(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体であって、前記像担持体に対して接離可能であって、前記像担持体に当接して前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、を具備した画像形成装置において、
前記像担持体と現像剤を担持した前記現像剤担持体との接離動作時には、現像剤を前記像担持体から前記現像剤担持体に向かう方向に付勢する電界が形成され、前記像担持体が帯電開始されてから前記像担持体が１周するまでの間に前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作が行われ、現像時の前であって前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値は、現像時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機あるいはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、異なる色の現像剤（以下、「トナー」という）をそれぞれ収納する複数の現像器（現像手段）を備え、電子写真方式を用いて多色画像を得るカラー画像形成装置がよく知られている。
【０００３】
図６に上記のごときカラー画像形成装置を示す。ここでは一例として、接触現像における非磁性の負帯電トナーを用いた反転現像系の一成分現像装置を備えたカラー画像形成装置について説明する。
【０００４】
このカラー画像形成装置は、主に、像担持体（以下、「感光ドラム」という）１０１、感光ドラム１０１を一様に帯電する帯電手段としての帯電器１０２、画像情報を与える露光器１０３、複数の現像器１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄを支持する回転現像装置１０５、および中間転写体１０６によって構成されている。
【０００５】
図７に回転式現像装置１０５の拡大図を示す。この回転式現像装置１０５は、４個の現像器１０４ａ〜１０４ｄの一つを支持体１０７の回転により現像位置に定置する方式である。回転式現像装置１０５は支持体回転軸１０７ａを中心とする同一円周上に各現像器１０４ａ〜１０４ｄの現像用開口面を有している。
【０００６】
現像器１０４ａ〜１０４ｄはトナーを感光ドラム１０１との接触部に搬送するための回転する現像剤担持体である現像ローラ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄをそれぞれ有しており、この現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄは導電性芯金上に弾性体を成形したいわゆる弾性現像ローラである。また現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄの周囲には、現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄ上に非磁性一成分トナーを塗布する矢印方向に回転する塗布ローラ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、および現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄ上のトナーに所望の帯電量を与えトナー量を規制する規制ブレード１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが配設され、また、現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄへ現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧電源１１３を有する。
【０００７】
また、この回転式現像装置１０５は、現像時だけ現像器１０４ａ〜１０４ｄを加圧装置１１４で加圧することにより現像器１０４ａ〜１０４ｄ内の現像ローラ１１０ａ〜１１０ｄと感光ドラム１０１を当接させ、回転式現像装置１０５が回転している間や非現像時には加圧装置１１４の加圧動作を解除することにより現像器１０４ａ〜１０４ｄ内の現像ローラ１１０と感光ドラム１０１を離間する構成とされている。
【０００８】
図６において、感光ドラム１０１は矢印方向に回転され、帯電器１０２にて一様に帯電され、その後露光器１０３によって感光ドラム１０１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像器１０４ａ〜１０４ｄ内のカラー現像剤、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した潜像である。
【０００９】
詳しく述べると、まず１色目、例えばイエロー現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１０１上に形成し、イエロー現像剤の収容された現像器１０４ａによって可視化した後、中間転写体１０６に転写する。続いて感光ドラム１０１上の残留トナーをブレードなどのクリーニング装置１０９で清掃した後、２色目、例えばマゼンタ現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１０１上に形成し、マゼンタ現像剤の収容された現像器１０４ｂによって可視化した後、１色目のイエロー可視画像が転写された中間転写体１０６上に重ね転写する。
【００１０】
上記動作を複数回行った後、中間転写体１０６上に複数層に重ねられた現像剤は転写材Ｐに転写され、定着装置１０１によって融解固着される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にて示した現像装置１０５で画像形成動作を行ったところ、以下に示す不具合が見られた。なお、各現像器１０４ａ〜１０４ｄは同一の構成を備えているいるので、構成部材の参照番号のうち添え字のアルファベットを省略して説明する。
【００１２】
従来例において、現像ローラ１１０に印加する直流バイアス電圧Ｖｄｃは、図８に示すような時間的変化を有する。
【００１３】
詳しく説明すると、所望する色のトナーが収納された現像器１０４を用いて感光ドラム１０１上の潜像を現像するために、時間ｔ８１に現像器駆動装置で回転式現像装置１０５を回転させて現像器１０４を感光ドラム１０１と対向する位置へ定置し、時間ｔ８２に加圧装置１１４で後部から現像器１０４を加圧することより、現像ローラ１１０を感光ドラム１０１に当接させる。また、これと同時に時間ｔ８２において感光ドラム１の回転駆動および帯電器１０２による帯電を開始する。
【００１４】
つぎに、時間ｔ８３に、現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加して露光器１０３によって形成された感光ドラム１０１上の潜像をトナー像として現像する。現像終了後、時間ｔ８４に現像バイアス電圧Ｖｄｃがオフになり、時間ｔ８５に加圧装置１１４の加圧動作を解除し、感光ドラム１の回転駆動および帯電器１０２による帯電を停止して、現像ローラ１１０と感光ドラム１０１を離間する。
【００１５】
ここでは具体的数値として、現像バイアス電圧Ｖｄｃは−３５０Ｖとする。また、潜像電位として、露光器１０３によって露光されない部分、つまり、非画像部電位Ｖｄは−７００Ｖとし、露光器１０３によって露光された部分、つまり画像部電位ＶＬは−３００Ｖとする。
【００１６】
しかしながら上記現像工程中において、現像器１０４内の現像ローラ１１０を感光ドラム１０１に当接させた時間ｔ８２の直後に、現像ローラ１１０上に付着している一部のトナーがファンデルワールス力や鏡映力などにより感光ドラム１０１上に付着する場合がある。ここで現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されていれば、感光ドラム１０１に付着してしまったトナーを潜像に従った可視画像にすることができるが、図８においては時間ｔ８２と時間ｔ８３の間では現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されていないために一度感光ドラム１０１に付着してしまったトナーは、現像ローラ１１０に回収することができずに非露光部においてもトナーが付着したままになってしまう。
【００１７】
通常、時間ｔ８２直後は通常転写材Ｐの先端に対応する帯状の余白部分Ａ（図９参照）、すなわち露光器３によって露光されていない帯状部分を現像しているので、上記のことからこの部分にかぶりが生じるという問題が起きてしまう。なお、本明細書において、「かぶり」とは、感光ドラム１０１上の画像域以外の部分にトナーが付着することである。
【００１８】
同様に、時間ｔ８４と時間ｔ８５の間においても、現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されていないために現像ローラ１１０から感光ドラム１０１に付着してしまった一部のトナーは、現像ローラ１１０に回収することができずに非露光部においてもトナーが付着したままになってしまう。よって、時間ｔ８４直後は転写材の後端に対応する帯状の余白部分Ｂ（図９参照）にかぶりが生じるという問題が発生してしまう。
【００１９】
仮に、転写材Ｐに転写されない領域、すなわち例えば当接時においては転写材Ｐに転写する前、離間時においては転写材Ｐが通過した後に相当する時に上記接離動作を行ったとしても、このときには中間転写体１０６を汚すことになる。その結果、高品位の画像形成を行うことは困難になる。
【００２０】
また、時間ｔ８２と時間ｔ８３の間や時間ｔ８４と時間ｔ８５の間には、感光ドラム１０１から現像ローラ１１０へ付勢する現像バイアス電圧が印加されていないため、加圧装置１１４を用いて現像器１０４内の現像ローラ１１０と感光ドラム１０１の当接動作、離間動作を行う際に、感光ドラム１０１と現像ローラ１１０の衝突や回転駆動のギアなどの噛み合いにより衝撃が発生し、それによって現像ローラ１１０に付着しているトナーが飛散し、機内汚染という問題も生じてしまう。
【００２１】
従って、本発明の目的は、現像時に像担持体と現像剤担持体とが当接する接触現像系において、かぶり現象を抑え、トナーの飛散を防止できる画像形成装置をを提供することである。
【００２２】
【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、本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体であって、前記像担持体に対して接離可能であって、前記像担持体に当接して前記静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、を具備した画像形成装置において、
前記像担持体と現像剤を担持した前記現像剤担持体との接離動作時には、現像剤を前記像担持体から前記現像剤担持体に向かう方向に付勢する電界が形成され、前記像担持体が帯電開始されてから前記像担持体が１周するまでの間に前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作が行われ、現像時の前であって前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値は、現像時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２８】
参考例１
本発明の第１参考例について図１と図２により説明する。
【００２９】
まず、図２により本参考例のカラー画像形成装置について説明する。本参考例のカラー画像形成装置は、像担持体の画像部にトナーを付着させて可視化する反転現像系であり、負帯電トナーを担持した現像剤担持体を像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置である。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、主に、像担持体である感光ドラム１、帯電手段としての帯電器２、画像情報を与える露光器３、４つの現像手段である現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを支持する回転現像装置５、および中間転写体６によって概略構成されている。
【００３１】
回転式現像装置５は、４個の現像器４ａ〜４ｄの一つを支持体７の回転により現像位置に定置する方式である。回転式現像装置５は支持体回転軸７ａを中心とする同一円周上に各現像器４ａ〜４ｄの現像用開口面を有している。
【００３２】
現像器４ａ〜４ｄはトナーを感光ドラム１との接触部に搬送するための回転する現像剤担持体である現像ローラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄをそれぞれ有しており、この現像ローラ１０ａ〜１０ｄは導電性芯金上に弾性体を成形したいわゆる弾性現像ローラである。また現像ローラ１０ａ〜１０ｄの周囲には、現像ローラ１０ａ〜１０ｄ上に非磁性一成分トナーを塗布する矢印方向に回転する塗布ローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、現像ローラ１０ａ〜１０ｄ上のトナーに所望の帯電量を与えトナー量を規制する規制ブレード１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを備えている。
【００３３】
また、現像ローラ１０ａ〜１０ｄへ現像バイアス電圧を印加する直流高圧電源１３と、直流高圧電源１３のオンオフや現像バイアス電圧の値や時間的変化を制御する制御装置１４を有している。
【００３４】
また、この回転式現像装置５は、現像時だけ現像器４ａ〜４ｄを加圧装置８で加圧することにより現像器４ａ〜４ｄ内の現像ローラ１０ａ〜１０ｄと感光ドラム１を当接させ、回転式現像装置５が回転している間や非現像時には加圧装置８の加圧動作を解除することにより現像器４ａ〜４ｄ内の現像ローラ１０ａ〜１０ｄと感光ドラム１を離間する構成とされている。
【００３５】
感光ドラム１は矢印方向に回転され、帯電器２にて一様に帯電され、その後露光器３によって感光ドラム１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像器４ａ〜４ｄ内のカラー現像剤、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した潜像が形成される。
【００３６】
詳しく述べると、まず１色目、例えばイエロー現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成し、イエロー現像剤の収容された現像器４ａによって可視化した後、中間転写体６に転写する。
【００３７】
続いて感光ドラム１上の残留トナーをブレードなどのクリーニング装置９で清掃した後、２色目、例えばマゼンタ現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成し、マゼンタ現像剤の収容された現像器４ｂによって可視化した後、１色目のイエロー可視画像が転写された中間転写体６上に重ね転写する。
【００３８】
上記動作を複数回行った後、中間転写体６上に複数層に重ねられた現像剤は転写材Ｐに転写され、定着装置１０によって融解固着される。
【００３９】
なお本参考例では、潜像電位として非画像電位ＶＤ＝−７００Ｖ、画像部電位ＶＬ＝−１００Ｖ、現像ローラ１に印加する現像バイアス電圧Ｖｄｃ＝−３５０Ｖとし、｜ＶＤ｜＞｜Ｖｄｃ｜＞｜ＶＬ｜の関係が成立する。
【００４０】
ここで、本参考例における動作態様を説明するため、時間変化を示す図１のタイミング図をも参照して更に詳しく述べる。
【００４１】
まず時間ｔ１１に回転式現像装置５を回転させ、１色目の潜像に対応する現像器４ａ、例えばイエロートナーが収納されている現像器４ａを予め帯電器２で均一に帯電した感光ドラム１に対向した位置に停止させる。
【００４２】
この時点では、感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａとは十分に距離が離れており（具体的には例えば５ｍｍ程度）、現像ローラ１０ａ上に付着しているトナーの一部がファンデルワールス力などで感光ドラム１へ付着することはない。
【００４３】
つぎに時間ｔ１２に現像ローラ１０ａに現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加する。この電圧が立ち上がった時間ｔ１３に、現像器４ａを加圧装置８で後方から加圧し、現像器４ａ内の現像ローラ１０ａを感光ドラム１に当接させる。そして時間ｔ１３から時間ｔ１４まで転写材Ｐの先端・後端の余白部分を含む現像、つまり図９のＣにて示す範囲における現像を開始する。
【００４４】
上記のように当接する時間ｔ１３以前に現像バイアス電圧Ｖｄｃを現像ローラ１０ａに印加することによって、当接させた時間ｔ１３から潜像に忠実な現像を行うことができる。特に時間ｔ１３直後は、転写材Ｐの先端に対応する帯状の余白部分（図９にて示すＡ部分）、つまり感光ドラム１上においては露光器３によって露光されていない非画像部分が現像ローラ１０に当接される。ここで万が一、現像ローラ１０ａから感光ドラム１に向かう方向に働くファンデルワールス力や鏡映力などによってこの余白部分に対応する感光ドラム１上にトナーが付着しても、時間ｔ１３では既に現像ローラ１０ａに現像バイアス電圧が印加されているため、感光ドラム１上から現像ローラ１０ａへ向かう方向へ上記の付着力に打ち勝つのに十分な電界が形成され、余白部分に対応する感光ドラム１上に付着しているトナーは現像ローラ１０ａに引き戻される。よって、正規に負帯電したトナーがこの帯状の余白部分に付着するかぶり現象は生じない。
【００４５】
つぎに、時間ｔ１３から時間ｔ１４直前に現像を行い、時間ｔ１４で加圧装置８の加圧動作を解除して現像ローラ１０ａを感光ドラム１から離間させる。感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａの離間動作が終了し十分に距離が離れたら（具体的数値としては５ｍｍ程度）、時間ｔ１５において現像バイアス電圧Ｖｄｃをオフする。それと同時に２色目の潜像に対応する現像器４ｂ、例えばマゼンタ（Ｍ）トナーが収納されている現像器４ｂを予め帯電器２で均一に帯電した感光ドラム１に対向した位置に停止させる。以後の作用は上記イエロー現像器４ａと同様である。
【００４６】
上記のように、現像ローラ１０ａが感光ドラム１から離間する時間ｔ１４以後に現像バイアス電圧Ｖｄｃをオフすることによって、離間する時間ｔ１４まで潜像を忠実で安定した現像が行える。特にｔ１４直前は、転写材Ｐの後端に対応する帯状の余白部分（図９に示すＢ部分）、つまり感光ドラム１上においては露光器３によって露光されていない非画像部分が現像ローラ１０によって当接される。ここで時間ｔ１３直後と同様に、ファンデルワールス力や鏡映力などの付着力によってこの余白部分に対応する感光ドラム１状にトナーが付着しても、時間ｔ１５まで現像ローラ１０ａに現像バイアス電圧が印加されているため、感光ドラム１上から現像ローラ１０ａへ向かう方向へ付着力に打ち勝つのに十分な電界が形成され、余白部分に対応する感光ドラム１上に付着しているトナーは現像ローラ１０ａに引き戻される。よって、正規に負帯電したトナーがこの帯状の余白部分に付着するかぶり現象は生じない。
【００４７】
また、機内で紙づまりなどが発生して緊急に停止しなければならない場合、現像途中においても感光ドラム１と現像ローラ１０を離間させることがある。このような場合でも現像ローラ１０に現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加したまま離間動作を行えば、感光ドラム１上の非画像部にトナーを付着させることなく、感光ドラム１の汚染を最小限にすることができる。
【００４８】
更に、感光ドラム１と現像ローラ１０の当接動作および離間動作を行う際に当接動作および離間動作に伴って発生する衝撃があっても、接離動作時には現像ローラ１０に現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されていることにより、感光ドラム１上から現像ローラ１０ａへ向かう方向へ電界が常時形成されているので、感光ドラム１や現像ローラ１０上に付着しているトナーは現像ローラ１０に回収され、トナー飛散が起こらずに機内汚染を防止できる。
【００４９】
実際、図１に示すような時間変化を有する現像バイアス電圧で多色現像を行ったところ、転写材の先端、後端の余白部部にかぶり現象は生じず、常時潜像に忠実な画像形成を行うことができた。また、機内にトナーが飛散することなく機内汚染を防止できた。
【００５０】
以上述べたように、本参考例の画像形成装置は感光ドラムと現像ローラの当接動作以前に直流現像バイアス電圧を印加し、感光ドラムと現像ローラの離間動作以後に直流現像バイアス電圧をオフすることにより、かぶり現象の発生を抑え、トナーの飛散を防止することができる。
【００５１】
参考例２
つぎに、本発明の第２参考例について図３により説明する。
【００５２】
第１参考例では感光ドラム１と現像ローラ１０ａ〜１０ｄの当接動作以前に直流現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加することにより、現像開始直後からかぶり現象の発生を抑え、トナーの飛散を防止できる画像形成装置について説明したが、大量の画像情報が画像処理回路に送信された場合には画像処理に時間がかかり、直流現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加した直後に現像を開始できない場合がある。その場合、時間ｔ１３から画像処理が終了するまで感光ドラム１と現像ローラ１０ａ〜１０ｄを当接回転させておくと、感光ドラム１の削れが促進したり、現像ローラ１０ａ〜１０ｄやトナーの劣化を加速させるなど感光ドラム１や現像器４ａ〜４ｄの寿命を縮める可能性が生じる。
【００５３】
そこで本参考例では、感光ドラム１の回転駆動および帯電動作の時期と直流現像バイアス電圧印加時のタイミングを制御することにより、上記の問題を解決するとともにかぶり現象とトナー飛散の発生を防止できる接触現像のカラー画像形成装置を提供するものである。
【００５４】
図３に、本参考例における現像過程に関わる動作を説明するためのタイミング図が示される。
【００５５】
なお本参考例では、電位の大小関係は、潜像電位として非画像電位ＶＤ＝−７００Ｖ、画像部電位ＶＬ＝−１００Ｖ、現像ローラ１に印加する現像バイアス電圧Ｖｄｃ＝−３００Ｖとし、｜ＶＤ｜＞｜Ｖｄｃ｜＞｜ＶＬ｜の関係が成立する。
【００５６】
まず時間ｔ２１にて、回転式現像装置５および感光ドラム１の回転駆動と帯電器２の動作を開始させ、１色目の潜像に対応する現像器４ａ、例えばイエロー（Ｙ）トナーが収納されている現像器４ａを感光ドラム１に対向した位置に停止させる。この時点ｔ２２では感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａとは十分に距離が離れており（具体的数値として５ｍｍ程度）、現像ローラ１０ａ上に付着しているトナーの一部がファンデルワールス力や鏡映力によって感光ドラム１へ付着することはない。
【００５７】
ここで第１参考例ではすぐに現像が開始されるが、時間ｔ２１の前の時間ｔ２０にて大量の画像情報が画像処理回路に送信された場合には画像処理に時間がかかり、時間ｔ２３直後に現像が開始できないことがある。その場合、時間ｔ２３から画像処理が終了する時間ｔ２５まで感光ドラム１と現像ローラ１０ａを当接回転させておくと、前述のように、感光ドラム１が削れたり、現像ローラ１０ａに負荷がかかり、リークが起きる場合がある。また、トナーが感光ドラム１に現像されずに現像ローラ１０ａの周上に付着したまま何度も規制ブレード１２ａを通過するため、現像器４ａ内に劣化したトナーが増加しトナー寿命を縮め、また現像器４ａとしての寿命を縮めることもある。
【００５８】
そこで時間ｔ２３直後に現像が開始できない場合には、これらの問題を回避するため、時間ｔ２４において現像バイアス電圧Ｖｄｃのオフおよび感光ドラム１の回転を停止し、同時に帯電器２による感光ドラム１の帯電を停止する。この時、現像ローラ１０ａは加圧装置８により感光ドラム１に当接されたままであり、これは画像処理が済み次第すぐに現像を開始できるようにするためである。
【００５９】
時間ｔ２５に画像処理が終了したと同時に、現像バイアス電圧Ｖｄｃを現像ローラ１０に再度印加する。その後まもなく時間ｔ２６で感光ドラム１の回転駆動を再度開始し、同時に帯電器２による感光ドラム１の帯電を再開する。時間ｔ２１で感光ドラム１を駆動させた時に予め帯電が行われているので、時間ｔ２６での感光ドラム１の表面電位ＶＤ１（例えばＶＤ１＝−６９５Ｖ）は暗減衰により多少ＶＤより低下する可能性があるが、現在の画像処理回路の処理速度を考慮すれば画像処理時間は長くても数分程度であり、｜ＶＤ１｜≫｜Ｖｄｃ｜が成り立つ。
【００６０】
このように感光ドラム１と現像ローラ１０を当接した状態で、予め帯電が行われた感光ドラム１の回転駆動開始時より現像バイアス電圧Ｖｄｃを先に印加すると、感光ドラム１の回転駆動開始時ｔ２６には既に感光ドラム１から現像ローラ１０へ付勢する方向の電界が形成されているため、転写材Ｐの先端に対応する感光ドラム１上の非画像部にトナーが付着せず、かぶり現象の発生を防止できる。
【００６１】
そして、時間ｔ２６直後から時間ｔ２７直前まで現像が行われ、時間ｔ２７に加圧装置８の加圧動作を解除することにより離間する時間ｔ２７までかぶり現象のない潜像に忠実で安定した現像を行うことができる。時間ｔ２７直前は転写材Ｐの後端に対応する感光ドラム１上の非画像部が現像ローラ１０に当接されており、この時点では現像ローラ１０に現像バイアス電圧が印加されており、感光ドラム１から現像ローラ１０へ付勢する方向の電界が形成されているため、転写材Ｐの後端にかぶり現象は起こらない。感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａの離間が終了し十分に距離が離れたら、時間ｔ２８において現像バイアス電圧Ｖｄｃを解除する。
【００６２】
更に、時間ｔ２３、ｔ２７で現像ローラ１０の当接動作および離間動作を行う際に現像ローラ１０に現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されており、接離動作時に感光ドラム１から現像ローラ１０へ付勢する方向の電界が形成されているため、接離動作やギアの噛み合いなどに伴う衝撃によるトナー飛散を防止することができる。
【００６３】
実際に図３に示したような時間変化を有する現像バイアス電圧で多色現像を行ったところ、画像処理が終了してすぐに現像過程に移行することができ、転写材Ｐの先端、後端の余白部分にかぶり現象が生じることはなく、潜像に忠実な画像形成を行うことができ、また、機内のトナー汚染も防止することができた。
【００６４】
以上のように、感光ドラムと現像ローラを当接させた状態において、現像バイアス電圧印加後に予め均一に帯電された感光ドラムの回転駆動を行うことにより、かぶり現象を抑え、トナー飛散を防止することが可能である。更に、感光ドラムと現像ローラの当接離間動作を行わずに現像開始時を制御できることは、画像処理時間の長短に容易に対応でき、画像処理から現像時間までの待ち時間の短縮を図ることができる。
【００６５】
実施例１
つぎに、本発明の実施例について図４と図５により説明する。
【００６６】
感光ドラム１を帯電器２により帯電させた際に、第１参考例のように常時感光ドラム１の表面電位は非画像電位ＶＤになるのが一般的である。しかしながら、感光ドラム１の光特性や劣化具合により非画像電位がＶＤになるとは限らない。具体的な例を挙げると、同一の帯電器により表面電位が０Ｖである感光ドラムを帯電させた場合と、表面電位−１００Ｖである感光ドラムを帯電させた場合では、帯電後の感光ドラムの表面電位が同一にならない場合がある。
【００６７】
そこで本実施例では、接触現像のカラー画像形成装置において、複数の異なる直流現像バイアス電圧および複数の異なる直流現像バイアス電圧印加時を制御することにより、帯電開始時の感光ドラムの表面電位の変動が引き起こすかぶりや画像濃度むらを抑えるとともに、トナー飛散を防止するものである。
【００６８】
図４には本実施例における現像過程に関わる動作を説明するためのタイミング図が示される。ここで、Ｖｄｃ１：現像ローラ１０に最初に印加する第１の現像バイアス電圧、Ｖｄｃ２：第１の現像バイアス電圧Ｖｄｃ１を印加した後に現像ローラ１０に印加する第２の現像バイアス電圧、ＶＤ：潜像電位としての非画像電位、ＶＬ：画像部電位、としたとき、｜ＶＤ｜＞｜Ｖｄｃ２｜＞｜Ｖｄｃ１｜＞｜ＶＬ｜であり、具体的数値として、ＶＤ＝−７００Ｖ、Ｖｄｃ２＝−３５０Ｖ、Ｖｄｃ１＝−３００Ｖ、ＶＬ＝−１００Ｖとする。
【００６９】
まず本実施例の現像工程における動作について説明する。時間ｔ３１に回転現像装置５を回転させ、１色目の潜像に対応する現像器４ａ、例えばイエロー（Ｙ）トナーが収納されている現像器４ａを感光ドラム１に対向した位置に停止させる。この時点ｔ３２では感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａとは十分に距離が離れており（具体的数値としては５ｍｍ程度）、現像ローラ１０ａ上に付着しているトナーの一部が鏡映力などによって感光ドラム１へ付着することはない。
【００７０】
時間ｔ３２において現像バイアス電圧Ｖｄｃ１を印加するのと同時に帯電器２を用いて感光ドラム１の帯電を開始し、時間ｔ３３で加圧装置８を用いて感光ドラム１と現像ローラ１０ａを当接させる。そして時間ｔ３３〜時間ｔ３５まで転写材の先端・後端の余白部分を含んでいる現像、つまり図９のＣにて示す範囲における現像を開始する。
【００７１】
次いで現像開始時間ｔ３３後から数秒経過した時間ｔ３４に現像バイアス電圧をＶｄｃ２に切り替える。｜ｔ３４−ｔ３２｜の値は、感光ドラム１の帯電開始から感光ドラム１がちょうど１周するまでの時間とする。
【００７２】
時間ｔ３５まで現像を行い、時間ｔ３５で加圧装置８の加圧動作を解除して現像ローラ１０ａを感光ドラム１から離間させる。感光ドラム１と現像器４ａ内の現像ローラ１０ａの離間が終了した後、時間ｔ３６において現像バイアス電圧Ｖｄｃを解除する。以後、２色目、３色目、４色目の現像器４ｂ〜４ｄについても同様である。
【００７３】
ここで感光ドラム１の光特性や劣化具合によって、表面電位が０Ｖであった感光ドラム１への帯電開始直後ｔ３２は、感光ドラム１の表面電位ＶＤが完全に立ち上がらないため、帯電開始後しばらく経過した時（例えば時間ｔ３）と比べて表面電位が若干下がる場合がある（図５のＶＤ”参照）。それに伴って露光器３によって露光された画像部電位ＶＬも帯電開始後しばらく経過したとき（例えば時間ｔ３）と比べ若干下がる場合がある（図５のＶＬ”参照）。具体的数値として、ＶＤ”＝−６５０Ｖ、ＶＬ”＝−５０Ｖである。
【００７４】
このような状況で常時一定である第２現像バイアス電圧Ｖｄｃ２を現像ローラ１０に印加すると、図５にて分かるように、帯電開始直後ｔ３２では、｜ＶＤ−Ｖｄｃ２｜＞｜ＶＤ”−Ｖｄｃ２｜となってかぶり現象が発生しやすい問題や、｜ＶＬ−Ｖｄｃ２｜＜｜ＶＬ”−Ｖｄｃ２｜となって画像濃度が常時一定にならないという問題が発生する。
【００７５】
そこで、感光ドラム１の帯電が開始されてから１周するまで、つまり時間ｔ３２からｔ３４までは、｜ＶＤ−Ｖｄｃ２｜≒｜ＶＤ”−Ｖｄｃ１｜、もしくは｜ＶＬ−Ｖｄｃ２｜≒｜ＶＬ”−Ｖｄｃ１｜となるような第１現像バイアス電圧Ｖｄｃ１を印加し、２周目以降は第２現像バイアス電圧Ｖｄｃ２を現像ローラ１０に印加することによって、かぶり現象の防止や画像濃度を常時一定にすることができる。
【００７６】
また、感光ドラム１と現像ローラ１０を当接させる時間ｔ３３以前に現像バイアス電圧Ｖｄｃ１を現像ローラ１０ａに印加することによって、当接させた時間ｔ３３から現像が開始でき、転写材先端に対応する余白部分のかぶり現象を防止することができる。
【００７７】
更に、時間ｔ３３および時間ｔ３４で感光ドラム１と現像ローラ１０との接離動作を行う際に現像ローラ１０に現像バイアス電圧Ｖｄｃが印加されることにより、トナー飛散を防止することができる。
【００７８】
実際に、図４に示すような時間変化を有する現像バイアス電圧を用いて多色現像を行ったところ、時間ｔ３３から現像を開始することができ、転写材の先端、後端の余白部分にかぶり現象は生じず、潜像に忠実な画像形成を行うことができた。
【００７９】
また、感光ドラム１の回転方向に従って、帯電器２と、感光ドラム１と現像ローラ１０との当接位置の間に、感光ドラム１の表面電位を検知することのできる電位計を設置すれば、現像途中に感光ドラム１の非画像部電位ＶＤや画像部電位ＶＬが急激に変動した場合にも検知した電位に応じて現像バイアス電圧を変化させることにより、かぶり現象がないもしくは画像濃度が一定な画像形成を行うことができる。
【００８０】
以上述べたように、現像ローラ１０に第１現像バイアス電圧Ｖｄｃ１を印加するのと同時に感光ドラムの帯電、回転駆動を開始した後、感光ドラムが１周するまでに感光ドラムと現像ローラを当接させて現像を開始させ、２周目以降は現像を行いながら第２現像バイアス電圧Ｖｄｃ２を印加することにより、かぶり現象がなく画像濃度を一定にできるカラー画像形成を行うことが可能である。
【００８１】
なお、上記実施例においては、負極性の反転現像系を例に説明したが、正規現像系および正極性の反転現像系においても、本発明を適用することによって、かぶり現象がなく、トナー飛散のない画像形成を行うことが可能である。また、上記実施例においては、非磁性トナーを用いた多色現像について説明したが、磁性トナーを用いても同様の効果を得ることができる。
【００８２】
更に、上記実施例にて示した回転現像装置は現像器の向きが常時一定（感光ドラムと対向したときと同じ向き）であったが、感光ドラムと対向しない位置での現像器の向きについては特に限定するものではない。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、像担持体と現像剤を担持した現像剤担持体との接離動作時には、現像剤を前記像担持体から前記現像剤担持体に向かう方向に付勢する電界が形成され、前記像担持体が帯電開始されてから前記像担持体が１周するまでの間に前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作が行われ、現像時の前であって前記現像剤担持体と前記像担持体との当接動作時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値は、現像時に前記現像剤担持体に印加される直流電圧の絶対値よりも小さいことにより、かぶり現象を抑え、トナーの飛散を防止でき、従って、高品位の画像を得ることができると共に、機内の汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１参考例に係る現像バイアス電圧の動作時を説明するためのタイミング図である。
【図２】  本発明の第１参考例に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】  本発明の第２参考例に係る現像バイアス電圧の動作時を説明するためのタイミング図である。
【図４】  本発明の実施例に係る現像バイアス電圧の動作時を説明するためのタイミング図である。
【図５】  本発明の実施例に係る感光ドラムの電位を示す電位図である。
【図６】  従来のカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】  図６のカラー画像形成装置の回転式現像装置を示す拡大図である。
【図８】  従来の現像バイアス電圧の動作時を説明するためのタイミング図である。
【図９】  転写材の先端・後端余白部分を示す説明図である。
【符号の説明】
１            感光ドラム（像担持体）
２            帯電器（帯電手段）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）            現像器（現像手段）
５                                      回転式現像装置
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）  現像スリーブ（現像剤担持体）
【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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