JP3990760B2

JP3990760B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3990760B2
Application number: JP04825897A
Authority: JP
Inventors: 公孝一瀬; 辰一月田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JPH10240073A; US6070047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置（例えば、複写機、レーザービームプリンタ）に装着される像担持体は、例えば、金属ドラムの表面に感光層を設けて構成されており、プリント開始信号により、一定方向に回転駆動される。回転駆動された像担持体は、帯電器に帯電バイアスを印加することにより、表面が一定の電位まで均一にチャージアップされる。さらに、コントローラからの信号に基づいて、特定の波長の光を像担持体表面に照射（露光）する。光照射位置はチャージダウンするため、像担持体表面に静電潜像が形成される。つづいて、イエローのトナーが充填されて像担持体に対向配置されたイエローの現像器に一定の現像バイアスを印加し、所定の電荷を付与されたトナーを、像担持体上の静電潜像に付着させてトナー像として可視化（現像）する。つづいて、像担持体に隣接して配置され、像担持体とほぼ同速度で移動する中間転写体（例えば、中間転写ベルト）に像担持体上のトナーと逆極性の１次転写バイアスを印加することにより、像担持体上のトナー像は、中間転写体に１次転写される。
【０００３】
上述の１次転写工程において、中間転写体に転写されないで像担持体上に残った１次転写残トナーは、クリーニング装置によって除去される。クリーニング装置は、像担持体の回転方向に対してカウンタで当接させたクリーニングブレード（クリーニング部材）を備えており、像担持体上の１次転写残トナーを機械的に掻き取る。
【０００４】
以上の行程をイエロー以外の他の色、すなわち、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーについても繰り返すことにより、中間転写体上に４色のトナー像を重ねる。
【０００５】
その後で、中間転写体に対向配置した２次転写装置にトナー像と逆極性の２次転写バイアスを印加し、この状態で、中間転写体と２次転写装置との間に紙等の転写材を挿通させることにより、中間転写体上の４色のトナー像を一括して転写材に２次転写する。その際、中間転写体上に残った２次転写残トナーは、中間転写体クリーナ部材によって除去する。中間転写体のクリーニングには、中間転写体にブレードやブラシを当接させて、機械的に２次転写残トナーを掻き取る方法や２次転写残トナーを逆帯電して、中間転写体と像担持体との当接部において、像担持体に再転写する方法などがある。
【０００６】
４色のトナー像が２次転写された転写材は、定着装置に搬送され、ここで加熱加圧を受けて表面にトナー像が定着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、像担持体表面に付着した転写残トナー（１次転写残トナー及び２次転写残トナーの双方をいう。以下同じ）は、像担持体の移動方向に対してカウンタに取り付けたクリーニングブレードによって除去する。像担持体が定速度で動いている状態（以下適宜「通常回転状態」という）においては、像担持体とクリーニングブレードとが互いに一定の緊張状態にあり、像担持体とブレードの間に隙間は存在しないので、像担持体表面に付着した転写残トナーをきれいに除去することが可能である。
【０００８】
しかしながら、像担持体の回転駆動を停止するときや開始するときには、像担持体とクリーニングブレードとの間は通常とは異なった状態になる。具体的な例として以下のような違いがある。通常回転状態においては、像担持体とクリーニングブレードとの間には、動摩擦係数による摩擦力が加わるが、像担持体の駆動開始時には、静摩擦係数による摩擦力が加わる。これら状態の急激な変化に伴うショックにより、クリーニングブレードのびびりが発生する。これにより、像担持体とクリーニングブレードの間に隙間が発生し、クリーニングブレード近傍に溜まっている転写残トナーが隙間から一時的にクリーニングブレードをすり抜けてしまうという現象が発生する。このようにして、転写残トナーがクリーニングブレードをすり抜けると、すり抜けた転写残トナーは、中間転写体に転写され、最終的には、中間転写体から転写材上に転写されて画像不良を発生するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、像担持体の駆動開始時にクリーニング部材（上述ではクリーニングブレード）をすり抜けた転写残トナーが転写材上には転写されて画像不良を起こすことを防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、トナー像を担持する移動可能な感光体と、帯電領域内の前記感光体表面を帯電する帯電部材と、光照射位置において前記感光体表面を露光して前記感光体の帯電電位を下げて静電潜像を形成する露光装置と、前記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と、転写バイアスを受けて前記感光体上の転写位置の前記トナー像を転写材または中間転写体に転写する転写部材と、前記感光体表面の移動方向に対してカウンタで前記感光体表面に当接し、前記感光体上の転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、前記感光体が停止している時に前記クリーニングブレードが当接する前記感光体表面の位置を当接部とすると、前記感光体の移動開始後、初めて前記当接部が前記帯電領域に到達する時には前記帯電部材に前記転写バイアスとは逆極性のバイアスが印加されていて、初めて前記当接部が前記光照射位置に到達する時には前記露光装置により露光が行われ、初めて前記当接部が前記転写位置に到達する時には前記転写部材に、前記転写バイアスとは逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記帯電部材に印加するバイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳しているものである、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る本発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記帯電部材にバイアスを印加する電源が、前記転写部材に前記転写バイアスとは逆極性の電圧を印加することを特徴とする、ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
〈参考例１〉
図１は、本発明に係る画像形成装置の参考例１の概略構成を示す縦断面図、また、図２（ａ）、（ｂ）は同じく参考例１の特徴的な部分の動作を示す図である。
【００１６】
図１に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）を備えている。感光ドラム１は、アルミシリンダ１ａの外周面（表面）に感光層１ｂを塗布して構成されている。感光層１ｂは、通常は絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導電体となるような特徴を有している。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動される。
【００１７】
感光ドラム１の上方には、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電部材として帯電ローラ２が配置されている。帯電ローラ２は金属の芯金２ａを中抵抗の弾性ゴム２ｂ等で覆った構造をしている。実用的には、過電流流れ込み、感光ドラム１との固着等の感光ドラム１に対するダメージ防止のための層を幾層か設けたものを用いるのがよい。帯電ローラ２は感光ドラム１に対して従動回転させる。帯電ローラ２の芯金２ａにしきい値以上のＤＣバイアスを印加すると、帯電ローラ２と感光ドラム１との近傍で放電が発生する。それにより、感光ドラム１は帯電ローラ２に印加したバイアスと同極性に帯電する。バイアスを印加するとき、同時にＡＣバイアスを印加すると、感光ドラム１表面をより均一に帯電することができる。ＡＣバイアスのＶ_PP、周波数は帯電ローラ２の抵抗等により変化するが、Ｖ_PPが１〜３ｋＶ、周波数が５００〜３０００Ｈｚ程度がよいといわれている。また、環境変動により弾性ゴム２ｂの抵抗は変化する。常に感光ドラム１表面を均一に帯電するためには、ＡＣバイアスは、定電流制御にするとよい。その際の電流Ｉ_ACは、５００〜３０００μＡ程度とするのがよい。本参考例では、ＤＣバイアスは負極性とする。印加電圧は、−３５０〜−８００Ｖ程度とするのがよい。本参考例で示した帯電ローラ２を用いると、感光ドラム１表面はＤＣ印加バイアスとほぼ同程度の電位になる。以後、このときの感光ドラム１上の表面電位を暗部電位Ｖ_Dという。
【００１８】
帯電ローラ２により一定の負の電位に保たれた感光ドラム１表面に露光装置３を用い、コントローラ（不図示）からの信号に基づいて、光照射することにより、静電潜像が形成される。すなわち、感光ドラム１上の光照射位置の感光ドラム１表面は導電体となり、感光ドラム１の表面電位の絶対値が下がるのである。光源としては、半導体レーザーやＬＥＤ等が考えられる。光照射位置の感光ドラム１上の表面電位が−５０〜−２５０Ｖ程度になるように光量を制御するとよい。以後、このときの感光ドラム１上の表面電位を明部電位Ｖ_L という。
【００１９】
その後、現像装置４のイエロー現像器４Ｙにより、感光ドラム１上の静電潜像を可視化する。これは、以下のようにして行う。ロータリ４ａが回転することにより、イエロー現像器４Ｙが感光ドラム１と対向する現像位置Ｎ₁ に配置される。イエロー現像器４Ｙ内には、イエロー現像剤（以下「トナー」という）が蓄えられている。イエロー現像器４Ｙ内のイエロートナーは、イエロー現像器４Ｙ内にある部材との摺擦により、常に、負に帯電するようにする。そして、負に帯電したイエロートナーを、感光ドラム１と隣接して配置され、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に対して、順方向に回転しているスリーブ４ｂに薄層コートする。一般に、スリーブ４ｂは金属ローラでできている。このとき、スリーブ４ｂに暗部電位Ｖ_D と明部電位Ｖ_L との間の適当なバイアス（以下「現像バイアス」という）を印加する。これにより、感光ドラム１とスリーブ４ｂとの間に電界を発生させ、感光ドラム１上の明部電位Ｖ_L 部分に対応するスリーブ４ｂ上のトナーだけが、感光ドラム１上に飛び散り、現像が完了する。しかしながら、この方式をとると、感光ドラム１上の暗部電位Ｖ_D 部分にも余分なトナーが付着してしまうことがよくある。現像バイアスに、同時にＡＣバイアスを印加すると、トナーを、スリーブ４ｂと感光ドラム１との間を何度も、行ったり来たりさせながら収束させることができ、ＤＣ成分だけを印加したときよりもきれいに現像できる。すなわち、ＡＣ成分を同時に印加したときの方が、感光ドラム１上の暗部電位Ｖ_D 部分に余分なトナーが付着するのを制御できる。よって、通常は、現像バイアスは、ＡＣ＋ＤＣバイアスを用いる。
【００２０】
感光ドラム１に対して、転写装置５の中間転写ベルト５ａが当接配置されている。感光ドラム１上に付着したトナーは、中間転写ベルト５ａの裏面における感光ドラム１との対向部に当接配置した１次転写ローラ５ｅに正のＤＣバイアスを印加することにより、感光ドラム１と１次転写ローラ５ｅとの間の１次転写位置Ｔ₁ に発生する電界により、感光ドラム１上の負極性のイエロートナーが中間転写ベルト５ａ上に１次転写される。１次転写ローラ５ｅは、金属の芯金とこれを覆う中抵抗（１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・cm程度）の弾性体で構成されている。また、中間転写ベルト５ａとしては、主に、ゴム材料、又は樹脂材料が用いられる。代表的なものに、ゴムでできた基層（ゴム層）の上に中抵抗の表層をコートしたものがある。ゴム層には、伸縮防止のため、金属の芯体を埋め込んでもよい。中間転写ベルト５ａは駆動ローラ５ｂ、２次転写対向ローラ５ｃ、テンションローラ５ｄの３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ５ｂを駆動させることにより中間転写ベルト５ａは感光ドラム１に対して順方向（矢印Ｒ５方向）にほぼ同速度で回転する。
【００２１】
上述の１次転写において、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａにトナーを１００％移し替える（１次転写する）ことはできず、多少のトナーが１次転写残トナーとして感光ドラム１表面に残ってしまう。この１次転写残トナーをそのまま放置すると、感光ドラム１の次の回転で中間転写ベルト５ａに転写され、画像の乱れが発生する。これを防止するため、本参考例では、クリーニング装置６を設け、感光ドラム１の回転方向に対してカウンタの向きで、クリーニングブレード６ａを当接し、１次転写残トナーを感光ドラム１から機械的に除去するということを行う。このとき、クリーニングブレード６ａの当接部と感光ドラム１との当接部における接線との角度が０〜２０°、クリーニングブレード６ａの感光ドラム１に対する線圧が２０〜１００ｇ／cm程度とするのがよい。クリーニングブレード６ａとしては、ウレタンゴムを金属板金で支持したものがよく用いられる。
【００２２】
以上の行程の後、ロータリ４ａが回転し、順次にマゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｂが感光ドラム１と対向する現像位置Ｎ₁ に配置され、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーについて同様の動作を繰り返し行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ねる。
【００２３】
その後、中間転写ベルト５ａを挟んで２次転写対向ローラ５ｃに対向配置した２次転写ローラ５ｆを中間転写ベルト５ａに当接させ、トナーと逆極性のバイアスを印加し、その状態で、中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ５ｆの間の２次転写位置Ｔ₂ に紙等の転写材Ｐを通紙させることにより、中間転写ベルト５ａ上に担持されていた４色のトナー像を一括して転写材Ｐに２次転写する。転写材Ｐは、給紙カセット７に収納されていたものが、搬送ローラ８等によってガイド部材９に添って搬送され、中間転写ベルト５ａ上の４色のトナー像に同期するようにして２次転写位置Ｔ₂ に供給される。２次転写において、４色のトナーの帯電量に違いががあると、各色での転写性が異なってしまうので、必要に応じて、２次転写前にコロナ帯電器５ｈ等で中間転写ベルト５ａ上のトナーを再帯電して、各色のトナーの帯電量を揃えるということを行ってもよい。２次転写ローラ５ｆは、金属の芯金とこれを覆う中抵抗（１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・cm程度）の弾性体で構成されている。
【００２４】
上述の２次転写において、中間転写ベルト５ａ上のトナーのすべてが転写材Ｐ上に転写されるわけではなく、その一部が２次転写残トナーとして中間転写ベルト５ａ上に残る。この２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングローラ５ｇにより除去する。中間転写ベルトクリーニングローラ５ｇは中間転写ベルト５ａを挟んで２次転写対向ローラ５ｃに対向して配置されており、２次転写開始と同時に中間転写ベルト５ａに当接させ、放電開始しきい値以上の正のＤＣバイアスを印加して２次転写残トナーを正に帯電する。正に帯電された２次転写残トナーは感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの間の１次転写位置Ｔ₁ において、感光ドラム１表面電位と１次転写ローラ５ｅに印加する正のＤＣバイアスによって形成される電界により、感光ドラム１に再転写される。中間転写ベルトクリーニングローラ５ｇは金属の芯金を中抵抗の弾性ゴム層で覆って構成されている。実用的には、過電流流れ込み、中間転写ベルト５ａとの固着等の中間転写ベルト５ａに対するダメージ防止のための層を何層か設けたものを用いるのがよい。
【００２５】
トナー像が２次転写された転写材Ｐは、搬送ベルト１０によって定着装置１１に搬送され、ここで定着ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂとによって加熱加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着との転写材Ｐは、上方に搬送され、排紙ローラ１２によって排紙トレイ１３上に排出される。
【００２６】
ところで、カラーの画像形成装置では、４色のトナーを重ねて、色を再現するため、使用する環境の変化、プリント枚数等の諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。
【００２７】
そこで、本参考例では、感光ドラム１上に濃度検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ作成し、それらの濃度を感光ドラム１に隣接させて配置した光学式の濃度検知センサ１５で検出し、その検出結果から現像バイアスの値にフィードバックをかける画像濃度制御を行うようにしている。濃度検知センサ１５はＬＥＤの発光素子、フォトダイオードの受光素子で構成されており、発光素子からの赤外光を感光ドラム１上のパッチに感光ドラム１に対して４５°の角度で照射し、そこからの乱反射光を感光ドラム１に対して垂直になるように配置した受光素子で測定することによりパッチの濃度を測定するようにしている。トナーの飛散等により、濃度検知センサ１５が汚れると濃度制御の精度が低下するため、濃度検知センサ１５はなるべくトナーの飛散の影響が少ない位置に配置するのが好ましい。具体的には、図１に示したように現像装置４の正反対の位置に配置するのがよい。実際の濃度制御の実行は、プリント１００枚おき程度に行うのがよい。パッチが乱れるのを防止するため、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させる機構を設けておいて、濃度制御の実行時には感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させるようにしておく。
【００２８】
さて、感光ドラム１上の駆動を停止または開始するときには、感光ドラム１とクリーニングブレード６ａの当接状態の急激な変化に伴うショックにより、クリーニングブレード６ａのびびりが発生する。これにより、感光ドラム１とクリーニングブレード６ａとの間に隙間が発生し、クリーニングブレード６ａ近傍に溜まっていた転写残トナー（１次転写残トナー及び２次転写残トナーの双方をいう）が一時的にクリーニングブレード６ａをすり抜けてしまうという現象が発生する。これらすり抜けた転写残トナーが１次転写位置Ｔ₁において中間転写ベルト５ａに転写されてしまうのを防止するために、本参考例では図２（ａ）、（ｂ）に示すように転写装置５を動作させる。画像形成装置本体（以下単に「本体」という）の立上げ時及びプリントアウト終了時に、図２（ａ）に示すように、１次転写ローラ５ｅを感光ドラム１から離れる方向（同図では下方）に移動させ、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させる。そして、プリントアウト開始後、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａを離間したまま感光ドラム１を回転駆動し、本体停止時においてクリーニングブレード６ａが当接する感光ドラム１上の当接部Ａ（以下単に「当接部Ａ」という）が、中間転写ベルト５ａとの対向位置Ｂを通過した後、同図（ｂ）に示すように、１次転写ローラ５ｅを感光ドラム１に向けて移動し、感光ドラム１に中間転写ベルト５ａを当接させて、先に述べた画像データ印字の所定の行程を開始する。あるいは、本体立上げ時及びプリントアウト終了時には感光ドラム１と中間転写ベルト５ａを当接させておいて、当接部Ａが中間転写ベルト５ａとの対向位置Ｂを通過する前に感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させるという動作を行ってもよい。
【００２９】
このように本体を制御することにより、感光ドラム１の駆動停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによりクリーニングブレード６ａがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生しても、それらの転写残トナーが中間転写ベルト５ａに転写されるのを防止することができる。
【００３０】
〈参考例２〉
図３、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明に係る画像形成装置の参考例２について説明する。なお、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、及び定着装置１１等は、参考例１と同じ構成とする。
【００３１】
参考例２では、画像濃度制御を中間転写ベルト５ａ上で行う。中間転写ベルト５ａ上で行うことにより、環境の変化等に伴う１次転写効率のばらつきによる濃度の変化も加味できるようになるため、感光ドラム１上で濃度制御を行うよりも、より高精度な制御を実行できるようになる。中間転写ベルト５ａ上に濃度検知トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ作成し、それらの濃度を中間転写ベルト５ａに隣接させて配置した光学式の濃度検知センサ１５で検出し、その検出結果から現像バイアスの値にフィードバックをかける画像濃度制御を行う。濃度検知センサ１５はＬＥＤの発光素子、フォトダイオードの受光素子で構成されており、発光素子からの赤外光を中間転写ベルト５ａ上のパッチに、中間転写ベルト５ａに対して４５°の角度で照射し、そこからの乱反射光を中間転写ベルト５ａに対して垂直になるように配置した受光素子で測定することによりパッチの濃度を測定する。実際の濃度制御の実行は、プリント１００枚おき程度に行うのがよい。参考例２においては、参考例１とは異なり、特に、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させる機構を設けておく必要はない。この点について以下に説明する。
【００３２】
さて、感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時のショックに伴うクリーニングブレード６ａのびびりにより、一時的にクリーニングブレード６ａをすり抜けた転写残トナーが中間転写ベルト５ａに転写してしまうのを防止するために、参考例２では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように本体を動作させる。プリント動作が開始され、感光ドラム１が回転駆動を始めた後、当接部Ａが帯電ローラ２による放電領域に達する前に、スイッチＳ_１をオンし、スイッチＳ_２をオフして、帯電ローラ２に放電開始電圧以上の負極性のＤＣ高圧１６、１７（−０．８〜−１．５ｋＶ程度）を印加し、すり抜けた転写残トナーを帯電させる。さらに、当接部Ａが感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの間の当接位置Ｂに達する前に、スイッチＳ_３をオンし、スイッチＳ_４をオフして１次転写ローラ５ｅに当接部Ａの表面電位より大きな負極性のＤＣ高圧１６、１７（−０．６〜−１．３ｋＶ程度）を印加する。そうすることにより、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの当接位置Ｂには、電界が発生し、帯電されたすり抜けた転写残トナーは感光ドラム１側に引き付けられるような静電気力を受けることになる。そして、当接部Ａが中間転写ベルト５ａとの当接位置Ｂを通過した後で、スイッチＳ_１、Ｓ_３をオフし、スイッチＳ_２、Ｓ_４をオンして、通常の画像データ印字の所定の行程を開始する。なお、１９はＡＣ電源である。
【００３３】
帯電ローラ２にＤＣ高圧のみを印加するときには、放電開始電圧に相当する分は、感光ドラム１は帯電されないため、感光ドラム１の表面電位は必ず帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧よりも低くなる。よって、１次転写ローラ５ｅに印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化しても先に述べた条件（１次転写ローラ５ｅに印加するＤＣ高圧の絶対値＞感光ドラム１の表面電位）を満足する。よって、上述の説明のように、１次転写ローラ５ｅに印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化した構成をとってもよい。
【００３４】
このように本体を制御することにより、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させるための離間機構を持たない系においても、感光ドラム１の駆動停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによりクリーニングブレード６ａがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生しても、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの間の１次転写位置Ｔ₁ では、電気的力により、すり抜けた転写残トナーが、感光ドラム１に保持されるため、それらのトナーが中間転写ベルト５ａに転写するのを防止することができる。
【００３５】
〈実施の形態１〉
図５を参照して、本発明に係る画像形成装置の実施の形態１について説明する。なお、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、及び定着装置１１等は、上述の参考例２と同じ構成とする。
【００３６】
感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時のショックに伴うクリーニングブレード６ａのびびりにより、一時的にクリーニングブレード６ａをすり抜けたトナーが中間転写ベルト５ａに転写してしまうのを防止するために、本実施の形態１では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように本体を動作させる。プリント動作が開始され、感光ドラム１が回転駆動を始めた後、当接部Ａが帯電ローラ２による放電領域に達する前に、帯電ローラ２にＡＣ高圧及び負極性のＤＣ高圧２０（ｍａｘ及びｍｉｎがともに放電開始電圧以上である）を印加し、すり抜けた転写残トナーを均一に帯電させる。ＡＣ成分を重畳させることにより、ＤＣ成分のみのときよりトナーはより均一に帯電される。ＡＣ成分は環境による変動を抑制するため、定電流制御とするのがよい。そのときの電流Ｉ_ACは５００〜３０００μＡ程度、周波数は５００〜３０００Ｈｚ程度、ＤＣ成分は−３５０〜−８００Ｖ程度とするのがよい。さらに、当接部Ａに対して、露光装置３により露光を行い、当接部Ａの表面電位を小さくする（−５０〜−２５０Ｖ）。さらに、当接部Ａが感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの当接位置Ｂに達する前に、図５（ａ）に示すように、スイッチＳ_５をオンし、スイッチＳ_６をオフして１次転写ローラ５ｅに、当接部Ａの表面電位より大きな負極性ＤＣ高圧２０を印加する。レーザー露光により、感光ドラム１の表面電位は、小さくなっている（−５０〜−２５０Ｖ）ので、１次転写ローラ５ｅに印加する電圧は、それ程大きくなくてもよい（−３００〜−７００Ｖ程度）。そうすることにより、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの当接位置Ｂには、電界が発生し、帯電されたすり抜けた転写残トナーは感光ドラム１側に引き付けられるような静電気力を受けることになる。当接部Ａが中間転写ベルト５ａとの当接位置Ｂを通過した後で、図５（ｂ）に示すように、スイッチＳ_５をオフし、スイッチＳ_６をオンして、通常の画像データ印字の所定の行程を開始する。
【００３７】
レーザー露光により感光ドラム１の表面電位が下がるので、感光ドラム１の表面電位は、必ず帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧よりも低くなる。よって、上述で説明したように、１次転写ローラ５ｅに印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化してもよい。逆に言えば、レーザー露光を行わなければ、感光ドラム１の表面電位は、帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧とほぼ等しくなるので、直接、１次転写ローラ５ｅに印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化することはできない。
【００３８】
このように本体を制御することにより、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａを離間させるための離間機構を持たない系において、感光ドラム１の駆動停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによりクリーニングブレード６ａがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生しても、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの間の１次転写位置Ｔ₁では、電気的力により、均一に帯電されたすり抜けた転写残トナーが、感光ドラム１に保持されるため、それらの転写残トナーが中間転写ベルト５ａに転写されるのを防止することができる。本実施の形態１によれば、参考例２に比べて、トナーをより均一に帯電させることができる。よって、参考例２より、すり抜けた転写残トナーが中間転写ベルト５ａに転写するのを防止するのに大きな効果が得られる。また、ノイズ等の発生により、１次転写ローラ５ｅに印加する電圧を帯電ローラ２等の高圧と共有化できない場合でも、１次転写ローラ５ｅに印加する電圧は参考例２よりも抑えられるので、高圧電源に対するコストが低くなるという効果も本実施の形態１にはある。
【００３９】
〈実施の形態２〉
図６（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明に係る画像形成装置の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態２では、白黒の画像形成装置について説明する。帯電ローラ２、露光装置３、クリーニング装置６等は参考例１と同じ構成である。同図中、２２は現像装置、２２ａは現像スリーブである。
【００４０】
白黒の画像形成装置においては、ブラックの１色のみで感光ドラム１上の静電潜像を現像する。現像方法は参考例１で述べた方法と同様である。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルトを介さずに直接、転写材Ｐに転写する。転写ローラ２３を感光ドラム１に当接配置する。転写ローラ２３は感光ドラム１に対して順方向（時計回り）にほぼ同速度で回転駆動される。そして、転写ローラ２３にトナーと逆極性である正極性のＤＣバイアスを印加し、その状態で、感光ドラム１と転写ローラ２３との間に転写材Ｐを通紙させると、感光ドラム１と転写ローラ２３との間に生じる電界により、感光ドラム１上に担持された負極性のトナーを転写材Ｐに転写させることができる。転写ローラ２３は、金属の芯金とこれを覆う中抵抗（１０_６〜１０_１０Ω・ｃｍ程度）の弾性体で構成されている。
【００４１】
感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時のショックに伴うクリーニングブレード６ａのびびりにより、一時的にクリーニングブレード６ａをすり抜けた転写残トナーが転写ローラ２３に転写され、これにより、さらに転写材Ｐの裏側が汚れてしまうのを防止するために、本実施の形態２では図６（ａ）、（ｂ）に示すように本体を動作させる。プリント動作が開始され、感光ドラム１が回転駆動を始めた後、当接部Ａが帯電ローラ２による放電領域に達する前に、帯電ローラ２にＡＣ高圧２５及び負極性のＤＣ高圧２６（ｍａｘ及びｍｉｎがともに放電開始電圧以上である）を印加し、すり抜けた転写残トナーを均一に帯電させる。ＡＣ成分を重畳させることにより、ＤＣ成分のみの時より転写残トナーはより均一に帯電させる。ＡＣ成分は環境による変動を抑制するため、定電流制御とするのがよい。その電流Ｉ_ACは５００〜３０００μＡ程度、周波数は５００〜３０００Ｈｚ程度、ＤＣ成分は−３５０〜−８００Ｖ程度とするのがい。さらに、当接部Ａに対して、露光装置３により露光を行い、当接部Ａの表面電位を小さくする（−５０〜−２５０Ｖ）。さらに、当接部Ａが感光ドラム１と転写ローラ２３との当接位置Ｂに達する前に、図６（ａ）に示すように、スイッチＳ_７をオンし、スイッチＳ_８をオフすることにより、転写ローラ２３に当接部Ａの表面電位より大きな負極性のＤＣ高圧２６を印加する。レーザー露光により、感光ドラム１の表面電位は、小さくなっている（−５０〜−２５０Ｖ）ので、１次転写ローラ５ｅに印加する電圧は、それほど大きくなくてもよい（−３００〜−７００Ｖ程度）。そうすることにより、感光ドラム１と転写ローラ２３との間の当接位置Ｂには、電界が発生し、帯電されたすり抜けた転写残トナーは感光ドラム１側に引き付けられるような静電気力を受けることになる。当接部Ａが転写ローラ２３との当接位置Ｂを通過した後で、図６（ｂ）に示すように、スイッチＳ_７をオフし、スイッチＳ_８をオンして、通常の画像データ印字の所定の行程を開始する。
【００４２】
レーザー露光により感光ドラム１の表面電位は下がるので、必ず帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧よりも低くなる。よって、上述で説明したように、転写ローラ２３に印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化してもよい。逆に言えば、レーザー露光を行わなければ、感光ドラム１の表面電位は、帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧とほぼ等しくなるので、直接、転写ローラ２３に印加するＤＣ高圧を帯電ローラ２に印加するＤＣ高圧と共通化することはできない。
【００４３】
通常は感光ドラム１と転写ローラ２３との接離機構を持たない白黒の画像形成装置において、このように本体を制御することにより、感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによりクリーニングブレード６ａがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生しても、感光ドラム１と転写ローラ２３との間の転写位置では、電気的力により、均一に帯電されたすり抜けた転写残トナーが、感光ドラム１に保持されるため、それらの転写残トナーが転写ローラ２３に転写されて転写材Ｐの裏汚れが発生するのを防止することができる。
【００４４】
〈参考例３〉
図７、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、本発明に係る画像形成装置の参考例３を説明する。なお、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、定着装置１１、及び濃度制御方式は、参考例２および実施の形態１と同様であるものとする。また、参考例３においては、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａを駆動する駆動ローラ５ｂとは同一の駆動モータで駆動されているものとする。
【００４５】
感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時のショックに伴うクリーニングブレード６ａのびびりにより、一時的にクリーニングブレード６ａをすり抜けた転写残トナーが転写材Ｐに転写してしまうのを防止するために、参考例３では、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように本体を動作させる。中間転写ベルト５ａには、画像形成のためのトップ信号を検出するための機構として、以下のトップセンサ２９を設けている。中間転写ベルト５ａの移動方向（矢印Ｒ５方向）に向かって左右方向の一方の端部（最大使用可能転写材の長手範囲の外側）に小さな角型の孔（以下「端部孔」という）を中間転写ベルト５ａの周上に一定間隔で設ける。本体内の、端部孔に対応する位置に、ＬＥＤ発光素子、受光素子を中間転写ベルト５ａを挟んで対向させる。プリント動作の開始により、中間転写ベルト５ａが回転駆動を開始するとともに、ＬＥＤを発光させ、受光素子により、ＬＥＤ光を検知する。このＬＥＤ検知のタイミングでトップ信号を検出するようにする。
【００４６】
中間転写ベルト５ａの周長をＸ、使用可能最長転写材の長さをＹとする。ここで、（Ｘ−Ｙ）以下でかつ整数倍するとＸに等しくなる最大の値をＫとする。そして、参考例３においては、中間転写ベルト５ａの端部には、トップ信号を検出するための端部孔をＫの間隔で設けることにする。具体的な例を挙げると、中間転写ベルト５ａの周長を４４０mm、使用可能最長転写材がＡ４（２９７mm）の場合には、トップ信号を検出するための端部孔は、１１０mmの間隔で設けることになる。
【００４７】
以下、本参考例３の具体的な機構を述べる。コントローラからの信号に基づき、プリント動作が開始され、感光ドラム１及び駆動ローラ５ｂが回転駆動を始める。ここで、感光ドラム１の回転駆動の開始後、当接部Ａが感光ドラム１と中間転写ベルト５ａの当接位置Ｂに達するまでの時間をＴとする。そして、Ｔ時間経過後、初めてトップセンサ２９によりトップ信号を検知した中間転写ベルト５ａの位置を基準位置Ｌと定める。そして、基準位置Ｌがトップセンサ２９との対向部を通過後初めて、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの間の当接位置Ｂを通過した中間転写ベルト５ａの端部孔の位置を書出し位置Ｍとする。書出し位置Ｍは、実際には、基準位置Ｌがトップセンサ２９との対向部を通過後、トップセンサ２９との対向部を通過した何個目の端部孔かということで特定できる。端部孔の個数、トップセンサ２９の本体内の配置位置等により、何個目に相当するかは異なる。中間転写ベルト５ａの周長が４４０mm、使用可能最長転写材がＡ４（２９７mm）であり、トップセンサ２９が図７に示す位置にある場合には、トップ信号を検出するための端部孔は、１１０mmの間隔で設けることになり、端部孔の個数は４個となる。この場合には、書出し位置Ｍは基準位置Ｌから数えて、２個目の位置ということになる。そして、画像印字の開始に当たっては、書出し位置Ｍに対応する位置が、画像の書始めになるようなタイミングにする。すなわち、書出し位置Ｍが転写材Ｐのトップに対応するようにする。書出し位置Ｍがトップセンサ２９との対向部を通過後、一定時間後にレーザー露光を開始するという制御を施すことにより本参考例３においては上記状況を達成することができる。
【００４８】
上記機構を用いることにより、当接部Ａが初めて中間転写ベルト５ａと接触したときの中間転写ベルト５ａ上の対応位置Ａ′が必ず非画像領域に対応することになる。
【００４９】
このように本体を制御することにより、感光ドラム１と中間転写ベルト５ａとの離間機構を持たない系において、感光ドラム１の駆動の停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによりクリーニングブレード６ａがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生しても、それらの転写残トナーが中間転写ベルト５ａ上の非画像領域に転写されることになり、それらが転写材Ｐに転写されるのを防止することができる。そして、中間転写ベルト５ａ上の非画像領域に転写されたこれらの転写残トナーは、通常プリント終了後、中間転写ベルトクリーニングローラ５ｇにより、再帯電され、感光ドラム１に回収されることになる。本参考例３によれば、中間転写ベルト５ａの画像領域がすり抜けトナーと接触することがないため、実施の形態１と比較して、すり抜けたトナーが転写されるのをより確実に防止することができるという効果がある。
【００５０】
上述の参考例１、２、３、および実施の形態１においては、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルト５ａを使用した場合について説明したが、本発明においては、中間転写体はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルト５ａに代えて、例えば、ドラム状の中間転写ドラムを使用することもできる。この場合も画像形成装置の基本的な構成は、上述の実施の形態のものとほぼ同様とすることができ、またその効果も同様な効果を期待することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、像担持体の駆動の停止時及び開始時における急激な変化に伴うショックによってクリーニングブレードがびびり、一時的な転写残トナーのすり抜けが発生した場合でも、それらの転写残トナーが中間転写体（又は転写材）に転写されることを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、参考例１における動作説明図。
【図３】参考例２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、参考例２における動作説明図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における動作説明図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２における動作説明図。
【図７】参考例３の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、参考例３における動作説明図。
【符号の説明】
１像担持体（感光ドラム）
２帯電部材（帯電ローラ）
３露光装置
４現像装置
５転写装置
５ａ中間転写ベルト
５ｂ駆動ローラ
５ｃ２次転写対向ローラ
５ｅ１次転写ローラ
５ｆ２次転写ローラ
５ｇクリーニングローラ
６クリーニング装置
６ａクリーニングブレード
１５濃度検知センサ
２９トップセンサ
Ａ感光ドラム表面におけるクリーニングブレードが当接する当接部
Ｂ感光ドラムと中間転写ベルトとが対向する対向位置（感光ドラムと中間転写ベルトとが当接する当接位置）
Ｌ基準位置
Ｍ書出し位置
Ｔ_１１次転写位置
Ｔ_２２次転写位置

Claims

トナー像を担持する移動可能な感光体と、帯電領域内の前記感光体表面を帯電する帯電部材と、光照射位置において前記感光体表面を露光して前記感光体の帯電電位を下げて静電潜像を形成する露光装置と、前記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と、転写バイアスを受けて前記感光体上の転写位置の前記トナー像を転写材または中間転写体に転写する転写部材と、前記感光体表面の移動方向に対してカウンタで前記感光体表面に当接し、前記感光体上の転写残トナーを除去するクリーニングブレードと、を有する画像形成装置において、
前記感光体が停止している時に前記クリーニングブレードが当接する前記感光体表面の位置を当接部とすると、前記感光体の移動開始後、初めて前記当接部が前記帯電領域に到達する時には前記帯電部材に前記転写バイアスとは逆極性のバイアスが印加されていて、初めて前記当接部が前記光照射位置に到達する時には前記露光装置により露光が行われ、初めて前記当接部が前記転写位置に到達する時には前記転写部材に、前記転写バイアスとは逆極性の電圧が印加されていることを特徴とする画像形成装置。
前記帯電部材に印加するバイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳しているもの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。
前記帯電部材にバイアスを印加する電源が、前記転写部材に前記転写バイアスとは逆極性の電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。