JP2013213990A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system.
電子写真方式の画像形成装置では、多様な記録材に対応するために、感光体からトナー像を中間転写体に転写(一次転写)して、中間転写体から記録材に転写(二次転写)することで画像を形成する中間転写方式が知られている。 In an electrophotographic image forming apparatus, in order to support various recording materials, a toner image is transferred from a photosensitive member to an intermediate transfer member (primary transfer), and then transferred from the intermediate transfer member to a recording material (secondary transfer). Thus, an intermediate transfer method for forming an image is known.
特許文献1には中間転写方式の従来構成が記載されている。すなわち特許文献1は、感光体からトナー像を中間転写体へ一次転写するために、一次転写ローラを設けた上で、一次転写ローラに一次転写専用の電源が接続された構成である。さらに特許文献1は、中間転写体からトナー像を記録材に二次転写するために、二次転写ローラを設けた上で、二次転写専用の電源が二次転写ローラに接続された構成である。 Patent Document 1 describes a conventional configuration of an intermediate transfer system. That is, Patent Document 1 has a configuration in which a primary transfer roller is provided for primary transfer of a toner image from a photosensitive member to an intermediate transfer member, and a power source dedicated to primary transfer is connected to the primary transfer roller. Further, Patent Document 1 has a configuration in which a secondary transfer roller is provided for secondary transfer of a toner image from an intermediate transfer member to a recording material, and a power supply dedicated to secondary transfer is connected to the secondary transfer roller. is there.
特許文献2には、二次転写内ローラに小さな電源が接続されるとともに、二次転写外ローラには別の大きな電源が接続された構成がある。特許文献2には、感光体からトナー像を中間転写体へ転写する一次転写を、小さな電源が二次転写内ローラに電圧を印加することによって行う旨が記載されている。 Patent Document 2 has a configuration in which a small power source is connected to the secondary transfer inner roller, and another large power source is connected to the secondary transfer outer roller. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260260 describes that primary transfer for transferring a toner image from a photosensitive member to an intermediate transfer member is performed by applying a voltage to a secondary transfer inner roller with a small power source.
しかし、一次転写専用の電源を配置すれば、コストアップにつながるおそれがある。すなわち、一次転写専用の電源を省いて、コストダウンをする方法が望まれている。 However, if a power supply dedicated for primary transfer is arranged, the cost may increase. That is, a method for reducing the cost by omitting the power source dedicated for primary transfer is desired.
上記課題を解決するための本発明は、像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写体と、記録材を前記中間転写体とともに挟持して前記中間転写体からトナー像を二次転写する転写部材と、前記中間転写体からトナー像を記録材に二次転写する二次転写電界と、前記像担持体からトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写電界とを形成するために、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記中間転写体とアースとの間に配置されて、前記転写部材に所定電圧以上の電圧が印加されることで前記中間転写体とアースとの間の電圧降下が前記所定電圧以下の設定電圧を維持するように電流を流す電圧維持手段とを備えて、前記設定電圧を変更することができる変更手段を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image carrier, an intermediate transfer member on which a toner image is primarily transferred from the image carrier, and a recording material sandwiched between the intermediate transfer member and the toner from the intermediate transfer member. A transfer member for secondary transfer of the image; a secondary transfer electric field for secondary transfer of the toner image from the intermediate transfer member to the recording material; and a primary transfer electric field for primary transfer of the toner image from the image carrier to the intermediate transfer member. Are arranged between a power source for applying a voltage to the transfer member, and the intermediate transfer body and the ground, and a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the transfer member, thereby the intermediate transfer. Voltage maintaining means for flowing current so that a voltage drop between the body and the ground maintains a set voltage equal to or lower than the predetermined voltage, and has a changing means capable of changing the set voltage. To do.
本発明によって、コストダウンのために一次転写専用の電源を省く構成において、中間転写体を電圧維持手段に接続しても、中間転写体の電位を変更することができる。 According to the present invention, the potential of the intermediate transfer member can be changed even if the intermediate transfer member is connected to the voltage maintaining unit in a configuration in which a power supply dedicated to primary transfer is omitted for cost reduction.
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each drawing has the same structure or effect | action, The duplication description about these was abbreviate | omitted suitably.
(実施形態1)
[画像形成装置]
図1は本実施の形態における画像形成装置を示す。画像形成装置は、各色の画像形成ユニットを独立かつタンデムに配置するタンデム方式を採用している。さらに画像形成装置、各色の画像形成ユニットからトナー像を中間転写体に転写してから、中間転写体からトナー像を記録材に転写する中間転写方式を採用している。
(Embodiment 1)
[Image forming apparatus]
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus employs a tandem system in which the image forming units of the respective colors are arranged independently and in tandem. Further, an intermediate transfer system is employed in which a toner image is transferred from an image forming unit of each color to an intermediate transfer member and then transferred from the intermediate transfer member to a recording material.
画像形成ユニット101a、101b、101c、101dは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)色のトナー像を形成する画像形成手段である。これらの画像形成ユニットは、中間転写ベルト56の移動方向において上流側から、画像形成ユニット101a、101b、101c、101dの順、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に配置されている。 The image forming units 101a, 101b, 101c, and 101d are image forming units that form yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images, respectively. These image forming units are arranged in the order of the image forming units 101a, 101b, 101c, and 101d from the upstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 56, that is, the order of yellow, magenta, cyan, and black.
各画像形成ユニット101a、101b、101c、101dはそれぞれ、トナー像が形成される感光体(像担持体)としての感光体ドラム50a、50b、50c、50dを備える。一次帯電器51a、51b、51c、51dは、各感光体ドラム50a、50b、50c、50dの表面を帯電する帯電手段である。露光装置52a、52b、52c、52dはレーザスキャナーを備えて、一次帯電器によって帯電された感光体ドラム50a、50b、50c、50dを露光する。レーザスキャナーの出力が画像情報に基づいてオンオフされることによって、画像に対応した静電像が各感光体ドラム上に形成される。すなわち、一次帯電器と露光手段とが、静電像を感光体ドラムに形成する静電像形成手段として機能する。現像装置53a、53b、53c、53dは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーを収容する収容器を備えて、感光体ドラム50a、50b、50c、50d上の静電像をトナーを用いて現像する現像手段である。 Each of the image forming units 101a, 101b, 101c, and 101d includes photoreceptor drums 50a, 50b, 50c, and 50d as photoreceptors (image carriers) on which toner images are formed. The primary chargers 51a, 51b, 51c, and 51d are charging units that charge the surfaces of the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d. The exposure devices 52a, 52b, 52c, and 52d include a laser scanner, and expose the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d charged by the primary charger. As the output of the laser scanner is turned on / off based on the image information, an electrostatic image corresponding to the image is formed on each photosensitive drum. That is, the primary charger and the exposure unit function as an electrostatic image forming unit that forms an electrostatic image on the photosensitive drum. Each of the developing devices 53a, 53b, 53c, and 53d includes a container that stores toner of each color of yellow, magenta, cyan, and black, and the electrostatic images on the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d are converted into toner. It is a developing means that uses and develops.
感光体ドラム50a、50b、50c、50dに形成されたトナー像は、中間転写ベルト56へ一次転写部N1a、N1b,N1c,N1dで一次転写される。こうして中間転写ベルト56上に4色のトナー像が重ねて転写される。一次転写については、後で詳しく説明する。 The toner images formed on the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d are primarily transferred to the intermediate transfer belt 56 by primary transfer portions N1a, N1b, N1c, and N1d. In this way, the four color toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 56 in an overlapping manner. The primary transfer will be described in detail later.
感光体ドラムクリーニング装置55a、55b、55c、55dは、一次転写部N1a、N1b,N1c,N1dで転写せず感光体ドラム50a、50b、50c、50dに残留した残留トナーを除去する。 The photosensitive drum cleaning devices 55a, 55b, 55c, and 55d remove residual toner remaining on the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d without being transferred by the primary transfer portions N1a, N1b, N1c, and N1d.
中間転写ベルト56は、感光体ドラム50a、50b、50c、50dからトナー像が転写される、移動可能な中間転写体である。本実施形態では中間転写ベルト56は、基層と表層との2層構成である。基層は内面側(張架部材側)であり、張架部材に接触する。表層は外面側(像担持体側)であり、感光ドラムに接触する。基層はポリイミドあるいはポリアミド、PEN、PEEK等の樹脂または各種ゴム等にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられる。中間転写ベルト56の基層は、基層の体積抵抗率が106〜108Ω・cmとなるように形成される。本実施形態における基層としては、ポリイミドで、中心厚みが45〜150um程度のフィルム状の無端ベルトが用いられる。さらに表層として、体積抵抗率1013〜1016Ω・cmのアクリルコートが施される。すなわち表層の抵抗よりも、基層の抵抗の方が低い。表層の厚みは1〜10umである。もちろんこれらの数値に限定する意図ではない。 The intermediate transfer belt 56 is a movable intermediate transfer body to which a toner image is transferred from the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d. In this embodiment, the intermediate transfer belt 56 has a two-layer configuration of a base layer and a surface layer. The base layer is on the inner surface side (stretching member side) and is in contact with the stretching member. The surface layer is the outer surface side (image carrier side) and is in contact with the photosensitive drum. The base layer is made of a resin such as polyimide or polyamide, PEN or PEEK, or various rubbers containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black. The base layer of the intermediate transfer belt 56 is formed so that the volume resistivity of the base layer is 10 6 to 10 8 Ω · cm. As the base layer in the present embodiment, a film-like endless belt made of polyimide and having a center thickness of about 45 to 150 μm is used. Further, an acrylic coating having a volume resistivity of 10 13 to 10 16 Ω · cm is applied as a surface layer. That is, the resistance of the base layer is lower than the resistance of the surface layer. The thickness of the surface layer is 1 to 10 um. Of course, it is not intended to limit to these numerical values.
中間転写ベルト56の内周面は、張架部材としての各種ローラ60,61,62,63によって張架されている。アイドラローラ60、61は、各感光体ドラム50a、50b、50c、50dの配列方向に沿って延びる中間転写ベルト56を張架する。テンションローラ63は、中間転写ベルト56に対して一定の張力を与えるテンションローラである。さらにテンションローラ63は、中間転写ベルト56の蛇行を防止する補正ローラとしても機能する。なお、テンションローラ63に対するベルトテンションは5〜12kgf程度になるように構成される。このベルトテンションがかけられることで、一次転写部N1a、N1b,N1c,N1dとして、中間転写ベルト56と感光体ドラム50a〜dとの間にニップが形成される。二次転写内ローラ62は、定速性に優れたモーターにより駆動されて中間転写ベルト56を循環駆動させる駆動ローラとして機能する。 The inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 56 is stretched by various rollers 60, 61, 62, and 63 as stretch members. The idler rollers 60 and 61 stretch an intermediate transfer belt 56 that extends along the arrangement direction of the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d. The tension roller 63 is a tension roller that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 56. Further, the tension roller 63 also functions as a correction roller that prevents the intermediate transfer belt 56 from meandering. The belt tension with respect to the tension roller 63 is configured to be about 5 to 12 kgf. By applying this belt tension, a nip is formed between the intermediate transfer belt 56 and the photosensitive drums 50a to 50d as primary transfer portions N1a, N1b, N1c, and N1d. The secondary transfer inner roller 62 functions as a driving roller that is driven by a motor excellent in constant speed and circulates and drives the intermediate transfer belt 56.
記録材は、記録材Pを収容する用紙トレイに収容されている。記録材Pは、この用紙トレイから所定のタイミングでピックアップローラによって取り出されて、レジストレーションローラ66へ導かれる。記録材Pは、中間転写ベルト上のトナー像が搬送されるのと同期して、中間転写ベルトからトナー像を記録材に転写する二次転写部N2へレジストレーションローラ66によって送り出される。 The recording material is stored in a paper tray that stores the recording material P. The recording material P is taken out from the paper tray by a pickup roller at a predetermined timing and guided to the registration roller 66. The recording material P is sent out by the registration roller 66 to the secondary transfer portion N2 for transferring the toner image from the intermediate transfer belt to the recording material in synchronization with the conveyance of the toner image on the intermediate transfer belt.
二次転写外ローラ64は、中間転写ベルト56を介して二次転写内ローラを押圧して、二次転写内ローラ62と共に二次転写部N2を形成する二次転写部材である。二次転写外ローラは、中間転写ベルトとともに記録材を二次転写部で挟持するように配置される。二次転写用電源210は、二次転写外ローラ64に接続されており、二次転写外ローラ64に電圧を印加する電圧印加手段としての電源である。 The secondary transfer outer roller 64 is a secondary transfer member that presses the secondary transfer inner roller via the intermediate transfer belt 56 to form the secondary transfer portion N2 together with the secondary transfer inner roller 62. The secondary transfer outer roller is arranged so as to sandwich the recording material together with the intermediate transfer belt at the secondary transfer portion. The secondary transfer power supply 210 is connected to the secondary transfer outer roller 64 and is a power supply as a voltage application unit that applies a voltage to the secondary transfer outer roller 64.
記録材Pが二次転写部N2へ搬送されると、二次転写外ローラにトナーと逆極性の二次転写電圧が印加されることによって、中間転写ベルト56からトナー像が記録材に転写する。 When the recording material P is conveyed to the secondary transfer portion N2, a toner image is transferred from the intermediate transfer belt 56 to the recording material by applying a secondary transfer voltage having a reverse polarity to the toner to the secondary transfer outer roller. .
なお二次転写内ローラ62はEPDMゴムからなる。二次転写内ローラの直径は20mm、ゴム厚は0.5mm、硬度は70°(Asker−C)に設定される。二次転写外ローラ64はNBRゴムやEPDMゴム等からなる弾性層と芯金からなる。二次転写外ローラの直径は、24mmになるように形成される。 The secondary transfer inner roller 62 is made of EPDM rubber. The diameter of the secondary transfer inner roller is set to 20 mm, the rubber thickness is set to 0.5 mm, and the hardness is set to 70 ° (Asker-C). The secondary transfer outer roller 64 is made of an elastic layer made of NBR rubber, EPDM rubber or the like and a cored bar. The diameter of the secondary transfer outer roller is formed to be 24 mm.
中間転写ベルト56が移動する方向において二次転写部N2よりも下流側には、記録材に二次転写部N2で転写せず中間転写ベルト56に残留した残留トナーや紙粉を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置65が設けられている。 In order to remove residual toner and paper dust remaining on the intermediate transfer belt 56 without being transferred to the recording material by the secondary transfer portion N2 on the downstream side of the secondary transfer portion N2 in the moving direction of the intermediate transfer belt 56. An intermediate transfer belt cleaning device 65 is provided.
[1転高圧レスシステムにおける一次転写電界形成]
本実施形態は、コストダウンのために、一次転写専用の電源を省いた構成である。そこで本実施形態では、感光体ドラムからトナー像を中間転写ベルト56へ静電的に一次転写するために、二次転写用電源210を用いる。(以下、本構成を一転高圧レスシステムと記載する。)
[Formation of primary transfer electric field in a single high pressureless system]
In the present embodiment, a power supply dedicated to primary transfer is omitted for cost reduction. Therefore, in this embodiment, the secondary transfer power source 210 is used to electrostatically transfer the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt 56. (Hereinafter, this configuration is referred to as a high-pressure-less system.)
しかし中間転写ベルトを張架するローラが直接的にアースに接続される構成では、二次転写用電源210が電圧を二次転写外ローラ64に印加しても、張架ローラ側へほとんど電流が流れ、感光ドラム側へ電流が流れないおそれがある。すなわち、二次転写用電源210が電圧を印加しても中間転写ベルト56を介して感光体ドラム50a、50b、50c、50dへ電流が流れず、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に、トナー像を転写するための一次転写電界が働かない。 However, in the configuration in which the roller that stretches the intermediate transfer belt is directly connected to the ground, even when the secondary transfer power supply 210 applies a voltage to the secondary transfer outer roller 64, almost no current flows to the stretch roller side. Current may not flow to the photosensitive drum side. In other words, even when the secondary transfer power supply 210 applies a voltage, no current flows to the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d via the intermediate transfer belt 56, and between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt, The primary transfer electric field for transferring the toner image does not work.
そこで一転高圧レスシステムにおいて一次転写電界作用を働かせるためには、張架ローラ60、61、62、63のすべてとアースとの間に受動素子を配置して、感光体側へ電流が流れるようにするのが望ましい。 Therefore, in order to make the primary transfer electric field action work in the reversing high pressureless system, a passive element is arranged between all of the stretching rollers 60, 61, 62, 63 and the ground so that a current flows to the photosensitive member side. Is desirable.
その結果、中間転写ベルトの電位が高くなり、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に一次転写電界が働くようになる。 As a result, the potential of the intermediate transfer belt becomes high, and a primary transfer electric field works between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt.
なお、1転高圧レスシステムで一次転写電界を形成するためには、二次転写用電源210が電圧を印加することで、電流が中間転写ベルトの周方向に沿って流すことが必要である。しかし中間転写ベルト自体の抵抗が高ければ、中間転写ベルトが移動する移動方向(周方向)における中間転写ベルトにおける電圧降下が大きくなる。その結果、中間転写ベルトを周方向に伝って感光体ドラム50a、50b、50c、50dへ電流が流れにくくなるおそれもある。そのため、中間転写ベルトが低抵抗の層を持つのが望ましい。本実施形態では中間転写ベルトにおける電圧降下を抑制するために、中間転写ベルトの基層の表面抵抗率が102Ω/□以上で108Ω/□以下となるように形成される。また本実施形態では中間転写ベルトは2層構成である。これは、表層に高抵抗の層を配置することで、非画像部に流れる電流を抑制して転写性をさらに高めやすいからである。もちろんこの構成に限定する意図ではない。単層の構成にすることもできるし、3層以上の構成にすることもできる。 In order to form a primary transfer electric field in a system without a high-voltage transfer, it is necessary for the current to flow along the circumferential direction of the intermediate transfer belt by applying a voltage from the secondary transfer power supply 210. However, if the resistance of the intermediate transfer belt itself is high, the voltage drop in the intermediate transfer belt in the moving direction (circumferential direction) in which the intermediate transfer belt moves increases. As a result, current may not easily flow to the photosensitive drums 50a, 50b, 50c, and 50d along the circumferential direction of the intermediate transfer belt. Therefore, it is desirable that the intermediate transfer belt has a low resistance layer. In this embodiment, in order to suppress a voltage drop in the intermediate transfer belt, the surface resistivity of the base layer of the intermediate transfer belt is formed to be 10 2 Ω / □ or more and 10 8 Ω / □ or less. In this embodiment, the intermediate transfer belt has a two-layer structure. This is because disposing a high resistance layer on the surface layer makes it easier to suppress the current flowing in the non-image area and further enhance transferability. Of course, the intention is not limited to this configuration. A single-layer structure can be used, and a three-layer structure or more can also be used.
次に図5(a)を用いて、感光体ドラムの電位と中間転写ベルトの電位の差である一次転写コントラストについて説明する。 Next, the primary transfer contrast, which is the difference between the potential of the photosensitive drum and the potential of the intermediate transfer belt, will be described with reference to FIG.
図5は、感光体ドラム1表面が帯電手段2によって帯電されて、感光体ドラム表面の電位Vd(ここでは−600Vとする)となる場合である。その上で図5(a)は、帯電された感光体ドラムの表面が露光手段3によって露光されて、感光体ドラムの表面がVl(ここでは−250Vとする)となる場合である。 FIG. 5 shows a case where the surface of the photosensitive drum 1 is charged by the charging unit 2 and becomes a potential Vd (here, −600 V) on the surface of the photosensitive drum. 5A shows a case where the surface of the charged photosensitive drum is exposed by the exposure unit 3 and the surface of the photosensitive drum becomes Vl (here, −250 V).
電位Vdは、トナーが付着されない非画像部の電位であり、電位Vlは、感光体ドラム上のトナーが付着される画像部の電位である。Vitbは中間転写ベルトの電位を示す。 The potential Vd is a potential of a non-image portion where no toner is adhered, and the potential Vl is a potential of an image portion where the toner on the photosensitive drum is adhered. Vitb indicates the potential of the intermediate transfer belt.
ドラムの表面電位は帯電、露光手段の下流側、且つ現像手段の上流で感光体ドラムに近接配置された電位センサー206の検知結果に基づいて制御される。 The surface potential of the drum is controlled based on the detection result of the potential sensor 206 disposed in the vicinity of the photosensitive drum on the charging and downstream side of the exposure unit and upstream of the developing unit.
電位センサーは感光体ドラム表面の非画像部電位と画像部電位を検知し、非画像部電位に基づいて帯電手段の帯電電位を制御して、画像部電位に基づいて露光手段の露光光量を制御する。 The potential sensor detects the non-image part potential and the image part potential on the surface of the photosensitive drum, controls the charging potential of the charging unit based on the non-image part potential, and controls the exposure light amount of the exposure unit based on the image part potential To do.
この制御により感光体ドラムの表面電位は画像部電位、非画像部電位の両電位とも適正な値にすることができる。 By this control, the surface potential of the photosensitive drum can be set to an appropriate value for both the image portion potential and the non-image portion potential.
この感光体ドラム上の帯電電位に対して、現像装置4によって現像バイアスVdc(ここではDC成分は−400V)が印加されて、ネガ帯電したトナーが感光体ドラム側に現像される。 A developing bias Vdc (in this case, the DC component is −400 V) is applied to the charging potential on the photosensitive drum by the developing device 4, and the negatively charged toner is developed on the photosensitive drum side.
感光体ドラムのVlと現像バイアスVdcとの電位差である現像コントラストVcaは、
Vca=−250(V)−(−400(V))=150(V)
となる。画像部電位Vlと非画像部電位Vdとの電位差である静電像コントラストVcbは、
Vcb=−250(V)−(−600(V))=350(V)
となる。感光ドラムの画像部電位Vlと中間転写ベルトの電位Vitb(ここでは300Vとする)との電位差である一次転写コントラストVtrは、
Vtr=100(V)−(−250(V))=350(V)
となる。
The development contrast Vca, which is the potential difference between the photosensitive drum Vl and the development bias Vdc, is:
Vca = −250 (V) − (− 400 (V)) = 150 (V)
It becomes. The electrostatic image contrast Vcb, which is the potential difference between the image portion potential Vl and the non-image portion potential Vd, is
Vcb = −250 (V) − (− 600 (V)) = 350 (V)
It becomes. The primary transfer contrast Vtr, which is the potential difference between the image portion potential Vl of the photosensitive drum and the potential Vitb (here, 300 V) of the intermediate transfer belt,
Vtr = 100 (V) − (− 250 (V)) = 350 (V)
It becomes.
[電圧維持手段]
一転高圧レスシステムでは、一次転写は、中間転写ベルトの電位と感光体ドラムの電位との電位差である一次転写コントラストによって決まる。そのため一次転写コントラストを安定的に形成するためには中間転写ベルトの電位を一定に維持するのが望ましい。
[Voltage maintaining means]
In the transfer high pressureless system, the primary transfer is determined by the primary transfer contrast which is a potential difference between the potential of the intermediate transfer belt and the potential of the photosensitive drum. Therefore, in order to stably form the primary transfer contrast, it is desirable to keep the potential of the intermediate transfer belt constant.
そこで一次転写を安定させるために、所定電圧以上の電圧が二次転写外ローラに印加されると、中間転写体とアースとの間の電圧降下を設定電圧に維持する電圧維持手段が配置される。 Therefore, in order to stabilize the primary transfer, a voltage maintaining unit is arranged to maintain a voltage drop between the intermediate transfer member and the ground at a set voltage when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the secondary transfer outer roller. .
本実施形態では、電圧維持手段を構成するために、ツェナーダイオードが用いられる。 In this embodiment, a Zener diode is used to configure the voltage maintaining means.
図3は、ツェナーダイオードの電流電圧特性を示す。ツェナーダイオードは、ツェナー降伏電圧以上の電圧が印加されるまでほとんど電流を流さない。しかし、ツェナー降伏電圧以上の電圧が印加されると急激に電流が流れるような特性を持つ。すなわち、ツェナーダイオード11にかかる電圧がツェナー降伏電圧以上の範囲では、ツェナーダイオード11の電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するように電流を流す。 FIG. 3 shows the current-voltage characteristics of the Zener diode. The zener diode hardly conducts current until a voltage higher than the zener breakdown voltage is applied. However, when a voltage higher than the Zener breakdown voltage is applied, the current flows suddenly. That is, in the range where the voltage applied to the Zener diode 11 is equal to or higher than the Zener breakdown voltage, a current is passed so that the voltage drop of the Zener diode 11 maintains the Zener breakdown voltage.
このようなツェナーダイオードの電流電圧特性を利用して、中間転写ベルト56の電位を一定に維持する。 Utilizing such a current-voltage characteristic of the Zener diode, the potential of the intermediate transfer belt 56 is kept constant.
すなわち、ツェナーダイオードを含む回路が、中間転写ベルトとアースとの間に配置される。そしてこの回路は、二次転写外ローラに所定電圧以上の電圧が印加されると、中間転写ベルトとアースとの間の電圧降下が設定電圧を維持する電圧維持手段として機能する。なお、所定電圧は設定電圧以上の電圧が必要であるので、設定電圧は所定電圧以下の値である。 That is, a circuit including a Zener diode is disposed between the intermediate transfer belt and the ground. This circuit functions as a voltage maintaining means for maintaining a set voltage by a voltage drop between the intermediate transfer belt and the ground when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the secondary transfer outer roller. Since the predetermined voltage needs to be a voltage that is equal to or higher than the set voltage, the set voltage is a value that is equal to or lower than the predetermined voltage.
本実施形態では、アイドラローラ60、61、二次転写内ローラ62、及びテンションローラ63の張架ローラと、アースとの間に、電圧維持手段として、ツェナーダイオード11を含む回路が配置される。 In the present embodiment, a circuit including the Zener diode 11 is disposed as a voltage maintaining unit between the idler rollers 60 and 61, the secondary transfer inner roller 62, and the tension roller 63 tension roller and the ground.
その上で、一次転写中は、ツェナーダイオード11の電圧降下がツェナー降伏電圧を維持するように、二次転写電源210が所定電圧以上の電圧を印加する。その結果、一次転写中に、中間転写ベルト56のベルト電位を一定に維持することができる。 In addition, during the primary transfer, the secondary transfer power supply 210 applies a voltage higher than a predetermined voltage so that the voltage drop of the Zener diode 11 maintains the Zener breakdown voltage. As a result, the belt potential of the intermediate transfer belt 56 can be kept constant during the primary transfer.
このように、二次転写用電源210によって所定電圧以上の電圧が二次転写外ローラに印加されると、中間転写ベルト56のベルト電位は一定に維持され、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間に一次転写電界が形成される。さらに2次転写用電源によって電圧が印加されると、中間転写ベルトと二次転写外ローラとの間に、二次転写電界が形成される。 As described above, when a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is applied to the secondary transfer outer roller by the secondary transfer power source 210, the belt potential of the intermediate transfer belt 56 is maintained constant, so that the photosensitive drum and the intermediate transfer belt A primary transfer electric field is formed between them. Further, when a voltage is applied by the secondary transfer power source, a secondary transfer electric field is formed between the intermediate transfer belt and the secondary transfer outer roller.
[コントローラ]
本画像形成装置全体の制御を行うコントローラの構成について図4を参照して説明する。コントローラは、図4に示すように、CPU回路部150を有する。CPU回路部150は、CPU(図示せず)、ROM151およびRAM152を内蔵する。二次転写部電流検出回路204は二次転写部を流れる電流を検出するための回路(二次転写電流検出手段)であり,張架ローラ流入電流検出回路205は張架ローラに流入する電流を検出するための回路であり,電位センサー206は感光体ドラム表面の電位を検出するセンサーであり、温湿度センサー207は温湿度を検出するためのセンサーである。
[controller]
The configuration of a controller that controls the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the controller has a CPU circuit unit 150. The CPU circuit unit 150 includes a CPU (not shown), a ROM 151, and a RAM 152. The secondary transfer portion current detection circuit 204 is a circuit (secondary transfer current detection means) for detecting the current flowing through the secondary transfer portion, and the stretching roller inflow current detection circuit 205 detects the current flowing into the stretching roller. The potential sensor 206 is a sensor for detecting the potential of the surface of the photosensitive drum, and the temperature / humidity sensor 207 is a sensor for detecting temperature / humidity.
CPU回路部150には、二次転写部電流検出回路204、張架ローラ流入電流検出回路205、電位センサー206、温湿度センサー207からの情報が入力される。そしてCPU回路部150は、ROM151に格納されている制御プログラムに応じて、二次転写用電源210,現像高圧電源201,露光手段高圧電源202,帯電手段高圧電源203を統括的に制御する。後述する環境テーブルや紙厚さ対応テーブルはROM151に格納されておりCPUが呼び出して反映される。RAM152は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。 Information from the secondary transfer portion current detection circuit 204, the stretching roller inflow current detection circuit 205, the potential sensor 206, and the temperature / humidity sensor 207 is input to the CPU circuit portion 150. The CPU circuit unit 150 controls the secondary transfer power source 210, the development high voltage power source 201, the exposure unit high voltage power source 202, and the charging unit high voltage power source 203 in accordance with a control program stored in the ROM 151. An environment table and a paper thickness correspondence table, which will be described later, are stored in the ROM 151 and reflected by being called by the CPU. The RAM 152 temporarily stores control data and is used as a work area for arithmetic processing associated with control.
[変更手段]
一次転写を安定させるためには、中間転写ベルトの電位が安定するのが望ましい。そこで一次転写を安定させるために、所定電圧以上の電圧が二次転写外ローラに印加されると、中間転写体とアースとの間の電圧降下を設定電圧に維持する電圧維持手段が配置される。しかし、設定電圧の設定がひとつのみであると、中間転写ベルトの電位を変更することができなくなる。そのため、中間転写ベルトの電位を変更することができるのが望ましい。
[Change means]
In order to stabilize the primary transfer, it is desirable that the potential of the intermediate transfer belt is stabilized. Therefore, in order to stabilize the primary transfer, a voltage maintaining unit is arranged to maintain a voltage drop between the intermediate transfer member and the ground at a set voltage when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the secondary transfer outer roller. . However, if only one set voltage is set, the potential of the intermediate transfer belt cannot be changed. Therefore, it is desirable that the potential of the intermediate transfer belt can be changed.
そこで本実施形態では、中間転写ベルトの電位を変更するために、電圧維持手段の設定電圧を変更することができる変更手段が設けられている。 Therefore, in the present embodiment, in order to change the potential of the intermediate transfer belt, a changing unit that can change the set voltage of the voltage maintaining unit is provided.
ところで、雰囲気環境によってトナーの帯電量が変化すると、適正な一次転写コントラストは変化する。そのため、雰囲気環境が変化するのに応じて、中間転写体と像担持体との間で適切な一次転写電界を変更するのが望ましい。 By the way, when the charge amount of the toner changes depending on the atmospheric environment, the proper primary transfer contrast changes. Therefore, it is desirable to change the appropriate primary transfer electric field between the intermediate transfer member and the image carrier as the atmospheric environment changes.
そこで本実施形態では、変更手段は、雰囲気環境に応じて、設定電圧を変更する。 Therefore, in the present embodiment, the changing unit changes the set voltage according to the atmospheric environment.
本実施形態では、電圧維持手段は、中間転写体とアースとの間に接続可能であって、ツェナーダイオードを備える複数の回路部を備える。本実施形態では、回路部14−1(第1の回路部)と、14−2(第2の回路部)とを備える。 In the present embodiment, the voltage maintaining unit can be connected between the intermediate transfer member and the ground, and includes a plurality of circuit units including Zener diodes. In the present embodiment, a circuit unit 14-1 (first circuit unit) and 14-2 (second circuit unit) are provided.
回路部14−1は、中間転写ベルトとアースとの間の電圧降下を設定電圧100Vに維持するように、ツェナー降伏電圧Vbrの規格値が25Vのツェナーダイオード11を直接に4個接続することで構成される(25×4=100)。 The circuit unit 14-1 directly connects four Zener diodes 11 having a standard value of the Zener breakdown voltage Vbr of 25V so as to maintain the voltage drop between the intermediate transfer belt and the ground at the set voltage 100V. Configured (25 × 4 = 100).
回路部14−2は、中間転写ベルトとアースとの間の電圧降下を設定電圧300Vに維持するように、ツェナー降伏電圧Vbrの規格値が25Vのツェナーダイオード11を直接に12個接続することで構成される(25×12=300)。 The circuit unit 14-2 directly connects twelve Zener diodes 11 having a standard value of the Zener breakdown voltage Vbr of 25V so as to maintain the voltage drop between the intermediate transfer belt and the ground at the set voltage 300V. Configured (25 × 12 = 300).
すなわち、回路部14−1、14−2は互いに異なる設定電圧を維持するように構成される。 That is, the circuit units 14-1 and 14-2 are configured to maintain different set voltages.
また本実施形態では、変更手段は、中間転写体の電気的接続を、複数の回路部のなかでいずれかひとつに切り替えるスイッチ13と、スイッチ13の動作を制御する切り替え制御部とを備える。本実施形態では、CPU回路部150が切り替え制御部として機能する。 In the present embodiment, the changing unit includes a switch 13 that switches the electrical connection of the intermediate transfer member to one of a plurality of circuit units, and a switching control unit that controls the operation of the switch 13. In the present embodiment, the CPU circuit unit 150 functions as a switching control unit.
次に、画像形成装置の使用環境(温度・湿度)が変わった場合における1次転写部における必要転写コントラストについて説明する。 Next, the necessary transfer contrast in the primary transfer unit when the use environment (temperature / humidity) of the image forming apparatus is changed will be described.
図5に示すようにトナーは使用環境により、帯電量(トリボ)が変化する。HH 環境とは気温30℃湿度80%RHであり、NN環境とは気温23℃湿度50%RHであり、NL環境とは気温23℃湿度5%RHである。一般的に高温多湿環境下ではトリボが低くなり、低湿環境ではトリボは高くなる。 As shown in FIG. 5, the charge amount (tribo) of the toner varies depending on the use environment. The HH environment is a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, the NN environment is a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH, and the NL environment is a temperature of 23 ° C. and a humidity of 5% RH. Generally, the tribo is low in a high temperature and high humidity environment, and the tribo is high in a low humidity environment.
図6は、従来の構成、すなわち一次転写専用の電源を備える構成での、転写残濃度と再転写残濃度を示している。横軸は一次転写ローラの芯金に高圧を印加した場合の中間転写ベルト裏面の電位と、感光体ドラム表面の電位差(転写コントラスト)である。転写残濃度とは、シアンの画像形成部において感光体ドラムに0.4mg/cm2程度で一定濃度の単色ベタのパッチを形成した上で、中間転写体へ転写せず感光体ドラムに残留した濃度である。再転写残濃度とは、マゼンタの画像形成部でドラム上に0.4mg/cm2程度で一定濃度の単色ベタのパッチを形成した上で、中間転写体へ1次転写させ、シアンの一次転写部で感光体ドラムに再転写されたマゼンタの濃度である。転写残濃度が0.1以下であると、ドラム上のトナーが中間転写ベルト上に1次転写される割合がおよそ90%以上となる。転写残濃度が0.1以下になる転写コントラストの範囲を転写ラチチュードと呼ぶ。従来の画像形成装置においても、使用環境ごとに転写コントラストを転写ラチチュードの範囲内に設定することが必要であり、ドラム電位や1次転写部材に印加する電圧を変化させることで対応していた。 FIG. 6 shows the residual transfer density and the residual retransfer density in a conventional configuration, that is, a configuration including a power supply dedicated to primary transfer. The horizontal axis represents the potential difference (transfer contrast) between the potential of the back surface of the intermediate transfer belt and the surface of the photosensitive drum when a high voltage is applied to the core of the primary transfer roller. The residual transfer density means that a solid solid color patch having a constant density of about 0.4 mg / cm 2 is formed on the photosensitive drum in the cyan image forming unit, and then remains on the photosensitive drum without being transferred to the intermediate transfer member. Concentration. The re-transfer residual density is a magenta image forming unit that forms a single-color solid patch with a constant density of about 0.4 mg / cm 2 on a drum, then performs primary transfer to an intermediate transfer member, and primary transfer of cyan. Is the density of magenta re-transferred to the photosensitive drum. When the transfer residual density is 0.1 or less, the ratio of the toner on the drum that is primarily transferred onto the intermediate transfer belt is approximately 90% or more. The range of transfer contrast where the transfer residual density is 0.1 or less is called transfer latitude. Also in the conventional image forming apparatus, it is necessary to set the transfer contrast within the range of the transfer latitude for each use environment, and this has been dealt with by changing the drum potential or the voltage applied to the primary transfer member.
図7は、本実施形態における1転高圧レス構成の画像形成装置の転写・再転写残濃度を示している。図6に示した従来の画像形成装置と比較すると、転写コントラストを高くしても再転写残の濃度が上がらず、転写ラチチュードが広がっていることが分かる。これは、再転写は1次転写部ニップ下流における放電に起因しているが、中間転写ベルトが等電位となる1転高圧レス構成ではニップ上流の放電が多く、ニップ下流の放電は起こりにくいためである。したがって従来系の画像形成装置に対して、1転高圧レス構成は転写コントラストが高い側で再転写が起こりにくく、転写ラチチュードが広がる。 FIG. 7 shows the transfer / retransfer residual density of the image forming apparatus having the configuration without one transfer high pressure in this embodiment. Compared with the conventional image forming apparatus shown in FIG. 6, it can be seen that even if the transfer contrast is increased, the density of the retransfer residue does not increase and the transfer latitude is widened. This is because the retransfer is caused by the discharge downstream of the nip of the primary transfer portion. However, in the configuration where the intermediate transfer belt is equipotential, there is much discharge upstream of the nip, and the discharge downstream of the nip hardly occurs. It is. Therefore, in contrast to the conventional image forming apparatus, the one-transition high-pressure-less configuration hardly causes retransfer on the side where the transfer contrast is high, and the transfer latitude is widened.
そこで本実施形態では、各環境における転写ラチチュードの重なりを利用して、各環境(HH環境、NN環境、NL環境)における転写ラチチュードに対応することできるように、電圧維持手段の設定電圧が設定される。すなわち、本実施形態では、第1の回路部14−1は、電圧が印加されると設定電圧として100V(第1の設定電圧)を維持するように構成される。第2の回路部14−2は、電圧が印加されると設定電圧として300V(第2の設定電圧)を維持するように構成される。 Therefore, in the present embodiment, the set voltage of the voltage maintaining means is set so as to correspond to the transfer latitude in each environment (HH environment, NN environment, NL environment) using the overlap of the transfer latitude in each environment. The In other words, in the present embodiment, the first circuit unit 14-1 is configured to maintain 100V (first set voltage) as the set voltage when a voltage is applied. The second circuit unit 14-2 is configured to maintain 300V (second set voltage) as a set voltage when a voltage is applied.
なお本実施形態では、各回路部が異なる設定電圧を持つために、各回路部が持つツェナーダイオードの個数が異なる構成であるが、この構成に限定する意図ではない。各回路部が異なる設定電圧を持つために、各回路部のツェナーダイオードが、互いに異なるツェナー降伏電圧を持つ構成にすることもできる。 In this embodiment, since each circuit unit has a different set voltage, the number of Zener diodes included in each circuit unit is different, but it is not intended to be limited to this configuration. Since each circuit unit has a different set voltage, the Zener diodes of each circuit unit may have different Zener breakdown voltages.
なお本実施形態では、各回路部がツェナーダイオードを複数用いる構成であるが、この構成に限定する意図ではない。各回路部がツェナーダイオードを1つだけ用いる構成にすることもできる。 In this embodiment, each circuit unit uses a plurality of Zener diodes, but is not intended to be limited to this configuration. Each circuit unit may use only one Zener diode.
また、本実施形態では、第1の回路部と第2の回路部とが並列して配置される構成である。しかしこの構成に限定する意図ではない。第1の回路部と第2の回路部が一部共有する部分を持ってもよいし、回路の形態や素子の特性を限定する意図ではない。維持される設定電圧を変更することができる構成であれば、どのような構成にすることもできる。 In the present embodiment, the first circuit unit and the second circuit unit are arranged in parallel. However, it is not intended to limit to this configuration. The first circuit portion and the second circuit portion may have a portion shared in part, and are not intended to limit the circuit form or the element characteristics. Any configuration can be used as long as the set voltage to be maintained can be changed.
本実施形態では、使用環境の水分量によって中間転写ベルトの電位を100Vと300Vに切り替えることでHH環境からNL環境にまで対応している。 In the present embodiment, the potential of the intermediate transfer belt is switched between 100 V and 300 V depending on the amount of moisture in the usage environment, thereby supporting from the HH environment to the NL environment.
図2は、使用環境ごとに、ドラム・現像スリーブ・中間転写ベルトそれぞれの電位の関係を示した図である。図2によれば、使用環境の水分量が中程度(NN環境)から高い環境(HH環境)において、適切な転写コントラストは350V程度である。この場合、ドラム暗部(Vd)の電位を−600Vとすると、非画領域へのトナーかぶりへの懸念から現像スリーブの電位(Vdc)はドラム暗部の電位との差を200V確保して−400Vに設定される。画像形成時にトナー像が形成されるドラム明部の電位(Vl)は、ベタ画像時で約−250Vとなる。上記のNN環境からHH環境においては、中間転写ベルト電位を100Vと設定することで、一次転写コントラストを350Vとすることが出来る。 FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the potentials of the drum, the developing sleeve, and the intermediate transfer belt for each use environment. According to FIG. 2, the appropriate transfer contrast is about 350 V in an environment where the amount of water in the use environment is medium (NN environment) to high (HH environment). In this case, if the potential of the drum dark portion (Vd) is −600 V, the potential of the developing sleeve (Vdc) is set to −400 V by securing a difference of 200 V from the potential of the drum dark portion due to concern about the toner fog on the non-image area. Is set. The potential (Vl) of the bright portion of the drum where the toner image is formed during image formation is about −250 V for a solid image. In the NN environment to the HH environment, the primary transfer contrast can be set to 350V by setting the intermediate transfer belt potential to 100V.
一方、使用環境の水分量が低い場合(NL環境)においては、適切な一次転写コントラストは500V程度である。NL環境においても、ドラム暗部の電位を−600V、現像スリーブの電位を−400Vとする。ドラム明部の電位について、NL環境はNN環境やHH環境に比較してトナーのトリボが上がるため、現像スリーブとドラム明部の電位差がより大きく必要となり、ベタ画像時で約−200Vとなる。上記のNL環境においては、中間転写ベルトの電位を300Vと設定することで、転写コントラストを500Vとすることが出来る。 On the other hand, when the amount of water in the usage environment is low (NL environment), the appropriate primary transfer contrast is about 500V. Even in the NL environment, the drum dark portion potential is -600V, and the developing sleeve potential is -400V. With respect to the potential of the bright portion of the drum, since the toner tribo is higher in the NL environment than in the NN environment or the HH environment, the potential difference between the developing sleeve and the bright portion of the drum is required to be larger, and is about −200 V for a solid image. In the above NL environment, the transfer contrast can be set to 500V by setting the potential of the intermediate transfer belt to 300V.
すなわち、表1に示されるように設定電圧は、絶対水分量に応じて設定される。絶対水分量が第1の絶対水分量の場合(絶対水分量が5g/m3以上である場合)には、設定電圧として第1の設定電圧(100V)が設定される。絶対水分量が第1の絶対水分量より少ない第2の絶対水分量である場合(絶対水分量が5g/m3より小さい場合)には、設定電圧として第1の設定電圧より高い第2の設定電圧(300V)が設定される。 That is, as shown in Table 1, the set voltage is set according to the absolute water content. When the absolute water content is the first absolute water content (when the absolute water content is 5 g / m 3 or more), the first set voltage (100 V) is set as the set voltage. When the absolute moisture content is a second absolute moisture content that is less than the first absolute moisture content (when the absolute moisture content is less than 5 g / m3), a second setting that is higher than the first setting voltage as the setting voltage. The voltage (300V) is set.
本実施形態においては一次転写コントラストを350Vと500Vの2段階に設定可能としている。しかし、必ずしも切り替えは2段階である必要はなく、3段階以上に切り可能でもよい。もちろん画像形成装置の構成によっては使用環境ごとの必要転写コントラストも変わってくるので、一次転写コントラストは350Vと500Vに限定されない。 In this embodiment, the primary transfer contrast can be set in two stages of 350V and 500V. However, switching does not necessarily have to be performed in two stages, and may be performed in three or more stages. Of course, depending on the configuration of the image forming apparatus, the necessary transfer contrast varies depending on the use environment, so the primary transfer contrast is not limited to 350V and 500V.
次に、画像形成装置の使用環境(温度・湿度)が変わった場合に中間転写ベルトの電位を変更するまでの流れについて説明する。本実施形態においては、表1の環境テーブルに示すように、絶対水分量が5g/m3以上のときには転写コントラストを350V、5g/m3未満のときには500Vに設定した。 Next, a flow until the potential of the intermediate transfer belt is changed when the use environment (temperature / humidity) of the image forming apparatus is changed will be described. In this embodiment, as shown in the environmental table of Table 1, when the absolute water content is 5 g / m 3 or more, the transfer contrast is set to 350 V, and when it is less than 5 g / m 3, 500 V is set.
図8にブロック図を示す。本体は温湿度センサ207を有し、その測定結果から絶対水分量を算出する。算出された絶対水分量を受けて制御部150は、5g/m3よりも多い場合には中間転写ベルトの電位が100V、5g/m3よりも小さい場合には中間転写ベルトの電位が300Vとなるようにツェナーダイオード切り替えスイッチ13にフィードバックする。 FIG. 8 shows a block diagram. The main body has a temperature / humidity sensor 207, and calculates the absolute water content from the measurement result. Control unit 150 calculated absolute water content receiving by the, 5 g / m 3 potential of the intermediate transfer belt in the case more than the 100 V, the potential of the intermediate transfer belt is smaller than 5 g / m 3 and a 300V Thus, feedback is made to the Zener diode selector switch 13.
図9にフローチャートを示す。印刷動作が開始されると温湿度センサが使用環境の温度と湿度を測定し、制御部が使用環境の絶対水分量を算出(S1)、絶対水分量が5g/m3以上か未満かが判定される(S2)。表1の環境テーブルに従い、絶対水分量が5g/m3以上の場合にはツェナーダイオード切り替えスイッチにより、中間転写ベルト電位が100Vになるように設定をする(S3)。絶対水分量が5g/m3未満の場合にはツェナーダイオード切り替えスイッチにより、中間転写ベルト電位が300Vになるように設定をする(S4)。次に、各種制御のための前回転が行われる(S5)。その後、画像形成が行われ(S6)、ジョブが終了したかどうかが判定される(S7)。ジョブが終了した場合は後回転の後に停止し、印刷動作は完了する(S8)。ジョブが終了していない場合には再び画像形成を行う。 FIG. 9 shows a flowchart. When the printing operation is started, the temperature and humidity sensor measures the temperature and humidity of the usage environment, the control unit calculates the absolute moisture content of the usage environment (S1), and determines whether the absolute moisture content is 5 g / m 3 or more. (S2). According to the environment table of Table 1, when the absolute water content is 5 g / m 3 or more, the Zener diode changeover switch is set so that the intermediate transfer belt potential becomes 100 V (S3). When the absolute water content is less than 5 g / m 3 , the intermediate transfer belt potential is set to 300 V by the Zener diode changeover switch (S4). Next, pre-rotation for various controls is performed (S5). Thereafter, image formation is performed (S6), and it is determined whether the job is completed (S7). When the job is finished, the job is stopped after post-rotation, and the printing operation is completed (S8). If the job has not ended, image formation is performed again.
以上により1転高圧レス構成において、ベルト電位を変更可能とすることで、使用環境によらず転写効率を安定化させることができる。 As described above, the transfer potential can be stabilized regardless of the use environment by enabling the belt potential to be changed in the configuration without one high-voltage transfer.
なお、二次転写電界を形成する感光体ドラムと中間転写との間の電位差である二次転写コントラストも、トナーの帯電量に応じて適正化するのが望ましい。そこで本実施形態では中間転写体の電位が変更するのに応じて、二次転写コントラストも変更することで、二次転写コントラストを適正化する。すなわち中間転写体の設定電圧の絶対値が大きくなった場合(300V)の場合、二次転写外ローラに印加する電圧の絶対値を大きくする。そして中間転写体の絶対値が小さくなった場合(100V)、二次転写外ローラに印加する電圧の絶対値を小さくする。こうして二次転写コントラストも最適化することができる。 It is desirable that the secondary transfer contrast, which is a potential difference between the photosensitive drum forming the secondary transfer electric field and the intermediate transfer, is also optimized according to the charge amount of the toner. Therefore, in the present embodiment, the secondary transfer contrast is optimized by changing the secondary transfer contrast in accordance with the change in the potential of the intermediate transfer member. In other words, when the absolute value of the set voltage of the intermediate transfer member becomes large (300 V), the absolute value of the voltage applied to the secondary transfer outer roller is increased. When the absolute value of the intermediate transfer member becomes small (100 V), the absolute value of the voltage applied to the secondary transfer outer roller is reduced. In this way, the secondary transfer contrast can be optimized.
(実施形態2)
実施形態1と共通する点については説明を省略する。実施形態1と異なる点について説明する。実施形態1では、電圧維持手段の設定電圧が、雰囲気環境(絶対水分量)に応じて制御される。一方で実施形態2では、雰囲気環境(絶対水分量)に応じて、電圧維持手段の設定電圧だけでなく、画像部電位も変更する。
(Embodiment 2)
Description of points common to the first embodiment will be omitted. Differences from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the set voltage of the voltage maintaining unit is controlled according to the atmospheric environment (absolute water content). On the other hand, in the second embodiment, not only the set voltage of the voltage maintaining means but also the image portion potential is changed according to the atmospheric environment (absolute water content).
実施形態1において、転写コントラストは+350Vと+500Vの2水準であった。しかし、使用環境やトナーの条件によっては、より多くの水準の転写コントラストが必要となる場合も考えられる。その場合、中間転写ベルトの電位のみで対応しようとすると、それだけ多くのツェナーダイオードが必要となり、コストアップや構成の複雑化が懸念される。そこで本実施形態においては、中間転写ベルト電位と感光体ドラムの両方の電位を変更することにより、転写コントラストの水準がより細かい場合に対応可能としている。 In Embodiment 1, the transfer contrast was two levels of + 350V and + 500V. However, depending on the use environment and toner conditions, a higher level of transfer contrast may be required. In such a case, if an attempt is made to deal with only the potential of the intermediate transfer belt, a large number of Zener diodes are required, and there is a concern that the cost increases and the configuration becomes complicated. Therefore, in the present embodiment, it is possible to cope with a case where the level of the transfer contrast is finer by changing both the intermediate transfer belt potential and the photosensitive drum potential.
表2にベタ画像を形成する場合のドラム電位とベルト電位に関する環境テーブルを示す。本実施形態においてはNL環境からHH環境までを4つに分割する。絶対水分量が15g/m3以上の場合にはベルト電位を100V、Vdを−500V、Vbackを200V確保してVdcを−300V、Vlを−150Vとすることで転写コントラストを250Vに設定する。絶対水分量が15g/m3未満10g/m3以上の場合にはベルト電位を100V、Vdを−600V、Vdcを−400V、Vlを−250Vとすることで転写コントラストを350Vに設定する。絶対水分量が10g/m3未満5g/m3以上の場合にはベルト電位を300V、Vdを−500V、Vdcを−300V、Vlを−100Vとすることで転写コントラストを400Vに設定する。最後に絶対水分量が5g/m3未満の場合にはベルト電位を300V、Vdを−600V、Vdcを−400V、Vlを−200Vとすることで転写コントラストを500Vに設定する。 Table 2 shows an environmental table regarding the drum potential and the belt potential when a solid image is formed. In this embodiment, the NL environment to the HH environment are divided into four. When the absolute water content is 15 g / m 3 or more, the belt potential is set to 100 V, Vd is set to −500 V, Vback is set to 200 V, Vdc is set to −300 V, and Vl is set to −150 V, thereby setting the transfer contrast to 250 V. When the absolute water content is less than 15 g / m 3 and 10 g / m 3 or more, the transfer contrast is set to 350 V by setting the belt potential to 100 V, Vd to −600 V, Vdc to −400 V, and Vl to −250 V. When the absolute water content is less than 10 g / m 3 and 5 g / m 3 or more, the transfer contrast is set to 400 V by setting the belt potential to 300 V, Vd to −500 V, Vdc to −300 V, and Vl to −100 V. Finally, when the absolute water content is less than 5 g / m 3 , the transfer contrast is set to 500 V by setting the belt potential to 300 V, Vd to −600 V, Vdc to −400 V, and Vl to −200 V.
このように本実施形態では、中間転写体について所定の設定電圧が設定された状態で、非画像部の電位を変更することで、一次転写コントラストを変更する制御を実行する。さらに、中間転写体についての設定電圧と、非画像部電位の両方を変更することで、一次転写コントラストを変更する制御も実行する。 As described above, in the present exemplary embodiment, control for changing the primary transfer contrast is performed by changing the potential of the non-image portion in a state where a predetermined set voltage is set for the intermediate transfer member. Further, control for changing the primary transfer contrast is also performed by changing both the set voltage and the non-image portion potential for the intermediate transfer member.
本実施形態においては転写コントラストを4段階に設定可能としている。しかし、必ずしも切り替えは4段階である必要はない。もちろん画像形成装置の構成によっては使用環境ごとの必要転写コントラストも変わってくるので、転写コントラストの値も限定しない。 In this embodiment, the transfer contrast can be set in four stages. However, the switching does not necessarily have to be four stages. Of course, depending on the configuration of the image forming apparatus, the necessary transfer contrast varies depending on the use environment, so the value of the transfer contrast is not limited.
次に、画像形成装置の使用環境(温度・湿度)が変わった場合に転写コントラストを変更するまでの流れについて説明する。 Next, a flow until the transfer contrast is changed when the use environment (temperature / humidity) of the image forming apparatus is changed will be described.
図10にフローチャートを示す。印刷動作が開始されると温湿度センサが使用環境の温度と湿度を測定し、制御部が使用環境の絶対水分量を算出する(S1)。絶対水分量の算出結果により、表2の環境テーブルを基にして転写コントラストが決定され、ツェナーダイオード切り替えスイッチと画像形成部にフィードバックされる。絶対水分量Xが15g/m3以上なら(S2)、Vd−500V、ベルト電位+100V(S3)。絶対水分量Xが15g/m3未満10g/m3以上なら(S4)、Vd−600V、ベルト電位+100V(S5)。絶対水分量Xが10g/m3未満5g/m3以上なら(S6)、Vd−500V、ベルト電位+300V(S7)。絶対水分量Xが5g/m3未満なら、Vd−600V、ベルト電位+300V(S8)。次に、各種制御のための前回転が行われる(S9)。その後、画像形成が行われ(S10)、ジョブが終了したかどうかが判定される(S11)。ジョブが終了した場合は後回転の後に停止し、印刷動作は完了する(S12)。ジョブが終了していない場合には再び画像形成を行う。 FIG. 10 shows a flowchart. When the printing operation is started, the temperature / humidity sensor measures the temperature and humidity of the use environment, and the control unit calculates the absolute moisture content of the use environment (S1). Based on the calculation result of the absolute water content, the transfer contrast is determined based on the environment table in Table 2, and is fed back to the Zener diode switch and the image forming unit. If the absolute water content X is 15 g / m 3 or more (S2), Vd−500V, belt potential + 100V (S3). If the absolute water content X is less than 15 g / m 3 and 10 g / m 3 or more (S4), Vd−600V, belt potential + 100V (S5). If the absolute water content X is less than 10 g / m 3 and 5 g / m 3 or more (S6), Vd−500V, belt potential + 300V (S7). If the absolute water content X is less than 5 g / m 3 , Vd−600V, belt potential + 300V (S8). Next, pre-rotation for various controls is performed (S9). Thereafter, image formation is performed (S10), and it is determined whether the job is completed (S11). When the job is finished, the job is stopped after post-rotation, and the printing operation is completed (S12). If the job has not ended, image formation is performed again.
以上により1転高圧レス構成において、ベルト電位と感光体ドラム電位を変更可能とすることで、使用環境によらず転写効率を安定化させることができる。 As described above, the transfer efficiency can be stabilized regardless of the use environment by making it possible to change the belt potential and the photosensitive drum potential in the configuration without one transfer and high voltage.
(実施形態3)
第1の実施形態と共通する点については説明を省略して、異なる点について説明する。
(Embodiment 3)
Description of points that are common to the first embodiment will be omitted, and different points will be described.
第1の実施形態では、電圧維持手段の設定電圧が、雰囲気環境に応じて制御される。一方で第3の実施形態では、電圧維持手段の設定電圧が、1つの画像形成ジョブの間に画像が連続して形成される記録材の枚数である連続枚数に応じて、制御される。 In the first embodiment, the set voltage of the voltage maintaining unit is controlled according to the atmospheric environment. On the other hand, in the third embodiment, the set voltage of the voltage maintaining unit is controlled in accordance with the continuous number of recording materials on which images are continuously formed during one image forming job.
すなわち連続枚数が第1の枚数である(記録材枚数が10kより少ない場合)場合に、設定電圧として第1の設定電圧(100V)を選択して、連続枚数が第1の枚数より多い第2の枚数である(記録材枚数が10k以上である場合)場合に、設定電圧として第1の設定電圧より高い第2の設定電圧(300V)を選択する。 That is, when the continuous number is the first number (when the number of recording materials is less than 10k), the first setting voltage (100V) is selected as the setting voltage, and the second number where the continuous number is larger than the first number. Is selected (when the number of recording materials is 10k or more), the second set voltage (300 V) higher than the first set voltage is selected as the set voltage.
図11は本画像形成装置のNN環境下における連続印刷枚数とトナーのトリボの関係を示したグラフである。これによれば、トリボは連続印刷枚数が増えるほど上がっていく。このトリボ上昇は、連続の画像形成によりトナーとキャリアが互いに摺擦され、摩擦帯電が進むためである。また、市場で一般的に使用される画像比率5%程度の印刷を繰り返す場合には同様の傾向がある。実施形態1や実施形態2では使用環境によるトリボ変動に対応することを目的としている。本実施形態においては連続印刷時に生じるトリボ変動に転写コントラストを変更することで対応する。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the number of continuous prints and toner tribos in the NN environment of the image forming apparatus. According to this, the tribo increases as the number of continuous prints increases. This increase in tribo is because the toner and carrier are rubbed against each other by continuous image formation, and triboelectric charging proceeds. In addition, when printing is repeated at an image ratio of about 5% that is generally used in the market, there is a similar tendency. The first and second embodiments are intended to cope with tribo fluctuations depending on the use environment. In the present embodiment, the transfer contrast is changed by changing the tribo fluctuation that occurs during continuous printing.
表3に耐久テーブルを示す。連続印刷枚数が10k未満の場合は転写コントラストを350V、10k以上20k未満の場合は400V、20k以上の場合は450Vとしている。また、それぞれの場合に中間転写ベルトと感光体ドラムの電位の設定値が決められている。 Table 3 shows the durability table. When the number of continuously printed sheets is less than 10 k, the transfer contrast is 350 V, when the number is 10 k or more and less than 20 k, 400 V, and when 20 k or more, the transfer contrast is 450 V. In each case, set values of potentials of the intermediate transfer belt and the photosensitive drum are determined.
本実施形態においては転写コントラストを3段階に設定可能としている。しかし、必ずしも切り替えは3段階である必要はない。もちろん画像形成装置の構成によっては連続印刷枚数ごとの必要転写コントラストも変わってくるので、転写コントラストの値も限定しない。 In this embodiment, the transfer contrast can be set in three stages. However, the switching need not necessarily be in three stages. Of course, depending on the configuration of the image forming apparatus, the necessary transfer contrast for each number of continuous prints also changes, so the value of the transfer contrast is not limited.
次に、本実施形態の画像形成装置で連続通紙した場合に転写コントラストを変更するまでの流れについて説明する。 Next, a flow until the transfer contrast is changed when the sheet is continuously fed by the image forming apparatus of the present embodiment will be described.
図12にブロック図を示す。カウンタ部301は、画像が形成される記録材の枚数(印刷枚数)を数える印刷枚数カウンタ301である。カウンタ部から連続印刷枚数を受けて、制御部150は表3の耐久テーブルを基にして、ツェナーダイオード切り替えスイッチ13と画像形成部に対して、適切な転写コントラストになるようにフィードバックする。 FIG. 12 shows a block diagram. The counter unit 301 is a print number counter 301 that counts the number of recording materials (number of prints) on which an image is formed. In response to the continuous printing number from the counter unit, the control unit 150 feeds back the Zener diode changeover switch 13 and the image forming unit to an appropriate transfer contrast based on the durability table shown in Table 3.
図13にフローチャートを示す。印刷動作が開始されると各種制御のための前回転が行われる(S1)。次に、連続で何枚印刷したかがカウンタ部によってカウントされ、転写コントラスト変更が必要か判定される(S2)。カウンタ部の結果によって転写コントラストが変更必要な場合は、表3の耐久テーブルを基にして転写コントラストが決定される。連続印刷枚数が10k未満ならば(S3)、Vd−600V、ベルト電位+100V(S4)。連続印刷枚数が10k以上20k未満ならば(S5)、Vd−500V、ベルト電位+300V(S6)。連続印刷枚数が20k以上ならば、Vd−600V、ベルト電位+300V(S7)。その後、画像形成が行われ(S8)、ジョブが終了したかどうかが判定される(S9)。ジョブが終了した場合は後回転の後に停止し、印刷動作は完了する(S10)。ジョブが終了していない場合にはカウンタ部での判定ののち再び画像形成を行う。 FIG. 13 shows a flowchart. When the printing operation is started, pre-rotation for various controls is performed (S1). Next, the counter unit counts how many sheets have been printed continuously, and determines whether or not the transfer contrast needs to be changed (S2). When the transfer contrast needs to be changed depending on the result of the counter unit, the transfer contrast is determined based on the durability table in Table 3. If the number of continuously printed sheets is less than 10k (S3), Vd-600V, belt potential + 100V (S4). If the continuous printing number is 10 k or more and less than 20 k (S5), Vd-500V, belt potential + 300V (S6). If the number of continuous prints is 20k or more, Vd-600V, belt potential + 300V (S7). Thereafter, image formation is performed (S8), and it is determined whether the job is completed (S9). When the job is finished, the job is stopped after post-rotation, and the printing operation is completed (S10). If the job has not ended, image formation is performed again after determination by the counter unit.
連続通紙によりトナーのトリボが上がった場合にも、画像形成を行わない時間がしばらく続くとトリボが下がってくる。この様な場合に対して、ある時間画像形成を行わない続いた場合には、カウンタ部の連続通紙枚数を0にリセットしてもよい。 Even when the toner tribo is raised by continuous paper feeding, the tribo is lowered if the image formation is not performed for a while. In contrast to such a case, when the image formation is not performed for a certain period of time, the continuous sheet passing number of the counter unit may be reset to zero.
以上により1転高圧レス構成において、ベルト電位と感光体ドラム電位を変更可能とすることで、連続通紙によってトナーの帯電量が変わった場合にも転写効率を安定化させることができる。 As described above, the belt potential and the photosensitive drum potential can be changed in a configuration without one high-voltage transfer, so that the transfer efficiency can be stabilized even when the charge amount of the toner is changed by continuous paper feeding.
また単色画像の連続印刷やプロセスカートリッジの交換等により、Y、M、C、Bkの各色トナーのトリボに差が生じることが考えられる。中間転写ベルトの電位変更のみで各色のトリボ差に対応できない場合には、感光体ドラムの表面電位を各色で変更するような構成も考えられる。 Further, it is conceivable that a difference occurs in the toner tribo of each color of Y, M, C, and Bk due to continuous printing of a single color image or replacement of a process cartridge. If it is not possible to cope with the tribo difference of each color only by changing the potential of the intermediate transfer belt, a configuration in which the surface potential of the photosensitive drum is changed for each color is also conceivable.
なお、連続印刷枚数と雰囲気環境の両方に応じて、中間転写体の設定電位を変更する構成にすることもできるし、連続印刷枚数だけに応じて中間転写体の設定電位を変更する構成にすることもできる。 The setting potential of the intermediate transfer body can be changed according to both the continuous printing number and the atmospheric environment, or the setting potential of the intermediate transfer body can be changed only according to the continuous printing number. You can also.
上記実施形態では、トナーのトリボが変化する条件として環境差、耐久差について述べたが、トリボに影響を与える条件は前記2項目に留まらず画像Duty等でも同様のことが言える。 In the above embodiment, the environmental difference and the durability difference are described as the conditions for changing the toner tribo. However, the conditions affecting the tribo are not limited to the above two items, and the same can be said for the image duty.
なお本実施形態は、電子写真方式で静電像を形成する画像形成装置について説明したが、この構成に限定する意図ではない。電子写真方式でなくて、静電気力方式で静電像を形成する画像形成装置にすることもできる。 In the present embodiment, an image forming apparatus that forms an electrostatic image by an electrophotographic method has been described. An image forming apparatus that forms an electrostatic image by an electrostatic force method instead of the electrophotographic method can be provided.
50 感光ドラム
56 中間転写ベルト
210 二次転写用電源
64 二次転写外ローラ
150 CPU回路部
50 Photosensitive drum 56 Intermediate transfer belt 210 Power supply for secondary transfer 64 Secondary transfer outer roller 150 CPU circuit section
Claims (7)
前記像担持体からトナー像が一次転写される中間転写体と、
記録材を前記中間転写体とともに挟持して前記中間転写体からトナー像を二次転写する転写部材と、
前記中間転写体からトナー像を記録材に二次転写する二次転写電界と、前記像担持体からトナー像を前記中間転写体に一次転写する一次転写電界とを形成するために、前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記中間転写体とアースとの間に配置されて、前記転写部材に所定電圧以上の電圧が印加されることで前記中間転写体とアースとの間の電圧降下が前記所定電圧以下の設定電圧を維持するように電流を流す電圧維持手段とを備えて、
前記設定電圧を変更することができる変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
An intermediate transfer member on which a toner image is primarily transferred from the image carrier;
A transfer member for sandwiching a recording material together with the intermediate transfer member and secondarily transferring a toner image from the intermediate transfer member;
In order to form a secondary transfer electric field for secondary transfer of the toner image from the intermediate transfer body to a recording material and a primary transfer electric field for primary transfer of the toner image from the image carrier to the intermediate transfer body. A power supply for applying a voltage to
Arranged between the intermediate transfer member and the ground, a voltage not lower than a predetermined voltage is applied to the transfer member so that a voltage drop between the intermediate transfer member and the ground has a set voltage not higher than the predetermined voltage. Voltage maintaining means for flowing current so as to maintain,
An image forming apparatus comprising a changing unit capable of changing the set voltage.
前記変更手段は、前記中間転写体との電気的接続を、前記複数の回路部のうちいずれかひとつに切り替えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載された画像形成装置。 The voltage maintaining means includes a plurality of circuit units for maintaining different set voltages,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the changing unit switches an electrical connection with the intermediate transfer member to any one of the plurality of circuit units. .
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