【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、例えば電子写真方式、静電記録方式などとされる、現像同時クリーニングプロセスを有した複写機、プリンターなどの画像形成装置に関し、詳しくは、現像装置内に存在する通常とは逆の極性に帯電したトナー、即ち、反転トナーを像担持体上へと現像し、そして、被転写材へと転写することで、現像装置内から反転トナーを低減させる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、現像同時クリーニングプロセスを備え、クリーニング手段を有していない、所謂、クリーナーレスの画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
本例にて、画像形成装置は、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１０１を備えており、この感光ドラム１０１は、矢印の反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。
【０００４】
接触帯電装置としての磁気ブラシ部材（磁気ブラシ帯電器）１０２が配設され、感光ドラム１０１に磁気ブラシ部を接触させて帯電部位ａを形成している。この磁気ブラシ部材１０２にバイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加されて回転感光ドラム１０１が所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【０００５】
回転感光ドラム１０１の一様帯電処理面に対して静電潜像形成手段としての不図示の像露光手段により像露光Ｌがなされることで感光ドラム面の露光明部の帯電電位が減衰して、露光暗部の帯電電位との電位コントラストで像露光パターンに対応した静電潜像が感光ドラム面に形成される。
【０００６】
回転感光ドラム面の静電潜像は、現像装置１０３によりトナー像ｔａとして顕像化される。現像装置１０３は、現像スリーブローラ、現像ローラなどとされる現像部材１０３ａを備えており、この現像部材１０３ａに対してバイアス電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。現像部材１０３ａと感光ドラム１０１の対向部が現像部位ｂである。
【０００７】
転写手段としての転写ローラ（導電性ローラ）１０４が、感光ドラム１０１に対して所定に圧接させて配設され、転写部位（転写ニップ部）ｃを形成している。不図示の給紙機構部から転写部位ｃに対して所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送され、記録材Ｐが転写部位ｃで挟持搬送されていく。記録材Ｐが転写部位ｃを通っている間において、転写ローラ１０４に対してバイアス電源Ｓ３からトナーの帯電極性とは逆極性の所定の転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１０１面のトナー像ｔａが記録材Ｐ面に静電転写される。従って、転写部位ｃを通った記録材Ｐには、転写されたトナー像ｔｂが担持されている。
【０００８】
また、転写部位ｃを通った記録材Ｐは、感光ドラム１０１の面から分離されて不図示の定着手段に搬送され、該定着手段でトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排出される。
【０００９】
また、記録材Ｐに対するトナー像転写後に感光ドラム１０１面に残留した残トナーｔｃは、引き続く感光ドラム１０１の回転で、帯電部位ａを経由して現像部位ｂに至り、現像部位ｂにおいて現像装置１０３により「現像同時クリーニング」即ち、回収される。
【００１０】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光ドラム１０１上に残された転写残トナーｔｃを次行程以降の現像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって現像装置１０３で回収する方法である。
【００１１】
この現像同時クリーニングは、感光ドラム１０１の回転方向の画像領域が感光ドラム１の周長よりも長い場合には、その他の帯電、露光、現像、転写といった画像形成工程と同時進行で行なわれる。
【００１２】
これにより、転写残トナーｔｃは、現像装置１０３で回収されて次行程以後も用いられるため、廃トナーをなくすことができる。また、クリーニング装置が無いことでスペースの面での利点も大きく、装置を大幅に小型化することが可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような画像形成装置においては、主に転写などのプロセスにともなう放電によって、感光ドラム上に通常の極性とは逆の極性に帯電されたトナー（反転トナー）が生成される。また、現像装置内のトナーと磁性キャリアの攪拌によっても、一部反転トナーが生成されてしまう。
【００１４】
クリーナーレス構成を用いた画像形成装置においては、これらの反転トナーは、感光ドラム上から記録材に転写されることなく現像装置に回収されることとなるため、通常の感光ドラムクリーナーを備える構成に比べ、現像装置内に反転トナーが蓄積し易い。
【００１５】
現像装置内に反転トナーが多くなると、かぶりのレベルが悪化したり、飛散トナーが増えるなどの弊害が発生する。
【００１６】
さらに、この反転トナーが感光ドラム上で連れ回るようになると、帯電や露光不良を引き起こすだけでなく、感光ドラム上へ融着することで画像不良となることがある。
【００１７】
従って、本発明の目的は、現像同時クリーニングを行う画像形成装置において、現像装置内に蓄積された反転トナーを低減させ、帯電や露光不良を引き起こしたり、像担持体上へ融着するのを防止し、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１９】
（１）像担持体上の静電潜像を現像剤で現像してトナー像とする現像装置と、前記トナー像を被転写材に転写する転写バイアス印加手段と、を具備し、像担持体上の転写残トナーを前記現像装置で回収する画像形成装置において、
前記現像装置内の、通常とは逆の極性に帯電したトナーを前記現像装置内から低減させるリフレッシュモードを備え、
前記リフレッシュモードにおいては、前記転写バイアス印加手段に通常の作像時とは逆極性の転写バイアスを印加する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【００２０】
（２）前記のリフレッシュモードにおいては、前記現像装置に、通常の作像時とは異なる現像バイアスを印加することを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。
【００２１】
（３）前記のリフレッシュモードにおいては、前記現像装置に、通常の作像時に印加する現像バイアスのうちの交流成分の位相が反転した現像バイアスを印加することを特徴とする上記（２）に記載の画像形成装置。
【００２２】
（４）前記リフレッシュモードにおいて、前記転写バイアス印加手段に対して通常の作像時とは逆極性の転写バイアスを印加する際に、非放電領域を用いることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２３】
（５）前記被転写材が中間転写体であり、前記像担持体上に現像されたトナー像を前記中間転写体を介して記録材に転写する場合は、前記中間転写体は、１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０８〜１０１２Ω・ｃｍであることを特徴とする上記（４）に記載の画像形成装置。
【００２４】
（６）前記リフレッシュモードの制御方法を、雰囲気環境の検知結果により変更することを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２５】
（７）前記現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含み、前記リフレッシュモードの制御方法を、前記現像装置内の前記磁性キャリアの耐久度合いに応じて変更することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２７】
実施例１
（１）画像形成装置の概略構成（図１）
図１は、本発明に従う画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真プロセスを利用したクリーナーレスのレーザービームプリンターＡである。
【００２８】
本実施例では、レーザービームプリンターＡの上に画像読み取り装置（イメージスキャナー）Ｂが搭載されており、プリンターＡには、画像読み取り装置Ｂから画像情報が入力される。
【００２９】
（画像読み取り装置Ｂ）
先ず、画像読み取り装置Ｂについて説明する。
【００３０】
画像読み取り装置Ｂは、装置上面に固定配設した原稿台ガラス１０を備えている。原稿Ｇは、原稿台ガラス１０の上面に原稿Ｇの複写すべき面を下向きにして載置し、その上に不図示の原稿圧着板を被せて、原稿台ガラス１０上にセットされる。
【００３１】
画像読み取りユニット９は、原稿照射用ランプ９１、短焦点レンズアレイ９２、ＣＣＤセンサー９３などにて構成される。画像読み取りユニット９は、不図示のコピーボタンが押されることで、原稿台ガラス１０の下側において該ガラスの左辺側の実線示のホームポジションから右辺側にガラス下面に沿って往動駆動され、所定の往動終点に達すると復動駆動されて始めの実線示のホームポジションに戻される。
【００３２】
画像読み取りユニット９の往動駆動過程において、原稿台ガラス１０上に載置しセットされた原稿Ｇの下向き画像面が、画像読み取りユニット９の原稿照射用ランプ９１により左辺側から右辺側にかけて順次に照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイ９２によってＣＣＤセンサー９３に結像入射する。
【００３３】
ＣＣＤセンサー９３は、受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣＤ受光部において光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換してプリンターＡに送る。
【００３４】
即ち、画像読み取り装置Ｂにより原稿Ｇの画像情報が時系列電気デジタル画素信号（画像信号）として光電読み取りされる。
【００３５】
（レーザービームプリンターＡ）
次に、レーザービームプリンターＡについて説明する。
【００３６】
プリンターＡは、本実施例では、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１を有している。本実施例にて、感光ドラム１は表面に電荷注入層を有する、負帯電性のＯＰＣ感光体である。この感光体については、「感光ドラム」の項で更に詳しく説明する。
【００３７】
感光ドラム１は、中心支軸を中心に矢印の反時計方向に所定の周速度をもって回転駆動され、コピー信号が入力されると接触帯電手段２により帯電部位ａにて本実施例の場合は負極性の一様な帯電処理を受ける。本実施例における接触帯電手段２は磁気ブラシ帯電装置である。この帯電装置２については、「磁気ブラシ帯電装置」の項で詳述する。
【００３８】
次いで、回転感光ドラム１の一様帯電面に対して、レーザー走査部（レーザースキャナー）３から出力される、画像読み取り装置ＢからプリンターＡ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光による走査露光Ｌがなされる。これにより、回転感光ドラム面には画像読み取り装置Ｂにより光電読み取りされた原稿Ｇの画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００３９】
レーザー走査部３は、発光信号発生器、固体レーザー素子、コリメーターレンズ系、回転多面鏡（ポリゴンミラー）等からなる。このレーザー走査部３により回転感光ドラム面をレーザー走査露光Ｌする場合には、まず入力された画像信号に基づき発光信号発生器により、固体レーザー素子を所定タイミングで明滅（ＯＮ／ＯＦＦ）させる。そして、固体レーザー素子から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ系により略平行な光束に変換され、更に高速回転する回転多面鏡により走査されると共にｆθレンズ群により感光ドラム面１にスポット状に結像される。この様なレーザー光走査により感光ドラム面１には画像一走査分の露光分布が形成され、更に感光ドラム１の回転により走査毎に感光ドラム面が前記走査方向とは垂直に所定量だけスクロールされ、回転感光ドラム面上に画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００４０】
回転感光ドラム面の形成静電潜像が現像装置４により現像部位ｂにて順次にトナー像として、本実施例の場合は反転現像されていく。本実施例の現像装置４は２成分接触現像方式の装置である。この現像装置４については、「現像装置」の項で詳述する。
【００４１】
一方、給紙カセット５内に収納の記録媒体としての記録材Ｐが給紙ローラ５１により一枚宛繰り出されてシートパス５２を通してプリンターＡ内に給送され、レジストローラ５３によりシートパス５４を通して所定の制御タイミングにて、感光ドラム１と転写手段としての転写ベルト型転写装置７との接触ニップ部である転写部位ｃに給紙される。
【００４２】
転写部位ｃに給紙された記録材Ｐの面に回転感光ドラム面側のトナー像が転写ベルト７１の内側に配設した転写バイアス印加手段としての転写帯電ブレード７４により順次に静電転写される。この転写装置７については、「転写装置」の項で詳述する。
【００４３】
転写部位ｃを通りトナー像の転写を受けた記録材Ｐは感光ドラム１の面から順次に分離され、転写ベルト型転写装置７の転写ベルト延長部で、定着ローラ対６１ａ、６１ｂを備えた定着装置６へ搬送され、トナー像の熱定着を受けて排紙ローラ６２から機外の排紙トレイ上にコピーもしくはプリントとして出力される。
【００４４】
前画像の履歴を消す補助手段としての導電性ブラシ１１が、転写部位ｃよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部位ａよりも感光ドラム回転方向上流側において感光ドラム１に当接させてある。本実施例では、磁気ブラシ帯電装置２に付属させて設けられている。
【００４５】
クリーナーレスシステム及び導電性ブラシ１１については、「クリーナーレスシステム、導電性ブラシ」の項で詳述する。
【００４６】
（２）感光ドラム１（図２）
像担持体である感光ドラム１としては、通常用いられている有機感光体等を用いることができる。また、ＣｄＳやＳｉ、Ｓｅなど無機物半導体を用いた感光体も使用可能である。
【００４７】
望ましくは、有機感光体上にその体積抵抗が１０２〜１０１４Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つものや、アモルファスシリコン感光体どを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、並びに、消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。
【００４８】
本実施例において使用する感光ドラム１は、表面に電荷注入層を設けた、負帯電の有機感光体であり、直径３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体（以下「アルミ基体」と記す。）１ａ上に下記の第１〜第５の５つの層１ｂ〜１ｆを下から順に設けたものである。図２はその層構成を示す模型図である。
【００４９】
第１層１ｂ；下引き層であり、アルミ基体１ａの欠陥等をならすために設けられている厚さ２０μｍの導電層である。
【００５０】
第２層１ｃ；正電荷注入防止層であり、アルミ基体１ａから注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１×１０６Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ１μｍの中抵抗層である。
【００５１】
第３層１ｄ；電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００５２】
第４層１ｅ；電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層１ｄで発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００５３】
第５層１ｆ；電荷注入層であり、絶縁性樹脂のバインダーに導電性粒子１ｇとしてのＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径約０．０３μｍのＳｎＯ２粒子を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の塗工層である。
【００５４】
このように調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法等の適当な塗工法にて厚さ約３μｍに塗工して電荷注入層とした。
【００５５】
体積抵抗は１０１３Ω・ｃｍである。体積抵抗をこのようにコントロールすることにより直接帯電性が向上し高品位な画像を得ることができる。感光体はＯＰＣに限らずａ−Ｓｉドラムでも実現でき、さらに高耐久化を実現できる。
【００５６】
ここで、表面層の体積抵抗は、金属の電極を２００μｍの間隔で配し、その間に表面層の調合液を流入して成膜させ、電極間に電圧を１００Ｖ印加して測定した値である。測定は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件下で測定した値である。
【００５７】
（３）磁気ブラシ帯電装置２（図３）
図３は、本実施例における磁気ブラシ帯電装置２の概略構成図である。
【００５８】
磁気ブラシ帯電装置２は、帯電装置ハウジング２１、このハウジング２１内に配設した接触帯電部材としての磁気ブラシ帯電部材２２を備えている。
【００５９】
本実施例の磁気ブラシ帯電部材２２は、回転スリーブタイプのものであり、非回転に固定支持させたマグネットロール２３と、このマグネットロールの外回りに同心に回転自由に外嵌させた、非磁性スリーブ（非磁性・導電性・帯電用電極スリーブ）２４と、この非磁性スリーブの外周面にスリーブ内部のマグネットロール２３の磁力により吸着保持させて形成させた導電磁性粒子（帯電用磁性キャリア）の磁気ブラシ部２５とを有している。磁気ブラシ部２５の層厚規制用ブレード２６が、ハウジング２１に固定して配設してある。
【００６０】
帯電装置２は、磁気ブラシ帯電部材２２の磁気ブラシ部２５を感光ドラム１面に接触させて感光ドラム１と略並行にして配設してある。この場合、感光ドラム１に対して形成される磁気ブラシ部２５の接触ニップ幅（帯電部位ａの幅）が所定になるように調整して配設した。
【００６１】
磁気ブラシ部２５を構成させる帯電用磁性粒子としては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ３、体積抵抗が１×１０２〜１×１０１０Ω・ｃｍのものが好ましい。感光ドラム１にピンホールのような絶縁欠陥が存在することを考慮すると、体積抵抗が１×１０６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の小さいものを用いる方がよいので、本実施例においては、平均粒径２５μｍ、飽和磁化２００ｅｍｕ／ｃｍ３、体積抵抗が５×１０６Ω・ｃｍの磁性粒子を用いた。
【００６２】
磁性粒子としては、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化、及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、或いは、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、或いは、フェライト等のマグネタイト単体表面を樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。本実施例においてはフェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったものを用いている。
【００６３】
磁気ブラシ帯電部材２２の非磁性スリーブ２４は、帯電部位ａにおいて感光ドラム１の回転方向とは逆方向（カウンター方向）となる矢印の反時計方向に回転させた。この非磁性スリーブ２４の回転に伴い磁性粒子の磁気ブラシ部２５も同方向に回転搬送され、層厚規制用ブレード２６の位置で層厚規制を受ける。
【００６４】
非磁性スリーブ２４にはバイアス電源Ｓ１から所定の帯電バイアスを印加した。本実施例では負の直流電圧と交流電圧を重畳した振動電圧を帯電バイアスとして印加した。
【００６５】
本実施例の場合は、前述したように感光ドラム１はその表面に電荷注入層１ｆを具備させたものであるから、電荷注入帯電により感光ドラム１の帯電処理がなされる。即ち、非磁性スリーブ２４に印加したＤＣ＋ＡＣバイアスのうちの直流成分ＤＣとほぼ同等の帯電電位を感光ドラム表面に得ることができる。
【００６６】
（４）現像装置４（図４）
静電潜像のトナー現像方法としては、一般に次のａ〜ｄの４種類に大別される。
（ａ）非磁性トナーについてはブレード等でスリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によってコーティングして搬送し感光体に対して非接触状態で現像する方法（１成分非接触現像）。
（ｂ）上記のようにしてコーティングしたトナーを感光体に対して接触状態で現像する方法（１成分接触現像）。
（ｃ）トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し感光体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）。
（ｄ）上記の２成分現像剤を非接触状態にして現像する方法（２成分非接触現像）。
【００６７】
このなかで、画像の高画質化や高安定性の面から、上記（ｃ）の２成分接触現像法が多く用いられている。
【００６８】
図４は、本実施例で用いた現像装置４の概略構成を示すものである。
【００６９】
本実施例の現像装置４は、非磁性のネガトナー粒子と磁性のキャリア粒子を混合したものを現像剤として用い、該現像剤を現像剤担持体に磁気力によって磁気ブラシ層として保持させて現像部に搬送し感光ドラム面に接触させて静電潜像をトナー像として反転現像する２成分磁気ブラシ接触現像方式の装置である。
【００７０】
現像装置４は、現像容器４１、現像剤担持体としての現像スリーブ４２、この現像スリーブ４２内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４３、現像スリーブ表面に現像剤の薄層を形成するための現像剤層厚規制ブレード４４、現像剤攪拌搬送スクリュー４５、を備えている。また、現像容器４１内には、２成分現像剤４６が収容されており、現像剤４６は、非磁性のネガトナー粒子ｔと磁性のキャリア粒子ｃを混合したものである。
【００７１】
本実施例において用いた２成分現像剤は、トナー粒子としては平均粒径６μｍのネガ帯電トナーｔに対して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添したものを用い、現像用磁性キャリアｃとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ３の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。そして、このトナーｔと現像用磁性キャリアｃを重量比６：９４で混合したものを現像剤４６として用いた。このときの現像剤中のトナーｔは摩擦帯電量が約２５×１０−３ｃ／ｋｇであった。
【００７２】
現像スリーブ４２は、少なくとも現像時においては、感光ドラム１に対し最近接距離（隙間）が約５００μｍになるように配置され、該現像スリーブ４２の外面に担持させた現像剤磁気ブラシ薄層４６ａが感光ドラム１の面に接触するように設定されている。この現像剤磁気ブラシ層４６ａと感光ドラム１の接触部が現像部位ｂである。
【００７３】
現像スリーブ４２は、固定配設のマグネットローラ４３の外回りを矢示の時計方向に所定の回転速度で駆動され、現像容器４１内においてスリーブ外面にマグネットローラ４３の磁力により現像剤４６の磁気ブラシが形成される。その現像剤磁気ブラシは、スリーブ４２の回転とともに搬送され、ブレード４４により層厚規制を受けて所定層厚の現像剤磁気ブラシ薄層４６ａとして現像容器外に持ち出されて現像部位ｂへ搬送されて感光ドラム１面に接触し、引き続くスリーブ４２の回転で再び現像容器４１内に戻し搬送される。
【００７４】
即ち、先ず、現像スリーブ４２の回転に伴いマグネットローラ４３のＮ３極で汲み上げられた現像剤４６はＳ２極→Ｎ１極と搬送される過程において、現像スリーブ４２に対して垂直に配置された規制ブレード４４によって規制されて、現像スリーブ４２上に現像剤４６の薄層４６ａが形成される。薄層形成された現像剤層４６ａが現像部の現像主極Ｓ１に搬送されてくると磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤層４６ａによって感光ドラム１の静電潜像がトナー像ｔａとして現像され、その後Ｎ２極−Ｎ３極の反発磁界によって現像スリーブ４２上の現像剤は現像容器４１内に戻される。
【００７５】
現像スリーブ４２と感光ドラム１の導電性ドラム基体との間には現像バイアス印加電源Ｓ２により、本実施例では、ブランクパルス（直流電圧と交流電圧が重畳して印加される振幅部を２周期と、これに続く直流電圧のみを印加するブランク部２周期を繰り返すバイアス）を用い、直流電圧：−３５０Ｖと、交流電圧として、矩形電圧：振幅Ｖｐｐ＝２０００Ｖ、周波数Ｖｆ＝２０００Ｈｚを重畳した振動電圧を現像バイアスとして印加した（図５）。
【００７６】
一般に２成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にネガに帯電したトナーのかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像装置４に印加する直流電圧と感光ドラム１の非画像部の表面電位間に電位差を設けることによって、非画像部へネガ帯電したトナーがかぶるのを防止している。このかぶり防止のための電位差をかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）と呼ぶが、この電位差によって現像時に感光ドラム１の非画像領域へ正規に帯電したネガトナーが付くのを防止する。
【００７７】
現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度（キャリアとの混合割合）はトナー分が静電潜像の現像に消費されて逐次減少していく。現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度は不図示の検知手段により検知されて所定の許容下限濃度まで低下するとトナー補給部４７から現像容器内の現像剤４６にトナーｔの補給がなされて現像容器４１内の現像剤４６のトナー濃度を常に所定の許容範囲内に保つようにトナー補給制御される。
【００７８】
（５）転写装置７（図１）
転写装置７は、本実施例では前述のように転写ベルトタイプである。転写装置７は、無端状の転写ベルト７１を備えており、転写ベルト７１は、駆動ローラ７３と従動ローラ７２間に懸回張設してあり、感光ドラム１の回転方向に順方向に感光ドラム１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回動される。転写ベルト７１の内側に、転写バイアス印加手段としての転写帯電ブレード７４が配設されており、転写ベルト７１の上行側ベルト部分を感光ドラム１に加圧して転写部位（転写ニップ部）ｃを形成するとともに、転写バイアス印加電源Ｓ３から転写バイアスが印加されることで、記録材Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電を行う。これにより転写部位ｃを通る記録材Ｐの面に感光ドラム１側のトナー像が順次に静電転写されていく。
【００７９】
本実施例においては、転写ベルト７１として、体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１０００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃６０％ＲＨ）であり、膜厚７５μｍのポリイミド樹脂からなるものを用いた。ベルト７１の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。厚みについても７５μｍに限定されるわけではなく、大略２５〜２０００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍのものが好適に用いられ得る。
【００８０】
更に、転写帯電ブレード７４としては、抵抗が１×１０５〜１×１０７Ωのものを用いた。この転写帯電ブレード７４に＋１５μＡのバイアスを定電流制御（電圧は約３ｋＶ）により印加して転写を行った。
【００８１】
（６）クリーナーレスシステム、導電性ブラシ１１
トナー像転写後の感光ドラム１の面には転写残トナーｔｃが残留している。クリーナーレスシステムは、前述したように、この転写残トナーｔｃを現像部位ｂにおいて現像装置４で現像同時クリーニングにより回収するのであるが、転写残トナーｔｃをそのまま帯電部位ａを通過させると、感光ドラム１面の転写残画像部分のみ帯電電位が低下したり、次の画像上で前画像部分が薄くなったり濃く現れたりするゴースト現象が発生してしまう。帯電部位ａにおいて感光ドラム１と接触した磁気ブラシ部材２２の磁気ブラシ部２５の下を転写残トナーｔｃが通過しても、ほとんどの場合前画像の形状をとどめたままである。
【００８２】
そこで、感光ドラム１の回転に伴い、帯電部位ａに到達した転写残トナーｔｃを磁気ブラシ部２５に取り込み前画像の履歴を消してしまうことが必要になる。このとき、直流電圧を磁気ブラシ部材２２に印加するのみでは磁気ブラシ部２５へのトナーの取り込みは十分には行われないが、交流電圧を磁気ブラシ部材２２に印加すると、感光ドラム１−磁気ブラシ部材２２間の電界による振動効果によって、磁気ブラシ部２５へのトナーの取り込みが容易に行なわれる。
【００８３】
また前述したように、感光ドラム１上の転写残トナーｔｃは転写時の剥離放電等により、極性が正のものと負のものが混在していることが多いが、磁気ブラシ部２５へのトナーの取り込み易さを考えると、転写残トナーｔｃは帯電極性が正規極性とは逆極性に反転していることが望ましい。即ち、本実施例の場合は転写残トナーｔｃは正に反転帯電されていることが望ましい。
【００８４】
本実施例では、前述したように、前画像の履歴を消す補助手段としての導電性ブラシ１１を、転写部位ｃよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部位ａよりも感光ドラム回転方向上流側において感光ドラム１に当接させてある。本実施例では、磁気ブラシ帯電装置２に付属させて配設してある。そして、この導電性ブラシ１１にバイアス電源Ｓ４より、帯電バイアスと逆極性の正のバイアスを印加する。この導電性ブラシ１１に対する正の印加バイアスにより、転写残トナーｔｃの内の正極性の転写残トナー（反転トナー）は導電性ブラシ１１と感光ドラム１との接触部位ｄを通過し、負極性の転写残トナー（正規極性トナー）及び除電状態トナーは一時的に導電性ブラシ１１に静電的に捕獲（一次捕集）され、除電され、正極性の反転トナーに帯電された後に、再び感光ドラム１上に吐き出される。
【００８５】
これにより、転写残トナーｔｃのほとんどが極性反転トナー化されて磁気ブラシ部材２２の磁気ブラシ部２５に取り込まれ易くなる。そして、帯電部位ａにおいて感光ドラム１面から静電的に一旦剥ぎ取られて磁気ブラシ部材２２の磁気ブラシ部２５に取り込まれて混入する（転写残トナーの磁気ブラシ部材２２による二次捕集）。これにより転写残トナーの下の感光ドラム面部分も帯電されることでポジゴーストが防止される。
【００８６】
磁気ブラシ部２５に二次捕集された極性反転トナーは、除電され、更には、負極性に再帯電された状態になり、磁気ブラシ部材２２に印加の負極性の帯電バイアスにより磁気ブラシ部２５から感光ドラム１面に静電的に吐き出され、現像部位ｂに至り、現像装置４で現像同時クリーニングされる。
【００８７】
以上が、本実施例における、クリーナーレス画像形成装置の基本的な作像プロセスである。
【００８８】
しかしながら、上記のプロセスにおいては、以下のような問題が発生する。
【００８９】
導電性ブラシ１１によって正極に帯電されたトナー（反転トナー）は、一部磁気ブラシ部２５に回収されることなく、そのまま感光ドラム１面上を運ばれて、現像装置４に混入してしまうものが存在する。さらには、磁気ブラシ部２５から感光ドラム１面上へ吐き出されるトナーの中には、同じく反転トナーが一部含まれており、これも現像装置４に混入してしまう。
【００９０】
そのために、作像プロセスを長期耐久していくと、現像装置４の中には、正極に帯電されたトナー（反転トナー）が蓄積してくるため、先に述べたようにかぶりや飛散といった弊害が発生してしまうのである。さらに、上記のような反転トナーは、現像装置４内の磁性のキャリア粒子の耐久劣化によっても、その量が増加してしまう。
【００９１】
従って、本発明の画像形成装置においては、現像装置４内に蓄積した反転トナーを低減させるためのリフレッシュモードを必要に応じて動作させる。
【００９２】
本実施例におけるリフレッシュモードの動作とは、感光ドラム上にべた白画像を現像することで反転トナーを現像し（反転トナーをべた白部に被らせる）、ドラム上に形成された反転トナーの像を、通常とは逆極性の転写バイアスで転写し、これを転写ベルトクリーナー７５で回収するものである。
【００９３】
以下に、このリフレッシュモードの詳細な動作について説明する。
【００９４】
感光ドラム１表面を、磁気ブラシ帯電装置２によって一様に帯電する。本実施例においては、ある環境下における帯電電圧を−５００Ｖとした。この値は、通常の作像時の帯電電圧と同一の値であっても、異なっていてもかまわない。
【００９５】
感光ドラム１表面上の−５００Ｖに一様に帯電された領域が現像部位ｂに到達するタイミングにあわせて、現像バイアスを印加する。この動作により、感光ドラム１表面にべた白が現像される。これは、すなわち極性の反転したトナーを故意に感光ドラム１上に被らせることを意味する。このときの現像ＤＣ電圧はかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を通常作像時のバイアスよりも大きめにすることが好ましい。このようにすることで、反転トナーの現像性（かぶり率）がより高くなる。しかしながら、あまり大きくしすぎると、磁気キャリアを感光ドラム１表面にひきつけてしまうため、適度な調整が必要となる。本実施例では、通常作像時の現像ＤＣバイアス値が−３５０Ｖであるのに対し、リフレッシュモードにおける現像ＤＣバイアス値を−３１０Ｖと設定した。
【００９６】
感光ドラム１上に反転したトナー像が現像された領域が転写部位ｃに到達するのと同時に、前記反転トナー像を転写するためのバイアスを印加する。このときの転写バイアスは、通常とは逆の極性を印加する。本実施例においては、通常画像転写時に＋１５μＡの定電流制御を行うのに対し、リフレッシュモードにおいて−１０μＡの定電流制御を行うことで、感光ドラム上の反転トナーを被転写材としての転写ベルト７１表面に転写する。
【００９７】
転写ベルト７１表面に転写された反転トナーは、転写ベルト７１の回転によって、転写ベルトクリーナー７５の位置まで搬送され、これにより転写ベルト７１表面から除去される。
【００９８】
以上の動作により、現像装置４内に蓄積された反転トナーを、比較的容易な動作と手段により低減させることが出来るため、反転トナーによる、かぶりや飛散といった現象を回避することが出来る。
【００９９】
なお、本実施例においては、磁気ブラシによる帯電装置を用いた系を説明したが、帯電手段としてはこれに限定されるものではなく、接触型の帯電ローラーやコロナ帯電器でもよい。また、補助帯電部材の有無や構成、動作についても上記に限定されるものではない。
【０１００】
また、本実施例においては、転写部材として転写ブレードや転写ベルトを用いた構成を説明したが、これに限定されるものではなく、搬送手段としての転写ベルトを用いずに、転写ローラーを用いて搬送、転写する構成において、反転トナーを転写ローラー表面に転写し、転写ローラー表面をブレードクリーニングする構成や、コロナ帯電器を用いて転写する構成において、反転トナーを紙上に転写させる構成などが挙げられる。
【０１０１】
さらに、反転トナーの生成は、雰囲気環境の温湿度の影響を受けることから、機械の動作環境を検知しておき、これに応じて上記のリフレッシュモードを動作方法を変更しても良い。例えば、乾燥した環境においては放電現象が発生しやすく、従って反転トナーの生成がより顕著であることから、乾燥環境においてはリフレッシュモードの動作頻度を上げたり、現像バイアスを変更して、反転トナーの現像効率を上げるなどが有効である。
【０１０２】
また、反転トナーの生成は、現像装置内の磁性キャリアの耐久により影響を受け、磁性キャリアが耐久劣化して帯電付与能力が低下してきたときに発生しやすいことから、磁性キャリアの耐久度合いに応じて、リフレッシュモードの動作頻度を決定するなどが可能である。
【０１０３】
実施例２
本発明の第２の実施例の画像形成装置の基本的な構成や動作は、実施例１に準ずるため詳細な説明は省略し、ここでは、その異なる部分のみを説明する。
【０１０４】
実施例１において、図５を用いて、現像バイアスとして直流電圧と交流電圧と重畳したブランクパルスについて説明した。
【０１０５】
このブランクパルスについてさらに説明すると、図５における最初の２つの矩形波は、まず凸型（正の極性）のバイアスａから始まるが、これは正規に帯電したトナー（負極性のトナー）を、感光体ドラム１から現像スリーブ４２側に引き戻す働きをする。その後、凹型（負の極性）のバイアスｂがかかることで、正規帯電のトナーには感光ドラム１側へ現像される力が働き、この波形が２度繰り返された後、交流の重畳されていないＤＣ電圧のみの印加となる。そのため、負極性に帯電されたトナーは、「引き戻し→現像→引き戻し→現像」という順で力を繰り返し受けることで、感光ドラム上の静電潜像にむらのない現像がなされるのである。このような制御においては、現像部位ｂにおける反転トナー（正極性のトナー）は「現像→引き戻し→現像→引き戻し」という順で力を繰り返し受け、最後のバイアスである「引き戻し」の影響を強く受けるために、基本的には感光ドラム１側に現像され難い。
【０１０６】
そこで、本実施例においては、この原理を逆に用いて反転トナーを現像装置から積極的に吐き出す動作を行う。すなわち、現像装置内の反転トナーを低減させるためのリフレッシュモードにおいては、現像のＡＣバイアスの印加波形を通常の作像時とは異ならせる（本実施例ではＡＣ成分を逆位相とする）ことで、積極的に現像装置内から反転トナーを感光ドラム上に吐き出し、これを感光ドラム上から転写して回収する。
【０１０７】
以下に、この本実施例におけるリフレッシュモードの詳細な動作について説明する。
【０１０８】
感光ドラム１表面を、磁気ブラシ帯電装置２によって一様に帯電する。本実施例においては、ある環境下における帯電電圧を−５００Ｖとした。この値は、通常の作像時の帯電電圧と同一の値であっても、異なっていてもかまわない。
【０１０９】
感光ドラム１表面の一様に−５００Ｖに帯電された領域に対して、レーザー走査部３から出力されるレーザー光によって、静電潜像を行う。本実施例ではレーザー光をＦＦ発光とすることで、べた黒画像に相当する潜像を行うが、これに限定されるものではない。
【０１１０】
感光ドラム１表面上の静電潜像がなされた領域が現像部位ｂに到達するタイミングにあわせて、現像バイアスを印加する。このときの現像ＤＣ電圧は通常作像時と同じ電圧でよく、−３５０ｖとした。一方、ＡＣ電圧は通常作像時とは異なる波形を印加する。図６にこの波形を示すが、通常、矩形波の立ち上がりがプラス側に凸のバイアスから入り、マイナス側へのバイアスで周期を終えるが、本リフレッシュモードにおいては、逆にマイナス側、すなわち凹のバイアスで入り、プラス側のバイアスで周期を終える。この動作により、現像部位ｂにおける反転トナーはドラム側へ現像される力を受け、逆に正規に帯電したトナーは現像スリーブ４２に引き戻される力を受けるため、感光ドラム１上に現像されるトナー像は、基本的に反転トナーを多く含む像となる。
【０１１１】
感光ドラム１上に現像されたトナー像が転写部位ｃに到達するのと同時に、前記反転トナー像を転写するためのバイアスを印加する。このときの転写バイアスは、通常とは逆の極性を印加する。本実施例においては、通常画像転写時に＋１５μＡの定電流制御を行うのに対し、リフレッシュモードにおいて−１０μＡの定電流制御を行うことで、感光ドラム上の反転トナーを転写ベルト７１表面に転写する。なお、正規に帯電したトナー（負極性のトナー）は転写されることなく感光ドラム１上を移動し、導電性ブラシ１１や帯電装置２における再帯電などを経て、ふたたび現像装置４に回収される。
【０１１２】
転写ベルト７１表面に転写された反転トナーは、転写ベルト７１の回転によって、転写ベルトクリーナー７５の位置まで搬送され、これにより転写ベルト７１表面から除去される。
【０１１３】
以上の動作により、現像装置４内に蓄積された反転トナーを、比較的容易な動作と手段により低減させることが出来るため、反転トナーによる、かぶりや飛散といった現象を回避することが出来る。
【０１１４】
以上、本実施例においては、リフレッシュモードにおいて印加する現像のＡＣバイアスを通常の作像時とは逆位相とすることで、反転トナーを現像装置内から吐き出す例を示したが、リフレッシュモードにおける現像のバイアスの制御方法はこれに限定されるものではない。
【０１１５】
実施例３
本実施例は、中抵抗の中間転写体を用いた画像形成装置において、リフレッシュモードを採用するものである。
【０１１６】
上記実施例におけるリフレッシュモードにおいて、現像装置内から感光ドラム上に吐き出された反転トナーを、感光ドラム上から被転写体に転写する際に、転写が放電を伴うものである場合には、放電によるトナー極性の再反転が発生し、効率よくトナーを回収できないという問題が発生する。
【０１１７】
従って、本実施例においては、放電を伴わない領域で転写バイアスを印加することで、トナー極性の再反転を回避するものである。
【０１１８】
実施例１及び実施例２に示した、感光体ドラムから記録材へ直接転写を行う画像形成装置においては、搬送安定性のために高抵抗の転写ベルトを用いることが多く、画像性からも高抵抗の転写部材を用いることが多い。
【０１１９】
そのために、このような直接転写の系において、放電領域を用いないでトナーを転写させることは困難となってくる。従って、転写部において放電を発生させないためには、中抵抗の部材を被転写体や転写部材として用いる構成、即ち、本実施例で示すような、中抵抗の中間転写体を用いた画像形成装置などが好ましい構成となる。
【０１２０】
図７に、本発明の他の実施例に係る画像形成装置の概略を示す。本実施例の画像形成装置は、４つの感光ドラムを持ち、中間転写体を用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。
【０１２１】
以下、本実施例の画像形成装置の基本的な構成および動作について詳しく説明する。
【０１２２】
本実施例にて、画像形成装置は、図７に示すように、像担持体たる感光ドラムの周囲に、帯電手段、露光手段、現像装置等を有して構成される画像形成手段たるプロセスユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが４個設けられ、各プロセスユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにて形成された感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上の画像は、感光ドラムに隣接して移動通過する中間転写体８１上に順次転写され、中間転写体８１上に転写された画像は、さらに第２の転写部において紙等の記録材へ転写される構成となっている。
【０１２３】
更に説明すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する各プロセスユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄには、それぞれ感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が配置されており、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。さらに、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光手段３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されている。
【０１２４】
本実施例における各プロセスユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、実施例１で説明した画像形成装置と構成及び動作はほとんど同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１２５】
図７において、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの下方には、中間転写ユニット８が配設されている。中間転写ユニット８は、中間転写ベルト８１を備え、中間転写ベルト８１は、駆動ローラ８２、テンションローラ８３及び２次転写内ローラ８５の周りに張設され、矢印方向に走行する。又、中間転写ユニット８は、１次転写ローラ８４（８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ）、２次転写内ローラ８５に対向配置された２次転写外ローラ８６、及び、中間転写ベルト８１のための中間転写ベルトクリーナー８０を有している。
【０１２６】
中間転写ベルト８１は、誘電体樹脂によって構成される。本実施例では、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃６０％ＲＨ）、厚みｔ＝９０μｍのＰＩ樹脂を採用したが、放電を発生させない領域で転写を行うという、本実施例の目的から、１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０８〜１０１２Ω・ｃｍである中間転写体であれば、材料や厚みなど、前記のものに限定されるものではない。
【０１２７】
また、各１次転写ローラ８４（８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ）は、直径８ｍｍの芯金と、厚さ４ｍｍの導電性ウレタンスポンジ層からなり、抵抗値は、１次転写ローラ８４を、接地された金属ローラに５００ｇ重の荷重で加圧して、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら、芯金に１００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０５Ω（２３℃６０％ＲＨ）であった。
【０１２８】
続いて、通常の作像プロセスについて説明する。
【０１２９】
感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された各色のトナー像は、上述のように順次中間転写ベルト８１上に転写され後、ベルトの回転とともに２次転写部まで搬送される。一方、このときまでに、給紙カセット５から取り出された記録材Ｐは、ピックアップローラ５１を経て搬送ローラ５２、５３、５４に供給され、さらに転写前搬送ガイド５５に沿って左方に搬送され、２次転写部において、２次転写内ローラー８５、２次転写外ローラ８６間に印加される二次転写バイアスによって上述のトナー像は記録材Ｐ上に転写される。なお、中間転写ベルト８１上の転写残トナー等は、中間転写ベルトクリーナー８０によって除去、回収される。
【０１３０】
定着装置６は、回転自在に配設された定着ローラ６１ａと、定着ローラ６１ａに圧接しながら回転する加圧ローラ６１ｂとを有する。そして、定着ローラ６１ａの内部には、ハロゲンランプ等のヒーター６３が配設されており、ヒーター６３への電圧等を制御することにより定着ローラ６１ａの表面の温度調節を行っている。
【０１３１】
この状態において、記録材Ｐは２次転写部から分離され、転写後搬送ガイド５６上を記録材Ｐが搬送されて、記録材Ｐが定着ローラ６１ａと加圧ローラ６１ｂの間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱されることにより記録材表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【０１３２】
本実施例におけるリフレッシュモードは、現像装置内の反転トナーを感光ドラム表面に現像させる手順までは、実施例１及び実施例２に準ずる。本実施例の特徴である、放電を伴わない転写の部分について、以下詳細を説明する。
【０１３３】
実施例１で示す方法により、感光ドラム１表面にべた白現像をする（反転かぶりをさせる）ことで、現像装置４から感光ドラム１表面上に反転トナーを吐き出させる。
【０１３４】
感光ドラム１表面の反転トナーが、中間転写ベルト８１への転写部位に達するのと同時に、反転トナーを転写するバイアスを印加する。ここでの転写バイアスは、通常の転写バイアスと逆の極性である。本実施例においては、通常の転写バイアスが＋３００Ｖの定電圧制御であるのに対し、逆極性の−１１００Ｖを印加することで反転トナーを中間体ベルト８１上へ転写する。
【０１３５】
このときの転写バイアスについて図８を用いて説明すると、帯電電圧が−５００Ｖであるときに、べた白部の感光ドラム１表面の電位と通常転写時の転写バイアス＋３００Ｖとの電位差は、８００Ｖである。逆に反転トナーを転写するための逆極性転写バイアスは、これを−１１００Ｖと設定することで、感光ドラム１表面との電位差は６００Ｖとなる。本実施例の転写部における放電開始電圧は約７００Ｖであるため、逆極性の転写バイアスを印加した際には、放電が発生することなく反転トナーを転写することが出来る。
【０１３６】
中間転写ベルト８１表面に転写された反転トナーは、中間転写ベルト８１の回転によって、中間転写ベルトクリーナー８０の位置まで搬送され、これにより中間転写ベルト８１表面から除去される。なお、中間転写ベルト８１上の反転トナーが、２次転写部を通過する際に、２次転写外ローラ８６に反転トナーが転写されないための制御をすることが必要となる。ここでは、２次転写外ローラ８６に対して、ほぼ０Ｖに近い反転トナーと同極性のバイアスである、＋１００Ｖを印加した。
【０１３７】
以上、中抵抗の中間転写体８１を用いた画像形成装置において、現像装置４内に蓄積された反転トナーを、感光ドラム上に吐き出し、放電を伴うことなく転写させて回収することで、現像装置４内の反転トナーを効率よく低減し、反転トナーによる、かぶりや飛散といった現象を回避することが出来る。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体上の静電潜像を現像剤で現像してトナー像とする現像装置と、トナー像を被転写材に転写する転写バイアス印加手段と、を具備し、像担持体上の転写残トナーを現像装置で回収する画像形成装置において、現像装置内の、通常とは逆の極性に帯電したトナーを現像装置内から低減させるリフレッシュモードを備え、リフレッシュモードにおいては、転写バイアス印加手段に通常の作像時とは逆極性の転写バイアスを印加する構成とされるので、現像装置内に蓄積された反転トナーを、像担持体上へ現像、転写、そして回収することで、現像装置内から反転トナーを低減させ、かぶりや飛散などを回避することができ、それによって、帯電や露光不良を引き起こしたり、像担持体上へ融着するのを防止し、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】像担持体（感光ドラム）の層構成図である。
【図３】帯電装置の概略構成図である。
【図４】現像装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第１実施例の画像形成装置における現像バイアスを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例の画像形成装置におけるクリーニングモードでの現像バイアスを示す図である。
【図７】本発明の第３実施例の画像形成装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施例の画像形成装置における転写バイアスを示す図である。
【図９】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電装置（接触帯電手段）
３ 露光手段
４ 現像装置
７ 転写装置
７１ 転写ベルト（被転写材）
７４ 転写帯電ブレード（転写バイアス印加手段）
７５ 転写ベルトクリーナー
８ 中間転写ユニット
８０ 中間転写ベルトクリーナー
８１ 中間転写ベルト（被転写材）
８４（８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ） １次転写ローラ（転写バイアス印加手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic system, an electrostatic recording system, and a copier having a simultaneous development and cleaning process, a printer, and the like. Relates to an image forming apparatus that develops a toner charged to the opposite polarity, that is, a reversal toner on an image carrier and transfers the reversal toner to a material to be transferred, thereby reducing the reversal toner from within the developing device. is there.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a so-called cleaner-less image forming apparatus that includes a development simultaneous cleaning process and does not include a cleaning unit.
[0003]
In this example, the image forming apparatus includes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 101 as an image carrier, and the photosensitive drum 101 rotates at a predetermined peripheral speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow. Is driven to rotate.
[0004]
A magnetic brush member (magnetic brush charger) 102 as a contact charging device is provided, and a magnetic brush portion is brought into contact with the photosensitive drum 101 to form a charged portion a. A predetermined charging bias is applied to the magnetic brush member 102 from the bias power supply S1, and the rotating photosensitive drum 101 is uniformly contact-charged to a predetermined polarity and potential.
[0005]
Image exposure L is performed on the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 101 by an image exposure unit (not shown) as an electrostatic latent image forming unit, so that the charged potential of the exposed light portion on the photosensitive drum surface is attenuated. Then, an electrostatic latent image corresponding to the image exposure pattern is formed on the surface of the photosensitive drum with a potential contrast with the charged potential of the exposed dark portion.
[0006]
The electrostatic latent image on the surface of the rotating photosensitive drum is visualized by the developing device 103 as a toner image ta. The developing device 103 includes a developing member 103a such as a developing sleeve roller and a developing roller, and a predetermined developing bias is applied to the developing member 103a from a bias power source S2. The opposing portion between the developing member 103a and the photosensitive drum 101 is a developing site b.
[0007]
A transfer roller (conductive roller) 104 serving as a transfer unit is disposed in pressure contact with the photosensitive drum 101 at a predetermined pressure, and forms a transfer portion (transfer nip portion) c. The recording material P is fed from a paper feed mechanism (not shown) to the transfer portion c at a predetermined control timing, and the recording material P is nipped and conveyed at the transfer portion c. While the recording material P is passing through the transfer portion c, a predetermined transfer bias having a polarity opposite to the charge polarity of the toner is applied to the transfer roller 104 from the bias power source S3, so that the toner on the surface of the photosensitive drum 101 is The image ta is electrostatically transferred to the surface of the recording material P. Therefore, the transferred toner image tb is carried on the recording material P passing through the transfer portion c.
[0008]
Further, the recording material P that has passed through the transfer portion c is separated from the surface of the photosensitive drum 101, is conveyed to a fixing unit (not shown), is subjected to a fixing process of a toner image by the fixing unit, and is discharged as an image formed material. .
[0009]
Further, the residual toner tc remaining on the surface of the photosensitive drum 101 after the transfer of the toner image to the recording material P reaches the developing site b via the charged site a by the subsequent rotation of the photosensitive drum 101, and the developing device 103 in the developing site b. "Simultaneous development cleaning", that is, collection.
[0010]
Simultaneous development cleaning refers to a fogging bias (a fogging bias, which is a potential difference between a DC voltage applied to a developing unit and a surface potential of the photosensitive drum) during transfer of the remaining toner tc remaining on the photosensitive drum 101 after transfer. This is a method in which the toner is collected by the developing device 103 based on a potential difference Vback).
[0011]
When the image area in the rotation direction of the photosensitive drum 101 is longer than the circumferential length of the photosensitive drum 1, this simultaneous cleaning with development is performed simultaneously with other image forming steps such as charging, exposure, development, and transfer.
[0012]
As a result, the transfer residual toner tc is collected by the developing device 103 and used after the next process, so that waste toner can be eliminated. Further, since there is no cleaning device, there is a great advantage in terms of space, and the device can be significantly reduced in size.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described image forming apparatus, a toner (inverted toner) charged to a polarity opposite to a normal polarity is generated on the photosensitive drum by a discharge mainly due to a process such as transfer. Further, even when the toner and the magnetic carrier in the developing device are agitated, a part of the inverted toner is generated.
[0014]
In an image forming apparatus using a cleaner-less configuration, these reversal toners are collected by a developing device without being transferred from a photosensitive drum to a recording material. In comparison, the reversal toner tends to accumulate in the developing device.
[0015]
When the amount of the reversal toner in the developing device increases, adverse effects such as deterioration of the fog level and increase of the scattered toner occur.
[0016]
Further, when the reversal toner is brought around on the photosensitive drum, not only may charging and exposure failure occur, but also image failure may occur due to fusion on the photosensitive drum.
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to reduce inversion toner accumulated in a developing device in an image forming apparatus that performs simultaneous development and cleaning, thereby preventing charging, exposure failure, and fusing on an image carrier. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a good image.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image forming apparatus having the following configuration.
[0019]
(1) An image carrier comprising: a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier with a developer to form a toner image; and a transfer bias applying unit that transfers the toner image to a transfer material. In the image forming apparatus for collecting the upper transfer residual toner in the developing device,
In the developing device, provided with a refresh mode for reducing the toner charged to the opposite polarity from the normal from the developing device,
In the refresh mode, a transfer bias having a polarity opposite to that of a normal image formation is applied to the transfer bias applying unit.
An image forming apparatus comprising:
[0020]
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein in the refresh mode, a developing bias different from that during normal image formation is applied to the developing device.
[0021]
(3) In the refresh mode, a developing bias in which the phase of an AC component of a developing bias applied during normal image formation is inverted is applied to the developing device. Image forming apparatus.
[0022]
(4) In the refresh mode, a non-discharge region is used when a transfer bias having a polarity opposite to that of normal image formation is applied to the transfer bias applying unit. The image forming apparatus according to any one of 3).
[0023]
(5) When the transferred material is an intermediate transfer member, and the toner image developed on the image carrier is transferred to a recording material via the intermediate transfer member, the intermediate transfer member is applied when 100 V is applied. Has a volume resistivity of 10 8 -10 12 The image forming apparatus according to the above (4), wherein the resistance is Ω · cm.
[0024]
(6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the control method of the refresh mode is changed according to a detection result of an atmospheric environment.
[0025]
(7) The developer includes a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and the control method of the refresh mode is changed according to the durability of the magnetic carrier in the developing device. The image forming apparatus according to any one of (1) to (6).
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0027]
Example 1
(1) Schematic configuration of image forming apparatus (FIG. 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus of the present embodiment is a cleanerless laser beam printer A using an electrophotographic process.
[0028]
In this embodiment, an image reading device (image scanner) B is mounted on a laser beam printer A, and image information is input to the printer A from the image reading device B.
[0029]
(Image reading device B)
First, the image reading device B will be described.
[0030]
The image reading device B includes a document table glass 10 fixedly arranged on the upper surface of the device. The original G is placed on the upper surface of the original platen glass 10 with the surface to be copied of the original G facing downward, and an original pressing plate (not shown) is placed thereon, and the original G is set on the original platen glass 10.
[0031]
The image reading unit 9 includes a document irradiation lamp 91, a short focus lens array 92, a CCD sensor 93, and the like. When the copy button (not shown) is pressed, the image reading unit 9 is driven forward from the home position indicated by the solid line on the left side of the glass on the lower side of the platen glass 10 to the right side along the lower surface of the glass by pressing a copy button. When it reaches the predetermined forward end point, it is driven backward and returned to the first home position shown by the solid line.
[0032]
In the forward driving process of the image reading unit 9, the downward image surface of the document G placed and set on the document table glass 10 is sequentially turned from the left side to the right side by the document irradiation lamp 91 of the image reading unit 9. Illumination scanning is performed, and the original surface reflection light of the illumination scanning light is imaged and incident on the CCD sensor 93 by the short focus lens array 92.
[0033]
The CCD sensor 93 includes a light receiving unit, a transfer unit, and an output unit. The light signal is converted to a charge signal in the CCD light receiving unit, and is sequentially transferred to the output unit in synchronization with the clock pulse in the transfer unit. The charge signal is converted into a voltage signal in the output unit, and the voltage signal is amplified and reduced in impedance and output. The analog signal obtained in this manner is subjected to well-known image processing, converted into a digital signal, and sent to the printer A.
[0034]
That is, the image information of the document G is photoelectrically read by the image reading device B as a time-series electric digital pixel signal (image signal).
[0035]
(Laser beam printer A)
Next, the laser beam printer A will be described.
[0036]
In this embodiment, the printer A has a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 1 as an image carrier. In this embodiment, the photosensitive drum 1 is a negatively chargeable OPC photosensitive member having a charge injection layer on the surface. This photoconductor will be described in more detail in the section “Photosensitive Drum”.
[0037]
The photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow around a center support shaft, and when a copy signal is input, the contact charging means 2 causes a negative electrode in the present embodiment at the charged portion a. It receives a uniform charging process. The contact charging means 2 in this embodiment is a magnetic brush charging device. The charging device 2 will be described in detail in the section “Magnetic brush charging device”.
[0038]
Next, a laser modulated on the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 in accordance with an image signal output from the laser scanning unit (laser scanner) 3 and sent from the image reading device B to the printer A side. Scanning exposure L by light is performed. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information of the document G that has been photoelectrically read by the image reading device B is sequentially formed on the rotating photosensitive drum surface.
[0039]
The laser scanning unit 3 includes a light-emitting signal generator, a solid-state laser element, a collimator lens system, a rotating polygon mirror (polygon mirror), and the like. When the laser scanning unit 3 performs laser scanning exposure L on the surface of the rotating photosensitive drum, first, the solid-state laser element is turned on / off at a predetermined timing by a light emission signal generator based on the input image signal. Then, the laser light emitted from the solid-state laser element is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens system, further scanned by a rotating polygon mirror rotating at high speed, and spotted on the photosensitive drum surface 1 by an fθ lens group. It is imaged. By such a laser beam scanning, an exposure distribution for one scanning of an image is formed on the photosensitive drum surface 1. Further, the rotation of the photosensitive drum 1 causes the photosensitive drum surface to be scrolled by a predetermined amount perpendicular to the scanning direction for each scanning. Thus, an exposure distribution according to the image signal is obtained on the surface of the rotating photosensitive drum.
[0040]
In the case of the present embodiment, the formed electrostatic latent image on the surface of the rotating photosensitive drum is successively developed as a toner image at the developing site b by the developing device 4 and is reversely developed. The developing device 4 of this embodiment is a two-component contact developing type device. The developing device 4 will be described in detail in the section of “Developing Device”.
[0041]
On the other hand, a recording material P as a recording medium stored in the paper feed cassette 5 is fed out one by one by a paper feed roller 51, fed into the printer A through a sheet path 52, and predetermined by a registration roller 53 through a sheet path 54. At the transfer timing c, the sheet is fed to a transfer portion c which is a contact nip portion between the photosensitive drum 1 and a transfer belt type transfer device 7 as a transfer unit.
[0042]
The toner image on the rotating photosensitive drum surface is sequentially electrostatically transferred to the surface of the recording material P fed to the transfer portion c by a transfer charging blade 74 as a transfer bias applying unit disposed inside the transfer belt 71. . The transfer device 7 will be described in detail in the section “Transfer Device”.
[0043]
The recording material P to which the toner image has been transferred through the transfer portion c is sequentially separated from the surface of the photosensitive drum 1, and is fixed at a transfer belt extension of the transfer belt type transfer device 7 with a pair of fixing rollers 61 a and 61 b. The sheet is conveyed to the apparatus 6, receives the heat fixing of the toner image, and is output as a copy or print from a sheet discharge roller 62 to a sheet discharge tray outside the apparatus.
[0044]
A conductive brush 11 as an auxiliary means for erasing the history of the previous image is brought into contact with the photosensitive drum 1 downstream of the transfer portion c in the photosensitive drum rotation direction and upstream of the charged portion a in the photosensitive drum rotation direction. In this embodiment, the magnetic brush charging device 2 is provided so as to be attached.
[0045]
The cleanerless system and the conductive brush 11 will be described in detail in the section "Cleanerless system, conductive brush".
[0046]
(2) Photosensitive drum 1 (FIG. 2)
As the photosensitive drum 1 as an image carrier, a commonly used organic photosensitive member or the like can be used. Further, a photosensitive member using an inorganic semiconductor such as CdS, Si, or Se can also be used.
[0047]
Preferably, the volume resistivity of the organic photoreceptor is 10 2 -10 14 When a material having a surface layer having a material of Ω · cm or an amorphous silicon photoreceptor is used, charge injection charging can be realized, which is effective in preventing ozone generation and reducing power consumption. Further, the chargeability can be improved.
[0048]
The photosensitive drum 1 used in this embodiment is a negatively charged organic photosensitive member having a surface on which a charge injection layer is provided, and is formed on a 30 mm-diameter aluminum drum base (hereinafter referred to as "aluminum base") 1a. The following first to fifth five layers 1b to 1f are provided in order from the bottom. FIG. 2 is a model diagram showing the layer structure.
[0049]
The first layer 1b is an undercoat layer and is a conductive layer having a thickness of 20 μm and provided for smoothing out defects or the like of the aluminum substrate 1a.
[0050]
The second layer 1c is a positive charge injection preventing layer, which serves to prevent the positive charge injected from the aluminum substrate 1a from canceling the negative charge charged on the surface of the photoreceptor, and is formed by an amylan resin and methoxymethylated nylon. 1 × 10 6 This is a medium resistance layer having a thickness of 1 μm and a resistance adjusted to about Ω · cm.
[0051]
Third layer 1d: a charge generation layer, which is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and which generates positive and negative charge pairs upon exposure to light.
[0052]
Fourth layer 1e; a charge transport layer in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin, and is a P-type semiconductor. Therefore, the negative charges charged on the photoconductor surface cannot move through this layer, and only the positive charges generated in the charge generation layer 1d can be transported to the photoconductor surface.
[0053]
Fifth layer 1f: charge injection layer, SnO as conductive particles 1g in binder of insulating resin 2 This is a coating layer of a material in which ultrafine particles are dispersed. Specifically, SnO having a particle size of about 0.03 μm is obtained by doping an insulating resin with antimony, which is a light-transmitting insulating filler, to reduce the resistance (make it conductive). 2 This is a coating layer of a material in which particles are dispersed in a resin by 70% by weight.
[0054]
The coating solution thus prepared was applied to a thickness of about 3 μm by an appropriate coating method such as dipping coating method, spray coating method, roll coating method, beam coating method, etc. to form a charge injection layer.
[0055]
Volume resistance is 10 Thirteen Ω · cm. By controlling the volume resistance in this way, the chargeability is directly improved, and a high-quality image can be obtained. The photoreceptor can be realized not only by OPC but also by an a-Si drum, and high durability can be realized.
[0056]
Here, the volume resistance of the surface layer is a value measured by arranging metal electrodes at an interval of 200 μm, flowing a preparation liquid of the surface layer during film formation, and applying a voltage of 100 V between the electrodes. . The measurement is a value measured under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH.
[0057]
(3) Magnetic brush charging device 2 (FIG. 3)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the magnetic brush charging device 2 in the present embodiment.
[0058]
The magnetic brush charging device 2 includes a charging device housing 21 and a magnetic brush charging member 22 disposed in the housing 21 as a contact charging member.
[0059]
The magnetic brush charging member 22 of this embodiment is of a rotating sleeve type, and a non-magnetic sleeve, which is non-rotatably fixedly supported and non-rotatably fitted around the outer periphery of the magnet roll so as to rotate freely and concentrically. (Non-magnetic / conductive / charging electrode sleeve) 24 and the magnetic force of conductive magnetic particles (magnetic carrier for charging) formed by being attracted and held on the outer peripheral surface of the non-magnetic sleeve by the magnetic force of the magnet roll 23 inside the sleeve. And a brush unit 25. A layer thickness regulating blade 26 of the magnetic brush portion 25 is fixedly disposed on the housing 21.
[0060]
The charging device 2 is disposed substantially parallel to the photosensitive drum 1 by bringing the magnetic brush portion 25 of the magnetic brush charging member 22 into contact with the surface of the photosensitive drum 1. In this case, the magnetic brush portion 25 formed on the photosensitive drum 1 was arranged such that the contact nip width (the width of the charged portion a) became predetermined.
[0061]
The charging magnetic particles constituting the magnetic brush portion 25 have an average particle diameter of 10 to 100 μm and a saturation magnetization of 20 to 250 emu / cm. 3 , Volume resistance is 1 × 10 2 ~ 1 × 10 10 Ω · cm is preferred. Considering the existence of insulation defects such as pinholes in the photosensitive drum 1, the volume resistance is 1 × 10 6 It is preferable to use one of Ω · cm or more. In order to improve the charging performance, it is better to use one having as small a resistance as possible. Therefore, in this embodiment, the average particle diameter is 25 μm, and the saturation magnetization is 200 emu / cm. 3 , Volume resistance is 5 × 10 6 Ω · cm magnetic particles were used.
[0062]
As magnetic particles, magnetite is dispersed as a magnetic material in a resin, and a conductive material is formed by dispersing carbon black for conductivity and resistance adjustment, or the surface of magnetite alone such as ferrite is oxidized and reduced. The resistance may be adjusted by adjusting the resistance, or the resistance may be adjusted by coating the surface of a single magnetite such as ferrite with a resin. In this embodiment, a ferrite whose surface is oxidized and reduced to adjust the resistance is used.
[0063]
The nonmagnetic sleeve 24 of the magnetic brush charging member 22 was rotated in the counterclockwise direction indicated by an arrow in the opposite direction (counter direction) to the rotation direction of the photosensitive drum 1 at the charging portion a. With the rotation of the non-magnetic sleeve 24, the magnetic brush portion 25 of the magnetic particles is also rotated and conveyed in the same direction, and the layer thickness is regulated at the position of the layer thickness regulating blade 26.
[0064]
A predetermined charging bias was applied to the non-magnetic sleeve 24 from a bias power source S1. In this embodiment, an oscillating voltage obtained by superimposing a negative DC voltage and an AC voltage is applied as a charging bias.
[0065]
In the case of the present embodiment, since the photosensitive drum 1 has the charge injection layer 1f on the surface thereof as described above, the photosensitive drum 1 is charged by charge injection charging. That is, a charging potential substantially equal to the DC component DC of the DC + AC bias applied to the non-magnetic sleeve 24 can be obtained on the photosensitive drum surface.
[0066]
(4) Developing device 4 (FIG. 4)
Generally, toner development methods for electrostatic latent images are roughly classified into the following four types a to d.
(A) A method in which non-magnetic toner is coated on a sleeve with a blade or the like, and magnetic toner is coated by a magnetic force, conveyed, and developed in a non-contact state with a photoreceptor (one-component non-contact development).
(B) A method in which the toner coated as described above is developed in contact with the photoreceptor (one-component contact development).
(C) A method in which a mixture of toner particles and a magnetic carrier is used as a developer and conveyed by magnetic force to develop in a state of contact with a photoreceptor (two-component contact development).
(D) A method of developing the above two-component developer in a non-contact state (two-component non-contact development).
[0067]
Among them, the two-component contact developing method (c) is often used from the viewpoint of high image quality and high stability.
[0068]
FIG. 4 shows a schematic configuration of the developing device 4 used in this embodiment.
[0069]
The developing device 4 of the present embodiment uses a mixture of non-magnetic negative toner particles and magnetic carrier particles as a developer, and holds the developer as a magnetic brush layer by a magnetic force on a developer carrying member. Is a two-component magnetic brush contact development type apparatus that reversely develops an electrostatic latent image as a toner image by bringing it into contact with the surface of a photosensitive drum.
[0070]
The developing device 4 forms a developing container 41, a developing sleeve 42 as a developer carrier, a magnet roller 43 as a magnetic field generating means fixedly arranged in the developing sleeve 42, and a thin layer of developer on the surface of the developing sleeve. Layer regulating blade 44 and a developer stirring / conveying screw 45 are provided. The developing container 41 contains a two-component developer 46. The developer 46 is a mixture of non-magnetic negative toner particles t and magnetic carrier particles c.
[0071]
The two-component developer used in this embodiment is a toner obtained by externally adding 1% by weight of titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm to a negatively charged toner t having an average particle diameter of 6 μm. The carrier c has a saturation magnetization of 205 emu / cm. 3 The magnetic carrier having an average particle size of 35 μm was used. A mixture of the toner t and the developing magnetic carrier c at a weight ratio of 6:94 was used as the developer 46. At this time, the toner t in the developer had a triboelectric charge of about 25 × 10 −3 c / kg.
[0072]
The developing sleeve 42 is arranged so that the closest distance (gap) to the photosensitive drum 1 is about 500 μm at least at the time of development, and the developer magnetic brush thin layer 46 a carried on the outer surface of the developing sleeve 42 is It is set so as to contact the surface of the photosensitive drum 1. The contact portion between the developer magnetic brush layer 46a and the photosensitive drum 1 is a developing portion b.
[0073]
The developing sleeve 42 is driven at a predetermined rotation speed in the clockwise direction indicated by an arrow around the outer periphery of the fixedly disposed magnet roller 43, and the magnetic brush of the developer 46 is applied to the outer surface of the sleeve in the developing container 41 by the magnetic force of the magnet roller 43. It is formed. The developer magnetic brush is conveyed with the rotation of the sleeve 42, is regulated by the blade 44, and is taken out of the developing container as a developer magnetic brush thin layer 46 a having a predetermined thickness, and is conveyed to the developing portion b. The photosensitive drum 1 comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 and is conveyed back into the developing container 41 again by the subsequent rotation of the sleeve 42.
[0074]
That is, first, in the process in which the developer 46 pumped by the N3 pole of the magnet roller 43 along with the rotation of the developing sleeve 42 is transported from the S2 pole to the N1 pole, a regulating blade disposed vertically to the developing sleeve 42. The thin layer 46 a of the developer 46 is formed on the developing sleeve 42 by being regulated by 44. When the developer layer 46a formed as a thin layer is conveyed to the developing main pole S1 of the developing section, ears are formed by magnetic force. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed as a toner image ta by the spike-shaped developer layer 46a, and thereafter the developer on the developing sleeve 42 is moved into the developing container 41 by the repulsive magnetic field of N2 pole-N3 pole. Will be returned.
[0075]
In the present embodiment, a blank pulse (an amplitude portion to which a DC voltage and an AC voltage are superimposed and applied is defined as two periods by a developing bias applying power source S2) between the developing sleeve 42 and the conductive drum substrate of the photosensitive drum 1. And a bias voltage that applies two subsequent cycles of a blank portion to which only a DC voltage is applied, and a vibration voltage obtained by superimposing a DC voltage: -350 V and a rectangular voltage: an amplitude Vpp = 2000 V and a frequency Vf = 2000 Hz as an AC voltage. A developing bias was applied (FIG. 5).
[0076]
In general, in the two-component developing method, when an AC voltage is applied, the developing efficiency is increased, and the quality of an image is high. On the other hand, there is a danger that fog of a negatively charged toner is liable to occur. For this reason, a potential difference is normally provided between the DC voltage applied to the developing device 4 and the surface potential of the non-image portion of the photosensitive drum 1 to prevent the negatively charged toner from fogging the non-image portion. The potential difference for preventing fogging is called a fogging potential (Vback), and the potential difference prevents the normally charged negative toner from adhering to the non-image area of the photosensitive drum 1 during development.
[0077]
The toner concentration (mixing ratio with the carrier) of the developer 46 in the developing container 41 gradually decreases as the toner is consumed for developing the electrostatic latent image. When the toner concentration of the developer 46 in the developing container 41 is detected by a detection unit (not shown) and decreases to a predetermined allowable lower limit concentration, the toner t is supplied from the toner replenishing unit 47 to the developer 46 in the developing container to perform development. The toner supply is controlled so that the toner concentration of the developer 46 in the container 41 is always kept within a predetermined allowable range.
[0078]
(5) Transfer device 7 (FIG. 1)
In this embodiment, the transfer device 7 is of a transfer belt type as described above. The transfer device 7 includes an endless transfer belt 71. The transfer belt 71 is suspended and stretched between a driving roller 73 and a driven roller 72, and moves in a forward direction in the rotation direction of the photosensitive drum 1. It is rotated at a peripheral speed substantially equal to the rotational peripheral speed of the first rotation. A transfer charging blade 74 as a transfer bias applying unit is provided inside the transfer belt 71, and the ascending belt portion of the transfer belt 71 is pressed against the photosensitive drum 1 to form a transfer portion (transfer nip portion) c. At the same time, the transfer bias is applied from the transfer bias application power source S3, so that the reverse polarity of the toner is charged from the back surface of the recording material P. As a result, the toner image on the photosensitive drum 1 side is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the recording material P passing through the transfer portion c.
[0079]
In this embodiment, the transfer belt 71 has a volume resistivity of 10 14 Ω · cm (using a probe conforming to the JIS-K6911 method, an applied voltage of 1000 V, an applied time of 60 sec, 23 ° C. and 60% RH), and a polyimide resin having a film thickness of 75 μm was used. The material of the belt 71 is not limited to a polyimide resin, and may be a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polyethylene naphthalate resin, a polyetheretherketone resin, a polyethersulfone resin, a polyurethane resin, or the like. Plastic, fluorine-based, or silicon-based rubber can be suitably used. The thickness is not limited to 75 μm, and a thickness of about 25 to 2000 μm, preferably 50 to 150 μm can be suitably used.
[0080]
Further, the transfer charging blade 74 has a resistance of 1 × 10 5 ~ 1 × 10 7 Ω was used. Transfer was performed by applying a bias of +15 μA to the transfer charging blade 74 under constant current control (voltage: about 3 kV).
[0081]
(6) Cleanerless system, conductive brush 11
The transfer residual toner tc remains on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image. As described above, the cleaner-less system collects the untransferred toner tc at the developing portion b by the simultaneous cleaning with the developing device 4 in the developing device 4. However, when the untransferred toner tc passes through the charged portion a as it is, the photosensitive drum A ghost phenomenon occurs in which the charging potential is reduced only in one transfer residual image portion, or the previous image portion becomes thinner or darker in the next image. Even if the untransferred toner tc passes under the magnetic brush portion 25 of the magnetic brush member 22 in contact with the photosensitive drum 1 at the charged portion a, in most cases, the shape of the previous image remains unchanged.
[0082]
Therefore, it is necessary to take in the transfer residual toner tc that has reached the charged portion a with the rotation of the photosensitive drum 1 into the magnetic brush unit 25 and erase the history of the image before the transfer. At this time, the toner is not sufficiently taken into the magnetic brush unit 25 by simply applying the DC voltage to the magnetic brush member 22, but when the AC voltage is applied to the magnetic brush member 22, the photosensitive drum 1-the magnetic brush The toner is easily taken into the magnetic brush unit 25 by the vibration effect of the electric field between the members 22.
[0083]
Further, as described above, the transfer residual toner tc on the photosensitive drum 1 often has both positive and negative polarities due to peeling discharge at the time of transfer. Considering the easiness of taking in, it is desirable that the charge polarity of the transfer residual toner tc is inverted to the polarity opposite to the normal polarity. That is, in the case of the present embodiment, it is desirable that the transfer residual toner tc is positively reversely charged.
[0084]
In the present embodiment, as described above, the conductive brush 11 as an auxiliary means for erasing the history of the previous image is provided on the downstream side of the transfer portion c in the photosensitive drum rotation direction and on the upstream side of the charged portion a in the photosensitive drum rotation direction. It is in contact with the photosensitive drum 1. In this embodiment, the magnetic brush charging device 2 is provided so as to be attached thereto. Then, a positive bias having a polarity opposite to the charging bias is applied to the conductive brush 11 from a bias power source S4. Due to the positive bias applied to the conductive brush 11, the positive transfer residual toner (reverse toner) of the transfer residual toner tc passes through the contact portion d between the conductive brush 11 and the photosensitive drum 1, and The transfer residual toner (normal polarity toner) and the toner in the neutralized state are temporarily electrostatically captured (primarily collected) by the conductive brush 11, are neutralized, and are charged by the inverted toner of the positive polarity, and then again to the photosensitive drum. It is exhaled on 1.
[0085]
As a result, most of the transfer residual toner tc is converted into a polarity-reversed toner, and is easily taken into the magnetic brush portion 25 of the magnetic brush member 22. Then, at the charged portion a, the toner is once peeled off electrostatically from the surface of the photosensitive drum 1 and is taken into and mixed with the magnetic brush portion 25 of the magnetic brush member 22 (secondary collection of transfer residual toner by the magnetic brush member 22). . As a result, the surface of the photosensitive drum under the transfer residual toner is also charged, so that a positive ghost is prevented.
[0086]
The polarity-reversed toner secondarily collected by the magnetic brush unit 25 is discharged and further recharged to a negative polarity, and the magnetic brush unit 25 is charged by a negative charging bias applied to the magnetic brush member 22. Are discharged electrostatically to the surface of the photosensitive drum 1 to reach the developing site b, where the developing device 4 cleans at the same time.
[0087]
The above is the basic image forming process of the cleanerless image forming apparatus in the present embodiment.
[0088]
However, in the above process, the following problems occur.
[0089]
The toner (inverted toner) charged to the positive electrode by the conductive brush 11 is carried on the surface of the photosensitive drum 1 as it is without being partially collected by the magnetic brush unit 25 and mixed into the developing device 4. Exists. Further, the toner discharged from the magnetic brush unit 25 onto the surface of the photosensitive drum 1 also includes a part of the reversal toner, which also enters the developing device 4.
[0090]
For this reason, if the image forming process is performed for a long period of time, the toner charged to the positive electrode (inverted toner) accumulates in the developing device 4, and as described above, adverse effects such as fogging and scattering occur. Will occur. Further, the amount of the reversal toner increases as a result of the deterioration of the durability of the magnetic carrier particles in the developing device 4.
[0091]
Therefore, in the image forming apparatus of the present invention, the refresh mode for reducing the reverse toner accumulated in the developing device 4 is operated as needed.
[0092]
The operation in the refresh mode in the present embodiment is to develop a reverse white toner by developing a solid white image on the photosensitive drum (cover the reverse white toner over the solid white portion), and to perform the operation of the reverse toner formed on the drum. The image is transferred by a transfer bias having a polarity opposite to that of a normal transfer bias, and is collected by a transfer belt cleaner 75.
[0093]
Hereinafter, a detailed operation of the refresh mode will be described.
[0094]
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the magnetic brush charging device 2. In this embodiment, the charging voltage under a certain environment is set to -500V. This value may be the same as or different from the charging voltage during normal image formation.
[0095]
A developing bias is applied at a timing when a region uniformly charged to -500 V on the surface of the photosensitive drum 1 reaches the developing site b. By this operation, solid white is developed on the surface of the photosensitive drum 1. This means that the toner having the inverted polarity is intentionally covered on the photosensitive drum 1. At this time, it is preferable that the developing DC voltage has a fog removal potential (Vback) larger than a bias at the time of normal image formation. By doing so, the developability (fogging rate) of the reversal toner becomes higher. However, if it is too large, the magnetic carrier will be attracted to the surface of the photosensitive drum 1, so that an appropriate adjustment is required. In the present embodiment, the developing DC bias value in the refresh mode is set to −310 V, while the developing DC bias value during normal image formation is −350 V.
[0096]
At the same time as the area where the inverted toner image has been developed on the photosensitive drum 1 reaches the transfer portion c, a bias for transferring the inverted toner image is applied. At this time, the transfer bias is applied with a polarity opposite to the normal polarity. In this embodiment, while the constant current control of +15 μA is performed at the time of normal image transfer, the constant current control of −10 μA is performed in the refresh mode, so that the reversal toner on the photosensitive drum is used as the transfer material. Transfer to the surface.
[0097]
The reversal toner transferred to the surface of the transfer belt 71 is conveyed to the position of the transfer belt cleaner 75 by the rotation of the transfer belt 71, and is thereby removed from the surface of the transfer belt 71.
[0098]
With the above operation, the inverted toner accumulated in the developing device 4 can be reduced by relatively easy operation and means, so that phenomena such as fogging and scattering due to the inverted toner can be avoided.
[0099]
In this embodiment, a system using a charging device using a magnetic brush has been described. However, the charging means is not limited to this, and may be a contact-type charging roller or a corona charger. Also, the presence or absence, configuration, and operation of the auxiliary charging member are not limited to the above.
[0100]
Further, in the present embodiment, the configuration using the transfer blade or the transfer belt as the transfer member has been described.However, the present invention is not limited to this, and the transfer roller is used without using the transfer belt as the conveying unit. In the configuration for conveying and transferring, a configuration in which the reverse toner is transferred to the surface of the transfer roller and blade cleaning is performed on the surface of the transfer roller, and in a configuration in which the transfer is performed using a corona charger, a configuration in which the reverse toner is transferred to paper, and the like. .
[0101]
Further, since the generation of the reversal toner is affected by the temperature and humidity of the atmosphere environment, the operation environment of the machine may be detected, and the operation method of the refresh mode may be changed accordingly. For example, in a dry environment, a discharge phenomenon is likely to occur, and thus the generation of the reversal toner is more remarkable. Therefore, in a dry environment, the operation frequency of the refresh mode is increased, or the developing bias is changed to change the reversal toner. It is effective to increase the development efficiency.
[0102]
Further, the generation of the reversal toner is affected by the durability of the magnetic carrier in the developing device, and is likely to occur when the durability of the magnetic carrier is deteriorated and the charging ability is reduced. Thus, the operation frequency of the refresh mode can be determined.
[0103]
Example 2
The basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention are similar to those of the first embodiment, and thus detailed description is omitted, and only different portions will be described here.
[0104]
In the first embodiment, a blank pulse in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed as a developing bias has been described with reference to FIG.
[0105]
To explain the blank pulse further, the first two rectangular waves in FIG. 5 start with a convex (positive polarity) bias a. It functions to pull back from the body drum 1 to the developing sleeve 42 side. Thereafter, when a concave (negative polarity) bias b is applied, a developing force acts on the normally charged toner toward the photosensitive drum 1, and after this waveform is repeated twice, no AC is superimposed. Only DC voltage is applied. For this reason, the toner charged to the negative polarity is repeatedly subjected to a force in the order of “pull-back → developing → pull-back → developing”, so that the development is performed uniformly on the electrostatic latent image on the photosensitive drum. In such control, the reversal toner (toner of positive polarity) at the development site b is repeatedly subjected to a force in the order of “development → retraction → development → retraction”, and is strongly affected by the last bias “retraction”. Therefore, it is basically difficult to develop on the photosensitive drum 1 side.
[0106]
Therefore, in this embodiment, an operation of positively discharging the reversal toner from the developing device is performed using the above principle in reverse. That is, in the refresh mode for reducing the reversal toner in the developing device, the application waveform of the AC bias for development is made different from that during normal image formation (in the present embodiment, the AC component has an opposite phase). Then, the reverse toner is positively discharged from the developing device onto the photosensitive drum, and is transferred from the photosensitive drum and collected.
[0107]
Hereinafter, a detailed operation of the refresh mode in this embodiment will be described.
[0108]
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the magnetic brush charging device 2. In this embodiment, the charging voltage under a certain environment is set to -500V. This value may be the same as or different from the charging voltage during normal image formation.
[0109]
An electrostatic latent image is formed on a region of the surface of the photosensitive drum 1 that is uniformly charged to −500 V by laser light output from the laser scanning unit 3. In this embodiment, a latent image corresponding to a solid black image is formed by emitting FF light from a laser beam, but the present invention is not limited to this.
[0110]
A developing bias is applied at the timing when the area on the surface of the photosensitive drum 1 where the electrostatic latent image is formed reaches the developing site b. The developing DC voltage at this time may be the same voltage as during normal image formation, and was -350 V. On the other hand, the AC voltage applies a waveform different from that at the time of normal image formation. FIG. 6 shows this waveform. Usually, the rising edge of the rectangular wave enters from a positively biased bias and ends the cycle with a negatively biased. Enter with a bias and end the cycle with a positive bias. By this operation, the reversal toner at the developing portion b receives a force for developing to the drum side, and the normally charged toner receives a force for being pulled back to the developing sleeve 42, so that the toner image developed on the photosensitive drum 1 Is an image basically containing a large amount of reversal toner.
[0111]
At the same time that the toner image developed on the photosensitive drum 1 reaches the transfer portion c, a bias for transferring the reverse toner image is applied. At this time, the transfer bias is applied with a polarity opposite to the normal polarity. In this embodiment, the constant current control of +15 μA is performed at the time of normal image transfer, while the constant current control of −10 μA is performed in the refresh mode, so that the inverted toner on the photosensitive drum is transferred to the surface of the transfer belt 71. Note that the normally charged toner (negative toner) moves on the photosensitive drum 1 without being transferred, and is again collected by the developing device 4 through recharging in the conductive brush 11 and the charging device 2. .
[0112]
The reversal toner transferred to the surface of the transfer belt 71 is conveyed to the position of the transfer belt cleaner 75 by the rotation of the transfer belt 71, and is thereby removed from the surface of the transfer belt 71.
[0113]
With the above operation, the inverted toner accumulated in the developing device 4 can be reduced by relatively easy operation and means, so that phenomena such as fogging and scattering due to the inverted toner can be avoided.
[0114]
As described above, in the present embodiment, the example in which the developing AC bias applied in the refresh mode is set to the opposite phase to that during normal image formation to discharge the reverse toner from the inside of the developing device has been described. Is not limited to this.
[0115]
Example 3
This embodiment employs a refresh mode in an image forming apparatus using an intermediate transfer body having a medium resistance.
[0116]
In the refresh mode in the above embodiment, when the reverse toner discharged from the developing device onto the photosensitive drum is transferred from the photosensitive drum to the transfer target, if the transfer involves discharging, Reversal of the toner polarity occurs, causing a problem that the toner cannot be efficiently collected.
[0117]
Therefore, in the present embodiment, re-inversion of the toner polarity is avoided by applying a transfer bias in a region not accompanied by discharge.
[0118]
In the image forming apparatuses shown in the first and second embodiments for directly transferring a photosensitive drum to a recording material, a transfer belt having a high resistance is often used for transport stability, and the image quality is high. Often, a resistance transfer member is used.
[0119]
Therefore, in such a direct transfer system, it is difficult to transfer the toner without using the discharge area. Therefore, in order to prevent discharge from being generated in the transfer section, a configuration in which a medium-resistance member is used as an object to be transferred or a transfer member, that is, an image forming apparatus using a medium-resistance intermediate transfer body as shown in this embodiment Is a preferable configuration.
[0120]
FIG. 7 schematically shows an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention. The image forming apparatus of this embodiment is a full-color electrophotographic image forming apparatus having four photosensitive drums and using an intermediate transfer member.
[0121]
Hereinafter, the basic configuration and operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described in detail.
[0122]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the image forming apparatus is a process unit serving as an image forming unit including a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and the like around a photosensitive drum serving as an image carrier. An image on the photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d) formed by each of the process units Pa, Pb, Pc, and Pd is provided with four Pa, Pb, Pc, and Pd. The image is sequentially transferred onto the intermediate transfer body 81 that moves and passes through the intermediate transfer body 81, and the image transferred onto the intermediate transfer body 81 is further transferred to a recording material such as paper in a second transfer unit.
[0123]
More specifically, the photosensitive drums 1 (1a, 1b, 1c, 1d) are disposed in the respective process units Pa, Pb, Pc, Pd for forming images of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. Each photosensitive drum is rotatable in the direction of the arrow. Further, charging means 2 (2a, 2b, 2c, 2d), exposure means 3 (3a, 3b, 3c, 3d), and developing device 4 (4a, 4b) are provided around each photosensitive drum 1a, 1b, 1c, 1d. , 4c, 4d) are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drum.
[0124]
Each of the process units Pa, Pb, Pc, and Pd in the present embodiment has almost the same configuration and operation as those of the image forming apparatus described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
[0125]
In FIG. 7, an intermediate transfer unit 8 is provided below the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d. The intermediate transfer unit 8 includes an intermediate transfer belt 81. The intermediate transfer belt 81 is stretched around a driving roller 82, a tension roller 83, and a secondary transfer inner roller 85, and runs in the direction of the arrow. The intermediate transfer unit 8 includes a primary transfer roller 84 (84 a, 84 b, 84 c, 84 d), a secondary transfer outer roller 86 disposed opposite to the secondary transfer inner roller 85, and an intermediate transfer belt 81. An intermediate transfer belt cleaner 80 is provided.
[0126]
The intermediate transfer belt 81 is made of a dielectric resin. In this embodiment, the volume resistivity is 10 9 A PI resin with Ω · cm (using a probe conforming to the JIS-K6911 method, applied voltage of 100 V, applied time of 60 sec, 23 ° C. and 60% RH) and thickness t = 90 μm is employed, but transfer is performed in an area where no discharge occurs. For the purpose of this embodiment, the volume resistivity at the time of applying 100 V is 10 8 -10 12 As long as the intermediate transfer member is Ω · cm, the material and thickness are not limited to those described above.
[0127]
Each of the primary transfer rollers 84 (84a, 84b, 84c, 84d) is composed of a core metal having a diameter of 8 mm and a conductive urethane sponge layer having a thickness of 4 mm. The metal roller is pressurized with a load of 500 g weight, and while rotating at a peripheral speed of 50 mm / sec, a voltage of 100 V is applied to the metal core, and the current is measured. 5 Ω (23 ° C., 60% RH).
[0128]
Next, a normal image forming process will be described.
[0129]
The toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 1a, 1b, 1c, and 1d are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 81 as described above, and then conveyed to the secondary transfer section with the rotation of the belt. On the other hand, by this time, the recording material P taken out of the sheet cassette 5 is supplied to the conveyance rollers 52, 53, and 54 via the pickup roller 51, and further conveyed to the left along the pre-transfer conveyance guide 55. In the secondary transfer section, the above-described toner image is transferred onto the recording material P by a secondary transfer bias applied between the secondary transfer inner roller 85 and the secondary transfer outer roller 86. The transfer residual toner and the like on the intermediate transfer belt 81 are removed and collected by the intermediate transfer belt cleaner 80.
[0130]
The fixing device 6 includes a rotatable fixing roller 61a and a pressure roller 61b that rotates while being pressed against the fixing roller 61a. A heater 63 such as a halogen lamp is provided inside the fixing roller 61a, and the temperature of the surface of the fixing roller 61a is adjusted by controlling a voltage or the like to the heater 63.
[0131]
In this state, when the recording material P is separated from the secondary transfer portion and is conveyed on the post-transfer conveyance guide 56, when the recording material P passes between the fixing roller 61a and the pressure roller 61b, The unfixed toner image on the recording material surface is melted and fixed by being pressed and heated at substantially constant pressure and temperature from both the front and back surfaces, and a full-color image is formed on the recording material P.
[0132]
The refresh mode in this embodiment conforms to the first and second embodiments up to the procedure for developing the reversal toner in the developing device on the surface of the photosensitive drum. The details of the transfer portion without discharge, which is a feature of this embodiment, will be described below.
[0133]
By performing solid white development (inverted fog) on the surface of the photosensitive drum 1 by the method described in Embodiment 1, the inversion toner is discharged from the developing device 4 onto the surface of the photosensitive drum 1.
[0134]
At the same time that the reversal toner on the surface of the photosensitive drum 1 reaches the transfer portion to the intermediate transfer belt 81, a bias for transferring the reversal toner is applied. Here, the transfer bias has the opposite polarity to the normal transfer bias. In this embodiment, the normal transfer bias is a constant voltage control of +300 V, whereas the reverse toner is transferred onto the intermediate belt 81 by applying a reverse polarity of -1100 V.
[0135]
The transfer bias at this time will be described with reference to FIG. 8. When the charging voltage is -500 V, the potential difference between the potential of the surface of the photosensitive drum 1 in the solid white portion and the transfer bias of +300 V during normal transfer is 800 V. . Conversely, by setting the reverse polarity transfer bias for transferring the reverse toner to -1100 V, the potential difference from the surface of the photosensitive drum 1 becomes 600 V. Since the discharge start voltage in the transfer section of this embodiment is about 700 V, when a transfer bias of the opposite polarity is applied, the reverse toner can be transferred without generating a discharge.
[0136]
The reversal toner transferred to the surface of the intermediate transfer belt 81 is conveyed to the position of the intermediate transfer belt cleaner 80 by the rotation of the intermediate transfer belt 81, and is thereby removed from the surface of the intermediate transfer belt 81. When the reverse toner on the intermediate transfer belt 81 passes through the secondary transfer portion, it is necessary to perform control so that the reverse toner is not transferred to the outer secondary transfer roller 86. Here, +100 V, which is a bias having the same polarity as that of the inverted toner, which is almost 0 V, is applied to the secondary transfer outer roller 86.
[0137]
As described above, in the image forming apparatus using the intermediate transfer body 81 having the medium resistance, the reversal toner accumulated in the developing device 4 is discharged onto the photosensitive drum, and is transferred and collected without electric discharge. 4 can be efficiently reduced, and phenomena such as fogging and scattering caused by the inverted toner can be avoided.
[0138]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes a developing device that develops an electrostatic latent image on an image carrier with a developer to form a toner image, and a transfer bias applying unit that transfers the toner image to a material to be transferred. An image forming apparatus comprising: a developing device that collects transfer residual toner on an image carrier; and a refresh mode that reduces toner charged to a polarity opposite to a normal polarity in the developing device from the developing device. In the mode, the transfer bias applying unit is configured to apply a transfer bias having a polarity opposite to that of normal image formation, so that the inverted toner accumulated in the developing device is developed, transferred, and transferred onto the image carrier. By collecting the toner, the reversal toner can be reduced from the developing device and fogging and scattering can be avoided, thereby preventing charging, exposure failure, and fusing on the image carrier. , It is possible to obtain a good image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a layer configuration diagram of an image carrier (photosensitive drum).
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a charging device.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a developing device.
FIG. 5 is a diagram illustrating a developing bias in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a developing bias in a cleaning mode in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a transfer bias in an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1. Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging device (contact charging means)
3 Exposure means
4 Developing device
7 Transfer device
71 Transfer belt (transfer material)
74 Transfer charging blade (transfer bias applying means)
75 Transfer belt cleaner
8 Intermediate transfer unit
80 Intermediate transfer belt cleaner
81 Intermediate transfer belt (transfer material)
84 (84a, 84b, 84c, 84d) Primary transfer roller (transfer bias applying means)
