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JP2014240881A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2014240881A JP2013122875A JP2013122875A JP2014240881A JP 2014240881 A JP2014240881 A JP 2014240881A JP 2013122875 A JP2013122875 A JP 2013122875A JP 2013122875 A JP2013122875 A JP 2013122875A JP 2014240881 A JP2014240881 A JP 2014240881A
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尉彦 荻野
飯村 治雄
Haruo Iimura
治雄 飯村
青木 信次
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信次 青木
中村 圭吾
Keigo Nakamura
圭吾 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of a gradation pattern when a toner image having a relatively low image area ratio is formed.SOLUTION: An image forming apparatus is configured to form an alternating electric field in a secondary transfer nip by using, as secondary transfer bias, one comprising superposition bias obtained by superposing AC voltage on DC voltage, and includes a control unit that is configured to perform movement frequency adjustment processing of increasing the frequency of reciprocating movement of toner in the secondary transfer nip by changing a control parameter that affects the frequency of the reciprocating movement as the image area ratio of a toner image to be formed becomes lower. In particular, the control unit increases the frequency f as the control parameter as the image area ratio becomes lower.

Description

本発明は、像担持体上のトナー像を像担持体と当接部材との当接による転写ニップに挟み込んだ記録シートに転写する際に、トナー像中のトナーを記録シートの表面と像担持体の表面との間で往復移動させる画像形成装置に関するものである。   In the present invention, when a toner image on an image carrier is transferred to a recording sheet sandwiched in a transfer nip by contact between the image carrier and a contact member, the toner in the toner image is transferred to the surface of the recording sheet and the image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus that reciprocates between a body surface and a body surface.

従来、この種の画像形成装置として、特許文献1に記載のものが知られている。この画像形成装置は、周知の電子写真プロセスによって感光体の表面に形成したトナー像を、感光体と中間転写ベルトとの当接による1次転写ニップで中間転写ベルトの表面に1次転写する。その後、中間転写ベルトとニップ形成ローラとの当接による2次転写ニップに挟み込んだ記録シートに対して中間転写ベルト上のトナー像を2次転写することで、記録シートにトナー像を形成する。   Conventionally, as this type of image forming apparatus, the one described in Patent Document 1 is known. This image forming apparatus primarily transfers a toner image formed on the surface of a photoreceptor by a known electrophotographic process onto the surface of the intermediate transfer belt at a primary transfer nip formed by contact between the photoreceptor and the intermediate transfer belt. Thereafter, the toner image on the intermediate transfer belt is secondarily transferred to the recording sheet sandwiched in the secondary transfer nip by the contact between the intermediate transfer belt and the nip forming roller, thereby forming a toner image on the recording sheet.

かかる構成において、記録シートとして、和紙のような表面凹凸に富んだものを用いると、表面凹凸にならった濃淡パターンを画像中に発生させ易くなる。この濃淡パターンは、シート表面における凹部に対して十分量のトナーが転写されずに、凹部の画像濃度が凸部よりも薄くなることによって生じるものである。そこで、特許文献1に記載の画像形成装置は、2次転写電界として、2次転写ニップ内における中間転写ベルトと記録シートの表面との間でトナーを何度も往復移動させる交番電界からなるものを形成することで、濃淡パターンの発生を抑えるようになっている。   In such a configuration, when a recording sheet having rich surface irregularities such as Japanese paper is used, it becomes easy to generate a light and shade pattern in the image according to the surface irregularities. This shading pattern is generated when a sufficient amount of toner is not transferred to the concave portion on the sheet surface, and the image density of the concave portion becomes lighter than that of the convex portion. Therefore, the image forming apparatus described in Patent Document 1 includes an alternating electric field that reciprocally moves the toner between the intermediate transfer belt and the surface of the recording sheet in the secondary transfer nip as the secondary transfer electric field. By forming the pattern, the occurrence of a shading pattern is suppressed.

特許文献1で説明されているように、交番電界からなる2次転写電界を形成することで濃淡パターンの発生が抑えられる理由は次の通りである。即ち、2次転写ニップにおけるトナーの往復移動の周期は、交番電界の周期と同期している。トナー像が2次転写ニップに進入した後における交番電界の初めの1周期では、中間転写ベルトの表面上でトナー層を形成している複数のトナー粒子のうち、ごく一部のトナー粒子だけがトナー層から離脱して記録シートの表面に向かう。そして、記録シートの表面の凹部内に進入した後、電界の極性の反転に伴ってUターンして、中間転写ベルト上のトナー層に戻る。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層内で停止しているトナー粒子に衝突することで、そのトナー粒子のトナー層からの離脱を促す。すると、次の1周期では、先に1往復したトナー粒子に加えて、このトナー粒子によって離脱が促されたトナー粒子もトナー層から離脱して往復移動するようになる。更に、それらトナー粒子がトナー層に再び戻ってきた際に、トナー層内で停止している別のトナー粒子に衝突して、そのトナー粒子のトナー層からの離脱を促す。このように、トナー粒子を往復移動させる毎に、往復移動するトナー粒子の数を増やしていくことで、最終的に記録シート表面の凹部内に十分量のトナー粒子を転移させて、凹部において十分な画像濃度を得る。これにより、濃淡パターンの発生が抑えられるのである。   As described in Patent Document 1, the reason why the generation of a light and shade pattern can be suppressed by forming a secondary transfer electric field composed of an alternating electric field is as follows. That is, the cycle of the reciprocating movement of the toner in the secondary transfer nip is synchronized with the cycle of the alternating electric field. In the first cycle of the alternating electric field after the toner image enters the secondary transfer nip, only a small part of the plurality of toner particles forming the toner layer on the surface of the intermediate transfer belt is contained. It leaves the toner layer and goes to the surface of the recording sheet. Then, after entering the concave portion on the surface of the recording sheet, it makes a U-turn as the polarity of the electric field is reversed, and returns to the toner layer on the intermediate transfer belt. At this time, the returned toner particles collide with the toner particles stopped in the toner layer, thereby urging the toner particles to leave the toner layer. Then, in the next one cycle, in addition to the toner particles that have made one reciprocation, the toner particles that have been urged to detach by the toner particles also detach from the toner layer and reciprocate. Further, when the toner particles return to the toner layer again, the toner particles collide with another toner particle stopped in the toner layer, and the separation of the toner particles from the toner layer is promoted. Thus, each time the toner particles are reciprocated, the number of toner particles that reciprocate is increased, so that a sufficient amount of toner particles are finally transferred into the recesses on the surface of the recording sheet. A good image density. As a result, the occurrence of a light and shade pattern is suppressed.

しかしながら、かかる構成においても、画像面積率の比較的低い画像を形成する場合に、濃淡パターンの発生を十分に抑えられなくなるおそれがあることが、本発明者らの実験によって判明した。具体的には、画像面積率が比較的低い画像の場合、トナー像に対するトナー付着量が比較的少なくなることがある。すると、初めに往復移動を開始するトナーの数が通常よりも少なくすることから、往復移動回数の増加に伴う凹部進入トナー数の増加率が通常よりも低くなる。このため、2次転写ニップ内で凹部進入トナー数を十分に増加させることができずに、濃淡パターンを発生させてしまうのである。   However, even with such a configuration, it has been found by experiments of the present inventors that there is a possibility that the generation of a light and shade pattern may not be sufficiently suppressed when an image having a relatively low image area ratio is formed. Specifically, in the case of an image having a relatively low image area ratio, the amount of toner attached to the toner image may be relatively small. Then, since the number of toners that start reciprocation at first is smaller than usual, the rate of increase in the number of toner entering the recesses with the increase in the number of reciprocations becomes lower than usual. For this reason, the number of toner entering the recesses cannot be sufficiently increased in the secondary transfer nip, and a light / dark pattern is generated.

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing generation of a light and shade pattern when a toner image having a relatively low image area ratio is formed. Is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、交番電界からなる転写電界を前記像担持体と前記ニップ形成部材との間に形成する転写電界形成手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに転写する際に、トナー像中のトナーを記録シートの表面と像担持体の表面との間で往復移動させる画像形成装置において、前記トナー像形成手段によって形成されるトナー像の画像面積率が低くなるにつれて、前記転写ニップ内でのトナーの往復移動回数に影響を与える制御パラメータの変更によって前記往復移動回数を増加させる移動回数調整処理を実施する制御手段を設けたことを特徴とするものである。   To achieve the above object, the present invention provides an image carrier that carries a toner image, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, and a transfer nip that contacts the image carrier. And a transfer electric field forming means for forming a transfer electric field composed of an alternating electric field between the image carrier and the nip member, and a toner image on the image carrier is sandwiched between the transfer nips. In the image forming apparatus in which the toner in the toner image is reciprocated between the surface of the recording sheet and the surface of the image carrier when transferring to the recording sheet, the image of the toner image formed by the toner image forming means As the area ratio becomes lower, the number of movements adjustment processing for increasing the number of times of reciprocation is performed by changing a control parameter that affects the number of times of reciprocation of the toner in the transfer nip. In which characterized in that a control means.

本発明においては、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる。   In the present invention, it is possible to suppress the occurrence of a grayscale pattern when a toner image having a relatively low image area ratio is formed.

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to an embodiment. 同プリンタにおけるK用の画像形成ユニットを拡大して示す拡大構成図。FIG. 2 is an enlarged configuration diagram illustrating an enlarged image forming unit for K in the printer. 同プリンタの2次転写バイアス電源から出力される重畳バイアスからなる2次転写バイアスの波形を示す波形図。FIG. 4 is a waveform diagram showing a waveform of a secondary transfer bias composed of a superimposed bias output from a secondary transfer bias power source of the printer. 同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a part of an electric circuit of the printer. A3サイズの記録紙Pと、これの上に形成されたトナー像の第1例とを示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an A3 size recording sheet P and a first example of a toner image formed thereon. A3サイズの記録紙Pと、これの上に形成されたトナー像の第2例とを示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an A3-sized recording sheet P and a second example of a toner image formed thereon. 実験に使用された観測実験装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the observation experiment apparatus used for experiment. 2次転写ニップにおける転写初期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。FIG. 4 is an enlarged schematic diagram illustrating the behavior of toner at an initial transfer stage in a secondary transfer nip. 2次転写ニップにおける転写中期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図。FIG. 5 is an enlarged schematic diagram illustrating the behavior of toner in the middle stage of transfer in the secondary transfer nip. 2次転写ニップにおける転写後期段階のトナーの挙動を示す拡大模式図Enlarged schematic diagram showing the behavior of toner in the late transfer stage in the secondary transfer nip 同プリンタにおける交流電圧の周波数fと「50ライン区画」における画像面積率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the frequency f of the alternating voltage in the printer, and the image area ratio in "50 line section". 同プリンタにおけるVppやVoffの電圧値と「50ライン区画」の画像面積率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the voltage value of Vpp and Voff in the same printer, and the image area rate of "50 line division". 2次転写バイアスの交流電圧の目標値を変更するタイミングと、直流電圧の目標値を変更するタイミングとを説明するための説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a timing for changing the target value of the AC voltage of the secondary transfer bias and a timing for changing the target value of the DC voltage. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第1例の波形を示すグラフ。6 is a graph showing a waveform of a first example of a transfer bias in which an average potential Vave is shifted to the toner transfer polarity side with respect to an offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第2例の波形を示すグラフ。6 is a graph showing a waveform of a second example of a transfer bias in which an average potential Vave is shifted to the toner transfer polarity side with respect to an offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第3例の波形を示すグラフ。14 is a graph showing a waveform of a third example of a transfer bias in which the average potential Vave is shifted to the toner transfer polarity side with respect to the offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第4例の波形を示すグラフ。14 is a graph showing a waveform of a fourth example of a transfer bias in which the average potential Vave is shifted to the toner transfer polarity side with respect to the offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第5例の波形を示すグラフ。10 is a graph showing a waveform of a fifth example of a transfer bias in which an average potential Vave is shifted to the toner transfer polarity side with respect to an offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第6例の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the 6th example of the transfer bias which shifted average potential Vave to the toner transfer polarity side rather than offset voltage Voff. オフセット電圧Voffよりも平均電位Vaveをトナー転写極性側にシフトさせた転写バイアスの第7例の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of the 7th example of the transfer bias which shifted average potential Vave to the toner transfer polarity side rather than offset voltage Voff.

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラープリンタ(以下、単にプリンタという)の実施形態について説明する。なお、以下に記述する各種部材の電気抵抗値は、特筆しない限り、温度22[℃]、相対湿度50[%]の環境下における値である。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図1は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、実施形態に係るプリンタは、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)のトナー像を形成するための4つの画像形成ユニット1Y,M,C,Kを備えている。また、転写装置としての転写ユニット30、光書込ユニット80、定着装置90、給紙カセット100、レジストローラ対101なども備えている。
Hereinafter, an embodiment of an electrophotographic color printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described as an image forming apparatus to which the present invention is applied. The electrical resistance values of various members described below are values in an environment of a temperature of 22 [° C.] and a relative humidity of 50 [%] unless otherwise specified.
First, a basic configuration of the printer according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to an embodiment. In the figure, the printer according to the embodiment includes four image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K for forming yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images. It has. Further, a transfer unit 30 as a transfer device, an optical writing unit 80, a fixing device 90, a paper feed cassette 100, a registration roller pair 101, and the like are also provided.

4つの画像形成ユニット1Y,M,C,Kは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Kトナー像を形成するための画像形成ユニット1Kを例にすると、これは、図2に示されるように、潜像担持体たるドラム状の感光体2K、ドラムクリーニング装置3K、除電装置(不図示)、帯電装置6K、現像装置8K等を備えている。これらの装置が共通の保持体に保持されてプリンタ本体に対して一体的に脱着することで、それらを同時に交換できるようになっている。   The four image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K use Y, M, C, and K toners of different colors as image forming materials, but other than that, they have the same configuration and are replaced when the lifetime is reached. Is done. Taking an image forming unit 1K for forming a K toner image as an example, as shown in FIG. 2, this includes a drum-shaped photosensitive member 2K as a latent image carrier, a drum cleaning device 3K, and a charge eliminating device (not shown). ), A charging device 6K, a developing device 8K, and the like. These devices are held by a common holding body and integrally attached to and detached from the printer main body, so that they can be exchanged at the same time.

感光体2Kは、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成された外径60[mm]程度のドラム形状のものであって、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。帯電装置6Kは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ7Kを感光体2Kに接触あるいは近接させながら、帯電ローラ7Kと感光体2Kとの間に放電を発生させることで、感光体2Kの表面を一様帯電せしめる。実施形態では、トナーの正規帯電極性と同じマイナス極性に一様帯電せしめる。帯電バイアスとしては、直流電圧に交流電圧を重畳したものを採用している。帯電ローラ7Kは、金属製の芯金の表面に導電性弾性材料からなる導電性弾性層が被覆されたものである。帯電ローラ等の帯電部材を感光体2Kに接触あるいは近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。   The photoreceptor 2K has a drum shape having an outer diameter of about 60 [mm] in which an organic photosensitive layer is formed on the surface of a drum base, and is rotated in a clockwise direction in the drawing by a driving unit (not shown). The charging device 6K generates a discharge between the charging roller 7K and the photosensitive member 2K while bringing the charging roller 7K to which a charging bias is applied into contact with or in proximity to the photosensitive member 2K, thereby making the surface of the photosensitive member 2K uniform. Charge like this. In the embodiment, the toner is uniformly charged to the same negative polarity as the normal charging polarity of the toner. As the charging bias, one in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage is employed. The charging roller 7K is formed by coating a metal cored bar with a conductive elastic layer made of a conductive elastic material. Instead of a method in which a charging member such as a charging roller is brought into contact with or close to the photoreceptor 2K, a method using a charging charger may be adopted.

一様帯電せしめられた感光体2Kの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザー光によって光走査されてK用の静電潜像を担持する。このK用の静電潜像は、図示しないKトナーを用いる現像装置8Kによって現像されてKトナー像になる。そして、後述する中間転写ベルト31上に1次転写される。   The uniformly charged surface of the photosensitive member 2K is optically scanned by a laser beam emitted from an optical writing unit, which will be described later, and carries an electrostatic latent image for K. The electrostatic latent image for K is developed by a developing device 8K using K toner (not shown) to become a K toner image. Then, primary transfer is performed on an intermediate transfer belt 31 described later.

ドラムクリーニング装置3Kは、1次転写工程(後述する1次転写ニップ)を経た後の感光体2K表面に付着している転写残トナーを除去する。回転駆動されるクリーニングブラシローラ4K、片持ち支持された状態で自由端を感光体2Kに当接させるクリーニングブレード5Kなどを有している。回転するクリーニングブラシローラ4Kで転写残トナーを感光体2K表面から掻き取ったり、クリーニングブレードで転写残トナーを感光体2K表面から掻き落としたりする。なお、クリーニングブレードについては、その片持ち支持端側を自由端側よりもドラム回転方向下流側に向けるカウンタ方向で感光体2Kに当接させている。   The drum cleaning device 3K removes transfer residual toner adhering to the surface of the photoreceptor 2K after the primary transfer step (primary transfer nip described later). It includes a cleaning brush roller 4K that is driven to rotate, a cleaning blade 5K that abuts the free end of the cleaning brush roller 4K in a cantilevered state, and the like. The transfer residual toner is scraped off from the surface of the photoreceptor 2K by the rotating cleaning brush roller 4K, and the transfer residual toner is scraped off from the surface of the photoreceptor 2K by the cleaning blade. The cleaning blade is in contact with the photosensitive member 2K in the counter direction in which the cantilevered support end side is directed downstream of the free end side in the drum rotation direction.

上記除電装置は、ドラムクリーニング装置3Kによってクリーニングされた後の感光体2Kの残留電荷を除電する。この除電により、感光体2Kの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。   The static eliminator neutralizes the residual charge on the photoreceptor 2K after being cleaned by the drum cleaning device 3K. By this charge removal, the surface of the photoreceptor 2K is initialized and prepared for the next image formation.

現像装置8Kは、現像ロール9Kを内包する現像部12Kと、図示しないK現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部13Kとを有している。そして、現像剤搬送部13Kは、第1スクリュウ部材10Kを収容する第1搬送室と、第2スクリュウ部材11Kを収容する第2搬送室とを有している。それらスクリュウ部材は、それぞれ、軸線方向の両端部がそれぞれ軸受けによって回転自在に支持される回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根とを具備している。   The developing device 8K includes a developing unit 12K that includes the developing roll 9K, and a developer transport unit 13K that stirs and transports a K developer (not shown). The developer transport unit 13K includes a first transport chamber that houses the first screw member 10K and a second transport chamber that houses the second screw member 11K. Each of the screw members includes a rotary shaft member whose both ends in the axial direction are rotatably supported by bearings, and a spiral blade projecting in a spiral manner on the peripheral surface thereof.

第1スクリュウ部材10Kを収容している第1搬送室と、第2スクリュウ部材11Kを収容している第2搬送室とは、仕切り壁によって仕切られているが、仕切壁におけるスクリュウ軸線方向の両端箇所には、それぞれ両搬送室を連通させる連通口が形成されている。第1スクリュウ部材10Kは、螺旋羽根内に保持している図示しないK現像剤を、回転駆動に伴って回転方向に撹拌しながら、図中の紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。第1スクリュウ部材10Kと、後述する現像ロール9Kとは互いに向かい合う姿勢で平行配設されているため、このときのK現像剤の搬送方向は、現像ロール9Kの回転軸線方向に沿った方向でもある。そして、第1スクリュウ部材10Kは、現像ロール9Kの表面に対してK現像剤をその軸線方向に沿って供給していく。   The first transfer chamber containing the first screw member 10K and the second transfer chamber containing the second screw member 11K are partitioned by a partition wall, but both ends of the partition wall in the screw axial direction. A communication port for communicating the two transfer chambers is formed at each location. The first screw member 10K is directed from the back side to the front side in the direction orthogonal to the paper surface in the drawing while stirring the K developer (not shown) held in the spiral blade in the rotation direction along with the rotation drive. Transport. Since the first screw member 10K and a later-described developing roll 9K are arranged in parallel so as to face each other, the transport direction of the K developer at this time is also a direction along the rotation axis direction of the developing roll 9K. . Then, the first screw member 10K supplies the K developer along the axial direction to the surface of the developing roll 9K.

第1スクリュウ部材10Kの図中手前側端部付近まで搬送されたK現像剤は、仕切壁の図中手前側端部付近に設けられた連通開口を通って、第2搬送室内に進入した後、第2スクリュウ部材11Kの螺旋羽根内に保持される。そして、第2スクリュウ部材11Kの回転駆動に伴って、回転方向に撹拌されながら、図中手前側から奥側に向けて搬送されていく。   After the K developer transported to the vicinity of the front side end of the first screw member 10K enters the second transport chamber through the communication opening provided near the front end of the partition wall in the figure. The second screw member 11K is held in the spiral blade. Then, as the second screw member 11K is driven to rotate, the second screw member 11K is conveyed from the front side to the back side while being stirred in the rotation direction.

第2搬送室内において、ケーシングの下壁には図示しないトナー濃度センサが設けられており、第2搬送室内のK現像剤のKトナー濃度を検知する。Kトナー濃度センサとしては、透磁率センサからなるものが用いられている。Kトナーと磁性キャリアとを含有するK現像剤の透磁率は、Kトナー濃度と相関関係があるため、透磁率センサは、Kトナー濃度を検知していることになる。   In the second transfer chamber, a toner concentration sensor (not shown) is provided on the lower wall of the casing, and detects the K toner concentration of the K developer in the second transfer chamber. As the K toner density sensor, a sensor composed of a magnetic permeability sensor is used. Since the magnetic permeability of the K developer containing K toner and magnetic carrier has a correlation with the K toner concentration, the magnetic permeability sensor detects the K toner concentration.

本プリンタには、Y,M,C,K用の現像装置の第2収容室内にY,M,C,Kトナーをそれぞれ個別に補給するための図示しないY,M,C,Kトナー補給手段が設けられている。そして、プリンタの制御部は、RAMに、Y,M,C,Kトナー濃度検知センサからの出力電圧値の目標値であるY,M,C,K用のVtrefを記憶している。Y,M,C,Kトナー濃度検知センサからの出力電圧値と、Y,M,C,K用のVtrefとの差が所定値を超えた場合には、その差に応じた時間だけY,M,C,Kトナー補給手段を駆動する。これにより、Y,M,C,K用の現像装置における第2搬送室内にY,M,C,Kトナーが補給される。   In this printer, Y, M, C, and K toner replenishing means (not shown) for individually replenishing Y, M, C, and K toners in the second storage chamber of the developing device for Y, M, C, and K, respectively. Is provided. The printer control unit stores Vtref for Y, M, C, and K, which are target values of output voltage values from the Y, M, C, and K toner density detection sensors, in the RAM. When the difference between the output voltage value from the Y, M, C, K toner density detection sensor and the Vtref for Y, M, C, K exceeds a predetermined value, the Y, M, C, K toner is detected for the time corresponding to the difference. M, C, K toner supply means is driven. As a result, Y, M, C, and K toners are replenished into the second transfer chamber of the developing device for Y, M, C, and K.

現像部12K内に収容されている現像ロール9Kは、第1スクリュウ部材10Kに対向しているとともに、ケーシングに設けられた開口を通じて、感光体2Kにも対向している。また、現像ロール9Kは、回転駆動される非磁性パイプからなる筒状の現像スリーブと、これの内部にスリーブと連れ回らないように固定されたマグネットローラとを具備している。そして、第1スクリュウ部材10Kから供給されるK現像剤をマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に担持しながら、スリーブの回転に伴って、感光体2Kに対向する現像領域に搬送する。   The developing roll 9K accommodated in the developing unit 12K faces the first screw member 10K and also faces the photoreceptor 2K through an opening provided in the casing. The developing roll 9K includes a cylindrical developing sleeve made of a nonmagnetic pipe that is rotationally driven, and a magnet roller that is fixed inside the developing roll 9K so as not to rotate with the sleeve. Then, the K developer supplied from the first screw member 10K is carried on the sleeve surface by the magnetic force generated by the magnet roller, and is conveyed to the developing region facing the photoreceptor 2K as the sleeve rotates.

現像スリーブには、トナーと同極性であって、感光体2Kの静電潜像よりも大きく、且つ感光体2Kの一様帯電電位よりも小さな現像バイアスが印加されている。これにより、現像スリーブと感光体2Kの静電潜像との間には、現像スリーブ上のKトナーを静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブと感光体2Kの地肌部との間には、現像スリーブ上のKトナーをスリーブ表面に向けて移動させる非現像ポテンシャルが作用する。それら現像ポテンシャル及び非現像ポテンシャルの作用により、現像スリーブ上のKトナーが感光体2Kの静電潜像に選択的に転移して、静電潜像をKトナー像に現像する。   A developing bias having the same polarity as the toner and larger than the electrostatic latent image of the photosensitive member 2K and smaller than the uniform charging potential of the photosensitive member 2K is applied to the developing sleeve. As a result, a developing potential for electrostatically moving the K toner on the developing sleeve toward the electrostatic latent image acts between the developing sleeve and the electrostatic latent image on the photoreceptor 2K. Further, a non-developing potential that moves K toner on the developing sleeve toward the sleeve surface acts between the developing sleeve and the background portion of the photoreceptor 2K. By the action of the developing potential and the non-developing potential, the K toner on the developing sleeve is selectively transferred to the electrostatic latent image on the photoreceptor 2K, and the electrostatic latent image is developed into the K toner image.

図1において、Y,M,C用の画像形成ユニット1Y,M,Cにおいても、K用の画像形成ユニット1Kと同様にして、感光体2Y,M,C上にY,M,Cトナー像が形成される。   In FIG. 1, Y, M, and C image forming units 1Y, M, and C are also Y, M, and C toner images on the photoreceptors 2Y, M, and C in the same manner as the K image forming unit 1K. Is formed.

画像形成ユニット1Y,M,C,Kの上方には、潜像書込手段たる光書込ユニット80が配設されている。この光書込ユニット80は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体2Y,M,C,Kを光走査する。この光走査により、感光体2Y,M,C,K上にY,M,C,K用の静電潜像が形成される。具体的には、感光体2Yの一様帯電した表面の全域のうち、レーザー光が照射された箇所は、電位を減衰せしめる。これにより、レーザー照射箇所の電位が、それ以外の箇所(地肌部)の電位よりも小さい静電潜像となる。なお、光書込ユニット80は、光源から発したレーザー光Lを、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。LEDアレイの複数のLEDから発したLED光によって光書込を行うものを採用してもよい。   Above the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, an optical writing unit 80 serving as a latent image writing unit is disposed. The optical writing unit 80 optically scans the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K with laser light emitted from a laser diode based on image information sent from an external device such as a personal computer. By this optical scanning, electrostatic latent images for Y, M, C, and K are formed on the photoreceptors 2Y, M, C, and K. Specifically, the portion of the uniformly charged surface of the photoreceptor 2Y that has been irradiated with laser light attenuates the potential. Thereby, an electrostatic latent image is obtained in which the potential of the laser irradiation portion is smaller than the potential of the other portion (background portion). The optical writing unit 80 irradiates the photosensitive member through a plurality of optical lenses and mirrors while polarizing the laser light L emitted from the light source in the main scanning direction by a polygon mirror rotated by a polygon motor (not shown). To do. You may employ | adopt what performs optical writing by the LED light emitted from several LED of the LED array.

画像形成ユニット1Y,M,C,Kの下方には、無端状の中間転写ベルト31を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写装置としての転写ユニット30が配設されている。転写ユニット31は、像担持体たる中間転写ベルト31の他に、駆動ローラ32、2次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34、4つの1次転写ローラ35Y,M,C,K、ニップ形成ローラ36、ベルトクリーニング装置37、濃度センサ38などを有している。   Below the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, a transfer unit 30 is disposed as a transfer device that moves the endless intermediate transfer belt 31 endlessly in the counterclockwise direction in the drawing. . In addition to the intermediate transfer belt 31 as an image carrier, the transfer unit 31 includes a drive roller 32, a secondary transfer back roller 33, a cleaning backup roller 34, four primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, 35K, and a nip forming roller. 36, a belt cleaning device 37, a density sensor 38, and the like.

中間転写ベルト31は、そのループ内側に配設された駆動ローラ32、2次転写裏面ローラ33、クリーニングバックアップローラ34、及び4つの1次転写ローラ35Y,M,C,Kによって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ32の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。中間転写ベルト31としては、次のような特性を有するものを用いている。即ち、厚みは20[μm]〜200[μm]、好ましくは60[μm]程度である。また、体積抵抗率は1e6[Ωcm]〜1e12[Ωcm]、好ましくは約1e9[Ωcm]程度である(三菱化学製ハイレスタ−UP MCP HT45にて、印加電圧100Vの条件で測定)。また、材料は、カーボン分散ポリイミド樹脂からなる。   The intermediate transfer belt 31 is stretched by a drive roller 32, a secondary transfer back roller 33, a cleaning backup roller 34, and four primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, and 35K disposed inside the loop. . Then, it is moved endlessly in the same direction by the rotational force of the driving roller 32 that is driven to rotate counterclockwise in the figure by a driving means (not shown). As the intermediate transfer belt 31, a belt having the following characteristics is used. That is, the thickness is about 20 [μm] to 200 [μm], preferably about 60 [μm]. Further, the volume resistivity is about 1e6 [Ωcm] to 1e12 [Ωcm], preferably about 1e9 [Ωcm] (measured with Mitsubishi Chemical Hiresta UP MCP HT45 under an applied voltage of 100 V). The material is made of carbon-dispersed polyimide resin.

4つの1次転写ローラ35Y,M,C,Kは、無端移動せしめられる中間転写ベルト31を感光体2Y,M,C,Kとの間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト31のおもて面と、感光体2Y,M,C,Kとが当接するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成されている。1次転写ローラ35Y,M,C,Kには、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ1次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体2Y,M,C,K上のY,M,C,Kトナー像と、1次転写ローラ35Y,M,C,Kとの間に転写電界が形成される。Y用の感光体2Y表面に形成されたYトナーは、感光体2Yの回転に伴ってY用の1次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、感光体2Y上から中間転写ベルト31上に1次転写される。このようにしてYトナー像が1次転写せしめられた中間転写ベルト31は、その後、M,C,K用の1次転写ニップを順次通過する。そして、感光体2M,C,K上のM,C,Kトナー像が、Yトナー像上に順次重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせの1次転写により、中間転写ベルト31上には4色重ね合わせトナー像が形成される。   The four primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, and 35K sandwich an intermediate transfer belt 31 that can be moved endlessly between the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K. As a result, primary transfer nips for Y, M, C, and K in which the front surface of the intermediate transfer belt 31 and the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K abut are formed. A primary transfer bias is applied to the primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, and 35K by a transfer bias power source (not shown). As a result, a transfer electric field is formed between the Y, M, C, and K toner images on the photoreceptors 2Y, M, C, and K and the primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, and 35K. The Y toner formed on the surface of the Y photoconductor 2Y enters the Y primary transfer nip as the photoconductor 2Y rotates. Then, the image is primarily transferred from the photoreceptor 2Y to the intermediate transfer belt 31 by the action of the transfer electric field and nip pressure. The intermediate transfer belt 31 on which the Y toner image has been primarily transferred in this manner sequentially passes through the M, C, and K primary transfer nips. Then, the M, C, and K toner images on the photoreceptors 2M, C, and K are sequentially superimposed and superimposed on the Y toner image. A four-color superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt 31 by this superimposing primary transfer.

1次転写ローラ35Y,M,C,Kは、金属製の芯金と、これの表面上に固定された導電性のスポンジ層とを具備している弾性ローラからなり、次のような特性を有している。即ち、外形は16[mm]である。また、心金の径は10[mm]である。また、接地された外径30[mm]の金属ローラを10[N]の力でスポンジ層に押し当てた状態で、1次転写ローラ心金に1000[V]の電圧を印加したときに流れる電流Iから、オームの法則(R=V/I)に基づいて算出したスポンジ層の抵抗Rは、約3E7Ωである。このような1次転写ローラ35Y,M,C,Kに対して、1次転写バイアスを定電流制御で印加する。なお、1次転写ローラ35Y,M,C,Kに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。   The primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, 35K are made of an elastic roller having a metal core and a conductive sponge layer fixed on the surface thereof, and have the following characteristics. Have. That is, the outer shape is 16 [mm]. The diameter of the mandrel is 10 [mm]. Further, when a grounded metal roller having an outer diameter of 30 [mm] is pressed against the sponge layer with a force of 10 [N], it flows when a voltage of 1000 [V] is applied to the primary transfer roller mandrel. The resistance R of the sponge layer calculated from the current I based on Ohm's law (R = V / I) is about 3E7Ω. A primary transfer bias is applied to such primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, 35K by constant current control. In place of the primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, 35K, a transfer charger or a transfer brush may be employed.

転写ユニット30のニップ形成ローラ36は、中間転写ベルト31のループ外側に配設されており、ループ内側の2次転写裏面ローラ33との間に中間転写ベルト31を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト31のおもて面と、ニップ形成ローラ36とが当接する2次転写ニップが形成されている。ニップ形成ローラ36は接地されているのに対し、2次転写裏面ローラ33には、2次転写バイアス電源39によって2次転写バイアスが印加される。これにより、2次転写裏面ローラ33とニップ形成ローラ36との間に、マイナス極性のトナーを2次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に向けて静電移動させる2次転写電界が形成される。   The nip forming roller 36 of the transfer unit 30 is disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 31, and the intermediate transfer belt 31 is sandwiched between the secondary transfer back roller 33 inside the loop. As a result, a secondary transfer nip where the front surface of the intermediate transfer belt 31 and the nip forming roller 36 abut is formed. While the nip forming roller 36 is grounded, a secondary transfer bias is applied to the secondary transfer back roller 33 by a secondary transfer bias power source 39. As a result, a secondary transfer electric field is formed between the secondary transfer back roller 33 and the nip forming roller 36 to electrostatically move the negative polarity toner from the secondary transfer back roller 33 side toward the nip forming roller 36 side. Is done.

2次転写バイアス電源39は、直流電源と交流電源とを有しており、2次転写バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳せしめたものを出力することができる。2次転写バイアス電源39から2次転写裏面ローラ33に印加される電圧における交流電圧の周波数fなどの制御パラメータは、中間転写ベルト31上の画像面積率に応じて制御される。この制御については、後に詳述する。   The secondary transfer bias power supply 39 has a DC power supply and an AC power supply, and can output a DC voltage superposed with an AC voltage as a secondary transfer bias. Control parameters such as the frequency f of the AC voltage in the voltage applied from the secondary transfer bias power source 39 to the secondary transfer back roller 33 are controlled according to the image area ratio on the intermediate transfer belt 31. This control will be described in detail later.

転写ユニット31の下方には、記録紙Pを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット100が配設されている。この給紙カセット100は、紙束の一番上の記録紙Pに給紙ローラ100aを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録紙Pを給紙路に向けて送り出す。給紙路の末端付近には、レジストローラ対101が配設されている。このレジストローラ対101は、給紙カセット100から送り出された記録紙Pをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録紙Pを2次転写ニップ内で中間転写ベルト31上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Pを2次転写ニップに向けて送り出す。2次転写ニップで記録紙Pに密着せしめられた中間転写ベルト31上の4色重ね合わせトナー像は、2次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙P上に一括2次転写されてフルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録紙Pは、2次転写ニップを通過すると、ニップ形成ローラ36や中間転写ベルト31から曲率分離する。   Below the transfer unit 31, a paper feed cassette 100 that stores a plurality of recording papers P in a stacked state is disposed. In this paper feed cassette 100, a paper feed roller 100a is brought into contact with the top recording paper P of the paper bundle, and this recording paper P is fed into the paper feed path by being driven to rotate at a predetermined timing. Send it out. A registration roller pair 101 is disposed near the end of the paper feed path. The registration roller pair 101 stops the rotation of both rollers as soon as the recording paper P delivered from the paper feed cassette 100 is sandwiched between the rollers. Then, rotation driving is resumed at a timing at which the sandwiched recording paper P can be synchronized with the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 31 in the secondary transfer nip, and the recording paper P is directed to the secondary transfer nip. Send it out. The four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 31 brought into close contact with the recording paper P at the secondary transfer nip is secondarily transferred onto the recording paper P by the action of the secondary transfer electric field and the nip pressure to be a full color toner. Become a statue. The recording paper P having the full-color toner image formed on the surface in this manner is separated from the nip forming roller 36 and the intermediate transfer belt 31 by the curvature when passing through the secondary transfer nip.

2次転写裏面ローラ33は、次のような特性を有している。即ち、外径は約24[mm]である。また、芯金の径は約16[mm]である。芯金の表面には、導電性のNBR系ゴム層が被覆されており、その抵抗Rは1e6[Ω]〜1e12[Ω]、好ましくは約4E7[Ω]である。抵抗Rは、1次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。   The secondary transfer back roller 33 has the following characteristics. That is, the outer diameter is about 24 [mm]. The diameter of the cored bar is about 16 [mm]. The surface of the metal core is covered with a conductive NBR rubber layer, and its resistance R is 1e6 [Ω] to 1e12 [Ω], preferably about 4E7 [Ω]. The resistance R is a value measured by the same method as that for the primary transfer roller.

ニップ形成ローラ36は、次のような特性を有している。即ち、外径は約24[mm]である。また、芯金の径は約14[mm]である。芯金の表面には、導電性のNBR系ゴム層が被覆されており、その抵抗Rは1E6Ω以下である。抵抗Rは、1次転写ローラと同様の方法によって測定された値である。   The nip forming roller 36 has the following characteristics. That is, the outer diameter is about 24 [mm]. The diameter of the cored bar is about 14 [mm]. The surface of the metal core is covered with a conductive NBR rubber layer, and its resistance R is 1E6Ω or less. The resistance R is a value measured by the same method as that for the primary transfer roller.

ニップ形成ローラ36よりも紙搬送方向の下流側には、用紙分離補助のための分離装置150が配設されている。この分離装置150は、2次転写ニップから送り出されてくる記録紙Pに対して鋸歯状の除電針の先端を接触せながら、交流電圧に直流電圧を重畳した分離バイアスを印加することで、ニップ形成ローラ36からの記録紙Pの分離を促す。   A separation device 150 for assisting paper separation is disposed downstream of the nip forming roller 36 in the paper conveyance direction. The separation device 150 applies a separation bias obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage while contacting the tip of the sawtooth-shaped static elimination needle with respect to the recording paper P fed from the secondary transfer nip. The separation of the recording paper P from the forming roller 36 is urged.

2次転写バイアス電源39の出力端子は、ニップ形成ローラ36の芯金に接続されている。ニップ形成ローラ36の芯金の電位は、2次転写バイアス電源39からの出力電圧値とほぼ同じ値になる。また、2次転写裏面ローラ33については、その芯金を接地(アース接続)している。なお、重畳バイアスを2次転写裏面ローラ33の芯金に印加しつつ、ニップ形成ローラ36の芯金を接地する代わりに、重畳バイアスをニップ形成ローラ36の芯金に印加しつつ、2次転写裏面ローラ33の芯金を接地してもよい。この場合、直流電圧の極性を異ならせる。具体的には、図示のように、マイナス極性のトナーを用い且つニップ形成ローラ36を接地した条件で、2次転写裏面ローラ33に重畳バイアスを印加する場合には、直流電圧としてトナーと同じマイナス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーと同じマイナス極性にする。これに対し、2次転写裏面ローラ33を接地し、且つ重畳バイアスをニップ形成ローラ36に印加する場合には、直流電圧としてトナーとは逆のプラス極性のものを用いて、重畳バイアスの時間平均の電位をトナーとは逆のプラス極性にする。重畳バイアスを2次転写裏面ローラ33やニップ形成ローラ36に印加する代わりに、直流電圧を何れか一方のローラに印加するとともに、交流電圧を他方のローラに印加してもよい。交流電圧としては、後に図3を用いて説明するように、正弦波(サイン波)のものを採用しているが、後述するように、直流電圧に重畳する交流電圧の波形はサイン波でも矩形波でも、三角波でも、台形波でも構わない。また、Dutyが50%でない、波形を用いることも可能である。   The output terminal of the secondary transfer bias power source 39 is connected to the core metal of the nip forming roller 36. The potential of the core metal of the nip forming roller 36 is almost the same as the output voltage value from the secondary transfer bias power source 39. Further, the core metal of the secondary transfer back roller 33 is grounded (ground connection). Instead of grounding the core of the nip forming roller 36 while applying the superimposed bias to the core of the secondary transfer back roller 33, the secondary transfer is performed while applying the superimposed bias to the core of the nip forming roller 36. The core metal of the back roller 33 may be grounded. In this case, the polarity of the DC voltage is varied. Specifically, as shown in the figure, when a superimposed bias is applied to the secondary transfer back surface roller 33 under the condition that negative polarity toner is used and the nip forming roller 36 is grounded, the DC voltage is the same as that of the toner. Using the polarity, the time average potential of the superimposed bias is set to the same negative polarity as that of the toner. On the other hand, when the secondary transfer back surface roller 33 is grounded and the superimposed bias is applied to the nip forming roller 36, a DC voltage having a positive polarity opposite to that of the toner is used, and the time average of the superimposed bias is used. Is set to a positive polarity opposite to that of the toner. Instead of applying the superimposed bias to the secondary transfer back roller 33 or the nip forming roller 36, a DC voltage may be applied to one of the rollers and an AC voltage may be applied to the other roller. As will be described later with reference to FIG. 3, a sine wave (sine wave) is adopted as the AC voltage. However, as will be described later, the waveform of the AC voltage superimposed on the DC voltage is rectangular even if it is a sine wave. It can be a wave, a triangular wave, or a trapezoidal wave. It is also possible to use a waveform whose duty is not 50%.

2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト31には、記録紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、中間転写ベルト31のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置37によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト31のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ34は、ベルトクリーニング装置37によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。   Untransferred toner that has not been transferred to the recording paper P adheres to the intermediate transfer belt 31 after passing through the secondary transfer nip. This is cleaned from the belt surface by a belt cleaning device 37 in contact with the front surface of the intermediate transfer belt 31. A cleaning backup roller 34 disposed inside the loop of the intermediate transfer belt 31 backs up the cleaning of the belt by the belt cleaning device 37 from the inside of the loop.

濃度センサ38は、中間転写ベルト31のループ外側に配設されている。そして、中間転写ベルト31の周方向における全域のうち、接地された駆動ローラ32に対する掛け回し箇所に対して、約4[mm]の間隙を介して対向している。この状態で、中間転写ベルト31上に1次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の単位面積あたりのトナー付着量(画像濃度)を測定する。   The density sensor 38 is disposed outside the loop of the intermediate transfer belt 31. In the entire area of the intermediate transfer belt 31 in the circumferential direction, the intermediate transfer belt 31 is opposed to the grounded driving roller 32 with a gap of about 4 mm. In this state, when the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer belt 31 enters a position facing itself, the toner adhesion amount (image density) per unit area of the toner image is measured.

2次転写ニップよりも紙搬送方向の下流側には、定着装置90が配設されている。この定着装置90は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ91と、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ92とによって定着ニップを形成している。定着装置90内に送り込まれた記録紙Pは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ91に密着させる姿勢で、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化さしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。定着装置90内から排出された記録紙Pは、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。その後、不図示のフィニッシャによって画像面が下向きになるような形で排紙トレイに排出される。フィニッシャによって画像面を下向きにするのは、セキュリティやプライバシに対する配慮である。   A fixing device 90 is disposed downstream of the secondary transfer nip in the paper conveyance direction. The fixing device 90 forms a fixing nip with a fixing roller 91 containing a heat source such as a halogen lamp and a pressure roller 92 that rotates while contacting with the fixing roller 91 with a predetermined pressure. The recording paper P fed into the fixing device 90 is sandwiched between the fixing nips in such a posture that the unfixed toner image carrying surface is in close contact with the fixing roller 91. Then, the toner in the toner image is softened by the influence of heating and pressurization, and the full color image is fixed. The recording paper P discharged from the fixing device 90 passes through a post-fixing conveyance path and is then discharged outside the apparatus. Thereafter, the sheet is discharged to a sheet discharge tray by a finisher (not shown) so that the image surface faces downward. It is security and privacy considerations that the image surface is directed downward by the finisher.

図3は、2次転写バイアス電源39から出力される重畳バイアスからなる2次転写バイアスの波形の一例を示す波形図である。同図において、2次転写バイアスは、上述したように、2次転写裏面ローラの芯金に印加される。また、上述したように、2次転写裏面ローラの芯金に2次転写バイスが印加されると、第1部材たる2次転写裏面ローラの芯金と、第2部材たるニップ形成ローラの芯金との間に、電位差が発生する。よって、2次転写バイアス電源39は、電位差発生手段としても機能している。なお、電位差は、絶対値として取り扱われることが一般的であるが、本稿では、極性付きの値として取り扱うものとする。より詳しくは、2次転写裏面ローラの芯金の電位から、ニップ形成ローラの芯金の電位を差し引いた値を、電位差として取り扱うことにする。かかる電位差の時間平均値は、実施形態のように、トナーとしてマイナス極性のものを用いる構成では、その極性がマイナスになった場合に、ニップ形成ローラの電位を2次転写裏面ローラの電位よりもトナーの帯電極性とは逆極性側(本例ではプラス側)に大きくすることになる。よって、トナーを2次転写裏面ローラ側からニップ形成ローラ側に静電移動させることになる。   FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the waveform of the secondary transfer bias composed of the superimposed bias output from the secondary transfer bias power source 39. In the figure, the secondary transfer bias is applied to the core metal of the secondary transfer back roller as described above. In addition, as described above, when the secondary transfer vice is applied to the core of the secondary transfer back roller, the core of the secondary transfer back roller as the first member and the core of the nip forming roller as the second member A potential difference occurs between the two. Therefore, the secondary transfer bias power supply 39 also functions as a potential difference generating unit. The potential difference is generally handled as an absolute value, but in this paper, it is treated as a value with polarity. More specifically, a value obtained by subtracting the potential of the core metal of the nip forming roller from the potential of the core metal of the secondary transfer back roller is treated as a potential difference. In the configuration using a negative polarity toner as in the embodiment, the time average value of the potential difference is set such that the potential of the nip forming roller is higher than the potential of the secondary transfer back roller when the polarity becomes negative. The toner is increased on the side opposite to the charged polarity of the toner (in this example, on the plus side). Therefore, the toner is electrostatically moved from the secondary transfer back roller side to the nip forming roller side.

同図において、オフセット電圧Voffは、2次転写バイアスの直流成分の値である。また、ピークツウピーク電圧Vppは、2次転写バイアスの交流成分のピークツウピーク電圧である。実施形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、2次転写バイアスは、オフセット電圧Voffとピークツウピーク電圧Vppとを重畳したものであり、その時間平均値はオフセット電圧Voffと同じ値になる。また、実施形態に係るプリンタにおいては、既に述べたように、2次転写バイアスを2次転写裏面ローラの芯金に印加し、且つニップ形成ローラの芯金を接地している(0V)。よって、2次転写裏面ローラの芯金の電位は、そのまま両芯金の電位差となる。そして、両芯金の電位差は、オフセット電圧Voffと同じ値の直流成分と、ピークツウピーク電圧Vppと同じ値の交流成分とから構成される。   In the figure, the offset voltage Voff is the value of the DC component of the secondary transfer bias. The peak-to-peak voltage Vpp is the peak-to-peak voltage of the AC component of the secondary transfer bias. In the printer according to the embodiment, as described above, the secondary transfer bias is obtained by superimposing the offset voltage Voff and the peak-to-peak voltage Vpp, and the time average value thereof is the same value as the offset voltage Voff. . In the printer according to the embodiment, as described above, the secondary transfer bias is applied to the core metal of the secondary transfer back roller, and the core metal of the nip forming roller is grounded (0 V). Therefore, the potential of the core metal of the secondary transfer back roller becomes the potential difference between both core bars as it is. The potential difference between the metal cores is composed of a DC component having the same value as the offset voltage Voff and an AC component having the same value as the peak-to-peak voltage Vpp.

同図に示されるように、実施形態に係るプリンタでは、オフセット電圧Voffとして、マイナス極性のものを採用している。2次転写裏面ローラ33に印加される2次転写バイアスのオフセット電圧Voffの極性をマイナスにすることで、2次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーを2次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に相対的に押し出すことが可能になる。2次転写バイスの極性がトナーと同じマイナス極性になっているときには、2次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーを2次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に静電的に押し出す。これにより、中間転写ベルト31上のトナーを記録紙P上に転移させる。一方、2次転写バイアスの極性がトナーとは逆のプラス極性になっているときには、2次転写ニップ内において、マイナス極性のトナーをニップ形成ローラ36側から2次転写裏面ローラ33側に向けて静電的に引き寄せる。これにより、記録紙Pに転移させたトナーを中間転写ベルト31側に再び引き寄せる。但し、2次転写バイアスの時間平均値(本例ではオフセット電圧Voffと同じ値)がマイナス極性であるので、相対的には、トナーは2次転写裏面ローラ33側からニップ形成ローラ36側に静電的に押し出されるのである。なお、同図において、戻り電位ピーク値Vrは、トナーとは逆極性であるプラス側のピーク値を示している。   As shown in the figure, the printer according to the embodiment employs a negative polarity as the offset voltage Voff. By making the polarity of the offset voltage Voff of the secondary transfer bias applied to the secondary transfer back roller 33 negative, the negative polarity toner is transferred from the secondary transfer back roller 33 side to the nip forming roller in the secondary transfer nip. It becomes possible to extrude to the 36 side relatively. When the secondary transfer vice has the same negative polarity as the toner, the negative polarity toner is electrostatically pushed out from the secondary transfer back roller 33 side to the nip forming roller 36 side in the secondary transfer nip. As a result, the toner on the intermediate transfer belt 31 is transferred onto the recording paper P. On the other hand, when the polarity of the secondary transfer bias is a positive polarity opposite to that of the toner, the negative polarity toner is directed from the nip forming roller 36 side to the secondary transfer back surface roller 33 side in the secondary transfer nip. Pulls electrostatically. As a result, the toner transferred to the recording paper P is attracted again to the intermediate transfer belt 31 side. However, since the time average value of the secondary transfer bias (in this example, the same value as the offset voltage Voff) has a negative polarity, the toner is relatively static from the secondary transfer back roller 33 side to the nip forming roller 36 side. It is pushed out electrically. In the figure, the return potential peak value Vr indicates a positive peak value having a polarity opposite to that of the toner.

本プリンタでは、2次転写バイアスの交流電圧として、正弦波状の特性のものを採用しているが、交流電圧の波形は正弦波に限定されるものではない。矩形波、三角波、台形状波形など、正弦波とは異なる波形のものを採用してもよい。更に、デューティ比を変化させた波形を用いても良い。交流電圧によって所定周期で極性を反転させる交番電界からなる2次転写電界を2次転写ニップに形成することで、2次転写ニップ内でトナー粒子が中間転写ベルト31表面と記録紙P表面との間で往復移動する。   Although this printer employs a sinusoidal characteristic as the AC voltage of the secondary transfer bias, the waveform of the AC voltage is not limited to a sine wave. A wave having a waveform different from a sine wave, such as a rectangular wave, a triangular wave, or a trapezoidal waveform, may be employed. Further, a waveform with a changed duty ratio may be used. By forming a secondary transfer electric field consisting of an alternating electric field whose polarity is inverted at a predetermined period by an AC voltage in the secondary transfer nip, toner particles are transferred between the surface of the intermediate transfer belt 31 and the surface of the recording paper P in the secondary transfer nip. Reciprocate between.

図4は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御手段たる制御部60は、演算手段たるCPU60a(Central Processing Unit)を有している。また、不揮発性メモリたるRAM60c(Random Access Memory)、一時記憶手段たるROM60b(Read Only Memory)、フラッシュメモリ60d等も有している。装置全体の制御を司る制御部60には、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、主要な機器やセンサだけを示している。   FIG. 4 is a block diagram showing a part of the electric circuit of the printer. In the figure, a control unit 60 as control means has a CPU 60a (Central Processing Unit) as calculation means. Further, it also has a RAM 60c (Random Access Memory) as a nonvolatile memory, a ROM 60b (Read Only Memory) as a temporary storage means, a flash memory 60d, and the like. Various devices and sensors are connected to the control unit 60 that controls the entire apparatus, but only the main devices and sensors are shown in FIG.

1次転写電源81Y,M,C,Kは、1次転写ローラ35Y,M,C,Kに印加するための1次転写バイアスを出力するものである。また、2次転写電源39は、2次転写裏面ローラ33に印加するための2次転写バイスを出力するものである。   The primary transfer power supplies 81Y, 81M, 81C, 81K output a primary transfer bias to be applied to the primary transfer rollers 35Y, 35M, 35C, 35K. The secondary transfer power supply 39 outputs a secondary transfer vise for application to the secondary transfer back roller 33.

制御部60は,RAM60cやROM60b内に記憶している制御プログラムに基づいて、各手段の制御を行っている。そして、画像データに基づいて、各色(Y、C、M、K)のトナーの、LD露光の各副走査位置における、感光体上の画像面積率と、それらの和である、中間転写ベルト上の画像面積率を演算する。   The control unit 60 controls each unit based on a control program stored in the RAM 60c or the ROM 60b. Then, based on the image data, on the intermediate transfer belt, which is the sum of the image area ratio on the photoconductor at each sub-scanning position of the LD exposure for each color (Y, C, M, K) toner. The image area ratio is calculated.

また、制御部60は、演算した画像面積率に基づいて、2次転写バイアスの交流電圧について周波数fの適正値を求め、その周波数fを実現する2次転写バイアス波形にするように、2次転写電源39を制御する。   Further, the control unit 60 obtains an appropriate value of the frequency f for the AC voltage of the secondary transfer bias based on the calculated image area ratio, and makes the secondary transfer bias waveform that realizes the frequency f a secondary transfer bias waveform. The transfer power supply 39 is controlled.

オペレーションパネル50は、図示しないタッチパネルや複数のキーボタンなどから構成され、タッチパネルの画面に画像を表示したり、タッチパネルやキーボタンによって操作者による入力操作を受け付けたりする。制御部60から送られてくる制御信号に基づいて、タッチパネルに画像を表示することができる。   The operation panel 50 includes a touch panel (not shown) and a plurality of key buttons. The operation panel 50 displays an image on the screen of the touch panel and receives an input operation by an operator using the touch panel and the key buttons. An image can be displayed on the touch panel based on a control signal sent from the control unit 60.

2次転写電源39は、2次転写バイアスを定電流制御で出力するものである。具体的には、制御部60から出力される電流目標値と同じ電流を出力する。制御部60は、中間転写ベルト31における周方向の全領域のうち、2次転写ニップに進入する区画、の画像面積率を算出する。具体的には、中間転写ベルト31の表面は、副走査方向(感光体やベルトの表面移動方向)において、ページの先頭を基準にして、600dpiの50画素分(約7.5ms毎)ずつの領域毎に理論上の区分けがなされる。そして、その区分けによる各区画(以下、「50ライン区画」という)には、それぞれ主走査方向に一直線上に並ぶ画素の集合からなる画素ラインが50ラインずつ含まれている。それぞれの画素ラインについては、全画素数に対する画像部(重ね合わせトナー像)の画素数の割合が画像面積率として求められる。そして、50個の画素ラインの画像面積率の平均値が、「50ライン区画」における画像面積率として求められる。   The secondary transfer power supply 39 outputs a secondary transfer bias by constant current control. Specifically, the same current as the current target value output from the control unit 60 is output. The control unit 60 calculates an image area ratio of a section that enters the secondary transfer nip in the entire circumferential region of the intermediate transfer belt 31. Specifically, the surface of the intermediate transfer belt 31 is 600 dpi 50 pixels (approximately every 7.5 ms) with respect to the top of the page in the sub-scanning direction (photosensitive member or belt surface moving direction). A theoretical division is made for each area. Each division (hereinafter referred to as “50 line division”) includes 50 pixel lines each consisting of a set of pixels arranged in a straight line in the main scanning direction. For each pixel line, the ratio of the number of pixels of the image portion (superposed toner image) to the total number of pixels is obtained as the image area ratio. Then, the average value of the image area ratios of the 50 pixel lines is obtained as the image area ratio in the “50 line section”.

より詳しくは、中間転写ベルト31の全領域のうち、2次転写ニップに進入する直前の領域であって、ベルト移動方向に50画素の大きさで区切った領域である「50ライン区画」の先端が、2次転写ニップの入口に所定の距離まで近づいたタイミング(以下、算出基準タイミングという)で、制御部60はその「50ライン区画」の画像面積率を算出する。例えば、前記算出基準タイミングに対し、所定の第1時間だけ遡ったタイミングから所定の第2時間だけ遡ったタイミングの間で光書込ユニットの80によってY用の感光体2Yに対して書き込まれたドット数に基づいて、その「50ライン区画」のYの画像面積率を算出する。また、前記算出基準タイミングに対し、所定の第3時間だけ遡ったタイミングから所定の第4時間だけ遡ったタイミングの間で光書込ユニットの80によってM用の感光体2Mに対して書き込まれたドット数に基づいて、その「50ライン区画」のMの画像面積率を算出する。また、前記算出基準タイミングに対し、所定の第5時間だけ遡ったタイミングから所定の第6時間だけ遡ったタイミングの間で光書込ユニットの80によってC用の感光体2Cに対して書き込まれたドット数に基づいて、その「50ライン区画」のCの画像面積率を算出する。また、前記算出基準タイミングに対し、所定の第7時間だけ遡ったタイミングから所定の第8時間だけ遡ったタイミングの間で光書込ユニットの80によってK用の感光体2Kに対して書き込まれたドット数に基づいて、その「50ライン区画」のKの画像面積率を算出する。そして、Y,M,C,Kの4つの画像面積率を累積した値を、その「50ライン区画」の画像面積率とする。このようにして画像面積率が求められた「50ライン区画」のベルト移動方向下流側には、次の「50ライン区画」が隣接している。次の「50ライン区画」の画像面積率については、次の「50ライン区画」の先端が、2次転写ニップの入口に所定の距離まで近づいたタイミング、即ち、次の「50ライン区画」についての算出基準タイミングで、画像面積率の算出を開始する。   More specifically, in the entire area of the intermediate transfer belt 31, the area immediately before entering the secondary transfer nip, which is an area divided by a size of 50 pixels in the belt moving direction, the leading end of the “50 line section”. However, the control unit 60 calculates the image area ratio of the “50 line section” at a timing (hereinafter referred to as a calculation reference timing) when approaching the entrance of the secondary transfer nip to a predetermined distance. For example, the optical writing unit 80 writes the data on the Y photoconductor 2Y between a timing that is back by a predetermined second time from a timing that is back by a predetermined first time with respect to the calculation reference timing. Based on the number of dots, the Y image area ratio of the “50 line section” is calculated. In addition, the optical writing unit 80 writes data on the M photoconductor 2M between the timing retroactive by a predetermined third time and the timing retroactive by a predetermined fourth time with respect to the calculation reference timing. Based on the number of dots, the image area ratio of M of the “50 line section” is calculated. In addition, the optical writing unit 80 writes the data to the C photoconductor 2C between the timing that is back by a predetermined sixth time from the timing that is back by a predetermined fifth time with respect to the calculation reference timing. Based on the number of dots, the image area ratio of C of the “50 line section” is calculated. In addition, the optical writing unit 80 writes the data to the K photoconductor 2K between the timing that is back by a predetermined eighth time from the timing that is back by a predetermined seventh time with respect to the calculation reference timing. Based on the number of dots, the K image area ratio of the “50 line section” is calculated. A value obtained by accumulating the four image area ratios of Y, M, C, and K is set as the image area ratio of the “50 line section”. The next “50 line section” is adjacent to the downstream side in the belt movement direction of the “50 line section” for which the image area ratio has been obtained in this way. Regarding the image area ratio of the next “50 line section”, the timing at which the tip of the next “50 line section” approaches the predetermined distance from the entrance of the secondary transfer nip, that is, the next “50 line section”. The calculation of the image area ratio is started at the calculation reference timing.

図5は、A3サイズの記録紙Pと、これの上に形成されたトナー像の第1例とを示す模式図である。2次転写ニップにおいて、記録紙Pは、図中の矢印の方向に搬送される。実施形態に係るプリンタにおいて、中間転写ベルト31の幅方向のサイズは、A3サイズの記録紙Pの短手方向サイズ(297mm)よりも少し大きい。2次転写ニップは、中間転写ベルト31と、ニップ形成ローラ36とが当接している領域であり、ニップ形成ローラ36のローラ部の長さは、中間転写ベルト31の幅よりも大きくなっている。よって、2次転写ニップのベルト幅方向の長さは、中間転写ベルト31の幅と同じであり、これは上述したようにA3サイズの記録紙Pの短手方向サイズよりも少し大きい。但し、実施形態に係るプリンタの制御部60は、便宜的に、2次転写ニップのベルト幅方向の長さを、A3サイズの記録紙Pの短手方向サイズと同じであるとみなして、ベルト上の50ライン区画の画像面積率を演算するようになっている。なお、2次転写ニップのベルト移動方向の長さである2次転写ニップ幅は、3[mm]である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an A3 size recording sheet P and a first example of a toner image formed thereon. In the secondary transfer nip, the recording paper P is conveyed in the direction of the arrow in the figure. In the printer according to the embodiment, the width of the intermediate transfer belt 31 in the width direction is slightly larger than the size in the short direction (297 mm) of the A3 size recording paper P. The secondary transfer nip is an area where the intermediate transfer belt 31 and the nip forming roller 36 are in contact with each other, and the length of the roller portion of the nip forming roller 36 is larger than the width of the intermediate transfer belt 31. . Therefore, the length of the secondary transfer nip in the belt width direction is the same as the width of the intermediate transfer belt 31, which is slightly larger than the short-side size of the A3-sized recording paper P as described above. However, the control unit 60 of the printer according to the embodiment regards the length of the secondary transfer nip in the belt width direction as the same as the size of the A3 size recording paper P in the short direction, for convenience. The image area ratio of the upper 50 line section is calculated. The secondary transfer nip width, which is the length of the secondary transfer nip in the belt moving direction, is 3 [mm].

同図の記録紙Pには、記録紙搬送方向に延在する短冊状のトナー像が形成されている。その記録紙搬送方向の長さは、220[mm]程度であり、図示のように、記録紙Pの長手方向の概ね半分くらいの領域に渡って延在している。トナー像は、Y,M,C,Kの4色のうち、何れか1色のトナーだけからなるベタ画像である。このトナー像の短手方向の長さは29.7[mm]であり、これは2次転写ニップのベルト幅方向の長さ(便宜上、297mmとみなしている)の1/10の値である。よって、記録紙搬送方向において、このトナー像が延在している領域の50ライン区画の画像面積率は10[%]である。中間転写ベルト31の周方向における全域のうち、図示のトナー像を担持している領域が2次転写ニップに進入する際には、50ライン区画の画像面積率が10[%]であると制御部60によって算出される。   A strip-shaped toner image extending in the recording sheet conveyance direction is formed on the recording sheet P in FIG. The length in the recording paper conveyance direction is about 220 [mm], and extends over approximately half of the longitudinal direction of the recording paper P as shown in the figure. The toner image is a solid image composed of only one of the four colors Y, M, C, and K. The length of the toner image in the short direction is 29.7 [mm], which is 1/10 of the length of the secondary transfer nip in the belt width direction (considered to be 297 mm for convenience). . Therefore, in the recording paper conveyance direction, the image area ratio of the 50-line section in the region where the toner image extends is 10 [%]. Of the entire area of the intermediate transfer belt 31 in the circumferential direction, when the region carrying the illustrated toner image enters the secondary transfer nip, the image area ratio of 50 line sections is controlled to be 10 [%]. Calculated by the unit 60.

図6は、A3サイズの記録紙Pと、これの上に形成されたトナー像の第2例とを示す模式図である。同図の記録紙Pには、記録紙搬送方向に延在する短冊状のトナー像が、搬送方向と直交する方向に所定の距離をおいて2つ形成されている。それらトナー像の記録紙搬送方向の長さは、それぞれ220[mm]程度であり、図示のように、互いに記録紙Pの長手方向の同じ領域内に延在している。2つのトナー像は、互いに異なる1色のトナーだけからなるベタ画像である。また、それらトナー像の短手方向の長さはそれぞれ29.7[mm]である。よって、記録紙搬送方向において、それらトナー像が延在している領域の50ライン区画の画像面積率は20[%]である。中間転写ベルト31の周方向における全域のうち、図示のトナー像を担持している領域が2次転写ニップに進入する際には、50ライン区画の画像面積率が20[%]であると制御部60によって算出される。   FIG. 6 is a schematic diagram showing an A3 size recording sheet P and a second example of a toner image formed thereon. On the recording paper P shown in the drawing, two strip-shaped toner images extending in the recording paper conveyance direction are formed at a predetermined distance in a direction orthogonal to the conveyance direction. The lengths of these toner images in the recording paper conveyance direction are each about 220 [mm], and extend in the same region in the longitudinal direction of the recording paper P as shown in the figure. The two toner images are solid images composed of only different color toners. The lengths of the toner images in the short direction are 29.7 [mm], respectively. Therefore, in the recording paper conveyance direction, the image area ratio of 50 line sections in the region where the toner images extend is 20 [%]. Of the entire area of the intermediate transfer belt 31 in the circumferential direction, when an area carrying the illustrated toner image enters the secondary transfer nip, the image area ratio of 50 line sections is controlled to be 20 [%]. Calculated by the unit 60.

なお、本プリンタにおいて、50ライン区画の画像面積率は、Y,M,C,Kの各色についてそれぞれ個別に算出したものの合計として求められる。よって、例えば、同図の2つのトナー像が、図示のように互いに独立しているものではなく、完全に重ね合わされた2色重ね合わせトナー像であったとしても、その2色重ね合わせトナー像についての50ライン区画の画像面積率は、10[%]ではなく、20[%]となる。   In this printer, the image area ratio of the 50-line section is obtained as the sum of those calculated individually for each color of Y, M, C, and K. Therefore, for example, even if the two toner images in the figure are not independent from each other as shown in the figure, but are two-color superimposed toner images that are completely superimposed, the two-color superimposed toner images The image area ratio of the 50-line section with respect to is 20 [%] instead of 10 [%].

次に、トナー像のトナー付着量とトナー粒子の往復移動回数との関係について本発明者らが行った観測実験について説明する。
本発明者らは、2次転写ニップ内におけるトナーの挙動を観測するために、特殊な観測実験装置を製造した。
Next, an observation experiment conducted by the present inventors on the relationship between the toner adhesion amount of the toner image and the number of reciprocating movements of the toner particles will be described.
The present inventors manufactured a special observation experimental apparatus in order to observe the behavior of the toner in the secondary transfer nip.

図7は、その観測実験装置を示す概略構成図である。この観測実験装置は、透明基板210、現像装置231、Zステージ220、照明241、顕微鏡242、高速度カメラ243、パーソナルコンピュータ244などを備えている。透明基板210は、ガラス板211と、これの下面に形成されたITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極212と、透明電極212の上に被覆された透明材料からなる透明絶縁層213とを具備している。この透明基板210は、図示しない基板支持手段によって所定の高さ位置で支持されている。この基板支持手段は、図示しない移動機構によって図中上下左右方向に移動することが可能である。図示の例では、透明基板210が金属版215を載置したZステージ220の上に位置しているが、基板支持手段の移動により、Zステージ220の側方に配設された現像装置231の真上に移動することも可能である。なお、透明基板212の透明電極212は、基板支持手段に固定された電極に接続され、この電極は接地されている。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the observation experimental apparatus. This observation experimental apparatus includes a transparent substrate 210, a developing device 231, a Z stage 220, an illumination 241, a microscope 242, a high-speed camera 243, a personal computer 244, and the like. The transparent substrate 210 includes a glass plate 211, a transparent electrode 212 made of ITO (Indium Tin Oxide) formed on the lower surface thereof, and a transparent insulating layer 213 made of a transparent material coated on the transparent electrode 212. doing. The transparent substrate 210 is supported at a predetermined height by substrate support means (not shown). This substrate support means can be moved in the vertical and horizontal directions in the drawing by a moving mechanism (not shown). In the illustrated example, the transparent substrate 210 is positioned on the Z stage 220 on which the metal plate 215 is placed. However, the movement of the substrate support means causes the developing device 231 disposed on the side of the Z stage 220 to move. It is also possible to move directly above. The transparent electrode 212 of the transparent substrate 212 is connected to an electrode fixed to the substrate support means, and this electrode is grounded.

現像装置231は、実施形態に係るプリンタの現像装置と同様の構成になっており、スクリュウ部材232、現像ロール233、ドクターブレード234などを有している。現像ロール233は、電源235によって現像バイアスが印加された状態で回転駆動される。   The developing device 231 has the same configuration as the developing device of the printer according to the embodiment, and includes a screw member 232, a developing roll 233, a doctor blade 234, and the like. The developing roll 233 is rotationally driven in a state where a developing bias is applied by the power source 235.

透明基板210が基板支持手段の移動により、現像装置231の真上で且つ現像ロール233に対して所定のギャップを介して対向する位置まで所定の速度で移動せしめられると、現像ロール233上のトナーが透明基板210の透明電極212上に転移する。これにより、透明基板210の透明電極212上には所定の厚みのトナー層216が形成される。トナー層216に対する単位面積あたりのトナー付着量は、現像剤のトナー濃度、トナーの帯電量、現像バイアス値、基板210と現像ロール233とのギャップ、透明基板210の移動速度、現像ロール233の回転速度などによって調整することができる。   When the transparent substrate 210 is moved at a predetermined speed to a position directly above the developing device 231 and facing the developing roll 233 via a predetermined gap by the movement of the substrate support means, the toner on the developing roll 233 Is transferred onto the transparent electrode 212 of the transparent substrate 210. As a result, a toner layer 216 having a predetermined thickness is formed on the transparent electrode 212 of the transparent substrate 210. The toner adhesion amount per unit area with respect to the toner layer 216 includes the developer toner density, the toner charge amount, the developing bias value, the gap between the substrate 210 and the developing roll 233, the moving speed of the transparent substrate 210, and the rotation of the developing roll 233. The speed can be adjusted.

トナー層216が形成された透明基板210は、平面状の金属板215上に導電性接着剤で貼り付された記録紙214との対向位置まで平行移動せしめられる。金属板215は、加重センサが設けられた基板221上に設置され、基板221はZステージ220上に設置されている。また、金属板215は、電圧増幅器217に接続されている。電圧増幅器217には、波形発生装置218によって直流電圧及び交番電圧からなる転写バイアスが入力され、金属板215には電圧増幅器217によって増幅された転写バイアスが印加される。Zステージ220を駆動制御して金属板215を上昇させると、記録用紙214がトナー層216と接触し始める。金属板215を更に上昇させ、記録用紙214とトナー層216との間に一定の空隙を設けるまで金属板215を接近させる。空隙幅を所定値にした状態で、金属板215に転写バイアスを印加してトナーの挙動を観察する。 観察後は、Zステージ220を駆動制御して金属板215を下降させて、記録用紙214を透明基板210から離間させる。 すると、トナー層216の一部が記録用紙214上に転写されている。   The transparent substrate 210 on which the toner layer 216 is formed is translated to a position facing the recording paper 214 attached to the planar metal plate 215 with a conductive adhesive. The metal plate 215 is installed on a substrate 221 provided with a weight sensor, and the substrate 221 is installed on the Z stage 220. The metal plate 215 is connected to the voltage amplifier 217. A transfer bias composed of a DC voltage and an alternating voltage is input to the voltage amplifier 217 by the waveform generator 218, and a transfer bias amplified by the voltage amplifier 217 is applied to the metal plate 215. When the Z plate 220 is driven and controlled to raise the metal plate 215, the recording paper 214 starts to contact the toner layer 216. The metal plate 215 is further raised, and the metal plate 215 is approached until a certain gap is provided between the recording paper 214 and the toner layer 216. With the gap width set to a predetermined value, a transfer bias is applied to the metal plate 215 to observe the behavior of the toner. After the observation, the Z stage 220 is driven and controlled, the metal plate 215 is lowered, and the recording paper 214 is separated from the transparent substrate 210. Then, a part of the toner layer 216 is transferred onto the recording paper 214.

トナーの挙動の観察については、基板210の上方に配設されている顕微鏡242及び高速度カメラ243を用いて行う。基板210は、ガラス板211、透明電極212、及び透明絶縁層213という各層が全て透明材料からなるので、透明電極210の上方から、透明基板210を介して、透明基板210の下側にあるトナーの挙動を観察することができる。   The behavior of the toner is observed using a microscope 242 and a high-speed camera 243 disposed above the substrate 210. Since the substrate 210 includes all of the glass plate 211, the transparent electrode 212, and the transparent insulating layer 213 made of a transparent material, the toner on the lower side of the transparent substrate 210 through the transparent substrate 210 from above the transparent electrode 210. Can be observed.

顕微鏡242としては、キーエンス社製のズームレンズVH−Z75からなるものを用いた。また、高速度カメラ243としては、フォトロン社製のFASTCAM−MAX 120KCを用いた。フォトロン社FASTCAM−MAX 120KCは、パーソナルコンピュータ244によって駆動制御される。顕微鏡242及び高速度カメラ243は、図示しないカメラ支持手段によって支持されている。このカメラ支持手段は、顕微鏡242の焦点を調整できるように構成されている。   As the microscope 242, a zoom lens made of KEYENCE zoom lens VH-Z75 was used. As the high-speed camera 243, FASTCAM-MAX 120KC manufactured by Photoron Co. was used. Photolon FASTCAM-MAX 120KC is driven and controlled by a personal computer 244. The microscope 242 and the high-speed camera 243 are supported by camera support means (not shown). This camera support means is configured so that the focus of the microscope 242 can be adjusted.

透明基板210上におけるトナーの挙動を、次のようにして撮影した。即ち、まず、照明241によってトナーの挙動の観察位置に照明光を照射して、顕微鏡242の焦点を調整する。次に、金属板215に転写バイアスを印加して、透明基板210の下面に付着しているトナー層216のトナーを、記録紙214に向けて移動させる。このときのトナーの挙動を、高速度カメラ243で撮影した。   The behavior of the toner on the transparent substrate 210 was photographed as follows. That is, first, the illumination light irradiates the observation position of the toner behavior with the illumination 241 to adjust the focus of the microscope 242. Next, a transfer bias is applied to the metal plate 215 to move the toner of the toner layer 216 attached to the lower surface of the transparent substrate 210 toward the recording paper 214. The behavior of the toner at this time was photographed with a high-speed camera 243.

まず、顕微鏡242の焦点を透明基板210上のトナー層216に合わせ、直流電圧(本例ではオフセット電圧Voffに該当)を200[V]に設定し、且つピークツウピーク電圧Vppを1000[V]にした条件にてトナーの挙動を撮影した。すると、次のような現象が観察された。即ち、トナー層216中のトナー粒子は、転写バイアスの交流成分によって形成される交番電界により、透明基板210と記録紙214との間を往復移動するが、その往復移動回数の増加とともに、往復移動するトナー粒子の量が増加する。   First, the microscope 242 is focused on the toner layer 216 on the transparent substrate 210, the DC voltage (corresponding to the offset voltage Voff in this example) is set to 200 [V], and the peak-to-peak voltage Vpp is set to 1000 [V]. The behavior of the toner was photographed under the conditions described above. Then, the following phenomenon was observed. That is, the toner particles in the toner layer 216 reciprocate between the transparent substrate 210 and the recording paper 214 due to an alternating electric field formed by the alternating current component of the transfer bias. The amount of toner particles to be increased increases.

具体的には、転写ニップにおいては、転写バイアスの交流成分の1周期(1/f)が到来する毎に、交番電界が1回作用してトナー粒子が1回往復移動する。初めの1周期では、図8に示されるように、トナー層216のうち、層の表面に存在しているトナー粒子だけが層から離脱する。そして、記録紙216の凹部に進入した後、再びトナー層216に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層216のトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層216や透明基板210との付着力を弱める。これにより、次の1周期には、図9に示されるように、前の1周期よりも多くのトナー粒子がトナー層216から離脱する。そして、記録紙216の凹部に進入した後、再びトナー層216に戻ってくる。このとき、戻ったトナー粒子が、トナー層216中にまだ残っていたトナー粒子に衝突することで、後者のトナー粒子とトナー層216や透明基板210との付着力を弱める。これにより、更に次の1周期には、図10に示されるように、前の1周期よりも更に多くのトナー粒子がトナー層216から離脱する。このように、トナー粒子は往復移動する毎に、その数を徐々に増やしていく。   Specifically, in the transfer nip, every time one period (1 / f) of the AC component of the transfer bias arrives, the alternating electric field acts once and the toner particles reciprocate once. In the first period, as shown in FIG. 8, only the toner particles existing on the surface of the toner layer 216 are detached from the layer. Then, after entering the concave portion of the recording paper 216, it returns to the toner layer 216 again. At this time, the returned toner particles collide with the toner particles of the toner layer 216, thereby weakening the adhesion between the latter toner particles and the toner layer 216 or the transparent substrate 210. As a result, in the next cycle, as shown in FIG. 9, more toner particles are detached from the toner layer 216 than in the previous cycle. Then, after entering the concave portion of the recording paper 216, it returns to the toner layer 216 again. At this time, the returned toner particles collide with the toner particles still remaining in the toner layer 216, thereby weakening the adhesion between the latter toner particles and the toner layer 216 or the transparent substrate 210. As a result, in the next one cycle, as shown in FIG. 10, more toner particles are detached from the toner layer 216 than in the previous one cycle. In this way, the number of toner particles gradually increases each time they reciprocate.

次に、トナー像の単位面積あたりのトナー付着量と、転写ニップ内で往復移動するトナー粒子の数との関係について、本発明者らが行った実験について説明する。
現像直後のトナー層216を構成しているトナーや、往復移動している最中のトナーの重さを測定することは困難であるため、往復移動している最中のトナーの割合を調べる指標として、観察領域内における透明電極212上のトナーの被覆平面積を採用した。まず、観察領域の面積を領域面積Aとし、透明電極212上に現像された直後のトナー層216の領域面積A内におけるトナーの被覆面積を初期被覆面積Aとして測定した。
Next, an experiment conducted by the present inventors will be described regarding the relationship between the toner adhesion amount per unit area of the toner image and the number of toner particles reciprocating in the transfer nip.
Since it is difficult to measure the weight of the toner constituting the toner layer 216 immediately after development or the toner that is moving back and forth, an index for checking the ratio of the toner that is moving back and forth As an example, the covered area of the toner on the transparent electrode 212 in the observation region was adopted. First, the area of the observation area and region area A 0, was measured coverage of the toner in the region area A 0 of the toner layer 216 immediately after being developed on the transparent electrode 212 as an initial coverage A i.

透明電極212は、感光体におけるベタ静電潜像の役割を果たしているため、トナー層216はベタトナー像と同様のものであるが、初期被覆面積Aは、領域面積Aよりもかなり小さくなる。つまり、ベタであるにもかかわらず、トナー粒子を付着させていない領域が存在している。実際のプリンタにおいても、ベタ静電潜像を現像して得られたベタトナー像を定着前に顕微鏡観察すると、トナー粒子を付着させていない領域(以下、トナー未着領域という)が存在する。通常のトナー付着量であれば、定着工程において、トナー粒子が潰されることで、トナー未着領域までトナー粒子の付着領域が広がる。これに対し、トナー付着量を少なくすると、定着工程を経ても、一部のトナー未着領域が残る。残ったトナー未着領域の面積に応じて、トナー像の画像濃度が変化する。 Since the transparent electrode 212 plays the role of a solid electrostatic latent image on the photoreceptor, the toner layer 216 is the same as the solid toner image, but the initial coverage area A i is considerably smaller than the area area A 0. . That is, there is a region where the toner particles are not attached although it is solid. Even in an actual printer, when a solid toner image obtained by developing a solid electrostatic latent image is observed with a microscope before fixing, there is a region where toner particles are not attached (hereinafter referred to as a toner non-attached region). If the toner adhesion amount is normal, the toner particle adhesion area is expanded to the toner non-attached area by crushing the toner particles in the fixing step. On the other hand, when the toner adhesion amount is reduced, a part of the toner non-attached area remains even after the fixing process. The image density of the toner image changes according to the area of the remaining toner non-attached area.

初期被覆面積Aを測定したら、次に、金属板215に転写バイアスを印加してトナー層216の一部を記録用紙214上に転写した。なお、転写バイアスとしては、周波数f=500[Hz]、Vpp=1.2[kV]、Voff=0[V]のものを採用した。転写後、透明電極212上に残ったトナーによる領域面積Aにおける被覆面積を残留被覆面積Aとして測定した。その後、次に掲げる式に基づいて、現像直後のトナー層の初期被覆率θ[%]と、転写ニップ内で往復移動しているトナーの割合である活動トナー率R[%]とを算出した。
θ=(A/A)×100
=[(A−A)/A]×100
Once the initial coverage area Ai was measured, a transfer bias was applied to the metal plate 215 to transfer a portion of the toner layer 216 onto the recording paper 214. As the transfer bias, those having a frequency f = 500 [Hz], Vpp = 1.2 [kV], and Voff = 0 [V] were employed. After transfer, was measured coverage in the region area A 0 by the remaining toner on the transparent electrode 212 as a residual coverage A r. Thereafter, based on the following formula, the initial coverage ratio θ i [%] of the toner layer immediately after development and the active toner ratio R m [%], which is the ratio of the toner reciprocating in the transfer nip, are obtained. Calculated.
θ i = (A i / A 0 ) × 100
R m = [(A i −A r ) / A i ] × 100

現像バイアスの調整によってトナー付着量を互いに異ならせた複数のトナー層216についてそれぞれ、このようにして活動トナー率Rを調べた。この結果を次の表1に示す。

Figure 2014240881
The active toner rate R m was examined in this way for each of the plurality of toner layers 216 having different toner adhesion amounts by adjusting the developing bias. The results are shown in Table 1 below.
Figure 2014240881

表1における初期被覆率θ[%]は、トナー像を構成している各ドットの1ドットあたりにおけるトナー付着量を反映している。つまり、ベタ画像は、1ドットあたりのトナー付着量が多くなるほど、初期被覆率θが高くなる。表1に示されるように、初期被覆率θが低くなるにつれて、活動トナー率Rが低くなる。これは、記録紙P表面の凹部に同じ量のトナー粒子を転移させる場合、1ドットあたりのトナー付着量を少なくするにつれて、転写ニップ内で必要なトナー粒子の往復移動回数が多くなることを意味している。にもかかわらず、例えばトナーセーブモードなどの実施により、1ドットあたりのトナー付着量を通常よりも少なくした際に、通常と同じ回数だけしかトナー粒子を往復移動させないとする。すると、記録紙P表面の凹部に十分量のトナーを転移させることができずに、濃淡パターンを発生させてしまうおそれがある。 The initial coverage θ i [%] in Table 1 reflects the toner adhesion amount per dot of each dot constituting the toner image. That is, the solid image has a higher initial coverage θ i as the toner adhesion amount per dot increases. As shown in Table 1, the active toner rate R m decreases as the initial coverage θ i decreases. This means that when the same amount of toner particles is transferred to the concave portion of the surface of the recording paper P, the required number of reciprocating movements of the toner particles in the transfer nip increases as the toner adhesion amount per dot decreases. doing. Nevertheless, for example, when the toner adhesion amount per dot is made smaller than usual by implementing the toner save mode or the like, the toner particles are reciprocated only the same number of times as usual. As a result, a sufficient amount of toner cannot be transferred to the recesses on the surface of the recording paper P, and there is a possibility that a light and shade pattern may be generated.

実際に、本発明者らが、プリンタ試験機により、1ドットあたりのトナー付着量を通常よりも少なくしたベタトナー像を和紙タイプの記録紙Pに2次転写してみると、通常のトナー付着量では発生しなかった濃淡パターンを発生させてしまった。   Actually, when the present inventors secondarily transfer a solid toner image having a smaller amount of toner adhesion per dot than usual to a Japanese paper type recording paper P using a printer testing machine, the normal toner adhesion amount In this case, a shading pattern that did not occur was generated.

次に、本発明者らが行った「第1転写実験」について説明する。
本発明者らは、実施形態に係るプリンタと同様の構成のプリント試験機を用意した。そして、このプリント試験機を用いて、種々のプリントテストを実施した。プリントテストでは、2次転写バイアスの交流電圧について、Voff=−0.8[kV]、Vpp=5.0[kV]に設定した。また、交流電圧の周波数f[Hz]や、プロセス線速(中間転写ベルト31や感光体2の線速)については、適宜変更した。互いに異なる周波数fやプロセス線速の条件下で、普通紙からなる記録紙P(紙表面の凹凸が殆どない)にテスト用の黒ベタ画像を出力した。そして、出力された黒ベタ画像を、目視によって2段階で評価した。具体的には、交流電圧の周波数fに同期する濃度ムラ(ピッチムラ)が視認されない場合を○、視認される場合を×として評価した。この結果を次の表2に示す。

Figure 2014240881
Next, the “first transfer experiment” conducted by the present inventors will be described.
The inventors prepared a print tester having the same configuration as the printer according to the embodiment. Various print tests were performed using this print tester. In the print test, the AC voltage of the secondary transfer bias was set to Voff = −0.8 [kV] and Vpp = 5.0 [kV]. Further, the frequency f [Hz] of the AC voltage and the process linear velocity (linear velocity of the intermediate transfer belt 31 and the photoreceptor 2) were appropriately changed. Under the conditions of different frequencies f and process linear velocities, a black solid image for test was output on recording paper P made of plain paper (with almost no irregularities on the paper surface). The output black solid image was visually evaluated in two stages. Specifically, the case where the density unevenness (pitch unevenness) synchronized with the frequency f of the AC voltage is not visually recognized is evaluated as ◯, and the case where it is visually recognized is evaluated as ×. The results are shown in Table 2 below.
Figure 2014240881

表2に示されるように、プロセス線速vを282[mm/s]に設定した場合には、交流電圧の周波数fを400[Hz]以上に設定することで、ピッチムラの発生を回避することができた。また、プロセス線速vを141[mm/s]に設定した場合には、交流電圧の周波数fを200[Hz]以上に設定することで、ピッチムラの発生を回避することができた。つまり、プロセス線速v=282[mm/s]、141[mm/s]のときにおいて、それぞれピッチムラの発生を回避し得る周波数fの下限値は400[Hz]、200[Hz]である。このことから、周波数f[Hz]は、プロセス線速v[mm/s]の200/141≒1.42倍が必要となることがわかった。よって、ピッチムラのない良好な画像を得るためには、「f≧1.42×v」という式を満足させるように周波数fを設定する必要がある。以下、この式を「周波数条件式」という。   As shown in Table 2, when the process linear velocity v is set to 282 [mm / s], the occurrence of pitch unevenness can be avoided by setting the frequency f of the AC voltage to 400 [Hz] or higher. I was able to. Moreover, when the process linear velocity v was set to 141 [mm / s], the occurrence of pitch unevenness could be avoided by setting the frequency f of the AC voltage to 200 [Hz] or higher. That is, when the process linear velocity v = 282 [mm / s] and 141 [mm / s], the lower limit values of the frequency f that can avoid the occurrence of pitch unevenness are 400 [Hz] and 200 [Hz], respectively. From this, it was found that the frequency f [Hz] needs to be 200 / 141≈1.42 times the process linear velocity v [mm / s]. Therefore, in order to obtain a good image without pitch unevenness, it is necessary to set the frequency f so as to satisfy the expression “f ≧ 1.42 × v”. Hereinafter, this equation is referred to as a “frequency condition equation”.

次に、本発明者らが行った「第2転写実験」について説明する。
記録紙Pとして、エンボス紙(特殊製紙株式会社製のレザック66 260kg)を用いた。2次転写バイアスを、Voff=−1.2[kV]、Vpp=7.2[kV]で2次転写電源39から出力させた(定電圧制御)。交流電圧の周波数fについては、適宜変更した。この条件で、K単色全ベタ画像をエンボス紙に形成し、得られた画像における紙表面凹部の画像濃度を1.0〜5.0の10段階のランク(数値が大きいほど画質が良い)付けで評価した。また、2次転写バイアスとして、重畳バイアスからなるものではなく、直流電圧だけからなるものを採用して同様の評価を行った。これらの結果を、次の表3に示す。

Figure 2014240881
Next, the “second transfer experiment” conducted by the present inventors will be described.
As the recording paper P, embossed paper (Rezac 66 260 kg manufactured by Special Paper Industries Co., Ltd.) was used. The secondary transfer bias was output from the secondary transfer power source 39 at Voff = −1.2 [kV] and Vpp = 7.2 [kV] (constant voltage control). The frequency f of the AC voltage was changed as appropriate. Under this condition, a K single-color all-solid image is formed on embossed paper, and the image density of the concave portion on the paper surface in the obtained image is assigned in 10 ranks from 1.0 to 5.0 (the higher the numerical value, the better the image quality). It was evaluated with. Similar evaluation was performed by adopting only a DC voltage as a secondary transfer bias instead of a superimposed bias. These results are shown in Table 3 below.
Figure 2014240881

表3に示されるように、交流電圧の周波数fを高くするほど、紙表面の凹部における画像濃度を高くすることができた。これは、周波数fを高くするほど、2次転写ニップ内でベルト表面と紙表面凹部との間におけるトナー粒子の往復移動回数を増加させて、凹部内に転移するトナー粒子の数を増加させるためである。   As shown in Table 3, the higher the frequency f of the alternating voltage, the higher the image density in the recesses on the paper surface. This is because as the frequency f is increased, the number of reciprocating movements of the toner particles between the belt surface and the paper surface concave portion in the secondary transfer nip is increased, and the number of toner particles transferred into the concave portion is increased. It is.

次に、本発明者らが行った「第3転写実験」について説明する。
出力画像として、K単色全ベタ画像に代えて、面積階調率=25[%](対ベタ)、面積階調率=50[%]のハーフトーン画像を採用した点の他は、「第2転写実験」と同様にして「第3転写実験」を行った。紙表面凹部の画像濃度については、面積階調率=100%(ベタ画像)における最大濃度を5.0としてランク付けを行った。この結果を次の表4に示す。

Figure 2014240881
Next, the “third transfer experiment” conducted by the present inventors will be described.
As the output image, a halftone image having an area gradation rate = 25 [%] (vs. solid) and an area gradation rate = 50 [%] is used in place of the K single-color all-solid image. The “third transfer experiment” was performed in the same manner as the “2 transfer experiment”. The image density of the concave portion on the paper surface was ranked by setting the maximum density at area gradation ratio = 100% (solid image) to 5.0. The results are shown in Table 4 below.
Figure 2014240881

表4に示されるように、同じ周波数fに着目すると、面積階調率が低くなるほど、紙表面凹部の画像濃度のランクが低くなる。これは、上述した観察実験におけるトナー粒子の被覆面積と往復移動回数との相関と同じ結果である。   As shown in Table 4, when attention is paid to the same frequency f, the lower the area gradation ratio, the lower the rank of the image density of the concave portion on the paper surface. This is the same result as the correlation between the toner particle coating area and the number of reciprocating movements in the observation experiment described above.

表3、表4より、面積階調によるハーフトーン画像の場合は、紙表面凹部である程度の画像濃度を実現するためには、周波数fを比較的高くして、2次転写ニップ内でのトナー粒子の往復移動回数をより増加させる必要があることがわかった。但し、周波数fを増加させるにつれて、画像部の周囲に存在する非画像部にトナーを飛び散らせてしまう転写チリと呼ばれる現象を引き起こし易くなる。このため、周波数fを必要以上に高くすることは好ましくない。   From Tables 3 and 4, in the case of a halftone image by area gradation, in order to achieve a certain level of image density at the concave portion on the paper surface, the frequency f is relatively high and the toner in the secondary transfer nip is It was found that the number of reciprocation of particles needs to be increased. However, as the frequency f is increased, a phenomenon called transfer dusting that causes toner to scatter in the non-image area around the image area is likely to occur. For this reason, it is not preferable to make the frequency f higher than necessary.

次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。   Next, a characteristic configuration of the printer according to the embodiment will be described.

図11は、実施形態に係るプリンタにおける交流電圧の周波数fと「50ライン区画」における画像面積率との関係を示すグラフである。図示のように、制御部60は、「50ライン区画」における画像面積率が低くなるほど、2次転写バイアスの交流電圧の周波数fを高くする処理を実施するようになっている。直流電圧の電流値や交流電圧のVppは、例えば「第3転写実験」と同様である。   FIG. 11 is a graph showing a relationship between the frequency f of the AC voltage and the image area ratio in the “50 line section” in the printer according to the embodiment. As shown in the figure, the control unit 60 performs a process of increasing the frequency f of the AC voltage of the secondary transfer bias as the image area ratio in the “50 line section” decreases. The current value of the DC voltage and the Vpp of the AC voltage are the same as those in the “third transfer experiment”, for example.

かかる構成では、周波数fを比較的高くすることによる転写チリの発生を抑えつつ、ハーフトーン画像を形成するとき(画像面積率の比較的低いトナー像を形成するとき)における濃淡パターンの発生を抑えることができる。   In such a configuration, generation of a grayscale pattern when a halftone image is formed (when a toner image having a relatively low image area ratio) is suppressed while generation of transfer dust due to a relatively high frequency f is suppressed. be able to.

なお、2次転写ニップ内におけるトナー粒子の往復移動回数を増加させる方法として、交流成分の周波数fを高くする方法を採用した例について説明したが、往復移動回数に影響を及ぼすパラメータとして、周波数fとは異なるものを採用してもよい。例えば、同じ周波数fであっても、プロセス線速vを低下させるほど、往復移動回数を増加させることが可能である。よって、トナー付着量を少なくするほど周波数fを高くする方法に代えて、トナー付着量を少なくするほどプロセス線速vを遅くする方法を採用してもよい。この場合、プロセス線速vを遅くすることに起因する画像形成時間の長期化を抑えつつ、ハーフトーン画像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる。   Although an example in which the method of increasing the frequency f of the AC component has been described as a method for increasing the number of reciprocating movements of the toner particles in the secondary transfer nip, the frequency f is used as a parameter that affects the number of reciprocating movements. A different one may be adopted. For example, even if the frequency f is the same, the number of reciprocating movements can be increased as the process linear velocity v is decreased. Therefore, instead of the method of increasing the frequency f as the toner adhesion amount is decreased, a method of decreasing the process linear velocity v as the toner adhesion amount is decreased may be employed. In this case, it is possible to suppress the occurrence of a light and shade pattern when forming a halftone image while suppressing an increase in the image formation time due to the slow process linear velocity v.

つまり、往復移動回数に影響を与える制御パラメータの変更によって往復移動回数を増加させる移動回数調整処理を実施することで、次のような効果を奏することができる。即ち、往復移動回数を比較的高くするように制御パラメータを設定することによる不具合を抑えつつ、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる。   That is, the following effects can be achieved by performing the movement number adjustment process for increasing the number of reciprocating movements by changing the control parameter that affects the number of reciprocating movements. That is, it is possible to suppress the occurrence of a light and dark pattern when forming a toner image having a relatively low image area ratio while suppressing problems caused by setting control parameters so that the number of reciprocating movements is relatively high.

なお、制御部60は、ピッチムラの発生を回避する狙いから、交流電圧の周波数fの下限を400[Hz]にするようになっている。   Note that the controller 60 sets the lower limit of the frequency f of the AC voltage to 400 [Hz] in order to avoid the occurrence of pitch unevenness.

図12は、本プリンタにおけるVppやVoffの電圧値と「50ライン区画」の画像面積率との関係を示すグラフである。制御部60は、画像面積率に応じて周波数fを変化させることに加えて、同グラフに示されるように、画像面積率に応じてVppやVoffを変化させるようになっている。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the voltage values of Vpp and Voff and the image area ratio of the “50 line section” in this printer. In addition to changing the frequency f according to the image area ratio, the control unit 60 changes Vpp and Voff according to the image area ratio, as shown in the graph.

2次転写ニップ内に進入しているトナーの量が多くなるほど、それらのトナーをベルトから紙表面に転写するために必要なVppやVoffの値は高くなる。このため、基本的には、画像面積率が高くなるほど、VppやVoffを大きくすることで、紙表面の凹部や凸部において十分な画像濃度が得られるようにする。但し、先に述べたように、画像面積率が低くなる場合には、2次転写ニップ内でのトナー粒子の往復移動回数をより増やす必要がある。このため、図示のように、画像面積率が低くなるほど、Voffに対するVppの比率を大きくなるように、Voff及びVppをそれぞれ制御するようになっている。   As the amount of toner entering the secondary transfer nip increases, the values of Vpp and Voff necessary for transferring the toner from the belt to the paper surface increase. For this reason, basically, as the image area ratio increases, Vpp and Voff are increased so that a sufficient image density can be obtained at the concave and convex portions on the paper surface. However, as described above, when the image area ratio is low, it is necessary to increase the number of reciprocating movements of the toner particles in the secondary transfer nip. For this reason, as shown in the figure, Voff and Vpp are controlled so that the ratio of Vpp to Voff increases as the image area ratio decreases.

なお、紙表面の凹部内に十分量のトナーを転移させるためには、図3に示される戻り電位ピーク値Vrをある程度大きくする必要がある。このため、制御部60は、次の式を満足させるように、Voff及びVppをそれぞれ制御するようになっている。
「Vpp>4×|Voff|」
In order to transfer a sufficient amount of toner into the recesses on the paper surface, it is necessary to increase the return potential peak value Vr shown in FIG. 3 to some extent. For this reason, the control unit 60 controls Voff and Vpp so as to satisfy the following expressions.
“Vpp> 4 × | Voff |”

図13は、2次転写バイアスの交流電圧の目標値を変更するタイミングと、直流電圧の目標値を変更するタイミングとを説明するための説明図である。それらの目標値も、周波数fと同じく、600dpi「50ライン区画」(約7.5ms毎)の画像面積率に基づいて変更される。画素情報に基づいて把握した「50ライン区画」が、2次転写ニップの出口部を通過する間には、その「50ライン区画」の画像面積率に応じたVoff、Vpp、周波数fの組み合わせを採用した2次転写バイアスが2次転写電源39から出力される。同図では画像面積率=0%になるタイミングでVoffやVppの出力をオフにしているが、直流電圧のみ出力したり、所定のVoff及びVppの組み合わせを出力したりしてもよい。   FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the timing for changing the target value of the AC voltage of the secondary transfer bias and the timing for changing the target value of the DC voltage. These target values are also changed based on the image area ratio of 600 dpi “50 line sections” (approximately every 7.5 ms), similarly to the frequency f. While the “50 line section” grasped based on the pixel information passes through the exit portion of the secondary transfer nip, a combination of Voff, Vpp, and frequency f corresponding to the image area ratio of the “50 line section” is selected. The adopted secondary transfer bias is output from the secondary transfer power supply 39. In the figure, the output of Voff and Vpp is turned off at the timing when the image area ratio = 0%, but only a DC voltage may be output or a predetermined combination of Voff and Vpp may be output.

なお、本実施形態では、「50ライン区画」毎に画像面積率を算出しているが、画像面積率を算出する区画については、50ラインよりも多くしても少なくしてもよい。少なくする場合には、交流電圧の周波数fよりも大きな区画になるようにする。例えば、交流電圧の下限は400[Hz]であり、この場合の周期は0.0025[s]で、この間の紙移動距離は7.05E−4[m]である。これは、600[dpi]の16.7画素に相当するため、区画の大きさの下限は17画素となる。   In the present embodiment, the image area ratio is calculated for each “50 line section”, but the section for calculating the image area ratio may be more or less than 50 lines. In the case of decreasing the number, the section is made larger than the frequency f of the AC voltage. For example, the lower limit of the AC voltage is 400 [Hz], the period in this case is 0.0025 [s], and the paper movement distance during this period is 7.05E-4 [m]. Since this corresponds to 16.7 pixels of 600 [dpi], the lower limit of the size of the section is 17 pixels.

画像面積率を算出する区画を50ラインよりも多くする場合いは、最大で1ページ分を区画としてもよい。   When the number of sections for calculating the image area ratio is larger than 50 lines, a maximum of one page may be used as the section.

実施形態に係るプリンタでは、2次転写バイアスを2次転写裏面ローラ33の芯金に印加するとともに、ニップ形成ローラ36の芯金を接地している。かかる構成では、両ローラ間における電位差の時間平均値であるVaveが、2次転写バイアスの直流成分であるオフセット電圧Voffと同じ値になる。ニップ形成ローラ36の芯金を接地する代わりに、ニップ形成ローラ36の芯金に直流電圧を印加してもよい。この場合、2次転写裏面ローラ33の芯金に印加する直流電圧と、ニップ形成ローラ36の芯金に印加する直流電圧との重畳値を、オフセット電圧Voffと同じにすればよい。このように、ニップ形成ローラ36の芯金を接地する代わりに、ニップ形成ローラ36の芯金に直流電圧を印加する場合であっても、Vaveをオフセット電圧Voffと同じ値にすることができる。   In the printer according to the embodiment, the secondary transfer bias is applied to the core of the secondary transfer back roller 33 and the core of the nip forming roller 36 is grounded. In such a configuration, Vave, which is the time average value of the potential difference between the two rollers, becomes the same value as the offset voltage Voff, which is the DC component of the secondary transfer bias. Instead of grounding the core metal of the nip forming roller 36, a DC voltage may be applied to the core metal of the nip forming roller 36. In this case, the superimposed value of the DC voltage applied to the core metal of the secondary transfer back roller 33 and the DC voltage applied to the core metal of the nip forming roller 36 may be the same as the offset voltage Voff. Thus, even when a DC voltage is applied to the core metal of the nip forming roller 36 instead of grounding the core metal of the nip forming roller 36, Vave can be set to the same value as the offset voltage Voff.

ニップ形成ローラ36等のニップ形成部材と、2次転写裏面ローラ33等の裏面当接部材との間に、直流成分と交流成分とを含む電位差を発生させる方法としては、次の6通りを例示することができる。
(1)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材をアース接続する。
(2)ニップ形成部材に重畳バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に直流バイアスを印加する。
(3)ニップ形成部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に直流バイアスを印加する。
(4)ニップ形成部材をアース接続し、且つ、裏面当接部材に重畳バイアスを印加する。
(5)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に重畳バイアスを印加する。
(6)ニップ形成部材に直流バイアスを印加し、且つ、裏面当接部材に交流成分だけからなる交流バイアスを印加する。
As a method for generating a potential difference including a direct current component and an alternating current component between the nip forming member such as the nip forming roller 36 and the back contact member such as the secondary transfer back surface roller 33, the following six types are exemplified. can do.
(1) A superimposed bias is applied to the nip forming member, and the back contact member is grounded.
(2) A superimposed bias is applied to the nip forming member, and a DC bias is applied to the back contact member.
(3) An AC bias consisting of only an AC component is applied to the nip forming member, and a DC bias is applied to the back contact member.
(4) The nip forming member is grounded and a superimposed bias is applied to the back contact member.
(5) A DC bias is applied to the nip forming member, and a superimposed bias is applied to the back contact member.
(6) A DC bias is applied to the nip forming member, and an AC bias consisting only of an AC component is applied to the back contact member.

交流電圧の波形がサイン波である場合には、2次転写裏面ローラ33とニップ形成ローラ36における電位差の時間平均値であるVaveを、2次転写バイアスの直流成分であるオフセット電圧Voffと等しくすることができる(図3参照)。但し、トナー粒子の往復運動に必要なVrに対し、Vtが大きくなり過ぎると、特にトナーの付着量が多い場合や、紙の抵抗が高い場合に、放電による画像の白抜けが発生し易くなるため、Voffを小さくするなどの対策が必要である。   When the waveform of the AC voltage is a sine wave, Vave which is the time average value of the potential difference between the secondary transfer back surface roller 33 and the nip forming roller 36 is made equal to the offset voltage Voff which is a DC component of the secondary transfer bias. (See FIG. 3). However, if Vt becomes too large with respect to Vr necessary for the reciprocating movement of the toner particles, white spots of the image due to discharge are likely to occur particularly when the amount of toner adhered is large or the resistance of the paper is high. Therefore, measures such as reducing Voff are necessary.

これに対し、図14〜図20に示されるように、Voffを挟んで、トナーを戻す側の波形の面積を、トナーを転写する側の波形の面積より小さくすることで、Vtを小さな値に抑えつつ、必要なVrを確保することができる。「転写時間」と「戻し時間」とを、それぞれ所望の値にする波形を実現させればよいのである。転写時間は、交流電圧の1周期において、2次転写バイアスが中心電圧(Voff)よりもトナーを記録紙側に転移させる側の値になる時間である。また、戻し時間は、交流電圧の1周期において、2次転写バイアスが中心電圧(Voff)よりもトナーをベルト側に戻す側の値になる時間である。戻し時間の比率を転写時間より小さくすることで、Vtを下げつつ、Vaveを大きくすることが可能になるので、サイン波に比べて、白抜けの発生を抑えることができるようになる。例えば、Vt=−3[kV]、Vr=+2.0[kV]、Duty=16%を実現する矩形波を採用すればよい。   On the other hand, as shown in FIG. 14 to FIG. 20, the area of the waveform on the toner return side is made smaller than the area of the waveform on the toner transfer side across Voff, thereby reducing Vt. Necessary Vr can be secured while suppressing. It is only necessary to realize waveforms in which “transfer time” and “return time” are respectively set to desired values. The transfer time is a time during which the secondary transfer bias becomes a value closer to transferring the toner to the recording paper side than the center voltage (Voff) in one cycle of the AC voltage. The return time is a time during which the secondary transfer bias takes a value closer to returning the toner to the belt side than the center voltage (Voff) in one cycle of the AC voltage. By making the ratio of the return time smaller than the transfer time, it becomes possible to increase Vave while lowering Vt, so that the occurrence of white spots can be suppressed compared to a sine wave. For example, a rectangular wave that realizes Vt = −3 [kV], Vr = + 2.0 [kV], and Duty = 16% may be employed.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
[態様A]
態様Aは、トナー像を担持する像担持体(例えば中間転写ベルト31)と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段(例えば画像形成ユニット1Y,M,C,K、及び光書込ユニット80)と、前記像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材(例えばニップ形成ローラ36)と、交番電界からなる転写電界を前記像担持体と前記ニップ形成部材との間に形成する転写電界形成手段(例えば2次転写バイアス電源39)とを備え、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップ(例えば2次転写ニップ)に挟み込んだ記録シート(例えば記録紙P)に転写する際に、トナー像中のトナーを記録シートの表面と像担持体の表面との間で往復移動させる画像形成装置において、前記トナー像形成手段によって形成されるトナー像の画像面積率が低くなるにつれて、前記転写ニップ内でのトナーの往復移動回数に影響を与える制御パラメータの変更によって前記往復移動回数を増加させる移動回数調整処理を実施する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect A]
In the aspect A, an image carrier (for example, the intermediate transfer belt 31) that carries a toner image and toner image forming means (for example, the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K) that form a toner image on the image carrier A writing unit 80), a nip forming member (for example, the nip forming roller 36) that contacts the image carrier to form a transfer nip, and a transfer electric field composed of an alternating electric field between the image carrier and the nip forming member. A recording sheet (for example, recording paper P) having a transfer electric field forming means (for example, a secondary transfer bias power source 39) formed therebetween, and sandwiching a toner image on the image carrier in the transfer nip (for example, secondary transfer nip). In the image forming apparatus in which the toner in the toner image is reciprocated between the surface of the recording sheet and the surface of the image carrier, the toner image forming unit forms a toner image. As the image area ratio of the image becomes lower, there is provided control means for performing a movement number adjustment process for increasing the number of reciprocating movements by changing a control parameter that affects the number of reciprocating movements of toner in the transfer nip. It is characterized by this.

かかる構成においては、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときに、制御パラメータの変更によって転写ニップ内でのトナーの往復移動回数を増加させることで、転写ニップ内で記録シート表面の凹部内に転移するトナー粒子の数をより増加させる。これにより、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる。   In such a configuration, when a toner image having a relatively low image area ratio is formed, the number of reciprocations of the toner in the transfer nip is increased by changing the control parameter, so that the concave portion on the surface of the recording sheet in the transfer nip. Further increase the number of toner particles transferred in. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a light and shade pattern when a toner image having a relatively low image area ratio is formed.

なお、既に述べたように、転写ニップ内でのトナーの往復移動回数を比較的多くするように制御パラメータを変更した場合、それに伴って不具合を引き起こすことがある。例えば、往復移動回数に影響を及ぼす制御パラメータとして、転写バイアスの交流成分の周波数fを採用した場合、周波数fを高くするほど、転写チリを引き起こし易くなる。また、制御パラメータとして、プロセス線速vを採用した場合、プロセス線速vを遅くして往復移動回数を増加させるほど、画像形成時間を長期化させてしまう。そこで、本発明においては、往復移動回数を比較的高くする値で制御パラメータを固定するのではなく、トナー像のトナー付着量を少なくするにつれて往復移動回数を増加させるように制御パラメータを変更する。これにより、制御パラメータを前述のように固定することによる不具合を抑えつつ、画像面積率の比較的低いトナー像を形成するときにおける濃淡パターンの発生を抑えることができる。   As described above, when the control parameter is changed so that the number of reciprocating movements of the toner in the transfer nip is relatively large, a problem may be caused accordingly. For example, when the frequency f of the AC component of the transfer bias is used as a control parameter that affects the number of reciprocating movements, transfer dust is more likely to occur as the frequency f is increased. In addition, when the process linear velocity v is adopted as the control parameter, the image forming time becomes longer as the process linear velocity v is decreased and the number of reciprocating movements is increased. Therefore, in the present invention, the control parameter is not fixed at a value that makes the number of reciprocating movements relatively high, but is changed so that the number of reciprocating movements is increased as the toner adhesion amount of the toner image is decreased. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a light and dark pattern when forming a toner image having a relatively low image area ratio, while suppressing problems caused by fixing the control parameters as described above.

[態様B]
態様Bは、態様Aにおいて、前記画像面積率が低くなるにつれて、前記移動回数調整処理にて、前記制御パラメータとしての前記交番電界の周波数を高くすることで、前記往復移動回数を増加させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
[Aspect B]
Aspect B is a process according to aspect A, in which the frequency of the reciprocating movement is increased by increasing the frequency of the alternating electric field as the control parameter in the movement frequency adjustment process as the image area ratio decreases. The control means is configured to be implemented.

[態様C]
態様Cは、態様A又はBにおいて、前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、前記画像面積率に応じて、前記直流バイアスの電圧値、前記直流バイアスの電流値、前記交流バイアスの電圧値、及び交流バイアスの電流値のうち、少なくとも何れか1つを変化させるバイアス制御処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
[Aspect C]
Aspect C uses aspect A or B, wherein the transfer electric field forming means includes a power source that outputs a direct current bias and an alternating current bias to be applied to a member existing around the transfer nip, and the image area A bias control process is performed to change at least one of the DC bias voltage value, the DC bias current value, the AC bias voltage value, and the AC bias current value according to a rate. Further, the control means is configured.

[態様D]
態様Dは、態様Cにおいて、前記バイアス制御処理にて、前記画像面積率が低くなるにつれて、前記直流バイアスに対して前記交流バイアスを重畳した重畳バイアスの時間平均値の絶対値に対する前記交流バイアスのピークツウピーク電圧の比率を大きくする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
[Aspect D]
Aspect D is that in aspect C, as the image area ratio becomes lower in the bias control process, the AC bias with respect to the absolute value of the time average value of the superimposed bias in which the AC bias is superimposed on the DC bias. The control means is configured to carry out processing for increasing the ratio of peak-to-peak voltage.

[態様E]
態様Eは、態様A〜Dの何れかにおいて、前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、前記直流バイアス及び交流バイアスの組み合わせとして、前記前記直流バイアスに対して前記交流バイアスを重畳した重畳バイアスの最大値と最小値との中心である中心値と、前記重畳バイアスの時間平均値とを同じにし、且つ前記交流バイアスのピークツウピーク電圧が前記中心値の4倍よりも大きくなるものを出力するように、前記電源を構成したことを特徴とするものである。
[Aspect E]
Aspect E uses any one of aspects A to D, as the transfer electric field forming means, comprising a power source that outputs a DC bias and an AC bias to be applied to members existing around the transfer nip, As a combination of the DC bias and the AC bias, the center value that is the center of the maximum value and the minimum value of the superimposed bias obtained by superimposing the AC bias on the DC bias, and the time average value of the superimposed bias are the same. And the power supply is configured to output a voltage whose peak-to-peak voltage of the AC bias is larger than four times the center value.

[態様F]
態様Fは、態様A〜Eの何れかにおいて、前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、前記直流バイアス及び交流バイアスの組み合わせとして、前記交番電界の極性について、正規極性に帯電しているトナーを前記転写ニップ内で前記像担持体側から前記記録シート側に移動させる極性にする時間を、逆の極性にする時間よりも長くするものを出力するように、前記電源を構成したことを特徴とするものである。
[Aspect F]
Aspect F uses any one of aspects A to E, as the transfer electric field forming means, comprising a power source that outputs a DC bias and an AC bias to be applied to members existing around the transfer nip, As a combination of the direct current bias and the alternating current bias, with respect to the polarity of the alternating electric field, the time to change the polarity to move the toner charged to the normal polarity from the image carrier side to the recording sheet side in the transfer nip is reversed. The power source is configured so as to output a signal that is longer than the time required to set the polarity.

1Y,M,C,K:画像形成ユニット(トナー像形成手段の一部)
31:中間転写ベルト(像担持体)
36:ニップ形成ローラ(ニップ形成部材)
39:2次転写バイアス電源(転写電界形成手段)
80:光書込ユニット(トナー像形成手段の一部)
P:記録紙(記録シート)
1Y, M, C, K: Image forming unit (part of toner image forming means)
31: Intermediate transfer belt (image carrier)
36: Nip forming roller (nip forming member)
39: Secondary transfer bias power supply (transfer electric field forming means)
80: Optical writing unit (part of toner image forming means)
P: Recording paper (recording sheet)

特開2012−63746号公報JP 2012-63746 A

Claims (6)

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体に当接して転写ニップを形成するニップ形成部材と、交番電界からなる転写電界を前記像担持体と前記ニップ形成部材との間に形成する転写電界形成手段とを備え、前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップに挟み込んだ記録シートに転写する際に、トナー像中のトナーを記録シートの表面と像担持体の表面との間で往復移動させる画像形成装置において、
前記トナー像形成手段によって形成されるトナー像の画像面積率が低くなるにつれて、前記転写ニップ内でのトナーの往復移動回数に影響を与える制御パラメータの変更によって前記往復移動回数を増加させる移動回数調整処理を実施する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries a toner image, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a nip forming member that forms a transfer nip in contact with the image carrier, and a transfer electric field comprising an alternating electric field A transfer electric field forming means for forming a toner image on the image carrier onto a recording sheet sandwiched between the transfer nips. In the image forming apparatus for reciprocating the toner of the recording sheet between the surface of the recording sheet and the surface of the image carrier,
As the image area ratio of the toner image formed by the toner image forming unit decreases, the number of movements is adjusted to increase the number of reciprocating movements by changing a control parameter that affects the number of reciprocating movements of toner in the transfer nip. An image forming apparatus comprising a control means for performing processing.
請求項1の画像形成装置において、
前記画像面積率が低くなるにつれて、前記移動回数調整処理にて、前記制御パラメータとしての前記交番電界の周波数を高くすることで、前記往復移動回数を増加させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
As the image area ratio decreases, the control means performs the process of increasing the number of reciprocating movements by increasing the frequency of the alternating electric field as the control parameter in the movement number adjusting process. An image forming apparatus comprising:
請求項1又は2の画像形成装置において、
前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、
前記画像面積率に応じて、前記直流バイアスの電圧値、前記直流バイアスの電流値、前記交流バイアスの電圧値、及び交流バイアスの電流値のうち、少なくとも何れか1つを変化させるバイアス制御処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
As the transfer electric field forming means, a device comprising a power source that outputs a DC bias and an AC bias to be applied to members existing around the transfer nip is used.
A bias control process for changing at least one of the DC bias voltage value, the DC bias current value, the AC bias voltage value, and the AC bias current value according to the image area ratio. An image forming apparatus characterized in that the control means is configured to be implemented.
請求項3の画像形成装置において、
前記バイアス制御処理にて、前記画像面積率が低くなるにつれて、前記直流バイアスに対して前記交流バイアスを重畳した重畳バイアスの時間平均値の絶対値に対する前記交流バイアスのピークツウピーク電圧の比率を大きくする処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 3.
In the bias control process, as the image area ratio decreases, the ratio of the peak-to-peak voltage of the AC bias to the absolute value of the time average value of the superimposed bias obtained by superimposing the AC bias on the DC bias is increased. An image forming apparatus characterized in that the control means is configured to perform the processing.
請求項1乃至4の何れかの画像形成装置において、
前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、
前記直流バイアス及び交流バイアスの組み合わせとして、前記前記直流バイアスに対して前記交流バイアスを重畳した重畳バイアスの最大値と最小値との中心である中心値と、前記重畳バイアスの時間平均値とを同じにし、且つ前記交流バイアスのピークツウピーク電圧が前記中心値の4倍よりも大きくなるものを出力するように、前記電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
As the transfer electric field forming means, a device comprising a power source that outputs a DC bias and an AC bias to be applied to members existing around the transfer nip is used.
As a combination of the DC bias and the AC bias, the center value that is the center of the maximum value and the minimum value of the superimposed bias obtained by superimposing the AC bias on the DC bias, and the time average value of the superimposed bias are the same. And the power supply is configured to output a voltage having a peak-to-peak voltage of the AC bias greater than four times the center value.
請求項1乃至5の何れかの画像形成装置において、
前記転写電界形成手段として、前記転写ニップの周辺に存在する部材に印加するための直流バイアス及び交流バイアスを出力する電源を具備するものを用い、
前記直流バイアス及び交流バイアスの組み合わせとして、前記交番電界の極性について、正規極性に帯電しているトナーを前記転写ニップ内で前記像担持体側から前記記録シート側に移動させる極性にする時間を、逆の極性にする時間よりも長くするものを出力するように、前記電源を構成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
As the transfer electric field forming means, a device comprising a power source that outputs a DC bias and an AC bias to be applied to members existing around the transfer nip is used.
As a combination of the direct current bias and the alternating current bias, with respect to the polarity of the alternating electric field, the time to change the polarity to move the toner charged to the normal polarity from the image carrier side to the recording sheet side in the transfer nip is reversed. An image forming apparatus characterized in that the power source is configured to output an output that is longer than the time required to set the polarity.
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