JP2005004109A

JP2005004109A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2005004109A
Application number: JP2003170120A
Authority: JP
Inventors: Tooru Kuzumi; 徹葛見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of preventing a secondary transfer means and a recording material from soiling due to a detection image for controlling image density regardless of the kind of the toner of the detection image such as a difference in a color, its density or environmental moisture. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 100 is provided with: an image carrier (intermediate transfer body) 50; image forming means Pa-Pd for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier 50; and a transfer means 14 to transfer the toner image in the image area to the recording material S by coming into contact with the image carrier 50. In the apparatus, the bias to be applied to the transfer means is switched while the toner image formed in the non-image area passes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式により第１の像担持体上に形成したトナー像を第２の像担持体に転写し、続いて該トナー像を記録材に転写して記録画像を得る複写機、プリンターなどの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置において、第１の像担持体として１個又は複数個の電子写真感光体（感光体）に静電潜像を形成し、該静電潜像を複数色の現像剤として例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより順次現像して各色のトナー像を形成し、これらのトナー像を、一旦、第２の像担持体としてのドラム状又はベルト状の中間転写体上に重ねて転写（１次転写）した後、続いて記録材に一括転写（２次転写）して記録画像を得る中間転写方式のフルカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
このようなフルカラー画像形成装置においては、中間転写体の周囲に複数の感光体、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の４個の感光体を並置して、中間転写体が１回転する間に中間転写体上にフルカラー像を転写する構成（以下「タンデム型」という。）をとることで、１枚の記録画像を形成する時間を短縮できるという利点がある。
【０００４】
一方、フルカラー画像では、各色の画像濃度がわずかに変化しても色味変化になってしまうため、各色の画像濃度を一定に維持することが重要である。そのため、以下のような画像濃度制御が行われている。
【０００５】
即ち、感光体上の非画像領域（所謂、紙間）にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に検知用画像として所定濃度のパッチ画像を現像し、該パッチ画像を中間転写体に転写する。そして、中間転写体の周囲に配置した濃度センサによって、該パッチ画像の濃度を読み取り、その濃度に基づいてトナーの過不足量を演算し、例えば不足の場合には対応する現像器にトナーを補給するか、或いは対応する感光体の潜像電位コントラストを大きくして現像に供するトナー量を増やし、各色の画像濃度を一定に維持する。又、画像濃度制御に用いるパッチ画像として、１色につき複数の濃度のパッチ画像を形成する場合がある。これは、画像信号レベルの異なる複数のパッチ画像を形成し、各パッチ画像について濃度センサで濃度を読み取り、目標濃度からのずれ量を演算し、各パッチ画像の濃度が目標濃度に合うように画像信号レベルを補正することで、画像信号レベルに対して出力画像濃度の階調をリニアに再現することが可能となるからである。
【０００６】
しかしながら、タンデム型の中間転写方式のフルカラー画像形成装置において、上述のような画像濃度制御を行った場合、以下のような問題を生じることがあった。
【０００７】
つまり、中間転写体上のトナー像を記録材に転写するための２次転写手段としては、導電性の転写ローラが多用されており、この転写ローラは中間転写体に常時当接している。このため、濃度を測定した後のパッチ画像が２次転写位置を通過する際に、このパッチ画像が直接転写ローラに接触して、転写ローラにトナーが付着する。これにより、転写ローラ、次いで記録材を汚すという問題が生じることがあった。
【０００８】
このような転写ローラ及び記録材のトナー汚れを防止する方法として、特許文献１では、２次転写位置に記録材が存在しない時に転写ローラにトナーと同極性、即ち、記録材へトナー像を転写する時とは逆極性のバイアス（逆バイアス）を印加し、静電反発力によりトナーが転写ローラに付着しないようにしている。
【０００９】
従来、このような逆バイアスは、パッチ画像の色や濃度によらず固定値を用いていた。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３２８４０１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーの色が変わるとトナーの帯電量が変わるため、同一の逆バイアスを用いると転写ローラへのトナー付着を防止できない場合がある。
【００１２】
更に説明すると、ブラックトナーは、着色材として導電性のカーボンブラックを用いているため、イエロー、マゼンタ、シアン等のブラック以外の色のトナー（以下「色トナー」という。）と比較して抵抗が低く正規の帯電極性に帯電させ難い。そして、本発明者の検討によれば、正規の帯電極性とは反対極性に帯電したトナー（以下「反転トナー」という。）が多く含まれている。このため、ブラックトナーに対して色トナーと同一の逆バイアスを用いると、これらの反転トナーが転写ローラに付着してトナー汚れを生じることがあった。
【００１３】
又、本発明者の検討によれば、同じ色であってもパッチ画像の濃度が変わると、パッチ画像のトナー（以下「パッチトナー」という。）の帯電量が変わる。つまり、高濃度のパッチ画像ほど、パッチ画像を形成するときの潜像コントラストが大きいため、現像時の現像電界が強くなり、帯電量の低いトナーも現像に供され、パッチトナーの帯電量は低くなる。逆に、低濃度のパッチ画像は潜像コントラストが小さいため、現像電界が弱く、帯電量の高いトナーだけが現像に供され、パッチトナーの帯電量は高くなる。又、高濃度のパッチ画像の場合、パッチトナーの帯電量が低いとともに反転トナーの量が多く、低濃度のパッチ画像と同一の逆バイアスを用いると、この反転トナーが転写ローラに付着してトナー汚れを生じることがあった。
【００１４】
更に、画像形成装置が置かれた環境の温湿度、即ち、空気中に含まれる水分量が変化しても、パッチトナーの帯電量が変化する。このため、環境水分量によっては、上記逆バイアスを固定値とする従来の方法では転写ローラへのパッチトナーの付着、そして記録材の汚れを防止できないことがあった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、画像濃度制御用の検知用画像に起因する２次転写手段及び記録材の汚れを、色の違いなどの該検知画像のトナーの種類によらずに防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、画像濃度制御用の検知用画像に起因する２次転写手段及び記録材の汚れを、該検知画像の濃度によらずに防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、画像濃度制御用の検知画像に起因する２次転写手段及び記録材の汚れを、環境水分量によらずに防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、像担持体と、前記像担持体上の画像領域及び非画像領域にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に接触し前記画像領域のトナー像を記録材に転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に前記転写手段に印加するバイアスを切り替えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
本発明の一実施態様によると、前記像形成手段は前記非画像領域に異なる種類のトナーから成るトナー像を順次形成し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に該トナー像のトナーの種類に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替える。一実施態様では、前記異なる種類のトナーは、それぞれ異なる色を有するトナーである。
【００２０】
本発明の他の実施態様によると、前記像形成手段は前記非画像領域に少なくともブラックのトナー像とブラック以外の色のトナー像とを順次形成し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に前記転写手段に印加するバイアスをブラックのトナー像とブラック以外の色のトナー像とで切り替える。
【００２１】
本発明の他の実施態様によると、前記像形成手段は前記非画像領域に異なる濃度のトナー像を順次形成し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に該トナー像の濃度に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替える。
【００２２】
本発明において、前記非画像領域に形成されたトナー像は、画像濃度を調整するために形成される検知用画像であってよい。前記非画像領域は、連続する複数の画像領域の間の領域であってよい。又、前記非画像領域は、連続する複数の画像領域の最初の画像領域が通過する前の領域であってよい。更に、前記非画像領域は、連続する複数の画像領域の最後の画像領域が通過した後の領域であってよい。
【００２３】
本発明の他の実施態様によると、画像形成装置は更に、装置内部若しくは装置近傍の温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に前記温湿度検知手段の検知結果に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替える。
【００２４】
本発明において、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中は、前記転写手段にゼロ又はトナーの正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加することができる。又、本発明において、前記像担持体は中間転写体であってよい。
【００２５】
第２の本発明によると、像担持体と、前記像担持体上の画像領域及び非画像領域にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に接触し前記画像領域のトナー像を記録材に転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、前記像形成手段は前記非画像領域に異なる色のトナー像を順次形成し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に該トナー像の色に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２６】
第３の本発明によると、像担持体と、前記像担持体上の画像領域及び非画像領域にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に接触し前記画像領域のトナー像を記録材に転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、前記像形成手段は前記非画像領域に異なる濃度のトナー像を順次形成し、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に該トナー像の濃度に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２７】
第４の本発明によると、像担持体と、前記像担持体上の画像領域及び非画像領域にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に接触し前記画像領域のトナー像を記録材に転写するための転写手段と、装置内部若しくは装置近傍の温湿度を検知する温湿度検知手段と、を有する画像形成装置において、前記非画像領域に形成されたトナー像の通過中に前記温湿度検知手段の検知結果に応じて前記転写手段に印加するバイアスを切り替えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２９】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
図１は、本発明を適用した画像形成装置の一実施例であるカラー複写機（以下、単に「画像形成装置」という。）１００の全体図構成を示す。図１を参照して、先ず、本実施例の画像形成装置１００の全体構成及び動作について説明する。
【００３０】
画像形成装置１００は、画像形成装置本体と通信可能に接続された原稿読み取り装置、或いはパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器からの画像情報に応じて、記録材Ｓ、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布等に、電子写真方式を用いてフルカラーの画像を形成することができる。画像形成装置１００内には、複数の像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが配置され、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて潜像形成、現像、転写のプロセスを経て各々異なった色のトナー像が形成される。
【００３１】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、第１の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが回転可能に支持されており、その外周には、帯電手段である帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像手段である現像器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び第１の転写手段である１次転写ローラ（１次転写帯電器）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ等が設けられ、更に装置の図中上方には露光手段として光源装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ及び図示しないポリゴンミラー等が配設されている。
【００３２】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの感光ドラム１ａ〜１ｄに対向するように、第２の像担持体として、ベルト状の中間転写体５０が配置されている。中間転写体５０は、複数のローラとして、支持ローラ１１、駆動ローラ１２、２次転写内側ローラ１５に掛け回されており、図示しない駆動手段によって駆動ローラ１２が回転駆動されることによって、図中矢印方向に周回移動（回転）する。
【００３３】
中間転写体５０の材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、ポリイミドなどの誘電体樹脂にカーボンブラック等の導電材を分散して抵抗調整したシートを用い、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたものか、或いは継ぎ目を有しないシームレスベルトを用いる。
【００３４】
感光ドラム１ａ〜１ｄは駆動手段として図示しないドラムモータにより回転駆動され、帯電器２ａ〜２ｄで所定電位に帯電される。その後、光源装置５ａ〜５ｄから発せられたレーザ光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって反射し、ｆθレンズにより感光ドラム１ａ〜１ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００３５】
現像器３ａ〜３ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーが、供給装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄにより所定量充填されている。現像器３ａ〜３ｄは、それぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄ上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像として可視化する。
【００３６】
そして、中間転写体５０が駆動ローラ１２により回転駆動され、第１の画像形成部Ｐａにおいては１次転写電圧印加手段としての図示しない高圧電源（１次転写電源）により１次転写ローラ４ａにトナーの正規の帯電極性とは逆極性の１次転写電圧（１次転写バイアス：本実施例では正極電圧）が印加されることにより、感光ドラム１ａと中間転写体５０とのニップ部（１次転写部）Ｔ１において、感光ドラム１ａ上の１色目のイエロートナー像が中間転写体５０に転写される（１次転写）。以下、上記と同様に、第２〜第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいて２色目、３色目及び４色目についての静電潜像を形成し、それぞれの静電潜像をマゼンタ現像器３ｂ、シアン現像器３ｃ、ブラック現像器３ｄで現像し、そしてマゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像をそれぞれの１次転写部Ｔ１において中間転写体５０上に重ね合わせて転写する。こうして、中間転写体５０上にイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの４色のトナー像を重畳したカラー画像が得られる。
【００３７】
本実施例では、１次転写ローラ４ａ〜４ｄとして、金属の軸棒に導電性のゴム又はスポンジの弾性層を設けた抵抗値１０^６〜１０^８Ωのローラ（１次転写ローラ）を用いる。そして、この１次転写ローラ４ａ〜４ｄを中間転写体５０に当接させるとともに、軸棒に１次転写バイアスを印加し、中間転写体５０に従動で回転させながら１次転写を行う。又、１次転写バイアスは定電圧制御されており、本実施例では、各色用の１次転写ローラ４ａ〜４ｄとも、それぞれ＋０．５ｋＶが印加される。
【００３８】
トナー像転写後の感光ドラム１ａ〜１ｄの表面上には転写残トナーが残留する。この転写残トナーは感光ドラム１ａ〜１ｄの回転とともに移動し、クリーニング手段としてのクリーニング装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで除去され、図示しないトナー回収容器に回収される。
【００３９】
中間転写体５０上に形成された４色のフルカラートナー像は、記録材カセットＣから供給され、レジストローラ１３によりタイミングをとって中間転写体５０と第２の転写手段としての２次転写ローラ（２次転写帯電器）１４とのニップ部（２次転写部）Ｔ２に搬送された記録材Ｓ上に、一括して転写される（２次転写）。
【００４０】
２次転写ローラ１４には、１次転写ローラ４ａ〜４ｄと同様な抵抗値１０^７〜１０^９Ωの導電ローラを用いる。又、２次転写ローラ１４の表層にトナーが付着し難いように、離型層として、例えば導電性のフッ素系樹脂層を設けてもよい。２次転写ローラ１４は常に中間転写体５０に当接されており、中間転写体５０の移動とともに回転する。そして、２次転写ローラ１４には、後述する２次転写電圧印加手段としての高圧電源（２次転写電源）１６（図２）により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の２次転写電圧（２次転写バイアス）（本実施例では正極電圧）が印加され、これにより、中間転写体５０から４色のトナー像が記録材Ｓへ一括して転写される。２次転写バイアスは定電圧制御されており、本実施例では２次転写時に＋１．５ｋＶが印加される。
【００４１】
４色のトナー像が転写された記録材Ｓは、その後定着装置６１へ搬送され、ここでトナー像の溶融混色、及びトナー像の記録材Ｓへの固定が行われ、フルカラーの記録画像が形成されて排紙トレイ６３に排出される。
【００４２】
又、中間転写体５０上に残留した未転写トナーは中間転写体５０の回転とともに移動し、中間転写体クリーニング手段としてのクリーニングブレード６２により除去され、図示しない回収容器に回収される。
【００４３】
以上のようにして、画像形成装置１００は、フルカラーの画像を形成することができる。当然、何れかの色の単色の画像形成をも行うことができ、その場合、上述と同様にしていずれかの画像形成部で中間転写体５０上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｔ２において記録材Ｓに転写される。
【００４４】
尚、本実施例では、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの構成は、用いる現像剤の色が異なる以外は同じ構成であるので、以下の説明において特に区別を要しない場合は、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｂに属する要素であることを表すために各符号に与えた添え字ａ〜ｄは省略して総括的に説明する。
【００４５】
［画像濃度制御］
上記構成の画像形成装置１００は、各色の画像濃度を一定に維持するために、以下に説明する画像濃度制御を行う。
【００４６】
本実施例では、感光ドラム１上の非画像領域に、上述した方法により検知用画像であるパッチ画像用の潜像を形成し、その潜像を現像して所定濃度のパッチ画像を形成する。続いて、このパッチ画像を中間転写体５０上に転写し、検知手段としての濃度センサ９によって中間転写体５０上でパッチ画像の濃度を読み取り、その濃度に基づいて制御部（制御回路）３０のＣＰＵ（中央演算処理装置）３１（図３：後述）によりトナーの過不足量を演算し、現像器３へのトナー補給量、或いは対応する感光ドラム１の潜像電位コントラストを調整し、各色の画像濃度を一定に保っている。
【００４７】
パッチ画像としては反射濃度が０．６〜０．８で、感光ドラム１の軸方向の幅が２０ｍｍ、回転方向の幅が３０ｍｍのトナー像を形成する。
【００４８】
［２次転写部］
次に、図２を参照して２次転写部Ｔ２の構成を説明する。中間転写体５０を巻回するローラの１つである２次転写内側ローラ１５の対向部に、中間転写体５０を挟んで２次転写ローラ１４が圧接されている。２次転写ローラ１４は、２次転写電圧印加手段としての高圧電源（２次転写電源）１６に接続されており、２次転写内側ローラ１５は接地されている。
【００４９】
そして、本実施例では、２次転写電源１６は、２次転写ローラ１４に印加するバイアスを変更することのできる切り替え手段１７を有する。詳しくは後述するように、本実施例では、切り替え手段１７は、所定のシーケンスに従う制御部（制御回路）３０（図３）からの制御信号により、２次転写ローラ１４に印加する直流電圧の極性を正負いずれかに切り替えるか、或いは印加バイアスのオン／オフを切り替えられるようになっている。
【００５０】
そして、記録材Ｓにトナー像を２次転写するときは、２次転写ローラ１４には、２次転写電源１６より２次転写バイアスとして転写用バイアスＶｔ＝＋１５００Ｖ（トナーの正規の帯電極性と逆極性）が印加される。これにより、中間転写体５０上のトナー像を静電引力により記録材Ｓに転移させる。一方、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過するときは、トナーが２次転写ローラ１４に引き寄せられないように、詳しくは後述するように、好ましくは２次転写電源１６より２次転写ローラ１４に印加するバイアスを、ゼロ又はトナーの正規の帯電極性と同極性の逆バイアスＶｇに切り替える。これにより、パッチ画像が２次転写ローラ１４に付着するのを防止する。
【００５１】
［２次転写バイアスの制御］
次に、図４、図５及び図６を参照して、本実施例において最も特徴的な、２次転写バイアスの制御について説明する。本実施例では、画像形成装置１００は常温常湿（２４℃／５０％）環境下に置かれているものとする。
【００５２】
図４は、中間転写体５０上のパッチ画像について、トナーの帯電量分布を調べた結果を示す。プロット（ａ）はイエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー（色トナー）の帯電量分布を示し、プロット（ｂ）はブラックトナーの帯電量分布を示す。尚、用いたパッチ画像の濃度は０．６である。
【００５３】
図４から分かるように、イエロー、マゼンタ、シアンはほぼ同じ帯電量分布であるのに対し、ブラックは異なる帯電量分布を示した。本実施例におけるトナーの正規の帯電極性は負極性であり、色トナー、ブラックトナーともに分布のピーク位置は負極性側にある。但し、色トナーよりブラックトナーの方がピーク位置に対応する帯電量（絶対値）が小さく、又、色トナーよりブラックトナーの方がピーク高さも低い。即ち、色トナーよりブラックトナーの方が帯電量が小さいことが分かる。これは、ブラックトナーが着色材として導電性のカーボンブラックを用いているため、トナーの抵抗が低く帯電し難いことに起因している。更に、正極側の分布は反転トナーの量を表しているが、ブラックトナーの方が反転トナー量が多いことが分かる。このように、本発明者の多くの実験研究を通して、色トナーとブラックトナーで帯電量分布及び反転トナー量に差があることが判明した。
【００５４】
図５は、上記のパッチ画像について、２次転写バイアスを変化させたときのパッチ画像に起因する記録材Ｓの裏汚れの濃度を、色トナー及びブラックトナーについて調べた結果を示す。ここで、裏汚れ濃度とは、パッチ画像が１回だけ２次転写部Ｔ２を通過したあとに記録材Ｓを２次転写部Ｔ２に供給した場合の、２次転写ローラ１４から記録材Ｓの裏に転移したパッチ画像のトナー（パッチトナー）による汚れの濃度である。従って、裏汚れ濃度が高いほど、記録材Ｓの裏汚れのレベルが悪いことを表す。但し、濃度の数値は、記録材Ｓ上の汚れ部の反射濃度から汚れのない白地部の反射濃度を差し引いた値である。
【００５５】
図５に示すように、２次転写バイアスを正極側、負極側のいずれに上げても裏汚れ濃度は上昇することが分かった。これは、２次転写バイアスを正極側（転写用極性：転写用バイアスＶｔ）に上げると、正規極性に帯電したトナーが２次転写時に記録材Ｓに転写されるのと同様にしてパッチトナーが２次転写ローラ１４に引き付けられ、一方、２次転写バイアスを負極側（逆極性：逆バイアスＶｇ）に上げると、パッチトナーに含まれる反転トナーが２次転写ローラ１４に引き付けられるためであると考えられる。これによって、２次転写ローラ１４にトナーが付着し、記録材Ｓの裏汚れとなる。
【００５６】
そして、上述したようにブラックトナーは色トナーより反転トナー量が多いため、逆バイアスＶｇを印加したときの裏汚れ濃度が高くなっている。又、色トナーは帯電量が高く転写電界から受ける静電力が大きいので、転写用バイアスＶｔを印加したときの裏汚れ濃度が高くなっている。
【００５７】
本実施例では、図５の結果に基づいて、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスを、色トナーの場合はＶｃ＝−０．５ｋＶ、ブラックトナーの場合はＶｋ＝０ｋＶ（ゼロ）と、裏汚れ濃度がほぼ最小となるバイアス値に設定し、２次転写バイアスの切り替え制御を行った。
【００５８】
尚、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスは、裏汚れ濃度が最小となるバイアス値に限定されるものではない。本発明者の検討によれば、目視上、記録材Ｓの裏汚れが問題にならないのは、裏汚れ濃度が０．０５以下のときである。従って、この裏汚れ濃度０．０５以下を、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスの閾値の有効な指標とすることができ、裏汚れ濃度０．０５以下の範囲（低ければ低いほどよい）で適宜選定すればよい。勿論、これに限定されるものではなく、閾値の指標としての裏汚れ濃度を、許容しうる範囲でより高濃度に設定することも可能である。但し、本発明者の検討によれば、より安定した２次転写ローラ１４及び記録材の汚れ防止のためには、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスは、ゼロ若しくは逆バイアス（トナーの正規の帯電極性と同極性）のバイアスとすることが好ましい。
【００５９】
図６は、中間転写体５０上の画像領域及び非画像領域に対する、２次転写バイアスの切り替えタイミングを示したものである。
【００６０】
画像領域は、記録材Ｓに転写すべきトナー像Ｔが存在する領域であり、一方、本実施例ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパッチ画像Ｙｐ、Ｍｐ、Ｃｐ、Ｋｐは、中間転写体５０上の連続する画像領域と画像領域との間の非画像領域（所謂、紙間）に存在する。本実施例では１つの紙間に１色づつのパッチ画像を形成するものとした。勿論、１紙間に複数パッチを感光ドラム１の軸方向に並べて形成してもよい。又、ジョブを開始してから最初の画像領域が来る前の非画像領域である前回転領域か、全ての画像領域が通過したあとの非画像領域である後回転領域にパッチ画像を形成してもよい。
【００６１】
そして、２次転写バイアスの切り替えタイミングは、画像領域が２次転写ローラ１４の位置を通過している間は転写用バイアスＶｔ＝＋１．５ｋＶを印加し、紙間の少なくとも色パッチＹｐ、Ｍｐ、Ｃｐが通過している間は逆バイアスＶｃ＝−０．５ｋＶを印加し、ブラックパッチＫｐが通過している間はＶｋ＝０ｋＶに切り替える。
【００６２】
２次転写部Ｔ２を通過したパッチ画像は、クリーニングブレード６２により除去される。
【００６３】
上記構成によって、画像濃度制御用のパッチ画像が中間転写体５０から２次転写ローラ１４に付着するのを防止し、２次転写ローラ１４から記録材Ｓの裏にパッチトナーが転移して記録材Ｓの裏汚れを生じるといった問題を解決することができた。つまり、中間転写体５０上のパッチ画像の色に応じて、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際に２次転写ローラ１４に印加するバイアスを最適値に切り替えるようにし、２次転写ローラ１４へのトナーの付着を効果的に抑えることができた。
【００６４】
尚、上記ではイエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれについては、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスの切り替えは行っていない。しかし、トナーの帯電量分布は着色材の種類等によって変化する場合がある。この場合、予め上記色トナー及びブラックトナーについて説明したのと同様にして、使用するトナーの材料に応じたそれぞれのトナーの帯電量分布から、記録材Ｓの裏汚れを防止するための２次転写バイアスの最適値を求め、各色のトナーのパッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際にそれぞれの値に切り替えることが望ましい。
【００６５】
ここで、本実施例における概略制御態様を説明する。図３は、本実施例の画像形成装置１００の概略制御ブロックを示す。画像形成装置１００は、制御の中心的素子たるＣＰＵ（中央演算処理装置）３１を具備し、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３に記憶されたデータ、プログラム等に従って画像形成装置１００をシーケンス動作させる制御部３０を有する。制御部３０は、第１〜第４の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおける感光ドラム１、帯電器２、光源装置５、現像器３等の駆動、中間転写体５０の駆動、及び１次転写電源（図示せず）、２次転写電源１６等による電圧印加など、画像形成装置１００の動作を統括制御する。特に、制御部３０のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に格納されたプログラムに基づき、上述したようなシーケンスに従って２次転写電源１６を制御して２次転写バイアスの切り替えを行わせる制御手段として機能する。ＲＯＭ３３には、予め所定のタイミングで切り替えるべき２次転写バイアスが記憶されており、ＣＰＵ３１は所定のタイミングでそれぞれの２次転写バイアスとなるように、２次転写電源１６を制御する。
【００６６】
又、上述のようにＣＰＵ３１は、制御部３０に入力され、例えば一旦ＲＡＭ３２に記憶されるなどした濃度センサ９の検出結果に基づいてトナーの過不足量を演算することで、供給装置６から現像器３へのトナー補給量等を調整し、画像濃度を一定に保つ制御を行う画像濃度制御手段としての機能を有する。
【００６７】
更に、制御部３０には画像処理部４０が接続されており、画像処理部４０は、画像形成装置本体に対して通信可能に接続された原稿読み取り装置、或いはパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器からの画像信号を受信するとともに、制御部３０に画像形成に係る信号を送信する。制御部３０は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。
【００６８】
以上、本実施例によれば、非画像領域に形成したパッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過するときに、色の違いなどのパッチ画像のトナーの種類に応じて２次転写バイアスを最適値に切り替え、トナーの帯電特性の違いに起因して発生する２次転写ローラ１４へのトナー付着を防止し、従って記録材Ｓの裏汚れを防止し、高品質画像を得ることができる。
【００６９】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じであるので、ここでは、実質的に同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。本実施例では、パッチ画像の濃度毎に２次転写バイアスを最適に切り替える方法を説明する。
【００７０】
図７は、色トナーに関して、中間転写体５０上のパッチ画像の濃度を変化させたときのトナーの帯電量分布を調べた結果を示す。但し、画像形成装置１００は常温常湿（２４℃／５０％）環境下に置かれているものとする。
【００７１】
図７より、パッチ画像の濃度が低いほど分布のピーク位置が帯電量の高い方にシフトしており、帯電量が高くなっていることが分かる。これは、濃度が低いほどパッチ画像を形成するときの潜像コントラストが小さいため、高帯電量のトナー粒子が選択的に現像に供されるためと考えられる。一方、同図から、濃度が高いほど反転トナー量が増加することが分かる。これは、上記とは逆に、濃度が高いほどパッチ画像を形成するときの潜像コントラストが大きいため、現像時の現像電界が強くなり帯電量の低いトナーとともに反転トナーも現像に供されるためと考えられる。
【００７２】
次に、図８は、色トナーのパッチ画像の濃度を変化させたときの裏汚れ濃度を調べた結果を示す。同図より、パッチ画像の濃度が高いほど逆バイアスＶｇを印加したときの裏汚れ濃度が高く、一方、パッチ画像の濃度が低いほど転写用バイアスＶｔを印加したときの裏汚れ濃度が高いことが分かる。これは、上述したパッチ濃度による帯電量分布の違いに起因しているものと考えられる。
【００７３】
このように、本発明者は、多くの実験研究により、パッチ画像の濃度を変えたときの記録材Ｓの裏汚れを防止するためには、それぞれのパッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスを切り替える必要があることを見出した。
【００７４】
そこで、本実施例では、図８の結果に基づいて、濃度が０．４、０．６、０．８の場合の転写バイアスを、それぞれ裏汚れ濃度がほぼ最小となるバイアス値である、Ｖ１＝−０．８ｋＶ、Ｖ２＝−０．４ｋＶ、Ｖ３＝−０ｋＶに設定する。但し、実施例１にて説明したように、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスは、裏汚れ濃度が最小となるバイアス値に限定されるものではない。
【００７５】
このように、パッチ濃度に応じてパッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアスを最適値に切り替えることで、記録材Ｓの裏汚れを防止することができた。
【００７６】
図９はパッチ濃度とバイアス設定値の関係を示したものである。パッチ濃度が上記濃度以外の中間値の場合は、予め求めた図９に示すような関係より、２次転写バイアスの最適値を求めるようにする。
【００７７】
斯かる２次転写バイアスの変更は、実施例１と同様に、制御部３０のＣＰＵ３１（図３）が制御する。制御部３０のＲＯＭ３３には、予め各濃度のパッチ画像に対して最適な２次転写バイアス値（或いは図９に示すような、パッチ濃度とバイアス設定値の関係）が記憶されており、ＣＰＵ３１は、所定のタイミングでそれぞれの濃度のパッチ画像に対して最適な２次転写バイアス値を選択（或いは算出）し、斯かる値となるように２次転写電源１６を制御する。
【００７８】
尚、ここでは色トナーについての結果を示したが、ブラックトナーについてもパッチ画像の濃度に応じて２次転写バイアスの切り替えを行うことで、同様な効果が得られた。
【００７９】
以上、本実施例によれば、１色につき複数の濃度のパッチ画像を形成する場合であっても、各パッチ画像の濃度に応じて２次転写バイアスを最適値に切り替えることで、パッチ画像の濃度に応じて、トナーの帯電特性の違いに起因して発生する２次転写ローラへのトナー付着を防止し、従って記録材の裏汚れを防止し、高品質画像を得ることができる。
【００８０】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じであるので、ここでは、実質的に同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８１】
上記各実施例では、画像形成装置１００が置かれた環境が常温常湿（２４℃／５０％）の場合について説明した。しかし、温湿度、即ち、空気中に含まれる水分量（ｇ／空気１リットル）が変化するとパッチトナーの帯電量が変化し、それによって最適な２次転写バイアスも変化する。水分量が高いほどトナーが吸湿して電気抵抗が下がり帯電し難くなるため、パッチトナーの帯電量が低くなる傾向にある。又、水分量が高いほど反転トナー量が増えることが判明した。
【００８２】
図１０は、色トナーに関して、水分量が変化したときに裏汚れを防止するのに必要なバイアス設定値を調べた結果である。但し、パッチ画像の濃度は反射濃度で０．６である。同図から分かるように、水分量が高いほど反転トナー（正極）の付着を抑えるため、正極側に２次転写バイアスをシフトさせる必要がある。
【００８３】
そこで、本実施例では、画像形成装置１００内に、環境検知手段として温湿度センサ１０を設け（図１、図１１）、温湿度センサ１０で検知した温度及び湿度の結果から水分量を算出する。そして、算出された水分量に応じて２次転写バイアスを上記のように最適値に切り替えることで、記録材Ｓの裏汚れを防止することができた。
【００８４】
図１１は、本実施例における概略制御ブロックを示す。図示する通り、本実施例における制御態様は、図３に示した実施例１のものと概略同様であるが、本実施例では、温湿度センサ１０が制御部３０に接続されている。制御部３０のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に記憶されたプログラムに従って、所定のタイミングで温湿度センサ１０の検出信号を入力し、上述のように水分量を算出するとともに一旦ＲＡＭ３２に記憶させるなどし、算出された水分量に応じて２次転写バイアスを最適値に切り替える制御を行う機能を有する。ＲＯＭ３３には、予め環境水分量と最適な２次転写バイアスとが関係付けて記憶されており、ＣＰＵ３１は、任意の水分量に対して最適な２次転写バイアス値を選択若しくは算出することができる。
【００８５】
以上、本実施例によれば、温湿度センサ１０を用いて環境水分量に応じて２次転写バイアスを最適値に切り替えることで、環境水分量に応じて、トナーの帯電特性の違いに起因して発生する２次転写ローラへのトナー付着を防止し、従って記録材の裏汚れを防止し、高品質画像を得ることができる。
【００８６】
尚、ここでは色トナーについての結果を示したが、ブラックトナーについても、環境水分量に応じて２次転写バイアスの切り替えを行うことで、同様な効果が得られた。又、実施例２で説明したパッチ画像の濃度に対する２次転写バイアスの切り替え制御と組み合わせて行うと、更に効果的であった。
【００８７】
以上、本発明をいくつかの実施例を通して具体的に説明したが、本発明はこれら実施例における態様に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、ブラック画像等の単色画像を連続して形成する際に、非画像領域にパッチ画像を形成して中間転写体に転写する場合においても、パッチ画像が２次転写部Ｔ２を通過する際の２次転写バイアス値を最適値に切り替えることによって、好適に２次転写手段及び記録材の汚れを防止することができる。
【００８８】
又、上述の各実施例では、中間転写体上の非画像領域に転写される検知用画像（トナー像）が濃度制御用のパッチ画像であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者には周知の色ずれ検知用の画像であっても、本発明は等しく作用することは、上記説明から明らかである。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像濃度制御用の検知用画像に起因する２次転写手段及び記録材の汚れを、色の違いなどの該検知画像のトナーの種類、その濃度、又環境水分量によらずに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置の２次転写部をより詳しく示す模式図である。
【図３】本発明に従う画像形成装置の一制御態様を示す概略制御ブロック図である。
【図４】トナーの帯電分布（色依存）を説明するためのグラフ図である。
【図５】２次転写バイアスと裏汚れ濃度との関係を説明するためのグラフ図である。
【図６】２次転写バイアスの切り替えタイミングの一実施例を示すタイミングチャート図である。
【図７】トナーの帯電量分布（濃度依存）を説明するためのグラフ図である。
【図８】パッチ画像の濃度毎の２次転写バイアスと裏汚れ濃度との関係を説明するためのグラフ図である。
【図９】パッチ画像の濃度と２次転写バイアスの設定値の関係を説明するためのグラフ図である。
【図１０】環境水分量と２次転写バイアス設定値との関係を説明するためのグラフ図である。
【図１１】本発明に従う画像形成装置の他の制御態様を示す概略制御ブロック図である。
【符号の説明】
１感光ドラム（電子写真感光体、第１の像担持体）
４１次転写ローラ（第１の転写手段）
９濃度センサ
１０温湿度センサ
１１支持ローラ
１２駆動ローラ
１４２次転写ローラ（第２の転写手段）
１５２次転写内側ローラ
１６２次転写電源（高圧電源、２次転写電圧印加手段）
５０中間転写体（第２の像担持体）
Ｔ２２次転写部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a toner image formed on a first image carrier is transferred to a second image carrier by an electrophotographic method or an electrostatic recording method, and then the toner image is transferred to a recording material. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on one or a plurality of electrophotographic photosensitive members (photosensitive members) as a first image carrier, and the electrostatic latent images are formed in a plurality of colors. As a developer, for example, yellow, magenta, cyan, and black toners are sequentially developed to form toner images of each color, and these toner images are once formed into a drum or belt as a second image carrier. 2. Description of the Related Art An intermediate transfer type full-color image forming apparatus is known that obtains a recorded image by transferring (primary transfer) on an intermediate transfer member in a lump and then transferring it onto a recording material (secondary transfer).
[0003]
In such a full-color image forming apparatus, a plurality of photoconductors, for example, four photoconductors for each color of yellow, magenta, cyan, and black are juxtaposed around the intermediate transfer member, and the intermediate transfer member rotates once. In the meantime, by adopting a configuration (hereinafter referred to as “tandem type”) in which a full color image is transferred onto the intermediate transfer member, there is an advantage that the time for forming one recorded image can be shortened.
[0004]
On the other hand, in a full-color image, even if the image density of each color changes slightly, the color changes, so it is important to maintain the image density of each color constant. Therefore, the following image density control is performed.
[0005]
That is, a patch image having a predetermined density is developed as a detection image for each color of yellow, magenta, cyan, and black in a non-image area (so-called paper interval) on the photosensitive member, and the patch image is transferred to the intermediate transfer member. . Then, the density of the patch image is read by a density sensor arranged around the intermediate transfer member, and the excess or deficiency of toner is calculated based on the density. For example, in the case of deficiency, the corresponding developer is supplied with toner. Alternatively, the latent image potential contrast of the corresponding photoconductor is increased to increase the amount of toner used for development, and the image density of each color is kept constant. In some cases, patch images of a plurality of densities are formed for each color as patch images used for image density control. This is because a plurality of patch images having different image signal levels are formed, the density of each patch image is read by the density sensor, the amount of deviation from the target density is calculated, and the image is adjusted so that the density of each patch image matches the target density. This is because the gradation of the output image density can be reproduced linearly with respect to the image signal level by correcting the signal level.
[0006]
However, in the tandem intermediate transfer type full-color image forming apparatus, when the above-described image density control is performed, the following problems may occur.
[0007]
That is, as the secondary transfer means for transferring the toner image on the intermediate transfer member to the recording material, a conductive transfer roller is frequently used, and this transfer roller is always in contact with the intermediate transfer member. For this reason, when the patch image after the density measurement passes through the secondary transfer position, the patch image directly contacts the transfer roller, and the toner adheres to the transfer roller. This may cause a problem that the transfer roller and then the recording material are soiled.
[0008]
As a method for preventing the toner contamination of the transfer roller and the recording material, in Patent Document 1, when the recording material is not present at the secondary transfer position, the toner image is transferred to the transfer roller with the same polarity as the toner, that is, to the recording material. A reverse polarity bias (reverse bias) is applied to prevent toner from adhering to the transfer roller due to electrostatic repulsion.
[0009]
Conventionally, such a reverse bias has used a fixed value regardless of the color or density of the patch image.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-8-328401
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the charge amount of the toner changes when the color of the toner changes, it may not be possible to prevent the toner from adhering to the transfer roller if the same reverse bias is used.
[0012]
More specifically, since black toner uses conductive carbon black as a coloring material, it has a resistance compared to toners of colors other than black (hereinafter referred to as “color toner”) such as yellow, magenta, and cyan. Low and difficult to charge to regular charging polarity. According to the study of the present inventor, a large amount of toner (hereinafter referred to as “reversal toner”) charged to a polarity opposite to the normal charging polarity is included. For this reason, when the same reverse bias as that of the color toner is used for the black toner, the reverse toner may adhere to the transfer roller and cause toner contamination.
[0013]
Further, according to the study of the present inventors, the charge amount of the toner of the patch image (hereinafter referred to as “patch toner”) changes when the density of the patch image changes even for the same color. In other words, the higher the density of the patch image, the greater the latent image contrast when forming the patch image, so the development electric field at the time of development becomes stronger, the toner with a lower charge amount is also used for development, and the charge amount of the patch toner is lower. Become. On the other hand, since the latent image contrast of the low-density patch image is small, the developing electric field is weak, and only the toner with a high charge amount is used for development, and the charge amount of the patch toner becomes high. In the case of a high density patch image, the charge amount of the patch toner is low and the amount of reverse toner is large. If the same reverse bias as that of the low density patch image is used, the reverse toner adheres to the transfer roller and becomes toner. Dirt was sometimes generated.
[0014]
Furthermore, even if the temperature and humidity of the environment where the image forming apparatus is placed, that is, the amount of moisture contained in the air, the amount of charge of the patch toner changes. For this reason, depending on the amount of environmental moisture, the conventional method in which the reverse bias is a fixed value may not prevent the patch toner from adhering to the transfer roller and the recording material from being stained.
[0015]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent the secondary transfer means and the recording material from being contaminated due to the detection image for controlling the image density regardless of the type of toner of the detected image such as a difference in color. An image forming apparatus is provided.
[0016]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing the secondary transfer means and the recording material from being stained due to the detection image for controlling the image density, regardless of the density of the detected image. That is.
[0017]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing contamination of the secondary transfer means and the recording material due to the detected image for image density control regardless of the amount of environmental moisture. .
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the first aspect of the present invention provides an image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and the image area in contact with the image carrier. An image forming apparatus comprising: a transfer unit configured to transfer a toner image to a recording material; and an image which switches a bias applied to the transfer unit while the toner image formed in the non-image area is passing. Forming device.
[0019]
According to an embodiment of the present invention, the image forming unit sequentially forms toner images made of different types of toner in the non-image area, and the toner image is formed during passage of the toner image formed in the non-image area. The bias applied to the transfer unit is switched according to the type of toner. In one embodiment, the different types of toner are toners having different colors.
[0020]
According to another embodiment of the present invention, the image forming unit sequentially forms at least a black toner image and a toner image of a color other than black in the non-image area, and the toner image formed in the non-image area. The bias applied to the transfer means during the passage is switched between a black toner image and a toner image of a color other than black.
[0021]
According to another embodiment of the present invention, the image forming means sequentially forms toner images of different densities in the non-image area, and adjusts the density of the toner image during the passage of the toner image formed in the non-image area. In response, the bias applied to the transfer means is switched.
[0022]
In the present invention, the toner image formed in the non-image area may be a detection image formed to adjust the image density. The non-image area may be an area between a plurality of consecutive image areas. The non-image area may be an area before the first image area of a plurality of continuous image areas passes. Further, the non-image area may be an area after the last image area of a plurality of continuous image areas has passed.
[0023]
According to another embodiment of the present invention, the image forming apparatus further includes temperature / humidity detecting means for detecting temperature / humidity inside or near the apparatus, and the toner image formed in the non-image area is passing through the image forming apparatus. The bias applied to the transfer unit is switched according to the detection result of the temperature / humidity detection unit.
[0024]
In the present invention, during the passage of the toner image formed in the non-image area, a bias having zero or the same polarity as the normal charging polarity of the toner can be applied to the transfer unit. In the present invention, the image carrier may be an intermediate transfer member.
[0025]
According to the second aspect of the present invention, an image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a toner image in the image area in contact with the image carrier. An image forming apparatus having transfer means for transferring to a recording material, wherein the image forming means sequentially forms toner images of different colors in the non-image area and passes the toner image formed in the non-image area. An image forming apparatus is provided in which a bias applied to the transfer unit is switched in accordance with the color of the toner image.
[0026]
According to a third aspect of the present invention, an image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a toner image in the image area in contact with the image carrier. An image forming apparatus having transfer means for transferring to a recording material, wherein the image forming means sequentially forms toner images of different densities in the non-image area, and passes the toner image formed in the non-image area. An image forming apparatus is provided in which a bias applied to the transfer unit is switched in accordance with the density of the toner image.
[0027]
According to a fourth aspect of the present invention, an image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a toner image in the image area in contact with the image carrier. In an image forming apparatus having a transfer means for transferring to a recording material and a temperature / humidity detection means for detecting the temperature / humidity inside or near the apparatus, the toner image formed in the non-image area is passing through the image forming apparatus. An image forming apparatus is provided in which a bias applied to the transfer unit is switched according to a detection result of a temperature / humidity detection unit.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
[0029]
Example 1
[Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 shows an overall configuration of a color copying machine (hereinafter simply referred to as “image forming apparatus”) 100 as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. With reference to FIG. 1, first, the overall configuration and operation of the image forming apparatus 100 of the present embodiment will be described.
[0030]
The image forming apparatus 100 includes a recording material S, for example, a recording sheet, an OHP sheet, a cloth, according to image information from an original host device communicably connected to the image forming apparatus body or an external host device such as a personal computer. For example, a full color image can be formed using an electrophotographic method. In the image forming apparatus 100, first, second, third, and fourth image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd are arranged as a plurality of image forming units, and latent images are formed in the image forming units Pa to Pd. Through the processes of image formation, development, and transfer, toner images of different colors are formed.
[0031]
In each of the image forming portions Pa to Pd, drum-type electrophotographic photosensitive members (photosensitive drums) 1a, 1b, 1c, and 1d as first image carriers are rotatably supported. Chargers 2a, 2b, 2c and 2d as charging means, developing devices 3a, 3b, 3c and 3d as developing means, and primary transfer rollers (primary transfer chargers) 4a and 4b as first transfer means. 4c, 4d, etc. are provided, and light source devices 5a, 5b, 5c, 5d and a polygon mirror (not shown) are disposed as exposure means in the upper part of the drawing.
[0032]
A belt-like intermediate transfer member 50 is disposed as a second image carrier so as to face the photosensitive drums 1a to 1d of the image forming portions Pa to Pd. The intermediate transfer member 50 is wound around a support roller 11, a drive roller 12, and a secondary transfer inner roller 15 as a plurality of rollers, and the drive roller 12 is driven to rotate by a drive means (not shown). Move (rotate) in the direction of the arrow.
[0033]
As the material of the intermediate transfer member 50, a sheet in which a conductive material such as carbon black is dispersed in a dielectric resin such as polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polyurethane, polyimide, etc., and the resistance is adjusted is used. Use seamless belts that are joined and endless or have no seams.
[0034]
The photosensitive drums 1a to 1d are driven to rotate by a drum motor (not shown) as driving means, and charged to a predetermined potential by the chargers 2a to 2d. Thereafter, the laser light emitted from the light source devices 5a to 5d is scanned by rotating the polygon mirror, the light beam of the scanning light is reflected by the reflection mirror, and is condensed on the buses of the photosensitive drums 1a to 1d by the fθ lens. As a result, a latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive drums 1a to 1d.
[0035]
The developing devices 3a to 3d are filled with predetermined amounts of yellow, magenta, cyan, and black toners as developers by the supply devices 6a, 6b, 6c, and 6d, respectively. The developing devices 3a to 3d develop the latent images on the photosensitive drums 1a to 1d, respectively, and visualize them as yellow toner images, magenta toner images, cyan toner images, and black toner images.
[0036]
Then, the intermediate transfer member 50 is driven to rotate by the driving roller 12, and in the first image forming portion Pa, a toner is applied to the primary transfer roller 4a by a high voltage power source (primary transfer power source) (not shown) as a primary transfer voltage applying unit. When a primary transfer voltage (primary transfer bias: positive voltage in this embodiment) having a polarity opposite to the normal charging polarity is applied, a nip portion (primary transfer) between the photosensitive drum 1a and the intermediate transfer member 50 is applied. Part) At T1, the yellow toner image of the first color on the photosensitive drum 1a is transferred to the intermediate transfer member 50 (primary transfer). Thereafter, in the same manner as described above, electrostatic latent images for the second, third and fourth colors are formed in the second to fourth image forming portions Pb, Pc, and Pd, and the respective electrostatic latent images are magenta developing units. 3b, a cyan developing device 3c, and a black developing device 3d, and a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are transferred onto the intermediate transfer member 50 in the respective primary transfer portions T1. In this way, a color image in which four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black are superimposed on the intermediate transfer member 50 is obtained.
[0037]
In this embodiment, as the primary transfer rollers 4a to 4d, a resistance value 10 in which an elastic layer of conductive rubber or sponge is provided on a metal shaft rod. ⁶ -10 ⁸ An Ω roller (primary transfer roller) is used. The primary transfer rollers 4 a to 4 d are brought into contact with the intermediate transfer member 50, and a primary transfer bias is applied to the shaft rod to perform primary transfer while being rotated by the intermediate transfer member 50. The primary transfer bias is controlled at a constant voltage, and in this embodiment, +0.5 kV is applied to the primary transfer rollers 4a to 4d for each color.
[0038]
Transfer residual toner remains on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d after the toner image is transferred. The untransferred toner moves with the rotation of the photosensitive drums 1a to 1d, is removed by cleaning devices 20a, 20b, 20c, and 20d as cleaning means, and is collected in a toner collection container (not shown).
[0039]
The four color full-color toner images formed on the intermediate transfer member 50 are supplied from the recording material cassette C, and are timed by the registration roller 13 and the intermediate transfer member 50 and a secondary transfer roller (second transfer means). On the recording material S conveyed to the nip portion (secondary transfer portion) T2 with the secondary transfer charger) 14, the images are transferred all at once (secondary transfer).
[0040]
The secondary transfer roller 14 has a resistance value 10 similar to that of the primary transfer rollers 4a to 4d. ⁷ -10 ⁹ Use an Ω conductive roller. Further, for example, a conductive fluorine-based resin layer may be provided as a release layer so that the toner hardly adheres to the surface layer of the secondary transfer roller 14. The secondary transfer roller 14 is always in contact with the intermediate transfer member 50 and rotates as the intermediate transfer member 50 moves. A secondary transfer voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 14 by a high-voltage power source (secondary transfer power source) 16 (FIG. 2) as a secondary transfer voltage applying unit described later. (Secondary transfer bias) (positive voltage in this embodiment) is applied, whereby the four-color toner images are collectively transferred to the recording material S from the intermediate transfer member 50. The secondary transfer bias is controlled at a constant voltage. In this embodiment, +1.5 kV is applied during the secondary transfer.
[0041]
The recording material S onto which the four color toner images have been transferred is then conveyed to the fixing device 61, where the toner image is melted and mixed, and the toner image is fixed to the recording material S to form a full-color recording image. Then, it is discharged to the paper discharge tray 63.
[0042]
The untransferred toner remaining on the intermediate transfer member 50 moves with the rotation of the intermediate transfer member 50, is removed by a cleaning blade 62 as an intermediate transfer member cleaning means, and is collected in a collection container (not shown).
[0043]
As described above, the image forming apparatus 100 can form a full-color image. Naturally, it is possible to form a single-color image of any color. In this case, the toner image formed on the intermediate transfer member 50 in any one of the image forming units in the same manner as described above is transferred to the secondary transfer unit. Transferred to the recording material S at T2.
[0044]
In the present embodiment, the configuration of each of the image forming units Pa to Pd is the same except that the color of the developer to be used is different. The subscripts a to d given to the reference numerals in order to indicate elements belonging to .about.Pb will be omitted and will be described generally.
[0045]
[Image density control]
The image forming apparatus 100 configured as described above performs image density control described below in order to maintain the image density of each color constant.
[0046]
In this embodiment, a patch image latent image that is a detection image is formed in a non-image area on the photosensitive drum 1 by the above-described method, and the latent image is developed to form a patch image having a predetermined density. Subsequently, the patch image is transferred onto the intermediate transfer member 50, and the density of the patch image is read on the intermediate transfer member 50 by the density sensor 9 serving as a detecting unit. Based on the density, the control unit (control circuit) 30 A CPU (central processing unit) 31 (FIG. 3: described later) calculates the excess or deficiency amount of toner, adjusts the toner replenishment amount to the developing device 3, or the latent image potential contrast of the corresponding photosensitive drum 1, and adjusts the color of each color. The image density is kept constant.
[0047]
As the patch image, a toner image having a reflection density of 0.6 to 0.8, an axial width of the photosensitive drum 1 of 20 mm, and a rotational width of 30 mm is formed.
[0048]
[Secondary transfer section]
Next, the configuration of the secondary transfer portion T2 will be described with reference to FIG. The secondary transfer roller 14 is in pressure contact with a portion opposite to the secondary transfer inner roller 15 that is one of the rollers around which the intermediate transfer member 50 is wound, with the intermediate transfer member 50 interposed therebetween. The secondary transfer roller 14 is connected to a high voltage power source (secondary transfer power source) 16 as a secondary transfer voltage application unit, and the secondary transfer inner roller 15 is grounded.
[0049]
In this embodiment, the secondary transfer power supply 16 includes a switching unit 17 that can change the bias applied to the secondary transfer roller 14. As will be described in detail later, in this embodiment, the switching unit 17 is configured so that the polarity of the DC voltage applied to the secondary transfer roller 14 is controlled by a control signal from a control unit (control circuit) 30 (FIG. 3) according to a predetermined sequence. Can be switched to either positive or negative, or the applied bias can be switched on / off.
[0050]
When the toner image is secondarily transferred to the recording material S, the secondary transfer roller 14 receives a transfer bias Vt = + 1500 V as a secondary transfer bias from the secondary transfer power supply 16 (reverse to the normal charging polarity of the toner). Polarity) is applied. As a result, the toner image on the intermediate transfer member 50 is transferred to the recording material S by electrostatic attraction. On the other hand, when the patch image passes through the secondary transfer portion T2, the secondary transfer roller 14 is preferably supplied from the secondary transfer power source 16, as described in detail later, so that the toner is not attracted to the secondary transfer roller 14. Is switched to zero or a reverse bias Vg having the same polarity as the normal charging polarity of the toner. This prevents the patch image from adhering to the secondary transfer roller 14.
[0051]
[Secondary transfer bias control]
Next, the most characteristic control of the secondary transfer bias in the present embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, it is assumed that the image forming apparatus 100 is placed in a normal temperature and normal humidity (24 ° C./50%) environment.
[0052]
FIG. 4 shows the result of examining the toner charge amount distribution for the patch image on the intermediate transfer member 50. Plot (a) shows the charge amount distribution of each color toner (color toner) of yellow, magenta and cyan, and plot (b) shows the charge amount distribution of black toner. Note that the density of the patch image used is 0.6.
[0053]
As can be seen from FIG. 4, yellow, magenta, and cyan have almost the same charge amount distribution, whereas black has different charge amount distributions. The regular charging polarity of the toner in this embodiment is negative polarity, and the distribution peak position is on the negative polarity side for both the color toner and the black toner. However, the black toner has a smaller charge amount (absolute value) corresponding to the peak position than the color toner, and the black toner has a lower peak height than the color toner. That is, it can be seen that the charge amount of the black toner is smaller than that of the color toner. This is because the black toner uses conductive carbon black as a coloring material, and thus the resistance of the toner is low and it is difficult to be charged. Further, although the distribution on the positive electrode side represents the amount of reversal toner, it can be seen that the amount of reversal toner is larger in black toner. As described above, through many experimental studies by the present inventors, it has been found that there is a difference in charge amount distribution and reversal toner amount between the color toner and the black toner.
[0054]
FIG. 5 shows the result of examining the density of the back stain of the recording material S caused by the patch image when the secondary transfer bias is changed for the color toner and the black toner. Here, the back-stain density is the density of the recording material S from the secondary transfer roller 14 when the recording material S is supplied to the secondary transfer portion T2 after the patch image has passed the secondary transfer portion T2 only once. This is the density of dirt due to the toner (patch toner) of the patch image transferred to the back side. Therefore, the higher the back stain density, the worse the back stain level of the recording material S. However, the numerical value of the density is a value obtained by subtracting the reflection density of the white background without the contamination from the reflection density of the contamination on the recording material S.
[0055]
As shown in FIG. 5, it was found that the back-stain density increased even when the secondary transfer bias was increased to either the positive electrode side or the negative electrode side. This is because when the secondary transfer bias is increased to the positive electrode side (transfer polarity: transfer bias Vt), the patch toner is transferred in the same manner as the toner charged to the normal polarity is transferred to the recording material S during the secondary transfer. On the other hand, when the secondary transfer bias is increased to the negative side (reverse polarity: reverse bias Vg), the reverse toner contained in the patch toner is attracted to the secondary transfer roller 14. Conceivable. As a result, toner adheres to the secondary transfer roller 14 and the recording material S becomes dirty.
[0056]
As described above, since the black toner has a larger amount of reverse toner than the color toner, the back stain density is high when the reverse bias Vg is applied. Further, since the color toner has a high charge amount and a large electrostatic force received from the transfer electric field, the back stain density when the transfer bias Vt is applied is high.
[0057]
In this embodiment, based on the result of FIG. 5, the secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 is Vc = −0.5 kV for color toner, and Vk for black toner. The secondary transfer bias switching control was performed by setting the bias value at which the back-stain density was almost the minimum, = 0 kV (zero).
[0058]
The secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 is not limited to a bias value that minimizes the back stain density. According to the study of the present inventor, the back stain of the recording material S does not become a problem visually when the back stain concentration is 0.05 or less. Therefore, this back stain density of 0.05 or less can be used as an effective index for the threshold value of the secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2, and the back stain density is in a range of 0.05 or less. (The lower the better, the better). Of course, the present invention is not limited to this, and it is also possible to set the back stain density as the threshold index to a higher density within an allowable range. However, according to the study by the present inventor, the secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 is zero in order to prevent the stain on the secondary transfer roller 14 and the recording material more stably. Alternatively, it is preferable to use a reverse bias (same polarity as the normal charging polarity of the toner).
[0059]
FIG. 6 shows the switching timing of the secondary transfer bias for the image area and the non-image area on the intermediate transfer member 50.
[0060]
The image area is an area where the toner image T to be transferred to the recording material S exists. On the other hand, in this embodiment, the yellow, magenta, cyan, and black patch images Yp, Mp, Cp, and Kp are the intermediate transfer member 50. It exists in a non-image area (so-called paper interval) between the upper continuous image area and the image area. In this embodiment, one color patch image is formed between one sheet. Of course, a plurality of patches may be formed side by side in the axial direction of the photosensitive drum 1 between one sheet. In addition, a patch image is formed in a pre-rotation area that is a non-image area before the first image area after the job starts or a post-rotation area that is a non-image area after all image areas have passed. Also good.
[0061]
The switching timing of the secondary transfer bias is such that the transfer bias Vt = + 1.5 kV is applied while the image area passes the position of the secondary transfer roller 14, and at least the color patches Yp, Mp, A reverse bias Vc = −0.5 kV is applied while Cp passes, and Vk = 0 kV is switched while the black patch Kp passes.
[0062]
The patch image that has passed through the secondary transfer portion T2 is removed by the cleaning blade 62.
[0063]
With the configuration described above, the patch image for controlling the image density is prevented from adhering to the secondary transfer roller 14 from the intermediate transfer member 50, and the patch toner is transferred from the secondary transfer roller 14 to the back of the recording material S so as to be recorded. It was possible to solve the problem of causing the back stain of S. That is, the bias applied to the secondary transfer roller 14 when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 is switched to the optimum value according to the color of the patch image on the intermediate transfer member 50, and the secondary transfer roller. It was possible to effectively suppress the adhesion of the toner to 14.
[0064]
In the above, for yellow, magenta, and cyan, the secondary transfer bias is not switched when the patch image passes through the secondary transfer portion T2. However, the toner charge amount distribution may vary depending on the type of the colorant. In this case, in the same manner as described for the color toner and the black toner in advance, the secondary transfer for preventing the recording material S from being stained from the charge amount distribution of each toner corresponding to the toner material to be used. It is desirable to obtain an optimum value of the bias and switch to the respective value when the patch image of the toner of each color passes through the secondary transfer portion T2.
[0065]
Here, the general control mode in the present embodiment will be described. FIG. 3 shows a schematic control block of the image forming apparatus 100 of the present embodiment. The image forming apparatus 100 includes a central processing unit (CPU) 31 that is a central element of control, and includes a control unit 30 that causes the image forming apparatus 100 to perform a sequence operation according to data, programs, and the like stored in a RAM 32 and a ROM 33. The control unit 30 drives the photosensitive drum 1, the charger 2, the light source device 5, the developing device 3, etc. in the first to fourth image forming units Pa to Pd, drives the intermediate transfer member 50, and primary transfer power source ( The overall control of the operation of the image forming apparatus 100 such as voltage application by the secondary transfer power supply 16 or the like is performed. In particular, the CPU 31 of the control unit 30 functions as a control unit that controls the secondary transfer power supply 16 in accordance with the above-described sequence based on a program stored in the ROM 33 to switch the secondary transfer bias. The ROM 33 stores secondary transfer biases to be switched at a predetermined timing in advance, and the CPU 31 controls the secondary transfer power supply 16 so that each secondary transfer bias is set at a predetermined timing.
[0066]
Further, as described above, the CPU 31 calculates the amount of toner excess / deficiency based on the detection result of the density sensor 9 that is input to the control unit 30 and temporarily stored in the RAM 32, for example, and develops from the supply device 6. It functions as an image density control means for adjusting the toner replenishment amount to the device 3 and controlling to keep the image density constant.
[0067]
Further, an image processing unit 40 is connected to the control unit 30, and the image processing unit 40 is connected to an image forming apparatus main body from an original reading device or an external host device such as a personal computer. In addition to receiving an image signal, the control unit 30 transmits a signal related to image formation. The control unit 30 controls the operation of each unit of the image forming apparatus 100 in accordance with such an image forming signal.
[0068]
As described above, according to this embodiment, when the patch image formed in the non-image area passes through the secondary transfer portion T2, the secondary transfer bias is set to the optimum value according to the type of toner of the patch image such as a color difference. Therefore, the toner adheres to the secondary transfer roller 14 due to the difference in the charging characteristics of the toner, so that the recording material S can be prevented from being stained and a high quality image can be obtained.
[0069]
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are the same as those of the first exemplary embodiment, elements having substantially the same or corresponding configuration and function are denoted by the same reference numerals and are described in detail. Is omitted. In this embodiment, a method for optimally switching the secondary transfer bias for each density of the patch image will be described.
[0070]
FIG. 7 shows the result of examining the charge amount distribution of the toner when the density of the patch image on the intermediate transfer member 50 is changed for the color toner. However, it is assumed that the image forming apparatus 100 is placed in a normal temperature and normal humidity (24 ° C./50%) environment.
[0071]
From FIG. 7, it can be seen that the lower the density of the patch image, the higher the charge amount is, and the peak position of the distribution is shifted to the higher charge amount. This is presumably because the lower the density, the smaller the latent image contrast when forming a patch image, so that toner particles with a high charge amount are selectively used for development. On the other hand, it can be seen from the figure that the higher the density, the greater the amount of reversal toner. Contrary to the above, the higher the density, the larger the latent image contrast when forming a patch image, so the development electric field at the time of development becomes stronger, and the reversal toner is also used for development together with the toner with a low charge amount. it is conceivable that.
[0072]
Next, FIG. 8 shows the result of examining the back stain density when the density of the color toner patch image is changed. From the figure, it can be seen that the higher the density of the patch image is, the higher the back-stain density is when the reverse bias Vg is applied, whereas the lower the density of the patch image is, the higher the back-stain density is when the transfer bias Vt is applied. I understand. This is considered to be caused by the difference in charge amount distribution due to the patch density described above.
[0073]
As described above, the present inventor has conducted a lot of experimental researches to prevent the recording material S from being soiled when the density of the patch image is changed, so that each patch image passes through the secondary transfer portion T2. It has been found that it is necessary to switch the secondary transfer bias.
[0074]
Therefore, in this embodiment, based on the result of FIG. 8, the transfer bias when the density is 0.4, 0.6, and 0.8 is a bias value at which the back-stain density is almost minimum, V1. = -0.8 kV, V2 = -0.4 kV, and V3 = -0 kV. However, as described in the first embodiment, the secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 is not limited to the bias value that minimizes the back stain density.
[0075]
In this way, the back contamination of the recording material S can be prevented by switching the secondary transfer bias when the patch image passes through the secondary transfer portion T2 to the optimum value according to the patch density.
[0076]
FIG. 9 shows the relationship between the patch density and the bias setting value. When the patch density is an intermediate value other than the above density, the optimum value of the secondary transfer bias is obtained from the relationship shown in FIG. 9 obtained in advance.
[0077]
The change of the secondary transfer bias is controlled by the CPU 31 (FIG. 3) of the control unit 30 as in the first embodiment. The ROM 33 of the control unit 30 stores in advance the optimal secondary transfer bias value (or the relationship between the patch density and the bias setting value as shown in FIG. 9) for each density patch image. Then, an optimal secondary transfer bias value is selected (or calculated) for each density patch image at a predetermined timing, and the secondary transfer power supply 16 is controlled so as to be such a value.
[0078]
Although the results for the color toner are shown here, the same effect can be obtained for the black toner by switching the secondary transfer bias according to the density of the patch image.
[0079]
As described above, according to this embodiment, even when patch images with a plurality of densities are formed for each color, the secondary transfer bias is switched to the optimum value according to the density of each patch image, so that Depending on the density, the toner adheres to the secondary transfer roller due to the difference in the charging characteristics of the toner, and therefore the recording material can be prevented from being stained and a high quality image can be obtained.
[0080]
Example 3
Next, still another embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are the same as those of the first exemplary embodiment, elements having substantially the same or corresponding configuration and function are denoted by the same reference numerals and are described in detail. Is omitted.
[0081]
In each of the above-described embodiments, the case where the environment in which the image forming apparatus 100 is placed is normal temperature and normal humidity (24 ° C./50%) has been described. However, when the temperature and humidity, that is, the amount of water contained in the air (g / liter of air) changes, the charge amount of the patch toner changes, and the optimum secondary transfer bias also changes accordingly. The higher the moisture content, the more moisture the toner absorbs and the lower the electrical resistance, making it difficult to charge, so the charge amount of the patch toner tends to decrease. It was also found that the amount of reversal toner increases as the amount of water increases.
[0082]
FIG. 10 shows the result of examining the bias setting value necessary for preventing the back stain when the water content is changed with respect to the color toner. However, the density of the patch image is 0.6 as the reflection density. As can be seen from the figure, it is necessary to shift the secondary transfer bias to the positive electrode side in order to suppress the adhesion of the reversal toner (positive electrode) as the water content increases.
[0083]
Therefore, in this embodiment, a temperature / humidity sensor 10 is provided as an environment detection unit in the image forming apparatus 100 (FIGS. 1 and 11), and the amount of water is calculated from the temperature and humidity results detected by the temperature / humidity sensor 10. . Then, by switching the secondary transfer bias to the optimum value as described above in accordance with the calculated water content, it was possible to prevent the recording material S from being stained.
[0084]
FIG. 11 shows a schematic control block in the present embodiment. As shown in the drawing, the control mode in this embodiment is substantially the same as that in the first embodiment shown in FIG. 3, but in this embodiment, the temperature / humidity sensor 10 is connected to the control unit 30. The CPU 31 of the control unit 30 inputs the detection signal of the temperature / humidity sensor 10 at a predetermined timing according to the program stored in the ROM 33, calculates the moisture amount as described above, and temporarily stores it in the RAM 32, etc. The secondary transfer bias is controlled to switch to an optimum value in accordance with the amount of water. In the ROM 33, the environmental water content and the optimal secondary transfer bias are stored in association with each other in advance, and the CPU 31 can select or calculate the optimal secondary transfer bias value for an arbitrary water content. .
[0085]
As described above, according to the present embodiment, the temperature and humidity sensor 10 is used to switch the secondary transfer bias to the optimum value according to the amount of environmental moisture, resulting in a difference in toner charging characteristics according to the amount of environmental moisture. Therefore, the toner can be prevented from adhering to the secondary transfer roller, and therefore, the recording material can be prevented from being stained and a high quality image can be obtained.
[0086]
Although the results for the color toner are shown here, the same effect can be obtained for the black toner by switching the secondary transfer bias according to the amount of environmental moisture. Further, it is more effective when combined with the secondary transfer bias switching control with respect to the density of the patch image described in the second embodiment.
[0087]
Although the present invention has been specifically described through several examples, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments in these examples. For example, when a single color image such as a black image is continuously formed, even when a patch image is formed in a non-image area and transferred to an intermediate transfer member, the patch image passes through the secondary transfer portion T2. By switching the secondary transfer bias value to the optimum value, it is possible to suitably prevent the secondary transfer means and the recording material from being stained.
[0088]
In each of the above-described embodiments, the detection image (toner image) transferred to the non-image area on the intermediate transfer member is described as a patch image for density control. However, the present invention is limited to this. However, it is apparent from the above description that the present invention works equally even for an image for color misregistration detection known to those skilled in the art.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the contamination of the secondary transfer means and the recording material caused by the detection image for controlling the image density, the toner type of the detection image such as a color difference, its density, Further, it can be prevented regardless of the amount of environmental moisture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the secondary transfer unit of the image forming apparatus of FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 is a schematic control block diagram showing one control mode of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a graph for explaining a toner charge distribution (color dependence);
FIG. 5 is a graph for explaining the relationship between the secondary transfer bias and the back stain density.
FIG. 6 is a timing chart showing an embodiment of secondary transfer bias switching timing.
FIG. 7 is a graph for explaining a toner charge amount distribution (density dependence);
FIG. 8 is a graph for explaining the relationship between the secondary transfer bias and the back stain density for each density of the patch image.
FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the density of the patch image and the set value of the secondary transfer bias.
FIG. 10 is a graph for explaining the relationship between the amount of environmental water and the secondary transfer bias setting value.
FIG. 11 is a schematic control block diagram showing another control mode of the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (electrophotographic photosensitive member, first image carrier)
4 Primary transfer roller (first transfer means)
9 Concentration sensor
10 Temperature and humidity sensor
11 Support roller
12 Driving roller
14 Secondary transfer roller (second transfer means)
15 Secondary transfer inner roller
16 Secondary transfer power supply (high voltage power supply, secondary transfer voltage application means)
50 Intermediate transfer member (second image carrier)
T2 secondary transfer section

Claims

An image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a transfer for transferring the toner image in the image area to the recording material in contact with the image carrier And an image forming apparatus comprising:
An image forming apparatus, wherein a bias applied to the transfer unit is switched during passage of a toner image formed in the non-image area.

The image forming means sequentially forms toner images made of different types of toner in the non-image area, and the transfer means according to the type of toner of the toner image during the passage of the toner image formed in the non-image area. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the bias applied to is switched.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the different types of toner are toners having different colors.

The image forming unit sequentially forms at least a black toner image and a toner image of a color other than black in the non-image area, and applies a bias to the transfer unit during the passage of the toner image formed in the non-image area. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner image is switched between a black toner image and a toner image of a color other than black.

The image forming unit sequentially forms toner images of different densities in the non-image area, and applies a bias to the transfer unit according to the density of the toner image during the passage of the toner image formed in the non-image area. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is switched.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner image formed in the non-image area is a detection image formed to adjust an image density.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the non-image area is an area between a plurality of continuous image areas.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the non-image area is an area before a first image area of a plurality of continuous image areas passes.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the non-image area is an area after the last image area of a plurality of continuous image areas has passed.

Further, the apparatus has temperature / humidity detection means for detecting the temperature / humidity inside or near the apparatus, and the transfer means according to the detection result of the temperature / humidity detection means during the passage of the toner image formed in the non-image area. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the bias to be applied is switched.

The bias of zero or the same polarity as the normal charging polarity of the toner is applied to the transfer unit during the passage of the toner image formed in the non-image area. The image forming apparatus described in 1.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image carrier is an intermediate transfer member.

An image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a transfer for transferring the toner image in the image area to the recording material in contact with the image carrier And an image forming apparatus comprising:
The image forming unit sequentially forms toner images of different colors in the non-image area, and applies a bias to be applied to the transfer unit according to the color of the toner image during the passage of the toner image formed in the non-image area. An image forming apparatus characterized by switching.

An image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a transfer for transferring the toner image in the image area to the recording material in contact with the image carrier And an image forming apparatus comprising:
The image forming unit sequentially forms toner images of different densities in the non-image area, and applies a bias to the transfer unit according to the density of the toner image during the passage of the toner image formed in the non-image area. An image forming apparatus characterized by switching.

An image carrier, image forming means for forming a toner image in an image area and a non-image area on the image carrier, and a transfer for transferring the toner image in the image area to the recording material in contact with the image carrier And an image forming apparatus having temperature and humidity detection means for detecting temperature and humidity inside the apparatus or in the vicinity of the apparatus.
An image forming apparatus, wherein a bias applied to the transfer unit is switched according to a detection result of the temperature / humidity detection unit during passage of a toner image formed in the non-image area.