JP4318896B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用した、プリンタ、複写装置またはファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式を採用した、プリンタ、複写装置またはファクシミリ装置等の画像形成装置は、円筒状または無端ベルト状の感光体を有し、この感光体上に形成されたトナー像（顕像剤像）を用紙（転写材）に転写して複写画像を形成するようになっており、チャージャー線を配設してコロナ放電させる転写装置を採用している。この転写装置は、コロナ放電の際にオゾンを発生するため、オゾン除去用のオゾンフィルタが画像形成装置の排気口近傍などに配置されている。画像形成装置内部のオゾンを含んだ空気は、オゾンフィルタを通過し、オゾンが除去された後に排気される。
【０００３】
しかしながら、上記オゾンフィルタを通過させる排気方法では、オゾンを全て除去することはできない。そこで、上記チャージャー線を有する転写装置に代わり、転写ベルトまたは転写ローラ（以下、転写体と記載する）を有する転写装置を採用した画像形成装置が増えてきている。
【０００４】
上記転写体は、感光体表面に近接または当接するように配設されている。そして、この転写体に高圧のバイアス（直流）を印加することにより、感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写するようになっている。
【０００５】
このような転写体を有する転写装置を用いることは、オゾン発生量を抑制することが可能となるばかりでなく、トナー像が転写される際の転写ずれを防止することも可能となる。
【０００６】
また、電子写真方式を採用した画像形成装置の画像形成に関わる各種部材（例えば、感光体、露光源、現像装置、転写体、クリーニングブレード等）は、経時変化により劣化する。用紙に形成される複写画像の品質（画質）は、この各種部材の劣化の度合いや、温度や湿度等の環境変化に大きく左右される。
【０００７】
このため、上記画質の変化を防止する制御方法が採用されている。該制御方法としては、例えば、感光体上にテストトナー像（トナーパッチ）を所定の条件で形成させた後に、感光体上のテストトナー像の濃度およびトナー付着量の少なくとも一方（以下、トナー量等と記載する）を検出し、検出結果を画像形成プロセスにフィードバックして画質を調整する制御方法が採用されている。これにより、画質の変化を防止することが可能となり、常に適切な画質の画像を形成することができる。
【０００８】
特開平１１−２１９０４５号公報には、転写ローラを用いた転写装置を備えた画像形成装置が開示されている。この公報に開示されている画像形成装置は、図７に示すように、感光体２１、転写ローラ２２を有している。
【０００９】
転写ローラ２２と感光体２１は当接するように配置されており、転写ローラ２２は感光体２１の回転に従動して回転するようになっている。このため、感光体２１に形成されたトナー像（トナーパッチ）が転写ローラ２２と接する際に、トナー像（トナーパッチ）の一部であるトナーが転写ローラ２２の表面に落下し転写ローラ２２の表面に付着することがある。そこで、これを防止するための方法として、トナーの帯電極性と同極性の電圧が転写ローラ２２に印加されている。
【００１０】
しかし、転写ローラ２２にトナーと同極性の電圧を印加した場合であっても、感光体２１に付着しているトナーの量が、転写ローラ２２に印加した電圧が感光体２１上のトナーを静電的に反発させることができない程度に多い場合には、感光体２１上のトナーが転写ローラ２２の表面に落下し、トナーが転写ローラ２２の表面に付着してしまうことがある。この場合、転写ローラ２２の表面に付着するトナーの量は、画像形成装置の設置場所の周囲や装置内における環境の変化、感光体２１や転写ローラ２２等の劣化や経時変化による画像形成条件の変化などによって変化する。
【００１１】
このように転写ローラ２２の表面にトナーが付着した状態で、用紙が転写ローラ２２を通過すると、用紙の裏面側にトナーが付着してしまい、いわゆる裏汚れが発生する。
【００１２】
裏汚れを防止するために、転写ローラ２２に付着したトナーの除去を行う方法が知られている。この方法は、転写ローラ２２にトナーと同極性の電圧を印加して、転写ローラ２２に付着しているトナーを感光体２１に再転写させることによりトナーを除去する方法である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置は、常に所定の電圧を所定の時間、転写ローラに印加している。このため、従来の画像形成装置においては、トナーの除去が完了すると予想される時間よりも電圧を印加する時間を長く設定する必要がある。
【００１４】
この場合、予想された量よりもトナー付着量が多い場合、即ち、設定した電圧の印加時間が短い場合は、転写ローラに付着したトナーが全て取り除かれていないにも関わらず、トナー除去工程は終了してしまう。このため、転写ローラ上に残留したトナーによって、用紙の裏汚れが発生してしまう。
【００１５】
一方で、予想された量よりもトナー付着量が少ない場合、即ち、設定した電圧の印加時間が長い場合は、転写ローラに付着したトナーが全て取り除かれているにも関わらず、必要以上にトナー除去工程を行うことになる。
【００１６】
この場合、トナー除去に関わる各種部材は無駄な駆動をすることになる。そして、各種部材の劣化、異常音の発生、部品トラブルよる部品交換等の問題を招来する可能性がある。例えば、感光体として、円筒状の感光体ドラムを採用した場合では、ドラム素管に塗布された感光体材料（感光層）が徐々に削られてしまい、寿命が短くなる。また、感光層の膜減りは、再現される画像の画質にも影響を及ぼす。
【００１７】
一方、部品の寿命を考慮した設計は、各部品のコストが高くなるため、結果的に装置の価格または交換部品の価格に影響を与えることも考えられ、実施は困難である。
【００１８】
本発明は、上記問題を解決するために提案されたものであり、転写体（転写ベルトや転写ローラ等）に付着した顕像剤を確実かつ効率的に除去することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる画像形成装置は、表面に顕像剤像が形成される像担持体（例えば感光体ドラムや感光体ベルト等の感光体）と、上記像担持体に形成された顕像剤像（例えばトナー像）を転写材（例えば転写紙等）に転写する転写手段（例えば転写ベルトや転写ローラ等の転写体（転写装置））と、上記転写手段に顕像剤と同極性の電圧を印加して上記転写手段上に付着している顕像剤を上記像担持体上に再転写する電圧印加手段（例えば高圧ユニット等）と、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤像の濃度および顕像剤量の少なくとも一方を検出する第１の検出手段（例えば光センサ）と、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤を除去する顕像剤除去手段（例えばクリーニング装置等）と、上記第１の検出手段の検出値に基づいて、上記電圧印加手段による再転写条件を調整する調整手段（例えば中央演算処理装置等の制御部）とを有していることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、上記調整手段により、上記電圧印加手段による再転写条件を調整することで、転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤量に応じた条件で上記電圧（クリーニングバイアス）を印加することができる。このため、上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤を像担持体に再転写するために必要な電圧を確実かつ効率よく印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができる。よって、従来のように転写手段のクリーニングが十分でないために生じる転写材の裏汚や、必要以上に上記クリーニング動作を行うことにより生じる各種部材の劣化、異常音の発生、部品トラブルよる部品交換等の問題を回避することができ、部品寿命の長期化並びに再現される画像の画質向上を図ることができる。また、上記構成によれば、無駄なクリーニング動作に伴う部品の寿命を考慮した設計を行う必要もなく、安価な画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記第１の検出手段は、第１の光センサであることを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、上記第１の検出手段が光センサ（第１の光センサ）であることで、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤像の濃度や顕像剤量を光学的に検出することができ、これら顕像剤像の濃度や顕像剤量を、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、正確かつ簡便に検出することができる。
【００２３】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記第１の検出手段は、上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の下流側に設けられていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過した後に、像担持体が転写手段と接触、もしくは像担持体から転写手段上に顕像剤が落下することにより上記転写手段に付着した上記顕像剤像の濃度または顕像剤量を効率良く検出することができる。
【００２５】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の上流側に、上記像担持体上に形成された、転写前の顕像剤像の濃度および上記像担持体上に付着している転写前の顕像剤量の少なくとも一方を検出する第２の検出手段をさらに備え、上記調整手段は、上記第２の検出手段の検出値および上記第１の検出手段の検出値から、上記転写手段に付着している顕像剤量を予測し、該予測結果に基づいて上記再転写条件を調整することを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過する前の顕像剤像の濃度および／または顕像剤量を検出することができる。このため、上記第１の検出手段の検出値と合わせて、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過する前後における顕像剤の濃度および／または顕像剤量を検出することが可能となり、転写手段を通過する前後における検出値を比較することにより、転写手段上に付着した顕像剤量を容易かつ正確に予測することができる。よって、上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤を像担持体に再転写するために必要な電圧をより確実かつ効率よく印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができる。
【００２７】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記第２の検出手段は、第２の光センサであることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、上記第２の検出手段が光センサ（第２の光センサ）であることで、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過する前の、像担持体上の顕像剤像の濃度や顕像剤量を光学的に検出することができ、これら顕像剤像の濃度や顕像剤量を、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、正確かつ簡便に検出することができる。
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記調整手段は、上記第１の検出手段において所望の検出結果が得られるまで上記再転写を繰り返すように上記再転写条件を調整することを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、上記再転写、すなわち、上記転写手段のクリーニング動作を繰り返すことで、上記転写手段に顕像剤と同極性の電圧（再転写バイアス）を印加しながら、上記像担持体に再転写される顕像剤量の変化を上記第１の検出手段により読み取るため、転写手段から上記像担持体への再転写量の移り変わり、すなわち、転写手段に付着しているトナー量が除々に少なくなる様子を確認しながら上記再転写を行うことができる。このため、再転写によってもなお転写手段上に残留（付着）している顕像剤を確実に除去することができると共に、必要以上に再転写を繰り返すことを防ぐことが可能となり、より確実かつ効率的に転写手段上に付着した顕像剤を像担持体へ再転写することができる。
【００３０】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記転写手段は無端状の転写ベルトまたは転写ローラから構成されており、上記第１の検出手段は、上記像担持体と上記転写手段との接点から上記第１の検出手段が上記像担持体上の顕像剤像の濃度または顕像剤量を検出する地点までの上記像担持体の回転方向の周長が上記転写手段の周長よりも短くなるように設けられていることを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、転写手段上に付着している顕像剤が、像担持体と接触した後に転写手段の回転に伴って移動し、再び像担持体と接触するまでの間に、上記第１の検出手段により、像担持体上の顕像剤の濃度または顕像剤量を検出することができる。したがって、上記構成によれば、像担持体上の顕像剤像の濃度および／または顕像剤量の検出を、上記像担持体上の顕像剤が転写手段を通過した後速やかに行うことが可能となるため、再転写条件の調整も速やかに行うことができる。よって、より効率的に上記再転写を行うことができる。
【００３２】
本発明にかかる画像形成装置は、上記構成に加え、上記調整手段は、上記再転写条件として、上記電圧印加手段が上記転写手段に印加する電圧値および電圧印加時間の少なくとも一方を調整することを特徴としている。
【００３３】
上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤量に応じた電圧（クリーニングバイアス）を印加することができる。このため、上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤を像担持体に再転写するために必要な電圧を確実かつ効率よく印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第一の実施の形態を図１および図２に基づき説明する。
【００３５】
図１に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置は、感光体１（像担持体）、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５（転写手段）、第１の光センサ６（第１の検出手段）、クリーニング装置７（顕像剤除去手段）、制御部８（調整手段）、高圧ユニット９（電圧印加手段）、および給紙ローラ対１１を備えている。
【００３６】
上記感光体１は、矢印Ａ方向（時計回り）に回転駆動される感光体ドラムであり、表面に画像形成のための静電潜像やトナー像が形成されるようになっている。図１は、上記感光体１の周囲の構成を示している。図１に示すように上記感光体１の周囲には、上記露光装置３からのレーザ光１６の照射位置から、感光体１の回転方向に、露光装置３、現像装置４、転写装置５、第１の光センサ６、クリーニング装置７、帯電装置２がこの順番で配置されている。
【００３７】
帯電装置２は、上記感光体１と当接するように配置された帯電ローラ１２を備え、該帯電ローラ１２が感光体１の回転に従動して感光体１の回転方向（図１では矢印Ａ方向）と反対方向（図１では矢印Ｂ方向）に回転することで残留電荷が除去された感光体１の表面を所定の電位に均一に帯電させるようになっている。
【００３８】
露光装置３は、レーザ光源を有し、感光体１と離間した位置に配置され、図示しないスキャナ部（原稿読取装置）あるいは外部に接続された図示しないホストコンピュータ等より入力される画像情報、若しくは通信等により送られるＦＡＸ情報等の画像情報を示すデジタルデータ（画像信号）に基づいて変調されたレーザ光１６を出射し、上記帯電装置２により所定のレベル（基準レベル）に均一にされた感光体１表面を露光（走査）することで、感光体１上に静電潜像を形成するようになっている。
【００３９】
現像装置４は、現像槽１３ａに収容されたトナー（顕像剤）を感光体１に供給する現像ローラ１３ｂを備え、上記露光装置３によるレーザ光１６の露光により感光体１上に形成された静電潜像をトナーにより可視像（トナー像）化するようになっている。上記現像ローラ１３ｂは、上記感光体１と当接するようになっており、上記感光体１の回転に従動して上記感光体１の回転方向と反対方向に回転するようになっている。
【００４０】
転写装置５は、転写材１０を介して感光体ドラムと接触することで、上記感光体１上に形成されたトナー像を上記転写材１０に転写するようになっている。上記転写装置５は、上記感光体１の周長よりも短い周長を有する無端状の転写ベルト１４（転写体）が支持ローラ１７ａおよび支持ローラ１７ｂで支持された構成を有し、該転写ベルト１４は、上記支持ローラ１７ａおよび支持ローラ１７ｂのうち一方の支持ローラ１７ａにより転写材１０を介して上記感光体１に圧接するようになっている。これにより上記転写ベルト１４は、上記感光体１の回転に従動して上記感光体１の回転方向と反対方向に回転するようになっている。
【００４１】
本実施の形態において第１の光センサ６は、転写装置５よりも感光体１の回転方向の下流側であって、クリーニング装置７よりも感光体１の回転方向の上流側に、上記感光体１と離間して配置されている。これにより、上記第１の光センサ６は、上記感光体１に光を照射することで、上記感光体１上に形成されたトナー像が転写装置５を通過した後に上記感光体１上に付着しているトナー像のトナー濃度（反射率）およびトナー量、即ち、転写後に上記感光体１上に付着しているトナー像のトナー濃度およびトナー量の少なくとも一方を検出するようになっている。上記トナー濃度やトナー量の検出に光センサを使用することで、上記トナー濃度やトナー量を光学的に検出することができ、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、上記トナー濃度やトナー量を正確かつ簡便に検出することができる。なお、上記第１の光センサ６としては、従来、プロセスコントロールに用いられている光センサと同様の光センサを使用することができる。
【００４２】
クリーニング装置７は、クリーニングローラ１５ａおよびクリーニングブレード１５ｂを備えている。上記クリーニングローラ１５ａは、感光体１と当接するように設けられており、感光体１の回転に従動して感光体１の回転方向と反対方向に回転することで、上記感光体１表面を除電するようになっている。一方、クリーニングブレード１５ｂは弾性体で構成されており、感光体１に直接接触させ、感光体１上に付着したトナーをかきとることで、トナー像転写後の感光体１の表面に残留（付着）しているトナーを除去、回収するようになっている。
【００４３】
制御部８は、画像形成に関わる制御、即ち、各部材の駆動制御並びに画質の調整やバイアス調整を行うようになっている。また、上記制御部８は、上記制御に加えて、上記転写装置５のクリーニング（再転写）に関わる制御を行うようになっている。具体的には、上記制御部８は、上記第１の光センサ６の検出値に基づいて、高圧ユニット９による再転写条件を、上記クリーニング装置７によるトナー除去後の上記第１の光センサ６による検出値が所定値以下となるように調整するようになっている。即ち、上記制御部８は、上記転写装置５に付着したトナーが確実かつ効率的に除去されるように上記再転写条件を調整しており、好適には上記転写装置５に付着したトナーが完全に除去されるように調整するようになっている。上記制御部８としては、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）を用いることができる。
【００４４】
高圧ユニット９は、制御部８から伝達された制御信号に基づき、転写ベルト１４に転写バイアス若しくは再転写バイアス（クリーニングバイアス）を切り換えて印加するようになっている。転写バイアスは、感光体１上のトナー像を転写材１０に転写するために印加する電圧である。一方、再転写バイアスは、転写ベルト１４上のトナーを感光体１に再転写するために印加する電圧である。
【００４５】
給紙ローラ対１１は、転写材１０を感光体１と転写装置５の間に搬送するものである。給紙ローラ対１１は２つのローラ間に転写材１０を挟み込んで回転することにより、転写材１０を搬送するようになっている。
【００４６】
給紙ローラ対１１に対して、転写材１０の搬送方向上流側には、上記転写材１０をストックし、該転写材１０を上記給紙ローラ対１１に供給する図示しない給紙装置が備えられている。また、転写装置５に対して、転写材１０の搬送方向下流側には上記転写材１０に転写されたトナー像を融着させて定着させる図示しない定着装置が備えられている。
【００４７】
上記構成を有する、本実施の形態にかかる画像形成装置における画像形成方法について説明する。
【００４８】
まず、感光体１の表面が帯電装置２によって均一に帯電される。露光装置３は、形成する画像情報に基づいて変調されたレーザ光１６を出射する。レーザ光１６が均一に帯電された感光体１表面を主走査方向に１ライン単位で順次露光することにより感光体１上に静電潜像を形成する。感光体１上に形成された静電潜像は現像装置４を通過し、その際、現像装置４内のトナーが感光体１上の静電潜像に対して静電的に吸着することにより静電潜像はトナー像として可視像化される。感光体１上に形成されたトナー像は、転写装置５により給紙ローラ対１１から給紙された転写材１０に転写される。その後、転写材１０は図示しない定着装置に搬送され、定着装置でトナー像は転写材１０に定着され、永久可視像化される。
【００４９】
上記した画像形成の工程を実行するに際しては、あらかじめ形成する画像の画質の調整を行う。画質調整は、制御部８が帯電レベル、露光レベル、現像バイアスまたは転写レベル等の出力を調整することにより行われ、この出力調整をプロセスコントロールと言う。
【００５０】
プロセスコントロールによる画質調整は以下に示す方法により行われる。感光体１上の表面に所定の条件で試験的にトナーパターン像を形成し、第１の光センサ６が感光体１上に付着したトナー量を検出する。検出結果から画像形成装置（電子写真プロセス）の少なくとも一部をコントロールすることにより画質の調整を行う。
【００５１】
具体的には、まず、帯電装置２が感光体１表面を所定のレベル（基準レベル）に一様（均一）に帯電させる。特定形状のパターン画像（トナー像）を形成するように変調されたレーザ光１６が、帯電された感光体１表面を露光（走査）する。感光体１表面の露光された部分には静電潜像が形成され、静電潜像は現像装置４にて特定形状のトナーパターン像として可視像化される。可視像化された特定形状のトナーパターン像が転写装置５を通過した後、第１の光センサ６が、感光体１表面のトナー付着量（トナー濃度）を検出する。検出信号は制御部８に伝達され、制御部８は、この検出結果に基づいて形成される画質を調整する。以上により画質が調整された画像を形成することができる。
【００５２】
なお、第１の光センサ６により検出された検出データに基づいて、形成される画像のデータ（電子写真データ）を画像処理により画質補正（濃度補正など）することも可能である。
【００５３】
次に、制御部８が再転写条件を調整することにより転写ベルト１４上に付着したトナーを除去する工程の一例について説明する。
【００５４】
まず、感光体１の表面に形成されたトナー像が転写ベルト１４を通過した後、即ち、転写後に、第１の光センサ６が、上記転写後の感光体１上に付着（残留）しているトナー像の濃度またはトナー付着量を検出する。この検出結果（検出値）は、濃度検出信号（トナー量検出信号）として制御部８に送られる。
【００５５】
上記制御部８は、該濃度検出信号とプロセスコントロール時に検出したトナーパターン像のトナー濃度またはトナー付着量の濃度検出信号（トナー量検出信号）とを比較することにより転写ベルト１４上に付着しているトナー付着量を予測し、この予測結果に基づいて、転写ベルト１４に印加する電圧（再転写バイアス）を、該転写ベルト１４上に付着したトナーが確実かつ効率的に除去されるように調整（設定、変更）する。
【００５６】
高圧ユニット９は、上記制御部８からの信号（制御信号）により、上記制御部８にて設定（変更）された再転写条件に基づいて、トナーと同極性の電圧（再転写バイアス）を転写ベルト１４に印加する。これにより、転写ベルト１４に付着したトナーは感光体１に再転写される。感光体１上に再転写されたトナーは、クリーニング装置７によって感光体１上から除去される。これにより、転写ベルト１４上をクリーニングすることができる。
【００５７】
具体的なトナー付着量の予測方法は、演算によるものやテーブルを参照するものなどにより行われ、例えば次のような手段により予測する。まず、画像形成を所定の条件で行い、このときの感光体１上のトナー付着量を実験等により求めておき、あらかじめ制御部８に記録しておく（予測付着量）。一方、第１の光センサ６が検出した感光体１上のトナー濃度に基づく検出信号は、インターフェイス等の通信手段を介して制御部８に入力され、制御部８は感光体１上のトナー付着量を把握する（検出付着量）。制御部８は、これらを比較することにより転写ベルト１４の表面におけるトナー付着量を予測する。即ち、「予測付着量−検出付着量＝トナー付着量」となる。
【００５８】
制御部８における上記再転写条件の調整、即ち、上記高圧ユニット９の制御は、第１の光センサ６が検出したトナーの濃度検出信号（トナー量検出信号）を基に予測された転写ベルト１４上のトナー付着量に応じて、制御部８が、転写ベルト１４に印加する再転写バイアスの電圧値または電圧印加時間を変動させることにより行われる。例えば、転写ベルト１４上のトナー付着量が多いと予測された場合は、電圧や時間などの印加レベルを大きく設定し、逆に、転写ベルト１４上のトナー付着量が少ないと予測された場合は、印加レベルを小さく設定する。
【００５９】
ここで、転写ベルト１４に印加する再転写バイアスの印加時間と電圧の関係について説明する。図２は、転写ベルト１４上に付着したトナーを感光体１に再転写させる時間の増減と、転写ベルト１４に印加する電圧レベルの大小の関係を示したタイミングチャートである。図２においては、実線で表したものが最低レベルの電圧印加条件であり、トナー付着量の増加に伴って段階的若しくはリニア的（線形的）に増加させることを表している。
【００６０】
具体的には、転写ベルト１４に対して再転写バイアスを印加すると同時に、転写ベルト１４上に付着したトナーの感光体１への再転写が開始される（図２では、Ｃ１）。そして、あらかじめ制御部８によって設定された再転写時間が経過した後（図２では、Ｃ２）、所定の時間を経てから再転写バイアスの印加を停止する（図２では、Ｃ３）。これは、トナーの再転写を確実に行うためである。また、予測されたトナー量に応じて印加する時間および電圧が制御されることから、予測されたトナー量が多い場合には、図２中、点線にて示すように当然に再転写時間は長くなるとともに印加する電圧も高くなる。この場合においても前記と同様に、再転写時間が経過した後（図２では、Ｃ４）、所定の時間を経てから再転写バイアスの印加を停止する（図２では、Ｃ５）。
【００６１】
このように、本実施の形態において、制御部８は、転写工程の後に上記第１の光センサ６の検出値から求められる転写装置５（転写ベルト１４）へのトナー付着量から、転写装置５のクリーニング状態（トナー付着状態）が所望の状態となるように、再転写条件、すなわち、クリーニング条件を調整する。該再転写条件は、例えば、転写後における転写材１０の裏面に付着したトナーが目立たなくなるように調整される。より具体的には、上記再転写条件は、例えば、上記した第１の光センサ６の検出値から求められる転写装置５へのトナー付着量から、トナー除去後の第１の光センサ６による検出値が所定値以下となるように調整される。より好適には、上記再転写条件は、上記第１の光センサ６の検出値から求められる転写装置５へのトナー付着量から、この転写装置５に付着しているトナーが除去（上記第１の光センサ６の検出値から求められる量のトナーが除去）されるように調整される。このように第１の光センサ６の検出値から求められるトナー付着量に基づき再転写条件を調整することにより、転写後における転写材１０の裏面での目立ったトナーの付着を防止することができる。
【００６２】
なお、上記クリーニング状態は、温度または湿度等の環境によっても左右されるため、上記画像形成装置としては、例えば、温度検知手段（温度計等の温度測定手段あるいは温度入力手段）および／または湿度検知手段（湿度計等の湿度測定手段あるいは湿度入力手段）をさらに備え、上記制御部８は、上記第１の光センサ６の検出値と、上記温度検知手段および／または湿度検知手段により検知された温度および／または湿度とに基づいて上記再転写条件を調整する構成を有していることがより好ましい。つまり、上記再転写条件は、温度や湿度等を考慮して調整（設定）されることがより好ましい。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によれば、制御部８が上記再転写バイアスの印加時間および印加電圧値を高圧ユニット９に伝達し、高圧ユニット９が、制御部８から伝達された印加条件の再転写バイアスを転写ベルト１４に印加することで、転写ベルト１４には、該転写ベルトに付着しているトナーを感光体１に再転写するために必要な電圧が印加されることになる。これにより、転写ベルト１４上のトナーを感光体１へ再転写すること、即ち、転写ベルト１４上に付着したトナーを除去（クリーニング）することが可能となる。
【００６４】
また、上記のトナー再転写方法を用いることで、転写ベルト１４に付着しているトナーの量に応じてクリーニング工程を実行することが可能となるため、確実かつ効率的な転写ベルト１４のクリーニングを実行することができるとともに転写材１０の裏汚れを防止することができる。
【００６５】
なお、バイアス印加レベルは、上記したように例えばトナー付着量の違いに応じて高低を切り換えて設定するものだけでなく、例えば想定されるトナー付着量に応じて複数レベル（複数段階）のバイアス印加レベルを設定し、想定されるトナー付着量に応じて上記レベルの切り換えを行ってもよい。
【００６６】
〔実施の形態２〕
本発明の第二の実施の形態を図３および図４に基づき説明する。また、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態においては、上記第一の実施の形態との相違点について主に説明するものとする。
【００６７】
図３に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置は、前記実施の形態１同様、感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、第１の光センサ６、クリーニング装置７、制御部８および高圧ユニット９、給紙ローラ対１１を備えている。
【００６８】
図３中、Ｐ１は、感光体１と転写ベルト１４とが当接している点であり、Ｐ２は、第１の光センサ６が感光体１上のトナー濃度を検出する感光体１上の点である。また、Ｌ１は、転写ベルト１４の周長であり、Ｌ２は、感光体１と転写ベルト１４との接点から第１の光センサ６が感光体１上のトナー量を検出する地点までの上記感光体１の回転方向の周長である。即ち、Ｐ１からＰ２までの感光体１の外周の長さである。
【００６９】
本実施の形態において、Ｌ１とＬ２とは、Ｌ１＞Ｌ２となるように設定されている。即ち、転写ベルト１４に付着しているトナーは、一定の周期（転写ベルト１４の周長）で繰り返し感光体１に接触するようになっているが、Ｌ１＞Ｌ２となる位置に第１の光センサ６を配置することにより、転写工程後、Ｐ１にて感光体１と転写ベルト１４とが接した際に、転写ベルト１４上に付着しているトナーの一部が感光体１に再転写され、転写ベルト１４上に付着している残りのトナーが、転写ベルト１４の回転に伴い再び感光体１と接するまでに、第１の光センサ６が感光体１上に再転写されたトナー濃度を検出できるようになっている。
【００７０】
これにより、検出結果に応じた再転写バイアスの制御を速やかに実行することが可能となる。
【００７１】
具体的には、図４に示すように、転写ベルト１４上のトナーが感光体１に接した後に再び感光体１と接するまでの間（図４ではＬ１）に、第１の光センサ６が配置されている（図４ではＬ２）。Ｔ１からＴ４は、転写ベルト１４上のトナーが再転写された感光体１上のトナーパターン像（テストトナー像）を表しており、Ｔ１からＴ４に向かって時間が経過している。つまり、上記Ｔ１からＴ４は、再転写毎の感光体１上のトナーパターン像を表している。
【００７２】
最初に感光体１に再転写されたトナーパターン像Ｔ１は、転写ベルト１４上のトナーが次に感光体１に再転写されるまでに第１の光センサ６により濃度検出される。検出結果に基づき制御された再転写バイアスを転写ベルト１４に印加する。そして、再び転写ベルト１４上のトナーが感光体１に再転写され、トナーパターン像Ｔ２を形成する。トナーパターン像Ｔ２は、同様に転写ベルト１４上のトナーが次に感光体１に再転写されるまでに第１の光センサ６によってトナー濃度が検出され、転写ベルト１４には制御された再転写バイアスが印加される。
【００７３】
このように再転写されたトナーパターン像のトナー濃度の検出と、再転写バイアスの調整と、再転写バイアスの印加とを速やかに行うことにより、繰り返し感光体１へ再転写されるトナーパターン像のトナー濃度は徐々に薄くなっていく（図４ではＴ１からＴ４）。これにより、必要最小限の時間で転写ベルト１４上のトナーを除去することができる。そして、上記再転写は、繰り返し行われ、トナーパターン像Ｔｎ（但し、ｎは２以上の自然数）の濃度が所定のレベル以下になったことを第１の光センサの出力によって確認された後に終了する。
【００７４】
以上のように、上記した再転写工程においては、感光体１の表面に形成されたトナー像が転写ベルト１４を通過した後、即ち、転写後に、表面にトナー像の一部が付着した転写ベルト１４にトナーと同極性のバイアス（再転写バイアス）を印加しながら、感光体１に再転写されるトナーパターン像（テストトナー像）の濃度変化（トナーの付着量の変化）を上記第１の光センサ６により読み取り、上記第１の光センサ６により読み取られたトナーパターン像の濃度（トナー付着量）、即ち、上記第１の光センサ６の検出値が所定値以下になるまで上記トナーパターン像の作成（再転写）と上記トナーパターン像の濃度（トナー付着量）検出とを繰り返すことで、クリーニング動作（トナーの除去）を繰り返し行っている。つまり、上記した再転写工程において、上記制御部８が上記第１の光センサ６の検出値に基づいて再転写条件を調整するとは、上記第１の光センサ６の検出値から転写装置５に付着しているトナーの有無、さらには、転写装置５に付着しているトナー量のレベルを判断し、転写装置５のクリーニング状態（トナー付着状態）が所望の状態となるように、つまり、上記転写装置５に付着しているトナーが除去されるように再転写条件を調整することを示す。具体的には、例えば、クリーニング装置７によるトナー除去後の第１の光センサ６による検出値が所定値以下となるように上記再転写条件を調整（設定、変更）する。
【００７５】
本実施の形態において、制御部８における上記再転写条件の調整、即ち、上記高圧ユニット９の制御は、第１の光センサ６が検出したトナーの濃度検出信号（トナー量検出信号）を基に上記クリーニング動作（再転写動作）を行うか否かを設定することにより行われる。なお、このとき、同時に、上記高圧ユニット９による印加電圧値や電圧印加時間の調整（変更）を行ってもよい。高圧ユニット９は、上記制御部８からの信号（制御信号）により、上記制御部８にて設定（変更）された再転写条件に基づいて、トナーと同極性の電圧（再転写バイアス）を転写ベルト１４に印加する。これにより、転写ベルト１４に付着したトナーは感光体１に再転写される。なお、本実施の形態においても、感光体１上に再転写されたトナーは、クリーニング装置７によって感光体１上から除去される。これにより、転写ベルト１４上をクリーニングすることができる。
【００７６】
本実施の形態におけるトナー再転写方法を用いた転写ベルト１４のクリーニング方法は、転写ベルト１４のクリーニングを繰り返し実行するという点において、上記転写ベルト１４のクリーニングをより確実なものとするという利点を有している。
【００７７】
〔実施の形態３〕
本発明の第三の実施の形態を図５および図６に基づいて説明する。また、説明の便宜上、前記実施の形態１にて示した部材と同じ機能を有する部材には同一の番号を付記し、その説明を省略する。本実施の形態においては、上記第一および第二の実施の形態との相違点について主に説明するものとする。
【００７８】
図５に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置は、感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、第１の光センサ６、クリーニング装置７、制御部８および高圧ユニット９、給紙ローラ対１１に加えて第２の光センサ１８（第２の検出手段）をさらに備えている。
【００７９】
第２の光センサ１８は、クリーニング装置７および現像装置４よりも感光体１の回転方向の下流側であって、転写装置５よりも感光体１の回転方向の上流側における感光体１と離間した位置に配置されている。これにより、第２の光センサ１８は、上記感光体１に光を照射することで、上記感光体１上に形成されたトナー像が転写装置５を通過する前に、上記感光体１上に形成されたトナー像のトナー濃度（反射率）および感光体１に付着している転写前のトナー量の少なくとも何れか一方、すなわち、上記感光体１上に形成された、転写前のトナー像のトナー濃度および感光体１に付着している転写前のトナー量の少なくとも何れか一方を検出するようになっている。この場合にも、上記トナー濃度やトナー量の検出に光センサを使用することで、上記トナー濃度やトナー量を光学的に検出することができ、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、上記トナー濃度やトナー量を正確かつ簡便に検出することができる。なお、上記第２の光センサ１８としては、第１の光センサ６と同様の光センサを使用することができる。
【００８０】
本実施の形態によれば、上記第１の光センサ６と第２の光センサ１８とにより、転写装置５を通過する前の感光体１上のトナー濃度（トナー量）と通過した後の感光体１上のトナー濃度（トナー量）とを検出することが可能となる。
【００８１】
このため、両トナー濃度（トナー量）を比較することにより、感光体１から転写ベルト１４に付着したトナーのトナー濃度および／またはトナー量を予測することができる。感光体１から転写ベルト１４に付着したトナーのトナー濃度は、例えば、次式「第２の光センサ１８が検出したトナー濃度−第１の光センサ６が検出したトナー濃度＝転写ベルト１４に付着したトナー濃度」により予測（算出）することができる。
【００８２】
次に、上記第１の光センサ６および第２の光センサ１８を用いて転写ベルト１４上に付着したトナーを除去する工程についてより詳細に説明する。
【００８３】
図６に示すように、感光体１上に形成されたトナー像Ｔａは、第２の光センサ１８によってトナー濃度が検出される。トナー像Ｔａが転写ベルト１４を通過する際に、トナー像の一部のトナーは転写ベルト１４に付着する。感光体１上のトナー濃度は、トナーの一部が転写ベルト１４に付着することにより薄くなっており、第１の光センサ６によってその濃度が検出される。
【００８４】
転写ベルト１４に付着したトナー濃度は、第２の光センサ１８によって検出されたトナー濃度と第１の光センサ６によって検出されたトナー濃度とを比較することにより、正確に予測（算出）することができる。この予測結果から、制御部８は転写ベルト１４に印加する再転写バイアスの印加レベル等の印加条件（再転写条件）を決定（調整）することができる。制御部８における上記再転写条件の調整、即ち、上記高圧ユニット９の制御は、前記実施の形態１と同様にして行うことができる。そして、上記第一の実施形態と同様の工程で、制御された再転写バイアスを転写ベルト１４に印加して、転写ベルト１４上のトナーを感光体１へ再転写する。これにより、転写ベルト１４上のトナーを除去することができる。
【００８５】
本実施の形態におけるトナー再転写方法を用いた転写ベルト１４のクリーニング方法は、感光体１上のトナー像が転写装置５を通過する前後における感光体１上のトナー濃度（トナー量）を検出することができるため、転写ベルト１４上に付着したトナー濃度（トナー量）を正確に予測できる。このため、本実施の形態によれば、前記実施の形態１と比較して、転写ベルト１４のクリーニングをより確実に行うことができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態１から３の転写ベルト１４のクリーニング方法は、当然にそれぞれの実施形態を組み合わせることによっても実行することができる。
【００８７】
上記実施の形態１から３においては、感光体１として円筒状の感光体ドラムを用いた例を挙げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば無端状の感光体ベルトを用いてもよい。
【００８８】
また、上記実施の形態１から３においては、転写手段として転写ベルトを用いた例を挙げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば転写ローラを用いてもよい。
【００８９】
また、上記実施の形態１から３においては、第１および第２の検出手段として光センサを用いた例を挙げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、公知の他のセンサを用いてもよい。
【００９０】
本発明の画像形成装置は、感光体上のトナー像を転写材へ転写する転写ベルトと、前記感光体上に作成されたトナー像の濃度またはトナー付着量の少なくとも何れか一方を検出する第１の光センサとを備え、前記転写ベルトにトナーと同極性の電圧を印加して、該転写ベルトに付着しているトナーをクリーニング可能であり、前記第１の光センサからの検出値に基づき前記転写ベルトのクリーニング動作を制御する構成であってもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる画像形成装置は、表面に顕像剤像が形成される像担持体と、上記像担持体に形成された顕像剤像を転写材に転写する転写手段と、上記転写手段に顕像剤と同極性の電圧を印加して上記転写手段上に付着している顕像剤を上記像担持体上に再転写する電圧印加手段と、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤像の濃度および顕像剤量の少なくとも一方を検出する第１の検出手段と、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤を除去する顕像剤除去手段と、上記第１の検出手段の検出値に基づいて、上記電圧印加手段による再転写条件を調整する調整手段とを有している構成である。
【００９２】
よって、上記の構成によれば、転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤量に応じた条件で上記電圧（クリーニングバイアス）を印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができるという効果を奏する。
【００９３】
上記の画像形成装置において、上記第１の検出手段は、第１の光センサである構成としてもよい。
【００９４】
上記構成によれば、転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤像の濃度や顕像剤量を光学的に検出することができ、これら顕像剤像の濃度や顕像剤量を、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、正確かつ簡便に検出することができるという効果を奏する。
【００９５】
上記の画像形成装置において、上記第１の検出手段は、上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の下流側に設けられている構成としてもよい。
【００９６】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過した後に、像担持体が転写手段と接触、もしくは像担持体から転写手段上に顕像剤が落下することにより上記転写手段に付着した上記顕像剤像の濃度または顕像剤量を効率良く検出することができるという効果を奏する。
【００９７】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記の画像形成装置において、上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の上流側に、上記像担持体上に形成された、転写前の顕像剤像の濃度および上記像担持体上に付着している転写前の顕像剤量の少なくとも一方を検出する第２の検出手段をさらに備え、上記調整手段は、上記第２の検出手段の検出値および上記第１の検出手段の検出値から、上記転写手段に付着している顕像剤量を予測し、該予測結果に基づいて上記再転写条件を調整する構成としてもよい。
【００９８】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過する前後における顕像剤の濃度および／または顕像剤量を検出することができるので、転写手段を通過する前後における検出値を比較することにより、転写手段上に付着した顕像剤量を容易かつ正確に予測することができる。よって、上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤を像担持体に再転写するために必要な電圧をより確実かつ効率よく印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができるという効果を奏する。
【００９９】
上記の画像形成装置において、上記第２の検出手段は、第２の光センサである構成としてもよい。
【０１００】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤が転写手段を通過する前の、像担持体上の顕像剤像の濃度や顕像剤量を光学的に検出することができ、これら顕像剤像の濃度や顕像剤量を、温度や湿度等の環境変化に左右されることなく、正確かつ簡便に検出することができるという効果を奏する。
【０１０１】
上記の画像形成装置において、上記調整手段は、上記第１の検出手段において所望の検出結果が得られるまで上記再転写を繰り返すように上記再転写条件を調整する構成としてもよい。
【０１０２】
上記構成によれば、転写手段から上記像担持体への再転写量の移り変わり、すなわち、転写手段に付着しているトナー量が除々に少なくなる様子を確認しながら上記再転写を行うことができるので、再転写によってもなお転写手段上に残留（付着）している顕像剤を確実に除去することができると共に、必要以上に再転写を繰り返すことを防ぐことが可能となり、より確実かつ効率的に転写ベルト上に付着したトナーを感光体へ再転写することができるという効果を奏する。
【０１０３】
上記の画像形成装置において、上記転写手段は無端状の転写ベルトまたは転写ローラから構成されており、上記第１の検出手段は、上記像担持体と上記転写手段との接点から上記第１の検出手段が上記像担持体上の顕像剤像の濃度または顕像剤量を検出する地点までの上記像担持体の回転方向の周長が上記転写手段の周長よりも短くなるように設けられている構成としてもよい。
【０１０４】
上記構成によれば、像担持体上の顕像剤像の濃度および／または顕像剤量の検出を、上記像担持体上の顕像剤が転写手段を通過した後速やかに行うことが可能となるため、再転写条件の調整も速やかに行うことができる。よって、より効率的に上記再転写を行うことができるという効果を奏する。
【０１０５】
上記の画像形成装置において、上記調整手段は、上記再転写条件として、上記電圧印加手段が上記転写手段に印加する電圧値および電圧印加時間の少なくとも一方を調整する構成としてもよい。
【０１０６】
上記構成によれば、上記転写手段に、該転写手段に付着している顕像剤量に応じた電圧（クリーニングバイアス）を印加することができるので、上記転写手段に付着している顕像剤を効率よくかつ確実に除去（クリーニング）することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における画像形成装置の要部の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】再転写時間と再転写バイアスとの関係を説明するタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の他の形態における画像形成装置の要部の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】感光体上のトナー像の再転写毎の濃度の変化を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態における画像形成装置の要部の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】感光体上の顕像剤像が転写ベルトを通過する前後の顕像剤像の濃度の変化を説明する模式図である。
【図７】従来の画像形成装置の要部の構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ 第１の光センサ（第１の検出手段）
７ クリーニング装置（顕像剤除去手段）
８ 制御部（調整手段）
９ 高圧ユニット（電圧印加手段）
１０ 転写材
１１ 給紙ローラ対
１２ 帯電ローラ
１３ａ 現像槽
１３ｂ 現像ローラ
１４ 転写ベルト（転写手段）
１５ａ クリーニングローラ
１５ｂ クリーニングブレード
１６ レーザ光
１７ａ 支持ローラ
１７ｂ 支持ローラ
１８ 第２の光センサ（第２の検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying apparatus, or a facsimile apparatus that employs an electrophotographic system.
[0002]
[Prior art]
In general, an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a facsimile machine that employs an electrophotographic system has a cylindrical or endless belt-like photoreceptor, and a toner image (developer) formed on the photoreceptor. The image is transferred onto a sheet (transfer material) to form a copy image, and a transfer device that employs a charger wire and corona discharge is employed. Since this transfer device generates ozone during corona discharge, an ozone filter for removing ozone is disposed in the vicinity of the exhaust port of the image forming apparatus. The air containing ozone inside the image forming apparatus passes through the ozone filter and is exhausted after the ozone is removed.
[0003]
However, all the ozone cannot be removed by the exhaust method that passes through the ozone filter. Therefore, an increasing number of image forming apparatuses employ a transfer device having a transfer belt or a transfer roller (hereinafter referred to as a transfer body) instead of the transfer device having the charger line.
[0004]
The transfer member is disposed so as to be close to or in contact with the surface of the photoreceptor. By applying a high-voltage bias (direct current) to the transfer member, the toner image formed on the photosensitive member is transferred to a sheet.
[0005]
By using a transfer device having such a transfer body, it becomes possible not only to suppress the amount of ozone generated, but also to prevent transfer deviation when the toner image is transferred.
[0006]
In addition, various members (for example, a photosensitive member, an exposure source, a developing device, a transfer member, and a cleaning blade) that are involved in image formation of an image forming apparatus that employs an electrophotographic method are deteriorated with time. The quality (image quality) of the copied image formed on the paper greatly depends on the degree of deterioration of these various members and environmental changes such as temperature and humidity.
[0007]
For this reason, a control method for preventing the change in image quality is employed. As the control method, for example, after a test toner image (toner patch) is formed on a photoconductor under a predetermined condition, at least one of the density of the test toner image and the toner adhesion amount on the photoconductor (hereinafter referred to as toner amount). And a control method for adjusting the image quality by feeding back the detection result to the image forming process. As a result, it is possible to prevent a change in image quality, and an image with an appropriate image quality can be always formed.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-219045 discloses an image forming apparatus including a transfer device using a transfer roller. The image forming apparatus disclosed in this publication has a photoconductor 21 and a transfer roller 22 as shown in FIG.
[0009]
The transfer roller 22 and the photoconductor 21 are disposed so as to contact each other, and the transfer roller 22 is rotated by the rotation of the photoconductor 21. For this reason, when the toner image (toner patch) formed on the photoconductor 21 comes into contact with the transfer roller 22, toner which is a part of the toner image (toner patch) falls on the surface of the transfer roller 22 and May adhere to the surface. Therefore, as a method for preventing this, a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the transfer roller 22.
[0010]
However, even when a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer roller 22, the amount of toner adhering to the photoconductor 21 is reduced by the voltage applied to the transfer roller 22. If the amount is too high to be electrically repelled, the toner on the photoreceptor 21 may fall on the surface of the transfer roller 22 and the toner may adhere to the surface of the transfer roller 22. In this case, the amount of toner adhering to the surface of the transfer roller 22 depends on the image forming conditions due to changes in the environment around the installation place of the image forming apparatus and in the apparatus, deterioration of the photosensitive member 21 and the transfer roller 22, and changes with time. It changes with changes.
[0011]
When the sheet passes through the transfer roller 22 with the toner attached to the surface of the transfer roller 22 as described above, the toner adheres to the back side of the sheet, and so-called back contamination occurs.
[0012]
A method for removing toner adhering to the transfer roller 22 in order to prevent backside contamination is known. In this method, a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer roller 22, and the toner adhering to the transfer roller 22 is retransferred to the photoconductor 21 to remove the toner.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional image forming apparatus always applies a predetermined voltage to the transfer roller for a predetermined time. For this reason, in the conventional image forming apparatus, it is necessary to set the voltage application time longer than the time when the toner removal is expected to be completed.
[0014]
In this case, when the toner adhesion amount is larger than the expected amount, that is, when the set voltage application time is short, the toner removal process is performed even though the toner adhered to the transfer roller is not completely removed. It ends. For this reason, the toner remaining on the transfer roller causes the back side of the paper to become dirty.
[0015]
On the other hand, when the toner adhesion amount is smaller than the expected amount, that is, when the set voltage application time is long, the toner adhering to the transfer roller is all removed, but the toner is more than necessary. A removal process is performed.
[0016]
In this case, various members related to toner removal are wasted. Then, there is a possibility of causing problems such as deterioration of various members, generation of abnormal noise, parts replacement due to parts trouble, and the like. For example, when a cylindrical photosensitive drum is adopted as the photosensitive member, the photosensitive material (photosensitive layer) applied to the drum base tube is gradually scraped, and the life is shortened. Further, the film thickness reduction of the photosensitive layer affects the quality of the reproduced image.
[0017]
On the other hand, the design considering the life of the parts increases the cost of each part. As a result, the price of the apparatus or the price of the replacement part may be affected, which is difficult to implement.
[0018]
The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and provides an image forming apparatus capable of reliably and efficiently removing a developer attached to a transfer body (transfer belt, transfer roller, etc.). The purpose is to do.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier (for example, a photoreceptor such as a photoreceptor drum or a photoreceptor belt) on which a developer image is formed, and a developer image formed on the image carrier. A transfer means (for example, a transfer body (transfer device) such as a transfer belt or a transfer roller) for transferring (for example, a toner image) to a transfer material (for example, transfer paper), and a voltage having the same polarity as the developer is applied to the transfer means. A voltage applying means (for example, a high-voltage unit) that re-transfers the developer that has been applied and adhered to the transfer means onto the image carrier, and a visible image that has adhered to the image carrier after transfer. First detection means (for example, an optical sensor) for detecting at least one of the density of the agent image and the amount of the developer, and developer removing means for removing the developer attached on the image carrier after the transfer (For example, a cleaning device) and a detection value of the first detection means. There are, it is characterized in that it has an adjusting means for adjusting (e.g., a central processing unit controller such as a) the re-transfer conditions by the voltage application means.
[0020]
According to the above configuration, by adjusting the retransfer condition by the voltage applying unit by the adjusting unit, the voltage (cleaning) is applied to the transfer unit under a condition corresponding to the amount of the developer adhering to the transfer unit. Bias) can be applied. Therefore, according to the above configuration, the voltage necessary for retransferring the developer attached to the transfer unit to the image carrier can be reliably and efficiently applied to the transfer unit. The developer attached to the transfer unit can be removed (cleaned) efficiently and reliably. Therefore, the back of the transfer material caused by insufficient cleaning of the transfer means as in the past, deterioration of various members caused by performing the above cleaning operation more than necessary, abnormal noise, parts replacement due to parts trouble, etc. Can be avoided, and the life of parts can be extended and the quality of reproduced images can be improved. Further, according to the above configuration, it is not necessary to design in consideration of the life of parts associated with a useless cleaning operation, and an inexpensive image forming apparatus can be provided.
[0021]
In addition to the above configuration, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the first detection means is a first photosensor.
[0022]
According to the above configuration, since the first detection means is an optical sensor (first optical sensor), the density of the developer image and the amount of developer adhering to the image carrier after the transfer are transferred. Can be detected optically, and the density of the developer image and the amount of the developer can be accurately and easily detected without being influenced by environmental changes such as temperature and humidity.
[0023]
In addition to the above configuration, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the first detection unit is provided on the downstream side in the rotation direction of the image carrier with respect to the transfer unit.
[0024]
According to the above configuration, after the developer on the image carrier passes through the transfer unit, the image carrier contacts the transfer unit or the developer drops from the image carrier onto the transfer unit. It is possible to efficiently detect the density or the amount of the developer image adhering to the means.
[0025]
In addition to the above-described configuration, the image forming apparatus according to the present invention includes a developer image before transfer formed on the image carrier on the upstream side in the rotation direction of the image carrier relative to the transfer unit. The image forming apparatus further includes second detection means for detecting at least one of the density and the amount of the developer before transfer attached on the image carrier, and the adjustment means includes the detection value of the second detection means and the value of the second detection means. The amount of the developer adhering to the transfer unit is predicted from the detection value of the first detection unit, and the retransfer condition is adjusted based on the prediction result.
[0026]
According to the above configuration, it is possible to detect the density and / or the amount of the developer image before the developer on the image carrier passes through the transfer unit. For this reason, it is possible to detect the concentration of the developer and / or the amount of developer before and after the developer on the image carrier passes through the transfer device in combination with the detection value of the first detector. Thus, by comparing the detection values before and after passing through the transfer unit, the amount of the developer adhering to the transfer unit can be predicted easily and accurately. Therefore, according to the above configuration, a voltage necessary for retransferring the developer attached to the transfer unit to the image carrier can be more reliably and efficiently applied to the transfer unit. The developer attached to the transfer unit can be removed (cleaned) efficiently and reliably.
[0027]
In addition to the above configuration, the image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the second detection means is a second photosensor.
[0028]
According to the above configuration, since the second detection unit is an optical sensor (second optical sensor), the developer on the image carrier before the developer on the image carrier passes through the transfer unit. It is possible to optically detect the density of the image agent and the amount of the developer, and the density and the amount of the developer are accurately and independently affected by environmental changes such as temperature and humidity. It can be easily detected.
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the adjusting unit adjusts the retransfer condition so that the retransfer is repeated until a desired detection result is obtained by the first detecting unit. It is a feature.
[0029]
According to the above configuration, by repeating the re-transfer, that is, the cleaning operation of the transfer unit, while applying a voltage (re-transfer bias) having the same polarity as the developer to the transfer unit, the image carrier is applied to the image carrier. Since the change in the amount of developer to be retransferred is read by the first detection unit, the retransfer amount from the transfer unit to the image carrier changes, that is, the amount of toner adhering to the transfer unit gradually increases. The retransfer can be performed while confirming that the number is reduced. For this reason, it is possible to reliably remove the developer remaining (attached) on the transfer means by retransfer, and to prevent retransfer from being repeated more than necessary. The developer attached on the transfer means can be efficiently retransferred to the image carrier.
[0030]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the transfer unit includes an endless transfer belt or a transfer roller. The first detection unit includes the image carrier and the transfer unit. The circumference in the rotation direction of the image carrier from the contact point to the point where the first detection means detects the density of the developer image on the image carrier or the amount of the developer is larger than the circumference of the transfer means. Is also provided to be shorter.
[0031]
According to the above configuration, the developer adhering to the transfer unit moves along with the rotation of the transfer unit after coming into contact with the image carrier, and then comes into contact with the image carrier again. One detection means can detect the concentration or amount of the developer on the image carrier. Therefore, according to the above configuration, the density of the developer image on the image carrier and / or the amount of the developer is detected immediately after the developer on the image carrier has passed through the transfer means. Therefore, the retransfer conditions can be adjusted quickly. Therefore, the retransfer can be performed more efficiently.
[0032]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the adjusting unit adjusts at least one of a voltage value and a voltage application time applied by the voltage applying unit to the transferring unit as the retransfer condition. It is a feature.
[0033]
According to the above configuration, a voltage (cleaning bias) corresponding to the amount of the developer adhering to the transfer unit can be applied to the transfer unit. Therefore, according to the above configuration, the voltage necessary for retransferring the developer attached to the transfer unit to the image carrier can be reliably and efficiently applied to the transfer unit. The developer attached to the transfer unit can be removed (cleaned) efficiently and reliably.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0035]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a photosensitive member 1 (image carrier), a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5 (transfer means), a first device. An optical sensor 6 (first detection means), a cleaning device 7 (developer removal means), a control unit 8 (adjustment means), a high voltage unit 9 (voltage application means), and a paper feed roller pair 11 are provided.
[0036]
The photoreceptor 1 is a photoreceptor drum that is rotationally driven in the direction of arrow A (clockwise), and an electrostatic latent image and a toner image for image formation are formed on the surface. FIG. 1 shows a configuration around the photoconductor 1. As shown in FIG. 1, the exposure device 3, the developing device 4, the transfer device 5, and the second transfer device 5 are arranged around the photoconductor 1 in the rotation direction of the photoconductor 1 from the irradiation position of the laser beam 16 from the exposure device 3. 1 optical sensor 6, cleaning device 7, and charging device 2 are arranged in this order.
[0037]
The charging device 2 includes a charging roller 12 disposed so as to be in contact with the photosensitive member 1. The charging roller 12 is driven by the rotation of the photosensitive member 1 to rotate the photosensitive member 1 (in the direction of arrow A in FIG. 1). ) In the opposite direction (in the direction of arrow B in FIG. 1), the surface of the photoreceptor 1 from which residual charges have been removed is uniformly charged to a predetermined potential.
[0038]
The exposure device 3 has a laser light source and is arranged at a position separated from the photosensitive member 1, and receives image information input from a scanner unit (original reading device) (not shown) or a host computer (not shown) connected to the outside. A laser beam 16 modulated based on digital data (image signal) indicating image information such as FAX information transmitted by communication or the like is emitted, and the photosensitive device is made uniform to a predetermined level (reference level) by the charging device 2. By exposing (scanning) the surface of the body 1, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 1.
[0039]
The developing device 4 includes a developing roller 13b that supplies toner (developer) accommodated in the developing tank 13a to the photosensitive member 1, and is formed on the photosensitive member 1 by the exposure of the laser beam 16 by the exposure device 3. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner. The developing roller 13b is in contact with the photosensitive member 1, and rotates in the direction opposite to the rotational direction of the photosensitive member 1 following the rotation of the photosensitive member 1.
[0040]
The transfer device 5 is configured to transfer the toner image formed on the photoconductor 1 to the transfer material 10 by contacting the photoconductor drum via the transfer material 10. The transfer device 5 has a configuration in which an endless transfer belt 14 (transfer body) having a circumference shorter than the circumference of the photoreceptor 1 is supported by a support roller 17a and a support roller 17b. 14 is configured to be in pressure contact with the photoreceptor 1 through the transfer material 10 by one of the support rollers 17a and 17b. Thus, the transfer belt 14 is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the photosensitive member 1 following the rotation of the photosensitive member 1.
[0041]
In the present embodiment, the first photosensor 6 is located downstream of the transfer device 5 in the rotation direction of the photoconductor 1 and upstream of the cleaning device 7 in the rotation direction of the photoconductor 1. 1 and spaced apart. As a result, the first photosensor 6 irradiates the photoconductor 1 with light so that the toner image formed on the photoconductor 1 adheres to the photoconductor 1 after passing through the transfer device 5. At least one of the toner density (reflectance) and the toner amount of the toner image, that is, the toner density and the toner amount of the toner image adhering to the photosensitive member 1 after the transfer is detected. By using an optical sensor to detect the toner concentration and toner amount, the toner concentration and toner amount can be optically detected, and the toner concentration is not affected by environmental changes such as temperature and humidity. And the amount of toner can be detected accurately and simply. As the first optical sensor 6, an optical sensor similar to an optical sensor conventionally used for process control can be used.
[0042]
The cleaning device 7 includes a cleaning roller 15a and a cleaning blade 15b. The cleaning roller 15 a is provided so as to contact the photoreceptor 1. The surface of the photoreceptor 1 is neutralized by rotating in the direction opposite to the rotation direction of the photoreceptor 1 following the rotation of the photoreceptor 1. It is supposed to be. On the other hand, the cleaning blade 15b is made of an elastic body, and remains on the surface of the photoconductor 1 after transfer of the toner image by directly contacting the photoconductor 1 and scraping off the toner adhering to the photoconductor 1. ) Is removed and collected.
[0043]
The control unit 8 performs control related to image formation, that is, drive control of each member, image quality adjustment, and bias adjustment. Further, in addition to the above control, the control unit 8 performs control related to cleaning (retransfer) of the transfer device 5. Specifically, the control unit 8 sets the re-transfer condition by the high-pressure unit 9 based on the detection value of the first optical sensor 6, and the first optical sensor 6 after the toner removal by the cleaning device 7. The detected value is adjusted so as to be equal to or less than a predetermined value. That is, the control unit 8 adjusts the retransfer conditions so that the toner adhering to the transfer device 5 is reliably and efficiently removed, and preferably the toner adhering to the transfer device 5 is completely removed. Adjust to be removed. For example, a central processing unit (CPU) can be used as the control unit 8.
[0044]
The high voltage unit 9 switches and applies a transfer bias or a retransfer bias (cleaning bias) to the transfer belt 14 based on a control signal transmitted from the control unit 8. The transfer bias is a voltage applied to transfer the toner image on the photoreceptor 1 to the transfer material 10. On the other hand, the retransfer bias is a voltage applied to retransfer the toner on the transfer belt 14 to the photoreceptor 1.
[0045]
The paper feed roller pair 11 conveys the transfer material 10 between the photoreceptor 1 and the transfer device 5. The pair of paper feed rollers 11 conveys the transfer material 10 by rotating the transfer material 10 between two rollers.
[0046]
A sheet feeding device (not shown) that stocks the transfer material 10 and supplies the transfer material 10 to the paper feed roller pair 11 is provided upstream of the paper feed roller pair 11 in the conveying direction of the transfer material 10. ing. The transfer device 5 is provided with a fixing device (not shown) that fuses and fixes the toner image transferred to the transfer material 10 on the downstream side in the transport direction of the transfer material 10.
[0047]
An image forming method in the image forming apparatus according to the present embodiment having the above configuration will be described.
[0048]
First, the surface of the photoreceptor 1 is uniformly charged by the charging device 2. The exposure apparatus 3 emits a laser beam 16 that is modulated based on image information to be formed. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive member 1 by sequentially exposing the surface of the photosensitive member 1 to which the laser beam 16 is uniformly charged in the main scanning direction in units of one line. The electrostatic latent image formed on the photosensitive member 1 passes through the developing device 4, and at this time, toner in the developing device 4 is electrostatically attracted to the electrostatic latent image on the photosensitive member 1. The electrostatic latent image is visualized as a toner image. The toner image formed on the photoreceptor 1 is transferred to the transfer material 10 fed from the paper feed roller pair 11 by the transfer device 5. Thereafter, the transfer material 10 is conveyed to a fixing device (not shown), and the toner image is fixed on the transfer material 10 by the fixing device, and is made into a permanent visible image.
[0049]
When executing the above-described image forming process, the image quality of the image to be formed is adjusted in advance. The image quality adjustment is performed by the controller 8 adjusting the output such as the charge level, the exposure level, the developing bias, or the transfer level, and this output adjustment is called process control.
[0050]
Image quality adjustment by process control is performed by the following method. A toner pattern image is experimentally formed on the surface of the photoconductor 1 under predetermined conditions, and the first photosensor 6 detects the amount of toner adhering to the photoconductor 1. The image quality is adjusted by controlling at least a part of the image forming apparatus (electrophotographic process) from the detection result.
[0051]
Specifically, first, the charging device 2 charges the surface of the photoreceptor 1 uniformly (uniformly) to a predetermined level (reference level). The laser beam 16 modulated so as to form a pattern image (toner image) having a specific shape exposes (scans) the surface of the charged photoreceptor 1. An electrostatic latent image is formed on the exposed portion of the surface of the photoreceptor 1, and the electrostatic latent image is visualized as a toner pattern image having a specific shape by the developing device 4. After the visualized toner pattern image having a specific shape passes through the transfer device 5, the first optical sensor 6 detects the toner adhesion amount (toner density) on the surface of the photoreceptor 1. The detection signal is transmitted to the control unit 8, and the control unit 8 adjusts the image quality formed based on the detection result. As a result, an image with adjusted image quality can be formed.
[0052]
Note that image data (electrophotographic data) to be formed can be subjected to image quality correction (such as density correction) by image processing based on detection data detected by the first optical sensor 6.
[0053]
Next, an example of a process in which the controller 8 removes toner adhering to the transfer belt 14 by adjusting retransfer conditions will be described.
[0054]
First, after the toner image formed on the surface of the photoconductor 1 passes through the transfer belt 14, that is, after the transfer, the first photosensor 6 is attached (residual) on the photoconductor 1 after the transfer. The density of the toner image or the toner adhesion amount is detected. This detection result (detection value) is sent to the control unit 8 as a density detection signal (toner amount detection signal).
[0055]
The control unit 8 compares the density detection signal with the density detection signal (toner amount detection signal) of the toner density or toner adhesion amount of the toner pattern image detected at the time of process control. Based on the prediction result, the voltage applied to the transfer belt 14 (retransfer bias) is adjusted so that the toner attached on the transfer belt 14 is reliably and efficiently removed. (Set, change).
[0056]
The high voltage unit 9 transfers a voltage (retransfer bias) having the same polarity as that of the toner based on a retransfer condition set (changed) by the control unit 8 based on a signal (control signal) from the control unit 8. Apply to belt 14. As a result, the toner adhering to the transfer belt 14 is retransferred to the photoreceptor 1. The toner retransferred onto the photoreceptor 1 is removed from the photoreceptor 1 by the cleaning device 7. Thereby, the transfer belt 14 can be cleaned.
[0057]
A specific method for predicting the toner adhesion amount is performed by calculation or by referring to a table. For example, the toner adhesion amount is predicted by the following means. First, image formation is performed under predetermined conditions, and the toner adhesion amount on the photosensitive member 1 at this time is obtained by experiments or the like, and recorded in the control unit 8 in advance (predicted adhesion amount). On the other hand, a detection signal based on the toner density on the photoconductor 1 detected by the first optical sensor 6 is input to the control unit 8 via communication means such as an interface, and the control unit 8 attaches toner on the photoconductor 1. Know the amount (detected adhesion amount). The controller 8 predicts the toner adhesion amount on the surface of the transfer belt 14 by comparing these. That is, “predicted adhesion amount−detected adhesion amount = toner adhesion amount”.
[0058]
The adjustment of the retransfer condition in the control unit 8, that is, the control of the high voltage unit 9, is the transfer belt 14 predicted based on the toner density detection signal (toner amount detection signal) detected by the first optical sensor 6. The control unit 8 changes the voltage value or voltage application time of the retransfer bias applied to the transfer belt 14 in accordance with the toner adhesion amount. For example, when it is predicted that the toner adhesion amount on the transfer belt 14 is large, the application level such as voltage and time is set to be large, and conversely, when the toner adhesion amount on the transfer belt 14 is predicted to be small. The application level is set small.
[0059]
Here, the relationship between the application time of the retransfer bias applied to the transfer belt 14 and the voltage will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the relationship between increase / decrease in the time for retransferring the toner adhering to the transfer belt 14 to the photoreceptor 1 and the voltage level applied to the transfer belt 14. In FIG. 2, the solid line represents the voltage application condition at the lowest level, and represents a stepwise or linear (linear) increase as the toner adhesion amount increases.
[0060]
Specifically, at the same time as the retransfer bias is applied to the transfer belt 14, retransfer of the toner adhering on the transfer belt 14 to the photosensitive member 1 is started (C1 in FIG. 2). Then, after the retransfer time preset by the control unit 8 has elapsed (C2 in FIG. 2), the application of the retransfer bias is stopped after a predetermined time (C3 in FIG. 2). This is for the purpose of reliably performing toner retransfer. In addition, since the application time and voltage are controlled according to the predicted toner amount, when the predicted toner amount is large, the retransfer time is naturally long as shown by the dotted line in FIG. As a result, the applied voltage increases. In this case as well, after the retransfer time has elapsed (C4 in FIG. 2), the application of the retransfer bias is stopped after a predetermined time (C5 in FIG. 2).
[0061]
As described above, in the present embodiment, the controller 8 determines the transfer device 5 from the amount of toner attached to the transfer device 5 (transfer belt 14) obtained from the detection value of the first optical sensor 6 after the transfer process. The retransfer conditions, that is, the cleaning conditions are adjusted so that the cleaning state (toner adhesion state) becomes a desired state. The retransfer conditions are adjusted so that, for example, toner attached to the back surface of the transfer material 10 after transfer becomes inconspicuous. More specifically, the retransfer condition is, for example, detected by the first optical sensor 6 after toner removal from the amount of toner attached to the transfer device 5 obtained from the detection value of the first optical sensor 6 described above. The value is adjusted to be equal to or less than a predetermined value. More preferably, the retransfer condition is such that the toner adhering to the transfer device 5 is removed from the amount of toner adhering to the transfer device 5 obtained from the detection value of the first photosensor 6 (the first transfer device). The amount of toner obtained from the detection value of the optical sensor 6 is adjusted so as to be removed. In this way, by adjusting the retransfer conditions based on the toner adhesion amount obtained from the detection value of the first optical sensor 6, it is possible to prevent noticeable toner adhesion on the back surface of the transfer material 10 after transfer. .
[0062]
Since the cleaning state depends on the environment such as temperature or humidity, the image forming apparatus includes, for example, a temperature detection means (temperature measurement means such as a thermometer or temperature input means) and / or humidity detection. Means (humidity measuring means such as a hygrometer or humidity input means), and the control unit 8 is detected by the detected value of the first optical sensor 6 and the temperature detecting means and / or humidity detecting means. More preferably, the re-transfer condition is adjusted based on temperature and / or humidity. That is, the retransfer conditions are more preferably adjusted (set) in consideration of temperature, humidity, and the like.
[0063]
As described above, according to the present embodiment, the control unit 8 transmits the retransfer bias application time and the applied voltage value to the high voltage unit 9, and the high voltage unit 9 transmits the application condition transmitted from the control unit 8. By applying this retransfer bias to the transfer belt 14, a voltage necessary for retransferring the toner adhering to the transfer belt to the photoreceptor 1 is applied to the transfer belt 14. As a result, the toner on the transfer belt 14 can be retransferred to the photoreceptor 1, that is, the toner adhering to the transfer belt 14 can be removed (cleaned).
[0064]
Further, by using the toner retransfer method described above, the cleaning process can be executed according to the amount of toner adhering to the transfer belt 14, so that the transfer belt 14 can be reliably and efficiently cleaned. This can be carried out and can prevent the transfer material 10 from being stained.
[0065]
As described above, the bias application level is not only set by switching between high and low according to the difference in the toner adhesion amount, for example, but multiple levels (multiple stages) of bias application depending on the assumed toner adhesion amount, for example. The level may be set and the level may be switched according to the assumed toner adhesion amount.
[0066]
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
[0067]
As shown in FIG. 3, the image forming apparatus according to the present embodiment is similar to the first embodiment, in which the photosensitive member 1, the charging device 2, the exposure device 3, the developing device 4, the transfer device 5, and the first optical sensor. 6, a cleaning device 7, a control unit 8, a high-pressure unit 9, and a paper feed roller pair 11.
[0068]
In FIG. 3, P <b> 1 is a point where the photoconductor 1 and the transfer belt 14 are in contact with each other, and P <b> 2 is a point on the photoconductor 1 where the first optical sensor 6 detects the toner density on the photoconductor 1. It is. L1 is the circumference of the transfer belt 14, and L2 is the above-described photosensitive distance from the contact point between the photosensitive member 1 and the transfer belt 14 to the point where the first photosensor 6 detects the toner amount on the photosensitive member 1. This is the circumferential length of the body 1 in the rotational direction. That is, the length of the outer periphery of the photoreceptor 1 from P1 to P2.
[0069]
In the present embodiment, L1 and L2 are set so that L1> L2. That is, the toner adhering to the transfer belt 14 repeatedly comes into contact with the photoconductor 1 at a constant cycle (peripheral length of the transfer belt 14), but the first light is at a position where L1> L2. By disposing the sensor 6, after the transfer process, when the photoconductor 1 and the transfer belt 14 come into contact with each other at P 1, a part of the toner adhering to the transfer belt 14 is retransferred to the photoconductor 1. The toner density of the first photosensor 6 retransferred onto the photoconductor 1 until the remaining toner adhering on the transfer belt 14 comes into contact with the photoconductor 1 again as the transfer belt 14 rotates is adjusted. It can be detected.
[0070]
As a result, the retransfer bias control according to the detection result can be executed promptly.
[0071]
Specifically, as shown in FIG. 4, the first optical sensor 6 is in the interval between the contact of the toner on the transfer belt 14 with the photosensitive member 1 and the contact with the photosensitive member 1 again (L1 in FIG. 4). (L2 in FIG. 4). T1 to T4 represent toner pattern images (test toner images) on the photoreceptor 1 to which the toner on the transfer belt 14 has been retransferred, and time has passed from T1 to T4. That is, T1 to T4 represent toner pattern images on the photoreceptor 1 for each retransfer.
[0072]
The density of the toner pattern image T1 first retransferred to the photosensitive member 1 is detected by the first optical sensor 6 until the toner on the transfer belt 14 is next retransferred to the photosensitive member 1. A retransfer bias controlled based on the detection result is applied to the transfer belt 14. Then, the toner on the transfer belt 14 is transferred again to the photoreceptor 1 to form a toner pattern image T2. Similarly, the toner pattern image T <b> 2 has its toner density detected by the first optical sensor 6 until the toner on the transfer belt 14 is next retransferred to the photoreceptor 1, and controlled retransfer to the transfer belt 14. A bias is applied.
[0073]
By rapidly detecting the toner density of the re-transferred toner pattern image, adjusting the re-transfer bias, and applying the re-transfer bias, the toner pattern image repeatedly re-transferred to the photoreceptor 1 can be obtained. The toner density gradually decreases (from T1 to T4 in FIG. 4). Thereby, the toner on the transfer belt 14 can be removed in the minimum necessary time. The retransfer is repeated, and is completed after the output of the first photosensor confirms that the density of the toner pattern image Tn (where n is a natural number equal to or greater than 2) is below a predetermined level. To do.
[0074]
As described above, in the above-described retransfer process, after the toner image formed on the surface of the photoreceptor 1 passes through the transfer belt 14, that is, after the transfer, the transfer belt in which a part of the toner image is adhered to the surface. 14, while applying a bias (retransfer bias) having the same polarity as the toner to the toner 14, the density change (change in the toner adhesion amount) of the toner pattern image (test toner image) retransferred to the photoreceptor 1 is The toner pattern is read until the density (toner adhesion amount) of the toner pattern image read by the optical sensor 6, that is, the detection value of the first optical sensor 6 becomes a predetermined value or less. The cleaning operation (removal of toner) is repeatedly performed by repeating the creation (retransfer) of the image and the detection of the density (toner adhesion amount) of the toner pattern image. That is, in the above-described retransfer process, the control unit 8 adjusts the retransfer condition based on the detection value of the first photosensor 6 from the detection value of the first photosensor 6 to the transfer device 5. The presence or absence of adhering toner and the level of the amount of toner adhering to the transfer device 5 are judged so that the cleaning state (toner adhering state) of the transfer device 5 becomes a desired state, that is, This indicates that the retransfer conditions are adjusted so that the toner adhering to the transfer device 5 is removed. Specifically, for example, the retransfer condition is adjusted (set or changed) so that the detection value by the first optical sensor 6 after the toner removal by the cleaning device 7 is equal to or less than a predetermined value.
[0075]
In the present embodiment, the adjustment of the retransfer condition in the control unit 8, that is, the control of the high voltage unit 9 is based on the toner density detection signal (toner amount detection signal) detected by the first optical sensor 6. This is done by setting whether or not to perform the cleaning operation (retransfer operation). At this time, the applied voltage value and voltage application time by the high voltage unit 9 may be adjusted (changed) at the same time. The high voltage unit 9 transfers a voltage (retransfer bias) having the same polarity as that of the toner based on a retransfer condition set (changed) by the control unit 8 based on a signal (control signal) from the control unit 8. Apply to belt 14. As a result, the toner adhering to the transfer belt 14 is retransferred to the photoreceptor 1. Also in this embodiment, the toner retransferred onto the photosensitive member 1 is removed from the photosensitive member 1 by the cleaning device 7. Thereby, the transfer belt 14 can be cleaned.
[0076]
The cleaning method of the transfer belt 14 using the toner retransfer method in the present embodiment has an advantage that the transfer belt 14 is more reliably cleaned in that the transfer belt 14 is repeatedly cleaned. is doing.
[0077]
[Embodiment 3]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described.
[0078]
As shown in FIG. 5, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a photoreceptor 1, a charging device 2, an exposure device 3, a developing device 4, a transfer device 5, a first photosensor 6, a cleaning device 7, and a control. In addition to the unit 8, the high pressure unit 9, and the paper feed roller pair 11, a second optical sensor 18 (second detection means) is further provided.
[0079]
The second optical sensor 18 is located downstream of the cleaning device 7 and the developing device 4 in the rotation direction of the photoconductor 1 and is separated from the photoconductor 1 at the upstream side of the transfer device 5 in the rotation direction of the photoconductor 1. It is arranged at the position. As a result, the second photosensor 18 irradiates the photoconductor 1 with light so that the toner image formed on the photoconductor 1 passes on the photoconductor 1 before passing through the transfer device 5. At least one of the toner density (reflectance) of the formed toner image and the pre-transfer toner amount adhering to the photoconductor 1, that is, the pre-transfer toner image formed on the photoconductor 1. At least one of the toner density and the toner amount before transfer adhering to the photoreceptor 1 is detected. Also in this case, by using an optical sensor for detecting the toner concentration and the toner amount, the toner concentration and the toner amount can be optically detected, which depends on environmental changes such as temperature and humidity. Therefore, the toner density and toner amount can be detected accurately and simply. As the second optical sensor 18, the same optical sensor as the first optical sensor 6 can be used.
[0080]
According to the present embodiment, the first optical sensor 6 and the second optical sensor 18 described above and the toner density (toner amount) on the photoconductor 1 before passing through the transfer device 5 and the photosensitivity after passing through. The toner density (toner amount) on the body 1 can be detected.
[0081]
For this reason, the toner concentration and / or the toner amount of the toner adhering to the transfer belt 14 from the photoreceptor 1 can be predicted by comparing both toner concentrations (toner amounts). For example, the toner density of the toner adhering to the transfer belt 14 from the photoreceptor 1 is expressed by the following formula: “toner density detected by the second optical sensor 18−toner density detected by the first optical sensor 6 = adherence to the transfer belt 14”. It can be predicted (calculated) by the “toner density”.
[0082]
Next, the process of removing the toner adhering to the transfer belt 14 using the first optical sensor 6 and the second optical sensor 18 will be described in more detail.
[0083]
As shown in FIG. 6, the toner density of the toner image Ta formed on the photoreceptor 1 is detected by the second optical sensor 18. When the toner image Ta passes through the transfer belt 14, a part of the toner of the toner image adheres to the transfer belt 14. The toner density on the photoconductor 1 is reduced by a part of the toner adhering to the transfer belt 14, and the density is detected by the first optical sensor 6.
[0084]
The toner concentration adhered to the transfer belt 14 is accurately predicted (calculated) by comparing the toner concentration detected by the second optical sensor 18 with the toner concentration detected by the first optical sensor 6. Can do. From this prediction result, the control unit 8 can determine (adjust) the application conditions (retransfer conditions) such as the application level of the retransfer bias applied to the transfer belt 14. The adjustment of the retransfer conditions in the control unit 8, that is, the control of the high pressure unit 9 can be performed in the same manner as in the first embodiment. Then, in the same process as in the first embodiment, a controlled retransfer bias is applied to the transfer belt 14 to retransfer the toner on the transfer belt 14 to the photoreceptor 1. Thereby, the toner on the transfer belt 14 can be removed.
[0085]
The transfer belt 14 cleaning method using the toner retransfer method in the present embodiment detects the toner density (toner amount) on the photoconductor 1 before and after the toner image on the photoconductor 1 passes through the transfer device 5. Therefore, the toner concentration (toner amount) adhered on the transfer belt 14 can be accurately predicted. For this reason, according to the present embodiment, the transfer belt 14 can be more reliably cleaned as compared with the first embodiment.
[0086]
It should be noted that the above-described cleaning method for the transfer belt 14 according to the first to third embodiments can naturally be executed by combining the respective embodiments.
[0087]
In the first to third embodiments, an example in which a cylindrical photosensitive drum is used as the photosensitive member 1 is described. However, the present invention is not limited to this. For example, an endless photosensitive belt is used. It may be used.
[0088]
In the first to third embodiments, the transfer belt is used as the transfer unit. However, the present invention is not limited to this. For example, a transfer roller may be used.
[0089]
Further, in the first to third embodiments, an example in which an optical sensor is used as the first and second detection means has been described. However, the present invention is not limited to this, and other known sensors May be used.
[0090]
The image forming apparatus according to the present invention includes a transfer belt that transfers a toner image on a photoconductor to a transfer material, and a first that detects at least one of a density or a toner adhesion amount of the toner image formed on the photoconductor. And a toner having the same polarity as the toner can be applied to the transfer belt to clean the toner adhering to the transfer belt, and based on the detection value from the first photosensor, It may be configured to control the cleaning operation of the transfer belt.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier on which a developer image is formed on the surface, and a transfer unit that transfers the developer image formed on the image carrier to a transfer material. A voltage applying means for applying a voltage having the same polarity as that of the developer to the transfer means to re-transfer the developer adhered on the transfer means onto the image carrier, and the image carrier after the transfer. A first detecting means for detecting at least one of a density and a developer amount of a developer image adhering to the image; and a visualized image for removing the developer attached on the image carrier after transfer. In this configuration, an agent removing unit and an adjusting unit that adjusts a retransfer condition by the voltage applying unit based on a detection value of the first detecting unit.
[0092]
Therefore, according to the above configuration, the voltage (cleaning bias) can be applied to the transfer unit under the condition corresponding to the amount of the developer adhering to the transfer unit. It is possible to remove the cleaning agent efficiently and reliably (cleaning).
[0093]
In the image forming apparatus, the first detection unit may be a first optical sensor.
[0094]
According to the above configuration, it is possible to optically detect the density of the developer image and the amount of the developer adhering to the image carrier after the transfer, and the density of the developer image and the developer. The amount can be accurately and easily detected without being influenced by environmental changes such as temperature and humidity.
[0095]
In the image forming apparatus, the first detection unit may be provided downstream of the transfer unit in the rotation direction of the image carrier.
[0096]
According to the above configuration, after the developer on the image carrier passes through the transfer unit, the image carrier contacts the transfer unit or the developer drops from the image carrier onto the transfer unit. There is an effect that the density or the amount of the developer image attached to the means can be efficiently detected.
[0097]
Further, the image forming apparatus according to the present invention is the above-described image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is formed on the image carrier on the upstream side in the rotation direction of the image carrier with respect to the transfer unit. The image forming apparatus further comprises second detection means for detecting at least one of the density of the image agent image and the amount of the developer before transfer attached on the image carrier, and the adjustment means includes the second detection means. The amount of the developer adhering to the transfer unit may be predicted from the detection value and the detection value of the first detection unit, and the retransfer condition may be adjusted based on the prediction result.
[0098]
According to the above configuration, it is possible to detect the concentration and / or the amount of the developer before and after the developer on the image carrier passes through the transfer unit. By comparing the values, the amount of the developer adhering to the transfer means can be predicted easily and accurately. Therefore, according to the above configuration, a voltage necessary for retransferring the developer attached to the transfer unit to the image carrier can be more reliably and efficiently applied to the transfer unit. There is an effect that the developer attached to the transfer means can be efficiently and reliably removed (cleaned).
[0099]
In the image forming apparatus, the second detection unit may be a second optical sensor.
[0100]
According to the above configuration, the density and amount of the developer image on the image carrier before the developer on the image carrier passes through the transfer means can be optically detected. There is an effect that the density of the developer image and the amount of the developer can be accurately and easily detected without being influenced by environmental changes such as temperature and humidity.
[0101]
In the image forming apparatus, the adjustment unit may adjust the retransfer condition so that the retransfer is repeated until a desired detection result is obtained by the first detection unit.
[0102]
According to the above configuration, the retransfer can be performed while confirming the transition of the retransfer amount from the transfer unit to the image carrier, that is, the state in which the amount of toner adhering to the transfer unit gradually decreases. Therefore, it is possible to reliably remove the developer remaining (attached) on the transfer means even after re-transfer, and to prevent repeated re-transfer more than necessary, and more reliably and efficiently. In particular, the toner adhering to the transfer belt can be retransferred to the photosensitive member.
[0103]
In the above-described image forming apparatus, the transfer unit includes an endless transfer belt or a transfer roller, and the first detection unit detects the first detection from a contact point between the image carrier and the transfer unit. The circumferential length in the rotation direction of the image carrier to the point where the means detects the density of the developer image on the image carrier or the amount of the developer is provided to be shorter than the circumference of the transfer means. It is good also as composition which has.
[0104]
According to the above configuration, the density and / or amount of the developer image on the image carrier can be detected immediately after the developer on the image carrier has passed through the transfer means. Therefore, the retransfer conditions can be adjusted quickly. Therefore, there is an effect that the retransfer can be performed more efficiently.
[0105]
In the image forming apparatus, the adjusting unit may adjust at least one of a voltage value applied by the voltage applying unit to the transferring unit and a voltage applying time as the retransfer condition.
[0106]
According to the above configuration, since the voltage (cleaning bias) corresponding to the amount of the developer attached to the transfer unit can be applied to the transfer unit, the developer attached to the transfer unit. Is effectively and surely removed (cleaned).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart for explaining a relationship between a retransfer time and a retransfer bias.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a change in density for each retransfer of a toner image on a photoreceptor.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of an image forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a change in density of the developer image before and after the developer image on the photosensitive member passes through the transfer belt.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (image carrier)
2 Charging device
3 Exposure equipment
4 Development device
5 Transfer device
6 First optical sensor (first detection means)
7 Cleaning device (developer removal means)
8 Control part (Adjustment means)
9 High voltage unit (voltage application means)
10 Transfer material
11 Paper feed roller pair
12 Charging roller
13a Developer tank
13b Development roller
14 Transfer belt (transfer means)
15a Cleaning roller
15b Cleaning blade
16 Laser light
17a Support roller
17b Support roller
18 Second optical sensor (second detection means)

Claims (8)

表面に顕像剤像が形成される像担持体と、
上記像担持体に対向するように配される転写手段であり、上記像担持体と上記転写手段との間に搬送される転写紙に対して上記像担持体に形成された顕像剤像を転写する転写手段と、
上記転写手段に顕像剤と同極性の電圧を再転写バイアスとして印加して上記転写手段上に付着している顕像剤を上記像担持体上に再転写する再転写処理を行う電圧印加手段と、
転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤像の濃度および顕像剤量の少なくとも一方を検出する第１の検出手段と、
転写後に上記像担持体上に付着している顕像剤を除去する顕像剤除去手段と、
上記第１の検出手段の検出値に基づいてプロセスコントロールによる画質調整を行うと共に、上記画質調整とは異なる処理である上記再転写処理において、上記第１の検出手段の検出値に基づいて、上記転写手段の顕像剤の付着量を予測し、当該予測した付着量に応じて上記再転写バイアスの電圧値を調整する調整手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。An image carrier on which a developer image is formed on the surface;
A transfer unit arranged to face the image carrier, and a developer image formed on the image carrier with respect to a transfer sheet conveyed between the image carrier and the transfer unit; A transfer means for transferring;
Voltage applying means for performing a retransfer process in which a voltage having the same polarity as the developer is applied to the transfer means as a retransfer bias to retransfer the developer adhered on the transfer means onto the image carrier. When,
First detection means for detecting at least one of the density of the developer image and the amount of developer adhering to the image carrier after transfer;
A developer removing means for removing the developer adhered on the image carrier after transfer;
Performs image quality adjustment by the process control based on a detection value of said first detecting means, in the re-transfer process is handled differently than the image quality adjustment based on the detection value of said first detecting means, the An image forming apparatus, comprising: an adjusting unit that predicts the adhesion amount of the developer on the transfer unit and adjusts the voltage value of the retransfer bias according to the predicted adhesion amount . 上記第１の検出手段は、第１の光センサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first detection unit is a first optical sensor. 上記第１の検出手段は、上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。  3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first detection unit is provided downstream of the transfer unit in the rotation direction of the image carrier. 上記転写手段に対して上記像担持体の回転方向の上流側に、上記像担持体上に形成された、転写前の顕像剤像の濃度および上記像担持体上に付着している転写前の顕像剤量の少なくとも一方を検出する第２の検出手段をさらに備え、
上記調整手段は、上記第２の検出手段の検出値および上記第１の検出手段の検出値から、上記転写手段に付着している顕像剤量を予測し、該予測結果に基づいて上記再転写バイアスの電圧値を調整することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The density of the developer image formed on the image carrier and on the upstream side in the rotation direction of the image carrier relative to the transfer means and the pre-transfer attached on the image carrier. A second detection means for detecting at least one of the developer amount of
The adjustment means predicts the amount of the developer adhering to the transfer means from the detection value of the second detection means and the detection value of the first detection means, and re-executes the reproduction based on the prediction result. The image forming apparatus according to claim 3, wherein a voltage value of the transfer bias is adjusted. 上記第２の検出手段は、第２の光センサであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 4, wherein the second detection unit is a second optical sensor. 上記第１の検出手段において所望の検出結果が得られるまで上記再転写処理が繰り返されるように上記電圧印加手段を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。4. The control unit according to claim 1, further comprising a control unit that controls the voltage application unit so that the re-transfer process is repeated until a desired detection result is obtained in the first detection unit. The image forming apparatus according to claim 1. 上記転写手段は無端状の転写ベルトまたは転写ローラから構成されており、
上記第１の検出手段は、上記像担持体と上記転写手段との接点から上記第１の検出手段が上記像担持体上の顕像剤像の濃度または顕像剤量を検出する地点までの上記像担持体の回転方向の周長が上記転写手段の周長よりも短くなるように設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の画像形成装置。The transfer means is composed of an endless transfer belt or transfer roller,
The first detection means is from a contact point between the image carrier and the transfer means to a point where the first detection means detects the density or the amount of the developer image on the image carrier. 7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a circumferential length of the image carrier in a rotation direction is shorter than a circumferential length of the transfer unit. 上記調整手段は、上記第１の検出手段の検出値に基づいて上記再転写バイアスの印加時間も調整することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit also adjusts an application time of the retransfer bias based on a detection value of the first detecting unit.
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