JP2015075678A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の帯電不足を抑制し、前帯電処理時におけるトナーの移動を防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明は、帯電した感光体ドラム１１の表面に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加してトナー像を現像し、画像形成処理を行う画像形成装置１であって、感光体ドラム１１の表面に接触し、感光体ドラム１１の表面を帯電する帯電ローラー１２に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源２４と、感光体ドラム１１の表面に現像されたトナー像を用紙に転写する転写ローラー１５に転写バイアスを印加する転写バイアス電源２８と、画像形成処理の開始前に、帯電バイアス電源２４を制御して帯電バイアスを印加すると共に、転写バイアス電源２８を制御して転写バイアスとは逆極性の転写逆バイアスを印加する帯電制御を行う制御装置８と、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、複写機やプリンター等に好適に用いられる画像形成装置に関する。

従来、電子写真技術による画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像し、この現像されたトナー像を記録媒体上に転写、定着させるという手順で画像形成処理が行われている。

近年、このような画像形成装置において感光体ドラムを帯電させる方式として、例えば、ローラー型の帯電器を感光体ドラムに接触または近接させて配置し、感光体ドラムを帯電させる接触帯電方式が広く採用されている。また、一般的に、感光体ドラムの表面には有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が用いられ、帯電器には導電性ゴムローラーが用いられている。

例えば、特許文献１には、感光体ドラムの表面を帯電させる接触式帯電器と、帯電器の電圧印加手段と、露光器（光学系）によって形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を用紙に転写する転写・分離装置と、感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位検出手段と、を含む画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位を表面電位検出手段により測定し、帯電器への印加電圧をフィードバック制御している。

特開平０９−１０６１４２号公報

ところで、接触帯電方式の帯電器によって、ＯＰＣから成る感光体ドラムの表面を短時間で定格の電位に帯電させることは困難であることが知られている。このため、特許文献１に記載されたような画像形成装置では、一般的に、実際の画像形成処理の開始に先立って帯電バイアスの印加（前帯電処理）が行われている。また、一般的に、現像装置に対する現像バイアスの印加は、立ち上がり時間を考慮して、画像形成処理開始前（前帯電処理中）に開始される。

ここで、前帯電処理中において感光体ドラムが所定の表面電位に達していない状態で、現像装置に現像バイアスを印加した場合、その時点での表面電位と現像バイアスとの電位差が、定格の電位差よりも小さくなる。このため、画像形成処理前に現像装置内のトナーが感光体ドラムに移動する所謂ドラム表面かぶりが発生する場合があった。ドラム表面かぶりが発生すると、トナーが感光体ドラムの回転に伴って回転方向下流側に位置する転写・分離装置に移動し、画像形成後の用紙の裏面に付着するという問題があった。

また、一般的に、前帯電処理によって感光体ドラムの表面電位が画像形成可能な電位に帯電した後に、画像形成処理が開始される。このため、装置に対するユーザーからの印刷指示から印刷完了までの時間（ファーストプリントタイム）の短縮を考慮した場合、前帯電処理に要する時間の短縮が望まれていた。

本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、像担持体の帯電不足を抑制し、前帯電処理時におけるトナーの移動を防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、所定の電位に帯電した像担持体の表面に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加してトナー像を現像し、画像形成処理を行う画像形成装置であって、前記像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、前記画像形成処理の開始前に、前記帯電バイアス電源を制御して前記帯電バイアスを印加すると共に、前記転写バイアス電源を制御して前記転写バイアスとは逆極性の転写逆バイアスを印加する帯電制御を行う制御装置と、を備えていることを特徴とする。

一般的に、通常時（画像形成処理時）の転写部材には、像担持体上のトナー像を被転写体に転写するために、帯電したトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。この構成によれば、像担持体は、帯電部材に印加される帯電バイアスに加えて、転写部材に印加される転写逆バイアスによっても帯電されることとなる。このため、画像形成処理の開始以前に行われる前帯電処理を有効に行うことができる。これにより、前帯電処理において、像担持体の表面を、短時間で目標値または目標値近傍の電位に帯電させることができる。その結果、像担持体の表面電位と現像バイアスとの電位差を、定格電位差に近づけることができるため、画像形成処理前において像担持体に対するトナーの付着を防止することができる。

この場合、前記制御装置は、前記帯電制御において、放電開始電圧よりも高い前記転写逆バイアスを印加するように前記転写バイアス電源を制御することが好ましい。

この構成によれば、転写部材には、放電開始電圧よりも高い転写逆バイアスが印加されるため、像担持体の表面を、適切且つ効率良く帯電させることができる。

この場合、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記トナー像が転写された被転写体を前記像担持体から分離する分離部材と、前記分離部材に分離バイアスを印加する分離バイアス電源と、を備え、前記制御装置は、前記帯電制御において、前記分離バイアスよりも高い補助バイアスを印加するように前記分離バイアス電源を、更に制御することが好ましい。

この構成によれば、像担持体は、帯電バイアスおよび転写逆バイアスに加えて、更に分離部材に印加される補助バイアスによって帯電されるため、前帯電処理を更に有効に行うことができる。これにより、前帯電処理を短時間で完了することができる。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、所定の電位に帯電した像担持体の表面に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加してトナー像を現像し、画像形成処理を行う画像形成装置であって、前記像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記トナー像が転写された被転写体を前記像担持体から分離する分離部材と、前記分離部材に分離バイアスを印加する分離バイアス電源と、前記画像形成処理の開始前に、前記帯電バイアス電源を制御して前記帯電バイアスを印加すると共に、前記分離バイアス電源を制御して前記分離バイアスよりも高い補助バイアスを印加する帯電制御を行う制御装置と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、像担持体は、帯電部材に印加される帯電バイアスに加えて、分離部材に印加される補助バイアスによっても帯電されることとなる。このため、前帯電処理を有効に行うことができ、前帯電処理において、像担持体の表面電位を、短時間で目標値または目標値近傍の電位に帯電させることができる。その結果、当該表面電位と現像バイアスとの電位差を、定格電位差に近づけることができるため、画像形成処理前において像担持体に対するトナーの付着を防止することができる。

これらの場合、前記像担持体は、回転可能に設けられ、前記制御装置は、前記像担持体を１回転以上させながら前記帯電制御を行うことが好ましい。

この構成によれば、画像形成処理の開始時点から、像担持体が、少なくとも１回転（１周）する前の状態において帯電制御を開始する。したがって、帯電制御開始後、最短で、像担持体が１周した後に画像形成処理が開始される。これにより、像担持体の前帯電処理に要する時間を短くしつつ、像担持体の帯電を適切に行うことができる。したがって、ファーストプリントタイムを短縮することができる。

これらの場合、前記像担持体の表面は、正帯電単層有機感光体によって形成されていることが好ましい。

この構成によれば、像担持体の表面に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。

本発明によれば、像担持体の帯電不足を抑制し、前帯電処理時におけるトナーの移動を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を模式的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の制御装置等を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
図１ないし図３を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１について説明する。ここで、図１は画像形成装置１の内部構造を模式的に示す断面図である。図２は画像形成装置１の画像形成部５を模式的に示す側面図である。図３は画像形成装置１の制御装置８等を示すブロック図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２の内部に用紙を収納する用紙収容部３と、用紙収容部３から搬送経路４に供給された用紙にトナー像を転写する画像形成部５と、転写したトナー像を用紙に定着させる定着装置６と、定着後の用紙の排出先となる用紙排出部７と、各部を統括制御する制御装置８と、を備えている。

画像形成部５は、制御装置８に制御され、例えば、パーソナルコンピューター（図示せず）等から送信された画像データに基づいてモノクロの画像形成処理を行う。画像形成部５は、補給用トナー（ブラック）を収納したトナーコンテナ１０と、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の周囲に転写プロセス順（図１に示す矢印Ｘ参照）に配置される帯電ローラー１２と、露光器１３と、現像ローラー１４と、転写ローラー１５と、分離針１６と、クリーニング装置１７と、除電デバイス１８（図２参照）と、を備えている。

図２に示すように、感光体ドラム１１は、アルミニウム等の導電性材料で円筒状に形成されるドラム素管２０と、ドラム素管２０の外周面に塗工して形成される感光層２１と、を含んで構成されている。感光体ドラム１１は、用紙の搬送方向と直角を成す用紙幅方向（図２の紙面奥行き方向）に延設され、図示しない駆動装置によって回転駆動される。感光層２１は、有害性が低く量産性に優れる正帯電単層有機感光体（ＯＰＣ）によって形成されている。なお、感光層２１の層厚は、２０〜３０μｍ程度である。

帯電部材としての帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に接触して設けられ、感光体ドラム１１の表面を所定の極性および電位で一様に帯電させる（所謂、接触帯電方式）。帯電ローラー１２は、中実円筒状の導電性材料で形成される帯電シャフト２２と、帯電シャフト２２の外周面に形成される導電性の帯電ゴム層２３と、を含んで構成されている。帯電ローラー１２は、感光体ドラム１１と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。帯電ゴム層２３は、エピクロルヒドリンゴム等に、例えば、イオン導電剤が配合されて形成されている。なお、帯電ゴム層２３の層厚は、１〜３ｍｍ程度である。

また、帯電ローラー１２を挟んで感光体ドラム１１の反対側には、ブラシローラー１２ａが配設されている。ブラシローラー１２ａは、帯電ローラー１２の表面に接触して回転し、帯電ローラー１２の表面の付着物を除去する。

また、帯電ローラー１２は、帯電バイアス電源２４に接続されている（図３参照）。帯電バイアス電源２４は、帯電ローラー１２に直流（ＤＣ）電圧である帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１１の感光層２１を帯電させる。

図１に示すように、露光器１３は、光源（図示せず）から放射された各光束を、ポリゴンミラー等の偏光器（図示せず）で偏光走査しつつ、感光体ドラム１１に光束を結像させる。これにより、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に静電潜像が形成される。

図２に示すように、現像ローラー１４は、感光体ドラム１１の表面に対して所定の間隙を有して配設され、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像にトナーコンテナ１０から供給されるトナーを付着させる。現像ローラー１４は、感光体ドラム１１と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。現像ローラー１４は、非磁性の円筒状のスリーブ内に、互いに異極性となるマグネット（図示せず）を固定して構成されている。なお、現像ローラー１４の下方には、トナーを攪拌・搬送するための一対の搬送スクリュー１４ａが対向して配設されている（図１参照）。

また、現像ローラー１４は、現像バイアス電源２５に接続されている。現像バイアス電源２５は、交流（ＡＣ）電源と直流（ＤＣ）電源とを含み、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを現像ローラー５１に印加する。現像ローラー１４は、印加された現像バイアスによって感光体ドラム１１の表面（感光層２１）にトナー像を現像する。

転写部材としての転写ローラー１５は、感光体ドラム１１の表面に対向して設けられ、搬送される用紙を感光体ドラム１１に圧接させ、感光体ドラム１１の表面に現像されたトナー像を用紙に転写する。転写ローラー１５は、導電性材料で形成される転写シャフト２６と、転写シャフト２６の外周面に形成される導電性の転写ゴム層２７と、を含んで構成されている。

また、転写ローラー１５は、転写バイアス電源２８に接続されている（図３参照）。転写バイアス電源２８は、転写ローラー１５に転写バイアスを印加する。転写バイアスは、帯電したトナーの極性とは逆極性であるため、感光体ドラム１１上のトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー１５に向かって引き寄せられ、感光体ドラム１１と転写ローラー１５との間を搬送される用紙に転写される。なお、被転写体としての用紙は、紙製の記録材に限らず、樹脂フィルムやＯＨＰシート等の記録材も含まれる。

分離部材としての分離針１６は、感光体ドラム１１の表面に対向して設けられ、トナー像が転写された用紙を感光体ドラム１１から分離する。分離針１６は、ステンレス等の導電性材料で略櫛歯状に形成され、複数の針状の先端部を感光体ドラム１１に向けた状態で配設されている。分離針１６の先端部を針状に形成することで、先端部から放電が生じ易くなっている。

また、分離針１６は、分離バイアス電源３０に接続されている（図３参照）。分離バイアス電源３０は、分離針１６に分離バイアスを印加する。分離針１６は、印加された分離バイアスによって感光体ドラム１１の表面に貼り付いた用紙を感光体ドラム１１から引き離す。

クリーニング装置１７は、転写後の感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去する。クリーニング装置１７は、ハウジング３１の内部において、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に摺接するクリーニングブレード３２と、除去されたトナー（廃トナー）を排出する排出スクリュー３３と、を有している。

クリーニングブレード３２は、例えばウレタンゴム製で、感光体ドラム１１の軸方向に延びる板状に形成されている。クリーニングブレード３２の上端側はＬ字状のブレードホルダー３４に固定され、クリーニングブレード３２の下端部は感光体ドラム１１の外周面にカウンター方向で接触している。なお、ブレードホルダー３４は、ハウジング３１内に固定されている。クリーニングブレード３２は、図示しない付勢手段により感光体ドラム１１に対して押圧され、感光体ドラム１１の表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにして除去する。なお、付勢手段を省略し、クリーニングブレード３２自身の弾性力により、感光体ドラム１１に対して押圧されていてもよい。

排出スクリュー３３は、クリーニングブレード３２よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側に設けられている。排出スクリュー３３の軸方向一端には、廃トナー回収容器（図示せず）が接続されている。排出スクリュー３３は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、廃トナーを廃トナー回収容器に排出する。

除電デバイス１８は、感光体ドラム１１の感光層２１に残留した電荷を除去するために、感光体ドラム１１の表面に対し光を照射する。

図１に示すように、定着装置６は、用紙のトナー像転写側に配設され回転駆動される加熱ローラー６ａと、加熱ローラー６ａに対向して配設され従動回転する加圧ローラー６ｂと、を有している。用紙の表面に転写されたトナー像は、加熱ローラー６ａに接触することで溶融し、用紙の裏面側から加圧ローラー６ｂによって加圧されることで用紙に定着する。

図３に示すように、制御装置８は、ＣＰＵ４０と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリー等のメモリー４１と、ＣＰＵ４０およびメモリー４１を接続するバス４２と、画像形成装置１の各構成が接続されるインターフェース４３と、を有している。

ＣＰＵ４０は、メモリー４１に記憶された各プロクラム等に従って演算処理を実行する。メモリー４１には、画像形成処理制御に必要なプログラムや、その他、画像形成装置１を統括制御するためのプログラムが記憶されている。また、メモリー４１には、感光体ドラム１１の表面電位の目標値（以下、「目標電位」と呼ぶ。）や、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスおよび分離バイアス等の定格値等が予め記憶されている。

インターフェース４３には、露光器１３、帯電バイアス電源２４、現像バイアス電源２５、転写バイアス電源２８および分離バイアス電源３０等が接続されており、各機器に制御装置８からの各制御信号が送出される。なお、図示は省略するが、インターフェース４３には、画像形成装置１を構成する各部が接続され、制御装置８との間で各制御信号が送受信される。そして、メモリー４１に記憶された各プログラムをＣＰＵ４０が実行することにより、各部が適宜制御される。

ここで、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１に電源が投入されると、各種パラメータの初期化等が実行される。そして、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成処理が実行される。

まず、帯電ローラー１２等によって感光体ドラム１１（感光層２１）の表面が所定の電位に帯電された後、露光器１３により感光体ドラム１１に対して画像データに対応した露光（図１等に示す矢印Ｐ参照）が行われ、感光体ドラム１１に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像は、現像ローラー１４によってトナー像に現像される。そして、転写ローラー１５に対して転写バイアス（負極性）が印加されることによって、用紙収容部３から搬送経路４を通って搬送されてきた用紙にトナー像が転写される。用紙に転写されたトナー像は、定着装置６によって用紙に定着される。トナー像が定着した用紙は、排出ローラー対７ａによって用紙排出部７１に排出される。また、転写後、感光体ドラム１１の感光層２１に残留したトナーは、クリーニング装置１７によって除去され、感光体ドラム１１の感光層２１に残留した電荷は、除電デバイス１８によって除去される。

次に、図４を参照して、制御装置８による画像形成部５の制御について説明する。ここで、図４は、制御装置８による画像形成部５の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図４に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。

一般的に、接触帯電方式の帯電ローラー１２では、ＯＰＣから成る感光体ドラム１１の感光層２１の表面電位が上がり難いため、画像形成処理の開始前に帯電バイアスが印加される。なお、画像形成処理の開始前に、感光体ドラム１１を帯電させるための処理を「前帯電処理」と呼ぶこととする。例えば、図４に示すように、前帯電処理として感光体ドラム１１を２回転（Ｒ１，Ｒ２）させる場合、感光体ドラム１１の表面電位は、１回転する毎に段階的に上昇する。そして、この例では、感光体ドラム１１が２回転した後に画像形成処理が開始される。

また、現像ローラー１４への現像バイアスの印加は、立ち上がり時間を考慮して画像形成処理の開始に備えるため、通常、画像形成処理開始前（前帯電処理中）に開始される。例えば、図４に示すように、前帯電処理を開始してから感光体ドラム１１が約１．５回転した後、すなわち、画像形成処理の開始よりも約半回転前に、現像バイアスの印加が開始される。

ここで、帯電ローラー１２のみを用いて感光体ドラム１１の表面を帯電させた場合、感光体ドラム１１の表面電位は、例えば、図４に点線で示すように上昇する。このように、感光体ドラム１１の表面電位が目標電位から大きく乖離した状態で、現像ローラー１４に現像バイアスを印加した場合、その時点での表面電位と現像バイアスとの電位差Ａが、定格電位差Ｂよりも著しく小さくなる。このため、画像形成処理前にトナーが現像ローラー１４から感光体ドラム１１に移動する現象（以下、「ドラム表面かぶり」と呼ぶ。）が発生する場合があった。ドラム表面かぶりが発生すると、トナーが転写ローラー１５に搬送され、画像形成後の用紙の裏面に付着する虞があった。なお、図４の「Ｆ」は、ドラム表面かぶりが発生する領域を示している。

そこで、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８は、画像形成処理の開始前に、帯電バイアス電源２４を制御して帯電バイアスを印加すると共に、転写バイアス電源２８を制御して転写バイアスとは逆極性の転写逆バイアスを印加する帯電制御を行う。

例えば、画像形成装置１に電源が投入され、ユーザーから印刷要求がなされると、制御装置８は、前帯電処理における帯電制御を開始する。具体的には、制御装置８は、駆動装置を制御して、感光体ドラム１１、帯電ローラー１２、現像ローラー１４、転写ローラー１５等をそれぞれ回転させる。

また、制御装置８は、帯電バイアス電源２４を制御して、帯電バイアス（例えば、１２００Ｖ程度）を出力させる。同時に、制御装置８は、転写バイアス電源２８を制御して、転写逆バイアス（正極性）を出力させる。このとき、制御装置８は、放電開始電圧よりも高い転写逆バイアスを印加するように転写バイアス電源２８を制御する。例えば、放電開始電圧が６００Ｖ程度であるとすると、転写逆バイアスは１０００〜１２００Ｖ程度に設定される。これにより、転写ローラー１５には、放電開始電圧よりも十分高い転写逆バイアスが印加されるため、感光体ドラム１１の表面を、適切且つ効率良く帯電させることができる。なお、転写逆バイアスの値は、メモリー４１に予め記憶されている。

これにより、帯電ローラー１２および転写ローラー１５による感光体ドラム１１（感光層２１）の帯電が開始される。感光体ドラム１１の表面電位は、図４に実線で示すように、帯電ローラー１２と転写ローラー１５と用いた２回帯電によって、１回転する毎に段階的に上昇する。このとき、帯電ローラー１２のみを用いた場合に比して、感光体ドラム１１の表面電位を大きく上昇させることができる。

また、制御装置８は、感光体ドラム１１が約１．５回転した後に、現像バイアス電源２５を制御して現像バイアスを出力させる。このとき、感光体ドラム１１の表面電位は、ドラム表面かぶりの発生を防止可能な電位となっている。例えば、感光体ドラム１１の目標電位を４１０Ｖ、現像バイアスを２９０Ｖ、定格電位差Ｂを１２０Ｖに設定した場合、感光体ドラム１１の表面電位は、３５０Ｖ以上であることが好ましい。すなわち、現像バイアスを印加した時点の感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアスとの電位差Ｃが６０Ｖ以上であることが好ましい。

そして、制御装置８は、感光体ドラム１１が２回転した後、転写バイアス電源２８を制御して、転写逆バイアスの出力を中止し、転写バイアス（例えば、−４００Ｖ（定格値））を出力させる。すなわち、制御装置８は、感光体ドラム１１が２回転した後に、既に説明した画像形成処理を開始させる。このとき、感光体ドラム１１の表面電位は、目標電位または目標電位近傍の電位となっている。例えば、感光体ドラム１１の表面電位は、目標電位から±４０Ｖ程度（３７０〜４５０Ｖ）の範囲内であることが好ましい。

以上の第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１は、帯電ローラー１２に印加される帯電バイアスに加えて、転写ローラー１５に印加される転写逆バイアスによっても帯電されることとなる。このため、画像形成処理の開始以前に行われる前帯電処理を有効に行うことができる。これにより、前帯電処理において、感光体ドラム１１の表面を、短時間で目標電位または目標電位近傍の電位に帯電させることができる。その結果、感光体ドラム１１の表面電位と現像バイアスとの電位差Ｃを、定格電位差Ｂに近づけることができるため、画像形成処理前において感光体ドラム１１に対するトナーの付着を防止することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置１の制御装置８は、感光体ドラム１１を１回転以上させながら帯電制御を行う。この構成によれば、画像形成処理の開始時点から、感光体ドラム１１が、少なくとも１回転（１周）する前の状態において帯電制御を開始する。したがって、帯電制御開始後、最短で、感光体ドラム１１が１周した後に画像形成処理が開始される。これにより、感光体ドラム１１の前帯電処理に要する時間を短くしつつ、感光体ドラム１１の帯電を適切に行うことができる。したがって、ファーストプリントタイムを短縮することができる。

また、第１実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１の表面、すなわち感光層２１に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。

なお、以上の第１実施形態に係る画像形成装置１では、前帯電処理として感光体ドラム１１を２回転させていたが、本発明はこれに限定されない。前帯電処理（帯電制御）における感光体ドラム１１の回転は、１回転以上で任意に設定することができる。しかしながら、ファーストプリントタイムを考慮した場合、前帯電処理（帯電制御）における感光体ドラム１１の回転は１〜２回転であることが好ましい。

なお、以上の第１実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８は、帯電バイアスと転写逆バイアスとを同時に印加していたが、各バイアスの印加のタイミングを僅かに（例えば、数秒）ずらしてもよい。例えば、帯電バイアスおよび転写逆バイアスのうち一方を印加した後に他方を印加するようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、本実施形態の第２実施形態に係る画像形成装置１について説明する。ここで、図５は、制御装置８による画像形成部５の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図５に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。なお、上記した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第２実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８による画像形成部５の制御が、第１実施形態に係るものと異なっている。すなわち、図５に示すように、制御装置８は、画像形成処理の開始前に、帯電バイアス電源２４を制御して帯電バイアスを印加すると共に、分離バイアス電源３０を制御して補助バイアスを印加する帯電制御を行う。

例えば、画像形成装置１に電源が投入され、ユーザーから印刷要求がなされると、制御装置８は、駆動装置を制御して、感光体ドラム１１や帯電ローラー１２等を回転させ、前帯電処理における帯電制御を開始する。

また、制御装置８は、帯電バイアス電源２４を制御して、帯電バイアスを出力させる。同時に、制御装置８は、分離バイアス電源３０を制御して、補助バイアスを出力させる。このとき、制御装置８は、用紙を感光体ドラム１１から分離するための分離バイアス（定格値）よりも高い補助バイアスを印加するように分離バイアス電源３０を制御する。なお、補助バイアスの値は、メモリー４１に予め記憶されている。

これにより、帯電ローラー１２および分離針１６による感光体ドラム１１（感光層２１）の帯電が開始される。感光体ドラム１１の表面電位は、帯電ローラー１２と分離針１６と用いた２回帯電によって、１回転する毎に段階的に上昇する。このとき、帯電ローラー１２のみを用いた場合に比して、感光体ドラム１１の表面電位を大きく上昇させることができる。

また、制御装置８は、感光体ドラム１１が約１．５回転した後（画像形成処理の開始よりも約半回転前）、現像バイアス電源２５を制御して、現像バイアスを出力させる。このとき、感光体ドラム１１の表面電位は、ドラム表面かぶりの発生を防止可能な電位となっている。

そして、制御装置８は、感光体ドラム１１が２回転した後、分離バイアス電源３０を制御して、補助バイアスの出力を中止し、分離バイアス（定格値）を出力させる。すなわち、制御装置８は、感光体ドラム１１が２回転した後に、既に説明した画像形成処理を開始させる。このとき、感光体ドラム１１の表面電位は、目標電位または目標電位近傍の電位となっている。

以上の第２実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１は、帯電ローラー１２に印加される帯電バイアスに加えて、分離針１６に印加される補助バイアスによっても帯電されることとなる。このため、前帯電処理を有効に行うことができ、前帯電処理において、感光体ドラム１１の表面電位を、短時間で目標電位または目標電位近傍の電位に帯電させることができる。その結果、当該表面電位と現像バイアスとの電位差Ｃを、定格電位差Ｂに近づけることができるため、画像形成処理前において感光体ドラム１１に対するトナーの付着を防止することができる。

なお、以上の第２実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置８は、感光体ドラム１１が２回転した後、直ちに補助バイアスの印加を中止して分離バイアス（定格値）を印加するように切り替えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、感光体ドラム１１が２回転した後、画像形成処理が開始され、用紙にトナー像が転写された直後に、補助バイアスから分離バイアスに切り替えてもよい。つまり、画像形成処理の開始後、感光体ドラム１１が約半回転し、感光体ドラム１１から用紙を分離するタイミングで各バイアスの切り替えを行ってもよい（図５に示す分離バイアスの点線部分参照）。

なお、上記した第１実施形態に係るものと同様に、前帯電処理（帯電制御）における感光体ドラム１１の回転は、１回転以上で任意に設定することができる。また、制御装置８は、帯電バイアスと補助バイアスとの印加のタイミングを僅かに（例えば、数秒）ずらしてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、本実施形態の第３実施形態に係る画像形成装置１について簡単に説明する。なお、上記した第１および第２実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第３実施形態に係る画像形成装置１の制御装置８は、帯電制御において、上記した第１実施形態における制御に加えて、分離バイアスよりも高い補助バイアスを印加するように分離バイアス電源３０を、更に制御する。すなわち、制御装置８は、画像形成処理の開始前に、帯電バイアス電源２４を制御して帯電バイアスを印加し、写バイアス電源２８を制御して転写逆バイアスを印加し、分離バイアス電源３０を制御して補助バイアスを印加する帯電制御を行う。なお、制御装置８による画像形成部５の制御は、上記した第１および第２実施形態に係るものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

以上の第３実施形態に係る画像形成装置１によれば、感光体ドラム１１は、帯電バイアスおよび転写逆バイアスに加えて、更に分離針１６に印加される補助バイアスによって帯電されるため、前帯電処理を更に有効に行うことができる。これにより、前帯電処理を短時間で完了することができる。

なお、上記した各実施形態に係る画像形成装置１では、感光体ドラム１１の表面（感光層２１）に対し、帯電ローラー１２が回転自在に接触していたが、必ずしも接触している必要はない。すなわち、帯電ローラー１２と感光体ドラム１１との間に放電可能領域が保証されれば、非接触（近接）でも構わない。ここで、近接とは、感光体ドラム１１の表面（感光層２１の外周面）と帯電ローラー１２の表面（帯電ゴム層２３の外周面）とが、例えば、５〜１００μｍ程度、離間した状態をいう。

なお、上記した各実施形態では、モノクロの画像形成装置１について説明したが、これに限定されるものではなく、カラープリンターに本発明を適用してもよい。この場合、中間転写ベルトや二次転写部等を設けることが好ましい。

なお、上記した本発明の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置１における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ 画像形成装置
８ 制御装置
１１ 感光体ドラム（像担持体）
１２ 帯電ローラー（帯電部材）
１５ 転写ローラー（転写部材）
１６ 分離針（分離部材）
２４ 帯電バイアス電源
２８ 転写バイアス電源
３０ 分離バイアス電源

Claims (6)

1. 所定の電位に帯電した像担持体の表面に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加してトナー像を現像し、画像形成処理を行う画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
   前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する転写部材と、
   前記転写部材に転写バイアスを印加する転写バイアス電源と、
   前記画像形成処理の開始前に、前記帯電バイアス電源を制御して前記帯電バイアスを印加すると共に、前記転写バイアス電源を制御して前記転写バイアスとは逆極性の転写逆バイアスを印加する帯電制御を行う制御装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御装置は、前記帯電制御において、放電開始電圧よりも高い前記転写逆バイアスを印加するように前記転写バイアス電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記トナー像が転写された被転写体を前記像担持体から分離する分離部材と、
   前記分離部材に分離バイアスを印加する分離バイアス電源と、を備え、
   前記制御装置は、前記帯電制御において、前記分離バイアスよりも高い補助バイアスを印加するように前記分離バイアス電源を、更に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 所定の電位に帯電した像担持体の表面に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加してトナー像を現像し、画像形成処理を行う画像形成装置であって、
   前記像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
   前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記トナー像が転写された被転写体を前記像担持体から分離する分離部材と、
   前記分離部材に分離バイアスを印加する分離バイアス電源と、
   前記画像形成処理の開始前に、前記帯電バイアス電源を制御して前記帯電バイアスを印加すると共に、前記分離バイアス電源を制御して前記分離バイアスよりも高い補助バイアスを印加する帯電制御を行う制御装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記像担持体は、回転可能に設けられ、
   前記制御装置は、前記像担持体を１回転以上させながら前記帯電制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体の表面は、正帯電単層有機感光体によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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