JPH1152640A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像同時クリーニング方式の画像形成装置に
おいて、像担持体と現像剤担持体間における電界が大き
く変化する領域をなくして、現像剤の像担持体への付着
を防止し、高画質画像を安定して出力できるようにす
る。 【解決手段】 画像形成前における準備前回転中におい
て、現像バイアス電源１２の電圧印加が帯電バイアス電
源７の電圧印加に連動して、感光体１と現像ローラ８間
の電位差を所定電位差内に維持するよう制御装置１６で
制御することにより、感光体１と現像ローラ８間の電界
の変化を少なくすることができるので、トナーの感光体
１への付着が防止され、高画質画像を安定して出力する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置に係り、特に現像同時クリーニング方式を用いた画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用した複写機、プ
リンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、例えば図５
に示すように、像担持体としてのドラム型の電子写真感
光体（以下、感光体と記す）１０１と、その周囲に帯電
器１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写ロー
ラ１０５、クリーニング装置１０６を備えている。

【０００３】このように構成された画像形成装置は、画
像形成時には、感光体１０１は駆動手段（不図示）によ
り回転駆動され、帯電器１０２により表面が一様に帯電
される。そして、帯電された感光体１０１上に露光装置
１０３によりレーザー光による画像露光Ｌが与えられ、
入力される画像情報に応じた静電潜像が形成され、この
静電潜像は現像装置１０４の現像ローラ１０４ａにより
トナー像として現像される。そして、感光体１０１上の
トナー像は転写ローラ１０５により用紙などの転写材Ｐ
に転写されて、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、定着装置により転写トナー像
が転写材Ｐの表面に永久固着画像として定着されて排出
される。

【０００４】また、感光体１０１の表面に付着してい
る、転写工程の後に感光体に残留する転写残トナーはク
リーニング装置１０６によって除去される。

【０００５】ところで、近年、上記した構成の画像形成
装置に対し、トナー消費量の軽減によるランニングコス
トの低下、装置小型化等を目的として、現像装置により
現像と転写残トナーのクリーニングとを同時に行う、い
わゆる現像同時クリーニング方式の画像形成装置が、例
えば特開平５−２３２４号公報に開示されている。

【０００６】この特開平５−２３２４号公報では、画像
形成動作に入る前の感光体等の準備回転時、いわゆる前
回転時において、帯電器から現像装置までの回転に要す
る時間に印加する現像バイアスと画像形成時の現像バイ
アスの極性を逆極性にすることで、前回転時における逆
クリーニング作用を防止するようにしている。

【０００７】ここでいう逆クリーニング作用とは、例え
ば画像形成装置を長時間放置した場合に、感光体上の電
位は零に収束する。この状態において、画像形成を行う
現像バイアスを印加しつつ画像形成前の準備のための前
回転を行うと、帯電器と現像装置間の感光体の表面は帯
電器で帯電されずに現像装置に到達するので、感光体上
の転写残トナーは現像装置に回収されず、逆に現像装置
の現像ローラ上に担持されたトナーが感光体上に移動し
てしまう。つまり、現像装置で感光体上の転写残トナー
をクリーニングしないばかりか、逆に現像器のトナーを
感光体に移行してしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の現像同
時クリーニング方式の画像形成装置においては、前回転
時に現像バイアスと逆極性の電圧から現像バイアスの電
圧に変化するため、現像ローラに印加される電圧は大き
く変化する。その結果、感光体上の静電潜像と電圧が印
加された現像ローラ間の電界は急激に変化することとな
り、以下に述べるような問題点があった。

【０００９】図６に示すように、画像形成装置が長期間
放置される等によって感光体１０１上の表面電位が０
（Ｖ）程度に変化していた場合、この状態で現像バイア
スを画像形成時とは逆極性の電圧を印加しつつ前回転を
開始すると、感光体１０１の現像ローラ１０４ａから帯
電器１０２との間の領域は帯電されずに現像部Ｍに到達
し、そして現像ローラ１０４ａを通過する。

【００１０】そして、所定時間経過後、帯電器１０２に
より帯電された領域であるところの帯電器１０２付近に
存在した感光体１０１の表面は現像部Ｍに到達する。即
ち、感光体１０１の表面電位がほぼ零の部分と表面電位
が所定のＶｄを有する部分の境界部Ｎが現像部Ｍに到達
することになる。現像ローラ１０４ａによる接触現象に
おいては、現像ローラ１０４ａと感光体１０１の接触部
（現像部Ｍ）が通常２〜３ｍｍ程度あるため、この間で
現像ローラ１０４ａと感光体１０１間の電界が一様でな
い部分が一瞬ではあるが存在することになる。

【００１１】また、通常、現像ローラ１０４ａに担持さ
れるトナーＴは、トナー規制部材１０４ｂにより電荷付
与されこのトナー規制部材１０４ｂ上に薄層状に形成さ
れるが、本来の現像に供するための摩擦帯電による電荷
付与のため全てのトナーＴが所定の極性に電荷付与され
るのではなく、一部のトナーは逆極性の電荷を有する。
このようなトナーを「反転トナー」と称する。

【００１２】該逆極性に帯電した反転トナーにとって、
現像ローラ１０４ａと感光体１０１の接触部（現像部
Ｍ）における電界の変化は、現像ローラ１０４ａから感
光体１０１への付勢力が増加する方向に働く。その結
果、感光体１０１の表面電位がほぼ零であったときに
は、感光体１０１へ付着しなかった逆極性に帯電したこ
の反転トナーにおいても、感光体１０１の表面電位が所
定のＶｄを有するときには、感光体１０１へ付着してし
まうことになる。

【００１３】このため、感光体１０１に付着した反転ト
ナーは、図５に示した転写ローラ１０５や帯電器１０２
を汚したり、機内飛散を発生させる。

【００１４】また、転写ローラ１０５に付着したトナー
は、次回の画像形成時に転写材の裏面にトナーが付着し
て転写材の裏面を汚す、いわゆる「裏汚れ」が発生す
る。

【００１５】さらに、帯電器や転写装置が感光体表面に
接触するブラシやローラやブレード等の方式の場合に
は、トナーが帯電器や転写装置を構成するこれらローラ
等に付着することで、画像不良を発生させることにな
る。

【００１６】そこで、本発明は、現像同時クリーニング
方式の画像形成装置において、像担持体と現像バイアス
が印加された現像剤担持体間における電界が大きく変化
する領域をなくし、完全な転写残りトナーのクリーニン
グを行うことで高画質画像を安定して出力可能な画像形
成装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、感光体に転写工程の後に残留する現像剤を
現像手段で回収する画像形成装置であって、電子写真感
光体と、該感光体を帯電するためにこの感光体に接触す
る電極で構成され、帯電バイアス電源により帯電バイア
スが印加された接触帯電手段と、静電潜像を形成するた
め帯電された前記感光体を露光する露光手段と、現像バ
イアス電源により現像バイアスが印加された現像剤担持
体と前記感光体との潜像間の電位差により、前記感光体
によって前記接触帯電手段の下流側に搬送された転写工
程後に前記感光体に残留した現像剤を、前記感光体から
前記現像剤担持体側に回収すると同時に、前記現像剤担
持体から現像剤を前記感光体の潜像部に付与してこの感
光体を現像する現像手段と、像形成の準備のために前記
感光体を準備前回転工程で、前記現像バイアスが印加さ
れた前記現像剤担持体と、前記接触帯電手段により帯電
された前記感光体の表面電位により、前記感光体と前記
現像剤担持体間の電位差を通常の画像形成時のときより
も低い電位差に維持するよう、前記帯電バイアスと前記
現像バイアスとを制御する制御手段と、を有することを
特徴としている。

【００１８】また、前記制御手段は、前記準備前回転の
回転開始直後の前記現像バイアス電源の印加電圧の極性
を、画像形成時の前記現像バイアス電源の印加電圧の極
性と逆極性となるように制御することを特徴としてい
る。

【００１９】また、前記制御手段は、前記準備前回転中
における前記低い電位差の設定は、段階的に変化するよ
うに前記現像バイアスが変化することを特徴としてい
る。

【００２０】また、前記制御手段は、前記準備前回転時
における前記低い電位差の設定は、連続的に変化するよ
うに前記現像バイアスが変化することを特徴としてい
る。

【００２１】また、前記制御手段は、前記準備前回転中
における前記感光体と前記現像剤担持体間の電位差を、
絶対値で２００〜５００Ｖの範囲に維持するよう帯電バ
イアスと前記現像バイアスとを制御することを特徴とし
ている。

【００２２】また、前記準備前回転は、正規の画像形成
が開始される前の前記感光体の回転であることを特徴と
している。

【００２３】また、前記準備前回転は、画像形成の途中
で強制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰する
ときに行われる回転であることを特徴としている。

【００２４】また、前記感光体に転写工程の後に残留す
る現像剤を現像手段で回収する画像形成装置であって、
電子写真感光体と、該感光体を帯電するためにこの感光
体に接触する電極で構成され、帯電バイアス電源により
帯電バイアスが印加された接触帯電手段と、静電潜像を
形成するため帯電された前記感光体を露光する露光手段
と、現像バイアス電源により現像バイアスが印加された
現像剤担持体と前記感光体との潜像間の電位差により、
前記感光体によって前記接触帯電手段の下流側に搬送さ
れた転写工程後に前記感光体に残留した現像剤を、前記
感光体から前記現像剤担持体側に回収すると同時に、前
記現像剤担持体から現像剤を前記感光体の潜像部に付与
してこの感光体を現像する現像手段と、像形成の準備の
ために前記感光体を準備前回転工程で、前記現像バイア
スが印加された前記現像剤担持体と、前記接触帯電手段
により帯電された前記感光体の表面電位により、前記感
光体と前記現像剤担持体間の電位差を通常の画像形成時
のときよりも低い電位差に維持するよう、前記帯電バイ
アスと前記現像バイアスとを制御する制御手段と、転写
材に接触し、前記感光体上の現像剤を転写する転写手段
と、を有することを特徴としている。

【００２５】また、前記準備前回転は、画像形成の途中
で強制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰する
ときに行われる回転であることを特徴としている。

【００２６】また、前記準備前回転は、画像形成の途中
で強制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰する
ときに行われる回転で、この前回転中は前記転写手段に
は、本来の現像剤の極性とは逆極性電圧を印加すること
を特徴としている。

【００２７】また、上記した準備前回転とは、画像信号
に応じて露光を行う前に感光体を回転させる工程を言
い、該工程には以下の動作も含まれる。

【００２８】（ａ）画像形成装置のメインスイッチがｏ
ｆｆ状態からｏｎ状態にした場合に、定着装置を所望の
温度にするためにメインモータを可動させた場合の感光
体の回転（いわゆる、前多回転）。

【００２９】（ｂ）転写材である紙詰まりや紙の搬送不
良等により、画像形成装置を復帰させるための感光体の
回転。

【００３０】（ｃ）感光体を駆動するモータの回転速度
を定常回転に到達させるため（感光体の回転速度を定常
回転にする）の感光体の回転。

【００３１】（作用）本発明の構成によれば、画像形成
前における像担持体の準備前回転中において、像担持体
表面と現像剤担持体間の電界の変化を少なくすることが
できるので、逆極性に帯電した現像剤の像担持体への付
着が抑制され、現像剤による転写手段や帯電手段の汚れ
や、装置内への飛散等を防止することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００３３】〈実施の形態１〉図１は、本実施の形態に
係る画像形成装置（本実施の形態では、クリーニング装
置がない現像同時クリーニング方式の画像形成装置）を
示す概略構成図である。

【００３４】この画像形成装置は、ドラム状の感光体１
と、その周囲に帯電ローラ２、露光装置３、現像装置
４、転写ローラ５、定着装置６を備えている。

【００３５】感光体１は表面に感光層（不図示）を有し
ており、矢印Ｘ方向の時計方向に所定のスピードで回転
駆動される。

【００３６】帯電ローラ２は感光ドラム１に接触して帯
電を行う接触帯電手段であり、矢印ｗ方向の反時計方向
に回転速度Ｖｗで回転する。帯電ローラ２の回転速度Ｖ
ｗは、感光体１の回転速度をＶｘとすると、Ｖｗ＞Ｖｘ
が好ましい。その理由として、本画像形成装置は現像同
時クリーニングを行う画像形成装置であるため、転写ロ
ーラ５で転写されずに感光体１上に残った転写残トナー
は感光体１と帯電ローラ２の間を通過して現像部に到達
する。そのため、転写残トナーはある程度帯電ローラ２
に付着することになるため、帯電ローラ２表面の汚れを
防止するためには、上記したＶｗ＞Ｖｘが好ましい。本
実施の形態においては、感光体１の回転速度Ｖｘを９３
ｍｍ／ｓｅｃ、帯電ローラ２の回転速度Ｖｗを１２３ｍ
ｍ／ｓｅｃとした。

【００３７】また、帯電ローラ２には帯電バイアス電源
７が接続されており、画像形成動作中は約−１３００Ｖ
を帯電ローラ２に印加して、感光体１表面を−７００Ｖ
に一様に帯電する。

【００３８】露光装置３は、入力される画像情報に応じ
てレーザー光もしくはＬＥＤによる露光を帯電された感
光体１上に行って静電潜像を形成する。

【００３９】現像剤として非磁性一成分トナーＴを収容
する現像装置４は、感光体１と接触し矢印Ｙ方向の反時
計方向に回転速度Ｖｙで回転する現像ローラ８と、矢印
Ｚ方向の反時計方向に回転する塗布ローラ９と、トナー
規制部材としての現像剤塗布用のブレード１０と、非磁
性一成分トナーＴを攪拌する攪拌部材１１を備えてい
る。感光体１と現像ローラ８の回転速度の関係はＶｙ＞
Ｖｘである。本実施の形態においては、現像ローラ８の
回転速度Ｖｙを１４５ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００４０】現像ローラ８には現像バイアス電源１２が
接続されている。現像バイアス電源１２は負極性のＤＣ
電源であり、本実施の形態においては、現像ローラ８は
現像バイアスが印加された結果、−３５０Ｖの電位を発
生する。

【００４１】現像ローラ８は、芯金上に弾性層を有す
る、いわゆる弾性ローラであり、本実施の形態において
は、直形１０ｍｍのステンレス製の芯金上に弾性層とし
てシリコーンゴム層を２ｍｍ形成し、直径１４ｍｍの弾
性現像ローラとしている。なお、本実施例においては、
シリコーンゴムのみの単層からの現像ローラ８を用いて
いるが、トナーＴへの電荷付与等の観点から、現像ロー
ラ表面を高電荷付与性の材料で被覆する、いわゆる複数
層構成の現像ローラにおいても、何ら問題はない。な
お、弾性層の材料として、本実施例においてはシリコー
ンゴムを用いたが、これ以外にも、ＮＢＲゴム、ＥＰＤ
Ｍゴム（エチレン・ブタジエン・ゴム）、ウレタンゴム
等、一般に用いられるゴムが使用可能である。

【００４２】上記弾性層のゴム硬度としては、２０〜６
５度（ＪＩＳＡ）の硬度のものが好適に使用される。ゴ
ム硬度が６５度（ＪＩＳＡ）以上になると、ゴム弾性が
少なくなるため、感光ドラム１と現像ローラ８との接触
部の接触面積が小さくなるため、十分な現像を行うこと
が困難である。

【００４３】弾性層のゴム硬度が高いと、現像ローラ８
が感光ドラム１に圧接するときに多少の進入量の変動が
圧接力を大きく変えてしまうために、構成上も好ましく
ない。また、ゴム硬度が２０度（ＪＩＳＡ）以下になる
と、ゴム層の圧縮永久歪みが大きくなり、放置等により
ゴム弾性が失われる可能性があるため、あまり好ましく
はない。

【００４４】また、現像ローラ８の抵抗としては、摩擦
帯電によるトナーＴのチャージアップを防止するために
も導電性が好ましいが、例えば、感光体１の表面にピン
ホール等があった場合に、過電流が流れる恐れがあるた
め、薄膜保持部材（不図示）で多少の抵抗を有するとよ
い。抵抗は体積抵抗値で１Ｅ３〜１Ｅ９Ω・ｃｍ程度の
範囲が好ましい。

【００４５】トナー規制部材としての現像ブレード１０
は、ステンレス製の薄板（約０．１ｍｍｔ）の先端部か
ら約２ｍｍの位置を現像ローラ８と反対方向に折り曲げ
ものであり、該折り曲げ部が現像ローラ８に食い込む状
態で接触する。このときの接触圧は、線圧約２０ｇ／ｃ
ｍである。本実施の形態おいては、ステンレス製の薄板
を用いたが、これ以外にも弾性部材を当接させる、いわ
ゆる弾性ブレードも使用可能である。

【００４６】現像装置４に収容される非磁性一成分トナ
ーＴの形状については、粉砕法等で作られる凹凸を有す
るトナーであっても、また、重合法等で作られる略球形
トナーであってもよい。特に、略球形のトナーＴを使用
することで、現像ローラ８と感光体１との接触部でのト
ナーＴの転がりが容易になるためトナーＴは均一に摩擦
帯電され、かぶりや文字周辺の非画像部にトナーＴが付
着する、いわゆる飛び散り等を低減でき、画像の均一性
が向上する。さらに、転写における転写残トナーの発生
においても、紛糾法で作られるトナーよりも略球形のト
ナーを使用することで、転写残トナーの発生を抑制でき
ることから、現像同時クリーニング方式を用いる画像形
成装置においては略球形のトナーを用いることが望まし
い。

【００４７】現像装置４内に収容されたトナーＴを現像
ローラ８に付着させるには、トナーＴを塗布ローラ９と
現像ローラ８で摩擦させ、電荷付与を行わなければなら
ない。塗布ローラ９の材料としては、発砲ウレタンゴ
ム、発泡ＥＰＤＭゴム等の公知の材料が用いることがで
き、本実施の形態では、発泡ウレタンゴムで形成した塗
布ローラ９を、現像ローラ８に対してカウンター回転
（回転方向矢印Ｚ）で回転させた。本実施の形態におい
ては、塗布ローラ９の回転速度Ｖｚを７０ｍｍ／ｓｅｃ
とした。塗布ローラ９には、供給バイアス電源１３が接
続されており、約−４６０Ｖの電圧が印加され、負極性
に帯電したトナーＴを塗布ローラ９から現像ローラ８へ
付勢する。

【００４８】そして、負極性に帯電したトナーＴは感光
体１の電荷が存在しないところに付着し、いわゆる反転
現像法が実施される。

【００４９】転写ローラ５は、ローラタイプの転写手段
であり、搬送ローラ１４により搬送された転写材Ｐが転
写部に到達したとき、感光体１表面に形成された画像を
転写する。転写ローラ５には転写バイアス電源１５が接
続されている。転写バイアス電源１５は、本実施の形態
においては、バイアス電圧が印加されることで転写ロー
ラ５の表面には約＋２ＫＶの電位を発生する。

【００５０】上記した帯電バイアス電源７、現像バイア
ス電源１２、供給バイアス電源１３、転写バイアス電源
１５には制御装置（ＣＰＵ）１６が接続されており、制
御装置（ＣＰＵ）１６は、画像形成前の前回転時及び画
像形成時における帯電バイアス電源７、現像バイアス電
源１２、供給バイアス電源１３、転写バイアス電源１５
の電圧印加の制御を行う（詳細は後述する）。

【００５１】次に、上記した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００５２】画像形成時には、感光体１は駆動手段（不
図示）により矢印Ｘ方向に所定のスピード（９３ｍｍ／
ｓｅｃ）で回転駆動される。このとき、帯電ローラ２に
帯電バイアス電源７から帯電バイアスを印加して、感光
体１表面を帯電処理する。

【００５３】そして、帯電処理された感光体１表面に露
光装置３からレーザー光もしくはＬＥＤによる露光が与
えられ、入力される画像情報に応じて静電潜像が形成さ
れる。この感光体１表面の静電潜像は、現像装置４で反
転現像法によってこの静電潜像と同極性の負に帯電され
たトナーＴが現像ローラ８から付着され、可視化された
トナー像として現像される。

【００５４】そして、感光体１表面のトナー像が転写ロ
ーラ５との間の転写ニップ（転写部）に到達すると、こ
のタイミングに合わせて転写材Ｐがこの転写ニップに搬
送される。そして、転写バイアス電源１５から転写バイ
アスが印加された転写ローラ５により転写材Ｐの裏側に
正極性に電荷が付与されて、表面側に感光体１表面のト
ナー像が転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは
定着装置６に搬送され、定着装置６によりトナー像が転
写材Ｐ上に永久固着画像として定着されて排出される。

【００５５】そして、本発明では、像形成前の前回転動
作時において、感光体１の表面電位（帯電電位）と現像
ローラ８に印加する電圧を段階的に変化させることによ
り、感光体１表面と現像ローラ８間の電界の急激な変化
を少なくすることで、現像装置４で本来の極性に対した
逆極性に帯電した反転トナーの感光体１への付着を抑え
るようにした。

【００５６】次に、上記した画像形成装置の画像形成前
の前回転動作を、図２に示すシーケンスを参照して説明
する。帯電ローラ２に印加される帯電バイアス、現像ロ
ーラ８に印加される現像バイアス、転写ローラ５に印加
される転写バイアス、供給ローラ９に印加される供給バ
イアスは、制御装置（ＣＰＵ）１６によって制御され
る。

【００５７】現像バイアス電源１２及び帯電バイアス電
源７の出力電圧は、図２に示すように、所望の電圧を変
化させて出力可能な電源を使用することで、出力電圧を
制御装置（ＣＰＵ）１６の信号により切替え制御可能と
なる。

【００５８】更に、別な方法としては、制御装置（ＣＰ
Ｕ）１６からアナログ信号を出力させ、該アナログ信号
をアンプ出力（低電圧のアナログ信号を基に、高電圧の
出力を発生させる）させることでも可能である。すなわ
ち、制御装置（ＣＰＵ）１６にてアナログ出力を制御す
ることにより、出力電圧を切替え制御できる。

【００５９】前回転動作前においては、上記電源の全て
のバイアス電圧は０Ｖとなっている。そして、画像信号
が入力されて前回転工程がスタートして感光体１が回転
を開始する。このとき、帯電ローラ２と感光体１との接
触部での感光体１の表面電位は、帯電ローラ２に帯電バ
イアス電源７の電圧が印加されることから帯電が開始さ
れる。具体的には、帯電バイアスとして約−７００Ｖが
帯電ローラ２に印加され、その結果、感光体１表面は放
電しきい値である｜６００｜Ｖを差し引いた−１００Ｖ
に帯電される。

【００６０】一方、前回転開始時における感光体１と現
像ローラ８の接触部である現像部での感光体１表面電位
は放置によりほぼ０Ｖになっており、感光体１表面が帯
電ローラ２から現像部まで到達する間は、感光体１の表
面電位は０Ｖになっている。

【００６１】また、現像バイアス電源１２から印加され
る現像バイアスは、前回転開始時に感光体１上に残った
転写残トナーを回収するための正極性の電圧が印加され
る。このとき、印加される正極性の電圧は＋３５０Ｖが
印加される。感光体１表面の電位と印加される現像バイ
アスとの電位差は、好ましくは２００〜５００Ｖの範囲
が好ましい。つまり、該電位差が２００Ｖ以下である
と、感光体１上から転写残トナーを回収する効率が減少
してしまい、感光体１上から転写残トナーを十分に回収
できない。また、電位差が５００Ｖ以上になると、従来
例と同様に、現像ローラ８上に担持されたトナーＴのう
ち、所定の極性と逆の極性に帯電した反転トナーが感光
体１上に逆に移動して、上記のクリーニング効果を達成
できない。

【００６２】転写バイアス電源１５から転写ローラ５に
印加される転写バイアスにおいては、前回転開始時に負
極性の電圧が印加される。転写ローラ５に負極性のバイ
アスが印加されることで、転写ローラ５に付着した本来
の極性を維持するトナーを感光体１上に戻すように作用
する。このとき、印加される転写バイアスとしては、−
１ＫＶの電圧が印加される。

【００６３】供給バイアス電源１３により塗布ローラ９
に印加される供給バイアスにおいては、前回転開始時に
現像バイアスよりもさらに正極性側のバイアスが印加さ
れる。これは、現像部で現像ローラ８側に回収した転写
残トナーを現像ローラ８上から剥ぎ取り、現像ローラ８
上に担持されるトナー量が過剰にならないようにするた
めである。このとき、印加される電圧としては、＋５０
０Ｖの電圧が印加される。

【００６４】そして、前回転開始時に帯電ローラ２表面
に接していた感光体１表面がその回転により、現像部に
到達する。このとき、感光体１の表面電位は、０Ｖと帯
電ローラ２で帯電された約−１００Ｖの境界部分が存在
する。このとき、現像バイアスは、前記＋３５０Ｖから
＋２５０Ｖへ変化する。

【００６５】即ち、このとき現像ローラ８と感光体１間
の電位差の最大値は、現像ローラ８に印加されている＋
３５０Ｖと感光ドラム１表面の−１００Ｖ間の電位差で
ある４５０Ｖであり、この値は上記した好ましい電位差
の範囲である２００〜５００Ｖの範囲内となり、上記し
た現像ローラ８上に担持されたトナーのうち、所定の極
性と逆の極性に帯電した反転トナーが感光体１上に逆に
移動してしまう現象は発生しない。その結果、接触式の
帯電ローラ２や転写ローラ５を用いてもこれら部材がト
ナーにより汚れる現象は発生しない。

【００６６】そして、前回転開始から感光体１が少なく
とも１周回転した後、帯電ローラ２に印加される帯電バ
イアス電源７の電位は−７００Ｖから−８００Ｖへ変化
する。そして、帯電バイアス電源７の変化から、時間に
して感光体１表面が帯電ローラ２から現像部まで到達す
る時間（図中の期間Ａ）の経過後、現像ローラ８に印加
される現像バイアス電源１２の電位は＋２５０Ｖから＋
１５０Ｖへ変化する。この動作を感光体１の１周（図中
の期間Ｂは感光体１が１周する時間）ごとに繰り返し、
最終的に帯電バイアス電源７が−１３００Ｖ、現像バイ
アス電源１２が−３５０Ｖへ到達し、画像形成可能状態
となる。

【００６７】転写バイアスは、現像バイアス電源１１の
電圧が−３５０Ｖに到達後、画像形成開始前に正極性の
弱バイアスが所定時間印加される。弱バイアスは約＋１
ＫＶの電圧である。そして、画像形成が開始され所定時
間が経過後、弱バイアスから本来の正規の転写バイアス
である＋２ＫＶが転写ローラ５に印加され、画像形成が
行われる。なお、弱バイアスを印加した後、正規の転写
バイアスを印加する目的と効果は、転写材Ｐの画像先端
の画像汚れを防止するためである。

【００６８】転写ローラ５の供給バイアスにおいては、
現像バイアス電源１２の電圧印加の変化にともない変化
するが、その変化する段階の回数は少ないものとなって
いる。これは、供給バイアスは現像ローラ８と供給ロー
ラ９間でリークが発生しない程度で印加されればよいた
め、厳密にバイアスを変化させる必要がないためであ
る。むろん、現像ローラ８の供給バイアスを現像バイア
スと同期させて変化させても、何ら問題はない。

【００６９】そして、上記動作が完了し、帯電バイアス
電源７及び現像バイアス電源１２が所定の電圧に到達し
前回転動作が終了すると、本来の画像形成動作が開始さ
れ、形成したトナー画像が転写材Ｐ上に形成される。

【００７０】上記シーケンスを実行したところ、感光体
１表面の電位がほぼ０Ｖの状態において、前回転動作を
開始しても感光体１上にトナーが付着することがなかっ
た。その結果、従来例で述べた転写材Ｐの「裏汚れ」は
発生せず、転写残トナーのクリーニング効果を達成し
た。

【００７１】このように、本実施の形態では、感光体１
の表面電位と現像ローラ８に印加する電圧を段階的に変
化させることにより、感光体１表面と現像ローラ８間の
電界の変化を少なくすることで、逆極性に帯電したトナ
ーの感光体１への付着を抑制することが可能となる。よ
って、接触式の帯電部材及び転写部材を用いても、トナ
ーによる転写ローラ５、帯電ローラ２の汚れや、装置内
への飛散等が防止され、高画質画像を安定して出力する
ことができる。

【００７２】〈実施の形態２〉図３は、本実施の形態に
係る画像形成前の前回転動作のシーケンスであり、本実
施の形態においても実施の形態１と同様、帯電ローラ２
に印加される帯電バイアス、現像ローラ８に印加される
現像バイアス、転写ローラ５に印加される転写バイア
ス、塗布ローラ９に印加される供給バイアスは、制御装
置１６によって制御される。

【００７３】本実施の形態においては、感光体１の表面
電位と現像ローラ８に印加する電圧を連続的に変化させ
ることにより、感光ドラム１表面と現像ローラ８間の電
界の変化を少なくし、逆極性に帯電したトナーの感光体
１への付着を抑制するようにした。

【００７４】図３において、前回転動作前においては全
てのバイアスは上記の実施の形態と同様に０Ｖとなって
いる。そして、画像信号が入力され、前回転がスタート
して感光体１が回転を開始する。このとき、帯電ローラ
２近傍での感光体１の表面電位は、帯電ローラ２に帯電
バイアスが印加されることから帯電が開始される。

【００７５】このとき、帯電バイアスとしては、帯電ロ
ーラ２での感光体１の表面電位を線形的に上昇させるよ
うに、所望する感光体１の表面電位に放電しきい値であ
る約｜６００｜Ｖを加えた値、即ち本実施の形態では−
６００Ｖから線形的に負極性に大きくなる帯電バイアス
が帯電ローラ２に印加され、感光体１表面を帯電する。
この帯電バイアス電源７の線形的な電圧印加の増加は、
感光ドラム１上の表面電位が−７００Ｖに達するまで、
即ち帯電バイアス電源７の電圧が約−１３００Ｖに達す
るまで所定時間、連続して増加し続ける。

【００７６】そして、前回転開始時における現像部での
感光体１の表面電位は、画像の非形成等の放置によりほ
ぼ０Ｖに収束しており、よって感光体１表面の帯電ロー
ラ２の位置が現像部まで到達する時は、感光体１の表面
電位は０Ｖを継続する。

【００７７】また、現像バイアスにおいては、前回転開
始時に感光体１上に残った転写残トナーを回収するため
の正極性の電圧が印加される。このとき、印加される正
極性の電圧は＋３５０Ｖが印加される。なお、図３の期
間Ａは、感光体１表面の帯電ローラ２の位置が現像部ま
で到達するまでの時間である。

【００７８】そして、前回転開始時に帯電ローラ２表面
に接していた感光体１表面の位置が、その回転により現
像部に到達する。このとき、感光体１の表面電位は、前
記帯電バイアスにより０Ｖから徐々に負極性に大きくな
るようになっている。このとき、現像バイアスは、前記
＋３５０Ｖから帯電電位の上昇と同じ割合で上昇するよ
う設定してある。即ち、感光ドラム１表面の電位と現像
ローラ８に印加される現像バイアスとは、常にトナーを
現像ローラ８に吸着させるため３５０Ｖの電位差を保つ
ように現像バイアスが印加される。

【００７９】なお、感光体１表面の電位と現像ローラ８
に印加される現像バイアスとは、好ましい電位差の範囲
である２００〜５００Ｖの範囲内となり、上記した現像
ローラ８上に担持されたトナーＴのうち、所定の極性と
逆の極性に帯電した反転トナーが感光体１上に逆に移動
する現像は発生しない。

【００８０】上記動作を終えて、帯電バイアス電源７が
−１３００Ｖ、現像バイアス電源１１が−３５０へ到達
し、画像形成可能な状態となる。一方、転写バイアスに
おいては、前回転開始時に負極性の電圧が印加される。

【００８１】転写ローラ５に負極性のバイアスが印加さ
れることで、転写ローラ５に付着したトナーが感光体１
上に再び戻すように作用する。このとき、印加される転
写バイアスとしては、−１ＫＶの電圧が印加される。転
写バイアスにおいては、現像バイアス電源１２の電圧が
−３５０Ｖに到達後、画像形成開始前に正極性の弱バイ
アスが所定時間印加される。弱バイアスは約＋１ＫＶの
電圧である。そして、画像形成が開始され所定時間が経
過後、上記同様に弱バイアスから正規の転写バイアスで
ある＋２ＫＶが転写ローラ５に印加され、画像形成が行
われる。

【００８２】また、塗布ローラ９に印加される供給バイ
アスにおいては、前回転開始時に現像バイアスより、さ
らに正極性側のバイアスが印加される。これは、現像部
で回収した感光体１上の転写残トナーを現像ローラ８上
から剥ぎ取り、現像ローラ８上に担持されるトナー量が
過剰にならないようにするためでる。このとき、印加さ
れるバイアスとしては、＋５００Ｖの電圧が印加され
る。

【００８３】塗布バイアスは、現像バイアス電源１２の
現像バイアス印加の増加にともない増加するが、その増
加の割合は現像バイアスより大きくなっている。これ
は、所定時間内に現像バイアスより負極性に印加するよ
うにしたためであり、前回転開始時には供給バイアスが
現像バイアスより正極性に大きく、画像形成前において
は、供給バイアスは現像バイアスより負極性に大きくな
るようになる。

【００８４】上記動作が完了し、帯電バイアス電源７及
び現像バイアス電源１２が所定の電圧に到達し前回転動
作が終了すると、上記した画像形成動作が開始されトナ
ー像が転写材Ｐ上に形成される。

【００８５】上記シーケンスを実施の形態１と同様にし
て前回転動作を行った結果、実施の形態１と同様の効果
が得られた。

【００８６】このように、本実施の形態では、感光体１
の表面電位と現像ローラ８に印加する電圧を連続的に変
化させることにより、感光体１表面と現像ローラ８間の
電界の変化を少なくすることで、反転トナーの感光体１
への付着を抑制することが可能である。よって、トナー
による転写ローラ５、帯電ローラ２の汚れや、装置内へ
の飛散等が防止され、高画質画像を安定して出力するこ
とができる。

【００８７】さらに、感光体１の表面電位と現像ローラ
８に印加する電圧を連続的に変化させることで、常に感
光体１の表面電位と現像ローラ８に印加する電圧の電位
差が一定であり、前回転の時間を短縮することが可能で
ある。

【００８８】〈実施の形態３〉図４は、本実施の形態に
係る画像形成前の前回転動作のシーケンスであり、本実
施の形態においても実施の形態１と同様、帯電ローラ２
に印加される帯電バイアス、現像ローラ８に印加される
現像バイアス、転写ローラ５に印加される転写バイア
ス、塗布ローラ９に印加される供給バイアスは、制御装
置１６によって制御される。

【００８９】本実施の形態においては、紙詰まり等によ
り画像形成の途中に一時的に強制停止された場合におけ
る復帰のための動作時に、本発明を適用したものであ
る。

【００９０】即ち、紙詰まり等により画像形成の途中に
強制停止した場合、感光体１表面における現像部からの
転写ローラ５間までの間には、可視像化されたトナーが
存在する。クリーニング装置がない本発明のような現像
同時クリーニング方式においては、前記トナーを感光体
１に当接する転写ローラ５、帯電ローラ２を通過させた
後に、現像装置４で回収しなければならない。

【００９１】しかしながら、全面が黒い画像等を出力し
ている途中に強制停止した場合は、現像位置から転写ロ
ーラ５の位置までの感光体１上には単位面積当たり０．
５〜０．７ｍｇ／ｃｍ² 程度のトナーが存在する。これ
らのトナーが転写されずに帯電ローラ２に到達した場
合、帯電ローラ２に所定の帯電バイアスを印加しても感
光体１上を所定電位に帯電することが困難となる。その
結果、現像部において、トナーを現像ローラ８で回収す
るための現像バイアスを印加しても、所望の電位差が得
られないため、このトナーの回収が困難となってしま
う。

【００９２】そこで、本実施の形態は、上記した画像形
成が途中で強制停止した場合に対応できるよう、画像形
成の途中に強制停止した場合においては、前記再回転開
始後、所定時間帯電バイアスを０Ｖ、現像バイアスとし
ては転写されずに感光体１上に残ったトナーを回収する
極性のバイアスを印加し、まず感光体１上に残ったトナ
ーを回収する。その後に帯電バイアスを上昇させて通常
の画像形成開始できるように、感光体１表面の電位を上
昇させるようにしたものである。

【００９３】図４に示すシーケンスにおいて、まず紙詰
まり等により画像形成の途中に強制停止した場合におい
ては、紙詰まりした異物を取り除かれた後、不図示の画
像形成装置本体カバーが再び閉ざされ感光体１上が均一
に露光され、感光体１の表面電位はほぼ０Ｖになる。こ
の様な紙詰まり処理後の前回転動作前においても、全て
のバイアスは０Ｖとなっている。

【００９４】そして、画像信号が入力され、前回転動作
が再びスタートして感光体１が回転を開始する。このと
き、帯電ローラ２近傍の表面電位は、帯電バイアス電源
７から電圧が印加されないため０Ｖのままである。

【００９５】そして、感光ドラム１が回転し、前回転開
始前に現像部から転写ローラ５までの感光体１上に存在
していたトナー像が現像ローラ８との接触部に到達す
る。この時点においては、すでに感光体１上のトナーを
現像ローラ８側に回収する＋３５０Ｖの現像バイアスが
印加されているため、感光体１上の本来の極性に帯電し
ているトナー像は現像ローラ８側に回収される。本実施
の形態においては、回収に要する感光体１の回転時間と
して、環境や感光体１上のトナー量に対応するように、
感光体１が３周する間、感光体１上のトナーを現像ロー
ラ８側に回収する現像バイアスを印加している。なお、
図中の期間Ａは、感光体１表面が帯電ローラ２から現像
部まで到達する時間、期間Ｂは、感光体１が１周するの
に要する時間である。

【００９６】そして、所定時間前回転を終了した後、前
記実施の形態と同様に帯電ローラ２に帯電バイアスが印
加して帯電を開始する。このとき、帯電バイアスとして
は、帯電ローラ２近傍の感光体１の表面電位を線形的に
上昇させるように、所望する感光体１の表面電位に放電
しきい値である約｜６００｜Ｖを加えた値、即ち、−６
００Ｖから線形的に負極性に大きくなる帯電バイアスが
帯電ローラ２に印加され感光体１表面を帯電する。この
帯電バイアス電源７の線形的な電圧印加の増加は、感光
体１上の表面電位が−７００Ｖに到達するまで、即ち、
帯電バイアス電源７の電圧が約−１３００Ｖに達するま
で所定時間増加し続ける。

【００９７】そして、帯電ローラ２により帯電された感
光体１表面が感光体１の回転により、現像部に到達す
る。このとき、感光体１の表面電位は、前記帯電バイア
スにより０Ｖから徐々に負極性に大きくなるようになっ
ている。このとき、現像バイアスは、前記実施の形態と
同様前記＋３５０Ｖから帯電電位の上昇と同じ割合で連
続して上昇するよう設定してある。即ち、感光体１表面
の電位と現像ローラ８に印加される現像バイアスとは、
常に３５０Ｖの電位差を保つように現像バイアスが印加
される。

【００９８】上記動作を連続的に繰り返し、帯電バイア
ス電源７が−１３００Ｖ、現像バイアス電源１２が−３
５０Ｖへ到達し、画像形成可能な状態となる。

【００９９】転写バイアスにおいては、上記紙詰まりの
処理後における前回転開始時に負極性の電圧が印加され
る。転写ローラ５に負極性のバイアスが印加されること
で、転写ローラ５に付着したトナー等を感光体１上に戻
すように作用する。そのため、感光体１上に残ったトナ
ー像は転写ローラ５に付着することはない、このとき、
印加される転写バイアスとしては、−１ＫＶの電圧が印
加される。転写バイアスにおいては、現像バイアス電源
１２の電圧が−３５０Ｖに到達後、画像形成開始前に正
極性の弱バイアスが所定時間印加される。弱バイアスは
約＋１ＫＶの電圧である。そして、画像形成が開始され
所定時間が経過後、弱バイアスから正規の転写バイアス
である＋２ＫＶが転写ローラ５に印加され、画像形成が
行われる。

【０１００】塗布ローラ９に印加されるバイアスにおい
ては、前回転開始時に現像バイアスより、さらに正極性
側のバイアスが印加される。このとき、印加されるバイ
アスとしては＋５００Ｖの電圧が印加される。

【０１０１】上記前回転動作が完了し、帯電バイアス電
源７及び現像バイアス電源１２が所定の電圧に到達しこ
の前回転動作が終了すると、本来の画像形成動作が開始
されトナー像が転写材Ｐ上に形成される。

【０１０２】上記シーケンスを画像形成装置を強制停止
させた後に実行した結果、実施の形態１と同様、転写材
Ｐの「裏汚れ」のない良好な画像が得られた。

【０１０３】このように本実施の形態では、上記した画
像形成の途中に強制停止した場合に対応できるよう、画
像形成の途中に強制停止した場合においては、感光体１
上のトナーを回収するバイアスを印加することで、まず
感光体１上に残ったトナーを回収する。その後に帯電バ
イアスを上昇させて、画像形成開始できるよう感光体１
表面の電位を上昇させるようにしたものである。よっ
て、容易にトナーを回収できるので、トナーによる転写
ローラ５、帯電ローラ２の汚れや、装置内への飛散等が
防止され、高画質画像を長期間にわたって形成すること
ができる。

【０１０４】また、本実施の形態においては、画像形成
の途中に強制停止した場合について述べたが、同一の画
像形成装置に、画像形成装置の状態に応じてそれぞれ画
像形成前の前回転と強制停止した後の前回転を併用して
実行するようにしてもなんら差し支えないことはいうま
でもない。

【０１０５】更に、本実施の形態においては、前回転開
始後、所定時間帯電バイアスを０Ｖとしているが、帯電
ローラ２側にトナーが付着しないよう、０〜−７５０Ｖ
の範囲で帯電バイアス電源７から帯電ローラ２に電圧を
印加してもよいことはいうまでもない。−７５０Ｖとい
う範囲は、現像バイアス電源１２が＋３５０Ｖであり、
反転トナーに対するマージンが５００Ｖであるので、放
電しきい値である約｜６００｜Ｖを考慮して−７５０Ｖ
としている。−７５０Ｖを帯電ローラ２に印加した場
合、前回転後の所定時間後半においては感光体１表面は
−１５０Ｖになり、感光体１の表面と現像バイアスが印
加された現像ローラ８との差が５００Ｖを越えないよう
にするためである。

【０１０６】なお、上記した各実施の形態では帯電手段
や転写手段として、ローラ状の電極手段を例示したが、
他にもブラシ状のものやブレード状のものであってもよ
い。また、現像法として反転現像法を用いているが、正
規の現像法であってもよい。更にまた、現像剤としては
従来の二成分現像剤や一成分磁性トナーに対しても有効
である。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体と現像担持体間における電界が大きく変化する領
域をなくして、逆極性に帯電した現像剤の像担持体への
付着を抑制することができるので、現像剤による転写手
段や帯電手段の汚れや、装置内への飛散を防止して、高
画質画像を安定して出力することができる。

【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前
回転シーケンスを示す図。

【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の前
回転シーケンスを示す図。

【図４】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の前
回転シーケンスを示す図。

【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】従来例における前回転時の感光体と現像ローラ
の接触部を示す図。

【符号の説明】

１ 感光体（像担持体） ２ 帯電ローラ（帯電手段） ３ 露光装置（露光手段） ４ 現像装置（現像手段） ５ 転写ローラ（転写手段） ６ 定着装置 ７ 帯電バイアス電源 ８ 現像ローラ １２ 現像バイアス電源 １３ 供給バイアス電源 １５ 転写バイアス電源 １６ 制御装置（制御手段）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に転写工程の後に残留する現像剤
   を現像手段で回収する画像形成装置であって、 電子写真感光体と、 該感光体を帯電するためにこの感光体に接触する電極で
   構成され、帯電バイアス電源により帯電バイアスが印加
   された接触帯電手段と、 静電潜像を形成するため帯電された前記感光体を露光す
   る露光手段と、 現像バイアス電源により現像バイアスが印加された現像
   剤担持体と前記感光体との潜像間の電位差により、前記
   感光体によって前記接触帯電手段の下流側に搬送された
   転写工程後に前記感光体に残留した現像剤を、前記感光
   体から前記現像剤担持体側に回収すると同時に、前記現
   像剤担持体から現像剤を前記感光体の潜像部に付与して
   この感光体を現像する現像手段と、 像形成の準備のために前記感光体を準備前回転工程で、
   前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体と、前
   記接触帯電手段により帯電された前記感光体の表面電位
   により、前記感光体と前記現像剤担持体間の電位差を通
   常の画像形成時のときよりも低い電位差に維持するよ
   う、前記帯電バイアスと前記現像バイアスとを制御する
   制御手段と、を有する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記準備前回転の回転
   開始直後の前記現像バイアス電源の印加電圧の極性を、
   画像形成時の前記現像バイアス電源の印加電圧の極性と
   逆極性となるように制御する、 請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記準備前回転中にお
   ける前記低い電位差の設定は、段階的に変化するように
   前記現像バイアスが変化する、 請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記準備前回転時にお
   ける前記低い電位差の設定は、連続的に変化するように
   前記現像バイアスが変化する、 請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記準備前回転中にお
   ける前記感光体と前記現像剤担持体間の電位差を、絶対
   値で２００〜５００Ｖの範囲に維持するよう帯電バイア
   スと前記現像バイアスとを制御する、 請求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記準備前回転は、正規の画像形成が開
   始される前の前記感光体の回転である、 請求項１記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記準備前回転は、画像形成の途中で強
   制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰するとき
   に行われる回転である、 請求項１記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記感光体に転写工程の後に残留する現
   像剤を現像手段で回収する画像形成装置であって、 電子写真感光体と、 該感光体を帯電するためにこの感光体に接触する電極で
   構成され、帯電バイアス電源により帯電バイアスが印加
   された接触帯電手段と、 静電潜像を形成するため帯電された前記感光体を露光す
   る露光手段と、 現像バイアス電源により現像バイアスが印加された現像
   剤担持体と前記感光体との潜像間の電位差により、前記
   感光体によって前記接触帯電手段の下流側に搬送された
   転写工程後に前記感光体に残留した現像剤を、前記感光
   体から前記現像剤担持体側に回収すると同時に、前記現
   像剤担持体から現像剤を前記感光体の潜像部に付与して
   この感光体を現像する現像手段と、 像形成の準備のために前記感光体を準備前回転工程で、
   前記現像バイアスが印加された前記現像剤担持体と、前
   記接触帯電手段により帯電された前記感光体の表面電位
   により、前記感光体と前記現像剤担持体間の電位差を通
   常の画像形成時のときよりも低い電位差に維持するよ
   う、前記帯電バイアスと前記現像バイアスとを制御する
   制御手段と、 転写材に接触し、前記感光体上の現像剤を転写する転写
   手段と、を有する、 ことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記準備前回転は、画像形成の途中で強
   制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰するとき
   に行われる回転である、 請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記準備前回転は、画像形成の途中で
    強制的に停止された後に、正規の画像形成に復帰すると
    きに行われる回転で、この前回転中は前記転写手段に
    は、本来の現像剤の極性とは逆極性電圧を印加する、 請求項９記載の画像形成装置。