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JP4557455B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP4557455B2
JP4557455B2 JP2001102641A JP2001102641A JP4557455B2 JP 4557455 B2 JP4557455 B2 JP 4557455B2 JP 2001102641 A JP2001102641 A JP 2001102641A JP 2001102641 A JP2001102641 A JP 2001102641A JP 4557455 B2 JP4557455 B2 JP 4557455B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などを利用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図14は、従来の電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【0003】
この画像形成装置は、感光ドラム100を矢印方向(時計方向)に回転駆動し、その表面を帯電バイアスが印加された帯電ローラ101で均一に帯電した後、露光装置(不図示)によって入力画像信号に応じた画像露光Lを行い、静電潜像を形成する。この静電潜像は、トナーを表面に薄層担持した現像装置102の現像スリーブ102aによりトナー像として現像される。感光ドラム100上に形成されたトナー像は、感光ドラム100と転写ローラ103間の転写ニップ部Nに搬送される用紙などの転写材Pに、転写バイアスが印加された転写ローラ103によって転写される。
【0004】
即ち、転写ニップ部Nにて感光ドラム100に接する転写ローラ103には、トナーと逆極性(本例では正極性)の転写バイアスが印加され、転写材Pのトナー像が形成されていない背面側からトナーと逆極性の電荷が付与されることにより、感光ドラム100上のトナー像が転写材P表面に転写される。
【0005】
トナー像が転写された転写材Pは定着装置(不図示)に搬送され、この定着装置でトナー像を転写材P表面に熱定着した後、外部に排出される。また、上記転写後に感光ドラム100上に残留している転写残トナーは、クリーニングブレード104で除去されて回収される。
【0006】
上記の転写ローラ103は、図15に示すように、SUS、Fe等からなる給電電極を兼ねた芯金103a上にローラ状の導電性ゴムあるいは導電性スポンジの弾性層103bを設けて構成されている。この弾性体層103bは、高抵抗から中抵抗のゴムにカーボン等低抵抗の材料を添加させることで10〜1010Ωに抵抗調節されている。
【0007】
そして、転写時に転写バイアス電源(不図示)から転写ローラ103に転写バイアスを印加する際のバイアス制御として、ATVC(Active Transfer Voltage Control)方式が提案されている。
【0008】
このATVC方式は、転写開始前に転写ローラ103に所望の定電流を印加(定電流制御)して、そのときに転写ローラ103に生じた基準電圧Voを検出し、転写時に、この基準電圧Voを基に決定された定電圧の転写バイアスVtを転写ローラ103に印加するものである。ATVC方式を用いることで、転写ローラ103の抵抗値によらず最適な転写バイアスを印加することができる。
【0009】
図16は、転写ローラ103の抵抗値を変化させた場合における転写電圧(転写バイアス)と出力画像との関係を示した図である。図16に示すように、低湿環境においては転写電圧がラインL1よりも低いと出力画像に爆発飛び散りが発生し、転写電圧がラインL2よりも高いと出力画像に砂地画像が発生する。また、高湿環境においては転写電圧がラインL3よりも高いと出力画像にゴースト画像する。例えば、抵抗が1.0×10Ωの転写ローラ103では転写電圧が2.7kV以下で出力画像に爆発飛び散りが発生し、転写電圧が3.2kV以上で出力画像に砂地画像が発生することが分かる。
【0010】
また、従来では、図17に示すように、転写ニップ部Nにおいて用紙などの転写材Pの搬送方向後端P1から約2.5mm内側で、転写ローラ103に転写電圧(転写バイアス)Vtの印加をOFFし、この後端P1の約2.5mm内側から転写電圧Vtよりも低い電圧をしばらく印加する。
【0011】
そして、紙間時などの転写材Pの非通紙時に、転写ローラ103にトナーの帯電極性と同極性の負(マイナス)極性の電圧を印加して、転写ローラ103上に付着しているトナーを静電的に感光ドラム100側に転移させ、クリーニングブレード104で除去して回収する。これにより、転写ローラ103表面がクリーニングされる。
【0012】
そして、次の給紙される転写材(紙)Pが転写ニップ部Nに到達する直前から転写ニップ部Nに転写材Pの先端が突入後約2.5mmまで転写電圧Vtよりも低い正極性の電圧を転写ローラ103に印加し、その後通常の転写電圧Vtを転写ローラ103に印加して転写を行う。
【0013】
ところで、上記した転写ローラ103を有する画像形成装置が転写材(紙)Pの両面に画像形成(両面印字)可能な場合に、低温低湿(例えば温度15℃、湿度10%)環境で高抵抗の紙(例えばKimberly−Clark Corporation製のNEENAR Bond:坪量60g/m)を通紙して両面印字を行うと、1面目の印字後に定着装置(不図示)を通過した紙は紙内の水分が蒸発してしまい、紙の抵抗が上昇してしまう。それと同時に紙中の水分の蒸発状態で紙がカールしたり、ウェーブを発生したりする。なお、上記のNEENAR Bondの紙の表面抵抗は通紙前が3×1010Ω/□であり、通紙後の紙の表面抵抗は3.2×1011Ω/□である。
【0014】
この際、1面目におけるトナー像転写時には、上記したように転写ローラ103の抵抗に応じてATVCによって決定された転写電圧Vt(約4.2kV)を転写ローラ103に印加して転写される。そして、2面目におけるトナー像転写時にも、1面目を転写する際に決定された上記転写電圧をそのまま印加するという制御が用いられる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の両面印字時もしくは片面印字時において、転写材(紙)Pの搬送方向後端領域の約20mmの範囲では画像不良が発生し、良好な画像を得ることが難しい場合がある。これは、転写材Pの後端が転写ニップ部N通過後に感光ドラム100と分離する際に、放電という現象(剥離放電)が発生するために、転写材P上にのったトナーがその放電現象によって転写材P上で暴れてしまい、不適切な位置に飛び散ってしまうことによる。
【0016】
このため、従来、転写材(紙)Pのカールを補正して、転写時に転写材Pと感光ドラム100との密着性を確保することによって、この剥離放電を防止するようにしていたが、環境(温度、湿度)条件によっては転写材Pの分離時に剥離放電が発生する場合があった。
【0017】
そこで本発明は、環境にかかわらず剥離放電を防止して、転写後の転写材の感光ドラムからの分離時に転写材後端での画像不良の発生を防止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。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触して前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写材の表面に転写する接触転写部材と、電圧値を任意に可変自在であり定電圧制御された電圧を前記接触転写部材に印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段から前記トナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記接触転写部材に印加して、前記転写ニップ部に搬送される転写材に前記像担持体上のトナー像を転写する画像形成装置において、前記電圧印加手段からの前記接触転写部材への電圧印加を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、転写時に前記電圧印加手段から前記接触転写部材に所望の電流を流すために、転写動作開始前において、前記電圧印加手段から前記接触転写部材に所定の電圧を印加して出力電流を検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、前記転写材の搬送方向先端が前記転写ニップ部に入って前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させ、前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過してから、その後端側が前記転写ニップ部を通過する際には、前記第1の電圧より大きい値の第2の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させるように前記電圧印加手段を制御することを特徴としている。
【0019】
また、請求項5記載の発明は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触して前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写材の表面に転写する接触転写部材と、電圧値を任意に可変自在であり定電圧制御された電圧を前記接触転写部材に印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段から前記トナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記接触転写部材に印加して、前記転写ニップ部に搬送される転写材に前記像担持体上のトナー像を転写する画像形成装置において、画像形成装置内または周囲の温度環境、湿度環境の少なくとも一方を検知する環境検知手段と、前記環境検知手段から入力される検知情報に応じて、前記電圧印加手段からの前記接触転写部材への電圧印加を制御する制御手段と、を有し、前記環境検知手段が低温環境、低湿環境の少なくとも一方を検知した場合には、前記制御手段は、前記転写材の搬送方向先端が前記転写ニップ部に入って前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させ、前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過してから、その後端側が前記転写ニップ部を通過する際には、前記第1の電圧の値より大きい第2の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させるように前記電圧印加手段を制御することを特徴としている。
【0020】
また、前記第2の電圧は、前記転写ニップ部に搬送される前記転写材の搬送方向後端の15mm内側から印加されることを特徴としている。
【0021】
また、前記電圧印加手段によって前記接触転写部材を定電圧制御するときの出力電圧を変化させ、変化させた前記出力電圧に応じた出力電流を検知して、前記出力電流が所望の値に達したときの出力電圧を基準電圧とした場合に、前記基準電圧の値に基づいて前記第1の電圧と前記第2の電圧が決定されることを特徴としている。
【0022】
また、前記転写材の両面にトナー像が転写される場合には、1面目の転写時における前記第2の電圧の値よりも2面目の転写時における前記第2の電圧の値の方を高くすることを特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【0024】
〈実施の形態1〉
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置(本実施の形態では、電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置)を示す概略構成図である。
【0025】
本画像形成装置20は、像担持体としての感光ドラム1を備えている。感光ドラム1の周囲には感光ドラム1の回転方向に沿って順に、帯電ローラ2、現像装置3、転写ローラ4、クリーニング装置5が配設されており、帯電ローラ2と現像装置3間の上方には露光装置6が配設されている。また、感光ドラム1と転写ローラ4間に形成される転写ニップNの転写材搬送方向の下流側には、搬送ガイド7と定着装置8が配設されている。なお、転写ニップNの下流側で搬送ガイド7の上流側には、分離された転写材Pの背面の除電を補助するための除電針(不図示)が設置されている。
【0026】
感光ドラム1は、本実施の形態では負帯電の有機感光ドラムで、アルミニウム製のドラム基体上にOPC感光層を有しており、駆動手段(不図示)により所定の周速(プロセススピード)で矢印a方向(時計方向)に回転駆動され、その回転過程において接触する帯電ローラ2により負極性の一様な帯電を受ける。
【0027】
接触帯電部材としての帯電ローラ2は、感光ドラム1表面に所定の押圧力で当接して従動回転し、帯電バイアス電源9から印加される帯電バイアスによって感光ドラム1を所定の極性、電位に均一に帯電する。
【0028】
現像装置3は、現像容器10の開口部に感光ドラム1表面と略当接する回転自在な現像スリーブ11を備えており、現像部にて感光ドラム1上の静電潜像にトナーtを付着させてトナー像として顕像化する。
【0029】
接触転写部材としての転写ローラ4は、感光ドラム1表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部Nを形成し、転写バイアス電源17から印加される転写バイアスにより、感光ドラム1と転写ローラ4間の転写ニップ部Nにて感光ドラム1表面のトナー像を用紙などの転写材Pに転写する。
【0030】
クリーニング装置5は、クリーニングブレード5aを有しており、転写後に感光ドラム1表面に残留している転写残トナーをクリーニングブレード5aで除去して回収する。
【0031】
露光装置6は、パーソナルコンピュータ(不図示)などから入力される画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光(露光ビーム)をレーザ出力部(不図示)から出力し、帯電された感光ドラム2表面を反射ミラー12を介して走査露光Lすることにより、画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【0032】
定着装置8は、内部にハロゲンヒータ(不図示)を備えた加熱ローラ8aと加圧ローラ8bを有しており、定着ローラ8aと加圧ローラ8b間の定着ニップにて転写材Pを挟持搬送しながら、転写材Pの表面に転写されたトナー像を加熱、加圧して熱定着させる。
【0033】
次に、上記した画像形成装置20による画像形成動作について説明する。
【0034】
画像形成時には、感光ドラム1は駆動手段(不図示)により矢印a方向(時計方向)に所定の周速で回転駆動され、帯電バイアス電源9から帯電バイアスが印加された帯電ローラ2により一様に負極性の所定電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム1上に露光装置6から反射ミラー12を介してレーザ光による走査露光Lが与えられることにより、感光ドラム1上の電位は走査露光Lされた部分の電位が低下して、パーソナルコンピュータ(不図示)などから入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【0035】
そして、現像部にて感光ドラム1の帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置3の現像スリーブ11により、感光ドラム1上に形成された静電潜像にトナーtを付着させて、反転現像によりトナー像として顕像化する。
【0036】
一方、カセット13内の用紙などの転写材Pは、ピックアップローラ14により給紙され、感光ドラム1上でのトナー像の形成と同期してレジストローラ対(不図示)まで搬送される。そして、感光ドラム1上のトナー像が感光ドラム1と転写ローラ4間の転写ニップ部Nに到達すると、このタイミングに合わせて転写材Pがレジストローラ対(不図示)によって転写前ガイド15を通して転写ニップ部Nに搬送される。
【0037】
そして、転写バイアス電源17から前記トナーtと逆極性(正極性)の転写バイアスが印加された転写ローラ4により、転写ニップ部Nに搬送された転写材Pに感光ドラム1と転写ローラ4間に発生する静電力によって、感光ドラム1上のトナー像が転写される(本実施の形態における転写ローラ4への転写バイアス印加制御の詳細については後述する)。
【0038】
そして、トナー像が転写された転写材Pは、搬送ガイド7を介して定着装置8に搬送され、加熱ローラ8aと加圧ローラ8b間の定着ニップにてトナー像を転写材Pに加熱、加圧して熱定着する。トナー像が定着された転写材Pは、排紙ローラ対16を介して外部に排紙され、一連の画像形成動作を終了する。
【0039】
また、上記転写後に感光ドラム1に残留している転写残トナーは、クリーニング装置5のクリーニングブレード5aによって除去されて回収される。
【0040】
次に、本実施の形態における転写ローラ4への転写バイアス印加制御について説明する。
【0041】
本実施の形態で用いた転写ローラ4は、SUS、Fe等からなる給電電極を兼ねた芯金上にローラ状の導電性ゴムあるいは導電性スポンジの弾性層を設けて構成されている。この転写ローラ4の抵抗値は、温度15℃、湿度10%のときに1×10Ωcmである。なお、高温高湿(温度30℃、湿度50%)環境下では9×10Ωcm、低温低湿(温度5℃、湿度10%)環境下では1×10Ωcmであり、転写ローラ4の製造上のバラツキによって、それぞれの環境下における抵抗値は±20%前後のバラツキが生じる。
【0042】
そして、図1に示した両面画像形成(両面印字)可能な画像形成装置を用い、通紙速度20ppm、プロセススピード110mm/secで転写材(紙)Pを連続通紙して片面のみにハーフトーン(グレー色一面の画像)画像を100枚連続画像形成した。なお、本実施の形態で用いた転写材としての紙は、Kimberly−Clark Corporation製のNEENAR Bond;坪量60g/m、表面抵抗:3×1010Ω/□(乾燥時:3.2×1011Ω/□)である。
【0043】
本実施の形態における転写は、上記したATVCによって行われる。即ち、制御装置18の制御により転写動作前に転写ローラ4に一定電流を流してこのときに発生した基準電圧Voを検出し、図2に示すように、転写時にこの基準電圧Voに係数を掛けるといった補正を加えた電圧(転写バイアス)Vtを転写ローラ4に印加して、転写ニップ部Nにて感光ドラム1上のトナー像を転写材(紙)Pに転写する。
【0044】
そして、本実施の形態では、転写動作前におけるATVCによって、転写バイアス電源17から転写ローラ4に所定の電圧を印加して出力電流を制御装置18で検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、転写バイアス電源17を制御装置18で制御して、後述するように転写ニップ部Nにおいて転写材Pの搬送方向後端P1から約7.5mm手前で、転写ローラ4に転写バイアスVtの印加をOFFし、この後端P1の約7.5mm手前から転写バイアスVtよりも高い正極性の電圧(以下、この電圧を転写後端バイアスVhという)を後端P1が転写ニップ部Nを通過後まで印加する。
【0045】
つまり、本実施の形態では、低温環境又は/及び低湿環境の場合などにおいて転写ローラ4の抵抗が大きくなったと判断されると、通紙される転写材Pの後端P1の約7.5mm手前から転写バイアスVtよりも高い転写後端バイアスVhを印加するようにした。
【0046】
そして、紙間時などの転写材Pの非通紙時に、転写ローラ4にトナーの帯電極性と同極性の負(マイナス)極性の電圧を印加して、転写ローラ4上に付着しているトナーを静電的に感光ドラム1側に転移させ、クリーニングブレード5aで除去して回収する。
【0047】
この転写時の転写材Pの後端P1から約7.5mm手前までは、転写ローラ4の抵抗に応じてATVCにより得られた転写バイアス(本実施の形態では、約4.0kV(90%の転写効率))Vtを転写ローラ4に印加して、感光ドラム1上のトナー像(ハーフトーン画像)が転写される。
【0048】
即ち、図3乃至図5に示すように、トナー像(ハーフトーン画像)の転写時には、先ず転写材Pの先端が転写前ガイド15にガイドされて感光ドラム1と転写ローラ4間の転写ニップ部Nに入り(図3)、その状態で転写材Pの中央付近が転写ニップ部Nを通過して(図4)、最後に転写材Pの後端が転写ニップ部Nを出て(図5)、搬送ガイド7を通して定着装置8に搬送される。
【0049】
ところで、図5に示したように、転写材Pの表面にトナー像を転写した後に転写ニップ部Nから転写材Pの後端が出た際に、転写材Pは感光ドラム1から急激に離間されることにより、感光ドラム1と転写材Pとの間で放電現象が起きてしまう(ことがある)。そのため、転写材Pの後端側にのみこの放電現象によって画像不良が生じる場合がある。
【0050】
この100枚連続画像形成において、転写材Pの後端側のどの位置で画像不良が発生しているかを調べたところ、図6に示すような結果が得られた。図6に示す結果から明らかなように、転写材Pの後端での画像不良(図7に示すような水玉模様Aの発生)は、主に転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲に82%が集中している。即ち、100枚中の82枚において、転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲に画像不良(水玉模様)が発生した。転写材Pの後端での画像不良(水玉模様)の発生は、特にハーフトーン画像のようなグラフィック画像の場合に目立つ。
【0051】
なお、転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲における画像不良(水玉模様)の発生は、主に画像形成動作の後半(定着装置8の加圧ローラ8bが温まっている状態)で発生している。これは、ハロゲンヒータ(不図示)の発熱により加圧ローラ8bに熱膨張が生じて加圧ローラ8bの外径が大きくなって、転写材Pの先端側が加熱ローラ8aと加圧ローラ8b間で挟持搬送されることにより、転写ニップ部Nでの転写材Pの後端側と感光ドラム1との分離が急激に行われてしまうことによるものと考えられる。
【0052】
そこで、転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲における画像不良(水玉模様)の発生を防止するためには、転写材Pの後端領域での転写バイアス印加を制御する必要がある。
【0053】
そこで、転写ニップ部Nに搬送される転写材Pの後端の8.5mm手前から印加する転写後端バイアスVhを変化させて転写を行い、出力画像の評価を行った。なお、この転写後端バイアスVhは、上記したATVCにおける基準電圧Voに係数(0.4、0.6…2.0)を掛けたものである。図8はその評価である。なお、電気回路の関係上、転写材Pの後端の7.5mm手前から効果を得るためには、転写バイアスの立ち上がり時間を考慮して転写材Pの後端の8.5mm手前から転写バイアスの値を変更する必要がある。
【0054】
図8に示す評価結果から明らかなように、転写後端バイアスVhを大きくするにつれて画像状態がよくなり、図7のような水玉画像の発生が防止されるが、後端転写バイアスVhが2.0Voよりも大きくなると、転写材Pの後端に突き抜け画像が発生した。このつき抜け画像とは、転写ローラ4への印加バイアスが転写材Pを突き抜けて感光ドラム1まで到達し、転写時の電流よりも大きな電流(過電流)が流れて感光ドラム1にプラスメモリーが発生することにより、そのメモリーされている電位の部分が現像されて黒い点々が発生してしまうという現象である。
【0055】
一方、転写後端バイアスVhが0.4Voよりも小さい場合では、転写材Pの後端に爆発画像(と水玉画像)が発生してしまう。この爆発画像は、上記したように感光ドラム1上のトナーが転写ニップ部Nで転写バイアスによって転写材P上に転写される際に、その転写バイアスが低いためにうまく転写されずに転写材P上で飛び散ってしまうことによって発生する。
【0056】
また、転写を行う条件として、一番厳しい条件下でも転写を確実に行う必要がある。つまり、この条件下のもとで転写効率をよくするということである。ここで転写効率とは、転写前の感光ドラム1上のトナー量と転写材P上に転写されたトナー量の比である。即ち、転写効率(%)をη、感光ドラム1上のトナー量をT0、転写材P上のトナー量をT1とすると、η=100×T1/T0のように表される。
【0057】
しかしながら、実際には感光ドラム1および転写材P上のトナー量を測定することは難しいため、ここでは、転写効率ηの測定は、「トナー量とトナーの光学式濃度測定値は比例の関係である」ことを利用し、感光ドラム1上と転写材P上のトナーの光学式濃度測定値から転写効率を求めた。
【0058】
つまり、転写材Pに転写後の感光ドラム1上のトナー濃度(Dd)、転写材P上のトナー濃度(Td)とすると、転写効率ηは、η=100×Td/(Dd+Td)という計算で求められる。一方、転写材P上に転写されずに残ったトナー(つまり、感光ドラム1上の残トナー)は、現像スリーブ11によって現像容器10内に回収される。
【0059】
図9は、転写効率を変化させた場合における濃度、定着性、画像ムラを調べた結果を示す図である。図9の結果から明らかなように、転写効率が75%以下においては、濃度が1.2以下となり、見た目に薄く感じ、定着性では、トナー同士の接触/接着力不足のため○から△レベル以下になり、更に濃度のムラにおいても△レベル以下と悪いレベルにある。なお、図9において、◎は最良、○は量、△はギリギリ許容、×は不可を示している。
【0060】
一方、転写効率が75%以上であれば、濃度、定着性、画像ムラとも良好であった。つまり、濃度、定着性、画像ムラを良好なレベルとするには、転写効率が75%以上、好ましくは転写効率を80%以上とすることが好ましい。そこで、転写時における環境(温度)が、5℃、10℃、15℃、23℃、30℃の場合において、転写効率を75%以上に保つ転写バイアスVtを求めた。なお、転写バイアスVtを決めるために、最悪条件として5℃の低温環境では転写ローラ4の抵抗値を1.2×1010Ωcmとなるものを使用し、30℃の高温環境では7.2×1010Ωcmとなるものを使用した。
【0061】
その結果、転写効率が75%以上になる条件は、それぞれ5℃時には転写バイアスVt=5kV、10℃時にはVt=4kV、15℃時にはVt=3.5kV、23℃時にはVt=2kV、30℃時にはVt=1kVという結果になった。
なお、この結果はあくまでも本実施の形態においてのみの値であり、個々の転写ローラ4などによって違うため、75%以上の転写効率が得られる転写バイアスVtの値は違ってくる。
【0062】
次に、転写ニップ部Nに搬送される転写材Pの後端の8.5mm手前から印加する転写後端バイアスVhを変化させさせた場合における、環境(温度、湿度)と出力画像の評価を行った。図10はその評価である。なお、この転写後端バイアスVhは、上記したATVCにおける基準電圧Voに係数(0.4、0.6…2.0)を掛けたものであり、図10におけるVoは1kVである。なお、図10において、◎は最良、○は量、△はギリギリ許容、×は不可を示している。温度が低温環境又は/及び湿度が低湿環境の場合は、転写ローラ4の抵抗が大きくなる。
【0063】
図10に示す評価結果から明らかなように、5℃環境ではVhは、2.0kVから10kVの範囲で良好(許容範囲)であり、7.5℃ではVhは、1kVから9kV、15℃ではVhは、1.5kVから5.5kV、23℃ではVhは、0.1kVから2.0kV、30℃ではVhは、0.1kVから1.0kVである。このなかでも、それぞれ5℃環境ではVhは7kV、7.5℃では6kV、15℃では3.5kV、23℃では1.0kV、30℃では0.5kVが最も良好であった。
【0064】
図10の評価結果からは、転写材Pの後端側に印加する転写後端バイアスVhの許容範囲は各環境でランダムに見えるが、本画像形成装置において、転写バイアスを決める際の基準電圧(5μAの定電流を転写ローラ4と感光ドラム1に流す際の電圧値)Voを基準とした場合、図11に示すように、各環境におけるVoと、Voに対する転写後端バイアスVhとの比率(Voを1としたとき)との関係は、温度15℃環境以下の場合には、転写後端バイアスVhがVoに対して1/2倍から2倍の領域において、図10の△レベル以上を示しているといった結果が得られた。
【0065】
また、図10において、低温環境である7.5℃環境をみると、転写後端バイアスVhが9kVを越えたあたりで、画像評価がNG(×)となる領域になっている。これは、高温環境においても言えることだが、あまりにも転写バイアス(この場合は転写後端バイアスVh)が高すぎると転写バイアスが転写材Pを突き抜けて感光ドラム1上に転写によるプラスメモリーを発生させてしまうことがある。つまり、この状態では、Voの2倍(2Vo)以上の転写後端バイアスVhを印加すると、画像に不具合が生じてしまうことが分かる。
【0066】
一方、温度23℃以上の高温環境以上の場合には、転写後端バイアスVhがVoに対して1倍から1/10倍の領域において、図10の△レベル以上を示しているといった結果が得られた。
【0067】
本発明者は、図10、図11の評価結果を参考にし、低温環境である温度5℃、湿度10%環境における転写時の転写バイアスをVmax(本実施の形態は5kV)と定義することで、環境(温度、湿度)と転写後端バイアスVhとの間で対応がとれることを見出した。
【0068】
つまり、低温環境である15℃以下の場合、即ち、転写ローラ4の抵抗が大きくなった場合には、転写ニップ部Nに通紙される転写材Pの初期から後端7.5mm手前までは通常の転写バイアス(規準電圧Voを基準にして決定されるバイアス)Vtを印加し、転写材Pの後端の7.5mm手前からはVo以上で、かつVoの2倍の2Voを上限とした転写後端バイアスVhを印加することで、良好な画像を得ることが可能となる。
【0069】
更に、条件として、画像形成装置を使用する環境においての転写バイアス(転写効率75%以上)Vtが、温度5℃、湿度10%環境下での転写バイアスである上記したVmaxの70%以上であれば、上記の転写後端バイアスVhを転写材Pの後端に印加するようにする。
【0070】
また、この場合の高温環境である23℃以上では、転写材Pの初期から後端7.5mm手前までは通常の転写バイアス(規準電圧Voを基準にして決定されるバイアス)Vtを印加し、転写材Pの後端の7.5mm手前からはVoの1/10倍の1/10Voを下限とした転写後端バイアスVhを印加することで、良好な画像を得ることが可能となる。
【0071】
上記したように低温環境、即ち、転写ローラ4の抵抗が大きくなった場合において、転写材Pの後端側に印加する転写後端バイアスVhをそのときに印加される転写電圧Vtよりも高くすることで、転写材Pの後端における画像不良の発生が防止されることについて、以下に説明する。
【0072】
転写材Pの後端側で印加バイアスの値を大きくすることで、転写後の転写材Pと感光ドラム1の分離が従来よりも早く行われるのである。つまり、低温環境の場合に、転写後端バイアスVhの値を転写バイアスVtの値より大きくすることにより、本実施の形態では、転写ニップ部Nでの感光ドラム1の電位が正極性に帯電される(てしまう)と同時に転写材Pの後端電位も正極性に帯電されることで、転写材Pと感光ドラム1間に反発力が発生し、転写材Pの分離が早く行われるためである。
【0073】
そして、転写材Pの分離がスムーズに行われると、転写材Pは転写ニップ部Nに近い位置で分離するようになるため、転写ローラ4の下流側に配置している除電針(不図示)による転写ローラ4の背面の除電がより促進され、転写ニップ部N通過後の転写材Pの電位が下がり、感光ドラム1や装置内への不要な放電(リーク)を防止することができる。よって、出力画像の後端に水玉画像などの発生が防止される。
【0074】
このように本実施の形態では、転写動作前におけるATVCによって、転写バイアス電源17から転写ローラ4に所定の電圧を印加して出力電流を制御装置18で検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、転写ニップ部Nに通紙される転写材Pの先端から後端の7.5mm手前まで印加する転写バイアスVtの値よりも、転写材Pの後端手前の7.5mmから印加する転写後端バイアスVhの値の方を高くするように、転写バイアス電源17を制御装置18で制御することにより、転写材Pが転写後に感光ドラム1から良好に分離される。従って、転写材Pの分離時における異常な放電現象が抑制されることにより、転写材Pの後端での画像不良の発生を防止して良好な画像を得ることができる。
【0075】
また、本実施の形態では、転写材Pの後端の7.5mm手前から転写後端バイアスVhを印加するようにしたが、転写材Pの後端の15mm手前から転写後端バイアスVhを印加するようにしてもよい。
【0076】
〈実施の形態2〉
図12は、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、図1に示した実施の形態1の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0077】
実施の形態1では、転写動作前におけるATVCによって、転写バイアス電源17から転写ローラ4に所定の電圧を印加して出力電流を制御装置18で検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、通紙される転写材Pの後端P1の約7.5mm手前から転写バイアスVtよりも高い転写後端バイアスVhを印加するようにしたが、本実施の形態では、画像形成装置20内に設置した温度・湿度を検知する環境センサ19で画像形成装置20内が低温及び/又は低湿環境と検知した場合、制御装置18はこの検知情報に基づいて転写バイアス電源17を制御して、通紙される転写材Pの後端P1の約7.5mm手前から転写バイアスVtよりも高い転写後端バイアスVhを印加するようにした。他の構成及び動作は実施の形態1と同様であり、それらの説明は省略する。
【0078】
このように本実施の形態では、環境センサ19によって低温及び/又は低湿環境と検知された場合には、転写ニップ部Nに通紙される転写材Pの先端から後端の7.5mm手前まで印加する転写バイアスVtの値よりも、転写材Pの後端手前の7.5mmから印加する転写後端バイアスVhの値の方を高くするように、転写バイアス電源17を制御装置18で制御することにより、転写材Pが転写後に感光ドラム1から良好に分離される。従って、転写材Pの分離時における異常な放電現象が抑制されることにより、転写材Pの後端での画像不良の発生を防止して良好な画像を得ることができる。
【0079】
〈実施の形態3〉
本実施の形態においても図1に示した画像形成装置を用いて説明する。実施の形態1では、転写材の片面のみに画像形成するときの例であったが、本実施の形態では、転写材の両面(1面と2面)に画像形成を行うときの例であり、本実施の形態における転写ローラ4への転写バイアス印加制御についてのみ説明する。
【0080】
両面画像形成時には、実施の形態1で述べたように転写材Pの片面(1面目)にトナー像が転写されて定着された後、排出されることなく反転されたこの転写材Pが再び転写ニップ部Nに搬送され、同様にして転写材Pのもう一方の面(2面目)にトナー像を転写して定着された後に外部に排出される。1面目の画像形成時に定着装置8の加熱によって、転写材(紙)Pは乾燥して転写材P自体の抵抗値が上昇し、2面目の画像形成時には1面目よりも画像不良が転写材Pの後端側に発生しやすくなる。
【0081】
そこで、100枚連続して両面画像形成を行い、転写材Pの2面目の後端側のどの位置で画像不良が発生しているかを調べたところ、図13に示すような結果が得られた。図13に示す結果から明らかなように、転写材Pの後端での画像不良(図7に示したような水玉模様の発生)は、主に転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲に90%が集中している。即ち、100枚中の90枚において、転写材Pの後端から3.5mmから7.5mm手前の範囲に画像不良(水玉模様)が発生した。
【0082】
よって、2面目の画像形成時においても、実施の形態1と同様に、転写材Pの先端から後端の7.5mm手前まで印加する転写バイアスVtの値よりも、転写材Pの後端手前の7.5mmから印加する転写後端バイアスVhの値の方を高くする。
【0083】
本実施の形態においても、実施の形態1の図10、図11と同様の評価を行った。この評価は、実施の形態1と同様であり、詳細は省略する。
【0084】
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に行った評価結果から低温環境である15℃以下では、転写ニップ部Nに通紙される転写材Pの初期から後端7.5mm手前までは通常の転写バイアス(規準電圧Voを基準にして決定されるバイアス)Vtを印加し、転写材Pの後端の7.5mm手前からはVo以上で、かつVoの5/2倍の5/2Voを上限とした転写後端バイアスVhを印加することで、良好な画像を得ることが可能となる。
【0085】
また、この場合における高温環境である23℃以上では、転写材Pの初期から後端7.5mm手前までは通常の転写バイアス(規準電圧Voを基準にして決定されるバイアス)Vtを印加し、転写材Pの後端の7.5mm手前からはVoの1/10倍の1/10Voを下限とした転写後端バイアスVhを印加することで、良好な画像を得ることが可能となる。
【0086】
本実施の形態における低温環境での転写後端バイアスVhの値は、実施の形態1における低温環境での転写後端バイアスVhよりも大きくなっている。これは、2面目ということで転写材Pが一度定着装置8を通過しているために、転写材P自体の抵抗値が上昇しており、この抵抗上昇分によって生じる電流不足を転写バイアスを大きくすることで、適正な転写バイアスを印加する必要があるのである。
【0087】
このように本実施の形態においても実施の形態1と同様に、転写動作前におけるATVCによって、転写バイアス電源17から転写ローラ4に所定の電圧を印加して出力電流を制御装置18で検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、転写ニップ部Nに通紙される転写材Pの先端から後端の7.5mm手前まで印加する転写バイアスVtの値よりも、転写材Pの後端手前の7.5mmから印加する転写後端バイアスVhの値の方を高くするように、転写バイアス電源17を制御装置18で制御することにより、転写材Pが転写後に感光ドラム1から良好に分離される。従って、転写材Pの分離時における異常な放電現象が抑制されることにより、転写材Pの後端での画像不良の発生を防止して良好な画像を得ることができる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、転写時に電圧印加手段から接触転写部材に所望の電流を流すために、転写動作開始前において、電圧印加手段から接触転写部材に所定の電圧を印加して出力電流を制御手段で検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、転写材の搬送方向先端が前記転写ニップ部に入って転写材の搬送方向後端から所定距離内側が転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を電圧印加手段から接触転写部材に印加させ、転写材の搬送方向後端から所定距離内側が転写ニップ部を通過してから、その後端側が転写ニップ部を通過する際には、第1の電圧より大きい値の第2の電圧を電圧印加手段から接触転写部材に印加させるように電圧印加手段を制御することによって、転写材が転写後に像担持体から良好に分離される。従って、転写材の分離時における異常な放電現象が抑制されることにより、転写材の後端での画像不良の発生を防止して良好な画像を得ることができる。
【0089】
また、請求項5記載の発明によれば、環境検知手段が低温環境、低湿環境の少なくとも一方を検知した場合には、制御手段は、転写材の搬送方向先端が転写ニップ部に入って転写材の搬送方向後端から所定距離内側が転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を電圧印加手段から接触転写部材に印加させ、転写材の搬送方向後端から所定距離内側が転写ニップ部を通過してから、その後端側が転写ニップ部を通過する際には、第1の電圧より大きい値の第2の電圧を電圧印加手段から接触転写部材に印加させるように電圧印加手段を制御することによって、転写材が転写後に像担持体から良好に分離される。従って、転写材の分離時における異常な放電現象が抑制されることにより、転写材の後端での画像不良の発生を防止して良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図2】本発明の実施の形態1における転写バイアス制御による転写電圧の印加状態を示す図。
【図3】本発明の実施の形態1における転写ニップ部を転写材先端部が通過した状態を示す図。
【図4】本発明の実施の形態1における転写ニップ部を転写材中央部が通過した状態を示す図。
【図5】本発明の実施の形態1における転写ニップ部を転写材後端が通過した状態を示す図。
【図6】本発明の実施の形態1における転写材の後端での画像不良の発生数を示す図。
【図7】本発明の実施の形態1における転写材の後端での画像不良の発生状態を示す図。
【図8】本発明の実施の形態1における転写後端バイアスを変化させた場合の画像状態の評価結果を示す図。
【図9】本発明の実施の形態1における転写効率を変化させた場合における濃度、定着性、画像ムラの評価結果を示す図。
【図10】本発明の実施の形態1における環境と転写後端バイアスを変化させた場合の出力画像の評価結果を示す図。
【図11】本発明の実施の形態1の各環境における基準電圧Voと基準電圧Voに対する転写後端バイアスVhとの比率との関係を示す図。
【図12】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図13】本発明の実施の形態2における転写材の後端での画像不良の発生数を示す図。
【図14】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【図15】転写ローラを示す図。
【図16】転写ローラの抵抗値を変化させた場合における転写電圧と出力画像との関係を示す図。
【図17】従来例における転写バイアス制御による転写電圧の印加状態を示す図。
【符号の説明】
1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電ローラ
3 現像装置
4 転写ローラ(接触転写部材)
5 クリーニング装置
5a クリーニングブレード
6 露光装置
8 定着装置
17 転写バイアス電源(電圧印加手段)
18 制御装置(制御手段)
19 環境センサ(環境検知手段)
20 画像形成装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine that forms an image using an electrophotographic system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using a conventional electrophotographic system.
[0003]
In this image forming apparatus, the photosensitive drum 100 is rotationally driven in the direction of an arrow (clockwise), and the surface thereof is uniformly charged by a charging roller 101 to which a charging bias is applied, and then an input image signal is output by an exposure device (not shown). An image exposure L corresponding to is performed to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing sleeve 102a of the developing device 102 carrying a thin layer of toner on the surface. The toner image formed on the photosensitive drum 100 is transferred by a transfer roller 103 to which a transfer bias is applied to a transfer material P such as a sheet conveyed to a transfer nip N between the photosensitive drum 100 and the transfer roller 103. .
[0004]
That is, the transfer roller 103 that contacts the photosensitive drum 100 at the transfer nip N is applied with a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner (positive in this example), and the back side of the transfer material P on which the toner image is not formed. Thus, the toner image on the photosensitive drum 100 is transferred onto the surface of the transfer material P by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner.
[0005]
The transfer material P onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device (not shown), and the toner image is thermally fixed on the surface of the transfer material P by this fixing device and then discharged to the outside. Further, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 100 after the transfer is removed by the cleaning blade 104 and collected.
[0006]
As shown in FIG. 15, the transfer roller 103 is configured by providing a roller-like conductive rubber or conductive sponge elastic layer 103b on a cored bar 103a also serving as a power supply electrode made of SUS, Fe or the like. Yes. The elastic layer 103b is formed by adding a low resistance material such as carbon to a high resistance to medium resistance rubber. 6 -10 10 The resistance is adjusted to Ω.
[0007]
An ATVC (Active Transfer Voltage Control) method has been proposed as bias control when a transfer bias is applied to the transfer roller 103 from a transfer bias power source (not shown) during transfer.
[0008]
In this ATVC method, a desired constant current is applied to the transfer roller 103 before starting transfer (constant current control), and a reference voltage Vo generated in the transfer roller 103 at that time is detected. At the time of transfer, this reference voltage Vo is detected. The transfer bias Vt having a constant voltage determined based on the above is applied to the transfer roller 103. By using the ATVC method, an optimum transfer bias can be applied regardless of the resistance value of the transfer roller 103.
[0009]
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the transfer voltage (transfer bias) and the output image when the resistance value of the transfer roller 103 is changed. As shown in FIG. 16, in a low humidity environment, if the transfer voltage is lower than the line L1, explosion scattering occurs in the output image, and if the transfer voltage is higher than the line L2, a sandy image is generated in the output image. In a high humidity environment, if the transfer voltage is higher than the line L3, a ghost image is formed on the output image. For example, the resistance is 1.0 × 10 9 It can be seen that with the transfer roller 103 of Ω, explosion scattering occurs in the output image when the transfer voltage is 2.7 kV or less, and a sand image is generated in the output image when the transfer voltage is 3.2 kV or more.
[0010]
Conventionally, as shown in FIG. 17, a transfer voltage (transfer bias) Vt is applied to the transfer roller 103 about 2.5 mm inside the transfer nip portion N from the rear end P1 in the transport direction of the transfer material P such as paper. And a voltage lower than the transfer voltage Vt is applied for a while from about 2.5 mm inside the rear end P1.
[0011]
Then, when the transfer material P is not passing, such as between papers, a negative (minus) polarity voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the transfer roller 103 so that the toner adhering to the transfer roller 103 Is electrostatically transferred to the photosensitive drum 100 side, removed by the cleaning blade 104, and collected. As a result, the surface of the transfer roller 103 is cleaned.
[0012]
The positive polarity is lower than the transfer voltage Vt from the time immediately before the next fed transfer material (paper) P reaches the transfer nip portion N to about 2.5 mm after the leading end of the transfer material P enters the transfer nip portion N. Is applied to the transfer roller 103, and then a normal transfer voltage Vt is applied to the transfer roller 103 to perform transfer.
[0013]
By the way, when the image forming apparatus having the transfer roller 103 described above can form images (double-sided printing) on both sides of the transfer material (paper) P, it has high resistance in a low temperature and low humidity (for example, temperature 15 ° C., humidity 10%) environment. Paper (for example, NEENAR Bond manufactured by Kimberly-Clark Corporation: basis weight 60 g / m 2 ), When both sides are printed, the moisture in the paper evaporates in the paper that has passed through the fixing device (not shown) after printing the first side, and the resistance of the paper increases. At the same time, the paper curls or generates waves due to the evaporation of moisture in the paper. Note that the surface resistance of the above NENEAR Bond paper is 3 × 10 before paper feeding. 10 Ω / □, and the surface resistance of the paper after passing through is 3.2 × 10 11 Ω / □.
[0014]
At this time, when transferring the toner image on the first surface, the transfer voltage Vt (about 4.2 kV) determined by ATVC according to the resistance of the transfer roller 103 as described above is applied to the transfer roller 103 and transferred. Also, when transferring the toner image on the second side, the control of applying the transfer voltage determined at the time of transferring the first side as it is is used.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, at the time of the above double-sided printing or single-sided printing, an image defect may occur in the range of about 20 mm in the rear end region in the conveyance direction of the transfer material (paper) P, and it may be difficult to obtain a good image. This is because when the rear end of the transfer material P is separated from the photosensitive drum 100 after passing through the transfer nip portion N, a phenomenon called discharge (peeling discharge) occurs, so that the toner on the transfer material P is discharged. This is due to the fact that the phenomenon is violated on the transfer material P and scattered at an inappropriate position.
[0016]
For this reason, conventionally, the curling of the transfer material (paper) P is corrected to ensure the adhesion between the transfer material P and the photosensitive drum 100 during transfer, thereby preventing this peeling discharge. Depending on the (temperature, humidity) conditions, peeling discharge may occur when the transfer material P is separated.
[0017]
Therefore, the present invention provides an image forming apparatus capable of preventing peeling discharge regardless of the environment and preventing image defects from occurring at the trailing edge of the transfer material when the transfer material after transfer is separated from the photosensitive drum. For the purpose.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to an image carrier on which a toner image is formed, and a transfer nip part formed in contact with the image carrier and transferred to the transfer nip part. A contact transfer member for transferring a toner image formed on the image bearing member in contact with the back surface of the material onto the surface of the transfer material; and a voltage whose voltage value is arbitrarily variable and controlled at a constant voltage. A transfer material that is conveyed to the transfer nip portion by applying a voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the toner of the toner image from the voltage application unit to the contact transfer member. In the image forming apparatus for transferring the toner image on the image bearing member, the image forming apparatus includes a control unit that controls voltage application from the voltage application unit to the contact transfer member, and the control unit applies the voltage during transfer. Said contact transfer from means In order to flow a desired current through the material, a predetermined voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member to detect an output current before the transfer operation starts, and further applied so as to obtain a desired output current. When it is determined that the detected voltage value is greater than a predetermined voltage value by changing the voltage, the leading end of the transfer material in the transport direction enters the transfer nip portion and reaches the predetermined position from the trailing end of the transfer material in the transport direction. The first voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member until the distance inside passes through the transfer nip portion, and the inner side passes through the transfer nip portion by a predetermined distance from the rear end in the transport direction of the transfer material. After that, when the rear end side passes through the transfer nip portion, the voltage applying unit applies a second voltage larger than the first voltage from the voltage applying unit to the contact transfer member. The It is characterized in that Gosuru.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image carrier on which a toner image is formed, a transfer nip portion in contact with the image carrier, and a back surface of a transfer material conveyed to the transfer nip portion. A contact transfer member for transferring the toner image formed on the image carrier onto the surface of the transfer material, and a voltage for applying a voltage whose voltage value is arbitrarily variable and controlled at a constant voltage to the contact transfer member. And applying a voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity of the toner image from the voltage applying unit to the contact transfer member, and transferring the image carrier to the transfer material conveyed to the transfer nip portion. In the image forming apparatus for transferring the toner image on the upper side, an environment detection unit for detecting at least one of a temperature environment and a humidity environment in or around the image forming apparatus and the environment detection unit Detection Control means for controlling the voltage application from the voltage application means to the contact transfer member according to the information, and when the environment detection means detects at least one of a low temperature environment and a low humidity environment, Control means The first voltage is applied from the voltage applying means until the leading end of the transfer material in the transfer direction enters the transfer nip portion and the inner side of the transfer material in the predetermined distance from the trailing end of the transfer material passes through the transfer nip portion. When the rear end side passes through the transfer nip portion after a predetermined distance inside from the rear end in the conveyance direction of the transfer material passes through the transfer nip portion, the first voltage is applied to the contact transfer member. The voltage application unit is controlled to apply a second voltage larger than the value from the voltage application unit to the contact transfer member.
[0020]
Further, the second voltage is applied from the inner side of the rear end of the transfer material conveyed in the transfer nip portion by 15 mm.
[0021]
Further, the output voltage when the contact transfer member is controlled at a constant voltage by the voltage applying means is changed, and the output current corresponding to the changed output voltage is detected, and the output current reaches a desired value. When the output voltage at that time is the reference voltage, the first voltage and the second voltage are determined based on the value of the reference voltage.
[0022]
Further, when the toner image is transferred onto both surfaces of the transfer material, the value of the second voltage when transferring the second surface is higher than the value of the second voltage when transferring the first surface. It is characterized by doing.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0024]
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention (in this embodiment, an image forming apparatus such as an electrophotographic laser printer).
[0025]
The image forming apparatus 20 includes a photosensitive drum 1 as an image carrier. Around the photosensitive drum 1, a charging roller 2, a developing device 3, a transfer roller 4, and a cleaning device 5 are disposed in this order along the rotation direction of the photosensitive drum 1, and above the charging roller 2 and the developing device 3. Is provided with an exposure device 6. Further, a conveyance guide 7 and a fixing device 8 are disposed downstream of the transfer nip N formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 in the transfer material conveyance direction. In addition, on the downstream side of the transfer nip N and on the upstream side of the conveyance guide 7, a static elimination needle (not shown) for assisting in static elimination on the back surface of the separated transfer material P is installed.
[0026]
In this embodiment, the photosensitive drum 1 is a negatively charged organic photosensitive drum, and has an OPC photosensitive layer on an aluminum drum base, and is driven at a predetermined peripheral speed (process speed) by a driving means (not shown). It is rotated in the direction of arrow a (clockwise), and is charged uniformly with negative polarity by the charging roller 2 that contacts in the rotation process.
[0027]
The charging roller 2 as a contact charging member is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force and is driven to rotate, and the photosensitive drum 1 is uniformly made to have a predetermined polarity and potential by a charging bias applied from a charging bias power source 9. Charge.
[0028]
The developing device 3 includes a rotatable developing sleeve 11 that is substantially in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the opening of the developing container 10, and causes the toner t to adhere to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 at the developing unit. To visualize it as a toner image.
[0029]
The transfer roller 4 as a contact transfer member contacts the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a transfer nip portion N, and the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 are transferred by a transfer bias applied from a transfer bias power source 17. The toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material P such as a sheet at the transfer nip portion N between them.
[0030]
The cleaning device 5 has a cleaning blade 5a, and removes and collects the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer with the cleaning blade 5a.
[0031]
The exposure apparatus 6 outputs a laser beam (exposure beam) modulated in response to a time-series electrical digital image signal of image information input from a personal computer (not shown) or the like from a laser output unit (not shown), By scanning and exposing the surface of the charged photosensitive drum 2 through the reflection mirror 12, an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed.
[0032]
The fixing device 8 includes a heating roller 8a having a halogen heater (not shown) and a pressure roller 8b inside, and the transfer material P is nipped and conveyed at a fixing nip between the fixing roller 8a and the pressure roller 8b. Meanwhile, the toner image transferred to the surface of the transfer material P is heated and pressurized to be thermally fixed.
[0033]
Next, an image forming operation by the image forming apparatus 20 will be described.
[0034]
At the time of image formation, the photosensitive drum 1 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed in the direction of arrow a (clockwise) by a driving means (not shown), and is uniformly applied by the charging roller 2 to which the charging bias is applied from the charging bias power source 9. It is charged to a predetermined negative potential. Then, when the scanning exposure L by the laser beam is given from the exposure device 6 to the charged photosensitive drum 1 through the reflection mirror 12, the potential on the photosensitive drum 1 is lowered at the portion exposed to the scanning exposure L. Thus, an electrostatic latent image corresponding to image information input from a personal computer (not shown) or the like is formed.
[0035]
Then, the toner t is formed on the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the developing sleeve 11 of the developing device 3 to which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 1 is applied in the developing unit. And is developed as a toner image by reversal development.
[0036]
On the other hand, the transfer material P such as paper in the cassette 13 is fed by the pickup roller 14 and conveyed to a registration roller pair (not shown) in synchronization with the formation of the toner image on the photosensitive drum 1. When the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer nip N between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4, the transfer material P is transferred through the pre-transfer guide 15 by a pair of registration rollers (not shown) at this timing. It is conveyed to the nip portion N.
[0037]
Then, the transfer roller 4 to which a transfer bias having a polarity (positive polarity) opposite to that of the toner t is applied from the transfer bias power source 17 is applied to the transfer material P conveyed to the transfer nip N between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4. The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred by the generated electrostatic force (details of transfer bias application control to the transfer roller 4 in the present embodiment will be described later).
[0038]
Then, the transfer material P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 8 via the conveyance guide 7, and the toner image is heated and applied to the transfer material P at the fixing nip between the heating roller 8a and the pressure roller 8b. Press to fix heat. The transfer material P on which the toner image is fixed is discharged to the outside via the discharge roller pair 16 and the series of image forming operations is completed.
[0039]
Further, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is removed and collected by the cleaning blade 5a of the cleaning device 5.
[0040]
Next, transfer bias application control to the transfer roller 4 in the present embodiment will be described.
[0041]
The transfer roller 4 used in the present embodiment is configured by providing a roller-like conductive rubber or conductive sponge elastic layer on a mandrel serving also as a power supply electrode made of SUS, Fe or the like. The resistance value of the transfer roller 4 is 1 × 10 when the temperature is 15 ° C. and the humidity is 10%. 9 Ωcm. In a high temperature and high humidity (temperature 30 ° C., humidity 50%) environment, 9 × 10 7 Ωcm, 1 × under low temperature and low humidity (temperature 5 ° C, humidity 10%) 10 The resistance value in each environment varies about ± 20% due to variations in manufacturing of the transfer roller 4.
[0042]
Then, by using the image forming apparatus capable of double-sided image formation (double-sided printing) shown in FIG. (Gray-colored image) 100 images were continuously formed. In addition, the paper as a transfer material used in this embodiment is NEENAR Bond manufactured by Kimberly-Clark Corporation; basis weight 60 g / m. 2 , Surface resistance: 3 × 10 10 Ω / □ (when dry: 3.2 × 10 11 Ω / □).
[0043]
The transfer in the present embodiment is performed by the above-described ATVC. That is, a constant current is passed through the transfer roller 4 before the transfer operation under the control of the control device 18 to detect the reference voltage Vo generated at this time, and a coefficient is multiplied to the reference voltage Vo during transfer as shown in FIG. The corrected voltage (transfer bias) Vt is applied to the transfer roller 4, and the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material (paper) P at the transfer nip N.
[0044]
In the present embodiment, a predetermined voltage is applied to the transfer roller 4 from the transfer bias power source 17 by the ATVC before the transfer operation, and the output current is detected by the control device 18 so that the desired output current is obtained. When the applied voltage is changed and it is determined that the detected voltage value is larger than the predetermined voltage value, the transfer bias power supply 17 is controlled by the control device 18 and transferred at the transfer nip N as will be described later. Application of the transfer bias Vt to the transfer roller 4 is turned off approximately 7.5 mm before the rear end P1 in the conveying direction of the material P, and a positive voltage higher than the transfer bias Vt from approximately 7.5 mm before the rear end P1. (This voltage is hereinafter referred to as transfer rear end bias Vh) is applied until the rear end P1 passes through the transfer nip N.
[0045]
In other words, in this embodiment, when it is determined that the resistance of the transfer roller 4 has increased in a low temperature environment and / or a low humidity environment, about 7.5 mm before the rear end P1 of the transfer material P to be passed. The transfer rear end bias Vh higher than the transfer bias Vt is applied.
[0046]
Then, when the transfer material P is not passing, such as between papers, a negative (minus) polarity voltage having the same polarity as the toner charging polarity is applied to the transfer roller 4, and the toner adhering to the transfer roller 4. Is electrostatically transferred to the photosensitive drum 1 side and removed and collected by the cleaning blade 5a.
[0047]
The transfer bias obtained by ATVC in accordance with the resistance of the transfer roller 4 (approximately 4.0 kV (90% in this embodiment) from the rear end P1 of the transfer material P to about 7.5 mm before the transfer. Transfer efficiency)) Vt is applied to the transfer roller 4, and the toner image (halftone image) on the photosensitive drum 1 is transferred.
[0048]
That is, as shown in FIGS. 3 to 5, when transferring a toner image (halftone image), first, the leading end of the transfer material P is guided by the pre-transfer guide 15 and the transfer nip portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 is transferred. N enters the transfer nip portion N (FIG. 4), and finally, the rear end of the transfer material P exits the transfer nip portion N (FIG. 5). ) And conveyed to the fixing device 8 through the conveyance guide 7.
[0049]
Incidentally, as shown in FIG. 5, when the rear end of the transfer material P comes out from the transfer nip portion N after the toner image is transferred to the surface of the transfer material P, the transfer material P is abruptly separated from the photosensitive drum 1. As a result, a discharge phenomenon occurs between the photosensitive drum 1 and the transfer material P (sometimes). For this reason, an image defect may occur only on the rear end side of the transfer material P due to this discharge phenomenon.
[0050]
In this 100-sheet continuous image formation, it was examined at which position on the rear end side of the transfer material P the image defect occurred, and the result shown in FIG. 6 was obtained. As is apparent from the results shown in FIG. 6, image defects (occurrence of a polka dot pattern A as shown in FIG. 7) at the rear end of the transfer material P are mainly from 3.5 mm to 7 from the rear end of the transfer material P. 82% is concentrated in the range of 5mm. That is, in 82 out of 100 sheets, an image defect (polka dot pattern) occurred in a range from 3.5 mm to 7.5 mm before the rear end of the transfer material P. The occurrence of an image defect (polka dot pattern) at the rear end of the transfer material P is particularly noticeable in the case of a graphic image such as a halftone image.
[0051]
The occurrence of an image defect (polka dot pattern) in the range from 3.5 mm to 7.5 mm before the rear end of the transfer material P is mainly caused in the latter half of the image forming operation (the pressure roller 8b of the fixing device 8 is warmed). Status). This is because the thermal expansion of the pressure roller 8b occurs due to the heat generated by the halogen heater (not shown), the outer diameter of the pressure roller 8b increases, and the leading end side of the transfer material P is between the heating roller 8a and the pressure roller 8b. This is considered to be due to abrupt separation of the rear end side of the transfer material P and the photosensitive drum 1 at the transfer nip portion N by being nipped and conveyed.
[0052]
Therefore, in order to prevent the occurrence of an image defect (polka dot pattern) in the range from 3.5 mm to 7.5 mm before the rear end of the transfer material P, the transfer bias application in the rear end region of the transfer material P is controlled. There is a need.
[0053]
Therefore, transfer was performed while changing the transfer rear end bias Vh applied from 8.5 mm before the rear end of the transfer material P conveyed to the transfer nip N, and the output image was evaluated. The rear end transfer bias Vh is obtained by multiplying the reference voltage Vo in the above-described ATVC by a coefficient (0.4, 0.6... 2.0). FIG. 8 shows the evaluation. In order to obtain an effect from 7.5 mm before the rear end of the transfer material P due to the electric circuit, the transfer bias is started from 8.5 mm before the rear end of the transfer material P in consideration of the rise time of the transfer bias. The value of must be changed.
[0054]
As is clear from the evaluation results shown in FIG. 8, the image state improves as the transfer rear end bias Vh is increased, and the generation of a polka dot image as shown in FIG. 7 is prevented, but the rear end transfer bias Vh is 2. When it exceeded 0 Vo, a punch-through image occurred at the rear end of the transfer material P. This slip-through image means that the bias applied to the transfer roller 4 penetrates the transfer material P and reaches the photosensitive drum 1, and a larger current (overcurrent) than the current at the time of transfer flows, so that a plus memory is stored in the photosensitive drum 1. Occurrence is a phenomenon in which the portion of the stored potential is developed and black dots are generated.
[0055]
On the other hand, when the transfer rear end bias Vh is smaller than 0.4 Vo, an explosion image (and a polka dot image) is generated at the rear end of the transfer material P. As described above, when the toner on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material P by the transfer bias at the transfer nip portion N, the explosion image is not transferred well because the transfer bias is low. Generated by splattering above.
[0056]
In addition, it is necessary to reliably perform the transfer even under the most severe conditions as a transfer condition. That is, the transfer efficiency is improved under these conditions. Here, the transfer efficiency is the ratio of the amount of toner on the photosensitive drum 1 before transfer and the amount of toner transferred onto the transfer material P. That is, when η is the transfer efficiency (%), T0 is the toner amount on the photosensitive drum 1, and T1 is the toner amount on the transfer material P, η = 100 × T1 / T0.
[0057]
However, since it is actually difficult to measure the toner amount on the photosensitive drum 1 and the transfer material P, here, the measurement of the transfer efficiency η is “the toner amount and the optical density measurement value of the toner are in a proportional relationship. The transfer efficiency was determined from the measured optical density of the toner on the photosensitive drum 1 and the transfer material P.
[0058]
That is, assuming that the toner density (Dd) on the photosensitive drum 1 after being transferred to the transfer material P and the toner density (Td) on the transfer material P are given, the transfer efficiency η is calculated by η = 100 × Td / (Dd + Td). Desired. On the other hand, toner remaining without being transferred onto the transfer material P (that is, residual toner on the photosensitive drum 1) is collected in the developing container 10 by the developing sleeve 11.
[0059]
FIG. 9 is a diagram showing the results of examining the density, fixability, and image unevenness when the transfer efficiency is changed. As is apparent from the results of FIG. 9, when the transfer efficiency is 75% or less, the density is 1.2 or less, and it looks light and the fixing property is from ◯ to △ level due to insufficient contact / adhesion between the toners. In addition, the density unevenness is also in a bad level of Δ level or less. In FIG. 9, “◎” indicates the best, “◯” indicates the amount, “Δ” indicates that the limit is allowed, and “×” indicates that it is not possible.
[0060]
On the other hand, when the transfer efficiency was 75% or more, the density, fixability, and image unevenness were good. In other words, in order to obtain good levels of density, fixability, and image unevenness, the transfer efficiency is preferably 75% or more, and more preferably 80% or more. Therefore, when the environment (temperature) at the time of transfer is 5 ° C., 10 ° C., 15 ° C., 23 ° C., and 30 ° C., the transfer bias Vt that keeps the transfer efficiency at 75% or more was obtained. In order to determine the transfer bias Vt, the resistance value of the transfer roller 4 is set to 1.2 × 10 in a low temperature environment of 5 ° C. as the worst condition. 10 Use a material with a resistance of Ωcm, and 7.2 × 10 in a high temperature environment of 30 ° C. 10 What used to become Ωcm was used.
[0061]
As a result, the transfer efficiency becomes 75% or more when the transfer bias Vt = 5 kV at 5 ° C., Vt = 4 kV at 10 ° C., Vt = 3.5 kV at 15 ° C., Vt = 2 kV at 23 ° C., Vt = 2 kV at 30 ° C. The result was Vt = 1 kV.
Note that this result is only a value in the present embodiment, and differs depending on the individual transfer roller 4 and the like, and thus the value of the transfer bias Vt at which a transfer efficiency of 75% or more is obtained is different.
[0062]
Next, the evaluation of the environment (temperature, humidity) and output image when the transfer rear end bias Vh applied from 8.5 mm before the rear end of the transfer material P conveyed to the transfer nip N is changed. went. FIG. 10 shows the evaluation. This transfer rear end bias Vh is obtained by multiplying the reference voltage Vo in the above-described ATVC by a coefficient (0.4, 0.6... 2.0), and Vo in FIG. 10 is 1 kV. In FIG. 10, 最 良 indicates the best, ◯ indicates the amount, Δ indicates the permissible limit, and × indicates the impossibility. When the temperature is a low temperature environment and / or the humidity is a low humidity environment, the resistance of the transfer roller 4 is increased.
[0063]
As is apparent from the evaluation results shown in FIG. 10, Vh is good (allowable range) in the range of 2.0 kV to 10 kV in the environment of 5 ° C., and Vh is 1 kV to 9 kV in 15 ° C. Vh is from 1.5 kV to 5.5 kV, and at 23 ° C., Vh is from 0.1 kV to 2.0 kV, and at 30 ° C., Vh is from 0.1 kV to 1.0 kV. Of these, Vh was 7 kV, 7.5 kC, 6 kV at 15 ° C, 3.5 kV at 15 ° C, 1.0 kV at 23 ° C, and 0.5 kV at 30 ° C.
[0064]
From the evaluation result of FIG. 10, the allowable range of the transfer rear end bias Vh applied to the rear end side of the transfer material P appears to be random in each environment, but in this image forming apparatus, the reference voltage ( When a voltage of 5 μA is applied to the transfer roller 4 and the photosensitive drum 1 as a reference, the ratio of Vo in each environment to the rear end transfer bias Vh with respect to Vo (see FIG. 11). When Vo is set to 1), when the temperature is 15 ° C. or lower, the transfer rear end bias Vh is higher than Δ level in FIG. The result is as shown.
[0065]
Further, in FIG. 10, in a 7.5 ° C. environment which is a low temperature environment, the image evaluation is NG (×) when the transfer rear end bias Vh exceeds 9 kV. This can be said even in a high temperature environment, but if the transfer bias (in this case, the transfer rear end bias Vh) is too high, the transfer bias penetrates the transfer material P and generates a positive memory by transfer on the photosensitive drum 1. May end up. That is, in this state, it can be seen that when a transfer rear end bias Vh that is twice (2Vo) or more than Vo is applied, a defect occurs in the image.
[0066]
On the other hand, when the temperature is higher than the high temperature environment of 23 ° C. or higher, the result that the transfer rear end bias Vh shows the Δ level or more in FIG. 10 in the region of 1 to 1/10 times Vo is obtained. It was.
[0067]
The present inventor refers to the evaluation results of FIGS. 10 and 11 and defines the transfer bias at the time of transfer in a low temperature environment of 5 ° C. and humidity of 10% as Vmax (this embodiment is 5 kV). The present inventors have found that correspondence can be taken between the environment (temperature, humidity) and the transfer rear end bias Vh.
[0068]
That is, when the temperature is 15 ° C. or lower, which is a low temperature environment, that is, when the resistance of the transfer roller 4 is increased, from the initial stage of the transfer material P passed through the transfer nip portion N to the front end of 7.5 mm. A normal transfer bias (bias determined based on the reference voltage Vo) Vt is applied, and the upper limit is 2 Vo, which is equal to or higher than Vo and 7.5 times before the rear end of the transfer material P, and twice Vo. By applying the transfer rear end bias Vh, a good image can be obtained.
[0069]
Further, as a condition, a transfer bias (transfer efficiency of 75% or more) Vt in an environment where the image forming apparatus is used is 70% or more of the above-described Vmax which is a transfer bias in an environment of a temperature of 5 ° C. and a humidity of 10%. For example, the transfer rear end bias Vh is applied to the rear end of the transfer material P.
[0070]
In addition, at 23 ° C. or higher, which is a high temperature environment in this case, a normal transfer bias (bias determined based on the reference voltage Vo) Vt is applied from the initial stage of the transfer material P to the front end of 7.5 mm. By applying a transfer rear end bias Vh with a lower limit of 1/10 Vo that is 1/10 times Vo from the rear end of the transfer material P 7.5 mm, it is possible to obtain a good image.
[0071]
As described above, in the low temperature environment, that is, when the resistance of the transfer roller 4 is increased, the transfer rear end bias Vh applied to the rear end side of the transfer material P is set higher than the transfer voltage Vt applied at that time. This will prevent the occurrence of image defects at the rear end of the transfer material P from being described below.
[0072]
By increasing the value of the applied bias on the rear end side of the transfer material P, the transfer material P after transfer and the photosensitive drum 1 are separated earlier than before. That is, in the present embodiment, by setting the value of the transfer rear end bias Vh larger than the value of the transfer bias Vt in the low temperature environment, in this embodiment, the potential of the photosensitive drum 1 at the transfer nip portion N is charged to a positive polarity. At the same time, the trailing edge potential of the transfer material P is also charged positively, so that a repulsive force is generated between the transfer material P and the photosensitive drum 1, and the transfer material P is separated quickly. is there.
[0073]
When the transfer material P is smoothly separated, the transfer material P is separated at a position close to the transfer nip portion N. Therefore, a static elimination needle (not shown) disposed on the downstream side of the transfer roller 4. Is further promoted, the potential of the transfer material P after passing through the transfer nip N is lowered, and unnecessary discharge (leak) into the photosensitive drum 1 and the apparatus can be prevented. Therefore, the occurrence of a polka dot image or the like at the rear end of the output image is prevented.
[0074]
Thus, in the present embodiment, a predetermined voltage is applied from the transfer bias power supply 17 to the transfer roller 4 by the ATVC before the transfer operation, and the output current is detected by the control device 18 so that the desired output current is obtained. Further, when the applied voltage is changed and it is determined that the detected voltage value is larger than the predetermined voltage value, the front end of the transfer material P passed through the transfer nip portion N is 7.5 mm before the rear end. The transfer bias power source 17 is controlled by the controller 18 so that the value of the transfer rear end bias Vh applied from 7.5 mm before the rear end of the transfer material P is higher than the value of the transfer bias Vt applied up to By doing so, the transfer material P is well separated from the photosensitive drum 1 after the transfer. Therefore, the abnormal discharge phenomenon at the time of separation of the transfer material P is suppressed, so that an image defect can be prevented from occurring at the rear end of the transfer material P and a good image can be obtained.
[0075]
In this embodiment, the transfer rear end bias Vh is applied from 7.5 mm before the rear end of the transfer material P. However, the transfer rear end bias Vh is applied from 15 mm before the rear end of the transfer material P. You may make it do.
[0076]
<Embodiment 2>
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Members having the same functions as those of the image forming apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0077]
In the first embodiment, by ATVC before the transfer operation, a predetermined voltage is applied from the transfer bias power supply 17 to the transfer roller 4 and the output current is detected by the control device 18 and further applied so as to obtain a desired output current. When it is determined that the detected voltage value is larger than the predetermined voltage value by changing the voltage, the transfer is higher than the transfer bias Vt from about 7.5 mm before the rear end P1 of the transfer material P to be passed. Although the rear end bias Vh is applied, in this embodiment, the environment sensor 19 that detects the temperature and humidity installed in the image forming apparatus 20 detects that the inside of the image forming apparatus 20 has a low temperature and / or low humidity environment. In this case, the control device 18 controls the transfer bias power source 17 based on this detection information, and is higher than the transfer bias Vt from about 7.5 mm before the rear end P1 of the transfer material P to be passed. It was to apply a copy rear bias Vh. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0078]
As described above, in the present embodiment, when the environment sensor 19 detects a low temperature and / or low humidity environment, from the front end of the transfer material P to be passed through the transfer nip portion N to 7.5 mm before the rear end. The transfer bias power source 17 is controlled by the controller 18 so that the value of the transfer rear end bias Vh applied from 7.5 mm before the rear end of the transfer material P is higher than the value of the transfer bias Vt to be applied. As a result, the transfer material P is well separated from the photosensitive drum 1 after the transfer. Therefore, the abnormal discharge phenomenon at the time of separation of the transfer material P is suppressed, so that an image defect can be prevented from occurring at the rear end of the transfer material P and a good image can be obtained.
[0079]
<Embodiment 3>
This embodiment will also be described using the image forming apparatus shown in FIG. In the first embodiment, the image is formed on only one side of the transfer material. However, in the present embodiment, the image is formed on both surfaces (one surface and two surfaces) of the transfer material. Only the transfer bias application control to the transfer roller 4 in the present embodiment will be described.
[0080]
At the time of double-sided image formation, after the toner image is transferred and fixed on one side (first side) of the transfer material P as described in the first embodiment, the transfer material P which is reversed without being discharged is transferred again. In the same manner, the toner image is transferred to the other surface (second surface) of the transfer material P, fixed, and discharged to the outside. The transfer material (paper) P is dried by the heating of the fixing device 8 at the time of image formation on the first surface, and the resistance value of the transfer material P itself is increased. It tends to occur on the rear end side.
[0081]
Therefore, 100-sided double-sided image formation was carried out, and it was examined at which position on the rear end side of the second side of the transfer material P that the image defect occurred, and the result shown in FIG. 13 was obtained. . As is apparent from the results shown in FIG. 13, image defects at the rear end of the transfer material P (the occurrence of a polka dot pattern as shown in FIG. 7) are mainly from 3.5 mm to 7 mm from the rear end of the transfer material P. 90% is concentrated in the range of 5mm. That is, in 90 sheets out of 100 sheets, an image defect (polka dot pattern) occurred in a range from 3.5 mm to 7.5 mm before the rear end of the transfer material P.
[0082]
Accordingly, even at the time of image formation on the second surface, in the same manner as in the first embodiment, the transfer material P is closer to the rear end than the transfer bias Vt applied from the front end to the rear end of the transfer material P by 7.5 mm. The value of the transfer rear end bias Vh applied from 7.5 mm is increased.
[0083]
Also in the present embodiment, the same evaluation as that in FIGS. 10 and 11 of the first embodiment was performed. This evaluation is the same as in the first embodiment, and details are omitted.
[0084]
Also in the present embodiment, from the evaluation result performed in the same manner as in the first embodiment, from the initial stage of the transfer material P passed through the transfer nip portion N to the front end of 7.5 mm before the low temperature environment of 15 ° C. Applies a normal transfer bias (bias determined based on the reference voltage Vo) Vt, and from the front end of the transfer material P 7.5 mm before Vo, and 5/5 times Vo By applying the transfer rear end bias Vh with 2Vo as the upper limit, a good image can be obtained.
[0085]
In addition, at 23 ° C. or higher, which is a high temperature environment in this case, a normal transfer bias (bias determined based on the reference voltage Vo) Vt is applied from the initial stage of the transfer material P to the front end of 7.5 mm. By applying a transfer rear end bias Vh with a lower limit of 1/10 Vo that is 1/10 times Vo from the rear end of the transfer material P 7.5 mm, it is possible to obtain a good image.
[0086]
The value of the transfer rear end bias Vh in the low temperature environment in the present embodiment is larger than the value of the transfer rear end bias Vh in the low temperature environment in the first embodiment. This is because the transfer material P once passes through the fixing device 8 because it is the second surface, and thus the resistance value of the transfer material P itself is increased. Thus, it is necessary to apply an appropriate transfer bias.
[0087]
As described above, in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the output voltage is detected by the control device 18 by applying a predetermined voltage from the transfer bias power supply 17 to the transfer roller 4 by the ATVC before the transfer operation. When the applied voltage is further changed so as to obtain a desired output current and it is determined that the detected voltage value is larger than the predetermined voltage value, the leading edge of the transfer material P passed through the transfer nip N The transfer bias Vt applied from 7.5 mm before the rear end of the transfer material P is higher than the transfer bias Vt applied from the end of the transfer material P to 7.5 mm before the rear end. By controlling the power supply 17 with the control device 18, the transfer material P is well separated from the photosensitive drum 1 after the transfer. Therefore, the abnormal discharge phenomenon at the time of separation of the transfer material P is suppressed, so that an image defect can be prevented from occurring at the rear end of the transfer material P and a good image can be obtained.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in order to cause a desired current to flow from the voltage applying unit to the contact transfer member during transfer, a predetermined voltage is applied from the voltage applying unit to the contact transfer member before starting the transfer operation. When the output current is detected by the control means and the applied voltage is further changed so as to obtain the desired output current, and the detected voltage value is determined to be larger than the predetermined voltage value, the transfer is performed. The first voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member until the leading end of the material in the transfer direction enters the transfer nip portion and the inner side of the transfer material in the predetermined direction from the rear end in the transfer direction passes through the transfer nip portion. When the rear end side passes through the transfer nip after a predetermined distance from the rear end in the conveyance direction of the transfer material passes through the transfer nip, a voltage application unit applies a second voltage greater than the first voltage. From contact transfer member By controlling the voltage applying means so as to apply to the transfer material is well separated from the image carrier after the transfer. Therefore, by suppressing an abnormal discharge phenomenon at the time of separation of the transfer material, it is possible to prevent occurrence of an image defect at the rear end of the transfer material and obtain a good image.
[0089]
According to the fifth aspect of the present invention, when the environment detection unit detects at least one of a low temperature environment and a low humidity environment, the control unit detects that the transfer material conveyance direction front end enters the transfer nip portion and the transfer material. The first voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member until the inner side of the transfer direction rear end passes through the transfer nip portion, and the inner side of the transfer material at the predetermined distance from the rear end of the transfer direction in the transfer direction. When the rear end side passes through the transfer nip portion after passing through the voltage application means, the voltage application means is controlled so that the second voltage larger than the first voltage is applied from the voltage application means to the contact transfer member. As a result, the transfer material is well separated from the image carrier after the transfer. Therefore, by suppressing an abnormal discharge phenomenon at the time of separation of the transfer material, it is possible to prevent occurrence of an image defect at the rear end of the transfer material and obtain a good image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a transfer voltage application state by transfer bias control according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a transfer material tip has passed through a transfer nip according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a state where a transfer material central portion passes through a transfer nip portion according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state where a rear end of a transfer material has passed through a transfer nip portion according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the number of occurrences of image defects at the trailing edge of the transfer material in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which an image defect occurs at the trailing edge of the transfer material in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an evaluation result of an image state when a transfer rear end bias is changed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing evaluation results of density, fixability, and image unevenness when the transfer efficiency is changed in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an evaluation result of an output image when the environment and the transfer rear end bias are changed in the first embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing the relationship between the reference voltage Vo and the ratio of the transfer rear end bias Vh to the reference voltage Vo in each environment according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing the number of occurrences of image defects at the trailing edge of a transfer material in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus in a conventional example.
FIG. 15 is a view showing a transfer roller.
FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between a transfer voltage and an output image when the resistance value of the transfer roller is changed.
FIG. 17 is a diagram illustrating a transfer voltage application state by transfer bias control in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller
3 Development device
4 Transfer roller (contact transfer member)
5 Cleaning device
5a Cleaning blade
6 Exposure equipment
8 Fixing device
17 Transfer bias power supply (voltage application means)
18 Control device (control means)
19 Environmental sensor (environment detection means)
20 Image forming apparatus

Claims (9)

トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触して前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写材の表面に転写する接触転写部材と、電圧値を任意に可変自在であり定電圧制御された電圧を前記接触転写部材に印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段から前記トナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記接触転写部材に印加して、前記転写ニップ部に搬送される転写材に前記像担持体上のトナー像を転写する画像形成装置において、
前記電圧印加手段からの前記接触転写部材への電圧印加を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、転写時に前記電圧印加手段から前記接触転写部材に所望の電流を流すために、転写動作開始前において、前記電圧印加手段から前記接触転写部材に所定の電圧を印加して出力電流を検出し、所望の出力電流になるようにさらに印加する電圧を変化させて、検出される電圧の値が所定の電圧値より大きいと判断した場合は、前記転写材の搬送方向先端が前記転写ニップ部に入って前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させ、前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過してから、その後端側が前記転写ニップ部を通過する際には、前記第1の電圧より大きい値の第2の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させるように前記電圧印加手段を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which a toner image is formed and a transfer nip portion formed in contact with the image carrier, and formed on the image carrier in contact with a back surface of a transfer material conveyed to the transfer nip portion. A contact transfer member that transfers a toner image onto the surface of the transfer material; and a voltage application unit that applies a voltage whose voltage value can be arbitrarily changed and is controlled at a constant voltage to the contact transfer member. An image forming apparatus for transferring a toner image on the image carrier onto a transfer material conveyed to the transfer nip portion by applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner of the toner image from the means to the contact transfer member In
Control means for controlling voltage application from the voltage application means to the contact transfer member;
The control unit applies a predetermined voltage from the voltage application unit to the contact transfer member before starting a transfer operation so that a desired current flows from the voltage application unit to the contact transfer member during transfer. Is detected, and the applied voltage is further changed to obtain a desired output current. When it is determined that the detected voltage value is greater than a predetermined voltage value, the transfer material front end in the transfer direction is the transfer material. A first voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member until a predetermined distance inside from the rear end in the conveyance direction of the transfer material passes through the transfer nip portion after entering the nip portion, When the rear end side passes through the transfer nip portion after a predetermined distance inside from the rear end in the transport direction passes through the transfer nip portion, a second voltage greater than the first voltage is applied to the voltage. means Controlling said voltage applying means so as to apply to et the contact transfer member,
An image forming apparatus.
前記第2の電圧は、前記転写ニップ部に搬送される前記転写材の搬送方向後端の15mm内側から印加される、
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The second voltage is applied from the inner side of the rear end in the transport direction of the transfer material transported to the transfer nip portion by 15 mm.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記電圧印加手段によって前記接触転写部材を定電圧制御するときの出力電圧を変化させ、変化させた前記出力電圧に応じた出力電流を検知して、前記出力電流が所望の値に達したときの出力電圧を基準電圧とした場合に、前記基準電圧の値に基づいて前記第1の電圧と前記第2の電圧が決定される、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
When the output voltage at the time of constant voltage control of the contact transfer member by the voltage applying means is changed, an output current corresponding to the changed output voltage is detected, and when the output current reaches a desired value When the output voltage is a reference voltage, the first voltage and the second voltage are determined based on the value of the reference voltage.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記転写材の両面にトナー像が転写される場合には、1面目の転写時における前記第2の電圧の値よりも2面目の転写時における前記第2の電圧の値の方を高くする、
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の画像形成装置。
When the toner image is transferred onto both surfaces of the transfer material, the value of the second voltage at the time of transferring the second surface is made higher than the value of the second voltage at the time of transferring the first surface.
The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3.
トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触して前記像担持体に形成されたトナー像を前記転写材の表面に転写する接触転写部材と、電圧値を任意に可変自在であり定電圧制御された電圧を前記接触転写部材に印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段から前記トナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記接触転写部材に印加して、前記転写ニップ部に搬送される転写材に前記像担持体上のトナー像を転写する画像形成装置において、
画像形成装置内または周囲の温度環境、湿度環境の少なくとも一方を検知する環境検知手段と、
前記環境検知手段から入力される検知情報に応じて、前記電圧印加手段からの前記接触転写部材への電圧印加を制御する制御手段と、を有し、
前記環境検知手段が低温環境、低湿環境の少なくとも一方を検知した場合には、前記制御手段は、前記転写材の搬送方向先端が前記転写ニップ部に入って前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過するまでは、第1の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させ、前記転写材の搬送方向後端から所定距離内側が前記転写ニップ部を通過してから、その後端側が前記転写ニップ部を通過する際には、前記第1の電圧より大きい値の第2の電圧を前記電圧印加手段から前記接触転写部材に印加させるように前記電圧印加手段を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier on which a toner image is formed and a transfer nip portion formed in contact with the image carrier, and formed on the image carrier in contact with a back surface of a transfer material conveyed to the transfer nip portion. A contact transfer member that transfers a toner image onto the surface of the transfer material; and a voltage application unit that applies a voltage whose voltage value can be arbitrarily changed and is controlled at a constant voltage to the contact transfer member. An image forming apparatus for transferring a toner image on the image carrier onto a transfer material conveyed to the transfer nip portion by applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner of the toner image from the means to the contact transfer member In
An environment detection means for detecting at least one of a temperature environment and a humidity environment in or around the image forming apparatus;
Control means for controlling voltage application from the voltage application means to the contact transfer member in accordance with detection information input from the environment detection means,
When the environment detection unit detects at least one of a low temperature environment and a low humidity environment, the control unit determines whether the transfer material conveyance direction front end enters the transfer nip portion and the transfer material conveyance direction rear end is predetermined. The first voltage is applied from the voltage applying means to the contact transfer member until the distance inside passes through the transfer nip portion, and the inner side passes through the transfer nip portion by a predetermined distance from the rear end in the transport direction of the transfer material. Then, when the rear end side passes through the transfer nip portion, the voltage application unit is configured to apply a second voltage larger than the first voltage from the voltage application unit to the contact transfer member. To control the
An image forming apparatus.
前記第2の電圧は、前記転写ニップ部に搬送される前記転写材の搬送方向後端の15mm内側から印加される、
ことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
The second voltage is applied from the inner side of the rear end in the transport direction of the transfer material transported to the transfer nip portion by 15 mm.
The image forming apparatus according to claim 5.
前記電圧印加手段によって前記接触転写部材を定電圧制御するときの出力電圧を変化させ、変化させた前記出力電圧に応じた出力電流を検知して、前記出力電流が所望の値に達したときの出力電圧を基準電圧とした場合に、前記基準電圧の値に基づいて前記第1の電圧と前記第2の電圧が決定される、
ことを特徴とする請求項5又は6記載の画像形成装置。
When the output voltage at the time of constant voltage control of the contact transfer member by the voltage applying means is changed, an output current corresponding to the changed output voltage is detected, and when the output current reaches a desired value When the output voltage is a reference voltage, the first voltage and the second voltage are determined based on the value of the reference voltage.
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記転写材の両面にトナー像が転写される場合には、1面目の転写時における前記第2の電圧の値よりも2面目の転写時における前記第2の電圧の値の方を高くする、
ことを特徴とする請求項5、6又は7記載の画像形成装置。
When the toner image is transferred onto both surfaces of the transfer material, the value of the second voltage at the time of transferring the second surface is made higher than the value of the second voltage at the time of transferring the first surface.
The image forming apparatus according to claim 5, 6 or 7.
前記環境検知手段が高温環境を検知した場合には、前記第2の電圧の値を前記第1の電圧の値よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
When the environment detection means detects a high temperature environment, the value of the second voltage is made smaller than the value of the first voltage.
The image forming apparatus according to claim 5.
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