JPH08272235A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体上のトナーと同極性のバイアスと、逆
極性のバイアスを順次転写部材に印加することにより、
転写ローラに付着した帯電トナーを除去して感光体上に
逆転写させるクリーニング方法に於て、クリーニング性
能を最も左右する要素である印加電流（極性、電流値）
の組み合わせとして最適なものを選定するための基準と
なる発明を提供する。 【構成】 トナー像を静電的に担持する像担持体１と、
該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する転写
部材５と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異
なるバイアス電流を該転写部材に順次印加するバイアス
印加手段２０と、を備えた画像形成装置に於て、バイア
ス印加手段は、トナー像を構成するトナーと同極性の同
極性電流を印加してから、トナーと逆極性であり且つ同
極性電流の絶対値以上の絶対値の電流値を有する逆極性
電流を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式画像形成装置
の作像部に用いられる転写部材がトナーにより汚損され
ることに起因した転写材の裏汚れを防止する為の転写部
材のバイアスクリーニング方法の改良に関し、特に転写
部材に印加するクリーニングバイアスの電流値の組み合
わせを工夫することにより効率的に転写部材の汚れを防
止する様にした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真プロセスを利用した画像形成装置にあって
は、原稿反射光等の画像情報を予め一様に帯電した感光
体上に照射することにより得た静電潜像を現像装置から
のトナーにより現像し、このトナー像を転写材上に転写
してから加熱定着することにより画像形成を行ってい
る。感光体上のトナー像を転写材上に転写する為の転写
手段としては、転写ローラ等の接触式の転写部材を用い
る方法が知られているが、この転写手段は、像担持体
（感光体）と常に接触しているため、転写材が転写部に
位置していない間、即ち像担持体と転写部材との間に転
写材が介在していない間や、ジャムが発生した後など
に、紙幅の異なる転写材を通紙すると、像担持体上のト
ナーが転写部材上に直接付着し、その結果、後続の転写
材の裏面にトナー汚れが形成されることとなる。このよ
うな裏汚れを防止する為の手段として、転写動作を行う
時以外では転写部材を像担持体から離間させておく方法
や、転写材が転写部材と像担持体との間の位置（転写位
置）にないときにバイアスを印加することによって転写
部材上のトナーを像担持体上に逆転写させて電気的にク
リーニングする方法、或はブレードを設けて転写部材上
のトナーを機械的に除去する様にした方法等が知られて
いる。

【０００３】現状では、コストメリット等の点の評価か
らバイアス（クリーニングバイアス）によるクリーニン
グ方法が主流となっているが、そのような従来例として
特開平５−１１９６４５号公報には、連続通紙時の紙間
等の非通紙時のように転写材が転写位置に存在しない間
に、極性の異なるクリーニングバイアスを転写ローラに
交互に印加する技術が開示されている。この方法は具体
的には、転写材が転写位置に存在しない時に、所定時間
トナーと同極性のバイアスと、逆極性のバイアスを順次
印加することにより、転写ローラに付着した正規帯電ト
ナーと共に反転トナーをも除去するようにしたものであ
る。

【０００４】しかし、上記従来例の公報には、単に感光
体上のトナーと同極性のバイアスと、逆極性のバイアス
を順次印加する方法が漠然と開示されているに過ぎず、
この方法でバイアスクリーニングを行ったとしても転写
部材のトナー除去が確実に実施できるわけではなく、定
電流制御のために印加する電流値の組み合わせによって
は必ずしも転写材の裏汚れを防止できるとは限らなかっ
た。しかも、この電流値の組み合わせをいかに設定する
かが裏汚れの防止効果を左右する決め手となる最も重要
な要素である為、電流値の組み合わせに関して一定のガ
イドラインを示さない限り、最適なクリーニングバイア
スの印加方法について解決したことにはならない筈であ
る。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、感光体上のトナーと同極性のバイアスと、逆極性の
バイアスを順次転写部材に印加することにより、転写ロ
ーラに付着した帯電トナーを除去して感光体上に逆転写
させるクリーニング方法に於て、クリーニング性能を最
も左右する要素である印加電流（極性、電流値）の組み
合わせとして最適なものを選定するための基準となる発
明を提供することを目的としている。

【０００６】

【発明の構成】上記目的を達成するため、請求項１記載
の発明は、トナー像を静電的に担持する像担持体と、該
像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する転写部
材と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異なる
バイアス電流を該転写部材に順次印加するバイアス印加
手段と、を備えた画像形成装置に於て、上記バイアス印
加手段は、上記トナー像を構成するトナーと同極性の同
極性電流を印加してから、上記トナーと逆極性であり且
つ上記同極性電流の絶対値以上の絶対値の電流値を有す
る逆極性電流を印加することを特徴とする。請求項２記
載の発明は、トナー像を静電的に担持する像担持体と、
該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する転写
部材と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の異な
るバイアスを該転写部材に順次印加するバイアス印加手
段と、を備えた画像形成装置に於て、上記バイアス印加
手段は、上記トナー像を構成するトナーと同極性で電流
値の異なる２種類以上の同極性電流を印加してから、上
記トナーと逆極性で電流値の異なる２種類以上の逆極性
電流を印加し、上記バイアス印加手段による上記各電流
の印加過程において、上記同極性電流のうちの最大の絶
対値を有する電流よりも絶対値が大きい上記逆極性電流
を少なくとも一回以上印加することを特徴とする。請求
項３記載の発明は、上記転写バイアスと、該転写バイア
スと同極性のクリーニングバイアスが、共に定電流又は
定電圧で、同一のバイアス印加手段により出力されるこ
とを特徴とする。請求項４記載の発明は、上記転写部材
がポリウレタンで構成されていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１、２又は４記載の発明では、バイアス
クリーニングの電流条件を決定することにより転写材の
裏汚れを確実に防止することができる。請求項３記載の
発明では、転写バイアスの印加手段とクリーニングバイ
アスの印加手段とを兼用させることによりコスト低減を
達成できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示した実施例によ
り詳細に説明する。本発明の特徴的な構成は、転写材が
転写位置に存在しない間や、ジャム後に、横幅の異なる
転写材を通紙するときに、転写部材に対するクリーニン
グバイアスとして感光体上の帯電トナーと同極性のバイ
アスを印加した後で、トナーと逆極性であって上記同極
性バイアスの絶対値よりも大きいバイアスを印加するこ
とにより、全ての条件下において裏汚れの発生を防止す
るようにした点に存する。図１は本発明を適用する画像
形成装置の作像部の一例の構成説明図であり、この電子
写真式作像部は、矢印方向に回転する感光体（像担持
体）１の周囲に帯電器２、露光手段３、現像器４、転写
ローラ５（転写部材）、分離手段６、クリーニング手段
７、除電ランプ８等を順次配置した構成を有する。転写
ローラ５が位置する転写位置を中心とした記録紙Ｐの搬
送経路の上流側にはレジストローラ１０、１１が配置さ
れ、転写位置の下流側には定着装置１４（ローラ１５、
１６）が配置されている。

【０００９】画像形成動作に於ては、まず感光体１の表
面が帯電器２により帯電され、この対面表面に対して露
光手段３により原稿画像に応じた光が照射されると、感
光体上に静電潜像が形成される。こうして形成された静
電潜像が現像器４を通過する時に、現像器からトナーが
供給されてトナー像となる。一方、画像記録を受ける記
録紙Ｐ（転写材）は、図示しない給紙部に積層収納され
ており、図示しないピックアップローラとフィードロー
ラとの協働により一枚づつ給紙、搬送され、レジストロ
ーラ１０、１１とガイド板９により感光体１と転写ロー
ラ５とのニップ部（転写位置）に進入する。転写ローラ
５は、感光体表面との間で記録紙Ｐを押圧挟持する様に
感光体１の下部に配置されており、この転写ローラ５に
対しては図示しないバイアス印加手段２０により感光体
上の帯電トナーと逆極性の電圧が印加される。転写ロー
ラ５と感光体との間で記録紙を圧接した状態でバイアス
印加手段２０から転写ローラ５に対して逆極性電流を印
加することにより、印加された電流により発生する静電
力の作用により、トナー像が記録紙Ｐ上に転写される。

【００１０】このようにしてトナー像を担持した記録紙
Ｐは、分離手段６により除電されることにより感光体１
から離され、紙搬送板１３上を通って定着器１４を構成
するヒートローラ１５と加圧ローラ１６との間で挟持さ
れ、トナー像が熱と圧力によって記録紙Ｐ上に定着され
ることとなる。トナーを転写した後の感光体１の表面
は、クリーニング手段７によって除去され、次に除電ラ
ンプ８により全面の電荷が中和されて初期状態に戻り、
再度上記のサイクルを繰り返すことにより画像形成が行
われる。図２は、転写ローラの一例の構成を示す図であ
り、転写ローラ５の軸方向両端角部は、端面カットされ
ており、感光体との間の縁面放電の防止が図られてい
る。転写ローラ５の軸方向幅ｍは感光体１の感光層の幅
よりも狭くなっている。転写ローラ材質としては、導電
性の発泡スポンジ等が用いられ、具体的にはシリコン、
ウレタン、エピクロールヒドリン、或はＥＰＤＭ等が用
いられる。

【００１１】本発明では、上記画像形成部を用い、転写
ローラ５が最も汚染されやすいジャム発生時を想定し
て、擬似的に不給紙ジャムを発生させて転写ローラ５を
トナーで汚染させた。このような状態にある転写ローラ
５に対して、両極性のクリーニング電流を順次通電する
ことによりバイアスクリーニングを行った。なお、ジャ
ム以外の原因で転写ローラが汚染された場合にも本発明
によるクリーニング方法が有効であることが確認されて
いる。

【００１２】請求項１に対応する本発明の第１実施例で
は、感光体１に当接して転写バイアスを印加する転写ロ
ーラ５（転写部材）と、転写位置に記録紙が存在しない
時に極性の異なるバイアスを該転写ローラに順次印加す
るバイアス印加手段とを備えた画像形成装置に於て、上
記バイアス印加手段は、上記トナー像を構成するトナー
と同極性の電流（同極性電流）を印加してから、上記ト
ナーと逆極性で上記同極性電流の絶対値以上の電流値を
有する電流（逆極性電流）を印加するようにした点が特
徴的である。

【００１３】即ち、本実施例では、まず感光体１を帯電
器２を用いて−８５０Ｖに帯電し、帯電した部分全体に
現像器４からのトナーを付着させた状態で、転写ローラ
５からクリーニングバイアスを印加した。感光体上のト
ナーは正帯電しているので、クリーニングバイアスとし
て最初にプラス電流（同極性電流）を印加し、次にマイ
ナス電流（逆極性電流）を印加することにより、クリー
ニングを行った。なお、感光体上のトナーが負帯電して
いる場合には、同極性電流としてマイナス電流を最初に
印加し、次に逆極性電流としてプラス電流を印加する
が、いずれの場合も良好なクリーニング結果を得ること
ができた。

【００１４】図３に示す表１は、シリコン製転写ローラ
（体積抵抗１０⁹ Ω・ｃｍ）における裏汚れ発生状態を
示しており、同極性電流と逆極性電流の値を種々異なら
せて組み合わせた結果得られた裏汚れ発生状態を示して
いる。この表から明らかな様に感光体上の帯電トナーと
逆極性の電流（逆極性電流）の絶対値が、帯電トナーと
同極性の電流（同極性電流）の絶対値よりも大きい場合
に、クリーニングの効果が発揮されることが判る。つま
り、逆極性電流の絶対値が３μＡから２０μＡへと大き
くなるに連れて、しかも同極性電流の絶対値以上（｜同
極性電流値｜≦｜逆極性電流値｜）であることを条件に
裏汚れの発生が減少しているのである。なお、シリコン
ローラの場合には、クリーニング性がよいために、後か
ら印加する逆極性電流の絶対値が小さい場合であって
も、良好なクリーニング性を得ることができる場合があ
る。

【００１５】次に、図４の表２は、ウレタン製転写ロー
ラにおける裏汚れ発生の状況を示す図であり、この場合
に於ても図３の場合と同様に帯電トナーと同極性の電流
（同極性電流）の絶対値よりも大きい場合に、クリーニ
ングの効果が発揮されることが判る。但し、ウレタンロ
ーラ（例えば、ポリウレタンローラ、体積抵抗１０⁹Ω
・ｃｍ）は耐摩耗性には優れているが、シリコン系のロ
ーラに比べて裏汚れ発生を防止できるクリーニングバイ
アスの組み合わせ（クリーニングバイアス条件）の範囲
が狭い。しかし、上記の条件の範囲でバイアスクリーニ
ングを行うことにより、裏汚れを防止できるので、実用
性は十分高い。従って、本発明をウレタンローラに適用
することによりその実用上の意味が強くなる。

【００１６】次に、請求項２に対応する本発明の第２の
実施例では、転写位置に記録紙が存在しない時に極性の
異なるバイアスを該転写部材に順次印加するバイアス印
加手段を備えた画像形成装置に於て、上記バイアス印加
手段２０は、感光体１上のトナー像を構成する帯電トナ
ーと同極性で電流値の異なる２種類以上の同極性電流を
印加してから、上記トナーと逆極性で電流値の異なる２
種類以上の逆極性電流を印加し、バイアス印加手段によ
る各電流の印加過程において、同極性電流のうちの最大
の絶対値を有する電流よりも絶対値が大きい逆極性電流
を少なくとも一回以上印加するようにした点が特徴的で
ある。

【００１７】即ち、図５は第２の実施例によるクリーニ
ング電流のシーケンスの一例を示す図であり、この例で
は、同極性電流（＋）と逆極性電流（−）を夫々２種類
以上の異なった値の電流から構成しており、同極性電流
の絶対値を段階的に（転写ローラの一回転毎に）漸増さ
せ、逆極性電流についても絶対値が段階的に（転写ロー
ラの一回転毎に）漸増するように制御されている。ま
た、逆極性電流のうちの最大の絶対値を有する電流（｜
−２０μＡ｜）を、同極性電流のうちの最大の絶対値を
有する電流（｜１５μＡ｜）よりも大きくした。この
為、上記第１の実施例の場合と同様に、転写ローラのク
リーニング効果を高め、記録紙の裏汚れを有効に防止す
ることができた。

【００１８】次に、図６は図５の実施例の変形実施例で
あり、クリーニングバイアスとしての同極性電流（＋）
と逆極性電流（−）における電流値の絶対値を漸増させ
るのではなく、「増減」させるようにした点が図５の実
施例と異なっている。即ち、同極性電流は転写ローラの
一回転毎に５μＡと１０μＡとの間で増減変化してお
り、逆極性電流も同様に−５μＡと−１５μＡの間で増
減変化している。この実施例に於ても、図５の実施例の
場合と同様に、転写ローラのクリーニング効果を高め、
記録紙の裏汚れを有効に防止することができた。なお、
逆極性電流の絶対値の最大値が、同極性電流の絶対値の
最大値より大きくなる点は上記各実施例と同様である。

【００１９】図７は、請求項１に対応する図３、図４の
実施例と、請求項２に対応する図５、図６の実施例との
クリーニング効果の違いを示す図であり、ジャム直後に
転写ローラに付着したトナー量をクリーニング終了後の
付着トナー量と比較した結果を示している。この結果、
請求項２に対応する実施例の方がバイアスの切換えによ
りクリーニング効果が高くなることが判明した。

【００２０】請求項３に対応する本発明の第３実施例で
は、上記転写バイアスと、該転写バイアスと同極性のク
リーニングバイアスが、共に定電流又は定電圧で、同一
のバイアス印加手段２０により出力されるようにした構
成が特徴的である。即ち、上記各実施例によりバイアス
クリーニングを実行すると大きなクリーニング効果を得
ることができるが、そのために、新たなバイアス印加手
段を増設すると、コストアップをもたらすので、第３実
施例ではトナーと逆極性の電流の為の電源を転写電流電
源と共通にすることにより、コストアップを防いでい
る。なお、上記実施例では、いずれも定電流によりバイ
アスを印加した例を示したが、定電圧でバイアス印加を
行ってもよく、効果は変わりない。

【００２１】次に、本発明の様なクリーニングバイアス
の印加方法を採用することにより、転写ローラに対する
クリーニング効果が高くなる理由は、次の様に考えられ
る。まず、転写ローラに付着したトナー中には感光体表
面の帯電トナーと同極性のトナーばかりでなく、逆極性
のトナーも含まれるため、同極性のクリーニングバイア
スを印加しただけでは同極性トナーしか除去できなの
で、クリーニング効果が十分でなく、逆極性トナーをも
除去する必要から逆極性バイアスを印加する必要がある
からである。

【００２２】即ち、図８はジャム発生時の転写ローラ上
のトナー帯電量分布を示す図であり、転写位置でのジャ
ム直後の転写ローラ上のトナーは図８のように分布して
いる。この為、（＋）→（−）の順序にバイアスを印加
すれば、両極性のトナーを夫々感光体側に転移させるこ
とが可能になる筈である。実際のバイアスクリーニング
において、最初に（＋）極性バイアスを印加した時に
は、転写ローラ上のトナー中の（＋）極性を有したトナ
ーは感光体側に移動する。しかし、（−）極性のトナー
はクリーニングバイアスを印加する前と比べて転写ロー
ラに対する吸着力が増強される。（＋）極性バイアスの
印加を終了した時に、強い力で転写ローラに付着した
（−）極性のトナーは電界による転写ローラへの押し付
け方向へ力を失うが、一般に用いられる転写ローラ表面
は発泡による微細凹凸部を有している為、（＋）極性バ
イアスの印加が終了した時点で、（−）トナーは既に当
該凹凸内に入り込んでいる。その結果（＋）極性バイア
スを印加する前と比べて、（−）極性バイアスを印加す
ることによるクリーニング効果が低下している。仮に、
最初に印加する（＋）極性バイアスの絶対値と同程度の
絶対値を有する（−）極性バイアスを印加した程度で
は、せいぜい凹凸内に入り込んでいた（−）トナーの一
部をローラ表面に引き出すことができるに過ぎない。そ
こで、（＋）極性バイアスの絶対値を越える絶対値を有
した（−）極性バイアスを印加することにより、凹凸内
の全ての（−）トナーの引出しと、感光体への転写を一
挙に実現することが可能となるのである。なお、上記各
実施例では転写部材として転写ローラを例示したが、感
光体に接触して転写を行う手段であれば、どのような手
段であってもよい。例えば、転写ベルトを用いた転写装
置にも本発明を適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、トナー像を静電的に担持する像担持体と、該像担持
体表面に当接して転写バイアスを印加する転写部材と、
転写位置に転写材が存在しない時に極性の異なるバイア
スを該転写部材に順次印加するバイアス印加手段と、を
備えた画像形成装置に於て、上記バイアス印加手段は、
上記トナー像を構成するトナーと同極性の同極性電流を
印加してから、上記トナーと逆極性で上記同極性電流の
絶対値以上の電流値を有する逆極性電流を印加するよう
にしたので、転写部材に付着したトナーを感光体上に完
全に逆転写してクリーニングすることができ、記録紙の
裏汚れを防止できる。

【００２４】請求項２記載の発明では、トナー像を静電
的に担持する像担持体と、該像担持体表面に当接して転
写バイアスを印加する転写部材と、転写位置に転写材が
存在しない時に極性の異なるバイアスを該転写部材に順
次印加するバイアス印加手段と、を備えた画像形成装置
に於て、上記バイアス印加手段は、上記トナー像を構成
するトナーと同極性で電流値の異なる２種類以上の同極
性電流を印加してから、上記トナーと逆極性で電流値の
異なる２種類以上の逆極性電流を印加し、上記バイアス
印加手段による上記各電流の印加過程において、上記同
極性電流のうちの最大の絶対値を有する電流よりも絶対
値が大きい上記逆極性電流を少なくとも一回以上印加す
るようにしたので、バイアスの変化により転写部材上の
トナーを有効に除去することができる。

【００２５】請求項３記載の発明では、上記転写バイア
スと、該転写バイアスと同極性のクリーニングバイアス
が、共に定電流又は定電圧で、同一のバイアス印加手段
により出力されるので、コストダウンを図ることができ
る。請求項４では、上記転写部材がポリウレタンで構成
されている場合に本発明を適用したので、後から印加す
る逆極性の電流の絶対値を前に印加した同極性の電流の
絶対値よりも大きくすることにより、ウレンタンローラ
の実用性をより高める効果がある。

【００２６】このように本発明によれば、感光体上のト
ナーと同極性のバイアスと、逆極性のバイアスを順次転
写部材に印加することにより、転写ローラに付着した帯
電トナーを除去して感光体上に逆転写させるクリーニン
グ方法に於て、クリーニング性能を最も左右する要素で
ある印加電流（極性、電流値）の組み合わせとして最適
なものを選定するための基準を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する画像形成装置の画像形成部の
一例の構成説明図。

【図２】転写部材の一例の構成説明図。

【図３】シリコン製転写ローラにおける裏汚れ発生状態
を示す図。

【図４】ウレタン製転写ローラにおける裏汚れ発生状態
を示す図。

【図５】第２の実施例によるクリーニング電流のシーケ
ンスの一例を示す図。

【図６】第２の実施例の変形例によるクリーニング電流
のシーケンスの一例を示す図。

【図７】図３、図４の実施例と、図５、図６の実施例と
のクリーニング効果の違いを示す図。

【図８】本発明の原理の説明図

【符号の説明】 １ 感光体（像担持体）、２ 帯電器、３ 露光手段、
４ 現像器、５ 転写ローラ（転写部材）、６ 分離手
段、７ クリーニング手段、８ 除電ランプ、１０、１
１ レジストローラ、１４ 定着装置、２０ バイアス
印加手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を静電的に担持する像担持体
   と、該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する
   転写部材と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の
   異なるバイアス電流を該転写部材に順次印加するバイア
   ス印加手段と、を備えた画像形成装置に於て、 上記バイアス印加手段は、上記トナー像を構成するトナ
   ーと同極性の同極性電流を印加してから、上記トナーと
   逆極性であり且つ上記同極性電流の絶対値以上の絶対値
   の電流値を有する逆極性電流を印加することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 トナー像を静電的に担持する像担持体
   と、該像担持体表面に当接して転写バイアスを印加する
   転写部材と、転写位置に転写材が存在しない時に極性の
   異なるバイアスを該転写部材に順次印加するバイアス印
   加手段と、を備えた画像形成装置に於て、 上記バイアス印加手段は、上記トナー像を構成するトナ
   ーと同極性で電流値の異なる２種類以上の同極性電流を
   印加してから、上記トナーと逆極性で電流値の異なる２
   種類以上の逆極性電流を印加し、 上記バイアス印加手段による上記各電流の印加過程にお
   いて、上記同極性電流のうちの最大の絶対値を有する電
   流よりも絶対値が大きい上記逆極性電流を少なくとも一
   回以上印加することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記転写バイアスと、該転写バイアスと
   同極性のクリーニングバイアスが、共に定電流又は定電
   圧で、同一のバイアス印加手段により出力されることを
   特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記転写部材がポリウレタンで構成され
   ていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像
   形成装置。