JP2021028669A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミ装置など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 copier, a printer, and a faxing apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic recording system.
従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置では、感光体や中間転写体などの像担持体から紙などの記録材へトナー像を静電的に転写することが行われる。 Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method or the like, a toner image is electrostatically transferred from an image carrier such as a photoconductor or an intermediate transfer body to a recording material such as paper.
この転写は、像担持体と当接して転写部を形成する転写ローラなどの転写部材に転写電圧が印加されることで行われることが多い。転写電圧が低すぎると、転写が十分に行われずに所望の画像濃度が得られない「画像濃度薄(転写抜け)」が発生することがある。また、転写電圧が高すぎると、転写部で放電が発生し、その放電の影響でトナー像のトナーの電荷の極性が反転するなどして、トナー像が部分的に転写されない「白抜け」が発生することがある。そのため、高品質の画像を形成するためには、転写部材に適切な転写電圧を印加することが求められる。 This transfer is often performed by applying a transfer voltage to a transfer member such as a transfer roller that comes into contact with the image carrier to form a transfer portion. If the transfer voltage is too low, "image density thinning (transfer omission)" may occur in which the desired image density cannot be obtained due to insufficient transfer. In addition, if the transfer voltage is too high, a discharge will occur in the transfer section, and the polarity of the toner charge in the toner image will be reversed due to the effect of the discharge, resulting in "white spots" in which the toner image is not partially transferred. It may occur. Therefore, in order to form a high-quality image, it is required to apply an appropriate transfer voltage to the transfer member.
転写に必要な電荷量は記録材のサイズやトナー像の面積率によって様々に変動する。そのため、転写電圧は、所定の電流密度に対応した一定の電圧を印加する定電圧制御で印加されることが多い。転写電圧を定電圧制御で印加する場合には、記録材の外側や記録材上のトナー像が無い部分を流れる電流とは無関係に、目的のトナー像がある部分に所定の電圧に応じた転写電流を確保しやすいからである。しかし、転写部を構成する転写部材の電気抵抗は、製品のばらつき、部材温度、累積使用時間などに応じて変化し、転写部を通過する記録材の電気抵抗も、記録材の種類、周囲環境(温度・湿度)などに応じて変化する。そのため、転写電圧を定電圧制御する場合、転写部材や記録材の電気抵抗の変動に対応して転写電圧を調整することが必要になる。 The amount of charge required for transfer varies depending on the size of the recording material and the area ratio of the toner image. Therefore, the transfer voltage is often applied by constant voltage control in which a constant voltage corresponding to a predetermined current density is applied. When the transfer voltage is applied by constant voltage control, the transfer according to the predetermined voltage is performed on the part where the target toner image is present, regardless of the current flowing on the outside of the recording material or the part where there is no toner image on the recording material. This is because it is easy to secure the current. However, the electrical resistance of the transfer members that make up the transfer section changes according to product variations, member temperature, cumulative usage time, etc., and the electrical resistance of the recording material that passes through the transfer section also depends on the type of recording material and the surrounding environment. It changes according to (temperature / humidity). Therefore, when controlling the transfer voltage at a constant voltage, it is necessary to adjust the transfer voltage in response to fluctuations in the electrical resistance of the transfer member or recording material.
特許文献1では、転写電圧を定電圧制御する構成における、次のような転写電圧の制御方法が開示されている。連続画像形成の開始直前に記録材が無い状態の転写部に所定の電圧を印加して電流値を検知し、所定の目標電流が得られる電圧値を求める。そして、この電圧値に記録材の種類に応じた記録材分担電圧を加算して、転写時に定電圧制御で印加する転写電圧値を設定する。このような制御により、転写部材などの転写部の電気抵抗値の変動、記録材の電気抵抗値の変動によらず、所望の目標電流に応じた転写電圧を定電圧制御で印加することができる。
ここで、記録材の種類には、例えば、上質紙、コート紙のような記録材の表面の平滑性の違いによる種類や、薄紙、厚紙のような記録材の厚さの違いによる種類がある。記録材分担電圧は、例えばこのような記録材の種類に応じて予め求めておくことができる。しかし、流通している記録材の種類は非常に多い。また、記録材の電気抵抗は、記録材の湿り状態(記録材の含有水分量)によっても異なるが、記録材の含有水分量は環境(温度・湿度)が同じでも環境に置かれた時間などによって変動する。そのため、記録材分担電圧を予め精度よく求めることは困難であることが多い。記録材の電気抵抗の変動分も含めて転写電圧が適切な値でないと、上述のように画像濃度薄(転写抜け)、白抜けといった画像不良が発生することがある。 Here, the types of recording materials include, for example, types due to differences in the surface smoothness of recording materials such as high-quality paper and coated paper, and types due to differences in the thickness of recording materials such as thin paper and thick paper. .. The recording material shared voltage can be obtained in advance according to, for example, the type of such recording material. However, there are many types of recording materials in circulation. In addition, the electrical resistance of the recording material differs depending on the wet state of the recording material (moisture content of the recording material), but the moisture content of the recording material is the time it was placed in the environment even if the environment (temperature / humidity) is the same. Varies depending on. Therefore, it is often difficult to accurately obtain the voltage shared by the recording material in advance. If the transfer voltage is not an appropriate value including the fluctuation of the electrical resistance of the recording material, image defects such as low image density (missing transfer) and white spots may occur as described above.
このような課題に対し、特許文献2、特許文献3では、転写電圧を定電圧制御する構成において、転写部を記録材が通過している際に転写部に供給される電流(転写電流)の上限値及び下限値を設けることが提案されている。なお、記録材が転写部を通過することを「通紙」ともいう。このような制御により、通紙中に転写部に供給される転写電流を所定の範囲の電流とすることができるため、転写電流の不足又は過剰による画像不良の発生を抑制することができる。特許文献2では、上限値を環境情報に基づいて求めている。特許文献3では、環境以外に記録材の表裏、記録材の種類、記録材のサイズによって上限値及び下限値を求めている。
In response to such problems, in
なお、転写電圧を定電圧制御する構成において、転写部を記録材が通過している際に、転写部材に流れる電流が所定の範囲から外れる場合に該電流が該所定の範囲に入るように転写電圧の定電圧制御の目標電圧を変更する制御を「リミッタ制御」ともいう。また、ここでは、電圧や電流の大小(高低)は、絶対値で比較した場合のものである。 In the configuration in which the transfer voltage is controlled at a constant voltage, when the recording material passes through the transfer unit, when the current flowing through the transfer member deviates from a predetermined range, the transfer is performed so that the current falls within the predetermined range. The control that changes the target voltage of the constant voltage control of the voltage is also called "limiter control". Further, here, the magnitudes (high and low) of the voltage and current are those when compared in absolute values.
上述のように、通紙中の転写電流を検知して、転写電流が所定の範囲内(上限値以下、下限値以上)になるように転写電圧を制御するリミッタ制御がある。リミッタ制御において、転写電流が所定の範囲から外れたことが検知されてから、転写電流が所定の範囲内になるように転写電圧の変更が行われる。そのため、転写電流が検知されてから転写電圧の変更が完了するまでの間に転写部を通過する記録材の領域では、転写電流が適切な範囲から外れているため、転写電流の過不足による濃度低下などの画像不良が発生することがある。 As described above, there is a limiter control that detects the transfer current during paper passing and controls the transfer voltage so that the transfer current is within a predetermined range (below the upper limit value, above the lower limit value). In the limiter control, after it is detected that the transfer current is out of the predetermined range, the transfer voltage is changed so that the transfer current is within the predetermined range. Therefore, in the region of the recording material that passes through the transfer section between the detection of the transfer current and the completion of the change of the transfer voltage, the transfer current is out of the appropriate range, and the concentration due to the excess or deficiency of the transfer current. Image defects such as deterioration may occur.
例えば、低湿環境で転写電流が下限値を下回っている領域については、転写電流の不足による画像濃度薄(転写抜け)などが発生する。 For example, in a region where the transfer current is below the lower limit in a low humidity environment, image density thinning (transfer omission) occurs due to insufficient transfer current.
ところで、装置の使用に伴い、紙上の画像濃度が目標濃度からずれる場合がある。そこで、操作部からのユーザの指示により、濃度調整用のテストチャートを出力させ、紙上の画像濃度を自動的に調整する調整モードが実行される場合がある。この調整モードは、例えば、紙上に最大濃度の調整(いわゆるDmax制御)用のテスト画像を転写させたテストチャートを出力させる場合がある。また、紙上の最大濃度から中間調、ハイライトまでの階調性を調整するためのテスト画像を転写させたテストチャートを出力させる場合がある。このように調整モードは、ユーザの指示に基づき、濃度調整のためのテスト画像が複数形成されたテストチャートを出力するものであり、複数枚のテストチャートが出力される場合がある。 By the way, with the use of the apparatus, the image density on the paper may deviate from the target density. Therefore, an adjustment mode may be executed in which a test chart for density adjustment is output and the image density on paper is automatically adjusted according to a user's instruction from the operation unit. In this adjustment mode, for example, a test chart in which a test image for adjusting the maximum density (so-called Dmax control) is transferred on paper may be output. In addition, a test chart to which a test image for adjusting gradation from the maximum density on paper to halftones and highlights is transferred may be output. As described above, the adjustment mode outputs a test chart in which a plurality of test images for density adjustment are formed based on a user's instruction, and a plurality of test charts may be output.
このような自動画像調整を行う画像形成装置において、前述したリミッタ制御が行なわれる場合に、以下のような課題がある。つまり、リミッタ制御が行われる場合、前述したように転写電流が下限値を下回っている領域がある場合には、その区間については転写性が安定しない。このため、転写電流が下限値を下回っている領域において、濃度調整用のトナー像が形成されてしまうと該画像調整の精度が低くなってしまう。このため、複数枚のテストチャートを出力する場合に一枚目にリミッタ制御が実行された場合に、一枚目の先端で生じ得る転写性が低下する領域が2枚目以降も同様に繰り返し発生してしまう可能性がある。 In an image forming apparatus that performs such automatic image adjustment, there are the following problems when the limiter control described above is performed. That is, when limiter control is performed, if there is a region where the transfer current is below the lower limit value as described above, the transferability is not stable in that section. Therefore, if a toner image for density adjustment is formed in a region where the transfer current is below the lower limit value, the accuracy of the image adjustment is lowered. For this reason, when the limiter control is executed on the first sheet when outputting a plurality of test charts, a region where the transferability is reduced that may occur at the tip of the first sheet is repeatedly generated on the second and subsequent sheets as well. There is a possibility of doing it.
本発明は、複数のテストチャートを出力して紙上の濃度調整を行う調整モードを実行可能な画像形成装置に関する。そして、本発明の目的は、調整モード時の1枚目のテストチャート出力時において、転写電流の過不足により発生する転写性が低下する領域が発生しても、2枚目以降のテストチャートに同様の不具合が繰り返して発生することを抑制することである。 The present invention relates to an image forming apparatus capable of executing an adjustment mode for outputting a plurality of test charts and adjusting the density on paper. Then, an object of the present invention is to make a test chart for the second and subsequent sheets even if a region where the transferability is lowered due to excess or deficiency of the transfer current occurs at the time of outputting the first test chart in the adjustment mode. It is to prevent the same trouble from occurring repeatedly.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電源と、前記転写部材に流れる電流を検知する電流検知部と、記録材が前記転写部を通過している際に、前記転写部材に印加する電圧が所定電圧となるように定電圧制御する制御部であって、前記電流検知部の検知結果が所定範囲内となるように前記電流検知部の検知結果に基づいて前記転写部材に印加する電圧を制御する制御部と、画像形成装置を操作するための操作部と、を備える画像形成装置において、前記制御部は、前記操作部に入力される指示に基づき、画像濃度を調整するための第1のテストチャートと、前記第1のテストチャートよりも後に出力される第2のテストチャートと、を含む複数のテストチャートを出力させて画像濃度の調整を行う一連の調整モードを実行可能であって、前記第2のテストチャートが前記転写部を通過している際の前記所定電圧を、前記第1のテストチャートが前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果に基づく前記転写部材に印加する電圧の制御での該電圧の変更量に基づいて決定することを特徴とする。 The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention applies to an image carrier that carries a toner image, a transfer member to which a voltage is applied to transfer the toner image carried on the image carrier to a recording material at a transfer unit, and the transfer member. A power supply that applies a voltage, a current detector that detects the current flowing through the transfer member, and a voltage applied to the transfer member when the recording material passes through the transfer member are set to a predetermined voltage. A control unit that controls voltage, and a control unit that controls the voltage applied to the transfer member based on the detection result of the current detection unit so that the detection result of the current detection unit falls within a predetermined range, and image formation. In an image forming apparatus including an operation unit for operating the device, the control unit has a first test chart for adjusting an image density and the first test chart based on an instruction input to the operation unit. It is possible to execute a series of adjustment modes in which a second test chart output after the test chart of the above and a plurality of test charts including the test chart are output to adjust the image density, and the second test chart is The predetermined voltage applied to the transfer member when passing through the transfer unit is applied to the transfer member based on the detection result of the current detection unit when the first test chart passes through the transfer unit. It is characterized in that it is determined based on the amount of change of the voltage in control.
本発明によれば、調整モード時の1枚目のテストチャート出力時において、転写電流の過不足により発生する転写性が低下する領域が発生しても、2枚目以降のテストチャートに同様の不具合が繰り返して発生することを抑制することができる。 According to the present invention, even if a region where transferability is deteriorated due to excess or deficiency of transfer current occurs at the time of output of the first test chart in the adjustment mode, the same applies to the second and subsequent test charts. It is possible to suppress the repeated occurrence of defects.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略構成図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することが可能な、中間転写方式を採用したタンデム型の複合機(複写機、プリンタ、ファクシミリ装置の機能を有する。)である。
[Example 1]
1. 1. Overall configuration and operation of the image forming apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
画像形成装置100は、複数の画像形成部(ステーション)として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。各画像形成部SY、SM、SC、SKにおける同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のY、M、C、Kを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Sは、後述する感光ドラム1、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、1次転写ローラ5、ドラムクリーニング装置6を有して構成される。
The
トナー像(トナー画像)を担持する第1の像担持体としての、回転可能なドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1は、図中矢印R1方向(反時計回り)に回転駆動される。回転する感光ドラム1の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ2によって、所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム1の表面は、画像情報に基づいて露光手段としての露光装置(レーザースキャナー装置)3によって走査露光され、感光ドラム1上に静電像(静電潜像)が形成される。
The
感光ドラム1上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置4によって現像剤としてのトナーが供給されて現像(可視化)され、感光ドラム1上にトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム1上の露光部(イメージ部)に、感光ドラム1の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する(反転現像方式)。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。露光装置3によって形成される静電像は、小さいドット画像の集合体となっており、ドット画像の密度を変化させることで感光ドラム1上に形成するトナー像の濃度を変化させることができる。本実施例では、各色のトナー像は、それぞれ最大濃度が1.5〜1.7程度となっており、最大濃度の時のトナーの載り量は0.4〜0.6mg/cm2程度となっている。
The electrostatic image formed on the
4個の感光ドラム1の表面に当接可能なように、トナー像を担持する第2の像担持体としての、無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト7が配置されている。中間転写ベルト7は、別の像担持体から1次転写されたトナー像を記録材に2次転写するために搬送する中間転写体の一例である。中間転写ベルト7は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ71、テンションローラ72、及び2次転写対向ローラ73に張架されている。駆動ローラ71は、中間転写ベルト7に駆動力を伝達する。テンションローラ72は、中間転写ベルト7の張力を一定に制御する。2次転写対向ローラ73は、後述する2次転写ローラ8の対向部材(対向電極)として機能する。中間転写ベルト7は、駆動ローラ71が回転駆動されることで、図中矢印R2方向(時計回り)に300〜500mm/sec程度の搬送速度(周速度)で回転(周回移動)する。テンションローラ72は、付勢手段としてのばねの力によって、中間転写ベルト7を内周面側から外周面側へ押し出すような力が加えられており、この力によって中間転写ベルト7の搬送方向へは2〜5kg程度のテンションがかけられている。中間転写ベルト7の内周面側には、各感光ドラム1に対応して、1次転写手段としてのローラ型の1次転写部材である1次転写ローラ5が配置されている。1次転写ローラ5は、中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に向けて押圧されて、感光ドラム1と中間転写ベルト7とが接触する1次転写部(1次転写ニップ)N1を形成する。感光ドラム1上に形成されたトナー像は、1次転写部N1において、1次転写ローラ5の作用によって、回転している中間転写ベルト7上に静電的に転写(1次転写)される。1次転写工程時に、1次転写ローラ5には、1次転写電源(図示せず)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である1次転写電圧(1次転写バイアス)が印加される。例えばフルカラー画像の形成時には、各感光ドラム1上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト7上に重ね合わされるようにして順次転写される。
An intermediate transfer belt 7 which is an intermediate transfer body composed of an endless belt as a second image carrier that supports a toner image is arranged so that it can come into contact with the surfaces of the four
中間転写ベルト7の外周面側において、2次転写対向ローラ73に対向する位置には、2次転写手段としてのローラ型の2次転写部材である2次転写ローラ8が配置されている。2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7を介して2次転写対向ローラ73に向けて押圧されて、中間転写ベルト7と2次転写ローラ8とが接触する2次転写部(2次転写ニップ)N2を形成する。中間転写ベルト7上に形成されたトナー像は、2次転写部N2において、2次転写ローラ8の作用によって、中間転写ベルト7と2次転写ローラ8とに挟持されて搬送されている記録材(シート、転写材)Pに静電的に転写(2次転写)される。記録材Pは、典型的には紙(用紙)であるが、これに限定されるものではなく、耐水紙のように樹脂で形成された合成紙、OHPシートなどのプラスチックシート、布などが用いられることもある。2次転写工程時に、2次転写ローラ8には、2次転写電源(高圧電源回路)20から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である2次転写電圧(2次転写バイアス)が印加される。記録材Pは、給送部(給紙部、収納部)としてのカセット(記録材かセット)11などに収容されており、給送開始信号に基づいて給送ローラ12が駆動されてカセット11から1枚ずつ給送(給紙)され、レジストローラ9へと送られる。この記録材Pは、レジストローラ9によって一旦停止させられた後に、中間転写ベルト7上のトナー像とタイミングが合わされて2次転写部N2へと供給される。
On the outer peripheral surface side of the intermediate transfer belt 7, a
トナー像が転写された記録材Pは、搬送部材などによって定着手段としての定着装置10へと搬送される。定着装置10は、未定着のトナー像を担持した記録材Pを加熱及び加圧することで、記録材Pにトナー像を定着(溶融、固着)させる。その後、記録材Pは、画像形成装置100の装置本体の外部に排出(出力)される。
The recording material P to which the toner image is transferred is conveyed to the fixing
また、1次転写工程後に感光ドラム1の表面に残留したトナー(1次転写残トナー)は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置6によって感光ドラム1の表面から除去されて回収される。また、2次転写工程後に中間転写ベルト7の表面に残留したトナー(2次転写残トナー)や紙粉などの付着物は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置74によって中間転写ベルト7の表面から除去されて回収される。
Further, the toner remaining on the surface of the
ここで、本実施例では、中間転写ベルト7は、内周面側から外周面側に樹脂層、弾性層、表層の3層構造を有する無端状のベルトである。樹脂層を構成する樹脂材料としては、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。樹脂層の厚さは、70〜100μmが好適である。また、弾性層を構成する弾性材料としては、ウレタンゴム、クロロプレンゴムなどを用いることができる。弾性層の厚さは、200〜300μmが好適である。また、表層の材料としては、中間転写ベルト7の表面へのトナーの付着力を小さくして、2次転写部N2においてトナーを記録材Pへ転写しやすくする材料が望ましい。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂などのうちの1種類又は2種類以上の樹脂材料を使用することができる。あるいは、弾性材料(弾性材ゴム、エラストマー)、ブチルゴムなどの弾性材料のうちの1種類又は2種類以上を使用することができる。また、これらの材料に、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂などの粉体、粒子を1種類又は2種類以上、あるいはこれらの粉体、粒子のうち1種類又は2種類以上の粒径を異ならせたものを分散させて使用することができる。なお、表層の厚さは、5〜10μmが好適である。中間転写ベルト7は、カーボンブラックなどの電気抵抗調整用の導電剤が添加されて電気抵抗が調整され、好ましくは体積抵抗率が1×109〜1×1014Ω・cmとされている。 Here, in this embodiment, the intermediate transfer belt 7 is an endless belt having a three-layer structure of a resin layer, an elastic layer, and a surface layer from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side. As the resin material constituting the resin layer, polyimide, polycarbonate or the like can be used. The thickness of the resin layer is preferably 70 to 100 μm. Further, as the elastic material constituting the elastic layer, urethane rubber, chloroprene rubber and the like can be used. The thickness of the elastic layer is preferably 200 to 300 μm. Further, as the surface layer material, a material that reduces the adhesive force of the toner to the surface of the intermediate transfer belt 7 and facilitates the transfer of the toner to the recording material P in the secondary transfer portion N2 is desirable. For example, one or more resin materials such as polyurethane, polyester, and epoxy resin can be used. Alternatively, one or more of elastic materials such as elastic materials (elastic rubber, elastomer) and butyl rubber can be used. In addition, these materials include one or more types of powders and particles such as fluororesin, or one or more types of these powders and particles, which reduce surface energy and enhance lubricity. Those having different particle sizes can be dispersed and used. The thickness of the surface layer is preferably 5 to 10 μm. The electrical resistance of the intermediate transfer belt 7 is adjusted by adding a conductive agent for adjusting the electrical resistance such as carbon black, and the volume resistivity is preferably 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ω · cm.
また、本実施例では、2次転写ローラ8は、芯金(基材)と、芯金の周囲にイオン導電系発泡ゴム(NBRゴム)で形成された弾性層と、を有して構成される。本実施例では、2次転写ローラ8の外径は24mm、2次転写ローラ8の表面粗さRzは6.0〜12.0(μm)である。また、本実施例では、2次転写ローラ8の電気抵抗値はN/N(23℃、50%RH)において2kVを印加して測定した場合1×105〜1×107Ω、弾性層の硬度はAsker−C硬度で30〜40°程度である。また、本実施例では、2次転写ローラ8の長手方向(回転軸線方向)の幅(記録材Pの搬送方向と略直交する方向の長さ)は310〜340mm程度である。本実施例では、2次転写ローラ8の長手方向の幅は、画像形成装置100が搬送を保証する記録材Pの幅(搬送方向と略直交する方向の長さ)のうちの最大の幅(最大幅)より長い。本実施例では、記録材Pは2次転写ローラ8の長手方向の中央を基準として搬送されるため、画像形成装置100が搬送を保証する記録材Pは全て2次転写ローラ8の長手方向の長さ範囲内を通過する。これにより、様々なサイズの記録材Pを安定して搬送し、また様々なサイズの記録材Pにトナー像を安定して転写することが可能とされている。
Further, in the present embodiment, the
また、画像形成装置100の装置本体の上部には、自動原稿搬送装置91と、読取手段としての画像読取部(画像読取装置)90と、が配置されている。自動原稿搬送装置91は、画像が形成された記録材Pを画像読取部90へと自動的に搬送する。画像読取部90は、自動原稿搬送装置91によって搬送されるかプラテンガラス92上に配置された記録材P上の画像を読み取る。画像読取部90は、自動原稿搬送装置91によって搬送されるかプラテンガラス92上に配置された記録材Pを光源(図示せず)からの光によって照明する。そして、画像読取素子(図示せず)によって記録材Pに形成された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。つまり、画像読取部90は、記録材P上の画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。
Further, an automatic
図2は、2次転写に関する構成の模式図である。2次転写ローラ8は中間転写ベルト7を介して2次転写対向ローラ73と当接することで2次転写部N2を形成している。2次転写ローラ8には、出力電圧値が可変の2次転写電源20が接続されている。2次転写対向ローラ73は、電気的に接地(グランドに接続)されている。2次転写部N2を記録材Pが通過している際に、2次転写ローラ8にトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である2次転写電圧が印加され、2次転写部N2に2次転写電流が供給されることで、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材P上へ転写される。本実施例では、2次転写時に2次転写部N2には、例えば+20〜+80μAの2次転写電流が流される。なお、本実施例の2次転写対向ローラ73に対応するローラを転写部材として用いてこれにトナーの正規の帯電極性と同極性の2次転写電圧を印加し、本実施例の2次転写ローラ8に対応するローラを対向電極として用いてこれを電気的に接地してもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration relating to secondary transcription. The
本実施例では、2次転写部N2にトナー像、記録材Pが無い状態で取得した2次転写部N2(本実施例では主に2次転写ローラ8)の電気抵抗に関する情報に基づいて、2次転写時に定電圧制御で2次転写ローラ8に印加する2次転写電圧を設定する。即ち、2次転写ローラ8に印可される電圧が所定電圧となるように定電圧制御する。また、本実施例では、通紙中に2次転写部N2に流れる2次転写電流を検知する。そして、該2次転写電流が所定の上限値以下、下限値以上(ここでは、単に「所定の電流範囲(所定範囲)」ともいう。)の値となるように、2次転写電源20から定電圧制御で出力する2次転写電圧を制御する(リミッタ制御)。この所定の電流範囲は、各種の情報に基づいて設定することができる。この各種の情報は、例えば次の各情報を含むものであってよい。まず、画像形成装置100の装置本体に設けられた操作部31(図3)や画像形成装置100と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置200(図3)で指定された条件(記録材Pの種類など)に関する情報である。また、環境センサ32(図3)の検知結果に関する情報である。また、2次転写部N2にトナー像、記録材Pが無い状態で取得した2次転写部N2(本実施例では主に2次転写ローラ8)の電気抵抗に関する情報である。例えば、この所定の電流範囲は、画像形成に使用する記録材Pの厚さ、幅に関する情報に基づいて変化させることができる。なお、記録材Pの厚さ及び記録材Pの幅に関する情報は、操作部31や外部装置200から入力される情報に基づいて取得することができる。あるいは、画像形成装置100内に記録材Pの厚さや幅を検知する検知手段を設けて、この検知手段によって取得した情報に基づいて制御を行うことも可能である。
In this embodiment, based on the information on the electrical resistance of the secondary transfer unit N2 (mainly the
本実施例では、このような制御を行うために、2次転写電源20には、2次転写部N2(すなわち、2次転写ローラ8あるいは2次転写電源20)に流れる電流(2次転写電流)を検知する電流検知手段(電流検知部)としての電流検知回路21が接続されている。また、2次転写電源20には、2次転写電源20が出力している電圧(2次転写電圧)を検知する電圧検知手段(電圧検知部)としての電圧検知回路22が接続されている。なお、制御部50が電圧検知部として機能し、2次転写電源20から出力する電圧の指示値から、2次転写電源20が出力している電圧を検知するようになっていてもよい。本実施例では、2次転写電源20と、電流検知回路21と、電圧検知回路22とは、同一の高圧基板内に設けられている。
In this embodiment, in order to perform such control, the secondary
2.制御態様
図3は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。制御手段としての制御部(制御回路)50は、演算処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのCPU51、記憶手段としてのRAM52、ROM53などのメモリ(記憶媒体)などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるRAM52には、制御部50に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROM53には制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPU51とRAM52、ROM53などのメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。
2. 2. Control mode FIG. 3 is a schematic block diagram showing a control mode of a main part of the
制御部50には、画像形成装置100に設けられた画像読取部90や、パーソナルコンピュータなどの外部装置200が接続されている。また、制御部50には、画像形成装置100に設けられた操作部(操作パネル)31が接続されている。操作部31は、制御部50の制御によりユーザーやサービス担当者などの操作者に各種情報を表示する表示部と、操作者が画像形成に関する各種設定などを制御部50に入力するための入力部と、を有して構成される。操作部31は、表示部の機能と入力部の機能とを備えたタッチパネルなどで構成されていてよい。制御部50には、操作部31や外部装置200から、記録材Pの種類などの画像形成に関する制御指令を含むジョブの情報が入力される。なお、記録材Pの種類とは、普通紙、厚紙、薄紙、光沢紙、コート紙などの一般的特徴に基づく属性、メーカー、銘柄、品番、坪量、厚さなど、記録材Pを区別可能な任意の情報を包含するものである。なお、制御部50は、記録材Pの種類の情報を、該情報が直接的に入力されることで取得できる他、例えば記録材Pを収納するカセット11が選択されることで、予めそのカセット11と関係付けられて設定された情報から取得することもできる。また、制御部50には、2次転写電源20と、電流検知回路21と、電圧検知回路22と、が接続されている。本実施例では、2次転写電源20は、2次転写ローラ8に定電圧制御された直流電圧である2次転写電圧を印加する。なお、定電圧制御は、転写部(すなわち、転写部材)に印加される電圧の値が略一定の電圧値となるようにする制御である。また、制御部50には、環境センサ32が接続されている。本実施例では、環境センサ32は、画像形成装置100の筐体内の雰囲気の温度及び湿度を検知する。環境センサ32により検知された温度及び湿度の情報は、制御部50に入力される。制御部50は、環境センサ32によって検知された温度及び湿度に基づいて画像形成装置100の筐体内の雰囲気の水分量(含水分量、絶対水分量)を求めることができる。環境センサ32は、画像形成装置100の内部又は外部の少なくとも一方の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する環境検知手段の一例である。制御部50は、画像読取部90や外部装置200からの画像情報、操作部31や外部装置200からの制御指令に基づき、画像形成装置100の各部を統括的に制御して、画像形成動作を実行させる。
An
ここで、画像形成装置100は、1つの開始指示(プリント指示)により開始される、単一又は複数の記録材Pに画像を形成して出力する一連の動作であるジョブ(プリント動作)を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Pに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Pに形成して出力する画像の静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写、2次転写を行う期間であり、画像形成時(画像形成期間)とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写、2次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Pに対する画像形成を連続して行う際(連続画像形成)の記録材Pと記録材Pとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時(非画像形成期間)とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。本実施例では、非画像形成時に、2次転写電圧の初期値を設定する制御、通紙中の2次転写電流の上限値及び下限値(所定の電流範囲)を決定する制御などが実行される。なお、スリープ状態とは、最後の画像の出力から予め設定された所定の時間を経過した場合などに、制御部50の一部などの一部の要素以外の画像形成装置100の要素への給電が停止された状態である。尚、後述するように、濃度調整用のテスト画像を出力する調整モードを通常画像形成ジョブと同様にジョブと呼ぶことがある。
Here, the
3.2次転写電圧制御の概要
次に、2次転写電圧制御の概要について説明する。図4は、2次転写電圧制御の手順の概略を示すフローチャート図である。図4には、ジョブを実行する際に制御部50が実行する制御のうち2次転写電圧制御に関する手順を簡略化して示しており、ジョブを実行する際の他の多くの制御の図示は省略されている。後述する図7のフローチャート図についても同様である。また、図4は、1枚の記録材Pに画像を形成するジョブを実行する場合を例として示している。
3. Outline of secondary transfer voltage control Next, an outline of secondary transfer voltage control will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the procedure for controlling the secondary transfer voltage. FIG. 4 shows a simplified procedure for secondary transfer voltage control among the controls executed by the
まず、制御部50は、操作部31又は外部装置200からのジョブの情報を取得すると、ジョブの動作を開始させる(S1)。本実施例では、このジョブの情報には、次の情報が含まれる。つまり、操作者が指定する画像情報、画像を形成する記録材Pに関する情報である。記録材Pに関する情報としては、記録材Pのサイズ(幅、長さ)、記録材Pの厚さと関連する情報(厚さ又は坪量)、記録材Pがコート紙であるか否かといった記録材Pの表面性に関連する情報(紙種カテゴリー)が挙げられる。制御部50は、このジョブの情報をRAM52に書き込む。
First, when the
次に、制御部50は、2次転写部N2に記録材Pが無い状態で所定の目標電流Itargetを流すために2次転写電源20から出力する電圧である基底電圧Vbを求めて、RAM52に記憶させる(S2)。この基底電圧Vbは、2次転写部N2(本実施例では主に2次転写ローラ8)の電気抵抗分の転写電圧である2次転写部分担電圧に相当する。ROM53には、環境情報と、中間転写ベルト7上のトナー像を記録材P上へ転写させるための目標電流Itargetと、の相関関係を示す情報が格納されている。本実施例では、この情報は、雰囲気の水分量の区分ごとの目標電流Itargetを示すテーブルデータとして設定されている。このテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。制御部50は、環境センサ32により検知される環境情報(温度・湿度)を取得する。また、制御部50は、環境センサ32により検知される環境情報(温度・湿度)に基づいて雰囲気の水分量を求める。そして、制御部50は、上記環境情報と目標電流Itargetとの関係を示す情報から、環境に対応した目標電流Itargetを求める。また、制御部50は、中間転写ベルト7上のトナー像、及びトナー像が転写される記録材Pが2次転写部N2に到達する前に、2次転写部N2(本実施例では主に2次転写ローラ8)の電気抵抗に関する情報を取得する。そして、その情報に基づいて目標電流Itargetに対応する基底電圧Vbを求める。本実施例では、次のようなATVC制御(Active Transfer Voltage Control)により、基底電圧Vbを求める。2次転写ローラ8と中間転写ベルト7とが接触させられた状態で、2次転写電源20から2次転写ローラ8に所定の電圧(試験電圧)又は電流(試験電流)を供給する。そして、所定の電圧を供給している際の電流値、又は所定の電流を供給している際の電圧値を検知する。例えば、複数水準の試験電圧又は試験電流を供給して、電圧と電流との関係である電圧電流特性を取得し、該電圧電流特性に基づいて目標電流Itargetに対応する基底電圧Vbを求める。あるいは、試験電流として、例えば目標電流Itargetを供給して、その際の2次転写電源20の出力電圧値を基底電圧Vbとして求めてもよい。
Next, the
次に、制御部50は、記録材Pの電気抵抗分追加で2次転写電源20から出力する電圧である記録材分担電圧Vpを求めて、RAM52に記憶させる(S3)。ROM53には、図5に示すような、記録材分担電圧Vpを求めるための情報が格納されている。本実施例では、この情報は、記録材Pの坪量の区分ごとの、雰囲気の水分量と記録材分担電圧Vpとの関係を示すテーブルデータとして設定されている。この記録材分担電圧Vpを求めるためのテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。制御部50は、環境センサ32により検知される環境情報(温度・湿度)に基づいて雰囲気の水分量を求める。そして、制御部50は、S1で取得されるジョブの情報の中に含まれる記録材Pの坪量の情報と、上記環境情報と、に基づいて、上記テーブルデータから記録材分担電圧Vpを求める。なお、記録材分担電圧(記録材Pの電気抵抗分の転写電圧)Vpは、記録材Pの厚さと関連する情報(坪量)以外にも、記録材Pの表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Pの表面性と関連する情報によっても記録材分担電圧Vpが変わるように設定されていてよい。また、本実施例では、記録材Pの厚さと関連する情報(更には記録材Pの表面性と関連する情報)は、S1で取得されるジョブの情報の中に含まれている。しかし、画像形成装置100に記録材Pの厚さや記録材Pの表面性を検知する測定手段を設け、この測定手段によって得られた情報に基づいて記録材分担電圧Vpを求めるようにしてもよい。
Next, the
次に、制御部50は、通紙中に2次転写電源20から2次転写ローラ8に印加する2次転写電圧Vtrの目標値(目標電圧)の初期値を求めて、RAM52に記憶させる(S4)。つまり、制御部50は、2次転写部N2に記録材Pが到達するまでに、2次転写電圧Vtrの初期値として上記基底電圧Vbと上記記録材分担電圧Vpとを足し合わせたVb+Vpを求めて、RAM52に記憶させる。そして、記録材Pが2次転写部N2に到達するタイミングに備える。
Next, the
また、制御部50は、通紙中の2次転写電流の上限値及び下限値(所定の電流範囲)を決定する(S5)。ROM53には、図6に示すような、画像不良を抑制する観点から通紙中に2次転写部N2に流してよい電流の範囲を求めるための情報が格納されている。本実施例では、この情報は、雰囲気の水分量と、通紙中に2次転写部N2に流してよい電流の上限値及び下限値と、の関係を示すテーブルデータとして設定されている。このテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。制御部50は、環境センサ32により検知される環境情報(温度・湿度)に基づいて雰囲気の水分量を求める。そして、制御部50は、上記環境情報に基づいて、上記テーブルデータから通紙中の2次転写電流の所定の電流範囲を求める。
Further, the
なお、通紙中に2次転写部N2に流してよい電流の範囲は、記録材Pの幅によって変化する。図6には、一例として、A4サイズ相当の幅(297mm)の記録材Pを想定して設定されたテーブルデータを示している。記録材Pの幅に応じて複数のテーブルデータが設定されていてよい。あるいは、記録材Pの幅がA4サイズ相当の幅と異なる場合に、A4サイズ相当の幅に対する実際に通紙する記録材Pの幅の比を用いた比例計算により、A4サイズ相当の幅に対応するテーブルデータの値を補正して用いてもよい。ここで、2次転写部N2を記録材Pが通過している際に転写部に流れる電流としては、通紙部電流と、非通紙部電流と、がある。通紙部電流は、記録材Pの搬送方向と略直交する方向における2次転写部N2の記録材Pが通過する領域(「通紙部分」)に流れる電流である。また、非通紙部電流は、記録材Pの搬送方向と略直交する方向における2次転写部N2の記録材Pが通過しない領域(「非通紙部分」)に流れる電流である。通紙中に検知できる電流は通紙部電流と非通紙部電流との和である。そのため、通紙部分に流してよい電流の範囲を上記テーブルデータと同様に予め設定しておき、非通紙部分に流れる電流を求めて、この非通紙部分に流れる電流と、通紙部分に流してよい電流の範囲と、を足し合わせて、所定の電流範囲を求めてもよい。非通紙部分に流れる電流は、例えば、次のようにして求めることができる。S2で取得した2次転写部N2の電気抵抗に関する情報(電圧電流特性)を用いて、2次転写電圧Vtrを印加した場合に流れる電流を求める。そして、通紙部分の幅に対する非通紙部分の幅(2次転写ローラ8の幅と記録材Pの幅との差分)の比を用いた比例計算により、上記求めた電流から非通紙部分に流れる電流を求めることができる。また、画像不良を抑制するための所定の電流範囲は、環境情報以外にも、記録材Pの厚さ、表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Pの厚さと関連する情報(坪量)、記録材Pの表面性と関連する情報によっても電流の範囲が変化するように設定されていてよい。所定の電流範囲の情報は、計算式として設定されていてもよい。また、所定の電流範囲の情報は、記録材Pのサイズごとに複数のテーブルデータや計算式として設定されていてもよい。
The range of the current that can be passed through the secondary transfer unit N2 during paper transfer varies depending on the width of the recording material P. As an example, FIG. 6 shows table data set assuming a recording material P having a width (297 mm) corresponding to A4 size. A plurality of table data may be set according to the width of the recording material P. Alternatively, when the width of the recording material P is different from the width equivalent to the A4 size, the width equivalent to the A4 size is supported by the proportional calculation using the ratio of the width of the recording material P actually passed to the width equivalent to the A4 size. The value of the table data to be used may be corrected and used. Here, as the current flowing through the transfer section when the recording material P passes through the secondary transfer section N2, there are a paper-passing section current and a non-paper-passing section current. The paper-passing unit current is a current that flows in a region (“paper-passing portion”) through which the recording material P of the secondary transfer unit N2 passes in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the recording material P. The non-paper-passing portion current is a current that flows in a region (“non-passing portion”) through which the recording material P of the secondary transfer unit N2 does not pass in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the recording material P. The current that can be detected during paper passing is the sum of the paper-passing part current and the non-paper-passing part current. Therefore, the range of the current that can be passed through the paper-passing portion is set in advance in the same manner as in the above table data, and the current that flows through the non-paper-passing portion is obtained. A predetermined current range may be obtained by adding the range of the current that can be passed. The current flowing through the non-passing paper portion can be obtained, for example, as follows. Using the information (voltage-current characteristics) regarding the electrical resistance of the secondary transfer unit N2 acquired in S2, the current that flows when the secondary transfer voltage Vtr is applied is obtained. Then, the non-passing portion is calculated from the above-mentioned current by proportional calculation using the ratio of the width of the non-passing portion (the difference between the width of the
次に、制御部50は、通紙中に2次転写電流を電流検知回路21により検知し、検知した2次転写電流がS5で決定した所定の電流範囲から外れている場合は、2次転写電圧Vtrを変更していく(リミッタ制御)(S6)。即ち、2次転写電流が所定範囲内となるように転写電圧を変更する。このとき、制御部50は、Vb+Vpに後述するオフセット電圧ΔVpを加えることで、2次転写電圧Vtrを変更する。換言すれば、この処理は、Vb+VpのVpを変更して2次転写電圧Vtrを変更することに相当する。この動作を行うため、2次転写電圧を供給する高圧基板は、ある所定の検知時間に電流を検知し、その結果に基づいてある所定の応答時間に高圧の切り替えを行う動作を繰り返すことが可能になっている。
Next, the
更に説明すると、リミッタ制御(電流リミッタ制御)では、転写電流の検知を行う検知時間(第1期間)と、検知時間における転写電流の検知結果に基づいて転写電圧を変更する信号が出力されてからその応答を待つ応答時間(第2期間)と、を繰り返す。図8は、リミッタ制御における転写電流及び転写電圧の推移の一例を模式的に示している。この動作は、制御部50が、検知期間に電流検知回路21から入力された電流の検知結果を示す信号に基づいて、2次転写電源20に対して電圧出力を変更する信号を出力することで行われる。図8は、通紙中に検知された2次転写電流が下限値を下回っていた場合に2次転写電圧を変更していった場合の例を示している。図8に示すように、所定の2次転写電圧を8ms(応答時間+検知時間)にわたり印加した時に、2次転写電流がまだ下限値を下回っている場合は、次のように2次転写電圧が変更される。つまり、2次転写電圧は、上記所定の2次転写電圧に予め決められた所定の電圧変動幅(図中のΔV)だけ加えた2次転写電圧に変更される。また、この2次転写電圧の変更は、通紙中に検知される2次転写電流が下限値に達するまで繰り返し実行される。通紙中に検知された2次転写電流が上限値を上回っていた場合も同様である。所定の2次転写電圧を8ms(応答時間+検知時間)にわたり印加した時に、2次転写電流がまだ上限値を上回っている場合は、次のように2次転写電圧が変更される。つまり、2次転写電圧は、上記所定の2次転写電圧に予め決められた所定の電圧変動幅(図中のΔV)だけ減じた2次転写電圧に変更される。また、この2次転写電圧の変更は、通紙中に検知される2次転写電流が上限値に達するまで繰り返し実行される。なお、検知時間、応答時間は、高圧基板の性能によるが、それぞれ10msec程度である。本実施例では、検知時間、応答時間は、それぞれ8msecである。
To further explain, in the limiter control (current limiter control), after the detection time (first period) for detecting the transfer current and the signal for changing the transfer voltage based on the detection result of the transfer current at the detection time are output. The response time (second period) waiting for the response is repeated. FIG. 8 schematically shows an example of the transition of the transfer current and the transfer voltage in the limiter control. In this operation, the
ここで、上記リミッタ制御における1回あたりの電圧変動幅を、「電圧変動幅ΔVps」とする。また、この電圧変動幅ΔVpsの累積値(電圧を上昇させる場合は+の値であるΔVpsを加算し、電圧を低下させる場合は−の値であるΔVpsを加算する。)である、リミッタ制御における電圧変更量を、「オフセット電圧ΔVp」とする。このオフセット電圧ΔVpは、基底電圧Vbと記録材分担電圧Vpとを足し合わせて得られる2次転写電圧Vtrの初期値と、リミッタ制御により変更された後の2次転写電圧Vtrとの差分に相当する。 Here, the voltage fluctuation width per time in the limiter control is defined as "voltage fluctuation width ΔVps". Further, in the limiter control, which is the cumulative value of the voltage fluctuation width ΔVps (when the voltage is increased, ΔVps which is a positive value is added, and when the voltage is decreased, ΔVps which is a negative value is added). Let the voltage change amount be "offset voltage ΔVp". This offset voltage ΔVp corresponds to the difference between the initial value of the secondary transfer voltage Vtr obtained by adding the base voltage Vb and the recording material sharing voltage Vp and the secondary transfer voltage Vtr after being changed by the limiter control. To do.
そして、制御部50は、ジョブの所望の画像の出力が終了するまで、通知中のリミッタ制御を繰り返し行い、ジョブの所望の画像の出力が終了したら、ジョブを終了させる。
Then, the
4.自動画像調整の概要
次に、「自動画像調整」の概要について説明する。本実施例では、操作部31の入力に基づき、画像濃度を調整するためのテスト画像を転写させたテストチャートを自動的に出力させる自動画像調整((自動画像)調整モードとも呼ぶ)が実行可能である。本実施例においては、「自動画像調整」は、紙上の最大濃度の調整を行う「最大濃度制御(いわゆるDmax制御)」と、紙上の最大濃度から中間調、ハイライトまでの階調性を調整する「自動階調制御」と、が行われる。
4. Outline of automatic image adjustment Next, an outline of "automatic image adjustment" will be described. In this embodiment, automatic image adjustment (also referred to as (automatic image) adjustment mode) that automatically outputs a test chart to which a test image for adjusting image density is transferred is executed based on the input of the
自動画像調整は、任意のタイミングにおいて、ユーザがUI上の画面からボタンを押すことで、自動的に行うことができる調整モードである。 The automatic image adjustment is an adjustment mode that can be automatically performed by the user pressing a button from the screen on the UI at an arbitrary timing.
図3が示すように、操作部31から自動画像調整ボタンがユーザにより押されると、制御部50は、自動画像調整モードを実行する。制御部50は、まず「最大濃度制御」を実行する。制御部50は、前回の最大濃度調整時に設定された感光ドラム1の帯電電位または環境センサ32で検知した温湿度に応じて決定される感光ドラム1の帯電電位を取得する。そして、制御部50は、感光体ドラム1の帯電電位が取得された帯電電位となるように帯電装置を制御する。その後、制御部50は、露光強度を10水準振って、感光ドラム1上に濃度調整用のテスト画像(複数のパッチ画像)を形成する。そして形成されたパッチ画像を記録材に転写させ、図11に示すような最大濃度調整用のテストチャートを出力する。最大濃度調整用のテストチャートに形成された複数のパッチ画像は、画像読取部90により濃度測定され、図12に示すような濃度結果が取得される。制御部50は、この取得された濃度結果に基づき、各色濃度が目標最大濃度になる露光強度を決定する。
As shown in FIG. 3, when the automatic image adjustment button is pressed by the user from the
次に、制御部50は、最大濃度調整が実行された後、続けて「自動階調制御」を実行する。制御部50は、「最大濃度制御」で決定した感光ドラムの帯電電位と露光強度を、感光ドラム1の帯電電位と露光強度に設定する。そして、制御部50は、露光装置3の露光時間を制御して感光ドラム1上に階調制御用の複数のパッチ画像を形成する。そして、感光ドラム1に形成されたパッチ画像を記録材に転写させて、図13に示すような自動階調制御用のテストチャートを出力する。自動階調制御用のテストチャートは、画像信号0〜255に対し、12〜240区間を12刻みで各色ごとに合計20パッチが形成されたものである。各信号における搬送方向のパッチ長さは19.5〜20.5mmのものを用いた。紙はA3サイズのものを用いた。自動階調制御用のテストチャートを画像読取部90により測定する。制御部50は、この測定結果に基づき、各画像信号に対し目標とする濃度からずれている場合は、該ずれ量に対しあらかじめ決められた量だけ露光時間を補正し、各色目標とする階調に自動調整する。
Next, the
この自動階調制御は、コピー用のスクリーン、テキスト用のスクリーン、イメージスクリーンなど各複数種スクリーンに対し行う。よって、図18に示した自動階調制御用のテストチャートはスクリーン種1種のものであり、続けて他スクリーン種が出力され画像読取部90で濃度測定を読み取り該当スクリーンの露光時間を補正するという工程が繰り返される。
This automatic gradation control is performed on each of a plurality of types of screens such as a copy screen, a text screen, and an image screen. Therefore, the test chart for automatic gradation control shown in FIG. 18 is for one screen type, and the other screen types are subsequently output, the density measurement is read by the
自動階調制御をする際、階調パッチ数は多い方が目標とする階調性を得るには精度が高くなる。本実施例では各色各スクリーンで20個ずつ用いた。 When performing automatic gradation control, the larger the number of gradation patches, the higher the accuracy to obtain the target gradation. In this example, 20 screens of each color were used.
以上のように、ユーザが操作部31から任意のタイミングで自動画像調整を指示することで、紙上に出力される画像の最大濃度及び階調濃度を調整(校正)することができる。
As described above, the user can instruct the automatic image adjustment from the
5.オフセット電圧の引き継ぎ
上述のように、リミッタ制御が行われる場合、通紙中の2次転写電流は、画像不良を抑制できる所定の電流範囲が予め決められている。検知された2次転写電流がこの所定の電流範囲から外れている場合には、所定の電流範囲に収まるように転写電圧を変更している。
5. Taking over the offset voltage As described above, when the limiter control is performed, a predetermined current range in which image defects can be suppressed is predetermined for the secondary transfer current during paper passing. When the detected secondary transfer current is out of this predetermined current range, the transfer voltage is changed so as to fall within the predetermined current range.
しかしながら、上述のリミッタ制御の方法からわかるように、リミッタ制御では、転写電流が所定の範囲から外れたことが検知されてから、転写電圧の変更が完了するまでにはタイムラグが生じる。そのため、前述のように、転写電圧の変更が完了するまでの間に転写部を通過する、転写電流が適切な範囲から外れている領域においては、転写電流の過不足による画像不良が発生することがある。そして、前述のように、一枚目でこのような画像不良が生じた場合には、二枚目以降においても同様の画像不良が発生する可能性が高い。これは、濃度調整用に使用される記録材は、同一の種類の記録材である可能性が高く、それらの記録材の放置状態も同様であると考えられるためである。 However, as can be seen from the above-mentioned limiter control method, in the limiter control, a time lag occurs from the detection that the transfer current deviates from the predetermined range to the completion of the change of the transfer voltage. Therefore, as described above, in the region where the transfer current is out of the appropriate range, which passes through the transfer portion until the transfer voltage change is completed, image defects due to excess or deficiency of the transfer current occur. There is. Then, as described above, when such an image defect occurs in the first image, there is a high possibility that the same image defect will occur in the second and subsequent images. This is because the recording materials used for the concentration adjustment are likely to be the same type of recording materials, and it is considered that the recording materials are also left unattended.
図9は、後述する本実施例の制御を行わない場合の、自動画像調整用のテストチャートを出力した際における、2次転写電圧及び2次転写電流の推移、及び画像不良の発生の様子を模式的に示している。1枚目は、最大濃度調整用のテストチャートであり、2枚目以降は階調制御用のテストチャートが出力される場合を示している。図9は、23℃、5%RHの環境(水分量0.9g/kg以下)において、記録材Pとして坪量90g/m2のA3サイズ用紙を用いて、画像調整制御を行った場合を示している。また、図9は、1枚目の通紙中に検知された2次転写電流が下限電流を下回った場合の例を示している。なお、記録材P、あるいは記録材Pに形成される画像などについて、先端、後端とは、記録材Pの搬送方向に関するものである。 FIG. 9 shows the transition of the secondary transfer voltage and the secondary transfer current when the test chart for automatic image adjustment is output, and the occurrence of image defects when the control of this embodiment described later is not performed. It is shown schematically. The first sheet is a test chart for adjusting the maximum density, and the second and subsequent sheets show a case where a test chart for gradation control is output. FIG. 9 shows a case where image adjustment control is performed using A3 size paper having a basis weight of 90 g / m 2 as the recording material P in an environment of 23 ° C. and 5% RH (moisture content of 0.9 g / kg or less). Shown. Further, FIG. 9 shows an example in which the secondary transfer current detected during the first sheet of paper is less than the lower limit current. Regarding the recording material P, the image formed on the recording material P, and the like, the front end and the rear end are related to the transport direction of the recording material P.
図9の例では、所定の電流範囲の下限値は50μA、上限値は70μA、2次転写電流の目標電流Itargetは60μA、目標電流Itargetに応じて決定された2次転写電圧Vtrの初期値は2500Vであるものとする。この2次転写電圧Vtrは、基底電圧Vb(=1500V)と、記録材分担電圧Vp(=1000V)との合計値である。目標電流Itargetは、環境情報に応じて決定される。基底電圧Vbは、2次転写部N2に記録材が無い状態で取得される2次転写部N2(本実施例では主に2次転写ローラ8)の電気抵抗に関する情報に基づいて、目標電流に応じて決定される。また、記録材分担電圧Vpは、記録材Pの坪量の情報に応じて決定される。記録材分担電圧Vpは、標準的な記録材Pに関する値が、環境との関係を示すテーブルデータとして予め設定されている。
In the example of FIG. 9, the lower limit value of the predetermined current range is 50 μA, the upper limit value is 70 μA, the target current Target of the secondary transfer current is 60 μA, and the initial value of the secondary transfer voltage Vtr determined according to the target current Target is It is assumed that the voltage is 2500V. This secondary transfer voltage Vtr is the total value of the basal voltage Vb (= 1500V) and the recording material sharing voltage Vp (= 1000V). The target current Target is determined according to the environmental information. The base voltage Vb is set to the target current based on the information on the electrical resistance of the secondary transfer unit N2 (mainly the
上記2次転写電圧Vtrを1枚目の記録材Pの先端に印加した際に検知される2次転写電流は40μAであり、下限値である50μAを下回っている。これは、通紙した記録材Pが、記録材分担電圧Vpのテーブル値を決定した際の標準的な記録材Pに対して、坪量は同等であるが乾燥により電気抵抗が極端に高い場合などに起こる。 The secondary transfer current detected when the secondary transfer voltage Vtr is applied to the tip of the first recording material P is 40 μA, which is lower than the lower limit of 50 μA. This is a case where the passing recording material P has the same basis weight as the standard recording material P when the table value of the recording material sharing voltage Vp is determined, but the electric resistance is extremely high due to drying. And so on.
1枚目の記録材Pの先端で検知された2次転写電流が下限値である50μAを下回っているため、2次転写電圧Vtrが2600V(2500V+電圧変動幅ΔVps(=100V))に変更されて、再び2次転写電流の検知が行われる。その後、2次転写電流が下限値に達するまで、2次転写電圧Vtrが電圧変動幅ΔVps(=100V)ごとに上昇するように変更される。そして、2次転写電圧が3200Vに到達した場合に、2次転写電流が下限値である50μAに達する。そのため、2次転写電圧Vtrの変更が7回行われている。2次転写電流が下限値に達した後は、2次転写電圧Vtrの変更が停止され、2次転写電圧は3200Vに維持されて、1枚目の記録材Pの後端に向けてトナー像の2次転写が行われる。 Since the secondary transfer current detected at the tip of the first recording material P is below the lower limit of 50 μA, the secondary transfer voltage Vtr is changed to 2600 V (2500 V + voltage fluctuation width ΔVps (= 100 V)). Then, the secondary transfer current is detected again. After that, the secondary transfer voltage Vtr is changed so as to increase every voltage fluctuation width ΔVps (= 100V) until the secondary transfer current reaches the lower limit value. Then, when the secondary transfer voltage reaches 3200 V, the secondary transfer current reaches the lower limit of 50 μA. Therefore, the secondary transfer voltage Vtr is changed seven times. After the secondary transfer current reaches the lower limit, the change of the secondary transfer voltage Vtr is stopped, the secondary transfer voltage is maintained at 3200 V, and the toner image is directed toward the rear end of the first recording material P. Secondary transcription is performed.
すなわち、図9の例では、2次転写電流が40μAである1枚目の記録材Pの先端から、2次転写電流が下限電流である50μAに達するまでの区間Aにおいて、転写電流不足による画像濃度薄(転写抜け)などの画像不良が発生してしまう。そして、図9の例では、2枚目においても、1枚目と同様の2次転写電圧制御を行うため、1枚目と同様に転写電流不足による画像濃度薄(転写抜け)などの画像不良が発生してしまう。これは、1枚目に使用される記録材Pと2枚目に使用される記録材Pとが同一の種類の記録材Pであり、それらの記録材Pの放置状態も同様であるためである。なお、図9では、転写電流が不足することによる画像不良を例として説明したが、転写電流が過剰であることによる画像不良に関しても同様の問題が生じ得る。 That is, in the example of FIG. 9, in the section A from the tip of the first recording material P having the secondary transfer current of 40 μA until the secondary transfer current reaches the lower limit current of 50 μA, the image due to insufficient transfer current. Image defects such as low density (missing transfer) occur. Then, in the example of FIG. 9, since the secondary transfer voltage control is performed on the second image as well as on the first image, image defects such as image density thinning (transfer omission) due to insufficient transfer current are performed as in the first image. Will occur. This is because the recording material P used for the first sheet and the recording material P used for the second sheet are the same type of recording material P, and the left state of those recording materials P is also the same. is there. In FIG. 9, an image defect due to insufficient transfer current has been described as an example, but the same problem may occur with respect to an image defect due to an excessive transfer current.
そこで、本実施例では、自動画像制御を実行する場合に、1枚目のテストチャートのリミッタ制御におけるオフセット電圧ΔVpを引き継いで2枚目以降のテストチャートの2次転写電圧Vtrを設定する。これにより、自動画像制御の1枚目において転写電流の過不足により発生する転写性が低下する領域が、自動画像制御の2枚目以降において繰り返して発生することを抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, when the automatic image control is executed, the offset voltage ΔVp in the limiter control of the first test chart is taken over and the secondary transfer voltage Vtr of the second and subsequent test charts is set. As a result, it is possible to prevent the region where the transferability is lowered due to the excess or deficiency of the transfer current in the first image of the automatic image control from being repeatedly generated in the second and subsequent images of the automatic image control.
本実施例では、自動画像制御の1枚目のリミッタ制御におけるオフセット電圧ΔVpと略同一のオフセット電圧ΔVpを用いて自動画像制御の2枚目以降の2次転写電圧Vtrを設定する。特に、本実施例では、以下のように設定する。自動画像制御の2枚目のテストチャートの先端に印加する2次転写電圧Vtrの値を、基底電圧Vbと記録材分担電圧Vpとを足し合わせて得られる電圧値に、自動画像制御の1枚目のリミッタ制御におけるオフセット電圧ΔVpを加えた電圧値とする。ただし、自動画像制御の1枚目のリミッタ制御のオフセット電圧ΔVpを引き継いで自動画像制御の2枚目の2次転写電圧Vtrを設定するとは、以下の構成に限定されるものではない。即ち、自動画像制御の1枚目のリミッタ制御のオフセット電圧ΔVpと同一のオフセット電圧ΔVpを用いて設定することに限定されない。つまり、自動画像制御の1枚目でリミッタ制御による2次転写電圧Vtrの変更を行った場合に、自動画像制御の2枚目の2次転写電圧Vtrを自動画像制御の1枚目のリミッタ制御による2次転写電圧Vtrの変更量に基づいて決定することができる。ここでは、簡単のため、自動画像制御の1枚目のリミッタ制御による2次転写電圧Vtrの変更量に基づいて自動画像制御の2枚目の2次転写電圧Vtrを決定することを、単に「オフセット電圧ΔVpを引き継ぐ」ということがある。 In this embodiment, the secondary transfer voltage Vtr of the second and subsequent images of the automatic image control is set by using the offset voltage ΔVp substantially the same as the offset voltage ΔVp in the limiter control of the first image of the automatic image control. In particular, in this embodiment, the settings are as follows. The value of the secondary transfer voltage Vtr applied to the tip of the second test chart of the automatic image control is added to the voltage value obtained by adding the base voltage Vb and the recording material sharing voltage Vp, and one of the automatic image controls. It is a voltage value to which the offset voltage ΔVp in the limiter control of the eye is added. However, setting the secondary transfer voltage Vtr of the second image of the automatic image control by taking over the offset voltage ΔVp of the first limiter control of the automatic image control is not limited to the following configuration. That is, the setting is not limited to using the same offset voltage ΔVp as the offset voltage ΔVp of the first limiter control of the automatic image control. That is, when the secondary transfer voltage Vtr is changed by the limiter control on the first image of the automatic image control, the secondary transfer voltage Vtr of the second image of the automatic image control is controlled by the first limiter of the automatic image control. It can be determined based on the amount of change in the secondary transfer voltage Vtr according to. Here, for the sake of simplicity, determining the secondary transfer voltage Vtr of the second image of the automatic image control based on the amount of change of the secondary transfer voltage Vtr by the limiter control of the first image of the automatic image control is simply ". The offset voltage ΔVp is taken over. "
図7は、自動画像調整の1枚目のオフセット電圧ΔVpを引き継ぐ処理を含む本実施例における2次転写電圧制御の手順の概略を示すフローチャート図である。また、図4の手順と同様の手順についての説明は適宜省略する。 FIG. 7 is a flowchart showing an outline of the procedure of the secondary transfer voltage control in the present embodiment including the process of taking over the offset voltage ΔVp of the first sheet of the automatic image adjustment. Further, the description of the same procedure as that of FIG. 4 will be omitted as appropriate.
図7のS101〜S105の処理は、それぞれ図4のS1〜S5の処理と同様である。 The processes of S101 to S105 in FIG. 7 are the same as the processes of S1 to S5 of FIG. 4, respectively.
自動画像調整JOBがスタートされると、制御部50は、図7のフローに従って、二次転写バイアス、転写電流範囲を決定する。その後、上述したように自動画像調整用のテストチャートを順次出力する。まず、自動画像調整用のテストチャートの1枚目(n=1)を出力するにあたり、転写電圧Vtr(=Vn=Vb+Vp)を印可する(S106)。本実施例では、自動画像調整用のテストチャートの1枚目は、最大濃度調整用のテストチャートである。最大濃度調整用のテストチャートが転写部を通過している際に転写電流Inを取得する(S107)。最大濃度調整用のテストチャートが転写部を通過している際の転写電流Inが所定範囲を外れる場合(S108のNo)は、転写電圧を補正する(S109)。転写電流Inが所定範囲を外れない場合(S108のYes)は、転写電圧を補正することなく、最大濃度調整用のテストチャートを出力させる。こうして、最大濃度調整用のテストチャートを出力させ、出力させたテストチャートは、画像読取部90で読み取られ、最大濃度の調整が行われる。制御部50は、最大濃度の調整が実行されると、自動画像調整用のテストチャートの2枚目として、階調制御用のテストチャートを出力する(S110)。ここで、自動画像調整用の2枚目の先端から印加される転写電圧については、1枚目の通紙中においてリミッタ制御が行われていた場合(S108のNo)は、補正後の転写電圧Vn’が採用される(S111)。即ち、オフセット電圧ΔVpを引き継いで2枚目以降のテストチャートの2次転写電圧Vtr(=Vn’)を設定する。以下、自動画像調整用のテストチャートの3枚目として、別スクリーンの自動階調調整テストチャートを出力する場合も同様である。また、それ以降のテストチャートについても同様である。
When the automatic image adjustment JOB is started, the
図10は、図9の場合と同条件で、自動画像調整を実行する際に、2枚目のテストチャートの先端に印加する2次転写電圧Vtrを1枚目のオフセット電圧ΔVpを引き継いで設定した場合の図9と同様の図である。図10の例では、2枚目のテストチャートの先端に印加する2次転写電圧Vtrは、1枚目のリミッタ制御により変更された後の2次転写電圧Vtrと略同一の値とされている。この場合、1枚目の区間Aでは、図9の場合と同様、転写電流不足による転写性が低下する領域が発生する。しかし、2枚目では、基底電圧Vbと記録材分担電圧Vp(テーブル値)とを足し合わせて得られる電圧値に、1枚目で記憶したオフセット電圧ΔVpを加えた2次転写電圧Vtr=3200Vを、記録材Pの先端から印加する。そのため、記録材Pの先端から後端までの全域において画像不良が発生しない。 In FIG. 10, under the same conditions as in FIG. 9, the secondary transfer voltage Vtr applied to the tip of the second test chart is set by taking over the offset voltage ΔVp of the first sheet when the automatic image adjustment is executed. It is the same figure as FIG. 9 in the case of this. In the example of FIG. 10, the secondary transfer voltage Vtr applied to the tip of the second test chart has substantially the same value as the secondary transfer voltage Vtr after being changed by the limiter control of the first sheet. .. In this case, in the first section A, as in the case of FIG. 9, a region in which the transferability is lowered due to insufficient transfer current is generated. However, in the second sheet, the secondary transfer voltage Vtr = 3200V, which is obtained by adding the offset voltage ΔVp stored in the first sheet to the voltage value obtained by adding the base voltage Vb and the recording material sharing voltage Vp (table value). Is applied from the tip of the recording material P. Therefore, image defects do not occur in the entire area from the front end to the rear end of the recording material P.
尚、本実施例では、最大濃度調整用テストチャートは自動階調調整用テストチャートのパッチ数と比べ少なく、A3サイズの場合は、区間Aを避けるように搬送方向のパッチ長さが20mmx10個を配置してもよい。ここで、区間Aとは、リミッタ制御が行われる領域を指す。本実施例では、テストチャートの先端に配置される所定領域内(テストチャートの先端から後端側に所定距離進んだ位置に挟まれる領域)である。本実施例では、転写電流Inが所定範囲を外れた場合、転写電圧を100Vずつ変更した。区間A以内で転写電圧の変更が完了できるように、転写電流Inに基づき、転写電圧の1ステップあたりの変更量を適宜変更してもよい。一方、2枚目以降の階調調整用のテストチャートでは、階調調整用のテスト画像が該区間Aを含む領域に画像形成されるように設定されていてもよい。 In this embodiment, the maximum density adjustment test chart is smaller than the number of patches in the automatic gradation adjustment test chart, and in the case of A3 size, the patch length in the transport direction is 20 mm x 10 so as to avoid the section A. It may be arranged. Here, the section A refers to an area where limiter control is performed. In this embodiment, it is within a predetermined area arranged at the front end of the test chart (a region sandwiched at a position advanced by a predetermined distance from the front end side of the test chart to the rear end side). In this embodiment, when the transfer current In is out of the predetermined range, the transfer voltage is changed by 100 V. The amount of change in the transfer voltage per step may be appropriately changed based on the transfer current In so that the change in the transfer voltage can be completed within the section A. On the other hand, in the second and subsequent test charts for gradation adjustment, the test image for gradation adjustment may be set so as to be formed in the region including the section A.
なお、本実施例では、2枚目のテストチャートを出力する際の2次転写電圧Vtrの初期値を、Vb+Vp+ΔVpに設定した(ΔVpの係数は1)。すなわち、1枚目のテストチャートを出力する際のオフセット電圧ΔVpそのものを引き継いでいるが、これに限定されない。例えば、Vb+Vp+ΔVp×第1係数(所定係数は1以外の値)に設定してもよい。 In this embodiment, the initial value of the secondary transfer voltage Vtr when outputting the second test chart is set to Vb + Vp + ΔVp (the coefficient of ΔVp is 1). That is, the offset voltage ΔVp itself when outputting the first test chart is inherited, but the present invention is not limited to this. For example, it may be set to Vb + Vp + ΔVp × first coefficient (the predetermined coefficient is a value other than 1).
7 中間転写ベルト
8 2次転写ローラ
20 2次転写電源
21 電流検知回路
22 電圧検知回路
50 制御部
7
Claims (4)
電圧が印加されて前記像担持体に担持されたトナー像を転写部において記録材へ転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記転写部材に流れる電流を検知する電流検知部と、
記録材が前記転写部を通過している際に、前記転写部材に印加する電圧が所定電圧となるように定電圧制御する制御部であって、前記電流検知部の検知結果が所定範囲内となるように前記電流検知部の検知結果に基づいて前記転写部材に印加する電圧を制御する制御部と、
画像形成装置を操作するための操作部と、を備える画像形成装置において、
前記制御部は、前記操作部に入力される指示に基づき、画像濃度を調整するための第1のテストチャートと、前記第1のテストチャートよりも後に出力される第2のテストチャートと、を含む複数のテストチャートを出力させて画像濃度の調整を行う一連の調整モードを実行可能であって、前記第2のテストチャートが前記転写部を通過している際の前記所定電圧を、前記第1のテストチャートが前記転写部を通過している際に、前記電流検知部の検知結果に基づく前記転写部材に印加する電圧の制御での該電圧の変更量に基づいて決定することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that supports a toner image and
A transfer member that transfers a toner image carried on the image carrier to a recording material at a transfer unit when a voltage is applied.
A power supply that applies a voltage to the transfer member and
A current detection unit that detects the current flowing through the transfer member, and
A control unit that controls a constant voltage so that the voltage applied to the transfer member becomes a predetermined voltage when the recording material passes through the transfer unit, and the detection result of the current detection unit is within a predetermined range. A control unit that controls the voltage applied to the transfer member based on the detection result of the current detection unit.
In an image forming apparatus including an operation unit for operating an image forming apparatus,
The control unit obtains a first test chart for adjusting the image density and a second test chart output after the first test chart based on an instruction input to the operation unit. It is possible to execute a series of adjustment modes in which a plurality of test charts including the test charts are output to adjust the image density, and the predetermined voltage when the second test chart passes through the transfer unit is set to the first voltage. When the test chart of 1 is passing through the transfer unit, it is characterized in that it is determined based on the amount of change in the voltage by controlling the voltage applied to the transfer member based on the detection result of the current detection unit. Image forming device.
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