JP4123750B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真記録や静電記録などの方式により画像を形成する電子写真複写機やレーザープリンター等の画像形成装置に関し、特に感光体などの潜像担持体上に傷やフィルミングなどが発生するのを防止するとともに、長期にわたって画像上のディフェクトが発生するのを抑制することが可能な長寿命の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真複写機やレーザープリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の潜像担持体上に、画像に応じたトナー像を形成し、この感光体ドラム等の潜像担持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。このような画像形成装置としては、地球環境保全の観点から、エコロジーに対応するため、クリーナが不要で廃棄トナーの生じない所謂”クリーナレス”の装置が、既に種々提案されている。また、上記画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に傷やフィルミングが発生するのを防止するとともに、装置の小型化を図るためにも、潜像担持体を清掃するクリーナを使用しない所謂”クリーナレス”の装置が、既に提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５９−１３３５７３号公報や特開昭５９−１５７６６１号公報などにおいては、クリーニング装置を用いることなく、感光体ドラム等の潜像担持体上からトナー像を用紙等の記録媒体上に転写した後、潜像担持体の背景部等に残留するトナーを、現像装置の現像ロールに転移させることにより、現像装置で残留するトナーを回収させるように構成した画像形成装置が開示されている。
【０００４】
これらの提案に係る画像形成装置では、クリーニング装置のクリーニングブレードのように、潜像担持体を強く摺擦する部材が存在しないため、潜像担持体を損傷させることもなく、また、潜像担持体上にトナーや外添剤などの成分をフィルミングさせることも回避することができる。さらに、上記提案に係る画像形成装置では、クリーニング装置のように、特別な清掃部材を必要としないため、装置の小型化が図れる上に、現像装置で回収したトナーを再利用できるという利点をも有している。
【０００５】
しかし、このような現像同時クリーニング方式の画像形成装置の場合には、高湿度環境下などで転写効率が悪く、しかも転写材の吸湿などにより転写性能が低下し、団塊状にトナーが残留したりして転写残トナーが多いと、ポジゴーストやネガゴーストなどの画像欠陥を生じ易いという問題点を有している。すなわち、この種の画像形成装置では、高湿度環境下などにおいて、転写材などが吸湿し、転写用の電荷が転写材を介して逃げてしまうこと等により、転写性能が低下して転写残トナーが多いと、現像装置で全ての転写残トナーを回収することができず、画像部などに団塊状の転写残トナーが残置されてしまうことがある。そのため、次の画像形成時には、潜像担持体上に残置された転写残トナーが、記録媒体の白地部やハイライト部などに転写されてしまい、転写残トナーの部分が他の部分よりも画像濃度が高くなる所謂ポジ・ゴーストが発生する。
【０００６】
また、上記の如く潜像担持体の表面に残留する転写残トナーの量が多いと、露光部において、団塊状の転写残トナーが露光を阻害し、潜像担持体上の表面電位ＶＨを十分に低下させることができなくなる。この場合、反転現像方式であれば、転写残トナーが露光を阻害した場合には、転写残トナー部の濃度が周囲の濃度よりも低くなる、いわゆるネガ・ゴーストとして現われる。つまり、転写残トナーが多いと、露光工程において転写残トナーが露光ビームを遮るため、潜像担持体の帯電電位ＶＨの減衰が不十分となり、本来の露光により減衰する電位ＶＬとの中間電位になってしまい、現像電界が周囲の露光部と比較して小さな値となるため、トナーが十分に現像されず、転写残トナーがネガ・ゴースト（白抜け像）となって現れることになる。
【０００７】
また、通常、用紙等の記録媒体に直接トナー像を転写する方式の画像形成装置では、転写部において用紙等が感光体ドラム等の潜像担持体から剥離される際に、剥離放電等により本来の帯電極性と逆極性に帯電したトナーが発生することが知られている。この逆極性に帯電したトナーは、反転現像方式の場合、潜像担持体の帯電極性と逆極性であるため、潜像担持体に再付着しやすく、転写残トナーとなって潜像担持体に残留する。
【０００８】
ところで、上述したように、現像同時クリーニング方式の画像形成装置において、現像装置で回収することが可能なトナーは、現像トナーと同極性、すなわち正規の帯電極性を持つものであり、逆極性に帯電したトナーは、現像装置で回収することが困難である。この点、上記提案に係る現像同時クリーニング方式の画像形成装置では、このような逆極性トナーは、現像部に先立つ帯電部において再帯電されることによって、正規の極性になるとしている。しかし、上述したように、転写材の吸湿などにより転写性能が低下している場合、転写後の残留トナーには、現像トナーと逆極性のトナーが多く存在しており、現像部に先立つ帯電部において、すべての逆極性トナーを正規極性に帯電させることはできない。そのため、逆極性のままのトナーは、現像装置で回収することができず、潜像担持体上に残留・蓄積し、ポジゴーストやネガゴーストとなって、白紙部の汚れやカブリなどの画像欠陥となるという問題点があった。
【０００９】
このような現像同時クリーニング方式の技術的な課題を解決するため、例えば、特開平３−１２７０８６号公報に記載の画像形成装置では、複数の電極（ブラシ）を残留トナー均一化手段として、潜像担持体に接触させるように構成している。また、特開平４−３４５６６号公報に記載の記録装置は、導電性接触子からなる帯電手段が残留トナー像均一化手段を兼ねるように構成したものである。
【００１０】
これらの提案に係る画像形成装置では、残留トナー像を均一化手段であるブラシ等で摺擦して平らにならすのと同時に、電圧印加手段で逆極性トナーを正規極性に帯電することにより、現像装置で確実に回収可能となるので、ゴーストが発生することはないとしている。また、これらの画像形成装置では、現像トナーとは逆極性に帯電したトナーが存在する場合、この逆極性に帯電したトナーを残留トナー均一化手段で一旦回収し、逆極性トナーの一部を、摩擦や電荷注入、あるいは放電によって帯電極性を正規の帯電極性に戻して通過させ、正規に帯電したトナーも一部を回収することで残量を低減することができるとしている。さらに、残留トナー均一化手段を通過した正規帯電極性のトナーは、現像装置に回収させるようになっている。これにより、広い帯電分布で団塊状に残留したトナーが存在する場合であっても、残留トナー均一化手段によって残留トナーの吸引や放出を安定して行うことができ、残留トナーの量を低いレベルに抑えることができるとしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平３−１２７０８６号公報や特開平４−３４５６６号公報に記載されているように、残留トナー均一化手段を用いても、転写残トナーが多い場合には、全てのトナーを正規の帯電極性に帯電させることはできないため、現像装置で回収されないトナーは、やはり、ポジゴーストやネガゴーストになったり、カブリとなって現れる問題点は改善されていない。
【００１２】
また、残留トナー均一化手段であるブラシには、経時的に残留トナーが付着して汚染され、残留トナーを均一化する能力が低下してしまうため、現像装置で回収されない残留トナーが増加するという問題点をも有している。
【００１３】
さらに説明すると、上記のような残留トナー均一化手段を採用すると、当該残留トナー均一化手段に回収されたトナーが蓄積してしまい、トナーの回収や帯電の均一化に支障をきたすことになる。
【００１４】
回収された現像トナーとは逆極性に帯電したトナーは、一部が正規の帯電極性に戻されるが、すべての転写残トナーを正規の帯電極性に戻すことは困難であり、残留トナー均一化手段から放出することができず、当該残留トナー均一化手段に徐々に蓄積していくことになる。このような場合、残留トナー均一化手段が目詰まりを起こしてしまい、残留トナー均一化手段の性能が低下するばかりか、残留トナー均一化手段の抵抗上昇などの原因となり、やがて残留トナー中の逆極性のトナーを回収することが困難となって、逆極性のトナーが残留トナー均一化手段に回収されずに通過してしまう現象が生じる。ここで、残留トナー均一化手段が単極のブラシからなる場合には、残留トナーの分布を乱すことが困難であるため、露光阻害によるネガ・ゴーストとなったり、現像装置では逆極性のトナーを回収できないことから、ポジ・ゴーストとなったりする問題点が依然として発生する。残留トナー均一化手段をブラシロールによって構成した場合には、残留トナー像を機械的にかき乱す効果が得られるため、確かにゴーストの発生は抑制される。しかし、上記提案に係る画像形成装置の場合には、潜像担持体上に存在する逆極性トナーを回収する手段が存在しないため、正規の帯電極性と逆極性に帯電したトナーは、そのまま潜像担持体上に残り、露光阻害や、白紙部の汚れやハイライト部の濃度むらとなってしまうという問題点が、依然として解決されていないことになる。
【００１５】
このように、上記従来の提案に係る画像形成装置の場合には、特に、潜像担持体上に存在する逆極性トナーを回収する手段が存在しないため、そのまま潜像担持体上に残ってしまい、露光阻害や、白紙部の汚れやハイライト部の濃度むらとなってしまうという問題が未解決のままであった。
【００１６】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリ等が発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
また、この発明の他の目的とするところは、ブラシやブラシロール等からなる残留トナー均一化手段内に回収トナーが蓄積することに伴う課題を回避するとともに、転写残トナー（特に逆極性トナー）の通過による画像欠陥を効果的に回避可能とした画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１に記載の発明は、潜像担持体上に所定の現像バイアス電圧が印加される現像手段によってトナー像を形成し、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を、当該潜像担持体に接触するように配置された転写手段によって記録媒体上に転写した後、定着することにより、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像作成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段と、
前記潜像担持体に接触するブラシロール清掃手段とを有し、
当該ブラシロール清掃手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧と前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにしたバイアス電圧とを印加するとともに、
前記転写手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないことを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
更に、請求項２に記載の発明は、前記潜像担持体の非画像形成領域は、インターイメージ部であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２５】
すなわち、上記請求項６に記載の発明は、図１１に示すように、転写手段５と帯電手段２の間に、潜像担持体１に接触するブラシロール清掃手段６を有している。また、転写手段５は、潜像担持体１または記録媒体８と接触する転写部材５１と、当該転写部材に付着したトナーを除去するクリーニング部材５２を有している。
【００２６】
このような構成で、ブラシロール清掃手段６のブラシロール６１には、次のような電圧が印加されている。潜像担持体１上で次の画像形成位置に相当する領域すなわち画像形成領域に対向するときには、現像トナー( 正規帯電極性のトナー) とは逆極性のトナーをブラシロール６１に引き付ける向きの電界を生じるような電圧であり、記録媒体８間などのように画像形成位置に相当しない領域すなわち非画像形成領域に対向するときは、現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体１に引きつける向きの電界を生じるような電圧である。
【００２７】
その後、非画像形成領域中で、画像形成領域と対向するときと同様な向き、すなわち現像トナー( 正規帯電極性のトナー) とは逆極性のトナーをブラシロール６１に引き付け、正規帯電極性のトナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界が生じるような電圧を印加する。
【００２８】
ここで、請求項３に記載の発明では、非画像形成領域の長さをＬｉｎｔ（ｍｍ）、プロセススピードをＶｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）、ブラシロール６１にトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加する時間をＴｐ（ｓｅｃ）、ブラシロール６１に画像形成領域と同様な向きの電界が作用するバイアス電圧を印加する時間をＴｍ（ｓｅｃ）、ブラシロール６１の回転中心と潜像担持体１表面の距離をｒｂ（ｍｍ）および潜像担持体最近接位置でのブラシロール６１の回転速度をＶｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）とするとき、ブラシロール清掃手段６は、Ｌｉｎｔ／Ｖｐ≧Ｔｐ＋ＴｍＴｐ≧２π・ｒｂ／Ｖｂ，Ｔｍ≧２π・ｒｂ／Ｖｂの条件を満たすものとした。
【００２９】
つまり、非画像形成領域をブラシロール６１が通過する時間以内に、当該ブラシロール６１から逆極性帯電トナーの引き離しと、Ｔｐ間に付着した正規帯電トナーのブラシロール６１からの引き離しとを終了するように設定されている。
【００３０】
また、転写部材５１には、次のような電圧を印加するものとした。画像形成領域および非画像形成領域で、ブラシロール６１と潜像担持体１間に、現像トナーとは逆極性のトナーをブラシロール６１に引き付ける向きの電界を作用させた潜像担持休１の領域に対向する場合には、現像トナー( 正規帯電極性のトナー) を転写部材５１に引き付ける、すなわち記録媒体８に現像トナーを転写する向きの電界が生じるような電圧である。また、非画像形成領域でブラシロール６１と潜像担持体１間に、現像トナーとは逆極性のトナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界を作用させた領域に対向する場合には、現像トナーと逆極性のトナーを転写部材５１に引きつける向きの電界が生じるような電圧である。
【００３１】
帯電手段２として接触方式の帯電器を使用している場合、次のような電圧を印加した。潜像担持体１上で次の画像形成領域に対向するときには、所望の潜像坦持体１の表面電位を得るための電圧を印加した。非画像形成領域に対向するときは、ブラシロール清掃手段６から排出される逆帯電極性のトナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界が生じるような電圧を印加した。その後、ブラシロール６１に印加する電圧を切り替えた領域と対向するときには、ブラシロール６１を通過する正規帯電極性トナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界が生じるよう電圧を印加した。
【００３２】
ここで、非画像形成領域中で帯電手段２に印加する電圧の切り替えは、ブラシロール６１の印加バイアスが切り替わった潜像担持体１上の位置が帯電手段２に達した後に行うものとした。
【００３５】
また更に、請求項４に記載の発明は、前記現像手段には、画像形成領域においては、直流電圧と交流電圧とが印加され、非画像形成領域においては、前記交流電圧が停止されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００３６】
【作用】
この発明では、図１に示すように、転写手段５と帯電手段２の間にブラシロール清掃手段６を配置するように構成されている。また、転写手段５は、例えば、潜像担持体１または記録媒体８と接触する転写部材５１と、転写部材５１を清掃する転写部材清掃部材５２よりなるように構成されている。
【００３７】
このような構成で、ブラシロール清掃手段６には、例えば、次のような電圧が印加される。潜像担持体１上で次の画像形成領域に相当する領域に対向するときには、現像トナー（正規帯電極性のトナー）と逆極性のトナーをブラシロール清掃手段６に引き付ける向きの電界を生じるような電圧であり、記録媒体８間などのように画像作成位置に相当しない画像非形成領域に対向するときは、現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界を生じるような電圧である。
【００３８】
また、転写部材５１には、例えば、次のような電圧が印加される。ブラシロール清掃手段６によって現像トナーと逆極性のトナーを引き付ける向きの電界を作用させた潜像担持体１の領域に対向する場合には、現像トナーを転写部材５１に引き付ける、すなわち記録媒体８にトナーを転写する向きの電界を生じるような電圧であり、ブラシロール清掃手段６によって現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体１に引き付ける向きの電界を作用させた領域に対向する場合には、現像トナーと逆極性のトナーを転写部材５１に引き付ける向きの電界を生じるような電圧である。
【００３９】
このような手段によれば、ブラシロール清掃手段６の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、転写残留トナー（特に逆極性トナー）の通過による画像欠陥を効果的に防止できる。
【００４０】
ここでは、帯電手段２として非接触ＤＣ帯電装置を使用し、反転現像を行なった場合の例を用いて動作と作用を説明する。
【００４１】
図９は、図１に示す画像形成装置での帯電手段、現像手段、転写手段およびブラシロール清掃手段に印加されるバイアスのタイミングを示しており、図１０は、それぞれの位置における電位の関係とトナーの動きを模式的に表したものである。
【００４２】
ここで、例えば、正規帯電極性のトナーは負電荷であり、感光体の表面も負に帯電している。
【００４３】
図１０ａ−Ａに示すように、画像形成時には、転写手段通過後の潜像担持体１の表面には、転写残りの正規帯電極性トナー（図中、白丸で表示）と極性反転された逆極性トナー（図中、黒丸で表示）が存在している。ここで、ブラシロール清掃手段６の電位は、転写後の潜像担持体１の表面電位よりも負方向に大きく設定されている。これにより、逆極性トナーは、ブラシロール清掃手段６にクーロン力によって引き付けられ、ブラシロール清掃手段６で回収される。また、正規帯電極性トナーは、団塊状であったとしてもブラシロール清掃手段６の回転によって機械的に乱されるとともに、一部はブラシロール清掃手段６に回収される。しかし、回収された正規帯電極性トナーは、再び潜像担持体１と接触するときにクーロン力によって潜像担持体１に移動する。
【００４４】
この動作によって、逆極性トナーはブラシロール清掃手段６内に回収され、正規帯電極性トナーは、潜像担持体１上に分散されることになる。
【００４５】
次に、潜像担持体１は、帯電部、露光部を通過する。上記のように、潜像担持体１上の正規帯電極性トナーは分散されているため、帯電や露光を妨げることはない。さらに、現像部では、潜像担持体１表面の露光部をトナーによって現像する。また、背景部に残っている正規帯電極性トナーは、現像剤との接触による機械的なちからとクーロン力によって、現像手段４内に回収されることになる。
【００４６】
この後、転写位置において記録媒体８上に転写をおこなう（図１０ａ−Ｃ）。図１０ａ−Ｄのように、このあとの潜像担持体１上の表面電位やトナーの状態は、図１０ａ−Ａと同様であるため、さらに画像形成が継続する場合は上記の流れを繰り返すことになる。
【００４７】
画像作成状態から画像非形成状態に変わる例として、転写後の潜像担持体１上の領域が次のサイクルでインターイメージとなる場合を取り上げる。
【００４８】
転写後の潜像担持体１上の状態は、図１０ａ−Ｄに示したとおりとなる。この領域がブラシロール清掃領域、転写領域に達するタイミングにあわせて、ブラシロール清掃手段６、転写手段５に印加されるバイアス電圧が図９に示すように切り替えられる。
【００４９】
ブラシロール清掃領域では、図１０ｂ−Ａのように、例えば、ブラシロール清掃手段６のバイアスが潜像担持体１の表面電位よりも正側に設定される。このため、ブラシロール清掃手段６中の逆極性トナーは、クーロン力によって潜像担持体１上に移動させられ、逆に転写残りの正規帯電トナーは、ブラシロール清掃手段６に回収される。前記のように、ブラシロール清掃手段６の回転によって逆極性トナーの一部は機械的に、ブラシロール清掃手段６内に回収されるが、再度接触するときに排出されることになる。
【００５０】
次に、図１０ｂ−Ｂのように現像手段４に対して、逆極性トナーを多く存在する潜像担持体１上の領域が対向することとなる。ここでは、インターイメージ部では帯電電位を変更せず、露光を行なわないため、潜像担持体１の表面電位は現像バイアスよりも負側に設定される。このため、現像手段４にはクーロン力による逆極性トナーの回収はほとんどない。
【００５１】
さらに、この領域は、転写領域へ移動する。ここで転写手段５には、潜像担持体１の表面電位よりも負側のバイアスが印加されており、逆極性トナーはクーロン力によって転写手段５へと移動する。転写手段５上のトナーは、転写部材清掃部材５２によって掻き取られる。
【００５２】
以上のように、例えば、画像作成時には主として分散された正規帯電極性トナーが現像手段４に回収され、インターイメージ部などの画像非形成領域で逆極性トナーを転写手段５に回収することができる。したがって、トナーの極性によってゴーストや汚れなどの画像欠陥となることを効果的に防ぐことができる。
【００５３】
また、この発明では上記の画像非作成時の動作をインターイメージ領域で頻繁に行なっている。このため、ブラシロール清掃手段６中に存在する逆極性トナー量が増加し、回収性能が低下することを防止できる。さらに、回収されたトナーが長時間存在することによって、電荷注入などが起こり電界によるトナーの吐き出し制御ができなくなることを回避できる。つまり、長期にわたってブラシロール清掃手段６の性能を得ることができる。
【００５４】
現像手段４に逆極性トナーを回収しないため、現像手段４の中での現像剤帯電に対して悪影響が少ないことも期待できる。
【００５５】
一方、この発明の請求項６及び請求項９に記載された発明によれば、ブラシロール清掃手段６に回収トナーが蓄積する課題を回避するとともに、転写残留トナー( 特に逆極性トナー) の通過による画像欠陥を効果的に防止することができる。
【００５６】
ここでは、帯電手段２として接触方式のＤＣ帯電装置を使用し、反転現像を行った場合の例を用いて動作と作用を説明する。
【００５７】
図１２は、図１１に示す画像形成装置における帯電手段２、現像手段４、転写手段５およびブラシロール清掃手段６に印加されるバイアス電圧のタイミングを示しており、図３は、画像形成領域でのそれぞれの位置における電位の関係とトナーの動き、図４は、非画像形成領域でのそれぞれの位置における電位の関係とトナーの動きを模式的にあらわしたものである。
【００５８】
ここで、正規帯電極性のトナーＲｉｇｈｔ Ｓｉｇｎ Ｔｏｎｅｒ（以下、 「ＲＳＴ」と略す。）は負極性に帯電しており、潜像担持体１の表面も負極性に帯電している。
【００５９】
まず、画像形成領域について説明する。
【００６０】
図１３Ａに示すように、画像形成時には、転写手段５を通過した後の潜像担持体１の表面には、転写残りの正規帯電極性トナーＲＳＴと、転写電界を受けて極性が反転され、本来の帯電極性とは逆極性に帯電した逆極性トナーＷｒｏｎｇ Ｓｉｇｎ Ｔｏｎｅｒ（以下、「ＷＳＴ」と略す。）が存在している。図１３では、正規帯電極性トナーＲＳＴが白丸で、逆極性トナーＷＳＴが黒丸で、それぞれ表わされている。ここで、ブラシロール６１の電位は、転写後の潜像担持体１の表面電位よりも負方向に大きく設定されている。これにより、逆極性（正極性）トナーＷＳＴは、ブラシロール６１にクーロンカによって引き付けられ、回収される。また、正規帯電極性トナーＲＳＴは、団塊状であったとしてもブラシロール６１の回転によって機械的に乱される。さらに、正規帯電極性トナーＲＳＴの一部は機械的なかきとりによって、ブラシロール清掃手段６内に回収される。また、ブラシロール６１に回収されていた正規帯電極性トナーＲＳＴは、再び潜像担持体１と接触するときにクーロンカによって、潜像担持体１に移動するものもある。
【００６１】
この動作によって、転写手段５を通過した後、潜像担持体１の表面に残留するトナーのうち、主として逆極性トナーＷＳＴは、ブラシロール清掃手段６内に回収され、正規帯電極性トナーＲＳＴは、潜像担持体１上に分散されることになる。
【００６２】
次に、潜像担持体１は、図１１に示すように、帯電手段２の位置、及び露光手段３の位置を通過する。その際、上記のように、潜像担持体１上の正規帯電極性トナーＲＳＴは、図１３Ｂに示すように、帯電手段２に付着しにくい電界の中にあり、分散されているため、帯電や露光を妨げることはない。さらに、現像手段４の位置では、図１３Ｃに示すように、潜像担持体１表面の露光部が、正規帯電極性トナーＲＳＴによって現像される。また、潜像担持体１の背景部に残っている正規帯電極性トナーＲＳＴは、現像剤との接触による機械的な力とクーロン力によって、現像手段４内に回収されることになる。なお、現像手段４内に混入していた逆極性トナーＷＳＴは、図１３Ｃに示すように、潜像担持体１の非画像部に静電的に付着する。
【００６３】
この後、上記潜像担持体１上に現像されたトナー像は、図１３Ｄに示すように、転写位置において記録媒体８上に転写される。図１３Ｅに示すように、転写手段５を通過した後の潜像担持体１上の表面電位やトナーの状態は、図１３Ａと同様であるため、さらに画像形成が継続する場合は、上記の動作を繰り返すことになる。
【００６４】
次に、画像作成状態から画像非形成状態に変わる例として、転写後の潜像担持体１上の領域が、次のサイクルでインターイメージとなる場合を取り上げる。
【００６５】
転写後の潜像担持体１上の状態は、図１３Ｅに示したとおりとなる。この領域がブラシロール清掃手段６、帯電手段２、現像手段４および転写手段５の作用する位置に達するタイミングにあわせて、それぞれの手段に印加するバイアスは、図２に示すように切り替えられる。
【００６６】
ブラシロール清掃位置では、図１４ａ−Ａのようにブラシロール６１のバイアスが潜像担持体１の表面電位よりも正極性側に設定される。このため、ブラシロール６１中の逆極性トナーＷＳＴは、クーロン力によって潜像担持体１上に移動させられ、逆に転写残りの正規帯電トナーＲＳＴは、ブラシロール清掃手段６に回収される。
【００６７】
このように、潜像担持体１の表面がブラシロール清掃手段６の位置を通過すると、逆極性トナーＷＳＴが潜像担持体１上に付着するが、この逆極性トナーＷＳＴが付着した潜像担持体１の表面が、帯電手段２を通過するとき、図１４ａ−Ｂに示すように、帯電手段２には、逆極性トナーＷＳＴが付着しにくい向きの電界を生じる電圧が印加されている。ただし、その際、上記帯電手段２に印加されるバイアス電圧は、潜像担持体１の表面を帯電しない程度の電圧に設定されている。
【００６８】
このように、逆極性トナーＷＳＴが付着した潜像担持体１の表面は、帯電手段２の作用する位置をそのまま通過する。
【００６９】
次に、潜像担持体１は、図１４ａ−Ｃに示すように、現像手段４に対して、逆極性トナーＷＳＴが多く存在する領域が対向することとなる。ここで、インターイメージでは、帯電手段２による帯電が行われないため、現像バイアスは、図１２に示すように、潜像担持体１の表面電位よりも正極性側となるよう設定されている。このとき、現像手段４にＡＣバイアス成分は印加していない。これは、現像手段４にＡＣバイアス成分を印加すると、逆極性トナーＷＳＴが現像手段４内に混入したり、カブリによって潜像担持体１上の逆極性トナーが極端に増加することがあるため、これを防止するためである。また、現像手段４には、クーロン力による逆極性トナーＷＳＴの回収はほとんどなく、潜像担持体１の表面電位条件によって、現像手段４内に存在する逆極性トナーＷＳＴのカブリがわずかに発生する程度である。
【００７０】
さらに、この領域は、図１４ａ−Ｄに示すように、転写領域へ移動する。ここで転写ロール５１には、図１２に示すように、潜像担持体１の表面電位よりも負極性側のバイアスが印加されており、現像手段４の位置でわずかに発生したカブリトナーも含めた逆極性トナーＷＳＴは、そのすべてがクーロン力によって転写ロール５１へと移動する。転写ロール５１上のトナーは、転写部材清掃部材（クリーニング部材）５２によって掻き取られる。
【００７１】
次に、図１４ｂに示すように、図１４ａと同じく非画像形成領域で、画像形成時と同様な電圧設定に切り替える。このとき、ブラシロール６１には、画像形成中および非画像形成時Ｔｐ（図１４ｂ参照）中に回収した正規帯電トナーＲＳＴが付着している。このブラシロール６１に付着した正規帯電トナーＲＳＴは、図１４ｂ−Ａに示すように、当該ブラシロール６１に印加する電圧の切り替えによって潜像担持体１上に引き付けられ、ブラシロール６１から排出される。画像形成時と同様に正規帯電トナーＲＳＴは、図１４ｂ−Ｂに示すように、帯電手段２の作用する位置で潜像担持体１に引き付けられたままの状態で通過する。次に、現像手段４の作用する位置で正規帯電トナーＲＳＴは、現像手段４に引き付けられる。しかし、このとき、潜像担持体１表面と現像手段４の電位差が小さく、ＡＣバイアスも印加されていないため、図１４ｂ−Ｃに示すように、多くの正規帯電トナーＲＳＴがそのまま通過する。その後、潜像担持体１の表面に付着した正規帯電トナーＲＳＴは、図１４ｂ−Ｄに示すように、極性が切り替えられた転写ロール５１にクーロン力によって引き付けられ、転写部材清掃部材５２によって掻き取られ、すべて回収される。
【００７２】
以上のように、画像形成時に逆帯電極性トナーＷＳＴは、ブラシロール清掃手段６に回収される。正規帯電極性トナーＲＳＴは、機械的にブラシロール清掃手段６に回収されたり、画像欠陥とならない程度に分散されて転写されたり、現像手段４に回収される。一方、逆帯電極性トナーＷＳＴは、インターイメージなどの非画像形成時に、ブラシロール清掃手段６から潜像担持体１上に排出され、転写手段５に回収されることとなる。
【００７３】
また、インターイメージなどの非画像形成時の後半には、電圧の切り替えによってブラシロール清掃手段６に回収された正規帯電極性トナーＲＳＴが排出され、これも転写手段５に回収されることとなる。このように、トナーの極性によってゴーストや汚れなどの画像欠陥となることやブラシロール清掃手段６への回収トナーの蓄積を効果的に防止することができる。
【００７４】
さらに、非画像形成領域で電圧の切り替えをおこなうため、非画像形成領域から画像形成領域に変わるときにブラシロール清掃手段６から正規帯電極性トナーＲＳＴが排出され、画像中にトナーバンドとして現れることを防ぐことができる。
【００７５】
この発明の請求項６及び８に記載の発明では、上記の非画像形成時の動作をインターイメージ領域で頻繁に行っている。なお、上記非画像形成時の動作をインターイメージ領域で常に行ってもよいが、必ずしも、常に行う必要はなく、インターイメージ領域の何回かに１回程度行ってもよい。このため、ブラシロール清掃手段６中に存在する逆極性トナーＷＳＴ量が増加し、回収性能が低下することを防止できる。さらに、回収されたトナーが長時間存在することによって、電荷注入などが起こり電界によるトナーの吐き出し制御ができなくなることを回避することができる。つまり、長期にわたってブラシロール清掃手段６の性能を維持し発揮させることができる。
【００７６】
ここで、正規帯電極性トナーＲＳＴ、逆帯電極性トナーＷＳＴの排出は、ブラシロール６１の一周でおこなわれていることが確かめられている。ブラシロール６１の回転速度や回転中心と潜像担持体１表面の距離を適切に設定しているため、正規帯電極性トナーＲＳＴおよび逆帯電極性トナーＷＳＴの排出のためにブラシロール６１をそれぞれ一周以上回転できるようにした。このため、不必要にインターイメージ長を延長し、画像形成装置の生産性を低下させることもない。
【００７７】
また、現像手段４に逆極性トナーＷＳＴを回収しないため、現像手段４の中での現像剤帯電に対して悪影響が少ないことも期待できる。
【００７８】
ここで、画像非作成時のバイアスの切り替えについて確認したところ、以下のことがわかった。
【００７９】
非画像形成領域で、ブラシロール清掃手段６のバイアスが逆帯電極性トナーＷＳＴ排出（Ｔｐ）用バイアスから正規帯電極性トナーＲＳＴ排出（Ｔｍ）用バイアスに切り替わると、排出されるトナーは逆帯電極性トナーＷＳＴから正規帯電極性トナーＲＳＴに変わる。
【００８０】
ここで、図１５▲１▼に示すように、正規帯電極性トナーＲＳＴが潜像担持体１上に排出された領域が帯電位置に達する前に、帯電手段２に印加するバイアスを逆帯電極性トナーＷＳＴが付着しにくいバイアスから正規帯電極性トナーＲＳＴが付着しにくいバイアスヘと切り替わると、図１５▲１▼（ｂ）に示すように、帯電手段２に逆極性トナーＷＳＴが付着する。この付着トナーは、図１５▲１▼（ｃ） （ｄ）に示すように、次の非画像形成領域まで帯電手段２から排出されない。これは、画像形成領域での帯電不良の原因となり、画像欠陥となる。そこで、図１５▲２▼に示すように、非画像形成領域で帯電手段２の印加バイアス切り替えを、正規帯電極性トナーＲＳＴを潜像担持体１上に排出した領域が帯電位置に達してからおこなうようにした。この場合、潜像担持体１上の正規帯電トナーＲＳＴが、図１５▲２▼（ｃ）に示すように、逆帯電極性トナーＷＳＴが付着しにくいバイアスが印加された帯電手段２に付着する。しかし、帯電手段２のバイアスを正規帯電極性トナーＲＳＴが付着しにくいバイアスに切り替えると、これらのトナーは、図１５▲２▼（ｄ）に示すように、排出される。このため、帯電手段２のトナー付着や長期にわたる滞留が原因となる画像欠陥を防止することが可能となる。
【００８１】
すなわち、非画像形成領域での帯電手段２の印加バイアス切り替えを、正規帯電極性トナーＲＳＴを潜像担持体１上に排出した領域が帯電位置に達してから行うことで、さらに画像欠陥の発生を防止できる。
【００８２】
また、請求項１１に記載された技術的手段によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像手段のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することができ、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することが可能となる。
【００８３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００８４】
第１実施の形態
図１はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００８５】
この画像形成装置は、図１に示すように、表面に感光体層を有する潜像担持体としての感光体ドラム１と、この感光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電器２と、この帯電器２によって一様に帯電された感光体ドラム１の表面に、画像光を照射して静電潜像を形成する露光手段としての像書き込み装置３と、現像剤を収容した現像手段としての現像装置４と、上記感光体ドラム１上に形成されたトナー像を、ペーパーガイド１０に沿って搬送ロール１１により搬送されてくる記録媒体としての記録用紙８上に転写する転写手段５の転写部材としての転写ロール５１と、この転写ロール５１の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーナ５２と、上記感光体ドラム１上からトナー像が転写された後、当該感光体ドラム１から分離された記録用紙８上にトナー像を定着する定着手段としての定着装置７と、転写残トナーを一時的に回収するブラシロール清掃手段６としてのクリーニング部材６１と、このクリーニング部材６１の周囲を覆うケーシング６２とを有している。
【００８６】
上記感光体ドラム１は、アルミニウム等からなるドラム状の金属製支持体の表面に、電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層させた機能分離型の有機光導電体（ＯＰＣ）を用いた感光体ドラムであり、この感光体ドラム１の外径は、例えば、直径φ３０ｍｍに設定されている。
【００８７】
また、上記帯電器２は、金属製の芯金にカーボンを含有するＳＢＲ等からなる弾性層を被覆形成し、この弾性層の上に抵抗層としてイオン導電剤を含有するＥＣＯを成膜し、更にその上にカーボンとＳｎＯ2 （導電性フィラー）を含有するＰ．Ａからなる表面層を成膜したものである。上記弾性層の厚みは２．８ｍｍに、抵抗層の厚みは１５０μｍに、表面層の厚みは１０μｍに、例えばそれぞれ設定されており、表面層をふくむ層全体の抵抗値は、例えば、１０7 〜１０8 Ωに調製されている。この帯電器２は、芯金にＤＣ電圧を印加し、感光体ドラム１の表面を所定の電位に一様に帯電するものである。なお、この実施の形態では、接触タイプの帯電器を用いているが、スコロトロンや固体放電器など非接触タイプの帯電器を用いても勿論良い。
【００８８】
さらに、上記像書き込み装置３は、感光体ドラム１の回転方向とほぼ垂直に発光素子（ＬＤ）から発せられるレーザ光を繰り返し走査し、この発光素子を画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦすることによって回転駆動される感光体ドラム１に画像露光を行うようになっている。
【００８９】
また、上記現像装置４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを転移して可視像（トナー像）を形成するものである。この現像装置４としては、一成分現像剤を用いたものや、二成分現像剤を用いたものなど、いずれであっても良い。
【００９０】
また更に、上記転写ロール５１としては、例えば、金属製の芯金にスキン層を有するシリコーン発泡体の層を形成し、さらにそのスキン層の上にコート層としてＰＴＦＥを成膜したものが用いられる。ここで、上記コート層の厚みは１０μｍで、コート層を含む層全体の抵抗値は１０7 〜１０8 Ωに調製されている。この転写ロール５１は、感光体ドラム１の表面に接触するように配置されており、転写時には、記録用紙８を介して感光体ドラム１の表面に接触するものである。また、上記転写ロール５１の芯金には、所定の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるように構成されている。
【００９１】
また、上記クリーナ５２は、板状のスクレーパやブラシ状のクリーニング手段であり、この実施の形態では、板厚１００μｍのＳＵＳ板からなるバネ材を使用し、先端はエッチング加工して作製されている。
【００９２】
さらに、上記ブラシロール清掃手段６のクリーニング部材６１は、金属製の芯金に導電性ブラシを巻き付けたブラシロールからなるもので、このブラシロールの体積抵抗率は、１０2 〜１０9 Ωｃｍのものがよい。また、ブラシ繊維の太さは、３〜１５デニール程度のものが使用でき、植毛密度は５０００〜３０００００ｆ／ｉｎｃｈ2 程度のものが好ましい。この実施の形態では、東レ（株）製の商品名ＳＡ−７（体積抵抗率：１０3 〜１０5 Ωｃｍ、太さ：３デニール、密度：３０００００ｆ／ｉｎｃｈ2 ）をφ６ｍｍの芯金に巻き付けて外径φ１２ｍｍのブラシロールとしたものが使用されている。
【００９３】
また更に、上記ケーシング６２は、導電性を有する板状の部材で、金属や導電性樹脂等を使用して、クリーニング部材６１の周囲を覆うような形状に形成されている。この実施の形態では、板厚０．３ｍｍのＳＵＳ板をアーチ状に湾曲させて作製したものが用いられている。このケーシング６２は、感光体ドラム１の回転方向の下流側において、クリーニング部材６１との間にある程度広い間隙が形成されるように構成されている。
【００９４】
さらに、定着装置７は、記録用紙８上に転写されたトナー像を定着して記録画像とするものであり、周知の熱及び圧力によってトナー像を定着する装置などが使用される。
【００９５】
次に、上記現像装置４で用いられる現像剤について説明する。
【００９６】
上記現像装置４で使用されるトナーは、例えば、乳化重合法により製造されたものが用いられ、平均粒径は６．５μｍ、形状係数は１３０以下の球形である。ここで、形状係数とは、光学顕微鏡のトナー拡大像を（株）ニレコ社製イメージアナライザＬｕｚｅｘIIIで画像解析して求めた値であり、次式で示される。
形状係数＝（トナー径の絶対最大径）2 ／（トナーの投影面積）×π／４×１００
【００９７】
また、トナーの粒径は、画質に大きな影響を与え、粒径が大きくなるほど画像は粗くなる。平均粒径が２０μｍ程度のトナーでも実用上の問題はないが、細線の解像力を高くするためには、平均粒径が１０μｍ以下のトナーを用いるのが望ましい。しかしながら、トナー径が小さくなるとトナーとキャリアの間に作用する物理的付着力が支配的となり、現像性が低下する。また、トナー径が小さくなるとトナーの凝集も起こりやすく取扱いの問題が生じる。このような観点から本発明で用いるトナーは、平均粒径５μｍ以上１０μｍ以下のものが望ましい。
【００９８】
さらに、上記トナーには、帯電制御剤や転写助剤として、平均粒径１０〜１５０ｎｍ程度のシリカやチタニア等の微粒子（外添剤）が適当量外添されている。
【００９９】
なお、トナーとしては、上記製造法に限らず、例えば懸濁重合法、懸濁造粒法、溶解懸濁法、混練粉砕法等により製造されたものでもよい。
【０１００】
また、上記現像装置４で使用される現像剤としては、例えば、上記の如く構成されたトナーとキャリアとを混合した二成分の現像剤が用いられる。このキャリアとしては、例えば、フェライトからなる芯材の表面に、カーボンブラック等の導電性材料が分散された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが用いられ、平均粒径は、例えば、４５μｍに設定される。
【０１０１】
上記トナーとキャリアとを混合した現像剤としては、例えば、トナー濃度（ＴＣ：Ｔｏｎｅｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）を８ｗｔ％、現像剤中のトナー帯電量を２０〜３０μＣ／ｇとしたものが用いられる。ここで、トナー濃度（ＴＣ）は次式で示される。
ＴＣ（ｗｔ％）＝（現像剤に含まれるトナーの重量（ｇ））／（現像剤の総重量（ｇ））×１００
【０１０２】
さらに、上記トナーとキャリアを混合して現像剤としたときのトナーの電荷量は、高すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が高くなりすぎて、トナーが現像されないといった現象が発生する。一方、電荷量が低すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が弱くなり、遊離トナーによるトナークラクドが発生し、プリント中におけるカブリが問題となる。感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを転移して良好な現像を行うという観点からは、現像剤中のトナーの電荷量が絶対値で５〜５０μＣ／ｇ、好ましくは、１０〜４０μＣ／ｇの範囲にあることが望ましい。
【０１０３】
次に、本発明の重要な部位であるクリーニング部材（ブラシロール）６１と、その周囲を覆うケーシング６２とで構成されたブラシロール清掃部材６の動作について詳細に説明する。
【０１０４】
図２は、図１のクリーニング部を拡大して示したものである。図中、１３は帯電器２の電圧印加手段で、１４はクリーニング部材６の電圧印加手段である。なお、電圧印加手段１４はケーシング６２にもクリーニング部材６１と同じ電圧を印加するようになっている。
【０１０５】
ところで、この実施の形態では、感光体ドラム１に対するブラシロール６１の食い込み量が１ｍｍとなるように設定されている。また、上記ブラシロール６１は、感光体ドラム１と同一方向（両者の表面の移動方向）に回転しており、その周速は、感光体ドラム１の周速の２倍となるように設定してある。
【０１０６】
図２は、画像形成領域におけるクリーニング部の様子を示したものである。転写後の感光体ドラム１上に残留したトナーは、正規の帯電極性であるマイナスに帯電しているものと、剥離放電等により逆極性であるプラスに帯電したものとが混在している。画像形成領域では、ブラシロール６１とケーシング６２とにマイナスの電圧が印加されており（少なくとも、ブラシロール６１の表面は感光体ドラム１の表面より低い電位になっており）、逆極性のトナーは、クーロン力によってブラシロール６１に静電的に付着する。また、ブラシロール６１下流領域のケーシング６２内では、ブラシロール６１を通過した正規帯電のマイナストナーが、ブラシロール６１の回転によってその一部は一旦巻き上げられるが、ブラシロール６１の表面とケーシング６２の表面から、静電的な反発力（クーロン力）を受けるため、最終的に重力により落下して感光体ドラム１の表面に再付着する。この過程で、転写残トナーのうち、正規の帯電極性に帯電した転写残トナーは、ブラシロール６１によって拡散されて分散した状態となり、その後帯電器２を通過して、現像装置４内に回収される。なお、帯電器２には、正規の帯電極性と同極性のマイナス電圧が印加されているため、感光体ドラム１の表面に付着した転写残トナーが、帯電器２に付着することはない。
【０１０７】
このように、画像形成領域では、感光体ドラム１の表面に残留したトナーのうち、逆極性のトナーは、ブラシロール６１によって回収されるとともに、正規極性のトナーは、ブラシロール６１及び帯電器２を通過し、現像装置４内で回収される。
【０１０８】
なお、この実施の形態では、図２に示すように、ケーシング６２の形状は、ブラシロール６１の下流側でやや膨らみを持った形状となっており、クラウド状になったトナーが感光体ドラム１の表面に再付着しやすいように構成されている。また、上記ブラシロール６１によって転写残トナーをクラウド状にすることにより、転写後に塊状に残ったトナーが存在する場合でも分散させることができるので、その後、現像装置４内に回収しやすくすることが可能となる。
【０１０９】
図３は、非画像形成領域におけるクリーニング部の様子を示したものである。このとき、ブラシロール６１とケーシング６２にはプラスの電圧が印加され（少なくとも、ブラシロール６１の表面は感光体ドラム１の表面より高い電位になっており）、ブラシロール６１に付着していた逆極性のトナーは、クーロン力（反発力）によって感光体ドラム１の表面へ移行し、逆に感光体ドラム１上に付着した正規帯電の転写残トナーは、ブラシロール６１に回収される。また、このとき帯電器２は、０Ｖに設定されている（少なくとも、帯電器２の表面は感光体ドラム１の表面より高い電位になっている）ため、感光体ドラム１の表面に移行した逆極性トナーは、当該感光体ドラム１の表面に付着したまま帯電器２を通過する。
【０１１０】
さらに、上記帯電器２の下流側に位置する現像装置４に印加される現像バイアスは、感光体ドラム１の表面電位より高い電位に設定されてため、逆極性トナーは、クーロン力で現像装置４に回収されることなく、転写部へと移動する。転写ロール５１は、感光体ドラム１の表面電位より低い電位に設定されており、クーロン力で逆極性トナーは転写ロール５１側に移行し、転写ロール５１に付設されているクリーナ５２によって転写ロール５１の表面から掻き取られる。
【０１１１】
なお、ここでいう非画像形成領域とは、記録用紙８と記録用紙８の間の領域 （インターイメージ部）に相当する領域、あるいは、電源投入時やジョブスタート／エンド時、用紙ジャムが発生したときの復帰モード時などの画像領域以外の領域を意味する。
【０１１２】
図４は、インターイメージ部で逆帯電のトナーをブラシロール６１から吐き出し、転写手段５で回収するまでの一連の動作に関し、帯電手段２、現像手段４、転写手段５及びクリーニング手段６に印加されるバイアスのタイミングを示している。ここで、正規帯電極性のトナーはマイナスであり、感光体ドラム１の表面もマイナスに帯電されている。
【０１１３】
以上の構成において、この第１実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能となっている。
【０１１４】
すなわち、この第１実施の形態では、図１に示すように、感光体ドラム１が回転駆動され、当該感光体ドラム１の表面は、図５に示すように、帯電器２によって−３５０Ｖに一様に帯電される。この感光体ドラム１は、像書き込み装置３との対向位置で像光が照射され、感光体ドラム１の感光体層の電位は、露光によって低減されてほぼ０Ｖになり、静電電位の差による潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４との対向位置に移動する。現像装置４の現像ロールには、−２００Ｖの直流成分に、振幅（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ）１．０ｋＶ、周波数４．０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ ０．６の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、現像ロールから転移されるマイナスに帯電したトナーが付着（反転現像）され、静電潜像が可視化される。
【０１１５】
このようにして形成されたトナー像は、＋４５０Ｖの電圧が印加されている転写ロール５１によって記録用紙８上に転写される。そして最終的に、定着装置７によって定着されて記録画像が得られる。
【０１１６】
一方、転写後、感光体ドラム１の表面電位は、画像部が０Ｖ、背景部が−１００Ｖとなっていた。また、転写後の感光体ドラム１の表面には、わずかながらトナーの残留が認められた。残留トナーは、クリーニング部材（ブラシロール）６１と、その周囲を覆うケーシング６２とで構成されたクリーニング部に送られる。
【０１１７】
ブラシロール６１には、図２に示すように、−２５０Ｖのバイアス電圧を印加し、ブラシロール６１通過後の感光体ドラム１表面を調べると、通過前にわずかに見られたトナーが、通過後に見られなくなっていた。これは、正規帯電極性の残留トナーは、現像装置４で回収され、逆極性の残留トナーは、ブラシロール６１ですべて回収されていることを意味している。
【０１１８】
次に、インターイメージ部（非画像領域）での電位を次のように設定した。
【０１１９】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム１表面の領域がブラシロール６１に達するとき、図３に示すように、ブラシロール６１のバイアス電圧を＋１５０Ｖとした。このとき、ブラシロール６１通過後の感光体ドラム１表面上には、わずかなトナー（逆極性のトナー）が付着していた。
【０１２０】
インターイメージ部に相当する領域が、帯電器２及び現像装置４を通過するとき、図４に示すように、帯電器２に印加する電圧を０Ｖ、現像ロールに印加するＤＣバイアス電圧（ＤＣ２）を＋７０Ｖとし、現像ロールのＡＣバイアスは印加しなかった。
【０１２１】
このとき、ブラシロール６１から感光体ドラム１表面に移行したトナーの多くは、画像領域で回収された逆極性のトナーである。上記設定では、感光体ドラム１の表面電位は、０〜−１００Ｖであったため、帯電器２にトナーは付着しにくくなる。また、現像ロールでは、ほとんど回収されずに通過する。
【０１２２】
なお、帯電器２に印加する電圧は、感光体ドラム１の表面電位とトナーの極性から決めることができ、トナーの付着を抑制・防止できれば、本実施の形態と同一である必要はない。また、現像装置４のバイアス電圧についても感光体ドラム１の表面電位とトナーの極性から決められ、感光体ドラム１の表面と現像装置４との間でトナーの移動がなければよい。
【０１２３】
そして、上記現像ロールを通過したトナーは、転写部に達する。転写ロール５１の印加電位は、例えば、−３００Ｖに設定されている。これにより、逆極性に帯電したトナーは、転写ロール５１に移行し、転写ロール５１の表面上でスクレーパ５２により掻き取られることを確認した。また、記録用紙８の裏面汚れも発生していなかった。
【０１２４】
以上の構成、条件下で１００ｋＰＶ（Ａ４用紙）のランニングテストを実施した。その結果、転写残留トナーに起因するポジゴーストやネガゴースト、及びカブリの発生は見られないことを確認した。
【０１２５】
第２実施の形態
図６及び図７はこの発明の第２実施の形態を示すものであり、前記第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第２実施の形態では、クリーニング部の動作が前記第１実施の形態とやや異なるように構成されている。すなわち、第１実施の形態において、図３で示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作に加えて、さらに図６のような動作が加わるようになっている。
【０１２６】
図６は、図３で示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作に引き続き、継続して非画像形成領域でのクリーニング部の様子を示している。図３に示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作と同様の動作が、所定の吐き出し時間Ｔ１だけ実行され、ブラシロール６１に付着した逆極性のトナーが吐き出される。続いて、図６に示すように、ブラシロール６１とケーシング６２には画像領域と同様に、マイナスの電圧が印加されており（少なくとも、ブラシロール６１の表面は感光体ドラム１の表面より低い電位になっており）、転写残りの逆極性のトナーは、クーロン力によりブラシロール６１に静電的に付着するのと同時に、ブラシロール６１に付着していた正規帯電のトナーは、クーロン力により感光体ドラム１の表面に再付着する。また、図２と同様に、このとき帯電器２は０Ｖに設定されている（少なくとも、帯電器２の表面は感光体ドラム１の表面より低い電位になっている）ため、感光体ドラム１の表面に移行した正規極性トナーは、帯電器２を通過する。続いて、現像領域では、現像剤との接触による機械的な力とクーロン力により現像装置４に回収される。また、現像装置４で全ての正規極性トナーを回収できなかった場合でも、次の転写領域で転写ロール５１は感光体ドラム１の表面電位より高い電位に設定されており、クーロン力で正規極性トナーは転写ロール５１側に移行し、転写ロール５１に付設されているクリーナ５２によって転写ロール５１表面から掻き取られる。そのため、現像装置４で回収できなかった正規極性トナーも、転写ロール５１で確実に回収されることになる。
【０１２７】
図７は、インターイメージ部で逆帯電のトナーと正規極性のトナーをクリーニング手段（ブラシロール）６１から吐き出し、転写手段５及び現像手段４で回収するまでの一連の動作に関し、帯電手段２、現像手段４、転写手段５及びクリーニング手段６に印加されるバイアスのタイミングを示している。ここで、正規帯電極性のトナーはマイナスであり、感光体ドラム１の表面もマイナスに帯電している。
【０１２８】
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能となっている。
【０１２９】
すなわち、この第２実施の形態では、感光体ドラム１の帯電工程から、露光・現像工程、及び転写工程を経て定着工程までの一連の動作は、第１の実施の形態と同じである。
【０１３０】
一方、転写後、感光体ドラム１の表面電位は、画像部が０Ｖ、背景部が−１００Ｖとなっており、感光体ドラム１の表面に残留したトナーは、クリーニング部に送られる。ブラシロール６１には、−２５０Ｖのバイアス電圧を印加し、ブラシロール６１通過後の感光体ドラム１表面を調べると、通過前にわずかに見られたトナーが、通過後に見られなくなった。
【０１３１】
次に、インターイメージ部での電位を次のように設定した。
【０１３２】
まず、インターイメージ部の前半となる感光体ドラム１表面の領域がブラシロール６１に達するとき、図７に示すように、ブラシロール６１のバイアス電圧（吐き出しバイアス電圧）Ｂ２を＋１５０Ｖとした。このとき、ブラシロール６１通過後の感光体ドラム１表面上には、わずかなトナーが付着していた。
【０１３３】
インターイメージ部の前半に相当する領域が、帯電器２及び現像装置４を通過するとき、帯電器２に印加する電圧を０Ｖ、現像ロールに印加するＤＣバイアス電圧（ＤＣ２）を＋７０Ｖとし、現像ロールのＡＣバイアスは印加しなかった。
【０１３４】
このとき、ブラシロール６１から感光体ドラム１表面に移行したトナーの多くは、前述した図３に示すように、逆極性のトナーである。上記設定では、感光体ドラム１の表面電位は、０〜−１００Ｖであったため、帯電器２にトナーは付着しにくくなる。また、現像ロールでは、ほとんど回収されずに通過する。
【０１３５】
なお、帯電器２に印加する電圧は、感光体ドラム１の表面電位とトナーの極性から決めることができ、トナーの付着を抑制・防止できれば、本実施の形態と同一である必要はない。また、現像装置４のバイアス電圧についても感光体ドラム１の表面電位とトナーの極性から決められ、感光体ドラム１の表面と現像装置４との間でトナーの移動がなければよい。
【０１３６】
現像ロールを通過したトナーは、転写部に達する。転写ロール５１の印加電位は−３００Ｖに設定した。これにより、トナーは転写ロール５１に移行し、転写ロール５１の表面上でスクレーパ５２により掻き取られることを確認した。また、記録媒体８の裏面汚れも発生していなかった。
【０１３７】
次に、この第２の実施の形態では、インターイメージ部の後半となる感光体ドラム１表面の領域がブラシロール６１に達するとき、図７に示すように、ブラシロール６１のバイアス電圧（回収／吐き出しバイアス電圧）Ｂ１を−２５０Ｖとした。このとき、ブラシロール６１通過後の感光体ドラム１の表面上には、わずかなトナーが付着していた。
【０１３８】
インターイメージ部の後半に相当する領域が、帯電器２及び現像装置４を通過するとき、帯電器２に印加する電圧と、現像ロールに印加するＤＣバイアス電圧は、画像形成領域と同じ条件に戻した。
【０１３９】
インターイメージ部の後半に、ブラシロール６１から感光体ドラム１表面に移行したトナーの多くは、図６に示すように、正規極性のトナーである。したがって、帯電器２にトナーは付着しにくく、逆に、現像装置４にはクーロン力等で回収される。さらに、上記現像装置４で回収しきれなかった正規極性のトナーは、図７に示すように、プラスの転写バイアスが印加される転写ロール５１によってすべて回収されることになる。
【０１４０】
以上の構成、条件化で１００ｋＰＶ（Ａ４用紙）のランニングテストを実施した。その結果、転写残留トナーに起因するポジゴーストやネガゴースト、及びカブリの発生は見られないことを確認した。
【０１４１】
本第２実施の形態では、高湿時に転写効率が低下しているときなど、インターイメージ部前半に多くの正規極性トナーがブラシロール６１に付着したときでも、転写ロール５１ですべて回収できるため、ポジゴーストやネガゴーストを防止する効果が高い。
【０１４２】
また、同様な動作を電源投入時などにも実施すれば、ブラシロール６１の汚染防止効果はいっそう優れたものになる。
【０１４３】
以上説明した実施の形態は、いずれも白黒画像記録方式で説明したが、カラー画像記録方式でも同様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態は、いずれもカールソンプロセスに基づく電子写真記録方式で説明したが、チャージレス方式、背面露光方式等、記録紙に転写を行う間接記録方式であれば適用可能である。
【０１４４】
第３実施の形態
図８はこの発明の第３実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第３実施の形態では、ブラシロール清掃手段の構成が前記第１の実施の形態と異なるように構成されている。また、この第３実施の形態では、帯電手段として接触式の帯電手段ではなく、非接触方式の帯電手段を用いるように構成されている。
【０１４５】
図８は本発明を適応したブラシロール清掃部材を用いた電子写真方式によるプリンターを示す概略構成図である。
【０１４６】
この実施の形態では、帯電手段２として、非接触方式のＤＣ帯電装置が使用されている。これは、ガラス平面に蒸着したアモルファスシリコンに直流電圧を印加し、感光体ドラム１の表面を帯電するものである。ここでは、帯電手段２の表面と感光体ドラム１表面の最近接距離を０．１〜０．１５ｍｍとした。ただし、帯電手段２はこれに限るものではなく、スコロトロンなどを使用してもよい。
【０１４７】
また、この実施の形態では、ブラシロール清掃手段６として、３デニールで密度３０万本／平方インチ、抵抗が１０3 〜１０5 ｃｍのブラシロール６１が使用されている。また、ブラシの毛足長さを３ｍｍ、感光体ドラム１表面とブラシの根元との最近接距離を、２ｍｍとした。ブラシロール６１は、感光体ドラム１との接触位置で感光体ドラム１と同じ方向に回転（つまり回転方向は逆）しており、速度は感光体ドラム１の表面の２倍とした。ここでは、上述のブラシロール６１を使用したが、必ずしもこの限りではない。回転方向についても感光体ドラム１とブラシロール６１の回転方向を同じにしてもよい。
【０１４８】
上記ブラシロール清掃手段６は、第１実施の形態と異なり、導電性のケーシングを備えておらず、ブラシロール６１は、合成樹脂等の絶縁性材料からなるハウジング６３によって覆われている。
【０１４９】
なお、その他のトナーの組成等は、前記第１実施の形態と同じである。
【０１５０】
以上のような構成及びトナーにおいて、本発明の具体的実施例を示す。
【０１５１】
画像形成時にΦ３０の感光体ドラム１は−５００Ｖに帯電され、光ビームによって露光される画像部の電位は、−１５０Ｖとなるように設定されている。また、現像手段４の現像ロールには、直流成分が−３５０Ｖに振幅（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ）１．０ｋＶ、周波数４．０ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ ０．６の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、負極性に帯電したトナーは感光体ドラム１上に現像され、トナー像を形成する。
【０１５２】
転写ロール５１には、＋３００Ｖの電圧を印加し転写用紙１０にトナー像を転写した。この電圧は、転写効率が良好であって、転写トナー像の飛び散りなどが発生しない条件を設定すればよい。
【０１５３】
転写後、感光体ドラム１の表面電位は画像部が−１００Ｖ、背景部が−３００Ｖとなっていた。ここで、わずかながらトナーの残留が認められた。
【０１５４】
ブラシロール清掃手段６のブラシには、図９に示すように、−４５０Ｖの電圧を印加した。この位置の前後で残留トナーを調べると、ブラシロール清掃手段６の通過前でわずかに認められていたトナーが、通過後にはほとんど認められなくなった。
【０１５５】
次に、インターイメージ部での電位を次のように設定した。
【０１５６】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム１上の領域がブラシ清掃手段６に達するとき、ブラシロール清掃手段６のブラシ６１の電圧を０Ｖとした。このとき、ブラシロール清掃手段６を通過した後の感光体ドラム１の表面上には、わずかなトナーの付着が見られた。
【０１５７】
なお、この実施の形態では、帯電電位、現像ＤＣバイアスを画像形成時と同様にした。つまり、この実施の形態では、非接触方式の帯電装置を使用しているため、帯電手段２に印加する電圧などを、画像形成時に比べて切り換える必要がない。
【０１５８】
また、転写ロール５１の電圧は−６００Ｖに設定した。これにより、ブラシロール６１から感光体ドラム１上に移動したトナーが転写ロール５１に移動する。このトナーは、金属スクレーパ５２でかきとられていることが確認できた。また、記録媒体７の裏面汚れも発生していなかった。
【０１５９】
ここでは、インターイメージ部を逆極性トナーの転写ロール５１への回収電位設定とした。しかし、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート／エンド時にも同様なサイクルを入れてもよい。
【０１６０】
以上の構成、条件で１００ｋＰＶ（Ａ４）のランニングテストを実施した。この結果、転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【０１６１】
このときの温湿度は２８℃、８０％ＲＨであった。
【０１６２】
第４実施の形態
図１１はこの発明の第４実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する部分の説明を省略して説明すると、この第４実施の形態では、ブラシロール清掃手段が、前記非画像形成領域の長さをＬｉｎｔ（ｍｍ）、プロセススピードをＶｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）、ブラシロール清掃手段にトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加する時間をＴｐ（ｓｅｃ）、ブラシロール清掃手段に画像形成領域と同様な向きの電界が作用するバイアス電圧を印加する時間をＴｍ（ｓｅｃ）、ブラシロール清掃手段の回転中心と潜像担持体表面の距離をｒｂ（ｍｍ）および潜像担持体最近接位置でのブラシロール清掃手段の回転速度をＶｂ（ｍｍ／ｓｅｃ）とするとき、
Ｌｉｎｔ／Ｖｐ≧Ｔｐ＋Ｔｍ
Ｔｐ≧２π・ｒｂ／Ｖｂ、Ｔｍ≧２π・ｒｂ／Ｖｂ
を満たすように構成されている。
【０１６３】
また、この実施の形態では、前記潜像担持体の非画像形成領域が、少なくとも次に転写部に達したときに記録媒体と記録媒体の間となるいわゆるインターイメージ部であるように構成されている。
【０１６４】
なお、この実施の形態では、前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像形成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段を有する画像形成装置において、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないように構成するのが望ましい。
【０１６５】
図１１は請求項６及び８に記載の発明を適用した第４実施の形態に係るブラシロール清掃部材６を用いた電子写真方式によるプリンターの概略構成を示すものである。
【０１６６】
図１１において、符号１は、潜像担持体としての感光体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１の表面には、矢線Ａ方向への回転に伴って、周知の電子写真プロセスにより画像像情報に応じた静電潜像が形成される。すなわち、図示しないユーザーインターフェイスやパーソナルコンピュータ等のクライアントから、プリント動作の指令がなされ、プリント動作が開始されると、感光体ドラム１は、帯電手段としての接触方式の帯電器２によって、所定の電位（例えば、負極性）まで一様に帯電された後、レーザビームスキャナ３から発せられた光ビームによって画像信号に応じた露光（例えば、画像部露光）がなされ、当該感光体ドラム１の表面には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。また、上記感光体ドラム１の外周には、当該感光体ドラム１の回転方向下流側に隣接して、現像手段としての現像装置４が配設されており、この現像装置４は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像を現像（例えば、反転現像）して、トナー像を形成するようになっている。なお、ここで使用した画像形成装置では、感光体ドラム１の周方向における回転速度であるプロセススピードが、１７０ｍｍ／ｓｅｃに設定されているとともに、図１１（ｂ）に示すように、感光体ドラム１の表面に形成される画像形成領域間の長さである、インターイメージ長は、７９ｍｍ（７９（ｍｍ）／１７０（ｍｍ／ｓｅｃ）＝４６５（ｍｓｅｃ）) に設定されている。
【０１６７】
この第４実施の形態では、帯電手段２の構成が第３実施の形態（図８参照）と異なり、第１実施の形態と同様な帯電器が使用されている。すなわち、この帯電手段２は、第１実施の形態と同様、芯金にＤＣ電圧を印加し、感光体ドラム１の表面を所定の電位に一様に帯電するものから構成されている。ただし、帯電手段２はこれに限定されるものではなく、スコロトロンなどを使用してもよいし、トナーの付着を考慮して、不具合なく感光体ドラム１表面の電位設定が行えれば、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳した帯電ロールなどを使用してもよいし、スコロトロンや固体放電器など非接触タイプの帯電器を用いてもよい。
【０１６８】
また、この第４実施の形態では、その他の転写手段５や定着装置７、あるいはブラシロール清掃手段６などが、第３実施の形態と同様に構成されている。
【０１６９】
因みに、ブラシロール６１は、感光体ドラム１との接触位置で感光体ドラム１と同じ方向に回転( つまり回転方向は逆) しており、ブラシ先端での速度は、感光体表面の2 倍、すなわち３４０ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。このとき、感光体ドラム１表面との最近接位置でのブラシロール６１の回転速度は、２８３ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１７０】
ここでは、上述のブラシロール６１を使用したが、必ずしもこの限りではない。また、回転方向についても感光体ドラム１とブラシロール６１の回転方向を同じに設定してもよい。
【０１７１】
なお、その他、トナーの組成やキャリアなどは、前述した第３実施の形態と同様である。
【０１７２】
次に、以上の様な構成及びトナーにおいて、この第４実施の形態の具体的な実施例を説明する。
【０１７３】
画像形成時にΦ３０ｍｍの感光体ドラム１の表面は、−４５０Ｖに一様に帯電され、光ビームによって露光される画像部の電位は、−１００Ｖとなるように設定されている。このとき、帯電手段２に印加するバイアス電圧は、−１０００Ｖであった。また、現像装置４の現像ロールには、直流成分が−３５０Ｖに振幅( ピークトゥーピーク）１．０ｋＶ、周波数４．０ＫＨｚ、Ｄｕｔｙ ０．６の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム１の帯電極性と同じ負極性に帯電したトナーは、感光体ドラム１上の露光部に反転現像され、トナー像を形成する。
【０１７４】
また、転写ロール５１には、＋３５０Ｖの電圧が印加され、記録用紙８にトナー像が転写される。この転写ロール５１に印加される電圧は、転写効率が良好であって、転写トナー像の飛び散りなどが発生しない条件を満たすように設定すればよい。
【０１７５】
上記感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録用紙８に転写した後、感光体ドラム１の表面電位は、画像部が−５０Ｖ、背景部が−２００Ｖとなっていた。ここで、感光体ドラム１の表面には、わずかながらトナーの残留が認められた。この残留トナーは、本来の帯電極性である負極性に帯電したまま、記録用紙８に転写されずに残ったトナーと、転写ロール５１による転写電界によって帯電極性が反転され、正極性に帯電したトナーとからなる。
【０１７６】
その後、転写部を通過した感光体ドラム１の表面は、当該感光体ドラム１の回転に伴って、ブラシロール清掃手段６の位置へ移動する。このブラシロール清掃手段６のブラシロール６１には、図１２に示すように、−４００Ｖの電圧が印加される。このブラシロール清掃手段６の前後で、感光体ドラム１の表面に残留しているトナーを調べると、ブラシロール清掃手段６の通過前では、わずかに認められていた残留トナーが、ブラシロール清掃手段６の通過後には、ほとんど認められなくなった。なお、図１２において、Ａはブラシロール清掃手段６と帯電手段２との間の距離に相当する時間、Ｂは帯電手段２と現像手段４との間の距離に相当する時間、Ｃは現像手段４と転写手段５との間の距離に相当する時間を、それぞれ示している。
【０１７７】
次に、この第４実施の形態では、インターイメージ部での電位を次のように設定している。
【０１７８】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム１上の領域（図１１（ｂ）参照）がブラシロール清掃手段６に達するとき、ブラシロール６１の印加電圧を＋２００Ｖとした。このとき、ブラシロール清掃手段６を通過した後の感光体ドラム１の表面上には、トナーの付着が見られた。
【０１７９】
ここで、ブラシロール６１から感光体ドラム１上に移動したトナーの多くは、逆極性トナーＷＳＴであると考えられる。このブラシロール６１からトナーを排出した領域が、ＤＣ帯電手段２および現像装置４の対向位置を通過するとき、帯電器２に印加する電圧を＋２００Ｖ、現像ロールに印加するＤＣバイアスを０Ｖとし、現像ロールのＡＣバイアスは印加しなかった。
【０１８０】
上記の設定では、感光体ドラム１の表面電位は−２００〜−５００Ｖであったため、当該感光体ドラム１の表面に移動した逆極性トナーＷＳＴは、接触ＤＣ帯電器２に付着することがない。また、上記逆極性トナーＷＳＴは、現像ロールではほとんど回収されずにそのまま通過した。
【０１８１】
上記の如く、インターイメージ部に相当する感光体ドラム１の表面が接触ＤＣ帯電手段２を通過する際に、当該接触ＤＣ帯電手段２に印加する電圧は、感光体ドラム１の表面電位とトナーの極性から決定することができ、トナーの付着を防止することができれば、本実施の形態と同じである必要はない。また、現像手段４のバイアスについても、感光体ドラム１の表面電位との関係から決められ、感光体ドラム１の表面と現像手段４の間でのトナーの移動がなければ、適宜設定してよい。
【０１８２】
ここでは、接触ＤＣ帯電手段２の上流側と現像手段４の下流側で、感光体ドラム１の表面に付着しているトナーの量を目視で比較したが、わずかに現像手段4 の下流側の方が少量であったものの、ほとんど差がないことが確認できた。
【０１８３】
さらに、インターイメージ部に相当する感光体ドラム１の表面が転写ロール５１を通過する際に、当該転写ロール５１に印加する電圧を−５００Ｖに設定した。これにより、ブラシロール６１から感光体ドラム１上に移動した逆極性トナーＷＳＴトナーのすべてを、転写ロール５１上に移動させることができた。この転写ロール５１上に移動した逆極性トナーＷＳＴトナーは、金属スクレーパ５２で掻き取られていることが確認できた。
【０１８４】
ここで、図１２に示すように、上記ブラシロール清掃手段６のブラシロール６１に、例えば、＋２００Ｖのバイアス電圧を印加する時間Ｔｐは、２３０ｍｓｅｃに設定した。この間、ブラシロール清掃手段６のブラシロール６１は、約２．１周するように設定されている。上記バイアス設定にしたとき、感光体ドラム１上に約１９ｍｍの長さでブラシロール６１からトナーが排出されていることが確認できた。つまり、ブラシロール６１は、１周目でほぼ逆極性トナーＷＳＴの排出を完了していると考えられる。
【０１８５】
この後、ブラシロール６１に印加するバイアス電圧を−４００Ｖとした。すると、感光体ドラム１上にトナーの排出がおこなわれていることが確認できた。この領域が帯電手段２の作用する位置に到達してから、帯電手段２に印加するバイアス電圧を−１０００Ｖに切り替えた。ここから感光体ドラム１の表面電位は、−４５０Ｖとなった。ここで、バイアス電圧の切り替え直前では、帯電手段２上にトナーの付着が見られた。しかし、バイアス電圧を切り替え後、帯電手段２への付着トナーは見られなくなった。これは、付着トナーの排出が行われたためと考えられる。
【０１８６】
次に、ブラシロール６１に印加するバイアス電圧を切り替えた領域が現像位置に達するタイミングで、現像手段４の印加バイアスを−３５０Ｖとし、ＡＣバイアスは印加しなかった。すると、感光体ドラム１上のトナー量は、現像位置の前後でほとんど変化していなかった。
【０１８７】
この領域が転写位置に到達するとき、転写ロール５１に印加するバイアスを＋３５０Ｖとした。ここで、感光体ドラム１の表面に付着していたトナーが転写ロール５１に移動し、金属スクレーパ５２で掻き取られていることが確認できた。
【０１８８】
この後、再び画像形成をおこなったが、記録媒体８の裏面汚れも発生していなかった。図１２に示すように、インターイメージ部でのバイアス電圧の切り替えをおこなってから、次の画像形成領域の先端部までの時間Ｔｍは約２３５ｍｓｅｃであり、この間にブラシロール６１は、約２．１周している。ここでも、バイアス電圧の切り替えからほぼ一周でブラシロール６１からのトナーの排出がおこなわれていることを確認した。なお、ブラシロール６１の外径は、例えば、ブラシ先端までの直径が約１２ｍｍに設定されている。
【０１８９】
本実施の形態では、Ｔｐ＋Ｔｍ＝４６５ｍｓｅｃに設定しており、インターイメージ部の長さ（＝４６５ｍｓｅｃ）と等しく、その結果、インターイメージ部の長さを延長する必要がなく、画像形成装置の生産性が低下することもなかった。
【０１９０】
なお、上述した実施の形態では、インターイメージ部を転写ロール５１へのトナー回収電位設定とした。しかし、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート／エンド時などの非画像形成領域にも同様なサイクルを入れ、感光体ドラム１の表面に残留したトナーの回収を行ってもよい。
【０１９１】
また、上述した実施の形態では、Ｔｍでの電位設定を画像形成領域と同様にした。しかし、ブラシロール６１からのトナーの排出を確実に行え、帯電手段２に付着することなく転写手段５にてトナーを回収することができれば、かならずしもこの限りではない。
【０１９２】
以上の構成、条件で１００ｋｐＶ（１ｋｐＶ＝１０００プリント、Ａ４サイズ）のランニングテストを実施した。この結果、転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【０１９３】
このように、本実施の形態の場合には、インターイメージ部の延長や特別なトナー排出・回収サイクルを必要とせず、長期の使用において転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。このランニングテスト時の温湿度は、２８℃，８０％ＲＨであった。
【０１９４】
第５実施の形態
次に、この発明の第５実施の形態について、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【０１９５】
この第５実施の形態は、ブラシロール６１を感光体ドラム１との接触位置で感光体ドラム１と逆方向に回転（つまり回転方向は同じ）させ、ブラシ先端での速度をプロセススピードと同じ、すなわち１７０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１表面との最近接位置でのブラシロール６１の回転速度を１４２ｍｍ／ｓｅｃとしたものであり、以下に説明する。
【０１９６】
なお、その他の構成、電位設定などは、第４実施の形態の場合と同様である。
【０１９７】
本第５実施の形態では、実施の形態４に比べてブラシロール６１の回転速度を遅く設定しているが、感光体ドラム１表面の摺擦方向が逆であるため、トナーの回収性については同等な性能が得られた。
【０１９８】
また、インターイメージ中でのバイアス電圧の切り替え時間は、第４実施の形態と同様にＴｐを２３０ｍｍ／ｓｅｃ、Ｔｍを２３５ｍｍ／ｓｅｃとした。このとき、ブラシロール６１は、それぞれ約１〜１．１周しており、トナーの排出が全周にわたって確実に行われていることも確認できた。
【０１９９】
この条件においてもインターイメージ部の延長や特別なトナー排出・回収サイクルを必要とせず、長期の使用において転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【０２００】
第６実施の形態
図１６はこの発明の第６実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第６実施の形態では、潜像担持体上にトナー像を形成し、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を、当該潜像担持体に接触するように配置された転写手段によって記録媒体上に転写した後、定着することにより、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記潜像担持体に接触する複数のブラシロール清掃手段を有し、当該複数のブラシロール清掃手段には、潜像担持上に付着したトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーと、トナー像の帯電極性と同極性のトナーとを回収するバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加するとともに、
前記転写手段は、潜像担持体に接触するように配置された転写部材と、当該転写部材に付着したトナーを除去するクリーニング部材を有し、当該転写部材には、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加したものである。
【０２０１】
また、この第６実施の形態では、前記複数のブラシロール清掃手段に、非画像形成領域でのみ前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加するように構成されている。
【０２０２】
図１６はこの発明の第６実施の形態を適用したブラシロール清掃部材６ａ、６ｂを用いた電子写真方式によるプリンターの概略構成を示している。
【０２０３】
この実施の形態では、前記第３実施の形態と同様に、帯電手段２として、非接触方式のＤＣ帯電装置を使用している。ただし、帯電手段２はこれに限るものではなく、スコロトロンなどを使用してもよいし、トナーの付着を考慮して、不具合なく電位設定が行えれば、前記第５実施の形態のような帯電ロールなどを使用してもよい。
【０２０４】
ところで、この第６実施の形態では、図１６に示すように、感光体ドラムに接触する２つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂを備えている。これら２つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂは、それぞれ前記実施の形態と同様に構成されている。上記ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂには、図示しない電源によって、それぞれ所望の極性かつ所望の値の電圧が印加されるように構成されており、また、電圧の印加タイミングも、図示しない制御手段によって画像形成領域やインターイメージ部等の非画像形成領域など所望のタイミングに制御可能となっている。
【０２０５】
上記ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂは、それぞれブラシロール６１を備えており、各ブラシロール６１は、その速度が感光体ドラム１の表面速度と同じで、回転方向は感光体ドラム１との接触位置で感光体ドラム１と逆方向に設定されている。なお、ここでは、上述のブラシロール６１を使用したが、必ずしもこの限りではない。回転方向についても感光体ドラム１との接触位置で感光体ドラム１と同方向に設定してもよい。
その他のトナーの組成、キャリアなどは第３実施の形態と同様である。
【０２０６】
以上の様な構成及びトナーにおいて、本第６実施の形態の具体的実施例を示す。
【０２０７】
図１７に画像形成部とインターイメージ部での印加電圧切り替えの説明図、図１８に電位設定とトナー移動の模式図をそれぞれ示す。
【０２０８】
まず、図１８に基づいて、転写残留トナーの一時回収手段について説明する。なお、転写残留トナーとは、前述した種々の実施の形態で説明したものと同じものを意味している。
【０２０９】
画像形成時（画像部）には、図１８（ａ）に示すように、転写手段５で発生した正規帯電極性トナーＲＳＴと逆帯電極性トナーＷＳＴからなる転写残留トナーを、感光体ドラム１上からブラシロール清掃手段６ａとブラシロール清掃手段６ｂによってそれぞれ一時回収する。
【０２１０】
すなわち、上記感光体ドラム１上に形成された正規帯電極性トナーＲＳＴからなるトナー像を、図１６に示すように、記録媒体８上に転写ロール５１の帯電によって静電的に転写する際に、正規帯電極性トナーＲＳＴからなるトナー像の一部が、記録媒体８上に残留するとともに、転写ロール５１による正極性の転写電界の影響を受けて、極性が反転して正極性の逆帯電極性トナーＷＳＴとなって、感光体ドラム１の表面に残留する。
【０２１１】
そこで、この第６実施の形態では、画像形成時に、図１８（ａ）に示すように、転写手段５で発生した正規帯電極性トナーＲＳＴと逆帯電極性トナーＷＳＴからなる転写残留トナーを、感光体ドラム１上から第１のブラシロール清掃手段６ａと第２のブラシロール清掃手段６ｂによってそれぞれ一時回収するようになっている。
【０２１２】
その際、一方の第１のブラシロール清掃手段６ａには正規帯電極性（負極性）のトナーＲＳＴを、もう一方の第２のブラシロール清掃手段６ｂには逆帯電極性（正極性）のトナーＷＳＴを静電的に回収・保持する方向のバイアス電圧を印加する。いま、回収バイアス電圧△Ｖを、
△Ｖ= （ブラシ印加バイアス電圧値）−( 感光体表面電位)
とすると、例えば、負帯電の正規帯電極性トナーＲＳＴを一時回収するためにはΔＶ＝＋３００Ｖ、正帯電の逆帯電極性トナーＷＳＴを一時回収するためには△Ｖ＝−３００Ｖとなるようなバイアス電圧を、ブラシロール清掃手段６ａとブラシロール清掃手段６ｂに、それぞれ図示しない電源によって印加する。ここで、上流側の第１のブラシロール清掃手段６ａで正規帯電極性トナーＲＳＴを、下流側の第２のブラシロール清掃手段６ｂで逆帯電極性トナーＷＳＴを一時回収するように構成されている。
【０２１３】
次に、上記ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂによって一時回収された正規帯電極性トナーＲＳＴ及び逆帯電極性トナーＷＳＴのうち、逆帯電極性トナーＷＳＴのみが、図１８（ｂ）に示すように、インターイメージ部（非画像形成部）において、感光体ドラム１上に吐出される動作について説明する。
【０２１４】
このとき、上流側のブラシロール清掃手段６ａの印加バイアスΔＶを−３００Ｖ、下流側のブラシロール清掃手段６ｂの印加バイアスΔＶを＋３００Ｖに、それぞれ切り替えると、ブラシロール清掃手段６ａからは、図１８（ｂ）に示すように、一時回収していた正規帯電極性トナーＲＳＴが、クーロン反発力によって感光体ドラム１上に吐出されるが、この正規帯電極性トナーＲＳＴは、直ちに、下流側のブラシロール清掃手段６ｂで回収される。また、同時に転写ロール５１で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段６ａの上流側から流入し、そのうち逆帯電極性トナーＷＳＴは、図１８（ｂ）に示すように、ブラシロール清掃手段６ａで一時回収され、正規帯電極性トナーＲＳＴは、ブラシロール清掃手段６ｂで一時回収される。そして、ブラシロール清掃手段６ｂからは、逆帯電極性トナーＷＳＴが感光体ドラム１上に吐出される。つまり、インターイメージ部（非画像形成領域）においては、図１８（ｂ）に示すように、ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂの下流側の感光体ドラム１上に、逆帯電極性トナーＷＳＴのみが吐出されることになる。
【０２１５】
次に、上記下流側のブラシロール清掃手段６ｂで一時回収された正規帯電極性トナーＲＳＴの感光体ドラム１上への吐出し動作について、図１８（ｃ）に基づいて説明する。
【０２１６】
即ち、上記インターイメージ部（非画像形成領域）に続く次の画像部において、図１８（ｃ）に示すように、ブラシロール清掃手段６ａの印加バイアス△Ｖを＋３００Ｖに、ブラシロール清掃手段６ｂの印加バイアス△Ｖを−３００Ｖとすると、ブラシロール清掃手段６ａからは、一時回収していた逆帯電極性トナーＷＳＴが感光体ドラム１上に吐出されるが、この感光体ドラム１上に吐出された逆帯電極性トナーＷＳＴは、直ちに、下流側のブラシロール清掃手段６ｂで回収される。また、同時に転写ロール５１で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段６ａの上流側から流入し、そのうち正規帯電極性トナーＲＳＴは、ブラシロール清掃手段６ａで回収され、逆帯電極性トナーＷＳＴは、ブラシロール清掃手段６ｂで回収される。そして、ブラシロール清掃手段６ｂからは、正規帯電極性トナーＲＳＴが感光体ドラム１上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材６の下流側の感光体ドラム１上には、正規帯電極性トナーＲＳＴのみが吐出されることになる。
【０２１７】
なお、ここでは吐出し時に印加するブラシバイアス電圧を、回収時の印加バイアス電圧と逆極性で同じ大きさの電圧としたが、電圧の大きさを変更しても構わない。その際、吐出し効果を高めるためには、回収時より大きい電圧を印加することが望ましい。
【０２１８】
ところで、二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂへの印加バイアス極性とブラシロール清掃手段６ａ、６ｂから下流側の感光体ドラム１上に現れる吐出しトナー極性との関係について、図１９に基づいて整理して説明すると、次の通りである。
【０２１９】
つまり、二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂの上流側から正規帯電極性トナーＲＳＴと逆帯電極性トナーＷＳＴが、感光体ドラム１の表面に付着した状態で移動してきた場合に、二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに印加するバイアス電圧の極性の組み合わせにより、負極性と正極性（図１９（ａ））と、正極性と負極性（図１９（ｂ））と、負極性と負極性（図１９（ｃ））と、正極性と正極性（図１９（ｄ））の４通りの場合が考えられる。
【０２２０】
更に説明すると、二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂのうち、図１９（ａ）に示すように、上流側のブラシロール清掃手段６ａに負極性のバイアス電圧を、下流側のブラシロール清掃手段６ｂに正極性のバイアス電圧を印加した場合には、図１８（ｂ）の場合と同様に、逆帯電極性トナーＷＳＴのみが吐出され、図１９（ｂ）に示すように、上流側のブラシロール清掃手段６ａに正極性のバイアス電圧を、下流側のブラシロール清掃手段６ｂに負極性のバイアス電圧を印加した場合には、図１８（ｃ）の場合と同様に、正規帯電極性トナーＲＳＴのみが吐出される。
【０２２１】
また、図１９（ｃ）に示すように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに共に負極性のバイアス電圧を印加した場合には、正規帯電極性トナーＲＳＴのみが吐出され、逆に、図１９（ｄ）に示すように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに共に正極性のバイアス電圧を印加した場合には、逆帯電極性トナーＷＳＴのみが吐出される。
【０２２２】
なお、上記のごとく、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに印加するバイアス電圧の極性を各々設定した場合に、これら上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂには、それ以前に逆極性の電圧が印加されており、吐出し時と逆極性のトナーを各ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂが一時回収していたことが前提となる。なぜなら、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに互いに逆極性のバイアス電圧を印加すれば、これらのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂにそれ以前の一時回収トナーが無ければ、双方のトナーとも回収可能であり、吐き出されるトナーがなくなるからである。
【０２２３】
なお、上記第６実施の形態では、逆帯電極性トナーＷＳＴを吐出すために図１９（ａ）のケースを用いたが、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに印加するバイアス電圧の極性を適宜設定することにより、他のケースを用いても構わない。
【０２２４】
このように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段６ａ、６ｂに印加するバイアス電圧の極性を適宜設定することにより、当該二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂの上流側から、互いに逆極性の残留トナーが移動してきた場合でも、これら二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂを通過したのち、感光体ドラム１の表面に一方の極性の残留トナーのみを付着したままの状態とする、つまり二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂによって一時回収された後吐き出されるトナーを、正規帯電極性トナーＲＳＴ又は逆帯電極性トナーＷＳＴの何れか一方のみとすることが可能となる。
【０２２５】
次に、以上のことを前提にして、二つのブラシロール清掃手段６ａ、６ｂによって一時回収した逆帯電極性トナーＷＳＴおよび正規帯電極性トナーＲＳＴを、感光体ドラム１の表面に吐出すタイミングについて述べる( 図１７、図１８) 。
【０２２６】
即ち、ここでは、連続通紙時の記録媒体間に対応する非画像形成領域をインターイメージ部とすると、画像形成サイクルにおいて、次のサイクルで転写ロール５１部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム１上に逆帯電極性トナーＷＳＴを吐出した後、次のサイクルで転写ロール５１部と対向するときに画像部となる感光体ドラム１上に正規帯電極性トナーＲＳＴを順次吐出すように設定されている。ただし、逆帯電極性トナーＷＳＴと正規帯電極性トナーＲＳＴを吐出す順序を入れ替えて、次のサイクルで転写ロール５１部と対向するときに画像部となる感光体ドラム１上に正規帯電極性トナーＲＳＴを吐出した後、次のサイクルで転写ロール５１部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム１上に逆帯電極性トナーＷＳＴを順次吐出すように設定してもよい。
【０２２７】
上記画像部となる感光体ドラム１上に吐き出された正規帯電極性トナーＲＳＴは、現像と同時に現像器４で回収することができるが、逆帯電極性トナーＷＳＴは、現像器４で回収することができない。また、後述するように、逆帯電極性トナーＷＳＴを転写ロール５１で回収するためには、転写ロール５１のニップ部において、現像トナー像を記録媒体８に転写する方向とは逆方向の電界を発生させる必要がある。よって、少なくとも感光体ドラム１上の逆帯電極性トナーＷＳＴが吐出された領域は、次の画像形成サイクルにおいてインターイメージ部となる必要がある。
【０２２８】
この実施の形態では、ブラシロール清掃手段６で一時回収した正規帯電極性トナーＲＳＴを、次の画像形成サイクルでの画像部に吐出すように構成しているが、吐出しトナーは、ブラシロール清掃手段６によって擦擦されており、通常の転写残トナーに比べて均一に分散されていて露光障害にもなりにくい。また、露光障害を完全に回避するために、この正規帯電極性トナーＲＳＴを画像部ではなくインターイメージ部に吐出するように構成してもよい。なお、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート／エンド時などにも同様なサイクルを入れてもよい。
【０２２９】
図２０はブラシロール清掃手段６から感光体ドラム１上へ吐出したトナーの極性と吐き出す領域について示すものである。この実施の形態では、図２０（ｂ）に示すように、インターイメージ部で逆帯電極性トナーＷＳＴを吐き出し、画像形成部で正規帯電極性トナーＲＳＴを吐き出すケースを用いたが、図２０（ａ）に示すように、インターイメージ部で逆帯電極性トナーＷＳＴを吐き出し、図２０（ｂ）に示す場合と時間的に前後して、画像形成部で正規帯電極性トナーＲＳＴを吐き出すか、図２０（ｃ）に示すように、インターイメージ部でのみ、逆帯電極性トナーＷＳＴと正規帯電極性トナーＲＳＴを吐き出すか、図２０（ｄ）に示すように、同じくインターイメージ部でのみ、正規帯電極性トナーＲＳＴと逆帯電極性トナーＷＳＴとを吐き出す他のケースを用いても良いことは勿論である。
【０２３０】
次に、上記の如く画像形成部において感光体ドラム１上に吐出された正規帯電極性トナーＲＳＴの回収方法について説明する。
【０２３１】
上記感光体ドラム１上に吐出された正規帯電極性トナーＲＳＴは、帯電器２を通過した後、現像器４によって回収する。このとき、帯電器２と現像器４の印加バイアスは、通常の作像時と同じで、帯電器２を通過した後の感光体ドラム１の表面電位を−５００Ｖ、現像バイアス電圧を−３５０Ｖとすると、感光体ドラム１の表面に存在する正規帯電極性トナーＲＳＴを、当該感光体ドラム１から現像器４へ移動させる向きの電界が発生するため、正規帯電極性トナーＲＳＴは、静電的に現像器４で回収することが可能となる。
【０２３２】
次に、上記の如くインターイメージ部（非画像形成部）において感光体ドラム１上に吐出された逆帯電極性トナーＷＳＴの回収方法について説明する。
【０２３３】
感光体ドラム１と現像器４の間で発生する電界は、逆帯電極性トナーＷＳＴを感光体ドラム１上へ引き付ける方向に働くため、感光体ドラム１上に吐出された逆帯電極性トナーＷＳＴは、現像器４をそのまま通過する。そして、この感光体ドラム１上に存在する逆帯電極性トナーＷＳＴが、転写ロール５１と対向するとき、当該転写ロール５１に印加するバイアス電圧を−５００Ｖとする。
【０２３４】
すると、感光体ドラム１と転写ロール５１との間で逆帯電極性トナーＷＳＴを転写ロール５１ヘ引き付ける向きの電界が発生し、逆帯電極性トナーＷＳＴは、感光体ドラム１上から転写ロール５１ヘ移動する。そして、転写ロール５１に付着した逆帯電極性トナーＷＳＴは、金属スクレーパ５２によって除去される。また、感光体ドラム１上に吐出された逆帯電極性トナーＷＳＴが転写ロール５１と対向するとき以外で、トナー像を記録媒体８に転写するときの、転写ロール５１の印加電圧は、＋３００Ｖとした。
【０２３５】
このように、上記第６実施の形態によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像器のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することが可能となり、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することができる。
【０２３６】
第７実施の形態
図２１はこの発明の第７実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第７実施の形態では、前記複数のブラシロール清掃手段に、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーと、トナー像の帯電極性と同極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を順次印加するように構成されている。
【０２３７】
図２１に画像形成部とインターイメージでの印加電圧切り替えの説明図、図２２に電位設定とトナー移動の模式図を示す。
【０２３８】
まず、転写残留トナーの一時回収手段について、図２２に基づいて説明する。画像作成時（画像部）には、図２２（ａ）に示すように、転写手段５で発生した正規帯電極性トナーＲＳＴと逆帯電極性トナーＷＳＴからなる転写残留トナーを、感光体ドラム１上から第１のブラシロール清掃手段６ａと第２のブラシロール清掃手段６ｂでそれぞれ一時回収する。一方の第１のブラシロール清掃手段６ａには正規帯電極性トナーＲＳＴを、もう一方の第２のブラシロール清掃手段６ｂには逆帯電極性トナーＷＳＴを静電的に保持する方向のバイアス電圧を印加する。いま、回収バイアス電圧△Ｖを
△Ｖ＝( ブラシ印加バイアス電圧値) −( 感光休表面電位)
とすると、例えば、負帯電の正規帯電極性トナーＲＳＴを一時回収するためには△Ｖ＝＋３００Ｖ、正帯電の逆帯電極性トナーＷＳＴを一時回収するためには△Ｖ＝−３００Ｖとなるようなバイアス電圧を印加する。ここでは、上流側のブラシロール清掃手段６ａで逆帯電極性トナーＷＳＴを、下流側のブラシロール清掃手段６ｂで正規帯電極性トナーＲＳＴを一時回収する。
【０２３９】
次に、上記の如くブラシロール清掃手段６ａ、６ｂで一時回収した正規帯電極性トナーＲＳＴの感光体ドラム１上への吐出し動作について説明する( 図２２（ｂ）) 。
【０２４０】
ブラシロール清掃手段６ａの印加バイアス△Ｖ＝＋３００Ｖ、ブラシロール清掃手段６ｂの印加バイアス△Ｖ＝−３００Ｖとすると、ブラシロール清掃手段６ａからは、図２２（ｂ）に示すように、一時回収していた逆帯電極性トナーＷＳＴが感光体ドラム１上に吐出されるが、下流側のブラシロール清掃手段６ｂで直ちに回収される。また、同時に転写ロール５１で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段６ａの上流側から流入し、そのうち正規帯電極性トナーＲＳＴは、ブラシロール清掃手段６ａで一時回収され、逆帯電極性トナーＷＳＴはブラシロール清掃手段６ｂで一時回収される。そして、ブラシロール清掃手段６ｂからは、正規帯電極性トナーＲＳＴが感光体ドラム１上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材６の下流側の感光体ドラム１上には、正規帯電極性トナーＲＳＴのみが吐出される。
【０２４１】
次に、一時回収した逆帯電極性トナーＷＳＴの感光体ドラム１上への吐出し動作について説明する( 図２２（ｃ））。
【０２４２】
ブラシロール清掃手段６ａの印加バイアス△Ｖを−３００Ｖ、ブラシロール清掃手段６ｂの印加バイアス△Ｖを＋３００Ｖとすると、ブラシロール清掃手段６ａからは、一時回収していた正規帯電極性トナーＲＳＴが感光体ドラム１上に吐出されるが、下流側のブラシロール清掃手段６ｂで直ちに回収される。また、同時に転写ロール５１で発生した転写残留トナーが、ブラシロール清掃手段６ａの上流側から流入し、そのうち逆帯電極性トナーＷＳＴは、ブラシロール清掃手段６ａで回収され、正規帯電極性トナーＲＳＴは、ブラシロール清掃手段６ｂで回収される。そして、ブラシロール清掃手段６ｂからは、逆帯電極性トナーＷＳＴが感光体ドラム１上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材６の下流側感光体ドラム１上には、逆帯電極性トナーＷＳＴのみが吐出される。
【０２４３】
ここでは、吐出し時に印加するブラシバイアス電圧を、回収時の印加バイアスと逆極性で同じ大きさの電圧としたが、電圧の大きさを変更しても構わない。吐出し効果を高めるためには、回収時より大きい電圧を印加することが望ましい。
【０２４４】
この第７実施の形態では、上記の説明から明らかなように、逆帯電極性トナーＷＳＴを吐出すために、図１９（ａ）のケースを用いたが、図１９（ｂ）〜（ｃ）の他のケースを用いても良いことは勿論である。
【０２４５】
次に、上記の如く、ブラシロール清掃手段６ａ、６ｂによって一時回収した逆帯電極性トナーＷＳＴおよび正規帯電極性トナーＲＳＴの感光体ドラム１上への吐出しタイミングについて説明する( 図２１、図２２) 。
【０２４６】
ここでも、連続通紙時の記録媒体８間に対応する非画像部をインターイメージ部とすると、画像形成サイクルにおいて、次のサイクルで転写ロール５１部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム１上に正規帯電極性トナーＲＳＴを吐出した後、同じインターイメージ部となる感光体ドラム１上に逆帯電極性トナーＷＳＴを順次吐出す。ただし、逆帯電極性トナーＷＳＴを吐出した後、正規帯電極性トナーＲＳＴを順次吐き出すように設定してもよい。
【０２４７】
正規帯電極性トナーＲＳＴは、現像と同時に現像器４で回収することができるが、逆帯電極性トナーＷＳＴは、現像器４で回収することができない。また、後述するように、逆帯電極性トナーＷＳＴを転写ロール５１で回収するためには、回収時に、現像トナー像を記録媒体８に転写する方向とは逆方向の電界を発生させる必要がある。よって、少なくとも感光体ドラム１上の逆帯電極性トナーＷＳＴを吐出した領域は、次の画像形成サイクルにおいてインターイメージ部となる必要がある。
【０２４８】
本実施の形態では、ブラシロール清掃手段６で一時回収した正規帯電極性トナーＲＳＴも、次の画像形成サイクルでのインターイメージ部に吐出すため、吐出した正規帯電極性トナーＲＳＴが露光部を通過するときの露光障害を完全に回避することができる。また、ブラシロール清掃手段６で一時回収したのち吐出された正規帯電極性トナーＲＳＴは、均一に分散されているため露光障害にはなりにくいので、前述した図２０（ａ）（ｂ）に示すように、この正規帯電極性トナーＲＳＴを画像部に吐出してもよい。
【０２４９】
また、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート／エンド時などにも同様なサイクルを入れてもよい。
【０２５０】
次に、感光体ドラム１上に吐出された正規帯電極性トナーＲＳＴの回収方法について説明する。
【０２５１】
上記感光体ドラム１上のインターイメージ部に吐出された正規帯電極性トナーＲＳＴは、帯電器２を通過後、現像器４で回収する。このとき帯電器２と現像器４の印加バイアスは、図２１に示すように、通常の作像時と同じで、帯電器２を通過した後の感光体ドラム１の表面電位を−５００Ｖ、現像バイアス電圧を−３５０Ｖとすると、正規帯電極性トナーＲＳＴを感光体ドラム１から現像器４へ移動させる向きの電界が発生するため、正規帯電極性トナーＲＳＴは、静電的に現像器４で回収することができる。一方、感光体ドラム１上に吐出された逆帯電極性トナーＷＳＴの回収方法は、第６実施の形態と同様である。
【０２５２】
このように、上記第７実施の形態によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像器のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することが可能となり、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することができる。しかも、感光体ドラム１上への正規帯電極性トナーＲＳＴの吐き出しをもインターイメージ部で行うので、正規帯電極性トナーＲＳＴを感光体ドラム１上の画像部に吐き出す場合に比べて、当該正規帯電極性トナーＲＳＴが画像露光の障害となることを確実に防止することができる。
【０２５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【０２５４】
また、この発明によれば、ブラシやブラシロール等からなる均一化手段内に回収トナーが蓄積することに伴う課題を回避するとともに、転写残留トナー（特に逆極性トナー）の通過による画像欠陥を効果的に回避可能とした画像形成装置を提供することができる。
【０２５５】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、画像形成装置の生産性を低下させることなくブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、転写残留トナー( 特に逆極性トナー) の通過による画像欠陥を効果的に回避し、長期にわたって画像上のディフェクトを抑制できる画像形成装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図２】 図２はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図３】 図３はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図４】 図４はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】 図５はこの発明の第１実施の形態に係る画像形成装置の動作を示す電位説明図である。
【図６】 図６はこの発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図７】 図７はこの発明の第２実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 図８はこの発明の第３実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図９】 図９はこの発明の第３実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】 図１０はこの発明に係る画像形成装置の動作を示す説明図である。
【図１１】 図１１はこの発明の第４実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図１２】 図１２はこの発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】 図１３はこの発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１４】 図１４はこの発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１５】 図１５はこの発明の第４実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１６】 図１６はこの発明の第６実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図１７】 図１７はこの発明の第６実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１８】 図１８はこの発明の第６実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図１９】 図１９はこの発明の第６実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図２０】 図２０はこの発明の第６実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図２１】 図２１はこの発明の第７実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】 図２２はこの発明の第７実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム（潜像担持体）、５：転写手段、５１：転写ロール、５２：クリーナ、６：ブラシロール清掃手段、６１：ブラシロール、６２：ケーシング、８：記録用紙（記録媒体）１４：クリーニング部材の電圧印加手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer that forms an image by a method such as electrophotographic recording or electrostatic recording, and in particular, a scratch or filming is caused on a latent image carrier such as a photosensitive member. The present invention relates to a long-life image forming apparatus that can prevent the occurrence of defects and suppress the occurrence of defects on an image over a long period of time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer, a toner image corresponding to an image is formed on a latent image carrier such as a photosensitive drum, and the latent image such as the photosensitive drum is formed. An image is formed by transferring and fixing a toner image formed on a carrier onto a recording medium such as paper. As such an image forming apparatus, various so-called “cleaner-less” apparatuses that do not require a cleaner and do not generate waste toner have been already proposed in order to cope with ecology from the viewpoint of global environmental conservation. In the image forming apparatus described above, a cleaner that cleans the latent image carrier in order to prevent scratches and filming on the latent image carrier such as a photosensitive drum and to reduce the size of the apparatus. So-called “cleaner-less” devices that do not use a slab have already been proposed.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-133573 and 59-157661, a toner image is transferred from a latent image carrier such as a photosensitive drum onto a recording medium such as paper without using a cleaning device. An image forming apparatus configured to recover toner remaining in the developing device by transferring toner remaining in the background portion or the like of the latent image carrier to the developing roll of the developing device after being transferred to the developing device is disclosed. Yes.
[0004]
In the image forming apparatuses according to these proposals, unlike the cleaning blade of the cleaning device, there is no member that strongly rubs the latent image carrier, so that the latent image carrier is not damaged and the latent image carrier is not damaged. Filming components such as toner and external additives on the body can also be avoided. Further, since the image forming apparatus according to the above proposal does not require a special cleaning member unlike the cleaning apparatus, the apparatus can be reduced in size and the toner collected by the developing apparatus can be reused. Have.
[0005]
However, in the case of such an image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method, the transfer efficiency is poor in a high humidity environment or the like, and the transfer performance is deteriorated due to moisture absorption of the transfer material, etc. If there is a large amount of toner remaining after transfer, there is a problem that image defects such as positive ghosts and negative ghosts are likely to occur. That is, in this type of image forming apparatus, in a high humidity environment or the like, the transfer material or the like absorbs moisture and the transfer charge escapes through the transfer material. In many cases, the transfer device cannot collect all the transfer residual toner, and the nodular transfer residual toner may be left in the image portion or the like. Therefore, at the time of the next image formation, the transfer residual toner left on the latent image carrier is transferred to the white background portion or highlight portion of the recording medium, and the transfer residual toner portion is imaged more than the other portions. A so-called positive ghost in which the concentration increases is generated.
[0006]
In addition, if the amount of transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier is large as described above, the nodular transfer residual toner inhibits exposure in the exposure portion, and the surface potential VH on the latent image carrier is sufficiently increased. Can not be lowered. In this case, in the case of the reversal development method, when the transfer residual toner inhibits exposure, the density of the transfer residual toner portion appears as a so-called negative ghost in which the density is lower than the surrounding density. In other words, if there is a large amount of residual toner, the residual toner blocks the exposure beam in the exposure process, so that the latent image carrier charge potential VH is insufficiently attenuated and becomes an intermediate potential from the potential VL that attenuates due to the original exposure. As a result, the developing electric field becomes a small value as compared with the surrounding exposed portion, so that the toner is not sufficiently developed, and the transfer residual toner appears as a negative ghost (white-out image).
[0007]
In general, in an image forming apparatus that directly transfers a toner image onto a recording medium such as paper, when the paper or the like is peeled off from a latent image carrier such as a photosensitive drum in the transfer unit, It is known that toner charged to a polarity opposite to the charged polarity is generated. In the case of the reversal development method, the toner charged to the opposite polarity is opposite in polarity to the charged polarity of the latent image carrier, so that it easily reattaches to the latent image carrier and becomes a transfer residual toner on the latent image carrier. Remains.
[0008]
By the way, as described above, in the image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method, the toner that can be collected by the developing apparatus has the same polarity as the developing toner, that is, the normal charging polarity, and is charged to the opposite polarity. It is difficult for the developed toner to be collected by the developing device. In this regard, in the image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method according to the above proposal, such a reverse polarity toner is assumed to have a normal polarity by being recharged in a charging unit preceding the developing unit. However, as described above, when the transfer performance is deteriorated due to moisture absorption of the transfer material or the like, the residual toner after transfer contains a large amount of toner having a polarity opposite to that of the developing toner. However, it is impossible to charge all the reverse polarity toners to the normal polarity. For this reason, the toner with the reverse polarity cannot be collected by the developing device and remains and accumulates on the latent image carrier, resulting in a positive ghost or a negative ghost, resulting in image defects such as dirt or fog on the white paper portion. There was a problem of becoming.
[0009]
In order to solve the technical problem of such a simultaneous development cleaning method, for example, in an image forming apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-127086, a latent image is formed using a plurality of electrodes (brushes) as a residual toner uniformizing means. It is comprised so that a support body may be contacted. In addition, the recording apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-34566 is configured such that a charging unit made of a conductive contact also serves as a residual toner image equalizing unit.
[0010]
In the image forming apparatus according to these proposals, the residual toner image is rubbed and flattened with a brush or the like that is a uniformizing unit, and at the same time, a reverse polarity toner is charged to a normal polarity by a voltage applying unit, thereby developing Since it can be reliably collected by the apparatus, no ghost is generated. Further, in these image forming apparatuses, when there is toner charged to a polarity opposite to that of the developing toner, the toner charged to the opposite polarity is once collected by the residual toner uniformizing means, and a part of the opposite polarity toner is recovered. It is said that the remaining amount can be reduced by returning the charged polarity to the normal charged polarity by friction, charge injection, or discharging, and collecting a part of the normally charged toner. Further, the toner having the normally charged polarity that has passed through the residual toner uniformizing means is collected by the developing device. As a result, even when there is toner remaining in a nodule shape with a wide charge distribution, the residual toner can be stably sucked and discharged by the residual toner uniformizing means, and the amount of residual toner can be reduced to a low level. It can be suppressed to.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, as described in JP-A-3-12786 and JP-A-4-34566, even if the residual toner equalizing means is used, if there is a large amount of residual toner, all the toner is properly Therefore, the toner that is not collected by the developing device is still not positively or negatively ghosted or fogged.
[0012]
Further, since the residual toner is adhered and contaminated over time with the brush as the residual toner uniformizing means, and the ability to uniformize the residual toner is reduced, the residual toner that is not collected by the developing device increases. It also has problems.
[0013]
More specifically, when the residual toner equalizing means as described above is employed, the collected toner is accumulated in the residual toner equalizing means, which hinders the toner recovery and the uniform charge.
[0014]
Part of the toner charged to the opposite polarity to the collected developing toner is returned to the normal charging polarity, but it is difficult to return all the transfer residual toner to the normal charging polarity. The toner cannot be discharged from the toner and gradually accumulates in the residual toner uniformizing means. In such a case, the residual toner uniformizing means is clogged, and not only the performance of the residual toner uniformizing means is lowered, but also the resistance of the residual toner uniformizing means is increased, and the reverse of the residual toner is eventually observed. It becomes difficult to collect the polar toner, and a phenomenon occurs in which the reverse polarity toner passes through the residual toner uniformizing means without being collected. Here, when the residual toner uniformizing means is composed of a monopolar brush, it is difficult to disturb the distribution of the residual toner. Since it cannot be recovered, there still remains a problem of becoming a positive ghost. When the residual toner equalizing means is constituted by a brush roll, an effect of mechanically disturbing the residual toner image can be obtained, so that the occurrence of ghost is surely suppressed. However, in the case of the image forming apparatus according to the above proposal, since there is no means for collecting the reverse polarity toner existing on the latent image carrier, the toner charged to the reverse polarity with respect to the normal charge polarity remains as it is. The problem of remaining on the carrier and causing exposure inhibition, dirt on the white paper portion, and uneven density in the highlight portion has not yet been solved.
[0015]
As described above, in the case of the image forming apparatus according to the above-described conventional proposal, in particular, there is no means for recovering the reverse polarity toner present on the latent image carrier, so that it remains on the latent image carrier. However, problems such as exposure inhibition, white paper stains and highlight density unevenness remained unresolved.
[0016]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to reliably collect the transfer residual toner having a reverse polarity, and to detect positive ghosts, negative ghosts, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a good image over a long period of time without causing fogging or the like.
[0017]
Another object of the present invention is to avoid the problems associated with the accumulation of the collected toner in the residual toner uniformizing means comprising a brush, a brush roll, etc., and to transfer residual toner (particularly reverse polarity toner). Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of effectively avoiding image defects due to the passage of the image.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
[0023]
According to the first aspect of the present invention, a toner image is formed on a latent image carrier by a developing means to which a predetermined development bias voltage is applied, and the toner image formed on the latent image carrier is converted into the latent image. In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by transferring the image onto a recording medium by a transfer unit arranged so as to come into contact with the carrier, and fixing the recording medium.
A bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming area is applied, and then the orientation similar to that in the image forming area Charging means for switching the bias voltage so that an electric field of
Brush roll cleaning means in contact with the latent image carrierAndHave
A bias voltage is applied to the brush roll cleaning means so that an electric field attracting toner charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner image acts in the image forming area, and the charging polarity of the toner image in the non-image forming area. Applying a bias voltage and a bias voltage so that an electric field attracting the toner charged in the opposite polarity to the charging polarity of the toner image acts so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity acts, and
A bias voltage is applied to the transfer means so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity to the charged polarity of the toner image in the image forming area acts, and the charged polarity of the toner image is reversed in the non-image forming area. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts the toner charged to the polarity acts.And
The bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming area reaches the charging unit.An image forming apparatus characterized by the above.
[0024]
Furthermore,Claim 2The non-image forming area of the latent image carrier is an inter-image portion.Claim 1The image forming apparatus described in the above.
[0025]
That is, the invention described in
[0026]
With such a configuration, the following voltage is applied to the
[0027]
Thereafter, in the non-image forming area, the toner is attracted to the
[0028]
here,Claim 3In the invention described in, the length of the non-image forming area is Lint (mm), the process speed is Vp (mm / sec), and an electric field is applied to the
[0029]
That is, within the time that the
[0030]
In addition, the following voltage is applied to the
[0031]
When a contact-type charger was used as the charging means 2, the following voltage was applied. When facing the next image forming area on the
[0032]
Here, switching of the voltage applied to the
[0035]
Furthermore,The invention according to claim 4The developing unit is applied with a DC voltage and an AC voltage in the image forming area, and is stopped in the non-image forming
[0036]
[Action]
In the present invention, as shown in FIG. 1, a brush
[0037]
With such a configuration, for example, the following voltage is applied to the brush roll cleaning means 6. When facing the area corresponding to the next image forming area on the
[0038]
Further, for example, the following voltage is applied to the
[0039]
According to such means, it is possible to avoid problems related to accumulation of collected toner of the brush roll cleaning means 6 and to effectively prevent image defects due to passage of transfer residual toner (particularly reverse polarity toner).
[0040]
Here, the operation and action will be described using an example in which a non-contact DC charging device is used as the charging
[0041]
FIG. 9 shows the timing of the bias applied to the charging means, developing means, transfer means, and brush roll cleaning means in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 10 shows the relationship between the potentials at the respective positions. This is a schematic representation of toner movement.
[0042]
Here, for example, the toner of normal charge polarity is negatively charged, and the surface of the photoreceptor is also negatively charged.
[0043]
As shown in FIGS. 10A to 10A, at the time of image formation, the surface of the
[0044]
By this operation, the reverse polarity toner is collected in the brush roll cleaning means 6, and the normally charged polarity toner is dispersed on the
[0045]
Next, the
[0046]
Thereafter, transfer is performed on the
[0047]
As an example of changing from the image creation state to the image non-formation state, a case where the area on the
[0048]
The state on the
[0049]
In the brush roll cleaning region, as shown in FIG. 10b-A, for example, the bias of the brush roll cleaning means 6 is set to the positive side with respect to the surface potential of the
[0050]
Next, as shown in FIG. 10B-B, the area on the
[0051]
Furthermore, this area moves to the transfer area. Here, a negative bias with respect to the surface potential of the
[0052]
As described above, for example, the normally charged polarity toner dispersed mainly at the time of image creation is collected by the developing
[0053]
Further, in the present invention, the above-described operation when the image is not created is frequently performed in the inter-image area. For this reason, it is possible to prevent the amount of reverse polarity toner present in the brush roll cleaning means 6 from increasing and the recovery performance from deteriorating. Furthermore, it can be avoided that the presence of the collected toner for a long time causes charge injection and the like, and the discharge control of the toner by the electric field cannot be performed. That is, the performance of the brush roll cleaning means 6 can be obtained over a long period of time.
[0054]
Since the reverse polarity toner is not collected in the developing
[0055]
On the other hand, according to the invention described in
[0056]
Here, the operation and action will be described using an example in which a contact type DC charging device is used as the charging
[0057]
12 shows the timing of the bias voltage applied to the charging means 2, the developing
[0058]
Here, the right-charged toner Right Sign Toner (hereinafter abbreviated as “RST”) is negatively charged, and the surface of the
[0059]
First, the image forming area will be described.
[0060]
As shown in FIG. 13A, at the time of image formation, the surface of the
[0061]
By this operation, out of the toner remaining on the surface of the
[0062]
Next, the
[0063]
Thereafter, the toner image developed on the
[0064]
Next, as an example of changing from the image creation state to the image non-formation state, a case where the area on the
[0065]
The state on the
[0066]
At the brush roll cleaning position, the bias of the
[0067]
As described above, when the surface of the
[0068]
In this way, the surface of the
[0069]
Next, as shown in FIGS. 14A to 14C, the
[0070]
Furthermore, this area moves to the transfer area as shown in FIGS. 14a-D. Here, as shown in FIG. 12, the
[0071]
Next, as shown in FIG. 14B, the voltage setting is switched to the same voltage setting as in the image formation in the non-image forming area as in FIG. 14A. At this time, the regular charged toner RST collected during image formation and non-image formation Tp (see FIG. 14B) is attached to the
[0072]
As described above, the reversely charged polarity toner WST is collected by the brush
[0073]
Further, in the latter half of the non-image formation such as an inter-image, the normally charged polarity toner RST collected by the brush
[0074]
Further, since the voltage is switched in the non-image forming area, the normal charge polarity toner RST is discharged from the brush
[0075]
According to the sixth and eighth aspects of the present invention, the above-described operation during non-image formation is frequently performed in the inter-image area. The operation during non-image formation may always be performed in the inter image area, but it is not always necessary to perform the operation, and may be performed about once in several times in the inter image area. For this reason, it is possible to prevent the amount of reverse polarity toner WST present in the brush roll cleaning means 6 from increasing and the recovery performance from being lowered. Further, it can be avoided that the presence of the collected toner for a long time causes charge injection and the like, and the discharge control of the toner by the electric field cannot be performed. That is, the performance of the brush roll cleaning means 6 can be maintained and exhibited over a long period of time.
[0076]
Here, it is confirmed that the discharge of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST is performed around the
[0077]
In addition, since the reverse polarity toner WST is not collected in the developing
[0078]
Here, when the switching of the bias when the image was not created was confirmed, the following was found.
[0079]
In the non-image forming area, when the bias of the brush roll cleaning means 6 is switched from the reverse charge polarity toner WST discharge (Tp) bias to the normal charge polarity toner RST discharge (Tm) bias, the discharged toner is the reverse charge polarity toner. The WST is changed to the regular charged polarity toner RST.
[0080]
Here, as shown in FIG. 15 (1), the bias applied to the charging means 2 is applied to the reverse charging polarity toner before the region where the normal charging polarity toner RST is discharged onto the
[0081]
That is, the application bias switching of the charging
[0082]
Further, according to the technical means described in
[0083]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0084]
First embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0085]
As shown in FIG. 1, this image forming apparatus has a
[0086]
The
[0087]
The
[0088]
Further, the
[0089]
The developing
[0090]
Further, as the
[0091]
The cleaner 52 is a plate-like scraper or brush-like cleaning means. In this embodiment, a spring material made of a SUS plate having a plate thickness of 100 μm is used, and the tip is manufactured by etching. .
[0092]
Further, the cleaning
[0093]
Further, the
[0094]
Further, the fixing
[0095]
Next, the developer used in the developing
[0096]
The toner used in the developing
Shape factor = (absolute maximum diameter of toner)2/ (Projection area of toner) × π / 4 × 100
[0097]
The particle size of the toner greatly affects the image quality, and the larger the particle size, the rougher the image. Even if the toner has an average particle diameter of about 20 μm, there is no practical problem, but in order to increase the resolution of fine lines, it is desirable to use a toner having an average particle diameter of 10 μm or less. However, when the toner diameter is reduced, the physical adhesive force acting between the toner and the carrier becomes dominant, and the developability is lowered. In addition, when the toner diameter is reduced, toner aggregation is likely to occur, resulting in handling problems. From such a viewpoint, the toner used in the present invention preferably has an average particle size of 5 μm or more and 10 μm or less.
[0098]
Further, an appropriate amount of fine particles (external additive) such as silica and titania having an average particle diameter of about 10 to 150 nm is externally added to the toner as a charge control agent and a transfer aid.
[0099]
The toner is not limited to the above production method, and may be produced by, for example, suspension polymerization, suspension granulation, dissolution suspension, kneading and pulverization.
[0100]
As the developer used in the developing
[0101]
As the developer in which the toner and the carrier are mixed, for example, a toner concentration (TC: Toner Concentration) of 8 wt% and a toner charge amount in the developer of 20 to 30 μC / g is used. Here, the toner density (TC) is expressed by the following equation.
TC (wt%) = (weight of toner contained in developer (g)) / (total weight of developer (g)) × 100
[0102]
Furthermore, if the toner charge amount when the toner and the carrier are mixed to form a developer is too high, the adhesion force of the toner to the carrier becomes too high and the toner is not developed. On the other hand, if the charge amount is too low, the adhesion force of the toner to the carrier is weakened, and toner cladding due to free toner occurs, causing fogging during printing. From the viewpoint of transferring the toner to the electrostatic latent image formed on the
[0103]
Next, the operation of the brush
[0104]
FIG. 2 is an enlarged view of the cleaning unit of FIG. In the figure, 13 is a voltage applying means for the
[0105]
By the way, in this embodiment, the amount of biting of the
[0106]
FIG. 2 shows a state of the cleaning unit in the image forming area. The toner remaining on the
[0107]
As described above, in the image forming area, out of the toner remaining on the surface of the
[0108]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the
[0109]
FIG. 3 shows a state of the cleaning unit in the non-image forming area. At this time, a positive voltage is applied to the
[0110]
Further, since the developing bias applied to the developing
[0111]
The non-image forming area here is an area corresponding to an area between the
[0112]
FIG. 4 shows a series of operations from discharging the reversely charged toner from the
[0113]
With the above configuration, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the transfer residual toner having the reverse polarity is reliably collected as follows without causing positive ghost, negative ghost, and fog. Therefore, it is possible to form a good image over a long period of time.
[0114]
That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0115]
The toner image thus formed is transferred onto the
[0116]
On the other hand, after the transfer, the surface potential of the
[0117]
As shown in FIG. 2, when a bias voltage of −250 V is applied to the
[0118]
Next, the potential at the inter-image portion (non-image area) was set as follows.
[0119]
First, when the region of the surface of the
[0120]
When the region corresponding to the inter-image portion passes through the
[0121]
At this time, most of the toner transferred from the
[0122]
The voltage applied to the
[0123]
The toner that has passed through the developing roll reaches the transfer portion. The applied potential of the
[0124]
A running test of 100 kPV (A4 paper) was performed under the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that generation of positive ghost, negative ghost and fog caused by the transfer residual toner was not observed.
[0125]
Second embodiment
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the second embodiment, The operation of the cleaning unit is configured to be slightly different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, in addition to the operation of the cleaning unit in the non-image forming region shown in FIG. 3, an operation as shown in FIG. 6 is further added.
[0126]
FIG. 6 shows the state of the cleaning unit in the non-image forming area following the operation of the cleaning unit in the non-image forming area shown in FIG. An operation similar to the operation of the cleaning unit in the non-image forming area shown in FIG. 3 is executed for a predetermined discharge time T1, and the toner of reverse polarity attached to the
[0127]
FIG. 7 shows a series of operations from the time when the reversely charged toner and the toner of normal polarity are discharged from the cleaning means (brush roll) 61 and collected by the transfer means 5 and the developing means 4 in the inter-image part. The timing of the bias applied to the
[0128]
In the above configuration, the image forming apparatus according to the present embodiment reliably collects the transfer residual toner having the reverse polarity as follows, and does not generate positive ghost, negative ghost, and fog. It is possible to form a long image.
[0129]
That is, in the second embodiment, a series of operations from the charging process of the
[0130]
On the other hand, after the transfer, the surface potential of the
[0131]
Next, the potential in the inter image part was set as follows.
[0132]
First, when the area on the surface of the
[0133]
When the area corresponding to the first half of the inter-image portion passes through the
[0134]
At this time, most of the toner transferred from the
[0135]
The voltage applied to the
[0136]
The toner that has passed through the developing roll reaches the transfer portion. The applied potential of the
[0137]
Next, in the second embodiment, when the region of the surface of the
[0138]
When the area corresponding to the latter half of the inter-image portion passes through the
[0139]
Most of the toner transferred from the
[0140]
A running test of 100 kPV (A4 paper) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that generation of positive ghost, negative ghost and fog caused by the transfer residual toner was not observed.
[0141]
In the second embodiment, even when a large amount of regular polarity toner adheres to the
[0142]
Further, if the same operation is performed when the power is turned on, the effect of preventing the
[0143]
In the above-described embodiments, the black-and-white image recording method has been described, but the same effect can be obtained even in the color image recording method. The above embodiments have been described with the electrophotographic recording system based on the Carlson process. However, any indirect recording system that transfers to recording paper, such as a chargeless system or a back exposure system, can be applied.
[0144]
Third embodiment
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the above embodiment, and in this third embodiment, the brush roll cleaning means is described. The configuration is different from that of the first embodiment. In the third embodiment, a non-contact charging unit is used instead of a contact charging unit as the charging unit.
[0145]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an electrophotographic printer using a brush roll cleaning member to which the present invention is applied.
[0146]
In this embodiment, a non-contact type DC charging device is used as the charging means 2. This applies a DC voltage to amorphous silicon deposited on a glass plane to charge the surface of the
[0147]
In this embodiment, the brush roll cleaning means 6 has a density of 300,000 / square inch at 3 denier and a resistance of 10Three-10FiveA
[0148]
Unlike the first embodiment, the brush roll cleaning means 6 does not include a conductive casing, and the
[0149]
Other toner compositions and the like are the same as those in the first embodiment.
[0150]
A specific embodiment of the present invention will be described with the above-described configuration and toner.
[0151]
At the time of image formation, the Φ30
[0152]
A voltage of +300 V was applied to the
[0153]
After the transfer, the surface potential of the
[0154]
As shown in FIG. 9, a voltage of −450 V was applied to the brush of the brush
[0155]
Next, the potential in the inter image part was set as follows.
[0156]
First, when the region on the
[0157]
In this embodiment, the charging potential and the development DC bias are the same as those at the time of image formation. That is, in this embodiment, since a non-contact type charging device is used, it is not necessary to switch the voltage applied to the
[0158]
The voltage of the
[0159]
Here, the interimage portion is set to the recovery potential of the reverse polarity toner to the
[0160]
A running test of 100 kPV (A4) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting due to the transfer residual toner did not occur.
[0161]
The temperature and humidity at this time were 28 ° C. and 80% RH.
[0162]
Fourth embodiment
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those of the above-described embodiment, and the description of the overlapping portions is omitted. In the embodiment, the brush roll cleaning unit charges the length of the non-image forming area to Lint (mm), the process speed to Vp (mm / sec), and the brush roll cleaning unit charges to the polarity opposite to the charging polarity of the toner image. Tp (sec) is a time for applying a bias voltage so that an electric field for separating the toner is applied, and Tm (sec) is a time for applying a bias voltage for applying an electric field in the same direction as the image forming area to the brush roll cleaning unit. The distance between the rotation center of the brush roll cleaning means and the surface of the latent image carrier is rb (mm), and the rotation speed of the brush roll cleaning means at the closest position of the latent image carrier is Vb (mm / sec). When,
Lint / Vp ≧ Tp + Tm
Tp ≧ 2π · rb / Vb, Tm ≧ 2π · rb / Vb
It is configured to satisfy.
[0163]
Further, in this embodiment, the non-image forming area of the latent image carrier is configured to be a so-called inter-image part that is at least between the recording medium when it reaches the transfer part next time. Yes.
[0164]
In this embodiment, after a bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged in the non-image forming area with a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts. In an image forming apparatus having a charging unit that switches a bias voltage so that an electric field having a direction similar to that of the image forming region acts,
It is desirable that the bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming region reaches the charging unit.
[0165]
FIG. 11 shows a schematic configuration of an electrophotographic printer using a brush
[0166]
In FIG. 11,
[0167]
In the fourth embodiment, the configuration of the charging means 2 is different from that of the third embodiment (see FIG. 8), and a charger similar to that of the first embodiment is used. That is, the charging means 2 is configured to apply a DC voltage to the cored bar and uniformly charge the surface of the
[0168]
In the fourth embodiment, the other transfer means 5, the fixing
[0169]
Incidentally, the
[0170]
Although the above-described
[0171]
In addition, the toner composition, carrier, and the like are the same as those in the third embodiment.
[0172]
Next, a specific example of the fourth embodiment will be described with the above configuration and toner.
[0173]
The surface of the
[0174]
Further, a voltage of +350 V is applied to the
[0175]
After the toner image formed on the
[0176]
Thereafter, the surface of the
[0177]
Next, in the fourth embodiment, the potential at the inter-image part is set as follows.
[0178]
First, when the region on the
[0179]
Here, most of the toner moved from the
[0180]
In the above setting, since the surface potential of the
[0181]
As described above, when the surface of the
[0182]
Here, the amount of toner adhering to the surface of the
[0183]
Further, the voltage applied to the
[0184]
Here, as shown in FIG. 12, for example, the time Tp for applying a bias voltage of +200 V to the
[0185]
Thereafter, the bias voltage applied to the
[0186]
Next, at the timing when the area where the bias voltage applied to the
[0187]
When this area reached the transfer position, the bias applied to the
[0188]
Thereafter, image formation was performed again, but no backside contamination of the
[0189]
In this embodiment, Tp + Tm = 465 msec is set, which is equal to the length of the inter-image portion (= 465 msec). As a result, it is not necessary to extend the length of the inter-image portion, and the productivity of the image forming apparatus There was no decline.
[0190]
In the embodiment described above, the inter-image portion is set to the toner recovery potential to the
[0191]
In the above-described embodiment, the potential setting at Tm is the same as that in the image forming area. However, as long as the toner can be reliably discharged from the
[0192]
A running test of 100 kpV (1 kpV = 1000 prints, A4 size) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting due to the transfer residual toner did not occur.
[0193]
As described above, in the case of the present embodiment, there is no need to extend the inter-image part or a special toner discharge / collection cycle, and dirt or halftone unevenness in the background part due to the transfer residual toner in long-term use, It was confirmed that no positive or negative ghost occurred. The temperature and humidity during the running test were 28 ° C. and 80% RH.
[0194]
Fifth embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described by assigning the same reference numerals to the same portions as those of the above embodiment.
[0195]
In the fifth embodiment, the
[0196]
Other configurations, potential settings, and the like are the same as in the fourth embodiment.
[0197]
In the fifth embodiment, the rotation speed of the
[0198]
Further, the switching time of the bias voltage in the inter image was set such that Tp was 230 mm / sec and Tm was 235 mm / sec, as in the fourth embodiment. At this time, each of the brush rolls 61 has about 1 to 1.1 rounds, and it was confirmed that the toner was reliably discharged over the entire circumference.
[0199]
Even under these conditions, it is not necessary to extend the inter-image part or special toner discharge / recovery cycle, and in long-term use, background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting caused by residual toner may not occur. It could be confirmed.
[0200]
Sixth embodiment
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiment. In the sixth embodiment, the latent image carrier is shown in FIG. A toner image is formed on the latent image carrier, and the toner image formed on the latent image carrier is transferred onto a recording medium by a transfer unit disposed so as to be in contact with the latent image carrier, and then fixed. In an image forming apparatus for forming an image on the recording medium,
A plurality of brush roll cleaning means that come into contact with the latent image carrier, and the plurality of brush roll cleaning means include a toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image attached on the latent image carrier; A bias voltage is applied to collect toner having the same polarity as the charged polarity of the image, and a bias voltage is applied so that an electric field that separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts in the non-image forming area. With
The transfer unit includes a transfer member disposed so as to be in contact with the latent image carrier, and a cleaning member that removes toner attached to the transfer member. The transfer member includes the toner in a non-image forming region. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the image acts.
[0201]
In this sixth embodiment, a bias voltage is applied to the plurality of brush roll cleaning means so that an electric field that separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts only in the non-image forming area. Is configured to do.
[0202]
FIG. 16 shows a schematic configuration of an electrophotographic printer using brush
[0203]
In this embodiment, a non-contact type DC charging device is used as the charging means 2 as in the third embodiment. However, the charging means 2 is not limited to this, and a scorotron or the like may be used. If the potential can be set without any trouble in consideration of toner adhesion, the charging as in the fifth embodiment is performed. A roll or the like may be used.
[0204]
By the way, in the sixth embodiment, as shown in FIG. 16, two brush roll cleaning means 6a and 6b that come into contact with the photosensitive drum are provided. These two brush roll cleaning means 6a and 6b are respectively configured in the same manner as in the above embodiment. The brush roll cleaning means 6a and 6b are configured to be applied with a voltage having a desired polarity and a desired value by a power source (not shown), and the voltage application timing is also controlled by a control means (not shown). It can be controlled at a desired timing such as an image forming area or a non-image forming area such as an inter-image portion.
[0205]
Each of the brush roll cleaning means 6a and 6b includes a
Other toner compositions, carriers, and the like are the same as those in the third embodiment.
[0206]
A specific example of the sixth embodiment will be described with the above configuration and toner.
[0207]
FIG. 17 is an explanatory diagram of switching applied voltages in the image forming unit and the inter image unit, and FIG. 18 is a schematic diagram of potential setting and toner movement.
[0208]
First, the temporary collection means for the transfer residual toner will be described with reference to FIG. The transfer residual toner means the same toner as described in the various embodiments described above.
[0209]
At the time of image formation (image portion), as shown in FIG. 18A, the transfer residual toner composed of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST generated by the
[0210]
That is, when the toner image composed of the normally charged polarity toner RST formed on the
[0211]
Therefore, in the sixth embodiment, at the time of image formation, as shown in FIG. 18A, the transfer residual toner composed of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST generated by the
[0212]
At that time, one first brush roll cleaning means 6a has a toner RST of normal charge polarity (negative polarity), and the other second brush roll cleaning means 6b has a toner WST of reverse charge polarity (positive polarity). A bias voltage is applied in a direction to electrostatically collect and hold the. Now, the recovery bias voltage ΔV is
ΔV = (Brush applied bias voltage value)-(Photoconductor surface potential)
Then, for example, a bias voltage such that ΔV = + 300 V for temporarily collecting negatively charged regular charged polarity toner RST and ΔV = −300 V for temporarily collecting positively charged reversely charged polarity toner WST. Is applied to the brush roll cleaning means 6a and the brush roll cleaning means 6b by a power source (not shown). Here, the regular charging polarity toner RST is temporarily collected by the upstream first brush roll cleaning means 6a, and the reverse charging polarity toner WST is temporarily collected by the downstream second brush roll cleaning means 6b.
[0213]
Next, of the regular charge polarity toner RST and the reverse charge polarity toner WST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b, only the reverse charge polarity toner WST is interimaged as shown in FIG. The operation of discharging on the
[0214]
At this time, when the applied bias ΔV of the upstream brush roll cleaning means 6 a is switched to −300 V and the applied bias ΔV of the downstream brush roll cleaning means 6 b is switched to +300 V, respectively, the brush roll cleaning means 6 a shows FIG. As shown in b), the regular charged polarity toner RST recovered temporarily is discharged onto the
[0215]
Next, an operation of discharging the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the downstream brush roll cleaning means 6b onto the
[0216]
That is, in the next image portion following the inter-image portion (non-image forming region), as shown in FIG. 18C, the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6a is set to + 300V, and the brush roll cleaning means 6b When the applied bias ΔV is −300 V, the reversely charged toner WST that has been temporarily recovered is discharged from the brush
[0217]
Here, the brush bias voltage applied at the time of ejection is set to the same magnitude as the reverse polarity of the applied bias voltage at the time of recovery. However, the voltage may be changed. At that time, in order to enhance the discharge effect, it is desirable to apply a voltage larger than that at the time of recovery.
[0218]
By the way, the relationship between the bias polarity applied to the two brush roll cleaning means 6a and 6b and the discharged toner polarity appearing on the
[0219]
That is, when the regular charging polarity toner RST and the reverse charging polarity toner WST move from the upstream side of the two brush roll cleaning means 6a and 6b while adhering to the surface of the
[0220]
More specifically, of the two brush roll cleaning means 6a and 6b, as shown in FIG. 19A, a negative bias voltage is applied to the upstream brush roll cleaning means 6a, and the downstream brush roll cleaning means 6b. When a positive bias voltage is applied to the toner, only the reversely charged toner WST is ejected, as in FIG. 18B, and the upstream brush roll cleaning is performed as shown in FIG. 19B. When a positive bias voltage is applied to the
[0221]
Further, as shown in FIG. 19C, when a negative bias voltage is applied to both the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b, only the normally charged polarity toner RST is ejected and vice versa. In addition, as shown in FIG. 19 (d), when a positive bias voltage is applied to both the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a, 6b, only the reversely charged polarity toner WST is ejected.
[0222]
As described above, when the polarity of the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b is set, the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b include Before that, it is assumed that a reverse polarity voltage has been applied, and that each of the brush roll cleaning means 6a, 6b has temporarily collected toner having a polarity opposite to that at the time of ejection. This is because, if bias voltages having opposite polarities are applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b, both of the toners can be used if the brush roll cleaning means 6a and 6b have no previous temporarily recovered toner. This is because both can be collected and no toner is discharged.
[0223]
In the sixth embodiment, the case of FIG. 19A is used to discharge the reversely charged polarity toner WST, but the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b. Other cases may be used by appropriately setting the polarity.
[0224]
In this way, by appropriately setting the polarity of the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a, 6b, the opposite polarity of the two brush roll cleaning means 6a, 6b from the upstream side. Even when the residual toner has moved, after passing through these two brush roll cleaning means 6a and 6b, only the residual toner of one polarity remains attached to the surface of the
[0225]
Next, on the premise of the above, the timing of discharging the reversely charged polarity toner WST and the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the two brush roll cleaning means 6a and 6b to the surface of the
[0226]
That is, here, if the non-image forming area corresponding to the space between the recording media at the time of continuous paper feeding is the inter image part, the image forming cycle becomes the inter image part when facing the
[0227]
The normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0228]
In this embodiment, the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is discharged to the image portion in the next image forming cycle. However, the discharged toner is cleaned by the brush roll cleaning. It is rubbed by
[0229]
FIG. 20 shows the polarity of the toner discharged from the brush roll cleaning means 6 onto the
[0230]
Next, a method for collecting the normally charged polarity toner RST discharged on the
[0231]
The normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0232]
Next, a method of collecting the reversely charged polarity toner WST discharged onto the
[0233]
Since the electric field generated between the
[0234]
Then, an electric field is generated between the
[0235]
As described above, according to the sixth embodiment, a problem related to accumulation of collected toner in the brush and the brush roll can be avoided, and the transfer residual toner (particularly conversely) that could not be collected by only the developing device. (Polar toner) can be reliably collected, and image defects due to the passage of transfer residual toner can be effectively avoided.
[0236]
Seventh embodiment
FIG. 21 shows a seventh embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiment. In the seventh embodiment, the plurality of brush rolls are described. A bias voltage is sequentially applied to the cleaning means so that an electric field that separates toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming region and toner charged to the same polarity as the charged polarity of the toner image acts. It is configured as follows.
[0237]
FIG. 21 is an explanatory diagram of switching of the applied voltage between the image forming unit and the inter-image, and FIG. 22 is a schematic diagram of potential setting and toner movement.
[0238]
First, a means for temporarily collecting transfer residual toner will be described with reference to FIG. At the time of image creation (image portion), as shown in FIG. 22A, the transfer residual toner composed of the normal charging polarity toner RST and the reverse charging polarity toner WST generated by the
ΔV = (Brush applied bias voltage value)-(Photosensitive rest surface potential)
For example, the bias is such that ΔV = + 300 V for temporarily collecting negatively charged regular charged polarity toner RST and ΔV = −300 V for temporarily collecting positively charged reversely charged polarity toner WST. Apply voltage. Here, reversely charged polarity toner WST is temporarily collected by upstream brush roll cleaning means 6a, and regular charged polarity toner RST is temporarily collected by downstream brush roll cleaning means 6b.
[0239]
Next, the operation of discharging the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b as described above onto the
[0240]
Assuming that the applied bias ΔV = + 300V of the brush roll cleaning means 6a and the applied bias ΔV = −300V of the brush roll cleaning means 6b, the brush roll cleaning means 6a temporarily collects them as shown in FIG. 22 (b). The reversely charged polarity toner WST that has been discharged is discharged onto the
[0241]
Next, an operation of discharging the temporarily collected reversely charged polarity toner WST onto the
[0242]
When the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6a is −300V and the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6b is + 300V, the normally charged polarity toner RST temporarily recovered from the brush roll cleaning means 6a is the photoreceptor. Although it is discharged onto the
[0243]
Here, the brush bias voltage applied at the time of ejection is set to the same magnitude as the reverse polarity of the applied bias at the time of recovery. However, the magnitude of the voltage may be changed. In order to enhance the discharge effect, it is desirable to apply a voltage larger than that at the time of recovery.
[0244]
In the seventh embodiment, as is apparent from the above description, the case of FIG. 19A is used to discharge the reversely charged polarity toner WST, but the cases of FIGS. 19B to 19C are used. Of course, other cases may be used.
[0245]
Next, the discharge timing of the reversely charged polarity toner WST and the normally charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b as described above onto the
[0246]
Also here, if the non-image portion corresponding to the
[0247]
The normally charged polarity toner RST can be collected by the developing
[0248]
In the present embodiment, the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is also ejected to the inter-image portion in the next image forming cycle, so that the ejected regular charged polarity toner RST passes through the exposure portion. The exposure trouble at the time can be completely avoided. Further, since the normally charged polarity toner RST discharged after being temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is uniformly dispersed, it is unlikely to cause an exposure failure. Therefore, as shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b) described above. In addition, the regular charged polarity toner RST may be discharged to the image portion.
[0249]
Further, not only in the inter-image unit, but a similar cycle may be inserted when the power is turned on or when the job starts / ends.
[0250]
Next, a method for collecting the normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0251]
The normally charged polarity toner RST discharged to the inter image portion on the
[0252]
As described above, according to the seventh embodiment, while avoiding the problems related to the accumulation of collected toner in the brush and the brush roll, the transfer residual toner (particularly the reverse) that could not be collected by only the developing device. (Polar toner) can be reliably collected, and image defects due to the passage of transfer residual toner can be effectively avoided. In addition, since the normal charging polarity toner RST is discharged onto the
[0253]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably collect the transfer residual toner having the reverse polarity, and to form a good image over a long period of time without generating positive ghost, negative ghost, and fog. Image forming apparatus can be provided.
[0254]
In addition, according to the present invention, it is possible to avoid problems associated with accumulation of collected toner in a uniformizing means such as a brush or a brush roll, and to effectively prevent image defects caused by passing of transfer residual toner (particularly reverse polarity toner). Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can be avoided.
[0255]
further,Claim 3According to the invention described in the above, it is possible to avoid the problem related to the accumulation of the collected toner in the brush and the brush roll without reducing the productivity of the image forming apparatus, and to prevent the image defect due to the passage of the transfer residual toner (particularly the reverse polarity toner). It is possible to realize an image forming apparatus that can effectively avoid the above and suppress defects on the image over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a potential explanatory diagram showing an operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operation of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Photosensitive drum (latent image carrier), 5: transfer means, 51: transfer roll, 52: cleaner, 6: brush roll cleaning means, 61: brush roll, 62: casing, 8: recording paper (recording medium) 14: Voltage application means for the cleaning member.
Claims (4)
前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像作成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段と、
前記潜像担持体に接触するブラシロール清掃手段とを有し、
当該ブラシロール清掃手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧と前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにしたバイアス電圧とを印加するとともに、
前記転写手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないことを特徴とする画像形成装置。A toner image is formed on the latent image carrier by a developing means to which a predetermined developing bias voltage is applied, and the toner image formed on the latent image carrier is disposed so as to contact the latent image carrier. In an image forming apparatus for forming an image on the recording medium by transferring the image onto the recording medium after transferring the image on the recording medium.
A bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming area is applied, and then the orientation similar to that in the image forming area Charging means for switching the bias voltage so that an electric field of
And a brush roll cleaning means in contact with the latent image carrier,
A bias voltage is applied to the brush roll cleaning means so that an electric field attracting toner charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner image acts in the image forming area, and the charging polarity of the toner image in the non-image forming area. Applying a bias voltage and a bias voltage so that an electric field attracting the toner charged in the opposite polarity to the charging polarity of the toner image acts so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity acts, and
A bias voltage is applied to the transfer means so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity to the charged polarity of the toner image in the image forming area acts, and the charged polarity of the toner image is reversed in the non-image forming area. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts the toner charged to the polarity acts ,
An image forming apparatus, wherein the bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming region reaches the charging unit .
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