(57)【要約】【課題】転写手段が像担時体へ当接するタイミングを設定することにより、トナーが転写手段に転移するのを未然に防ぎ、転写紙の１枚目の裏汚れを防止して高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】像担持体１に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段２と、転写手段２を像担持体のトナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近または離間させる接離手段３とを有する画像形成装置１００であって、接離手段３は、像担持体１上の未帯電領域が経過した後に転写手段２を、トナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近させることを特徴とする。【選択図】図１
2005258243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動し、静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、
帯電手段により帯電された像担持体上を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、
像担持体に対向し設けられた現像剤担持体により、像担持体上に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像手段と、
現像手段にバイアスを印加する現像バイアス印加手段と、
像担持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、
転写手段を像担持体のトナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近または離間させる接離手段とを有し、
少なくとも現像バイアス印加手段が、像担持体上の帯電領域が現像手段の現像可能領域を通過する前に正規現像バイアスを印加する画像形成装置において、
前記接離手段は、像担持体上の未帯電領域が経過した後に転写手段を、トナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記像担持体は、平均粒径が３〜８μｍの小粒径トナーで形成されたトナー画像を担持する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記像担持体は、平均粒径が３０〜８０μｍの小粒径キャリアを使用して形成されたトナー像を担持する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写手段は、転写ベルトからなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記転写手段は、転写ローラからなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記接離手段は、少なくとも回動開始した像担持体上の位置から潜像形成手段が潜像を形成する以前の位置で、転写手段を像担時体上のトナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
像担持体が回動する以前に帯電手段が起動する場合、像担持体が回動開始してから像担持体のトナー画像を担持するトナー画像担持面に対して接離手段により転写手段が接近するまでの時間ｔは、転写手段が像担持体のトナー画像を担持するトナー像担持面に接近する位置から帯電手段が帯電可能領域までの距離をａ、像担持体の像担持体の回動速度をＶ、像担持体の回動開始から潜像形成開始までの時間をｃとすると、
ａ／Ｖ＜ｔ＜ｃ
となる関係を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた転写手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２成分現像装置を備える電子写真装置では、現像剤担持体上のトナーを像担持体上に転移させるために、現像剤担持体上に現像バイアスを印加し、像担持体上の帯電電位との差により発生する静電気力を利用する。現像バイアスを印加するタイミングは、理想的には、像担持体上の帯電領域が現像手段の現像可能領域に入ったのと同時に行うことである。現像バイアスを印加するタイミングが帯電領域通過後であると、現像剤中のキャリアが像担持体に付着してしまい、未帯電領域、即ち、帯電領域通過前であると、帯電領域が通過するまで不必要なトナーが転移してしまうことになる。理想のタイミングで印加を実施することは困難であり、一般的には、未帯電領域で現像バイアスを印加してトナーを付着させている。
また、近年、画像品質向上の手段として、小粒径トナー、小粒径キャリアが用いられる傾向にある。 トナーの小粒径化により画像の解像力や細線の再現性がよくなる。キャリアの小粒径化によりキャリアのトナーに対する比表面積が増大するので、トナー濃度を高く設定することができ、現像効率がアップするといった特徴を有している。しかし、次のような不具合点も有している。小粒径キャリアを用いることによりトナー濃度が高くなり、バイアスの印加に伴い現像剤担持体から像担持体へ転移するトナー量が増大することになる。像担持体上にトナーが付着した状態で画像形成を行うと、像担持体と転写手段とが当接する際、像担持体上に付着したトナーが転写ニップ部で転写手段上に転移してしまう。この転写手段には、クリーニング手段としてクリーニングブレードが備えられており、転写部材が、転写ニップ部に到達する前に、転写手段はこのクリーニング手段によるクリーニング工程を通過するが、トナーの小粒径化により、クリーニング性に対して不利な小粒径トナーが、多量に未転写の状態でクリーニング部に入ることから、クリーニング不良を起こす可能性がある。
特許文献１、２では、転写手段の当接タイミングを現像領域通過後としているので、現像バイアスを印加したときに発生するトナーの付着による転写紙の裏汚れを防止することはできない。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−６１０８号公報
【特許文献２】特開２００３−９１１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題点に鑑み、本発明は、転写手段が像担時体へ当接するタイミングを設定することにより、トナーが転写手段に転移するのを未然に防ぎ、転写紙の１枚目の裏汚れを防止して高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、回転駆動し、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体上を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体に対向し設けられた現像剤担持体により、像担持体上に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像手段と、現像手段にバイアスを印加する現像バイアス印加手段と、像担持体に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、転写手段を像担持体のトナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近または離間させる接離手段とを有し、少なくとも現像バイアス印加手段が、像担持体上の帯電領域が現像手段の現像可能領域を通過する前に正規現像バイアスを印加する画像形成装置において、前記接離手段は、像担持体上の未帯電領域が経過した後に転写手段を、トナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近させることを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、平均粒径が３〜８μｍの小粒径トナーで形成されたトナー画像を担持することを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、平均粒径が３０〜８０μｍの小粒径キャリアを使用して形成されたトナー像を担持することを特徴とする画像形成装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写手段は、転写ベルトからなることを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記転写手段は、転写ローラからなることを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に記載の本発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記接離手段は、少なくとも回動開始した像担持体上の位置から潜像形成手段が潜像を形成する以前の位置で、転写手段を像担時体上のトナー画像を担持するトナー像担持面に対して接近させることを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項７に記載の本発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、像担持体が回動する以前に帯電手段が起動する場合、像担持体が回動開始してから像担持体のトナー画像を担持するトナー画像担持面に対して接離手段により転写手段が接近するまでの時間ｔは、転写手段が像担持体のトナー画像を担持するトナー像担持面に接近する位置から帯電手段が帯電可能領域までの距離をａ、像担持体の像担持体の回動速度をＶ、像担持体の回動開始から潜像形成開始までの時間をｃとすると、ａ／Ｖ＜ｔ＜ｃとなる関係を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、転写手段が像担時体へ当接するタイミングを設定することにより、トナーが転写手段に転移するのを未然に防ぎ、転写紙の１枚目の裏汚れを防止して高画質の画像を形成する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。形成されたトナー像を被転写体Ｐである転写用紙に転写して画像を形成する画像形成装置１００は、小粒径化キャリアを使用して小粒径化トナーで形成されるトナー画像を担持して図示の矢印Ａの方向に回動する像担持体１である感光体ドラム１ａと、小粒径化キャリアを使用して小粒径化トナーで形成されるトナー画像を上記感光体ドラムに現像する現像手段７である上現像スリーブ７ａと、下現像スリーブ７ｂと、上現像スリーブ７ａと下現像スリーブ７ｂにトナー像作成時の正規現像バイアス及び、その逆極性のバイアスを印加するバイアス印加手段７ｃと、感光体ドラム１ａに形成されたトナー画像を載置する被転写体Ｐである転写用紙に転写する転写ベルト２ａ又は図示しない転写ローラ２ｂと、上記転写手段である上記転写ベルト２ａ、又は図示しない転写ローラ２ｂを感光体ドラム１ａにトナー画像を担持するトナー像担持面に対して、図示の矢印Ｃの方向に回動して接近、又は、離間させる接離手段と、感光体ドラム１ａの周囲に、除電手段４、帯電手段５、潜像形成手段６、現像手段７、上記感光体ドラム１ａ上の付着物を除去するクリーニング手段８であるクリーニングブレード８ａとクリーニングブラシ８ｂにより構成されている。
【００１１】
次に、その動作を説明する。
画像形成終了時、現像手段７の上現像スリーブ７ａと下現像スリーブ７ｂが停止後、帯電手段５が停止し、除電手段４が感光体ドラム１ａ上の残留電位を除去するため、感光体ドラム１ａ上を露光する。感光体ドラム１ａ上の未帯電領域が上現像スリーブ７ａと下現像スリーブ７ｂ前面(以下現像領域とする)を通過する直前に、バイアス印加手段７ｃが画像形成時の正規現像バイアスとは逆の極性となる逆極性バイアス（１００〜３００Ｖ）を印加する。逆極性バイアスを印加することで未帯電領域においても画像形成に不必要なトナーが転移することを防いでいる。感光体ドラム１ａ停止後、バイアス印加手段７ｃは逆極性バイアス印加を停止して、画像を形成する１ジョブ終了となる。
このとき、図１に示すように、像担持体上転写ニップ部Ｎから像担持体上帯電手段５に対向する帯電領域までの距離ａ［特に像担持体１が円筒形の感光体ドラム１ａの場合は、その半径をｒ、 像担持体上転写ニップ部Ｎから帯電手段５直下の帯電位置先端までのプロセス角度がθ（ｒａｄ）で構成されている場合はｒ×θ］は未帯電領域となる。
【００１２】
次の画像を形成するジョブ開始時、感光体ドラム１ａが回動する前に帯電手段５は起動し、感光体ドラム１ａ上を−４００〜−９００Ｖに帯電する。但し、感光体ドラム１ａ上には未帯電領域が存在するので、 感光体ドラム１ａ回動後、感光体ドラム１ａ上ａ又はｒθの未帯電領域が現像領域を通過するときは、停止時と同様に、バイアス印加手段７ｃが画像形成時の正規現像バイアスとは逆の極性となる逆極性バイアスを印加する。
そして、帯電手段５による感光体ドラム１ａ上の帯電領域が現像領域をする直前に、バイアス印加手段７ｃは、画像形成時の正規現像バイアス（−２００〜−６００Ｖ）に切り替える。このとき、感光体ドラム１ａ上の未帯電領域と正規現像バイアスとの電位差により現像手段７の上現像スリーブ７ａと、下現像スリーブ７ｂから画像形成不必要なトナーが感光体ドラム１ａ上に転移する。
その後、潜像形成手段６である光書き込み装置からＬＤ光を照射して、感光体ドラム１ａ上に静電潜像を形成する。
【００１３】
現像手段７は、上現像スリーブ７ａと、下現像スリーブ７ｂと、上現像スリーブ７ａと下現像スリーブ７ｂと、バイアス印加手段７ｃとからなり、２成分磁気ブラシ現像方式であり、潜像形成手段６である光書き込み装置からＬＤ光を照射して形成された静電潜像を、平均粒径３０〜８０μｍの小粒径化キャリアを使用して、平均粒径３〜８μｍの小粒径化トナーにて現像するものである。
これまでに説明した現像剤担持体から像担持体へのトナーの動きを、現像バイアスと像担持体上の電位との関係から図２、３、４を用いて詳しく説明する。図２は、通常の画像領域での電位差の関係を示す図である。図３は、画像形成開始時に未帯電領域が存在するときの状態を示す図である。図４は、キャリア付着、飛散が生じる状態を示す図である。
通常、画像領域では、現像バイアス（以下、正規現像バイアス）ＶＢ１と像担持体上帯電電位ＶＤ、像担持体上露光電位ＶＬは、図２に示すような関係にある。負帯電したトナーを付着させたい領域ではＶＬ−ＶＢ１＞０、負帯電したトナーを付着させたくない領域ではＶＤ−ＶＢ１＜０の電位差を持たせる。かつ、このトナーを付着させたくない領域では、現像剤中の正帯電したキャリアや、通常とは異なる正帯電してしまった不良トナーが付着しないように、ＶＤ−ＶＢ１が１００〜３００Ｖになるようにしなければならない。
【００１４】
次に、図３の画像形成開始時、像担持体上には未帯電領域Ｖ０が存在し、その後、帯電手段５が起動し、ＶＤに帯電する。未帯電領域Ｖ０では、正規現像バイアスと極性の異なる逆極性バイアスＶＢ２を印加し、ＶＢ２はＶ０−ＶＢ２＜０、かつ、Ｖ０−ＶＢ２が−１００〜−３００Ｖであるから、トナーやキャリアは付着しないが、逆極性バイアスＶＢ２から正規現像バイアスＶＢ１に切り替える際、Ｖ０−ＶＢ１＞０となる領域Ｘでトナーが転移する。また、図４のような場合、領域ＹはＶＤ−ＶＢ２＜０であるので負帯電のトナーは付着しないが、｜ＶＤ−ＶＢ２｜＞｜Ｖ０−ＶＢ２｜となり多量のキャリア付着、飛散が発生してしまう。キャリアが現像器外に飛散することは、像担持体のみならずその他の装置の故障となる可能性があるため絶対に防がなくてはならない。理想としては、回動する像担持体上帯電領域が現像領域に到達したのと同時に、現像バイアスを切り替えることであるが、非常に困難である。よって、図３に示すような帯電領域直前で現像バイアスを切り替え、トナー付着領域Ｘがなるべく少なくなるようにタイミングを切り替える。
【００１５】
次に、被転写体Ｐは、図示しない給紙手段より、レジストローラ９に送られ、レジストローラ９が感光体ドラム１ａ上のトナー画像の先端部を被転写体Ｐの転写用紙の先端が一致するようなタイミングで、転写ベルト２ａに被転写体Ｐの転写用紙を送出する。
転写手段２は、主に、転写ベルト２ａ、又は転写ローラ２ｂ、制御装置２ｃ、クリーニング装置２ｄ、バイアスローラ２ｅにより構成されている。
接離手段３は、転写ベルト２ａ、又は転写ローラ２ｂを、図示の矢印Ｃの方向に回動して、感光体ドラム１ａ上に、被転写体Ｐの転写用紙を介して接近、又は、当接させるようになっている。
また、転写ベルト２ａは、感光体ドラム１ａ上のトナー画像を被転写体Ｐの転写用紙に転写後、接離手段３が作動して、感光体ドラム１ａから離間されるようになっている。
【００１６】
図５は、接離手段の概略構成図を示す図である。図６、図７に示すように、接離手段３は、主に、接離レバー３ａ、カム３ｂ、軸３ｃに取付けられた半回転クラッチの転写クラッチ３ｄ、制御部３ｅにより構成されている。軸３ｃには、図示しないメインモータからの駆動力が、図示しない歯車列を介して与えられており、転写クラッチ３ｄがＯＮの状態になると、カム３ｂが回転し、カム３ｂの上下運動に連動して、接離レバー３ａも上下運動する。よって、制御部３ｅにより、転写ベルト２ａ、又は、転写ローラ２ｂは、感光体ドラム１ａに接離動作を行うようになっている。
図６は、転写ベルト２ａが感光体ドラム１ａに当接している状態を示す図である。例えば、転写ベルト２ａが、感光体ドラム１ａに当接したとき、転写ニップ幅Ｎは、Ｎ＝７．５ｍｍになるよう設定されている。
【００１７】
図７は、感光体ドラム１ａに書き込むまでの状態を示す図である。図７に示すように、制御部３ｅにより、感光体ドラム１ａ上の画像形成に不必要なトナーが転写ニップ部Ｎの位置を通過した後、即ち、ジョブ終了時、像担持体上転写ニップ部Ｎから帯電手段５までの距離ａ［特に像担持体１が円筒形の感光体ドラム１ａの場合は、その半径をｒ、像担持体上転写ニップ部Ｎから帯電手段５直下の帯電位置先端までのプロセス角度がθ（ｒａｄ）で構成されている場合はｒ×θ］で表せる未帯電領域が転写ニップ部Ｎの位置を通過した後、転写ベルト２ａが、感光体ドラム１ａに当接するようにするため、転写ニップ部Ｎの位置から帯電手段５までの感光体ドラム１ａ上の距離ａをａ＝２８０ｍｍ、感光体１ａ上の線速ＶをＶ＝２００ｍｍ／ｓｅｃとしたとき、図示しないメインモータが回転開始して感光体ドラム１ａの回動開始からａ／Ｖ＝１．４ｓｅｃ以降に、転写クラッチ３ｄをＯＮにする。
【００１８】
また、転写ベルト２ａを感光体ドラム１ａに被転写体Ｐの転写用紙を介して接近、又は、当接させたショックによる振動が発生しても、その振動に影響されない安定した画像品質を得るために、制御部３ｅにより、潜像形成手段６の光書き込み装置が、感光体ドラム１ａ上に静電潜像形成動作を開始するタイミングより早く、感光体ドラム１ａが回動を開始してから潜像形成手段６の光書き込み装置の静電潜像書き込み開始までの時間ｃ＝２．３ｓｅｃ以前に転写クラッチ３ｄをＯＮ状態にする。転写ベルト２ａの当接タイミングｔ、つまり、転写クラッチ３ｄをＯＮするタイミングｔを、ａ／Ｖ＜ｔ＜ｃ、とすることにより、転写ベルト２ａを感光体ドラム１ａ に当接させたショックによる振動が発生しても、その振動に影響されない安定した静電潜像を書きこむことができるようになる。さらに、バイアス印加手段７ｃによる逆極性バイアスから正規現像バイアスへの切り替えに伴い、現像手段７の上現像スリーブ７ａと、下現像スリーブ７ｂとから感光体ドラム１ａ上に転移する小粒径化トナーが、転写ベルト２ａに転移するのを防ぐことができるため、クリーニング性を問題とすることがなくなる。さらに、バイアス印加手段７ｃによる逆極性バイアスから正規現像バイアスへの切り替えに伴い、現像手段７の上現像スリーブ７ａと、下現像スリーブ７ｂとから感光体ドラム１ａ上に転移する小粒径化トナーによる被転写体Ｐの転写用紙１枚目の裏汚れの発生を確実に防止して、転写手段２へのトナー転移を未然に確実に防ぐ小型で簡易な構成で、低コストで、高品質の画像を形成する画像形成装置１００を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】通常の画像領域での電位差の関係を示す図である。
【図３】画像形成開始時に未帯電領域が存在するときの状態を示す図である。
【図４】キャリア付着、飛散が生じる状態を示す図である。
【図５】接離手段の概略構成図を示す図である。
【図６】転写ベルトが感光体ドラムに当接している状態を示す図である。
【図７】感光体ドラムに書き込むまでの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１００  画像形成装置
１  像担持体
１ａ  感光体ドラム
２  転写手段
２ａ  転写ベルト
２ｂ  転写ローラ
２ｃ  制御装置
２ｄ  クリーニング装置
２ｅ  バイアスローラ
３  接離手段
３ａ  接離レバー
３ｂ  カム
３ｃ  軸
３ｄ  転写クラッチ
３ｅ  制御部
４  除電手段
５  帯電手段
６  潜像形成手段
７  現像手段
７ａ  上現像スリーブ
７ｂ  下現像スリーブ
７ｃ  バイアス印加装置
８  クリーニング手段
８ａ  クリーニングブレード
８ｂ  クリーニングブラシ
９  レジストローラ
【図１】
2005258243.tif 000003
【図２】
2005258243.tif 000004
【図３】
2005258243.tif 000005
【図４】
2005258243.tif 000006
【図５】
2005258243.tif 000007
【図６】
2005258243.tif 000008
【図７】
2005258243.tif 000009