JP4615227B2 - Cleaning system and image forming apparatus including the cleaning system - Google Patents

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本発明は、クリーニングシステム、および、該クリーニングシステムを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention is a cleaning system, and, in which relates to an image forming equipment having the cleaning system.

この種の画像形成装置には、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する被転写体との間に転写電界を形成することで、潜像担持体上のトナー像を被転写体上に転写する静電転写方式を採用するものがある。このような装置では、転写後の潜像担持体表面部分に転写残トナーが残留する。この転写残トナーが除去されないまま、その潜像担持体表面部分が次の画像形成工程に供されることになると、その潜像担持体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良が生じ、画質劣化の原因となる。そのため、従来は、転写領域から帯電領域までの潜像担持体表面に対向する位置にクリーニング装置を設け、転写残トナーを除去していた。このようなクリーニング装置には、潜像担持体表面から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になる。そのため、画像形成装置が大型化してしまう。   In this type of image forming apparatus, a transfer electric field is formed between the latent image carrier and the transferred material that moves while contacting the latent image carrier, so that the toner image on the latent image carrier is transferred onto the transferred material. Some employ an electrostatic transfer system that transfers to the surface. In such an apparatus, residual toner remains on the surface of the latent image carrier after transfer. If the latent image carrier surface portion is subjected to the next image forming process without the transfer residual toner being removed, charging failure such as uneven charging occurs on the latent image carrier surface portion, and the image quality deteriorates. Cause. Therefore, conventionally, a cleaning device is provided at a position facing the surface of the latent image carrier from the transfer region to the charging region to remove the transfer residual toner. Such a cleaning device includes a waste toner tank that stores transfer residual toner collected from the surface of the latent image carrier, a recycled toner transport passage that transports the transfer residual toner to reuse the collected transfer residual toner, and the like. Space to provide is required. This increases the size of the image forming apparatus.

このような装置の大型化の問題に対処できるものとして、例えば、特許文献1に開示された画像形成装置がある。この画像形成装置は、潜像担持体表面に残留した転写残トナーを現像装置を用いて回収する方式(以下、「現像器回収方式」という。)を採用している。この現像器回収方式では、クリーニングとは別の目的で設置されている現像装置で転写残トナーを回収するため、別個独立に上記のような廃トナータンクやリサイクルトナー搬送通路を設ける必要がない。よって、この現像器回収方式を採用すれば、装置の小型化に大きく貢献することができる。   For example, there is an image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 that can cope with the problem of enlargement of the apparatus. This image forming apparatus employs a system (hereinafter referred to as “developer recovery system”) that collects the transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier using a developing device. In this developing device collection method, since the transfer residual toner is collected by a developing device installed for a purpose other than cleaning, it is not necessary to separately provide the waste toner tank and the recycled toner conveyance path as described above. Therefore, if this developer collection system is adopted, it can greatly contribute to the downsizing of the apparatus.

また、特許文献1では、現像器回収方式の画像形成装置に搭載する帯電装置として、潜像担持体に帯電ローラを接触させて帯電を行う実施例が記載されている。従来から、潜像担持体表面を一様に帯電する方式には、その表面に帯電ローラ等の帯電部材を接触又は近接させて一様帯電する接触・近接帯電方式と、コロナチャージャ等によって一様帯電するチャージャ帯電方式とが知られている。しかし、チャージャ帯電方式では、潜像担持体表面を所望の電位とするためには大量の放電を発生させる必要があるため、オゾンやNOx等の放電生成物が大量に発生し、環境面で問題がある。これに対し、接触・近接帯電方式であれば、チャージャ帯電方式に比べて発生する放電量が少なく環境面で有利である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 describes an embodiment in which charging is performed by bringing a charging roller into contact with a latent image carrier as a charging device mounted on an image forming apparatus of a developing device collection type. Conventionally, the surface of the latent image carrier is uniformly charged by a contact / proximity charging method in which a charging member such as a charging roller is brought into contact with or close to the surface, and by a corona charger or the like. Charged charger charging methods are known. However, in the charger charging method, it is necessary to generate a large amount of discharge in order to bring the surface of the latent image carrier to a desired potential, so a large amount of discharge products such as ozone and NOx are generated, which is an environmental problem. There is. On the other hand, the contact / proximity charging method is advantageous in terms of the environment because it generates less discharge than the charger charging method.

しかし、このように現像器回収方式と接触・近接帯電方式を併用した画像形成装置においては、潜像担持体上の転写残トナーを現像領域まで搬送する間に、その転写残トナーと帯電部材とが接触又は近接することになる。そのため、帯電部材に逆帯電した転写残トナーが付着することがある。帯電部材に逆帯電した転写残トナーが付着すると、その付着した転写残トナーによって一様帯電が妨げられ、潜像担持体の表面電位を所望の電位にできなかったり、帯電ムラ等の帯電不良が生じたりする。その結果、画像濃度の低下や地肌汚れなどが生じ、画質劣化が生じるという不具合があった。   However, in such an image forming apparatus using both the developer collection method and the contact / proximity charging method, the transfer residual toner, the charging member, and the like are transferred while the transfer residual toner on the latent image carrier is conveyed to the development region. Will be in contact with or close to each other. For this reason, reversely charged transfer toner may adhere to the charging member. If reversely charged transfer residual toner adheres to the charging member, uniform charging is hindered by the adhered transfer residual toner, and the surface potential of the latent image carrier cannot be set to a desired potential, or charging failure such as uneven charging is caused. It occurs. As a result, there has been a problem that image density is deteriorated and background stains occur, resulting in image quality deterioration.

本出願人は、特願2002−254142号において、上記不具合を解決し得る画像形成装置を提案した。この画像形成装置は、転写後に潜像担持体表面に残留した転写残トナーのうち、帯電バイアスの極性と逆極性の転写残トナーを、ファーブラシ等の一時保持手段により潜像担持体表面から回収して保持する。このように帯電バイアスの極性と逆極性の転写残トナーを回収、保持することで、転写残トナーが帯電部材に付着するのを防ぐことができる。そして、その保持した帯電バイアスの極性と逆極性の転写残トナーを、一の画像形成を終えてから次の画像形成を行うまでの間などの所定のタイミングで、潜像担持体表面に戻す。このようにして潜像担持体上に戻された転写残トナーは、現像装置で回収されたり、被転写体やこれを搬送するための搬送部材などに転移されたりする。この装置によれば、戻されたトナーが帯電領域を通過する間、帯電バイアスの印加を停止したり、帯電部材を潜像担持体から離間させたりするので、帯電バイアスの極性と逆極性の転写残トナーが帯電部材に付着することがない。   In Japanese Patent Application No. 2002-254142, the present applicant has proposed an image forming apparatus that can solve the above-mentioned problems. This image forming apparatus collects, from a transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after transfer, a transfer residual toner having a polarity opposite to the polarity of the charging bias from the surface of the latent image carrier by a temporary holding means such as a fur brush. And hold. By collecting and holding the transfer residual toner having a polarity opposite to the polarity of the charging bias in this way, it is possible to prevent the transfer residual toner from adhering to the charging member. Then, the held transfer residual toner having a polarity opposite to the polarity of the charged bias is returned to the surface of the latent image carrier at a predetermined timing, for example, after one image is formed and before the next image is formed. The transfer residual toner returned onto the latent image carrier in this way is collected by the developing device, or transferred to a transfer target or a transport member for transporting the transfer target. According to this apparatus, while the returned toner passes through the charging region, the application of the charging bias is stopped or the charging member is separated from the latent image carrier. Residual toner does not adhere to the charging member.

特許第3091323号公報Japanese Patent No. 3091323

しかしながら、転写残トナーのうち帯電バイアスと同極性トナーはファーブラシ等の一時保持手段に回収されない。従って、次の画像形成工程中に潜像形成手段が対向する領域(以下、潜像形成領域)を通過して現像装置で回収されたり、被転写体などに転移されたりする。このため、潜像担持体表面に転写残トナーが付着したまま潜像形成手段によって潜像担持体表面に潜像画像が形成される。すると、トナーが付着した部分や、トナーによって陰となった部分は露光されない。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生するという不具合が発生する場合があった。   However, toner having the same polarity as the charging bias among the transfer residual toner is not collected by a temporary holding means such as a fur brush. Therefore, during the next image forming process, the latent image forming means passes through an area (hereinafter, referred to as a latent image forming area) facing and is collected by the developing device or transferred to a transfer medium. Therefore, a latent image is formed on the surface of the latent image carrier by the latent image forming means while the transfer residual toner is attached to the surface of the latent image carrier. Then, the portion where the toner is attached or the portion which is shaded by the toner is not exposed. As a result, there may be a problem that white spots occur in the solid image portion.

そこで、本出願人は、特願2003−434907号において、転写残トナーが帯電部材に到達する前に磁性粒子からなる磁気ブラシを潜像担持体表面に摺接させて、転写残トナーをこの磁気ブラシで一時保持する一時保持手段を提案している。これにより、転写残トナーの極性に関係なく一時保持手段で保持することができ、潜像担持体表面に潜像画像を形成中に潜像形成領域に転写残トナーが通過するのを抑制することができるようにした。上記磁性粒子を小さい粒径とすることで、磁気ブラシの間隔を密にでき、転写残トナーとの接触回数が増え、確実に転写残トナーを保持することができ好ましい。ところが、粒径の小さな磁性粒子は、磁気的な拘束力が弱いため、小さな粒径の磁性粒子のみで形成された磁気ブラシの場合、磁気ブラシの先端が潜像担持体との摺接により脱落してしまう場合がある。すると、潜像担持体表面に潜像画像を形成中にこの脱落した磁性粒子が潜像形成領域を通過してしまい、潜像担持体表面に未露光部を形成してしまう。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生するという不具合が発生する場合があった。そこで、磁気的な拘束力の高い粒径の大きな磁性粒子を用いて、磁気的な拘束力の高い磁気ブラシを形成することが考えられる。しかしながら、磁性粒子の粒径を大きくしてしまうと、磁気ブラシ間の間隔が疎となってしまい、潜像担持体表面と密に接触することができない。その結果、転写残トナーと磁気ブラシとの接触回数が減り感光体表面の転写残トナーを確実に一時保持できない場合があった。これにより、潜像担持体表面に潜像画像を形成中に潜像形成領域に転写残トナーが通過してベタ画像部分に白ポチが発生するという問題が発生する場合があった。   Therefore, in Japanese Patent Application No. 2003-434907, the present applicant slidably contacts a magnetic brush made of magnetic particles with the surface of the latent image carrier before the transfer residual toner reaches the charging member, and the transfer residual toner is moved to the magnetic material. A temporary holding means for temporarily holding with a brush is proposed. Thus, the transfer residual toner can be held by the temporary holding unit regardless of the polarity of the transfer residual toner, and the transfer residual toner can be prevented from passing through the latent image forming area while forming the latent image on the surface of the latent image carrier. I was able to. By making the magnetic particles have a small particle diameter, it is preferable that the interval between the magnetic brushes can be increased, the number of times of contact with the transfer residual toner is increased, and the transfer residual toner can be reliably held. However, since the magnetic particles having a small particle diameter have a weak magnetic binding force, in the case of a magnetic brush formed only of a magnetic particle having a small particle diameter, the tip of the magnetic brush falls off due to sliding contact with the latent image carrier. May end up. Then, during the formation of the latent image on the surface of the latent image carrier, the dropped magnetic particles pass through the latent image forming region, thereby forming an unexposed portion on the surface of the latent image carrier. As a result, there may be a problem that white spots occur in the solid image portion. Therefore, it is conceivable to form a magnetic brush having a high magnetic binding force by using magnetic particles having a high magnetic binding force and a large particle size. However, if the particle size of the magnetic particles is increased, the spacing between the magnetic brushes becomes sparse and cannot be in close contact with the surface of the latent image carrier. As a result, the number of times of contact between the transfer residual toner and the magnetic brush is reduced, and the transfer residual toner on the surface of the photoconductor may not be temporarily held reliably. As a result, there is a problem that the transfer residual toner passes through the latent image forming area and a white spot is generated in the solid image portion during the formation of the latent image on the surface of the latent image carrier.

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、べタ画像部分に白ポチが発生するのを抑制して良好な画像を得ることができるクリーニングシステムおよび該クリーニングシステムを備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning system capable of suppressing the occurrence of white spots in a solid image portion and obtaining a good image, and the cleaning system. to provide the images forming apparatus provided with.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、潜像担持体表面を帯電手段によって一様帯電し、該一様帯電された潜像担持体表面に潜像形成手段によって潜像が形成され、該潜像は現像手段によってトナー像化され、該トナー像は転写手段によって表面移動部材に転写され、該転写手段によって転写された後に潜像担持体表面に残留した転写残トナーを現像手段にて回収するクリーニングシステムにおいて、上記転写残トナーが上記転写手段から上記帯電手段に到達する間に磁界発生手段を内蔵し異なる粒径分布をもつ2種類以上の磁性粒子を磁気ブラシとして表面に担持する回転部材を配置し、該磁気ブラシを上記潜像担持体表面に摺接させて、上記転写残トナーを該磁気ブラシで一時保持する一時保持手段と、該一時保持手段に保持された転写残トナーを所定のタイミングで再び潜像担持体表面に戻すための制御手段とを備え、上記磁性粒子は、平均粒径70μm以上100μm以下の磁性粒子と、平均粒径20μm以上50μm以下の磁性粒子とからなり、その内、上記平均粒径70μm以上100μm以下の磁性粒子が40重量%以上80重量%以下であり、上記制御手段は、上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位と同程度の保持バイアスまたは上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位と同極性でかつ、上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位の絶対値よりも大きい絶対値の放出バイアスを選択的に上記磁気ブラシに印加する印加バイアス選択手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1クリーニングシステムにおいて、上記トナーが磁性トナーであることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2のクリーニングシステムにおいて、非画像形成時に上記印加バイアス選択手段が放出バイアスを選択するように上記制御手段で制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3のクリーニングシステムにおいて、上記一時保持手段は、上記回転部材を上記潜像担持体の回転方向と同方向に回転させる駆動手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電された潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、該潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、該現像手段により該潜像担持体表面に形成されたトナー像を表面移動部材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、トナー像を表面移動部材に転写した後に潜像担持体の表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニング手段として、請求項1、2、3または4のクリーニングシステムを用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the surface of the latent image carrier is uniformly charged by the charging means, and a latent image is formed on the surface of the uniformly charged latent image carrier by the latent image forming means. The latent image is converted into a toner image by the developing means, the toner image is transferred to the surface moving member by the transferring means, and the transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after being transferred by the transferring means is developed by the developing means. In the cleaning system that collects the toner on the surface, two or more types of magnetic particles having different particle size distributions are built in the magnetic field generating means while the transfer residual toner reaches the charging means from the transfer means. And a temporary holding means for temporarily holding the transfer residual toner with the magnetic brush by bringing the magnetic brush into sliding contact with the surface of the latent image carrier, and the temporary holding means. Control means for returning the transfer residual toner to the surface of the latent image carrier again at a predetermined timing, and the magnetic particles include magnetic particles having an average particle diameter of 70 μm to 100 μm and an average particle diameter of 20 μm to 50 μm. consists of a magnetic particle, among them, the following magnetic particles 100μm the average particle size 70μm or Ri der than 80 wt% 40 wt% or more, the control means, the image bearing member surface after passing said transfer means A holding bias of about the same level as the potential of the latent image carrier or the same potential as the potential of the surface of the latent image carrier after passing through the transfer means and an absolute value greater than the absolute value of the potential of the surface of the latent image carrier after passing through the transfer means Application bias selection means for selectively applying a value emission bias to the magnetic brush is provided .
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning system of the first aspect, the toner is a magnetic toner.
According to a third aspect of the present invention, in the cleaning system according to the first or second aspect , the control means performs control so that the applied bias selection means selects a discharge bias during non-image formation. is there.
According to a fourth aspect of the present invention, in the cleaning system according to the first, second, or third aspect , the temporary holding unit includes a driving unit that rotates the rotating member in the same direction as the rotation direction of the latent image carrier. It is characterized by this.
The invention of claim 5, forming a latent image forming a latent image bearing member, a charging means for uniformly charging the latent image bearing member surface, the latent image on the uniformly charged surface of the latent image carrier A transfer electric field is formed between the developing means, the developing means for attaching the toner to the latent image, and the surface moving member that moves while contacting the latent image carrier, and the developing means And a transfer unit that transfers the toner image formed on the surface of the latent image carrier onto the surface moving member. After the toner image is transferred to the surface moving member, the toner image remains on the surface of the latent image carrier. The cleaning system according to the first, second, third, or fourth aspect is used as a cleaning means for removing the transfer residual toner.

発明によれば、転写残トナーが帯電手段に到達する前に潜像担持体と摺接して転写残トナーの極性に関係なく磁気ブラシで一時保持する。そして、磁気ブラシから潜像担持体に戻された転写残トナーが潜像形成領域を通過する際に、潜像形成手段が非動作中であるような所定のタイミングで一時保持手段に保持された転写残トナーを再び潜像担持体表面に戻す。これにより、潜像画像形成中に潜像形成領域を通過する潜像担持体表面に転写残トナーが付着することが抑制される。よって、転写残トナーによる未露光部が形成されることがない。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができるという効果がある。
また、上記磁気ブラシは、粒径分布の異なる2種類以上の磁性粒子で形成されている。これにより、磁気ブラシは、粒径の大きい磁性粒子の周りに粒径の小さい磁性粒子が付着したものとなる。この粒径の小さな磁性粒子が磁気ブラシの先端となり潜像担持体表面と隙間なく摺接し、また、潜像担持体表面が磁気ブラシと接触する回数が多くなるので、潜像担持体に付着した転写残トナーを確実に機械的に保持することができる。また、粒径の大きな磁性粒子は磁気的な拘束力が高いので、この粒径の大きな磁性粒子の周りの粒径の小さな磁性粒子は、粒径の大きな磁性粒子に確実に磁気的に保持される。その結果、磁気ブラシ先端の粒径の小さい磁性粒子が転写残トナーの静電力や潜像担持体との摺接によって脱落し、潜像担持体表面に付着することがない。よって、脱落した磁性粒子によって未露光部が形成されることがないので、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができるという効果がある。
また、摩擦帯電によりトナーを所望の極性に帯電できる材料で、磁性粒子を形成したり磁性粒子をコートしたりすれば、一時保持される転写残トナーの極性を揃えることができる。これにより、一時保持される転写残トナーを例えば、帯電バイアスと同極性に揃えれば、上記タイミングで潜像担持体表面に戻された転写残トナーは、帯電手段に静電吸着することなく通過することができる。
According to the present invention, before the transfer residual toner reaches the charging means, it is slidably contacted with the latent image carrier and temporarily held by the magnetic brush regardless of the polarity of the transfer residual toner. Then, when the transfer residual toner returned from the magnetic brush to the latent image carrier passes through the latent image forming area, it is held by the temporary holding unit at a predetermined timing such that the latent image forming unit is not operating. The transfer residual toner is returned to the surface of the latent image carrier again. This suppresses the transfer residual toner from adhering to the surface of the latent image carrier passing through the latent image forming area during the latent image formation. Accordingly, an unexposed portion due to the transfer residual toner is not formed. As a result, the occurrence of white spots in the solid image portion is suppressed, and there is an effect that a good image can be obtained.
The magnetic brush is formed of two or more kinds of magnetic particles having different particle size distributions. As a result, the magnetic brush has magnetic particles with a small particle size attached around the magnetic particles with a large particle size. This small magnetic particle becomes the tip of the magnetic brush and slidably contacts the surface of the latent image carrier, and the number of times the surface of the latent image carrier contacts the magnetic brush increases, so that it adheres to the latent image carrier. The transfer residual toner can be reliably held mechanically. In addition, since the magnetic particles having a large particle size have a high magnetic binding force, the magnetic particles having a small particle size around the magnetic particles having a large particle size are securely held by the magnetic particles having a large particle size. The As a result, the magnetic particles having a small particle diameter at the tip of the magnetic brush fall off due to the electrostatic force of the transfer residual toner or the sliding contact with the latent image carrier and do not adhere to the surface of the latent image carrier. Therefore, since the unexposed portion is not formed by the dropped magnetic particles, the occurrence of white spots in the solid image portion is suppressed, and an excellent image can be obtained.
Also, if the magnetic particles are formed or coated with a material that can charge the toner to a desired polarity by frictional charging, the polarity of the temporarily retained transfer toner can be made uniform. Accordingly, if the temporarily retained transfer residual toner is aligned with, for example, the same polarity as the charging bias, the transfer residual toner returned to the surface of the latent image carrier at the above timing passes through the charging unit without electrostatic adsorption. be able to.

以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。本プリンタは、イエロー(以下、「Y」と記す。)、シアン(以下、「C」と記す。)、マゼンタ(以下、「M」と記す。)、ブラック(以下、「K」と記す。)の4色のトナーから、カラー画像を形成するものである。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described (hereinafter, this embodiment is referred to as “embodiment 1”). . In this printer, yellow (hereinafter referred to as “Y”), cyan (hereinafter referred to as “C”), magenta (hereinafter referred to as “M”), black (hereinafter referred to as “K”). ) Is used to form a color image.

本実施形態では、画像部が感光体上電荷を消滅させて、現像バイアスで電荷のない部分にトナーを付着させるネガ/ポジ方式作像方法を用いて説明するが、これに限定させるものでなく、ポジ/ポジ作像方式を用いてもよい。   In the present embodiment, a negative / positive image forming method in which the image portion causes the charge on the photoreceptor to disappear and toner is attached to a portion having no charge by a developing bias will be described, but the present invention is not limited to this. Alternatively, a positive / positive image forming method may be used.

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態1に係るプリンタの概略構成図である。本プリンタは、潜像担持体として4つの感光体1Y,1C,1M,1Kを備えている。なお、ここでは、ドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体1Y,1C,1M,1Kは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト10に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。本実施形態において、各感光体1Y,1C,1M,1Kは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト10に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体1Y,1C,1M,1Kは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したもので、その外径が30[mm]で、その内径が28.5[mm]である。本実施形態では、低コスト化、感光体設計の自由度、無公害性等の観点から有機系感光体を用いている。
First, the basic configuration of the printer will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer according to the first embodiment. The printer includes four photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1K as latent image carriers. Here, a drum-shaped photoconductor is taken as an example, but a belt-shaped photoconductor can also be adopted. Each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing while contacting the intermediate transfer belt 10 that is an endless moving member as a surface moving member. In the present embodiment, each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing while contacting the intermediate transfer belt 10 that is an endless moving member as a surface moving member. Each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K is formed by forming a photosensitive layer on a relatively thin cylindrical conductive substrate and further forming a protective layer on the photosensitive layer, and has an outer diameter of 30 [ mm] and its inner diameter is 28.5 [mm]. In the present embodiment, an organic photoconductor is used from the viewpoints of cost reduction, freedom of photoconductor design, non-pollution, and the like.

図2は、各感光体1Y,1C,1M,1K周りの概略構成を示す図である。なお、各感光体1Y,1C,1M,1K周りの構成はすべて同じであるため、1つの感光体についてのみ図示し、色分け用の符号Y,C,M,Kについては省略してある。
感光体1の周りには、その表面移動方向に沿って、一時保持手段としてのトナー保持装置40、帯電手段としての帯電装置3、現像手段としての現像装置5の順に配置されている。帯電装置3と現像装置5との間には、潜像形成手段としての露光装置4から発せられる光が感光体1まで通過できるようにスペースが確保されている。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration around each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K. Since the configuration around each of the photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K is the same, only one photoconductor is illustrated, and reference numerals Y, C, M, and K for color coding are omitted.
Around the surface of the photoreceptor 1, a toner holding device 40 as a temporary holding unit, a charging device 3 as a charging unit, and a developing device 5 as a developing unit are arranged in this order along the surface movement direction. A space is secured between the charging device 3 and the developing device 5 so that light emitted from the exposure device 4 as a latent image forming unit can pass to the photosensitive member 1.

帯電装置3は、感光体1の表面を負極性に一様帯電する。本実施形態1における帯電装置3は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ3aを備えている。すなわち、この帯電装置3は、帯電ローラ3aを感光体1の表面に接触させ、その帯電ローラ3aに負極性バイアスを印加することで、感光体1の表面を一様帯電する。本実施形態1では、感光体1の表面電位が一様に−(マイナス)500[V]となるように約−1000Vの直流の帯電バイアスを帯電ローラ3aに印加している。   The charging device 3 uniformly charges the surface of the photoreceptor 1 to a negative polarity. The charging device 3 according to the first embodiment includes a charging roller 3a as a charging member that performs a charging process by a so-called contact / proximity charging method. That is, the charging device 3 uniformly charges the surface of the photosensitive member 1 by bringing the charging roller 3a into contact with the surface of the photosensitive member 1 and applying a negative bias to the charging roller 3a. In the first embodiment, a DC charging bias of about −1000 V is applied to the charging roller 3a so that the surface potential of the photoreceptor 1 is uniformly − (minus) 500 [V].

このようにして一様帯電した感光体1の表面には、露光装置4によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置4は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体1に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置4は、レーザ方式の露光装置であるが、LEDアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。   An electrostatic latent image corresponding to each color is formed on the surface of the photoreceptor 1 thus uniformly charged by exposure by the exposure device 4. The exposure device 4 writes an electrostatic latent image corresponding to each color on the photoreceptor 1 based on image information corresponding to each color. The exposure apparatus 4 of the present embodiment is a laser type exposure apparatus, but other types of exposure apparatuses such as an exposure apparatus including an LED array and an image forming unit may be employed.

また、現像装置5は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ5aが部分的に露出している。本実施形態1で使用する現像装置5では、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置5は、図1に示したトナーボトル31Y,31C,31M,31Kから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル31Y,31C,31M,31Kは、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル31Y,31C,31M,31Kだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。   Further, in the developing device 5, the developing roller 5a as the developer carrying member is partially exposed from the opening of the casing. In the developing device 5 used in the first exemplary embodiment, a two-component developer including a toner and a carrier is used. However, a one-component developer that does not include a carrier may be used. The developing device 5 receives toner of the corresponding color from the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K shown in FIG. The toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K are configured to be attachable to and detachable from the printer body so that they can be replaced individually. With such a configuration, only the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K may be replaced at the time of toner end. Therefore, other components that have not yet reached the end of their life when the toner ends can be used as they are, and the user's expense can be reduced.

トナーボトル31Y,31C,31M,31Kから現像装置5内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー5bによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ5a上に担持されることになる。この現像ローラ5aは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ5a上に穂立ちした状態となって感光体1と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ5aは、現像領域において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ5a上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体1の表面に供給する。このとき、現像ローラ5aには、図示しない電源から−300[V]の現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体1上の静電潜像と現像ローラ5aとの間では、現像ローラ5a上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ5a上のトナーは、感光体1上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体1上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。   The toner replenished into the developing device 5 from the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K is conveyed while being agitated with the carrier by the agitating and conveying screw 5b, and is carried on the developing roller 5a. The developing roller 5a is composed of a magnet roller as magnetic field generating means and a developing sleeve that rotates coaxially therearound. The carrier in the developer is transferred to the developing area facing the photosensitive member 1 in a state where it stands on the developing roller 5a by the magnetic force generated by the magnet roller. Here, the developing roller 5a moves in the same direction at a linear velocity faster than the surface of the photoreceptor 1 in the developing region. Then, the carrier spiked on the developing roller 5 a supplies the toner adhering to the carrier surface to the surface of the photoreceptor 1 while rubbing the surface of the photoreceptor 1. At this time, a developing bias of −300 [V] is applied to the developing roller 5a from a power source (not shown), whereby a developing electric field is formed in the developing region. Then, between the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 and the developing roller 5a, an electrostatic force directed toward the electrostatic latent image side acts on the toner on the developing roller 5a. As a result, the toner on the developing roller 5 a adheres to the electrostatic latent image on the photoreceptor 1. By this adhesion, the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is developed into a corresponding color toner image.

上記中間転写ベルト10は、3つの支持ローラ11,12,13に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト10上には、各感光体1Y,1C,1M,1K上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、本実施形態では転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体1Y,1C,1M,1Kと接触する中間転写ベルト10の部分の裏面に、それぞれ転写手段としての1次転写ローラ14Y,14C,14M,14Kを配置している。本実施形態1では、各1次転写ローラ14Y,14C,14M,14Kにより押圧された中間転写ベルト10の部分と各感光体1Y,1C,1M,1Kとによって、1次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体1Y,1C,1M,1K上のトナー像を中間転写ベルト10上に転写する際には、各1次転写ローラ20に正極性のバイアスが印加される。これにより、各1次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体1Y,1C,1M,1K上のトナー像は、中間転写ベルト10上に静電的に付着し、転写される。   The intermediate transfer belt 10 is stretched around three support rollers 11, 12, and 13, and is configured to endlessly move in the direction of the arrow in the figure. On the intermediate transfer belt 10, the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are transferred so as to overlap each other by an electrostatic transfer method. Although there is a configuration using a transfer charger in the electrostatic transfer system, in this embodiment, a configuration using a transfer roller that generates less transfer dust is adopted. Specifically, primary transfer rollers 14Y, 14C, 14M, and 14K as transfer means are disposed on the back surface of the portion of the intermediate transfer belt 10 that is in contact with each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K. In the first embodiment, a primary transfer nip portion is formed by the portions of the intermediate transfer belt 10 pressed by the primary transfer rollers 14Y, 14C, 14M, and 14K and the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K. The When the toner images on the photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 10, a positive polarity bias is applied to each primary transfer roller 20. As a result, a transfer electric field is formed at each primary transfer nip, and the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are electrostatically attached to the intermediate transfer belt 10 and transferred.

中間転写ベルト10の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置15が設けられている。このベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルト10の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置15内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。   A belt cleaning device 15 for removing toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 10 is provided around the intermediate transfer belt 10. The belt cleaning device 15 is configured to collect unnecessary toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 10 with a fur brush and a cleaning blade. The collected unnecessary toner is transported from the belt cleaning device 15 to a waste toner tank (not shown) by a transport means (not shown).

また、支持ローラ13に張架された中間転写ベルト10の部分には、2次転写ローラ16が接触して配置されている。この中間転写ベルト10と2次転写ローラ16との間には2次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置4の図中下側にある給紙カセット20内に収容されており、給紙ローラ21、レジストローラ対22等によって、2次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト10上に重ね合わされたトナー像は、2次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この2次転写時には、2次転写ローラ16に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト10上のトナー像が転写紙上に転写される。   Further, a secondary transfer roller 16 is disposed in contact with the portion of the intermediate transfer belt 10 stretched around the support roller 13. A secondary transfer nip portion is formed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 16, and transfer paper as a recording material is fed into this portion at a predetermined timing. The transfer paper is accommodated in a paper feed cassette 20 on the lower side of the exposure device 4 in the drawing, and is conveyed to the secondary transfer nip portion by a paper feed roller 21, a registration roller pair 22, and the like. Then, the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 10 are collectively transferred onto the transfer paper at the secondary transfer nip portion. At the time of the secondary transfer, a positive bias is applied to the secondary transfer roller 16, and the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred onto the transfer paper by the transfer electric field formed thereby.

2次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置23が配置されている。この加熱定着装置23は、ヒータを内蔵した加熱ローラ23aと、圧力を加えるための加圧ローラ23bとを備えている。2次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ24によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。   A heat fixing device 23 as a fixing unit is disposed downstream of the secondary transfer nip portion in the transfer paper conveyance direction. The heat fixing device 23 includes a heating roller 23a with a built-in heater and a pressure roller 23b for applying pressure. The transfer paper that has passed through the secondary transfer nip is sandwiched between these rollers and receives heat and pressure. As a result, the toner on the transfer paper is melted and the toner image is fixed on the transfer paper. Then, the fixed transfer paper is discharged by a paper discharge roller 24 onto a paper discharge tray on the upper surface of the apparatus.

本実施形態では、各感光体1Y,1C,1M,1K、その周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置4、中間転写ベルト10、ベルトクリーニング装置15等を、一体化したプロセスカートリッジ30として構成している。このプロセスカートリッジ30は、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ30内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ30を交換すればよく、利便性が向上する。なお、本実施形態1では、上述したトナーボトル31Y,31C,31M,31Kは、このプロセスカートリッジ30とは別個にプリンタ本体に対して着脱自在な構成となっている。   In the present embodiment, the process cartridge 30 in which the photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1K, parts such as a developing device disposed around the photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1K, the exposure device 4, the intermediate transfer belt 10, and the belt cleaning device 15 are integrated. It is configured as. The process cartridge 30 is detachable from the printer body. Therefore, when the life of a component housed in the process cartridge 30 reaches the end of its life or when maintenance is required, the process cartridge 30 can be replaced, which improves convenience. In the first exemplary embodiment, the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K described above are configured to be detachable from the printer main body separately from the process cartridge 30.

次に、本発明の特徴部分である、各感光体1Y,1C,1M,1Kの表面に残留した転写残トナーのクリーニングについて説明する。図3(a)は、感光体1上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフである。また、図3(b)は、転写後に感光体1上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフである。図3(a)に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−30[μC/g]を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している。一方、転写残トナーの帯電量は、およそ−2[μC/g]を中心に分布したものとなる。一般に、転写残トナーのほとんどは、トナーの組成不良などにより所望どおりの帯電特性が得られない不良トナーである。そのため、転写残トナーの一部は、1次転写ローラ14に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるなどして、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図3(b)中斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーが存在してしまう。   Next, cleaning of transfer residual toner remaining on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K, which is a characteristic part of the present invention, will be described. FIG. 3A is a graph showing the charge potential distribution immediately before the transfer of the toner carried on the photoreceptor 1. FIG. 3B is a graph showing the charge potential distribution of the untransferred toner remaining on the photoreceptor 1 after the transfer. As shown in FIG. 3A, the charge amount of the toner immediately before the transfer is distributed around -30 [μC / g], and most of the charge is normally charged negatively. On the other hand, the charge amount of the transfer residual toner is distributed around about −2 [μC / g]. In general, most of the untransferred toner is a defective toner that cannot obtain a desired charging characteristic due to a defective composition of the toner. Therefore, a part of the transfer residual toner is subjected to charge injection by the positive bias applied to the primary transfer roller 14, and the charge polarity of the toner is reversed to the positive polarity. As a result, in the transfer residual toner, there is a reversely charged toner that has been reversed to the positive polarity as indicated by the hatched portion in FIG.

感光体表面上に−20[μC/g]〜−5[μC/g]に帯電している正規帯電トナーTと正極性に反転した逆帯電トナーTとが混在している転写残トナーをトナー保持装置40で一時保持する。
図4は、トナー保持装置40を示す概略構成図である。このトナー保持装置40は、磁気ブラシローラ41を備えている。この磁気ブラシローラ41は、回転スリーブ41aと回転スリーブ41aの内部に固定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラ41bとからなっている。回転スリーブ41aは、図示しない駆動装置により感光体1と同様に図中時計回りに回転している。これにより、回転スリーブ41aと感光体1とが対向する位置では、回転スリーブ41aの表面は感光体表面の移動方向に対して逆方向に移動することとなる。この結果、感光体の表面が保持ニップを通過する間に多数の磁気ブラシの先端が接触することとなる。よって、感光体表面に付着した転写残トナーを確実に保持することができる。また、磁気ブラシと転写残トナーとの接触回数が増えるので、転写残トナーの摩擦帯電が進行して、逆帯電トナーが確実に転極して正規帯電トナーとすることができる。マグネットローラ41bの内部にはN極の磁石とS極の磁石が交互に配置されている。また、トナー保持装置40には、磁性粒子(キャリア)47を収容するケーシング46を備えている。また、磁気ブラシと感光体との接触幅(保持ニップ)は5〜6mm程度に設定する。
Residual transfer toner in which regular charged toner T 0 charged to −20 [μC / g] to −5 [μC / g] and reversely charged toner T 1 reversed to positive polarity are mixed on the surface of the photoreceptor. Is temporarily held by the toner holding device 40.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the toner holding device 40. The toner holding device 40 includes a magnetic brush roller 41. The magnetic brush roller 41 includes a rotating sleeve 41a and a magnet roller 41b as magnetic field generating means fixedly disposed inside the rotating sleeve 41a. The rotating sleeve 41a is rotated in the clockwise direction in the drawing similarly to the photosensitive member 1 by a driving device (not shown). As a result, at the position where the rotating sleeve 41a and the photosensitive member 1 face each other, the surface of the rotating sleeve 41a moves in the opposite direction to the moving direction of the photosensitive member surface. As a result, the tips of a large number of magnetic brushes come into contact while the surface of the photoreceptor passes through the holding nip. Therefore, it is possible to reliably retain the transfer residual toner attached to the surface of the photoreceptor. Further, since the number of times of contact between the magnetic brush and the untransferred toner increases, the triboelectric charge of the untransferred toner proceeds, and the reversely charged toner can be reliably reversed to be a normally charged toner. Inside the magnet roller 41b, N-pole magnets and S-pole magnets are alternately arranged. Further, the toner holding device 40 includes a casing 46 that houses magnetic particles (carriers) 47. The contact width (holding nip) between the magnetic brush and the photosensitive member is set to about 5 to 6 mm.

本実施形態では、感光体1の表面にブレードを当接させる構成を採用していない。したがって、ブレードが当接する構成に比べて、感光体1の駆動装置に加わる負荷トルクを大きく低減することができる。しかし、その一方で、感光体1の表面に残留する転写残トナーを保持する保持能力は劣る結果となる。そのため、経時使用することによって、感光体ドラム1の表面にはトナーから遊離した添加剤が、フィルム状になって強固に付着するフィルミング現象が発生するおそれがある。使用するトナーをいわゆる球形トナーとすることで、上述したような転写残トナーの量は比較的少なくなるが、それでも長期的に使用すればフィルミング現象が発生する可能性がある。しかし、本実施形態では、上述したように、磁気ブラシローラ41を感光体1の表面に対して逆方向に駆動する構成を採用している。そのため、磁気ブラシローラ41が感光体1の表面に対して連れ回る構成や、感光体ドラム1の表面に対して同方向に駆動する構成に比べて、感光体1の表面に付着したトナーの添加剤を掻き取る作用が強い。その結果、フィルミング現象の発生を防止することができる。   In this embodiment, a configuration in which a blade is brought into contact with the surface of the photoreceptor 1 is not employed. Therefore, the load torque applied to the driving device of the photosensitive member 1 can be greatly reduced as compared with the configuration in which the blade contacts. However, on the other hand, the holding ability to hold the transfer residual toner remaining on the surface of the photoreceptor 1 is inferior. For this reason, when used over time, a filming phenomenon may occur in which the additive released from the toner adheres to the surface of the photosensitive drum 1 in the form of a film. By using a so-called spherical toner as the toner to be used, the amount of residual toner as described above becomes relatively small. However, if it is used for a long period of time, a filming phenomenon may occur. However, in the present embodiment, as described above, a configuration in which the magnetic brush roller 41 is driven in the opposite direction with respect to the surface of the photoreceptor 1 is employed. Therefore, the addition of toner adhered to the surface of the photoconductor 1 is compared with the configuration in which the magnetic brush roller 41 is rotated with respect to the surface of the photoconductor 1 or the configuration in which the magnetic brush roller 41 is driven in the same direction with respect to the surface of the photoconductor drum 1. The action to scrape off the agent is strong. As a result, the occurrence of the filming phenomenon can be prevented.

この磁気ブラシローラ41には、第1電源43又は第2電源44のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。具体的には、これらの電源43,44とブラシローラ41との間に切替スイッチ45を設け、この切替スイッチ45の動作によってブラシローラ41に接続される電源を選択する。この切替スイッチ45の動作は、本プリンタの制御部によって制御されている。なお、本実施形態では、第1電源43は、ブラシローラ41の表面部分の電位が−50〜100[V]となるような保持バイアスを印加するものであり、第2電源44は、その電位が−300〜400[V]となるような放出バイアスを印加するものである。   A bias is applied to the magnetic brush roller 41 from either the first power supply 43 or the second power supply 44. Specifically, a changeover switch 45 is provided between the power supplies 43 and 44 and the brush roller 41, and the power supply connected to the brush roller 41 is selected by the operation of the changeover switch 45. The operation of the changeover switch 45 is controlled by the control unit of the printer. In the present embodiment, the first power source 43 applies a holding bias such that the potential of the surface portion of the brush roller 41 is −50 to 100 [V], and the second power source 44 has the potential. An emission bias is applied such that becomes −300 to 400 [V].

保持装置40のキャリア47は、公知の製法で製造されたマイナストナー用のキャリアで、フェライトやマグネタイトをシリコーン樹脂でコートしてトナーへの帯電性とキャリアの耐久性を向上させたものである。保持装置40のキャリア47は、平均粒径20〜50μmの小さいキャリア47aと、平均粒径70〜100μmの大きいキャリア47bとで構成されている。   The carrier 47 of the holding device 40 is a carrier for minus toner manufactured by a known manufacturing method, and ferrite or magnetite is coated with a silicone resin to improve toner charging property and carrier durability. The carrier 47 of the holding device 40 includes a small carrier 47a having an average particle diameter of 20 to 50 μm and a large carrier 47b having an average particle diameter of 70 to 100 μm.

ケーシング46内に収容されたキャリア47は、回転スリーブ41aに担持され感光体1へ搬送される。このとき、マグネットローラ41bの磁界によってキャリア47が穂立ちして磁気ブラシが形成される。この磁気ブラシは、平均粒径70〜100μmの大きいキャリア47bの周りに平均粒径20〜50μmの小さいキャリア47aが付着している。この粒径の小さなキャリア47aが感光体表面と隙間なく摺接して感光体に付着した転写残トナーを確実に保持することができる。しかも、粒径の大きなキャリア47bの磁力により粒径の小さなキャリア47aが確実に保持されるので、粒径の小さなキャリア47aが飛散して感光体表面に付着することがない。その結果、転写残りトナーや飛散したキャリアによって未露光部が形成され、ベタ部に白ポチなどの画像の劣化を抑制することができる。   The carrier 47 accommodated in the casing 46 is carried on the rotating sleeve 41 a and conveyed to the photoreceptor 1. At this time, the carrier 47 is raised by the magnetic field of the magnet roller 41b to form a magnetic brush. In this magnetic brush, a small carrier 47a having an average particle diameter of 20 to 50 μm is attached around a large carrier 47b having an average particle diameter of 70 to 100 μm. The carrier 47a having a small particle size can be slidably contacted with the surface of the photoconductor without any gap, and the transfer residual toner attached to the photoconductor can be reliably held. In addition, since the carrier 47a having a small particle diameter is reliably held by the magnetic force of the carrier 47b having a large particle diameter, the carrier 47a having a small particle diameter is not scattered and attached to the surface of the photoreceptor. As a result, an unexposed portion is formed by the transfer residual toner and the scattered carrier, and deterioration of the image such as white spots on the solid portion can be suppressed.

また、このとき磁気ブラシには、第1の電源部43から保持バイアスが印加される。保持バイアスは、転写後の感光体表面電位(−50〜−100V)とほぼ同じ電圧を印加する。これにより、感光体1と磁気ブラシローラ41との間には電位差が生じない。よって、転写残トナーには、感光体と磁気ブラシローラ41との電位差によって生じる静電吸着力が働かない。その結果、転写残りトナーの極性に関係なく磁気ブラシの摩擦力で転写残トナーを確実に保持することができる。   At this time, a holding bias is applied to the magnetic brush from the first power supply unit 43. As the holding bias, a voltage substantially the same as the photoreceptor surface potential (−50 to −100 V) after transfer is applied. As a result, no potential difference occurs between the photoreceptor 1 and the magnetic brush roller 41. Therefore, the electrostatic attraction force generated by the potential difference between the photosensitive member and the magnetic brush roller 41 does not act on the untransferred toner. As a result, the untransferred toner can be reliably held by the frictional force of the magnetic brush regardless of the polarity of the untransferred toner.

さらに、トナーを磁性トナーとすることで、磁気ブラシの磁気により転写残トナーを確実に磁気ブラシに保持することができる。特に、黒トナーは、カラートナーに比べ光の透過性が悪い。このため、黒トナーが感光体表面に付着した状態で潜像画像を形成した場合と、カラートナーが感光体表面に付着した状態で潜像画像を形成した場合とでは、黒トナーがカラートナーに比べて光を透過しにくい分、カラートナーに比べて感光体表面が除電されにくい。その結果、カラートナーの付着によって形成されるベタ部の白ポチより、黒トナーの付着によって形成されるベタ部の白ポチの方が大きく目立ってしまう。よって、少なくとも黒トナーのみを磁性トナーとするだけで、ベタ部の白ポチが目立たなくなり、画像の劣化を抑制することができる。   Further, by using magnetic toner as the toner, the transfer residual toner can be reliably held on the magnetic brush by the magnetism of the magnetic brush. In particular, black toner has poor light transmission compared to color toner. For this reason, black toner is used as the color toner when the latent image is formed with the black toner attached to the surface of the photoconductor and when the latent image is formed with the color toner attached to the surface of the photoconductor. Compared with color toner, the surface of the photoreceptor is less likely to be neutralized because it is less likely to transmit light. As a result, the solid white spots formed by the black toner are more noticeable than the solid white spots formed by the color toner. Therefore, by using only the black toner as the magnetic toner, the white spots on the solid portion become inconspicuous and image deterioration can be suppressed.

上記磁性トナーは、トナーに酸化鉄、マグネタイト、フェライトなどの公知の磁性微粉体を添加することで得ることができる。磁性微粉体の添加量は、5〜60重量部、より好ましくは15〜45重量部添加するのが好ましい。   The magnetic toner can be obtained by adding a known magnetic fine powder such as iron oxide, magnetite or ferrite to the toner. The amount of magnetic fine powder added is preferably 5 to 60 parts by weight, more preferably 15 to 45 parts by weight.

また、磁気ブラシに保持された転写残りトナーの帯電量を調べたところ、平均で−10〜−15[μC/g]であり、転写後の転写残トナーの帯電量(−2[μC/g])に比べ負の帯電量が増していた。また、磁気ブラシに保持された転写残りトナーは、正規帯電トナーTとなっていた。これは、感光体表面から転写残トナーを磁気ブラシに保持する際、磁気ブラシによって転写残トナーが摩擦帯電させられるためである。よって、転写残トナーのうち正極性に帯電した逆帯電トナーTは、磁気ブラシとの摩擦により負極性の正規帯電トナーTに転極させられる。同様に転写残りトナーのうち負極性の正規帯電トナーTも磁気ブラシとの摩擦により負極性の帯電量が増加する。この結果、転写後の転写残トナーの帯電量に比べ、磁気ブラシに保持されている転写残トナーの負の帯電量が増加する。 Further, when the charge amount of the transfer residual toner held by the magnetic brush was examined, it was -10 to -15 [μC / g] on average, and the charge amount of the transfer residual toner after transfer (−2 [μC / g] ], The negative charge amount increased. The transfer residual toner held in the magnetic brush has been a normally charged toner T 0. This is because the transfer residual toner is frictionally charged by the magnetic brush when the transfer residual toner is held on the magnetic brush from the surface of the photoreceptor. Therefore, the reverse charged toner T 1 which is positively charged within the transfer residual toner is caused to polarity reversal to a negative polarity normally charged toner T 0 of the friction with the magnetic brush. Similarly, the negatively charged toner T 0 of the transfer residual toner also increases the negative charge amount due to friction with the magnetic brush. As a result, the negative charge amount of the transfer residual toner held on the magnetic brush is increased as compared with the charge amount of the transfer residual toner after the transfer.

このように、磁気ブラシに保持された転写残トナーは、所定のタイミングで感光体表面に戻される。具体的には、切替スイッチ45を第1の電源部43から第2の電源部44に所定のタイミングで切り替えて、磁気ブラシローラ41に−350Vの放出バイアスを印加する。すると、感光体1(約−50V)と磁気ブラシローラ41(−350V)との間に電位差が生まれる。その結果、摩擦帯電によって負極性に正規帯電した転写残トナーは、磁気ブラシより電位の高い感光体へ静電吸着する。これによって、磁気ブラシに保持された転写残トナーが再び感光体表面に戻される。   In this way, the untransferred toner held on the magnetic brush is returned to the surface of the photoreceptor at a predetermined timing. Specifically, the changeover switch 45 is switched from the first power supply unit 43 to the second power supply unit 44 at a predetermined timing, and a discharge bias of −350 V is applied to the magnetic brush roller 41. As a result, a potential difference is generated between the photosensitive member 1 (about −50 V) and the magnetic brush roller 41 (−350 V). As a result, the transfer residual toner that is normally charged to the negative polarity by frictional charging is electrostatically adsorbed to the photoconductor having a higher potential than the magnetic brush. As a result, the untransferred toner held by the magnetic brush is returned to the surface of the photoreceptor again.

上記切替スイッチ45の切り替えは、磁気ブラシから感光体1に戻された転写残トナーが潜像形成領域を通過するときに、潜像画像が形成されないようなタイミングで行う。例えば、一の画像形成工程において形成した感光体上の画像部の後端が保持ニップに到達したときに、切替スイッチ45を第1の電源部43から第2の電源部44に切り替えて磁気ブラシに放出バイアスを印加する。そして、次の画像形成工程で帯電装置3により一様帯電が開始される感光体1の表面部分が保持ニップに到達したときに、切替スイッチ45を第2の電源部44から第1の電源部33に切り替える。すると、磁気ブラシに印加される電圧が放出バイアスから保持バイアスに切り替わり、磁気ブラシに保持されている転写残トナーが感光体に放出されなくなる。このようなタイミングで切替スイッチ45を切り替えることで、露光装置4によって感光体表面に潜像が形成されているときは、感光体表面には転写残トナーが存在しなくなる。その結果、転写残りトナーによって未露光部が形成され、ベタ部に白ポチなどの画像の劣化を抑制することができる。
また、装置の立ち上げ時、画像形成動作終了時やある一定回数画像形成動作を行った後にクリーニングモードを設け、このクリーニングモード時に切替スイッチ45を第2電源部44に切り替えてもよい。このクリーニングモード時では、画像が形成されていないので、磁気ブラシから放出された転写残トナーが未露光部を形成することはない。
The changeover switch 45 is switched at a timing such that a latent image is not formed when the transfer residual toner returned from the magnetic brush to the photosensitive member 1 passes through the latent image formation region. For example, when the rear end of the image portion on the photosensitive member formed in one image forming process reaches the holding nip, the changeover switch 45 is switched from the first power supply portion 43 to the second power supply portion 44 to thereby change the magnetic brush. An emission bias is applied to. Then, when the surface portion of the photosensitive member 1 that is started to be uniformly charged by the charging device 3 in the next image forming process reaches the holding nip, the changeover switch 45 is changed from the second power supply unit 44 to the first power supply unit. Switch to 33. Then, the voltage applied to the magnetic brush is switched from the discharge bias to the holding bias, and the transfer residual toner held on the magnetic brush is not released to the photoconductor. By switching the changeover switch 45 at such timing, when the latent image is formed on the surface of the photoconductor by the exposure device 4, no transfer residual toner exists on the surface of the photoconductor. As a result, an unexposed portion is formed by the transfer residual toner, and deterioration of an image such as a white spot on the solid portion can be suppressed.
In addition, a cleaning mode may be provided at the time of starting the apparatus, at the end of the image forming operation, or after a certain number of image forming operations, and the changeover switch 45 may be switched to the second power supply unit 44 in this cleaning mode. In this cleaning mode, since no image is formed, the untransferred toner released from the magnetic brush does not form an unexposed portion.

磁気ブラシローラ41から感光体表面に戻された転写残トナーは、帯電ローラ3aとの接触領域を通過する。このときの転写残トナーは、帯電バイアスと同極性の正規帯電トナーとなっているので、帯電ローラ3aに付着することなく通過する。帯電ローラ3aとの接触領域を通過した転写残トナーは、潜像画像形成領域を通過する。このとき露光装置4は作動しておらず、感光体表面に潜像を形成していない。そしてこの転写残りトナーは、現像領域に移動する。現像ローラ41には、作像時に必要な現像バイアスとは逆極性のバイアスすなわち+200Vのバイアスが印加されている。これにより、負極性に帯電された転写残トナーは、現像領域において現像ローラに向かって静電力が働く。この結果、転写残トナーが現像ローラ上のキャリアに静電吸着して現像装置4に回収される。現像ローラによって現像装置4の内部に回収された転写残トナーは内部で攪拌搬送された後、再度現像に寄与することになる。   The untransferred toner returned from the magnetic brush roller 41 to the surface of the photoreceptor passes through a contact area with the charging roller 3a. Since the transfer residual toner at this time is a regular charged toner having the same polarity as the charging bias, it passes without adhering to the charging roller 3a. The untransferred toner that has passed through the contact area with the charging roller 3a passes through the latent image forming area. At this time, the exposure device 4 is not operating, and no latent image is formed on the surface of the photoreceptor. The untransferred toner moves to the development area. The developing roller 41 is applied with a bias having a polarity opposite to the developing bias necessary for image formation, that is, a bias of + 200V. As a result, the transfer residual toner charged negatively has an electrostatic force acting toward the developing roller in the developing region. As a result, the transfer residual toner is electrostatically attracted to the carrier on the developing roller and collected by the developing device 4. The transfer residual toner collected in the developing device 4 by the developing roller is agitated and transported inside and then contributes again to the development.

本実施形態では、各感光体1Y,1C,1M,1K、その周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置4、中間転写ベルト10、ベルトクリーニング装置15等を、一体化したプロセスカートリッジ30として構成しているが、これに限定されない。図2に示すような、感光体とその周囲に配置された現像装置等の部品、露光装置4、保持装置40とを一体化したプロセスカートリッジとして、各色毎に設けても良い。   In the present embodiment, the process cartridge 30 in which the photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1K, parts such as a developing device disposed around the photosensitive members 1Y, 1C, 1M, and 1K, the exposure device 4, the intermediate transfer belt 10, and the belt cleaning device 15 are integrated. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 2, a process cartridge in which a photosensitive member and parts such as a developing device arranged around the photosensitive member, an exposure device 4 and a holding device 40 are integrated may be provided for each color.

次に、保持装置40のキャリア47の小さいキャリア47aと、大きいキャリア47bとの重量比をそれぞれ異ならせて、そのときの画像の劣化度合いを調べた。画像の劣化度合いの判定は、A4サイズの黒ベタ画像を5枚印刷し、その時の白ポチの数を目視で確認した。5枚の白ポチ数の平均が10個以上のものを×とし、10以下のものを○とした。また、小さいキャリア47aの平均粒径は30μmとし、大きいキャリア47bの平均粒径は80μmとした。また、これらキャリアは、公知の製法で製造されたマイナストナー用のキャリアで、フェライトやマグネタイトをシリコーン樹脂でコートしてトナーへの帯電性とキャリアの耐久性を向上させたものである。また、上記キャリア47中の最小粒径は25μmであり、最大粒径は100μmであった。その結果を以下に示す。

Figure 0004615227
Next, the weight ratio between the small carrier 47a and the large carrier 47b of the carrier 47 of the holding device 40 was varied, and the degree of image degradation at that time was examined. The degree of image degradation was determined by printing five A4 size black solid images and visually confirming the number of white spots at that time. The average of 5 white spots was 10 or more and x was 10 or less. The average particle size of the small carrier 47a was 30 μm, and the average particle size of the large carrier 47b was 80 μm. Further, these carriers are carriers for minus toners manufactured by a known manufacturing method, and ferrite or magnetite is coated with a silicone resin to improve toner charging properties and carrier durability. The minimum particle size in the carrier 47 was 25 μm, and the maximum particle size was 100 μm. The results are shown below.
Figure 0004615227

表1からわかるように、80μmの大きいキャリア47bのみからならなるNo.1のキャリアは、平均白ポチ数が28.5個であり、劣化した画像が得られた。また、これらの画像には白スジ部が確認された。これはキャリアの粒径が大きいため、回転スリーブ上の磁気ブラシ間の間隔が疎となってしまい、感光体表面と密に接触することができない。その結果、感光体表面が保持ニップを通過するまでに磁気ブラシと接触する回数が少なく、十分転写残トナーを回収することができない。これにより、転写残トナーが感光体表面に多く付着したまま潜像形成領域を通過してしまい、その結果、黒ベタ画像に白ポチ部が多く確認されたと思われる。また、磁気ブラシにより転写残トナーが全く回収されない部分が感光体表面に存在し、感光体表面に転写残トナーがスジ状に残ってしまう。この部分が潜像形成領域を通過して白スジ画像を形成したと考えられる。   As can be seen from Table 1, No. 1 comprising only a large carrier 47b of 80 μm. One carrier had an average number of white spots of 28.5, and a deteriorated image was obtained. Also, white streaks were confirmed in these images. This is because the carrier particle size is large, and the spacing between the magnetic brushes on the rotating sleeve becomes sparse, and the carrier surface cannot be intimately contacted. As a result, the number of times of contact with the magnetic brush before the surface of the photosensitive member passes through the holding nip is small, and the transfer residual toner cannot be sufficiently collected. As a result, a large amount of untransferred toner passes through the latent image forming area while adhering to the surface of the photoreceptor, and as a result, it seems that many white spots are confirmed in the black solid image. Further, there is a portion on the surface of the photoconductor where no transfer residual toner is collected by the magnetic brush, and the transfer residual toner remains in a streak shape on the surface of the photoconductor. This portion is considered to have passed through the latent image forming area and formed a white streak image.

また、粒径の小さいキャリア47aの重量比が80wt%以上となると、白ポチ数が20以上となっており、画像が著しく劣化している。これは、粒径の小さいキャリアの比率が多くなりってしまった結果、粒径の小さなキャリアのみで磁気ブラシを形成することが多くなる。粒径の小さなキャリアのみで形成された磁気ブラシの先端は、マグネットローラ41への磁気的な引力が小さくなっている。このため、磁気ブラシの先端が感光体表面との摺接や、感光体表面の転写残トナーと静電的に付着して脱落して感光体表面に付着する。その結果、感光体表面に付着したキャリアに未露光部が形成され、平均白ポチ個数が増してしまったと考えられる。   Further, when the weight ratio of the carrier 47a having a small particle diameter is 80 wt% or more, the number of white spots is 20 or more, and the image is remarkably deteriorated. As a result, the ratio of carriers having a small particle size has increased, and as a result, a magnetic brush is often formed only from carriers having a small particle size. At the tip of the magnetic brush formed by only the carrier having a small particle diameter, the magnetic attractive force to the magnet roller 41 is small. For this reason, the tip of the magnetic brush adheres to the surface of the photoreceptor by sliding contact with the surface of the photoreceptor or electrostatically adhering to the transfer residual toner on the surface of the photoreceptor. As a result, it is considered that an unexposed portion was formed on the carrier attached to the surface of the photoreceptor, and the average number of white spots increased.

一方、粒径の大きいキャリアの重量比が40〜80Wt%の場合では、平均白ポチ数が10以下であり、良好な画像を得ることができた。このような重量比で構成されたものは大きいキャリアの周りに小さいキャリアが付着した磁気ブラシとなっている。この粒径の小さなキャリアが感光体表面と隙間なく摺接して、確実に転写残トナーを保持することができる。また、磁気ブラシと感光体表面との接触回数も増えるので感光体に付着した転写残トナーを確実に保持することができる。しかも、粒径の大きなキャリアの磁力により粒径の小さなキャリアが確実に保持されているので、粒径の小さなキャリアが飛散して感光体表面に付着することがない。その結果、付着したキャリアによって未露光部が形成されることもなく、平均白ポチ個数の少ない良好な画像を得ることができたと考えられる。   On the other hand, when the weight ratio of the carrier having a large particle diameter is 40 to 80 Wt%, the average number of white spots is 10 or less, and a good image can be obtained. What is constituted by such a weight ratio is a magnetic brush in which a small carrier is attached around a large carrier. The carrier having a small particle diameter is in sliding contact with the surface of the photoconductor without any gap, so that the transfer residual toner can be reliably held. Further, since the number of times of contact between the magnetic brush and the surface of the photoconductor increases, the transfer residual toner attached to the photoconductor can be reliably held. In addition, since the carrier having a small particle size is securely held by the magnetic force of the carrier having a large particle size, the carrier having a small particle size is not scattered and attached to the surface of the photoreceptor. As a result, it is considered that an unexposed portion was not formed by the attached carrier, and a good image with a small average number of white spots could be obtained.

次に、上記実験で用いたキャリアを用いて、磁性黒トナーと非磁性黒トナーとで平均白ポチ数に違いがでるか調べた。平均白ポチ数は、上記同様、A4サイズの黒ベタ画像を5枚印刷し、その時の白ポチの数を目視で確認した。磁性トナーは、トナーに酸化鉄、マグネタイト、フェライトなどの公知の磁性微粉体を添加することで得ることができる。今回用いた磁性トナーは、磁性微粉体を15〜45重量部添加したものを用いた。その結果を表2に示す。

Figure 0004615227
Next, using the carrier used in the above experiment, it was examined whether there was a difference in the average number of white spots between the magnetic black toner and the nonmagnetic black toner. As for the average number of white spots, five A4 size black solid images were printed and the number of white spots at that time was confirmed visually. The magnetic toner can be obtained by adding a known magnetic fine powder such as iron oxide, magnetite, or ferrite to the toner. The magnetic toner used this time was added with 15 to 45 parts by weight of magnetic fine powder. The results are shown in Table 2.
Figure 0004615227

表2からわかるように、磁性トナーを用いた方が非磁性トナーより平均白ポチ数が減少して、さらに良好な画像を得ることができることがわかる。これは、磁性トナーを用いることで、磁気ブラシの磁気により転写残トナーを確実に磁気ブラシに保持することができたためと考えられる。   As can be seen from Table 2, the use of magnetic toner reduces the average number of white spots compared to non-magnetic toner, and it can be seen that a better image can be obtained. This is presumably because the transfer residual toner can be reliably held on the magnetic brush by the magnetic force of the magnetic brush by using the magnetic toner.

以上、本実施形態によれば、一次転写ニップで中間転写ベルト10に静電転写されずに感光体1表面に残留した転写残トナーは、極性に関係なくトナー保持装置40の磁気ブラシで一時保持される。転写残トナーが潜像形成領域を通過する際に、露光装置4によって感光体表面に書き込みが行われていないようなタイミングで再び転写残トナーを保持装置40から感光体表面にもどす。そして、非潜像画像形成中に転写残トナーが潜像領域を通過して現像装置で回収されることとなる。これにより、露光装置4によって潜像画像形成中は潜像形成領域を通過する感光体表面には転写残トナーが付着することが抑制される。よって、転写残トナーによる未露光部が形成されることなく転写残トナーを現像装置によって回収することができる。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができる。
また、上記磁気ブラシは、平均粒径70〜100μmの大きいキャリアの周りに平均粒径20〜50μmの小さいキャリアが付着している。この粒径の小さなキャリアが感光体表面と隙間なく摺接して感光体に付着した転写残トナーを確実に保持することができる。また、感光体表面が磁気ブラシと接触する回数が多いので、転写残トナーの摩擦帯電が進行し、磁気ブラシとの摩擦により転写残トナーの負帯電量を増加させたり、逆帯電トナーを正規帯電トナーに転極させたりすることができる。その結果、上記タイミングで感光体表面に戻された転写残トナーは、帯電バイアスと同極性の正規帯電トナーであるので、帯電ローラ3aに静電吸着することなく通過することができる。また、粒径の大きなキャリアの磁力により粒径の小さなキャリアが確実に保持されるので、磁気ブラシ先端の粒径の小さいキャリアが感光体上の転写残トナーの静電力や感光体との摺接によって脱落し、感光体表面に付着することがない。よって、脱落したキャリアによって未露光部が形成されることがないので、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができる。
また、大きい粒径のキャリアを40Wt%以下とすると、20〜50μmの小さい粒径のキャリアの割合が多くなり、磁気ブラシが小さい粒径のキャリアのみで形成される割合が高くなる。この小さい粒径のキャリアのみで形成された磁気ブラシの先端のキャリアは、磁気的な結合力が弱くなっているため、磁気ブラシ先端の粒径の小さいキャリアが転写残トナーの静電力や感光体との摺接によって脱落し感光体表面に付着してしまう。その結果、脱落したキャリアによって未露光部が形成されベタ画像部分に白ポチが発生してしまう。一方、平均粒径70〜100μmの大きい粒径のキャリアが80Wt%以上となると、大きい粒径のキャリアの周りに付着する小さい粒径のキャリアの量が減少する。すると、磁気ブラシが感光体表面と隙間なく摺接することができなくなり、感光体に付着した転写残トナーを磁気ブラシで確実に保持することができなくなる。その結果、転写残トナーによる未露光部が形成され、ベタ画像部分に白ポチが発生してしまう。よって、磁気ブラシを形成するキャリアのうち、平均粒径70〜100μmの大きい粒径のキャリアを40Wt%〜80Wt%とすることで、転写残トナーを確実に保持することができ、小さいキャリアが転写残トナーの静電力や感光体との摺接によって脱落し、感光体表面に付着することがない。その結果、転写残トナーや脱落したキャリアなどによって未露光部が形成されることが抑制され、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができる。
また、磁性トナーとすることで、磁気ブラシの磁気により転写残トナーを確実に磁気ブラシに保持することができる。よって、転写残トナーによる未露光部が形成されることが一段と抑制される。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生することが一段と抑制され、より良好な画像を得ることができる。
また、本実施形態では、露光装置4が動作中は、第1電源43から転写後の感光体の表面電位とほぼ同じ電位の保持バイアスが印加される。これにより、磁気ブラシと感光体表面との間に電位差が発生しなくなる。このため、負帯電している正規帯電トナーや、正帯電している逆帯電トナーが感光体表面に静電吸着することが抑制される。その結果、磁気ブラシの摩擦力で確実に転写残トナーを保持することができる。よって、露光装置4によって潜像画像形成中に潜像形成領域を通過する感光体表面に転写残トナーが付着することが抑制される。そして、露光装置4が非動作中すなわち非画像形成中に、選択手段としての切替スイッチ45を第1電源43から第2電源44に切り替える。これにより、転写後の感光体表面と同極性のマイナス極性でかつ、転写後の感光体表面電位の絶対値(50V)よりも大きい電位(350V)を持つ放出バイアスが磁気ブラシに印加される。すると、感光体表面と磁気ブラシとの間に電位差が生じる。磁気ブラシに保持されている転写残りトナーは、磁気ブラシとの摩擦帯電により、一様に正規帯電トナーとなっている。このため、磁気ブラシに保持されている転写残トナーは、磁気ブラシから放出されて電位の高い感光体表面に静電吸着する。これにより、磁気ブラシの転写残トナーを再び感光体表面に戻すことができる。このように非画像形成中に保持装置40に保持された転写残トナーを感光体表面に戻すので、露光装置4が非作動中に転写残トナーが潜像形成領域を通過することができる。
また、本実施形態においては、画像動作中は保持装置40で転写残トナーを保持して潜像形成領域に転写残トナーを通過させないようにしている。そして、非画像形成中に潜像形成領域を通過して現像装置で転写残トナーが回収されるようにしている。これにより、転写残トナーによって未露光部が形成されることなく現像装置に転写残トナーを回収することができる。その結果、ベタ画像部分に白ポチが発生することが抑制され、良好な画像を得ることができる。
また、本実施形態においては、回転スリーブ41aは、感光体1と同じ回転方向で回転している。これにより、回転スリーブ41aと感光体1とが対向する位置では、回転スリーブ41aの表面は感光体表面の移動方向に対して逆方向に移動することとなる。この結果、感光体の表面が保持ニップを通過する間に多数の磁気ブラシの先端が接触することとなる。よって、感光体表面に付着した転写残トナーを確実に保持することができる。また、磁気ブラシと転写残トナーとの接触回数が増えるので、転写残トナーの摩擦帯電が進行して、逆帯電トナーが確実に転極して正規帯電トナーとすることができる。
また、磁気ブラシローラ41が感光体1の表面に対して連れ回る構成や、感光体ドラム1の表面に対して同方向に駆動する構成に比べて、感光体1の表面に付着したトナーの添加剤を掻き取る作用が強い。その結果、フィルミング現象の発生を防止することができる。
またプロセスカートリッジ化することにより、プロセスカートリッジ30内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジ30を交換すればよく、利便性が向上する。
As described above, according to this embodiment, the transfer residual toner remaining on the surface of the photoreceptor 1 without being electrostatically transferred to the intermediate transfer belt 10 at the primary transfer nip is temporarily held by the magnetic brush of the toner holding device 40 regardless of the polarity. Is done. When the transfer residual toner passes through the latent image forming region, the transfer residual toner is returned from the holding device 40 to the surface of the photoconductor again at a timing at which writing is not performed on the surface of the photoconductor by the exposure device 4. Then, during the formation of the non-latent image, the transfer residual toner passes through the latent image area and is collected by the developing device. As a result, during the formation of the latent image by the exposure device 4, the transfer residual toner is suppressed from adhering to the surface of the photoreceptor passing through the latent image formation region. Therefore, the transfer residual toner can be collected by the developing device without forming an unexposed portion due to the transfer residual toner. As a result, the occurrence of white spots in the solid image portion is suppressed, and a good image can be obtained.
In the magnetic brush, a small carrier having an average particle size of 20 to 50 μm is attached around a large carrier having an average particle size of 70 to 100 μm. The carrier having a small particle diameter can be slidably contacted with the surface of the photoconductor without any gap, and the transfer residual toner attached to the photoconductor can be reliably held. In addition, since the surface of the photoconductor is in contact with the magnetic brush many times, the frictional charge of the transfer residual toner proceeds, and the negative charge amount of the transfer residual toner is increased by friction with the magnetic brush, or the reversely charged toner is normally charged. The toner can be reversed. As a result, the untransferred toner returned to the surface of the photosensitive member at the above timing is a normally charged toner having the same polarity as the charging bias, and therefore can pass through without being electrostatically attracted to the charging roller 3a. In addition, since the carrier having a small particle size is securely held by the magnetic force of the carrier having a large particle size, the carrier having a small particle size at the tip of the magnetic brush is in contact with the electrostatic force of the transfer residual toner on the photoconductor or the sliding contact with the photoconductor And will not adhere to the surface of the photoreceptor. Therefore, since the unexposed portion is not formed by the dropped carrier, the occurrence of white spots in the solid image portion is suppressed, and a good image can be obtained.
If the carrier having a large particle size is 40 Wt% or less, the proportion of the carrier having a small particle size of 20 to 50 μm increases, and the proportion of the magnetic brush formed only by the carrier having a small particle size increases. The carrier at the tip of the magnetic brush formed only with the carrier having the small particle diameter has a weak magnetic coupling force. Will fall off and adhere to the surface of the photoreceptor. As a result, the unexposed portion is formed by the dropped carrier, and white spots occur in the solid image portion. On the other hand, when the carrier having a large particle size with an average particle size of 70 to 100 μm is 80 Wt% or more, the amount of the carrier having a small particle size attached around the carrier having a large particle size is reduced. Then, the magnetic brush cannot be brought into sliding contact with the surface of the photoconductor without any gap, and the transfer residual toner attached to the photoconductor cannot be reliably held by the magnetic brush. As a result, an unexposed portion is formed by the transfer residual toner, and white spots occur in the solid image portion. Therefore, among the carriers forming the magnetic brush, by setting the carrier having a large average particle size of 70 to 100 μm to 40 Wt% to 80 Wt%, the transfer residual toner can be reliably held, and the small carrier is transferred. The remaining toner does not fall off due to the electrostatic force of the remaining toner or the sliding contact with the photoreceptor, and does not adhere to the surface of the photoreceptor. As a result, it is possible to suppress the formation of an unexposed portion due to the transfer residual toner, the dropped carrier, and the like, and it is possible to suppress the occurrence of white spots in the solid image portion, thereby obtaining a good image.
Further, by using the magnetic toner, the transfer residual toner can be reliably held on the magnetic brush by the magnetism of the magnetic brush. Therefore, the formation of an unexposed portion due to the transfer residual toner is further suppressed. As a result, the occurrence of white spots in the solid image portion is further suppressed, and a better image can be obtained.
In the present embodiment, while the exposure apparatus 4 is in operation, a holding bias having substantially the same potential as the surface potential of the photoreceptor after transfer is applied from the first power source 43. As a result, no potential difference occurs between the magnetic brush and the surface of the photoreceptor. For this reason, the negatively charged regular charged toner and the positively charged reversely charged toner are prevented from being electrostatically adsorbed on the surface of the photoreceptor. As a result, the transfer residual toner can be reliably held by the frictional force of the magnetic brush. Therefore, the exposure device 4 suppresses the transfer residual toner from adhering to the surface of the photoreceptor passing through the latent image forming area during the latent image formation. Then, while the exposure apparatus 4 is not operating, that is, during non-image formation, the selector switch 45 as the selection unit is switched from the first power source 43 to the second power source 44. As a result, a discharge bias having a negative polarity having the same polarity as the surface of the photoreceptor after transfer and a potential (350 V) larger than the absolute value (50 V) of the surface potential of the photoreceptor after transfer is applied to the magnetic brush. Then, a potential difference is generated between the surface of the photoreceptor and the magnetic brush. The untransferred toner held on the magnetic brush is uniformly charged normally due to frictional charging with the magnetic brush. For this reason, the untransferred toner held on the magnetic brush is discharged from the magnetic brush and electrostatically attracted to the surface of the photosensitive member having a high potential. Thereby, the transfer residual toner of the magnetic brush can be returned to the surface of the photoreceptor again. In this way, the transfer residual toner held by the holding device 40 during non-image formation is returned to the surface of the photoreceptor, so that the transfer residual toner can pass through the latent image forming area while the exposure device 4 is not operating.
In this embodiment, during the image operation, the transfer residual toner is held by the holding device 40 so that the transfer residual toner does not pass through the latent image forming area. Then, during the non-image formation, the transfer residual toner is collected by the developing device through the latent image forming area. Thereby, the transfer residual toner can be collected in the developing device without forming an unexposed portion by the transfer residual toner. As a result, the occurrence of white spots in the solid image portion is suppressed, and a good image can be obtained.
In the present embodiment, the rotating sleeve 41 a rotates in the same rotation direction as that of the photoreceptor 1. As a result, at the position where the rotating sleeve 41a and the photosensitive member 1 face each other, the surface of the rotating sleeve 41a moves in the opposite direction to the moving direction of the photosensitive member surface. As a result, the tips of a large number of magnetic brushes come into contact while the surface of the photoreceptor passes through the holding nip. Therefore, it is possible to reliably retain the transfer residual toner attached to the surface of the photoreceptor. Further, since the number of times of contact between the magnetic brush and the untransferred toner increases, the triboelectric charge of the untransferred toner proceeds, and the reversely charged toner can be reliably reversed to be a normally charged toner.
Further, compared to a configuration in which the magnetic brush roller 41 is rotated with respect to the surface of the photoconductor 1 or a configuration in which the magnetic brush roller 41 is driven in the same direction with respect to the surface of the photoconductor drum 1, the addition of toner attached to the surface of the photoconductor 1 is added. The action to scrape off the agent is strong. As a result, the occurrence of the filming phenomenon can be prevented.
Further, when the process cartridge is used, when the life of the components accommodated in the process cartridge 30 reaches the end of its life or when maintenance is required, the process cartridge 30 may be replaced, and the convenience is improved.

実施形態に係るプリンタ概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a printer according to an embodiment. 感光体の周りの構成を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration around a photoconductor. (a)は、同感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前における帯電電位分布を示すグラフ。(b)は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーの帯電電位分布を示すグラフ。FIG. 6A is a graph showing a charge potential distribution immediately before transfer of toner carried on the photosensitive drum. (B) is a graph showing the charge potential distribution of the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum after transfer. トナー保持装置を示す概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a toner holding device.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,1C,1M,1K 各感光体ドラム
3a 帯電ローラ
3,203 帯電装置
4 露光装置
5 現像装置
10 中間転写ベルト
14Y,14C,14M,14K 1次転写ローラ
15 ベルトクリーニング装置
16 2次転写ローラ
30 プロセスカートリッジ
31Y,31C,31M,31K トナーボトル
40 トナー保持装置
41 磁気ブラシローラ
41a 回転スリーブ
41b マグネットローラ
42 ブレード
43 第1電源
44 第2電源
45 切替スイッチ
46 ケーシング
47 キャリア
1Y, 1C, 1M, 1K Each photosensitive drum 3a Charging roller 3,203 Charging device 4 Exposure device 5 Developing device 10 Intermediate transfer belt 14Y, 14C, 14M, 14K Primary transfer roller 15 Belt cleaning device 16 Secondary transfer roller 30 Process cartridge 31Y, 31C, 31M, 31K Toner bottle 40 Toner holding device 41 Magnetic brush roller 41a Rotating sleeve 41b Magnet roller 42 Blade 43 First power supply 44 Second power supply 45 Changeover switch 46 Casing 47 Carrier

Claims (5)

潜像担持体表面を帯電手段によって一様帯電し、該一様帯電された潜像担持体表面に潜像形成手段によって潜像が形成され、該潜像は現像手段によってトナー像化され、該トナー像は転写手段によって表面移動部材に転写され、該転写手段によって転写された後に潜像担持体表面に残留した転写残トナーを現像手段にて回収するクリーニングシステムにおいて、
上記転写残トナーが上記転写手段から上記帯電手段に到達する間に磁界発生手段を内蔵し異なる粒径分布をもつ2種類以上の磁性粒子を磁気ブラシとして表面に担持する回転部材を配置し、該磁気ブラシを上記潜像担持体表面に摺接させて、上記転写残トナーを該磁気ブラシで一時保持する一時保持手段と、該一時保持手段に保持された転写残トナーを所定のタイミングで再び潜像担持体表面に戻すための制御手段とを備え、
上記磁性粒子は、平均粒径70μm以上100μm以下の磁性粒子と、平均粒径20μm以上50μm以下の磁性粒子とからなり、その内、上記平均粒径70μm以上100μm以下の磁性粒子が40重量%以上80重量%以下であり、
上記制御手段は、上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位と同程度の保持バイアスまたは上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位と同極性でかつ、上記転写手段通過後の上記潜像担持体表面の電位の絶対値よりも大きい絶対値の放出バイアスを選択的に上記磁気ブラシに印加する印加バイアス選択手段を備えたことを特徴とするクリーニングシステム。
The surface of the latent image carrier is uniformly charged by a charging unit, a latent image is formed on the surface of the uniformly charged latent image carrier by a latent image forming unit, and the latent image is converted into a toner image by a developing unit. In the cleaning system in which the toner image is transferred to the surface moving member by the transfer unit, and the transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after being transferred by the transfer unit is collected by the developing unit.
While the transfer residual toner reaches the charging unit from the transfer unit, a rotating member that has a magnetic field generating unit and supports two or more kinds of magnetic particles having different particle size distributions on the surface as a magnetic brush is disposed. A magnetic brush is brought into sliding contact with the surface of the latent image carrier to temporarily hold the transfer residual toner with the magnetic brush, and the transfer residual toner held on the temporary hold means is again latent at a predetermined timing. Control means for returning to the surface of the image carrier,
The magnetic particles are composed of magnetic particles having an average particle diameter of 70 μm or more and 100 μm or less, and magnetic particles having an average particle diameter of 20 μm or more and 50 μm or less, of which 40% by weight or more of the magnetic particles having an average particle diameter of 70 μm or more and 100 μm or less are included. 80% by weight or less der is,
The control means has the same holding bias as the potential of the surface of the latent image carrier after passing through the transfer means or the same polarity as the potential of the surface of the latent image carrier after passing through the transfer means, and passes through the transfer means. A cleaning system comprising application bias selection means for selectively applying a discharge bias having an absolute value larger than the absolute value of the potential of the latent image carrier surface to the magnetic brush .
請求項1クリーニングシステムにおいて、上記トナーが磁性トナーであることを特徴とするクリーニングシステム。 2. The cleaning system according to claim 1 , wherein the toner is a magnetic toner. 請求項1または2のクリーニングシステムにおいて、非画像形成時に上記印加バイアス選択手段が放出バイアスを選択するように上記制御手段で制御を行うことを特徴とするクリーニングシステム。 3. The cleaning system according to claim 1 , wherein the control means performs control so that the applied bias selection means selects a discharge bias during non-image formation. 請求項1、2または3のクリーニングシステムにおいて、上記一時保持手段は、上記回転部材を上記潜像担持体の回転方向と同方向に回転させる駆動手段を備えたことを特徴とするクリーニングシステム According to claim 1, 2 or 3 of the cleaning system, the temporary retaining means, cleaning system, characterized in that the rotating member comprising a drive unit that rotates in the same direction as the rotational direction of the latent image carrier. 像担持体と、該潜像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、一様帯電された潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーを該潜像に付着させて現像を行う現像手段と、該潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、該現像手段により該潜像担持体表面に形成されたトナー像を表面移動部材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
トナー像を表面移動部材に転写した後に潜像担持体の表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニング手段として、請求項1、2、3または4のクリーニングシステムを用いたことを特徴とする画像形成装置。
A latent image bearing member, a charging means for uniformly charging the latent image bearing member surface, a latent image forming means for forming a latent image uniformly charged surface of the latent image bearing member, a toner to the latent image A transfer electric field is formed between the developing means for attaching and developing and the surface moving member that moves while contacting the latent image carrier, and is formed on the surface of the latent image carrier by the developing means. An image forming apparatus including a transfer unit that transfers the toner image formed on the surface moving member;
5. An image using the cleaning system according to claim 1, 2, 3 or 4 as cleaning means for removing residual toner remaining on the surface of the latent image carrier after the toner image is transferred to the surface moving member. Forming equipment.
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