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JP4427975B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP4427975B2
JP4427975B2 JP2003169511A JP2003169511A JP4427975B2 JP 4427975 B2 JP4427975 B2 JP 4427975B2 JP 2003169511 A JP2003169511 A JP 2003169511A JP 2003169511 A JP2003169511 A JP 2003169511A JP 4427975 B2 JP4427975 B2 JP 4427975B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、帯電電位の差による潜像にトナーを選択的に転移してトナー像を形成し、このトナー像を記録シート上に転写して定着像とする画像形成装置に係り、特にトナー像の転写時に適切な転写電圧を印加する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
静電電位の差による潜像にトナーを選択的に転移して可視像を形成する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として広く用いられている。これらの画像形成装置において、静電潜像が形成される潜像保持体上のトナー像を直接に記録シートに転写する工程、中間転写体への転写又は中間転写体から記録シートに転写する工程では、双方の部材間に転写電圧を印加し、形成された電界内で電荷を有するトナーを転移させる方法が一般的に用いられている。このような転写を行う装置として広く用いられているものの一つに、トナー像が担持されている部材(広く像担持体と称し、感光体ドラム等の表面でトナー像が形成される部材、及びトナー像が一時的に転写される中間転写体を含む)と対向するように転写ロール、転写ブラシ、転写ベルト等を配置し、これらの部材間に被転写材(中間転写体及び記録シートを含む)を通過させるとともに双方の部材間に転写電界を形成してトナー像を電気的に転写するものがある。
【0003】
このような装置において、転写ロール、転写ブラシ、転写ベルト等の転写部材は、安定的な転写電界を形成し、電流のリーク等を防止するために抵抗体(105Ω以上)が用いられことが多い。例えば、転写部材として転写ロールを用いるときには、導電性のゴムが用いられる。ところが、このような材料は、印加する電圧、製造時のばらつき、温度の変化、使用期間中の劣化等によって抵抗値が変動しやすい。このため、像担持体と転写部材とが対向する転写部に転写電圧を印加したときのインピーダンスが変動し、常に一定の電圧を印加するのでは適切な転写を行うことができない場合が生じる。このような事情から、下記特許文献1には、トナー像の転写を行っていない時に、転写部に基準となる所定の電圧を印加し、そのときの電流値を読みとってインピーダンスを検出し、このインピーダンスに基づいて印加電圧を設定する装置が提案されている。また、下記特許文献2には、インピーダンスを検出するとともに、被転写材のサイズを検出し、この検出結果をも考慮して適切な転写電圧を決定する装置が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−313522号公報
【特許文献2】
特開2001−83816号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献に記載の技術では次のような問題点がある。
図9に示すように、対向ロール101に張架された中間転写ベルト102と転写ロール103とを互いに対向するように配置し、これらの間を通過する記録シート104上に中間転写ベルト102上のトナー像を転写するときに、転写電圧を対向ロール101と転写ロール103との間に印加することによって、抵抗体からなる転写ロール103の表面が帯電する。例えば中間転写ベルト102上の負帯電のトナーを記録シート104上に転写するために中間転写ベルト102を支持する対向ロール101に負電圧を印加すると、転写ロール103の表面が負に帯電することになる。そして、トナー像の転写を行った後、充分に時間が経過していないときに基準電圧を印加して転写部のインピーダンスを測定すると、転写ロール103の表面にある電荷によって、転写部のインピーダンスが正確に測定できないという問題が生じる。つまり、図9に示す場合では、転写ロール103の表面が負に帯電していることによって、対向ロール101に基準電圧を印加したときの電流値が転写ロールの表面が帯電していない場合より小さくなり、インピーダンスは実際より大きく検出される。この検出値に基づいて転写電圧を決定すると転写時に過大な電圧を印加してしまうことになる。
【0006】
上記の問題点を、図10に基づいて詳細に説明する。
図10は、転写部における電流値のモニタ結果及び転写ロールの表面電位を時間の経過を追って示すものである。
図10中に示すa工程は、トナー像の転写を行うための準備段階であって、転写ロール103と対向ロール101との間に正負両極の電圧を交互に印加し、転写ロール103に付着しているトナーを中間転写ベルト102に転移して転写ロール103の清掃を行うものである。そして、b工程では所定の基準電圧(負)を印加してそのときの電流値からインピーダンスを検出する。その後、c工程では、中間転写ベルト102上に、トナー像の濃度調整を行うためのパッチ、トナー像の重ね合わせ位置の調整を行うためのパッチ等が転写され、これらのトナー像を利用した後、クリーニングして転写ロール103に付着したトナーを除去する工程が行われる。そして、d工程では対向ロール101と転写ロール103との間に転写電圧を印加し、所定枚数(例えば80枚)の記録シートにトナー像を転写する。転写電圧は、b工程で検出されたインピーダンスに基づいて設定される。そしてこのとき、転写ロール103の表面には徐々に負の電荷が蓄積され帯電する。所定枚数の転写が終了した後のe工程では、再び所定の基準電圧を印加し、インピーダンスを検出する。このときには、転写ロール103の表面が負に帯電して電流が流れにくくなっており、検出されるインピーダンスはb工程における検出値より大きくなる。つまり、転写ロールの表面にある電荷によって実際のインピーダンスより大きく検出される。この検出値から転写電圧を演算すると、次にトナー像を転写するf工程で、過大な電圧を印加することになる。このような過大な転写電圧が印加されると、転写不良が生じ、像の白抜け等の欠陥が発生する。
【0007】
本願に係る発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、転写部に基準電圧を印加して検出されたインピーダンスから転写時に印加する転写電圧を設定する際に、常にほぼ同じ条件でインピーダンスを検出し、適切な転写電圧を設定することができる画像形成装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に係る発明は、 無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、 抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、 該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、 前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、 前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、 前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、 前記転写部材に接触するように支持された除電部材と、を有し、 前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、 前記インピーダンス検出装置は、前記除電部材が前記転写部材に当接して該転写部材の電荷を除去した後にインピーダンスを検出するものである画像形成装置を提供する。
【0009】
上記画像形成装置において、像担持体は、トナー像を担持して搬送するものであってこの部材から記録シート等の被転写体にトナー像が転写されるものであれば、該部材上でトナー像が形成されるもの、他の部材上で形成されたトナー像が転写されるものの双方を含むものである。具体的には表面に感光体層を有する感光体ドラム・感光体ベルト、イオンビーム等によって潜像が形成される誘電体、トナー像が一旦転写される中間転写ドラム・中間転写ベルト等を含むものである。
【0010】
この画像形成装置では、転写部のインピーダンスが所定の時期に検出され、この検出値に基づいて、適切な電流が転写部に生じるように印加電圧が設定される。したがって、インピーダンスの温度変化や経時変化等があっても、転写部では適切な電流を維持することが可能となる。
そして、転写部材に当接する除電部材を備えているので、インピーダンスを検出する前に除電部材を介して転写部材が有する電荷が除去される。したがって、転写部のインピーダンスは常に電気的に同じ条件で検出することができ、転写時に印加する電圧を適切に設定することが可能となる。
【0011】
請求項2に係る画像形成装置は、 無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、 抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、 該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、 前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、 前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、 前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、 前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、 前記インピーダンス検出装置は、前記電源装置から転写部に両極性の電圧を交互に繰り返し印加した後にインピーダンスを検出するものである画像形成装置を提供する。
【0012】
この画像形成装置では、電源装置から転写部に両極性の電圧を交互に繰り返し印加するので、転写部材の表面が帯電している場合でも速やかに除電され、表面の電位をほぼ一定の値に収束させることができる。したがって、転写部のインピーダンスは常にほぼ一定の条件で検出することができ、転写時の印加電圧を適切に設定することが可能となる。
【0013】
請求項3に係る発明は、 無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、 該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、 前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、 前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、 前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、 前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、 前記インピーダンス検出装置は、前記電源装置から所定の電圧を所定の時間印加した後にインピーダンスを検出するものであり、 前記所定の時間は、前記転写部材の表面電位の変動が収束する時間以上に設定されている画像形成装置を提供する。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、 インピーダンスの検出前に前記電源装置から印加する所定の電圧を、トナー像の転写時に印加する転写電圧と逆極性とする。
【0015】
このような画像形成装置では、転写部に一定の電圧を印加することによって転写部材の帯電が進み、充分な時間が経過すると飽和状態に達する。つまり、転写部材の表面の電位は、印加する電圧と相関を有する値に収束し、一定となる。その後、転写部に基準の電圧を印加して転写部のインピーダンスを検出することにより、正確な検出が可能となる。
また、転写時と逆極性の電圧を転写部に印加して転写部材の表面を転写時の帯電電位と逆極性の電位としておき、この状態で転写部のインピーダンスを検出することにより、転写部のインピーダンスの変動を顕著に検出することができ、
より適切な制御が可能となる。
【0016】
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の画像形成装置において、 前記転写部材の表面の電位を測定する電位センサを有し、 前記インピーダンス検出装置は、前記電位センサによって転写部材の表面が所定の電位であることを検出した後にインピーダンスを検出するものとする。
【0017】
この画像形成装置は、転写部材の表面の電位を測定する電位センサを備えているので、転写部材の表面の電位を確認した上でインピーダンスの検出を行うことができる。したがって、確実に転写部材の電位を一定にした条件でインピーダンスが検出され、適切に転写時の印加電圧を設定することができる。また、転写部材の電位が所定の範囲であることを検出した後、直ちにインピーダンスの検出を行うことができ、迅速かつ確実にインピーダンスの検出することが可能となる。
【0018】
請求項6に係る発明は、 無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、 該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、 前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、 前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、 前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、 前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、 前記インピーダンス検出装置は、装置が長時間駆動停止された後、前記像担持体が起動されて回転が安定したときに、インピーダンスの検出を行うものである画像形成装置を提供する。
【0019】
装置の駆動が長時間停止されていると、転写部材等に蓄積された電荷は散逸し、電位がゼロに近い状態となる。この状態で像担持体等の回転さえ安定していると、転写部のインピーダンスは転写部材の電位に影響をうけることなく検出され、転写時に印加する転写電圧を適切に設定することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、請求項1に記載の発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する4つの画像形成ユニット10a、10b、10c、10dを備えており、これらの画像形成ユニット10のそれぞれと対向するように無端ベルト状の中間転写体11が支持され、周面が周回駆動されるものとなっている。画像形成ユニットが中間転写体11と対向する位置の下流側には、転写ロール12が中間転写体と対向するように配置されており、この2次転写部にはシートトレイ13から搬送路14を経て記録シートが搬送される。記録シートの搬送経路における2次転写部の下流側には、トナー像を加熱・加圧して記録シート上にトナー像を圧着する定着装置15が設けられ、さらに下流側には、トナー像が定着された記録シートを収容する排紙トレイ16が設けられている。一方、中間転写体11の周回方向における2次転写部の下流側には、2次転写部で記録シートに転写されずに残留したトナー及び2次転写されないパッチを回収するために、該中間転写体11と対向してクリーニング装置17が設けられている。
【0021】
上記画像形成ユニット10a、10b、10c、10dのそれぞれは、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム1を有しており、各感光体ドラム1の周囲に、該感光体ドラムの表面をほぼ一様に帯電する帯電装置2と、感光体ドラム表面にレーザー光を走査して静電潜像を書き込む光走査装置3と、感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置4と、感光体ドラム1上のトナー像を中間転写体11上に一次転写する転写帯電器5とを備えている。
【0022】
上記中間転写体11は、厚さが10〜300μm程度の樹脂フイルムからなるものであり、ポリイミドフィルム等が用いられる。また、トナー像を感光体ドラム1から中間転写体11へ静電的に画像乱れなく転写するために、カーボンブラック等の導電性材料の粉体を混入し、体積抵抗率を1010Ωcm程度に調整している。
【0023】
上記中間転写体11の内側には、駆動ロール21と、転写部に配置された対向ロール22と、支持ロール23,24,25とが配置され、中間転写体11はこれらに張架されて図中に示す矢印方向に周回移動するようになっている。
【0024】
上記転写ロール12は、上記対向ロール22と対向する位置に設けられ、中間転写体11を介して対向ロール22に押圧されている。この転写ロール12は、金属の芯材に導電性のゴム材で外周部を形成してロール状としたものであり、芯材は電気的に接地されている。導電性のゴム材からなる外周部は、周面に導電性板を接触させて芯材との間の抵抗値を測定したときに、105 Ω以上となるように製作されている。
【0025】
一方、対向ロール22には、図2に示すように電源装置18が接続されており、対向ロール22に印加する電圧及び電圧印加のタイミング等は電圧制御装置19によって制御されるものとなっている。また、対向ロール22に電圧を印加する回路には、電圧印加時の電流値を検知してインピーダンスを検出するインピーダンス検出装置20が介挿されている。このインピーダンス検出装置20の出力は電圧制御装置19に入力され、電圧制御装置19は検出されたインピーダンスに基づいて、転写部の電流値が適切となるように印加電圧を設定するものとなっている。
【0026】
上記転写ロール12には、除電部材として導電性材料からなる除電ブラシ31が当接されており、接地されて転写ロール12の表面の電荷を除去するようになっている。また、転写ロール12と対向して転写ロール12の表面の電位を検出する電位センサ32が設けられており、出力は上記電圧制御装置19に入力されるものとなっている。
【0027】
次に、上記画像形成装置の動作と2次転写部への電圧印加による電流値及び転写ロール表面の電位について説明する。
中間転写体11に対向して設けられた4つの画像形成ユニット10a、10b、10c、10dで、それぞれ、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。トナー像の形成は次のような工程により行われる。
感光体ドラム1がそれぞれ帯電装置2によりほぼ一様に帯電され、画像信号に応じてオンオフされるレーザービームが光走査装置3によって感光体ドラム1の周面上に走査されて静電潜像が形成される。各感光体ドラム1上の静電潜像は、それぞれ、黒、イエロー、マゼンタ、シアン色のトナーが入った現像装置4により現像され、各色トナー像が各感光体ドラム1上に形成される。
【0028】
このようにして形成された各色トナー像は、順次、転写帯電器6により中間転写体11上へ重ね合わせて転写され、中間転写体11上に複数色のトナー像が重ね合わされたカラー画像が形成される。中間転写体11上に形成された複数色のトナー像は、中間転写体11が転写ロール12と対向する位置で、シートトレイ13から搬送された記録シートP上に転写され、定着装置15を通過するときに加熱・加圧されて定着画像とされる。そして、トナー像が定着された記録シートPは排紙トレイ16へ排出される。
【0029】
上記トナー像が記録シートPに転写される2次転写部では、電源装置18から対向ロール22と転写ロール12との間に転写電圧が印加される。そして、この2次転写部では、記録シートに転写するトナー像が到達する前から電圧の印加は開始されている。図3に示すように、まず正負両極の電圧が所定の時間ずつ交互に印加され(A1工程)、転写ロール12上に付着しているトナーが中間転写体11上に転移される。その後、電圧が印加されることなく転写ロール12及び中間転写体11が周回し、除電ブラシ31の接触により、転写ロール12上の電荷が除去される(A2工程)。
【0030】
電位センサ32により転写ロール12の表面電位がほぼゼロ電位となったことが検知され、その検出結果が電圧制御装置19に入力されると、インピーダンスの測定を行うための所定の基準電圧(例えば−1000V)が電源装置18から対向ロール22に印加され、インピーダンス検出装置20において転写部の電流値からインピーダンスが検出される(A3工程)。そしてこの検出値に基づいてトナー像の転写時における転写電圧が決定される。
【0031】
その後、インピーダンスの検出値を用いて定められた転写電圧が転写部に印加され、トナー像の記録シートへの転写が行われる(A4工程)。なお、トナー像の転写工程(A4工程)の前に、画像の位置合わせ又は濃度調整等のために中間転写体12に転写されたパッチがある場合には、このパッチのクリーニング工程(図示しない)が行われる。また、トナー像の転写工程の前に、一時的に大きな電圧を転写部に印加し、転写ロールの表面電位を図3中に示す一点鎖線のように上昇させてもよい。このようにトナー像の転写初期に表面電位を上昇させることにより、複数枚の画像を連続して転写している間に、転写ロールの表面電位が変化して転写部の電流値が徐々に減少するのを防止することができる。
【0032】
所定の枚数の画像形成及び転写が行われると、装置の温度等が変動し、転写ロール12を構成する材料の特性値も変動する。このため画像形成を一端中止し、再度インピーダンスの検出を行う。このとき、電源装置18から基準電圧を印加する前に、転写ロール12と中間転写体11を周回駆動し、除電ブラシ31によって転写ロール12の表面の電位を除去する(A5工程)。そして、基準電圧を印加することによってインピーダンスを再度検出し、この検出値に基づいて次のトナー像の転写時に印加する転写電圧を設定する(A6工程)。所定枚数の転写を行った後は、転写ロール12の表面が、図3に示すように帯電しているが、除電ブラシ31を当接して周回駆動することによって転写ロール12の表面はほぼゼロ電位となる。したがって、基準電圧を印加してインピーダンスを検出するときは常にほぼ同じ電気的な条件が維持され、インピーダンスを適切に検出することができる。これによって転写電圧は適切に設定され、良好な2次転写が行われる。
【0033】
次に、請求項2に記載の発明の一実施形態である画像形成装置における、2次転写部に印加される電圧と、転写ロールの表面電位について説明する。
図4は、この画像形成装置の2次転写部における電流値のモニタ結果と、転写ロール表面の電位の検出結果を画像形成工程を追って示すものである。
この画像形成装置では、装置の駆動開始とともに、2次転写部には正負の電圧が交互に所定時間ずつ印加され、転写ロール上にある正負いずれの極性に帯電したトナーも中間転写体上に転移し、クリーニング装置によって除去する。そして、トナーの転移後も所定時間が経過するまで交番する電圧の印加を継続し、転写ロールの表面電位を0V付近に収束させる(B1工程)。そして、表面の電位が所定の値になっていることを確認した後、所定の基準電圧を2次転写部に印加し、そのときに2次転写部で検出される電流値に基づいてインピーダンスが測定される(B2工程)。このインピーダンスに基づいてトナー像を転写するときの転写電圧が決定され、2次転写部に印加されてシートトレイから送り込まれる記録シートにトナー像の転写が行われる(B3工程)。
【0034】
所定枚数についてトナー像の転写が行われると、一端トナー像の転写を停止し、再び正負の電圧を交互に印加し(B4工程)、転写ロールの表面の電位を除去した後、基準電圧を印加して2次転写部のインピーダンスが測定される(B5工程)。この検出値に基づいて転写電圧が再設定され、画像形成動作が再開されて中間転写体上で形成されたカラー画像が記録シート上に転写される(B6工程)。
【0035】
このように所定枚数の転写が行われる毎にインピーダンスを検出して適正な転写電圧が設定されるとともに、インピーダンスの検出が転写ロールの帯電量に影響されることなく行われ、常に適切な転写電圧が設定される。したがって、多数枚の画像形成を行うような場合でも安定して良好な転写を行うことが可能となる。
【0036】
また、上記画像形成装置では、所定の時間、正負の極性の電圧を交互に印加してから基準電圧を印加してインピーダンスを検出しているが、図5に示すように交番する電圧に代えて、一定の電圧を継続して所定時間印加し(C1工程)、その後に基準電圧を印加してインピーダンスを検出する(C2工程)こともできる。このように制御される画像形成装置は、請求項3又は請求項4に係る発明の一実施形態である。
なお、上記画像形成装置で、インピーダンスの検出に先だって2次転写部に印加する電圧は、トナー像を転写するときに印加する電圧と逆極性の電圧を印加するのが望ましい。例えば、負帯電のトナーを用いる場合、転写時には対向ロールに負極性の電圧を印加するが、基準電圧の印加前には正極性の電圧を印加する。
【0037】
上記電圧を2次転写部に印加することによって転写ロールの表面電位は、印加電圧に対応して一定の電位に帯電され、安定する。このように転写ロールの表面電位を調整した後に基準電圧を印加してインピーダンスを検出することにより、インピーダンスの検出を常に同じ電気的状態で行うことができる。したがって、転写ロールのインピーダンスが温度の変化にともなって変動した場合等に、転写ロールの帯電状態に影響されることなく適切な転写電圧を設定することができる。
【0038】
また、インピーダンスの検出に先だって印加する電圧を、トナー像の転写時に印加する転写電圧と逆の極性とすることによって、転写ロール等のインピーダンスの変動を顕著に検出することができる。
【0039】
図6は、インピーダンスが異なる3つの転写ロール(抵抗値:8.1logΩ,8.5logΩ,8.9logΩ)について、転写ロールの表面電位と転写部で検出される電流値との関係を示す図である。
転写ロールの表面電位が正となるように帯電されている状態で、対向ロールに負の電圧を印加すると、転写ロールの表面電位が大きくなるにしたがって電流値(絶対値)は大きく観測され、逆に転写ロールの表面電位が負となるように帯電している場合は、その絶対値が大きくなるにしたがって観測される電流値は小さくなる。そして、転写ロールの表面が正に帯電し、その帯電電位が大きくなるほど転写ロールのインピーダンスの違いによる電流値の差が顕著に現れる。したがって、図5に示すように転写部にあらかじめ一定の電圧を印加し、転写ロールの表面を所定の電位に帯電させた状態でインピーダンスの検出を行うときに、転写ロールの表面を正に帯電させた状態としておくことにより、正確な値を得ることが可能となる。
【0040】
また、上記のように転写部に電圧を印加すると、転写ロールの表面の電位は徐々に上昇し、やがて時間が経過しても帯電電位が変動しない飽和状態となる。このときの飽和表面電位と転写部に印加する電圧との関係を図7に示す。このような転写部への印加電圧と飽和表面電位との関係から、図5に示すような工程でインピーダンス検出前に転写部に印加する電圧を適切に定めることができる。
【0041】
一方、図1に示す画像形成装置では、転写ロールに対向して電位センサを設け、転写ロールの表面電位をモニタしながら、基準電圧を印加してインピーダンスの検出を行うタイミングを設定することができる。しかし、図5に示すように所定の電圧を印加して転写ロールの表面電位を調整した後にインピーダンスの検出を行うときには、上記飽和表面電位とともに飽和表面電位に至るまでの時間(静定時間)をあらかじめ測定しておくことによって、電位センサを用いることなくインピーダンス検出のタイミングを適切に設定することができる。
【0042】
図8は、3つのインピーダンスが異なる転写ロールについて、飽和表面電位とこの表面電位に至るまでの時間(静定時間)との関係を計測した結果を示すものである。この図に示されるように、転写ロールのインピーダンスが大きくなるほど、また、飽和表面電位が大きくなるほど飽和状態に至るまでの時間が大きくなっている。
【0043】
以上に説明した実施の形態では、画像形成装置の起動時の他、所定枚数の画像の転写を行う毎に、転写ロールのインピーダンスを検出し、転写電圧の設定値を変更するものであるが、環境の変動による影響のみを転写電圧の設定値に反映させるときには、転写ロールの表面電位を強制的に所定の電位に設定することはせず、装置起動時のみにインピーダンスの検出及び転写電圧の設定を行うこともできる。つまり、装置が長時間使用されることなく放置された後、装置を起動するときに、中間転写体及び転写ロールの回転が安定すれば、直ちに基準電圧を転写部に印加してインピーダンスを検出する。装置が長時間駆動せずにおかれていると、転写ロールの電荷が散逸してほぼゼロ電位となっており、駆動後直ちにインピーダンスの検出を行うことによって、安定した状態でインピーダンスの検出ができる。
なお、このように転写電圧を設定する装置は、請求項6に係る発明の一実施形態である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る画像形成装置では、像担持体と対向するように配置された転写部材の表面電位が所定の値となったときに、転写部のインピーダンスを検出するので、検出の時期に関わらず、電気的にほぼ同じ条件でインピーダンスが検出される。このため、検出値の信頼性が向上し、この検出値に基づいて転写部に印加する転写電圧が設定されるので、転写電圧は常に適切に設定され、良好な転写が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
【図2】 図1に示す画像形成装置の2次転写部の構成を示す概略図である。
【図3】 図1に示す画像形成装置の2次転写部における電流値のモニタ結果と転写ロールの表面電位の検出結果を画像形成工程を追って示す図である。
【図4】 2次転写部における電流値のモニタ結果と転写ロールの表面電位の検出結果の他の例を示す図である。
【図5】 2次転写部における電流値のモニタ結果と転写ロールの表面電位の検出結果の他の例を示す図である。
【図6】 インピーダンスの異なる3つの転写ロールについて、転写ロールの表面電位とモニタ電流値との関係を示す図である。
【図7】 インピーダンスの異なる3つの転写ロールについて、転写部への印加電圧と飽和表面電位との関係を示す図である。
【図8】 インピーダンスの異なる3つの転写ロールについて、転写ロールの飽和表面電位と静定時間との関係を示す図である。
【図9】 従来の画像形成装置における転写部の構成を示す概略図である。
【図10】 従来の画像形成装置における2次転写部の電流値のモニタ結果と転写ロールの表面電位の検出結果を画像形成工程を追って示す図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 光走査装置
4 現像装置
5 転写帯電器
10 画像形成ユニット
11 中間転写体
12 転写ロール
13 シートトレイ
14 搬送路
15 定着装置
16 排紙トレイ
17 クリーニング装置
18 電源装置
19 電圧制御装置
20 インピーダンス検出装置
21 駆動ロール
22 対向ロール
23,24,25 支持ロール
31 除電ブラシ
32 電位センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image forming apparatus that selectively transfers toner to a latent image due to a difference in charging potential to form a toner image, and transfers the toner image onto a recording sheet to form a fixed image. The present invention relates to an image forming apparatus that applies an appropriate transfer voltage during transfer.
[0002]
[Prior art]
  Image forming apparatuses that form a visible image by selectively transferring toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential are widely used as copying machines, printers, facsimiles, and the like. In these image forming apparatuses, a step of directly transferring a toner image on a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed to a recording sheet, a step of transferring to an intermediate transfer member, or a step of transferring from an intermediate transfer member to a recording sheet In general, a method is used in which a transfer voltage is applied between both members to transfer a charged toner within a formed electric field. One widely used apparatus for performing such transfer is a member carrying a toner image (generally called an image carrier, a member on which a toner image is formed on the surface of a photosensitive drum, and the like, and A transfer roll, a transfer brush, a transfer belt, and the like are disposed so as to face a toner image (including an intermediate transfer member to which a toner image is temporarily transferred), and a transfer material (including an intermediate transfer member and a recording sheet) is interposed between these members. And a toner image is electrically transferred by forming a transfer electric field between both members.
[0003]
  In such an apparatus, transfer members such as transfer rolls, transfer brushes, and transfer belts form resistors (10) to form a stable transfer electric field and prevent current leakage and the like.FiveΩ or more) is often used. For example, when a transfer roll is used as the transfer member, conductive rubber is used. However, the resistance value of such a material is likely to fluctuate due to applied voltage, manufacturing variation, temperature change, deterioration during use, and the like. For this reason, the impedance when the transfer voltage is applied to the transfer portion where the image carrier and the transfer member face each other fluctuates, and proper transfer may not be performed if a constant voltage is always applied. For this reason, in Patent Document 1 below, when the toner image is not transferred, a predetermined voltage as a reference is applied to the transfer portion, the current value at that time is read, and the impedance is detected. An apparatus for setting an applied voltage based on impedance has been proposed. Patent Document 2 below discloses an apparatus for detecting an impedance, detecting a size of a transfer material, and determining an appropriate transfer voltage in consideration of the detection result.
[0004]
[Patent Document 1]
      JP-A-5-313522
[Patent Document 2]
      JP 2001-83816 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the techniques described in the above patent documents have the following problems.
  As shown in FIG. 9, the intermediate transfer belt 102 and the transfer roll 103 that are stretched around the opposing roll 101 are arranged so as to face each other, and on the recording sheet 104 that passes between them, the intermediate transfer belt 102 is placed on the intermediate transfer belt 102. When a toner image is transferred, a transfer voltage is applied between the opposing roll 101 and the transfer roll 103, whereby the surface of the transfer roll 103 made of a resistor is charged. For example, when a negative voltage is applied to the opposing roll 101 that supports the intermediate transfer belt 102 in order to transfer the negatively charged toner on the intermediate transfer belt 102 onto the recording sheet 104, the surface of the transfer roll 103 is negatively charged. Become. Then, after the toner image is transferred, when the reference voltage is applied and the impedance of the transfer portion is measured when sufficient time has not passed, the impedance of the transfer portion is caused by the charge on the surface of the transfer roll 103. The problem arises that it cannot be measured accurately. That is, in the case shown in FIG. 9, since the surface of the transfer roll 103 is negatively charged, the current value when the reference voltage is applied to the opposite roll 101 is smaller than when the surface of the transfer roll is not charged. Thus, the impedance is detected to be larger than actual. If the transfer voltage is determined based on this detected value, an excessive voltage is applied during transfer.
[0006]
  The above problem will be described in detail with reference to FIG.
  FIG. 10 shows the monitoring result of the current value in the transfer portion and the surface potential of the transfer roll over time.
  Step a shown in FIG. 10 is a preparatory stage for transferring a toner image, and positive and negative voltages are alternately applied between the transfer roll 103 and the opposing roll 101 to adhere to the transfer roll 103. The transfer toner is transferred to the intermediate transfer belt 102 and the transfer roll 103 is cleaned. In step b, a predetermined reference voltage (negative) is applied, and the impedance is detected from the current value. Thereafter, in step c, a patch for adjusting the density of the toner image, a patch for adjusting the superposition position of the toner image, and the like are transferred onto the intermediate transfer belt 102, and these toner images are used. A process of cleaning and removing the toner adhering to the transfer roll 103 is performed. In step d, a transfer voltage is applied between the opposing roll 101 and the transfer roll 103, and the toner image is transferred to a predetermined number (for example, 80 sheets) of recording sheets. The transfer voltage is set based on the impedance detected in step b. At this time, negative charges are gradually accumulated on the surface of the transfer roll 103 to be charged. In step e after the transfer of the predetermined number of sheets is completed, a predetermined reference voltage is applied again to detect the impedance. At this time, the surface of the transfer roll 103 is negatively charged and current does not easily flow, and the detected impedance is larger than the detected value in the step b. That is, it is detected to be larger than the actual impedance due to the charge on the surface of the transfer roll. When the transfer voltage is calculated from the detected value, an excessive voltage is applied in the next step f in which the toner image is transferred. When such an excessive transfer voltage is applied, a transfer failure occurs and a defect such as an image blank occurs.
[0007]
  The invention according to the present application has been made in view of such problems, and its purpose is to set a transfer voltage to be applied during transfer from an impedance detected by applying a reference voltage to the transfer portion. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of always detecting impedance under substantially the same conditions and setting an appropriate transfer voltage.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the invention according to claim 1An image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface, a transfer member that includes a resistor and is provided to face the image carrier, and the image carrier and the transfer member A sheet conveying device that conveys a recording sheet so as to pass through an opposing transfer unit; and a toner image on the image carrier for transferring the toner image on the recording sheet between the image carrier and the transfer member. A power supply device that applies a transfer voltage, a voltage control device that controls a voltage applied from the power supply device to the transfer portion, a voltage applied to the transfer portion, and a current value that flows through the transfer portion. An impedance detector for measuring impedance;  Static elimination member supported so as to be in contact with the transfer memberThe voltage control device is configured to set a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on the detection value of the impedance detection device.  The impedance detection device provides an image forming apparatus that detects an impedance after the charge removal member abuts on the transfer member to remove the charge of the transfer member.
[0009]
  In the above-described image forming apparatus, the image carrier can carry and carry a toner image, and the toner image can be transferred from the member to a transfer member such as a recording sheet. It includes both an image formed image and a toner image formed on another member. Specifically, it includes a photosensitive drum / photosensitive belt having a photosensitive layer on the surface, a dielectric on which a latent image is formed by an ion beam or the like, an intermediate transfer drum / intermediate transfer belt to which a toner image is temporarily transferred, and the like. .
[0010]
  In this image forming apparatus, the impedance of the transfer portion is detected at a predetermined time, and the applied voltage is set based on the detected value so that an appropriate current is generated in the transfer portion. Therefore, even if there is a temperature change or a change with time of the impedance, it is possible to maintain an appropriate current in the transfer portion.
AndSince the charge eliminating member that contacts the transfer member is provided, the charge of the transfer member is removed through the charge eliminating member before the impedance is detected. Therefore, the impedance of the transfer portion can always be detected under the same electrical conditions, and the voltage applied during transfer can be set appropriately.
[0011]
  Claim 2Such an image forming apparatusAn image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface, a transfer member that includes a resistor and is provided to face the image carrier, and the image carrier and the transfer member A sheet conveying device that conveys a recording sheet so as to pass through an opposing transfer unit; and a toner image on the image carrier for transferring the toner image on the recording sheet between the image carrier and the transfer member. A power supply device that applies a transfer voltage, a voltage control device that controls a voltage applied from the power supply device to the transfer portion, a voltage applied to the transfer portion, and a current value that flows through the transfer portion. An impedance detection device that measures impedance, and the voltage control device sets a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on a detection value of the impedance detection device. Ri,  The impedance detection device detects an impedance after alternately applying a bipolar voltage from the power supply device to the transfer unit.An image forming apparatus is provided.
[0012]
  In this image forming apparatus, since a bipolar voltage is alternately and repeatedly applied from the power supply device to the transfer portion, even if the surface of the transfer member is charged, it is quickly discharged and the surface potential converges to a substantially constant value. Can be made. Therefore, the impedance of the transfer portion can always be detected under substantially constant conditions, and the applied voltage at the time of transfer can be set appropriately.
[0013]
  Claim 3The invention concernedAn image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided so as to face the image carrier, and a sheet conveying device that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through a transfer part opposite to the image carrier. A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member; and applied from the power supply device to the transfer unit. A voltage control device that controls a voltage to be transferred, and an impedance detection device that measures an impedance of the transfer portion from a voltage applied to the transfer portion and a current value flowing through the transfer portion, and the voltage control device includes: Based on the detection value of the impedance detection device, a voltage to be applied from the power supply device to the transfer portion during toner image transfer is set.  The impedance detection device detects an impedance after applying a predetermined voltage from the power supply device for a predetermined time, and the predetermined time is set to be equal to or longer than a time at which the fluctuation of the surface potential of the transfer member converges. ingAn image forming apparatus is provided.
[0014]
  Also,Claim 4The invention concernedClaim 3In the image forming apparatus described above, the predetermined voltage applied from the power supply device before the impedance is detected has a polarity opposite to the transfer voltage applied when the toner image is transferred.
[0015]
  In such an image forming apparatus, the transfer member is charged by applying a constant voltage to the transfer portion, and reaches a saturated state after a sufficient time has elapsed. That is, the surface potential of the transfer member converges to a value having a correlation with the applied voltage and becomes constant. Thereafter, the reference voltage is applied to the transfer portion to detect the impedance of the transfer portion, thereby enabling accurate detection.
  In addition, by applying a voltage having a polarity opposite to that at the time of transfer to the transfer member so that the surface of the transfer member has a potential opposite to the charged potential at the time of transfer, and detecting the impedance of the transfer portion in this state, Impedance fluctuations can be detected significantly,
More appropriate control is possible.
[0016]
  Claim 5The invention according to claim 1 starts from claim 1.Until claim 4The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a potential sensor that measures a surface potential of the transfer member, wherein the impedance detection device detects that the surface of the transfer member has a predetermined potential by the potential sensor. After that, the impedance is detected.
[0017]
  Since this image forming apparatus includes a potential sensor that measures the surface potential of the transfer member, the impedance can be detected after confirming the surface potential of the transfer member. Therefore, the impedance is detected under the condition that the potential of the transfer member is made constant, and the applied voltage at the time of transfer can be set appropriately. In addition, impedance can be detected immediately after detecting that the potential of the transfer member is within a predetermined range, and impedance can be detected quickly and reliably.
[0018]
  Claim 6The invention concernedAn image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided so as to face the image carrier, and a sheet conveying device that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through a transfer part opposite to the image carrier. A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member; and applied from the power supply device to the transfer unit. A voltage control device that controls a voltage to be transferred, and an impedance detection device that measures an impedance of the transfer portion from a voltage applied to the transfer portion and a current value flowing through the transfer portion, and the voltage control device includes: Based on the detection value of the impedance detection device, a voltage to be applied from the power supply device to the transfer portion during toner image transfer is set.  The impedance detection device detects impedance when the image carrier is started and the rotation is stabilized after the device has been stopped for a long time.An image forming apparatus is provided.
[0019]
  When the driving of the apparatus is stopped for a long time, the electric charge accumulated in the transfer member or the like is dissipated, and the electric potential becomes close to zero. If the rotation of the image carrier or the like is stable in this state, the impedance of the transfer portion is detected without being affected by the potential of the transfer member, and the transfer voltage applied during transfer can be set appropriately.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the invention according to the present application will be described with reference to the drawings.
  FIG.Claim 1It is a schematic block diagram which shows the image forming apparatus which is one Embodiment of described invention.
  The image forming apparatus includes four image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d that form yellow, magenta, cyan, and black toner images, and is endless so as to face each of these image forming units 10. A belt-like intermediate transfer member 11 is supported, and the peripheral surface is driven to rotate. On the downstream side of the position where the image forming unit faces the intermediate transfer body 11, a transfer roll 12 is disposed so as to face the intermediate transfer body, and the secondary transfer section is provided with a conveyance path 14 from the sheet tray 13. After that, the recording sheet is conveyed. A fixing device 15 that heats and pressurizes the toner image to press the toner image onto the recording sheet is provided downstream of the secondary transfer portion in the recording sheet conveyance path, and the toner image is fixed further downstream. A paper discharge tray 16 for storing the recorded sheet is provided. On the other hand, on the downstream side of the secondary transfer portion in the circumferential direction of the intermediate transfer body 11, the intermediate transfer is performed in order to collect the toner remaining without being transferred to the recording sheet in the secondary transfer portion and the patches that are not secondary transferred. A cleaning device 17 is provided to face the body 11.
[0021]
  Each of the image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d has a photoconductive drum 1 on which an electrostatic latent image is formed, and around the photoconductive drum 1, the surface of the photoconductive drum is provided. A charging device 2 that charges the surface of the photosensitive drum approximately uniformly, an optical scanning device 3 that scans the surface of the photosensitive drum with a laser beam and writes an electrostatic latent image, and a toner that selectively forms a latent image formed on the photosensitive drum. And a transfer charger 5 for primary transfer of the toner image on the photosensitive drum 1 onto the intermediate transfer member 11.
[0022]
  The intermediate transfer body 11 is made of a resin film having a thickness of about 10 to 300 μm, and a polyimide film or the like is used. Further, in order to electrostatically transfer the toner image from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer body 11 without disturbing the image, powder of a conductive material such as carbon black is mixed and the volume resistivity is set to 10.TenIt is adjusted to about Ωcm.
[0023]
  Inside the intermediate transfer body 11, a drive roll 21, an opposing roll 22 arranged in the transfer section, and support rolls 23, 24, and 25 are arranged, and the intermediate transfer body 11 is stretched around these. It moves around in the direction of the arrow shown in the figure.
[0024]
  The transfer roll 12 is provided at a position facing the opposing roll 22 and is pressed against the opposing roll 22 via the intermediate transfer body 11. The transfer roll 12 is a roll formed by forming an outer peripheral portion of a metal core material with a conductive rubber material, and the core material is electrically grounded. The outer peripheral portion made of a conductive rubber material has a thickness of 10 when the resistance value between the outer peripheral portion and the core material is measured by bringing a conductive plate into contact with the peripheral surface.FiveIt is made to be Ω or more.
[0025]
  On the other hand, a power supply device 18 is connected to the opposing roll 22 as shown in FIG. 2, and the voltage applied to the opposing roll 22, the timing of voltage application, and the like are controlled by the voltage control device 19. . In addition, an impedance detection device 20 that detects an impedance by detecting a current value at the time of voltage application is inserted in a circuit that applies a voltage to the facing roll 22. The output of the impedance detection device 20 is input to the voltage control device 19, and the voltage control device 19 sets the applied voltage based on the detected impedance so that the current value of the transfer portion is appropriate. .
[0026]
  The transfer roll 12 is in contact with a static elimination brush 31 made of a conductive material as a static elimination member, and is grounded to remove charges on the surface of the transfer roll 12. Further, a potential sensor 32 that detects the potential of the surface of the transfer roll 12 is provided opposite to the transfer roll 12, and an output is input to the voltage control device 19.
[0027]
  Next, the operation of the image forming apparatus, the current value due to voltage application to the secondary transfer unit, and the potential of the transfer roll surface will be described.
  Black, yellow, magenta, and cyan toner images are formed by the four image forming units 10a, 10b, 10c, and 10d provided to face the intermediate transfer member 11, respectively. The toner image is formed by the following process.
  Each of the photosensitive drums 1 is charged almost uniformly by the charging device 2, and a laser beam that is turned on / off in accordance with an image signal is scanned on the peripheral surface of the photosensitive drum 1 by the optical scanning device 3 to form an electrostatic latent image. It is formed. The electrostatic latent image on each photoconductor drum 1 is developed by the developing device 4 containing black, yellow, magenta, and cyan toners, and each color toner image is formed on each photoconductor drum 1.
[0028]
  The respective color toner images formed in this way are sequentially transferred onto the intermediate transfer body 11 by the transfer charger 6, and a color image in which a plurality of color toner images are superimposed on the intermediate transfer body 11 is formed. Is done. The toner images of a plurality of colors formed on the intermediate transfer body 11 are transferred onto the recording sheet P conveyed from the sheet tray 13 at a position where the intermediate transfer body 11 faces the transfer roll 12 and pass through the fixing device 15. When heated, it is heated and pressurized to form a fixed image. Then, the recording sheet P on which the toner image is fixed is discharged to the paper discharge tray 16.
[0029]
  In the secondary transfer portion where the toner image is transferred to the recording sheet P, a transfer voltage is applied between the opposing roll 22 and the transfer roll 12 from the power supply device 18. In the secondary transfer portion, voltage application is started before the toner image transferred to the recording sheet arrives. As shown in FIG. 3, first, positive and negative voltages are alternately applied for a predetermined time (step A 1), and the toner adhering to the transfer roll 12 is transferred onto the intermediate transfer body 11. Thereafter, the transfer roll 12 and the intermediate transfer body 11 circulate without voltage being applied, and the charge on the transfer roll 12 is removed by the contact of the charge eliminating brush 31 (step A2).
[0030]
  When it is detected by the potential sensor 32 that the surface potential of the transfer roll 12 has become substantially zero potential and the detection result is input to the voltage control device 19, a predetermined reference voltage (for example, −− 1000V) is applied to the opposing roll 22 from the power supply device 18, and the impedance is detected from the current value of the transfer portion in the impedance detection device 20 (step A3). Based on this detection value, the transfer voltage at the time of transferring the toner image is determined.
[0031]
  Thereafter, a transfer voltage determined using the detected impedance value is applied to the transfer portion, and the toner image is transferred to the recording sheet (step A4). If there is a patch transferred to the intermediate transfer body 12 for image alignment or density adjustment before the toner image transfer step (A4 step), this patch cleaning step (not shown). Is done. In addition, before the toner image transfer step, a large voltage may be temporarily applied to the transfer portion, and the surface potential of the transfer roll may be raised as shown by the alternate long and short dash line in FIG. By increasing the surface potential at the beginning of toner image transfer in this way, the surface potential of the transfer roll changes and the current value of the transfer section gradually decreases while transferring multiple images continuously. Can be prevented.
[0032]
  When a predetermined number of images are formed and transferred, the temperature of the apparatus fluctuates, and the characteristic values of the materials constituting the transfer roll 12 also fluctuate. For this reason, the image formation is stopped once and the impedance is detected again. At this time, before applying the reference voltage from the power supply device 18, the transfer roll 12 and the intermediate transfer body 11 are driven to rotate, and the surface potential of the transfer roll 12 is removed by the charge eliminating brush 31 (step A <b> 5). Then, the impedance is detected again by applying the reference voltage, and the transfer voltage to be applied when the next toner image is transferred is set based on the detected value (step A6). After the transfer of a predetermined number of sheets, the surface of the transfer roll 12 is charged as shown in FIG. 3, but the surface of the transfer roll 12 is brought to a substantially zero potential by abutting the neutralizing brush 31 and driving around. It becomes. Therefore, when the impedance is detected by applying the reference voltage, almost the same electrical condition is always maintained, and the impedance can be detected appropriately. As a result, the transfer voltage is set appropriately and good secondary transfer is performed.
[0033]
  next,Claim 2The voltage applied to the secondary transfer portion and the surface potential of the transfer roll in the image forming apparatus which is an embodiment of the described invention will be described.
  FIG. 4 shows the result of monitoring the current value in the secondary transfer portion of this image forming apparatus and the result of detecting the potential of the transfer roll surface, following the image forming process.
  In this image forming apparatus, as the apparatus starts driving, positive and negative voltages are alternately applied to the secondary transfer portion for a predetermined time, and the toner charged in either positive or negative polarity on the transfer roll is transferred to the intermediate transfer body. And removed by a cleaning device. Then, the application of alternating voltage is continued until a predetermined time has elapsed after the transfer of the toner, and the surface potential of the transfer roll is converged to around 0 V (step B1). After confirming that the surface potential is a predetermined value, a predetermined reference voltage is applied to the secondary transfer portion, and the impedance is determined based on the current value detected at the secondary transfer portion at that time. Measured (step B2). Based on this impedance, the transfer voltage for transferring the toner image is determined, and the toner image is transferred to the recording sheet that is applied to the secondary transfer portion and fed from the sheet tray (step B3).
[0034]
  When the toner images are transferred for a predetermined number of sheets, the transfer of the toner images is stopped once, and positive and negative voltages are alternately applied again (step B4), the potential on the surface of the transfer roll is removed, and then a reference voltage is applied. Then, the impedance of the secondary transfer portion is measured (step B5). The transfer voltage is reset based on the detected value, the image forming operation is restarted, and the color image formed on the intermediate transfer member is transferred onto the recording sheet (step B6).
[0035]
  In this way, an appropriate transfer voltage is set by detecting the impedance each time a predetermined number of transfers are performed, and the impedance is detected without being affected by the charge amount of the transfer roll. Is set. Accordingly, even when a large number of images are formed, it is possible to perform stable and stable transfer.
[0036]
  In the image forming apparatus, the positive and negative polarities are alternately applied for a predetermined time, and then the reference voltage is applied to detect the impedance. However, as shown in FIG. It is also possible to continuously apply a certain voltage for a predetermined time (C1 step) and then apply a reference voltage to detect the impedance (C2 step). The image forming apparatus controlled in this way isClaim 3 or claim 4It is one Embodiment of the invention which concerns.
  In the image forming apparatus, it is desirable that the voltage applied to the secondary transfer unit prior to the impedance detection is a voltage having a polarity opposite to that applied when the toner image is transferred. For example, when a negatively charged toner is used, a negative voltage is applied to the opposite roll during transfer, but a positive voltage is applied before the reference voltage is applied.
[0037]
  By applying the voltage to the secondary transfer portion, the surface potential of the transfer roll is charged to a constant potential corresponding to the applied voltage and stabilized. Thus, by detecting the impedance by applying the reference voltage after adjusting the surface potential of the transfer roll, the impedance can always be detected in the same electrical state. Accordingly, when the impedance of the transfer roll fluctuates with a change in temperature, an appropriate transfer voltage can be set without being affected by the charged state of the transfer roll.
[0038]
  Further, by setting the voltage applied prior to the detection of the impedance to a polarity opposite to the transfer voltage applied at the time of transferring the toner image, it is possible to significantly detect the fluctuation of the impedance of the transfer roll or the like.
[0039]
  FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface potential of the transfer roll and the current value detected at the transfer portion for three transfer rolls having different impedances (resistance values: 8.1 logΩ, 8.5 logΩ, and 8.9 logΩ). is there.
  When a negative voltage is applied to the opposite roll in a state where the surface potential of the transfer roll is positive, the current value (absolute value) increases as the surface potential of the transfer roll increases. If the surface potential of the transfer roll is negative, the current value observed decreases as the absolute value increases. Then, as the surface of the transfer roll is positively charged and the charged potential increases, the difference in current value due to the difference in impedance of the transfer roll appears more remarkably. Therefore, as shown in FIG. 5, when a constant voltage is applied to the transfer portion in advance and the impedance is detected with the transfer roll surface charged to a predetermined potential, the transfer roll surface is charged positively. It is possible to obtain an accurate value by setting it to the state.
[0040]
  Further, when a voltage is applied to the transfer portion as described above, the potential on the surface of the transfer roll gradually increases, and a saturation state is reached in which the charging potential does not fluctuate over time. FIG. 7 shows the relationship between the saturated surface potential and the voltage applied to the transfer portion at this time. From the relationship between the voltage applied to the transfer portion and the saturated surface potential, it is possible to appropriately determine the voltage to be applied to the transfer portion before impedance detection in the process shown in FIG.
[0041]
  On the other hand, in the image forming apparatus shown in FIG. 1, a potential sensor is provided opposite to the transfer roll, and the timing for detecting the impedance by applying a reference voltage can be set while monitoring the surface potential of the transfer roll. . However, when detecting the impedance after adjusting the surface potential of the transfer roll by applying a predetermined voltage as shown in FIG. 5, the time until the saturated surface potential is reached together with the saturated surface potential (static time). By measuring in advance, the impedance detection timing can be set appropriately without using a potential sensor.
[0042]
  FIG. 8 shows the results of measuring the relationship between the saturation surface potential and the time to reach the surface potential (static time) for three transfer rolls having different impedances. As shown in this figure, as the impedance of the transfer roll increases and as the saturation surface potential increases, the time until the saturation state is reached increases.
[0043]
  In the embodiment described above, the transfer roll impedance is detected and the set value of the transfer voltage is changed every time a predetermined number of images are transferred in addition to when the image forming apparatus is activated. When only the influence of environmental fluctuations is reflected in the transfer voltage setting value, the surface potential of the transfer roll is not forcibly set to a predetermined potential. Can also be done. In other words, if the rotation of the intermediate transfer member and the transfer roll is stabilized when the device is started after being left unused for a long time, the impedance is detected by immediately applying the reference voltage to the transfer portion. . When the device is not driven for a long time, the charge of the transfer roll is dissipated and becomes almost zero potential, and the impedance can be detected in a stable state by detecting the impedance immediately after driving. .
  An apparatus for setting the transfer voltage in this way isClaim 6It is one Embodiment of the invention which concerns.
[0044]
【The invention's effect】
  As described above, the image forming apparatus according to the present invention detects the impedance of the transfer portion when the surface potential of the transfer member arranged to face the image carrier becomes a predetermined value. Regardless of the detection time, the impedance is detected under substantially the same electrical conditions. For this reason, the reliability of the detected value is improved, and the transfer voltage to be applied to the transfer portion is set based on the detected value, so that the transfer voltage is always set appropriately and good transfer is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a secondary transfer unit of the image forming apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an image forming process of a monitoring result of a current value and a detection result of a surface potential of a transfer roll in a secondary transfer unit of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the current value monitoring result and the detection result of the surface potential of the transfer roll in the secondary transfer unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the current value monitoring result and the surface potential detection result of the transfer roll in the secondary transfer unit.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface potential of a transfer roll and a monitor current value for three transfer rolls having different impedances.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to a transfer portion and a saturated surface potential for three transfer rolls having different impedances.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the saturation surface potential of a transfer roll and the settling time for three transfer rolls having different impedances.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a transfer unit in a conventional image forming apparatus.
FIG. 10 is a diagram illustrating a monitoring result of a current value of a secondary transfer unit and a detection result of a surface potential of a transfer roll in a conventional image forming apparatus, following an image forming process.
[Explanation of symbols]
    1 Photosensitive drum
    2 Charging device
    3 Optical scanning device
    4 Development device
    5 Transfer charger
  10 Image forming unit
  11 Intermediate transfer member
  12 Transfer roll
  13 Sheet tray
  14 Transport path
  15 Fixing device
  16 Output tray
  17 Cleaning device
  18 Power supply
  19 Voltage controller
  20 Impedance detection device
  21 Drive roll
  22 Opposite roll
  23, 24, 25 Support roll
  31 Static elimination brush
  32 Potential sensor

Claims (6)

無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、
該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、
前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、
前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、
前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、
前記転写部材に接触するように支持された除電部材と、を有し、
前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、
前記インピーダンス検出装置は、前記除電部材が前記転写部材に当接して該転写部材の電荷を除去した後にインピーダンスを検出するものであることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided to face the image carrier;
A sheet conveying apparatus that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through opposing transfer portions;
A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member;
A voltage control device for controlling a voltage applied to the transfer unit from the power supply device;
An impedance detection device that measures the impedance of the transfer portion from the voltage applied to the transfer portion and the current value flowing through the transfer portion;
A static elimination member supported so as to contact the transfer member ,
The voltage control device is configured to set a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on a detection value of the impedance detection device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the impedance detection device detects impedance after the charge removal member abuts on the transfer member to remove the charge of the transfer member.
無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、
該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、
前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、
前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、
前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、
前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、
前記インピーダンス検出装置は、前記電源装置から転写部に両極性の電圧を交互に繰り返し印加した後にインピーダンスを検出するものであることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided to face the image carrier;
A sheet conveying apparatus that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through opposing transfer portions;
A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member;
A voltage control device for controlling a voltage applied to the transfer unit from the power supply device;
An impedance detection device that measures the impedance of the transfer portion from the voltage applied to the transfer portion and the current value flowing through the transfer portion;
The voltage control device is configured to set a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on a detection value of the impedance detection device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the impedance detection device detects impedance after alternately applying bipolar voltages from the power supply device to the transfer unit.
無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、
該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、
前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、
前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、
前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、
前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、
前記インピーダンス検出装置は、前記電源装置から所定の電圧を所定の時間印加した後にインピーダンスを検出するものであり、
前記所定の時間は、前記転写部材の表面電位の変動が収束する時間以上に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided to face the image carrier;
A sheet conveying apparatus that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through opposing transfer portions;
A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member;
A voltage control device for controlling a voltage applied to the transfer unit from the power supply device;
An impedance detection device that measures the impedance of the transfer portion from the voltage applied to the transfer portion and the current value flowing through the transfer portion;
The voltage control device is configured to set a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on a detection value of the impedance detection device,
The impedance detection device detects impedance after applying a predetermined voltage from the power supply device for a predetermined time,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time is set to be equal to or longer than a time at which a change in surface potential of the transfer member converges.
インピーダンスの検出前に前記電源装置から印加する所定の電圧は、トナー像の転写時に印加する転写電圧と逆極性であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。    The image forming apparatus according to claim 3, wherein the predetermined voltage applied from the power supply device before the impedance is detected has a polarity opposite to that of the transfer voltage applied when the toner image is transferred. 前記転写部材の表面の電位を測定する電位センサを有し、
前記インピーダンス検出装置は、前記電位センサによって転写部材の表面が所定の電位であることを検出した後にインピーダンスを検出するものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の画像形成装置。
Having a potential sensor for measuring the potential of the surface of the transfer member;
The impedance detection device, according to claim 1, wherein the surface of the transfer member by the potential sensor is for detecting the impedance after detecting that a predetermined potential to claim 4 Image forming apparatus.
無端状の周面にトナー像を担持して搬送する像担持体と、
抵抗体からなり、前記像担持体と対向するように設けられた転写部材と、
該像担持体と該転写部材とが対向する転写部を通過するように記録シートを搬送するシート搬送装置と、
前記像担持体と前記転写部材との間に、該像担持体上のトナー像を前記記録シート上に転移させるための転写電圧を印加する電源装置と、
前記電源装置から前記転写部に印加される電圧を制御する電圧制御装置と、
前記転写部に印加する電圧と前記転写部に流れる電流値とから該転写部のインピーダンスを測定するインピーダンス検出装置と、を有し、
前記電圧制御装置は、前記インピーダンス検出装置の検出値に基づいて、トナー像転写時に前記電源装置から転写部に印加する電圧を設定するものであり、
前記インピーダンス検出装置は、装置が長時間駆動停止された後、前記像担持体が起動されて回転が安定したときに、インピーダンスの検出を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries and conveys a toner image on an endless peripheral surface;
A transfer member made of a resistor and provided to face the image carrier;
A sheet conveying apparatus that conveys a recording sheet so that the image carrier and the transfer member pass through opposing transfer portions;
A power supply device for applying a transfer voltage for transferring a toner image on the image carrier onto the recording sheet between the image carrier and the transfer member;
A voltage control device for controlling a voltage applied to the transfer unit from the power supply device;
An impedance detection device that measures the impedance of the transfer portion from the voltage applied to the transfer portion and the current value flowing through the transfer portion;
The voltage control device is configured to set a voltage to be applied from the power supply device to the transfer unit during toner image transfer based on a detection value of the impedance detection device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the impedance detection device detects impedance when the image carrier is started and the rotation is stabilized after the device has been stopped for a long time.
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