JP2007322634A - Image forming apparatus - Google Patents

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博之 木▲高▼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an abnormal image such as fogging or electrification irregularity caused by the excessive accumulation of toner whose polarity is not normal or toner which is insufficiently electrified on a developing means and a contact electrifying means in an image forming apparatus equipped with: a body to be electrified; an electrifying means for electrifying the body to be electrified; an exposure means for forming an electrostatic latent image on the electrified surface of the body to be electrified; a developing means for developing the electrostatic latent image to be a developer image by sticking developer to the electrostatic latent image; and a transfer means for transferring the developer image to a recording medium, wherein the developing means functions also as a cleaning means for removing the developer left after transfer remaining on the surface of the body to be electrified without moving to the recording medium by the transfer means. <P>SOLUTION: The electrifying means is the contact electrifying means for electrifying the body to be electrified by bringing an electrifying member to which voltage is applied into contact with the body to be electrified. Electrifying bias applied to the electrifying means is bias obtained by superposing alternating voltage on DC voltage when forming an image, and it is switched to DC bias by turning off the alternating voltage and also the electrified surface is exposed by the exposure means when starting operation to discharge the developer from the developing means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はクリーナレスの画像形成装置に関する。   The present invention relates to a cleanerless image forming apparatus.

より詳しくは、転写工程後の像担持体上に残余する現像剤(トナー)を現像装置において「現像同時クリーニング」で像担持体上から除去・回収し、再利用することによりクリーニング装置を廃したクリーナレス方式の画像形成装置に関する。   More specifically, the developer (toner) remaining on the image carrier after the transfer process is removed and collected from the image carrier by “development simultaneous cleaning” in the developing device, and the cleaning device is discarded by reuse. The present invention relates to a cleanerless image forming apparatus.

従来、電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置(帯電工程)を有する。また、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置(露光工程)、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーにより顕像化する現像装置(現像工程)を有する。また、上記トナー画像を感光体面から紙などの転写材に転写する転写装置(転写工程)、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清掃するクリーニング装置(クリーニング工程)を有する。また、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置(定着工程)を有する。感光体は繰り返して電子写真プロセス(帯電・露光・現像・転写・クリーニング)が適用されて作像に供される。   2. Description of the Related Art Conventionally, transfer-type image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles using an electrophotographic system are photosensitive drums, which are general image bearing members of a rotating drum type, and the photosensitive drums are made to have a predetermined polarity and potential. In this way, a charging device (charging process) for charging is provided. Further, an exposure apparatus (exposure process) as information writing means for forming an electrostatic latent image on a charged photosensitive member, and the electrostatic latent image formed on the photosensitive member is visualized with toner as a developer. It has a developing device (developing process). In addition, a transfer device (transfer process) that transfers the toner image from the photoreceptor surface to a transfer material such as paper, and a cleaning device (cleaning device) that cleans the photoreceptor surface by removing some residual toner on the photoreceptor after the transfer process. Step). Further, the image forming apparatus includes a fixing device (fixing process) for fixing the toner image on the transfer material. The photoreceptor is repeatedly subjected to an electrophotographic process (charging, exposure, development, transfer, cleaning) to be used for image formation.

転写工程後の感光体上に残余するトナーはクリーニング装置により感光体面から除去され、クリーニング装置内に溜まり廃トナーとなるが、環境保全や資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ないことが望ましい。   The toner remaining on the photoconductor after the transfer process is removed from the surface of the photoconductor by the cleaning device and accumulates in the cleaning device as waste toner. However, such waste toner is generated from the viewpoint of environmental conservation and effective use of resources. Desirably not.

そこで、特許文献1のように、クリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し再利用するようにしたクリーナレス方式の画像形成装置がある。   Therefore, as in Patent Document 1, the cleaning device is eliminated, and the transfer residual toner on the photoconductor after the transfer process is removed and collected from the photoconductor by “development simultaneous cleaning” in the developing device and reused. There are less-type image forming apparatuses.

現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時に、かぶり取りバイアスによって、トナーで現像されるべきでない感光体面部分上に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。次工程以降の現像工程時とは、引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時である。かぶり取りバイアスとは、現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差Vbackである。 In the simultaneous development cleaning, the transfer residual toner on the photosensitive member after transfer is transferred to the developing device by the fog removal bias to remove the transfer residual toner present on the surface of the photosensitive member that should not be developed with toner during the subsequent development process. It is a method to collect. The subsequent development process is a process in which the photosensitive member is continuously charged and exposed to form an electrostatic latent image and the electrostatic latent image is developed. The fog removing bias is a potential difference V back between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor.

この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。   According to this method, the transfer residual toner is collected by the developing device and reused for developing the electrostatic latent image in the subsequent process. Therefore, waste toner is eliminated and less trouble is caused during maintenance. Can do. Further, the cleanerless is advantageous for downsizing the image forming apparatus.

上述したようなクリーナレス方式の画像形成装置において、現像装置内に帯電極性が正規極性とは逆極性に反転しているトナー(以後、反転トナーと称す)が混在した場合、感光体上に現像されたそれらの反転トナーは、転写されずに感光体上を連れ回る。そのため、感光体の帯電装置が感光体に当接して感光体面を帯電処理する接触帯電装置であるときには、感光体上の反転トナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に、接触帯電装置に付着する。これが接触帯電装置を許容以上にトナー汚染させて帯電不良の原因となってしまう。また、接触帯電装置に付着せずとも、それらの反転トナーが現像されるべきでない感光体面部分上に残存し、転写装置との圧力や摺擦などの機械的な力により転写された場合、所謂かぶりと呼ばれる画像欠陥を引き起こす。   In a cleanerless type image forming apparatus as described above, when toner in which the charging polarity is reversed to the polarity opposite to the normal polarity (hereinafter referred to as reversal toner) is mixed in the developing device, development is performed on the photosensitive member. Those reversal toners are carried around on the photoreceptor without being transferred. Therefore, when the charging device of the photosensitive member is a contact charging device that contacts the photosensitive member and charges the surface of the photosensitive member, the reverse toner on the photosensitive member passes through the charging portion that is the contact nip portion of the photosensitive member and the contact charging device. In doing so, it adheres to the contact charging device. This causes the contact charging device to be contaminated with toner more than permissible, causing a charging failure. Further, when the toner is not adhered to the contact charging device but remains on the surface of the photosensitive member that should not be developed and is transferred by a mechanical force such as pressure or rubbing with the transfer device, so-called Causes image defects called fogging.

即ち、現像剤としてのトナーには、量的には少ないが、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転しているトナーが混在している。また帯電極性が正規極性のトナーであっても、接触帯電装置に交番電圧を重畳することによる接触帯電装置と感光体間の振動電界効果や、転写バイアス、剥離放電等の影響で、帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものもある。   In other words, the toner as the developer contains a small amount of toner, but a toner whose charging polarity is originally reversed to a polarity opposite to the normal polarity. Even if the toner has a regular charge polarity, the charge polarity is affected by the effect of the oscillating electric field between the contact charging device and the photosensitive member by superimposing an alternating voltage on the contact charging device, the transfer bias, the peeling discharge, etc. Some are reversed, and others are neutralized to reduce the charge amount.

それら正規極性ではないトナーが現像装置内や接触帯電装置に蓄積された場合には画像欠陥を引き起こす因子となるため除去する必要がある。   When such non-normal polarity toner accumulates in the developing device or in the contact charging device, it becomes a factor causing image defects and needs to be removed.

ここで、接触帯電装置に交番電圧を重畳することによる接触帯電装置と感光体間の振動電界効果を無くす、即ち交番電圧を重畳せずに直流バイアスのみを用いると、帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものを無くすことができる。且つ、その他の要因で発生した感光体上を連れ回る正規極性でないトナーを接触帯電装置と感光体間の放電ニップで正規極性化させる効果がある。   Here, if the oscillating electric field effect between the contact charging device and the photoconductor is eliminated by superimposing the alternating voltage on the contact charging device, that is, if only the DC bias is used without superimposing the alternating voltage, the charging polarity is reversed. It is possible to eliminate those that are neutralized and have a reduced charge amount. In addition, there is an effect that the non-normal polarity toner traveling around the photoconductor generated due to other factors is made normal polarity at the discharge nip between the contact charging device and the photoconductor.

しかし、直流バイアスのみは、交番電圧を重畳した場合と比較して、感光体の帯電均一性に劣るため、画像形成時における接触帯電装置への印加バイアスとしては好ましくない。また、非画像形成時であっても、例えば感光体表面の電位検知や、現像されたトナー量の検知時など、画像形成中と同程度の感光体の帯電均一性を必要とする場合には、直流バイアスを用いることは困難である。そのため、非画像形成時の全てに直流バイアス用いることは、良好な画像形成を維持するために好ましくない。   However, the DC bias alone is not preferable as the bias applied to the contact charging device at the time of image formation because the charging uniformity of the photosensitive member is inferior to the case where the alternating voltage is superimposed. In addition, even during non-image formation, for example, when the charge uniformity of the photoconductor is required to be comparable to that during image formation, such as when detecting the potential of the photoconductor surface or detecting the amount of developed toner. It is difficult to use a DC bias. Therefore, it is not preferable to use a DC bias for all non-image formation in order to maintain good image formation.

その他、感光体上を連れ回る正規極性でないトナーを正規極性化する手段としては、特許文献2や3のように、トナー帯電量制御手段を用いる方法がある。これは、転写部から帯電部へ持ち運ばれる、帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの、帯電量が少ないものが混在している転写残トナーを、トナー帯電量制御手段によって正規極性へと帯電付与して、帯電極性を正規極性に揃えるものである。また、この極性揃えと共に帯電量を均一化することにより、正規極性でないトナーを減少させる方法である。   In addition, as means for normalizing toner that does not have normal polarity around the photoconductor, there is a method using toner charge amount control means as in Patent Documents 2 and 3. This is because transfer residual toner that is carried from the transfer part to the charging part and has a normal polarity, a reverse polarity, and a low charge amount is mixed to the normal polarity by the toner charge amount control means. The charging polarity is made uniform with the normal polarity. In addition, this is a method of reducing toner that is not of a normal polarity by making the charge amount uniform along with this polarity alignment.

しかし、上記の手段も完全ではない。従って、トナー帯電量制御手段を用いても、長期にわたる印字動作を行った場合、帯電量制御手段により正規極性化されなかった反転トナーは現像装置内へ混入する。また、接触帯電装置への付着する。これがかぶりや帯電不良などの不良画像を引き起こす原因となる。   However, the above means are not perfect. Therefore, even when the toner charge amount control means is used, when a printing operation is performed for a long time, the reversal toner that has not been made normal polarity by the charge amount control means is mixed into the developing device. It also adheres to the contact charging device. This causes a defective image such as fogging or charging failure.

そこで、特許文献4のように、帯電ローラに印加する電圧を交流成分を印加せずに、直流成分を印加することで、帯電ローラからトナーは吐出すと共に反転トナーをより正規極性化する構成がある。
特開平07-295388号公報 特開2001-215798号公報 特開2001-215799号公報 特開2004−126102号公報
Therefore, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260, there is a configuration in which the voltage applied to the charging roller is not applied with an AC component but is applied with a DC component, so that the toner is discharged from the charging roller and the reverse toner is made more normal polarity. is there.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-295388 JP 2001-215798 A JP 2001-215799 A JP 2004-126102 A

しかし、反転トナーを正規極性化することができも、現像装置内には帯電量が不十分である劣化トナーもあり、このトナーが画像不良を招く虞がある。そのため、このようなトナーも十分に帯電する必要がある。   However, even though the reversal toner can be made into a normal polarity, there is a deteriorated toner in which the charge amount is insufficient in the developing device, and this toner may cause an image defect. Therefore, it is necessary to sufficiently charge such toner.

本発明は、上記のようなクリーナレスの画像形成装置において、現像手段や接触帯電手段に対する正規極性でないトナーや帯電量が不十分のトナーの過度の蓄積に起因するかぶり、帯電ムラ等の異常画像の発生を解消する。これにより、長期にわたって良好な画像形成を維持させることを目的とする。   According to the present invention, in the cleanerless image forming apparatus as described above, an abnormal image such as fogging and charging unevenness caused by excessive accumulation of toner having a non-normal polarity with respect to the developing unit and the contact charging unit or toner having insufficient charge amount. Eliminate the occurrence of Accordingly, an object is to maintain good image formation over a long period of time.

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、被帯電体と、該被帯電体を帯電する帯電手段と、該被帯電体の帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像手段と、該現像剤像を記録媒体に転写する転写手段を備え、該転写手段により該記録媒体に移動せずに該被帯電体の表面に残留した転写残現像剤を除去するクリーニング手段を該現像手段が兼ねる画像形成装置において、該帯電手段は、電圧を印加した帯電部材を該被帯電体に接触させて該被帯電体を帯電する接触帯電手段であり、該帯電手段に印加される帯電バイアスは、画像形成時には直流電圧に交番電圧を重畳し、該現像手段から該現像剤の吐き出し動作に入る時には、交番電圧をOFFして直流バイアスに切り替えると共に露光手段により帯電面の露光を行うことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration of an image forming apparatus according to the present invention includes an object to be charged, a charging unit for charging the object to be charged, and an electrostatic latent image on the charging surface of the object to be charged. An exposure means for forming the developer, a developing means for developing a developer image by attaching a developer to the electrostatic latent image, and a transfer means for transferring the developer image to a recording medium. In the image forming apparatus in which the developing unit also serves as a cleaning unit that removes a transfer residual developer remaining on the surface of the member to be charged without moving to the medium, the charging unit includes a charging member to which a voltage is applied. Contact charging means for charging the object to be charged by bringing it into contact with a body. The charging bias applied to the charging means superimposes an alternating voltage on a DC voltage during image formation, and discharges the developer from the developing means. When starting operation, turn off the alternating voltage. The exposure means with switching the flow bias and performs exposure of the charged surface.

上記の本発明によれば、現像手段からの現像剤の吐き出しを行いながら、吐き出された現像剤に混在した反転現像剤及び接触帯電手段に付着していた反転現像剤の正規極性化がなされて、現像手段や接触帯電手段が浄化される。これにより、現像手段や接触帯電手段に対する正規極性でないトナーや帯電量が不十分のトナーの過度の蓄積に起因するかぶり、帯電ムラ等の異常画像の発生が解消して、長期にわたって良好な画像形成が維持される。   According to the present invention, the polarity of the reversal developer mixed in the discharged developer and the reversal developer attached to the contact charging unit is normalized while discharging the developer from the developing unit. The developing means and the contact charging means are purified. This eliminates the occurrence of abnormal images such as fogging and uneven charging due to excessive accumulation of non-normal polarity toner and insufficiently charged toner with respect to the developing means and contact charging means, and good image formation over a long period of time. Is maintained.

より具体的に説明する。現像手段からの現像剤の吐き出しモードは、下記の1)の場合と、2)の場合が一般的である。   This will be described more specifically. The developer discharging modes from the developing means are generally the following cases 1) and 2).

1)画像比率の低い画像の連続通紙時など、現像手段の現像剤の入れ替わり頻度が低下した場合に、現像手段内の現像剤劣化を防止するため、正規極性現像剤とそこに混在する少量の反転現像剤を吐き出す場合
2)先に説明したかぶり取りバイアスの絶対値を大きくすることにより反転現像剤のみを吐き出す場合
しかし、吐き出された現像剤に反転現像剤が混在していることで、それらの反転現像剤は転写されることなく被帯電体上を連れ回ることとなるか、もしくは転写手段の印加バイアス極性を逆極性にすることで転写して廃棄していた。
1) In order to prevent developer deterioration in the developing means when the frequency of replacement of the developer in the developing means decreases, such as when continuously passing an image with a low image ratio, a small amount mixed with the normal polarity developer 2) In the case where only the reversal developer is discharged by increasing the absolute value of the fog removal bias described above. However, because the reversal developer is mixed in the discharged developer, These reversal developers are not transferred and are carried around on the member to be charged, or are transferred and discarded by making the applied bias polarity of the transfer means reverse.

それらの反転現像剤を正規極性化させるため、非画像形成時における現像手段からの現像剤吐き出しを行うタイミングでの接触帯電手段への交番電圧の重畳を休止すると共に露光手段により帯電面の露光を行う。すなわち、現像手段から現像剤の吐き出し動作に入る時には、交番電圧をOFFして直流バイアスに切り替えると共に露光手段により帯電面の露光を行う。これにより、現像手段からの現像剤の吐き出しを行いながら、吐き出された現像剤に混在した反転現像剤及び接触帯電手段に付着していた反転現像剤の正規極性化がなされて、現像手段や接触帯電手段が浄化される。   In order to make these reversal developers have normal polarity, the superposition of the alternating voltage on the contact charging means at the timing of discharging the developer from the developing means during non-image formation is stopped and the exposed surface is exposed by the exposure means. Do. That is, when the developer discharging operation is started from the developing unit, the alternating voltage is turned off to switch to the DC bias, and the charged surface is exposed by the exposing unit. Thus, while discharging the developer from the developing unit, the reversal developer mixed in the discharged developer and the reverse developer adhering to the contact charging unit are normalized, and the developing unit and the contact are made. The charging means is purified.

この場合、現像手段からの現像剤の吐き出し動作時における接触帯電手段に印加される帯電バイアスは下記のaの条件を満たすことが好ましい。   In this case, it is preferable that the charging bias applied to the contact charging unit during the discharging operation of the developer from the developing unit satisfies the following condition a.

a.|VDC−Vs|>Vth
DC:該帯電手段に印加される帯電極性方向側の直流バイアス
Vs:該帯電手段により帯電される前の前記被帯電体の帯電極性方向側の
帯電電位
Vth:該帯電手段と該被帯電体の間で放電が起き始める最小の電位差
そうすると、現像手段から吐き出されて被帯電体上に残留した反転現像剤及び接触帯電手段に付着した反転現像剤を接触帯電手段と被帯電体間の放電ニップで正規極性化させることが出来る。そして、正規極性化した現像剤のみが、接触帯電手段と被帯電体間に働く電界により、接触帯電手段から被帯電体側へ積極的に吐き出され、その吐き出し現像剤の次位の現像手段での積極的回収を可能とした。
a. | V DC -Vs |> Vth
V DC : DC bias on the charging polarity direction side applied to the charging means Vs: On the charging polarity direction side of the object to be charged before being charged by the charging means
Charging potential Vth: minimum potential difference at which discharge starts between the charging unit and the member to be charged. Then, the reversal developer discharged from the developing unit and remaining on the member to be charged and the reversal developer attached to the contact charging unit Can be made normal polarity at the discharge nip between the contact charging means and the member to be charged. Then, only the developer with the normal polarity is positively discharged from the contact charging means to the charged object side by the electric field acting between the contact charging means and the charged object, and the developing means next to the discharged developer. Active collection was possible.

これは、接触帯電手段への交番電圧の重畳が、接触帯電手段と被帯電体間の振動電界効果を起こし、正規極性を持った転写残現像剤をも反転現像剤にしてしまう効果を防止する。さらに、その振動電界効果により接触帯電手段に付着した反転現像剤を正規極性化せずに、被帯電体上に吐き出すことが因子となり発生する様々な不良画像を防止する効果も同時に得られる。   This prevents the effect that the alternating voltage on the contact charging means causes an oscillating electric field effect between the contact charging means and the member to be charged, and that the transfer residual developer having the normal polarity is turned into a reversal developer. . Further, the reversal developer attached to the contact charging means due to the oscillating electric field effect is not converted into a normal polarity, and the effect of preventing various defective images generated due to discharge on the charged body is also obtained.

また、現像剤吐き出し時は、現像剤をむらなく均一に吐き出す必要はなく、例えば被帯電体表面の電位検知や、現像された現像剤量の検知時などと比較し、被帯電体表面の電位均一性をさほど必要としない。そのため、直流バイアスを用いて被帯電体を帯電しながら現像剤吐き出しを行うことは、現像手段内や接触帯電手段に対する正規極性でない現像剤の過度の蓄積を防止するのに適している。   In addition, when discharging the developer, it is not necessary to discharge the developer evenly. For example, the potential of the surface of the charged body is compared with the detection of the potential of the surface of the charged body or the detection of the amount of the developed developer. Does not require much uniformity. For this reason, discharging the developer while charging the object to be charged using a DC bias is suitable for preventing excessive accumulation of developer that is not of a normal polarity in the developing unit or the contact charging unit.

また、この手段を用いることで、現像剤の摺擦などの効果による反転現像剤の正規極性化が期待できない接触帯電手段、例えば帯電ローラ等であっても、反転現像剤を正規極性化させた後、接触帯電手段から被帯電体上へ送り出すことが可能である。   Further, by using this means, the reverse developer can be made to have a normal polarity even in a contact charging means such as a charging roller that cannot be expected to have a normal polarity of the reverse developer due to the effect of the developer rubbing. Thereafter, it can be sent out from the contact charging means onto the member to be charged.

従って、非画像形成時において現像手段内の現像剤の吐き出しを行いながら、吐き出された現像剤に混在した反転現像剤を正規極性化させることにより、長期画像形成後も現像手段内や接触帯電手段が反転現像剤で過度の汚染状態になることが防止される。従って、長期にわたって安定に良好な画像を得ることができる。   Therefore, by discharging the developer in the developing unit during non-image formation, the reversal developer mixed in the discharged developer is made to have a normal polarity so that the developing unit and the contact charging unit can be used even after long-term image formation. Is prevented from being excessively contaminated by the reversal developer. Therefore, a good image can be stably obtained over a long period of time.

以下、実施例の画像形成装置(画像記録装置)について説明する。図1は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反発現像方式、クリーナレス、最大通紙サイズがA3サイズのレーザビームプリンタである。   Hereinafter, the image forming apparatus (image recording apparatus) of the embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus of this example is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, a counter-expression image method, cleanerless, and a maximum sheet passing size of A3 size.

(1)プリンタの全体的概略構成
a)像担持体
1は像担持体(被帯電体)としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は負帯電性の有機光導電体(OPC)で、外径50mmであり、中心支軸を中心に100mm/secのプロセススピード(周速度)をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
(1) Overall Schematic Configuration of Printer a) Image carrier 1 is a rotary drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier (charged member). This photosensitive drum 1 is a negatively chargeable organic photoconductor (OPC), has an outer diameter of 50 mm, and is driven to rotate counterclockwise as indicated by an arrow with a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec centered on the central support shaft. Is done.

この感光ドラム1は、図2の層構成模型図のように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体)1aの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、電荷輸送層1dの3層を下から順に塗り重ねた構成をしている。   As shown in the layer configuration model diagram of FIG. 2, the photosensitive drum 1 has an undercoat layer 1b that suppresses light interference and improves the adhesion of an upper layer on the surface of an aluminum cylinder (conductive drum base) 1a. The photocharge generation layer 1c and the charge transport layer 1d are coated in order from the bottom.

b)帯電手段
帯電手段は像担持体としての感光ドラム1の表面に接触して感光ドラム1の周面を一様に帯電処理する接触帯電部材2を有する接触帯電装置である。本例において接触帯電部材2は帯電ローラ(ローラ帯電器)である。
b) Charging means The charging means is a contact charging device having a contact charging member 2 that contacts the surface of the photosensitive drum 1 as an image carrier and uniformly charges the peripheral surface of the photosensitive drum 1. In this example, the contact charging member 2 is a charging roller (roller charger).

この帯電ローラ2は、芯金2aの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね2eによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させてある。そして、この帯電ローラ2、感光ドラム1の回転に従動して回転する。感光ドラム1と帯電ローラ2との圧接部が帯電部(帯電ニップ部)aである。   The charging roller 2 is configured such that both ends of the cored bar 2a are rotatably held by bearing members (not shown) and urged in the direction of the photosensitive drum by a pressing spring 2e to be predetermined with respect to the surface of the photosensitive drum 1. The contact is made with a pressing force of. Then, the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 are driven to rotate. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is a charging portion (charging nip portion) a.

電源装置S1から帯電ローラ2の芯金2aに対して、直流電圧と交番電圧を重畳させた振動電圧を印加することにより、回転駆動する感光ドラム1の表面を、所定の極性、電位に均一に帯電処理する。ここで、交番電圧とは、正弦波、矩形波、三角波等の時間とともに振幅の変化する電圧の全てを意味するものである。   By applying an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage and an alternating voltage from the power supply device S1 to the metal core 2a of the charging roller 2, the surface of the photosensitive drum 1 to be rotationally driven is made uniform with a predetermined polarity and potential. Charge it. Here, the alternating voltage means all voltages whose amplitude changes with time, such as a sine wave, a rectangular wave, and a triangular wave.

帯電ローラ2の長手長さは320mmであり、図2の層構成模型図のように芯金(支持部材)2aの外回りに、下層2bと、中間層2cと、表層2dを下から順次に積層した3層構成である。下層2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層2dは感光ドラム1上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。   The longitudinal length of the charging roller 2 is 320 mm, and a lower layer 2b, an intermediate layer 2c, and a surface layer 2d are sequentially laminated from the bottom around the cored bar (support member) 2a as shown in the layer configuration model diagram of FIG. The three-layer structure. The lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise, and the surface layer 2d is a protective layer provided to prevent leakage even if the photosensitive drum 1 has a defect such as a pinhole. .

より具体的には、本例の帯電ローラ2の仕様は下記のとおりである。   More specifically, the specification of the charging roller 2 of this example is as follows.

a.芯金2a;直径6mmのステンレス丸棒
b.下層2b;カーボン分散の発泡EPDM、比重0.5g/cm
体積抵抗値10〜10Ωcm、層厚3.0mm、
長さ320mm
c.中間層2c;カーボン分散のNBR系ゴム、体積抵抗値10〜10Ω
cm、層厚700μm
d.表層2d;フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散
体積抵抗値10〜1010Ωcm、表面粗さ(JIS規格
10点平均表面粗さRa)1.5μm、層厚10μm
図2において、2fは帯電ローラクリーニング部材であり、本例では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム2fは帯電ローラ2の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材2gに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ2と接触ニップを形成するよう配置されている。支持部材2gがプリンタの駆動モーターによりギア列を介して長手方向に対し一定量の往復運動駆動されて帯電ローラ表層2dがクリーニングフィルム2fで摺擦される。これにより帯電ローラ表面2dの付着物汚染(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。
a. Cored bar 2a; stainless steel round bar 6 mm in diameter b. Lower layer 2b: Carbon dispersion foamed EPDM, specific gravity 0.5 g / cm 3 ,
Volume resistance value 10 2 to 10 9 Ωcm, layer thickness 3.0 mm,
320mm length
c. Intermediate layer 2c; carbon-dispersed NBR rubber, volume resistivity of 10 2 to 10 5 Ω
cm, layer thickness 700 μm
d. Surface layer 2d: tin oxide and carbon dispersed in a fluororesin resin
Volume resistance value 10 7 to 10 10 Ωcm, surface roughness (JIS standard)
10-point average surface roughness Ra) 1.5 μm, layer thickness 10 μm
In FIG. 2, reference numeral 2f denotes a charging roller cleaning member, which is a flexible cleaning film in this example. The cleaning film 2f is arranged in parallel to the longitudinal direction of the charging roller 2 and fixed at one end to a support member 2g that reciprocates a certain amount in the longitudinal direction. It is arranged to form a contact nip. The support member 2g is driven to reciprocate by a certain amount in the longitudinal direction through a gear train by a drive motor of the printer, and the charging roller surface layer 2d is rubbed with the cleaning film 2f. As a result, the contaminants (fine toner, external additives, etc.) on the charging roller surface 2d are removed.

本実施例では、画像形成時における帯電ローラに対する印加バイアスは、直流電圧−600V+交流電圧2KV(ピーク間電圧)である。   In this embodiment, the bias applied to the charging roller at the time of image formation is DC voltage −600 V + AC voltage 2 KV (peak-to-peak voltage).

c)情報書き込み手段
3は帯電処理された感光ドラム1の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置であり、本例は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。このスキャナ3は、不図示の画像読み取り装置・コンピュータ等の外部ホスト装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して回転感光ドラム1の一様帯電処理面を露光位置bにおいてレーザ走査露光L(イメージ露光)する。このレーザ走査露光Lにより感光ドラム1面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム1面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。露光後の明部電位は−200Vとする。
c) Information writing means 3 is an exposure apparatus as information writing means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged photosensitive drum 1, and this example is a laser beam scanner using a semiconductor laser. The scanner 3 outputs a laser beam modulated in accordance with an image signal sent from an external host device such as an image reading device / computer (not shown) to the printer side to uniformly charge the surface of the rotating photosensitive drum 1. Is subjected to laser scanning exposure L (image exposure) at the exposure position b. Due to the laser scanning exposure L, the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser light is lowered, and electrostatic latent images corresponding to the scanned and exposed image information are sequentially formed on the surface of the rotating photosensitive drum 1. Go. The bright portion potential after exposure is -200V.

d)現像手段
4は感光ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置(現像器)であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置である。
d) Developing means 4 is a developing device (developer) as a developing means for supplying a developer (toner) to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to visualize the electrostatic latent image. This is a brush developing type reversal developing device.

4aは現像容器。4bは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ4bはその外周面の一部を外部に露呈させて現像容器4a内に回転可能に配置してある。4cは非回転に固定して現像スリーブ4b内に挿設したマグネットローラ、4dは現像剤コーティングブレード、4eは現像容器4aに収容した二成分現像剤、4fは現像容器4a内の底部側に配設した現像剤攪拌部材である。4gはトナーホッパーであり、現像容器4aに対する補給用トナーを収容させてある。   4a is a developing container. Reference numeral 4b denotes a non-magnetic developing sleeve, and the developing sleeve 4b is rotatably arranged in the developing container 4a with a part of its outer peripheral surface exposed to the outside. 4c is a non-rotating fixed magnet roller inserted in the developing sleeve 4b, 4d is a developer coating blade, 4e is a two-component developer contained in the developing container 4a, and 4f is disposed on the bottom side in the developing container 4a. The developer stirring member provided. Reference numeral 4g denotes a toner hopper, which contains replenishing toner for the developing container 4a.

現像容器4a内の二成分現像剤4eはトナーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。本例において磁性キャリアの抵抗は約1013Ωcm、粒径は40μmである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。 The two-component developer 4e in the developing container 4a is a mixture of toner and a magnetic carrier and is stirred by the developer stirring member 4f. In this example, the resistance of the magnetic carrier is about 10 13 Ωcm, and the particle size is 40 μm. The toner is triboelectrically charged to negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.

現像スリーブ4bは感光ドラム1との最近接距離(S−Dgapと称する)を350μmに保たせて感光ドラム1に近接させて対向配設してある。この感光ドラム1と現像スリーブ4aとの対向部が現像部cである。現像スリーブ4bは現像部cにおいて感光ドラム1の進行方向とは逆方向に回転駆動される。この現像スリーブ4bの外周面に該スリーブ内のマグネットローラ4cの磁力により現像容器4a内の二成分現像剤4eの一部が磁気ブラシ層として吸着保持される。その磁気ブラシ層がスリーブ4aの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像部cにおいて感光ドラム1の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像スリーブ4bには電源S2から所定の現像バイアスが印加される。本例において、現像スリーブ4bに対する現像バイアス電圧は直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)を重畳した振動電圧である。より具体的には、
直流電圧;−350V
交流電圧;1600V
を重畳した振動電圧である。
The developing sleeve 4b is disposed opposite to the photosensitive drum 1 so that the closest distance (referred to as S-Dgap) to the photosensitive drum 1 is maintained at 350 μm. A facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4a is a developing portion c. The developing sleeve 4b is driven to rotate in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1 in the developing portion c. A part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b as a magnetic brush layer by the magnetic force of the magnet roller 4c in the sleeve. The magnetic brush layer is rotated and conveyed along with the rotation of the sleeve 4a, is layered to a predetermined thin layer by the developer coating blade 4d, and comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing unit c to appropriately adjust the surface of the photosensitive drum. Rub on. A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 4b from the power source S2. In this example, the developing bias voltage for the developing sleeve 4b is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically,
DC voltage: -350V
AC voltage: 1600V
Is an oscillating voltage superimposed.

而して、回転する現像スリーブ4bの面に薄層としてコーティングされ、現像部cに搬送された現像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感光ドラム1面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム1面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。   Thus, the toner in the developer coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b and transported to the developing section c corresponds to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 by the electric field due to the developing bias. By selectively adhering, the electrostatic latent image is developed as a toner image. In the case of this example, toner adheres to the exposed bright portion of the surface of the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed.

この時、感光ドラム上に現像されたトナーの帯電量は−25μC/gである。   At this time, the charge amount of the toner developed on the photosensitive drum is −25 μC / g.

現像部cを通過した現像スリーブ4b上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。   The developer thin layer on the developing sleeve 4b that has passed through the developing section c is returned to the developer reservoir in the developing container 4a with the subsequent rotation of the developing sleeve.

現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度が不図示の例えば光学式トナー濃度センサーによって検知される。そして、その検知情報に応じてトナーホッパー4gが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器4a内の二成分現像剤4eに補給される。二成分現像剤4eに補給されたトナーは攪拌部材4fにより攪拌される。   In order to maintain the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a within a predetermined substantially constant range, the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adjusted by, for example, an optical toner concentration sensor (not shown). Detected. Then, the toner hopper 4g is driven and controlled according to the detection information, and the toner in the toner hopper is supplied to the two-component developer 4e in the developing container 4a. The toner supplied to the two-component developer 4e is stirred by the stirring member 4f.

e)転写手段・定着手段
5は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転写ローラ5は感光ドラム1に所定の押圧力をもって圧接させてあり、その圧接ニップ部が転写部dである。この転写部dに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングにて転写材(被転写部材、記録材)Pが給送される。
e) Transfer means / fixing means 5 is a transfer device, and this example is a transfer roller. The transfer roller 5 is brought into pressure contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and the pressure nip portion is a transfer portion d. A transfer material (a member to be transferred, a recording material) P is fed to the transfer portion d from a paper feeding mechanism portion (not shown) at a predetermined control timing.

転写部dに給送された転写材Pは回転する感光ドラム1と転写ローラ5の間に挟持されて搬送される。その搬送の間、転写ローラ5に電源S3からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本例では+2kVが印加される。これにより、転写部dを挟持搬送されていく転写材Pの面に感光ドラム1面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。   The transfer material P fed to the transfer part d is nipped between the rotating photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 and conveyed. During the conveyance, a positive transfer bias having a polarity opposite to the negative polarity which is the normal charging polarity of the toner, +2 kV in this example, is applied to the transfer roller 5 from the power source S3. As a result, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the transfer material P that is nipped and conveyed by the transfer portion d.

転写部dを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Pは、回転感光ドラム1面から順次に分離されて定着装置6(例えば熱ローラ定着装置)へ搬送され、トナー画像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、コピー)として出力される。   The transfer material P that has received the transfer of the toner image through the transfer portion d is sequentially separated from the surface of the rotating photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 6 (for example, a heat roller fixing device), where the toner image is fixed. Output as an image formed product (print, copy).

100は画像形成装置の制御部であり、画像形成装置全体の作像シーケンス制御を司る。   Reference numeral 100 denotes a control unit of the image forming apparatus, which controls image forming sequence control of the entire image forming apparatus.

(2)クリーナレスシステム
本実施例のプリンタはクリーナレスであり、転写材Pに対するトナー画像転写後の感光ドラム1面に若干量残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を具備させていない。
(2) Cleanerless system The printer of this embodiment is cleanerless, and does not include a dedicated cleaning device that removes a small amount of transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after transfer of the toner image to the transfer material P. .

転写後の感光ドラム1面上の転写残トナーは引き続く感光ドラム1の回転に伴い帯電部a、露光部bを通って現像部cに持ち運ばれて、現像装置4により現像同時クリーニング(回収)される(クリーナレスシステム)。   The transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer is carried to the developing unit c through the charging unit a and the exposing unit b as the photosensitive drum 1 continues to rotate, and simultaneously developed (collected) by the developing device 4. (Cleanerless system).

本実施例においては現像装置4の現像スリーブ4bは前述したように現像部cにおいて、感光ドラム1面の進行方向とは逆方向に回転させており、これは感光ドラム1上の転写残トナーの回収に有利である。   In this embodiment, as described above, the developing sleeve 4b of the developing device 4 is rotated in the developing portion c in the direction opposite to the advancing direction of the surface of the photosensitive drum 1, which is the transfer residual toner on the photosensitive drum 1. It is advantageous for recovery.

感光ドラム1面上の転写残トナーは露光部bを通るので、露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。   Since the untransferred toner on the surface of the photosensitive drum 1 passes through the exposure portion b, the exposure process is performed from the untransferred toner. However, since the amount of the untransferred toner is small, no significant influence appears.

ただ前述のように、転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの(反転トナー)、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯電ローラ2に付着する。これにより、帯電ローラ2が許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。   However, as described above, the transfer residual toner includes a mixture of normal polarity, reverse polarity (reversal toner), and low charge amount, among which reverse toner and toner with low charge amount. Adheres to the charging roller 2 when passing through the charging portion a. As a result, the charging roller 2 contaminates the toner more than allowable, resulting in a charging failure.

また、感光ドラム1面上の転写残トナーの現像装置4による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム1上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であることが必要である。反転トナーや帯電量が少ないトナーについては感光ドラム1上から現像装置4に除去・回収できず、感光ドラム1上を連れ回る。あるいは、機械的な力により現像装置4に回収されても、繰り返し形成される画像形成中に感光ドラム1上に再度吐き出された場合は、同じように感光ドラム1上を連れ回り不良画像の原因となってしまう。   In addition, in order to effectively perform simultaneous development cleaning of the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 by the developing device 4, the charging polarity of the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 carried to the developing unit c is normal polarity. It is necessary to be. The reversal toner and the toner with a small charge amount cannot be removed and collected from the photosensitive drum 1 to the developing device 4 and are rotated along the photosensitive drum 1. Alternatively, even if the image is collected by the developing device 4 by mechanical force, if it is discharged again onto the photosensitive drum 1 during the image formation that is repeatedly formed, the cause of the defective image is also carried along the photosensitive drum 1 in the same manner. End up.

そこで、転写部dよりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、感光ドラム1上の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー(残留現像剤像)均一化手段8を設けている。また、この転写残トナー均一化手段8よりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー(現像剤)帯電量制御手段7を設けている。   Therefore, the transfer residual toner (residual) for making the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 uniform at a position downstream of the transfer portion d in the rotation direction of the photosensitive drum and upstream of the charging portion a in the rotation direction of the photosensitive drum. Developer image) uniformizing means 8 is provided. Further, at the position downstream of the transfer residual toner equalizing means 8 in the photosensitive drum rotation direction and at the upstream side of the charging portion a in the photosensitive drum rotation direction, the charge polarity of the transfer residual toner is made to be the negative polarity which is the normal polarity. Toner (developer) charge amount control means 7 is provided.

一般的に、転写部dで転写材Pに転写されずに感光ドラム1上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで、そのような転写残トナーを、転写残トナー(残留現像剤像)均一化手段8により一度除電してやる。そして、その除電した転写残トナーをトナー帯電量制御手段7で再度正規極性に帯電化処理をしてやる。これにより、転写残トナーの帯電ローラ2への付着防止が効果的になされると共に、現像装置4での除去・回収を補助することができる。そのため転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も厳に防止される。   Generally, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred to the transfer material P at the transfer portion d is mixed with reversal toner and toner with an inappropriate charge amount. Therefore, such transfer residual toner is once discharged by the transfer residual toner (residual developer image) uniformizing means 8. Then, the transfer residual toner that has been neutralized is charged again to the normal polarity by the toner charge amount control means 7. Accordingly, it is possible to effectively prevent the transfer residual toner from adhering to the charging roller 2 and to assist the removal and collection by the developing device 4. Therefore, the generation of a ghost image of the transfer residual toner image pattern is strictly prevented.

本実施例では、上記の転写残トナー均一化手段8とトナー帯電量制御手段7は適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム1面に接触させて配設してある。fは転写残トナー均一化手段8と感光ドラム1面の接触部である。eはトナー帯電量制御手段7と感光ドラム1面の接触部である。   In this embodiment, the transfer residual toner uniformizing means 8 and the toner charge amount control means 7 are brush-like members having appropriate conductivity, and are arranged in contact with the photosensitive drum 1 surface. is there. Reference numeral f denotes a contact portion between the transfer residual toner uniformizing means 8 and the surface of the photosensitive drum 1. Reference numeral e denotes a contact portion between the toner charge amount control means 7 and the photosensitive drum 1 surface.

転写残トナー均一化手段8には正極性の直流電圧が電源S5より印加されており、トナー帯電量制御手段7には負極性の直流電圧が電源S4より印加されている。具体的には、転写残トナー均一化手段8には+400V、トナー帯電量制御手段7には−800Vの直流電圧をそれぞれ印加している。   A positive DC voltage is applied from the power source S5 to the transfer residual toner equalizing means 8, and a negative DC voltage is applied from the power source S4 to the toner charge amount control means 7. Specifically, a DC voltage of +400 V is applied to the transfer residual toner uniformizing means 8 and a voltage of −800 V is applied to the toner charge amount control means 7.

転写部dにおいて、転写材Pへのトナー画像転写後に感光ドラム1上に残留する転写残トナーは、転写残トナー均一化手段8と感光ドラム1との接触部fに至り、転写残トナー均一化手段8によりその電荷量が0μC/g近傍で均一化される。更に、転写残トナー均一化手段8で均一化された感光ドラム面上の転写残トナーは、トナー帯電量制御手段7と感光ドラム1との接触部eに至り、トナー帯電量制御手段7により転写残トナーはその帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。   In the transfer portion d, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image onto the transfer material P reaches the contact portion f between the transfer residual toner equalizing means 8 and the photosensitive drum 1, and the transfer residual toner becomes uniform. The charge amount is made uniform in the vicinity of 0 μC / g by means 8. Further, the transfer residual toner on the photosensitive drum surface made uniform by the transfer residual toner uniformizing means 8 reaches the contact portion e between the toner charge amount control means 7 and the photosensitive drum 1 and is transferred by the toner charge amount control means 7. The remaining toner is arranged to have a negative polarity in which the charging polarity is a normal polarity.

転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えることにより、転写残トナーの感光ドラム1への鏡映力が大きくなる。これにより、帯電ローラ2と感光ドラム1の接触部aで、転写残トナーの上から感光ドラム1面上を帯電処理する際に、転写残トナーが帯電ローラ2へ付着するのを減少させる。   By aligning the charging polarity of the transfer residual toner to the negative polarity that is the normal polarity, the mirroring force of the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is increased. As a result, at the contact portion a between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, when the surface of the photosensitive drum 1 is charged from above the transfer residual toner, adhesion of the transfer residual toner to the charging roller 2 is reduced.

帯電部aを通過した正規極性のトナーは、現像工程において、トナーが現像されるべきではない感光ドラム1上の転写残トナーは現像装置4により回収される。   The toner of normal polarity that has passed through the charging portion a is collected by the developing device 4 in the developing process, and the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 where the toner should not be developed.

このように、転写部dから帯電部aへ持ち運ばれる感光ドラム1上の転写残トナーの電荷量を、トナー帯電量制御手段7で正規極性である負極性に揃えて帯電処理して転写残トナーの帯電ローラ2への付着を減少させる。これにより、現像装置での転写残トナーの回収が効率的になされる。   In this way, the charge amount of the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 carried from the transfer portion d to the charging portion a is charged by the toner charge amount control means 7 so as to have a negative polarity which is a normal polarity, and the transfer residual amount is obtained. The adhesion of toner to the charging roller 2 is reduced. Thereby, the transfer residual toner is efficiently collected in the developing device.

しかしながら、上記の転写残トナー均一化手段8及びトナー帯電量制御手段7も完全ではない。それらの手段を用いても、長期にわたる印字動作や、画像比率の高い画像の連続印字など、一度に大量の転写残トナーが発生した場合は、帯電量制御手段により正規極性化されなかった反転トナーが帯電ローラ2に至って付着する。   However, the transfer residual toner equalizing means 8 and the toner charge amount control means 7 are not perfect. Even if these means are used, if a large amount of untransferred toner is generated at once, such as for long-term printing operations or continuous printing of images with a high image ratio, the reversal toner that has not been normalized by the charge amount control means Adheres to the charging roller 2.

この反転トナーの帯電ローラ2への付着は、帯電ローラ2に交番電圧を印加することで、帯電ローラ2と感光ドラム1間の振動電界効果によってさらに増加し、正規極性のトナーの付着に比べより顕著である。   The adhesion of the reversal toner to the charging roller 2 is further increased by applying an alternating voltage to the charging roller 2 due to the oscillating electric field effect between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, and compared with the adhesion of toner of normal polarity. It is remarkable.

また、この帯電ローラ2と感光ドラム1間の振動電界効果は、正規極性のトナーを反転トナーにしてしまう効果もあり、結果として帯電ローラ2に付着している転写残トナーの大部分は反転トナーとなる傾向がある。   Further, the oscillating electric field effect between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 also has an effect of converting the toner of normal polarity into a reversal toner. As a result, most of the transfer residual toner adhering to the charging roller 2 is a reversal toner. Tend to be.

帯電ローラ2に付着した転写残トナーのうち、正規極性のものは、帯電ローラ2に印加されたバイアスの直流成分と感光ドラム1の帯電電位間に働く電界により感光ドラム1上に吐き出される。逆に、反転トナーはその電界により吐き出されることなく、帯電ローラ2の表面に留まる。   Of the transfer residual toner adhering to the charging roller 2, those having normal polarity are discharged onto the photosensitive drum 1 by an electric field acting between the DC component of the bias applied to the charging roller 2 and the charging potential of the photosensitive drum 1. Conversely, the reversal toner remains on the surface of the charging roller 2 without being discharged by the electric field.

ここで、通常、帯電ローラ2を用いた接触帯電は、他の接触帯電手段(例えば磁気ブラシ帯電)と比較して転写残トナーとの摺擦のみで反転トナーを正規極性化することは困難である。そのため、帯電ローラ2に付着した反転トナーは吐き出されることなく、連れ回り易い。トナーは電気抵抗が比較的高いので、そのようなトナーが付着し続けることは帯電ローラ2の電気抵抗を上昇させて帯電能を低下させる因子となる。   Here, in general, contact charging using the charging roller 2 is difficult to normalize the reversal toner only by rubbing with the transfer residual toner as compared with other contact charging means (for example, magnetic brush charging). is there. For this reason, the reversal toner adhering to the charging roller 2 is easily discharged without being discharged. Since the toner has a relatively high electric resistance, the continuous adhesion of such toner is a factor that increases the electric resistance of the charging roller 2 and decreases the charging ability.

従って、その対処として、帯電ローラ2に対する付着トナー量が比較的多い場合は、非画像形成時にそれらのトナーを正規極性化させ、吐き出すことで、良好な帯電を維持することが必要となる。   Therefore, as a countermeasure, when the amount of toner adhering to the charging roller 2 is relatively large, it is necessary to maintain good charge by making the toners have normal polarity and discharging them during non-image formation.

(3)画像比率とトナー付着量(図3)
上記の画像形成装置を用いて、画像比率の異なる画像の各々を連続作像し、200枚毎に帯電ローラ2上のトナー濃度(帯電ローラのトナー汚れ)をX−Rite社製の反射濃度計を用いて測定した。上記において、A4サイズに対して100%、50%、30%の比率となる主走査方向の横帯画像である。
(3) Image ratio and toner adhesion amount (FIG. 3)
Using the image forming apparatus described above, each of the images having different image ratios is continuously formed, and the toner density on the charging roller 2 (toner contamination of the charging roller) is measured every 200 sheets by a reflection densitometer manufactured by X-Rite. It measured using. In the above, it is a horizontal band image in the main scanning direction having a ratio of 100%, 50%, and 30% to the A4 size.

これは、帯電ローラ2の表面上に付着したトナー濃度が、現像装置4内及び感光ドラム1上に残存する反転トナー量の指標となるためである。帯電ローラのトナー汚れの目安であるトナー濃度はX-Rite社製の反射濃度計を用いて測定する。図3は、その測定結果である。なお、この測定は、温度23℃、湿度5%の低湿環境下で行った。   This is because the density of toner adhering to the surface of the charging roller 2 serves as an index of the amount of reverse toner remaining in the developing device 4 and on the photosensitive drum 1. The toner density, which is a measure of toner contamination on the charging roller, is measured using a reflection densitometer manufactured by X-Rite. FIG. 3 shows the measurement results. This measurement was performed in a low humidity environment at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 5%.

この測定結果から明らかなように、画像比率が高いほど、付着トナー量は速く増加し、かつ、飽和する値も大きくなっている。本実施例で用いた帯電ローラ2では、帯電ローラ2へのトナー濃度が0.25を上回ると良好な帯電が行えなくなる。そのため、良好な帯電が行えなくなる前に作像を中断して、帯電ローラ2に印加する帯電バイアスのAC成分の印加を停止し、現像装置4内及び帯電ローラ2表面に付着した反転トナーの吐き出しを行う。これにより、現像装置4内及び帯電ローラ2表面の反転トナー量を減少させなければならない。   As is apparent from this measurement result, the higher the image ratio, the faster the amount of adhered toner increases and the larger the saturated value. In the charging roller 2 used in this embodiment, when the toner density on the charging roller 2 exceeds 0.25, good charging cannot be performed. Therefore, the image formation is interrupted before good charging cannot be performed, the application of the AC component of the charging bias applied to the charging roller 2 is stopped, and the reversal toner adhering to the inside of the developing device 4 and the surface of the charging roller 2 is discharged. I do. Thus, the amount of reversal toner in the developing device 4 and the surface of the charging roller 2 must be reduced.

画像比率が30%の画像では、帯電ローラ2上でのトナー濃度は約0.25以下に抑えられてカブリのない良好な画像を得ることができた。   For an image with an image ratio of 30%, the toner density on the charging roller 2 was suppressed to about 0.25 or less, and a good image free from fogging could be obtained.

しかしながら、画像比率が50%及び100%の画像では、帯電ローラ2上のトナー濃度が上昇して、作像される画像にカブリが発生した。これは、トナーが多量に付着することにより帯電ローラ2の電気抵抗を上昇させて帯電能を低下させる。その結果として、感光ドラム1の表面電位(帯電電位)が低い部分を残したまま現像装置4に送られるために、それら表面電位が低い部分に現像されやすくなり、画像にカブリとなって現れてしまうのである。図3より、各画像比率の原稿においてトナー濃度が0.25を上回ると思われる作像枚数を算出すると
50%:710枚、
100%:400枚、
となっている。
However, in the images with the image ratios of 50% and 100%, the toner density on the charging roller 2 is increased, and the image formed is fogged. This increases the electrical resistance of the charging roller 2 due to a large amount of toner adhering, thereby reducing the charging ability. As a result, the photosensitive drum 1 is sent to the developing device 4 while leaving a portion with a low surface potential (charging potential), so that it is easily developed in a portion with a low surface potential and appears as fog in the image. It ends up. From FIG. 3, when calculating the number of image formations that the toner density is considered to exceed 0.25 in the document of each image ratio, 50%: 710 sheets,
100%: 400 sheets
It has become.

この結果より、およそ画像比率×枚数(積算画像比率)>35000%となった時にトナー濃度が0.25を超えていることがわかる。   From this result, it is understood that the toner density exceeds 0.25 when the image ratio × number of sheets (integrated image ratio)> 35000%.

よって、画像形成装置の制御部100により、例えば露光装置3のレーザ発光時間などから算出される画像比率を連続作像時に積算していき、その値が35000%を超える前に、現像装置4や帯電ローラ2からのトナー吐き出しモードを実行させる。すなわち、帯電ローラ2に印加する帯電バイアスの交番電圧の印加を停止して現像装置4内及び帯電ローラ2からの反転トナーの吐き出しを行う吐き出しモードを行う。これにより、現像装置4内及び帯電ローラ2から反転トナー量を減少させ、良好な帯電を引き続き行うことが可能となる。   Therefore, the control unit 100 of the image forming apparatus accumulates the image ratio calculated from, for example, the laser emission time of the exposure apparatus 3 during continuous image formation, and before the value exceeds 35000%, The toner discharge mode from the charging roller 2 is executed. That is, the discharge mode in which the application of the alternating voltage of the charging bias applied to the charging roller 2 is stopped and the reverse toner is discharged from the developing device 4 and the charging roller 2 is performed. As a result, it is possible to reduce the amount of reversal toner from the developing device 4 and the charging roller 2 and continue to perform good charging.

現像装置4からのトナーの吐き出しは、現像装置に現像バイアスを印加し、感光ドラム1の表面電位を露光装置3で露光を行うことにより低下させた状態にすることで効果的になされる。   The toner is discharged from the developing device 4 effectively by applying a developing bias to the developing device and reducing the surface potential of the photosensitive drum 1 by performing exposure with the exposure device 3.

トナー吐き出しモードを行って、トナー濃度が約0.1になった後は、積算値をリセットし、それからの積算画像比率が25000%を超える度に、吐き出しを行うことで、トナー濃度を0.25以下に保つことができる。   After the toner discharge mode is performed and the toner density reaches about 0.1, the integrated value is reset, and the discharge is performed every time the integrated image ratio exceeds 25000%, thereby reducing the toner density to 0.1%. It can be kept below 25.

また、帯電ローラ2に付着したトナー濃度が低い時ほど、現像装置4内及び感光ドラム1上に残存する反転トナー量は少ないと判断でき、帯電ローラ2に付着しているトナーの吐き出しに必要な時間も短くなる。そのため、画像形成装置の前回転工程時や紙間工程時、後回転工程時などの非画像形成時に帯電ローラ2に印加する帯電バイアスの交番電圧の印加を停止して、現像装置4や帯電ローラ2からのトナー吐き出しモードを実行させるよう制御する。又は、積算画像比率が35000%よりも少ない値(例えば、20000%)を越えた時に、帯電ローラ2に印加する帯電バイアスの交番電圧の印加を停止して、現像装置4や帯電ローラ2からのトナー吐き出しモードを実行させるよう制御する。このように制御することで、現像装置4及び帯電ローラ2からの反転トナー吐き出し動作1回当たりの時間が短くなり、その結果、吐き出し動作が入った連続作像のトータル時間を短くすることが可能となる。   Further, it can be determined that the smaller the toner concentration attached to the charging roller 2 is, the smaller the amount of the reversal toner remaining in the developing device 4 and on the photosensitive drum 1 is, and this is necessary for discharging the toner attached to the charging roller 2. Time is also shortened. Therefore, the application of the alternating voltage of the charging bias applied to the charging roller 2 at the time of non-image formation such as during the pre-rotation process, the inter-sheet process, and the post-rotation process of the image forming apparatus is stopped, and the developing apparatus 4 and the charging roller 2 is controlled to execute the toner discharge mode from 2. Alternatively, when the integrated image ratio exceeds a value smaller than 35000% (for example, 20000%), the application of the alternating voltage of the charging bias applied to the charging roller 2 is stopped, and the developing device 4 and the charging roller 2 Control is performed to execute the toner discharge mode. By controlling in this way, the time per discharge toner discharge operation from the developing device 4 and the charging roller 2 is shortened, and as a result, the total time of continuous image formation including the discharge operation can be shortened. It becomes.

そこで本例では、非画像形成時の特に前回転工程時における現像装置4からのトナー吐き出し動作時においては、帯電ローラ2に印加する帯電バイアスに交番電圧を重畳せず、下記aの条件を満たす直流バイアスのみを印加するよう構成した。   Therefore, in this example, when the toner is discharged from the developing device 4 during non-image formation, particularly during the pre-rotation process, an alternating voltage is not superimposed on the charging bias applied to the charging roller 2, and the following condition a is satisfied. Only a DC bias was applied.

a.|VDC−Vs|>Vth
DC:帯電ローラ2に印加される帯電極性方向側の直流バイアス
Vs:帯電ローラ2により帯電される前の感光ドラム1の帯電極性方向側
の帯電電位
Vth:帯電ローラ2と感光ドラム1の間で放電が起き始める最小の電位差
より具体的には、上記、VDC=−1600Vとし、感光ドラム1の露光暗部をおよそ−870Vとなるように帯電させ、その時の現像バイアスの直流電圧(Vdc)を−670Vとした。
a. | V DC -Vs |> Vth
V DC : DC bias on the charging polarity direction side applied to the charging roller 2 Vs: Charging polarity direction side of the photosensitive drum 1 before being charged by the charging roller 2
Charging potential Vth: minimum potential difference at which discharge begins to occur between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 More specifically, V DC = −1600 V, and the exposure dark portion of the photosensitive drum 1 is approximately −870 V. The DC voltage (Vdc) of the developing bias at that time was −670V.

上記の非画像形成時における帯電ローラ2からのトナー吐き出し制御は制御部100が所定のシーケンスにしたがって行う。   The control of the toner discharge from the charging roller 2 during non-image formation is performed by the control unit 100 according to a predetermined sequence.

このようにすると、前述したように、現像装置4内に混入していた反転トナー及び帯電ローラ2に付着した反転トナーは帯電ローラ2と感光ドラム1間の放電ニップで正規極性化される。そして、正規極性化したトナーのみが、帯電ローラ2と感光ドラム1間に働く電界により、帯電ローラ2側から感光ドラム1側へ積極的に吐き出されるようになる。これは、帯電ローラ2に交番電圧を重畳することによる帯電ローラ2と感光ドラム1間の振動電界効果により、帯電ローラ2に付着した反転トナーが正規極性化されずに、吐き出されてしまうことを防止する効果も同時に得られる。   Thus, as described above, the reversal toner mixed in the developing device 4 and the reversal toner adhering to the charging roller 2 are normalized in the discharge nip between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. Then, only the normal polarity toner is positively discharged from the charging roller 2 side to the photosensitive drum 1 side by the electric field acting between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. This is because reversal toner attached to the charging roller 2 is discharged without being normal polarity due to an oscillating electric field effect between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 by superimposing an alternating voltage on the charging roller 2. The effect of preventing can be obtained at the same time.

また、上記|VDC−Vs|が大きいほど、反転トナーを正規極性化させる効果は大きくなる。且つ、感光ドラム1の露光暗部と現像バイアスの直流電圧(Vdc)の電位差が大きいほど、現像装置4内に混入していた反転トナーが感光ドラム1上に吐き出されやすくなる。 In addition, the larger the above | V DC −Vs |, the greater the effect of normalizing the reversal toner. Further, as the potential difference between the exposure dark portion of the photosensitive drum 1 and the DC voltage (Vdc) of the developing bias is larger, the reverse toner mixed in the developing device 4 is more easily discharged onto the photosensitive drum 1.

本実施例では、上記VDC=−1600Vとし、感光ドラム1の露光暗部をおよそ−870Vとなるように帯電させることで、上記|VDC−Vs|を大きくしている。且つ、現像バイアスの直流電圧(Vdc)を−670Vとすることにより、感光ドラム1の露光暗部と現像バイアスの直流電圧(Vdc)の電位差が大き過ぎると発生する感光ドラム1へのキャリア付着が発生しない範囲で電位差を大きくしている。 In the present embodiment, the above-mentioned | V DC -Vs | is increased by setting the above-mentioned V DC = -1600 V and charging the exposure dark portion of the photosensitive drum 1 to be about -870 V. In addition, by setting the development bias DC voltage (Vdc) to −670 V, carrier adhesion to the photosensitive drum 1 occurs when the potential difference between the exposure dark portion of the photosensitive drum 1 and the development bias DC voltage (Vdc) is too large. The potential difference is increased within the range that does not.

すなわち、露光暗部の反転トナーの吐き出しを促すと同時に、露光明部では、トナー劣化防止のためのトナー吐き出しを行い、それらに混入していた反転トナー及び帯電ローラ2に付着していた反転トナーを効率良く正規極性化させるのに適正な設定とした。   In other words, at the same time as expelling the reversal toner in the dark exposure area, at the light exposure area, the toner discharge is performed to prevent toner deterioration. It was set appropriately for efficient normal polarity.

本実施例では、露光明部の電位は−200Vとした。このような電位関係にすることで、反転トナーを吐出すと共に、コントラストを大きくすることで、帯電量が不足しているトナーを含む正規極性のトナーをも十分い吐出すことができる。   In the present embodiment, the potential of the exposure bright portion is set to −200V. By setting such a potential relationship, the reversal toner can be discharged and the contrast can be increased to sufficiently discharge a toner having a normal polarity including a toner having an insufficient charge amount.

本実施例では、吐出しモード時の現像バイアスに対する露光暗部及び露光明部に対するコントラストを、画像形成時よりも大きく設定した。   In this embodiment, the contrast for the exposure dark portion and the exposure light portion with respect to the developing bias in the discharge mode is set larger than that during image formation.

ここでは、図4のようなタイミングで電圧印加を行い、非画像形成時の特に前回転工程時における現像装置4からのトナー吐き出し時に、帯電ローラ2に上記の条件を満たす直流バイアスのみの印加時間を設けた。そして、上記と同様の画像形成装置を用いて、画像比率の異なる画像の各々を連続作像し、200枚毎に帯電ローラ2上の付着トナー濃度の測定をX−Rite社製の反射濃度計を用いて行った。図5は、その測定結果である。なお、この測定も、温度23℃、湿度5%の低湿環境下で行った。上記の画像比率の異なる画像は、A4サイズに対して100%、50%、30%の比率となる主走査方向の横帯画像である。   Here, the voltage is applied at the timing as shown in FIG. 4, and the application time of only the DC bias satisfying the above condition is applied to the charging roller 2 when the toner is discharged from the developing device 4 at the time of non-image formation, particularly in the pre-rotation process. Was established. Then, using the same image forming apparatus as described above, each of the images having different image ratios is continuously formed, and the density of the adhered toner on the charging roller 2 is measured every 200 sheets by a reflection densitometer manufactured by X-Rite. It was performed using. FIG. 5 shows the measurement results. This measurement was also performed in a low humidity environment at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 5%. The images having different image ratios are horizontal band images in the main scanning direction that have ratios of 100%, 50%, and 30% with respect to the A4 size.

この測定結果から明らかなように、画像比率が高いものでも帯電ローラ2上のトナー濃度は、0.25を上回ることなく、良好な帯電が行うことが可能となり、カブリのない良好な画像を得ることができた。   As is apparent from the measurement results, even when the image ratio is high, the toner density on the charging roller 2 does not exceed 0.25, and good charging can be performed, and a good image without fogging is obtained. I was able to.

なお、図4における積極的吐出しの後に露光をOFFにする非画像形成時を設けることで、この積極的吐出しにより感光ドラム上に吐出されたトナーを現像手段で回収することができる。そのために、この非画像形成時では現像電圧を画像形成時と同じ条件に設定することが好ましい。   Incidentally, by providing a non-image forming time in which the exposure is turned off after the positive discharge in FIG. 4, the toner discharged onto the photosensitive drum by this positive discharge can be collected by the developing means. For this reason, it is preferable to set the developing voltage under the same conditions as in the image formation during the non-image formation.

本例では、非画像形成時における現像装置4からのトナー吐き出し時に、現像装置4内及び帯電ローラ2上に残存した反転トナーを上記のような直流バイアスを印加した帯電ローラ2によって効率良く正規極性化して感光ドラム1に吐き出させることができる。   In this example, when toner is discharged from the developing device 4 during non-image formation, the reversal toner remaining in the developing device 4 and on the charging roller 2 is efficiently converted to normal polarity by the charging roller 2 to which the DC bias is applied as described above. And can be discharged to the photosensitive drum 1.

また、現像装置からも反転トナー及び正規極性のトナーを吐出すことで、反転トナーだけでなく帯電量の少ない正規極性のトナーをも正規極性化されると共に、帯電量不足をも解消することができる。   Also, by ejecting the reversal toner and the normal polarity toner from the developing device, not only the reversal toner but also the normal polarity toner having a small charge amount can be made the normal polarity, and the shortage of the charge amount can be solved. it can.

これにより、画像比率が高い画像や、画像比率が部分的に高い画像を形成した場合でも、帯電ローラ2上のトナー濃度を所定値(例えば0.25)以下に抑えることができるので、長期にわたって安定して良好な画像形成を行うことができる。   As a result, even when an image with a high image ratio or an image with a high image ratio is formed, the toner density on the charging roller 2 can be suppressed to a predetermined value (for example, 0.25) or less. Stable and good image formation can be performed.

本実施例においても、図1に示した画像形成装置を用いて説明する。本実施例では、温度30℃、湿度80%の高湿環境下において、画像比率の異なる画像の各々を連続作像し、200枚毎に帯電ローラ2上に付着トナー濃度の測定をX−Rite社製の反射濃度計を用いて行った。図6は、その測定結果である。上記の画像比率の異なる画像は、A4サイズに対して100%、50%、30%の比率となる主走査方向の横帯画像である。   This embodiment will be described using the image forming apparatus shown in FIG. In this embodiment, each of the images having different image ratios is continuously formed in a high humidity environment at a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80%, and the density of the adhered toner is measured on the charging roller 2 every 200 sheets by X-Rite. The measurement was performed using a reflection densitometer manufactured by the company. FIG. 6 shows the measurement results. The images having different image ratios are horizontal band images in the main scanning direction that have ratios of 100%, 50%, and 30% with respect to the A4 size.

この測定結果から明らかなように、高湿環境下では画像比率が30%でも帯電ローラ2上に付着するトナー濃度が約0.25以上に上昇する。これは、もともと高湿環境下では現像されるトナーの帯電量自体が低湿環境に比べて低く、それらが転写されたあとに感光ドラム1に残留したトナーは、低湿環境のそれと比較して反転トナーの割合が増加し、帯電ローラ2に付着しやすい傾向にあるためである。   As is apparent from the measurement results, in a high-humidity environment, the toner density adhering to the charging roller 2 increases to about 0.25 or more even when the image ratio is 30%. This is because the charge amount of the toner to be developed is originally lower in the high humidity environment than in the low humidity environment, and the toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer thereof is the reversal toner compared with that in the low humidity environment. This is because the ratio of the toner increases and tends to adhere to the charging roller 2.

そして、上記高湿環境による画像形成(作像)によって帯電ローラ2上に付着したトナーが増加した状態のまま、この環境よりも低湿環境(温度23℃、湿度60%)で画像形成(作像)を行ったところ、画像にカブリが発生した。   Then, the image formation (image formation) is performed in a lower humidity environment (temperature 23 ° C., humidity 60%) than this environment while the amount of toner adhering to the charging roller 2 is increased by the image formation (image formation) in the high humidity environment. ), Fogging occurred in the image.

本実施例では、このような環境の急激な変動によって作像される画像にカブリが発生するような場合でも、図4に示した実施例2と同様のトナー吐き出し動作を、非画像形成時に行う。これにより、現像装置4内及び帯電ローラ2上に残存した反転トナーを、帯電ローラ2で効率良く正規極性化して感光ドラム1に吐き出させることができる。その結果、帯電ローラ2上のトナー濃度を所定値(例えば0.25)以下に抑えることが可能となり、長期にわたって安定して良好な画像形成を行うことができる。   In this embodiment, even when fogging occurs in an image formed due to such a rapid change in the environment, the same toner discharging operation as that in Embodiment 2 shown in FIG. 4 is performed during non-image formation. . Thus, the reversal toner remaining in the developing device 4 and on the charging roller 2 can be efficiently converted into normal polarity by the charging roller 2 and discharged to the photosensitive drum 1. As a result, the toner density on the charging roller 2 can be suppressed to a predetermined value (for example, 0.25) or less, and good and stable image formation can be performed over a long period of time.

図7に上記の画像形成装置の動作工程図を示した。   FIG. 7 shows an operation process diagram of the image forming apparatus.

1)前多回転工程
画像形成装置の始動(起動)動作期間(ウォーミング期間)である。画像形成装置のメイン電源スイッチのONにより、画像形成装置のメインモータを起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。
1) Pre-multi-rotation process This is a start (start) operation period (warming period) of the image forming apparatus. When the main power switch of the image forming apparatus is turned on, the main motor of the image forming apparatus is activated to execute a preparation operation for a required process device.

2)スタンバイ
所定の始動動作期間終了後、メインモータの駆動が停止し、プリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ(待機)状態に保持する。
2) Standby After the predetermined start-up operation period, the main motor is stopped and the image forming apparatus is held in a standby (standby) state until a print job start signal is input.

3)前回転工程
プリントジョブ開始信号の入力に基づいて、メインモータを再駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。
3) Pre-rotation process This is a period in which the main motor is re-driven based on the input of the print job start signal and the pre-print job operation of the required process equipment is executed.

より実際的は、a:画像形成装置がプリントジョブ開始信号を受信、b:フォーマッタで画像を展開(画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる)、c:前回転工程開始、という順序になる。   More practically, a: the image forming apparatus receives a print job start signal, b: the image is developed by the formatter (the development time varies depending on the image data amount and the formatter processing speed), and c: the pre-rotation process starts. Order.

なお、前記a:の前多回転工程中にプリントジョブ開始信号が入力している場合は、前多回転工程の終了後、前記b:のスタンバイ無しに、引き続き前回転工程に移行する。   If a print job start signal is input during the previous multi-rotation process of a :, after the previous multi-rotation process is completed, the process proceeds to the pre-rotation process without standby of the b :.

4)プリントジョブ実行
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて前記の画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録材が出力される。
4) Execution of print job When the predetermined pre-rotation process is completed, the image forming process is subsequently executed, and an image-formed recording material is output.

連続プリントジョブの場合は前記の画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録材が順次に出力される。   In the case of a continuous print job, the image forming process is repeated, and a predetermined number of image-formed recording materials are sequentially output.

5)紙間工程
連続プリントジョブの場合において、一の記録材Pの後端と次の記録材Pの先端との間隔工程であり、転写部や定着装置においては非通紙状態期間である。
5) Inter-sheet process In the case of a continuous print job, this is an interval process between the trailing edge of one recording material P and the leading edge of the next recording material P, and is a non-paper passing period in the transfer unit and the fixing device.

6)後回転工程
1枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録材が出力された後、あるいは連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録材が出力された後もメインモータを引き続き所定の時間駆動させる。これにより所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する期間である。
6) Post-rotation process After outputting the image-formed recording material in the case of a single print job, or after outputting the last image-formed recording material of the continuous print job in the case of a continuous print job The main motor is continuously driven for a predetermined time. This is a period during which the post-print job operation of the required process device is executed.

7)スタンバイ
所定の後回転工程終了後、メインモータの駆動が停止し、次のプリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ(待機)状態に保持する。
7) Standby After completion of the predetermined post-rotation process, the driving of the main motor is stopped, and the image forming apparatus is kept in a standby (standby) state until the next print job start signal is input.

上記において、4)のプリントジョブ実行時が画像形成時であり、1)の前多回転工程時、3)の前回転工程時、5)の紙間工程時、6)の後回転工程時が非画像形成時である。   In the above, the execution time of the print job of 4) is the time of image formation, the time of 1) the pre-multi-rotation process, 3) the pre-rotation process, 5) the inter-sheet process, 6) the post-rotation process. It is during non-image formation.

本発明において、非画像形成時とは、上記の前多回転工程時、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時のうちの少なくとも1つの工程時、さらにはその工程時内の少なくとも所定時間である。   In the present invention, the time of non-image formation means at least one of the pre-multi-rotation process, the pre-rotation process, the inter-sheet process, and the post-rotation process, and at least within the process time. It is a predetermined time.

(その他)
1)情報書き込み手段としての露光手段3は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、LEDアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。
(Other)
1) The exposure means 3 as the information writing means is not limited to the laser beam scanner of the embodiment, and may be another digital exposure apparatus such as a combination of a light source such as an LED array or a fluorescent lamp and a liquid crystal shutter, An analog exposure apparatus that forms and projects a document image may be used.

2)像担持体1は、静電記録誘電体であってもよい。この場合は該誘電体面を所定の極性・電位に一様に帯電した後、除電針アレイ・電子銃等の除電手段(情報書き込み手段)で選択的に除電して画像情報の静電潜像を書き込み形成する。   2) The image carrier 1 may be an electrostatic recording dielectric. In this case, the dielectric surface is uniformly charged to a predetermined polarity / potential, and is then selectively discharged by a discharging means (information writing means) such as a discharging needle array / electron gun to obtain an electrostatic latent image of image information. Write form.

像担持体1はドラム型に限られず、回動ベルト(エンドレスベルト)、回動ベルト状の支持体に取り付け保持させた有端のシート状のもの等であってもよい。   The image carrier 1 is not limited to a drum type, and may be a rotating belt (endless belt), a sheet-like member having an end attached to and held on a rotating belt-like support.

3)静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。   3) The toner developing method and means for the electrostatic latent image are arbitrary. A reversal development method or a regular development method may be used.

4)転写手段は実施例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。   4) The transfer means is not limited to the roller transfer of the embodiment, but may be a blade transfer, belt transfer, other contact transfer charging method, or a non-contact transfer charging method using a corona charger.

5)転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。   5) The present invention can be applied not only to the formation of a single color image by using an intermediate transfer member such as a transfer drum or a transfer belt, but also to an image forming apparatus that forms a multicolor, full color image by multiple transfer or the like.

6)接触帯電部材2や現像装置4に印加するバイアスの交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にON,OFFすることによって形成された矩形波の電圧を含む。   6) As a waveform of the alternating voltage of the bias applied to the contact charging member 2 and the developing device 4, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like can be used as appropriate. The AC bias includes, for example, a rectangular wave voltage formed by periodically turning on and off a DC power supply.

実施例の画像形成装置の概略構成模型図Schematic configuration model diagram of image forming apparatus of embodiment 感光ドラムと帯電ローラの層構成模型図Layered model diagram of photosensitive drum and charging roller 実施例1における各画像比率に対する作像枚数と帯電ローラ上のトナー濃度との関係を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the number of images formed and the toner density on the charging roller with respect to each image ratio in the first embodiment. 実施例2におけるトナーの吐き出し動作時の制御タイミングチャートControl timing chart at the time of toner discharging operation in Embodiment 2 実施例2における各画像比率に対する作像枚数と帯電ローラ上のトナー濃度との関係を示す図(吐き出し動作を加えた場合)FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the number of images formed and the toner density on the charging roller for each image ratio in Example 2 (when discharging operation is added). 実施例3における各画像比率に対する作像枚数と帯電ローラ上のトナー濃度との関係を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the number of images formed and the toner density on the charging roller for each image ratio in the third embodiment. 画像形成装置の動作工程図Operation process diagram of image forming apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1・・・感光ドラム(被帯電体、像担持体)、2・・・帯電ローラ(接触帯電手段)、3・・・レーザビームスキャナ、4・・・現像装置(現像手段)、5・・・転写ローラ(転写手段)、6・・・定着装置(定着手段)、S1〜S5・・・バイアス電圧印加電源   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum (to-be-charged body, image carrier), 2 ... Charging roller (contact charging means), 3 ... Laser beam scanner, 4 ... Developing apparatus (developing means), 5. Transfer roller (transfer means), 6... Fixing device (fixing means), S1 to S5... Bias voltage application power source

Claims (2)

被帯電体と、該被帯電体を帯電する帯電手段と、該被帯電体の帯電面に静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する現像手段と、該現像剤像を記録媒体に転写する転写手段を備え、該転写手段により該記録媒体に移動せずに該被帯電体の表面に残留した転写残現像剤を除去するクリーニング手段を該現像手段が兼ねる画像形成装置において、
該帯電手段は、電圧を印加した帯電部材を該被帯電体に接触させて該被帯電体を帯電する接触帯電手段であり、該帯電手段に印加される帯電バイアスは、画像形成時には直流電圧に交番電圧を重畳し、該現像手段から該現像剤の吐き出し動作に入る時には、交番電圧をOFFして直流バイアスに切り替えると共に露光手段により帯電面の露光を行うことを特徴とする画像形成装置。
To-be-charged body, charging means for charging the to-be-charged body, exposure means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the to-be-charged body, and developer image by attaching a developer to the electrostatic latent image Development means for developing the toner image and a transfer means for transferring the developer image to a recording medium, and the transfer residual developer remaining on the surface of the charged body is removed by the transfer means without moving to the recording medium. In the image forming apparatus in which the developing unit also serves as a cleaning unit,
The charging means is a contact charging means for charging the charged body by bringing a charging member to which a voltage is applied into contact with the charged body, and the charging bias applied to the charging means is set to a DC voltage during image formation. An image forming apparatus, wherein an alternating voltage is superimposed and when the developer discharge operation is started from the developing means, the alternating voltage is turned off to switch to a DC bias and the exposure means exposes the charged surface.
前記現像手段からの前記現像剤の吐き出し動作時における前記帯電手段に印加される帯電バイアスは下記のaの条件
a.|VDC−Vs|>Vth
DC:該帯電手段に印加される帯電極性方向側の直流バイアス
Vs:該帯電手段により帯電される前の前記被帯電体の帯電極性方向側の
帯電電位
Vth:該帯電手段と該被帯電体の間で放電が起き始める最小の電位差
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The charging bias applied to the charging unit during the discharging operation of the developer from the developing unit is as follows: a. | V DC -Vs |> Vth
V DC : DC bias on the charging polarity direction side applied to the charging means Vs: On the charging polarity direction side of the object to be charged before being charged by the charging means
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a charging potential Vth: a minimum potential difference at which discharge starts between the charging unit and the member to be charged is satisfied.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015106074A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus and program
US10095150B2 (en) 2014-10-01 2018-10-09 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
US10571823B2 (en) 2018-02-28 2020-02-25 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having recovery of toner by developing member, control of charging voltage and charging member cleaning operation

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