JP2002244456A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2002244456A
JP2002244456A JP2001042291A JP2001042291A JP2002244456A JP 2002244456 A JP2002244456 A JP 2002244456A JP 2001042291 A JP2001042291 A JP 2001042291A JP 2001042291 A JP2001042291 A JP 2001042291A JP 2002244456 A JP2002244456 A JP 2002244456A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非通紙時の正規カブリや反転カブリ、及び黒
帯等のカブリトナーが転写ローラへ付着するのを防止で
きるようにする。 【解決手段】 紙間時にユーザが操作パネルの極性選択
スイッチを押して転写ローラクリーニングバイアス電源
23から転写ローラ11に正規トナーと逆極性(負極
性)のクリーニングバイアスを印加することにより、転
写ローラ11表面に付着したトナーが静電的に感光ドラ
ム1側に転移してクリーニング装置5のクリーニングブ
レード13で回収されることによって、転写ローラ11
にトナーが付着することを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式など
によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置に係り、特に像担持体に接して像担
持体に形成担持されたトナー像を転写材に転写させる接
触転写部材を有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置は、例えば図10に
示すように、像担持体としての感光ドラム1と、その周
囲に感光ドラム1の回転方向に沿って順に、感光ドラム
1を均一に帯電する帯電装置2、感光ドラム1上に静電
潜像を形成するために露光光(レーザ光)Lを照射する
露光装置(不図示)、感光ドラム1上に形成された静電
潜像をトナー像として可視像化する現像装置3、感光ド
ラム1上に形成されたトナー像を用紙などの転写材Pに
転写する転写装置4、及びクリーニング装置5を備えて
いる。
【0003】感光ドラム1は、アルミニウムシリンダ表
面に有機感光体(OPC)層を被着して外径が30mm
に形成されており、駆動手段(不図示)により矢印方向
(時計方向)に所定のプロセススピード(例えば140
mm/sec)で回転駆動される。
【0004】帯電装置2は、接触帯電部材としての帯電
ローラ6と、この帯電ローラ6に帯電バイアスを印加す
る帯電バイアス電源7とを備えている。帯電バイアス電
源7は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを
帯電ローラ6に印加する。
【0005】現像装置3は、現像剤としてのトナーを貯
蔵する現像容器8と、トナーを転移させて感光ドラム1
上の静電潜像を可視画像化する現像ローラ9と、この現
像ローラ9に現像バイアスを印加する現像バイアス電源
10とを備えている。現像バイアス電源10は、直流電
圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを現像ローラ9に
印加する。
【0006】転写装置4は、外径が16mmの接触転写
部材としての転写ローラ11と、この転写ローラ11に
1000〜6000V程度の正極性の転写バイアスを印
加する転写バイアス電源12と、転写材Pの非通紙時に
転写ローラ11に負極性のクリーニングバイアスを印加
する転写ローラクリーニングバイアス電源23と、転写
ローラ11に印加するバイアスとして転写バイアス電源
12又は転写ローラクリーニングバイアス電源23のい
ずれかを選択して切り替える切り替えスイッチ24とを
備えている。
【0007】感光ドラム1に当接して転写ニップ部Nを
形成する転写ローラ11は、金属製の芯金11a周面上
に導電性の弾性層11bを被着して構成されている。弾
性層11bの体積抵抗値は、約10〜1010Ωcm
程度に形成されている。
【0008】クリーニング装置5は、転写後に転写残ト
ナーを感光ドラム1上から掻き取るクリーニングブレー
ド13と、このクリーニングブレード13によって掻き
取った廃トナーを貯蔵する回収容器14とを備えてい
る。
【0009】また、感光ドラム1と転写ローラ11とが
当接する転写ニップ部Nに対して、転写材搬送方向の下
流側には、分離補助手段である除電針ユニット15、絶
縁性の樹脂製からなる搬送ガイド16、及び定着装置1
7を備えている。
【0010】除電針ユニット15は、除電針15aと絶
縁部材15bとを備え、除電針15aは電気的に接地さ
れている。
【0011】定着装置17は、アルミニウム製の筒状の
芯金18aにPFA粒子をスプレーコート、又はディス
パージョンでコートした後、焼き付け塗装してPFAの
離型層18bを形成した定着ローラ18と、これを内側
から加熱するためのハロゲンヒータ19と、転写材Pを
定着ローラ18に圧接する加圧ローラ20と、転写紙P
を定着ローラ18と加圧ローラ20との間の定着ニップ
部へ導くための定着入口ガイド21とを備えている。
【0012】次に、上記した画像形成装置による画像形
成動作について説明する。
【0013】画像形成時には、感光ドラム1は駆動手段
(不図示)により矢印方向(時計方向)にプロセススピ
ード140mm/secで回転駆動され、帯電バイアス
電源7から帯電バイアスが印加された帯電ローラ6によ
って、感光ドラム1表面を約−710Vの電位(暗電位
(Vd))に均一に帯電する。そして、帯電された感光
ドラム1表面に露光装置(不図示)から露光光(レーザ
光)Lが与えられることにより、感光ドラム1表面の電
位は露光された部分の電位(明電位(Vl)が低下し
て、入力される画像情報に応じた静電潜像が形成され
る。この場合の明電位(Vl)は約−160Vである。
【0014】そして、感光ドラム1表面に形成された静
電潜像に、現像バイアス電源10から感光ドラム1の帯
電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された
現像ローラ9により、感光ドラム1の帯電極性(負極
性)と同極性に帯電されたトナーを付着させてトナー像
として反転現像(可視像化)する。
【0015】そして、感光ドラム1表面のトナー像が感
光ドラム1と転写ローラ11との間の転写ニップ部Nに
到達すると、このタイミングに合わせて転写材Pが転写
ガイド22でガイドされて転写ニップ部Nに搬送され、
切り替えスイッチ24を介して転写バイアス電源12か
らトナーと逆極性(正極性)の転写バイアスが印加され
た転写ローラ11により、転写材Pに感光ドラム1表面
のトナー像が転写される。
【0016】そして、トナー像が転写された転写材P
は、感光ドラム1の曲率により分離されるとともに除電
針ユニット15によって除電され、感光ドラム1と転写
材Pとの間の静電吸着力を弱めて、感光ドラム1から分
離される。分離された転写材Pは搬送ガイド16上を介
して、定着装置17の定着入口ガイド21へ搬送され
る。
【0017】定着装置17に搬送された転写材Pは、定
着装置17の定着ローラ18と加圧ローラ20との間の
定着ニップ部で加熱、加圧され、トナー像が表面に熱定
着される。トナー像が表面に定着された転写材Pは外部
に排紙される。
【0018】一方、トナー像転写後の感光ドラム1表面
に残留している転写残トナーはクリーニング装置5のク
リーニングブレード13によって除去され、回収容器1
4内に回収される。
【0019】また、画像形成の増加によって上記の転写
時に転写ローラ11に汚れとして付着したトナーは、画
像形成動作前の前回転時や画像形成動作後の後回転時の
非通紙時に、切り替えスイッチ24の切り替えにより転
写ローラクリーニングバイアス電源23から転写ローラ
11にトナーの帯電極性と同極性(負極性)のクリーニ
ングバイアスを印加することで、静電的に感光ドラム1
に転移されてクリーニング装置5で回収される。これに
より、転写ローラ11の表面が清掃される。
【0020】次に、上記した従来の画像形成装置におけ
る通常の画像形成時での感光ドラム電位、帯電バイア
ス、現像バイアス、転写バイアス、クリーニングバイア
スの関係を、上記した画像形成動作と図11に示すシー
ケンス図を参照して感光ドラム1の周方向位置を基準に
説明する。なお、図11において、前回転は画像形成動
作前における感光ドラム1の回転、通紙は画像形成動作
時、紙間は連続画像形成動作時における前の転写材と次
の転写材との搬送間隔時間(画像形成間隔)、後回転は
画像形成動作終了後における感光ドラム1の回転であ
る。
【0021】感光ドラム1は、前回転時から帯電ローラ
6によって−710Vの電位(暗電位(Vd))に均一
帯電され、この均一帯電された部分を画像情報に応じて
露光して静電潜像を形成する。そして、転写材Pが転写
ニップ部Nに到達するタイミングに合わせて感光ドラム
1の帯電位置が転写ニップ部Nに到達する前回転時か
ら、この画像形成動作時における最後の転写材Pの終端
が転写ニップ部Nを通過するタイミングに合わせて帯電
位置が転写ニップ部Nに到達するまでの間、帯電ローラ
6によって感光ドラム1表面を−710Vの電位(暗電
位(Vd))に帯電する。この場合、露光光Lによって
形成された静電潜像の画像部の電位(明電位(Vl)は
−160Vとなる。
【0022】そして、転写材Pが転写ニップ部Nに到達
するタイミングに合わせて感光ドラム1上の静電潜像を
可視画像化して転写ニップ部Nに到達させる前回転時か
ら、この画像形成動作時における最後の転写材Pが転写
ニップ部Nを通過するタイミングに合わせてトナー像が
転写ニップ部Nに到達するまでの間、現像ローラ9には
−560VのDC電圧の現像バイアスが印加される。
【0023】そして、前回転時と後回転時での感光ドラ
ム1の表面電位が−710Vのときに、転写ローラ11
には転写ローラクリーニングバイアス電源23より−2
500Vの負極性のクリーニングバイアスが印加される
とともに、通紙時には転写ローラ11に正極性の転写バ
イアスVtが印加され、紙間ではそれよりも低いVt0
のバイアス電圧が印加される。
【0024】この場合の転写バイアスVtは、通紙時に
必要な転写電流を確保するための電圧で、転写ローラ1
1の抵抗により変化するが、A3サイズあるいはレター
サイズの転写材Pに対応させるためには約10μAの電
流を確保するための電圧を印加する。また、紙間(画像
形成間)には、上記Vt0は任意の電圧によって出力さ
れ、転写バイアスVtより低い同極性の電圧で出力し、
感光ドラム1へのメモリ等のダメージをある程度抑える
のが一般的である。
【0025】上記した従来の画像形成装置は、プロセス
スピードが140mm/secであり、紙間が比較的短
めの画像形成装置の場合であるが、紙間が比較的長めの
場合や、転写材サイズの不確定な手差し給紙の場合に
は、図12に示すような転写バイアス、クリーニングバ
イアスの関係とすることもある。
【0026】即ち、この場合には図12に示すように、
紙間で転写ローラ11へクリーニングバイアス(CL
N)とVt0バイアスを出力するようにする。これは、
プロセススピードが遅く、高圧電源(転写バイアス電源
12、転写ローラクリーニングバイアス電源23)の立
ち上がりが通紙速度に対して充分に速い場合や、紙間が
比較的長めの場合、及びトナー像位置に対して通紙位置
が不確定となりやすい小サイズ紙の手差し給紙モードを
設定する場合に、転写ローラ11に汚れとして付着した
トナーを清掃するためである。
【0027】これは、通常現像剤としてのトナーは、正
規に帯電しているトナー(本実施の形態では負極性;以
下、正規トナーという)に少量の逆極性に帯電している
トナー(本実施の形態では正極性;以下、反転トナーと
いう)が混在して静電的に吸着し、トナーの集合体とし
て現像ローラ9の表面に適量分布している。よって、紙
間時に現像カブリ現象によって少量の正規トナー(正規
カブリ)、反転トナー(反転カブリ)が感光ドラム1上
に現像され、それが転写ローラ11に移り蓄積する場合
がある。
【0028】そのため、例えば紙間の長さが転写ローラ
11の周長の2周分以上ある場合、前半1周はクリーニ
ングバイアス(CLN)、後半1周はVt0バイアスを
印加、後に所定のタイミングで転写バイアスVtへ切り
替えることで、正規トナー、反転トナーを感光ドラム1
に戻し、転写ローラ11へのトナーの蓄積を防止してい
る。
【0029】また、紙間が比較的短い場合、特に転写ロ
ーラ11の1周よりも短い場合は転写バイアスの出力切
り替えの時間と高圧電源(転写バイアス電源12、転写
ローラクリーニングバイアス電源23)の立ち上がり特
性の関係、ならびに出力切り替え能力等の装置の特性、
及びカブリ特性等を考慮して、一般には反転カブリによ
る反転トナーの転写ローラ11への付着、蓄積防止のた
め、図11に示したように、紙間時はVt0バイアスの
出力を行っている。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用さ
れるモード、特に連続画像形成を実施する頻度が極めて
高い場合、図11に示す前回転時と後回転時のクリーニ
ングバイアス(CLN)による効果は、画像形成回数当
たりのクリーニング実行時間が減るため、実質的に減少
する。
【0031】更に、環境の違いや感光ドラム1の帯電能
力の違い、ならびに帯電バイアス、現像バイアスの出力
のばらつきによって、正規カブリ、反転カブリのレベル
がそれぞれ変動する。このため、正規カブリのレベルが
悪化して、転写ローラ11にトナーが蓄積して転写材P
を汚す、及び転写不良や転写材Pの感光ドラム1からの
分離不良などの問題を引き起こす場合がある。
【0032】このため、このような問題を解決するため
に、図13に示すように、紙間時に所定の時間、クリー
ニングバイアス(CLN)を出力する画像形成装置が提
案されている。
【0033】しかしながら、この画像形成装置の場合、
正規カブリのレベルの悪化に対して有効である反面、例
えば低湿環境における現像剤中の反転トナーの増加によ
って、反転カブリのレベルが悪化した場合、紙間中で転
写ローラ11にトナーが蓄積し問題を引き起こすことが
少なからず発生する。
【0034】また、こうした紙間中の正規カブリ、反転
カブリによる転写ローラ11の汚れを軽減するために、
例えば図14に示すように、紙間中の大部分において現
像バイアスの印加を停止する方法がある。この方法によ
り転写ローラ11の汚れを大幅に軽減することができる
が、問題点として例えば現像バイアスの印加開始時(O
N時)や停止時(OFF時)に、電源のオーバーシュー
トや瞬間的な電界変化等によって、感光ドラム1の長手
方向に帯状カブリ(以後、黒帯と称する)が発生する場
合がある。
【0035】例えば、図14の現像バイアスの印加開始
時(ON時、図中の前回転時と紙間時のA)の瞬間にオ
ーバーシュート等によって発生する正規カブリの黒帯、
及び停止時(OFF時、図中の紙間時と後回転時のB)
の瞬間的な電界変化による反転カブリの黒帯がある。ま
た、現像バイアスに交流電圧が重畳されている場合、直
流電圧のON時とOFF時に加え、交流電圧のON時と
OFF時においても黒帯が発生する場合がある。
【0036】これらの黒帯のレベルに関しても、同じく
環境の違いや感光ドラムの帯電能力の違い、ならびに帯
電バイアス、現像バイアスの出力のばらつきに左右され
る。
【0037】そこで本発明は、上記黒帯のレベルを左右
する様々な要因及びその傾向に対応して、紙間時の正規
カブリや反転カブリ、及び黒帯等のカブリトナーが転写
ローラへ付着するのを防止することができる画像形成装
置を提供することを目的とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像
担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像とし
て顕像化する現像手段と、前記像担持体上に形成された
トナー像を転写材にする転写手段とを備え、前記転写手
段は、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成し、
前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触して
前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材の表面に
転写する接触転写部材と、転写材にトナー像を転写する
ときにトナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前
記接触転写部材に印加する第1の電源部と、トナー像の
トナーの帯電極性と同極性の電圧を前記接触転写部材に
印加する第2の電源部とを有している画像形成装置にお
いて、連続して画像形成を行う際に前の転写材と次の転
写材が前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙時に、
前記第1の電源部又は前記第2の電源部のいずれか一方
を選択して、前記接触転写部材にトナー像のトナーの帯
電極性と同極性又は逆極性のいずれかの極性の電圧を印
加させるための極性選択手段を有していることを特徴と
している。
【0039】また、前記極性選択手段は、切り替え手段
の操作によって前記第1の電源部又は前記第2の電源部
のいずれか一方を選択可能であることを特徴としてい
る。
【0040】また、前記極性選択手段は、画像形成装置
が置かれた環境情報に応じて前記第1の電源部又は前記
第2の電源部のいずれか一方を選択可能であることを特
徴としている。
【0041】また、前記環境情報は、温度、湿度の少な
くとも一方の情報であることを特徴としている。
【0042】また、前記現像手段は、表面に薄層化され
たトナーが付着され、静電潜像を担持した前記像担持体
に現像領域にて近接又は接触する回転自在なトナー担持
体と、前記トナー担持体にトナー像のトナーの帯電極性
と同極性の現像電圧を印加する現像電源部を有してお
り、前記現像電源部は、少なくとも現像時を含む画像形
成動作時には前記トナー担持体に現像電圧を印加すると
ともに、前記非通紙時には、前記トナー担持体に対して
現像電圧印加のオン、オフを行うことを特徴としてい
る。
【0043】また、静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー
像として顕像化する現像手段と、前記像担持体上に形成
されたトナー像を転写材にする転写手段とを備え、前記
転写手段は、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形
成し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接
触して前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材の
表面に転写する接触転写部材と、転写材にトナー像を転
写するときにトナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電
圧を前記接触転写部材に印加する第1の電源部と、トナ
ー像のトナーの帯電極性と同極性の電圧を前記接触転写
部材に印加する第2の電源部とを有している画像形成装
置において、連続して画像形成を行う際に前の転写材と
次の転写材が前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙
時に、前記第1の電源部と前記第2の電源部を切り替え
て、前記接触転写部材にトナー像のトナーの帯電極性と
同極性と逆極性の電圧を切り替えて印加させるための極
性選択手段を有していることを特徴としている。
【0044】また、前記極性選択手段は、切り替え手段
の操作によって前記第1の電源部又は前記第2の電源部
のいずれか一方を選択可能であり、非通紙時に前記転写
ニップ部への転写材の転写材進行方向の先端到達又は後
端到達から前記第1の電源部と前記第2の電源部の切り
替えタイミングは、前記切り替え手段の操作によって可
能であることを特徴としている。
【0045】また、前記現像手段は、表面に薄層化され
たトナーが付着され、静電潜像を担持した前記像担持体
に現像領域にて近接又は接触する回転自在なトナー担持
体と、前記トナー担持体にトナー像のトナーの帯電極性
と同極性の現像電圧を印加する現像電源部を有してお
り、前記現像電源部は、少なくとも現像時を含む画像形
成動作時には前記トナー担持体に現像電圧を印加すると
ともに、前記非通紙時には、前記トナー担持体に対して
現像電圧印加のオン、オフを行うことを特徴としてい
る。
【0046】また、非通紙時に前記転写ニップ部への転
写材の転写材進行方向の先端到達又は後端到達の前記像
担持体上に対応する部分の、前記現像領域から前記現像
電圧印加のオン、オフのタイミングは、前記切り替え手
段の操作によって可能であることを特徴としている。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【0048】〈実施の形態1〉図1は、本発明の実施の
形態1に係る画像形成装置を示す概略構成図である。な
お、図10に示した従来例の画像形成装置と同一部材に
は同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0049】本実施の形態では、切り替えスイッチ24
を制御して転写ローラ11への印加電源を転写バイアス
電源12又は転写ローラクリーニングバイアス電源23
のいずれかに切り替える切り替え部30と、切り替え部
30に切り替え信号を出力する制御装置(CPU)31
を備えている。他の構成は、図10に示した従来例の画
像形成装置と同様である。本実施の形態においても、上
述した従来例の画像形成装置と同様にして画像形成が行
われ、本実施の形態では画像形成動作の説明は省略す
る。
【0050】なお、本実施の形態では反転現像方式を用
いているため、正規トナーは負極性、反転トナーは正極
性に帯電している。また、本実施の形態の画像形成装置
は、転写材進行方向の紙間の長さは転写ローラ11の周
長よりも長い。
【0051】本画像形成装置は、図2に示すような操作
パネル31を有しており、操作パネル31に設けている
極性選択スイッチ32を押すことによって、制御装置3
3から切り替え部30に切り替え信号が入力される。切
り替え部30は入力される切り替え信号に応じて切り替
えスイッチ24を制御し、転写ローラ11への印加電源
を転写バイアス電源12又は転写ローラクリーニングバ
イアス電源23のいずれかに選択して切り替えることが
できる(詳細は後述する)。なお、極性選択スイッチ3
2を押すたびに転写バイアス電源12、転写ローラクリ
ーニングバイアス電源23を交互に切り替えるように、
切り替えスイッチ24が制御される。
【0052】本実施の形態の画像形成装置は、通常の連
続画像形成動作時には上記した図11に示したバイアス
制御によって画像形成を行う。なお、紙間時には転写バ
イアス電源12から転写ローラ11にVt0バイアスが
印加されている。この際、常温環境(23℃/50%)
にて使用している場合には反転トナーは少なく、初期は
良好な画像形成を行うことができるが、画像形成回数が
増えるにつれて、感光ドラム1の表面電位が低下し(例
えば−710Vが−650V)、いわゆる正規カブリの
ラチチュードがなくなる。
【0053】これによって、正規カブリによる正規トナ
ー(負極性に帯電)が、紙間に感光ドラム1上に現像さ
れ転写ニップ部Nにおいて、転写ローラ11に転写バイ
アス電源12から正極性のVt0バイアスが印加されて
いるため転写ローラ11表面に付着する。特に、連続画
像形成時は常に転写ローラ11に正極性のバイアスが印
加され続けるため、転写ローラ11表面にトナーが蓄積
され、このトナーによって転写材Pの裏面(転写ローラ
11表面に接する面)、及び転写材Pのコバ部分を汚
す。
【0054】そこで、このような問題を解決するために
本実施の形態では、紙間時にユーザが操作パネル31の
極性選択スイッチ32を押して、制御装置33から切り
替え部30に切り替え信号を出力する。切り替え部30
は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ
24を転写バイアス電源12から転写ローラクリーニン
グバイアス電源23に切り替え、図13に示したシーケ
ンスと同様に、転写ローラクリーニングバイアス電源2
3から転写ローラ11に負極性のクリーニングバイアス
(CLN)を印加する。
【0055】そして、紙間終了前(通紙開始前)に再び
極性選択スイッチ32を押して、制御装置33から切り
替え部30に切り替え信号を出力する。切り替え部30
は入力される切り替え信号に応じて、切り替えスイッチ
24を転写ローラクリーニングバイアス電源23から転
写バイアス電源12に切り替え、転写ローラ11に正極
性の転写バイアスVtを入力する。
【0056】このように本実施の形態では、紙間時にユ
ーザが操作パネル31の極性選択スイッチ32を押して
転写ローラクリーニングバイアス電源23から転写ロー
ラ11に正規トナーと逆極性(負極性)のクリーニング
バイアスを印加することにより、転写ローラ11表面に
トナーが付着するのを未然に防止するとともに、転写ロ
ーラ11表面に付着したトナーが静電的に感光ドラム1
側に転移してクリーニング装置5のクリーニングブレー
ド13で回収されることによって、転写材Pの裏面(転
写ローラ11表面に接する面)、及び転写材Pのコバ部
分のトナーによる汚れを防止することができるので、長
期にわたって良好な画像形成を行うことができる。
【0057】また、本実施の形態では、転写材進行方向
の紙間の長さは転写ローラ11の周長よりも短いので、
本実施の形態のように、接触転写方式の中でも周長が短
く、トナーなどの蓄積が生じやすいローラ転写方式で、
さらに紙間時に転写ローラ11に正と負の各極性の電圧
をそれぞれ1周分印加できないという、極めてトナーが
蓄積しやすい条件下にもかかわらず、紙間時に操作パネ
ル31の極性選択スイッチ32を押すという簡易的な操
作だけで、転写ローラ11のトナーによる汚れを防止す
ることができる。
【0058】また、本実施の形態では、現像装置3の現
像方式として反転現像方式を用いたがそれに限定され
ず、正規現像方式でも同様に本発明を適用することがで
きる。また、連続画像形成時における紙間の長さが転写
ローラの周長より長い場合でも、同様に本発明を適用す
ることができ、更に、ローラ転写方式以外の接触転写方
式においても、同様に本発明を適用することができる。
【0059】また、本実施の形態では、操作パネル31
の極性選択スイッチ32を押すことで、切り替えスイッ
チ24の切り替え制御を行うようにしたが、それに限定
されず、例えば、操作パネル31の階層の深い表示中
(ユーザーモード、サービス調整用モード等の表示中)
に設けてもよく、画像形成装置の所定のハードスイッチ
によって切り替えるようにしても良い。
【0060】また、本実施の形態では、通紙時において
極性選択スイッチ32を押すごとに通常極性のシーケン
ス、逆極性のシーケンスへと交互に切り替わるが、例え
ば数字、記号等の入力値によって切り替えてもよく、更
に画像形成装置内に設けられたタイマー機能、画像形成
回数計測カウンタを用いて、通紙時において所定の時間
及び回数において自動的に、通常極性のシーケンス、逆
極性のシーケンスへと交互に切り替わるようにしても良
い。
【0061】また、本実施の形態では、反転トナーが少
なく、よって反転カブリがほとんどなかったが、例え
ば、感光ドラムの画像形成回数における表面電位特性等
で画像形成開始時は反転カブリが多く、その後、表面電
位の低下等で反転カブリが減少し、正規カブリが増大す
る傾向をもつ画像形成装置においても有効である。
【0062】また、逆に画像形成開始時は正規カブリが
多く、その後減少し、逆に反転カブリが増大する傾向を
もつ画像形成装置においては、本実施の形態に示した通
常極性のシーケンスと逆極性のシーケンスの通常設定を
入れ替えることにより、同様の効果を簡易的な操作によ
って得ることができる。
【0063】〈実施の形態2〉図3は、本発明の実施の
形態2に係る画像形成装置を示す概略構成図である。な
お、上述した実施の形態1の画像形成装置と同一部材に
は同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0064】本実施の形態では、画像形成装置内に温度
・湿度を測定する環境センサ34と、環境センサ34か
らの温度・湿度情報に基づいて画像形成装置内の絶対水
分量(空気1kg中の水分量g)を算出する制御装置
(CPU)33を有している。他の構成及び画像形成動
作は実施の形態1と同様であり、本実施の形態ではそれ
らの説明は省略する。
【0065】また、本実施の形態の画像形成装置は、図
14及び図4に示すように、連続画像形成動作における
紙間時に現像バイアス印加のON、OFFを行い、紙間
での正規カブリを減らし、正規トナーの転写ローラ11
への付着を軽減させるようにしている。このように、紙
間での現像バイアス印加時間を短くしているため、カブ
リよりも現像バイアスの印加開始時(ON時;図中の前
回転時と紙間時のA)、停止時(OFF時;図中の紙間
時と後回転時のB)における黒帯トナーの転写ローラ1
1への付着が支配的となる。なお、図14は、後述する
常湿環境、低湿環境におけるシーケンス、図4は、後述
する高湿環境におけるシーケンスである。
【0066】図5は、絶対水分量(空気1kg中の水分
量g)による環境認識(高湿環境、常湿環境、低湿環
境)における正規カブリ(黒帯)、反転カブリ(黒帯)
の関係を示した図である。なお、図5中の環境認識のた
めの絶対水分量(空気1kg中の水分量g)の数値は、
これに限定されるものではなく任意の数値に設定しても
よい。
【0067】本画像形成装置における、正規カブリ(負
極性に帯電)の黒帯、反転カブリ(正極性に帯電)の黒
帯の、環境による増減傾向は図5に示されるように、高
湿環境下では正規カブリの黒帯、常湿環境下及び低湿環
境下では反転カブリの黒帯が多い傾向にある。
【0068】そして、本実施の形態では、制御装置33
は、算出した絶対水分量から画像形成装置内の環境認識
(高湿環境、常湿環境、低湿環境)を行い、その環境認
識に基づいて紙間時に切り替え部30へ切り替え信号を
出力する。切り替え部30は入力される切り替え信号に
応じて、切り替えスイッチ24を転写バイアス電源12
又は転写ローラクリーニングバイアス電源23のいずれ
かに切り替える。
【0069】即ち、常湿環境、低湿環境の場合は、紙間
時に転写バイアス電源12側に切り替えて上記した図1
4に示すシーケンスを行うようにし、高湿環境の場合
は、紙間時に転写ローラクリーニングバイアス電源23
側に切り替えて図4に示すシーケンスを行うように制御
する。
【0070】本実施の形態の画像形成装置は、図14及
び図5中の現像バイアス印加開始時(ON時)に正規カ
ブリの黒帯が、現像バイアス印加停止時(OFF時)に
反転カブリの黒帯が発生しやすい。この傾向は、例えば
現像バイアスのオーバーシュートや、瞬間的な電界変化
等により発生する。
【0071】本実施の形態によれば、常湿環境、低湿環
境においては、図14に示すシーケンスにより現像バイ
アス印加停止時(OFF時)に反転カブリの黒帯(正帯
電極性)が発生しやすいが、紙間時に転写ニップ部Nに
おいて転写ローラ11への印加電圧(Vt0バイアス)
の極性は正極性であるので、転写ローラ11に付着しな
い。なお、現像バイアス印加開始時(ON時)における
正規カブリの黒帯はほんのごく僅かであり、転写ローラ
11に蓄積しない。
【0072】そして、高湿環境においては、図4に示す
シーケンスにより現像バイアス印加開始時(ON時)に
正規カブリの黒帯(負帯電極性)が発生しやすいが、紙
間時に転写ニップ部Nにおいて転写ローラ11への印加
電圧(クリーニングバイアス)の極性は負極性であるの
で、転写ローラ11に付着しない。なお、現像バイアス
印加停止時(OFF時)における反転カブリの黒帯はほ
んのごく僅かであり、転写ローラ11に蓄積しない。
【0073】このように本実施の形態では、画像形成装
置内の環境(高湿環境、常湿環境、低湿環境)に応じて
転写ローラ11への印加電圧の極性を環境センサ34の
測定情報に基づいて自動的に切り替えることによって、
環境により正規カブリや反転カブリが発生しやすい場合
でも、転写ローラ11表面にトナーが付着することを防
止することができるので、長期にわたって良好な画像形
成を行うことができる。
【0074】また、本実施の形態では、絶対水分量から
画像形成装置内の環境認識(高湿環境、常湿環境、低湿
環境)を行う構成であったが、絶対水分量のほかに相対
湿度、温度等で環境認識を行うようにしても良く、ま
た、複数の環境パラメータを元にして環境認識を行うよ
うにしても良い。
【0075】〈実施の形態3〉本実施の形態の画像形成
装置も、図3に示した実施の形態2の画像形成装置と同
様の構成であり、かつ図5に示したような環境認識(高
湿環境、常湿環境、低湿環境)における正規カブリ(黒
帯)、反転カブリ(黒帯)の関係を有している。
【0076】本実施の形態では、通常時においては、制
御装置33は環境センサ34からの測定情報に基づい
て、算出した絶対水分量から画像形成装置内の環境認識
(高湿環境、常湿環境、低湿環境)を行い、その環境認
識に基づいて紙間時に切り替え部30へ切り替え信号を
出力する。切り替え部30は入力される切り替え信号に
応じて、切り替えスイッチ24を転写バイアス電源12
又は転写ローラクリーニングバイアス電源23のいずれ
かに切り替える。
【0077】即ち、本実施の形態では、常湿環境、低湿
環境において通常の場合は、図6に示すように、紙間時
に転写バイアス電源12側に切り替えて転写ローラ11
にVt0バイアス(正極性)を印加し、かつ現像バイア
ス印加のON、OFFを行う(図14に示したシーケン
スと略同じ)。このシーケンスで画像形成を行う場合、
画像形成の回数が増加するにつれて感光ドラム1や、現
像装置3の劣化、及び現像装置3内の現像剤(トナー)
の残量、及びトナー補給時の残トナーとの相性等の要因
によっては、常湿環境、低湿環境であるにもかかわら
ず、図7に示すように正規カブリが悪化し、正規カブリ
の黒帯が発生する場合がある。
【0078】そのため、紙間にクリーニングバイアス
(負極性)を出力し、正規カブリの黒帯トナー(正帯電
極性)の転写ローラ11への付着防止を行いたいが、転
写材進行方向の転写の紙間領域全てを切り替えた場合、
必然的に反転カブリの黒帯によって反転トナー(正帯電
極性)が転写ローラ11に付着し蓄積することにより、
転写材Pの裏面(転写ローラ11表面に接する面)のト
ナー汚れ等の不具合を引き起こしかねない。
【0079】また、例えば紙間中にVt0バイアス(正
極性)とクリーニングバイアス(負極性)の両方を出力
することが考えられるが、紙間領域が狭い場合には、高
圧の立ち上がり、及び転写ローラ11のインピーダンス
等によっては高圧の出力が不十分であることもある。ま
た、場合によっては出力切り替えの失敗による暴走など
も考えられる。
【0080】そこで、本実施の形態では、上記のように
ユーザが紙間時に常湿環境、低湿環境において正規カブ
リの黒帯が発生しそうな状況、あるいは正規カブリの黒
帯が発生したと判断した場合は、紙間時にユーザが操作
パネル31の極性選択スイッチ32を押して、制御装置
(CPU)33から切り替え部30に切り替え信号を出
力する。切り替え部30は入力される切り替え信号に応
じて、切り替えスイッチ24を転写バイアス電源12か
ら転写ローラクリーニングバイアス電源23に切り替
え、図8に示すシーケンスのように、転写ローラクリー
ニングバイアス電源23から転写ローラ11に負極性の
クリーニングバイアス(CLN)を印加する。
【0081】このクリーニングバイアスは、現像バイア
スがOFFされて所定時間後に印加され、現像バイアス
がONされて所定時間後にこのクリーニングバイアス
(負極性)から転写バイアス(正極性)に切り替える。
【0082】このシーケンスによって、正規カブリの黒
帯が転写ニップ部Nに到達する際に、転写ローラ11へ
の印加電圧(クリーニングバイアス)の極性は負極性で
あるので、転写ローラ11に付着せず、また、反転カブ
リの黒帯が転写ニップ部Nに到達する際に、転写ローラ
11への印加電圧の極性は、画像域の転写バイアス(正
極性)を延長することにより(図8中のC)、正極性で
あるので転写ローラ11に付着しない。なお、紙間にお
いて転写の出力切り替え回数は、通常時と同じ2回であ
るため、出力不足や切り替え失敗による暴走を防ぐこと
ができる。
【0083】なお、紙間時に転写バイアスVtを出力す
るため、多少、感光ドラム1へのメモリが増加し、カブ
リが若干増えるが、黒帯のトナー量に比べ少ないレベル
であった。
【0084】また、高湿環境においては、制御装置33
は環境センサ34からの測定情報に基づいて、紙間時に
転写ローラクリーニングバイアス電源23側に切り替え
て、実施の形態2と同様に図4に示すシーケンスを行
う。図4に示すシーケンスにより、現像バイアス印加開
始時(ON時)に正規カブリの黒帯(負帯電極性)が発
生しやすいが、転写ニップ部Nにおいて転写ローラ11
の印加電圧(クリーニングバイアス)の極性は負極性で
あるので、転写ローラ11に付着しない。なお、現像バ
イアス印加停止時(OFF時)における反転カブリの黒
帯はほんのごく僅かであり、転写ローラ11に蓄積しな
い。
【0085】このように本実施の形態では、画像形成装
置内の環境が常湿環境、低湿環境であるにもかかわらず
正規カブリや反転カブリの黒帯が発生しやすい場合で
も、転写ローラ11表面にトナーが付着することを防止
することができるので、長期にわたって良好な画像形成
を行うことができる。
【0086】本実施の形態では、紙間時に極性選択スイ
ッチ32を押すことによって、画像域の転写バイアスの
出力時間を延長し、かつ転写ローラクリーニングバイア
ス(CLN)を出力する構成であったが、これに限定さ
れず、現像バイアス電源10の特性等によっては、例え
ば現像バイアスの印加開始時(ON時)と現像バイアス
印加停止時(OFF時)で発生する黒帯のトナーの帯電
極性が反対であった場合に、転写ローラクリーニングバ
イアス(CLN)出力後、画像域の転写バイアスVtの
出力に切り替えるタイミングを早める等、様々なタイミ
ング変更が考えられる。
【0087】〈実施の形態4〉実施の形態3では、常湿
環境、低湿環境の場合は、上述したように紙間時に図8
に示すシーケンスを行うことにより、正規カブリの黒帯
が転写ニップ部Nに到達する際に、転写ローラ11への
印加電圧(クリーニングバイアス)の極性は負極性であ
るので、転写ローラ11に付着せず、また、反転カブリ
の黒帯が転写ニップ部Nに到達する際に、転写ローラ1
1への印加電圧(転写バイアス)の極性は、画像域の転
写バイアス(正極性)を延長することにより(図8中の
C)、正極性であるので転写ローラ11に付着しないよ
うにしたが、本実施の形態では、常湿環境、低湿環境の
場合は、紙間時に図9に示すシーケンスを行うようにし
た。他の構成及び動作は実施の形態3と同様であり、本
実施の形態ではそれらの説明は省略する。
【0088】本実施の形態では、図9に示すシーケンス
のように、紙間時での現像バイアスの印加停止時(図9
中のB)のタイミングを早めた(図9中のD;紙間開始
時と略同じタイミング)。このタイミング時には、転写
ニップ部Nにおいて転写ローラ11に転写バイアスVt
が印加されている。よって、反転カブリの黒帯が転写ニ
ップ部Nに到達する際に、転写ローラ11への印加電圧
(転写バイアス)の極性は正極性であるので転写ローラ
11に付着しない。
【0089】そして、本実施の形態では、紙間時にユー
ザが操作パネル31の極性選択スイッチ32を押して、
制御装置(CPU)33から切り替え部30に切り替え
信号を出力する。切り替え部30は入力される切り替え
信号に応じて、切り替えスイッチ24を転写バイアス電
源12から転写ローラクリーニングバイアス電源23に
切り替え、図9に示すシーケンスのように、転写ローラ
クリーニングバイアス電源23から転写ローラ11に負
極性のクリーニングバイアス(CLN)を印加する。こ
の負極性のクリーニングバイアスは、紙間領域の大部分
において印加される。
【0090】このように本実施の形態においても、画像
形成装置内の環境が常湿環境、低湿環境であるにもかか
わらず正規カブリや反転カブリの黒帯が発生しやすい場
合でも、転写ローラ11表面にトナーが付着することを
防止することができるので、長期にわたって良好な画像
形成を行うことができる。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、非通紙時に、第1の電源部又は第2の電源部
のいずれか一方を選択して、接触転写部材にトナー像の
トナーの帯電極性と同極性又は逆極性のいずれかの極性
の電圧を印加させるための極性選択手段を有しているの
で、非通紙時でのカブリの状態に対してすみやかに、非
通紙時に接触転写部材への印加電圧の極性を選択するこ
とが可能となり、接触転写部材にトナーが付着すること
を防止することができるので、長期にわたって良好な画
像形成を行うことができる。
【0092】また、請求項8記載の発明によれば、非通
紙時に、第1の電源部と第2の電源部を切り替えて、接
触転写部材にトナー像のトナーの帯電極性と同極性と逆
極性の電圧を切り替えて印加させるための極性選択手段
を有しているので、非通紙時でのカブリの状態に対して
すみやかに、非通紙時に接触転写部材への印加電圧の極
性を選択することが可能となり、接触転写部材にトナー
が付着することを防止することができるので、長期にわ
たって良好な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示
す概略構成図。
【図2】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の操
作パネルを示す図。
【図3】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置を示
す概略構成図。
【図4】本発明の実施の形態2におけるバイアス印加タ
イミングを示す図。
【図5】環境認識(高湿環境、常湿環境、低湿環境)に
おける正規カブリ(黒帯)、反転カブリ(黒帯)の関係
を示した図。
【図6】本発明の実施の形態2におけるバイアス印加タ
イミングを示す図。
【図7】画像形成が増加した場合の環境認識(高湿環
境、常湿環境、低湿環境)における正規カブリ(黒
帯)、反転カブリ(黒帯)の関係を示した図。
【図8】本発明の実施の形態3におけるバイアス印加タ
イミングを示す図。
【図9】本発明の実施の形態4におけるバイアス印加タ
イミングを示す図。
【図10】従来例における画像形成装置を示す概略構成
図。
【図11】従来例、本発明の実施の形態1の通常時にお
けるバイアス印加タイミングを示す図。
【図12】従来例、本発明の実施の形態1の紙間時にお
けるクリーニングバイアスと転写バイアスの印加タイミ
ングを示す図。
【図13】紙間時におけるクリーニングバイアスと転写
バイアスの印加タイミングを示す図。
【図14】紙間時におけるクリーニングバイアスの印加
タイミングを示す図。
【符号の説明】
1 感光ドラム(像担持体) 2 帯電装置 3 現像装置(現像手段) 4 転写装置(転写手段) 5 クリーニング装置 6 帯電ローラ 7 帯電バイアス電源 9 現像ローラ(トナー担持体) 10 現像バイアス電源(現像電源部) 11 転写ローラ(接触転写部材) 12 転写バイアス電源(第1の電源部) 13 クリーニングブレード 17 定着装置 23 転写ローラクリーニングバイアス電源(第2
の電源部) 24 切り替えスイッチ(極性選択手段) 30 切り替え部(極性選択手段) 31 操作パネル 32 極性選択スイッチ(切り替え手段) 33 制御装置 34 環境センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA11 DA14 ED09 ED16 ED24 EE07 EE08 EF12 FA30 HB16 2H200 FA01 FA08 GA09 GA16 GA23 GA34 GA46 GA57 GA59 GB12 GB25 HA02 HA11 HB12 HB48 JA01 JA26 JA27 JA28 JA29 JB13 KA02 KA07 KA12 LB03 LB18 LB38 LB39 MB01 MB06 MC01 NA03 NA08 PA02 PA23 PA25 PA26 PB27 PB28 PB34 PB35

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像が形成される像担持体と、前記
    像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像と
    して顕像化する現像手段と、前記像担持体上に形成され
    たトナー像を転写材にする転写手段とを備え、前記転写
    手段は、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成
    し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触
    して前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材の表
    面に転写する接触転写部材と、転写材にトナー像を転写
    するときにトナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧
    を前記接触転写部材に印加する第1の電源部と、トナー
    像のトナーの帯電極性と同極性の電圧を前記接触転写部
    材に印加する第2の電源部とを有している画像形成装置
    において、 連続して画像形成を行う際に前の転写材と次の転写材が
    前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙時に、前記第
    1の電源部又は前記第2の電源部のいずれか一方を選択
    して、前記接触転写部材にトナー像のトナーの帯電極性
    と同極性又は逆極性のいずれかの極性の電圧を印加させ
    るための極性選択手段を有している、 ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記極性選択手段は、切り替え手段の操
    作によって前記第1の電源部又は前記第2の電源部のい
    ずれか一方を選択可能である、 ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記極性選択手段は、画像形成装置が置
    かれた環境情報に応じて前記第1の電源部又は前記第2
    の電源部のいずれか一方を選択可能である、 ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記環境情報は、温度、湿度の少なくと
    も一方の情報である、 ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記現像手段は、表面に薄層化されたト
    ナーが付着され、静電潜像を担持した前記像担持体に現
    像領域にて近接又は接触する回転自在なトナー担持体
    と、前記トナー担持体にトナー像のトナーの帯電極性と
    同極性の現像電圧を印加する現像電源部を有しており、 前記現像電源部は、少なくとも現像時を含む画像形成動
    作時には前記トナー担持体に現像電圧を印加するととも
    に、前記非通紙時には、前記トナー担持体に対して現像
    電圧印加のオン、オフを行う、 ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 前記接触転写部材は転写ローラである、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の画
    像形成装置。
  7. 【請求項7】 前記転写材進行方向の前記非通紙時の最
    小時間は、前記像担持体に対して前記転写ローラが1周
    する時間より短い、 ことを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】 静電潜像が形成される像担持体と、前記
    像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像と
    して顕像化する現像手段と、前記像担持体上に形成され
    たトナー像を転写材にする転写手段とを備え、前記転写
    手段は、前記像担持体に当接して転写ニップ部を形成
    し、前記転写ニップ部に搬送される転写材の背面に接触
    して前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材の表
    面に転写する接触転写部材と、転写材にトナー像を転写
    するときにトナー像のトナーの帯電極性と逆極性の電圧
    を前記接触転写部材に印加する第1の電源部と、トナー
    像のトナーの帯電極性と同極性の電圧を前記接触転写部
    材に印加する第2の電源部とを有している画像形成装置
    において、 連続して画像形成を行う際に前の転写材と次の転写材が
    前記転写ニップ部に搬送される間の非通紙時に、前記第
    1の電源部と前記第2の電源部を切り替えて、前記接触
    転写部材にトナー像のトナーの帯電極性と同極性と逆極
    性の電圧を切り替えて印加させるための極性選択手段を
    有している、 ことを特徴とする画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記極性選択手段は、切り替え手段の操
    作によって前記第1の電源部又は前記第2の電源部のい
    ずれか一方を選択可能であり、非通紙時に前記転写ニッ
    プ部への転写材の転写材進行方向の先端到達又は後端到
    達から前記第1の電源部と前記第2の電源部の切り替え
    タイミングは、前記切り替え手段の操作によって可能で
    ある、 ことを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記現像手段は、表面に薄層化された
    トナーが付着され、静電潜像を担持した前記像担持体に
    現像領域にて近接又は接触する回転自在なトナー担持体
    と、前記トナー担持体にトナー像のトナーの帯電極性と
    同極性の現像電圧を印加する現像電源部を有しており、 前記現像電源部は、少なくとも現像時を含む画像形成動
    作時には前記トナー担持体に現像電圧を印加するととも
    に、前記非通紙時には、前記トナー担持体に対して現像
    電圧印加のオン、オフを行う、 ことを特徴とする請求項8又は9記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 非通紙時に前記転写ニップ部への転写
    材の転写材進行方向の先端到達又は後端到達の前記像担
    持体上に対応する部分の、前記現像領域から前記現像電
    圧印加のオン、オフのタイミングは、前記切り替え手段
    の操作によって可能である、 ことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
  12. 【請求項12】 前記接触転写部材は転写ローラであ
    る、 ことを特徴とする請求項8、9、10又は11記載の画
    像形成装置。
  13. 【請求項13】 前記転写材進行方向の前記非通紙時の
    最小時間は、前記像担持体に対して前記転写ローラが1
    周する時間より短い、 ことを特徴とする請求項12記載の画像形成装置。
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