JP4641346B2 - 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、電子写真方式や静電記録方式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関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の電子写真方式を利用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
この画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、その周囲に、帯電ローラ２、露光装置（不図示）、現像装置３、転写ローラ４、クリーニングブレード５が配設されている。
【０００４】
感光ドラム１は、例えばアルミニウム等からなる導電性のドラム基体１ａの外周面上に感光体層１ｂが形成されて構成されており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピード（周速）で回転駆動される。感光ドラム１のドラム基体１ａは電気的にグランド（ＧＮＤ）に接地されている。
【０００５】
接触帯電手段としての帯電ローラ２は、金属製の芯金２ａ上に抵抗調整された弾性体層２ｂを設けてローラ形状に形成されており、矢印方向（反時計方向）に回転される。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触し、帯電電源６から印加される帯電電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）によって、感光ドラム１を本従来例では負極性の所定電位に帯電する。帯電電源６は、交流電圧を発生する帯電交流電源部６ａと、直流電圧を発生する帯電直流電源部６ｂとで構成されている。
【０００６】
現像装置３は、現像スリーブ３ａ表面に担持された現像剤（例えば磁性一成分絶縁トナーｔ）を感光ドラム１上に形成された静電潜像に付着させ、反転現像によってトナー像として可視像化する。感光ドラム１と略等速で回転される非磁性の現像スリーブ３ａは、感光ドラム１に対して微小な隙間部（例えば２００μｍ以下）を設けて配置され、現像スリーブ３ａ内に固定して内包されたマグネットロール３ｂの磁気力で現像スリーブ３ａ表面にトナーｔを磁気拘束する。
【０００７】
現像スリーブ３ａ上に磁気拘束されるトナーｔは、規制ブレード３ｃによって負極性に帯電されるとともに所定の層厚に規制される。また、現像スリーブ３ａには、現像電源７から現像電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）が印加される。現像電源７は、交流電圧を発生する現像交流電源部７ａと、直流電圧を発生する現像直流電源部７ｂとで構成されている。
【０００８】
接触転写手段としての転写ローラ４は、金属製の芯金４ａ上に抵抗調整された弾性体層４ｂを設けてローラ形状に形成されており、矢印方向（反時計方向）に回転される。転写ローラ４は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部を形成し、転写電源８から印加される転写電圧（トナーｔと逆極性（正極性）のバイアス）により、転写ニップ部にて感光ドラム１表面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。
【０００９】
次に、上記画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１０】
画像形成時には、感光ドラム１は駆動装置（不図示）により矢印方向に所定の周速で回転駆動され、帯電電源６から負極性の帯電電圧が印加された帯電ローラ２により所定電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置（不図示）から画像情報に応じた画像露光Ｌが与えられることにより、感光ドラム１上の電位は画像露光Ｌされた部分の電位が低下して、入力される画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００１１】
そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像に、現像位置にて現像電源７から感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像電圧が印加された現像装置３の現像スリーブ３ａにより、感光ドラム１の帯電極性と同極性（負極性）に帯電されているトナーｔを付着させて、トナー像として反転現像（可視像化）する。
【００１２】
この現像工程では、現像スリーブ３ａには現像電源７から直流電圧に方形波状の交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。これによって、現像スリーブ３ａと感光ドラム１間の隙間部には電界が生じ、現像スリーブ３ａ表面のトナーｔは飛翔する。この際、感光ドラム１の表面（感光体層１ｂ）のうち画像露光Ｌされていない部分は、負極性に帯電している。その表面電位は現像電源７の負極性の直流電圧より低くなり、トナーｔに対して現像スリーブ３ａに押し戻す方向に力が作用する。従って、現像電源７の交流電圧によって発生した隙間部の交番電界により、トナーｔが飛翔しても現像装置３内に戻されてしまう。
【００１３】
一方、感光ドラム１の表面（感光体層１ｂ）のうち画像露光Ｌされた部分は負電荷が減衰しているので、その部分は現像電源７の負極性の直流電圧より高くなり（その表面部分の負電圧の絶対値は現像電源７の直流電圧の絶対値より低くなる）、トナーｔに対して感光ドラム１に引き付ける力が作用する。従って、現像電源７の交流電圧によって発生した隙間部の交番電界により、トナーｔが飛翔し、飛翔したトナーｔは感光ドラム１の表面に付着する。
【００１４】
このようにして、感光ドラム１の表面の画像露光Ｌされた部分はトナーｔが付着し、感光ドラム１の表面の画像露光Ｌされない部分ではトナーｔが付着しないことにより、画像露光Ｌされて形成された静電潜像にトナーｔが付着されてトナー像が形成される。
【００１５】
そして、感光ドラム１上のトナー像が感光ドラム１と転写ローラ４間の転写ニップ部に到達すると、このタイミングに合わせてカセット（不図示）内の用紙などの転写材Ｐが給紙ローラ（不図示）などによって転写ニップ部に搬送される。そして、転写電源８から前記トナーｔと逆極性（正極性）の転写電圧が印加された転写ローラ４により、転写ニップ部に搬送された転写材Ｐに感光ドラム１と転写ローラ４間に発生する静電力によって、感光ドラム１上のトナー像が転写される。
【００１６】
なお、この転写工程時において、転写ローラ４の弾性体層４ｂの特性は個体差や周囲の環境などによって非常にばらつきがあり、トナー像の転写に適正な電圧は一定ではない。このため、転写ローラ４に出力する適正な電圧を求める必要がある。そのため、転写電源８には出力電流を検出する機能を有し、静電潜像の形成前に出力電圧とそのとき検出した電流値により弾性体層４ｂの特性を認識し、適正な転写電圧を算出している。
【００１７】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置（不図示）に搬送され、定着ローラ（不図示）と加圧ローラ（不図示）間の定着ニップにてトナー像を転写材Ｐに加熱加圧して熱定着した後に外部に排出され、一連の画像形成動作を終了する。また、上記転写後に感光ドラム１上に残留している転写残トナーは、クリーニングブレード５によって除去されて回収される。
【００１８】
ところで、上記画像形成時において、紙つまり（転写材つまり）や給紙不良などによって転写材Ｐが転写ニップ部の前で搬送停止される場合がある。この場合、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写材Ｐに転写されずに転写ローラ４表面に付着してしまう。このように転写ローラ４表面に付着したトナーは、上記紙つまりや給紙不良などが解消された後の画像形成時に転写ニップ部に搬送される転写材Ｐの裏面に付着して汚してしまう。
【００１９】
このため、このような不具合を回避するために、従来では、上記した画像形成動作を行なっていない非画像形成時に、転写ローラ４表面のクリーニング動作を行なうようにしていた。このクリーニング動作とは、転写電源８から転写ローラ４の芯金４ａに転写時とは逆極性の負の直流電圧を印加して、感光ドラム１と転写ローラ４間に電界を発生させ、転写ローラ４表面に付着しているトナーを感光ドラム１側に転移させて、クリーニングブレード５で除去して回収する。
【００２０】
なお、このクリーニング動作時には露光装置（不図示）からレーザ光を照射し、感光ドラム１の表面電位の絶対値を小さくする。また、現像装置３の現像スリーブ３ａには現像電圧が印加されていないのでトナーｔは飛翔されないようにする。このように、このクリーニング動作を行うためには、転写電源８は正及び負のどちらの電圧も出力できるようにする必要がある。
【００２１】
このため、上記した従来の転写電源８は、図６に示すように正及び負のバイアスを出力するように構成されている。この転写電源８は、正のバイアスを出力する正バイアス出力部６０と負のバイアスを出力する負バイアス出力部６１を備えている。
【００２２】
正バイアス出力部６０と負バイアス出力部６１は、それぞれパルスを発生するパルスジェネレータ５０ａ，５０ｂ、パルスジェネレータ５０ａ，５０ｂから出力される各パルスを増幅するアンプ５１ａ，５１ｂ、アンプ５１ａ，５１ｂの各出力の直流成分を阻止するブロック用コンデンサ５２ａ，５２ｂ、アンプ５１ａ，５１ｂの各出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで変換するトランス５３ａ，５３ｂ、トランス５３ａ，５３ｂの各出力を整流するダイオード５４ａ，５４ｂ、及び各コンデンサ５５ａ，５５ｂと抵抗５６ａ，５６ｂを備えている。このように、正バイアス出力部６０と負バイアス出力部６１では、各ダイオード５４ａ，５４ｂの接続極性が逆になっている以外は同様の構成である。
【００２３】
このように、転写電源８は、通常の画像形成時には正バイアス出力部６０のパルスジェネレータ５０ａを発振させ、負バイアス出力部６１のパルスジェネレータ５０ｂの発振をオフして、抵抗５６ａを介して転写ローラ４の芯金４ａに正極性の高圧を出力する。一方、上記した転写ローラ４のクリーニング時には、負バイアス出力部６１のパルスジェネレータ５０ｂを発振させ、正バイアス出力部６０のパルスジェネレータ５０ａの発振をオフして、抵抗５６ｂを介して転写ローラ４の芯金４ａに負極性の高圧を出力する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の画像形成装置の転写電源８では、転写ローラ４に付着したトナーをクリーニングするために、転写時と逆極性の電圧を印加するための負バイアス出力部６１が必要となり、転写電源８の回路構成が複雑化するという問題があった。
【００２５】
そこで本発明は、転写バイアス電源の回路構成を複雑化することなく転写ローラに付着したトナーをクリーニング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。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、前記第３の電源部は前記第２の電源部に電気的に直列に接続され、非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を前記転写部材に印加するとともに、前記第２の電源部が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に印加することを特徴としている。
【００２７】
また、請求項２記載の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、前記第１の電源部から出力される交流電圧を整流平滑して前記第２の電源部から出力される直流電圧と同極性の直流電圧を出力する整流平滑部を有し、前記第３の電源部と前記第２の電源部と前記整流平滑部とが電気的に直列に接続され、非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を出力するとともに、前記第２の電源部と前記整流平滑部の直列回路が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を出力し、これにより、前記転写部材に画像形成時とは逆極性の直流電圧が印加されることを特徴としている。
【００２８】
【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。
【００２９】
〈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（本実施の形態では、電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置）を示す概略構成図である。なお、図５に示した従来例の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
本実施の形態においても、従来例で述べた感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置（不図示）、現像装置３、転写ローラ４、クリーニングブレード５を備えており、帯電ローラ２には帯電電源６、現像装置３には現像電源７、転写ローラ４には転写電源８がそれぞれ接続されている。現像電源７は、現像交流電源部７ａと現像直流電源７ｂを備えており、現像スリーブ３ａに現像電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）を印加する。本発明の特徴である帯電電源６と転写電源８の詳細については後述する。また、本実施の形態で用いられるトナーは、上述した従来例と同様に負帯電のトナーである。
【００３１】
帯電ローラ２に帯電電圧を印加する帯電電源６は、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂとで構成されており、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂには転写電源８が直列に電気的に接続されている。
【００３２】
帯電電源６の帯電交流電源部６ａは、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ２０、パルスジェネレータ２０から出力されるパルスの高周波成分を遮断し方形波を正弦波に近づけるためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１、ＬＰＦ２１から出力される正弦波を増幅するアンプ２２、アンプ２２の出力の直流成分がトランス２４の１次巻に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ２３、アンプ２２の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス２４を備えている。このように構成された帯電交流電源部６ａにより、パルスジェネレータ２０を発振（ＯＮ）させたり停止（ＯＦＦ）したりすることによって、帯電出力端子２５に正弦波の交流高圧を出力したり停止したりすることができる。帯電出力端子２５は、帯電ローラ２の芯金２ａに接続されている。
【００３３】
帯電電源６の帯電直流電源部６ｂは、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ３０、パルスジェネレータ３０からの出力を利得変更可能に増幅する可変利得アンプ３１、可変利得アンプ３１の出力の直流成分がトランス３３の１次巻線に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ３２、可変利得アンプ３１の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス３３、トランス３３の出力を整流するダイオード３４とコンデンサ３５、抵抗３６，３８，３９、制御モード切替用のＦＥＴ３７、バッファ４０を備えている。
【００３４】
抵抗３６、３８、３９は制御抵抗であり、この帯電直流電源部６ｂの出力電圧を可変利得アンプ３１へフィードバックさせるためのものである。可変利得アンプ３１は、抵抗３６、３８、３９からの入力が所定の値になるように利得を変化させることによって、この帯電直流電源部６ｂの出力電圧が一定になるように定電圧制御を行っている。抵抗３８は、帯電電源６のＯＦＦ時に転写電源８に流れる電流を検出するための抵抗である。転写電源８に流れる電流は帯電電源６の電流に対して小さいため、抵抗３８は抵抗３９に比べ非常に大きな抵抗値となっている。
【００３５】
ＦＥＴ３７は、パルスジェネレータ３０を発振させて帯電直流電源部６ｂを定電圧に制御しているときはＯＮ、パルスジェネレータ３０を停止させて後述する転写電源８に流れる電流を検出するときはＯＦＦとなっている。バッファ４０は、抵抗３８で電圧値に変換された信号を制御手段であるエンジンコントローラ９内のＣＰＵ（不図示）に出力する。エンジンコントローラ９は、帯電電源６、現像電源７、転写電源８の各電圧印加制御を含め、画像形成動作や画像形成装置全体の制御を行っている。
【００３６】
上記のように構成された帯電電源６は、帯電直流電源部６ｂのパルスジェネレータ２０を発振させたり停止したりすることによって、帯電出力端端２５に負の直流高圧を出力したり停止したりすることができ、また、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂのパルスジェネレータ２０、３０を同時に発振させたときは、帯電出力端端２５には直流高圧と交流高圧が重畳された電圧（帯電電圧）が出力される。
【００３７】
転写電源８は、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ１０、パルスジェネレータ１０からの出力を利得変更可能に増幅する可変利得アンプ１１、可変利得アンプ１１の出力の直流成分がトランス１４の１次巻線に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ１３、可変利得アンプ１１の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス１４、トランス１４の出力を整流するダイオード１５とコンデンサ１６、及び抵抗１７を備えている。抵抗１７は、転写電源８のＯＦＦ時に帯電直流電源部６ｂの出力電流を転写出力端子１８に流すための抵抗である。転写出力端子１８は、転写ローラ４の芯金４ａに接続されている。
【００３８】
このように構成された転写電源８では、パルスジェネレータ１０の発振時には転写電源８の出力と帯電直流電源部６ｂの出力とが重畳された電圧が転写出力端子１８から出力される。また、転写電源８のパルスジェネレータ１０の発振停止時には帯電直流電源部６ｂの出力が、コンデンサ１６と不図示の転写電源負荷で分圧された電圧が転写出力端子１８から出力されるが、実際には転写電源５の負荷は高抵抗なので、転写出力端子１８には帯電直流電源部６ｂの出力に近い電圧が出力される。
【００３９】
また、帯電電源６の帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂのＯＦＦ時にＦＥＴ３７をＯＦＦすることで、転写電源８の直流出力電流を検出できる。即ち、ＦＥＴ３７がＯＦＦされているとき、転写出力端１８から出力された電流は転写ローラ４、感光ドラム１、アース、低圧電源（不図示）を通り、更に帯電直流電源部６ｂの抵抗３８及び３６を通って転写電源８へ戻るループを構成している。従って、帯電直流電源部６ｂの抵抗３８の電圧降下をバッファ４０を介してエンジンコントローラ９内のＣＰＵ（不図示）で検出することで、転写出力端子１８に流れる直流電流を検出することができる。
【００４０】
次に、上記した本実施の形態の画像形成装置おける転写電圧の決定手順と画像形成動作について説明する。
【００４１】
エンジンコントローラ９の制御により画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、駆動装置（不図示）の駆動により感光ドラム１を矢印方向（時計方向）に回転させるとともに、帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの出力を開始する。これにより、感光ドラム１の１周分帯電電圧を印加することによって、感光ドラム１の感光体層１ｂの電位はほぼ帯電直流電源部６ｂの出力電圧と同じ電位Ｖ１に帯電される。
【００４２】
この後、エンジンコントローラ９の制御により帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの各パルスジェネレータ２０、３０の発振を停止して、帯電電源６の出力を停止する。各パルスジェネレータ２０、３０の停止後、コンデンサ３５の電荷が抜けて帯電直流電源部６ｂの出力電圧が０Ｖになるまでの時間が経過してから、ＦＥＴ３７をＯＦＦして転写電流検出モードへ移行し、転写電源８のパルスジェネレータ１０をＯＮして転写電源８の出力を開始する。
【００４３】
そして、エンジンコントローラ９は、帯電直流電源部６ｂの抵抗３８により電圧に変換された信号を入力し、入力したこの信号に基づいて可変利得アンプ３１の利得を変更する。エンジンコントローラ９は、この可変利得アンプ３１の利得変更動作を何度か行うことで転写ローラ４の抵抗特性を判断し、画像形成動作時での転写電源８から転写ローラ４への最適な転写電圧を決定する。その後、エンジンコントローラ９の制御により転写電源８のパルスジェネレータ１０をＯＦＦして帯電直流電源部６ｂのＦＥＴ３７をＯＮし、再び帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの各パルスジェネレータ２０、３０をＯＮして帯電電圧を出力し、感光ドラム１を負極性の所定電位に帯電させて画像形成に備える。
【００４４】
そして、不図示の定着装置のヒータの加熱や露光装置のスキャナモータ駆動開始等の画像形成に必要な準備が整うと、カセット（不図示）から用紙などの転写材Ｐの搬送を開始するとともに、入力される画像情報に応じて露光装置（不図示）からレーザ光による画像露光Ｌを感光ドラム１表面に行う。感光ドラム１表面に画像露光Ｌが行われると、画像露光Ｌされた部分の電位が低下して静電潜像が形成される。
【００４５】
そして、現像電源７から現像電圧が印加された現像装置３の現像スリーブ３ａによって、感光ドラム１表面の静電潜像にトナーｔを付着させてトナー像として反転現像（顕像化）する。
【００４６】
そして、所定のタイミングで用紙などの転写材Ｐがレジストローラ（不図示）によって感光ドラム１と転写ローラ４との間の転写ニップ部に給紙される。この際、転写電源８から転写ローラ４に、負極性に帯電しているトナーと逆極性（正極性）の転写電圧が印加され、感光ドラム１から転写材Ｐ上にトナー像が転写される。この転写電圧は、上述したように転写ニップ部に転写材Ｐが給紙される前に算出した正の高電圧である。
【００４７】
トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置（不図示）に搬送され、定着装置の定着ローラと加圧ローラとの間の定着ニップ部で、未定着トナー像が転写材Ｐ上に熱定着されて外部に排出される。また、トナー像転写後の感光ドラム１表面は、その表面がクリーニングブレード５によって転写残トナーやその他の付着物が除去され、次の画像形成に供される。
【００４８】
ところで、上記画像形成時において、紙つまり（転写材つまり）や給紙不良などによって転写材Ｐが転写ニップ部の前で搬送停止される場合がある。この場合、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写材Ｐに転写されずに転写ローラ４表面に付着してしまう。このように転写ローラ４表面に付着したトナーは、上記紙つまりや給紙不良などが解消された後の画像形成時に転写ニップ部に搬送される転写材Ｐの裏面に付着して汚してしまう。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、このような状況が発生するのを防止するために、転写材Ｐにトナー像を転写していない非転写時を含む非画像形成時に、以下のようにして転写ローラ４表面をクリーニングするようにした。
【００５０】
本実施の形態における転写ローラ４表面のクリーニング時には、帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂからの出力をＯＮすると同時に、転写電源８から通常の転写動作時よりも極端に低い正極性の直流電圧（クリーニング時用の直流電圧）を転写ローラ４に出力する。即ち、転写電源８の出力を低くするには、転写電源８の可変利得アンプ１１のゲインを下げるようにすればよく、転写電源８の出力をＯＦＦにするにはパルスジェネレータ１０の発振を停止すればよい。これにより、転写ローラ４の芯金４ａには、帯電直流電源部６ｂから負の直流電圧Ｖ２（約−６００Ｖ）が出力される。
【００５１】
また、このクリーニング動作時には露光装置（不図示）からレーザ光を感光ドラム１表面に強制点灯し、感光体層１ｂの電位をＶ３（−１００Ｖ程度）とする。なお、この際、現像電源７からの交流成分の出力をオフにするか、あるいは交流成分の振幅を小さくしてトナーｔを飛翔させないようにする。即ち、現像電源７からの交流成分の出力をオフにするには、現像電源７の現像交流電源部７ａのパルスジェネレータ（不図示）の発振を停止すればよく、現像電源７の交流成分の出力を低くするには、現像交流電源部７ａのアンプ（不図示）のゲインを下げるようにすればよい。
【００５２】
従って、このクリーニング動作時には、感光ドラム１と転写ローラ４の間には上記したＶ２−Ｖ３の電位差（本実施の形態では約−５００Ｖ）が生じているので、この静電力によって転写ローラ４表面に付着しているトナーは感光ドラム１に転移する。感光ドラム１に転移したトナーは、クリーニングブレード５によって掻き取られて除去される。
【００５３】
このように本実施の形態の転写電源８では、転写ローラ４のクリーニング時に、従来必要であった逆極性の電圧を印加するための回路を省略することができるので、転写電源８の回路構成を簡略することができる。
【００５４】
〈実施の形態２〉
実施形態１で述べたように、転写ローラのクリーニング動作時は感光ドラムへの印加電圧よりも転写ローラへの印加電圧を低くすることで、転写ローラ表面に付着したトナーを感光ドラム側に転移させるようにした。このときの感光ドラムと転写ローラ間の電圧は約−５００〜−６００Ｖ程度である。
【００５５】
通常この程度の電圧で転写ローラのクリーニング動作は十分行えるが、画像形成速度（プリンタ速度）の高速化などでより短時間で効果的な転写ローラのクリーニング動作を行うには、感光ドラムと転写ローラ間の電圧をより高くする必要が有る。本実施の形態は、こうした場合に対処するものである。
【００５６】
図３は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置）を示す概略構成図、図４は、本実施の形態における帯電電源及び転写電源を示す回路図である。なお、図１、図２に示した実施の形態１の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、本実施の形態で用いられるトナーも、上述した実施の形態１と同様に負帯電のトナーである。
【００５７】
本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、帯電電源６の帯電交流電源部６ａを整流する整流平滑回路６ｃが追加されていることと、転写電源８が帯電直流電源部６ａではなく整流平滑回路６ｃに直列に接続されていることである。他の構成は実施の形態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。
【００５８】
帯電電源６の整流平滑回路６ｃは、図４に示すように、帯電交流電源部６ａのトランス２４で昇圧された交流電圧を整流するためのダイオード４１とコンデンサ４２、及び帯電電源６を停止して転写電源８を駆動しているときに、転写電源８へ直流電流を流すための抵抗４３を備えている。
【００５９】
そして、帯電電源６の帯電交流電源部６ａのパルスジェネレータ２０がＯＮされて発振しているとき、整流平滑回路６ｃのコンデンサ４２の両端には帯電交流電圧が整流平滑された直流電圧Ｖ４（−６００Ｖ程度）が現れる。また、本実施の形態では、転写電源８はこの整流平滑回路６ｃと直列に接続されている。
【００６０】
従って、転写電源８の転写出力端子１８には、帯電直流電源部６ｂの出力電圧Ｖ１（−６００Ｖ程度）と整流平滑回路６ｃの出力電圧Ｖ４と転写電源８の出力電圧が重畳された電圧が出力される。よって、実施の形態１と同様の制御で転写ローラ４表面のクリーニングを行う際には、転写電源８をＯＦＦしているので転写出力端子１８には上記したＶ１＋Ｖ４の電圧（本実施の形態では約−１２００Ｖ）が出力される。
【００６１】
従って、このクリーニング動作時には、感光ドラム１と転写ローラ４の間にはＶ１＋Ｖ４の電圧（本実施の形態では約−１２００Ｖ）が生じているので、この静電力によって転写ローラ４表面に付着しているトナーは感光ドラム１に転移する。感光ドラム１に転移したトナーは、クリーニングブレード５によって掻き取られて除去される。
【００６２】
このように本実施の形態では、実施の形態１で得られる効果以外に、感光ドラム１と転写ローラ４間の電圧をより高くすることができるので、画像形成速度（プリンタ速度）が高速化された画像形成装置においても転写ローラのクリーニングを良好に行うことができる。
【００６３】
なお、上述した各実施の形態では、負極性に帯電しているトナーを用いる画像形成装置の場合であったが、正極性に帯電しているトナーを用いる画像形成装置の場合においても同様に本発明を適用することができる。この場合、帯電、現像、転写の各電源の極性を上述した各実施の形態の場合と逆にする。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、転写部材に直流電圧を印加する第３の電源部に、転写部材に付着したトナーのクリーニングを行うための転写時と逆極性の直流電圧を発生する回路を備えていなくても、転写部材に付着したトナーのクリーニングを良好に行うことが可能となり、第３の電源部の回路構成を簡略化することができる。
【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帯電電源と転写電源を示す回路図。
【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に係る画像形成装置の帯電電源と転写電源を示す回路図。
【図５】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【図６】従来例における画像形成装置の帯電電源と転写電源を示す回路図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電部材）
３ 現像装置
４ 転写ローラ（転写部材）
５ クリーニングブレード
６ 帯電電源
６ａ 帯電交流電源部（第１の電源部）
６ｂ 帯電直流電源部（第２の電源部）
６ｃ 整流平滑回路（整流平滑部）
７ 現像電源
８ 転写電源（第３の電源部）
９ エンジンコントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式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関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の電子写真方式を利用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
この画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、その周囲に、帯電ローラ２、露光装置（不図示）、現像装置３、転写ローラ４、クリーニングブレード５が配設されている。
【０００４】
感光ドラム１は、例えばアルミニウム等からなる導電性のドラム基体１ａの外周面上に感光体層１ｂが形成されて構成されており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピード（周速）で回転駆動される。感光ドラム１のドラム基体１ａは電気的にグランド（ＧＮＤ）に接地されている。
【０００５】
接触帯電手段としての帯電ローラ２は、金属製の芯金２ａ上に抵抗調整された弾性体層２ｂを設けてローラ形状に形成されており、矢印方向（反時計方向）に回転される。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触し、帯電電源６から印加される帯電電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）によって、感光ドラム１を本従来例では負極性の所定電位に帯電する。帯電電源６は、交流電圧を発生する帯電交流電源部６ａと、直流電圧を発生する帯電直流電源部６ｂとで構成されている。
【０００６】
現像装置３は、現像スリーブ３ａ表面に担持された現像剤（例えば磁性一成分絶縁トナーｔ）を感光ドラム１上に形成された静電潜像に付着させ、反転現像によってトナー像として可視像化する。感光ドラム１と略等速で回転される非磁性の現像スリーブ３ａは、感光ドラム１に対して微小な隙間部（例えば２００μｍ以下）を設けて配置され、現像スリーブ３ａ内に固定して内包されたマグネットロール３ｂの磁気力で現像スリーブ３ａ表面にトナーｔを磁気拘束する。
【０００７】
現像スリーブ３ａ上に磁気拘束されるトナーｔは、規制ブレード３ｃによって負極性に帯電されるとともに所定の層厚に規制される。また、現像スリーブ３ａには、現像電源７から現像電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）が印加される。現像電源７は、交流電圧を発生する現像交流電源部７ａと、直流電圧を発生する現像直流電源部７ｂとで構成されている。
【０００８】
接触転写手段としての転写ローラ４は、金属製の芯金４ａ上に抵抗調整された弾性体層４ｂを設けてローラ形状に形成されており、矢印方向（反時計方向）に回転される。転写ローラ４は、感光ドラム１表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部を形成し、転写電源８から印加される転写電圧（トナーｔと逆極性（正極性）のバイアス）により、転写ニップ部にて感光ドラム１表面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。
【０００９】
次に、上記画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１０】
画像形成時には、感光ドラム１は駆動装置（不図示）により矢印方向に所定の周速で回転駆動され、帯電電源６から負極性の帯電電圧が印加された帯電ローラ２により所定電位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置（不図示）から画像情報に応じた画像露光Ｌが与えられることにより、感光ドラム１上の電位は画像露光Ｌされた部分の電位が低下して、入力される画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００１１】
そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像に、現像位置にて現像電源７から感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像電圧が印加された現像装置３の現像スリーブ３ａにより、感光ドラム１の帯電極性と同極性（負極性）に帯電されているトナーｔを付着させて、トナー像として反転現像（可視像化）する。
【００１２】
この現像工程では、現像スリーブ３ａには現像電源７から直流電圧に方形波状の交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。これによって、現像スリーブ３ａと感光ドラム１間の隙間部には電界が生じ、現像スリーブ３ａ表面のトナーｔは飛翔する。この際、感光ドラム１の表面（感光体層１ｂ）のうち画像露光Ｌされていない部分は、負極性に帯電している。その表面電位は現像電源７の負極性の直流電圧より低くなり、トナーｔに対して現像スリーブ３ａに押し戻す方向に力が作用する。従って、現像電源７の交流電圧によって発生した隙間部の交番電界により、トナーｔが飛翔しても現像装置３内に戻されてしまう。
【００１３】
一方、感光ドラム１の表面（感光体層１ｂ）のうち画像露光Ｌされた部分は負電荷が減衰しているので、その部分は現像電源７の負極性の直流電圧より高くなり（その表面部分の負電圧の絶対値は現像電源７の直流電圧の絶対値より低くなる）、トナーｔに対して感光ドラム１に引き付ける力が作用する。従って、現像電源７の交流電圧によって発生した隙間部の交番電界により、トナーｔが飛翔し、飛翔したトナーｔは感光ドラム１の表面に付着する。
【００１４】
このようにして、感光ドラム１の表面の画像露光Ｌされた部分はトナーｔが付着し、感光ドラム１の表面の画像露光Ｌされない部分ではトナーｔが付着しないことにより、画像露光Ｌされて形成された静電潜像にトナーｔが付着されてトナー像が形成される。
【００１５】
そして、感光ドラム１上のトナー像が感光ドラム１と転写ローラ４間の転写ニップ部に到達すると、このタイミングに合わせてカセット（不図示）内の用紙などの転写材Ｐが給紙ローラ（不図示）などによって転写ニップ部に搬送される。そして、転写電源８から前記トナーｔと逆極性（正極性）の転写電圧が印加された転写ローラ４により、転写ニップ部に搬送された転写材Ｐに感光ドラム１と転写ローラ４間に発生する静電力によって、感光ドラム１上のトナー像が転写される。
【００１６】
なお、この転写工程時において、転写ローラ４の弾性体層４ｂの特性は個体差や周囲の環境などによって非常にばらつきがあり、トナー像の転写に適正な電圧は一定ではない。このため、転写ローラ４に出力する適正な電圧を求める必要がある。そのため、転写電源８には出力電流を検出する機能を有し、静電潜像の形成前に出力電圧とそのとき検出した電流値により弾性体層４ｂの特性を認識し、適正な転写電圧を算出している。
【００１７】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置（不図示）に搬送され、定着ローラ（不図示）と加圧ローラ（不図示）間の定着ニップにてトナー像を転写材Ｐに加熱加圧して熱定着した後に外部に排出され、一連の画像形成動作を終了する。また、上記転写後に感光ドラム１上に残留している転写残トナーは、クリーニングブレード５によって除去されて回収される。
【００１８】
ところで、上記画像形成時において、紙つまり（転写材つまり）や給紙不良などによって転写材Ｐが転写ニップ部の前で搬送停止される場合がある。この場合、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写材Ｐに転写されずに転写ローラ４表面に付着してしまう。このように転写ローラ４表面に付着したトナーは、上記紙つまりや給紙不良などが解消された後の画像形成時に転写ニップ部に搬送される転写材Ｐの裏面に付着して汚してしまう。
【００１９】
このため、このような不具合を回避するために、従来では、上記した画像形成動作を行なっていない非画像形成時に、転写ローラ４表面のクリーニング動作を行なうようにしていた。このクリーニング動作とは、転写電源８から転写ローラ４の芯金４ａに転写時とは逆極性の負の直流電圧を印加して、感光ドラム１と転写ローラ４間に電界を発生させ、転写ローラ４表面に付着しているトナーを感光ドラム１側に転移させて、クリーニングブレード５で除去して回収する。
【００２０】
なお、このクリーニング動作時には露光装置（不図示）からレーザ光を照射し、感光ドラム１の表面電位の絶対値を小さくする。また、現像装置３の現像スリーブ３ａには現像電圧が印加されていないのでトナーｔは飛翔されないようにする。このように、このクリーニング動作を行うためには、転写電源８は正及び負のどちらの電圧も出力できるようにする必要がある。
【００２１】
このため、上記した従来の転写電源８は、図６に示すように正及び負のバイアスを出力するように構成されている。この転写電源８は、正のバイアスを出力する正バイアス出力部６０と負のバイアスを出力する負バイアス出力部６１を備えている。
【００２２】
正バイアス出力部６０と負バイアス出力部６１は、それぞれパルスを発生するパルスジェネレータ５０ａ，５０ｂ、パルスジェネレータ５０ａ，５０ｂから出力される各パルスを増幅するアンプ５１ａ，５１ｂ、アンプ５１ａ，５１ｂの各出力の直流成分を阻止するブロック用コンデンサ５２ａ，５２ｂ、アンプ５１ａ，５１ｂの各出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで変換するトランス５３ａ，５３ｂ、トランス５３ａ，５３ｂの各出力を整流するダイオード５４ａ，５４ｂ、及び各コンデンサ５５ａ，５５ｂと抵抗５６ａ，５６ｂを備えている。このように、正バイアス出力部６０と負バイアス出力部６１では、各ダイオード５４ａ，５４ｂの接続極性が逆になっている以外は同様の構成である。
【００２３】
このように、転写電源８は、通常の画像形成時には正バイアス出力部６０のパルスジェネレータ５０ａを発振させ、負バイアス出力部６１のパルスジェネレータ５０ｂの発振をオフして、抵抗５６ａを介して転写ローラ４の芯金４ａに正極性の高圧を出力する。一方、上記した転写ローラ４のクリーニング時には、負バイアス出力部６１のパルスジェネレータ５０ｂを発振させ、正バイアス出力部６０のパルスジェネレータ５０ａの発振をオフして、抵抗５６ｂを介して転写ローラ４の芯金４ａに負極性の高圧を出力する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の画像形成装置の転写電源８では、転写ローラ４に付着したトナーをクリーニングするために、転写時と逆極性の電圧を印加するための負バイアス出力部６１が必要となり、転写電源８の回路構成が複雑化するという問題があった。
【００２５】
そこで本発明は、転写バイアス電源の回路構成を複雑化することなく転写ローラに付着したトナーをクリーニング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。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、前記第３の電源部は前記第２の電源部に電気的に直列に接続され、非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を前記転写部材に印加するとともに、前記第２の電源部が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に印加することを特徴としている。
【００２７】
また、請求項２記載の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、前記第１の電源部から出力される交流電圧を整流平滑して前記第２の電源部から出力される直流電圧と同極性の直流電圧を出力する整流平滑部を有し、前記第３の電源部と前記第２の電源部と前記整流平滑部とが電気的に直列に接続され、非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を出力するとともに、前記第２の電源部と前記整流平滑部の直列回路が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を出力し、これにより、前記転写部材に画像形成時とは逆極性の直流電圧が印加されることを特徴としている。
【００２８】
【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。
【００２９】
〈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（本実施の形態では、電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置）を示す概略構成図である。なお、図５に示した従来例の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
本実施の形態においても、従来例で述べた感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置（不図示）、現像装置３、転写ローラ４、クリーニングブレード５を備えており、帯電ローラ２には帯電電源６、現像装置３には現像電源７、転写ローラ４には転写電源８がそれぞれ接続されている。現像電源７は、現像交流電源部７ａと現像直流電源７ｂを備えており、現像スリーブ３ａに現像電圧（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）を印加する。本発明の特徴である帯電電源６と転写電源８の詳細については後述する。また、本実施の形態で用いられるトナーは、上述した従来例と同様に負帯電のトナーである。
【００３１】
帯電ローラ２に帯電電圧を印加する帯電電源６は、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂとで構成されており、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂには転写電源８が直列に電気的に接続されている。
【００３２】
帯電電源６の帯電交流電源部６ａは、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ２０、パルスジェネレータ２０から出力されるパルスの高周波成分を遮断し方形波を正弦波に近づけるためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１、ＬＰＦ２１から出力される正弦波を増幅するアンプ２２、アンプ２２の出力の直流成分がトランス２４の１次巻に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ２３、アンプ２２の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス２４を備えている。このように構成された帯電交流電源部６ａにより、パルスジェネレータ２０を発振（ＯＮ）させたり停止（ＯＦＦ）したりすることによって、帯電出力端子２５に正弦波の交流高圧を出力したり停止したりすることができる。帯電出力端子２５は、帯電ローラ２の芯金２ａに接続されている。
【００３３】
帯電電源６の帯電直流電源部６ｂは、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ３０、パルスジェネレータ３０からの出力を利得変更可能に増幅する可変利得アンプ３１、可変利得アンプ３１の出力の直流成分がトランス３３の１次巻線に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ３２、可変利得アンプ３１の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス３３、トランス３３の出力を整流するダイオード３４とコンデンサ３５、抵抗３６，３８，３９、制御モード切替用のＦＥＴ３７、バッファ４０を備えている。
【００３４】
抵抗３６、３８、３９は制御抵抗であり、この帯電直流電源部６ｂの出力電圧を可変利得アンプ３１へフィードバックさせるためのものである。可変利得アンプ３１は、抵抗３６、３８、３９からの入力が所定の値になるように利得を変化させることによって、この帯電直流電源部６ｂの出力電圧が一定になるように定電圧制御を行っている。抵抗３８は、帯電電源６のＯＦＦ時に転写電源８に流れる電流を検出するための抵抗である。転写電源８に流れる電流は帯電電源６の電流に対して小さいため、抵抗３８は抵抗３９に比べ非常に大きな抵抗値となっている。
【００３５】
ＦＥＴ３７は、パルスジェネレータ３０を発振させて帯電直流電源部６ｂを定電圧に制御しているときはＯＮ、パルスジェネレータ３０を停止させて後述する転写電源８に流れる電流を検出するときはＯＦＦとなっている。バッファ４０は、抵抗３８で電圧値に変換された信号を制御手段であるエンジンコントローラ９内のＣＰＵ（不図示）に出力する。エンジンコントローラ９は、帯電電源６、現像電源７、転写電源８の各電圧印加制御を含め、画像形成動作や画像形成装置全体の制御を行っている。
【００３６】
上記のように構成された帯電電源６は、帯電直流電源部６ｂのパルスジェネレータ２０を発振させたり停止したりすることによって、帯電出力端端２５に負の直流高圧を出力したり停止したりすることができ、また、帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂのパルスジェネレータ２０、３０を同時に発振させたときは、帯電出力端端２５には直流高圧と交流高圧が重畳された電圧（帯電電圧）が出力される。
【００３７】
転写電源８は、図２に示すように、パルスを発生するパルスジェネレータ１０、パルスジェネレータ１０からの出力を利得変更可能に増幅する可変利得アンプ１１、可変利得アンプ１１の出力の直流成分がトランス１４の１次巻線に流れないように阻止する直流ブロック用コンデンサ１３、可変利得アンプ１１の出力の交流成分の電圧振幅を所定値の高電圧まで昇圧するトランス１４、トランス１４の出力を整流するダイオード１５とコンデンサ１６、及び抵抗１７を備えている。抵抗１７は、転写電源８のＯＦＦ時に帯電直流電源部６ｂの出力電流を転写出力端子１８に流すための抵抗である。転写出力端子１８は、転写ローラ４の芯金４ａに接続されている。
【００３８】
このように構成された転写電源８では、パルスジェネレータ１０の発振時には転写電源８の出力と帯電直流電源部６ｂの出力とが重畳された電圧が転写出力端子１８から出力される。また、転写電源８のパルスジェネレータ１０の発振停止時には帯電直流電源部６ｂの出力が、コンデンサ１６と不図示の転写電源負荷で分圧された電圧が転写出力端子１８から出力されるが、実際には転写電源５の負荷は高抵抗なので、転写出力端子１８には帯電直流電源部６ｂの出力に近い電圧が出力される。
【００３９】
また、帯電電源６の帯電交流電源部６ａと帯電直流電源部６ｂのＯＦＦ時にＦＥＴ３７をＯＦＦすることで、転写電源８の直流出力電流を検出できる。即ち、ＦＥＴ３７がＯＦＦされているとき、転写出力端１８から出力された電流は転写ローラ４、感光ドラム１、アース、低圧電源（不図示）を通り、更に帯電直流電源部６ｂの抵抗３８及び３６を通って転写電源８へ戻るループを構成している。従って、帯電直流電源部６ｂの抵抗３８の電圧降下をバッファ４０を介してエンジンコントローラ９内のＣＰＵ（不図示）で検出することで、転写出力端子１８に流れる直流電流を検出することができる。
【００４０】
次に、上記した本実施の形態の画像形成装置おける転写電圧の決定手順と画像形成動作について説明する。
【００４１】
エンジンコントローラ９の制御により画像形成動作開始信号が発せられると、先ず、駆動装置（不図示）の駆動により感光ドラム１を矢印方向（時計方向）に回転させるとともに、帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの出力を開始する。これにより、感光ドラム１の１周分帯電電圧を印加することによって、感光ドラム１の感光体層１ｂの電位はほぼ帯電直流電源部６ｂの出力電圧と同じ電位Ｖ１に帯電される。
【００４２】
この後、エンジンコントローラ９の制御により帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの各パルスジェネレータ２０、３０の発振を停止して、帯電電源６の出力を停止する。各パルスジェネレータ２０、３０の停止後、コンデンサ３５の電荷が抜けて帯電直流電源部６ｂの出力電圧が０Ｖになるまでの時間が経過してから、ＦＥＴ３７をＯＦＦして転写電流検出モードへ移行し、転写電源８のパルスジェネレータ１０をＯＮして転写電源８の出力を開始する。
【００４３】
そして、エンジンコントローラ９は、帯電直流電源部６ｂの抵抗３８により電圧に変換された信号を入力し、入力したこの信号に基づいて可変利得アンプ３１の利得を変更する。エンジンコントローラ９は、この可変利得アンプ３１の利得変更動作を何度か行うことで転写ローラ４の抵抗特性を判断し、画像形成動作時での転写電源８から転写ローラ４への最適な転写電圧を決定する。その後、エンジンコントローラ９の制御により転写電源８のパルスジェネレータ１０をＯＦＦして帯電直流電源部６ｂのＦＥＴ３７をＯＮし、再び帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂの各パルスジェネレータ２０、３０をＯＮして帯電電圧を出力し、感光ドラム１を負極性の所定電位に帯電させて画像形成に備える。
【００４４】
そして、不図示の定着装置のヒータの加熱や露光装置のスキャナモータ駆動開始等の画像形成に必要な準備が整うと、カセット（不図示）から用紙などの転写材Ｐの搬送を開始するとともに、入力される画像情報に応じて露光装置（不図示）からレーザ光による画像露光Ｌを感光ドラム１表面に行う。感光ドラム１表面に画像露光Ｌが行われると、画像露光Ｌされた部分の電位が低下して静電潜像が形成される。
【００４５】
そして、現像電源７から現像電圧が印加された現像装置３の現像スリーブ３ａによって、感光ドラム１表面の静電潜像にトナーｔを付着させてトナー像として反転現像（顕像化）する。
【００４６】
そして、所定のタイミングで用紙などの転写材Ｐがレジストローラ（不図示）によって感光ドラム１と転写ローラ４との間の転写ニップ部に給紙される。この際、転写電源８から転写ローラ４に、負極性に帯電しているトナーと逆極性（正極性）の転写電圧が印加され、感光ドラム１から転写材Ｐ上にトナー像が転写される。この転写電圧は、上述したように転写ニップ部に転写材Ｐが給紙される前に算出した正の高電圧である。
【００４７】
トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置（不図示）に搬送され、定着装置の定着ローラと加圧ローラとの間の定着ニップ部で、未定着トナー像が転写材Ｐ上に熱定着されて外部に排出される。また、トナー像転写後の感光ドラム１表面は、その表面がクリーニングブレード５によって転写残トナーやその他の付着物が除去され、次の画像形成に供される。
【００４８】
ところで、上記画像形成時において、紙つまり（転写材つまり）や給紙不良などによって転写材Ｐが転写ニップ部の前で搬送停止される場合がある。この場合、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写材Ｐに転写されずに転写ローラ４表面に付着してしまう。このように転写ローラ４表面に付着したトナーは、上記紙つまりや給紙不良などが解消された後の画像形成時に転写ニップ部に搬送される転写材Ｐの裏面に付着して汚してしまう。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、このような状況が発生するのを防止するために、転写材Ｐにトナー像を転写していない非転写時を含む非画像形成時に、以下のようにして転写ローラ４表面をクリーニングするようにした。
【００５０】
本実施の形態における転写ローラ４表面のクリーニング時には、帯電電源６の帯電交流電源部６ａ及び帯電直流電源部６ｂからの出力をＯＮすると同時に、転写電源８から通常の転写動作時よりも極端に低い正極性の直流電圧（クリーニング時用の直流電圧）を転写ローラ４に出力する。即ち、転写電源８の出力を低くするには、転写電源８の可変利得アンプ１１のゲインを下げるようにすればよく、転写電源８の出力をＯＦＦにするにはパルスジェネレータ１０の発振を停止すればよい。これにより、転写ローラ４の芯金４ａには、帯電直流電源部６ｂから負の直流電圧Ｖ２（約−６００Ｖ）が出力される。
【００５１】
また、このクリーニング動作時には露光装置（不図示）からレーザ光を感光ドラム１表面に強制点灯し、感光体層１ｂの電位をＶ３（−１００Ｖ程度）とする。なお、この際、現像電源７からの交流成分の出力をオフにするか、あるいは交流成分の振幅を小さくしてトナーｔを飛翔させないようにする。即ち、現像電源７からの交流成分の出力をオフにするには、現像電源７の現像交流電源部７ａのパルスジェネレータ（不図示）の発振を停止すればよく、現像電源７の交流成分の出力を低くするには、現像交流電源部７ａのアンプ（不図示）のゲインを下げるようにすればよい。
【００５２】
従って、このクリーニング動作時には、感光ドラム１と転写ローラ４の間には上記したＶ２−Ｖ３の電位差（本実施の形態では約−５００Ｖ）が生じているので、この静電力によって転写ローラ４表面に付着しているトナーは感光ドラム１に転移する。感光ドラム１に転移したトナーは、クリーニングブレード５によって掻き取られて除去される。
【００５３】
このように本実施の形態の転写電源８では、転写ローラ４のクリーニング時に、従来必要であった逆極性の電圧を印加するための回路を省略することができるので、転写電源８の回路構成を簡略することができる。
【００５４】
〈実施の形態２〉
実施形態１で述べたように、転写ローラのクリーニング動作時は感光ドラムへの印加電圧よりも転写ローラへの印加電圧を低くすることで、転写ローラ表面に付着したトナーを感光ドラム側に転移させるようにした。このときの感光ドラムと転写ローラ間の電圧は約−５００〜−６００Ｖ程度である。
【００５５】
通常この程度の電圧で転写ローラのクリーニング動作は十分行えるが、画像形成速度（プリンタ速度）の高速化などでより短時間で効果的な転写ローラのクリーニング動作を行うには、感光ドラムと転写ローラ間の電圧をより高くする必要が有る。本実施の形態は、こうした場合に対処するものである。
【００５６】
図３は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置）を示す概略構成図、図４は、本実施の形態における帯電電源及び転写電源を示す回路図である。なお、図１、図２に示した実施の形態１の画像形成装置と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、本実施の形態で用いられるトナーも、上述した実施の形態１と同様に負帯電のトナーである。
【００５７】
本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、帯電電源６の帯電交流電源部６ａを整流する整流平滑回路６ｃが追加されていることと、転写電源８が帯電直流電源部６ａではなく整流平滑回路６ｃに直列に接続されていることである。他の構成は実施の形態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。
【００５８】
帯電電源６の整流平滑回路６ｃは、図４に示すように、帯電交流電源部６ａのトランス２４で昇圧された交流電圧を整流するためのダイオード４１とコンデンサ４２、及び帯電電源６を停止して転写電源８を駆動しているときに、転写電源８へ直流電流を流すための抵抗４３を備えている。
【００５９】
そして、帯電電源６の帯電交流電源部６ａのパルスジェネレータ２０がＯＮされて発振しているとき、整流平滑回路６ｃのコンデンサ４２の両端には帯電交流電圧が整流平滑された直流電圧Ｖ４（−６００Ｖ程度）が現れる。また、本実施の形態では、転写電源８はこの整流平滑回路６ｃと直列に接続されている。
【００６０】
従って、転写電源８の転写出力端子１８には、帯電直流電源部６ｂの出力電圧Ｖ１（−６００Ｖ程度）と整流平滑回路６ｃの出力電圧Ｖ４と転写電源８の出力電圧が重畳された電圧が出力される。よって、実施の形態１と同様の制御で転写ローラ４表面のクリーニングを行う際には、転写電源８をＯＦＦしているので転写出力端子１８には上記したＶ１＋Ｖ４の電圧（本実施の形態では約−１２００Ｖ）が出力される。
【００６１】
従って、このクリーニング動作時には、感光ドラム１と転写ローラ４の間にはＶ１＋Ｖ４の電圧（本実施の形態では約−１２００Ｖ）が生じているので、この静電力によって転写ローラ４表面に付着しているトナーは感光ドラム１に転移する。感光ドラム１に転移したトナーは、クリーニングブレード５によって掻き取られて除去される。
【００６２】
このように本実施の形態では、実施の形態１で得られる効果以外に、感光ドラム１と転写ローラ４間の電圧をより高くすることができるので、画像形成速度（プリンタ速度）が高速化された画像形成装置においても転写ローラのクリーニングを良好に行うことができる。
【００６３】
なお、上述した各実施の形態では、負極性に帯電しているトナーを用いる画像形成装置の場合であったが、正極性に帯電しているトナーを用いる画像形成装置の場合においても同様に本発明を適用することができる。この場合、帯電、現像、転写の各電源の極性を上述した各実施の形態の場合と逆にする。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、転写部材に直流電圧を印加する第３の電源部に、転写部材に付着したトナーのクリーニングを行うための転写時と逆極性の直流電圧を発生する回路を備えていなくても、転写部材に付着したトナーのクリーニングを良好に行うことが可能となり、第３の電源部の回路構成を簡略化することができる。
【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帯電電源と転写電源を示す回路図。
【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に係る画像形成装置の帯電電源と転写電源を示す回路図。
【図５】従来例における画像形成装置を示す概略構成図。
【図６】従来例における画像形成装置の帯電電源と転写電源を示す回路図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電部材）
３ 現像装置
４ 転写ローラ（転写部材）
５ クリーニングブレード
６ 帯電電源
６ａ 帯電交流電源部（第１の電源部）
６ｂ 帯電直流電源部（第２の電源部）
６ｃ 整流平滑回路（整流平滑部）
７ 現像電源
８ 転写電源（第３の電源部）
９ エンジンコントローラ
Claims (2)
- 像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、
前記第３の電源部は前記第２の電源部に電気的に直列に接続され、
非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を前記転写部材に印加するとともに、前記第２の電源部が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に印加することを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体表面に接触し前記像担持体表面を均一に帯電するための帯電部材と、転写部にて前記像担持体に接触し前記転写部で前記像担持体表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材と、前記帯電部材に電気的に接続され、前記帯電部材に交流電圧を出力する第１の電源部と、前記第１の電源部に電気的に接続され、直流電圧を出力する第２の電源部と、前記転写部材に電気的に接続され、転写時に前記第２の電源部の出力直流電圧と逆極性の直流電圧を前記転写部材に出力する第３の電源部と、を有する画像形成装置において、
前記第１の電源部から出力される交流電圧を整流平滑して前記第２の電源部から出力される直流電圧と同極性の直流電圧を出力する整流平滑部を有し、
前記第３の電源部と前記第２の電源部と前記整流平滑部とが電気的に直列に接続され、
非画像形成時において前記転写部材表面に付着したトナーを除去する前記転写部材のクリーニング時には、前記第３の電源部が、画像形成時に前記転写部材に出力する直流電圧よりも低いクリーニング時用の直流電圧を出力するとともに、前記第２の電源部と前記整流平滑部の直列回路が、前記第３の電源部が出力する前記クリーニング時用の直流電圧と逆極性の直流電圧を出力し、これにより、前記転写部材に画像形成時とは逆極性の直流電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
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