JPH07334015A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非画像時の転写バイアスと現像バイアスを制
御することによって、転写ロールへの逆極性トナーの付
着を防止し、コピーの裏面汚れ等の不具合を防止するこ
とが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 【構成】 像担持体上に形成した静電潜像を現像する現
像手段と、この現像手段によって現像されたトナー像を
転写材上に転写するために前記像担持体に当接する転写
手段を有する画像形成装置において、前記転写手段に
は、画像領域以外の領域でトナーと同極性の電圧を印加
すると共に、前記現像手段に画像領域外の領域では静電
潜像の現像時と異なった現像バイアス電圧を印加するよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に一成分系現像剤
を使用した現像装置により現像されたトナー像を転写材
上に転写することにより、画像の形成を行なう電子写真
方式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式を用いる画
像形成装置としては、例えば、感光体ドラム上に原稿の
画像を照射して原稿の画像に対応した静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像装置によりトナー像として顕像
化した後に、感光体ドラムに当接する転写ロールを用い
て、この転写ロールと感光体ドラムの間に転写材を通す
と共に、当該転写ロールに前記トナーと逆極性の電圧を
印加して前記トナー像を転写材に転写することによっ
て、画像の形成を行なう方式が良く知られている。この
ように、上記感光体ドラム上に形成されたトナー像を転
写材上に転写する手段として、コロナ放電を利用して静
電的に転写するコロナ放電器に代わって、トナーと逆極
性の電圧が印加される転写ロールを用いた場合には、こ
の転写ロールは構造が簡単であり、しかもコロナ放電と
違いオソンの発生が無い等の長所を有している反面、当
該転写ロールは、常時感光体ドラムに接触しているた
め、汚れやすく特に転写材が転写領域に介在しない状態
では、転写バイアスの影響で感光体ドラム上に微量に現
像されているトナーが転写ロール上に付着してしまい、
この転写ロールの表面に付着したトナーが再度感光体ド
ラムと転写ロールの間を通過する転写材の裏面側に付着
し、転写材の裏面汚れを発生させるという問題点がああ
った。

【０００３】そこで、この問題点を防止するためには、
感光体ドラムと転写ロールの間における転写材が通過し
ない非画像領域で、転写ロールに印加するバイアスの極
性をトナーの帯電極性と逆極性に制御することにより、
その非画像領域での転写ロールへのトナー付着を防止す
ると共に、既に転写ロール上に付着しているトナーを電
界の作用で感光体ドラム側に移動させて転写ロールを清
掃する転写方式が、特開昭５４−１０４８３６号公報や
特開平３−１６６５７３号公報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記感光体ドラム上に所定の帯電極性と逆極性
のトナーが現像されている場合には、転写材が通過しな
い非画像領域で、転写ロールに印加するバイアスの極性
をトナーの帯電極性と逆極性に制御すると、所定の帯電
極性と逆極性のトナーが転写ロール上に転写されてしま
い、転写ロールが現像剤中に必然的に存在する逆極性の
トナーによって汚染され、次の転写材の裏面汚れを発生
させる問題が新たに発生する。

【０００５】特に、かかる問題点は、現像装置としてト
ナーのみからなる一成分の現像剤を使用した場合に、こ
のような現像装置では、現像剤としてトナーとキャリア
の二成分の現像剤を使用する装置に比べて、トナーの攪
拌が不十分となり易く、図に示すように、所定の帯電極
性と逆の極性に帯電したトナーが二成分系現像装置に比
べて多く、転写ロールが現像剤中に必然的に存在する逆
極性のトナーによって汚染され、次の転写材の裏面汚れ
を発生させる問題点が顕著となる。

【０００６】また、特開平３−６９９７８号公報に開示
された技術では、逆極性トナーの転写ロールへの付着防
止と清掃のためにバイアスの極性を順次切り替え、各々
のバイアスを転写ロールが１回転する時間以上に印加す
る方法が提案されている。

【０００７】しかし、この特開平３−６９９７８号公報
に開示された転写方式においては、画像間における非画
像領域を少なくとも転写ロールが２回転相当以上とる必
要があるため、転写材間の搬送間隔が長くなる結果プリ
ントスピードが低下するという問題点が新たに発生す
る。

【０００８】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであって、その目的と
するところは、非画像時の転写バイアスと現像バイアス
を制御することによって、転写ロールへの逆極性トナー
の付着を防止し、コピーの裏面汚れ等の不具合を防止す
ることが可能な画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明の請求項第１項に係る画像形成装置では、像担
持体上に形成した静電潜像を現像する現像手段と、この
現像手段によって現像されたトナー像を転写材上に転写
するために前記像担持体に当接する転写手段を有する画
像形成装置において、前記転写手段には、画像領域以外
の領域でトナーと同極性の電圧を印加すると共に、前記
現像手段に画像領域外の領域では静電潜像の現像時と異
なった現像バイアス電圧を印加するように構成されてい
る。

【００１０】また、この発明の請求項第２項に係る画像
形成装置では、画像領域以外の領域において、現像手段
に印加する現像バイアス電圧が逆極性トナーが現像され
ない電圧領域でかつ最低の電圧であるように構成されて
いる。

【００１１】さらに、この発明の請求項第３項に係る画
像形成装置では、像担持体上に形成した静電潜像を現像
する現像手段と、この現像手段によって現像されたトナ
ー像を転写材上に転写するために前記像担持体に当接す
る転写手段を有し、前記転写手段にトナーと逆極性の電
圧を印加する画像形成装置において、前記転写手段に印
加する現像バイアス電圧を、画像領域以外の領域で正規
極性のトナーが現像されない電圧領域に設定するように
構成されている。

【００１２】

【作用】この発明に係る画像形成装置では、画像と画像
間あるいは作像プロセスの前工程／後工程において、現
像装置の現像ロールに印加する現像バアイス電圧を、所
定の帯電極性と逆の極性に帯電した逆極性トナーが現像
されない電圧領域でかつ相対的に低い電圧に切り替える
と共に、転写ロールに印加する電圧は、非画像部での印
加バイアス極性をトナーの正規極性と同極性に切り替え
ることにより、転写ロールに逆極性トナーが付着するこ
とがなく、像担持体の非画像領域にかぶりとして現像さ
れた正規極性のトナーも転写ロールに転移することはな
い。また、転写ロールに機械的な圧力等で付着した正規
極性のトナーは、転写ロールと互いに反発して像担持体
側に移動するため、転写ロールの清掃が可能となる。ま
た、転写ロールは、トナーによって汚染されることがな
いので、次の工程で転写材の裏面に転写ロールのトナー
が付着することがない。さらに、画像と画像間で１回転
ずつ転写ロール５のバイアス極性を切り替える必要がな
いため、プリントスピードが低下することもない。

【００１３】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１４】図２はこの発明に係るの一実施例に係るデ
ジタル画像形成装置を示すものである。

【００１５】図２において、１は周囲が光導電層１ａか
らなる静電潜像担持体としての感光体ドラム、２は感光
体ドラム１の表面を予め帯電する帯電コロトロン、３は
感光体ドラム１の表面にレーザービームからなる画像露
光を施して静電潜像を形成するＲＯＳ（ラスター・アウ
トプット・スキャナー）等からなる露光手段である。４
は感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー
により反転現像するための一成分系の現像装置、５はト
ナー像の極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、転写
材としての転写用紙６上にトナー像を静電的に転写させ
る転写ロール、７は転写工程後に転写用紙６を感光体ド
ラム１から剥離する剥離用除電コロトロン、８はクリー
ニング工程前に感光体ドラム１及び残留トナーの残留電
荷を除去する除電コロトロン、９は感光体ドラム１上の
残留トナーを除去するクリーナ、１０は次の画像形成サ
イクル前において感光体ドラム１上の残留電荷を完全に
除去する除電ランプ、１１は転写用紙６が収容されてい
る用紙供給トレイ、１２は転写工程が終了した転写用紙
６に対しトナー像を定着させる定着器、１３は転写用紙
６の搬送経路を画成するガイドプレートである。

【００１６】次に、このデジタル画像形成装置の画像形
成動作について説明する。

【００１７】上記デジタル画像形成装置では、図２に示
すように、感光体ドラム１の表面を帯電コロトロン２に
よって所定の電位に一様に帯電した後、当該感光体ドラ
ム１の表面には、露光手段３によって画像露光が施さ
れ、静電潜像が形成される。この感光体ドラム１上に形
成された静電潜像は、一成分系の現像剤を使用した現像
装置４によって現像され、トナー像となる。上記感光体
ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ロール５の帯
電によって転写用紙６上に転写された後、このトナー像
が転写された転写用紙６は、剥離用除電コロトロン７に
よって除電され、感光体ドラム１の表面から剥離され
る。この感光体ドラム１の表面から剥離された転写用紙
６は、定着器１２によって定着処理され、転写用紙６上
にトナー像が定着される。なお、転写用紙６が剥離され
た後の感光体ドラム１の表面は、除電コロトロン８によ
って残留トナーの残留電荷が除去されるとともに、クリ
ーナ９によって感光体ドラム１上の残留トナーが除去さ
れ、更に除電ランプ１０によって次の画像形成サイクル
前において感光体ドラム１上の残留電荷が完全に除去さ
れ、次の画像形成サイクルに備える。

【００１８】図３は、この発明に係る画像形成装置の一
実施例に係る制御部を示すブロック図である。

【００１９】同図において、２０は制御手段としてのＣ
ＰＵであり、このＣＰＵ２０は、画像形成装置の動作を
制御するとともに、転写ロール５に印加するバイアス電
圧を制御するようになっている。２１は上記ＣＰＵ２１
からの信号に基づいて転写ロール５に印加する電圧を切
り換える動作を行なうドライバ、２２は転写ロール５に
印加する電圧をドライバ２１からに信号に基づいて発生
させる高圧電源回路である。

【００２０】以上の構成において、この実施例に係る画
像形成装置の場合には、次のようにして転写ロールに印
加する電圧を画像形成動作に応じて制御することによ
り、転写ロール上に逆強制に帯電したトナーが付着する
のを防止し、転写用紙に裏面汚れが発生するのを防止す
るようになっている。

【００２１】すなわち、上記の如く構成される画像形成
装置で画像の形成を行なうには、図２に示すように、上
述した如く、感光体ドラム１の表面を帯電コロトロン２
によって所定の電位に一様に帯電した後、当該感光体ド
ラム１の表面には、ＲＯＳ等からなる露光手段３によっ
て画像露光が施され、この感光体ドラム１の表面には、
図４に示すように、ＲＯＳが点灯したところの電位Ｖ
_IMAGE が、背景部の電位Ｖ_H に比べて低下した静電潜像
が形成される。この感光体ドラム１上に形成された静電
潜像は、一成分系の現像剤を使用した現像装置４によっ
て反転現像され、トナー像となる。

【００２２】このような一成分系の現像剤を使用した現
像装置においては、等に、現像剤としてトナーとキャリ
アの二成分の現像剤を使用する装置に比べて、トナーの
帯電が不十分となり易く、図５に示すように、所定の帯
電極性と逆の極性に帯電したトナーが二成分系現像装置
に比べて多く含まれる。

【００２３】また、上記感光体ドラム１上に形成された
静電潜像を現像する際には、図６に示すように、一般
に、現像装置の現像ロールに印加する現像バイアス（Ｖ
_BIAS）を、ベタ黒の部分が所定の濃度となり、かつバッ
クグラウンドかぶりの少ない値（Ｖ_BIAS＝Ａ）に設定し
ている。このように、従来の現像装置の現像ロールに
は、非画像領域においても、ベタ黒の部分が所定の濃度
となり、かつバックグラウンドかぶりの少ない値（Ｖ
_BIAS＝Ａ）に設定された現像バイアス（Ｖ_BIAS）が印加
されている。そのため、感光体ドラム１上には、バック
グラウンドかぶりがある程度発生する。

【００２４】ところが、この実施例では、感光体ドラム
１と転写ロール５との間を転写用紙６が通過しない、画
像と画像間あるいは作像プロセスの前工程／後工程にお
いて、現像装置の現像ロールに印加する現像バイアス電
圧を、所定の帯電極性と逆の極性に帯電した逆極性トナ
ーが現像されない電圧領域でかつ相対的に低い電圧（望
ましくは最低電圧）に切り替えると共に、転写ロールに
印加する電圧は、非画像部での印加バイアス極性をトナ
ーの正規極性と同極性に切り替えるように構成されてい
る。

【００２５】上記感光体ドラム１上に付着するかぶりの
濃度は、現像バイアスの電圧値によって図７に示すよう
に変化する。この図７に示すように、かぶりは正規極性
トナーと逆極性トナーによるものの２つに分けられ、通
常のバイアス設定値Ａの場合では、感光体ドラムのバッ
クグラウンドに両者のトナーが微量に現像されている状
態となっている。反転現像の場合には、現像バイアスを
上げると逆極性かぶりが減少する傾向にある。つまり、
通常、上記現像装置の現像ロールに印加する現像バイア
スは、常時正規極性のかぶり及び逆極性のかぶりが共に
最低の濃度となる値（Ｖ_BIAS＝Ａ）に設定されている。

【００２６】しかし、この実施例では、感光体ドラム１
と転写ロール５との間を転写用紙６が通過しない、画像
と画像間あるいは作像プロセスの前工程／後工程におい
て、現像装置の現像ロールに印加する現像バアイス電圧
が、所定の帯電極性と逆の極性に帯電した逆極性トナー
が現像されない電圧領域でかつ最低電圧（Ｖ_BIAS＝Ｂ）
となるように、図３に示す制御部によって切り替えられ
ている。図７の現像バイアスＢは逆極性トナーが現像さ
れない領域でかつ最低の電圧を示す。

【００２７】従って、画像と画像間あるいは作像プロセ
スの前工程／後工程で現像バイアスをＢに切り替えるこ
とにより、逆極性トナーによるかぶりを０とすることが
できる。一方、転写ロール５に印加する電圧は、図１に
示すように、非画像領域において、正規極性トナーと同
極性に切り替えられる。図１はこの実施例の現像バイア
ス電圧と転写ロール５のバイアス電圧と画像との関係を
示すタイミングチャートである。ここでは、Ｖ_H が５０
０Ｖに、Ｖ_L が１２０Ｖに、Ａが２４０Ｖに、Ｂが３０
０Ｖにそれぞれ設定されている。

【００２８】こうすることにより、非画像領域での感光
体ドラム１上のかぶりトナーは、正規極性のみのトナー
となるので、転写ロール５に印加する電圧を正規極性ト
ナーと同極性に切り替えることにより、転写ロール５の
表面には、非画像部領域において、逆極性のトナーは勿
論のこと正規極性のトナーが付着するのを防止すること
ができる。そのため、転写ロール５の表面には、非画像
部領域においてトナーがまったく付着しないことにな
り、非画像領域において転写ロール５の表面に付着した
トナーが転写用紙６の裏面に再度転写して、転写用紙６
の裏面汚れが発生するのを確実に防止することができ
る。

【００２９】上記のごとく、この実施例では、画像と画
像間あるいは作像プロセスの前工程／後工程において、
現像装置の現像ロールに印加する現像バイアス電圧を、
所定の帯電極性と逆の極性に帯電した逆極性トナーが現
像されない電圧領域でかつ最低の電圧に切り替えると共
に、転写ロールに印加する電圧は、非画像部での印加バ
イアス極性をトナーの正規極性と同極性に切り替えるこ
とにより、転写ロール５に逆極性トナーが付着すること
がなく、感光体ドラム１の非画像領域にかぶりとして現
像された正規極性のトナーも転写ロール５に転移するこ
とはない。また、転写ロール５に機械的な圧力等で付着
した正規極性のトナーは、転写ロールと互いに反発して
感光体ドラム側に移動するため、転写ロールの清掃が可
能となる。また、転写ロール５は、トナーによって汚染
されることがないので、次の工程で転写用紙６の裏面に
転写ロール５のトナーが付着することがない。さらに、
画像と画像間で１回転ずつ転写ロール５のバイアス極性
を切り替える必要がないため、プリントスピードが低下
することもない。

【００３０】実施例２ 図８及び図９はこの発明の他の実施例２を示すものであ
り、前記実施例１と同一の部分には同一の符号を付して
説明すると、この実施例２では、像担持体上に形成した
静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段によって
現像されたトナー像を転写材上に転写するために前記像
担持体に当接する転写手段を有し、前記転写手段にトナ
ーと逆極性の電圧を印加する画像形成装置において、前
記転写手段に印加する現像バイアス電圧を、画像領域以
外の領域で正規極性のトナーが現像されない電圧領域に
設定するように構成されている。

【００３１】すなわち、この実施例２を示す図８におい
て、バイアス電圧Ｃは、正規極性のトナーが現像されな
い領域の電圧を示している。従って、この実施例では、
前記実施例１と同様、感光体ドラム１と転写ロール５と
の間を転写用紙６が通過しない、画像と画像間あるいは
作像プロセスの前工程／後工程において、現像装置の現
像ロールに印加する現像バイアス電圧を、正規極性に帯
電したトナーのかぶり濃度が最低となる電圧（Ｖ_BIAS＝
Ｃ）となるように切り替えることにより、正規極性のト
ナーによるかぶりを０とすることができる。一方、転写
ロール５に印加する電圧は、図９に示すように、非画像
領域においても、逆極性トナーと同極性すなわち画像領
域と同極性のままに設定されている。

【００３２】こうすることにより、非画像領域での感光
体ドラム１上のかぶりトナーは、逆規極性のみのトナー
となるので、転写ロール５に印加する電圧を逆極性トナ
ーと同極性すなわち画像領域と同極性のままに設定する
ことにより、転写ロール５の表面には、非画像部領域に
おいて、正規極性のトナーは勿論のこと逆極性のトナー
が付着するのを防止することができる。そのため、転写
ロール５の表面には、非画像部領域においてトナーがま
ったく付着しないことになり、非画像領域において転写
ロール５の表面に付着したトナーが転写用紙６の裏面に
再度転写して、転写用紙６の裏面汚れが発生するのを確
実に防止することができる。

【００３３】図９は実施例２の現像バイアス電圧と転写
ロール５のバイアス電圧と画像との関係を示すタイミン
グチャートである。ここでは、Ｖ_H が５００Ｖに、Ｖ_L
が１２０Ｖに、Ｃが１８０Ｖにそれぞれ設定されてい
る。

【００３４】上記のごとく、この実施例２では、画像と
画像間あるいは作像プロセスの前工程／後工程におい
て、現像装置の現像ロールに印加する現像バイアス電圧
を、正規極性に帯電したトナーかぶりの濃度が最低とな
る電圧領域でかつ最高の電圧に切り替えると共に、転写
ロールに印加する電圧は、非画像部での印加バイアス極
性をトナーの逆規極性と同極性に設定したままの状態と
することにより、転写ロール５に正規極性トナーが付着
することがなく、感光体ドラム１の非画像領域にかぶり
として現像された逆極性のトナーも転写ロール５に転移
することはない。また、転写ロール５に機械的な圧力等
で付着したトナーは、転写ロールと互いに反発して感光
体ドラム側に移動するため、転写ロールの清掃が可能と
なる。また、転写ロール５は、トナーによって汚染され
ることがないので、次の工程で転写用紙６の裏面に転写
ロール５のトナーが付着することがない。さらに、画像
と画像間で１回転ずつ転写ロール５のバイアス極性を切
り替える必要がないため、プリントスピードが低下する
こともない。また、この実施例２では、転写ロール５に
印加する電圧を正規極性と逆極性に設定したままでよ
く、その分転写ロール５に印加する電圧の制御が容易と
なる。

【００３５】その他の構成及び作用については、前記実
施例１と同様であるので、説明を省略する。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、 画像と画像間あるいは作像プロセスの前工
程／後工程において、現像装置の現像ロールに印加する
現像バアイス電圧を、所定の帯電極性と逆の極性に帯電
した逆極性トナーが現像されない電圧領域でかつ相対的
に低い電圧に切り替えると共に、転写ロールに印加する
電圧は、非画像部での印加バイアス極性をトナーの正規
極性と同極性に切り替えることにより、転写ロールに逆
極性トナーが付着することがなく、像担持体の非画像領
域にかぶりとして現像された正規極性のトナーも転写ロ
ールに転移することはない。また、転写ロールに機械的
な圧力等で付着した正規極性のトナーは、転写ロールと
互いに反発して像担持体側に移動するため、転写ロール
の清掃が可能となる。また、転写ロールは、トナーによ
って汚染されることがないので、次の工程で転写材の裏
面に転写ロールのトナーが付着することがない。さら
に、画像と画像間で１回転ずつ転写ロール５のバイアス
極性を切り替える必要がないため、プリントスピードが
低下することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施
例の動作を示すタイミングチャートである。

【図２】 図２はこの発明に係る画像形成装置の一実施
例を示す構成図である。

【図３】 図３は制御部を示すブロック図である。

【図４】 図４は静電潜像の電位を示す説明図である。

【図５】 図５はトナーの帯電量分布を示すグラフであ
る。

【図６】 図６は現像バイアス電圧と現像濃度との関係
を示すグラフである。

【図７】 図７は現像バイアス電圧とかぶり濃度との関
係を示すグラフである。

【図８】 図８はこの発明の実施例２における現像バイ
アス電圧とかぶり濃度との関係を示すグラフである。

【図９】 図９はこの発明の実施例２に係る画像形成装
置の動作を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、４ 現像装置、５ 転写ロール、６
転写用紙、２０ ＣＰＵ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に形成した静電潜像を現像す
   る現像手段と、この現像手段によって現像されたトナー
   像を転写材上に転写するために前記像担持体に当接する
   転写手段を有する画像形成装置において、前記転写手段
   には、画像領域以外の領域でトナーと同極性の電圧を印
   加すると共に、前記現像手段に画像領域外の領域では静
   電潜像の現像時と異なった現像バイアス電圧を印加する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 画像領域以外の領域において、現像手段
   に印加する現像バイアス電圧が逆極性トナーが現像され
   ない電圧領域でかつ最低の電圧であることを特徴とする
   請求項第１項記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体上に形成した静電潜像を現像す
   る現像手段と、この現像手段によって現像されたトナー
   像を転写材上に転写するために前記像担持体に当接する
   転写手段を有し、前記転写手段にトナーと逆極性の電圧
   を印加する画像形成装置において、前記転写手段に印加
   する現像バイアス電圧を、画像領域以外の領域で正規極
   性のトナーが現像されない電圧領域に設定したことを特
   徴とする画像形成装置。