JP2013015620A - Toner charged state detection device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トナー帯電状態検知装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a toner charge state detection device and an image forming apparatus.
従来、上記画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像装置によって帯電されたトナーを用いて顕像化し、当該トナー像を直接又は中間転写体を介して記録用紙上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。 Conventionally, in the image forming apparatus, an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum is visualized using toner charged by a developing device, and the toner image is recorded directly or via an intermediate transfer member. An image is formed by transferring and fixing on a sheet.
その際、上記画像形成装置では、温度や湿度等の環境条件、あるいは低濃度画像や高濃度画像を連続して顕像化した場合のような経時変化等によって、例えば、高温高湿環境下においてはトナーの帯電性が低下し、トナーの帯電量が低下しやすいのに対して、逆に低温低湿環境下においてはトナーの帯電性が高くなり、トナーの帯電量が増加しやすかったり、低濃度画像を連続して顕像化した場合には、現像装置内のトナーが殆ど消費されないにもかかわらずトナーが過剰に摩擦帯電されてトナーの帯電量が増加しやすく、高濃度画像を連続して顕像化した場合には、現像装置内のトナーが多量に消費されてトナーの摩擦帯電が不十分となりトナーの帯電量が低下しやすい。 At that time, in the image forming apparatus described above, for example, in a high temperature and high humidity environment due to environmental conditions such as temperature and humidity, or changes over time such as when low density images and high density images are continuously visualized. In contrast, the toner chargeability decreases and the toner charge amount tends to decrease, but conversely, the toner chargeability increases in a low-temperature and low-humidity environment, and the toner charge amount tends to increase. When the image is continuously visualized, the toner in the developing device is hardly consumed, but the toner is excessively charged by friction, and the amount of charge of the toner tends to increase. When the image is visualized, a large amount of toner in the developing device is consumed, and the frictional charging of the toner becomes insufficient, so that the charge amount of the toner tends to decrease.
このように、上記画像形成装置においては、トナーの帯電性が変化すると、感光体ドラム上のトナー像を記録用紙又は中間転写体に転写する際や、中間転写体上から記録用紙に二次転写する際の転写性が変動し、画像濃度低下等の画質欠陥の原因となる。特に、上記トナーとして高画質化等のために粒子径の小さいトナーを使用した場合には、後述するようにトナー粒子に作用する静電気力として鏡像力の影響が無視できなくなり、トナーの小径化による転写性の変動が顕在化する。 As described above, in the image forming apparatus, when the chargeability of the toner is changed, the toner image on the photosensitive drum is transferred to the recording paper or the intermediate transfer body, or the secondary transfer from the intermediate transfer body to the recording paper is performed. The transferability at the time of image transfer fluctuates, causing image quality defects such as a decrease in image density. In particular, when a toner having a small particle diameter is used as the toner to improve the image quality, the influence of the mirror image force cannot be ignored as the electrostatic force acting on the toner particles as will be described later. Variation in transferability becomes apparent.
そこで、上記画像形成装置においてトナー像の転写性を改善し得る技術としては、例えば、特開2008−292835号公報や特開2005−17337号公報等に開示された技術が既に提案されている。 In view of this, techniques disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2008-292835 and 2005-17337 have already been proposed as techniques that can improve toner image transferability in the image forming apparatus.
上記特開2008−292835号公報に係るカラー画像形成装置は、感光体を帯電する帯電手段と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像手段による現像電圧を印加することによりトナー像として現像し、前記トナー像を転写手段により前記記録材上へ転写し、少なくとも加熱源を有する加熱回転体と前記加熱回転体に圧接する加圧回転体により構成され前記加熱回転体と前記加圧回転体とが圧接する定着ニップ部によって前記記録材上に前記現像剤を定着させる定着手段を有するカラー画像形成装置において、
前記現像手段には前記現像電圧を印加する現像電圧印加手段と、前記現像電圧印加手段の出力電圧を制御する現像電圧制御手段を有し、
前記画像形成装置の前記記録材の搬送路における前記定着ニップ部より下流側に、
第1の光源及び前記記録材に対し前記第1の光源による照射光を照射時の乱反射光成分を検知する乱反射光検知手段、
及び前記光源とは異なる第2の光源及び前記第2の光源による照射光を照射時の正反射光成分を検知する正反射光検知手段を有し、前記乱反射光検知手段及び正反射光検知手段の検知結果を基に前記現像電圧制御手段の出力値を補正するように構成したものである。
The color image forming apparatus according to the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-292835 includes a charging unit that charges a photoconductor, an exposure unit that exposes the photoconductor to form an electrostatic latent image, and develops the electrostatic latent image. The toner image is developed as a toner image by applying a developing voltage by means, the toner image is transferred onto the recording material by a transfer means, and a heating rotator having at least a heating source and a pressure rotator that is in pressure contact with the heating rotator A color image forming apparatus having a fixing unit configured to fix the developer on the recording material by a fixing nip portion configured to be in contact with the heating rotating body and the pressure rotating body.
The developing means includes a developing voltage applying means for applying the developing voltage, and a developing voltage control means for controlling an output voltage of the developing voltage applying means,
On the downstream side of the fixing nip portion in the recording material conveyance path of the image forming apparatus,
Irregularly reflected light detecting means for detecting an irregularly reflected light component when irradiating light emitted from the first light source to the first light source and the recording material;
And a second light source different from the light source, and a specular reflection light detecting means for detecting a specular reflection light component when irradiating light emitted from the second light source, the irregular reflection light detection means and the specular reflection light detection means The output value of the developing voltage control means is corrected based on the detection result.
また、上記特開2005−17337号公報に係る画像形成装置は、複数の像担持体上に形成されるトナー像を転写部にて、転写手段に転写電圧を印加することで被転写体に多重転写し、複数色の画像を形成する画像形成装置において、
トナー像を該像担持体上に形成する前に、予め決められた電位に帯電された像担持体表面に対して、予め決められた電圧を上記転写手段に印加し、同時に前記転写手段を流れる電流値を検出することによって、上記像担持体表面と上記転写手段との電位差とそのときに流れる電流値の関係を求める工程を有し、
前記関係と、既に上記被転写体上に形成された色のトナー帯電量に応じて、上記転写電圧を決定するように構成したものである。
Further, the image forming apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-17337 multiplexes toner images formed on a plurality of image carriers onto a transfer target body by applying a transfer voltage to a transfer unit at a transfer unit. In an image forming apparatus for transferring and forming a multi-color image,
Before a toner image is formed on the image carrier, a predetermined voltage is applied to the transfer unit with respect to the surface of the image carrier charged to a predetermined potential and simultaneously flows through the transfer unit. Detecting a current value to obtain a relationship between a potential difference between the surface of the image carrier and the transfer unit and a current value flowing at that time;
The transfer voltage is determined in accordance with the relationship and the toner charge amount of the color already formed on the transfer target.
ところで、この発明が解決しようとする課題は、簡単な構成でトナーの帯電状態を検知可能としたトナー帯電量検知装置及び画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a toner charge amount detection device and an image forming apparatus that can detect the charged state of toner with a simple configuration.
すなわち、請求項1に記載された発明は、転写手段によって像保持体上から転写媒体上に転写されたトナー像又は前記像保持体上に残った転写残トナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、
前記像保持体上に保持されたトナー像を前記転写手段によって前記転写媒体上に転写する際に、前記転写手段に印加する転写電圧を複数の値に変化させ、前記転写手段に印加する転写電圧の値と前記濃度検知手段の検知濃度の値との関係から前記トナー像を形成するトナーの帯電状態を検知する帯電状態検知手段とを備えたことを特徴とするトナー帯電状態検知装置である。
In other words, the invention described in
When the toner image held on the image carrier is transferred onto the transfer medium by the transfer unit, the transfer voltage applied to the transfer unit is changed to a plurality of values, and the transfer voltage applied to the transfer unit And a charged state detecting means for detecting a charged state of the toner that forms the toner image based on the relationship between the value of the toner density and the detected density value of the density detecting means.
また、請求項2に記載された発明は、前記像保持体は、感光体ドラムからトナー像が転写される中間転写体からなるとともに、前記転写媒体は、記録媒体からなり、
前記帯電状態検知手段は、前記中間転写体上に前記記録媒体の大きさに対応して転写されたトナー像を、前記転写手段によって前記記録媒体上に転写する際に、前記記録媒体の領域を前記中間転写体の移動方向に沿って複数の小領域に分割し、前記複数の小領域に応じて前記転写手段に印加する転写電圧を複数の値に変化させることを特徴とする請求項1に記載のトナー帯電状態検知装置である。
According to a second aspect of the present invention, the image carrier is made of an intermediate transfer member to which a toner image is transferred from a photosensitive drum, and the transfer medium is made of a recording medium.
The charged state detecting means detects the area of the recording medium when transferring the toner image transferred on the intermediate transfer body corresponding to the size of the recording medium onto the recording medium by the transferring means. 2. The apparatus according to
さらに、請求項3に記載された発明は、前記濃度検知手段は、前記記録媒体上に転写されるとともに定着処理されたトナー像の濃度を検知することを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー帯電状態検知装置である。
Further, the invention described in
又、請求項4に記載された発明は、前記濃度検知手段は、前記中間転写体上に残った転写残トナー像の濃度を検知することを特徴とする請求項2又は3に記載のトナー帯電状態検知装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the toner charge according to the second or third aspect, the density detecting unit detects a density of a transfer residual toner image remaining on the intermediate transfer member. It is a state detection device.
更に、請求項5に記載された発明は、トナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体上に保持されたトナー像を転写媒体上に転写する転写手段と、
前記トナー像を形成するトナーの帯電状態を検知するトナー帯電状態検知手段とを備え、
前記トナー帯電状態検知手段として請求項1乃至4のいずれかに記載されたトナー帯電状態検知装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
Furthermore, the invention described in
Transfer means for transferring the toner image held on the image carrier onto a transfer medium;
Toner charge state detection means for detecting the charge state of the toner forming the toner image,
An image forming apparatus using the toner charged state detecting device according to
また、請求項6に記載された発明は、互いに異なった色のトナー像を保持する複数の像保持体と、
前記複数の像保持体上に保持された各トナー像を中間転写体上に多重に転写する複数の一次転写手段と、
前記中間転写体上に多重に一次転写された各トナー像を一括して記録媒体上に二次転写する二次転写手段と、
前記各トナー像を形成するトナーの帯電状態をそれぞれ検知するトナー帯電状態検知手段と、
前記トナー帯電状態検知手段によって検知された前記各トナー像を形成するトナーの帯電状態に基づいて前記複数の一次転写手段における転写条件を制御する制御手段とを備え、
前記トナー帯電状態検知手段として請求項1乃至4のいずれかに記載されたトナー帯電状態検知装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, there are provided a plurality of image holding members for holding toner images of different colors,
A plurality of primary transfer means for transferring each of the toner images held on the plurality of image holders onto the intermediate transfer member in a multiplexed manner;
Secondary transfer means for performing secondary transfer of the toner images, which have been primary-transferred multiple times on the intermediate transfer body, onto a recording medium at once;
Toner charge state detection means for detecting the charge state of the toner forming each toner image;
Control means for controlling transfer conditions in the plurality of primary transfer means based on the charge state of the toner forming each toner image detected by the toner charge state detection means;
An image forming apparatus using the toner charged state detecting device according to
請求項1に記載された発明によれば、簡単な構成でトナーの帯電状態を検知することができる。 According to the first aspect of the present invention, the charged state of the toner can be detected with a simple configuration.
また、請求項2に記載された発明によれば、1つの記録媒体に相当する領域で短時間にトナーの帯電状態を検知することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to detect the charged state of the toner in a short time in an area corresponding to one recording medium.
さらに、請求項3に記載された発明によれば、最終的に得られる画像の画質を決定するトナーの帯電状態を検知することができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to detect the charged state of the toner that determines the image quality of the finally obtained image.
又、請求項4に記載された発明によれば、トナーの帯電状態の変動が現れやすい中間転写体上においてトナーの帯電状態を検知することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to detect the charged state of the toner on the intermediate transfer body in which the fluctuation of the charged state of the toner tends to appear.
更に、請求項5に記載された発明によれば、簡単な構成でトナーの帯電状態を検知することができる画像形成装置を提供することができる。 Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of detecting the charged state of toner with a simple configuration.
また、請求項6に記載された発明によれば、トナーの帯電状態に応じて一次転写条件を制御することで画質を向上することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the image quality can be improved by controlling the primary transfer conditions according to the charged state of the toner.
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係るトナー帯電状態検知装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラープリンタを示す概略構成図である。また、このタンデム型のデジタルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラー複写機やファクシミリとしても機能するようになっている。なお、上記画像形成装置としては、画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するものであっても勿論よい。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a tandem type digital color printer as an image forming apparatus to which the toner charge state detection apparatus according to
図2において、1は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体1は、その一側(図示例では、左側)の上部に、原稿2の画像を読み取る画像読取装置3を備えている。また、上記画像形成装置本体1の内部には、当該画像読取装置3や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やLAN等を介して送られてくる画像データに対して、予め定められた画像処理を施す画像処理装置4が配置されているとともに、画像形成装置本体1の内部には、画像処理装置4で予め定められた画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置5が配置されている。
In FIG. 2,
上記画像読取装置3は、原稿押さえカバー6を開閉することにより、原稿2をプラテンガラス7上に載せ、当該プラテンガラス7上に載せられて原稿2を光源8によって照明するとともに、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー9及びハーフレートミラー10、11及び結像レンズ12からなる縮小走査光学系を介してCCD等からなる画像読取素子13上に走査露光して、この画像読取素子13によって原稿2の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。
The
上記画像読取装置3によって読み取られた原稿2の画像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(例えば、各8bit)の3色の原稿反射率データとして画像処理装置4に送られ、この画像処理装置4では、原稿2の反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の予め定められた画像処理が施される。
The image of the
そして、上記の如く画像処理装置4で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置4によりイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の画像データに変換されて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット(画像形成部)14Y、14M、14C、14Kの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kに送られ、これらの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kでは、対応する色の画像データに応じてレーザービームLBによる画像露光が行われる。
The image data that has been subjected to the predetermined image processing by the
ところで、上記画像形成装置本体1の内部には、上述したように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
Meanwhile, as described above, the image forming apparatus
これら4つの画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kは、図2に示すように、形成する画像の色以外はすべて同様に構成されており、大別して、矢印A方向に沿って予め定められた速度(例えば、プロセススピード=440mm/sec)で回転駆動される像保持体としての感光体ドラム16と、この感光体ドラム16の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン17と、当該感光体ドラム16の表面に各色に対応した画像データに基づいて画像露光を施して静電潜像を形成する画像書込手段としての画像露光装置15と、感光体ドラム16上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置18と、感光体ドラム16の表面に残留した残留物としてのトナー等を除去するクリーニング装置19とから構成されている。
As shown in FIG. 2, these four
上記画像処理装置4からは、図2に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kに対して対応する色の画像データが順次出力され、これらの画像露光装置15Y、15M、15C、15Kから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、対応する感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kの表面に形成された静電潜像は、現像装置18Y、18M、18C、18Kによって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー(負極性に帯電)からなるトナー像として反転現像される。
As shown in FIG. 2, the
上記現像装置18Y、18M、18C、18Kにおいて用いられるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーとしては、種々の粒子径のものを用いることが可能であるが、この実施の形態に係る画像形成装置では、高画質化等のために、球形状に近く且つ相対的に粒子径の小さい、例えば、数平均粒子径が4.0μm以下(本実施の形態では3.8μm程度)のトナーが用いられている。ただし、上記現像装置18Y、18M、18C、18Kにおいて用いられるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーとしては、数平均粒子径が4.0μm以下のものは一例であり、これより大きいものであっても良い。 As toners of various colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) used in the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K, toners having various particle sizes can be used. However, in the image forming apparatus according to this embodiment, in order to improve the image quality, the particle diameter is close to a spherical shape and the particle diameter is relatively small, for example, the number average particle diameter is 4.0 μm or less (this embodiment) In this embodiment, toner of about 3.8 μm) is used. However, the toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) used in the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K has a number average particle diameter of 4.0 μm or less. Is an example and may be larger.
上記各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上に順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、図2に示すように、各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト26上に、一次転写位置N1において一次転写手段としての一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kによって多重に転写される。一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kによって多重に転写される。上記一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kには、トナーの帯電極性である負極性と逆極性の正極性の電圧が、当該一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kを構成する金属製の回転軸に流れる電流の値が一定となるように定電流制御された状態で印加される。なお、上記中間転写ベルト26は、その表面にトナー像を保持する像保持体として機能するが、像保持体としての感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kからトナー像が転写される場合には、転写媒体としても機能するものである。この中間転写ベルト26は、駆動ロール28と、張力付与ロール29と、蛇行制御用ロール30と、従動ロール31と、背面支持ロール32と、従動ロール33との間に一定の張力で掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動される駆動ロール28により、矢印B方向に沿って予め定められた移動速度(例えば、感光体ドラムの回転速度であるプロセススピードと略等しい440mm/sec程度)で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト26としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものや、最初から無端状に形成したものが用いられる。
Each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) sequentially formed on the
上記中間転写ベルト26上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、背面支持ロール32によってトナーと同極性(負極性)の転写電圧が印加されるとともに、背面支持ロール32に圧接する接地された二次転写手段としての二次転写ロール34によって、二次転写位置N2において静電気力で記録媒体としての記録用紙35上に二次転写され、形成する画像の色に応じたトナー像が転写された記録用紙35は、二連の搬送ベルト36、37によって定着装置38へと搬送される。その際、上記背面支持ロール32には、トナーの帯電極性である負極性と同極性の負極性の電圧が、当該背面支持ロール32を構成する金属製の回転軸に印加される電圧の値が一定となるように定電圧制御された状態で印加される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙35は、定着装置38によって熱及び圧力で定着処理を受け、画像形成装置本体1の外部に設けられた排出トレイ39上に排出される。
The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred multiple times on the
上記記録用紙35は、図2に示すように、画像形成装置本体1の底部に配設された給紙トレイ40から所望のサイズ及び材質のものが、給紙ロール41及び図示しない用紙分離用のロール対によって1枚ずつ分離された状態で給紙され、複数の搬送ロール42、43、44が配設された用紙搬送路45を介してレジストロール46まで一旦搬送される。上記給紙トレイ40から供給された記録用紙35は、予め定められたタイミングで回転駆動されるレジストロール46によって中間転写ベルト26の二次転写位置N2へと送出される。なお、上記給紙トレイ40は、1つのみ図示されているが、互いに異なったサイズ又は同一サイズの記録用紙35を備えた複数の給紙トレイを備えていても良い。
As shown in FIG. 2, the
それに先だって、上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の4つの画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が予め定められたタイミングで順次形成される。
Prior to that, in the four
なお、上記感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置19Y、19M、19C、19Kによって残留トナー等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト26は、従動ロール33と対向するように配設されたベルト用クリーナー47によって残留トナーや紙粉等が除去される。
The
ところで、上記の如く構成される画像形成装置においては、温度や湿度等の環境条件や、低濃度画像や高濃度画像を連続して顕像化する場合のような経時変化等によって、例えば、高温高湿環境下においてはトナーの帯電性が低下し、トナーの帯電量が低下しやすいのに対して、逆に低温低湿環境下においてはトナーの帯電性が高くなり、トナーの帯電量が増加しやすかったり、低濃度画像を連続して顕像化した場合には、現像装置18Y、18M、18C、18K内のトナーが殆ど消費されないにもかかわらずトナーが過剰に摩擦帯電されてトナーの帯電量が増加しやすく、高濃度画像を連続して顕像化した場合には、現像装置18Y、18M、18C、18K内のトナーが多量に消費されてトナーの摩擦帯電が不十分となりトナーの帯電量が低下しやすい。 By the way, in the image forming apparatus configured as described above, for example, due to environmental conditions such as temperature and humidity, changes over time such as when low-density images and high-density images are continuously visualized, etc. In a high humidity environment, the chargeability of the toner decreases and the charge amount of the toner tends to decrease.On the other hand, in a low temperature and low humidity environment, the chargeability of the toner increases and the charge amount of the toner increases. When it is easy or when low-density images are continuously visualized, the toner in the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K is hardly consumed, and the toner is excessively frictionally charged to charge the toner. When high density images are continuously visualized, a large amount of toner is consumed in the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K, and the toner is insufficiently frictionally charged. There tends to decrease.
このように、上記画像形成装置においては、トナーの帯電性が変化すると、感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上のトナー像を中間転写ベルト26上に一次転写する際や、中間転写ベルト26上から記録用紙35に二次転写する際の転写性が変動し、画像濃度低下等の画質欠陥の原因となる。
As described above, in the image forming apparatus, when the chargeability of the toner changes, the toner images on the
特に、上記画像形成装置においては、上述したように、現像装置18Y、18M、18C、18Kにおいて数平均粒子径が3.8μm程度の小粒径のトナーが用いられている。このように、数平均粒子径が3.8μm程度の小粒径のトナーは、従来用いられていた数平均粒子径が6μm程度の相対的に粒子径が大きいか又は中程度のトナーに比較して、感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上から中間転写ベルト26上に一次転写する際や、中間転写ベルト26上から記録用紙35に二次転写する際、特に後者の中間転写ベルト26上から記録用紙35に二次転写する際のトナー像を形成するトナーに及ぼす鏡像力の影響が相対的に大きいことが本発明者の研究によって判明した。
In particular, in the image forming apparatus, as described above, a small particle diameter toner having a number average particle diameter of about 3.8 μm is used in the developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K. As described above, the toner having a small particle diameter having a number average particle diameter of about 3.8 μm is compared with a conventionally used toner having a relatively large or medium particle diameter having a number average particle diameter of about 6 μm. When the primary transfer is performed on the
更に説明すると、感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上から中間転写ベルト26上に一次転写する際や、中間転写ベルト26上から記録用紙35に二次転写する際には、現像装置18Y、18M、18C、18K内において負極性の予め定められた帯電量の範囲内に帯電されたトナーに、一次転写ロール27や背面支持ロール32に印加される転写電圧による静電的なクーロン力や、トナーが中間転写ベルト26や記録用紙35と接触することによりファンデルワールス力等からなる付着力などの他に、トナー粒子が感光体ドラム16Y、16M、16C、16Kや中間転写ベルト26の表面に付着している状態で静電的に作用する鏡像力などが作用している。
More specifically, when performing primary transfer from the
ここで、鏡像力とは、電磁気学において電荷に作用する力として知られているものであり、図3に示すように、導電体としての中間転写ベルト26等に対向して負極性に帯電したトナー粒子の電荷が存在すると、導電体としての中間転写ベルト26等の中に負極性の電荷と等価な距離に負極性の電荷と逆極性の正極性の電荷があたかも存在するかのように作用する静電吸引力(クーロン力)を言う。なお、図3では、便宜上、トナー粒子の表面に負極性の電荷を1つのみ図示したが、トナー粒子の表面には現像装置18内において摩擦帯電された負極性の電荷が多数存在することは勿論である。
Here, the mirror image force is known as a force acting on electric charges in electromagnetics, and as shown in FIG. 3, it is negatively charged opposite to the
この鏡像力は、電荷と導電体との距離の二乗に反比例するため、従来用いられていた数平均粒子径が6μm程度の相対的に粒子径が大きいか又は中程度のトナーの場合と比べて大きく、数平均粒子径が6μm程度のトナーではその帯電状態の変化に対して鏡像力の変化は、ほとんど無視することができたが、本実施の形態の現像装置18Y、18M、18C、18Kで用いられている数平均粒子径が3.8μm程度の小粒径のトナーの場合には、鏡像力の変化の影響が顕在化して、トナー像の転写を考慮する上で無視できなくなる。 Since this mirror image force is inversely proportional to the square of the distance between the electric charge and the conductor, the number average particle diameter is about 6 μm, which is conventionally used. In the case of a large toner having a number average particle size of about 6 μm, the change in the mirror image force was almost negligible with respect to the change in the charged state, but with the developing devices 18Y, 18M, 18C and 18K of the present embodiment, In the case of a toner having a small particle diameter of about 3.8 μm, the influence of the change in the mirror image force becomes obvious and cannot be ignored in consideration of the transfer of the toner image.
図4は、本発明者がトナーの電荷量に応じてトナー層に働く鏡像力の大きさがどのように変化するかを、数平均粒子径が3.8μmのトナーと、数平均粒子径が5.8μmのトナーにおいて計算により求めたものである。 FIG. 4 shows how the magnitude of the image force acting on the toner layer changes according to the amount of charge of the toner by the present inventor and the number average particle size of the toner having a number average particle size of 3.8 μm. It is obtained by calculation for a toner of 5.8 μm.
この図4から明らかなように、数平均粒子径が5.8μmのトナーの場合には、トナーの電荷量が変動してもトナー層に働く鏡像力の大きさを示す破線の勾配が小さく、トナーの電荷量が変化しても鏡像力の変動が小さいのに対して、数平均粒子径が3.8μmのトナーの場合には、トナーの電荷量が変動するとトナー層に働く鏡像力の大きさを示す実線の勾配及び値そのものが大きく変動することがわかる。 As is apparent from FIG. 4, in the case of a toner having a number average particle diameter of 5.8 μm, the gradient of the broken line indicating the magnitude of the mirror image force acting on the toner layer is small even when the charge amount of the toner varies, Even if the charge amount of the toner changes, the change in the mirror image force is small. In contrast, in the case of the toner having a number average particle diameter of 3.8 μm, when the charge amount of the toner changes, the mirror force that acts on the toner layer increases. It can be seen that the slope of the solid line and the value itself vary greatly.
そこで、上記の如く構成される画像形成装置は、トナー像を形成するトナーの帯電状態を検知するトナー帯電状態検知装置を備えており、トナーの帯電状態に応じて一次転写の条件を制御するように構成されている。 Therefore, the image forming apparatus configured as described above includes a toner charge state detection device that detects the charge state of the toner that forms the toner image, and controls the primary transfer conditions according to the charge state of the toner. It is configured.
このトナー帯電状態検知装置50は、図1に示すように、大別して、画像形成時以外の予め定められたタイミングで、二次転写ロール34及び背面支持ロール32によって中間転写ベルト26上から記録用紙35上に転写され、定着装置38によって定着処理が施されたトナー帯電状態検知用のトナー像53の濃度を検知する濃度検知手段51と、中間転写ベルト26上に保持されたトナー像53を二次転写ロール34によって記録用紙35上に転写する際に、二次転写ロール34に印加する転写電圧を複数の値に変化させ、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値と濃度検知手段51の検知濃度の値との関係からトナー像を形成するトナーの帯電状態を検知する帯電状態検知手段52とを備えるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the toner charged
上記濃度検知手段51としては、図2に示すように、定着装置38の出口側に配置され、記録用紙35上に転写・定着されたトナー像53を読み取る記録用紙35の搬送方向と交差する方向(図面に垂直な方向)に沿って直線状に配列されたCCD等の画像読取素子からなるインラインセンサーが用いられる。また、上記濃度検知手段51としては、インラインセンサーに限らず、図5に示すように、LED等からなる発光素子54と、フォトトランジスタ等からなる正反射用や拡散反射用の受光素子55とを組み合わせたものを用いても良い。ただし、上記記録用紙35上に転写され定着されるトナー像53としては、イエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の各色のトナーからなるため、これらイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の各色のトナー像の濃度を精度良く検知することが可能な濃度検知手段を用いることが望ましい。この点、上記直線状に配列されたCCD等の画像読取素子からなるインラインセンサー51は、記録用紙34上に転写され定着されるトナー像53を濃度情報及び位置情報として直接読み取るものであるため、これらイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色の各色のトナー像53の濃度を精度良く検知することが可能である点で望ましい。また、インラインセンサー51によって検知された濃度値に平均化等の演算処理を施して検知精度を向上させても勿論よい。
As shown in FIG. 2, the
上記記録用紙35上に転写・定着されるトナー像53としては、画像濃度を検知可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、図6に示すように、A4サイズ等の任意サイズの記録用紙35の表面に、その記録領域56の略全面において予め定められた濃度(例えば、最高濃度Cin=100%)のベタ画像が用いられる。ただし、上記チナー像53の濃度としては、最高濃度Cin=100%以外のものを用いても勿論良い。上記トナー像53の検知精度を考慮した場合には、トナー像53の面積は広い方が望ましいが、トナーの消費量を考慮すれば、トナー像53としては、図7に示すように、面積の小さな矩形状のパッチから構成しても勿論良い。なお、図6では、1色のトナー像53のみ図示されているが、当該トナー像53は、トナーの帯電状態を検知するトナー像の色数(通常は4色)にわたって形成される。
The
また、上記トナー帯電状態検知手段52としては、図1に示すように、例えば、画像形成装置の画像形成動作を制御する制御手段としてのCPU等からなる制御回路100をそのまま用いることができる。制御回路100は、記憶手段としてのROM101に予め記憶されたプログラムに基づいてRAM102に一次的にパラメータ等を記憶しながら、画像形成装置における画像形成動作や、画像濃度の制御動作等のプロセスコントロール動作を制御するものである。
As the toner charge state detection means 52, as shown in FIG. 1, for example, a
上記制御回路100は、図1に示すように、二次転写ロール34に印加する転写電圧、この実施の形態では、二次転写ロール34と中間転写ベルト26を介して対向する背面支持ロール32に転写電圧を印加しているが、当該背面支持ロール32に二次転写電圧を印加する高圧電源回路103を制御することにより、背面支持ロール32に印加する二次転写電圧を、図8に示すように、例えば、0.5kV程度の低電圧から2.5kV程度の高電圧までにわたって、0.5kV毎に複数の値(図示例では、6段階)に変化させて印加するように構成されている。また、上記高圧電源回路103は、制御回路100によって一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kに通電する転写電流を予め定められた値に切り替えて制御するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
上記トナー像は、中間転写ベルト26上においては例えば最高濃度Cin=100%のベタ画像として転写されるが、当該中間転写ベルト26上から記録用紙35に二次転写する際の転写電圧を例えば0.5kV程度の低電圧から2.5kV程度の高電圧までにわたって0.5kV毎に複数の値に切り替えることで、記録用紙35上に二次転写され定着されたトナー像53の濃度は、当該トナー像を形成するトナーの帯電状態と転写電圧に応じて変化する。
The toner image is transferred on the
そのため、記録用紙35上に二次転写され定着されたトナー像53は、記録用紙35の搬送方向に沿って、感光体ドラム16の軸方向つまり記録用紙35の搬送方向と交差する方向に細長い転写電圧に応じた6つの小領域571〜576に区分される。なお、上記小領域571〜576の数は、6つに限定されるものではなく、それよりも少なくても多くても良く、切り替えられる転写電圧の数によって決定される。
Therefore, the
また、複数の値に切り替えられる転写電圧の値も、0.5kV〜2.5kVの0.5kV毎に限らず、図9に示すように、二次転写部に流れる電流値Iと背面支持ロール32、二次転写ロール34、中間転写ベルト26により構成されるシステムのシステム抵抗Rsysに応じて適宜決定される。また、上記高圧電源回路103によって二次転写電圧を切り替えるためには、ある程度の時間が必要となるため、予め定められた時間だけ当該二次転写電圧が維持された後に次の二次転写電圧に切り替えられる。
Further, the value of the transfer voltage switched to a plurality of values is not limited to every 0.5 kV from 0.5 kV to 2.5 kV, and as shown in FIG. 9, the current value I flowing through the secondary transfer portion and the
さらに、上記制御回路100には、図1に示すように、インラインセンサー51からの出力信号が入力されており、当該制御回路100は、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値とインラインセンサー51の検知濃度の値との関係からトナー像を形成するトナーの帯電状態を検知するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, an output signal from the
上記制御回路100は、図10に示すように、トナーの帯電状態が通常の状態である場合における背面支持ロール32に印加する複数の二次転写電圧に対する記録用紙35上のトナー像53の濃度値が、ROM101に予め記憶されている。そして、この制御回路100は、二次転写ロール34に印加する複数の転写電圧の値とこれらに対応したインラインセンサー51の検知濃度の値との関係から、インラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値が、トナーの帯電状態が通常の状態よりも小さく濃度低下が発生しているが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値を0.5kV〜2.5kV程度まで変化させた場合の特性が、トナーの帯電状態が通常の状態と同じ傾向を示すと判別した場合には、トナーの帯電状態が低帯電状態であると検知する。
As shown in FIG. 10, the
また、上記制御回路100は、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値とインラインセンサー51の検知濃度の値との関係から、図10に示すように、インラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値が、やはりトナーの帯電状態が通常の状態よりも小さいが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値を0.5kV〜2.5kV程度まで変化させた場合の特性が、トナーの帯電状態が通常の状態と大きく異なり、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値が1.5kV程度の前後まで記録用紙35上のトナー像の濃度値が低いが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値が1.5kV程度の前後を越えると、記録用紙35上のトナー像の濃度値が急激に上昇する傾向を示すと判別した場合には、トナーの帯電状態が高帯電状態であると検知する。
Further, the
これらの制御回路100によるトナーの帯電状態の検知は、図10に示すように、例えば、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値が、1.5kV程度から、2.0kV程度、2.5kV程度と複数変化させた場合における急激に変化する前後の転写電圧の値が1.5kV程度と、2.5kVと複数変化させた場合に、予め定められた転写電圧の値が1.5kV程度の第1の値と、2.5kV程度の第2の値におけるインラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値の濃度差が、図11に示すように、閾値Dsh以上か閾値未満かを判別し、閾値以上である場合には、トナーの帯電状態が高帯電状態であると検知する。また、予め定められた転写電圧の値が1.5kV程度の第1の値と、2.5kV程度の第2の値におけるインラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値の濃度差が、図11に示すように、閾値Dsh未満である場合であって、当該トナー像の濃度値が、図10に示すように、通常状態における濃度値よりも予め定められた差分ΔDよりも小さい場合には、トナーの帯電状態が低帯電状態であると検知し、通常状態における濃度値よりも予め定められた差分ΔD以内である場合には、トナーの帯電状態が通常の状態であると検知する。
As shown in FIG. 10, the
さらに、上記制御回路100は、トナーの帯電状態が通常の状態であるか、トナーの帯電状態が低帯電状態であるか、トナーの帯電状態が高帯電状態であるかを検知すると、当該制御回路100によって検知された各色のトナー像を形成するトナーの帯電状態に基づいて、高圧電源回路103を介して対応する一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kに通電する転写電流の値を制御するように構成されている。
Further, when the
以上の構成において、この実施の形態にトナー帯電量検知装置を適用した画像形成装置によれば、次のようにして簡単な構成でトナーの帯電状態を検知することができ、トナーの帯電状態に応じて一次転写条件を制御することで画質を向上することが可能となる。 In the above configuration, according to the image forming apparatus in which the toner charge amount detection device is applied to this embodiment, the toner charge state can be detected with a simple configuration as follows. Accordingly, image quality can be improved by controlling the primary transfer conditions.
すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置では、図2に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kにおいて、形成する画像の色に応じて各感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上に対応する色のトナー像が形成され、これらの各感光体ドラム16Y、16M、16C、16K上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、一次転写位置N1において一次転写ロール27Y、27M、27C、27Kに予め定められた電流値に定電流制御された正極性の転写電流が通電され、中間転写ベルト26上に多重に一次転写される。その後、上記中間転写ベルト26上に多重に一次転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、二次転写位置N2において二次転写ロール34に対向する背面支持ロール32に予め定められた電圧値に定電圧制御された負極性の二次転写電圧が印加され、記録用紙35上に一括して二次転写され、記録用紙35は、定着装置38によって未定着トナー像が熱及び圧力による定着処理を受け、排出トレイ39上に排出される。
That is, in the image forming apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 2,
その際、上記画像形成装置では、図2に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット14Y、14M、14C、14Kの現像装置18Y、18M、18C、18Kにおいて、数平均粒子径が3.8μm程度の相対的に小粒子径のトナーが用いられている。そのため、上記小粒子径のトナーからなるトナー像は、中間転写ベルト26上に一次転写された後、当該中間転写ベルト26上から記録用紙35上に一括して二次転写される際に、図3に示すように、導電体としての中間転写ベルト26に対する鏡像力が、図4に示すように、トナーの帯電状態即ちトナーの電荷量に応じて大きく変化し、トナー像の転写性に大きな影響を及ぼす。
At this time, in the image forming apparatus, as shown in FIG. 2, the developing devices of the
更に説明すると、上記画像形成装置では、図4に示すように、トナーの帯電状態が低い、即ちトナーの電荷量が少ないと、中間転写ベルト26に対する鏡像力が小さいが、中間転写ベルト26から記録用紙35側に作用する二次転写のためのクーロン力も小さいため、図12の実施例1に示すように、一次転写電流を増加させて電荷量が少ないトナーをチャージアップして二次転写性を向上させる必要がある。これに対して、トナーの帯電状態が高い、即ちトナーの電荷量が多い場合には、図4に示すように、中間転写ベルト26に対する鏡像力が大きく、中間転写ベルト26から記録用紙35側に作用する二次転写のためのクーロン力を増加させるために、一次転写電流を増加させてしまうと、電荷量が多いトナーを更にチャージアップしてしまい、中間転写ベルト26に対する鏡像力の影響によって記録用紙35上に二次転写されるトナー像の濃度が却って低下してしまうことになる。
More specifically, in the above image forming apparatus, as shown in FIG. 4, when the charged state of the toner is low, that is, when the amount of charge of the toner is small, the mirror image force with respect to the
そこで、この実施の形態では、トナーの帯電状態が高い、即ちトナーの電荷量が多い場合には、図4に示すように、中間転写ベルト26に対する鏡像力が大きいことを考慮して、一次転写においてトナーが過剰にチャージアップされるのを回避するため、図12に実施例2に示すように、一次転写電流を通常の帯電状態にあるトナーに比較して相対的に低く設定し、電荷量が多いトナーが一次転写において過剰にチャージアップされるのを防止して、二次転写に及ぼす鏡像力の影響を低減させ、中間転写ベルト26上のトナー像を良好に記録用紙35に二次転写することが可能となっている。
Therefore, in this embodiment, when the charged state of the toner is high, that is, when the amount of charge of the toner is large, the primary transfer is performed in consideration of the large mirror image force on the
なお、図12において、イエロー(Y)及びシアン(C)とマゼンタ(M)及び黒(K)の実施例1及び2における一次転写電流の値が異なっているのは、上流側に位置するイエロー(Y)等は一次転写電界を受ける回数が多いことと、黒(K)色のトナーは他のカラートナーと帯電特性が異なることなどを考慮したためである。 In FIG. 12, yellow (Y) and cyan (C) and magenta (M) and black (K) in Examples 1 and 2 have different primary transfer current values in the yellow located on the upstream side. This is because (Y) and the like take into account that the number of times of receiving the primary transfer electric field is large and that the black (K) toner has different charging characteristics from other color toners.
そのため、この実施の形態に係る画像形成装置によれば、トナーの帯電状態を検知して、当該トナーの帯電状態に応じて一次転写電流の値を制御することで、トナーの帯電状態が通常状態の場合は勿論のこと、トナーの帯電状態が低帯電状態や高帯電状態の場合であっても、中間転写ベルト26上のトナー像を良好に記録用紙35に二次転写することができ、画像濃度の低下等が発生することがなく、高画質の画像を形成することができる。
Therefore, according to the image forming apparatus of this embodiment, the charged state of the toner is detected in the normal state by detecting the charged state of the toner and controlling the value of the primary transfer current according to the charged state of the toner. Of course, the toner image on the
図13は上記実施の形態1に示すように構成された画像形成装置において、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が通常の状態である初期状態と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が変動している調整前の状態と、本実施の形態1を適用した調整後の記録用紙35上に転写・定着された画像の濃度を検知した結果を示すグラフである。
FIG. 13 shows an image forming apparatus configured as shown in the first embodiment, in which the charging state of toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is normal. The initial state, and the pre-adjustment state in which the charging state of the toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) fluctuates is applied. 6 is a graph showing the result of detecting the density of an image transferred and fixed on the adjusted
この図13に示すグラフから明らかなように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が変動している調整前の状態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像の濃度がばらついているのに対して、本実施の形態1を適用した調整後の状態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が通常の状態である初期状態と略等しい濃度となっていることがわかる。 As is apparent from the graph shown in FIG. 13, in the state before adjustment in which the charging state of the toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is fluctuating, yellow While the density of toner images of each color of (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) varies, in the state after adjustment using the first embodiment, yellow ( It can be seen that the toners of the respective colors Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) have substantially the same density as the initial state, which is the normal state.
なお、図13では単色に関してプロットしているが、2色以上の多重色に関しては、単色の濃度(転写トナー量)を管理することで、同様の効果が得られることが確認されている。 In FIG. 13, plotting is performed with respect to a single color, but it has been confirmed that the same effect can be obtained by managing the density of single color (transfer toner amount) for multiple colors of two or more colors.
実施の形態2
図14はこの発明の実施の形態2を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態2では、転写手段によって像保持体上から転写媒体上に転写されたトナー像ではなく、像保持体上に残った転写残トナー像の濃度を濃度検知手段によって検知するように構成されている。
FIG. 14 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the second embodiment, the image carrier is transferred by a transfer means. Instead of the toner image transferred onto the transfer medium from above, the density of the untransferred toner image remaining on the image carrier is detected by the density detecting means.
すなわち、この実施の形態2では、図14に示すように、二次転写位置N2の中間転写ベルト26の移動方向に沿った下流側であって、当該中間転写ベルト26の表面と対向する位置に濃度検知手段としてのインラインセンサー51が配置されており、このインラインセンサー51によって中間転写ベルト26上に残留した転写残トナー像の濃度を検知するように構成されている。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 14, at the downstream side of the secondary transfer position N2 along the moving direction of the
この実施の形態2では、背面支持ロール32に印加する二次転写電圧を複数の値に変化させた場合に、中間転写ベルト26上に残留した転写残トナー像の濃度が、図10に示す特性と逆の特性となるように変化するが、その傾向そのものは、トナーの帯電状態が通常の帯電状態である場合と、トナーの帯電状態が低帯電状態である場合と、トナーの帯電状態が高帯電状態である場合とにおけるインラインセンサー51の検知濃度と同様である。
In the second embodiment, when the secondary transfer voltage applied to the
つまり、この実施の形態2では、制御回路100は、図15及び図16に示すように、二次転写ロール34に印加する複数の転写電圧の値とこれらに対応したインラインセンサー51の検知濃度の値との関係から、インラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値が、トナーの帯電状態が通常の状態よりも小さく濃度低下が発生しているが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値を0.5kV〜2.5kV程度まで変化させた場合の特性が、トナーの帯電状態が通常の状態と同じ傾向を示すと判別した場合には、トナーの帯電状態が低帯電状態であると検知する。
That is, in the second embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the
また、上記制御回路100は、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値とインラインセンサー51の検知濃度の値との関係から、図15に示すように、インラインセンサー51によって検知された記録用紙35上のトナー像53の濃度値が、やはりトナーの帯電状態が通常の状態よりも小さいが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値を0.5kV〜2.5kV程度まで変化させた場合の特性が、トナーの帯電状態が通常の状態と大きく異なり、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値が1.5kV程度の前後まで記録用紙35上のトナー像の濃度値が低いが、二次転写ロール34に印加する転写電圧の値が1.5kV程度の前後を越えると、記録用紙35上のトナー像の濃度値が急激に上昇する傾向を示すと判別した場合には、トナーの帯電状態が高帯電状態であると検知する。
Further, the
また、実施の形態1と同様に、図17に示すように、イエロー(Y)及びシアン(C)とマゼンタ(M)及び黒(K)の一次転写電流を制御することにより、図18に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が変動している調整前の状態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像の濃度がばらついているのに対して、本実施の形態2を適用した調整後の状態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーの帯電状態が通常の状態である初期状態と略等しい濃度となっていることがわかる。 Similarly to the first embodiment, as shown in FIG. 17, the primary transfer currents of yellow (Y) and cyan (C) and magenta (M) and black (K) are controlled, as shown in FIG. As described above, in the pre-adjustment state in which the charging state of the toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) varies, yellow (Y), magenta (M), While the density of the toner images of cyan (C) and black (K) varies, in the state after adjustment using the second embodiment, yellow (Y), magenta (M), cyan It can be seen that the charged state of the toner of each color of (C) and black (K) has substantially the same density as the initial state which is a normal state.
この実施の形態2では、用紙が不要となり望ましいとともに、中間転写ベルト26上のトナー残量が少ない高転写電圧側におけるトナー像53の濃度差を精度良く検知することが可能となる。
In the second embodiment, paper is unnecessary and desirable, and it is possible to accurately detect the density difference of the
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
なお、前記実施の形態では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト26上に一次転写した後、中間転写ベルト26上から記録用紙に二次転写する構成について説明したが、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙搬送ベルトによって搬送される記録用紙に直接転写する構成の画像形成装置にも適応できることは勿論である。
In the above-described embodiment, the toner image formed on the photosensitive drum is primarily transferred onto the
26:中間転写ベルト(像保持体)、34:二次転写ロール、35:記録用紙(転写媒体)、51:インラインセンサー(濃度検知手段)、53:トナー像、100:制御回路(帯電状態検知手段)。 26: Intermediate transfer belt (image carrier), 34: Secondary transfer roll, 35: Recording paper (transfer medium), 51: Inline sensor (density detection means), 53: Toner image, 100: Control circuit (charged state detection) means).
Claims (6)
前記像保持体上に保持されたトナー像を前記転写手段によって前記転写媒体上に転写する際に、前記転写手段に印加する転写電圧を複数の値に変化させ、前記転写手段に印加する転写電圧の値と前記濃度検知手段の検知濃度の値との関係から前記トナー像を形成するトナーの帯電状態を検知する帯電状態検知手段とを備えたことを特徴とするトナー帯電状態検知装置。 Density detecting means for detecting the density of the toner image transferred onto the transfer medium from the image holding member by the transfer means or the transfer residual toner image remaining on the image holding member;
When the toner image held on the image carrier is transferred onto the transfer medium by the transfer unit, the transfer voltage applied to the transfer unit is changed to a plurality of values, and the transfer voltage applied to the transfer unit And a charged state detecting means for detecting a charged state of the toner forming the toner image based on the relationship between the value of the toner and the detected density value of the density detecting means.
前記帯電状態検知手段は、前記中間転写体上に前記記録媒体の大きさに対応して転写されたトナー像を、前記転写手段によって前記記録媒体上に転写する際に、前記記録媒体の領域を前記中間転写体の移動方向に沿って複数の小領域に分割し、前記複数の小領域に応じて前記転写手段に印加する転写電圧を複数の値に変化させることを特徴とする請求項1に記載のトナー帯電状態検知装置。 The image carrier is composed of an intermediate transfer member onto which a toner image is transferred from a photosensitive drum, and the transfer medium is composed of a recording medium.
The charged state detecting means detects the area of the recording medium when transferring the toner image transferred on the intermediate transfer body corresponding to the size of the recording medium onto the recording medium by the transferring means. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer member is divided into a plurality of small regions along a moving direction of the intermediate transfer member, and a transfer voltage applied to the transfer unit is changed to a plurality of values according to the plurality of small regions. The toner charged state detection device according to claim.
前記像保持体上に保持されたトナー像を転写媒体上に転写する転写手段と、
前記トナー像を形成するトナーの帯電状態を検知するトナー帯電状態検知手段とを備え、
前記トナー帯電状態検知手段として請求項1乃至4のいずれかに記載されたトナー帯電状態検知装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for holding a toner image;
Transfer means for transferring the toner image held on the image carrier onto a transfer medium;
Toner charge state detection means for detecting the charge state of the toner forming the toner image,
An image forming apparatus using the toner charged state detecting device according to claim 1 as the toner charged state detecting means.
前記複数の像保持体上に保持された各トナー像を中間転写体上に多重に転写する複数の一次転写手段と、
前記中間転写体上に多重に一次転写された各トナー像を一括して記録媒体上に二次転写する二次転写手段と、
前記各トナー像を形成するトナーの帯電状態をそれぞれ検知するトナー帯電状態検知手段と、
前記トナー帯電状態検知手段によって検知された前記各トナー像を形成するトナーの帯電状態に基づいて前記複数の一次転写手段における転写条件を制御する制御手段とを備え、
前記トナー帯電状態検知手段として請求項1乃至4のいずれかに記載されたトナー帯電状態検知装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image carriers that hold toner images of different colors;
A plurality of primary transfer means for transferring each of the toner images held on the plurality of image holders onto the intermediate transfer member in a multiplexed manner;
Secondary transfer means for performing secondary transfer of the toner images, which have been primary-transferred multiple times on the intermediate transfer body, onto a recording medium at once;
Toner charge state detection means for detecting the charge state of the toner forming each toner image;
Control means for controlling transfer conditions in the plurality of primary transfer means based on the charge state of the toner forming each toner image detected by the toner charge state detection means;
An image forming apparatus using the toner charged state detecting device according to claim 1 as the toner charged state detecting means.
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