JPH08248788A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前回転、後回転時に実行される転写ローラの
クリーニング時間を短縮し、利便性と生産性を向上させ
ると共に、転写ローラのクリーニング実行期間中の現像
器から像担持体へのトナー付着を確実に防止し、転写ロ
ーラのクリーニングを効率良く且つ確実に行い得る画像
形成装置の提供を目的とする。 【構成】 像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した
前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像に帯電されたトナーを供給し顕像化する現
像手段と、前記像担持体に接触し顕像化されたトナー像
を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装置に
おいて、前記像担持体と前記転写手段とが接触する転写
位置を一連の画像形成動作の最後の転写材が通過した
後、前記転写手段に前記トナーと同極性の転写バイアス
を印加し、前記転写位置を一連の画像形成動作の最初の
転写材が到達する前に、前記転写手段に前記トナーと逆
極性の転写バイアスを印加する制御手段を有する画像形
成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に転写手段が
直接接触し、転写紙上にトナー像を転写する接触転写方
式を用いた複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真プロセスを用いた画像形成装置と
しては、複写機、ファクシミリ、プリンタ等様々な装置
が提供されているが、感光体への除帯電に使用している
チャージャ放電により発生するオゾンが、環境問題と関
連してクローズアップされてきたため、近年、チャージ
ャ放電に比べオゾン発生量の極めて少ないローラ、ベル
ト等接触式帯電、転写手段がその代替技術として実用化
されつつある。

【０００３】しかしながら、特に接触式転写手段（以
下、転写ローラという）は、像担持体のトナー担持面と
直接接触するために、像担持体上のトナーが転写ローラ
に転移付着し、ローラ表面がトナーにより汚れ、転写材
の裏面をこの付着トナーにより汚してしまうという問題
があった。

【０００４】そこで、転写ローラの表面を、例えば、像
担持体のクリーニングに使用されているブレードにより
機械的にクリーニングする方式が提案されているが、転
写ローラの材質としては、品質、コスト上、発泡スポン
ジローラが最も適しているため、発泡スポンジを転写ロ
ーラに用いた場合、このローラの表面をブレードでクリ
ーニングすると、ブレード圧接力によりローラ表面の付
着トナーをスポンジ小孔内に押し込む結果となり、転写
ローラ表面の付着トナーを充分にクリーニングすること
が出来なかった。このスポンジ小孔内に押し込まれたト
ナーは、転写動作時、転写部で生ずる転写ローラの像担
持体に対する圧接変形により、スポンジ小孔内より吐き
出され、転写材の裏面に付着し裏汚れを発生させてしま
う。

【０００５】従って、発泡スポンジを転写ローラとして
使用する時は、静電気力を用いたクリーニング方式が好
ましい。静電気力によるクリーニング（以下、バイアス
クリーニングという）とは、像担持体から転写ローラ表
面に転移付着したトナーを再び静電気力により転写ロー
ラから像担持体へ逆転写させ、転写ローラをクリーニン
グするもので、トナー帯電極性と同極性バイアスを転写
ローラに印加し転写時とは逆方向の電界を発生させ、転
写ローラ上のトナーを像担持体上へ静電気的に逆転写さ
せるものである。例えば、特開平３−６９９７８号公報
には、画像形成動作の開始指示入力以降で、像担持体と
転写ローラが接触する転写位置への転写材到達前迄の期
間、又は一連の画像形成動作における最後の転写材が転
写位置を通過した以降の期間に、帯電器と現像器のバイ
アス出力をＯＦＦした状態で転写ローラにトナーと同極
性バイアスを印加し正規帯電トナーを像担持体へ逆転写
させ、連続して極性を反転したバイアスを印加し反転ト
ナー（以下、逆帯電トナーという）も像担持体へ逆転写
させる画像形成装置が開示されている。以下、前記転写
材到達前に行う転写ローラへのバイアス印加を前回転、
前記転写材通過以降に行う転写ローラへのバイアス印加
を後回転という。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような転写ローラ
のバイアスクリーニングにおいて、前回転時には転写ロ
ーラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスとこれに連
続する逆極性のバイアスが印加され、後回転時には転写
ローラへトナーと逆極性のバイアスとこれに連続する同
極性のバイアスが印加されているが、転写ローラを充分
にクリーニングするためには、例えば転写ローラ直径が
１６ｍｍの場合、各極性の印加時間に夫々５〜１０秒程
度を要し、両方の極性で１０〜２０秒以上のバイアスク
リーニング時間が必要となる。従って、後回転によるバ
イアスクリーニングの実行中は次の画像形動作が所定時
間行えず機械のダウンタイムが発生し、更に、画像形成
動作の開始を指示した後も前回転によるバイアスクリー
ニングが実行されるため、ファーストプリントタイム
（画像形成動作の開始指示から第１枚目の転写材が出力
される迄に要する時間）が遅くなり、使用者にとっては
至極不便で、生産性も低下するという問題があった。

【０００７】また、現像方式が２成分（キャリアとトナ
ー）の場合には、少なくとも画像形成動作期間中トナー
と像担持体表面とが常に接触しているため、非接触の現
像方式に比べると像担持体表面へのトナー付着量が格段
に多くなり（例えば５〜１０倍）、その分転写ローラへ
の付着トナー量も増大し汚れの度合いがひどくなる。従
って、２成分現像方式の場合は特に、後回転、前回転時
の転写ローラクリーニング時間が長く必要になる。

【０００８】更に、トナーの正規帯電極性が負極性の場
合（例えば、反転現像を用いる電子写真プロセス）、特
開平３−６９９７８号公報に開示の様に前、後回転時に
帯電器と現像器をＯＦＦしてしまうと、キャリアとの接
触摩擦により負極性に帯電しているトナーが、該トナー
の帯電電位より電位の高い像担持体面側（表面電位０
Ｖ）へ静電的に移動し、画像形成が行われていない（静
電潜像が形成されていない）にもかかわらず像担持体表
面に付着する。この間、転写ローラには正規帯電トナー
と同極性バイアス（負）が印加されるので転写ローラに
既に付着していたトナー（負）は、転写ローラから像担
持体側へ逆転移するものの、転写ローラには正規帯電ト
ナーと逆極性バイアス（正）も連続して印加されるの
で、画像形成動作終了後（非画像形成動作時）に像担持
体に付着したトナー（負）が転写ローラに対して新たに
転移してしまい、前、後回転時に転写ローラのバイアス
クリーニングを行っても転写ローラのトナー汚れを充分
に除去することが出来ない。尚、反転現像は、トナーが
正極性の場合も有り、上記不具合は、全ての反転現像を
前提にしたものではなく、また、負極性に帯電した逆帯
電トナーも上記問題とされる像担持体への付着トナーに
含まれる。

【０００９】本発明は、上記の技術課題を解決し、前回
転、後回転時に実行される転写ローラのクリーニング時
間を短縮し、利便性と生産性を向上させると共に、転写
ローラのクリーニング実行期間中の現像器から像担持体
へのトナー付着を確実に防止し、転写ローラのクリーニ
ングを効率良く且つ確実に行い得る画像形成装置の提供
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明を次のように構成した。像担持体を帯電させ
る帯電手段と、帯電した前記像担持体上に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に帯電されたトナ
ーを供給し顕像化する現像手段と、前記像担持体に接触
し顕像化されたトナー像を転写材に転写する転写手段と
を有する画像形成装置において、前記像担持体と前記転
写手段とが接触する転写位置を一連の画像形成動作の最
後の転写材が通過した後、前記転写手段に前記トナーと
同極性の転写バイアスを印加し、前記転写位置を一連の
画像形成動作の最初の転写材が通過する前に、前記転写
手段に前記トナーと逆極性の転写バイアスを印加する制
御手段を有する画像形成装置（請求項１）。

【００１１】上記転写位置を一連の画像形成動作の最初
の転写材が通過する前に、上記帯電手段により上記像担
持体を帯電させる画像形成装置（請求項２）。

【００１２】上記転写位置を一連の画像形成動作の最後
の転写材が通過した以降も上記帯電手段による上記像担
持体の帯電を継続させる画像形成装置（請求項３）。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば、前回転と後回転にお
いて、正規帯電トナー極性と同一又は逆極性のクリーニ
ングバイアスを選択的に転写ローラへ印加することによ
り、前回転と後回転時に実行されるクリーニングの所要
時間が短縮される。

【００１４】また、請求項２の発明によれば、前回転時
において、上記帯電手段で上記像担持体を帯電させるこ
とにより、転写ローラのクリーニング実行中に像担持体
から新たなるトナーの転移を防止することが出来る。

【００１５】また、請求項３の発明によれば、後回転時
において、上記帯電手段で上記像担持体を帯電させるこ
とにより、転写ローラのクリーニング実行中に像担持体
から新たなるトナーの転移を防止することが出来る。

【００１６】

【実施例】図１に、本発明の一実施例を示す。図中矢印
方向に回転する像担持体１（以下、感光体という）の周
囲には、帯電手段２（以下、帯電器という）、潜像形成
手段３（以下、露光手段という）、２成分方式の現像手
段４（以下、現像器という）、転写ローラ５、分離手段
６、クリーニング７、除電ランプ８が夫々配置されてい
る。転写ローラ５には転写バイアス極性を正負に切り替
え自在なスイッチング回路を備えた電源２１、現像器４
には現像スリーブに現像バイアスを印加する電源２２、
帯電器２には帯電ワイヤに帯電バイアスを印加する電源
２３が夫々接続され、これらの電源は、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた制御手段２４により出力
タイミング、出力値、及び出力極性を制御されている。

【００１７】転写ローラ５はその芯金１９が、バネ２０
により枠体１７内で変位自在に案内された軸受１８によ
り支持され、転写ローラ５の表面はバネ２０により９．
８Ｎ以下の加圧力で感光体１に接触し、ニップ幅が１．
０乃至１．５ｍｍになるよう前記加圧力が調整されてい
る（本実施例では、転写ローラ直径１６ｍｍ）。転写バ
イアスは、転写用電源２１から導電性のバネ２０、導電
性樹脂より形成された軸受１８を介して転写ローラ５へ
印加されている。尚、感光体１に対する転写ローラ５の
位置決めを前記加圧力調整ではなく、図示しないＧＡＰ
コロで管理する場合には、芯金１９の端部に転写ローラ
径よりも小径のＧＡＰコロを取り付け、該ＧＡＰコロを
感光体１の非画像領域に当接させ転写ローラの感光体へ
の喰い込み量を調整しても良い。

【００１８】転写ローラ５は、シリコーン、ウレタン、
エピクロルヒドリン、ＥＰＤＭ等の材質からなる導電性
の発泡スポンジより形成され、体積抵抗は１０⁶乃至１
０¹¹Ωｃｍ、硬度は３０°以下（ＪＩＳ Ａ）の範囲に
設定されている。また、縁面放電（端面抵抗が他の部位
に比べ相対的に低いために生じるローラ端面から感光体
への放電現象で、この放電により適正な転写バイアスが
得られなくなるため転写性に悪影響を及ぼす）を防止す
るためにローラ両端部の端面はテーパ状に切除され、ま
た、ローラ幅は感光体１の感光層の幅よりも短く設定さ
れている。

【００１９】上記構成に基づく画像形成動作に関して説
明する。先ず、感光体１が図示しないメインモータによ
り駆動され、その表面が、電源２３により電圧供給され
る帯電器２の放電により負極性に帯電され（本実施例で
は−８００Ｖ）、レーザービームからなる露光手段３に
より画像情報に応じた光書き込みがなされ静電潜像が形
成される。形成された静電潜像が現像器４を通過すると
電源２２により現像器内で負極性に帯電されたトナーが
負極性現像バイアスの印加により潜像画像部に付着し、
感光体上にトナー像が形成される。

【００２０】一方、転写材Ｐは、図示しない給紙トレイ
より１枚ずつ送り出され、レジストローラ１０、１１に
より転写材先端が整列された後、感光体１上のトナー像
と画像位置が一致するタイミングで転写部へ搬出され
る。レジストローラ１０、１１より搬出された転写材Ｐ
は、ガイド板９により案内され感光体１と転写ローラ５
の接触部である転写ニップ部へ送り込まれる。転写ロー
ラ５は、転写材Ｐを感光体１側へ押圧し、電源２１より
印加されるトナーと逆極性のバイアス（＋５００Ｖ）で
発生する静電気力の作用により感光体上のトナー像を転
写材側へ転写させる。トナー像を担持した転写材Ｐは、
除電針からなる分離手段６により除電されて感光体１か
ら分離され、ガイド板１３を通り加熱ローラ１５、加圧
ローラ１６のローラ対からなる定着器１４へ導入され
る。定着器１４によりトナー像が定着された転写材は機
外へ排出され図示しない排紙トレイ上に収容される。

【００２１】転写ニップ部通過後の感光体１表面は、ブ
レードからなるクリーニング７により残留トナーが清掃
され、続いて除電ランプ８により全面電荷が中和され初
期状態に復帰し、上記画像形成動作が繰り返される。

【００２２】図２、３より請求項１に係わる実施例を説
明する。図２は後回転時、図３は前回転時の帯電、現
像、転写バイアスの印加時期、及び感光体回転駆動のＯ
Ｎ／ＯＦＦを夫々示すタイミングチャートであり、実線
は本発明、破線は従来の制御タイミングを示す。

【００２３】図２より、図中Ａ点は一連の画像形成動作
の最後の転写材が転写位置を通過するタイミングを示
し、図中Ｂ点は後回転時における本発明の転写ローラ印
加バイアスのＯＦＦタイミングを示し、図中Ｃ点は従来
の転写ローラ印加バイアスのＯＦＦタイミングを示す。
本発明の後回転時の転写ローラクリーニングは、図中Ａ
点からＢ点迄の期間で実行され（本実施例では７秒）、
転写ローラ５へ正規帯電トナーと同極性の負極性バイア
スを印加し（本実施例では−１０００Ｖ）、転写ローラ
５の表面に付着している正規帯電トナーが感光体１上へ
逆転写される。従って、従来Ｃ点まで要していた後回転
時の転写ローラクリーニング時間が極めて短い期間に短
縮される。

【００２４】先に説明したように図中Ａ点で画像形成動
作が終了した後、帯電器２及び現像バイアス出力をＯＦ
Ｆすると、現像器４から感光体１へ主に正規帯電トナに
よるトナー付着が発生する。この時、後回転における転
写ローラ５のクリーニングバイアスは正規帯電トナーと
同極性（負）であり、感光体１から転写ローラ５への前
記付着トナーの転移はその多くが静電気的に抑止される
ため、著しい不具合の発生は認められないが、感光体１
と転写ローラ５の接触により生ずる物理的な力が引き起
こす前記付着トナーの転移迄は完全に防ぐことが出来な
い。従って、図中Ａ点以降も転写ローラのクリーニング
実行期間中は、帯電器２及び現像バイアスの出力を引き
続きＯＮにしておくことがより望ましく（実施例では帯
電器２により感光体１表面が画像形成時と同電位の−８
００Ｖに帯電）、クリーニング時間の短縮にも効果があ
る。

【００２５】図３より、図中Ｄ点は操作部２５より画像
形成動作開始の入力がなされたタイミングを示し、図中
Ｅ点は本発明において該動作開始が入力された制御手段
２４から各駆動部、バイアス電源等に対し作動開始信号
が出力され、転写位置に一連の画像形成動作の最初の転
写材が到達するタイミングを示し、図中Ｆ点は従来の転
写位置に一連の画像形成動作の最初の転写材が到達する
タイミングを示す。本発明の前回転時の転写ローラクリ
ーニングは、図中Ｄ点からＥ点迄の期間で実行され（本
実施例では２〜３秒）、転写ローラ５へ正規帯電トナー
と逆極性の正極性バイアスを印加し、転写ローラ５の表
面に付着している逆帯電トナーが感光体１上へ逆転写さ
れる。従って、Ｆ点まで要していた従来の前回転時の転
写ローラクリーニング時間が極めて短い期間に短縮され
る。

【００２６】ここで、前回転時の転写ローラクリーニン
グ実行期間中は、帯電器２及び現像バイアスの出力を必
ずＯＮにしておく必要がある（実施例では帯電器２によ
り感光体１表面が画像形成時と同電位の−８００Ｖに帯
電）。これは、帯電器２と現像バイアスの出力をＯＦＦ
した場合、主に正規帯電トナーからなるトナーが現像器
４から感光体１へ付着し、この付着トナーが前回転時に
転写ローラ５へ印加される正規帯電トナーと逆極性バイ
アスにより転写ローラ５に転移し、クリーニング不良を
生じるためで、前記バイアスをＯＮとすれば、前回転時
の現像器４から感光体１へのトナー付着は防止すること
が出来る。

【００２７】また、画像形成動作中に転写ローラへ直接
転移するトナーは、正規帯電トナーと逆帯電トナーとに
類別されるが、量的比率では正規帯電トナーが圧倒的に
多い（現像器内の量的比率で正規帯電トナーの方が極め
て多いため）。実験によれば転写ローラ直径１６ｍｍ、
前回転時の転写ローラクリーニングバイアス＋５００
Ｖ、後回転時の同バイアス−１０００Ｖ、感光体表面電
位−８００Ｖの場合、前回転で２〜３秒、後回転では７
秒程度で充分なクリーニングが実現され、逆帯電トナー
を除去する前回転の方が、正規帯電トナーを除去する後
回転よりも所要時間が短く済むことが判明した。

【００２８】更に実験により、転写ローラをバイアスク
リーニングする際の正逆バイアス極性の印加順序を幾つ
か試したところ、正規帯電トナーと同極性バイアスを先
ず印加し量的に多く付着している正規帯電トナーを転写
ローラから除去した後、次に正規帯電トナーと逆極性バ
イアス（逆帯電トナーと同極性）を印加し逆帯電トナー
を除去する順序が、最も効率良く且つ確実なクリーニン
グが実現できた。最初に前記正規帯電トナーと逆極性バ
イアスを印加し、次に前記同極性バイアスを印加する順
序によるバイアスクリーニングでもある程度のクリーニ
ングが実現できたが、先の順序に比べればクリーニング
性は劣る。本発明の転写ローラバイアスクリーニング
は、正規帯電トナーと同極性バイアスを先ず印加し、次
に正規帯電トナーと逆極性バイアスを印加するもので、
効率の良い且つ確実なクリーニングが実現される。

【００２９】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、前回転には、装置本体の電源スイツチＯＮ
後に自動的に実行される装置を動作可能状態にさせるた
めの立ち上げ期間（例えば、加熱式定着ローラを立ち上
げるのに要するウォームアップ時間）を含み、電源スイ
ツチＯＮを第３図のＤ点とし転写、帯電等のバイアス印
加制御を行うものでも良い。また、転写手段はローラの
他に無端状のベルトを用いても良く、帯電手段はチャー
ジャの他、接触式ローラ、ブレード、又はブラシでも良
い。現像手段は２成分でも１成分でも良い。更に、実施
例中に記載したバイアス値、バイアス印加時間等の数値
は、本発明を限定するものではなく、本発明の技術思想
を利用するものであればその数値は限定されない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、前回転、後回転時に実
行される転写ローラのクリーニング時間を短縮し、利便
性と生産性を向上させると共に、転写ローラのクリーニ
ング実行期間中の現像器から像担持体へのトナー付着を
確実に防止し、転写ローラのクリーニングを効率良く且
つ確実に行い得る画像形成装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例を示す概略図である。

【図２】図２は同後回転の実施例を示すタイミングチャ
ート図である。

【図３】図３は同前回転の実施例を示すタイミングチャ
ート図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電器 ４ 現像器 ５ 転写ローラ ２１，２２，２３ 電源 ２４ 制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電
   した前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段
   と、前記静電潜像に帯電されたトナーを供給し顕像化す
   る現像手段と、前記像担持体に接触し顕像化されたトナ
   ー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装
   置において、前記像担持体と前記転写手段とが接触する
   転写位置を一連の画像形成動作の最後の転写材が通過し
   た後、前記転写手段に前記トナーと同極性の転写バイア
   スを印加し、前記転写位置を一連の画像形成動作の最初
   の転写材が到達する前に、前記転写手段に前記トナーと
   逆極性の転写バイアスを印加する制御手段を有すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記転写位置を一連の画像形成動作の最
   初の転写材が到達する前に、上記帯電手段により上記像
   担持体を帯電させることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記転写位置を一連の画像形成動作の最
   後の転写材が通過した以降も上記帯電手段による上記像
   担持体の帯電を継続させることを特徴とする画像形成装
   置。