JP2019105810A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】除電プロセスを省略した画像形成装置における白抜け現象を防止する。【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム10、帯電部11、露光部12、現像部13および転写部14を備えているが、転写部14と帯電部11との間に除電手段を有していない。転写部14は、感光体ドラム10との間で記録用紙Pを通紙させる転写ニップ部を形成する転写ローラ141と、転写ローラ141に転写電圧を印加するバイアス電源部142とを有している。画像形成装置は、さらに、転写電圧を制御する制御部30と、記録用紙Pが転写ニップ部に突入するタイミングを予測する予測部31とを有している。制御部30は、予測部31の予測に基づき、記録用紙Pが転写ニップ部に突入するタイミングでバイアス電源部142を制御し、転写電圧の電圧値を増加させる。【選択図】図1A white spot phenomenon is prevented in an image forming apparatus in which a charge removal process is omitted. An image forming apparatus includes a photosensitive drum, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit. However, a charge eliminating unit is provided between the transfer unit and the charging unit. Not done. The transfer unit 14 includes a transfer roller 141 that forms a transfer nip portion that allows the recording paper P to pass through the photosensitive drum 10, and a bias power supply unit 142 that applies a transfer voltage to the transfer roller 141. . The image forming apparatus further includes a control unit 30 that controls the transfer voltage and a prediction unit 31 that predicts the timing at which the recording paper P enters the transfer nip. The control unit 30 controls the bias power supply unit 142 at the timing when the recording paper P enters the transfer nip portion based on the prediction of the prediction unit 31 and increases the voltage value of the transfer voltage. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method.
電子写真方式の画像形成装置では、まず帯電、露光プロセスによって感光体ドラム上に静電気による静電潜像を形成する。次に現像プロセスにおいて、感光体ドラム上の静電潜像に帯電したトナーを吸着させることで顕像化し(現像)、ここで形成されたトナー画像を転写プロセスにおいて記録用紙に静電的に転写する。そして定着プロセスにおいて、記録用紙に転写されたトナー画像を加熱溶融し、圧力で記録用紙に固定した後、画像形成装置の排紙部に排出する。 In the electrophotographic image forming apparatus, first, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by electrostatic charging and exposure processes. Next, in the development process, the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed into a visible image by adsorbing the charged toner (development), and the toner image formed here is electrostatically transferred to the recording paper in the transfer process Do. Then, in the fixing process, the toner image transferred to the recording sheet is heated and melted, fixed to the recording sheet by pressure, and then discharged to the sheet discharge unit of the image forming apparatus.
このような電子写真方式の画像形成装置では、通常、転写プロセスと帯電プロセスとの間で、クリーニングおよび除電プロセスが行われる。すなわち、クリーニングプロセスにおいて、クリーニングブレード等の当接手段によって、感光体ドラムの表面に残った転写残トナーを直接感光体ドラム表面から除去し、その後、除電プロセスでトナーが除去された感光体ドラム表面に除電ランプ等から光を照射することで、感光体ドラム表面に残った静電潜像(残留電位)を除去する。 In such an electrophotographic image forming apparatus, a cleaning and charge removing process is usually performed between the transfer process and the charging process. That is, in the cleaning process, the transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum is directly removed from the surface of the photosensitive drum by the contact means such as a cleaning blade, and then the surface of the photosensitive drum from which the toner has been removed The electrostatic latent image (residual potential) remaining on the surface of the photosensitive drum is removed by irradiating light from a charge removing lamp or the like.
しかしながら、画像形成装置の中には除電ランプを持たないものもある(例えば、特許文献1)。このような、除電ランプを省略した画像形成装置は、コストを抑えたモノクロ機に採用される場合が多い。 However, some image forming apparatuses do not have a discharge lamp (for example, Patent Document 1). Such an image forming apparatus from which the discharge lamp is omitted is often employed in a monochrome machine with reduced cost.
除電プロセスを省略した画像形成装置での除電は、感光体ドラム上に画像を形成する動作前もしくは画像形成終了後であって転写部に記録用紙がない時に、露光部の光源を用いて行われる。つまり、感光体ドラムを回転させながら露光部から光を照射することで行われる。感光体ドラムは光を照射されることで絶縁体から導体に特性が変化するので、感光体ドラム上の残留電位を所定値以下(例えば、感光体ドラム上の静電電位max−400V以上に対して−50V以下)に除電することができる。 The charge removal in the image forming apparatus from which the charge removal process is omitted is performed using the light source of the exposure unit before the operation for forming the image on the photosensitive drum or after the completion of the image formation and when there is no recording sheet in the transfer unit. . That is, it is performed by irradiating light from the exposure unit while rotating the photosensitive drum. The photosensitive drum changes its characteristics from an insulator to a conductor by being irradiated with light, so the residual potential on the photosensitive drum is not more than a predetermined value (for example, against the electrostatic potential of -400 V or more on the photosensitive drum) Charge of −50 V or less).
しかし、この露光部を利用した除電方法は、画像形成動作中は露光部が静電潜像を形成する動作を行っているので使用できない。そのため、以下のような白抜け現象が発生するといった課題があった。これは画像にハーフトーンが含まれる場合に顕著に発生する。 However, the static elimination method using this exposure unit can not be used because the exposure unit performs the operation of forming an electrostatic latent image during the image forming operation. For this reason, there is a problem that the following white spots occur. This is noticeable when the image contains halftones.
画像形成装置においては、通常、記録用紙の先端が転写ニップ部に近付くと、トナーの極性と異なる電圧を転写部に印加し、感光体ドラムに形成されたトナー画像を記録用紙に転写する準備をする。この時の転写部への電圧の印加の仕方としては、所定の電圧を印加する定電圧法と、電圧印加時に流れる転写電流を所定値に維持する定電流法とがある。定電流法は、記録用紙の厚みや抵抗値の影響を受けにくく一般的に使用されているため、ここでは定電流法を例に説明する。 In the image forming apparatus, usually, when the leading edge of the recording sheet approaches the transfer nip portion, a voltage different from the polarity of the toner is applied to the transfer portion to prepare for transferring the toner image formed on the photosensitive drum to the recording sheet. Do. Methods of applying a voltage to the transfer portion at this time include a constant voltage method of applying a predetermined voltage and a constant current method of maintaining a transfer current flowing at the time of voltage application at a predetermined value. The constant current method is generally used without being influenced by the thickness and resistance value of the recording paper, so the constant current method will be described here as an example.
転写準備のできた転写ニップ部に記録用紙の先端が突入すると、転写ニップ部の抵抗が記録用紙の分だけ増加するため、転写電流はその分低下する。転写ニップ部における転写電流の不足は転写不良の要因となるため、転写部材に転写電圧を印加する電源は、転写電流が所定値に戻るまで電圧を上げ、流れる電流が一定になるように定電流制御する。しかしながら、このような定電流制御を行っても、転写電流の低下が検知されてから所定値に戻るまでは僅かではあるがタイムラグが発生するため、記録用紙の先端が転写ニップ部に突入してからしばらくの間は転写電流が下がった状態で通紙が行われることになる。 When the leading edge of the recording sheet rushes into the transfer nip portion ready for transfer, the resistance of the transfer nip portion increases by the amount of the recording sheet, so that the transfer current decreases accordingly. Since insufficient transfer current at the transfer nip causes transfer failure, the power supply that applies the transfer voltage to the transfer member raises the voltage until the transfer current returns to a predetermined value, and the constant current so that the flowing current becomes constant. Control. However, even if such constant current control is performed, there is a slight time lag between the detection of a decrease in transfer current and the return to a predetermined value, but the leading edge of the recording paper rushes into the transfer nip portion. For a while, the sheet is fed with the transfer current lowered.
この記録用紙の先端が転写ニップに突入した際に発生する転写電流の低下量が大きいため、感光体ドラム上の残留電位が記録用紙の先端の突入前と突入後とで変わってしまうという現象が発生する。つまり、感光体ドラムにおける記録用紙の先端が突入した場所では、記録用紙が突入する前の場所より転写電流が下がった分だけ残留電位が大きく残る(ノイズ電位)。そして発生した残留電位の差は、専用の除電部を持たないため、再び帯電され露光部で静電潜像が形成された時にも維持されたままとなり、ハーフトーンなどの一様画像を現像した時に残留電位が高い部分の濃度が下がって現像されるという白抜け現象が発生する。 There is a phenomenon that the residual potential on the photosensitive drum changes before and after the leading edge of the recording sheet because the reduction amount of the transfer current generated when the leading edge of the recording sheet enters the transfer nip is large. Occur. That is, at the place where the leading edge of the recording sheet in the photosensitive drum rushes, the residual potential remains large as much as the transfer current is lower than the place before the recording sheet rushes (noise potential). Since the residual potential difference generated does not have a dedicated charge removal portion, it remains charged even when the electrostatic latent image is formed again in the exposed portion because it has no dedicated charge removal portion, and a uniform image of halftone or the like is developed. Occasionally, a white spot phenomenon occurs in which the density of the portion where the residual potential is high is lowered to develop.
特に、記録用紙の先端には画像形成されない余白(先端ボイド部)が設定されており、この先端ボイド部では、画像書き込みが行われないため、転写電流低下の影響を受けやすく感光体ドラムの残留電位を所定値以下にすることができない。そのため、2周目以降で、前記白抜け現象を引き起こしやすい。 In particular, a margin (a void at the tip) where an image is not formed is set at the leading edge of the recording sheet, and the image writing is not performed at the void at the leading edge. The potential can not be reduced below a predetermined value. Therefore, the white spot phenomenon is likely to occur in the second and subsequent rounds.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、除電プロセスを省略した画像形成装置における白抜け現象を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to prevent the white spot phenomenon in an image forming apparatus in which the charge removal process is omitted.
上記の課題を解決するために、本発明は、感光体ドラム、帯電部、露光部、現像部および転写部を備え、前記転写部と前記帯電部との間に除電手段を有していない画像形成装置であって、前記転写部は、前記感光体ドラムとの間で記録用紙を通紙させる転写ニップ部を形成する転写部材と、前記転写部材に転写電圧を印加する電源部とを有しており、さらに、前記転写電圧を制御する制御部と、前記記録用紙が前記転写ニップ部に突入するタイミングを予測する予測部とを有しており、前記制御部は、前記予測部の予測に基づき、前記記録用紙が前記転写ニップ部に突入するタイミングで、前記転写電圧の電圧値を増加させることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention is an image provided with a photosensitive drum, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit, and an image not having a discharging unit between the transfer unit and the charging unit. The transfer unit includes a transfer member forming a transfer nip portion for passing a recording sheet between the photosensitive drum and the power supply portion for applying a transfer voltage to the transfer member. And a control unit for controlling the transfer voltage, and a prediction unit for predicting the timing at which the recording sheet rushes into the transfer nip unit, the control unit performing the prediction by the prediction unit. Based on the above, it is characterized in that the voltage value of the transfer voltage is increased at the timing when the recording sheet rushes into the transfer nip portion.
上記の構成によれば、予測部および制御部により、記録用紙の先端が転写ニップ部に突入するタイミングで転写部材に印加される転写電圧が増加させられる。これにより、記録用紙の転写ニップ部突入時において、記録用紙分の電気抵抗の増加に伴う転写電流の低下を補い、転写電流の落ち込みを防止できる。そのため、除電手段を有していない画像形成装置であっても、この転写電流制御によって感光体ドラムの残留電位をムラなく十分に取り除くことができるため、転写電流の落ち込みによる白抜け現象を防止することができる。 According to the above configuration, the transfer voltage applied to the transfer member is increased by the prediction unit and the control unit at the timing when the leading edge of the recording sheet rushes into the transfer nip region. As a result, when the recording sheet enters the transfer nip portion, it is possible to compensate for the decrease in the transfer current accompanying the increase in the electrical resistance of the recording sheet, and to prevent the drop of the transfer current. Therefore, even in the image forming apparatus having no charge removing unit, the residual potential of the photosensitive drum can be sufficiently and uniformly removed by this transfer current control, so that the white spot phenomenon due to the drop of the transfer current is prevented. be able to.
また、上記画像形成装置では、前記制御部は、前記記録用紙の先端ボイド部が前記転写ニップ部を通過するまでの間、増加された転写電圧の電圧値を維持する構成とすることができる。 In the image forming apparatus, the control unit may maintain the voltage value of the increased transfer voltage until the leading end void portion of the recording sheet passes through the transfer nip portion.
上記の構成によれば、画像書き込みのための露光が行われない先端ボイド部において、増加された転写電圧の電圧値を維持されるため、上記白抜け現象が確実に防止できる。 According to the above configuration, since the voltage value of the increased transfer voltage is maintained in the end void portion where the exposure for image writing is not performed, the above-mentioned blanking phenomenon can be surely prevented.
また、上記画像形成装置は、前記記録用紙の先端ボイド部の用紙搬送方向における幅を設定変更可能であり、前記制御部は、設定された先端ボイド部の幅に応じて、増加される転写電圧の印加時間を変更する構成とすることができる。 Further, the image forming apparatus can change the setting of the width of the leading end void portion of the recording sheet in the sheet conveyance direction, and the control unit increases the transfer voltage according to the set width of the leading end void portion. Can be changed.
上記の構成によれば、先端ボイド部の幅が変更される場合であっても、転写電圧を増加させる区間を記録用紙の先端ボイド部の区間と一致させることが可能となり、上記白抜け現象が確実に防止できる。 According to the above configuration, even when the width of the front end void portion is changed, it is possible to make the section for increasing the transfer voltage to coincide with the section of the front end void portion of the recording sheet It can be prevented reliably.
また、上記画像形成装置は、前記記録用紙の用紙種類を判定する用紙判定手段を有し、前記制御部は、前記用紙判定手段によって判定される記録用紙の用紙種類に応じて、増加される転写電圧の電圧値を変更する構成とすることができる。 The image forming apparatus further includes a sheet determination unit that determines the sheet type of the recording sheet, and the control unit increases the transfer according to the sheet type of the recording sheet determined by the sheet determination unit. The voltage value of the voltage can be changed.
上記の構成によれば、例えば、厚紙等の電気抵抗が大きい用紙の場合には電圧値を大きい値に設定し、薄紙等の電気抵抗が小さい用紙の場合には電圧値を小さい値に設定するなどして、増加される転写電圧の電圧値を記録用紙の用紙種類に応じて最適な値に設定することができる。 According to the above configuration, for example, the voltage value is set to a large value in the case of a sheet having a large electric resistance such as thick paper, and the voltage value is set to a small value in a sheet having a small electric resistance such as thin paper. Thus, the voltage value of the transfer voltage to be increased can be set to an optimum value in accordance with the type of recording paper.
本発明の画像形成装置は、記録用紙の転写ニップ部突入時における転写電流の低下を抑制することで感光体ドラムの残留電位を十分に除電できるため、除電プロセスを省略した画像形成装置における白抜け現象を防止することができるといった効果を奏する。 The image forming apparatus of the present invention can sufficiently discharge the residual potential of the photosensitive drum by suppressing the reduction of the transfer current when the recording sheet enters the transfer nip portion, so that the white spots in the image forming apparatus in which the charge removal process is omitted. The effect is achieved that the phenomenon can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
図1は、本実施の形態1に係る画像形成装置(以下、本装置)の画像形成プロセスを説明する図である。本装置の画像形成部は、感光体ドラム10の周囲に、帯電部11、露光部12、現像部13、転写部14およびクリーニング部15を配置してなる。
First Embodiment
FIG. 1 is a view for explaining an image forming process of an image forming apparatus (hereinafter, the present apparatus) according to the first embodiment. The image forming unit of this apparatus has a
感光体ドラム10へのトナー像形成は以下の手順で行われる。まず、帯電部11が、感光体ドラム10の表面を所定の電位に均一に帯電させる。次に、露光部12により感光体ドラム10の表面を露光して、その表面に静電潜像を形成し、現像部13により該静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム10の表面にトナー像が形成される。
The toner image formation on the
転写部14は、転写ローラ(転写部材)141とバイアス電源部(電源部)142とを有している。転写ローラ141は、感光体ドラム10との間に転写ニップ部を形成し、この転写ニップ部に記録用紙Pを通紙させる。バイアス電源部142は、転写ローラ141にトナーの帯電極性と反対極性の転写電圧(バイアス電圧)を印加する。
The
記録用紙Pは、本装置の給紙カセットから引き出されて、用紙搬送路を通じてレジストローラ20まで搬送された後、レジストローラ20によってトナー像の転写タイミングに合わせて転写ニップ部に送られる。記録用紙Pが転写ニップ部を通過する際、転写電圧によって感光体ドラム10表面のトナー像が記録用紙P上に転写される。トナー像が転写された記録用紙Pは、定着部(図示せず)での加熱及び加圧によりトナー像が定着された後、本装置の排紙トレイへと搬出される。
The recording sheet P is pulled out of the sheet feeding cassette of the apparatus and conveyed to the
転写されずに感光体ドラム10に残った残留トナーは、クリーニング部15により除去・回収される。残留トナーが除去された感光体ドラム10表面は、再び帯電部11から始まる画像形成プロセスを受けることができる。
The residual toner remaining on the
本装置はモノクロ機であり、転写プロセスと帯電プロセスとの間に除電プロセスを備えない構成となっている。すなわち、本装置は、転写部14と帯電部11との間に除電ランプ等の除電手段を有していないため、感光体ドラム10の除電は、画像形成装置の電源オン時か、画像形成処理を行う前に、感光体ドラム10を回転させた状態で露光部12の光源からの光を照射することで行う。これによって、感光体ドラム10上に転写後の静電潜像、つまり残留電位が残っていても所定値(−50V程度)以下にすることができる。尚、この露光部12による除電は、画像形成動作後に行ってもよい。
The present apparatus is a monochrome machine, and is configured not to have a discharging process between the transfer process and the charging process. That is, since the present apparatus does not have a discharging means such as a discharging lamp between the
また、本装置では、バイアス電源部142は制御部30によって制御されており、通常時は転写ニップ部を流れる転写電流が一定となるように定電流制御されている。具体的には、制御部30は、転写ニップ部を流れる転写電流の大きさを監視し、この転写電流が一定となるように、バイアス電源部142から転写ローラ141に印加される転写電圧をフィードバック制御する。さらに、制御部30は、白抜け現象を防止するための転写電圧制御(白抜け防止制御)を行う。本発明の特徴はこの白抜け防止制御にある。尚、制御部30は、本装置の動作全体を制御する主制御部の機能の一部であってもよい。
Further, in the present apparatus, the bias
先ずは、白抜け防止制御を行わない場合(定電流制御のみを行う場合)の画像形成プロセスを、図2を参照して説明する。図2(a)は本プロセスによって画像形成される記録用紙P、図2(b)は感光体ドラム10の回転信号、図2(c)は感光体ドラム10における帯電プロセス直後の表面電位、図2(d)は露光部12による露光量、図2(e)は感光体ドラム10における露光プロセス直後の表面電位、図2(f)は転写部14の転写電圧、図2(g)は転写部14の転写電流、図2(h)は感光体ドラム10における転写プロセス直後の表面電位を示している。また、図2の横軸は、感光体ドラム10の円周方向位置を表しており、図2(b)〜(h)における感光体ドラム位置は、図2(a)に示す記録用紙Pの用紙搬送方向位置に合わせて記載している。
First, an image forming process in the case where whiteout prevention control is not performed (in the case where only constant current control is performed) will be described with reference to FIG. 2A shows the recording sheet P on which an image is formed by this process, FIG. 2B shows the rotation signal of the
また、図2において、位置D1は記録用紙Pの用紙搬送方向先端に対応する位置を示しており、位置D2は位置D1から感光体ドラム10が丁度一周した位置を示しており、位置D3は位置D1から感光体ドラム10が丁度二周した位置を示しており、位置D4は記録用紙Pの用紙搬送方向後端に対応する位置を示している。尚、図2に示す例では、記録用紙PはA4(ヨコ)であり、感光体ドラム10は直径30mmの場合を例示している。すなわち、この例では、記録用紙Pが転写ニップ部を通過する間に感光体ドラム10は2周以上回転する。また、記録用紙Pには、周囲4辺に設けられる余白(ボイド部)を除いて、用紙全体にハーフトーン画像部が形成されるものとする。尚、ボイド部とは、画像形成装置において、画像形成を不可とする範囲が予め強制的に設定される領域である。
Further, in FIG. 2, the position D1 indicates the position corresponding to the leading edge of the recording sheet P in the sheet conveyance direction, the position D2 indicates the position where the
感光体回転信号(図2(b))がオンとなって感光体ドラム10の回転が開始されると、感光体ドラム10の表面が帯電部11によって均一に帯電される(図2(c))。この場合の感光体ドラム10の表面電位は、−450Vである。尚、感光体ドラム10の帯電は、記録用紙Pの先端に対応する位置D1よりも少し前の位置から開始される。
When the photosensitive member rotation signal (FIG. 2B) is turned on to start the rotation of the
記録用紙Pの通紙領域(D1からD4)では、露光部12によって画像書き込みが行われる。図2(d)の露光部12における露光量は、露光後に感光体ドラム10上の表面電位がハーフトーン形成に必要なトナーの量を付着できる電位になるように設定される。また、記録用紙Pの先端および後端には画像を書き込まないボイド部が設けられるため、露光は位置D1の少し後から開始され、位置D4の少し前で終了する。露光プロセス直後の感光体ドラム10の表面電位(図2(e))は、露光を受けた画像形成領域で帯電直後よりも電位が低下する。この場合の感光体ドラム10の表面電位は−200Vである。この画像形成領域以外の領域、すなわち先端および後端のボイド部は、露光が行われないので帯電時の表面電位が維持される。
In the sheet passing area (D1 to D4) of the recording sheet P, the image writing is performed by the
転写ニップ部では、位置D1の手前から転写ローラ141に転写電圧(図2(f))が印加され、これにより転写ローラ141と感光体ドラム10との間で所定値(I0)の転写電流(図2(g))が流れる。本実施の形態では、トナーはマイナス帯電しているため、転写電圧はプラス極性の電圧を印加している。この状態で記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入すると、転写ニップ部における電気抵抗が記録用紙Pの分だけ増加し、電気抵抗の増加に伴って位置D1において転写電流が低下する。しかしながら、図2の例でも転写電流を一定に維持するための定電流制御は実施されているため、位置D1における転写電流の低下が検知されると、制御部30は転写電圧を増加させる制御を行い、これによって転写電流も元の所定値(I0)のレベルにまで回復する。但し、転写電流が所定値(I0)に回復するまではタイムラグが生じるため、位置D1直後の区間ΔDで転写電流が所定値(I0)よりも低くなる。
At the transfer nip portion, the transfer voltage (FIG. 2 (f)) is applied to the
転写部を通過した感光体ドラム10の表面電位(図2(h))は、感光体ドラム10と転写ローラ141の間を転写電流が流れたことによって低下している。この時の転写電流が所定値(I0)であれば、転写部を通過した後の表面電位(残留電位)も所定のローレベル基準値(V0)まで低下する。尚、表面電位のローレベル基準値(V0)は、完全に0Vにまで低下させる必要はなく、ここでは−50V以下の電位をローレベル基準値(V0)とする。
The surface potential (FIG. 2 (h)) of the
一方、上述したように、位置D1直後の区間ΔDでは、転写電流が所定値(I0)よりも低くなっている。この転写電流が所定値(I0)より低い値で転写した感光体ドラム10上の表面電位(残留電位)は、転写電流が所定値(I0)であった感光体ドラム10上の表面電位(残留電位)よりも高くなってしまう(図2中のS1の部分)。このように、転写動作中に所定値(I0)よりも低い転写電流での転写動作が発生すると、転写後の感光体ドラム10の表面電位をローレベル基準値(V0)に均一にできず、ローレベル基準値(V0)を超えるノイズ電位が残留する。
On the other hand, as described above, in the section ΔD immediately after the position D1, the transfer current is lower than the predetermined value (I0). The surface potential (residual potential) on the
本装置では、除電プロセスが省略されているため、このノイズ電位が残ったままで感光体ドラム10に対して2周目以降の各プロセスが実行される。すなわち、帯電プロセスでは、帯電部11によって印加される帯電電位にノイズ電位が上乗せされる(図2中のS2の部分)。また、露光プロセスにおいても、このノイズ電位の影響を除去できず、静電潜像中に電位差となって残ってしまう(図2中のS3の部分)。
In the present apparatus, since the charge removal process is omitted, the processes after the second round are executed on the
したがって、記録用紙Pの先端から感光体ドラム10が一周した位置(感光体ドラム10が二周目に入った直後)では、再露光時の感光体ドラム10の表面電位にノイズ電位が残ってしまい、その結果、記録用紙Pに形成される画像に白抜け領域が発生する。尚、感光体ドラム10の2周目以降では、露光時にノイズ電位が残るものの、表面電位の絶対値がボイド部よりも低くなるので、所定の転写電流が流れることによってノイズ電位の絶対値が減衰していく。つまり、感光体ドラム10が周回を重ね露光と帯電を繰り返すことで徐々に感光体ドラム10上で白抜けが発生していた場所での白抜けはなくなっていく。
Therefore, a noise potential remains on the surface potential of the
しかしながら、連続印字を行う場合などは、新しい記録用紙Pが転写ニップ部に突入するため、新しい記録用紙Pの先端部が感光体ドラム10に当接した位置が再露光されると、その位置で再び白抜け現象が発生するという現象が繰り返される。
However, when performing continuous printing, etc., since the new recording sheet P rushes into the transfer nip portion, when the position where the leading end of the new recording sheet P abuts on the
記録用紙Pの後端が転写ニップ部を抜ける時には、転写ニップ部における電気抵抗が記録用紙Pの分だけ低下するので、電気抵抗の低下に伴って転写電流が増加する(位置D4)。この場合は、転写電流が増大する方向なので、転写後の残留電位が減る方向となるため、ノイズ電位は残らず白抜けは発生しない。尚、記録用紙Pの後端が転写ニップ部を抜ける場合も、転写部14の定電流制御によって、制御部30が転写電圧を減少させる制御が行われる。
When the trailing edge of the recording sheet P passes through the transfer nip portion, the electrical resistance in the transfer nip portion decreases by the amount of the recording sheet P, so the transfer current increases as the electrical resistance decreases (position D4). In this case, since the transfer current increases, the residual potential after transfer decreases, so no noise potential remains and no white spots occur. Even when the rear end of the recording sheet P passes through the transfer nip portion, the
また、記録用紙Pの後端が転写ニップ部を抜けた後の紙間領域(画像形成が行われない領域)では、露光部12が感光体ドラム10の一周分の期間にわたって最大露光を行い、次の記録用紙Pの通紙前に感光体ドラム10の表面電位を完全に除電するようにしてもよい。
In the inter-paper region (region where image formation is not performed) after the trailing edge of the recording paper P passes through the transfer nip, the
続いて、本発明の特徴である白抜け防止制御を行った場合の画像形成プロセスを、図3を参照して説明する。図3(a)は本プロセスによって画像形成される記録用紙P、図3(b)は感光体ドラム10の回転信号、図3(c)は感光体ドラム10における帯電プロセス直後の表面電位、図3(d)は露光部12による露光量、図3(e)は感光体ドラム10における露光プロセス直後の表面電位、図3(f)は転写部14の転写電圧、図3(g)は転写部14の転写電流、図3(h)は感光体ドラム10における転写プロセス直後の表面電位を示している。白抜け防止制御を行うこと以外は、図3における条件は図2と同じである。
Subsequently, an image forming process in the case of performing the whiteout prevention control, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG. 3A shows the recording sheet P on which an image is formed by this process, FIG. 3B shows the rotation signal of the
感光体回転信号(図3(b))がオンとなって感光体ドラム10の回転が開始されると、感光体ドラム10の表面が帯電部11によって均一に帯電される(図3(c))。ここで感光体ドラム10の表面電位は−450Vである。
When the photosensitive member rotation signal (FIG. 3B) is turned on and rotation of the
記録用紙Pの通紙領域(D1からD4)では、露光部12によって画像書き込みが行われる。図3(d)の例では、この時の露光量はハーフトーン画像を書き込むための露光量である。また、記録用紙Pの先端および後端にはボイド部が設けられるため、露光は位置D1の少し後から開始され、位置D4の少し前で終了する。露光プロセス直後の感光体ドラム10の表面電位(図3(e))は、露光を受けたハーフトーン領域で帯電直後よりも電位が低下するが、先端および後端のボイド部は帯電直後の高電位が維持される。ハーフトーン領域の表面電位は、この例では−200Vである。
In the sheet passing area (D1 to D4) of the recording sheet P, the image writing is performed by the
転写ニップ部では、位置D1の手前から転写ローラ141に転写電圧(図3(f))が印加され、これにより転写ローラ141と感光体ドラム10との間で所定値(I0)の転写電流(図3(g))が流れる。
In the transfer nip portion, the transfer voltage (FIG. 3F) is applied to the
白抜け防止制御を行う図3の例では、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入するタイミングで転写電圧が増加させられる。このように、記録用紙Pの転写ニップ部への突入とほぼ同じタイミングで転写電圧を増加させることで、記録用紙分の電気抵抗の増加に伴う転写電流の低下を補い、白抜け防止制御を行わない場合に生じていた位置D1における転写電流の低下を防止できる。つまり、位置D1の直後においても、転写電流を所定値(I0)に維持することができる。尚、転写電圧を増加させる区間は、記録用紙Pの先端ボイド部の区間と一致するように設定されることが好ましい。 In the example of FIG. 3 in which the whiteout prevention control is performed, the transfer voltage is increased at the timing when the leading end of the recording paper P rushes into the transfer nip portion. As described above, the transfer voltage is increased at substantially the same timing as the rushing of the recording paper P into the transfer nip portion, thereby compensating for the decrease in the transfer current accompanying the increase in the electrical resistance of the recording paper and performing the whiteout prevention control. It is possible to prevent the lowering of the transfer current at the position D1 which has been caused when there is no such. That is, also immediately after the position D1, the transfer current can be maintained at the predetermined value (I0). The section in which the transfer voltage is increased is preferably set to coincide with the section of the leading end void portion of the recording sheet P.
以上のように、位置D1における転写電流の低下を防止できるので、転写後の感光体ドラム10の表面電位(図3(h))に、先端ボイド部におけるノイズ電位が残ることを防止することができる。
As described above, since the reduction of the transfer current at the position D1 can be prevented, the noise potential at the end void portion is prevented from remaining on the surface potential of the
本装置では、除電プロセスが省略されているが、転写プロセスにおいて残留電位を十分に取り除くことができるため、ノイズ電位が残ったままで感光体ドラム10に対して2周目以降の各プロセスが実行されることはない。これにより、先端ボイド部のノイズ電位に起因する白抜け現象を防止することができる。
In this apparatus, although the charge removal process is omitted, since the residual potential can be sufficiently removed in the transfer process, each process of the second and subsequent rounds is executed on the
尚、図3の例では、記録用紙Pの後端が転写ニップ部を抜けるタイミングで転写電圧を低下させている。これは、記録用紙Pが転写ニップ部を抜けるときに、転写ニップ部における電気抵抗が記録用紙の分だけ低下し、電気抵抗の低下に伴って位置D4において転写電流が増加することを防止するための制御である。これにより、位置D4の直後においても、転写電流を所定値(I0)に維持することができる。但し、位置D4において転写電圧を低下させる制御は、本発明の目的である白抜け防止とは特に関係のないものであり、この制御は本発明において必須ではない。 In the example of FIG. 3, the transfer voltage is lowered at the timing when the trailing edge of the recording sheet P passes through the transfer nip portion. This is to prevent the electrical resistance in the transfer nip portion from being reduced by the amount of the recording sheet when the recording sheet P passes through the transfer nip portion, and to prevent the transfer current from increasing at the position D4 with the reduction in electrical resistance. Control of Thus, the transfer current can be maintained at the predetermined value (I0) immediately after the position D4. However, the control for reducing the transfer voltage at the position D4 has nothing to do with the white spot prevention, which is the object of the present invention, and this control is not essential in the present invention.
尚、図3(g)における転写電流は、位置D1の前後で変化すること無く、所定値(I0)に維持されているが、これは理想的な電流波形を示しているものであり、実際には、図4(a)〜(c)に示すような多少の変動を示してもよい。本発明の白抜け防止制御は、少なくとも、白抜け領域が(白抜け防止制御を行わない場合よりも)目立たない程度に先端ボイド部のノイズ電位を抑制できればよく、ノイズ電位を完全に除去するものでなくてもよい。 Incidentally, the transfer current in FIG. 3 (g) is maintained at a predetermined value (I0) without changing before and after the position D1, but this shows an ideal current waveform, and in practice These may show some variations as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). The white spot prevention control according to the present invention only needs to suppress the noise potential of the end void portion to such an extent that the white spot region is not noticeable (at least as compared with the case where the white spot prevention control is not performed). It does not have to be.
また、図3(f)における転写電圧では、位置D1直後の転写電圧を増加させる区域で、矩形パルス形状に転写電圧を増加させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図5(a),(b)に示すような電圧波形としてもよい。また、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に到達する位置D1の直前から徐々に電圧を上げるように印加することで転写電流の落ち込みを抑制してもよい。すなわち、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に到達する前に転写電圧の変更を開始してもよい。 Further, in the transfer voltage in FIG. 3F, the transfer voltage is increased to a rectangular pulse shape in the area where the transfer voltage immediately after the position D1 is increased, but the present invention is not limited thereto. Alternatively, voltage waveforms as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) may be used. Further, the drop of the transfer current may be suppressed by applying a voltage so as to gradually increase the voltage immediately before the position D1 at which the leading edge of the recording sheet P reaches the transfer nip portion. That is, the change of the transfer voltage may be started before the leading edge of the recording sheet P reaches the transfer nip portion.
上記白抜け防止制御では、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入するタイミングで転写電圧を増加させる必要がある。このような転写電圧制御を行うためには、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入するタイミングを予測し、その予測結果に応じて転写電圧を増加させる必要がある。 In the above-mentioned whiteout prevention control, it is necessary to increase the transfer voltage at the timing when the leading edge of the recording paper P rushes into the transfer nip portion. In order to perform such transfer voltage control, it is necessary to predict the timing at which the leading edge of the recording paper P rushes into the transfer nip portion, and to increase the transfer voltage according to the prediction result.
上記タイミング制御を行うために、本装置は、レジストローラ20の用紙搬送方向の下流側、かつ、転写ニップ部の上流側に、搬送される記録用紙Pの先端を検知する用紙センサ21を備えている。用紙センサ21の種類は特に限定されないが、光学的に検知するものが誤検知が少なく望ましい。
In order to carry out the above-mentioned timing control, the present apparatus is provided with a
さらに、本装置は、用紙センサ21からの検知信号の入力を受けて、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入するタイミングを予測する予測部31を有している。予測部31は、制御部30の機能の一部であってもよい。
Furthermore, the present apparatus has a
レジストローラ20による記録用紙Pの搬送速度は一定の所定速度であり、また、用紙センサ21から転写ニップ部までの距離は固定値である。このため、予測部31は、用紙センサ21が記録用紙Pの先端を検知してから所定時間の経過を持って、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入すると予測できる。制御部30は、予測部31による予測タイミングで、バイアス電源部142を制御して転写電圧を増加させる。
The conveying speed of the recording sheet P by the
また、予測部31は、用紙センサ21からの検知信号ではなく、レジストローラ20の駆動開始信号を受けて、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入するタイミングを予測してもよい。この場合、予測部31は、レジストローラ20が記録用紙Pの搬送を開始してから所定時間の経過を持って、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入すると予測できる。
Further, the
〔実施の形態2〕
本実施の形態2では、転写電圧の増加区間を変動させる場合の具体例について説明する。
Second Embodiment
In the second embodiment, a specific example in the case of changing the increasing section of the transfer voltage will be described.
本装置において、記録用紙Pの先端ボイド部の用紙搬送方向における幅(長さ)を設定変更できる場合には、これに合わせて転写電圧の増加区間を変動させることが好ましい。この場合、転写電圧の増加区間は以下のように制御することができる。 In the present apparatus, when the width (length) of the leading end void portion of the recording sheet P in the sheet conveyance direction can be changed, it is preferable to change the increase section of the transfer voltage accordingly. In this case, the increase section of the transfer voltage can be controlled as follows.
先ず、記録用紙Pの先端ボイド部の用紙搬送方向における幅がユーザによって設定変更可能であり、その設定値をw1(mm)とする。また、記録用紙Pの搬送速度をv1(mm/s)とする。この場合、記録用紙Pの先端ボイド部が転写ニップ部を通過するのに要する時間t1(s)は、t1=w1/v1となる。 First, the width of the leading end void portion of the recording sheet P in the sheet conveyance direction can be changed by the user, and the set value is set to w1 (mm). Further, the conveyance speed of the recording sheet P is v1 (mm / s). In this case, the time t1 (s) required for the leading end void portion of the recording paper P to pass through the transfer nip portion is t1 = w1 / v1.
制御部30は、予測部31による予測タイミングに応じて転写電圧を増加させてから、時間t1(s)が経過するまで、その増加させた転写電圧を維持すればよい。すなわち、先端ボイド部の幅が変更された場合には、それに応じて、増加される転写電圧の印加時間を変更すればよい。これにより、先端ボイド部の幅が変更される場合であっても、転写電圧を増加させる区間を記録用紙Pの先端ボイド部の区間と一致させることが可能となる。
The
〔実施の形態3〕
本実施の形態3では、転写電圧を増加させるにあたって、その増加される転写電圧の電圧値を変更させる場合の具体例について説明する。
Third Embodiment
In the third embodiment, when increasing the transfer voltage, a specific example of changing the voltage value of the transfer voltage to be increased will be described.
白抜け防止制御において行われる転写電圧の増加は、記録用紙Pの先端が転写ニップ部に突入する時に、記録用紙分の電気抵抗の増加に伴う転写電流の低下を補うものである。この時の増加される転写電圧の電圧値は、記録用紙Pの用紙種類に応じて最適な値に変更されることが望ましい。例えば、記録用紙Pが厚紙の場合には、薄紙の場合に比べて電気抵抗が大きいため、増加される転写電圧の電圧値も大きく設定することが望ましい。 The increase in the transfer voltage performed in the whiteout prevention control compensates for the decrease in the transfer current accompanying the increase in the electrical resistance of the recording sheet when the leading edge of the recording sheet P rushes into the transfer nip portion. It is desirable that the voltage value of the transfer voltage to be increased at this time be changed to an optimal value according to the sheet type of the recording sheet P. For example, when the recording sheet P is a thick sheet, the electric resistance is larger than that of the thin sheet, and therefore, it is desirable to set the voltage value of the transfer voltage to be increased.
具体的には、本装置は、記録用紙Pの用紙種類を判定する用紙判定手段を有し、制御部30は、白抜け防止制御において増加される転写電圧の電圧値を用紙判定手段によって判定される記録用紙Pの用紙種類に応じて変更する。すなわち、厚紙等の電気抵抗が大きい用紙の場合には上記電圧値を大きい値に設定し、薄紙等の電気抵抗が小さい用紙の場合には上記電圧値を小さい値に設定すればよい。尚、用紙判定手段は、制御部30にその機能を兼用させることができる。この場合、記録用紙Pを格納する各給紙カセットにおいて、格納されている記録用紙Pの用紙種類が予め設定されており、制御部30はその設定情報が入力されることで記録用紙Pの用紙種類を判定することができる。
Specifically, the present apparatus includes a sheet determination unit that determines the sheet type of the recording sheet P, and the
本装置において行う白抜け防止制御は、先端ボイド部のノイズ電位に起因する白抜け現象を防止できるものである。一方、この白抜け現象はハーフトーン領域中に発生した場合には顕著に目立つが、文字領域や黒ベタ領域等ではそれほど目立つものではない。このため、本装置は、印刷画像におけるハーフトーン領域の有無を判定する画像判定手段を有し、ハーフトーン領域を有する画像の印刷時のみ白抜け防止制御を行い、ハーフトーン領域を有しない画像の印刷時には白抜け防止制御を行わないようにしてもよい。 The white spot prevention control performed in the present apparatus can prevent the white spot phenomenon caused by the noise potential of the end void portion. On the other hand, this white spot phenomenon is noticeable when it occurs in the halftone region, but it is not so noticeable in the character region, the black solid region, and the like. Therefore, the present apparatus has an image determination unit that determines the presence or absence of a halftone area in a print image, performs whiteout prevention control only when printing an image having a halftone area, and does not have an halftone area. The whiteout prevention control may not be performed at the time of printing.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
10 感光体ドラム
11 帯電部
12 露光部
13 現像部
14 転写部
141 転写ローラ(転写部材)
142 バイアス電源部(電源部)
15 クリーニング部
20 レジストローラ
21 用紙センサ
30 制御部
31 予測部
DESCRIPTION OF
142 Bias power supply (power supply)
15
Claims (4)
前記転写部は、前記感光体ドラムとの間で記録用紙を通紙させる転写ニップ部を形成する転写部材と、前記転写部材に転写電圧を印加する電源部とを有しており、
さらに、前記転写電圧を制御する制御部と、
前記記録用紙が前記転写ニップ部に突入するタイミングを予測する予測部とを有しており、
前記制御部は、前記予測部の予測に基づき、前記記録用紙が前記転写ニップ部に突入するタイミングで、前記転写電圧の電圧値を増加させることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising a photosensitive drum, a charging unit, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit, and having no discharging unit between the transfer unit and the charging unit.
The transfer unit has a transfer member that forms a transfer nip portion for passing a recording sheet between the photosensitive drum and the photosensitive drum, and a power supply unit that applies a transfer voltage to the transfer member.
Furthermore, a control unit that controls the transfer voltage;
And a prediction unit that predicts the timing at which the recording sheet rushes into the transfer nip portion.
The image forming apparatus, wherein the control unit increases a voltage value of the transfer voltage at a timing when the recording sheet rushes into the transfer nip portion based on the prediction of the prediction unit.
前記制御部は、前記記録用紙の先端ボイド部が前記転写ニップ部を通過するまでの間、増加された転写電圧の電圧値を維持することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the control unit maintains the increased transfer voltage value until the leading end void portion of the recording sheet passes through the transfer nip portion.
前記記録用紙の先端ボイド部の用紙搬送方向における幅を設定変更可能であり、
前記制御部は、設定された先端ボイド部の幅に応じて、増加される転写電圧の印加時間を変更することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The width of the leading end void portion of the recording sheet in the sheet conveyance direction can be set and changed.
The image forming apparatus, wherein the control unit changes the application time of the transfer voltage to be increased according to the set width of the end void portion.
前記記録用紙の用紙種類を判定する用紙判定手段を有し、
前記制御部は、前記用紙判定手段によって判定される記録用紙の用紙種類に応じて、増加される転写電圧の電圧値を変更する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 3, wherein
A sheet determination unit that determines the sheet type of the recording sheet;
The image forming apparatus, wherein the control unit changes the voltage value of the transfer voltage to be increased according to the sheet type of the recording sheet determined by the sheet determination unit.
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