイアスローラ52aが接触して、ファーブラシ51aに対して順方向に回転駆動されている。電源の一例であるバイアス印加電源55aは、バイアスローラ52aに負極性のクリーニングバイアスを印加して、正極性に帯電した転写残トナーを中間転写ベルト16からファーブラシ51aを経由してバイアスローラ52aへ静電的に順次移動させる。バイアスローラ52aの表面に移転したトナーは、クリーニングブレード53aによって掻き落とされる。   A metal bias roller 52a, which is an example of a metal cylindrical member, is in contact with the conductive fibers of the upstream fur brush 51a, and is driven to rotate in the forward direction with respect to the fur brush 51a. The bias application power supply 55a, which is an example of a power supply, applies a negative cleaning bias to the bias roller 52a, and transfers the transfer residual toner charged to the positive polarity from the intermediate transfer belt 16 to the bias roller 52a via the fur brush 51a. Electrostatically move sequentially. The toner transferred to the surface of the bias roller 52a is scraped off by the cleaning blade 53a.

下流側のファーブラシ51bの導電性繊維に金属円柱部材の一例である金属製のバイアスローラ52bが接触して、ファーブラシ51bに対して順方向に回転駆動されている。電源の一例であるバイアス印加電源55bは、バイアスローラ52bに正極性のクリーニングバイアスを印加して、負極性に帯電した転写残トナーを中間転写ベルト16からファーブラシ51bを経由してバイアスローラ52bへ静電的に順次移動させる。バイアスローラ52bの表面に付着したトナーは、クリーニングブレード53bによって掻き落とされる。   A metal bias roller 52b, which is an example of a metal column member, is in contact with the conductive fiber of the fur brush 51b on the downstream side, and is rotationally driven in the forward direction with respect to the fur brush 51b. A bias application power supply 55b, which is an example of a power supply, applies a positive cleaning bias to the bias roller 52b, and transfers the negatively charged transfer residual toner from the intermediate transfer belt 16 to the bias roller 52b via the fur brush 51b. Electrostatically move sequentially. The toner adhering to the surface of the bias roller 52b is scraped off by the cleaning blade 53b.

バイアスローラ52a、52bには、互いに逆極性の直流電圧が印加される。このため、転写残トナーは、その帯電極性に関わらず、ファーブラシ51a、51bのいずれかに静電吸着されて中間転写ベルト16からクリーニングされる。   DC voltages having opposite polarities are applied to the bias rollers 52a and 52b. For this reason, the transfer residual toner is electrostatically attracted to either the fur brushes 51a and 51b and cleaned from the intermediate transfer belt 16 regardless of the charging polarity.

図3に示すように、ウエブクリーニング手段の一例である第2クリーニング装置60は、中間転写ベルト16にウエブ状の繊維材料を接触させて、中間転写ベルト16からトナーを拭き取る。   As shown in FIG. 3, the second cleaning device 60, which is an example of a web cleaning unit, brings the web-like fiber material into contact with the intermediate transfer belt 16 and wipes the toner from the intermediate transfer belt 16.

第2クリーニング装置60は、不織布のクリーニングウエブ61が、取り付けローラ62からウエブローラ63に掛け回され、巻き取りローラ64へと架張されている。クリーニングウエブ61は、駆動ローラ18によって内側面を支持された中間転写ベルト16の外側面に当接して、中間転写ベルト16の表面を摺擦することによって転写残トナーをクリーニングする。巻き取りローラ64は、駆動モータ68により回転駆動され、クリーニングウエブ61が巻き取られることにより、中間転写ベルト16との当接部に新しいクリーニングウエブ61が順次供給される。   In the second cleaning device 60, a non-woven cleaning web 61 is wound around a web roller 63 from an attachment roller 62 and stretched around a take-up roller 64. The cleaning web 61 contacts the outer surface of the intermediate transfer belt 16 whose inner surface is supported by the driving roller 18 and cleans the transfer residual toner by rubbing the surface of the intermediate transfer belt 16. The take-up roller 64 is rotationally driven by a drive motor 68 and the cleaning web 61 is taken up, whereby new cleaning webs 61 are sequentially supplied to the contact portion with the intermediate transfer belt 16.

クリーニングウエブ61の素材としては、ポリエステル、アクリル、ビニロン、水溶性ビニロン、レーヨン、ナイロン、ポリプロピレン、コットン等から選ばれる1種類或は2種類以上を使用できる。但し、上記材料に限定されるものではない。   As the material of the cleaning web 61, one or more kinds selected from polyester, acrylic, vinylon, water-soluble vinylon, rayon, nylon, polypropylene, cotton and the like can be used. However, it is not limited to the above materials.

第2クリーニング装置60は、回動中心軸65を中心に回動して中間転写ベルト16から接離可能に支持されている。第2クリーニング装置60は、モータアクチュエータ66に駆動されて、回動中心軸65を中心にして回動可能に構成されている。モータアクチュエータ66によって第2クリーニング装置60全体が回動されることにより、クリーニングウエブ61は、中間転写ベルト16に対して図2に示す当接状態と図3に示す離間状態とを設定される。これは、記録材Pのジャム発生時に、中間転写ベルト16に載って未転写で高濃度のトナーが供給された場合に、クリーニングウエブ61へ多量のトナーが取り込まれないようにするためである。   The second cleaning device 60 is supported so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 16 by rotating about a rotation center shaft 65. The second cleaning device 60 is driven by a motor actuator 66 and is configured to be rotatable about a rotation center shaft 65. When the entire second cleaning device 60 is rotated by the motor actuator 66, the cleaning web 61 is set to the contact state shown in FIG. 2 and the separated state shown in FIG. 3 with respect to the intermediate transfer belt 16. This is to prevent a large amount of toner from being taken into the cleaning web 61 when a non-transferred high density toner is supplied on the intermediate transfer belt 16 when a jam occurs in the recording material P.

なお、モータアクチュエータ66は、ソレノイド、カム等に置き換えてもよく、中間転写ベルト16に対して離接する構成は、回動ではなく平行移動により離接する構成としてもよい。   The motor actuator 66 may be replaced with a solenoid, a cam, or the like, and the configuration of separating and contacting the intermediate transfer belt 16 may be configured of separating and contacting by parallel movement instead of rotation.

ところで、現像剤の劣化状態や、設置環境の温度湿度に応じて現像剤の帯電性能が低下すると、中間転写ベルト上の転写残トナーに反転極性トナーが増えてくる。現像剤の帯電性能が低下した状態で、単色で低濃度の中間調画像が画像形成されると、中間転写ベルト上の転写残トナーに反転極性トナーがさらに増えてくる。   By the way, when the developer charging performance decreases according to the deterioration state of the developer or the temperature and humidity of the installation environment, the reverse polarity toner increases in the transfer residual toner on the intermediate transfer belt. When a halftone image of a single color and low density is formed in a state where the charging performance of the developer is deteriorated, the reverse polarity toner further increases in the transfer residual toner on the intermediate transfer belt.

そして、中間転写ベルト上の反転極性トナーが限界量を越えると、二段の静電ファーブラシクリーニング装置をすり抜けて、中間転写ベルトに連れ回って、次回のフルカラー画像に混合して色ムラを引き起こしてしまう。   If the reversal polarity toner on the intermediate transfer belt exceeds the limit amount, it passes through the two-stage electrostatic fur brush cleaning device and is taken to the intermediate transfer belt to be mixed with the next full-color image and cause color unevenness. End up.

中間転写ベルト16から記録材Pへトナー像を二次転写する場合、各色のトナー像が十分にトナーを載せた状態を想定して転写電流が設定されている。二次転写部では、複数色のトナー像がそれぞれ十分にトナーを載せた状態で、記録材に転写効率高く転写できるように、二次転写電流が多めに設定されている。   When the toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 16 to the recording material P, the transfer current is set assuming that the toner image of each color is sufficiently loaded with toner. In the secondary transfer portion, the secondary transfer current is set to be large so that the toner images of a plurality of colors can be transferred to the recording material with high transfer efficiency in a state where the toner is sufficiently loaded thereon.

しかし、フルカラー画像の中には、単色で低濃度の中間調画像も存在する。この場合、中〜高濃度階調の複数色のトナー像に合わせて設定した転写電流は、二次転写部で実際に転写されるトナー量に比べて相当過剰になり、トナーへ電荷注入が過剰に行われてしまう。単色の中間調画像の露光を行う画像信号が存在する画像形成の場合、十分なトナー量を想定して設定された転写電流に見合っただけのトナー量が転写されない。   However, among full-color images, there are also monochrome and low-density halftone images. In this case, the transfer current set in accordance with the toner images of a plurality of colors of medium to high density gradation is considerably excessive as compared with the amount of toner actually transferred in the secondary transfer portion, and excessive charge injection into the toner. Will be done. In the case of image formation in which there is an image signal for performing exposure of a single-tone halftone image, a toner amount corresponding to the transfer current set assuming a sufficient toner amount is not transferred.

表1は同一の転写電流設定でトナー載り量M/Sが1.63[mg/cm]と0.45[mg/cm]のトナー像を二次転写した際の各部におけるトナー帯電量Q/M[μC/g]の測定結果である。 Table 1 shows the toner charge amount at each part when the toner images having the same transfer current setting and the toner application amount M / S of 1.63 [mg / cm 2 ] and 0.45 [mg / cm 2 ] are secondarily transferred. It is a measurement result of Q / M [μC / g].

Figure 2011248128
Figure 2011248128

表1に示すように、トナー載り量が1.63と0.45の場合、現像スリーブSlv、感光ドラムDrで採取したトナーのトナー帯電量Q/M[μC/g]は等しいが、二次転写後のトナー帯電量Q/M[μC/g]は大きく異なっている。トナー載り量が0.45の場合、トナー載り量が1.63を想定した二次転写電流では過剰となり、二次転写部T2をトナーが通過すると、トナー帯電量Q/Mが逆極性のプラス側に高くなる。   As shown in Table 1, when the applied toner amount is 1.63 and 0.45, the toner charge amount Q / M [μC / g] of the toner collected by the developing sleeve Slv and the photosensitive drum Dr is equal, but the secondary amount The toner charge amount Q / M [μC / g] after transfer is greatly different. When the applied toner amount is 0.45, the secondary transfer current assuming that the applied toner amount is 1.63 becomes excessive, and when the toner passes through the secondary transfer portion T2, the toner charge amount Q / M is a plus having a reverse polarity. Get higher on the side.

このため、中間転写体上のトナー密度に比較した二次転写電流の過剰が発生する。通常設定の二次転写電流のままでは、単色の中間調画像に対しては二次転写電流が過剰となって、二次転写部T2でいわゆる強抜けが発生し、中間転写ベルト16上に反転極性トナーが多くなる。二次転写時に大量の反転極性トナーが発生して、記録材Pから中間転写ベルト16に引き戻されて連れ回ってしまう。   For this reason, the secondary transfer current is excessive as compared with the toner density on the intermediate transfer member. If the secondary transfer current is set as usual, the secondary transfer current becomes excessive for a single-tone halftone image, so-called strong omission occurs in the secondary transfer portion T2, and the image is reversed on the intermediate transfer belt 16. Polar toner increases. A large amount of reversal polarity toner is generated at the time of secondary transfer, and is pulled back from the recording material P to the intermediate transfer belt 16 and is carried around.

ここで、ファーブラシ51a、51bに極性の異なる直流電圧を印加しているため、中間転写ベルト16上の転写残トナーがプラス/マイナスどちらであっても、転写残トナーを吸着して除去できるはずである。   Here, since the DC voltages having different polarities are applied to the fur brushes 51a and 51b, the transfer residual toner should be adsorbed and removed regardless of whether the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 16 is positive or negative. It is.

しかし、反転極性トナーは、同極性のプラス電圧が印加されるファーブラシ51bでは捕捉されないので、上流側のファーブラシ51aで回収されるか、正規極性に帯電されるかしないと、中間転写ベルト16に連れ回ってしまう。二次転写部T2で反転極性トナーが重なり状態で発生すると、ファーブラシ51aの先端の電圧が低下して反転極性トナーを引き付ける余地がなくなり、下流側のファーブラシ51bへ漏れ出してしまう。上流側のファーブラシ51aで十分にクリーニングできずに、反転極性トナーのすり抜けが起ってしまう。   However, since the reverse polarity toner is not captured by the fur brush 51b to which a positive voltage of the same polarity is applied, the intermediate transfer belt 16 must be recovered by the upstream fur brush 51a or charged to the normal polarity. I will take you around. When the reverse polarity toner is generated in the secondary transfer portion T2 in an overlapping state, the voltage at the tip of the fur brush 51a is lowered, and there is no room for attracting the reverse polarity toner, and the toner is leaked to the fur brush 51b on the downstream side. The upstream fur brush 51a cannot be sufficiently cleaned, causing reverse polarity toner to slip through.

すると、下流側のファーブラシ51bは反転極性トナーを回収できないため、反転極性トナーはファーブラシ51bを素通りして中間転写ベルト16に連れ回る。分散不十分なためにファーブラシ51aを通過した反転極性トナーは、プラス電圧が印加された下流側のファーブラシ51bを100%通過してしまう。   Then, since the fur brush 51b on the downstream side cannot collect the reversal polarity toner, the reversal polarity toner passes through the fur brush 51b and is rotated around the intermediate transfer belt 16. The reverse polarity toner that has passed through the fur brush 51a due to insufficient dispersion passes through 100% of the fur brush 51b on the downstream side to which a plus voltage is applied.

その結果、第2クリーニング装置60のクリーニングウエブ61に転写残トナーが大量に流れ込んで滞留し、クリーニングウエブ61がトナーで目詰まり状態となって、ついには下流へトナーを吐き出すようになる。クリーニングウエブ61がトナー保持能力の限界を超えると、転写残トナーがクリーニングウエブ61をすり抜けて、感光ドラム11aの一次転写部へ到達する。転写残トナーが感光ドラム11aから中間転写ベルト16へ一次転写されるイエロートナー像に一気に混ざり込んで、中間転写ベルト16上のトナー像に色ムラが生じて出力画像の品質が大幅に低下する。   As a result, a large amount of untransferred toner flows and stays in the cleaning web 61 of the second cleaning device 60, the cleaning web 61 becomes clogged with toner, and finally the toner is discharged downstream. When the cleaning web 61 exceeds the limit of the toner holding capacity, the transfer residual toner passes through the cleaning web 61 and reaches the primary transfer portion of the photosensitive drum 11a. The transfer residual toner is mixed into the yellow toner image which is primarily transferred from the photosensitive drum 11a to the intermediate transfer belt 16, and color unevenness occurs in the toner image on the intermediate transfer belt 16 to greatly reduce the quality of the output image.

そこで、ファーブラシ51aに印加するマイナス電圧の絶対値を大きくして、反転極性トナーに対するクリーニング性能を高めることが提案された。しかし、印加する電圧の絶対値を大きくすると、ファーブラシ51aに常時流れる電流が大きくなって、ファーブラシの抵抗上昇速度が早まり、早期にファーブラシ51aのクリーニング性が低下してしまう。ファーブラシ51aが短寿命化すると、想定寿命に達する以前に、クリーニング不良が頻発し始める懸念がある。このため、ファーブラシ51aに印加する高圧を高くする時間はできるだけ少なくして、抵抗上昇を妨げ、長寿命化を実現することが望ましい。   Therefore, it has been proposed to increase the absolute value of the negative voltage applied to the fur brush 51a to improve the cleaning performance for the reverse polarity toner. However, if the absolute value of the voltage to be applied is increased, the current that always flows through the fur brush 51a increases, the resistance increase speed of the fur brush increases, and the cleaning performance of the fur brush 51a deteriorates at an early stage. When the life of the fur brush 51a is shortened, there is a concern that cleaning failure starts frequently before reaching the expected life. For this reason, it is desirable to reduce the time for increasing the high pressure applied to the fur brush 51a as much as possible to prevent the resistance from increasing and to achieve a long life.

そこで、以下の実施例では、各色の画像形成部で露光を行う画像信号から記録材上のトナー密度のパラメータを演算し、トナー密度の低い画像形成では二次転写電流を通常よりも少なく設定している。二次転写部T2で強抜け転写不良が発生することを回避して、中間転写ベルト16上の反転極性トナーを減らしている。   Therefore, in the following embodiments, the toner density parameter on the recording material is calculated from the image signal that is exposed in the image forming unit of each color, and the secondary transfer current is set to be smaller than usual in image formation with a low toner density. ing. The reverse polarity toner on the intermediate transfer belt 16 is reduced by avoiding the occurrence of strong omission transfer failure at the secondary transfer portion T2.

<実施例1>
図4は画像形成装置の二次転写電圧の制御系のブロック図である。図5は実施例1のクリーニング制御のフローチャートである。図6は通常の画像形成におけるクリーニング制御のタイムチャートである。図7は中間調画像が80%以上の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。図8は中間調画像が80%未満の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。図9は実施例1における転写残トナー削減効果の説明図である。
<Example 1>
FIG. 4 is a block diagram of a secondary transfer voltage control system of the image forming apparatus. FIG. 5 is a flowchart of cleaning control according to the first embodiment. FIG. 6 is a time chart of cleaning control in normal image formation. FIG. 7 is a time chart of the cleaning control when the halftone image is 80% or more. FIG. 8 is a time chart of the cleaning control when the halftone image is less than 80%. FIG. 9 is an explanatory diagram of the transfer residual toner reduction effect in the first embodiment.

図1に示すように、トナー像形成手段の一例である画像形成部10a、10b、10c、10dは、各色の中間調画像のトナー像を中間転写ベルト16へ重ねて転写可能である。   As shown in FIG. 1, image forming units 10 a, 10 b, 10 c, and 10 d, which are examples of toner image forming means, can transfer toner images of halftone images of respective colors while being superimposed on the intermediate transfer belt 16.

図2に示すように、制御手段の一例である制御部110は、各色合計のトナー載り量が所定水準未満となる画像形成では、各色合計のトナー載り量が所定水準以上となる画像形成よりも二次転写部T2に印加する電圧の絶対値を下げる。制御部110は、単色で所定階調未満の画像形成では、複数色を重ねる画像形成よりも二次転写部T2に印加する電圧を下げる。制御部110は、各色合計のトナー載り量が所定水準未満となる面積が所定比率未満の画像形成では、当該面積が所定比率以上の画像形成よりもファーブラシ51a及びファーブラシ51bに印加する電圧の絶対値を大きくする。   As illustrated in FIG. 2, the control unit 110, which is an example of a control unit, performs image formation in which the total amount of applied toner for each color is less than a predetermined level, compared to image formation in which the amount of applied toner for each color is greater than or equal to a predetermined level. The absolute value of the voltage applied to the secondary transfer portion T2 is lowered. The control unit 110 lowers the voltage applied to the secondary transfer unit T2 in image formation with a single color and less than a predetermined gradation, compared to image formation in which a plurality of colors are superimposed. The controller 110 determines the voltage applied to the fur brush 51a and the fur brush 51b in image formation in which the area where the total amount of applied toner of each color is less than a predetermined level is less than a predetermined ratio than in image formation in which the area is greater than or equal to a predetermined ratio. Increase the absolute value.

図4に示すように、制御部110は、中間調画像のトナー載り量M/Sが所定水準未満の場合には、中間調画像のトナー載り量が所定水準以上の場合よりも二次転写部T2に印加する電圧を下げる。具体的には、それぞれ網点化されたハーフトーン画像で構成される複数色の画像信号の合計階調が所定水準未満の場合には、前記合計階調が所定水準以上の場合よりも二次転写部T2に印加する電圧を下げる。   As shown in FIG. 4, when the toner application amount M / S of the halftone image is less than a predetermined level, the control unit 110 performs the secondary transfer unit more than when the toner application amount of the halftone image is equal to or higher than the predetermined level. Reduce the voltage applied to T2. Specifically, when the total gradation of the image signals of a plurality of colors each composed of a halftone image with halftone dots is less than a predetermined level, it is more secondary than when the total gradation is above a predetermined level. The voltage applied to the transfer portion T2 is lowered.

制御部110は、各色の合計階調が所定水準未満の画像領域が画像全体に占める比率が所定水準未満の場合には、ファーブラシ51a及びファーブラシ51bに印加する電圧の絶対値を大きくする。具体的には、画像形成ジョブとして送信されてくる画像データに基づいて、画像形成部10a、10b、10c、10dに供給する各色の露光用の画像データを形成する。そして、画像データから中間調画像を抽出して、各色の重なりの合計階調を求める。そして、各色の合計階調が後述する中間調レベル未満となる画像領域が画像全体に占める面積比率を求める。   The control unit 110 increases the absolute value of the voltage applied to the fur brush 51a and the fur brush 51b when the ratio of the image area where the total gradation of each color is less than a predetermined level occupies the entire image is less than the predetermined level. Specifically, based on image data transmitted as an image forming job, image data for exposure of each color to be supplied to the image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d is formed. Then, a halftone image is extracted from the image data, and a total gradation of overlap of each color is obtained. Then, an area ratio of the image area in which the total gradation of each color is less than a halftone level described later to the entire image is obtained.

実施例1では、クリーニング制御を切り替えるための面積比率の閾値を、作像領域面積全体の80%としている。制御部110は、所定階調(128/255)以下の中間調画像が画像全体に占める面積比率が80%を、クリーニング制御の閾値に定めている。   In the first embodiment, the area ratio threshold for switching the cleaning control is set to 80% of the entire image forming area. The control unit 110 determines that the area ratio of a halftone image having a predetermined gradation (128/255) or less in the entire image is 80% as a cleaning control threshold.

そして、所定階調以下の中間調画像がそれ以上に含まれる画像形成では、二次転写部T2に印加する電圧を低下させて、反転極性トナーの発生阻止を優先させる。しかし、所定階調以下の中間調画像が80%未満であれば、二次転写部T2に印加する電圧は通常設定として、ファーブラシ51a、51bに印加する電圧の絶対値を大きくして、クリーニング性能を高める。一方、所定階調以下の中間調画像が存在しない場合は、極性反転トナーの発生の抑制もクリーニング性能を高めることも行わず、通常設定の制御を適用する。   In image formation in which a halftone image having a predetermined gradation or less is included more than that, the voltage applied to the secondary transfer portion T2 is lowered to give priority to the prevention of the generation of reverse polarity toner. However, if the halftone image having a predetermined gradation or less is less than 80%, the voltage applied to the secondary transfer portion T2 is set as normal, and the absolute value of the voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is increased to perform cleaning. Increase performance. On the other hand, when there is no halftone image of a predetermined gradation or less, the control of normal setting is applied without suppressing the generation of polarity reversal toner and improving the cleaning performance.

図4を参照して図5に示すように、制御部110は、外部から画像形成データを受信すると、画像形成部10a、10b、10c、10dを起動して、画像形成の準備を開始する(S10)。制御部110は、各色の画像信号を検知して、所定階調以下の中間調画像が画像全体に占める比率を計算する(S11)。   As shown in FIG. 5 with reference to FIG. 4, when receiving image forming data from the outside, the control unit 110 activates the image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d to start preparation for image formation ( S10). The control unit 110 detects the image signal of each color and calculates the ratio of the halftone image having a predetermined gradation or less to the entire image (S11).

制御部110は、画像信号が単色で後述する中間調レベル(中間調画像が所定濃度)の画像が有るか否かを判断する(S13)。制御部110は、中間調レベルの画像が無い場合(S13のN)、通常のクリーニング制御を実行する。   The control unit 110 determines whether or not there is an image having a single color and a later-described halftone level (halftone image is a predetermined density) (S13). When there is no halftone image (N in S13), the controller 110 executes normal cleaning control.

図6に示すように、通常の画像形成時は、二次転写部T2へ印加される定電流Cとファーブラシ51a、51bへ印加される定電圧A、Bが通常設定で制御される。中間転写ベルト16への各色トナー像の転写が終了し、記録材Pが二次転写部T2へ到達した後に、定電流Cが印加される。続いて、上流側のファーブラシ51aに定電圧Aを印加し、さらに下流側のファーブラシ51bに定電圧Bを印加する。そして、記録材Pが二次転写部T2を通過した後に、同様の順序で定電流C、定電圧A、Bをオフしている。   As shown in FIG. 6, during normal image formation, the constant current C applied to the secondary transfer portion T2 and the constant voltages A and B applied to the fur brushes 51a and 51b are controlled by normal settings. After the transfer of each color toner image to the intermediate transfer belt 16 is completed and the recording material P reaches the secondary transfer portion T2, the constant current C is applied. Subsequently, the constant voltage A is applied to the upstream fur brush 51a, and the constant voltage B is further applied to the downstream fur brush 51b. Then, after the recording material P passes through the secondary transfer portion T2, the constant current C and the constant voltages A and B are turned off in the same order.

制御部110は、中間調レベルの画像が有る場合(S13のY)、中間調レベルの領域が画像面積の80%以上か否かを判断する(S14)。制御部110は、中間調レベルの領域が画像面積の80%以上の場合(S14のY)、二次転写部T2に印加する定電流を低下させてクリーニング性能を高める(S15)。   When there is a halftone image (Y in S13), the control unit 110 determines whether the halftone area is 80% or more of the image area (S14). When the halftone area is 80% or more of the image area (Y in S14), the controller 110 reduces the constant current applied to the secondary transfer portion T2 and improves the cleaning performance (S15).

図7に示すように、低濃度の中間調画像が画像全体の大部分を占める場合、定電流Cと定電圧A、Bの制御タイミングは図6の通常の画像形成時と同一である。しかし、定電流Cを通常の画像形成時よりも低く設定して、二次転写時にトナー帯電量Q/Mが逆極性側に変わるのを防ぎ、二次転写部T2での強抜け転写不良を抑制している。これにより、中間転写ベルト16上の反転極性トナーを減らして、転写残トナーがファーブラシ51a、51bをすり抜けにくくしている。   As shown in FIG. 7, when a low-density halftone image occupies most of the entire image, the control timing of the constant current C and the constant voltages A and B is the same as in the normal image formation of FIG. However, the constant current C is set lower than that during normal image formation to prevent the toner charge amount Q / M from changing to the reverse polarity side during the secondary transfer, and the strong transfer failure at the secondary transfer portion T2 is prevented. Suppressed. As a result, the reverse polarity toner on the intermediate transfer belt 16 is reduced to make it difficult for the transfer residual toner to slip through the fur brushes 51a and 51b.

制御部110は、中間調レベルの領域が画像面積の80%未満の場合(S14のN)、ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧を高めてクリーニング性能を高める(S16)。   When the halftone area is less than 80% of the image area (N in S14), the controller 110 increases the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b to improve the cleaning performance (S16).

図8に示すように、低濃度の中間調画像が画像全体に占める割合がそれほど多くない場合、定電流Cと定電圧A、Bの制御タイミングは図6の通常の画像形成時と同一である。しかし、定電流Cは通常の画像形成時と等しく設定して、その代わりにファーブラシ51a、51bに印加する電圧の絶対値を大きく設定する。   As shown in FIG. 8, when the proportion of the low-density halftone image in the entire image is not so high, the control timing of the constant current C and the constant voltages A and B is the same as in the normal image formation of FIG. . However, the constant current C is set equal to that during normal image formation, and instead, the absolute value of the voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is set large.

すなわち、各色で形成される画像に低濃度階調の中間調画像がごく少ない場合、定電流Cを低下させると、画像の濃度階調が高い部分では、逆にいわゆる弱抜け転写不良が深刻になる。転写すべきトナー量に比較して転写電流が不足する結果、中間転写ベルト16に正規極性のトナーが大量に残って記録材に転写された画像の画像濃度薄が発生する。   That is, when there are very few low-tone gradation halftone images in the image formed by each color, if the constant current C is decreased, the so-called weak omission transfer defect becomes serious in the portion where the density gradation of the image is high. Become. As a result of a shortage of transfer current compared to the amount of toner to be transferred, a large amount of normal polarity toner remains on the intermediate transfer belt 16 and the image density of the image transferred to the recording material is reduced.

そこで、二次転写部T2へ印加される定電流Cは通常の画像形成時と等しくして、画像の濃度階調が高い部分の転写効率を優先している。その代わり、低濃度の中間調画像の部分では、いわゆる強抜け転写不良が発生して中間転写ベルト16上の反転極性トナーが増えるため、ファーブラシ51a、51bのクリーニング性能を高めて対処している。ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧を高めることは、ファーブラシ51a、51bの寿命にとってマイナスであるが、中間転写ベルト16上の反転極性トナーを確実にクリーニングすることを優先する。これにより、中間転写ベルト16上のトナー像に転写残トナーが混入して画像品質が低下する事態が回避される。   Therefore, the constant current C applied to the secondary transfer portion T2 is made equal to that during normal image formation, and priority is given to the transfer efficiency of the portion where the density gradation of the image is high. Instead, in the low-density halftone image portion, so-called strong omission transfer failure occurs, and the reversal polarity toner on the intermediate transfer belt 16 increases. Therefore, the cleaning performance of the fur brushes 51a and 51b is improved. . Although increasing the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is negative for the life of the fur brushes 51a and 51b, priority is given to reliably cleaning the reverse polarity toner on the intermediate transfer belt 16. This avoids a situation in which the transfer residual toner is mixed into the toner image on the intermediate transfer belt 16 and the image quality is deteriorated.

言い換えれば、複数色のトナー像が記録材Pに二次転写される場合、転写されるトナー量が多いため、転写時にトナーに流れる電流が不足がちになり、反転極性トナーは発生しにくい。このため、記録材Pから中間転写ベルト16へ引き戻される反転極性トナーがそもそも少なく、上流側のファーブラシ51aを通過する反転極性トナーはほとんど発生しない。   In other words, when a toner image of a plurality of colors is secondarily transferred to the recording material P, the amount of toner transferred is large, so that the current flowing through the toner tends to be insufficient at the time of transfer and reversal polarity toner hardly occurs. For this reason, the amount of reverse polarity toner that is pulled back from the recording material P to the intermediate transfer belt 16 is small, and almost no reverse polarity toner passes through the upstream fur brush 51a.

このとき、二次転写時にトナーに流れる電流が不足して発生する正規極性の転写残トナー(いわゆる弱抜けトナー)は多くなる。しかし、上流側のファーブラシ51aを通過する際に正規極性の転写残トナーは中間転写ベルト16の表面に掻き散らされるため、下流側のファーブラシ51bで確実に回収できる。このため、複数色のトナー像が記録材Pに二次転写される場合、単色のハーフトーンのトナー像の場合よりも二次転写部へ流れる電流を多くすることで、反転極性トナーを増やすことなく、正規極性の転写残トナーを減らすことができる。   At this time, there is a large amount of normal polarity residual transfer toner (so-called weak missing toner) generated due to insufficient current flowing through the toner during secondary transfer. However, since the transfer residual toner of normal polarity is scattered on the surface of the intermediate transfer belt 16 when passing through the upstream fur brush 51a, it can be reliably collected by the downstream fur brush 51b. For this reason, when a plurality of color toner images are secondarily transferred to the recording material P, the amount of reversal polarity toner is increased by increasing the current flowing to the secondary transfer portion as compared with the case of a single color halftone toner image. Therefore, the residual toner with normal polarity can be reduced.

次の画像形成がある場合(S19のY)、次の画像の画像信号を検知し(S11)、次の画像形成がない場合(S19のN)、画像形成を終了する(S19)。   If there is a next image formation (Y in S19), the image signal of the next image is detected (S11), and if there is no next image formation (N in S19), the image formation is terminated (S19).

表2は実施例1における定電流C及び定電圧A、Bの設定値である。これまで述べた実施例1の制御方法の具体的な設定値例を示す。ここでは、使用環境が25℃/50%RHでの事例を提示しているが、使用環境によって設定値は自由に変更できる。   Table 2 shows set values of the constant current C and the constant voltages A and B in the first embodiment. A specific set value example of the control method of the first embodiment described so far will be described. Here, an example in which the usage environment is 25 ° C./50% RH is presented, but the set value can be freely changed depending on the usage environment.

Figure 2011248128
Figure 2011248128

次に、実施例1で用いている画像の中間調レベルついて説明する。中間調レベルは、最上流の画像形成部10aで形成されるイエロー画像に画像不良が発生する最下流の画像形成部10dのブラック画像の濃度階調で定義した。   Next, the halftone level of the image used in the first embodiment will be described. The halftone level is defined by the density gradation of the black image of the most downstream image forming unit 10d where an image defect occurs in the yellow image formed by the most upstream image forming unit 10a.

Figure 2011248128
Figure 2011248128

表3に示すように、ブラック画像の画像信号を0〜255の範囲で可変させた。そして、二次転写部T2に通常設定の定電流を設定し、ファーブラシ51a、51bに通常設定の定電圧を印加した状態で、イエロー画像の画像不良の有無を確認した。   As shown in Table 3, the image signal of the black image was varied in the range of 0 to 255. Then, a normal constant current was set in the secondary transfer portion T2, and the presence or absence of an image defect in the yellow image was confirmed in a state where a normal constant voltage was applied to the fur brushes 51a and 51b.

その結果、ブラック画像の反射濃度が1.0を下回った場合に、ブラックトナーの混入によるイエロー画像の画像不良が発生していることが分かった。反射濃度1.0を画像信号レベルに対応させると、128/255となり、この値以下の画像信号レベルを実施例1では中間調レベルとして定義した。   As a result, it was found that when the reflection density of the black image was less than 1.0, an image defect of the yellow image occurred due to the mixing of the black toner. When the reflection density 1.0 is made to correspond to the image signal level, it becomes 128/255, and the image signal level below this value is defined as the halftone level in the first embodiment.

なお、ブラック以外のマゼンタ、シアンについても単色の中間調画像が存在する場合に、画像の画像信号レベルが128/255以下であれば、同様に次回のイエロー画像に画像不良が発生する。   If there is a single-tone halftone image for magenta and cyan other than black, and the image signal level of the image is 128/255 or lower, an image defect similarly occurs in the next yellow image.

また、複数色の組み合わせによる中間調画像が存在する場合でも、画像の合計の画像信号レベルが128/255以下であれば、同様に次回のイエロー画像に画像不良が発生する。   Even when a halftone image with a combination of a plurality of colors exists, if the total image signal level of the images is 128/255 or less, an image defect similarly occurs in the next yellow image.

いずれの場合においても、各色合計の画像信号レベルが128/255以下の場合には、中間転写ベルト16上のトナー密度が転写電流に比較して低すぎるため、反転極性トナーの発生が過剰になるからである。反転極性トナーが過剰になると、ファーブラシ51a、51bのクリーニング性能が低下して、中間転写ベルト16に連れ回るかぶりトナーが増えて最上流の画像形成部10aで混色を生じるからである。   In any case, when the total image signal level of each color is 128/255 or less, the toner density on the intermediate transfer belt 16 is too low as compared with the transfer current, so that the generation of reverse polarity toner becomes excessive. Because. This is because when the reverse polarity toner becomes excessive, the cleaning performance of the fur brushes 51a and 51b deteriorates, the fog toner around the intermediate transfer belt 16 increases, and color mixing occurs in the most upstream image forming unit 10a.

そこで、実施例1では、中間調画像のトータルの画像信号レベルが128/255以下の場合を中間調レベルとして定義し、クリーニング性能を高める制御を実施する。上述したように、画像信号レベルが128/255以下の中間調画像が画像の80%以上であれば、二次転写部T2に印加する定電流Cを下げて反転極性トナーの発生を抑制する。そして、画像信号レベルが128/255以下の中間調画像が画像の80%未満であれば、ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧の絶対値を高めて静電クリーニングの能力を高めている。   Therefore, in the first embodiment, the case where the total image signal level of the halftone image is 128/255 or less is defined as the halftone level, and the control for improving the cleaning performance is performed. As described above, if a halftone image having an image signal level of 128/255 or less is 80% or more of the image, the constant current C applied to the secondary transfer portion T2 is lowered to suppress the generation of reverse polarity toner. If a halftone image having an image signal level of 128/255 or less is less than 80% of the image, the absolute value of the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is increased to improve the electrostatic cleaning capability.

次に、実施例1のクリーニング制御の効果を確認した実験結果について説明する。実験の方法は、第1クリーニング装置50通過後の中間転写ベルト16に粘着テープを貼り付けて剥離することでトナーを回収し、トナーが付着した粘着テープの反射濃度を測定して中間転写ベルト16のトナーかぶり量を数値化した。
(1)画像形成装置1(実際の製品)を使用して、二次転写部T2に通常設定の定電流Cを印加した場合と、実施例1のクリーニング制御を行った場合とで中間転写ベルト16のトナーかぶり量を比較した。
(2)画像形成部10dの画像信号を可変させて中間転写ベルト16のトナーかぶり量を測定することにより、画像形成部10dの画像信号の階調と第1クリーニング装置50のクリーニング性能の関係を測定した。
(3)二次転写部T2に印加する定電流C、またはファーブラシ51a、51bに印加する定電圧A、Bを可変した状態で、画像形成部10dの画像信号の階調と第1クリーニング装置50のクリーニング性能の関係を測定した。
Next, an experimental result confirming the effect of the cleaning control of Example 1 will be described. In the experiment method, the toner is collected by attaching and peeling the adhesive tape to the intermediate transfer belt 16 after passing through the first cleaning device 50, and the reflection density of the adhesive tape to which the toner is attached is measured to measure the intermediate transfer belt 16. The amount of toner fog was quantified.
(1) Using the image forming apparatus 1 (actual product), the intermediate transfer belt is applied when the normally set constant current C is applied to the secondary transfer portion T2 and when the cleaning control of the first embodiment is performed. 16 toner fog amounts were compared.
(2) By varying the image signal of the image forming unit 10d and measuring the toner fog amount of the intermediate transfer belt 16, the relationship between the gradation of the image signal of the image forming unit 10d and the cleaning performance of the first cleaning device 50 is obtained. It was measured.
(3) The gradation of the image signal of the image forming unit 10d and the first cleaning device in a state where the constant current C applied to the secondary transfer unit T2 or the constant voltages A and B applied to the fur brushes 51a and 51b are varied. A relationship of 50 cleaning performances was measured.

図9の(a)に示すように、中間調レベルの画像信号が作像領域面積全体の80%以上存在する場合、通常の定電流Cが設定されると、実線で示すように画像信号が128/255以下になると急激に二次転写残トナー量が増加する。そこで、画像信号が128/255以下になった場合には、二次転写部T2に印加する定電流Cを可変することで、破線で示すように二次転写残トナー量の増加を抑制する。これは、二次転写部T2に流れる転写電流を減らすことで、二次転写後のトナー帯電量Q/Mが逆極性側に変わるのを防ぎ、強抜け転写不良を抑制して反転極性トナーの発生を抑制できたからである。   As shown in FIG. 9A, when an image signal having a halftone level is 80% or more of the entire image forming area, when the normal constant current C is set, the image signal is displayed as shown by a solid line. When it becomes 128/255 or less, the secondary transfer residual toner amount rapidly increases. Therefore, when the image signal becomes 128/255 or less, the constant current C applied to the secondary transfer portion T2 is varied to suppress an increase in the secondary transfer residual toner amount as indicated by a broken line. This is because the toner charge amount Q / M after the secondary transfer is prevented from changing to the reverse polarity side by reducing the transfer current flowing through the secondary transfer portion T2, and the strong transfer failure is suppressed and the reverse polarity toner This is because the generation could be suppressed.

図9の(b)に示すように、中間調レベルの画像信号が作像領域面積全体の80%未満存在する場合、通常の定電圧A、Bが設定されると、実線で示すように画像信号が128/255以下になると急激に二次転写残トナー量が増加する。そこで、画像信号が128/255以下になった場合には、ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧A、Bの絶対値を大きくすることで、増加した反転極性トナーの量を画像不良が発生しないレベルまで除去可能になった。   As shown in FIG. 9B, when the image signal of the halftone level is less than 80% of the entire image forming area, when the normal constant voltages A and B are set, the image is shown as indicated by the solid line. When the signal becomes 128/255 or less, the secondary transfer residual toner amount suddenly increases. Therefore, when the image signal becomes 128/255 or less, an increase in the absolute values of the constant voltages A and B applied to the fur brushes 51a and 51b causes an increase in the amount of reverse polarity toner and an image defect occurs. It is now possible to remove it to a level that does not.

これらの結果より、実施例1のクリーニング制御を用いることで、転写残トナーの極性や中間転写ベルト16上の付着量をコントロールすることが可能になった。ファーブラシ51a、51bのトナーすり抜けを抑制して、最上流の画像形成部10aで形成されるイエロー画像の画像不良を防ぐ効果が得られた。   From these results, it became possible to control the polarity of the transfer residual toner and the amount of adhesion on the intermediate transfer belt 16 by using the cleaning control of Example 1. The effect of preventing image defects of the yellow image formed by the most upstream image forming unit 10a by suppressing the toner passing through the fur brushes 51a and 51b was obtained.

<実施例2>
図10は実施例2における中間転写ベルトのクリーニング構成の説明図である。図11は実施例2のクリーニング制御のフローチャートである。図12は中間調画像が80%以上の場合のクリーニング制御のタイムチャートである。図13は実施例2における転写残トナー削減効果の説明図である。
<Example 2>
FIG. 10 is an explanatory diagram of a cleaning configuration of the intermediate transfer belt in the second embodiment. FIG. 11 is a flowchart of cleaning control according to the second embodiment. FIG. 12 is a time chart of the cleaning control when the halftone image is 80% or more. FIG. 13 is an explanatory diagram of the transfer residual toner reduction effect in the second embodiment.

図10に示すように、実施例2では、図2のクリーニング構成から第2クリーニング装置60を外して、クリーニングウエブ61を無くしているが、それ以外は実施例1と同様である。   As shown in FIG. 10, in the second embodiment, the second cleaning device 60 is removed from the cleaning configuration of FIG. 2 and the cleaning web 61 is eliminated, but the rest is the same as the first embodiment.

クリーニングウエブ61が無い構成では、最上流の画像形成部10aへ転写残トナーがすり抜け易くなっているため、第1クリーニング装置50のクリーニング能力を上げる必要がある。そこで、実施例2では、最も多く反転極性トナーが発生して中間転写ベルト16に連れ回る「中間調レベルの画像信号が80%以上存在する場合」に、実施例1よりも第1クリーニング装置50のクリーニング能力を上げている。   In the configuration without the cleaning web 61, the transfer residual toner is easily slipped through to the most upstream image forming unit 10a. Therefore, it is necessary to improve the cleaning capability of the first cleaning device 50. Therefore, in the second embodiment, the first cleaning device 50 is more than in the first embodiment when “there is 80% or more of a halftone level image signal” that the most reverse polarity toner is generated and is accompanied by the intermediate transfer belt 16. Has improved cleaning ability.

図4を参照して図11に示すように、S10からS16、S19、S20の制御は実施例1と同様である。制御部110は、中間調レベルの画像が有る場合(S13のY)、中間調レベルの領域が画像面積の80%以上か否かを判断する(S14)。制御部110は、中間調レベルの領域が画像面積の80%未満の場合(S14のN)、実施例1と同様に、ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧を高めてクリーニング性能を高める(S16)。   As shown in FIG. 11 with reference to FIG. 4, the control from S10 to S16, S19, and S20 is the same as that in the first embodiment. When there is a halftone image (Y in S13), the control unit 110 determines whether the halftone area is 80% or more of the image area (S14). When the area of the halftone level is less than 80% of the image area (N in S14), the controller 110 increases the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b to improve the cleaning performance (S14). S16).

これに対して、中間調レベルの領域が画像面積の80%以上の場合(S14のY)、制御部110は、二次転写部T2に印加する定電流Cを低下させて反転極性トナーの発生を抑制する(S15)。加えて、ファーブラシ51a、51bに印加する定電圧を高めて中間転写ベルト16のクリーニング性能を高める(S17)。   On the other hand, when the area of the halftone level is 80% or more of the image area (Y in S14), the control unit 110 reduces the constant current C applied to the secondary transfer unit T2 to generate the reverse polarity toner. Is suppressed (S15). In addition, the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is increased to improve the cleaning performance of the intermediate transfer belt 16 (S17).

図12に示すように、二次転写部T2における反転極性トナーの発生量を低減させると同時にファーブラシ51a、51bによる中間転写ベルト16のクリーニング性能を高めている。すなわち、単色の中間調画像が画像全体の大部分を占める場合、定電流Cを通常設定よりも低くして、二次転写時にトナー帯電量Q/Mが逆極性側に変わるのを防ぐ。これにより、二次転写部T2でのいわゆる強抜け転写不良が抑制されて、中間転写ベルト16上の反転極性トナーを減らすことができる。同時にファーブラシ51a、51bに印加する定電圧の絶対値を大きくして第1クリーニング装置50による反転極性トナーのクリーニング性能を向上させるため、転写残トナーがファーブラシ51a、51bをすり抜けにくくなる。   As shown in FIG. 12, the generation amount of reverse polarity toner in the secondary transfer portion T2 is reduced, and at the same time, the cleaning performance of the intermediate transfer belt 16 by the fur brushes 51a and 51b is enhanced. That is, when a single-tone halftone image occupies most of the entire image, the constant current C is set lower than the normal setting to prevent the toner charge amount Q / M from changing to the reverse polarity side during secondary transfer. As a result, so-called strong omission transfer failure at the secondary transfer portion T2 is suppressed, and the toner with reverse polarity on the intermediate transfer belt 16 can be reduced. At the same time, since the absolute value of the constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b is increased to improve the cleaning performance of the reverse polarity toner by the first cleaning device 50, the transfer residual toner is difficult to slip through the fur brushes 51a and 51b.

表4は実施例2における定電流C及び定電圧A、Bの設定値である。これまで述べた実施例2の制御方法の具体的な設定値例を示す。ここでは、使用環境が25℃/50%RHでの事例を提示しているが、使用環境によって設定値は自由に変更できる。   Table 4 shows set values of the constant current C and the constant voltages A and B in the second embodiment. A specific set value example of the control method of the second embodiment described so far will be described. Here, an example in which the usage environment is 25 ° C./50% RH is presented, but the set value can be freely changed depending on the usage environment.

Figure 2011248128
Figure 2011248128

実施例2のクリーニング制御を用いて、実施例1と同様にその効果を確認する実験を行った。図13に示すように、中間調レベルの画像信号が作像領域面積全体の80%以上存在する場合に、二次転写部T2に印加する定電流Cとファーブラシ51a、51bに印加する定電圧A、Bを変更した。これにより、実施例1のクリーニング制御よりも中間転写ベルト16のかぶりトナーを少なくすることが可能になり、クリーニングウエブ61が無い構成であっても、十分に画像不良を防ぐ効果が得られた。   Using the cleaning control of Example 2, an experiment for confirming the effect was performed in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 13, when a halftone image signal is 80% or more of the entire image forming area, a constant current C applied to the secondary transfer portion T2 and a constant voltage applied to the fur brushes 51a and 51b. A and B were changed. As a result, the fog toner on the intermediate transfer belt 16 can be reduced as compared with the cleaning control of the first embodiment, and even when the cleaning web 61 is not provided, an effect of sufficiently preventing image defects can be obtained.

図13に示すように、クリーニングウエブ61が無い実施例2の構成では、ファーブラシ51a、51bをすり抜ける転写残トナーがイエロー画像の画像不良とならない範囲は実施例1よりも狭くなるが、十分に画像不良を防ぐ効果が得られる。   As shown in FIG. 13, in the configuration of the second embodiment without the cleaning web 61, the range in which the transfer residual toner that passes through the fur brushes 51a and 51b does not cause a defective image of the yellow image is narrower than that of the first embodiment. The effect of preventing image defects can be obtained.

このように、各色の感光ドラムへ形成される画像信号に単色で中間調レベルの信号が存在する場合、二次転写部T2へ印加する電圧を下げることで、次回の画像形成工程に転写残トナーが移動する画像欠陥を防ぎ、高画質化を達成できる。   As described above, when the image signal formed on the photosensitive drum of each color includes a single color and halftone level signal, the voltage applied to the secondary transfer portion T2 is lowered so that the transfer residual toner in the next image forming process. Can prevent image defects from moving and achieve high image quality.

多色形成の可能な画像形成装置1において、各色で形成される画像信号に単色で中間調レベルの信号が存在する場合、クリーニングバイアスや二次転写バイアスの設定を可変する。これにより、次回の画像形成工程に転写残トナーが移動するのを防ぎ、それによる画像不良を防ぐことが可能になる。   In the image forming apparatus 1 capable of multicolor formation, when a single color and halftone level signal is present in the image signal formed in each color, the setting of the cleaning bias and the secondary transfer bias is varied. As a result, it is possible to prevent the transfer residual toner from moving to the next image forming process and to prevent image defects caused by the transfer residual toner.

<実施例3>
以上の実施例では、中間調画像のトータルの画像信号レベルを計算して、画像信号レベルが128/255以下の場合を、クリーニング制御が必要な中間調レベルであると定義した。しかし、グレースケール等のような単色の中間調画像の場合には、一律にトナー密度の少ない画像形成とみなして、フルカラー画像形成時よりも二次転写部T2に印加する電圧を低下させる制御としてもよい。
<Example 3>
In the above embodiment, the total image signal level of the halftone image is calculated, and the case where the image signal level is 128/255 or less is defined as the halftone level that requires cleaning control. However, in the case of a single-tone halftone image such as a gray scale, it is assumed that the image formation is uniformly low in toner density, and as a control to lower the voltage applied to the secondary transfer portion T2 than during full-color image formation. Also good.

1 画像形成装置
10a、10b、10c、10d 画像形成部
11a、11b、11c、11d 感光ドラム
12a、12b、12c、12d 露光装置
13a、13b、13c、13d 現像装置
14a、14b、14c、14d ドラムクリーニング装置
15a、15b、15c、15d 一次転写ローラ
16 中間転写ベルト、17 テンションローラ、18 駆動ローラ
19 二次転写内ローラ、35 二次転写外ローラ
50 第1クリーニング装置、51a、51b ファーブラシ
52a、52b バイアスローラ、53a、53b クリーニングブレード
55a、55b バイアス印加電源
60 第2クリーニング装置、61 クリーニングウエブ
62 取り付けローラ、63 ウエブローラ、64 巻き取りローラ
P 記録材
1 Image forming apparatuses 10a, 10b, 10c, 10d Image forming units 11a, 11b, 11c, 11d Photosensitive drums 12a, 12b, 12c, 12d Exposure apparatuses 13a, 13b, 13c, 13d Developing apparatuses 14a, 14b, 14c, 14d Drum cleaning Devices 15a, 15b, 15c, 15d Primary transfer roller 16 Intermediate transfer belt, 17 Tension roller, 18 Drive roller 19 Secondary transfer inner roller, 35 Secondary transfer outer roller 50 First cleaning device, 51a, 51b Fur brushes 52a, 52b Bias roller, 53a, 53b Cleaning blade 55a, 55b Bias applying power source 60 Second cleaning device, 61 Cleaning web 62 Mounting roller, 63 Web roller, 64 Take-up roller P Recording material

Claims (5)

中間転写体と、
各色の中間調画像のトナー像を前記中間転写体へ重ねて転写可能なトナー像形成手段と、
記録材を挟持する転写部に電圧を印加して前記中間転写体から記録材へトナー像を転写させる転写手段と、
前記転写部の下流側で前記中間転写体に接触する第1静電部材に、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加して、前記中間転写体上の転写残トナーを分散しつつ、通過する転写残トナーの帯電極性を揃えることが可能な第1静電処理手段と、
前記第1静電部材の下流側で前記中間転写体に接触する第2静電部材に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加して、前記中間転写体上の転写残トナーを回収する第2静電処理手段と、を備えた画像形成装置において、
各色合計のトナー載り量が所定水準未満となる画像形成では、各色合計のトナー載り量が所定水準以上となる画像形成よりも前記転写部に印加する電圧の絶対値を下げるように前記転写手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An intermediate transfer member;
A toner image forming means capable of transferring a toner image of a halftone image of each color while being superimposed on the intermediate transfer member;
Transfer means for applying a voltage to a transfer portion that sandwiches the recording material to transfer a toner image from the intermediate transfer member to the recording material;
A voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the first electrostatic member that contacts the intermediate transfer member on the downstream side of the transfer portion, and the transfer residual toner on the intermediate transfer member is dispersed and passed. First electrostatic processing means capable of aligning the charging polarity of the residual toner to be transferred;
A voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to the second electrostatic member that is in contact with the intermediate transfer member on the downstream side of the first electrostatic member to collect the transfer residual toner on the intermediate transfer member. An image forming apparatus comprising: a second electrostatic processing unit;
In the image formation in which the total amount of applied toner for each color is less than a predetermined level, the transfer unit is configured to lower the absolute value of the voltage applied to the transfer unit compared to the image formation in which the total amount of applied toner for each color is greater than or equal to the predetermined level. An image forming apparatus comprising control means for controlling.
前記制御手段は、単色で所定階調未満の画像形成では、複数色を重ねる画像形成よりも前記転写部に印加する電圧を下げるように前記転写手段を制御することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit controls the transfer unit so as to lower a voltage applied to the transfer unit in image formation with a single color and less than a predetermined gradation, rather than image formation in which a plurality of colors are superimposed. Image forming apparatus. 前記制御手段は、各色合計のトナー載り量が所定水準未満となる面積が所定比率未満の画像形成では、前記面積が所定比率以上の画像形成よりも前記第1静電部材及び前記第2静電部材に印加する電圧の絶対値を大きくすることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。   In the image formation in which the area where the total amount of applied toner of each color is less than a predetermined level is less than a predetermined ratio, the control unit is more than the first electrostatic member and the second electrostatic member than in image formation in which the area is equal to or greater than the predetermined ratio. 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the absolute value of the voltage applied to the member is increased. 前記第1静電処理手段の下流側で、前記中間転写体にウエブ状の繊維材料を接触させて、前記中間転写体からトナーを拭き取るウエブクリーニング手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。   4. A web cleaning unit that wipes toner from the intermediate transfer member by bringing a web-like fiber material into contact with the intermediate transfer member on the downstream side of the first electrostatic processing unit. The image forming apparatus according to any one of the above. 前記第1静電処理手段は、回転駆動されて前記中間転写体に当接するファーブラシと、回転駆動されて前記ファーブラシに当接する金属円柱部材と、前記ファーブラシに当接してトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、前記金属円柱部材に電圧を印加する電源と、を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The first electrostatic processing means is a rotationally driven fur brush that contacts the intermediate transfer member, a metal cylindrical member that is rotationally driven and contacts the fur brush, and contacts the fur brush to scrape off toner. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a cleaning blade; and a power source that applies a voltage to the metal cylindrical member.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016180963A (en) * 2015-03-25 2016-10-13 キヤノン株式会社 Image forming apparatus

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