JP2717544B2

JP2717544B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2717544B2
Application number: JP14927288A
Authority: JP
Inventors: 俊治中村; 雅信斉藤; 敏男宮本; 順治荒矢; 洋二友行; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-18
Filing date: 1988-06-18
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH01319078A

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の目的（産業上の利用分野）この発明は、静電複写機、同プリンタなど、静電転写
プロセスを利用する画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題）通常回転円筒状の構成を主とする、無端状に走行する
像担持体に転写部材としての転写ローラを圧接し、これ
ら両者間に紙を主とするシート状の転写材を通過させ
て、像担持体表面に形成した可転写トナー像を、転写ロ
ーラ側に印加した転写バイアスの作用によって、転写材
に転写するように構成した画像形成装置が従来からよく
知られているが、このような装置においては、転写材の
サイズよりも原稿画像が大きくて、像担持体のトナーが
直接転写ローラに転移する場合、ジャムが発生した場合
などには転写ローラが著しく汚染されて、後続する転写
材を汚したり、転写バイアスが実質的に不足して転写不
良を生じたりする問題があった。

このような問題を回避する手段として、すでに、像担
持体と転写ローラとの間の転写材非通過時である非転写
時に、転写ローラにトナーと同極性のバイアスを印加し
て、トナーを像担持体へ転移させて転写ローラをクリー
ニングするような手段が提案されている。

ところで、近来、複写機のみならず、コンピュータの
普及にともない、レーザあるいはLEDを用いた電子写真
方式によるプリンタがひろく汎用されるようになってき
ているが、このような装置においては、光源の発光時間
を可及的に低減して高寿命化をはかるため、イメージ露
光が一般的であって、その顕像化には反転現像方式がよ
く利用されている。

前述のような、転写材非通過時に転写ローラにトナー
と同極性のバイアスを印加するようなクリーニング手段
では、反転現像方式をとる画像形成装置の場合、像担持
体の帯電極性とトナーのそれとが同極性であるので、非
転写時に転写時とは逆方向のバイアスをかけるさい、充
分クリーニングできなかった。

本発明は上述のような事態に鑑みてなされたものであ
って、転写部材から像担持体にトナーを転移させる電界
を形成して転写部材のクリーニングを良好に行なうこと
を目的とする。さらに、トナーによる転写用回転体の汚
れをクリーニングすることで安定的に良質の画像を得ら
れるような画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

（２）発明の構成（課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達成するため、本発明は、移動可能な像
担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手
段であって、前記像担持体を第１電位に帯電する帯電手
段と、前記帯電手段の帯電極性と同極性のトナーで前記
像担持体の静電像を現像する現像手段と、を備える像形
成手段と、前記像担持体とニップ部を形成し、前記ニッ
プ部で前記像担持体から転写材へ前記トナー像を転写す
る転写部材と、を有し、前記ニップ部に転写材がない間
に前記転写部材に前記トナー像と同極性の電圧を印加し
て前記トナー像の帯電極性と同極性のトナーを前記転写
部材から前記像担持体へ転移する電界を形成する期間を
備える画像形成装置において、前記期間において前記ニ
ップ部にある前記像担持体の部分の電位を第２電位とす
ると、この第２電位の絶対値は、前記第１電位の絶対値
よりも小さくされるとともに、前記期間において前記転
写部材に印加される電圧の絶対値よりも小さくされるこ
とを特徴とする画像形成装置（１）、または、上記
（１）のものにおいて、前記第２電位は、前記帯電手段
の帯電極性と同極性または0Vであることを特徴とする画
像形成装置（２）、または、上記（１）又は（２）のも
のにおいて、前記ニップ部で前記像担持体から転写材へ
前記トナー像を転写する間に前記転写部材は前記トナー
像の帯電極性と逆極性の電圧が印加されることを特徴と
する画像形成装置（３）、または、上記（３）のものに
おいて、前記ニップ部に転写材がない間に前記転写部材
に対して前記トナー像の帯電極性と逆極性の電圧と、前
記トナー像の帯電極性と同極性の電圧との切り換えが行
なわれることを特徴とする画像形成装置（４）、また
は、上記（１）乃至（４）のいずれかのものにおいて、
前記第２電位は、予め前記現像手段の現像位置を通過す
る前に設定されることを特徴とする画像形成装置
（５）、または、上記（５）のものにおいて、前記第２
電位は、予め前記帯電手段によって設定されることを特
徴とする画像形成装置（６）、または、上記（５）又は
（６）のものにおいて、前記期間において前記ニップ部
にある前記像担持体の部分が、予め前記現像位置を通過
するとき前記現像手段には、前記像担持体へのトナーの
付着を防止する電圧が印加されることを特徴とする画像
形成装置（７）である。

（実施例の説明）第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の要
部の概略側面図であって、紙面に垂直方向に延在してお
り、矢印Ａ方向に回転する円筒状の像担持体１の周辺に
は、その表面感光層を一様に帯電させるための一次帯電
器2,この帯電面に原稿画像の反射光像、画像変調された
レーザビームなど光情報を照射して静電潜像を形成する
ための露光部3,該潜像にトナーを供給してこれを顕像化
する現像装置4,前記像担持体に圧接しており、この圧接
ニップ部に転写材（不図示）を送給してトナー顕像を該
転写材に転写させる転写用回転体たる転写ローラ5,前記
現像装置の現像部位に現像バイアスを印加する電源7,前
記転写ローラに転写バイアスを印加する電源８をそなえ
ている。

このような画像形成装置の、一般的な画像形成の工程
についてはよく知られているところであるからその詳細
を述べる必要はないと考えるが、以下、本発明の理解を
容易ならしめるために、各部材の作動中の電位変動を含
めて、具体的な数値をあげて作用を模式的に説明する。

像担持体表面の感光層は、負極性に帯電する有機感光
体であるものとし、これがコロナ帯電器２によって第１
電位として−700Vに帯電される。

帯電手段がコロナ帯電器に限られるものではなく、ロ
ーラ、ブラシ、ブレードなどに電圧を印加して像担持体
に当接させるように構成した接触帯電装置を利用できる
ことは勿論である。

ついで、露光部３における光情報照射によって照射領
域は−100Vに減衰し、この部分が静電潜像を形成するこ
とになる。

現像装置４には電源７によって−500Vの現像バイアス
が印加され、反転現像方式によって前記の電位減衰部分
に、負極性に帯電したトナーが付着してトナー像が形成
される。

一方、搬送路６によって供給される転写材（不図示）
は、前記トナー像とタイミングを合せて、像担持体１
と，これに圧接する転写ローラ５との圧接ニップ部に至
り、この転写材通過時には、転写ローラには電源８によ
って＋500Vの転写バイアスが印加されて、トナー像は転
写材に転写される。

この場合、本実施例においては、非画像時（転写材非
通過時）、即ち光情報が像担持体に照射されないときに
は帯電器２を停止して、その表面電位を第２電位として
0Vとする。

このとき、この表面電位ゼロの非帯電領域が、現像装
置に対向する現像領域にあるときには、現像バイアスを
オフしあるいは、現像バイアスを正極性に切替えてトナ
ーが像担持体に付着するのを阻止するものとする。

また、レーザビームを用いるプリンタにおいては、温
度、湿度などによって、レーザ出力光量が変化するの
で、非画像時、すなわち、連続プリントの場合にはプリ
ントの間の時期、１枚プリントの場合には前回転時にレ
ーザを連続的に照射し、光量を検知して一定光量を維持
するように制御するのが普通であるが、このとき、像担
持体が帯電していると、レーザ照射領域の電位は減衰
し、当初−700V、−100Vに帯電していた部分に相当する
２種の潜像が形成され、これら両者をともに現像しない
ような現像バイアスを与えることは、反転カブリ、キャ
リヤ付着といった問題から困難であるが、前述のよう
に、像担持体の電位をゼロにすることによって、トナー
付着のおそれのないバイアスを広範囲にわたって選択で
きる。

たとえば、直流バイアスを印加した２成分系現像剤を
用いる磁気ブラシ現像法の場合、像担持体への現像剤の
付着の観点から像担持体電位、0Vの近傍で数百Ｖの範囲
で、非画像時の現像バイアス値を選定することができ
る。

また、１成分系の絶縁性磁性現像剤を用い、現像部位
において、現像剤薄層を、間隙を存して像担持体と対向
させ、交流に直流を重畳して現像部位に交番電界を形成
して現像を行なう、ジャンピング現像の場合には、非画
像時の現像バイアスを、交流成分のピーク間電圧のみを
弱めあるいはオフする、直流成分を変化させるあるいは
両者をオフするなど種々の手段によって、像担持体への
トナーの付着を阻止できるような現像バイアスを選定で
きる。そして、この像担持体の非画像領域に接触した転
写ローラの汚染が防止できる。

像担持体の前記非帯電領域が、像担持体と転写ローラ
とが圧接する転写領域にあるとき、即ち転写材非通過時
には像担持体が転写ローラに直接接触しており、この場
合には、転写ローラのトナーを像担持体へ転移させるた
めに該ローラに、トナーと同極性のバイアスを−500V印
加する。即ち、転写材非通過時の像担持体表面電位の絶
対値を転写ローラへ印加するバイアス電圧の絶対値より
も小さくしている。

像担持体表面電位は0Vであるので、像担持体の表面電
位を−700Vにしたままの場合に比べて転写ローラに印加
する電圧が低い電圧でも、トナーを転写ローラから像担
持体へ転移させるに充分な電界が形成され、転写ローラ
はよくクリーニングされる。

すなわち、第２電位（0V）は、トナー像と同じ帯電極
性のトナーの電荷の極性（マイナス）とは第１電位（−
700V）から逆方向に離れることによって転写ローラはト
ナーがクリーニングされ易くなる。

第２図は本発明の実施例装置の作動を示すタイミング
チャートであって、Ａは像担持体の表面電位を表わし、
画像部における凹凸は光情報照射による電位パターンを
示すものとする。

Ｂは現像バイアスの切替えを示すもので、通常の現像
時のバイアス印加のタイミングでは非帯電部を顕像化す
るので、本発明においては、像担持体と転写ローラとの
間で転写材非通過時、即ち、非画像非帯電領域にオーバ
ーラップするようにバイアスの切替えが必要である。

Ｃは転写ローラへのバイアス印加とその切替えタイミ
ングを示し、画像領域（転写材通過時）では正極性の、
非画像領域（転写材非通過時）では負極性のバイアスが
印加されるものとする。

現像バイアスは、前述のように、像担持体へのトナー
の付着という観点から、非帯電部にオーバーラップする
ようにバイアス切替えが行なわれるが、その両端近傍で
は−700Vの表面電位に対して現像バイアスが0Vとなり、
正常極性、この場合は負極性に帯電しているトナーには
関係ないが、強い逆方向の電界が短時間形成されること
になるので、１成分系現像剤に含まれており正極性に帯
電しているいわゆる反転トナー、正帯電している、２成
分系現像剤中のキャリヤなどの付着が生ずおそれがあ
り、この部分において転写ローラにトナーと同極性のバ
イアスを印加すると、上記のような逆極性に帯電した粒
子を吸着して転写ローラの汚れを生ずおそれがあるの
で、逆極性粒子の像担持体への付着のない、非帯電領域
内で転写ローラへのバイアスをトナーと同極性に切替え
ることが望ましい。

前記実施例において、像担持体の非画像領域（転写材
非通過時）で第２電位を形成するために帯電器を停止し
ているが、停止することなく、画像領域より帯電器の帯
電電圧を下げてもよいし、コロナ帯電器がグリッドを有
する場合には、グリッドのバイアスを制御して像担持体
の非画像領域の電位を下げるようにしてもよい。

さらに第２電位を形成するために、非画像領域におい
ても画像領域と同様に帯電しておき、後で像担持体の非
画像領域を除電してもよい。

たとえば、像担持体が感光体であれば、予め耐た非画
像領域に光を照射することによって電位をさげることが
できる。また、このときの像担持体の非画像領域の第２
電位も前記実施例のように0Vにすることに限らない。

要は、転写ローラのクリーニングを行なうさいに、転
写材非通過時の像担持体表面電位の絶対値を、第１電位
の絶対値よりも小さくするとともに転写ローラへ印加す
るバイアス電圧の絶対値よりも小さくすることにある。

これを行なうためには、転写材通過時における像担持
体表面電位を下げるほか、転写ローラへ印加するバイア
ス電圧を上げることも考えられる。たとえば、前述の実
施例装置において、像担持体表面電位が−700Vに維持さ
れていたとすると、転写ローラにトナーと同極性のバイ
アス電圧を印加して転写ローラから像担持体へトナーを
転移させる方向の電界を形成するためには、転写ローラ
へのバイアスを−1200Vとする要がある。

このように、転写ローラを充分にクリーニングできる
電位コントラストを得るには転写ローラに高バイアスを
印加する必要があり、電源装置が大型になったり、高圧
のリークの問題が生ずる。

したがって、前述の実施例のように、転写材非通過時
の像担持体の電位を下げるのが好ましい。

最適には、その電位を0Vとすることである。このよう
にすることによって、転写ローラへ印加する電圧も低く
てすみ、像担持体の絶縁破壊を招来することがなく、リ
ークを防止することができる。

たとえば、アモルファスシリコン、OPCなどのように
絶縁耐圧があまり大きくないものに有効である。

まあ、転写ローラの代りに転写ベルトを使用すること
も勿論可能である。

（３）発明の効果以上説明したように、本発明によれば、トナーを転写
部材から像担持体へ転移する電界を形成する期間におい
てニップ部にある像担持体の部分の電位を第２電位とす
ると、この第２電位の絶対値は、帯電手段による第１電
位の絶対値よりも小さくされるとともに、前記期間にお
いて転写部材に印加される電圧の絶対値よりも小さくさ
れるようにしたから、転写部材に付着したトナーが像担
持体に転移し易くなり、転写材の裏汚れを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の要部
の概略側面図、第２図は本発明による、像担持体電位、現像バイアス、
転写バイアスの関係を示すタイミングチャートである。１……像担持体、２……一次帯電器、３……露光部、４
……現像装置、５……転写ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒矢順治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者友行洋二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木須浩樹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭54−114248（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−104836（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−9840（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−63838（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な像担持体と、前記像担持体にト
ナー像を形成する像形成手段であって、前記像担持体を
第１電位に帯電する帯電手段と、前記帯電手段の帯電極
性と同極性のトナーで前記像担持体の静電像を現像する
現像手段と、を備える像形成手段と、前記像担持体とニ
ップ部を形成し、前記ニップ部で前記像担持体から転写
材へ前記トナー像を転写する転写部材と、を有し、前記
ニップ部に転写材がない間に前記転写部材に前記トナー
像と同極性の電圧を印加して前記トナー像の帯電極性と
同極性のトナーを前記転写部材から前記像担持体へ転移
する電界を形成する期間を備える画像形成装置におい
て、前記期間において前記ニップ部にある前記像担持体の部
分の電位を第２電位とすると、この第２電位の絶対値
は、前記第１電位の絶対値よりも小さくされるととも
に、前記期間において前記転写部材に印加される電圧の
絶対値よりも小さくされることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記第２電位は、前記帯電手段の帯電極性
と同極性または0Vであ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】前記ニップ部で前記像担持体から転写材へ
前記トナー像を転写する間に前記転写部材は前記トナー
像の帯電極性と逆極性の電圧が印加されることを特徴と
する請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記ニップ部に転写材がない間に前記転写
部材に対して前記トナー像の帯電極性と逆極性の電圧
と、前記トナー像の帯電極性と同極性の電圧との切り換
えが行なわれることを特徴とする請求項３記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記第２電位は、予め前記現像手段の現像
位置を通過する前に設定されることを特徴とする請求項
１乃至請求項４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】前記第２電位は、予め前記帯電手段によっ
て設定されることを特徴とする請求項５記載の画像形成
装置。
【請求項７】前記期間において前記ニップ部にある前記
像担持体の部分が、予め前記現像位置を通過するとき前
記現像手段には、前記像担持体へのトナーの付着を防止
する電圧が印加されることを特徴とする請求項５又は請
求項６記載の画像形成装置。