(57)【要約】【課題】最低限のクリーニングシーケンスでスループットタイムの延長を起こさず、転写材の裏汚れが発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】少なくとも、像担持体７の停止時に飛翔現像剤規制部材２５が当接する像担持体位置７ａが、転写位置Ｎを通過する間転写手段４に像転写時と異なる電圧を印加する。【選択図】図３
2006343360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される移動可能な像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
前記像担持体上の現像剤像を、転写位置にて、移動可能な転写材搬送手段にて搬送する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、
少なくとも、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、前記転写位置を通過する間前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記異なる電圧は、像転写時に前記転写手段に印加される電圧と同じ極性であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記異なる電圧は、少なくとも、前記像担持体の駆動開始から、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、前記転写位置を通過するまで、の間、印加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部で形成された現像剤像を、転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する転写手段と、を備え、
前記各画像形成部は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
を有し、前記各画像形成部の前記像担持体上の現像剤像を、前記転写手段により転写位置にて、前記転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する画像形成装置において、
前記複数の画像形成部の少なくとも一つにおいて、少なくとも、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、この像担持体の転写位置を通過する間、前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記異なる電圧は、像転写時に前記転写手段に印加される電圧と同じ極性であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記異なる電圧が印加されるとき、前記転写手段に印加される電圧は、前記画像形成部毎に可変であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の画像形成部の少なくとも一つにおいて、前記異なる電圧は、少なくとも、前記像担持体の駆動開始から、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、前記転写位置を通過するまで、の間、印加されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部で形成された現像剤像を、転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する転写手段と、を備え、
前記各画像形成部は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
を有し、前記各画像形成部の前記像担持体上の現像剤像を、前記転写手段により転写位置にて、前記転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する画像形成装置において、
前記複数の画像形成部のうち一つの画像形成部における前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する像担持体位置が、この像担持体の転写位置へ到達した後で、少なくとも、前記像担持体位置が前記転写位置で当接した前記転写材搬送手段の位置が、前記複数の画像形成部のうち下流側の他の画像形成部における像担持体の転写位置を通過する間、前記他の画像形成部の前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記異なる電圧は、像転写時に前記転写手段に印加される電圧と同じ極性であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記一つの画像形成部において、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する像担持体位置が、この像担持体の転写位置を通過するとき、この転写手段には、像転写時に前記転写手段に印加される電圧と同じ極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体位置が前記転写位置で当接した前記転写材搬送手段の位置が、前記複数の画像形成部のうち下流側の他の画像形成部における像担持体の転写位置を通過する間、前記他の画像形成部における前記転写手段に印加される電圧は、前記画像形成部毎に可変であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記他の画像形成部において、前記転写手段に印加される前記異なる電圧は、少なくとも、前記一つの画像形成部における前記像担持体の駆動開始から、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、この像担持体の転写位置を通過するまでの間、及び、更に前記像担持体位置が前記転写位置で当接した前記転写材搬送手段の位置が、前記他の画像形成部における像担持体の転写位置を通過する間、印加されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置にて現像して可視化する画像形成装置に関し、特に、像担持体と現像剤担持体との間に所定の間隔を設け、交流電界により非接触で現像を行う現像装置を備えた、例えば電子写真方式を利用したレーザビームプリンタ、複写機などとされる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図１３を参照して、電子写真方式のカラー画像形成装置の構成について説明する。
【０００３】
カラー電子写真画像形成装置１００は、４個の画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）を縦方向に並設して有しており、各画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）には、各々、装着手段１０１によってプロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）が着脱可能に装着されている。各カートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、感光体ドラム」という。）７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）を備えている。
【０００４】
また、各画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）に対応して、複数個の光学系１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）を有し、図中下側からシアン光学系１Ｃ、イエロー光学系１Ｙ、マゼンタ光学系１Ｍ、ブラック光学系１Ｂｋの順に配置されている。
【０００５】
尚、シアン、イエロー、マゼンタ及びブラックの各色のプロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）に関して複数設けられる要素には、それぞれＣ、Ｙ、Ｍ及びＢｋの添え字を与えた符号を付している。しかし、以下の説明において、いずれかのプロセスカートリッジ５を特に区別する必要のない場合は、上記各添え字は省略することがある。
【０００６】
上記各光学系１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）は、各色毎の画像情報に基づいた情報光を、各プロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）の感光体ドラム７、即ち、シアン感光体ドラム７Ｃ、イエロー感光体ドラム７Ｙ、マゼンタ感光体ドラム７Ｍ、ブラック感光体ドラム７Ｂｋヘそれぞれ照射して、各々の感光体ドラム７に潜像を形成する。
【０００７】
各カートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）にて、各感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）は、駆動手段によって、同図中、反時計回り（矢印Ｒ１）に回転駆動される。感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７の表面を均一に帯電する帯電手段８（８Ｃ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｂｋ）が配置されている。帯電手段８により帯電された感光体ドラム７は、上記光学系１からの光像照射により、静電潜像が形成される。
【０００８】
更に、感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像剤像（トナー像）として現像する現像装置１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｂｋ）、感光体ドラム７上のトナー像を転写材Ｓに転写させる搬送ベルトユニット３、及び、転写後の感光体ドラム７表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置１１（１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｂｋ）が配置されている。
【０００９】
一方、各感光体ドラム７へのトナー像の形成と同期して、転写材Ｓを収容した給紙カセット２から、ピックアップローラ２ａ及びこれに圧接する圧接部材２ｂにより転写材Ｓが一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対２ｃに到達する。そして、転写材Ｓは、画像と転写材Ｓとのタイミングが計られ、レジストローラ対２ｃから転写材搬送手段としての搬送ベルト３１へと送給される。転写材Ｓは、吸着ローラ３４に電圧印加することにより搬送ベルト３１に静電的に吸着され、図中上方に搬送される。搬送ベルト３１は、ベルト搬送ローラ３２とテンションローラ３３により架張され、ベルト搬送ローラ３２の回転により回転搬送される。
【００１０】
これによって、転写材Ｓは、搬送ベルト３１により、感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）と転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）との間の転写位置Ｎ（ＮＣ、ＮＹ、ＮＭ、ＮＢｋ）に搬送される。続いて、この転写材Ｓに対して、それぞれ感光体ドラム７の表面に形成されたトナー画像が順次転写されてカラー画像が記録される。
【００１１】
その後、転写材Ｓは、駆動回転する加圧ローラ５１ａとこの加圧ローラ５１ａに圧接して従動回転する加熱ローラ５１ｂとを有する定着ユニット５０を通過する際に、加熱処理及び加圧処理がされ、トナー画像が定着される。トナー画像が定着された転写材Ｓは、排出ローラ対２ｄによって、画像形成装置の上部に設けられた排出トレイ２６に排出される。
【００１２】
図１４をも参照して、上記画像形成装置１００にてプロセスカートリッジ５を構成する現像装置１０について説明する。
【００１３】
現像装置１０は、現像容器２０内に一次帯電器８の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔを収納している。現像剤Ｔは、本例にては、負帯電性とされ、かつ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した負帯電性非磁性一成分現像剤（以下、「トナー」という。）とされる。
【００１４】
現像容器２０内には、攪拌部材２３が設けられており、トナーＴを現像剤供給部材としての供給ローラ２２へと供給する。供給ローラ２２は、トナーＴを現像剤担持体である現像ローラ２１へ搬送する。
【００１５】
現像ローラ２１には、現像剤量規制部材としての規制ブレード２４が当接されており、現像ローラ２１上のトナーを規制してトナー薄層を形成し、現像領域（ドラム対向位置）Ａに搬送されるトナー量を規定している。現像領域Ａに搬送されるトナー量は、現像ローラ２１上に接触する規制ブレード２４の当接圧や当接長さ等により決定される。
【００１６】
また、上記現像ローラ２１は、現像領域Ａで上記感光体ドラム表面と所定の間隔（以下、「ＳＤギャップ」という。）をおいて対向し、現像バイアス電源から、ＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳された現像バイアスを印加することで交流電界（振動電界）を形成している。
【００１７】
上記の構成において所望の帯電量と所望の層厚で現像ローラ表面に付着して現像領域Ａに搬送されてきたトナーＴは、上記交流電界によって現像ローラ２１と感光体ドラム７との間で往復運動を行うことで感光体ドラム表面に形成された静電潜像を可視化する。
【００１８】
以上説明した画像形成装置においては、「はき寄せ」と呼ばれる画像不良が発生することがある。図１５を参照して「はき寄せ」について説明する。
【００１９】
図１５は、感光体ドラム７と現像ローラ２１とが対向している現像領域Ａを拡大して示す。「はき寄せ」とは、図１５中、「Ｈ」で示すように、画像後端部にトナーが多く集まる現象である。
【００２０】
図１５に示すように、感光体ドラム７と現像ローラ２１の間にＡＣバイアスを印加すると、樽型の電界が生じる。すると、現像ローラ表面に付着しているトナーＴは電界によって形成される電気力線に沿って、感光体ドラム７と現像ローラ２１の間を往復運動するため、感光体ドラム７と現像ローラ２１の最近接点よりも外側に向かって移動する。つまり、ＡＣバイアスを印加すると、現像領域Ａ内のトナーＴ１は常に現像領域外方向に移動する速度成分を持つようになる。
【００２１】
次に、感光体ドラム７と現像ローラ２１がそれぞれ、図１５中矢印Ｒ１及びＲ２方向に回転し、又、感光体ドラム７上には潜像が作られている場合、つまり、実際の現像中の場合について説明する。
【００２２】
図１５において、感光体ドラム７の明部電位を−１００Ｖ、暗部電位を−５００Ｖとすると、明部電位−１００Ｖの位置が潜像部分（α）であり、トナー像を形成する領域である。また、暗部電位−５００Ｖは感光体ドラム７の基準電位であり、トナー像が形成されない領域（β）である。
【００２３】
潜像部分（α）が現像領域Ａ内に達したとき、現像ローラ２１上のトナーは潜像部分（α）に付着していくが、上記したように飛翔トナーＴ１には現像領域外方向に移動する速度成分があるため、潜像部分（α）の上流側へと移動する。また、−１００Ｖと−５００Ｖの境目においては、−５００Ｖから−１００Ｖに向かう電界が生じている。それにより、潜像部分の上流側へと移動してきたトナーＴ１は、この境目で止まってしまう。そのため、潜像部分（α）の下流及び中央部よりも上流後端部のトナー量が多くなってしまう。このようにして、「はき寄せ」Ｈが形成される。
【００２４】
ここで、図１６を参照して、板状の飛翔現像剤規制部材（以下、「ＦＴＣ部材」という。）２５について説明する。飛翔現像剤規制部材は、特許文献１に提案されている。ＦＴＣ部材２５により、上述した「はき寄せ」を防止することができる。
【００２５】
ＦＴＣ部材２５は、数十μｍ〜数百μｍの厚みを有した、例えば、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムなどとされる絶縁性材料であり、図１６に示すように、ＦＴＣ部材支持台２５ａに固定される。また、感光体ドラム側のみ絶縁性とするシートを使用する場合もある。
【００２６】
また、ＦＴＣ部材２５の先端は、図１６に示すように、例えば、現像領域Ａの感光体ドラム７と現像ローラ２１との中心を結んだ線上Ｐ付近に侵入するように配置されている。このとき、ＦＴＣ部材２５の材質、厚み、ＦＴＣ部材支持台２５ａからの自由長、ＦＴＣ部材支持台２５ａの設定角度、からＦＴＣ部材２５の配置条件が決定される。
【００２７】
上述したように、現像ローラ２１に対し交流バイアスを印加することで、飛翔トナーは往復運動を行いながら現像ローラ２１から感光体ドラム７に飛翔する。この際、図１６に示すようにＦＴＣ部材２５が現像領域Ａ内に侵入した状態では、現像領域上流側におけるトナーの往復運動が一部妨げられる。これにより前述したはき寄せの原因を抑制し、その防止が可能となる。
【００２８】
上述のように、交流電界によって現像を行い、且つ、ＦＴＣ部材２５を備えた従来の現像装置１０において、転写材Ｓの裏汚れが発生した。
【００２９】
原因として、ＦＴＣ部材２５は、画像形成中トナーが飛翔している現像電界内を遮蔽するため、現像中に現像ローラ２１を臨む面に少なからずトナーが付着する。その付着したトナーが、画像形成後の停止時や、給紙時、ジャム処理時、カートリッジ交換時などの画像形成装置の振動などによって落下する。落下したトナーは、現像ローラ２１及び感光体ドラム７に付着したり、或いは、落下による飛散で転写ローラ４や搬送ベルト３１などを汚してしまう。従って、その後の画像形成時に、転写材Ｓの裏汚れが発生した。
【００３０】
一方、従来、搬送ベルト３１を有する画像形成装置では（搬送ベルト３１の代わりに中間転写ベルトを備えた画像形成装置においても同様であるが）、搬送ベルト表面に不要のトナーが残留、付着した場合、これを除去するためにベルトクリーニングシーケンスを設け、クリーニングバイアスを印加する方法が提案されている（例えば特許文献２、特許文献３参照）。
【００３１】
図１３を参照して、クリーニングバイアスの印加方法、即ち、転写手段を構成する転写部材としての転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）にクリーニングバイアスを印加する方法について説明する。
【００３２】
本例にて、各転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）は、搬送ベルト３１を介して、プロセスステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）に挿入されているプロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）の感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）と当接している。そして、転写材Ｓにトナー像を転写する時には、転写バイアス電源６（６Ｃ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｂｋ）より転写バイアスが印加される。
【００３３】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、例えば感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）として負極性の有機感光体を使用し、現像剤として負極性のトナーを使用している。従って、転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）は、転写時には、転写バイアス電源６（６Ｃ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｂｋ）によって正極性の、即ち、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
【００３４】
転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）は、上記のように転写手段の一部として働いているが、転写ベルト３１のクリーニング手段としての働きもする。
【００３５】
本例にて、画像形成装置１００では、搬送ベルト３１のクリーニングシーケンス時には、転写ローラ４Ｃと４Ｍに印加されるバイアスが、バイアス切り替えスイッチ６１Ｃ、６１Ｍによって、正から負に切り替わる。つまり、バイアス切り替えスイッチ６１Ｃ、６１Ｍによって、転写ローラ４Ｃ、４Ｍの接続されている電源が、正極性バイアスを印加する電源６２ａＣ、６２ａＭから負極性バイアス、即ち、トナーの極性と同極性のクリーニングバイアスを印加する電源６２ｂＣ、６２ｂＭに切り替わる。
【００３６】
搬送ベルト３１上に付着している不要トナーとしては、正、負の両極性のトナーが存在する。そこで、転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）のうち転写ローラ４Ｃと４Ｍに、転写時と逆電界を形成するクリーニングバイアス（主クリーニングバイアス）を電源６２ｂＣ、６２ｂＭから印加し、搬送ベルト３に付着している正規極性のトナーを感光体ドラム７Ｃと７Ｍに逆転写させる。また、転写ローラ４Ｙと４Ｂｋに転写時と同極性のクリーニングバイアス（副クリーニングバイアス）を転写時と同一の電源６２ａＹ、６２ａＢｋから印加し、搬送ベルト３１に付着している反転極性の現像剤を感光体ドラム７Ｙ、７Ｂｋに逆転写させる。このようにして、搬送ベルト３１に付着したトナーを感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）へ除去する。
【００３７】
本例では、転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）に、クリーニングバイアスを上流ステーション９Ｃから下流ステーション９Ｂｋへと、負、正、負、正の順に印加するが、クリーニングバイアスの印加方法は、適宜変更設定される。
【００３８】
以上のように、クリーニングシーケンスにて、搬送ベルト３１から感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）に逆転写されたトナーは、廃トナーとしてプロセスステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）内に設けられた廃トナー容器１３（１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｂｋ）に回収する。
【００３９】
次に、図１４を用いて、プロセスステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）内におけるクリーニング手段について説明する。各プロセスステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）は全て同様の構造とされる。
【００４０】
各プロセスステーション９にて、矢印Ｒ１方向に回転する感光体ドラム７上の転写時に転写材Ｓに転写されないで感光体ドラム７表面に残ったトナーＴｒ、即ち、転写残トナーＴｒは、クリーニング装置１１のクリーニングブレード１４によって除去される。除去された転写残トナーＴｒは、廃トナー容器１３内に回収される。こうして表面がクリーニングされた感光体ドラム７は次の画像形成に供される。
【００４１】
クリーニングシーケンス時に感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）に逆転写されたトナーも、上記のように画像形成時の感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）の転写残トナーＴｒと同様に、各プロセスステーション９内に設けられたクリーニングブレード１４によって感光体ドラム７表面から除去されて、廃トナー容器１３に回収される。
【００４２】
上記のクリーニングバイアスによる搬送ベルト３１の清掃は、搬送ベルト３１に別途クリーニング手段がある場合においても、併用によりクリーニング手段の負荷や廃トナーの削減（感光体ドラムクリーナへの分散）という効果がある。
【特許文献１】特開２００５−１０２７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７６３２号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
上述のように、振動電界によって現像を行い、且つ、ＦＴＣ部材２５を備えた現像装置１０を有した画像形成装置における転写材Ｓの裏汚れを防止するために、どのようなクリーニングシーケンスが適しているかは考慮されていなかった。
【００４４】
また、上記従来技術であるクリーニングシーケンスを必要以上に長くすると、スループットタイムの延長や、感光体ドラム、搬送ベルトの劣化となり、好ましくない。
【００４５】
そこで、本発明の目的は、最低限のクリーニングシーケンスでスループットタイムの延長を起こさず、転写材の裏汚れが発生しない画像形成装置を提供することである。
【００４６】
また、本発明の他の目的は、像担持体、転写材搬送手段の劣化を起こさないようにした画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、
静電潜像が形成される移動可能な像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
前記像担持体上の現像剤像を、転写位置にて、移動可能な転写材搬送手段にて搬送する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、
少なくとも、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、前記転写位置を通過する間前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００４８】
本発明の第二の態様によれば、
複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部で形成された現像剤像を、転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する転写手段と、を備え、
前記各画像形成部は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
を有し、前記各画像形成部の前記像担持体上の現像剤像を、前記転写手段により転写位置にて、前記転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する画像形成装置において、
前記複数の画像形成部の少なくとも一つにおいて、少なくとも、前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する前記像担持体位置が、この像担持体の転写位置を通過する間、前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００４９】
本発明の第三の態様によれば、
複数の画像形成部と、
前記複数の画像形成部で形成された現像剤像を、転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する転写手段と、を備え、
前記各画像形成部は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体と非接触にて配置されて現像剤を担持し搬送する現像剤担持体を備え、前記像担持体と前記現像剤担持体間に振動電界を形成し、振動電界により前記現像剤担持体上の現像剤を前記像担持体と前記現像剤担持体との間の現像領域にて飛翔させ、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像装置であって、前記像担持体に当接して前記現像領域内で現像に寄与する現像剤の飛翔を一部遮蔽する飛翔現像剤規制部材を有する現像装置と、
を有し、前記各画像形成部の前記像担持体上の現像剤像を、前記転写手段により転写位置にて、前記転写材搬送手段にて搬送する転写材に転写する画像形成装置において、
前記複数の画像形成部のうち一つの画像形成部における前記像担持体の停止時に前記飛翔現像剤規制部材が当接する像担持体位置が、この像担持体の転写位置へ到達した後で、少なくとも、前記像担持体位置が前記転写位置で当接した前記転写材搬送手段の位置が、前記複数の画像形成部のうち下流側の他の画像形成部における像担持体の転写位置を通過する間、前記他の画像形成部の前記転写手段に像転写時と異なる電圧を印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、最低限のクリーニングシーケンスでスループットタイムの延長を起こすことなく、転写材の裏汚れが発生せず良好な画像を提供することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、像担持体、転写材搬送手段の劣化を起こさないようにした画像形成装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の好適な実施例について詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００５３】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、先に図１３を参照して説明した画像形成装置と同様の構成とされ、複数の画像形成部、本実施例では４個の画像形成部である画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）を有するインライン方式の４色フルカラーの電子写真画像形成装置である。
【００５４】
（画像形成装置の全体構成）
図１を参照すると、本実施例のカラー電子写真画像形成装置１００は、４個の画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）を縦方向に並設して有しており、各画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）には、各々、装着手段１０１によってプロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）が着脱可能に装着されている。各カートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）を備えている。
【００５５】
また、各画像形成ステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）に対応して、複数個の光学系１を有し、図中下側からシアン光学系１Ｃ、イエロー光学系１Ｙ、マゼンタ光学系１Ｍ、ブラック光学系１Ｂｋの順に配置されている。
【００５６】
上記各光学系１は、各色毎の画像情報に基づいた情報光を、各プロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）の感光体ドラム７、即ち、シアン感光体ドラム７Ｃ、イエロー感光体ドラム７Ｙ、マゼンタ感光体ドラム７Ｍ、ブラック感光体ドラム７Ｂｋヘそれぞれ照射して、各々の感光体ドラム７に潜像を形成する。
【００５７】
各カートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）にて、各感光体ドラム７は、駆動手段によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム７の周囲には、感光体ドラム７表面を均一に帯電する帯電装置８（８Ｃ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｂｋ）を有する。
【００５８】
更に、各カートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）は、感光体ドラム７の回転方向に従って順に、感光体ドラム７上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｂｋ）、及び、感光体ドラム７上のトナー像を転写材Ｓに転写させる搬送ベルトユニット３、及び、転写後の感光体ドラム７表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置１１（１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｂｋ）等を備えている。
【００５９】
一方、各感光体ドラム７へのトナー像の形成と同期して、転写材Ｓを収容した給紙カセット２から、ピックアップローラ２ａ及びこれに圧接する圧接部材２ｂにより転写材Ｓが一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対２ｃに到達する。そして、転写材Ｓは、画像と転写材Ｓとのタイミングが計られレジストローラ対２ｃから、転写材搬送手段としての搬送ベルト３１へと送給される。転写材Ｓは、吸着ローラ３４に電圧印加することにより静電的に搬送ベルト３１に吸着させ、転写材Ｓを図中上方に搬送する。
【００６０】
搬送ベルト３１は、駆動入力されたベルト搬送ローラ３２とテンションローラ３３により架張され、ベルト搬送ローラ３２の回転により回転搬送される。
【００６１】
これによって、転写材Ｓは、感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）と、転写手段としての転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）との間の転写位置Ｎ（ＮＣ、ＮＹ、ＮＭ、ＮＢｋ）に搬送される。続いて、この転写材Ｓに対して、それぞれ感光体ドラム７の表面に形成されたトナー画像が順次転写されてカラー画像が記録される。
【００６２】
更に説明すると、先ず、シアン色プロセスカートリッジ５Ｃとしてカートリッジ化されたシアン感光体ドラム７Ｃに形成したシアン色トナー像を、転写手段としてのシアン転写ローラ４Ｃにトナーの正規の極性（マイナス）と逆極性の電圧印加することによって転写材Ｓに転写する。
【００６３】
次いで、転写材Ｓは更に上方へと搬送され、イエロー色プロセスカートリッジ５Ｙとしてカートリッジ化されたイエロー感光体ドラム７Ｙに形成したイエロー色トナー像を、転写手段としてのイエロー転写ローラ４Ｙにトナーの正規の極性と逆極性の電圧印加することによって転写材Ｓに転写する。
【００６４】
又、マゼンタ色プロセスカートリッジ５Ｍとしてカートリッジ化されたマゼンタ感光体ドラム７Ｍに形成したマゼンタ色トナー像を、転写手段としてのマゼンタ転写ローラ４Ｍにトナーの正規の極性と逆極性の電圧印加することによって、転写材Ｓに転写する。
【００６５】
更に、ブラック色プロセスカートリッジ５Ｂｋとしてカートリッジ化されたブラック感光体ドラム７Ｂｋに形成したブラック色トナー像を、転写手段としてのブラック転写ローラ４Ｂｋにトナーの正規の極性と逆極性の電圧印加することによって転写材Ｓに転写する。
【００６６】
こうして各色のトナー像が転写材Ｓに順次転写積層される。尚、転写材Ｓを介して感光体ドラム７に当接して転写材Ｓを搬送する搬送ベルト３１は、転写ローラ４に印加される転写電圧を転写材Ｓに作用させる転写部材としても機能する。
【００６７】
次いで、転写材Ｓは、搬送ベルト３１によって定着手段５０へと搬送される。この定着手段５０は、駆動ローラ５１ａと、ヒータ５１ｂを内蔵すると共に支持体５１ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成した定着回転体５１ｄとを有する。そして、通過する転写材Ｓに熱及び圧力を印加して、積層された転写トナー像を一括して定着する。その後、この転写材Ｓを排出ローラ対２ｄで搬送し、排出部２６へ排出する。
【００６８】
次に、本実施例の画像形成装置１００にて各画像形成ステーション９に着脱可能とされるプロセスカートリッジ５について説明する。
【００６９】
（プロセスカートリッジ）
プロセスカートリッジ５は、電子写真感光体としての感光体ドラム７と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。
【００７０】
ここで、プロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留する現像剤をクリーニングするためのクリーニング手段などがある。
【００７１】
本実施例のプロセスカートリッジ５は、図１４に示す従来のカートリッジ５と同様の構成とされる。
【００７２】
つまり、図２に示すように、本実施例にて、プロセスカートリッジ５は、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム７と、帯電手段としての帯電装置である帯電ローラ８と、現像手段としての現像装置１０と、クリーニング手段としてのクリーニング装置１１とが、一体に形成されている。
【００７３】
このようにカートリッジ化されたプロセスカートリッジ５は、画像形成装置本体１００Ａに対してカートリッジ装着手段１０１（図１）により着脱可能に装着される。又、本実施例にて、シアン色プロセスカートリッジ５Ｃ、イエロー色プロセスカートリッジ５Ｙ、マゼンタ色プロセスカートリッジ５Ｍ、ブラック色プロセスカートリッジ５Ｂｋは、同様の構成とされている。
【００７４】
プロセスカートリッジ５は、一次帯電器である帯電ローラ８ヘ電圧印加することで、回転される感光体ドラム７の表面を所定の電位（本実施例では負で例えば−７００Ｖ）に一様に帯電する。又、帯電した感光体ドラム７に対して光学系１から光像を照射することにより、潜像を形成する（例えば明部電位−１００Ｖ）。こうして形成された感光体ドラム７上の潜像は、現像装置１０によって現像する。
【００７５】
現像装置１０は、図２に示すように、帯電ローラ８の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔにより可視像、即ち、現像剤像とされる。ここでは、感光体の帯電極性と現像剤の正規の帯電極性が同じである反転現像が行なわれている。前記現像剤像は、転写ローラ４にて転写材Ｓに転写される。
【００７６】
また、転写ローラ４で転写されずに残った感光体ドラム７上の現像剤は、クリーニング装置１１にて除去され、感光体ドラム７は次の画像形成プロセスに供される。
【００７７】
現像剤Ｔは、本実施例では負帯電性であり、かつ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかの色の顔料を含有した負帯電性非磁性一成分現像剤（以下、「トナー」という。）である。
【００７８】
攪拌部材２３は、各種形状に加工された板状、或いは、スクリュー等からなり、図中矢印Ｒ４方向に回転しており、現像容器２０内のトナーＴを現像剤担持体としての現像ローラ２１へ搬送している。
【００７９】
ここで、撹拌部材２３は１個である必要はなく、各種現像装置に合わせて、現像容器２０の端部から現像ローラ２１近傍までトナーを搬送することが出来れば撹拌部材の個数は問わない。
【００８０】
現像ローラ２１には、現像剤量規制部材として規制ブレード２４が当接されており、現像ローラ２１上のトナーを規制してトナー薄層を形成し、現像領域（ドラム対向位置）Ａに搬送されるトナー量を規定している。現像領域Ａに搬送されるトナー量は、現像ローラ２１上に接触する規制ブレード２４の当接圧や当接長さ等により決定される。
【００８１】
規制ブレード２４は、厚さ数百μｍのリン青銅、ステンレス等の金属薄板上に接着或いは溶着されており、金属薄板の弾性によって均一に現像ローラ２１に当接されているチップブレードである。このとき金属薄板の材質、厚さ、侵入量、設定角によって規制ブレード２４の当接条件が決定される。
【００８２】
飛翔現像剤規制部材としての板状部材であるＦＴＣ部材２５は、限定されるものではないが、その先端が、図３に記載するように、現像領域Ａの感光体ドラム７と現像ローラ２１との中心を結んだ線上Ｐ付近に侵入するように配置することができる。即ち、飛翔現像剤規制部材を設けることによって、現像領域Ａの上流側を遮蔽し、現像領域Ａの上流側において現像剤が飛翔する領域が規制される。飛翔現像剤規制部材の先端はその位置精度を保つために、感光体ドラムに接触して設けられる。また、材料として、通常は絶縁性のシートを用いる（例えば、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムなど）。また、感光体ドラム側のみ絶縁性とするシートを使用することも可能である。
【００８３】
現像ローラ２１は、現像領域Ａで感光体ドラム７の表面と所定の間隔、即ち、ＳＤギャップにおいて対向し、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを印加することで交番電界（振動電界）を形成している。
【００８４】
上記の構成において所望の帯電量と所望の層厚で現像ローラ表面に付着して現像領域Ａに搬送されてきてトナーＴは、振動電界によって現像ローラ２１と感光体ドラム７との間で往復運動を行うことで感光体ドラム表面に形成された静電潜像を可視化する。即ち、現像ローラ上のトナーの層厚は、感光体ドラムと現像ローラとの間隔よりも小さいので、現像時に現像ローラから感光体ドラムへトナーを飛翔させて現像が行なわれる。
【００８５】
転写材Ｓが給紙されてから帯電、現像、転写、定着後排紙されるまでの工程は、上述の通りである。
【００８６】
次に、本実施例における画像形成直前の前回転時におけるクリーニングの工程について述べる。
【００８７】
本実施例におけるＦＴＣ部材２５（２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｂｋ）から感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）や搬送ベルト３１上に落下する現像剤（トナー）の回収法を図１を用いて説明する。
【００８８】
本実施例によると、転写手段を構成する転写部材としての転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）には、バイアス切り替えスイッチ６１（６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｂｋ）を介して、転写バイアスを印加する電源６２ａ（６２ａＣ、６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋ）と、クリーニングバイアスを印加する電源６２ｂ（６２ｂＣ、６２ｂＹ、６２ｂＭ、６２ｂＢｋ）とが接続されている。
【００８９】
画像形成時（像転写時）において、転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）には、電源６２ａ（６２ａＣ、６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋ）から、画像形成時転写バイアスを、即ち、トナーの正規の極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。このときトナーが付着している感光体ドラム７の表面電位は−１００Ｖ程度であり、感光体ドラムの電位と転写ローラの電位との電位差によって、感光体ドラム７から転写材（転写ローラ）へ向かってトナーが移動する方向の電界が形成される。
【００９０】
また、画像形成直前の前回転時におけるクリーニングの工程時には、転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）には、バイアス切り替えスイッチ６１（６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｂｋ）により、電源６２ａ（６２ａＣ、６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋ）から、クリーニングバイアスを印加する電源６２ｂ（６２ｂＣ、６２ｂＹ、６２ｂＭ、６２ｂＢｋ）に切り換えられている。クリーニングバイアスは、飛翔現像剤規制部材の裏面から感光体ドラムに転移したトナーの極性と同極性である。このとき感光体ドラムの表面電位は、ほぼ０Ｖである。従って、クリーニング工程時には、感光体ドラムと転写ローラとの電位差によって、転写ローラ（搬送ベルト）から感光体ドラムへトナーを移動させる方向の電界が形成される。なお、飛翔現像剤規制部材の裏面に付着したトナーは、正規の帯電極性とは逆極性に帯電した反転トナー、即ちプラス帯電トナーである。従って、この反転トナーが搬送ベルトに対して静電的に反発し、搬送ベルトへ付着するのを防止するために、クリーニングバイアスとしては、プラスの電圧が印加される。
【００９１】
また例えば、転写バイアスとして＋１ｋＶ、クリーニングバイアスとして＋０．５ｋＶとすることができる。ただし、これに限定されるものではない。
【００９２】
クリーニングバイアス印加時は、像転写時とは異なり、感光体ドラム７と転写ローラ４（搬送ベルト３１）の間に転写材Ｓが無いので、像転写時と同じ転写バイアスを印加すると感光体ドラム７及び搬送ベルト３１に電荷メモリや通電劣化等が起こる可能性が生じる。これを防止するために、転写ローラに印加するクリーニングバイアスは、像転写時転写バイアスよりも小さく設定するのが良い。特に、上記メモリの問題は、感光体ドラムの帯電極性と転写バイアスの極性とが逆となる反転現像方式において生じやすい。
【００９３】
斯かる構成とすることにより、画像形成直前の前回転時におけるクリーニング工程においては、像転写時とは異なる電圧を転写ローラに印加することによって、トナーが感光体ドラム７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）から搬送ベルト３１へ転写しないようにすると共に、感光体ドラムに電荷メモリが生じるのを防止する。飛翔現像剤規制部材から感光体ドラム７に付着した反転トナーは、廃トナーとして画像形成部であるプロセスステーション９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）に挿入されているプロセスカートリッジ５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）内の廃トナー容器１３（１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｂｋ）に回収する。
【００９４】
以上のようなクリーニング工程の作動により、感光体ドラム７及び搬送ベルト３１のクリーニングを行うことができる。
【００９５】
また、図３に示すように、感光体ドラムの回転停止時にＦＴＣ部材２５が当接する感光体ドラム位置７ａが、感光体ドラム７の回転が始まってから、感光体ドラム７と転写ローラ４と対向した感光体ドラム位置７ｂ、即ち、転写位置Ｎに至るまで感光体ドラム７を回転させ、且つ、搬送ベルト３１を移動させ、この間において、転写ローラに前述したクリーニングバイアスを印加する。これによって、感光体ドラム位置７ａから感光体ドラム位置７ｂまでの感光体ドラム７上のトナーが感光体ドラム７の回転に伴って搬送ベルト３１へと転写するのを防止し、また、感光体ドラム７や搬送ベルト３１に落下したトナーを完全に回収することができる。なお、前述したように、ＦＴＣ部材に付着したトナーは、ほとんど逆極性（プラス）帯電トナーとなっており、また感光体ドラムの回転開始時の振動により感光体ドラムへ付着することが多い。即ち、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置に付着しているトナーが多くなっている。従って、少なくとも、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置が、転写位置を通過するとき転写ローラと感光体ドラムとの間に像転写時と異なる電位差を形成するように、転写ローラに前述したクリーニングバイアスを印加するのが良い。これによって、感光体ドラムの回転開始時にＦＴＣ部材から感光体へ移動したトナーが搬送ベルトへ付着することを防止できる。
【００９６】
次に、クリーニング工程を図２を用いて説明する。
【００９７】
プリント命令を受け、不図示のメインモータが回転駆動し、図２に示すように、感光体ドラム７と搬送ベルト３１がそれぞれ矢印Ｒ１及びＲ５方向に駆動する。同時に、帯電手段である帯電ローラ８ヘ所定の電圧を印加することで、この感光体ドラム７の表面を一様に帯電する。
【００９８】
また、同時に、転写ローラ４においても、バイアス切り替えスイッチ６１を、転写バイアスを印加する電源（転写バイアス電源）６２ａからクリーニングバイアスを印加する電源（クリーニングバイアス電源）６２ｂに切り替える。クリーニングバイアスとしては、上述のように、＋０．５ｋＶとすることができる。所定時間経過後に、即ち、ＦＴＣ部材２５が当接する感光体ドラム位置７ａが、感光体ドラム７と転写ローラ４とが対向した感光体ドラム位置７ｂ、即ち、転写位置Ｎまで回転した後、バイアス切り替えスイッチ６１を、クリーニングバイアス電源６２ｂから転写バイアス電源６２ａに切り替える。画像形成時の転写バイアスは、例えば、＋１ｋＶとされる。そして、上述した画像形成工程を実施し、フルカラー画像形成を行う。
【００９９】
上記クリーニングバイアス及び／又は転写バイアスは、各画像形成部にて同じとすることもできるし、又、異なる電圧値とすることもできる。
【０１００】
このような画像形成直前の前回転時の転写ローラ印加バイアスの制御を行い、少なくとも、ＦＴＣ部材２５が当接する感光体ドラム位置７ａが、転写位置Ｎを通過するまで感光体ドラム７、及び、搬送ベルト３１を駆動し、該感光体ドラム７の駆動中に転写ローラ４と感光体ドラム７との間に電位差を設ける構成とすることにより、スループットタイムの延長を起こさず、像担持体である感光体ドラム、転写材搬送手段である搬送ベルトの劣化を起こさず、転写材の裏汚れが発生しない画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
なお、転写ローラにクリーニングバイアスを印加開始するタイミングは、感光体ドラムの駆動開始よりも遅らせても良く、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置が、転写位置を通過するタイミングに合わせるようにしても良い。
【０１０２】
実施例２
次に、本発明に係る電子写真画像形成装置の他の実施例について説明する。
【０１０３】
本実施例において、画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの構成及び機能、並びに、転写材が給紙されてから帯電、現像、転写、定着後排紙されるまでの工程などは、実施例１で説明した画像形成装置１００及びプロセスカートリッジ５と同様である。従って、これらの説明は、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。以下には、主として、本実施例の特徴である画像形成直前の前回転時におけるクリーニングの工程について述べる。
【０１０４】
特に本実施例では、装置の複雑化や巨大化、コスト面を鑑み、実施例１のように全ての転写ローラ４にクリーニングバイアスを印加せずとも、上述のＦＴＣ部材２５から感光体ドラム７や搬送ベルト３１上に落下する現像剤（トナー）を回収することを特徴とする。
【０１０５】
本実施例におけるＦＴＣ部材２５から感光体ドラム７や搬送ベルト３１上に落下する反転（正極性の）トナーの回収法を図４を用いて説明する。
【０１０６】
本実施例によると、転写手段を構成する転写部材としての転写ローラ４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）の中の転写ローラ４Ｙと４Ｍと４Ｂｋには、実施例１と同じように、バイアス切り替えスイッチ６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｂｋ）を介して、画像形成時転写バイアスを印加する電源６２ａ（６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋ）と、画像形成時転写バイアスとは異なるクリーニングバイアスを印加する電源６２ｂ（６２ｂＹ、６２ｂＭ、６２ｂＢｋ）とが接続されている。一方、実施例１とは異なり、転写ローラ４Ｃについては、クリーニングバイアスを印加する電源は接続されていないが、搬送ベルト３１の抵抗を検知するための電源が接続されている。
【０１０７】
上記クリーニングバイアス印加によって回収するトナーは、実施例１でも述べたように、反転トナー（逆極性トナー）である。そのため、画像形成時転写バイアスとクリーニングバイアス印加時とでは、転写位置で同じ方向の電界を形成するが、回収されるトナーにとっては、転写ローラ（搬送ベルト）から感光体ドラムへ向かってトナーを移動する方向の電界が形成される。また画像形成時とは異なり、クリーニングバイアス印加時には、感光体ドラム７と転写ローラ４（搬送ベルト３１）の間に転写材Ｓが無く、クリーニング時に画像形成時と同じ転写バイアスを印加すると感光体ドラム７及び搬送ベルト３１に電荷メモリや通電劣化等が起こることがある。これを防止するために、クリーニングバイアスは画像形成時転写バイアスよりも小さく設定するのが良い。
【０１０８】
また、本実施例２の画像形成装置では、１番目の画像形成部に対応する転写ローラ４Ｃにおいて、前回転中に搬送ベルト及び転写ローラの合成抵抗の検知を行なっている。搬送ベルト及び転写ローラの抵抗検知は、例えば、転写材が１番目（１色目）の転写位置へ到達する前に、所定の検知用電圧を転写ローラ４Ｃに印加し、転写ローラ４Ｃに流れる電流を検知することによって行なわれる。転写ローラ４Ｃに流れる検知電流に応じて、それぞれの転写ローラ４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋに対して像転写時に印加する電圧を決定する。これによって、温湿度環境の変化により搬送ベルト及び転写ローラの合成の抵抗が変動したとしても、その抵抗変動を見込んだ転写バイアスに設定することができる。なお、環境変化に対する転写ローラの抵抗変動は、各転写ローラともほぼ同じであるので、１番目の転写位置でだけ搬送ベルト及び転写ローラの抵抗検知を行なっている。従って、環境変化に関わらず、各転写位置で良好な転写を行なうことができる。なお、転写ローラに流れる電流を検知する代わりに、転写ローラに所定の電流を流したときに転写ローラに印加される電圧を検知するようにしても良い。このようにしても、搬送ベルト及び転写ローラの抵抗を予測することが可能である。
【０１０９】
また、非転写時に、搬送ベルト及び転写ローラの抵抗を検知するために、転写ローラ４Ｃに印加する電圧は、前述した転写バイアスと同じ極性であり、転写バイアスやクリーニングバイアスよりも小さくすることが望ましい。このように非転写時に転写ローラに小さい電圧を印加することによって、転写位置に転写材がない非転写時において、感光体ドラムにメモリが発生することをより確実に防止することができる。
【０１１０】
本実施例においては、転写ローラ４Ｃを用いて、搬送ベルト及び転写ローラの抵抗検知のための余分な時間を設けないために、１番目の転写位置の転写ローラ４Ｃにおいて実施例１に示したようなクリーニングシーケンス行なっていない。即ち、１番目の画像形成部において、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置が、１番目の転写位置を通過するときには、転写ローラ４Ｃは、クリーニングバイアスが印加されてなく、搬送ベルト及び転写ローラの抵抗を検知するための検知用電圧が印加されている。前述したように、検知用電圧は、クリーニングバイアスよりも小さいので、このとき感光体ドラムから搬送ベルトへ、反転トナーが付着することがある。
【０１１１】
その為、１番目の画像形成部で搬送ベルトに付着したトナーのクリーニングを２番目、３番目、４番目の画像形成部にて行う。
【０１１２】
まず、２、３、４番目の画像形成部では、反転トナークリーニングを行なうために、各転写ローラによって実施例１と同じタイミングで、その画像形成部自身において、感光体ドラムから搬送ベルトへの反転トナーの付着を防止する。即ち、転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋのそれぞれに実施例１と同様に、クリーニングバイアスが印加される。つまり、１番目の画像形成部における感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置が、１番目の転写位置で当接した搬送ベルトの位置が、２、３、４番目の画像形成部における感光体ドラムの転写位置を通過する間、２、３、４番目の転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋにクリーニングバイアスが印加される。このために、１番目の画像形成部における感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置に相当する部分の搬送ベルトが、下流の各画像形成部の転写位置に到達した際に再びバイアス切り替えスイッチ６１によりクリーニングバイアスに切り替えられている。例えば、画像形成時転写バイアスとして＋１ｋＶ、クリーニングバイアスとして＋０．５ｋＶとすることができ、搬送ベルト及び転写ローラの検知用電圧は、クリーニングバイアスよりも小さい値、例えば＋０．２ｋＶとすることができる。ただし、これに限定されるものではない。また、転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋに印加するクリーニングバイアスは、それぞれ異なる値とすることもできる。
【０１１３】
前回転時において１番目の画像形成部に対応する位置に設けられる、転写ローラ４Ｃでは、搬送ベルト及び転写ローラの抵抗検知用の電圧の印加後、すぐに転写材である紙が突入してくる為にクリーニングバイアスを印加する時間がない。そのために、感光体ドラム７Ｃの回転開始に伴い、ＦＴＣ部材から感光体ドラム７Ｃ上に付着した反転トナーである正極性のトナーが感光体ドラム７Ｃから搬送ベルト３１に転写する。そして、このトナーは、搬送ベルト駆動方向の下流にある正極性のバイアス（クリーニングバイアス）が印加された転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋの作用により、搬送ベルト３１から感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋに逆転写される。この感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋに逆転写されたトナーは、廃トナーとして画像形成部であるプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ内の廃トナー容器１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｂｋに回収する。
【０１１４】
以上のようなクリーニング工程の作動により、感光体ドラム７及び搬送ベルト３１のクリーニングを行うことができる。
【０１１５】
図５〜図１１には、１番目、２番目、３番目、４番目の画像形成部９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋにおける感光体ドラム７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ周辺を示す。図５〜図１１を参照して、本実施例の前回転時のクリーニング工程について説明する。
【０１１６】
図５に示すように、感光体ドラム７Ｃの回転停止時にＦＴＣ部材２５Ｃが当接する感光体ドラム位置７ａＣが、感光体ドラム７Ｃと転写ローラ４Ｃとの当接位置７ｂＣ、即ち、転写位置ＮＣに到達するまで回転する。この転写位置ＮＣ、即ち、感光ドラム位置７ｂＣにて上記感光体ドラム位置７ａＣは、搬送ベルト３１（即ち、搬送ベルト３１上の当接位置３１Ｃ）に当接する。つまり、この間に転写ローラ４Ｃには搬送ベルト抵抗検知用の正極性の小さい電圧が印加されており、感光体ドラム表面に付着した正極性トナーを搬送ベルト３１に転移することを抑制することが出来ない。そのため、感光体ドラム位置７ａＣから７ｂＣまでの感光体ドラム７Ｃ上に付着したトナーは、搬送ベルト３１に転写される。即ち、感光体ドラム７Ｃ回転開始から、感光体ドラム７Ｃの回転停止時にＦＴＣ部材２５Ｃが当接する感光体ドラム位置７ａＣが転写位置に到達するまで、の間、感光体ドラム７Ｃから搬送ベルト３１へトナーが転写される。この搬送ベルト３１上の、感光体ドラム位置７ｂＣと搬送ベルト３１とが当接する搬送ベルト当接位置３１ａは、更に、感光体ドラム７の回転及び搬送ベルト３１のＲ５方向への移動により、感光体ドラム７Ｃの下流側に位置した感光体ドラム７Ｙと転写ローラ４Ｙとが対向した転写位置ＮＹ、即ち、感光体ドラム７Ｙと搬送ベルト３１との当接位置（感光体ドラム位置７ｂＹ、搬送ベルト位置３１Ｙ）まで移動される(図６参照)。
【０１１７】
このタイミングで転写ローラ４Ｙにはクリーニングバイアスが再び印加される。従って、感光体ドラム７Ｙ上の正極性のトナーが転写位置ＮＹにて搬送ベルト３１に転写されることはない。また、感光体ドラム位置７ａＣから７ｂＣまでの感光体ドラム７Ｃ上に付着したトナーで、搬送ベルト３１上に転写された正極性のトナー（感光体ドラム７Ｃ回転開始から、感光体ドラム７Ｃの回転停止時にＦＴＣ部材２５Ｃが当接する感光体ドラム位置７ａＣが転写位置に到達するまで、の間、感光体ドラム７Ｃから搬送ベルト３１へ転写されたトナー）、及び、感光体ドラム７Ｙや搬送ベルト３１に落下した正極性のトナーは、転写位置ＮＹにて感光体ドラム７Ｙへと逆転写され（又は感光体ドラム７Ｙから搬送ベルト３１へ転写することを防止され）、そして、感光体ドラム位置７ａＣが搬送ベルト３１に当接した転写ベルト位置３１ｂが転写位置ＮＹを通過後クリーニングバイアスの印加を止める。これにより画像形成部９Ｃで搬送ベルト３１へ転写されたトナーを回収することができる（図７参照）。
【０１１８】
そして更に、感光体ドラム７の回転及び搬送ベルト３１のＲ５方向への移動により、感光体ドラム位置７ｂＣと搬送ベルト３１とが当接する搬送ベルト当接位置３１ａが、感光体ドラム７Ｙの下流側に位置した感光体ドラム７Ｍと転写ローラ４Ｍとが対向した転写位置ＮＭ、即ち、感光体ドラム７Ｍと搬送ベルト３１との当接位置（感光体ドラム位置７ｂＭ、搬送ベルト位置３１Ｍ）まで移動され（図８参照）、転写ローラ４Ｍにクリーニングバイアスが再び印加され、搬送ベルト３１上のトナーを回収する。また、画像形成部９Ｙの時と同様に転写ベルト位置３１ｂが転写位置ＮＭを通過後クリーニングバイアスの印加を止める（図９参照）。
【０１１９】
そして、同様の感光体ドラム７の回転及び搬送ベルト３１のＲ５方向への移動により、感光体ドラム７ｂＣと搬送ベルト３１とが当接する搬送ベルト当接位置３１ａが感光体ドラム７Ｍの下流側に位置した感光体ドラム７Ｂｋと転写ローラ４Ｂｋとが対向した転写位置ＮＢｋ、即ち、感光体ドラム７Ｂｋと搬送ベルト３１との当接位置（感光体ドラム位置７ｂＢｋ、搬送ベルト位置３１Ｂｋ）まで移動され（図１０参照）、転写ローラ４Ｂｋにクリーニング転写バイアスが再び印加され、搬送ベルト３１上のトナーを回収する。また、画像形成部９Ｙ、９Ｍのときと同様に転写ベルト位置３１ｂが転写位置ＮＢｋを通過後クリーニングバイアスの印加を止める（図１１参照）。
【０１２０】
また、感光体ドラム７ａＣと搬送ベルト３１とが当接する搬送ベルト当接位置３１Ｃが、感光体ドラム７Ｂｋと搬送ベルト３１との当接位置まで移動する間、転写ローラ４にクリーニングバイアスを印加し続けても同様である。なお、本実施例においては、全ての感光体ドラムの駆動開始は同時である。
【０１２１】
次に、クリーニング工程を図１２を用いて説明する。
【０１２２】
プリント命令を受け、不図示のメインモータが回転駆動し、図１２に示す感光体ドラム７Ｃと７Ｙが矢印Ｒ１方向に駆動され、また、搬送ベルト３１がＲ５方向に駆動される。同時に、帯電手段である帯電ローラ８Ｃ、８Ｙヘ電圧を印加することで、感光体ドラム７Ｃ、７Ｙの表面を一様に所定電位に帯電する。
【０１２３】
また、転写手段を構成する転写ローラ４Ｃには、転写バイアス電源６２ａＣから搬送ベルト及び転写ローラ抵抗検知用バイアスが印加される。
【０１２４】
一方、転写手段を構成する転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋにおいては、同時に、バイアス切り替えスイッチ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｂｋにより画像形成時転写バイアスを印加する電源（転写バイアス電源）６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋからクリーニングバイアスを印加する電源６２ｂＹ、６２ｂＭ、６２ｂＢｋに切り替えてクリーニングシーケンスを実行する。所定時間経過後に、即ち、感光体ドラム７Ｃを回転駆動し、感光体ドラム回転停止時にＦＴＣ部材２５Ｃが当接する感光体ドラム位置７ａＣを、感光体ドラム７Ｃと搬送ベルト３１との当接位置３１Ｃに回転するまでクリーニングバイアスを印加し一度、バイアス切り替えスイッチ６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｂｋを画像形成時転写バイアスを印加する電源６２ａＹ、６２ａＭ、６２ａＢｋ、に切り替える。そして更に、その当接位置３１Ｃが、搬送ベルト３１の駆動方向下流側の転写ローラ４Ｙの位置にくるまで駆動されたとき、バイアス切り替えスイッチ６１Ｙを、画像形成時転写バイアスを印加する電源６２ａＹからクリーニングバイアスを印加する電源６２ｂＹに切り替える。即ち、転写ローラ４Ｙのバイアスをクリーニングバイアスに切り替える。そして通過後、再びバイアス切り替えスイッチ６１Ｙを、クリーニングバイアスを印加する電源６２ｂＹから画像形成転写バイアスを印加する電源（転写バイアス電源）６２ａＹに切り替える。
【０１２５】
またその後、当接位置３１Ｃが、搬送ベルト３１の駆動方向下流側の転写ローラ４Ｍ、４Ｂｋの位置まで移動した際にバイアス切り替えスイッチ６１を、画像形成時転写バイアスを印加する電源６２ａからクリーニングバイアスを印加する電源６２ｂに切り替える。そして通過後、再びバイアス切り替えスイッチ６１を、クリーニングバイアスを印加する電源６２ｂから画像形成転写バイアスを印加する電源６２ａに切り替える。
【０１２６】
このような画像形成直前の前回転時の転写バイアスの制御を行い、スループットタイムの延長を起こさず、転写材の裏汚れが発生しない画像形成装置を提供することができる。
【０１２７】
なお、ＦＴＣ部材に付着したトナー（反転トナー）は、感光体ドラムの回転開始時に振動により感光体ドラムへ付着することが多い。即ち、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置に付着しているトナー（反転トナー）が多くなっている。従って、複数の画像形成部の少なくとも一つにおいて、少なくとも、感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置が、その転写位置を通過するタイミングに合わせて、転写ローラに前述したクリーニングバイアスを断続的に印加しても良い。これによって、複数の画像形成部の少なくとも一つにおいて、感光体ドラムの回転開始時にＦＴＣ部材から感光体ドラムへ移動したトナーが搬送ベルトへ付着することを防止できる。
【０１２８】
また、上記と同じ理由により、複数の画像形成部のうち一つの画像形成部（例えば本実施例のシアン用画像形成部）における感光体ドラムの停止時にＦＴＣ部材が当接する感光体ドラム位置７ａＣが、この感光体ドラムの転写位置へ到達したときに搬送ベルトへ反転トナーが付着してしまった場合を考える。この場合、少なくとも、更に感光体ドラム位置７ａＣが転写位置で当接した搬送ベルトの位置３１Ｃが、複数の画像形成部のうち下流側の他の画像形成部（例えば本実施例のイエロー用画像形成部、マゼンタ用画像形成部、又はブラック用画像形成部）における感光体ドラムの転写位置を通過するタイミングに合わせて、前記下流側の他の画像形成部の転写ローラに前述したクリーニングバイアスを断続的に印加しても良い。これによって、複数の画像形成部のうち一つの画像形成部の転写位置において、搬送ベルトへトナーが付着したとしても、前記下流側の他の画像形成部の転写位置において、搬送ベルトから感光体へトナーを戻すことができる。
【０１２９】
このように転写ローラに断続的にクリーニングバイアスを印加すれば、クリーニングバイアス印加時間を短くすることができ、感光体に対するメモリを、より発生しにくくすることができる。
【０１３０】
なお、転写バイアス、クリーニングバイアスとしては、転写ローラに対して定電圧を印加するようにしていたが、その代わりに、転写ローラに定電流を流すようにしても良い。
【０１３１】
更に又、上記実施例１、２においては、画像形成部が複数設けられたカラー画像形成装置について説明したが、当業者には周知の、一つの像担持体と、複数の現像器を搭載した回転現像装置と、を備え、回転現像装置を回転して像担持体上の潜像を現像してカラー画像を得る画像形成装置、更には、一つの像担持体と一つの現像装置とを備えたモノクロ画像形成装置に対しても、適宜変更することにより、本発明の原理は同様に適用し得るものであり、同様の作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る実施例１の画像形成装置の概略構成断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの一実施例の概略構成を示し、本発明の実施例１に従った転写材裏汚れ防止方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１のクリーニング工程における感光体ドラム表面の清掃箇所を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施例２の画像形成装置の概略構成断面図である。
【図５】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図６】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図８】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図９】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例２のクリーニング工程を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例２に従った転写材裏汚れ防止方法を説明する図である。
【図１３】従来の画像形成装置の概略構成断面図である。
【図１４】従来のプロセスカートリッジの概略構成を示し、クリーニング工程を説明する図である。
【図１５】掃き寄せ現象を説明する図である。
【図１６】現像領域付近の拡大説明図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１（１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｂｋ）              露光装置
４（４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｂｋ）              転写ローラ（転写手段）
５（５Ｃ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｂｋ）              プロセスカートリッジ
６（６Ｃ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｂｋ）              現像バイアス電源
７（７Ｃ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｂｋ）              感光体ドラム（像担持体）
８（８Ｃ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｂｋ）              帯電ローラ（帯電手段）
９（９Ｃ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｂｋ）              画像形成ステーション（画像形成部）
１０（１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｂｋ）    現像装置
１１（１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｂｋ）    クリーニング装置
２５（２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｂｋ）    ＦＴＣ部材（飛翔現像剤規制部材）
３１                                        搬送ベルト（転写材搬送手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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