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JP2004029514A - Image forming device - Google Patents

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JP2004029514A
JP2004029514A JP2002187628A JP2002187628A JP2004029514A JP 2004029514 A JP2004029514 A JP 2004029514A JP 2002187628 A JP2002187628 A JP 2002187628A JP 2002187628 A JP2002187628 A JP 2002187628A JP 2004029514 A JP2004029514 A JP 2004029514A
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JP
Japan
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image
toner
transfer
image forming
forming apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002187628A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Miho
三保 広晃
Satoshi Nishida
西田 聡
Shigetaka Kurosu
黒須 重隆
Masashi Saito
齊藤 正志
Hiroshi Morimoto
森本 浩史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2002187628A priority Critical patent/JP2004029514A/en
Publication of JP2004029514A publication Critical patent/JP2004029514A/en
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  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device which is hardly affected by variation in volume resistance value of a transfer roller, an intermediate transfer body, etc., has a stable rate of transfer in one print, and also has small density variation values of a document and a print. <P>SOLUTION: The image forming device is equipped with image carriers by colors of yellow, magenta, cyan, and black, a developing means of developing latent images formed on the respective image carriers with respective corresponding color toners, a primary transfer means of transferring respective toner images formed on the image carriers to the same intermediate transfer body one over another, a secondary transfer means of transferring the toner images formed on the intermediate transfer body one over another together to transfer paper, and a fixing means of fixing the toner images. The device is equipped with a control means of estimating the amounts of sticking toners per unit length in the circumferential direction on the image carriers and controlling a primary transfer current and/or a secondary transfer current according to the estimated toner sticking amounts. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等に用いる画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、高速で高画質を要求される画像形成装置には、殆どの場合、電子写真方式を中心とする静電潜像方式の画像形成方法が採用されている。その理由は、高画質画像が、高速かつ安定的に得られ、カラー画像やデジタル画像形成へも適用可能であることが挙げられる。しかしながら、市場からの画像形成技術に対する性能要求レベルは高く、このため静電潜像方式においても更なる性能向上が求められている。
【0003】
従来より、画像形成装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、前記像担持体から4色共通の1つの中間転写体上に各トナー像を順次1次転写後、前記中間転写体から転写紙に2次転写し定着する装置が知られている。
【0004】
また、他の画像形成装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、前記像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する装置も知られている。
【0005】
上記のような画像形成装置におけるトナー像の転写方法としては、転写ローラのような転写部材に電圧を印加し、この転写部材を転写材に転写するようにした接触式転写方式が広く用いられている。この転写する電源側の制御は、定電圧制御と定電流制御とがある。定電圧制御は幅手方向で転写ニップ内の抵抗値が変化したとしても、実際の転写に寄与する電流値は変わらないが、定電圧制御では環境や耐久で転写ローラやベルトの抵抗が変動すると転写率に直接影響することになる。また、一方定電流制御では転写ローラの抵抗、中間転写ベルトの抵抗が環境で変動したとしても一般には電流値は一定である。
【0006】
画像形成装置に使用される現像剤としては、一成分現像剤、二成分現像剤が用いられており、二成分現像剤のトナーは、粒径が小さく、粒径分布や粒子形状が揃ったものが知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の課題として、定電流制御においては、像担持体(感光体ドラムともいう)の円周方向で単位長さ当たりのトナー付着量が異なるとトナー付着部分に流れる電流値が変動して転写率が変化してしまうという問題がある。
【0008】
また、従来技術の課題として、カラー複写機やカラープリンタにおいては、通常、複数の感光体ドラムを用い、それぞれの感光体ドラムで形成した単色カラー画像を順次転写紙に転写して重ね合わせカラー画像を作製する場合に、転写率が変化して低下すると、画像濃度の低下ばかりでなくカラーバランスの崩れとなって現れるという問題がある。又、カラー画像形成には中間転写体を用い、中間転写体への1次転写と、中間転写体から転写紙への2次転写と2度にわたる転写により、さらに転写率の影響が大きくなるという問題がある。
【0009】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、第1の発明の目的は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から4色共通の1つの中間転写体上に各トナー像を順次1次転写後、中間転写体から転写紙に2次転写し定着する装置において、1プリント内の転写率が安定して、原稿とプリントとの濃度変化量が小さく、さらに、転写ローラ、中間転写体の体積抵抗値の変動を受けにくく、高画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【0010】
また、第2の発明の目的は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する画像形成装置において、1プリント内の転写率が安定して、原稿とプリントとの濃度変化量が小さく、さらに、転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくく、高画質が得られる画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は下記構成の手段により達成できる。
【0012】
(1)イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わせて転写する各色毎の1次転写手段と、中間転写体上に形成された重ね合わせトナー像を転写紙に一括転写する2次転写手段と、トナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写電流および/または2次転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【0013】
第2の発明は下記構成の手段により達成できる。
(2)イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の転写紙に順次重ね合わせて転写する転写手段と、転写紙上に形成された重ね合わせトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
本発明に係わる実施の形態1の画像形成装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の構成を示す断面図、図2は図1の要部構成を示す断面図、図3は中間転写体上のYトナー像の分布状態を示す説明図である。
【0015】
最初に、本発明の画像形成装置の構成について説明する。図1に示すように、画像形成装置本体GHの上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202から成る画像読取装置YSが設置されている。自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部(像露光手段)3Y、3M、3C、3Kに信号を送る。
【0016】
自動原稿送り装置201は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置201は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから(電子RDH機能)、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿dを送信する場合等に便利に使用される。
【0017】
画像形成装置本体GHは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、ベルト状の中間転写体6と給紙搬送手段及び定着手段24とを有する。
【0018】
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、像露光手段3Y、トナーによる現像手段4Y、及びクリーニング手段8Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、帯電手段2M、像露光手段3M、トナー現像手段4M、及びクリーニング手段8Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10C、及びブラック色画像を形成する画像形成部10Kも同様な構成である。
【0019】
帯電手段2Yと像露光手段3Y、帯電手段2Mと像露光手段3M、帯電手段2Cと像露光手段3C及び帯電手段2Kと像露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。中間転写体6は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。画像形成部10Y、10M、10C及び10Kにより形成された各色のカラー画像は、回動する中間転写体6上に転写手段である転写ローラ7Y、7M、7C及び7Kにより逐次転写されて1次転写が完了し、重ね合されたカラー画像が形成される。
【0020】
給紙カセット20内に収容された転写紙Pは、給紙手段21により給紙され、給紙ローラ22A、22B、22C、および22D、さらにレジストローラ23等を経て、バックアップローラ7Aと中間転写ローラ7Bの間に搬送され、転写紙P上に重ね合わせカラー画像が転写される(2次転写)。カラー画像が転写された転写紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
【0021】
中間転写ローラ7Bにより転写紙Pにカラー画像を転写した後、転写紙Pを分離した中間転写体6は、クリーニング手段8Aにより残留トナーが除去される。なお、5Y、5M、5C、5Kは、現像手段4Y、4M、4C、4Kにそれぞれトナーを補給するトナー補給手段である。
【0022】
次に、前述の画像形成装置の要部構成についてさらに説明する。図2、3において、中間転写体6は、無端状ベルトであり、体積抵抗値が1×10Ωcm〜1×1011Ωcmである。2次転写手段は、2次転写部材である中間転写ローラ7Bと中間転写体6を介して対向する位置に配置したバックアップローラ7Aを有し、中間転写ローラ7Bの体積抵抗値が1×10〜1×1010Ωcmであり、バックアップローラ7Aの体積抵抗値が1×10〜1×1010Ωcmである。これらの範囲にあると、転写性等が向上する。
【0023】
制御手段30Y、30M、30C、30Kおよび30Aは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の周方向の単位長さ当たりの印字率よりトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写手段の1次転写電流、2次転写手段の2次転写電流を転写率が一定になるように制御する。詳しくは、画像データにより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求め、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って1次電流値を求め、感光体ドラムの各転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。同様にして、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って2次電流値を求め、バックアップローラ7Aに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。
【0024】
次に、トナー消費量の推定について説明する。この実施の形態ではトナー消費量の推定は印字率に基づいて推定する。この印字率は、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字領域内で、全く印字のない白紙の状態を印字率0%とし、完全に印字で埋め尽くされている状態を100%とし、印字領域における印字面積と非印字面積の割合として定義する。例えば、白一色の画像は印字率0%であり、全領域が白以外の単一色のベタ画像は印字率100%であり、印字領域内の半分の面積が白色部分の無い画像で残りが白色画像の場合は印字率50%である。次に、2値画像を例にして印字率についてさらに説明する。例えば、256の画素値を有する画像データは、輝度・濃度変換を行う濃度変換回路、空間フィルタ処理及び階調補正回路により、処理された後に、誤差拡散回路により2値化される。2値化された画像データはローカルメモリ又はハードディスクに記憶された後に第2画像処理回路に伝送され、PWM回路においてPWM信号に変換される。これと独立して、計数回路はバスブリッジと双方向性のデータのやりとりが可能に設置されており、画像データに基づいて、黒画素数(又は白画素数)と総画素数(白画素数+黒画素数)を計数し、黒画素数/総画素数(白画素数+黒画素数)×100として表される。
【0025】
次に、本発明に使用される現像剤、トナー等について説明する。
1)現像剤
本発明に用いられる現像剤は、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよいが、好ましくは二成分現像剤である。一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤としてトナーをそのまま用いる方法もあるが、通常はトナー粒子中に0.1〜5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤として用いる。また、キャリアと混合して二成分現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の公知の材料を用いる。キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては特に限定は無いが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂等が用いられる。樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を使用することができる。
【0026】
2)トナーの個数粒径分布、トナーの個数粒度分布の変動係数およびトナーの体積平均粒径
最初に、トナーの個数粒度分布(粒度分布ともいう)、およびトナーの粒度分布の変動係数について説明する。粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すもので、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が65%以上のトナーであることが好ましい。和(M)が65%以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、トナーを画像形成工程に用いることにより転写率が向上する。
【0027】
粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数lnDを0.23間隔で複数の階級(0〜0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜1.38:1.38〜1.61・・・)に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布の分析プログラムにより作成されたものである。アパーチャーは100μmで、サンプル調製法は電解液50〜100mlに界面活性剤を適量加えて攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加え、この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。トナーの粒度分布における個数変動係数は個数変動係数=(S/Dn)×100(%)で計算され、式中のSは粒度分布における標準偏差を示し、Dnは体積平均粒径(μm)を示す。
【0028】
トナーの体積平均粒径は2μm〜7μmのものであり、この範囲にあると、定着工程において、飛翔して加熱部材に付着しオフセットを発生させる付着力の大きいトナー微粒子が少なくなり、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。2μm未満では帯電が充分に行われずトナー飛散により、画質劣化や人体への悪影響が起こる可能性があり、生産効率上からも不利である。また7μmを超えると転写工程における問題を解決できない可能性がある。好ましくは3μm〜6μmがよい。
【0029】
標準偏差を前記体積平均粒径で除して100倍した値である体積の体積変動係数は15から22%である。体積平均粒径の体積変動係数がこの範囲にあることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くなる。
【0030】
3)トナーの形状係数
トナーの形状係数は((最大径/2)×π)/投影面積により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。ここで、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。このトナーの形状係数は、走査型電子顕微鏡により2000倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「SCANNING IMAGE ANALYZER」(日本電子社製)を使用して写真画像の解析を行うことにより測定できる。この際、100個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。
【0031】
トナーの形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が、60体積%以上であり、形状係数の変動係数が、18%以下である。この範囲であれば、トナー表面における外添剤の存在状態が均一になり、帯電量分布がシャープになるとともに高い流動性が得られ、その結果、転写効率良く転写が確実に行われ、さらに転写時にトナーの突起部分に電荷が集中して感光体ドラムや中間転写体との間の微少空間における絶縁破壊等が起こることも防止できる。 ここで、実施の形態1に係わる画像形成装置によるテスト原稿の画像形成について図1、2を参照して説明する。
【0032】
濃度の異なるテスト原稿を原稿画像走査露光手段202で読み取る。この画像データより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求める。なお、プリンタとしての出力である場合はファイルから印字率を求める。各色の各転写ローラに印字率から1次電流値への変換テーブルにより1次転写手段の電流値を選択し電圧を印加して、各感光体ドラムから4色共通の1つの中間転写体6上にトナー像を順次転写する。ここで一例を図3により説明する。図3において、感光体ドラム1Yにおける周方向での単位長さ当たりのトナー像の印字率を求め、転写ローラ7Yに電圧を印加し、中間転写体6上に1ページ領域6a中にトナー像6bを転写率よく転写する。なお、図3中のWは、感光体ドラム1Yにおける周方向の単位長さに相当する中間転写体6上の長さである。
【0033】
次に、印字率から電流値への変換テーブルから所定の電流値を選択し電圧を印加する。ここで、中間転写体6から転写紙Pに再度転写し、定着して、1プリント内全体の転写率が安定して、テスト原稿とプリントとの濃度変化量が小さいプリント画像を得る。
【0034】
なお、実施の形態では、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写電流および2次転写電流を制御する制御手段について説明したが、1次転写電流または2次転写電流のみ制御することもできる。
【0035】
以上により、本発明に係わる実施の形態1の画像形成装置によれば、1プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので1次側、2次側の転写ローラや中間転写体等の体積抵抗値の変動を受けにくくできる。
【0036】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係わる画像形成装置について説明する。図4は、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。なお、実施の形態1と機構的に同じ部分は同一符号を付け、一部説明を省略する。
【0037】
図4において、イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、像露光手段3Y、トナーによる現像手段4Y、及びクリーニング手段8Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、帯電手段2M、像露光手段3M、トナー現像手段4M、及びクリーニング手段8Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10C、及びブラック色画像を形成する画像形成部10Kも同様な構成である。
【0038】
帯電手段2Yと像露光手段3Y、帯電手段2Mと像露光手段3M、帯電手段2Cと像露光手段3C及び帯電手段2Kと像露光手段3Kとは、潜像形成手段を構成する。画像形成部10Y、10M、10C及び10Kにより形成された各色のカラー画像は、転写手段である転写ローラ72Y、72M、72C及び72Kにより逐次搬送ベルト9上の転写紙Pに重ね合されたカラー画像が転写される。
【0039】
一方、給紙カセット20内に収容された転写紙Pは、給紙手段21により給紙され、給紙ローラ22A、22B、22C、および22D、さらにレジストローラ23等を経て、転写紙P上に重ね合わせカラー画像が転写される。カラー画像が転写された転写紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラに挟持されて機外の排紙トレイ上に載置される。
【0040】
制御手段30Y、30M、30C、30Kは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の周方向の単位長さ当たりの印字率よりトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写手段の転写電流を転写率が一定になるように制御する。さらに詳しくは、画像データにより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求め、この印字率より、予め用意された変換テーブルに従って電流値を求め、感光体ドラムの各転写ローラ72Y、72M、72C、72Kに電圧を印加して、転写率が一定になるように制御する。
【0041】
実施の形態2の画像形成装置で使用される現像剤は、実施の形態1に記載の現像剤と同じである。
【0042】
次に、実施の形態2に係わる画像形成装置によるテスト原稿のプリントについて図1、図4を参照して説明する。最初に、濃度の異なるテスト原稿を原稿画像走査露光手段202(図1)で読み取る。この画像データより、各感光体ドラムの周方向の単位長さ当たりの印字率を求める。プリンタとしての出力である場合はファイルから印字率を求める。また、各感光体ドラムにデジタル露光を行う。
【0043】
このときに、各色の各転写ローラに印字率から電流値への変換テーブルにより転写手段の電流値を選択し電圧を印加する。感光体ドラムからトナー像を順次、転写紙Pに転写し定着して、1プリント内全体の転写率が安定して、テスト原稿とプリントとの濃度変化量が小さいプリント画像を得る。
【0044】
以上により、本発明に係わる実施の形態2の画像形成装置によれば、1プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、転写する電源側の制御は定電流制御であるので転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくくできる。
【0045】
なお、本発明の画像形成装置は、複写機、レーザープリンタ、LEDプリンタ、液晶シャッター式プリンタ等の電子写真装置一般に適用し得るものであるが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用し得るものである。
【0046】
【実施例】
本発明の実施例につきさらに説明するが、本発明の構成はこれにより限定されるものではない。
【0047】
(実施例1)
図1に示すタンデムフルカラー複写機の画像形成装置を用いてテストを行う。
【0048】
各感光体ドラムは外径60mmで、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させて塗布したものを用い、電荷輸送層を含めた膜厚は25μmである。各感光体ドラムの非画像部電位は電位センサで検知し、フィードバック制御(制御可能範囲は−500V〜−900V)し、全露光電位は−50V〜0Vで、各感光体ドラムの線速度は220mm/secである。
【0049】
露光はレーザー走査方式を用い、半導体レーザーのパワーは300μWである。現像はキャリアとトナーの2成分現像方式である。感光体ドラムの周方向における単位長さ当たりの印字率は印字率カウンタで計測する。
【0050】
1次転写手段は中間転写体6の背面に導電性で発泡状の転写ローラ7Y、7M、7Cおよび7Kを設置し、転写ローラの押圧は5.88Nで、転写ローラの外径は20mm、体積抵抗値は1×10Ωcmである。印字率カウンタ値と電流値テーブルから所定の電流値を選択し印加する。中間転写体6をバックアップローラ7Aと中間転写ローラ7Bで挟み込んだ構成で、体積抵抗値は共に、1×10Ωcmである。中間転写体6である中間転写ベルトの張力は49Nである。前記印字率カウンタ値と電流値テーブルから所定の2次電流値を選択し印加する。
【0051】
耐久テストを10万コピーまで実施した。テストチャート(原稿)は、0%〜10%ずつ、100%まで濃度を増加させた幅方向に帯のあるテストチャートを使用している。なお、主走査方向の各濃度の幅は15mmとしている。
【0052】
濃度は反射濃度を測定した。転写率は像担持体上の単位面積当たりのトナーが中間転写体へ転写する比率である。
【0053】
比較例の場合は、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写電流および/または2次転写電流をフィードバック制御しない。テストデータを表1に示す。なお、表中のデータは出力サンプルの各濃度(0〜100%)と原稿の各濃度(0〜100%)の濃度差を算出し、濃度差の平均値を出したものである。
【0054】
【表1】

Figure 2004029514
【0055】
表1に示すように、本発明によれば、1ページ内の転写率は一定であり、テスト原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±10%内となった。なお、比較例の場合は原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±20%であった。
【0056】
(実施例2)
実施例2は実施の形態2に係わる画像形成装置の実施例である。実施例1と異なる部分を中心に説明する。
【0057】
図4に示すカラー複写機の画像形成装置を用いてテストを行う。この画像形成装置は、実施例1において、バックアップローラ7A、中間転写ローラ7Bがない点、中間転写体6が搬送ベルト9にまた、転写ローラ7Y、7M、7C、7Kがそれぞれ転写ローラ72Y、72M、72C、72Kに置き換わった点以外は機構的に同一である。
【0058】
テストチャート(原稿)は、0%〜10%ずつ、100%まで濃度を増加させた幅方向に帯状のチャートである。なお、主走査方向の各濃度の幅は15mmとしている。比較例の場合は、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流をフィードバック制御しない。テストデータを表2に示す。なお、表中のデータは1ページ内の濃度差を示している。
【0059】
【表2】
Figure 2004029514
【0060】
表2に示すように、本発明によれば、1ページ内の転写率は一定であり、テスト原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±10%内となった。なお、比較例の場合は原稿との濃度変化量は、原稿濃度値±20%であった。
【0061】
【発明の効果】
以上のように構成したので、下記のような効果を奏する。
【0062】
請求項1に記載の発明によれば、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から4色共通の1つの中間転写体上に各トナー像を順次1次転写後、中間転写体から転写紙に2次転写し定着する画像形成装置において、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写電流および/または2次転写電流を制御するようにしたので、1プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので中間転写ローラ、中間転写体の体積抵抗値の変動を受けにくい画像形成装置となる。
【0063】
請求項5に記載の画像形成装置によれば、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの4色のトナーを像担持体にそれぞれ現像させ、像担持体から各トナー像を順次転写紙に転写し定着する画像形成装置において、像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御するので、1プリント内の転写率が安定して、原稿画像とプリント画像との濃度変化量が小さくできるようになり、さらに、転写する電源側の制御は定電流制御であるので転写ローラの体積抵抗値の変動を受けにくい画像形成装置となる。
【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の構成を示す断面図である。
【図2】図1の要部構成を示す断面図である。
【図3】中間転写体上のYトナー像の分布状態を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(像担持体)
4Y、4M、4C、4K 現像手段
6 中間転写体
7Y、7M、7C、7K、72Y、72M、72C、72K 転写ローラ
7A バックアップローラ
7B 中間転写ローラ
30A、30Y、30M、30C、30K 制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used for a copying machine, a printer, and the like.
[0002]
[Prior art]
At present, in most image forming apparatuses that require high speed and high image quality, an image forming method based on an electrostatic latent image method, mainly an electrophotographic method, is adopted. The reason is that high-quality images can be obtained stably at high speed and can be applied to color images and digital image formation. However, the level of performance required for image forming technology from the market is high, and therefore, further improvement in performance is also required in the electrostatic latent image system.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus, four color toners of yellow, magenta, cyan, and black have been developed on an image carrier, and each toner image has been formed on the intermediate transfer member common to the four colors from the image carrier. There is known an apparatus in which after the primary transfer, a secondary transfer from the intermediate transfer body to a transfer sheet is performed and fixed.
[0004]
Further, as another image forming apparatus, there is also an apparatus that develops four color toners of yellow, magenta, cyan, and black on an image carrier, and sequentially transfers and fixes each toner image from the image carrier to transfer paper. Are known.
[0005]
As a method of transferring a toner image in the above-described image forming apparatus, a contact transfer method in which a voltage is applied to a transfer member such as a transfer roller and the transfer member is transferred to a transfer material is widely used. I have. The control on the power supply side for the transfer includes constant voltage control and constant current control. In the constant voltage control, even if the resistance value in the transfer nip changes in the width direction, the current value contributing to the actual transfer does not change, but the constant voltage control changes the resistance of the transfer roller or belt due to the environment and durability. This will directly affect the transfer rate. On the other hand, in the constant current control, the current value is generally constant even if the resistance of the transfer roller and the resistance of the intermediate transfer belt fluctuate in the environment.
[0006]
As the developer used in the image forming apparatus, a one-component developer and a two-component developer are used, and the toner of the two-component developer has a small particle size and a uniform particle size distribution and particle shape. It has been known.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as a problem of the prior art, in the constant current control, if the amount of toner adhering per unit length in the circumferential direction of the image carrier (also referred to as a photosensitive drum) is different, the current value flowing to the toner adhering portion varies. Therefore, there is a problem that the transfer rate changes.
[0008]
In addition, as a problem of the related art, a color copier or a color printer usually uses a plurality of photosensitive drums, and sequentially transfers a single-color image formed by each of the photosensitive drums onto a transfer paper to superimpose a color image. However, when the transfer rate is changed and lowered in the case of manufacturing the color image, there is a problem that not only the image density is lowered but also the color balance is lost. In addition, an intermediate transfer member is used for color image formation, and the influence of the transfer rate is further increased by performing primary transfer to the intermediate transfer member and secondary transfer from the intermediate transfer member to transfer paper twice. There's a problem.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of a first invention is to develop four color toners of yellow, magenta, cyan, and black on an image carrier, respectively, and to apply four colors from the image carrier. In an apparatus for sequentially transferring each toner image on one intermediate transfer member sequentially and then secondary transferring from the intermediate transfer member to transfer paper and fixing the same, the transfer rate in one print is stabilized, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which has a small density change amount, is less susceptible to fluctuations in volume resistance values of a transfer roller and an intermediate transfer body, and can obtain high image quality.
[0010]
It is another object of the present invention to form an image by developing toners of four colors of yellow, magenta, cyan, and black on an image carrier, and sequentially transferring and fixing each toner image from the image carrier to a transfer paper. Provided is an image forming apparatus in which the transfer rate in one print is stable, the amount of change in density between a document and a print is small, the volume resistance of a transfer roller is less likely to fluctuate, and high image quality is obtained. It is in.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The first invention can be achieved by the following means.
[0012]
(1) Developing an image carrier for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and a latent image formed on each image carrier with a corresponding color toner. Developing means, primary transfer means for each color for sequentially superimposing and transferring each color toner image formed on the image carrier onto the same intermediate transfer body, and superimposed toner image formed on the intermediate transfer body In the image forming apparatus having a secondary transfer unit for collectively transferring the toner image onto the transfer paper and a fixing unit for fixing the toner image, the amount of toner adhering per unit length in the circumferential direction on the image carrier is estimated and estimated. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls a primary transfer current and / or a secondary transfer current based on the toner adhesion amount.
[0013]
The second invention can be achieved by the following means.
(2) Developing an image carrier for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and a latent image formed on each image carrier with a corresponding color toner. Developing means, a transfer means for sequentially transferring the respective color toner images formed on the image carrier on the same transfer paper and transferring the same, and a fixing means for fixing the superposed toner images formed on the transfer paper. The image forming apparatus further includes a control unit configured to estimate a toner adhesion amount per unit length in a circumferential direction on the image carrier, and to control a transfer current based on the estimated toner adhesion amount. apparatus.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
An image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of FIG. 1, and FIG. 3 is a distribution of a Y toner image on an intermediate transfer member. It is explanatory drawing which shows a state.
[0015]
First, the configuration of the image forming apparatus of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an image reading device YS including an automatic document feeder 201 and a document image scanning exposure device 202 is provided above the image forming apparatus main body GH. The original d placed on the original platen of the automatic original feeder 201 is transported by a transport unit, and one or both side images of the original are scanned and exposed by the optical system of the original image scanning and exposing device 202, and are scanned by the line image sensor CCD. Is read. The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in an image processing unit, and then to an image writing unit (image exposure unit) 3Y, 3M, Send signals to 3C and 3K.
[0016]
The automatic document feeder 201 has an automatic double-sided document conveying means. Since the automatic document feeder 201 can continuously read the contents of a large number of documents d fed from the document mounting table at once and accumulate it in the storage means (electronic RDH function), the copying operation can be performed. It is conveniently used when copying the contents of a large number of documents by the function, or when transmitting a large number of documents d by the facsimile function.
[0017]
The image forming apparatus main body GH is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, a belt-shaped intermediate transfer body 6, a sheet feeding and conveying unit, and a fixing unit 24. And
[0018]
The image forming unit 10Y for forming a yellow image has a charging unit 2Y, an image exposing unit 3Y, a developing unit 4Y using toner, and a cleaning unit 8Y arranged around a photosensitive drum 1Y as an image carrier. The image forming unit 10M for forming a magenta image has a photosensitive drum 1M as an image carrier, a charging unit 2M, an image exposing unit 3M, a toner developing unit 4M, and a cleaning unit 8M. The image forming unit 10C for forming a cyan image and the image forming unit 10K for forming a black image have the same configuration.
[0019]
The charging unit 2Y and the image exposing unit 3Y, the charging unit 2M and the image exposing unit 3M, the charging unit 2C and the image exposing unit 3C, and the charging unit 2K and the image exposing unit 3K constitute a latent image forming unit. The intermediate transfer member 6 is an endless belt, stretched by a plurality of rollers, and supported rotatably. The color images of the respective colors formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C and 10K are sequentially transferred onto the rotating intermediate transfer member 6 by transfer rollers 7Y, 7M, 7C and 7K as transfer means, and are primarily transferred. Is completed, and a superimposed color image is formed.
[0020]
The transfer paper P accommodated in the paper feed cassette 20 is fed by the paper feeding means 21 and passes through the paper feed rollers 22A, 22B, 22C, and 22D, the registration roller 23, and the like, and the backup roller 7A and the intermediate transfer roller 7B, and the superimposed color image is transferred onto the transfer paper P (secondary transfer). The transfer paper P on which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by a fixing unit 24, and is held by a discharge roller 25 and placed on a discharge tray 26 outside the apparatus.
[0021]
After the color image is transferred onto the transfer paper P by the intermediate transfer roller 7B, the residual toner is removed from the intermediate transfer body 6 from which the transfer paper P is separated by the cleaning unit 8A. Reference numerals 5Y, 5M, 5C, and 5K denote toner supply units that supply toner to the developing units 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively.
[0022]
Next, the main configuration of the above-described image forming apparatus will be further described. 2 and 3, the intermediate transfer member 6 is an endless belt, and has a volume resistance of 1 × 10 7 Ωcm to 1 × 10 11 Ωcm. The secondary transfer means has a backup roller 7A disposed at a position facing the intermediate transfer roller 7B as a secondary transfer member via the intermediate transfer member 6, and the volume resistance value of the intermediate transfer roller 7B is 1 × 10 6.バ ッ ク ア ッ プ 1 × 10 10 Ωcm, and the volume resistance of the backup roller 7A is 1 × 10 6 -1 × 10 10 Ωcm. Within these ranges, transferability and the like are improved.
[0023]
The control units 30Y, 30M, 30C, 30K, and 30A estimate the toner adhesion amount from the printing rate per unit length in the circumferential direction on the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, and based on the estimated toner adhesion amount. The primary transfer current of the primary transfer unit and the secondary transfer current of the secondary transfer unit are controlled so that the transfer rate is constant. More specifically, the printing rate per unit length in the circumferential direction of each photoconductor drum is obtained from the image data, the primary current value is obtained from this printing rate according to a conversion table prepared in advance, and the transfer rate of each photoconductor drum is determined. Voltage is applied to the rollers 7Y, 7M, 7C, and 7K to control the transfer rate to be constant. Similarly, a secondary current value is obtained from the printing rate in accordance with a conversion table prepared in advance, and a voltage is applied to the backup roller 7A to control the transfer rate to be constant.
[0024]
Next, estimation of the toner consumption will be described. In this embodiment, the toner consumption is estimated based on the printing rate. The printing rate is defined as 0% for a blank sheet with no printing in the printing area per unit length in the circumferential direction of each photosensitive drum, and 100% for a state in which printing is completely completed. It is defined as the ratio of the print area to the non-print area in the print area. For example, an image of a single color of white has a printing rate of 0%, a solid image of a single color other than white in the entire area has a printing rate of 100%, and an area where half of the printing area has no white portion and the rest is white. In the case of an image, the printing rate is 50%. Next, the printing rate will be further described by taking a binary image as an example. For example, image data having 256 pixel values is processed by a density conversion circuit for performing brightness / density conversion, a spatial filter processing and a gradation correction circuit, and then binarized by an error diffusion circuit. The binarized image data is stored in a local memory or a hard disk and then transmitted to a second image processing circuit, where it is converted into a PWM signal in a PWM circuit. Independently of this, the counting circuit is provided so that bidirectional data can be exchanged with the bus bridge, and the number of black pixels (or the number of white pixels) and the total number of pixels (the number of white pixels) are determined based on image data. The number of black pixels / the total number of pixels (the number of white pixels + the number of black pixels) × 100.
[0025]
Next, the developer, toner, and the like used in the present invention will be described.
1) Developer The developer used in the present invention may be a one-component developer or a two-component developer, but is preferably a two-component developer. When used as a one-component developer, there is a method of using the toner as it is as a non-magnetic one-component developer, but usually, magnetic particles of about 0.1 to 5 μm are contained in toner particles and used as a magnetic one-component developer. . When used as a two-component developer by mixing with a carrier, known materials such as metals such as iron, ferrite and magnetite, and alloys of these metals with aluminum and metals such as lead are used as magnetic particles of the carrier. Used. The carrier is preferably a carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. Although there is no particular limitation on the resin composition for coating, for example, olefin-based resins, styrene-based resins, styrene-acrylic-based resins, and the like are used. The resin for constituting the resin dispersion type carrier is not particularly limited, and a known resin can be used. For example, a styrene acrylic resin, a polyester resin, or the like can be used.
[0026]
2) Toner Number Particle Size Distribution, Toner Number Particle Size Distribution Coefficient of Variation, and Toner Volume Average Particle Size First, the toner number particle size distribution (also referred to as particle size distribution) and the toner particle size distribution variation coefficient will be described. . The particle size distribution represents the relative frequency of the toner particles with respect to the particle size. When the particle size of the toner particles is D (μm), the natural logarithm lnD is plotted on the horizontal axis, and the horizontal axis is divided into a plurality at intervals of 0.23. In the histogram showing the number-based particle size distribution divided into classes, the relative frequency (m1) of the toner particles included in the mode and the relative frequency of the toner particles included in the class having the second highest frequency after the mode. The toner (M) with (m2) is preferably 65% or more. When the sum (M) is 65% or more, the dispersion of the particle size distribution of the toner particles is narrowed. Therefore, the transfer rate is improved by using the toner in the image forming step.
[0027]
In the histogram showing the particle size distribution, the natural logarithm lnD is divided into a plurality of classes (0 to 0.23: 0.23 to 0.46: 0.46 to 0.69: 0.69 to 0.92: 0.92 to 1.15: 1.15 to 1.38: 1.38 to 1.61...) Is a histogram showing the number-based particle size distribution, which is divided according to the following conditions. The particle size data of the sample measured by the Coulter Multisizer is transferred to a computer via an I / O unit, and the computer creates the data using a particle size distribution analysis program. The aperture is 100 μm, and the sample preparation method is to add an appropriate amount of a surfactant to 50 to 100 ml of the electrolytic solution, stir, add 10 to 20 mg of the measurement sample, and disperse the system for 1 minute with an ultrasonic disperser. Prepared by The number variation coefficient in the particle size distribution of the toner is calculated by the number variation coefficient = (S / Dn) × 100 (%), where S represents the standard deviation in the particle size distribution, and Dn represents the volume average particle size (μm). Show.
[0028]
The volume average particle diameter of the toner is 2 μm to 7 μm. When the toner has a volume average particle diameter in this range, toner particles having a large adhesive force that flies and adheres to a heating member to generate an offset in a fixing process are reduced, and transfer efficiency is reduced. As the height increases, the image quality of halftone is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved. If it is less than 2 μm, charging is not sufficiently performed, and toner scattering may cause deterioration of image quality or a bad influence on a human body, which is disadvantageous in terms of production efficiency. If it exceeds 7 μm, the problem in the transfer step may not be solved. Preferably, it is 3 μm to 6 μm.
[0029]
The volume variation coefficient of the volume which is 100 times the standard deviation divided by the volume average particle size is 15 to 22%. When the volume variation coefficient of the volume average particle diameter is within this range, the voids in the transferred toner layer are reduced, the charge amount distribution is sharpened, and the transfer efficiency is increased.
[0030]
3) Shape Factor of Toner The shape factor of the toner is represented by ((maximum diameter / 2) 2 × π) / projected area, and indicates the degree of roundness of the toner particles. Here, the maximum diameter refers to a width of a particle having a maximum interval between the parallel lines when a projected image of a toner particle on a plane is sandwiched between two parallel lines. The projection area refers to the area of the projected image of the toner particles on the plane. The shape factor of the toner can be determined by taking a photograph in which the toner particles are magnified 2000 times with a scanning electron microscope, and analyzing the photograph image based on the photograph using “SCANNING IMAGE ANALYZER” (manufactured by JEOL Ltd.). Can be measured. At this time, the shape factor of the present invention was measured using the above formula using 100 toner particles.
[0031]
The proportion of toner particles having a shape factor of the toner in the range of 1.2 to 1.6 is 60% by volume or more, and the variation coefficient of the shape factor is 18% or less. Within this range, the state of the external additive present on the toner surface becomes uniform, the charge amount distribution becomes sharp, and high fluidity is obtained. As a result, transfer is performed with good transfer efficiency, and Sometimes, it is possible to prevent the electric charge from being concentrated on the projection portion of the toner and causing dielectric breakdown or the like in a minute space between the photosensitive drum and the intermediate transfer member. Here, image formation of a test document by the image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0032]
Test originals having different densities are read by the original image scanning exposure unit 202. From this image data, the printing rate per unit length in the circumferential direction of each photosensitive drum is determined. If the output is a printer, the printing rate is obtained from the file. The current value of the primary transfer means is selected and applied to each transfer roller of each color by a conversion table from a printing rate to a primary current value, and a voltage is applied to each transfer roller. The toner images are sequentially transferred. Here, an example will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the printing rate of the toner image per unit length in the circumferential direction on the photosensitive drum 1Y is determined, a voltage is applied to the transfer roller 7Y, and the toner image 6b is placed on the intermediate transfer body 6 in one page area 6a. Is transferred at a good transfer rate. In addition, W in FIG. 3 is a length on the intermediate transfer member 6 corresponding to a unit length in the circumferential direction of the photosensitive drum 1Y.
[0033]
Next, a predetermined current value is selected from a conversion table from the printing rate to a current value, and a voltage is applied. Here, the image is transferred from the intermediate transfer member 6 to the transfer paper P again and fixed to obtain a print image in which the transfer rate in the entirety of one print is stable and the density change between the test document and the print is small.
[0034]
In the embodiment, a description will be given of a control unit that estimates a toner adhesion amount per unit length in a circumferential direction on an image carrier and controls a primary transfer current and a secondary transfer current based on the estimated toner adhesion amount. However, it is also possible to control only the primary transfer current or the secondary transfer current.
[0035]
As described above, according to the image forming apparatus of the first embodiment of the present invention, the transfer rate in one print can be stabilized, and the amount of density change between the original image and the print image can be reduced. Since the control on the power supply side is a constant current control, fluctuations in the volume resistance values of the primary and secondary transfer rollers and the intermediate transfer member can be suppressed.
[0036]
(Embodiment 2)
Next, an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
[0037]
In FIG. 4, an image forming unit 10Y for forming a yellow image includes a charging unit 2Y, an image exposing unit 3Y, a developing unit 4Y using toner, and a cleaning unit disposed around a photosensitive drum 1Y as an image carrier. 8Y. The image forming unit 10M for forming a magenta image has a photosensitive drum 1M as an image carrier, a charging unit 2M, an image exposing unit 3M, a toner developing unit 4M, and a cleaning unit 8M. The image forming unit 10C for forming a cyan image and the image forming unit 10K for forming a black image have the same configuration.
[0038]
The charging unit 2Y and the image exposing unit 3Y, the charging unit 2M and the image exposing unit 3M, the charging unit 2C and the image exposing unit 3C, and the charging unit 2K and the image exposing unit 3K constitute a latent image forming unit. The color images of each color formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C and 10K are sequentially superimposed on the transfer paper P on the transport belt 9 by transfer rollers 72Y, 72M, 72C and 72K as transfer means. Is transcribed.
[0039]
On the other hand, the transfer paper P accommodated in the paper feed cassette 20 is fed by the paper feeding means 21 and passes through the paper feed rollers 22A, 22B, 22C, and 22D, the registration rollers 23, and the like, onto the transfer paper P. The superimposed color image is transferred. The transfer paper P on which the color image has been transferred is subjected to a fixing process by the fixing unit 24, and is sandwiched by paper discharge rollers and placed on a paper discharge tray outside the apparatus.
[0040]
The control units 30Y, 30M, 30C, and 30K estimate the toner adhesion amount from the printing rate per unit length in the circumferential direction on the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, and transfer unit based on the estimated toner adhesion amount. Is controlled so that the transfer rate becomes constant. More specifically, the printing rate per unit length in the circumferential direction of each photoconductor drum is obtained from the image data, and the current value is obtained from the printing rate according to a conversion table prepared in advance, and each transfer roller of the photoconductor drum is obtained. Voltage is applied to 72Y, 72M, 72C, and 72K to control the transfer rate to be constant.
[0041]
The developer used in the image forming apparatus of the second embodiment is the same as the developer described in the first embodiment.
[0042]
Next, printing of a test document by the image forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. First, test originals having different densities are read by the original image scanning exposure unit 202 (FIG. 1). From this image data, the printing rate per unit length in the circumferential direction of each photosensitive drum is determined. If the output is a printer, the printing rate is obtained from the file. Digital exposure is performed on each photosensitive drum.
[0043]
At this time, a current value of the transfer unit is selected and a voltage is applied to each transfer roller of each color by a conversion table from a printing rate to a current value. The toner images are sequentially transferred from the photosensitive drum to the transfer paper P and fixed to obtain a print image in which the transfer rate in the entirety of one print is stable and the density change between the test document and the print is small.
[0044]
As described above, according to the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, the transfer rate in one print can be stabilized, and the density change between the original image and the print image can be reduced. Since the control on the side is a constant current control, the transfer roller is less susceptible to fluctuations in the volume resistance value.
[0045]
The image forming apparatus of the present invention can be applied to general electrophotographic devices such as copiers, laser printers, LED printers, and liquid crystal shutter printers. It can be widely applied to devices such as printing, plate making, and facsimile.
[0046]
【Example】
Examples of the present invention will be further described, but the configuration of the present invention is not limited thereto.
[0047]
(Example 1)
A test is performed using the image forming apparatus of the tandem full-color copying machine shown in FIG.
[0048]
Each photosensitive drum has an outer diameter of 60 mm, and a phthalocyanine pigment dispersed and applied to polycarbonate as an organic semiconductor layer is used. The film thickness including the charge transport layer is 25 μm. The potential of the non-image portion of each photosensitive drum is detected by a potential sensor, and feedback control (controllable range is -500 V to -900 V), the total exposure potential is -50 V to 0 V, and the linear velocity of each photosensitive drum is 220 mm. / Sec.
[0049]
The exposure uses a laser scanning method, and the power of the semiconductor laser is 300 μW. Development is a two-component development method of carrier and toner. The printing rate per unit length in the circumferential direction of the photosensitive drum is measured by a printing rate counter.
[0050]
The primary transfer means is provided with conductive and foamed transfer rollers 7Y, 7M, 7C and 7K on the back surface of the intermediate transfer member 6, the transfer roller is pressed at 5.88N, the outer diameter of the transfer roller is 20mm, and the volume is The resistance value is 1 × 10 7 Ωcm. A predetermined current value is selected and applied from the printing rate counter value and the current value table. The intermediate transfer member 6 is sandwiched between the backup roller 7A and the intermediate transfer roller 7B, and has a volume resistance of 1 × 10 8 Ωcm. The tension of the intermediate transfer belt, which is the intermediate transfer member 6, is 49N. A predetermined secondary current value is selected and applied from the printing rate counter value and the current value table.
[0051]
The durability test was performed up to 100,000 copies. The test chart (original) uses a test chart having a band in the width direction in which the density is increased from 0% to 10% to 100%. The width of each density in the main scanning direction is 15 mm.
[0052]
The density measured the reflection density. The transfer rate is a rate at which the toner per unit area on the image carrier is transferred to the intermediate transfer body.
[0053]
In the case of the comparative example, the toner adhesion amount per unit length in the circumferential direction on the image carrier is estimated, and the primary transfer current and / or the secondary transfer current are not feedback-controlled based on the estimated toner adhesion amount. Table 1 shows the test data. The data in the table is obtained by calculating the density difference between each density (0 to 100%) of the output sample and each density (0 to 100%) of the document, and calculating the average value of the density differences.
[0054]
[Table 1]
Figure 2004029514
[0055]
As shown in Table 1, according to the present invention, the transfer rate within one page was constant, and the amount of density change with the test document was within the document density value ± 10%. In the case of the comparative example, the amount of density change from the original was ± 20% of the original density value.
[0056]
(Example 2)
Example 2 is an example of the image forming apparatus according to Embodiment 2. The following description focuses on the differences from the first embodiment.
[0057]
A test is performed using the image forming apparatus of the color copying machine shown in FIG. This image forming apparatus is different from the first embodiment in that the backup roller 7A and the intermediate transfer roller 7B are not provided, the intermediate transfer body 6 is provided on the transport belt 9, and the transfer rollers 7Y, 7M, 7C and 7K are provided on the transfer rollers 72Y and 72M, respectively. , 72C, and 72K are mechanically the same.
[0058]
The test chart (document) is a band-shaped chart in the width direction in which the density is increased from 0% to 10% in increments of 100%. The width of each density in the main scanning direction is 15 mm. In the case of the comparative example, the toner adhesion amount per unit length in the circumferential direction on the image carrier is estimated, and the transfer current is not feedback-controlled based on the estimated toner adhesion amount. Table 2 shows the test data. The data in the table shows the density difference within one page.
[0059]
[Table 2]
Figure 2004029514
[0060]
As shown in Table 2, according to the present invention, the transfer rate within one page was constant, and the amount of density change with the test document was within the document density value ± 10%. In the case of the comparative example, the amount of density change from the original was ± 20% of the original density value.
[0061]
【The invention's effect】
The configuration described above has the following effects.
[0062]
According to the first aspect of the present invention, four color toners of yellow, magenta, cyan, and black are respectively developed on the image carrier, and each of the toners is transferred from the image carrier onto one common intermediate transfer member of four colors. In an image forming apparatus in which images are sequentially primary-transferred and then secondary-transferred from an intermediate transfer member to transfer paper and fixed, an amount of toner adhering per unit length in a circumferential direction on an image carrier is estimated, and the estimated toner adhering amount is determined. Since the primary transfer current and / or the secondary transfer current is controlled based on the amount, the transfer rate in one print is stabilized, and the amount of change in density between the original image and the print image can be reduced. Further, since the control on the power supply side for transferring is a constant current control, the image forming apparatus is less susceptible to fluctuations in the volume resistance of the intermediate transfer roller and the intermediate transfer body.
[0063]
According to the image forming apparatus of the present invention, the four color toners of yellow, magenta, cyan and black are respectively developed on the image carrier, and the respective toner images are sequentially transferred from the image carrier to the transfer paper and fixed. In the image forming apparatus, the amount of adhered toner per unit length in the circumferential direction on the image carrier is estimated, and the transfer current is controlled based on the estimated amount of adhered toner. This makes it possible to reduce the amount of change in density between the original image and the print image, and furthermore, since the control on the power supply side for transferring is a constant current control, the image forming apparatus is less susceptible to fluctuations in the volume resistance value of the transfer roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a main part of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a distribution state of a Y toner image on an intermediate transfer member.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention;
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Photoconductor drum (image carrier)
4Y, 4M, 4C, 4K Developing unit 6 Intermediate transfer member 7Y, 7M, 7C, 7K, 72Y, 72M, 72C, 72K Transfer roller 7A Backup roller 7B Intermediate transfer roller 30A, 30Y, 30M, 30C, 30K Control unit

Claims (9)

イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わせて転写する各色毎の1次転写手段と、中間転写体上に形成された重ね合わせトナー像を転写紙に一括転写する2次転写手段と、トナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき1次転写電流および/または2次転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K); and developing means for developing a latent image formed on each image carrier with a corresponding color toner. A primary transfer unit for each color for sequentially superimposing and transferring each color toner image formed on the image carrier onto the same intermediate transfer body; and a transfer paper for transferring the superimposed toner image formed on the intermediate transfer body. An image forming apparatus having a secondary transfer means for collectively transferring the toner image and a fixing means for fixing the toner image,
A control unit configured to estimate a toner adhesion amount per unit length in a circumferential direction on the image carrier, and to control a primary transfer current and / or a secondary transfer current based on the estimated toner adhesion amount. Image forming apparatus.
トナーの付着量の推定を前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりの印字率で推定す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 estimation of the amount of adhered toner is estimated based on a printing rate per unit length in a circumferential direction on the image carrier. 前記中間転写体は、無端状ベルトであり、且つ、体積抵抗値が1×10Ωcm〜1×1011Ωcmであ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。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermediate transfer member is an endless belt, and has a volume resistance value of 1 × 10 7 Ωcm to 1 × 10 11 Ωcm. 2次転写手段は、2次転写部材と中間転写体を介して対向する位置に配置したバックアップローラを有し、
前記2次転写部材の体積抵抗値が1×10〜1×1010Ωcmであり、
前記バックアップローラの体積抵抗値が1×10〜1×1010Ωcmであり、この転写する電源側の制御は定電流制御であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の画像形成装置。
The secondary transfer unit has a backup roller disposed at a position facing the secondary transfer member via the intermediate transfer member,
A volume resistance value of the secondary transfer member is 1 × 10 6 to 1 × 10 10 Ωcm;
4. The image according to claim 1, wherein the backup roller has a volume resistance of 1 × 10 6 to 1 × 10 10 Ωcm, and the control on the power supply side for transferring is constant current control. 5. Forming equipment.
イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎の像担持体と、それぞれの像担持体上に形成された潜像を対応する各色トナーにより現像する現像手段と、像担持体上に形成された各色トナー像を同一の転写紙に順次重ね合わせて転写する転写手段と、転写紙上に形成された重ね合わせトナー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の周方向の単位長さ当たりのトナー付着量を推定し、推定したトナー付着量に基づき転写電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K); and developing means for developing a latent image formed on each image carrier with a corresponding color toner. And an image forming apparatus comprising: a transfer unit that sequentially superimposes and transfers each color toner image formed on the image carrier onto the same transfer paper; and a fixing unit that fixes the superposed toner image formed on the transfer paper. At
An image forming apparatus comprising: a control unit that estimates a toner adhesion amount per unit length in a circumferential direction on the image carrier and controls a transfer current based on the estimated toner adhesion amount.
トナー付着量の推定を前記像担持体上の周方向における単位長さ当たりの印字率で推定することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the estimation of the toner adhesion amount is performed based on a printing rate per unit length in a circumferential direction on the image carrier. 前記トナーは、体積平均粒径が2μm〜7μmであり、
標準偏差を前記体積平均粒径で除して100倍した値である体積変動係数が15〜22であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The toner has a volume average particle diameter of 2 μm to 7 μm,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a volume variation coefficient, which is a value obtained by multiplying a standard deviation by the volume average particle size and multiplying by 100, is 15 to 22.
トナーの粒径をD(μm)とするとき、
自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の個数粒度分布を示すヒストグラムにおける、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が65%以上であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
When the particle diameter of the toner is D (μm),
The relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class in the histogram showing the number-based number particle size distribution in which the natural logarithm InD is plotted on the horizontal axis and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23, 8. The method according to claim 1, wherein the sum (M) of the relative frequency (m2) of the toner particles included in the class having the second highest frequency after the mode is 65% or more. 9. The image forming apparatus as described in the above.
前記トナーの形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子の割合が60体積%以上であり、前記形状係数の変動係数が18%以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の画像形成装置。2. The toner according to claim 1, wherein a ratio of the toner particles whose shape factor is in a range of 1.2 to 1.6 is 60% by volume or more, and a variation coefficient of the shape factor is 18% or less. 3. 9. The image forming apparatus according to any one of 8.
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