JPH09329946A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成開始動作及び画像形成終了動作にお
いて現像バイアス用電源をＯＮ／ＯＦＦするときの感光
体へのキャリア付着を確実に防止するとともに、無駄な
トナー消費を防止できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 反転現像方式の現像装置５を備えた画像
形成装置において、感光体１の帯電開始端が現像スリー
ブ４に対向するときに現像バイアス電圧印加が開始し、
帯電終了端が現像スリーブ４に対向するときに現像バイ
アス電圧印加が停止するように、帯電用及び現像バイア
ス用の高圧電源９、１０をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御装
置１１を設け、現像バイアス電圧が過渡変化していると
きに現像スリーブ４との対向位置を通過している感光体
１の表面電位の絶対値が現像バイアス電圧の絶対値以下
になる範囲内で、感光体１の表面電位の値と現像バイア
ス電圧値とを近づけるように、両電源９、１０のＯＮ／
ＯＦＦタイミングを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは均
一に帯電した像担持体の表面を像露光により電位減衰さ
せて静電潜像を形成し、該帯電極性と同極性に帯電され
たトナー及び該帯電極性と逆極性に帯電されたキャリア
を含む二成分現像剤を用いて該静電潜像を現像する反転
現像方式を用いた画像形成装置における帯電用電源及び
現像バイアス用電源のＯＮ／ＯＦＦ制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置において、画像形
成開始時に、像担持体の駆動開始とほぼ同時に帯電手段
による像担持体表面の帯電を開始する場合、像担持体が
停止していたときに帯電手段に対向していたところから
現像装置の現像剤担持体に対向していたところまでの像
担持体表面は、帯電手段で帯電されることなく現像剤担
持体に対向することになる。また、画像形成終了時に、
像担持体の駆動終了とほぼ同時に帯電手段による像担持
体表面の帯電を終了する場合、該像担持体表面の帯電し
ていない表面が現像剤担持体に対向することはないが、
像担持体表面の帯電している部分が現像剤担持体に対向
する可能性がある。

【０００３】ところで、反転現像方式を用いた画像形成
装置において、像担持体表面の帯電されていない非帯電
領域が現像剤担持体に対向しているときに、像担持体表
面の帯電領域に対向するときに印加する電圧と同じ大き
さの現像バイアス電圧を現像剤担持体に印加すると、像
担持体と現像剤担持体との間にトナーを現像剤担持体か
ら像担持体表面に転移させる向きの電界が形成される。
この電界により、像担持体表面の非帯電領域にトナーが
付着するので、トナーが無駄に消費されることになり、
装置全体のトナー消費量が増える。

【０００４】また、像担持体表面の非帯電領域が現像剤
担持体に対向する現像位置にきたときに現像バイアス用
電源がＯＦＦされていると、像担持体と現像剤担持体と
の間に、上記トナーを現像剤担持体から像担持体表面に
転移させる向きの電界とは逆方向の電界、すなわちトナ
ーと逆極性に帯電したキャリアを現像剤担持体から像担
持体表面に転移させる向きの電界が形成され、該像担持
体表面の非帯電領域にキャリアが付着してしまう。この
逆方向の電界は、画像形成時にも現像バイアス電圧を印
加した現像剤担持体と像担持体表面の非画像部との間に
も形成されるが、電界強度が画像形成時の電界よりもか
なり大きくなっているため、キャリアが像担持体に転移
して付着しやすくなっている。このように上記逆方向の
電界でキャリア付着が発生するのは、上記トナー及び高
抵抗キャリアを含む二成分現像剤を用いた場合に、トナ
ー及びキャリアを混合撹拌してトナーを上記所定の極性
に摩擦帯電するときに、キャリアがトナーと逆極性に帯
電するからである。

【０００５】従来、上記トナーの無駄な消費を防止する
ために、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加して現
像を開始する現像開始時期を、像担持体の帯電領域が現
像位置に到達するまで遅らせる電子写真装置（画像形成
装置）が知られている（特開昭５４−１２８４３号公報
参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際の画像
形成装置においては、上記特開昭５４−１２８４３号公
報に示されているような制御を行っても、現像バイアス
用電源のＯＮ／ＯＦＦタイミングがずれてしまうと、上
記キャリアの付着及びトナーの無駄な付着の両方を完全
に防止できない場合があった。例えば、画像形成装置の
画像形成開始時に現像バイアス用電源のＯＮタイミング
が所定のタイミングよりも早いと像担持体へのトナーの
無駄な付着が発生し、現像バイアス用電源のＯＮタイミ
ングが遅いと像担持体へのキャリア付着が発生してしま
う場合がある。また例えば、画像形成装置の画像形成終
了時あるいは緊急停止時に現像バイアス用電源のＯＦＦ
タイミングが所定のタイミングよりも早いと像担持体へ
のキャリア付着が発生し、現像バイアス用電源のＯＮタ
イミングが遅いと像担持体へのトナーの無駄な付着が発
生してしまう場合がある。

【０００７】また、上記キャリアの付着及びトナーの無
駄な付着の両方を完全に防止できない原因としては、像
担持体表面の帯電領域と非帯電領域との境界部に電位変
化領域が発生することや、現像バイアス用電源のＯＮ／
ＯＦＦ時の現像バイアス電圧に過渡変化が発生すること
も挙げることができる。このような像担持体上の電位変
化領域や現像バイアス電圧の過渡変化があると、上記特
開昭５４−１２８４３号公報に示されているような制御
を行なっても、現像バイアス用電源のＯＮ／ＯＦＦによ
って過渡変化している現像バイアス電圧と像担持体表面
の電位との間の大小関係によっては、現像剤担持体上の
キャリアなど像担持体側に転移させるような電界が発生
してしまい、上記キャリアの付着及びトナーの無駄な付
着の両方を完全に防止できないおそれがあった。

【０００８】ここで、上記キャリアは主に静電引力によ
って像担持体表面に付着するが、キャリアはトナーに比
較して重いため、重力や現像剤担持体の回転による遠心
力が強く働き、この重力や遠心力が静電引力よりも大き
くなると、像担持体表面から落下してしまう。また、像
担持体表面に付着したキャリアの数が少なくても、画像
形成装置を長く使っている間に像担持体表面から落下し
たキャリアで装置内の像担持体に下方にある転写チャー
ジャや転写材の搬送路等が汚染されるおそれがある。

【０００９】一方、上記像担持体表面に付着したトナー
は所定極性に十分に帯電されているので、静電引力によ
り像担持体に付着する力がキャリアに比較して強い。更
に、トナーはキャリアに比較して軽く重力や遠心力の働
きが弱いので、上記静電引力が重力や遠心力に比較して
圧倒的に強く、重力や遠心力では像担持体表面から離れ
ない。実際の画像形成装置において像担持体から落ちる
トナーのほとんどは、転写材を像担持体から分離するた
めに転写材の先端部分を分離する分離爪が、像担持体の
表面を擦る短い時間に画像領域先端部分のトナー像を像
担持体表面からはぎ取ったものである。

【００１０】装置内の汚染という観点からは、上記キャ
リア付着は望ましくないが、上記トナー付着はあまり支
障はない。像担持体へのトナー付着及びキャリア付着を
共に発生しないように両立させるのが難しいのであれ
ば、無駄なトナー消費を防止するのを優先させるか、キ
ャリアによる装置内汚染を防止するのを優先させるか、
の選択になる。ここで、キャリアによって装置内が汚染
されると、汚染された部品やユニットの寿命が低下した
り、故障の原因になったりする。一方、無駄なトナー消
費も望ましくはないが、画像形成装置が消費するトナー
量に含めれば、総体的なトナーのコストがやや高くなる
だけで、ユニットの寿命を低下させたり、故障の原因に
なることはない。

【００１１】本発明は以上の背景の下でなされたもので
あり、その目的は、画像形成開始動作及び画像形成終了
動作において現像バイアス用電源をＯＮ／ＯＦＦすると
き又は現像バイアス電圧を切り換えるときの像担持体へ
のキャリア付着を確実に防止するとともに、像担持体へ
のトナー付着を極力抑えて無駄なトナー消費を防止する
ことができる画像形成装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、像担持体の表面を均一に帯電するための帯電部材及
び該帯電部材に電圧を印加する帯電用電源を有する帯電
手段と、該帯電手段で帯電された像担持体の表面を像露
光により電位減衰させて該像担持体上に静電潜像を形成
する露光手段と、該帯電手段の帯電極性と同極性に帯電
されたトナー及び該帯電極性と逆極性に帯電されたキャ
リアを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持体並びに
該現像剤担持体に該帯電極性と同極性の現像バイアス電
圧を印加する現像バイアス用電源を有する現像手段とを
備えた反転現像方式の画像形成装置において、請求項１
の発明は、該像担持体表面の帯電開始端が該現像剤担持
体に対向するときに該現像剤担持体への現像バイアス電
圧の印加が開始し、該像担持体表面の帯電終了端が該現
像剤担持体に対向するときに該現像バイアス電圧の印加
が停止するように、該帯電用電源及び該現像バイアス用
電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手段を設け、該現像バ
イアス用電源のＯＮ／ＯＦＦによって該現像バイアス電
圧が過渡変化しているときに該現像剤担持体との対向位
置を通過している該像担持体の表面の電位の絶対値が、
該現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、該像
担持体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧値とを近
づけるように、該帯電用電源及び該現像バイアス用電源
のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定したことを特徴とする
ものであり、請求項２の発明は、該現像バイアス用電源
を、該現像剤担持体が該像担持体表面の帯電領域に対向
するときに印加する現像バイアス電圧及び該現像剤担持
体が該像担持体表面の非帯電領域に対向するときに印加
する該現像バイアス電圧とは逆極性の電圧を切り換えて
印加できるように構成し、該像担持体表面の帯電開始端
が該現像剤担持体に対向するとき及び該像担持体表面の
帯電終了端が該現像剤担持体に対向するときに、該現像
バイアス電圧が切り換わるように、該帯電用電源及び該
現像バイアス用電源を制御する制御手段を設け、該現像
バイアス電圧の切り換えによって該現像バイアス電圧が
過渡変化しているときに該現像剤担持体との対向位置を
通過している該像担持体の表面の電位の絶対値が、該現
像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、該像担持
体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧値とを近づけ
るように、該帯電用電源及び該現像バイアス用電源のＯ
Ｎ／ＯＦＦタイミングを設定することを特徴とするもの
である。

【００１３】上記請求項１の発明では、制御手段で帯電
用電源及び現像バイアス用電源をＯＮ／ＯＦＦ制御し、
装置の画像形成開始動作において像担持体表面の帯電開
始端が現像剤担持体に対向するときに該現像剤担持体へ
の現像バイアス電圧の印加が開始することにより、像担
持体の帯電開始端が現像剤担持体との対向位置に到達す
るまでの間に、像担持体表面の非帯電領域が、現像バイ
アス電圧が印加された現像剤担持体に対向しないように
し、現像バイアス電圧と同極性のトナーが像担持体表面
に転移する向きの電界が、像担持体と現像剤担持体との
間に形成されないようにする。

【００１４】また、装置の画像形成終了動作において像
担持体表面の帯電終了端が現像剤担持体に対向するとき
に該現像剤担持体への現像バイアス電圧の印加が停止す
ることにより、像担持体の帯電終了端が現像剤担持体と
の対向位置を通過した後、像担持体の非帯電領域が、現
像バイアス電圧が印加された現像剤担持体に対向しない
ようにし、現像バイアス電圧と同極性のトナーが像担持
体表面に転移する向きの電界が、像担持体と現像剤担持
体との間に形成されないようにする。

【００１５】そして、現像バイアス用電源のＯＮ／ＯＦ
Ｆによって現像バイアス電圧が過渡変化しているときに
現像剤担持体との対向位置を通過している像担持体の表
面の電位の絶対値を該現像バイアス電圧の絶対値以下に
なるように、帯電用電源及び現像バイアス用電源のＯＮ
／ＯＦＦタイミングを設定することにより、現像バイア
ス電圧が過渡変化している間に、像担持体上の帯電電位
とは逆極性に帯電しているキャリアが現像剤担持体から
像担持体表面に転移する向きの電界が、像担持体と現像
剤担持体との間に形成されないようにする。

【００１６】更に、上記像担持体の表面の電位の絶対値
が上記現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、
該像担持体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧値と
を近づけるように、帯電用電源及び現像バイアス用電源
のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定することにより、現像
バイアス電圧と同極性のトナーが像担持体表面に転移す
るような電界が像担持体と現像剤担持体との間に形成さ
れる時間を短くする。

【００１７】上記請求項２の発明においては、制御手段
で帯電用電源及び現像バイアス用電源をＯＮ／ＯＦＦ制
御し、装置の画像形成開始動作において像担持体表面の
帯電開始端が現像剤担持体に対向するときに、該現像剤
担持体へ印加する電圧を現像バイアス電圧とは逆極性の
電圧から現像バイアス電圧に切り換えることにより、像
担持体の帯電開始端が現像剤担持体との対向位置に到達
するまでの間に、像担持体表面の非帯電領域が、現像バ
イアス電圧が印加された現像剤担持体に対向しないよう
にし、現像バイアス電圧と同極性のトナーが像担持体表
面に転移する向きの電界が、像担持体と現像剤担持体と
の間に形成されないようにする。

【００１８】また、装置の画像形成終了動作において像
担持体表面の帯電終了端が現像剤担持体に対向するとき
に、該現像剤担持体へ印加する電圧を現像バイアス電圧
から該現像バイアス電圧とは逆極性の電圧に切り換える
ことにより、像担持体の帯電終了端が現像剤担持体との
対向位置を通過した後、像担持体の非帯電領域が、現像
バイアス電圧が印加された現像剤担持体に対向しないよ
うにし、現像バイアス電圧と同極性のトナーが像担持体
表面に転移する向きの電界が、像担持体と現像剤担持体
との間に形成されないようにする。

【００１９】そして、現像バイアス用電源のＯＮ／ＯＦ
Ｆによって現像バイアス電圧が過渡変化しているときに
現像剤担持体との対向位置を通過している像担持体の表
面の電位の絶対値が該現像バイアス電圧の絶対値以下に
なるように、帯電用電源のＯＮ／ＯＦＦタイミング及び
現像バイアス電圧の切換タイミングを設定することによ
り、現像バイアス電圧が過渡変化している間に、像担持
体上の帯電電位とは逆極性に帯電しているキャリアが現
像剤担持体から像担持体表面に転移する向きの電界が、
像担持体と現像剤担持体との間に形成されないようにす
る。

【００２０】更に、上記像担持体の表面の電位の絶対値
が上記現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、
該像担持体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧値と
を近づけるように、帯電用電源のＯＮ／ＯＦＦタイミン
グ及び現像バイアス電圧の切換タイミングを設定するこ
とにより、現像バイアス電圧と同極性のトナーが像担持
体表面に転移するような電界が像担持体と現像剤担持体
との間に形成される時間を短くする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式の画
像形成装置に適用した一実施形態について説明する。ま
ず、図１を用いて、本実施形態に係る画像形成装置の概
略構成について説明する。この画像形成装置は、矢印方
向に所定の線速で回転駆動された像担持体としてのドラ
ム状の感光体１を備え、この感光体１の周囲に、感光体
１を負極性の所定電位に一様帯電する帯電手段としての
帯電装置２、感光体１上の一様帯電された表面に画像に
対応した光を照射して像露光する像露光装置３、負極性
に帯電したトナー及び正極性に帯電したキャリアを含む
二成分現像剤を担持する現像剤担持体としての現像スリ
ーブ４を有する現像手段としての現像装置５、感光体１
上のトナー像を転写材としての図示しない転写紙に転写
する転写装置６、転写後の感光体１上に残留しているト
ナーを除去するクリーニング装置７、感光体１上の残留
電荷を除去する除電装置８等が配設されている。

【００２２】上記帯電装置２は感光体１の表面に対向す
る図示しない帯電部材を有し、この帯電部材には、帯電
用電源としての高圧電源９から所定の電圧が印加され
る。また、上記現像装置５の現像スリーブ４には、現像
バイアス用電源としての高圧電源１０から帯電電圧と同
極性の現像バイアス電圧が印加される。これら２つの高
圧電源９、１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏイ
ンターフェース等からなる制御手段としての制御装置１
１でＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【００２３】上記構成の画像形成装置における通常の画
像形成時には、感光体１が矢印方向に回転駆動され、帯
電装置２で例えば負極性の所定電位に一様帯電された感
光体１の表面に、像露光装置３で画像に対応した光が照
射され、これにより、画像に対応した部分の電位が減衰
して、感光体１上に静電潜像が形成される。この感光体
１上の静電潜像は、現像スリーブ４から供給された負極
性のトナーによる現像が行われてトナー像となる。感光
体１上のトナー像は、転写装置６で図示しない転写紙に
転写される。転写後に感光体１上に残留しているトナー
はクリーニング装置７で除去され、除電装置８で残留電
荷が除去された後、次の画像形成に備えられる。

【００２４】次に、図２のタイムチャートを用いて、上
記構成の画像形成装置の画像形成開始時及び画像形成終
了時における制御について説明する。この画像形成装置
の画像形成開始時には、スタートボタンを押して感光体
１の回転駆動を開始した後、帯電用の高圧電源９をＯＮ
して感光体１の表面の一様帯電を開始する。そして、こ
の感光体表面の帯電開始端（帯電領域の感光体周面移動
方向における先端）が現像スリーブ４に対向するときに
該現像スリーブ４への現像バイアス電圧の印加を開始す
るように、現像バイアス用の高圧電源１０をＯＮする。

【００２５】また、画像形成終了時には、帯電用の高圧
電源９をＯＦＦして感光体１の一様帯電を終了した後、
感光体表面の帯電終了端（帯電領域の感光体周面移動方
向における後端）が現像スリーブ４に対向するときに現
像バイアス電圧の印加を停止するように現像バイアス用
の高圧電源１０をＯＦＦする。その後、感光体１の全面
が除電されたところで感光体１の回転駆動をＯＦＦす
る。 （以下、余白）

【００２６】図２に示すように帯電用及び現像バイアス
用の高圧電源をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、現像
バイアス電圧が印加されている現像スリーブ４に、感光
体表面の非帯電領域がほとんど対向しなくなるため、現
像スリーブ４上のトナーが感光体表面の非帯電領域に転
移して付着することによる無駄なトナー消費を減らすこ
とができる。

【００２７】次に、上記現像バイアス用の高圧電源１０
をＯＮ／ＯＦＦする際の現像バイアス電圧の過渡変化
と、帯電用の高圧電源９のＯＮ／ＯＦＦによる感光体１
上の帯電開始端及び帯電終了端における電位の傾斜とを
考慮して設定した２つの高圧電源９，１０のＯＮ／ＯＦ
Ｆタイミングについて説明する。

【００２８】上記現像バイアス用の高圧電源１０のＯＮ
／ＯＦＦによる過渡応答中で現像スリーブ４に印加する
現像バイアス電圧が変化している間に該現像スリーブ４
と対向する感光体表面上の距離は、一般に数ｍｍ〜２０
ｍｍ程度である。ここで、画像形成装置の感光体１の線
速は、遅いもので１０ｍｍ／ｓｅｃであり、速いもので
５００ｍｍ／ｓｅｃである。また、現像バイアス用の高
圧電源１０のＯＮ／ＯＦＦによる出力電圧（現像バイア
ス電圧）の過渡応答時間は、出力時間が最終的な現像バ
イアス電圧の１０％から９０％まで変化する時間で１０
ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ程度である。また、感光体１
の線速が速いものほど、現像スリーブ４に印加している
現像バイアス電圧が過渡変化している間に該現像スリー
ブ４と対向する感光体１上の距離が長くならないよう
に、高圧電源１０の出力電圧の過渡応答時間を短くする
ように設計するので、感光体線速が速いものでも上記距
離は２０ｍｍ以内に納まっている。

【００２９】これに対して、感光体１上の一様帯電され
ている帯電領域と一様帯電されていない非帯電領域との
変わり目の電位が傾斜している幅は、帯電用の高圧電源
９のＯＮ／ＯＦＦによる出力信号の過渡応答時間と、帯
電装置２による感光体１上の帯電分布とによって決ま
る。高圧電源９のＯＮ／ＯＦＦによって出力信号が過渡
変化している間に感光体表面が移動する距離は、上記現
像バイアスの場合と同様に、一般に数ｍｍ〜２０ｍｍ程
度である。一方、帯電装置２による感光体１上の帯電分
布は、帯電部材としての帯電ローラ等を用いる接触型の
帯電装置と、帯電部材としてのコロナワイヤーを用いる
帯電装置とで差がある。接触型の帯電装置の場合は、感
光体１との接点近傍の狭い領域でコロナ放電が行われる
ので、感光体１表面での帯電分布の幅は狭く、数ｍｍ程
度である。また、複数のコロナワイヤーを感光体表面移
動方向に並べた帯電装置の場合は、感光体表面での帯電
分布の幅が両端のコロナワイヤー間の距離よりも広くな
ると思われがちだが、１本のコロナワイヤーでかなりの
電位まで帯電させて、感光体表面移動方向の下流側のコ
ロナワイヤーはその電位の均一性を高めるためのもの
で、最初の１本目のコロナワイヤーによる帯電分布が支
配的になる。そのため、帯電電位が傾斜している幅は、
１本のコロナワイヤーを備えた帯電装置の場合とほとん
ど変わらないものが多く、１０ｍｍ程度かそれ以下であ
る。よって、感光体表面の帯電領域と非帯電領域との変
わり目の帯電電位が傾斜している幅は、数ｍｍ〜３０ｍ
ｍ程度である。

【００３０】また、上記高圧電源９、１０の出力電圧の
過渡応答には装置間でバラツキがある。例えば、現像バ
イアス用の高圧電源１０のＯＮ／ＯＦＦによる過渡応答
中で現像スリーブ４に印加する現像バイアス電圧の変化
速度は、装置に用いる高圧電源１０の個体バラツキや、
使用環境や、電源の自己発熱による温度変化で変動す
る。

【００３１】また、上記感光体表面の帯電領域と非帯電
領域との間の変わり目の帯電電位の傾斜は、上記現像バ
イアス電圧の場合と同様に高圧電源９によるものの他
に、帯電装置の個体バラツキ、環境変動、経時劣化によ
っても変動する。

【００３２】その他にも、レイアウト位置や平行度のバ
ラツキ等の機械的なバラツキ要因によって生じる感光体
１に対する帯電装置２及び現像装置５の相対位置のバラ
ツキが感光体１上の周方向の距離で言うと１ｍｍ程度あ
り、制御装置１１のＣＰＵによる制御バラツキが１ｍｍ
程度ある。

【００３３】このような帯電電位の傾斜のバラツキ、感
光体１上の現像トナー量の傾斜のバラツキ、上記帯電装
置２及び現像装置５の相対位置のバラツキ、上記制御の
バラツキがあり、更に、このバラツキに環境変動や経時
変動があるので、帯電用の高圧電源９のＯＮ／ＯＦＦタ
イミングと、現像バイアス用の高圧電源１０のＯＮ／Ｏ
ＦＦタイミングとを調整することで、感光体１へのトナ
ー付着（現像）もキャリア付着も同時になくすというの
は、ほとんど不可能である。

【００３４】そこで、本実施形態の画像形成装置では、
これらのバラツキは変動を考慮して、感光体１へのトナ
ー付着を多少犠牲にして、感光体１と現像スリーブ４と
の間に感光体１上にキャリアが転移して付着しない方向
の電界が確実に形成されるように、所定のマージンをと
って高圧電源９、１０のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定
している。ここで、マージンをとりすぎてＯＮ／ＯＦＦ
タイミングを設定すると、感光体１上にトナーが現像さ
れて黒帯となる幅が広くなり、無駄なトナー消費が多く
なり、逆に上記マージンを過小に計算してＯＮ／ＯＦＦ
タイミングを設定すると、感光体１上にキャリア付着が
発生してしまう。従って、上記バラツキや変動を評価
し、その評価結果に応じて適正なマージンをとって上記
高圧電源９、１０のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定する
のが望ましい。

【００３５】図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、上記現
像バイアス電圧の過渡応答、帯電電位の傾斜等のバラツ
キや変動を評価して上記高電圧電源９，１０のＯＮタイ
ミングを設定した設定例を示す説明図である。図中の横
軸は感光体１上の表面移動方向の座標であり、縦軸は電
位（帯電電位及び現像バイアス電圧）である。図中の実
線Ａは感光体１上の帯電電位であり、破線Ｂは各座標に
おける感光体表面に対向しているときの現像バイアス電
圧である。また、横軸のｔ１及びｔ２はそれぞれ、帯電
用の高圧電源９及び現像バイアス用の高圧電源１０のＯ
Ｎ動作に対応している。

【００３６】図３（ａ）は、現像バイアス電圧の過渡応
答が比較的緩やかで、高圧電源９のＯＮに伴う感光体１
上の帯電電位の傾斜部の幅が広く、且つ上記バラツキや
変動が小さい場合の設定例である。また、図３（ｂ）
は、図３（ａ）の場合とは異なり、現像バイアス電圧の
過渡応答が比較的急峻で、高圧電源９のＯＮに伴う感光
体１上の帯電電位の傾斜部の幅が比較的狭く、且つ上記
バラツキや変動が大きい場合の設定例である。これら２
つの図の設定例においては、上記バラツキや変動を考慮
し、現像バイアス用の高圧電源１０のＯＮによって現像
バイアス電圧が過渡変化しているときに現像スリーブ４
との対向位置を通過している感光体１の帯電電位の絶対
値が該現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、
帯電電位の値を現像バイアス電圧値に近づけるように、
高圧電源９、１０のＯＮタイミングを設定している。

【００３７】以上、本実施形態によれば、上記現像バイ
アス電圧の過渡応答、帯電電位の傾斜等のバラツキや変
動を適正に評価して、高圧電源９、１０のＯＮタイミン
グを設定することにより、画像形成開始時において現像
バイアス電圧が過渡変化している間に、正極性のキャリ
アが現像スリーブ４から感光体１表面に転移する向きの
電界が、感光体１と現像スリーブ４との間に形成されな
いので、現像スリーブ４上のキャリアが感光体１へ付着
しなくなり、キャリアによる装置内の汚染を防止でき
る。また、上記例に示すように高圧電源９、１０のＯＮ
タイミングを設定することにより、負極性のトナーが現
像スリーブ４から感光体１表面に転移するような電界が
感光体１と現像スリーブ４との間に形成されにくくなる
ので、感光体１へのトナー付着を極力抑えて無駄なトナ
ー消費を防止できる。実際に、現像スーブ４上の負極性
のトナーが感光体１上に現像されて形成された黒帯画像
の幅を測定したところ、数ｍｍ〜２０ｍｍ程度であっ
た。

【００３８】なお、上記図３（ａ），（ｂ）は画像形成
開始時の高圧電源９、１０のＯＮタイミングの設定例を
示しているが、画像形成終了時に高圧電源９、１０をＯ
ＦＦするときもＯＮタイミングと同様に、上記現像バイ
アス電圧の過渡応答、帯電電位の傾斜等のバラツキや変
動を評価して上記高電圧電源９，１０のＯＦＦタイミン
グを設定する。より具体的には、現像バイアス用の高圧
電源１０のＯＦＦによって現像バイアス電圧が過渡変化
しているときに現像スリーブ４との対向位置を通過して
いる感光体１の帯電電位の絶対値が、該現像バイアス電
圧の絶対値よりも小さくなるように、高圧電源９、１０
のＯＦＦタイミングを設定する。これにより、高圧電源
９、１０をＯＦＦするときに、現像スリーブ４上のキャ
リアが感光体１へ付着しなくなり、キャリアによる装置
内の汚染を防止できる。

【００３９】また、上記実施形態の画像形成装置におい
て、現像バイアス用の高圧電源１０をＯＦＦしたときに
現像スリーブ４がアース電位になっていると、０Ｖある
いは残留電荷によってわずかに電位を有している感光体
１の表面に、少量のトナーが現像されることがある。こ
のトナーの現像を防止するために、感光体１の非帯電領
域が現像スリーブ４に対向しているときに、感光体１の
表面電位と現像スリーブ４の電位との電位差が、感光体
１の帯電領域が現像スリーブ４に対向しているときと極
性及び大きさが同じになるように、帯電電位とは逆極性
の電圧を現像スリーブ４に印加してもよい。

【００４０】図４は、感光体１の非帯電領域が現像スリ
ーブ４に対向しているときに帯電極性とは逆極性の電圧
に切り換える画像形成装置における画像形成制御のタイ
ムチャートである。この画像形成装置の画像形成開始時
には、スタートボタンを押して感光体１の回転駆動を開
始し、それと同時に現像バイアス用高圧電源１０をＯＮ
して帯電電位とは逆極性の第１の現像バイアス電圧Ｖ１
を現像スリーブ４に印加し始める。その後、帯電用の高
圧電源９をＯＮして感光体１の表面の一様帯電を開始す
る。そして、この感光体表面の帯電開始端が現像スリー
ブ４に対向するときに現像スリーブ４へ印加する電圧を
上記第１の現像バイアス電圧Ｖ１からの通常の第２の現
像バイアス電圧Ｖ２に切り換える。また、画像形成終了
時には、帯電用の高圧電源９をＯＦＦして感光体１の一
様帯電を終了した後、感光体表面の帯電終了端が現像ス
リーブ４に対向するときに現像スリーブ４に印加する電
圧を第２の現像バイアス電圧Ｖ２から上記第１の現像バ
イアス電圧Ｖ１に切り換える。その後、感光体１の全面
が除電されたところで感光体１の回転駆動をＯＦＦする
と同時に、現像バイアス用の高圧電源１０をＯＦＦす
る。

【００４１】このように現像スリーブ４に印加する現像
バイアス電圧を切り換える場合にも、その切換によって
現像バイアス電圧が過渡変化しているときに現像スリー
ブ４との対向位置を通過している感光体表面の電位の絶
対値が現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、
帯電電位の値を現像バイアス電圧値に近づけるように、
高圧電源９、１０のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定す
る。これにより、電圧を切り換える際の感光体１へのキ
ャリア付着を確実に防止できるとともに、感光体１への
トナー付着を極力抑えて無駄なトナー消費を防止でき
る。

【００４２】なお、上記実施形態では、感光体１及びト
ナーの帯電電位が負極性である反転現像方式を採用した
画像形成装置について説明したが、本発明は、それらの
帯電極性に限定されることなく適用できる。例えば、感
光体１及びトナーの帯電電位が正極性である反転現像方
式を採用した場合にも適用でき、同様な効果が得られる
ものである。

【００４３】

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、画像形
成開始動作及び画像形成終了動作において現像バイアス
用電源をＯＮ／ＯＦＦするとき又は現像バイアス電圧を
切り換えるときに、現像バイアス電圧が過渡変化してい
る間、像担持体上の帯電電位とは逆極性に帯電している
キャリアが現像剤担持体から像担持体表面に転移する向
きの電界が、像担持体と現像剤担持体との間に形成され
ないので、現像剤担持体上のキャリアが像担持体へ付着
しなくなり、キャリアによる装置内の汚染を防止できる
という効果がある。

【００４４】更に、画像形成開始動作及び画像形成終了
動作において現像バイアス用電源をＯＮ／ＯＦＦすると
き又は現像バイアス電圧を切り換えるときに、現像バイ
アス電圧と同極性のトナーが像担持体表面に転移するよ
うな電界が形成される時間を短くしているので、像担持
体へのトナー付着を極力抑えて無駄なトナー消費を少な
くすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。

【図２】同画像形成装置の制御のタイムチャート。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、同画像形成装置の感光体
の帯電電位の変化と現像バイアス電圧の変化との関係を
示す説明図。

【図４】変形例に係る画像形成装置の制御のタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電装置 ４ 現像スリーブ ５ 現像装置 ９ 帯電用の高圧電源 １０ 現像バイアス用の高圧電源 １１ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体の表面を均一に帯電するための帯
   電部材及び該帯電部材に電圧を印加する帯電用電源を有
   する帯電手段と、該帯電手段で帯電された像担持体の表
   面を像露光により電位減衰させて該像担持体上に静電潜
   像を形成する露光手段と、該帯電手段の帯電極性と同極
   性に帯電されたトナー及び該帯電極性と逆極性に帯電さ
   れたキャリアを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持
   体並びに該現像剤担持体に該帯電極性と同極性の現像バ
   イアス電圧を印加する現像バイアス用電源を有する現像
   手段とを備えた画像形成装置において、 該像担持体表面の帯電開始端が該現像剤担持体に対向す
   るときに該現像剤担持体への現像バイアス電圧の印加が
   開始し、該像担持体表面の帯電終了端が該現像剤担持体
   に対向するときに該現像バイアス電圧の印加が停止する
   ように、該帯電用電源及び該現像バイアス用電源をＯＮ
   ／ＯＦＦ制御する制御手段を設け、 該現像バイアス用電源のＯＮ／ＯＦＦによって該現像バ
   イアス電圧が過渡変化しているときに該現像剤担持体と
   の対向位置を通過している該像担持体の表面の電位の絶
   対値が、該現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下
   で、該像担持体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧
   値とを近づけるように、該帯電用電源及び該現像バイア
   ス用電源のＯＮ／ＯＦＦタイミングを設定したことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】像担持体の表面を均一に帯電するための帯
   電部材及び該帯電部材に電圧を印加する帯電用電源を有
   する帯電手段と、該帯電手段で帯電された像担持体の表
   面を像露光により電位減衰させて該像担持体上に静電潜
   像を形成する露光手段と、該帯電手段の帯電極性と同極
   性に帯電されたトナー及び該帯電極性と逆極性に帯電さ
   れたキャリアを含む二成分現像剤を担持する現像剤担持
   体並びに該現像剤担持体に該帯電極性と同極性の現像バ
   イアス電圧を印加する現像バイアス用電源を有する現像
   手段とを備えた画像形成装置において、 該現像バイアス用電源を、該現像剤担持体が該像担持体
   表面の帯電領域に対向するときに印加する現像バイアス
   電圧及び該現像剤担持体が該像担持体表面の非帯電領域
   に対向するときに印加する該現像バイアス電圧とは逆極
   性の電圧を切り換えて印加できるように構成し、 該像担持体表面の帯電開始端が該現像剤担持体に対向す
   るとき及び該像担持体表面の帯電終了端が該現像剤担持
   体に対向するときに、該現像バイアス電圧が切り換わる
   ように、該帯電用電源及び該現像バイアス用電源を制御
   する制御手段を設け、 該現像バイアス電圧の切り換えによって該現像バイアス
   電圧が過渡変化しているときに該現像剤担持体との対向
   位置を通過している該像担持体の表面の電位の絶対値
   が、該現像バイアス電圧の絶対値以下となる条件下で、
   該像担持体の表面の電位の値と該現像バイアス電圧値と
   を近づけるように、該帯電用電源のＯＮ／ＯＦＦタイミ
   ング及び該現像バイアス電圧の切換タイミングを設定す
   ることを特徴とする画像形成装置。