JP3796588B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，ファクシミリ装置，プリンタ等に適用する、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、コロナ放電帯電方式の帯電装置および接触転写方式の転写装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の画像形成装置の一例を示す側面図であり、１は感光体、２は現像装置、３は現像装置２内のトナーを撹拌するアジテータ、４は感光体１に当接する現像ローラ、５は接触転写方式の転写ローラ、６はクリーナ・トナーマガジンを示す。このクリーナ・トナーマガジン６は感光体１上のトナーを回収するクリーニング装置７と現像装置２に新規トナーを供給するトナー供給装置８とを一体化したものであり、装置本体に対して着脱可能なカートリッジ体である。クリーナ・トナーマガジン６を装置本体に装着したとき、クリーニング装置７のクリーニングブレード７aが感光体１に当接し、現像装置２の近傍にトナー供給装置８が配置される。
【０００３】
また、９は感光体１表面の電荷を取り除く除電装置、10はコロナ放電帯電方式の帯電装置、11は露光装置を示す。
【０００４】
次に動作について説明する。
【０００５】
まず、帯電装置10によって感光体１が所定の帯電電位Ｖd(Ｖd＜０)に帯電され、ついで露光装置11によるレーザビームの露光によって感光体１の表面に静電潜像形成が行われる。この露光により感光体１の露光部分の表面電荷が除去され、表面電位が減衰し、露光部分の表面電位はＶeとなる。
【０００６】
感光体１の表面に所用の静電潜像を形成した後、現像装置２によって感光体１と同極に帯電(負帯電)しているトナーを用いて反転現象を行う。すなわち、トナー担持体である現像ローラ４に対し、現像ローラ４の表面電位が感光体１の未露光部の電位Ｖdと露光部の電位Ｖeの間の電位Ｖb(｜Ｖe｜＜｜Ｖb｜＜｜Ｖd｜)となるように現像バイアスを印加すると、現像ローラ４と感光体１との間に形成された電界によってトナーが電位の高い方へと転移するため、前記未露光部ではトナーの付着が抑制され、露光部ではトナーが付着する。
【０００７】
上述したプロセスにより、感光体１に付着したトナーは転写ローラ５によって転写材である転写紙に転写され、そのトナー像を転写紙に定着させた後にその転写紙は外部に排出される。このとき、転写紙の画像部分が露光部に対応し、非画像部分が未露光部に対応する。なお、転写されずに感光体１上に残留したトナーはクリーニングブレード７aによって回収され、残留電荷は除電装置９の除電光によって除去されフレッシュな状態Ｖ0に戻る。
【０００８】
図７は感光体表面電位と現像バイアス電位との電位差と、トナー付着量との関係(一般的な一成分現像のγ特性)を示すグラフであり、横軸は感光体表面電位と現像バイアスとの電位差Ｖ、縦軸は感光体へのトナー付着量すなわち現像ローラから感光体へのトナー転移量を示す。また、Ｖkは負帯電トナーの感光体への転移を開始するときの電圧、Ｖhはトナー付着量が飽和したときの電圧、Ｖrは逆帯電トナーが感光体に付着するときの最小電圧を示し、図７におけるＶ＞Ｖkの領域は、正規帯電(ここでは負帯電)トナーが感光体１上に転移する領域、Ｖ＞Ｖhの範囲は飽和現像領域、Ｖ≦Ｖrの領域は逆帯電(ここでは正帯電)トナーが感光体１上に転移する領域を示す。通常印字時においては、黒部の電圧Ｖが飽和現像領域に、白部(地肌部)の電圧ＶがＶr≦Ｖ≦Ｖkとなるように感光体１の表面電位および現像ローラ４の現像バイアス電位を制御している。なお、通常、Ｖkは現像開始電圧、Ｖhは飽和現像電圧と言われている。
【０００９】
次に、感光体１の表面電位が未帯電電位Ｖ0から所要の帯電電位Ｖdに移行するまでの帯電立ち上がり区間について説明する。
【００１０】
いま、図８において感光体１の全周の表面電位は、始めは未帯電電位Ｖ0で図中Ｘ方向に回転しているとする。また、帯電動作が始まる(帯電装置10をＯＮにする)瞬間において、帯電装置10の開口部における露光部側の端部10aを通過する感光体１の表面部分をＡ点、開口部における除電装置９側の端部10bを通過する感光体１の表面部分をＢ点とする。また、Ｂ点よりもさらに上流側(回転方向と反対側)にある感光体表面部分をＣ点とする。さらにまた、光書き込み位置をＤ点、現像位置をＥ点、転写位置をＦ点とする。
【００１１】
図９は現像位置で見た帯電立ち上がり時における感光体の表面電位の変位を示すグラフであり、Ａ点までの表面電位はＶ0で、Ａ点から電位の上昇が始まりＢ点でほぼ所要の帯電電位Ｖdに達する。そして、Ｂ点以降(Ｃ点を含む)では全て一様にＶdとなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、コロナ放電帯電方式における立ち上がり時の帯電電位は、帯電装置10の開口幅の長さを感光体１表面が進む時間に対応して、Ｖ0からＶdに変化する。それに対して、未帯電電位Ｖ0の感光体１に対してトナーが付着しない電界を形成する第１現像バイアス電位Ｖb´（図１０〜図１３で後述する。）から、所要の帯電電位Ｖdの感光体１に対してトナーが付着しない電界を形成する第２現像バイアス電位Ｖbに、現像ローラ４の表面電位を切り替えるのに要する時間は瞬時である。
【００１３】
したがって、帯電立ち上がり区間が現像位置Ｅを通過するときに現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えるタイミングをどのように設定しても、以下に詳述するように、必ず何らかの極性のトナーが感光体１に黒スジ状に付着してしまうという問題がある。特に、大きく分けて次に示す３つのタイミング、すなわち、
▲１▼ 図８において、感光体表面のＡ点が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´(感光体電位Ｖ0に対してトナーが付着しないバイアス)から
Ｖb(感光体電位Ｖdに対してトナーが付着しないバイアス)に切り替えた場合
▲２▼ 図８において、感光体１の表面Ａ点とＢ点との中間部が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えた場合
▲３▼ 図８において、感光体１の表面Ｂ点が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えた場合
が考えられる。
【００１４】
▲１▼の場合は、図１０(ａ)に示すように、現像バイアス電位より感光体１の表面電位が高くなる部分が生ずる。すなわち、図１０(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に正方向の電位差が生じ、感光体１に正規現像領域が形成されることにより、感光体１のＡ−Ｂ間上の一部分に正規帯電(負帯電)トナーが付着してしまう恐れがある。
【００１５】
▲２▼の場合は、図１１(ａ)に示すように、感光体１のＡ−Ｂ間の中点付近で現像バイアス電位と感光体１の表面電位との電位差が最大となった直後に最小となる。すなわち、図１１(ｂ)に示すように、はじめに感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の強い電位差が生じ、感光体１に逆現像領域がされることにより、逆帯電(正帯電)トナーが感光体１に付着し、さらに、現像バイアスを切り替えると今度は正方向の電位差が生じ、感光体１に正規現像領域が形成されることにより、正規帯電(負帯電)トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１６】
▲３▼の場合は、図１２(ａ)に示すように、とりわけ感光体１のＡ−Ｂ間において電位差が大きくなる。すなわち、図１２(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の電位差が生じ、感光体１に逆現像領域がされることにより、逆帯電(正帯電)トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１７】
以上、説明したように、帯電立ち上り時には前記▲１▼，▲２▼，▲３▼いずれの場合でも感光体１上にトナーが付着してしまう。このことは現像位置Ｅの下流にある転写位置Ｆを、感光体１上におけるトナーが付着してしまった位置が通過した場合に、トナーが転写ローラ５に付着してしまい、後に続く画像形成時に転写紙の裏面を転写ローラ５に付着したトナーで汚すといういわゆる裏汚れが発生する恐れがある。
【００１８】
また、感光体表面のＡ点が現像位置Ｅに達するまでに、現像バイアス電位を
Ｖb(感光体の電位Ｖdに対してトナーが付着しないバイアス電位)からＶb´(感光体電位Ｖ0に対してトナーが付着しないバイアス電位)に切り替えた場合、図１３(ａ)に示すように、とりわけ感光体１のＡ−Ｂ間において電位差が大きくなる。すなわち、図１３(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の逆現像領域内の電位差が生じ、逆帯電トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１９】
このように、感光体１の表面電位が所要の帯電電位Ｖdから未帯電電位Ｖ0に移行する帯電立ち下がり区間についても説明は省略するが、同様に現像バイアスをＶbからＶb´に切り替えるタイミングをどのように設定しても必ず何らかの極性のトナーが感光体１に黒スジ状に付着してしまうという問題がある。したがって、感光体１に付着したトナーが転写ローラ５に付着してしまい、その汚れた状態で画像形成装置が待機状態に入ってしまうという不具合となる。
【００２０】
本発明は、このような不具合を解決し、接触転写装置付近におけるトナーによる汚れの発生を防止することを実現した画像形成装置を提供することをその課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決達成するために、感光体と、この感光体を帯電させるコロナ放電帯電方式の帯電装置と、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像に負帯電のトナーを付着させることによってトナー像を形成させる現像装置と、感光体に当接する接触転写装置として前記感光体に圧接して回転する転写ローラとを備え、前記転写ローラの電位を感光体電位より高くして前記トナー像を転写材に転写させる画像形成装置において、本発明は、帯電立ち上がり時の現像バイアスを、前記感光体の表面電位が未帯電電位から所定の帯電電位になるまでの移行区間である感光体立ち上がり区間が現像位置を通過し終ってから、それまでの未帯電電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位から所定電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位に切り替えることで、帯電立ち上がり時に前記感光体に付着するトナーを正帯電のトナーに特定して、さらに前記感光体帯電立ち上がり区間が転写位置を通過するときは、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とし、また、帯電立ち上がり後に感光体に静電潜像の形成を始める位置を、前記感光体帯電立ち上がり区間が転写ローラを通過し終ってから少なくとも前記転写ローラ１回転の長さ以降の位置とし、かつ前記転写ローラが少なくとも１回転する期間は、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とすることで、前記正帯電のトナーを前記感光体へ戻す制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記構成によれば、帯電立ち上がり時の現像バイアスを、前記感光体の表面電位が未帯電電位から所定の帯電電位へと移行するまでの感光体立ち上がり区間が現像位置を通過するときは、それまでのバイアス電位から所定電位のバイアス電位に切り替えることにより、帯電立ち上がり時に感光体表面電位と現像バイアスの電界の変化により感光体上へ付着する黒スジ状のトナーの性質を逆帯電トナーによるものに特定可能となり、さらに前記感光体帯電立ち上がり区間が転写位置を通過するときは、接触転写装置への印加バイアスをグランド電位とすることにより、前記接触転写装置に対し感光体上の黒スジ状のトナーの付着を防止することができる。
【００２７】
また、転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とし、さらに転写ローラが少なくとも１回転することにより、逆帯電トナーが転写ローラに付着してもそのトナーを感光体に転移させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図６に示す従来の構成における部材と同一の部材に対しては同一の符号を付して詳細な説明は省略した。
【００３０】
図１は第１実施形態に係る制御系を示す説明図であり、20は装置全体の制御を行う中央処理装置(以下、ＣＰＵと称する)、21は帯電装置電源、22は現像ローラ電源、23は転写ローラ電源を示す。
【００３１】
図２は、第１実施形態における、帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートであり、上から順に、帯電装置電源21のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb′信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb信号のオン／オフタイミング、転写ローラ５にかけるバイアスの切り替えタイミングを示す。また、図１，図２において、ｔ1は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＢ点が現像位置Ｅに到達するまでに要する時間、ｔ2は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＢ点が転写位置Ｆに到達するまでに要する時間、ｔ3は感光体１上のＢ点が転写位置Ｆを通過してから画像形成区間が転写位置Ｆに到達するまでの時間、ｔ4は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が現像位置Ｅに到達するまでに要する時間、ｔ5は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が転写位置Ｆに到達するまでに要する時間を示す。
【００３２】
次に、第１実施形態の動作について説明する。
【００３３】
なお、第１実施形態においては、
Ｖ0＝０(Ｖ)，Ｖd＝−750(Ｖ)，Ｖe＝−100(Ｖ)，Ｖb′＝＋250(Ｖ)，
Ｖb＝−400(Ｖ)，Ｖk＝−100(Ｖ)，Ｖh＝＋200(Ｖ)，Ｖr＝−600(Ｖ)
とする。
【００３４】
図１，図２において、帯電装置10をオンにして立ち上げ、表面電位をＶ0＝０(Ｖ)からＶd＝−750(Ｖ)に切り替えてから時間ｔ1が経過した後、現像バイアスをＶb′＝＋250(Ｖ)からＶb＝−400(Ｖ)に切り替える。この制御により、図１２(ａ)，図１２(ｂ)を基に説明したように、帯電立ち上がり時において感光体１に付着するトナーは逆帯電(正帯電)トナーに特定される。さらに、表面電位をＶ0＝０(Ｖ)からＶd＝−750(Ｖ)に切り替えてから時間ｔ2が経過した後、すなわち感光体１のＢ点が転写位置Ｆ点を通過する時点では転写ローラバイアス電位を０(Ｖ)とする。
【００３５】
このため、感光体１の表面電位は０(Ｖ)から−750(Ｖ)までの負極性の電位であるので感光体１と転写ローラ５にかけるバイアスとの電位差は負方向となり、感光体１上の逆帯電トナーは転写ローラ５へ移動せず、そのままクリーニング装置７(図６参照)に回収される。
【００３６】
また、帯電立ち上がり時の感光体１に付着した逆帯電トナーが転写位置Ｆに到達してから、感光体１のトナー像形成区間および転写紙が転写位置Ｆに到達するまでの時間ｔ3は、少なくとも転写ローラ５が１回転するのに要する時間に設定されており、さらに時間ｔ3が経過する間の転写ローラバイアス電位を０Ｖに設定されている。
【００３７】
このように設定することにより、感光体１と転写ローラバイアスの電位差が負方向となり、たとえ帯電立ち上がり時に生じた感光体１上の逆帯電トナーが転写位置Ｆを通過するときに多少転写ローラに付着してしまったとしても、逆帯電トナーを反発させるようなバイアスを印加して１回転させることで、転写ローラ５に付着した逆帯電トナーを感光体１に再び接触したときに感光体１側へ戻すことができる。
【００３８】
さらに、帯電装置10をオフにしてから現像バイアスのスイッチングを行うまでの時間ｔ4を、図１の感光体１上のＡ点が現像位置Ｅ点に到達するのに要する時間としてＣＰＵ20に設定してある。このため、図１３(ａ)，図１３(ｂ)を基に説明したように、帯電立ち下がり時に感光体１に付着するトナーは逆帯電トナーに特定される。また、感光体１に付着したトナーが転写位置Ｆを通過するｔ5の時点では転写バイアスが０Ｖとなるように設定されている。このため、負極性の感光体１表面の逆帯電トナーが転写ローラ５に転移しにくい電位となる。したがって、転写ローラ５がトナーで汚れていない状態で画像形成装置を待機状態にすることができる。
【００３９】
なお、通常の転写紙に正規帯電トナーを転写する際に用いる正極性のバイアスを転写ローラへ印加する方が一見さらに効果があるように思われる。しかし、負帯電用の感光体に直接強い正極性の電荷を与えることは、感光体層の絶縁破壊や分極、正極性キャリアの注入とトラップ等の発生が起こり、そのため帯電不良や感度低下等の不具合が生じる可能性があるため、あまり望ましくはない。
【００４０】
また、帯電立ち上がり時に感光体上に付着する黒スジ状のトナーを逆帯電トナーに特定せずに、現像バイアスのスイッチングタイミングｔ1を図１，図２を基に説明したように、感光体表面におけるＡ点が現像位置Ｅ点に達するまでに要する時間とすることで、感光体に付着する黒スジ状のトナーを正規帯電トナーに特定し、転写バイアスを負極性にしてトナーが転写ローラに移動しないようにする方法も考えられる。しかし、正規帯電トナーにすると図７のトナー付着量のグラフからもわかるように、絶対的なトナー付着量が多くなってしまう。したがって、第１実施形態のように、感光体に付着するトナーを逆帯電トナーに特定したほうが消費するトナー量は少なくて済むので、画像形成装置のランニングコストを抑えるにも効果的である。
【００４１】
図３は、第２実施形態における、帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートであり、上から順に、帯電装置電源21のオン／オフタイミング、光書き込み信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb´信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb信号のオン／オフタイミング、転写ローラ５にかけるバイアスの切り替えタイミングを示す。この第２実施形態はその制御において第１実施形態とは相違があり、制御系においては図１に示すものと同じである。
【００４２】
図３において、ｔ6は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＡ点が光書き込み位置Ｄに到達するまでに要する時間、すなわち、Ａ点〜Ｄ点間の距離を感光体１の線速で割った値である。また、ｔ7は感光体１を除電するための光書き込みをする時間であり、本来の感光体１の表面電位がＶ0からＶdまで変化するのに要する時間である。ｔ8は感光体１が光書き込み位置Ｄから現像位置Ｅに達するのに要する時間、すなわちＤ点〜Ｅ点間の距離を感光体１の線速で割った値である。
【００４３】
さらに、ｔ9は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が光書き込み位置Ｄに到達するまでに要する時間、すなわち、Ａ点〜Ｄ点間の距離を感光体１の線速で割った値であり、ｔ6＝ｔ9である。また、ｔ10は感光体１を除電するための光書き込みをする時間であり、本来の感光体１の表面電位がＶdからＶ0まで変化するのに要する時間である。ｔ11は感光体１が光書き込み位置Ｄから現像位置Ｅに達するのに要する時間、すなわちＤ点〜Ｅ点間の距離を感光体１の線速で割った値であり、ｔ8＝ｔ11である。ｔ12は現像位置Ｅで感光体１に逆帯電トナーが付着してからその部分が転写位置Ｆを通過するまでの時間、感光体１に逆帯電トナーを付着させる時間を示す。
【００４４】
次に帯電立ち上がり時における動作について説明する。まず、帯電装置電源21をオンにしてからｔ6経過後、帯電装置10の開口部の下流側端部10aに対向する部分における感光体１の表面電位が未帯電電位Ｖ0から所要の帯電電位Ｖdに変化するまでの期間に相当する感光体１の区間に対し、光書き込み位置Ｄにおいて露光装置11による光書き込みをｔ12の間オンにして除電を行い、一様に未帯電電位Ｖ0に下げる。そして感光体１のその区間の最後の部分が光書き込み位置Ｄを通過し、現像位置Ｅを通過し終えた瞬間から時間α後までは(ｔ8＋α)、現像バイアスは第１のバイアス電位Ｖb´とする。そして、現像位置Ｅを区間の最後の部分が通過し終えてからαに第２のバイアス電位Ｖbにスイッチングする。なお、時間αは画像形成装置の帯電装置の開口部の端部10a，10b、露光位置Ｄ、現像位置Ｅ等の位置の最大ばらつき範囲を感光体１の線速で割った値等が適当である。
【００４５】
図４(ａ)は第２実施形態の帯電立ち上がり動作時における現像位置での感光体表面電位および現像バイアスの変化を示すグラフである。図４(ａ)に示すように、感光体１の表面電位はＢ点まではＶ0で、Ｂ点を境に帯電電位Ｖdに変化する。一方、現像バイアスはＢ点から距離β(距離β＝感光体線速×時間α)遅れた点においてＶb´からＶbに変化する。
【００４６】
また、図４(ｂ)は現像位置Ｅで見た感光体１の表面電位と現像バイアスの電位差Ｖについての変化を示すグラフである。図３に示すタイミングで各装置を制御することによって、図４(ｂ)に示すように、帯電立ち上がり時において、感光体１の表面電位と現像バイアスとの電位差ＶはＶ＞Ｖrの領域にあるので一時的(時間ではα、距離ではβ)に逆現像領域に入り、感光体１に逆帯電トナーが付着する。
【００４７】
そして現像位置Ｅで感光体１に逆帯電トナーが付着してからその部分が転写位置Ｆを通過するまでの時間ｔ12は転写バイアスを０[Ｖ]とする。感光体１の表面電位はＶd＝−750[Ｖ]の負極性の電位であるため、転写バイアスを０[Ｖ]とすれば、感光体１と転写バイアスとの電位差から逆帯電(正極性)トナーは、転写ローラ５側へは移動しない。
【００４８】
次に帯電立ち下がり時における動作について説明する。まず、帯電装置電源21をオンにしてからｔ6経過後、帯電装置10の開口部の下流側端部10aに対向する部分における感光体１の表面電位が所要の帯電電位Ｖdから未帯電電位Ｖ0に変化するまでの期間に相当する感光体１の区間に対し、露光位置Ｄにおいて露光装置11による光書き込みをｔ12の間オンにして除電を行い、一様に未帯電電位Ｖ0に下げる。そして感光体１のその区間の最後の部分が露光位置Ｄを通過し、現像位置Ｅを通過し始めるα時間前まで現像バイアスは第２のバイアス電位Ｖbとする。そして、現像位置Ｅを区間の最後の部分が通過し始めるα時間前から第１のバイアス電位Ｖb´にスイッチングする。
【００４９】
図５(ａ)は第２実施形態の帯電立ち下がり動作時における現像位置での感光体表面電位および現像バイアスの変化を示すグラフである。図５(ａ)に示すように、感光体１の表面電位はＡ点まではＶdで、Ａ点を境に帯電電位Ｖ0に変化する。一方、現像バイアスはＡ点から距離β手前の点においてＶbからＶb´に変化する。
【００５０】
また、図５(ｂ)は現像位置Ｅで見た感光体１の表面電位と現像バイアスの電位差Ｖについての変化を示すグラフである。図３に示すタイミングで各装置を制御することによって、図５(ｂ)に示すように、帯電立ち下がり時において、感光体１の表面電位と現像バイアスとの電位差ＶはＶ＞Ｖrの領域にあるので一時的(時間ではα、距離ではβ)に逆現像領域に入り、感光体１に逆帯電トナーが付着する。
【００５１】
また、本実施例では感光体としてドラム型のものを使用したが、ベルト型の感光体に対しても同様な効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明した通りに構成された本発明によれば、次に記載する効果を奏する。
【００５３】
感光体上の黒スジ状のトナーを接触転写装置に付着させることがなくなり、後に続く画像形成時の転写工程において裏汚れの発生を防止することができる。さらに、黒スジ状のトナーを逆帯電トナーに特定したことにより黒スジによって消費されるトナー量を低減させることができる。
【００５４】
また、逆帯電トナーが転写ローラに付着してもそのトナーを感光体に転移させることができるため、帯電立ち上がり後の画像形成における転写材の裏汚れを完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御系を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態における帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態における帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の帯電立ち上がり動作時における現像位置での感光体電位と現像バイアスとの変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態の帯電立ち下がり動作時における現像位置での感光体電位と現像バイアスとの変化を示すグラフである。
【図６】従来の画像形成装置の一例を示す側面図である。
【図７】感光体電位と現像バイアスとの電位差と、トナー付着量との関係を示すグラフである。
【図８】感光体上の所定位置の移動状況を示す説明図である。
【図９】現像位置で見た帯電立ち上がり時における感光体の表面電位の変位を示すグラフである。
【図１０】感光体表面の帯電開始位置が現像位置に達するまでに、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１１】感光体表面の帯電開始位置と所定電位に達したときの位置との中間点が現像位置に達するまでに、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１２】感光体表面が所定電位に達したときの位置が現像位置に達してから、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１３】帯電立ち下げ時において、感光体表面の所定位置が現像位置に達してから、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１…感光体、 ２…現像装置、 ３…アジテータ、 ４…現像ローラ、 ５…転写ローラ、 ６…クリーナ・トナーマガジン、 ７…クリーニング装置、 ７a…クリーニングブレード、 ８…トナー供給装置、 ９…除電装置、 10…帯電装置、 11…露光装置、 20…中央処理装置、 21…帯電装置電源、 22…現像ローラ電源、 23…転写ローラ電源。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，ファクシミリ装置，プリンタ等に適用する、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、コロナ放電帯電方式の帯電装置および接触転写方式の転写装置を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の画像形成装置の一例を示す側面図であり、１は感光体、２は現像装置、３は現像装置２内のトナーを撹拌するアジテータ、４は感光体１に当接する現像ローラ、５は接触転写方式の転写ローラ、６はクリーナ・トナーマガジンを示す。このクリーナ・トナーマガジン６は感光体１上のトナーを回収するクリーニング装置７と現像装置２に新規トナーを供給するトナー供給装置８とを一体化したものであり、装置本体に対して着脱可能なカートリッジ体である。クリーナ・トナーマガジン６を装置本体に装着したとき、クリーニング装置７のクリーニングブレード７aが感光体１に当接し、現像装置２の近傍にトナー供給装置８が配置される。
【０００３】
また、９は感光体１表面の電荷を取り除く除電装置、10はコロナ放電帯電方式の帯電装置、11は露光装置を示す。
【０００４】
次に動作について説明する。
【０００５】
まず、帯電装置10によって感光体１が所定の帯電電位Ｖd(Ｖd＜０)に帯電され、ついで露光装置11によるレーザビームの露光によって感光体１の表面に静電潜像形成が行われる。この露光により感光体１の露光部分の表面電荷が除去され、表面電位が減衰し、露光部分の表面電位はＶeとなる。
【０００６】
感光体１の表面に所用の静電潜像を形成した後、現像装置２によって感光体１と同極に帯電(負帯電)しているトナーを用いて反転現象を行う。すなわち、トナー担持体である現像ローラ４に対し、現像ローラ４の表面電位が感光体１の未露光部の電位Ｖdと露光部の電位Ｖeの間の電位Ｖb(｜Ｖe｜＜｜Ｖb｜＜｜Ｖd｜)となるように現像バイアスを印加すると、現像ローラ４と感光体１との間に形成された電界によってトナーが電位の高い方へと転移するため、前記未露光部ではトナーの付着が抑制され、露光部ではトナーが付着する。
【０００７】
上述したプロセスにより、感光体１に付着したトナーは転写ローラ５によって転写材である転写紙に転写され、そのトナー像を転写紙に定着させた後にその転写紙は外部に排出される。このとき、転写紙の画像部分が露光部に対応し、非画像部分が未露光部に対応する。なお、転写されずに感光体１上に残留したトナーはクリーニングブレード７aによって回収され、残留電荷は除電装置９の除電光によって除去されフレッシュな状態Ｖ0に戻る。
【０００８】
図７は感光体表面電位と現像バイアス電位との電位差と、トナー付着量との関係(一般的な一成分現像のγ特性)を示すグラフであり、横軸は感光体表面電位と現像バイアスとの電位差Ｖ、縦軸は感光体へのトナー付着量すなわち現像ローラから感光体へのトナー転移量を示す。また、Ｖkは負帯電トナーの感光体への転移を開始するときの電圧、Ｖhはトナー付着量が飽和したときの電圧、Ｖrは逆帯電トナーが感光体に付着するときの最小電圧を示し、図７におけるＶ＞Ｖkの領域は、正規帯電(ここでは負帯電)トナーが感光体１上に転移する領域、Ｖ＞Ｖhの範囲は飽和現像領域、Ｖ≦Ｖrの領域は逆帯電(ここでは正帯電)トナーが感光体１上に転移する領域を示す。通常印字時においては、黒部の電圧Ｖが飽和現像領域に、白部(地肌部)の電圧ＶがＶr≦Ｖ≦Ｖkとなるように感光体１の表面電位および現像ローラ４の現像バイアス電位を制御している。なお、通常、Ｖkは現像開始電圧、Ｖhは飽和現像電圧と言われている。
【０００９】
次に、感光体１の表面電位が未帯電電位Ｖ0から所要の帯電電位Ｖdに移行するまでの帯電立ち上がり区間について説明する。
【００１０】
いま、図８において感光体１の全周の表面電位は、始めは未帯電電位Ｖ0で図中Ｘ方向に回転しているとする。また、帯電動作が始まる(帯電装置10をＯＮにする)瞬間において、帯電装置10の開口部における露光部側の端部10aを通過する感光体１の表面部分をＡ点、開口部における除電装置９側の端部10bを通過する感光体１の表面部分をＢ点とする。また、Ｂ点よりもさらに上流側(回転方向と反対側)にある感光体表面部分をＣ点とする。さらにまた、光書き込み位置をＤ点、現像位置をＥ点、転写位置をＦ点とする。
【００１１】
図９は現像位置で見た帯電立ち上がり時における感光体の表面電位の変位を示すグラフであり、Ａ点までの表面電位はＶ0で、Ａ点から電位の上昇が始まりＢ点でほぼ所要の帯電電位Ｖdに達する。そして、Ｂ点以降(Ｃ点を含む)では全て一様にＶdとなっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、コロナ放電帯電方式における立ち上がり時の帯電電位は、帯電装置10の開口幅の長さを感光体１表面が進む時間に対応して、Ｖ0からＶdに変化する。それに対して、未帯電電位Ｖ0の感光体１に対してトナーが付着しない電界を形成する第１現像バイアス電位Ｖb´（図１０〜図１３で後述する。）から、所要の帯電電位Ｖdの感光体１に対してトナーが付着しない電界を形成する第２現像バイアス電位Ｖbに、現像ローラ４の表面電位を切り替えるのに要する時間は瞬時である。
【００１３】
したがって、帯電立ち上がり区間が現像位置Ｅを通過するときに現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えるタイミングをどのように設定しても、以下に詳述するように、必ず何らかの極性のトナーが感光体１に黒スジ状に付着してしまうという問題がある。特に、大きく分けて次に示す３つのタイミング、すなわち、
▲１▼ 図８において、感光体表面のＡ点が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´(感光体電位Ｖ0に対してトナーが付着しないバイアス)から
Ｖb(感光体電位Ｖdに対してトナーが付着しないバイアス)に切り替えた場合
▲２▼ 図８において、感光体１の表面Ａ点とＢ点との中間部が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えた場合
▲３▼ 図８において、感光体１の表面Ｂ点が現像位置Ｅに到達したタイミングで現像バイアスをＶb´からＶbに切り替えた場合
が考えられる。
【００１４】
▲１▼の場合は、図１０(ａ)に示すように、現像バイアス電位より感光体１の表面電位が高くなる部分が生ずる。すなわち、図１０(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に正方向の電位差が生じ、感光体１に正規現像領域が形成されることにより、感光体１のＡ−Ｂ間上の一部分に正規帯電(負帯電)トナーが付着してしまう恐れがある。
【００１５】
▲２▼の場合は、図１１(ａ)に示すように、感光体１のＡ−Ｂ間の中点付近で現像バイアス電位と感光体１の表面電位との電位差が最大となった直後に最小となる。すなわち、図１１(ｂ)に示すように、はじめに感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の強い電位差が生じ、感光体１に逆現像領域がされることにより、逆帯電(正帯電)トナーが感光体１に付着し、さらに、現像バイアスを切り替えると今度は正方向の電位差が生じ、感光体１に正規現像領域が形成されることにより、正規帯電(負帯電)トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１６】
▲３▼の場合は、図１２(ａ)に示すように、とりわけ感光体１のＡ−Ｂ間において電位差が大きくなる。すなわち、図１２(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の電位差が生じ、感光体１に逆現像領域がされることにより、逆帯電(正帯電)トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１７】
以上、説明したように、帯電立ち上り時には前記▲１▼，▲２▼，▲３▼いずれの場合でも感光体１上にトナーが付着してしまう。このことは現像位置Ｅの下流にある転写位置Ｆを、感光体１上におけるトナーが付着してしまった位置が通過した場合に、トナーが転写ローラ５に付着してしまい、後に続く画像形成時に転写紙の裏面を転写ローラ５に付着したトナーで汚すといういわゆる裏汚れが発生する恐れがある。
【００１８】
また、感光体表面のＡ点が現像位置Ｅに達するまでに、現像バイアス電位を
Ｖb(感光体の電位Ｖdに対してトナーが付着しないバイアス電位)からＶb´(感光体電位Ｖ0に対してトナーが付着しないバイアス電位)に切り替えた場合、図１３(ａ)に示すように、とりわけ感光体１のＡ−Ｂ間において電位差が大きくなる。すなわち、図１３(ｂ)に示すように、感光体１と現像ローラ４との間に逆方向の逆現像領域内の電位差が生じ、逆帯電トナーが感光体１に付着してしまう恐れがある。
【００１９】
このように、感光体１の表面電位が所要の帯電電位Ｖdから未帯電電位Ｖ0に移行する帯電立ち下がり区間についても説明は省略するが、同様に現像バイアスをＶbからＶb´に切り替えるタイミングをどのように設定しても必ず何らかの極性のトナーが感光体１に黒スジ状に付着してしまうという問題がある。したがって、感光体１に付着したトナーが転写ローラ５に付着してしまい、その汚れた状態で画像形成装置が待機状態に入ってしまうという不具合となる。
【００２０】
本発明は、このような不具合を解決し、接触転写装置付近におけるトナーによる汚れの発生を防止することを実現した画像形成装置を提供することをその課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決達成するために、感光体と、この感光体を帯電させるコロナ放電帯電方式の帯電装置と、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像に負帯電のトナーを付着させることによってトナー像を形成させる現像装置と、感光体に当接する接触転写装置として前記感光体に圧接して回転する転写ローラとを備え、前記転写ローラの電位を感光体電位より高くして前記トナー像を転写材に転写させる画像形成装置において、本発明は、帯電立ち上がり時の現像バイアスを、前記感光体の表面電位が未帯電電位から所定の帯電電位になるまでの移行区間である感光体立ち上がり区間が現像位置を通過し終ってから、それまでの未帯電電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位から所定電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位に切り替えることで、帯電立ち上がり時に前記感光体に付着するトナーを正帯電のトナーに特定して、さらに前記感光体帯電立ち上がり区間が転写位置を通過するときは、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とし、また、帯電立ち上がり後に感光体に静電潜像の形成を始める位置を、前記感光体帯電立ち上がり区間が転写ローラを通過し終ってから少なくとも前記転写ローラ１回転の長さ以降の位置とし、かつ前記転写ローラが少なくとも１回転する期間は、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とすることで、前記正帯電のトナーを前記感光体へ戻す制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
前記構成によれば、帯電立ち上がり時の現像バイアスを、前記感光体の表面電位が未帯電電位から所定の帯電電位へと移行するまでの感光体立ち上がり区間が現像位置を通過するときは、それまでのバイアス電位から所定電位のバイアス電位に切り替えることにより、帯電立ち上がり時に感光体表面電位と現像バイアスの電界の変化により感光体上へ付着する黒スジ状のトナーの性質を逆帯電トナーによるものに特定可能となり、さらに前記感光体帯電立ち上がり区間が転写位置を通過するときは、接触転写装置への印加バイアスをグランド電位とすることにより、前記接触転写装置に対し感光体上の黒スジ状のトナーの付着を防止することができる。
【００２７】
また、転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とし、さらに転写ローラが少なくとも１回転することにより、逆帯電トナーが転写ローラに付着してもそのトナーを感光体に転移させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図６に示す従来の構成における部材と同一の部材に対しては同一の符号を付して詳細な説明は省略した。
【００３０】
図１は第１実施形態に係る制御系を示す説明図であり、20は装置全体の制御を行う中央処理装置(以下、ＣＰＵと称する)、21は帯電装置電源、22は現像ローラ電源、23は転写ローラ電源を示す。
【００３１】
図２は、第１実施形態における、帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートであり、上から順に、帯電装置電源21のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb′信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb信号のオン／オフタイミング、転写ローラ５にかけるバイアスの切り替えタイミングを示す。また、図１，図２において、ｔ1は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＢ点が現像位置Ｅに到達するまでに要する時間、ｔ2は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＢ点が転写位置Ｆに到達するまでに要する時間、ｔ3は感光体１上のＢ点が転写位置Ｆを通過してから画像形成区間が転写位置Ｆに到達するまでの時間、ｔ4は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が現像位置Ｅに到達するまでに要する時間、ｔ5は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が転写位置Ｆに到達するまでに要する時間を示す。
【００３２】
次に、第１実施形態の動作について説明する。
【００３３】
なお、第１実施形態においては、
Ｖ0＝０(Ｖ)，Ｖd＝−750(Ｖ)，Ｖe＝−100(Ｖ)，Ｖb′＝＋250(Ｖ)，
Ｖb＝−400(Ｖ)，Ｖk＝−100(Ｖ)，Ｖh＝＋200(Ｖ)，Ｖr＝−600(Ｖ)
とする。
【００３４】
図１，図２において、帯電装置10をオンにして立ち上げ、表面電位をＶ0＝０(Ｖ)からＶd＝−750(Ｖ)に切り替えてから時間ｔ1が経過した後、現像バイアスをＶb′＝＋250(Ｖ)からＶb＝−400(Ｖ)に切り替える。この制御により、図１２(ａ)，図１２(ｂ)を基に説明したように、帯電立ち上がり時において感光体１に付着するトナーは逆帯電(正帯電)トナーに特定される。さらに、表面電位をＶ0＝０(Ｖ)からＶd＝−750(Ｖ)に切り替えてから時間ｔ2が経過した後、すなわち感光体１のＢ点が転写位置Ｆ点を通過する時点では転写ローラバイアス電位を０(Ｖ)とする。
【００３５】
このため、感光体１の表面電位は０(Ｖ)から−750(Ｖ)までの負極性の電位であるので感光体１と転写ローラ５にかけるバイアスとの電位差は負方向となり、感光体１上の逆帯電トナーは転写ローラ５へ移動せず、そのままクリーニング装置７(図６参照)に回収される。
【００３６】
また、帯電立ち上がり時の感光体１に付着した逆帯電トナーが転写位置Ｆに到達してから、感光体１のトナー像形成区間および転写紙が転写位置Ｆに到達するまでの時間ｔ3は、少なくとも転写ローラ５が１回転するのに要する時間に設定されており、さらに時間ｔ3が経過する間の転写ローラバイアス電位を０Ｖに設定されている。
【００３７】
このように設定することにより、感光体１と転写ローラバイアスの電位差が負方向となり、たとえ帯電立ち上がり時に生じた感光体１上の逆帯電トナーが転写位置Ｆを通過するときに多少転写ローラに付着してしまったとしても、逆帯電トナーを反発させるようなバイアスを印加して１回転させることで、転写ローラ５に付着した逆帯電トナーを感光体１に再び接触したときに感光体１側へ戻すことができる。
【００３８】
さらに、帯電装置10をオフにしてから現像バイアスのスイッチングを行うまでの時間ｔ4を、図１の感光体１上のＡ点が現像位置Ｅ点に到達するのに要する時間としてＣＰＵ20に設定してある。このため、図１３(ａ)，図１３(ｂ)を基に説明したように、帯電立ち下がり時に感光体１に付着するトナーは逆帯電トナーに特定される。また、感光体１に付着したトナーが転写位置Ｆを通過するｔ5の時点では転写バイアスが０Ｖとなるように設定されている。このため、負極性の感光体１表面の逆帯電トナーが転写ローラ５に転移しにくい電位となる。したがって、転写ローラ５がトナーで汚れていない状態で画像形成装置を待機状態にすることができる。
【００３９】
なお、通常の転写紙に正規帯電トナーを転写する際に用いる正極性のバイアスを転写ローラへ印加する方が一見さらに効果があるように思われる。しかし、負帯電用の感光体に直接強い正極性の電荷を与えることは、感光体層の絶縁破壊や分極、正極性キャリアの注入とトラップ等の発生が起こり、そのため帯電不良や感度低下等の不具合が生じる可能性があるため、あまり望ましくはない。
【００４０】
また、帯電立ち上がり時に感光体上に付着する黒スジ状のトナーを逆帯電トナーに特定せずに、現像バイアスのスイッチングタイミングｔ1を図１，図２を基に説明したように、感光体表面におけるＡ点が現像位置Ｅ点に達するまでに要する時間とすることで、感光体に付着する黒スジ状のトナーを正規帯電トナーに特定し、転写バイアスを負極性にしてトナーが転写ローラに移動しないようにする方法も考えられる。しかし、正規帯電トナーにすると図７のトナー付着量のグラフからもわかるように、絶対的なトナー付着量が多くなってしまう。したがって、第１実施形態のように、感光体に付着するトナーを逆帯電トナーに特定したほうが消費するトナー量は少なくて済むので、画像形成装置のランニングコストを抑えるにも効果的である。
【００４１】
図３は、第２実施形態における、帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートであり、上から順に、帯電装置電源21のオン／オフタイミング、光書き込み信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb´信号のオン／オフタイミング、現像バイアスＶb信号のオン／オフタイミング、転写ローラ５にかけるバイアスの切り替えタイミングを示す。この第２実施形態はその制御において第１実施形態とは相違があり、制御系においては図１に示すものと同じである。
【００４２】
図３において、ｔ6は帯電装置電源21をオンにした瞬間の感光体１上のＡ点が光書き込み位置Ｄに到達するまでに要する時間、すなわち、Ａ点〜Ｄ点間の距離を感光体１の線速で割った値である。また、ｔ7は感光体１を除電するための光書き込みをする時間であり、本来の感光体１の表面電位がＶ0からＶdまで変化するのに要する時間である。ｔ8は感光体１が光書き込み位置Ｄから現像位置Ｅに達するのに要する時間、すなわちＤ点〜Ｅ点間の距離を感光体１の線速で割った値である。
【００４３】
さらに、ｔ9は帯電装置電源21をオフにした瞬間の感光体１上のＡ点が光書き込み位置Ｄに到達するまでに要する時間、すなわち、Ａ点〜Ｄ点間の距離を感光体１の線速で割った値であり、ｔ6＝ｔ9である。また、ｔ10は感光体１を除電するための光書き込みをする時間であり、本来の感光体１の表面電位がＶdからＶ0まで変化するのに要する時間である。ｔ11は感光体１が光書き込み位置Ｄから現像位置Ｅに達するのに要する時間、すなわちＤ点〜Ｅ点間の距離を感光体１の線速で割った値であり、ｔ8＝ｔ11である。ｔ12は現像位置Ｅで感光体１に逆帯電トナーが付着してからその部分が転写位置Ｆを通過するまでの時間、感光体１に逆帯電トナーを付着させる時間を示す。
【００４４】
次に帯電立ち上がり時における動作について説明する。まず、帯電装置電源21をオンにしてからｔ6経過後、帯電装置10の開口部の下流側端部10aに対向する部分における感光体１の表面電位が未帯電電位Ｖ0から所要の帯電電位Ｖdに変化するまでの期間に相当する感光体１の区間に対し、光書き込み位置Ｄにおいて露光装置11による光書き込みをｔ12の間オンにして除電を行い、一様に未帯電電位Ｖ0に下げる。そして感光体１のその区間の最後の部分が光書き込み位置Ｄを通過し、現像位置Ｅを通過し終えた瞬間から時間α後までは(ｔ8＋α)、現像バイアスは第１のバイアス電位Ｖb´とする。そして、現像位置Ｅを区間の最後の部分が通過し終えてからαに第２のバイアス電位Ｖbにスイッチングする。なお、時間αは画像形成装置の帯電装置の開口部の端部10a，10b、露光位置Ｄ、現像位置Ｅ等の位置の最大ばらつき範囲を感光体１の線速で割った値等が適当である。
【００４５】
図４(ａ)は第２実施形態の帯電立ち上がり動作時における現像位置での感光体表面電位および現像バイアスの変化を示すグラフである。図４(ａ)に示すように、感光体１の表面電位はＢ点まではＶ0で、Ｂ点を境に帯電電位Ｖdに変化する。一方、現像バイアスはＢ点から距離β(距離β＝感光体線速×時間α)遅れた点においてＶb´からＶbに変化する。
【００４６】
また、図４(ｂ)は現像位置Ｅで見た感光体１の表面電位と現像バイアスの電位差Ｖについての変化を示すグラフである。図３に示すタイミングで各装置を制御することによって、図４(ｂ)に示すように、帯電立ち上がり時において、感光体１の表面電位と現像バイアスとの電位差ＶはＶ＞Ｖrの領域にあるので一時的(時間ではα、距離ではβ)に逆現像領域に入り、感光体１に逆帯電トナーが付着する。
【００４７】
そして現像位置Ｅで感光体１に逆帯電トナーが付着してからその部分が転写位置Ｆを通過するまでの時間ｔ12は転写バイアスを０[Ｖ]とする。感光体１の表面電位はＶd＝−750[Ｖ]の負極性の電位であるため、転写バイアスを０[Ｖ]とすれば、感光体１と転写バイアスとの電位差から逆帯電(正極性)トナーは、転写ローラ５側へは移動しない。
【００４８】
次に帯電立ち下がり時における動作について説明する。まず、帯電装置電源21をオンにしてからｔ6経過後、帯電装置10の開口部の下流側端部10aに対向する部分における感光体１の表面電位が所要の帯電電位Ｖdから未帯電電位Ｖ0に変化するまでの期間に相当する感光体１の区間に対し、露光位置Ｄにおいて露光装置11による光書き込みをｔ12の間オンにして除電を行い、一様に未帯電電位Ｖ0に下げる。そして感光体１のその区間の最後の部分が露光位置Ｄを通過し、現像位置Ｅを通過し始めるα時間前まで現像バイアスは第２のバイアス電位Ｖbとする。そして、現像位置Ｅを区間の最後の部分が通過し始めるα時間前から第１のバイアス電位Ｖb´にスイッチングする。
【００４９】
図５(ａ)は第２実施形態の帯電立ち下がり動作時における現像位置での感光体表面電位および現像バイアスの変化を示すグラフである。図５(ａ)に示すように、感光体１の表面電位はＡ点まではＶdで、Ａ点を境に帯電電位Ｖ0に変化する。一方、現像バイアスはＡ点から距離β手前の点においてＶbからＶb´に変化する。
【００５０】
また、図５(ｂ)は現像位置Ｅで見た感光体１の表面電位と現像バイアスの電位差Ｖについての変化を示すグラフである。図３に示すタイミングで各装置を制御することによって、図５(ｂ)に示すように、帯電立ち下がり時において、感光体１の表面電位と現像バイアスとの電位差ＶはＶ＞Ｖrの領域にあるので一時的(時間ではα、距離ではβ)に逆現像領域に入り、感光体１に逆帯電トナーが付着する。
【００５１】
また、本実施例では感光体としてドラム型のものを使用したが、ベルト型の感光体に対しても同様な効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明した通りに構成された本発明によれば、次に記載する効果を奏する。
【００５３】
感光体上の黒スジ状のトナーを接触転写装置に付着させることがなくなり、後に続く画像形成時の転写工程において裏汚れの発生を防止することができる。さらに、黒スジ状のトナーを逆帯電トナーに特定したことにより黒スジによって消費されるトナー量を低減させることができる。
【００５４】
また、逆帯電トナーが転写ローラに付着してもそのトナーを感光体に転移させることができるため、帯電立ち上がり後の画像形成における転写材の裏汚れを完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御系を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態における帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態における帯電装置電源，現像ローラ電源，転写ローラ電源の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の帯電立ち上がり動作時における現像位置での感光体電位と現像バイアスとの変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態の帯電立ち下がり動作時における現像位置での感光体電位と現像バイアスとの変化を示すグラフである。
【図６】従来の画像形成装置の一例を示す側面図である。
【図７】感光体電位と現像バイアスとの電位差と、トナー付着量との関係を示すグラフである。
【図８】感光体上の所定位置の移動状況を示す説明図である。
【図９】現像位置で見た帯電立ち上がり時における感光体の表面電位の変位を示すグラフである。
【図１０】感光体表面の帯電開始位置が現像位置に達するまでに、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１１】感光体表面の帯電開始位置と所定電位に達したときの位置との中間点が現像位置に達するまでに、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１２】感光体表面が所定電位に達したときの位置が現像位置に達してから、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【図１３】帯電立ち下げ時において、感光体表面の所定位置が現像位置に達してから、現像バイアスを切り替えた場合における黒スジ状トナーの発生を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１…感光体、 ２…現像装置、 ３…アジテータ、 ４…現像ローラ、 ５…転写ローラ、 ６…クリーナ・トナーマガジン、 ７…クリーニング装置、 ７a…クリーニングブレード、 ８…トナー供給装置、 ９…除電装置、 10…帯電装置、 11…露光装置、 20…中央処理装置、 21…帯電装置電源、 22…現像ローラ電源、 23…転写ローラ電源。
Claims (1)
- 感光体と、この感光体を帯電させるコロナ放電帯電方式の帯電装置と、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像に負帯電のトナーを付着させることによってトナー像を形成させる現像装置と、感光体に当接する接触転写装置として前記感光体に圧接して回転する転写ローラとを備え、前記転写ローラの電位を感光体電位より高くして前記トナー像を転写材に転写させる画像形成装置において、
帯電立ち上がり時の現像バイアスを、前記感光体の表面電位が未帯電電位から所定の帯電電位になるまでの移行区間である感光体立ち上がり区間が現像位置を通過し終ってから、それまでの未帯電電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位から所定電位の感光体に対してトナーが付着しない電界を形成するバイアス電位に切り替えることで、帯電立ち上がり時に前記感光体に付着するトナーを正帯電のトナーに特定して、さらに前記感光体帯電立ち上がり区間が転写位置を通過するときは、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とし、
また、帯電立ち上がり後に感光体に静電潜像の形成を始める位置を、前記感光体帯電立ち上がり区間が転写ローラを通過し終ってから少なくとも前記転写ローラ１回転の長さ以降の位置とし、かつ前記転写ローラが少なくとも１回転する期間は、前記転写ローラへの印加バイアスをグランド電位とすることで、前記正帯電のトナーを前記感光体へ戻す制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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