(57)【要約】【目的】正規トナーの飛散を抑えつつ反転トナーのトナー担持体からの像担持体への転移を防止し、上ガイド部材及び下ガイド部材にトナーが付着するのを防止して記録材の汚染トナーによる汚れを防止して常に良好な画質を維持することができる画像形成装置を提供すること。【構成】像担持体と、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段よりも像担持体の移動方向に対して下流側に設けられ像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング手段と、記録材のトナー像を定着する手段を有し、交流電界と直流電界を重畳して現像剤担持体に印加する２成分磁気ブラシ現像方式を採用する画像形成装置において、作像後、前記現像剤担持体が停止した状態でＡＣ現像バイアスを印加し、　その後、ＡＣバイアス停止時にＡＣバイアス波形の前記像担持体方向にトナーを現像させる電界の向き方向でバイアスを終了する。【選択図】　　　図１
2004138652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段よりも像担持体の移動方向に対して下流側に設けられ像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング手段と、記録材のトナー像を定着する手段を有し、交流電界と直流電界を重畳して現像剤担持体に印加する２成分磁気ブラシ現像方式を採用する画像形成装置において、
作像後、前記現像剤担持体が停止した状態でＡＣ現像バイアスを印加し、　その後、ＡＣバイアス停止時にＡＣバイアス波形の前記像担持体方向にトナーを現像させる電界の向き方向でバイアスを終了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体に印加するＡＣ現像バイアスとＤＣ現像バイアスを同時に停止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体上に形成するトナー像を前記転写手段を用いて記録材に転写するために、前記像担持体に接触可能な接触転写手段であ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。
【請求項４】
前記現像剤担持体が停止した状態でＡＣ現像バイアスの印加時間を５０ｍｓｅｃ以上を特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体上に形成するトナー像を前記転写手段を用いて記録材に転写するために、前記像担持体と前記転写手段の対向する転写部位へ前記記録材を案内するガイド手段として、前記記録材の前記像担持体側の面を案内する第１ガイド部材と、前記記録材の前記転写手段側の面を案内する第２ガイド部材とを有し、両ガイド部材にトナーと同極性のバイアスを印加す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。
【請求項６】
前記トナー像は、反転現像により現像されるものであ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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録材に転写し、その後、記録材上の未定着トナー像を定着して永久画像を得る、例えば複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真を用いる、例えば複写機等の画像形成装置の従来の典型的な一例の概略構成を第１３図に示す。
【０００３】
図１３において、矢印Ｘ方向に回転する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム５０を帯電手段５４にて一様に帯電し、次いで画像露光５５をすることで感光ドラム５０上に形成する静電潜像に現像手段５６が２成分現像であり、現像剤（トナー）を静電的に付着させることで、感光ドラム５０上にはトナー像が形成する。その後、転写手段としての転写帯電器５２がトナーと逆極性のバイアス電圧を印加することで、このトナー像をトナー像形成に同期して搬送されてきた記録材５１上に転写する。
【０００４】
転写手段としては前記の転写帯電器５２の他に、転写ローラや転写ベルトに代表される接触転写手段も普及している。接触転写手段は、帯電器に比べてオゾン等の放電生成物の発生量が少ない等のメリットがある。
【０００５】
又、前記感光ドラム５０上のトナー像形成には、一様に帯電した感光ドラム５０の表面に画像情報のバックグランド部に対応した露光を行い、この被露光部分以外の部分をトナーで現像する正規現像方式と、この方式とは反対に、画像情報に対応した露光を行い、被露光部分にトナー像を形成する反転現像方式とがある。
【０００６】
このような従来の画像形成装置において、トナー像の転写が行われる転写部位へ記録材５１を確実に誘導するために、記録材５１の上面及び下面をガイドするそれぞれ第１ガイド部材としての上ガイド部材５３ａ、第２ガイド部材としての下ガイド部材５３ｂが備えられている。
【０００７】
前記の上、下ガイド部材５３ａ，５３ｂの近傍では、転写帯電器５２にて転写バイアス電圧が印加される。そのため、特に高湿環境下等で記録材５１が吸湿して低抵抗化した場合に、この転写バイアス電圧が転写電流として記録材５１を介して上、下ガイド部材５３ａ，５３ｂへ漏れることがないように、上、下ガイド部材５３ａ、５３ｂは絶縁部材で構成される。こうして記録材５１が保持すべき電荷不足による転写抜け等の転写不良が発生するのを防止している。
【０００８】
しかしながら、前記のような理由で絶縁部材で構成される上、下ガイド部材５３ａ，５３ｂは、近接する転写帯電器５２に印加される転写バイアス電圧と同極性、即ち、トナーと逆極性に帯電し易くなる。
【０００９】
又、上、下ガイド部材５３ａ，５３ｂは、トナー像の転写部位に確実に記録材５１を誘導するために、転写帯電器５２に近接すると同時に、当然、感光ドラム５０にも近接しており、感光ドラム５０の表面から１〜３ｍｍ程度と非常に近接した位置に配置さている。
【００１０】
そのために、転写バイアス電圧によってトナーと逆極性に帯電し易くなる上、下ガイド部材５３ａ，５３ｂには、装置内に浮遊するトナーや、特に転写直前の位置にある感光ドラム５０表面のトナー像のトナー等が静電的に吸引されて付着してしまう。感光ドラム５０に近い上ガイド５３ａの最も感光ドラム５０表面に近接する先端部分５３Ｓには、特にトナーが付着し易い。その結果、この汚染トナーが記録材５１に付着して、画質劣化を招く恐れがあった。
【００１１】
又、前記の反転現像方式に代表される、トナーと同極性の電位を保持する像担持体としての例えば感光ドラム５０表面の、露光によりその電位の減衰した部分にトナー像を形成する方式では、感光ドラム５０へのトナーの付着力が比較的弱いため、上ガイド部材５３ａへトナーが静電的に吸引され易くなる傾向がある。又、現像時に飛散したトナーがその後に下ガイド部材５３ｂに付着することも起こり易い。
【００１２】
前記問題を解決するために、従来、例えば上下ガイド部材５３ａ、５３ｂを導電性部材で構成し、転写バイアス電圧とは逆極性（トナーと同極性）のバイアス電圧を印加する。又、このような構成の上、下ガイド部材５３ａ、５３ｂは、やはり前記のように、転写バイアス電圧（トナーと逆極性）が転写電流として漏れるのを促す傾向にあり、記録材５１の保持すべき電荷不足、記録材５１の吸湿による抵抗の低下等により、転写抜けが顕著となるために記録材５１と接触する上下ガイド内面に絶縁シートを備え転写電流の漏れを防止する構成が採られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成は転写ガイドにトナーと同極性の電圧を印加することで現像器のトナー担持体からの飛散や像担持体からの現像に供された正規トナーの付着防止を目的としていた。
【００１４】
ところが、低湿環境で特に現像器が耐久によりトナー特性が劣化すると正規トナーの保持している電荷の極性と逆の電荷を持つトナーが増加する、通常反転トナーと称され地カブリやライン文字の周りに影のように現像される現象、シャドーイングが発生することが知られている。
【００１５】
又、この反転トナーは転写電位と同極性のため記録材５１には転写されにくいために余り大きな問題にならないが、転写ガイドの印加電位と逆極性でガイドに付着し易くなることでこの汚染トナーが記録材５１に付着し、画質劣化や汚れを引き起こす問題が発生した。
【００１６】
しかも、極低湿２３℃、５％で印字率の低い画像で耐久を行うとトナーの劣化が促進され、最悪の場合には反転トナーが増加して後回転中に像担持体上に毎回現像され、上ガイド先端に移動する反転トナーが毎回記録材先後端に汚れとして見え、甚だしく画質品位を落とすことにもなる。
【００１７】
従って、本発明の目的賭する処は、正規トナーの飛散を抑えつつ反転トナーのトナー担持体からの像担持体への転移を防止し、転写部位へ記録材をガイドする第１ガイド部材としての上ガイド部材及び第２ガイド部材としての下ガイド部材にトナーが付着するのを防止して記録材の汚染トナーによる汚れを防止して常に良好な画質を維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
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、第１の本発明は前記現像担持体が停止した状態で２成分現像方式で特に高画質になる交流バイアスを直流バイアスに重畳する現像方式で所謂２成分ＡＣジャンピング現像の現像手段の現像剤担持体にＡＣ現像バイアスを印加し、　その後、ＡＣバイアス停止時にＡＣバイアス波形の前記像担持体方向にトナーを現像させる電界の向き方向でバイアスを終了することで達成する。
【００１９】
第２の発明は、前記現像担持体に印加するＡＣ現像バイアスとＤＣ現像バイアスを同時に停止することで更に効果を増幅させる。
【００２０】
更に、上記第１、第２の本発明の一実施態様によると、前記転写手段は、前記像担持体に接触可能な接触転写手段である。又、他の実施態様によると、現像スリーブ停止からＡＣ波形停止までの時間は５０ｍｓｅｃ以上あれば上述の効果が達成される。又、他の実施態様によると、転写ガイドにトナーと逆極性バイアスを印加することでも、反転現像方式によっても効果が絶大化する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す。尚、本実施の形態にて本発明は電子写真画像形成装置に具現化されているが、本発明がこれに限定されるものでない。
【００２３】
本実施の形態によると、矢印Ｘ方向へ回転する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１が一次帯電器２によって一様に帯電され、この帯電面に例えば画像変調されたレーザービームのような画像情報光３が照射され、当該照射部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。この静電潜像が、感光ドラム１と現像手段４とが対向する現像部位に到達すると、静電潜像に応じてトナーが供給されてトナー像が形成される。尚、本実施の形態では、トナー像のトナーの極性はマイナス（−）であり、反転現像方式によって現像するように構成されている。
【００２４】
一方、トナー像の形成に同期してカセット５に収納された記録材６が、給送ローラ７及び搬送ローラ対８によって搬送され、且つ、対向配置された対を成す第１及び第２ガイド部材、本実施の形態では上ガイド部材９及び下ガイド部材１０で記録材６の上下面が案内されて感光ドラム１と転写手段である転写帯電器１１とが対向した転写部位に到達するように搬送される。
【００２５】
そして、感光ドラム１の回転によってトナー像が転写部位に到達したときに、搬送された記録材６が感光ドラム１に密着し、これと共に転写手段である転写帯電器１１によってトナーと逆極性のプラス（＋）の転写バイアス電圧が印加されてトナー像が記録材６に転写される。
【００２６】
その後、記録材６は定着手段１２へ搬送されて、熱及び圧力によって記録材６上の未定着トナー像が定着され、排出ローラ対１３によって排出トレイ１４へ排出される。尚、転写後の感光ドラム１は、表面に残留したトナーはクリーニング手段１５によって除去され、続く画像形成に供される。
【００２７】
又、上ガイド部材９及び下ガイド部材１０は搬送される記録材６を確実に転写部位へ案内し、転写時に該記録材６が感光ドラム１の表面に密着するように案内するものである。そのため、上、下ガイド部材９、１０は感光ドラム１の表面に近接するように配置されており、特に上ガイド部材９の感光ドラム１の最近接部である先端部９ｓと感光ドラム１との距離は２．５ｍｍに設定されている。
【００２８】
本実施の形態によると、上、下ガイド部材９，１０は、それぞれ導電部材であるＳＵＵＳ製の板金９ａ，１０ａに、それぞれ絶縁性の部材として高密度ポリエチレン樹脂を用いた絶縁部材９ｂ，１０ｂが密接する構成とされる。そして、上、下ガイド部材９，１０は、それぞれ記録材６が接触可能な側に絶縁部材９ｂ，１０ｂ面が向くように配置され、記録材６の搬送時には該記録材６の上面、下面をそれぞれ案内する。更に、導電部材９ａ，１０ａには電源１６が接続され、トナーと同極性（転写バイアス電圧とは逆極性）のバイアス電圧が印加される。
【００２９】
次に、従来のバイアス波形停止時の像担持体とトナー担持体間のトナーの挙動を模式的に説明する。
【００３０】
図２の▲１▼〜▲３▼が従来のスリーブ回転のまま現像バイアス停止時のトナー挙動を示す模式図である。
【００３１】
具体的にはドラムはＯＰＣ感光体３０φで−７２０Ｖに均一帯電し、現像バイアスはＤＣ成分−５６０Ｖ、ＡＣ成分Ｖｐｐ（ピークｔｏピーク）１４００Ｖ、周波数２．０ｋＨｚ、スリーブ２０φでスリーブ周速はドラム周速の１．２倍のスピードで早回しされている。ドラムと現像スリーブ間距離は３００μｍ離間させて所謂ネガトナーの反転現像のノンマグ２成分ジャンピング現像を行う。２成分ジャンピング現像のトナーとキャリアの挙動を概説すると、トナーがポリエステル系で６〜８μｍ外添剤としてシリカＳｉＯ２　や酸化チタンＴｉＯｘ　を用いてキャリアはシリコン／アクリルの混合樹脂で表面コートした基本的にトナーと逆極性の帯電特性を示すフェライトキャリアの３０〜５０μｍの磁性粒子を用いた。
【００３２】
トナーとキャリアは重量比で２〜８％で混合、十分に撹拌され、電気的に結合して図示はしていないが非磁性＋磁性２段ブレードと対向するスリーブ内固定マグネットの磁気拘束力でトナーとキャリアを薄層コート（高さ約３００〜５００μｍ程度）の磁気ブラシを形成し、現像スリーブの回転によりドラム対向位置の所謂現像領域に移動させられて現像に供される。
【００３３】
現像領域では、スリーブ内固定マグネット現像極の約１００ｍテスラの強い磁界の中で、図２の▲１▼で示すように、概念的には単位面積に貫く磁束の数相当の磁気ブラシが穂状に形成される。そのため、スリーブ表面は全て磁気ブラシで占有されている訳ではない。そのため、キャリアと十分に電気的に結合したトナーはキャリアに付着し、現像位置でドラムと当接且つＡＣ電界振動により穂に付着したトナーと穂の先端に近い磁気拘束力の弱いキャリアがドラムと磁気ブラシ間で振動することになる。これによりドラム上の潜像に合わせてトナーが現像に供されることになる。
【００３４】
しかし、このとき、特に低温低湿（２３℃、５％）での耐久や過補給によりキャリアの劣化によるトナーへの電荷付与不足と強く結合し過ぎて別トナーが電荷を持てなくなる、更には、一時的にトナー過多でトナーが電荷を持てなくなる等、色々な状況で逆極性電荷を保持したり、電荷を保持できないトナーが発生し、これらのトナーはキャリアと結合付着しないでスリーブ表層に弱い鏡映力により保持されたり、飛散トナーとして空中に浮遊することになる。又、一部はキャリアの局部的に逆帯電した部位に付着する。
【００３５】
図２の▲１▼が停止前のドラムも現像スリーブも回転し、現像バイアスも印加されている状態で全て模式図中は分かり易いように白のトナーを正規マイナス電荷を保持するトナーで表示し、黒色トナーを逆帯電したポジ電荷を保持する所謂反転トナーとして示した。キャリアは大きめの白丸で示した。有効現像領域ではドラム／現像スリーブ間の電界変動（２０００Ｈｚ相当）に追従してトナーが振動し、現像後は現像Ｖｄｃとドラム電位に対応してドラムに転移するトナーが決定する、つまり停止前のドラムも現像スリーブも回転し、現像バイアスも印加されている状態ではドラムに若干の反転トナーがドラムに飛翔する以外、画質の品位を落とすようなドラムへのトナー飛翔は見られない。
【００３６】
次に、図２の▲２▼、▲３▼で停止前のドラムも現像スリーブも回転し、現像バイアス波形が停止する過渡状態を示す。
【００３７】
ここで、現像バイアス発生装置の模式図を図３に示すが、２０００Ｈｚの入力信号を昇圧トランスで増幅し、現像Ｖｄｃを重畳する方式を採るため、入力パルス信号の停止時の状態と昇圧トランスの巻線方向で決まり、停止信号の入るタイミングでどうしても波形停止時の波形の軌跡は２種類発生する（図４−１／図４−２参照）
図２の▲２▼はバイアス波形停止時の有効現像領域でのトナー飛翔状況であり、図４−１で説明すれば入力信号がＬｏｗで終了すると現像バイアスはＶｐｐｍａｘ　の＋１４０Ｖから現像バイアスＶｄｃに緩和し（Ａ領域）、一旦Ｖｄｃ維持（Ｂ領域）してからドラム帯電とＶｄｃがＯＦＦになるため０Ｖに緩和する（Ｃ領域）。これを図２の▲２▼の模式図で示すと、有効現像領域で図２の▲１▼と同じようにＡＣ振動し、ドラムと現像スリーブ間で浮遊している状態でバイアス波形がＶｐｐｍａｘ　の＋１４０Ｖで停止するため、ドラムと現像スリーブ間に強い引き戻し電界が働いた状態で停止し、浮遊したトナー中の逆帯電した反転トナーのみが選択的にドラム上に転移してスジかぶり状になる。そして、Ｂ領域に移行しても現像スリーブは回転し続けるため、現像に供されるトナー中の反転トナーが常に供給され、ドラム上に反転トナーが現像され続ける。これにより前述した転写ガイド先端部に印加したバイアスにより反転トナーが引き付けられ、先端部に付着して記録材の先後端を汚す結果となる。この現象は通常軽微なため、可成り蓄積するまで時間が掛かり、一時的に発生するものの連続的には発生しない。
【００３８】
しかし、極端な低湿環境で現像剤の耐久が進むと、トナーの過剰チャージが発生し、その過剰チャージしたトナーは現像スリーブ表面に固着し、トナーの入れ替えがなくなり、それ以外のトナーの適正な電荷付与が妨げられ、電荷量の減少だけでなく逆帯電するトナーが増加するためひどい場合は連続的に発生し始める。尚、Ｃ領域はドラムの帯電電位と現像バイアスＶｄｃが同じレベルで０Ｖに緩和するため殆どドラム上には現像されない。
【００３９】
図２の▲３▼はバイアス波形停止時の有効現像領域でのトナー飛翔状況であり、図４−２で説明すれば、入力信号がＨｉｇｈで終了すると現像バイアスはＶｐｐｍｉｎ　の−１２６０Ｖから現像バイアスＶｄｃに緩和し（Ａ領域）、一旦Ｖｄｃ維持（Ｂ領域）してからドラム帯電とＶｄｃがＯＦＦになるため０Ｖに緩和する（Ｃ領域）。これを図２の▲３▼の模式図で示すと、有効現像領域で図２の▲１▼と同じようにＡＣ振動し、ドラムと現像スリーブ間で振動している状態でバイアス波形がＶｐｐｍａｘ　の−１２６０Ｖであるため、ドラムと現像スリーブ間に現像電界が働いた状態で停止する。振動／飛翔状態で浮遊したトナー中の正規トナー、つまり殆どのトナーがドラム上に転移しハーフトーンに近いスジが発生する。そして、Ｂ領域に移行すると図２の▲２▼と同じ状況になり、現像スリーブは回転し続けるため、現像に供されるトナー中の反転トナーが常に供給されてドラム上に反転トナーが現像され続ける。
【００４０】
つまり、図２の▲２▼程ではないが、少量の反転トナーにより転写ガイド先端部が汚れ画質の品位を落とす結果となる。但し、極端な低湿環境で現像剤の耐久が進んでもバイアス波形停止時反転トナーを現像させる電界力は図２の▲２▼程大きく作用しないため、可成り蓄積するまで時間が掛かり、一時的に発生するものの連続的には発生しない。
【００４１】
しかし、ドラム上の正規トナーのスジによってもドラム回転時の走流によるドラムに近い部材の汚れを引き起こしたり、クリーナに収用されるときにスクイシート等の掻き取りによりこぼれ／ボタ落ちが発生してしまう問題が多く発生する結果になった。
【００４２】
尚、Ｃ領域はドラムの帯電電位と現像バイアスＶｄｃが同じレベルで０Ｖに緩和するため、殆どドラム上には現像されない。
【００４３】
以上の説明を図に表したのが図５であり、横軸に現像スリーブの波形停止時の電圧を取り、縦軸にその時のドラム上に転移したスジの現像量を測定した結果である。
【００４４】
図２の▲２▼で説明したデータが左側であり、図２の▲３▼で説明したデータが右側に相当する。どちらが画質品位を損ね易いかと考えると、図２の▲２▼の方が続けて出る場合があり、問題になり易い。
【００４５】
真中の−７００Ｖのデータは停止波形の形状を任意に形成できるパルスジェネレータにアンプを付けて波形停止時ドラム電位と同一にした一番トナーが飛ばない状態の理想バイアス波形であり、極端な低湿環境の劣化したトナーでも問題が可成り軽減することが検証できた。但し、この波形でもバイアス波形停止直後はトナーの振動／飛翔状態であり、ドラムにも現像スリーブにも付勢させる力がないため、浮遊した電荷の低いトナーは転写ガイド等にドラムのエアー走流や非電気的な単純な飛散により汚れがガイドに付着して記録材を汚すことは発生する。又、このバイアス波形は実機には高価過ぎて搭載できない。
【００４６】
次に、本実施例について説明する。
【００４７】
上記問題点に鑑みて本発明者等は、従来、現像バイアスの回転を停止させた時の興味ある現象を突き止めた。それを図７の▲１▼に示す。現像スリーブを停止した状態でドラム回転／現像バイアス印加すると、有効現像領域内のトナーとキャリアが往復運動を繰り返すことで有効現像領域外に移動し、その境界域に山盛り状に盛り上がるようになった。つまり、穂を形成する先端の磁気拘束力より電界力に大きく力を受けるキャリアも同様に有効現像領域外の磁束密度で形成された磁気ブラシの穂に移動することが知れた。
【００４８】
これはドラムも現像スリーブも平行ではなくて曲率を有するため、往復運動時の弾性衝突によって間陵の広い方に移動するためと思われる。例えば２．０ｋＨｚにトナーは応答するとすれば、１周期が０．５ｍｓｅｃであり、１００往復程度振動可能なため、このときのバイアス印加時間は５０ｍｓｅｃ　程度以上あれば十分に有効現像領域外に移動させることが可能であった。
【００４９】
しかも、この現象が顕著になるのは十分な正規電荷を有するトナーのみ交互電界に作用するため、電荷の小さいトナーや反転トナーが有効現像領域に残ることも知れた。つまり、電荷量が小さいと電界作用力も小さくなり、２．０ｋＨｚの交互振動に応答できなくなるためである。このとき、通常反転トナーは表面上全てがポジ電荷を保有している訳ではなく、ポジに分極している所とネガに分極している所が共存し、マクロ的にポジを示すものであるため、強制的にネガに帯電させる傾向が強い電荷制御剤や外添剤によりポジの電荷量が大きくなることはあり得ない。
【００５０】
つまり、有効現像領域に残ったトナーの電荷量を測定すると通常−２５ｍＣ／ｋｇの電荷量を有するのに対して、−１．５ｍＣ／ｋｇと小さい値（プラスの値にはならない）を示し、盛り上がり部のトナーの電荷量は−３２ｍＣ／ｋｇと大き目になったことからも分かる。
【００５１】
この現象を利用し現像バイアス波形図４−１と図４−２でのトナーの挙動を調べた。図７の▲２▼は図４−１のバイアス波形時の有効現像領域でのトナー飛翔状況であり、現像バイアスはＶｐｐｍａｘ　の１４０Ｖから現像バイアスＶｄｃに緩和し（Ａ領域）、一旦Ｖｄｃ維持（Ｂ領域）してからドラム帯電とＶｄｃがＯＦＦになるために０Ｖに緩和する（Ｃ領域）。これを図７の▲２▼の模式で示すと、有効現像領域で図７の▲１▼と同じようにＡＣ振動しドラムと現像スリーブ間で浮遊している状態でバイアス波形がＶｐｐｍａｘ　の１４０Ｖで停止するため、ドラムと現像スリーブ間に強い引き戻し電界が働いた状態で停止し、浮遊したトナー中の逆帯電した反転トナーのみが選択的にドラム上に転移しスジかぶり状になる。但し、スリーブが停止しているため、従来例の▲２▼よりは半分程度減少しており、且つ、Ｂ領域では現像スリーブは回転しないため、ドラム上に反転トナーが現像されない。それでも現像バイアス波形の停止時に現像される反転トナーの軽微なスジは蓄積するのに時間が従来より可成り掛かり頻度も可成り少なくなるが、最終的には転写ガイド先端部に印加したバイアスにより反転トナーが引き付けられて先端部に付着し、記録材の先後端を汚す結果となる。
【００５２】
しかし、極端な低湿環境で現像剤の耐久が進んで反転トナーが大量に発生した場合でも、従来の記録材汚れの頻度と比較して可成り頻度が少なくなることが知れた。
【００５３】
図７の▲３▼は図４−２のバイアス波形時の有効現像領域でのトナー飛翔状況であり、現像バイアスはＶｐｐｍｉｎ　の−１２６０Ｖから現像バイアスＶｄｃに緩和し（Ａ領域）、一旦Ｖｄｃ維持（Ｂ領域）してからドラム帯電とＶｄｃがＯＦＦになるために０Ｖに緩和する（Ｃ領域）。これを図７の▲３▼の模式で示すと、有効現像領域で図７の▲１▼と同じようにＡＣ振動し、ドラムと現像スリーブ間で浮遊している状態でバイアス波形がＶｐｐｍａｘ　の−１２６０Ｖのため、ドラムと現像スリーブ間に現像電界が働いた状態で停止し、浮遊したトナー中に正規トナーは殆ど存在しないためにドラム上に転移するトナーはない。しかも、この現像側電界により浮遊していた反転トナーもスリーブ表面に接触／密着させられる。これにより次に来るＢ領域に移行しても、反転トナーとスリーブの鏡映力が距離の二乗で効くため、電荷量が小さくても電界力より大きく作用し、Ｂ領域でもドラム上に現像する反転トナーは極僅かな量にすることが可能になった。
【００５４】
以上の説明を図に表したのが図８であり、横軸に現像スリーブの波形停止時の電圧を取り、縦軸にその時のドラム上に転移したスジの現像量を測定した結果である。
【００５５】
図７の▲２▼で説明したデータが左側であり、図７の▲３▼で説明したデータが右側に相当する。従来例の図５と比較すると図４−１の波形で半分程度、図４−２の波形では可成り改善が見られた。
【００５６】
そこで、極端な低湿環境（２３℃、５％）で印字率の非常に低い実機耐久を行い。１万枚間欠耐久時の汚れの枚数と転写ガイドの汚れレベルを調査した。
【００５７】
【表１】
2004138652.tif 000003
＊１；紙先端と後端コバ汚れ、＊２；クリーナからのボタ落ち
実験結果を要約すると、現像スリーブを回転させたまま現像バイアスを停止する従来例では、バイアス波形の停止時電圧に拘らずガイド汚れが生じ、枚数に差があれ記録材への汚れが発生した。本実施の形態である現像スリーブ停止後現像バイアス停止では効果に差が生じ、１４０Ｖ停止では効果があるものの、汚れ対策には不完全であり、耐久が進み、反転トナー量が増えると記録材の汚れも発生してしまった。
【００５８】
それに対し−１２６０Ｖ停止では、反転トナーが増加する耐久現像器によっても記録材の汚れも転写ガイドの汚れも発生せず、絶大の効果を示し、前述のドラム上の現像トナー量とほぼ完全な相関が取れた。このときのドラム駆動、ドラム帯電、現像スリーブ駆動、現像スリーブ印加バイアスのシーケンス図を図９に記載する。
【００５９】
以上のように、感光ドラム回転中に先に現像スリーブを停止させ、或る程度バイアス印加し続けた後、現像側に電界が形成された状態でバイアス波形を停止させることで有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にし、且つ、反転トナーも現像側電界の力によりスリーブ表面に押し付け接触させることで鏡映力を増加させて感光ドラムへの飛翔を防止することが可能となった。
【００６０】
本実施の形態では、ドラムからの反転トナー飛散防止を転写ガイドを例にして述べているが、ドラムからの飛散で汚れる転写周りの支持部材は全て効果が期待できる。
【００６１】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００６２】
前記実施の形態１では、感光ドラム回転中に先に現像スリーブを停止させて或る程度バイアス印加し続けた後、現像側に電界が形成された状態でバイアス波形を停止させることで有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にし、且つ、反転トナーも現像側電界の力によりスリーブ表面に押し付け接触させることで鏡映力を増加させて感光ドラムへの飛翔を防止した。
【００６３】
次に、現像バイアスのＤＣ分とＡＣ分の停止タイミングに着目した。
【００６４】
実施の形態１では、ＡＣ成分停止後ＤＣ成分を停止させ、ドラムの帯電停止時の必ずＡＣ成分が入らないようにしてドラム上にべた黒が現像機内飛散を起こさないための常套手段、　シーケンスであるが今回現像スリーブを停止させることで上述の問題は回避されることになった。
【００６５】
これは実施の形態１で説明した有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にできる効果のためである。これにより現像バイアスのＤＣ分とＡＣ分を同時に停止することができ、Ｖｄｃのみ印加時に若干発生していた反転トナーによる転写ガイド汚れを防止して更なる記録材先後端汚れを回避できる。
【００６６】
本実施の形態を更に詳しく説明する。
【００６７】
図１０のバイアス波形停止時の過渡状況を表すと、入力信号がＨｉｇｈで終了すると現像バイアスはＶｐｐｍｉｎ　の−１２６０Ｖから現像バイアスＶｄｃに緩和し（Ａ領域）、一旦Ｖｄｃ維持（Ｂ領域）することなくドラム帯電とＶｄｃがＯＦＦになるため０Ｖに緩和する（Ｃ領域）。
【００６８】
これを模式で示すと有効現像領域で図７の▲１▼と同じようにＡＣ振動し、ドラムと現像スリーブ間で浮遊している状態でバイアス波形がＶｐｐｍｉｎ　の−１２６０Ｖのため、ドラムと現像スリーブ間に現像電界が働いた状態で停止し、浮遊したトナー中に正規トナーは殆ど存在しないためにドラム上に転移するトナーはない。しかも、この現像側電界により浮遊していた反転トナーもスリーブ表面に接触／密着させられる。そして、次に来るＢ領域が無くなるからドラム上に現像する反転トナーは無くなった。
【００６９】
現像スリーブの波形停止時のドラム上に転移した反転トナーの現像量を測定したが、新現像器でも１０万耐久現像器でも同じく測定できないレベルのトナー付着まで改善した。
【００７０】
そこで、極端な低湿環境（２３℃、５％）で実機耐久を行い、１０万枚間欠耐久時の汚れの枚数と転写ガイドの汚れレベルを調査した（１万枚では差が出ないため１０万枚耐久した）。
【００７１】
【表２】
2004138652.tif 000004
耐久結果からも現像スリーブをドラム回転中停止させ、或る程度印加後の現像バイアスを−１２６０ＶでＤＣ／ＡＣ成分同時停止することで反転トナーが増加する耐久現像器によっても記録材の汚れも転写ガイドの汚れも発生せず、絶大な効果を示し、１０万枚記録材の汚れを防止することができた。このときのドラム駆動、ドラム帯電、現像スリーブ駆動、現像スリーブ印加バイアスのシーケンス概略図を図１１に記載する。
【００７２】
以上のように感光ドラム回転中に先に現像スリーブを停止させ、或る程度バイアス印加し続けた後、現像側に電界が形成された状態でバイアス波形のＡＣ／ＤＣ成分を同時に停止させることで有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にし、且つ、反転トナーも現像側電界の力によりスリーブ表面に押し付け接触させることで鏡映力を増加させて感光ドラムへの飛翔を防止することが可能となった。
【００７３】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００７４】
本実施の形態に係る画像形成装置は、転写手段として転写ローラ１７を用いた接触転写方式を採用している。その構成を図１２に示すが、他の構成は、実施の形態１のそれと同様であるので、同一機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
転写ローラを採用した場合、常に感光ドラムに当接しており、記録材が通過している間は問題ないが、前回転、紙間、後回転中、現像されたトナーを物理的力と電気的力により転写ローラを汚し、トナーが蓄積して最悪は記録材の裏汚れを発生させる問題が生じた。そのため、転写ローラ系では必ず前回転、紙間、後回転中どちらかで転写ローラのクリーニングを目的とした通常転写バイアスと逆極性バイアスを印加し、電界力でローラ上の蓄積したトナーを感光ドラムに戻す対策が採られている。
【００７６】
しかし、今回の問題になった現像バイアスＯＦＦ時に発生する反転トナーは、どちらの極性電荷にしても電荷量が少なく、電界力に影響されにくいため、上述のクリーニングモードで除去できないことが分かった。
【００７７】
つまり、前述のように反転トナーをドラム上に現像させないことが最も汚れを防止する最上の手段になる。実施の形態１と同様の実験を行った。以下の表に結果を示す。
【００７８】
【表３】
2004138652.tif 000005
以上のように、感光ドラム回転中に先に現像スリーブを停止させ、或る程度バイアスを印加し続けた後、現像側に電界が形成された状態でバイアス波形を停止させることで有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にし、且つ、反転トナーも現像側電界の力によりスリーブ表面に押し付け接触させることで鏡映力を増加させて感光ドラムへの飛翔を防止することが可能となり、転写ローラ汚れも同時に防止可能となった。
【００７９】
更に、実施の形態２のように現像側に電界が形成された状態で現像バイアス同時停止することで更なる効果が期待できる。又、実施の形態３で転写ローラの代わりに転写ベルトでも同様の効果が期待できる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、転写ガイドにトナーと同極性の電圧を印加することで現像手段のトナー担持体からの飛散や像担持体からの現像に供された正規トナーの付着防止し、更に低湿環境で特に現像手段の耐久により発生する反転トナーが転写ガイドの印加電位と逆極性でガイドに付着し易くなることで、この汚染トナーが記録材に付着して画質劣化や汚れを引き起こす問題を感光ドラム回転中に先に現像スリーブを停止させ、或る程度バイアス印加し続けた後、現像側に電界が形成された状態でバイアス波形を停止させることで有効現像領域外に十分な正規電荷を有するトナーを排除可能にし、且つ、反転トナーも現像側電界の力によりスリーブ表面に押し付け接触させることで鏡映力を増加させて感光ドラムへの飛翔を防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】従来の画像形成装置を示した現像スリーブとドラム対向の拡大模式図である。
【図３】本発明及び従来例に係る画像形成装置の現像バイアス発生回路模式図である。
【図４】本発明及び従来例に係る画像形成装置の現像バイアス波形の停止状況概略図である。
【図５】従来例に係る画像形成装置のドラム上に飛翔した現像バイアス停止時のトナー量と停止時バイアス電圧関係図である。
【図６】従来例に係る画像形成装置の現像バイアス等のシーケンス図である。
【図７】本発明の画像形成装置の現像スリーブとドラム対向の拡大模式図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置のドラム上に飛翔した現像バイアス停止時のトナー量と停止時バイアス電圧関係図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の現像バイアス等のシーケンス図である。
【図１０】現像位置でのバイアス波形を示す図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の現像バイアス等のシーケンス図である。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図１３】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１　　　　感光ドラム
９　　　　上ガイド部材
９ａ　　　導電部材
９ｂ　　　絶縁部材
９ｃ　　　両面テープ
１０　　　下ガイド部材
１０ａ　　導電部材
１０ｂ　　絶縁部材
１０ｃ　　両面テープ
１１　　　転写帯電器
１６　　　電源
１７　　　転写ローラ
【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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