JP4872026B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体に形成された静電像を現像剤を用いてトナー像として現像する、静電記録方式や電子写真方式等を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer using an electrostatic recording method or an electrophotographic method, in which an electrostatic image formed on an image carrier is developed as a toner image using a developer. Is.
従来、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、一般に、回転ドラム型の像担持体である電子写真感光体（感光体）、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）を有する。また、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤としてのトナーにより現像剤像（トナー画像）として顕像化する現像装置（現像工程）を有する。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles using an electrophotographic method generally have an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) that is a rotating drum type image carrier, and the photosensitive member has a predetermined polarity and potential. And a charging device (charging step) for uniformly charging. Further, an exposure device (exposure process) as information writing means for forming an electrostatic latent image on a charged photosensitive member, and a developer image (developer image with toner as a developer) is formed on the photosensitive member. A developing device (developing step) that visualizes the toner image.
また、トナー画像を感光体の表面から紙などの記録材に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナー（残留現像剤、転写残トナー）を除去して感光体面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）を有する。また、記録材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などを有する。そして、感光体は、繰り返して電子写真プロセス（帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・クリーニングエ程）が適用されて、作像に供される。 Also, a transfer device that transfers the toner image from the surface of the photoreceptor to a recording material such as paper (transfer process), and removes a little residual toner (residual developer, transfer residual toner) on the photoreceptor after the transfer process. And a cleaning device (cleaning step) for cleaning the photosensitive member surface. Further, the image forming apparatus includes a fixing device (fixing process) for fixing the toner image on the recording material. The photoconductor is repeatedly subjected to an electrophotographic process (charging process, exposure process, development process, transfer process, cleaning process) to be used for image formation.
転写工程後の感光体上に残余するトナーはクリーニング装置により感光体の表面から除去され、クリーニング装置内に回収されて廃トナーとなる。しかし、環境保全や資源の有効利用などの点から、このような廃トナーが出ないことが望ましい。 The toner remaining on the photoconductor after the transfer process is removed from the surface of the photoconductor by the cleaning device and collected in the cleaning device to become waste toner. However, it is desirable that such waste toner does not come out from the viewpoints of environmental conservation and effective use of resources.
そこで、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー、所謂、廃トナーを現像装置に戻して再利用する画像形成装置が提案されている。 In view of this, an image forming apparatus has been proposed in which transfer residual toner collected by a cleaning device, so-called waste toner, is returned to the developing device and reused.
また、クリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体上から除去・回収し、再利用するようにしたクリーナレス方式の画像形成装置が特許文献１で提案されている。 Also, a cleanerless image forming apparatus which eliminates the cleaning device and removes and collects the transfer residual toner on the photoconductor after the transfer process from the photoconductor by “development simultaneous cleaning” in the developing device and reuses it. Is proposed in Patent Document 1.
現像同時クリーニングは、転写工程後の感光体上の転写残トナーのうちで、次工程以降の現像工程時において現像されるべきでない部分（非画像部）上に存在する転写残トナーをかぶり取りバイアスによって、現像装置に除去・回収する方法である。次工程以降の現像工程時とは、転写残トナーが付着した感光体を引き続き帯電、露光して静電潜像を形成し、この静電潜像の現像工程時である。かぶり取りバイアスとは、現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋである。 Simultaneous development cleaning is a bias that removes transfer residual toner existing on a portion (non-image portion) that should not be developed in the subsequent development step of the transfer residual toner on the photoreceptor after the transfer step. This is a method of removing / recovering by a developing device. The development process after the next process is the process of developing the electrostatic latent image by continuously charging and exposing the photoconductor to which the transfer residual toner adheres to form an electrostatic latent image. The fog removal bias is a fog removal potential difference Vback which is a potential difference between a DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor.
この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、又メンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。又、クリーナレスであることから、感光体表面がクリーナーによって研磨されにくくなるので、感光体表層膜厚が一定に保たれ、感光体の寿命アップを達成することが出来る。又、クリーナレスであることから画像形成装置の小型化にも有利である。 According to this method, the transfer residual toner is collected by the developing device and reused for development of the electrostatic latent image in the subsequent process. Therefore, waste toner is eliminated and less trouble is caused during maintenance. Can do. Further, since the surface of the photoreceptor is difficult to be polished by the cleaner because it is cleanerless, the surface layer thickness of the photoreceptor is kept constant, and the life of the photoreceptor can be increased. Further, since it is cleanerless, it is advantageous for downsizing the image forming apparatus.
ところで、上述のような現像同時クリーニングを採用したクリーナレス方式の画像形成装置においては、帯電装置として感光体に当接して感光体表面を帯電処理する接触帯電装置を用いる場合、トナーが接触帯電装置に付着することがある。すなわち、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置との接触ニップ部（帯電部）を通過する際に、転写残トナー中の、特に、帯電極性が正規極性とは逆極性に反転しているトナーが接触帯電装置に付着する。これにより、接触帯電装置が許容以上にトナー汚染され、帯電不良の原因となる。 By the way, in the cleanerless type image forming apparatus employing the simultaneous development cleaning as described above, when a contact charging device that contacts the photosensitive member and charges the surface of the photosensitive member is used as the charging device, the toner is the contact charging device. May adhere to. That is, when the transfer residual toner on the photoconductor passes through the contact nip portion (charging unit) between the photoconductor and the contact charging device, the charged polarity in the transfer residual toner is reversed to a polarity opposite to the normal polarity. Toner adheres to the contact charging device. As a result, the contact charging device is contaminated with toner more than allowable, causing charging failure.
現像剤としてのトナーには、量的には少ないながら、帯電極性がもともと正規極性とは逆極性に反転しているトナーが混在している。又、帯電極性が正規極性のトナーであっても、転写バイアスや剥離放電などに影響されて帯電極性が反転するものや、除電されて帯電量が少なくなるものもある。そのため、転写残トナーには、帯電極性が正規極性のもの、逆極性の反転トナー、帯電量が少ないものが混在している。そのうちの反転トナーや帯電量が少ないトナーが感光体と接触帯電装置との接触ニップ部（帯電部）を通過する際に接触帯電装置に付着してしまう。 In the toner as the developer, there is a mixture of toners whose charging polarity is originally reversed to a polarity opposite to the normal polarity although the amount is small. Even if the toner has a normal charge polarity, there is a toner whose polarity is reversed due to a transfer bias or peeling discharge, and a toner whose charge amount is reduced due to charge removal. For this reason, the transfer residual toner includes a normal charge polarity, a reverse polarity reverse toner, and a low charge amount toner. Among them, the reversal toner and the toner with a small charge amount adhere to the contact charging device when passing through the contact nip (charging portion) between the photoreceptor and the contact charging device.
また、感光体上の転写残トナーを現像同時クリーニングにて除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であることか必要である。且つ、その帯電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることか必要である。 In addition, in order to remove and collect the transfer residual toner on the photosensitive member by simultaneous development cleaning, the charging polarity of the transfer residual toner on the photosensitive member that is carried to the developing unit through the charging unit is a normal polarity. That is necessary. In addition, it is necessary that the charge amount is a charge amount of toner that can develop the electrostatic latent image on the photosensitive member by the developing device.
反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては、感光体上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。 Reversal toner and toner with an inappropriate charge amount cannot be removed and collected from the photoreceptor to the developing device, causing a defective image.
接触帯電装置へのトナー付着を防出するために、転写部から帯電部へ持ち運ばれる帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの、帯電量が少ないものが混在している感光体上の転写残トナーの帯電極性を正規極性に揃えると共に、その帯電量を均一化する必要がある。 In order to prevent toner from adhering to the contact charging device, on the photoreceptor where the charged polarity carried from the transfer unit to the charging unit is normal, reverse polarity, or low charge amount. It is necessary to make the charge polarity of the transfer residual toner equal to the normal polarity and make the charge amount uniform.
そこで、従来、帯電補助手段として、感光体の移動方向において、接触帯電装置より上流、且つ、転写手段より下流の位置に、転写残トナーを帯電するトナー帯電量制御手段を感光体表面に当接させて設ける。また、このトナー帯電量制御手段よりも上流、且つ、転写手段より下流の位置に、感光体上の転写残トナーを均一化する転写残トナー均一化手段（残留トナー均一化手段）を感光体表面に当接させて設ける。そして、これら残留トナー均一化手段とトナー帯電量制御手段に一定の直流電圧を印加することにより、この問題を解決している（例えば、特許文献２、３参照）。 Therefore, conventionally, as a charging auxiliary means, a toner charge amount control means for charging the transfer residual toner is brought into contact with the surface of the photoreceptor at a position upstream of the contact charging device and downstream of the transfer means in the moving direction of the photoreceptor. To be provided. Further, a transfer residual toner equalizing means (residual toner equalizing means) for uniformizing the transfer residual toner on the photoconductor is provided at a position upstream of the toner charge amount control means and downstream of the transfer means. It is provided in contact with. This problem is solved by applying a constant DC voltage to the residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
つまり、転写後に感光体上に残留する残留トナーを残留トナー均一化手段で均一化し、その均一化された感光体上の転写残トナーをトナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理する。その後、接触帯電装置で感光体面上を帯電すると同時に、トナー帯電量制御手段で帯電処理した転写残トナーを、現像装置において現像同時クリーニングにて除去・回収するのに適正な帯電量に帯電処理し、現像装置で回収する。 That is, the residual toner remaining on the photoconductor after transfer is made uniform by the residual toner equalizing means, and the toner remaining on the homogenized photoconductor is charged to the normal polarity by the toner charge amount control means. After that, the surface of the photosensitive member is charged by the contact charging device, and at the same time, the transfer residual toner charged by the toner charge amount control means is charged to an appropriate charge amount to be removed and collected by simultaneous development cleaning in the developing device. And collected by a developing device.
一方、装置内における帯電、転写部材など高圧部材の存在に起因して発生するコロナ生成物が像担持体の表面に付着して異物となり、特に高湿環境化において低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げ、画質の劣化（画像流れ）を招来することが知られている。 On the other hand, corona products generated due to the presence of high-pressure members such as charging and transfer members in the apparatus adhere to the surface of the image carrier and become foreign matters. It is known that the formation of an electrostatic latent image is hindered and image quality deterioration (image flow) is caused.
このような画像流れを発生させる要因としては、コロナ放電時の様々な金属酸化物や酸素化合物の発生とともに、空気中の窒素が酸化され硝酸イオンとなる成分などがある。そして、このようなコロナ生成物が像担持体である感光体の表面に付着することにより、感光体表面に薄膜（以下、フィルミング層）が形成される。この薄膜が、高湿環境化において吸湿し、低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げる。これらが画質の劣化を招来する要因となっている。 Factors that cause such image flow include components that generate nitrogen ions in the air by oxidizing various nitrogen oxides and oxygen compounds during corona discharge. Such a corona product adheres to the surface of the photoconductor as an image carrier, whereby a thin film (hereinafter referred to as a filming layer) is formed on the surface of the photoconductor. This thin film absorbs moisture in a high humidity environment and lowers its resistance, thereby preventing the formation of a clear electrostatic latent image. These are factors causing image quality degradation.
このような画像流れは、感光体にヒータ（ドラムヒータ）を装着することによって解決される。しかし、ドラムヒータを装着することによってコストが掛かってしまうという問題がある。 Such image flow is solved by mounting a heater (drum heater) on the photosensitive member. However, there is a problem that the installation of the drum heater increases costs.
また、クリーニング装置によって感光体表面を摺擦することによってコロナ生成物を除去する方法が挙げられる。しかし、上記のクリーナレスシステムの場合、感光体を摺擦するためのクリーニング装置を用いていないため、放電生成物を除去することは困難であった。 Another example is a method of removing the corona product by rubbing the surface of the photoreceptor with a cleaning device. However, in the case of the cleanerless system described above, it is difficult to remove the discharge product because a cleaning device for rubbing the photoreceptor is not used.
そこで、特許文献４のように、クリーニング装置に研磨粒子を貯めることによって感光体表面の放電生成物を除去する方法を応用し、上記の帯電補助手段を感光体に接触させ、且つ感光体表面を研磨するための研磨粒子を現像装置内の現像剤中に混入させる。そして、現像装置から感光体を経由して、帯電補助手段に研磨粒子を堆積させることによって、放電生成物を除去することが考えられる。 Therefore, as disclosed in Patent Document 4, a method of removing discharge products on the surface of the photoreceptor by storing abrasive particles in a cleaning device is applied, the above-described charging assisting unit is brought into contact with the photoreceptor, and the surface of the photoreceptor is Abrasive particles for polishing are mixed in the developer in the developing device. Then, it is conceivable to remove the discharge products by depositing abrasive particles on the charging auxiliary means from the developing device via the photosensitive member.
この研磨粒子は、帯電特性をトナーと逆極性（例えばトナーがネガ帯電性の場合は、研磨粒子はポジ帯電性）にする。これによって、研磨粒子は白地部（かぶり取りバイアス、Ｖｂａｃｋ）で現像され、更にトナーと逆極性のため転写されずに帯電補助手段に捕集される。 The abrasive particles have a charge characteristic opposite to that of the toner (for example, when the toner is negatively charged, the abrasive particles are positively charged). As a result, the abrasive particles are developed on the white background (fogging bias, Vback) and further collected by the auxiliary charging means without being transferred due to the reverse polarity to the toner.
また、特許文献５には、帯電ローラに付着する帯電を補助するための導電性粒子の量が画像形成比率が大きくなると、多くの導電性粒子を供給するものである。これにより、常に帯電粒子が供給され続ける場合よりも、帯電ローラの導電性粒子の過不足を防止する構成が記載されている。 In Patent Document 5, a large amount of conductive particles are supplied as the amount of conductive particles attached to the charging roller for assisting charging increases as the image forming ratio increases. Thus, a configuration is described in which excessive and insufficient conductive particles of the charging roller are prevented as compared with a case where charged particles are continuously supplied.
従来のクリーニング装置系の場合は、研磨粒子を一方的にクリーナー部材へ供給し、クリーナー部材に貯めることによって画像流れを防止できた。 In the case of the conventional cleaning apparatus system, the image flow can be prevented by supplying abrasive particles unilaterally to the cleaner member and storing it in the cleaner member.
しかし、クリーナレス系においては、研磨粒子が一方的に供給されると帯電補助手段に捕集しきれなくなり、研磨粒子が帯電部材、感光体を汚染し、帯電不良が起因のスジ画像など画像不良が発生してしまうことがあった。これはトナー印字率が低い画像（低デューティー画像）形成を連続して多数行った場合に発生する現象であった。 However, in the cleanerless system, when abrasive particles are supplied unilaterally, they cannot be collected by the auxiliary charging means, and the abrasive particles contaminate the charging member and the photoconductor, resulting in image defects such as streak images caused by poor charging. May occur. This is a phenomenon that occurs when an image with a low toner printing rate (low-duty image) is formed in succession.
一方、転写残トナーが多数発生した場合、転写残トナーが帯電補助手段に堆積した研磨粒子を引き剥がしてしまい、補助ブラシの研磨粒子が枯渇し画像流れが発生してしまうという問題が発生した。これはトナー印字率が高い画像（高デューティー画像）形成を連続して多数行った場合に発生する現象であった。 On the other hand, when a large amount of transfer residual toner is generated, the transfer residual toner peels off the abrasive particles accumulated on the auxiliary charging means, resulting in a problem that the abrasive particles of the auxiliary brush are depleted and image flow occurs. This was a phenomenon that occurred when a large number of images with a high toner printing rate (high duty images) were formed continuously.
そこで本発明の目的は、画像形成に応じて帯電補助手段に研磨粒子の過剰な供給、供給の不足が生じても研磨粒子量を安定させるものである。 Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the amount of abrasive particles even if excessive supply or supply of abrasive particles to the auxiliary charging means occurs according to image formation.
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、前記感光体に形成される画像の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅であるときは、非画像領域における感光体の露光後の帯電電位と現像手段に印加する現像バイアスとのコントラストを画像領域における感光体の露光前の帯電電位と現像手段に印加する現像バイアスとのコントラストよりも小さくなるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration of an image forming apparatus according to the present invention includes a rotatable photosensitive member, a charging unit for charging the photosensitive member, toner and a toner having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner. A developer containing abrasive particles, and developing the electrostatic image formed on the photoconductor with toner, collecting the toner adhering to the photoconductor, and the toner image on the photoconductor; The transfer means for transferring to the transfer material, and in the rotational direction of the photoconductor, contacted with the photoconductor on the downstream side of the transfer means and the upstream side of the charging means, and remained on the photoconductor without being transferred to the transfer material. An auxiliary charging member that charges the toner so as to be collected by the developing unit; and at the time of image formation, the toner remaining on the photosensitive member without being transferred to the transfer material by the transfer unit is charged to a normal charging polarity; Rub the photoconductor An application means for applying a bias having the same polarity as the normal charging polarity of the toner to the auxiliary charging member so that abrasive particles adhering to the photosensitive member adhere to the auxiliary charging member, and an image formed on the photosensitive member When the area width in the main scanning direction is smaller than the maximum image area width, the contrast between the charged potential after exposure of the photosensitive member in the non-image area and the developing bias applied to the developing means is determined in the photosensitive area in the image area. And control means for controlling to be smaller than the contrast between the charging potential before exposure of the body and the developing bias applied to the developing means.
また、上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の他の代表的な構成は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、前記感光体の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅の画像を所定枚数分連続で形成した場合、非画像形成時に、前記感光体の主走査方向における非画像領域にトナー像を形成すると共に、非画像領域に形成したトナー像を前記被転写材へ転写させることなく前記補助帯電部材に至らせて通過させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, another typical configuration of the image forming apparatus according to the present invention includes a rotatable photosensitive member, a charging unit for charging the photosensitive member, toner, and a normal charging polarity of the toner. A developer containing abrasive particles having a polarity opposite to that of the developer, developing the electrostatic image formed on the photoreceptor with toner, and collecting the toner adhering to the photoreceptor; A transfer unit that transfers a toner image to a transfer material; and in the rotational direction of the photoconductor, contacts the photoconductor on the downstream side of the transfer unit and the upstream side of the charging unit; An auxiliary charging member that charges the toner remaining on the body so as to be collected by the developing unit, and the toner remaining on the photosensitive member without being transferred to the transfer material by the transfer unit at the time of image formation to a normal charging polarity Charged and photoconductor Applying means for applying a bias having the same polarity as the normal charging polarity of the toner to the auxiliary charging member so that the abrasive particles adhering to the photosensitive member adhere to the auxiliary charging member that rubs; When a predetermined number of images having an area width smaller than the maximum image area width are continuously formed in the scanning direction, a toner image is formed in the non-image area in the main scanning direction of the photoconductor during non-image formation. And control means for controlling the toner image formed in the non-image area to pass through the auxiliary charging member without being transferred to the transfer material.
本発明によれば、画像形成に応じて帯電補助手段に研磨粒子の過剰な供給、供給の不足が生じても研磨粒子量を安定させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize the amount of abrasive particles even if excessive supply of abrasive particles to the charging auxiliary means or insufficient supply occurs in accordance with image formation.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
（１）画像形成装置例の全体的な概略構成
先ず、画像形成装置例の全体的な構成及び動作について説明する。
(1) Overall Schematic Configuration of Example Image Forming Apparatus First, the overall configuration and operation of the example image forming apparatus will be described.
図１は本例の画像形成装置１００の概略構成図である。この画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられた、第１から第４の４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。すなわち、この画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置やパーソナルコンピュータ等のホスト装置３００から制御回路部（制御手段）２００に入力した画像信号に応じて４色フルカラー画像を記録材Ｐに形成することができる。記録材Ｐは、記録用紙、プラスチックフィルム、布等である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus 100 of this example. The image forming apparatus 100 is an electrophotographic full color having first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk provided corresponding to four colors of yellow, magenta, cyan, and black. It is a printer. That is, the image forming apparatus 100 generates a four-color full-color image according to an image signal input to a control circuit unit (control means) 200 from a host apparatus 300 such as a document reading apparatus or a personal computer connected to the image forming apparatus main body. It can be formed on the recording material P. The recording material P is recording paper, plastic film, cloth or the like.
制御回路部２００は、画像形成装置全体の動作制御を司る。すなわち、制御回路部２００は、メモリ部（ＲＯＭやＲＡＭ）２０１に格納された制御プログラムや参照テーブル、記憶されたデータ等に従って、各種プロセス機器への制御信号や各種プロセス機器から入力する情報信号の処理、作像シーケンス制御を実行する。 The control circuit unit 200 controls operation of the entire image forming apparatus. That is, the control circuit unit 200 receives control signals to various process devices and information signals input from the various process devices in accordance with a control program, a reference table, stored data, etc. stored in the memory unit (ROM or RAM) 201. Processing and image formation sequence control are executed.
第１から第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは、図面上右から左にタンデム配置してある。そして、各画像形成部にて、像担持体としての電子写真感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ上に、それぞれ、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像を形成する。その各画像形成部の電子写真感光体に形成された各色のトナー像を、一次記録媒体（第１の被転写材）である中間転写ベルト１６上へ順次に重畳して一次転写し、更に二次記録媒体（第２の被転写材）である記録材Ｐ上に二次転写する構成となっている。 The first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are arranged in tandem from the right to the left in the drawing. In each image forming unit, a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are formed on the electrophotographic photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2Bk as image carriers. The toner images of the respective colors formed on the electrophotographic photosensitive member of each image forming unit are sequentially superposed on the intermediate transfer belt 16 which is a primary recording medium (first transfer material), and then primary transferred. A secondary transfer is performed on a recording material P which is a next recording medium (second transferred material).
第１から第４の４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成の、レーザー走査露光方式の電子写真画像形成機構である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表すために符号に付した添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。図２は１つの画像形成部の拡大図である。 The first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are laser scanning exposure type electrophotographic image forming mechanisms having substantially the same configuration except that development colors are different. Accordingly, in the following, when there is no particular need to distinguish, subscripts Y, M, C, and Bk attached to the reference numerals to indicate that the element belongs to any one of the image forming units will be omitted, and a general description will be given. . FIG. 2 is an enlarged view of one image forming unit.
画像形成部１には、像担持体として円筒型の感光体（以下、ドラムと記す）２が配設されている。ドラム２は、図中矢印方向に所定の速度で回転駆動される。 The image forming unit 1 is provided with a cylindrical photosensitive member (hereinafter referred to as a drum) 2 as an image carrier. The drum 2 is rotationally driven at a predetermined speed in the direction of the arrow in the figure.
ドラム２の周囲には、帯電部材としての帯電ローラ３と、現像手段としての現像装置４と、一次転写手段としての一次転写ローラ５と、帯電補助部材としての帯電補助装置６が配置されている。ドラム２の図中上方には露光手段としてのレーザースキャナ（露光装置）７が配置されている。 Around the drum 2, a charging roller 3 as a charging member, a developing device 4 as a developing unit, a primary transfer roller 5 as a primary transfer unit, and a charging auxiliary device 6 as a charging auxiliary member are arranged. . A laser scanner (exposure device) 7 as an exposure unit is disposed above the drum 2 in the drawing.
又、第１から第４の画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの下側には、各画像形成部に渡らせて中間転写体である中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）１６を配設してある。ベルト１６は、誘電体製のフレキシブルなエンドレスベルトであり、駆動ローラ９と二次転写対向ローラ１０と、テンションローラを兼用させたターンローラ１２の３本のローラ間に懸回張設させてある。ベルト１６は、駆動ローラ９により、矢印の反時計方向に、ドラム２の回転速度と略同じ速度で回転駆動される。ベルト１６は、各画像形成部において、一次転写ローラ５によりドラム２の下面に圧接されている。 Further, an intermediate transfer belt (hereinafter abbreviated as a belt) 16 serving as an intermediate transfer member is provided below each of the first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk. It is arranged. The belt 16 is a dielectric endless belt made of a dielectric material, and is stretched around three rollers, that is, a driving roller 9, a secondary transfer counter roller 10, and a turn roller 12 that also serves as a tension roller. . The belt 16 is rotationally driven by the driving roller 9 in the counterclockwise direction indicated by the arrow at a speed substantially equal to the rotational speed of the drum 2. The belt 16 is pressed against the lower surface of the drum 2 by the primary transfer roller 5 in each image forming unit.
このベルト１６とドラム２との当接部が一次転写部ｄである。また、二次転写対向ローラ１０にはベルト１６を介して二次転写ローラ１５を圧接させてある。この二次転写ローラ１５とベルト１６との当接部が二次転写部である。記録材Ｐは不図示の給紙部（記録材収納カセット）から所定の制御タイミングにて一枚分離給紙され、レジストローラ対１４により所定の制御タイミングにて二次転写部に導入される。そして、二次転写部を出た記録材Ｐは、シートパス８を通って定着装置１３に導入されるようになっている。 A contact portion between the belt 16 and the drum 2 is a primary transfer portion d. A secondary transfer roller 15 is pressed against the secondary transfer counter roller 10 via a belt 16. A contact portion between the secondary transfer roller 15 and the belt 16 is a secondary transfer portion. The recording material P is separated and fed at a predetermined control timing from a paper supply unit (recording material storage cassette) (not shown), and is introduced into the secondary transfer unit by the registration roller pair 14 at a predetermined control timing. The recording material P that has exited the secondary transfer portion is introduced into the fixing device 13 through the sheet path 8.
４色フルカラーの画像形成時について説明する。画像形成動作が開始すると、各画像形成部において、回転するドラム２の表面が帯電部ａにおいて帯電ローラ３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。帯電ローラ３には電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加される。次いで、そのドラム２の一様帯電処理面に対して露光部ｂにおいて露光装置７により、画像信号に対応して変調されたレーザー光Ｌによる走査露光がなされる。これにより、ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像（静電像）が形成される。 The case of forming a four-color full-color image will be described. When the image forming operation starts, the surface of the rotating drum 2 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the charging roller 3 in the charging unit a in each image forming unit. A predetermined charging bias is applied to the charging roller 3 from the power source S1. Next, the exposure unit 7 performs scanning exposure on the uniformly charged surface of the drum 2 by the laser beam L modulated in accordance with the image signal. Thereby, an electrostatic latent image (electrostatic image) corresponding to the image signal is formed on the drum 2.
その静電像は、現像部ｃにおいて現像装置４内に収容された現像剤のトナーによって顕像化され、可視像（トナー像）となる。本例では、レーザー光Ｌにより露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。現像装置４の現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。 The electrostatic image is visualized by the toner of the developer stored in the developing device 4 in the developing unit c, and becomes a visible image (toner image). In this example, a reversal development method is used in which toner is attached to the light portion potential exposed by the laser beam L. A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 4b of the developing device 4 from the power source S2.
ドラム２上に形成されたトナー像は一次転写部ｄにてベルト１６上に一次転写される。一次転写ローラ５には、電源Ｓ３から所定の一次転写バイアスが印加される。一次転写後にドラム表面に残ったトナー（転写残トナー）は、引き続くドラム２の回転に伴い、帯電補助装置６の第１帯電補助手段６ａ（補助帯電部材）と第２帯電補助手段６ｂ（補助帯電部材）の各ドラム摺擦部ｅとｆ、帯電部ａ、露光部ｂを通過する。そして、現像部ｃに搬送されて、現像装置４により現像同時クリーニングにて除去・回収される（クリーナレスシステム）。 The toner image formed on the drum 2 is primarily transferred onto the belt 16 at the primary transfer portion d. A predetermined primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 5 from the power source S3. Toner remaining on the drum surface after the primary transfer (transfer residual toner) is continuously rotated by the drum 2, and the first charging auxiliary means 6a (auxiliary charging member) and the second charging auxiliary means 6b (auxiliary charging member) of the auxiliary charging device 6 are used. Member) and the drum rubbing portions e and f, the charging portion a, and the exposure portion b. Then, it is transported to the developing section c and removed and collected by the developing device 4 by simultaneous development cleaning (cleanerless system).
上記のような作像動作を、第１から第４の画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにて所定の制御タイミングにて順次に行うことで、ベルト１６上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次に重畳して一次転写させる。これにより、ベルト１６上に、未定着の４色フルカラートナー画像（鏡像）が合成形成される。 The image forming operation as described above is sequentially performed at a predetermined control timing in the first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, so that yellow, magenta, cyan, The four color toner images of black are sequentially superimposed and transferred primarily. As a result, an unfixed four-color full-color toner image (mirror image) is synthesized and formed on the belt 16.
ベルト１６上に合成形成された未定着のフルカラートナー画像は、引き続くベルト１６の回転により二次転写部へ至る。この二次転写部に対して所定の制御タイミングにて記録材Ｐが導入されることで、記録材Ｐの面にベルト１６面に未定着のフルカラートナー画像が一括で二次転写される。二次転写ローラ１５には不図示の電源から所定の二次転写バイアスが印加される。 The unfixed full-color toner image synthesized and formed on the belt 16 reaches the secondary transfer portion by the subsequent rotation of the belt 16. By introducing the recording material P to the secondary transfer portion at a predetermined control timing, a full color toner image unfixed on the surface of the belt 16 is secondarily transferred onto the surface of the recording material P at a time. A predetermined secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 15 from a power source (not shown).
次いで、記録材Ｐはベルト１６から分離されて、シートパス８を通って定着装置１３に導入され、この定着装置によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの定着画像となる。定着装置１３を出た記録材Ｐは画像形成物として機外に排出される。 Next, the recording material P is separated from the belt 16 and introduced into the fixing device 13 through the sheet path 8, and the toner on the recording material P is melted and mixed by being heated and pressurized by the fixing device. As a result, a full-color fixed image is obtained. The recording material P exiting the fixing device 13 is discharged out of the apparatus as an image formed product.
又、二次転写部で転写しきれずにベルト１６に残留したトナーは、ベルトクリーナー１８により除去される。これにより、一連の動作が終了する。 Further, the toner remaining on the belt 16 without being completely transferred at the secondary transfer portion is removed by the belt cleaner 18. Thereby, a series of operation | movement is complete | finished.
尚、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。 Note that it is also possible to form a single-color or multi-color image of a desired color using only a desired image forming unit.
図２を参照して、画像形成部１を更に詳細に説明する。 The image forming unit 1 will be described in more detail with reference to FIG.
１）ドラム２
本例において、ドラム２は、帯電特性が負帯電性の有機光導電休（ＯＰＣ）であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
1) Drum 2
In this example, the drum 2 is an organic photoconductive break (OPC) whose charging characteristics are negatively charged, and has an outer diameter of 30 mm and a process speed (peripheral speed) of 130 mm / sec centered on the central support shaft. It is driven to rotate clockwise.
２）帯電ローラ３
ドラム２の表面を一様に帯電処理する帯電手段として、接触帯電装置（接触帯電器）３を有する。本例において、接触帯電装置３は、帯電ローラ（ローラ帯電器）であり、ドラム２との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。帯電ローラ２には、電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転するドラム２表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。
2) Charging roller 3
A contact charging device (contact charger) 3 is provided as charging means for uniformly charging the surface of the drum 2. In this example, the contact charging device 3 is a charging roller (roller charger) and charges using a discharge phenomenon that occurs in a minute gap between the contact charging device 3 and the drum 2. A charging bias voltage of a predetermined condition is applied to the charging roller 2 from the power source S1. As a result, the surface of the rotating drum 2 is contact-charged to a predetermined polarity / potential.
本例において、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ１．５ｋＶ、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。この帯電バイアス電圧により、ドラム２の表面は帯電ローラ３に印加した直流電圧と同じ−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。 In this example, the charging bias voltage for the charging roller 2 is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically, it is an oscillating voltage in which a DC voltage of −500 V, a frequency of 1.3 kHz, a peak-to-peak voltage Vpp of 1.5 kV, and a sinusoidal AC voltage are superimposed. By this charging bias voltage, the surface of the drum 2 is uniformly contact-charged to −500 V (dark potential Vd) which is the same as the DC voltage applied to the charging roller 3.
３）現像装置４
本例においては、現像装置４はトナーとキヤリアからなる二成分現像剤による磁気ブラシを、ドラム２に接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。現像装置４は、現像容器４ａ、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４ｂを備えている。現像スリーブ４ｂは、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４ａ内に回転可能に配置してある。
3) Developing device 4
In this example, the developing device 4 is a developing device that employs a two-component contact developing method in which development is performed while a magnetic brush made of a two-component developer composed of toner and a carrier is brought into contact with the drum 2. The developing device 4 includes a developing container 4a and a nonmagnetic developing sleeve 4b as a developer carrying member. The developing sleeve 4b is rotatably arranged in the developing container 4a with a part of the outer peripheral surface thereof exposed to the outside of the developing device 4.
現像スリーブ４ｂ内には、非回転に固定してマグネットローラ（不図示）が挿設されている。現像容器４ａは、二成分現像剤を収容しており、現像容器４ａ内の底部側には現像剤攪拌部材４ｃが配役されている。又、補給用トナーがトナーホッパー４ｄに収容されている。 In the developing sleeve 4b, a magnet roller (not shown) is inserted in a non-rotating manner. The developing container 4a contains a two-component developer, and a developer stirring member 4c is cast on the bottom side in the developing container 4a. Further, replenishing toner is accommodated in the toner hopper 4d.
現像容器４ａ内の二成分現像剤は主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｃにより攪拌される。本例において、トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子を有している。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上８μｍ以下が好ましい。本例では６．２μｍであった。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。 The two-component developer in the developing container 4a is mainly a mixture of a non-magnetic toner and a magnetic carrier and is stirred by the developer stirring member 4c. In this example, the toner has colored resin particles containing a binder resin, a colorant, and other additives as required. The toner is a negatively chargeable polyester resin produced by a polymerization method, and the volume average particle diameter is preferably 5 μm or more and 8 μm or less. In this example, it was 6.2 μm. The toner is triboelectrically charged to negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.
キャリアは、例えば、表面酸化あるいは未酸化の鉄，ニッケル，コバルト，マンガン，クロム，希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０７Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０８Ω・ｃｍ以上である。本例では１０８Ω・ｃｍのものを用いた。 As the carrier, for example, metal such as surface-oxidized or non-oxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, and alloys thereof, or oxide ferrite can be preferably used. The method for producing these magnetic particles is not particularly limited. The carrier has a weight average particle diameter of 20 to 50 μm, preferably 30 to 40 μm, and a resistivity of 10 7 Ω · cm or more, preferably 10 8 Ω · cm or more. In this example, 10 8 Ω · cm was used.
本例では、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物と所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用した。体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７ｇ／ｃｍ３、磁化量は５３Ａ・ｍ２／ｋｇである。 In this example, as the low specific gravity magnetic carrier, a resin magnetic carrier prepared by mixing a phenolic binder resin with a magnetic metal oxide and a nonmagnetic metal oxide at a predetermined ratio and using a polymerization method was used. The volume average particle diameter is 35 μm, the true density is 3.6 to 3.7 g / cm 3 , and the magnetization is 53 A · m 2 / kg.
現像スリーブ４ｂは、ドラム２との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持してドラム２に近接させて対向配設される。このドラム２と現像スリーブ４ｂとの対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて、ドラム２の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４ｂ内のマブネットローラの磁力により、現像容器４ａ内の二成分現像剤の一部が現像スリーブ４ｂの外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴い回転搬送され、現像部ｃにおいてドラム２の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。 The developing sleeve 4b is disposed so as to face the drum 2 while keeping the closest distance (S-Dgap) to the drum 2 at 350 μm. A facing portion between the drum 2 and the developing sleeve 4b is a developing portion c. The developing sleeve 4b is rotationally driven in the direction opposite to the traveling direction of the drum 2 in the developing unit c. Part of the two-component developer in the developing container 4a is adsorbed and held on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b as a magnetic brush layer by the magnetic force of the mapnet roller in the developing sleeve 4b. The magnetic brush layer is rotated and conveyed with the rotation of the developing sleeve 4b, and comes into contact with the surface of the drum 2 in the developing unit c to rub the surface of the photosensitive drum appropriately.
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本例において、現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−３５０Ｖの直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。 A predetermined developing bias is applied from the power source S2 to the developing sleeve 4b. In this example, the developing bias voltage for the developing sleeve 4b is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically, it is an oscillating voltage in which a DC voltage of −350 V, a frequency of 8.0 kHz, a peak-to-peak voltage of 1.8 kV, and a rectangular wave AC voltage are superimposed.
そして、回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤中のトナーが、現像バイアスによる電界によってドラム２の表面に静電潜像に対応して選択的に付着し、静電潜像がトナー画像として現像される。現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４ｂの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。 Then, the toner in the developer coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b and transported to the developing section c is selectively applied to the surface of the drum 2 corresponding to the electrostatic latent image by the electric field due to the developing bias. The electrostatic latent image is developed as a toner image. The developer thin layer on the developing sleeve 4b that has passed through the developing section c is returned to the developer reservoir in the developing container 4a with the subsequent rotation of the developing sleeve 4b.
現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度を略一定の範囲内に維持するために、現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度を、例えば、光学式トナー濃度センサ４ｅによって検知させている。そのセンサ４ｅが検知するトナー濃度に関する電気的情報が制御回路部２００に入力する。制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報に応じて、トナーホッパー４ｄから現像容器４ａ内にトナーを補給する制御をする。 In order to maintain the toner concentration of the two-component developer in the developing container 4a within a substantially constant range, the toner concentration of the two-component developer in the developing container 4a is detected by, for example, an optical toner concentration sensor 4e. Yes. Electrical information relating to the toner density detected by the sensor 4e is input to the control circuit unit 200. The control circuit unit 200 controls the supply of toner from the toner hopper 4d into the developing container 4a in accordance with the toner density detection information detected by the sensor 4e.
すなわち、制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報により、トナー濃度が所定濃度範囲の下限値まで低下したことを検知したら、トナーホッパー４ｄに配置されているトナー補給スクリュー４ｆの駆動モータ４ｇをオンにする。そうすると、スクリュー４ｆの回転に伴いトナーホッパー４ｄ内のトナーが現像容器４ａ内に逐次補給される。補給されたトナーは攪拌部材４ｃにより二成分現像剤中に攪拌されて混ぜ合わされることで、二成分現像剤のトナー濃度が上昇する。 That is, when the control circuit unit 200 detects that the toner concentration has decreased to the lower limit value of the predetermined concentration range based on the toner concentration detection information detected by the sensor 4e, the control circuit unit 200 drives the toner supply screw 4f disposed in the toner hopper 4d. Turn on the motor 4g. Then, with the rotation of the screw 4f, the toner in the toner hopper 4d is sequentially replenished into the developing container 4a. The replenished toner is agitated and mixed in the two-component developer by the agitating member 4c, thereby increasing the toner concentration of the two-component developer.
そして、制御回路部２００は、センサ４ｅが検知するトナー濃度検知情報により、トナー濃度が所定濃度範囲の上限値まで上昇したことを検知したら、駆動モータ４ｇをオフにして、スクリュー４ｆの回転を停止させる。これにより、トナーホッパー４ｄから現像容器４ａ内へのトナー補給が止まる。このようなトナー補給制御により、現像容器４ａ内の二成分現像剤のトナー濃度は略一定の範囲内に維持される。 When the control circuit unit 200 detects that the toner density has increased to the upper limit of the predetermined density range based on the toner density detection information detected by the sensor 4e, the control circuit unit 200 turns off the drive motor 4g and stops the rotation of the screw 4f. Let Thereby, toner replenishment from the toner hopper 4d into the developing container 4a is stopped. By such toner replenishment control, the toner concentration of the two-component developer in the developing container 4a is maintained within a substantially constant range.
本例のトナー補給スクリュー４ｆは、図３に示したように、回転時間１ｓｅｃ当たり４００ｍｇのトナーを補給する仕様にしてある。トナー補給量は、トナー補給スクリュー４ｆの回転時間に対応する。 As shown in FIG. 3, the toner replenishing screw 4f of this example is designed to replenish 400 mg of toner per rotation time of 1 sec. The toner replenishment amount corresponds to the rotation time of the toner replenishment screw 4f.
制御回路部２００は、トナー補給手段であるトナーホッパー４ｄ側から現像容器４ａ内に補給したトナー補給量に関する情報（データ）を記憶手段であるメモリ部２０１に記憶する。 The control circuit unit 200 stores information (data) relating to the toner replenishment amount replenished into the developing container 4a from the toner hopper 4d side which is a toner replenishment unit in the memory unit 201 which is a storage unit.
４）一次転写ローラ５
一次転写ローラ５は、ベルト１６を介してドラム２に所定の押圧力をもって圧接されている。一次転写ローラ５には、電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本例では＋２ｋＶが印加される。これにより、ベルト１６の表面にドラム２の表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
4) Primary transfer roller 5
The primary transfer roller 5 is pressed against the drum 2 through the belt 16 with a predetermined pressing force. The primary transfer roller 5 is applied with a positive transfer bias having a polarity opposite to the negative polarity which is the normal charging polarity of the toner, in this example +2 kV, from the power supply S3. As a result, the toner image on the surface side of the drum 2 is electrostatically transferred to the surface of the belt 16 sequentially.
（２）クリーナレスシステム
本例の画像形成装置は、第１から第４の各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにおいて、クリーナレスシステムを採用している。すなわち、ベルト１６に対するトナー画像転写後のドラム２の表面に若干量残留する転写残トナー（残留トナー）を除去する専用のクリーニング装置を具備していない。
(2) Cleanerless System The image forming apparatus of this example employs a cleanerless system in each of the first to fourth image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk. That is, there is no dedicated cleaning device for removing the transfer residual toner (residual toner) remaining on the surface of the drum 2 after transferring the toner image to the belt 16.
転写残トナーは、前記のように、引き続くドラム２の回転に伴い、帯電補助装置６の第１帯電補助手段６ａと第２帯電補助手段６ｂの各ドラム摺擦部ｅとｆ、帯電部ａ、露光部ｂを通過した後、現像部ｃに搬送される。そして、現像部ｃにおいて、現像装置４により現像同時クリーニングにて除去・回収される（クリーナレスシステム）。 As described above, the untransferred toner is transferred to the drum rubbing portions e and f of the first charging auxiliary unit 6a and the second charging auxiliary unit 6b of the charging auxiliary device 6 and the charging unit a, as the drum 2 continues to rotate. After passing through the exposure part b, it is conveyed to the development part c. Then, in the developing unit c, the developing device 4 removes and collects the toner by simultaneous development cleaning (cleanerless system).
本例において、現像装置４の現像スリーブ４ｂは、上述のように現像部ｃにおいてドラム２の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。このような現像スリーブ４ｂの回転は、ドラム２上の転写残トナーの回収に有利である。ドラム２上の転写残トナーは露光部ｂを通るので、露光工程はその転写残トナー上からなされる。通常は、転写残トナーの量は少ないため、転写残トナー上から露光工程を行うことによる大きな影響は現れない。 In this example, the developing sleeve 4b of the developing device 4 is rotated in the direction opposite to the traveling direction of the surface of the drum 2 in the developing unit c as described above. Such rotation of the developing sleeve 4b is advantageous for collecting the transfer residual toner on the drum 2. Since the transfer residual toner on the drum 2 passes through the exposure part b, the exposure process is performed from the transfer residual toner. Usually, since the amount of the transfer residual toner is small, there is no great influence by performing the exposure process on the transfer residual toner.
但し、前述したように、転写残トナーには帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在している。その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが、帯電部を通過する際に帯電ローラ３に付着すると、帯電ローラ３が許容以上にトナーにより汚染してしまい帯電不良を生じることがある。 However, as described above, the transfer residual toner includes a normal charge polarity, a reverse polarity (reversal toner), and a low charge amount. If the reversal toner or the toner with a small charge amount adheres to the charging roller 3 when passing through the charging portion, the charging roller 3 may be contaminated with toner more than an allowable amount, resulting in a charging failure.
又、ドラム２上の転写残トナーを、現像装置４により現像動作と同時に効果的に除去・回収するためには、転写残トナーの帯電量が重要な因子となってくる。即ち、現像部ｃに持ち運ばれるドラム２上の転写残トナーは、その帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯電量が現像装置によってドラム２の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが好ましい。転写残トナーの帯電極性が反転している場合や帯電量が適切でない場合には、ドラム２上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となる。 Further, in order to effectively remove and collect the transfer residual toner on the drum 2 simultaneously with the developing operation by the developing device 4, the charge amount of the transfer residual toner becomes an important factor. That is, the transfer residual toner on the drum 2 carried to the developing unit c has a normal charge polarity, and the charge amount of the toner that can develop the electrostatic latent image on the drum 2 by the developing device. It is preferable that If the charge polarity of the transfer residual toner is reversed or the charge amount is not appropriate, the toner cannot be removed and collected from the drum 2 to the developing device 4, causing a defective image.
そこで、帯電補助手段としての帯電補助装置６を転写部ｄよりもドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりもドラム回転方向上流側に設けている。 Therefore, the auxiliary charging device 6 as an auxiliary charging means is provided on the downstream side in the drum rotation direction from the transfer portion d and on the upstream side in the drum rotation direction from the charging portion a.
本例における帯電補助装置６は、第１と第２の２つの帯電補助手段６ａと６ｂを有する。第１の帯電補助手段６ａは、ドラム２上の転写残トナーを均一化するための、残留トナー均一化手段（残留現像剤像均一化手段）である。この第１の帯電補助手段６ａには電源Ｓ４から所定の帯電バイアスが印加される。この帯電バイアスはトナーの正規の極性と逆極性の電圧である。 The auxiliary charging device 6 in this example has first and second auxiliary charging means 6a and 6b. The first auxiliary charging means 6 a is a residual toner uniformizing means (residual developer image uniformizing means) for uniformizing the transfer residual toner on the drum 2. A predetermined charging bias is applied from the power source S4 to the first auxiliary charging means 6a. This charging bias is a voltage having a polarity opposite to the normal polarity of the toner.
第２の帯電補助手段６ｂは、第１の帯電補助手段６ａよりもドラム回転方向下流側、且つ、帯電部ａよりもドラム回転方向上流側の位置に設けている。この第２の帯電補助手段６ｂは、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー帯電量制御手段（現像剤帯電量制御手段）である。この第２の帯電補助手段６ｂには電源Ｓ５から所定の帯電バイアスが印加される。この帯電バイアスはトナーの正規の極性と同極性の電圧である。 The second auxiliary charging means 6b is provided at a position downstream of the first auxiliary charging means 6a in the drum rotation direction and upstream of the charging portion a in the drum rotation direction. The second auxiliary charging means 6b is a toner charge amount control means (developer charge amount control means) for aligning the charge polarity of the transfer residual toner with the negative polarity which is the normal polarity. A predetermined charging bias is applied from the power source S5 to the second auxiliary charging means 6b. This charging bias is a voltage having the same polarity as the normal polarity of the toner.
本例において、第１と第２の２つの帯電補助手段６ａと６ｂは、何れも、適度の導電性を持った導電ブラシ状部材であり、ブラシ部をドラム２面に接触させて配設してある。以下、第１の帯電補助手段６ａを第１導電ブラシ、第２の帯電補助手段６ｂを第２導電ブラシと記す。 In this example, each of the first and second charging auxiliary means 6a and 6b is a conductive brush-like member having appropriate conductivity, and the brush portion is disposed in contact with the drum 2 surface. It is. Hereinafter, the first charging auxiliary means 6a is referred to as a first conductive brush, and the second charging auxiliary means 6b is referred to as a second conductive brush.
一般的に、転写されずにドラム２上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで第１導電ブラシ６ａにより一度転写残トナーを除電し、次いで第２導電ブラシ６ｂで再度転写残トナーを正規極性に帯電処理する。これにより、帯電ローラ３への転写残トナーの付着防止を効果的に成すと共に、現像装置４での転写残トナーの除去・回収を十分に行うことができる。そのため、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も厳に防止される。 In general, the untransferred toner remaining on the drum 2 without being transferred includes a reverse toner and a toner whose charge amount is not appropriate. Therefore, the transfer residual toner is once neutralized by the first conductive brush 6a, and then the transfer residual toner is charged to the normal polarity again by the second conductive brush 6b. Thereby, it is possible to effectively prevent the transfer residual toner from adhering to the charging roller 3 and to sufficiently remove and collect the transfer residual toner in the developing device 4. Therefore, generation of a ghost image of the transfer residual toner image pattern is strictly prevented.
第１導電ブラシ６ａには、電源Ｓ４より正極性の直流電圧が印加されており、第２導電ブラシ６ｂには、電源Ｓ５より負極性の直流電圧が印加される。それぞれに印加される直流電圧の大きさは、装置内に設置した温湿度センサ（不図示）により検知した温度及び相対湿度より計算される絶対水分量により、図４の（ａ）と（ｂ）に示すごとく変化させている。例えば、温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ３の環境下においては、第１導電ブラシ６ａには＋２５０Ｖ、第２導電ブラシ６ｂには−７５０Ｖの直流電圧がそれぞれ印加される。 A positive DC voltage is applied from the power source S4 to the first conductive brush 6a, and a negative DC voltage is applied from the power source S5 to the second conductive brush 6b. The magnitude of the DC voltage applied to each is determined by the absolute moisture content calculated from the temperature and relative humidity detected by a temperature / humidity sensor (not shown) installed in the apparatus, as shown in FIGS. It changes as shown in. For example, in an environment of a temperature of 23 ° C. and an absolute water content of 10.5 g / m 3 , a DC voltage of +250 V is applied to the first conductive brush 6a and −750 V is applied to the second conductive brush 6b.
転写部ｄにおいて、ベルト１６へのトナー画像の転写後にドラム２上に残留する転写残トナーは、第１導電ブラシ６ａとドラム２との接触部ｅに至り、第１導電ブラシ６ａによりその電荷量が０μＣ／ｇ近傍で均一化される。更に、第１導電ブラシ６ａで均一化されたドラム２の表面上の転写残トナーは、第２導電ブラシ６ｂとドラム２との接触部ｆに至り、第２導電ブラシ６ｂにより、その帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。 In the transfer portion d, the transfer residual toner remaining on the drum 2 after the toner image is transferred to the belt 16 reaches the contact portion e between the first conductive brush 6a and the drum 2, and the amount of charge is transferred by the first conductive brush 6a. Is made uniform in the vicinity of 0 μC / g. Further, the transfer residual toner on the surface of the drum 2 that has been made uniform by the first conductive brush 6a reaches the contact portion f between the second conductive brush 6b and the drum 2, and the charging polarity is reduced by the second conductive brush 6b. It is aligned with negative polarity that is normal polarity.
転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えることにより、帯電ローラ３とドラム２との接触部（帯電部）ａで転写残トナーの上からドラム２の表面上を帯電処理する際に、転写残トナーのドラム２への鏡映力を大きくする。これにより、転写残トナーが帯電ローラ３へ付着するのを防止する。この為に第２導電ブラシ６ｂにより転写残トナーに与える帯電量は、現像時のトナー帯電量と比較すると約２倍以上であるのが好ましくし温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ３の環境下では凡そ−５０μＣ／ｇである。 When the charging polarity of the transfer residual toner is made to be the negative polarity that is the normal polarity, the surface of the drum 2 is charged from above the transfer residual toner at the contact portion (charging portion) a between the charging roller 3 and the drum 2. Further, the reflection force of the transfer residual toner on the drum 2 is increased. This prevents the transfer residual toner from adhering to the charging roller 3. For this reason, the charge amount given to the transfer residual toner by the second conductive brush 6b is preferably about twice or more compared with the toner charge amount at the time of development, and the temperature is 23 ° C. and the absolute moisture amount is 10.5 g / m 3. In an environment of about 50 μC / g.
帯電補助装置６には図示しないレシプロ機構が搭載されていて、ドラム２の駆動とレシプロ機構の駆動が同一駆動となっている。このレシプロ機構によって第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂを主走査方向（ドラム母線方向）に揺動させ、ドラム２上の転写残トナーや、後に説明する研磨粒子を効率よく、第１導電ブラシ６ａ及び第２導電ブラシ６ｂに捕集することが出来る。 The charging assist device 6 is equipped with a reciprocating mechanism (not shown), and the driving of the drum 2 and the driving of the reciprocating mechanism are the same driving. By this reciprocating mechanism, the first and second conductive brushes 6a and 6b are swung in the main scanning direction (drum bus line direction), and transfer residual toner on the drum 2 and abrasive particles to be described later are efficiently transferred to the first conductive brush. They can be collected by the brush 6a and the second conductive brush 6b.
次に、現像工程における転写残トナーの回収について説明する。現像装置４は上述のように、現像と同時に転写残トナーを回収、清掃する。ドラム２上の静電潜像の現像に使用されるトナー帯電量（平均値）は、温度２３℃、絶対水分量１０．５ｇ／ｍ３の環境下においては凡そ−２５μＣ／ｇである。ドラム２上の転写残トナーが現像装置４に十分に回収されるためには、現像装置４に到達する転写残トナーの帯電量がおよそ１５〜３５μＣ／ｇの範囲であることが好ましい。 Next, recovery of transfer residual toner in the development process will be described. As described above, the developing device 4 collects and cleans the transfer residual toner simultaneously with the development. The toner charge amount (average value) used for developing the electrostatic latent image on the drum 2 is approximately −25 μC / g in an environment where the temperature is 23 ° C. and the absolute water content is 10.5 g / m 3 . In order for the transfer residual toner on the drum 2 to be sufficiently collected by the developing device 4, the charge amount of the transfer residual toner reaching the developing device 4 is preferably in the range of about 15 to 35 μC / g.
しかし、上述のように、帯電ローラ３へのトナー付着を防止するために第２導電ブラシ６ｂによって、−５０μＣ／ｇと負極性に大きく帯電された転写残トナーは、現像装置４において回収させるためには除電を行う必要がある。 However, as described above, in order to prevent the toner remaining on the charging roller 3 from being transferred, the developing device 4 collects the transfer residual toner charged to the negative polarity of −50 μC / g by the second conductive brush 6b. It is necessary to remove static electricity.
ここで、帯電ローラ３にはドラム表面を帯電処理するために、交流電圧（周波数１．３ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．５ｋＶ）が印加されている。この時、帯電ローラ３がドラム表面を帯電処理すると同時に、ドラム２上の転写残トナーが交流除電される。斯かる交流電圧条件において、凡そ−５０μＣ／ｇであった転写残トナーの帯電量は、帯電部ａの通過後におよそ−３０μＣ／ｇとなる。これにより、現像工程において、ドラム２上のトナーが付着されるべきではない部分（非画像部）に付着した転写残トナーは、現像装置４に回収される。 Here, an AC voltage (frequency: 1.3 kHz, peak-to-peak voltage Vpp = 1.5 kV) is applied to the charging roller 3 in order to charge the drum surface. At this time, the charging roller 3 charges the drum surface, and at the same time, the transfer residual toner on the drum 2 is subjected to AC neutralization. Under such AC voltage conditions, the charge amount of the transfer residual toner, which was approximately −50 μC / g, becomes approximately −30 μC / g after passing through the charging portion a. Thereby, in the developing process, the transfer residual toner attached to the portion (non-image portion) where the toner on the drum 2 should not be attached is collected by the developing device 4.
かくして、ドラム２の回動に伴って転写部ｄから帯電部ａへ搬送される転写残トナーの電荷量を、第２導電ブラシ６ｂで正規極性である負極性に揃えて帯電処理して転写残トナーの帯電ローラ３への付着を防止する。帯電ローラ３でドラム２を所定の電位に帯電すると同時に、第２導電ブラシ６ｂで正規極性である負極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量を、現像装置４でドラム２上の静電潜像を現像するのと同程度の帯電量に制御する。 Thus, the charge amount of the transfer residual toner conveyed from the transfer portion d to the charging portion a as the drum 2 rotates is aligned with the negative polarity of the normal polarity by the second conductive brush 6b and subjected to the charging process. The toner is prevented from adhering to the charging roller 3. At the same time that the drum 2 is charged to a predetermined potential by the charging roller 3, the charge amount of the transfer residual toner charged to the negative polarity having the normal polarity by the second conductive brush 6 b is charged to the electrostatic charge on the drum 2 by the developing device 4. The charge amount is controlled to the same level as that for developing the latent image.
これにより、現像装置４での転写残トナーの回収が効率的に行われる。上述のようなクリーナレスシステム、特に現像同時クリーニング方式によれば、従来一般に用いられているようなクリーニング装置を特別に設ける必要がなく、又廃トナーを出さずに再利用することができ、メンテナンスの煩わしさ、装置の小型化に大きく貢献する。そればかりでなく、環境保全や資源の有効利用などの点で好ましい。 Thereby, the transfer residual toner is efficiently collected in the developing device 4. According to the cleanerless system as described above, in particular, the simultaneous development cleaning method, there is no need to provide a special cleaning device that is generally used in the past, and it can be reused without generating waste toner. Greatly contributes to the downsizing and downsizing of the device. In addition, it is preferable in terms of environmental conservation and effective use of resources.
（３）研磨粒子と、帯電補助手段に付着する研磨粒子量の制御
本例においては、現像容器４ａ内の現像剤中、及びトナーホッパー４ｄ内の補給トナー中に、トナーと逆極性に帯電する性質の研磨粒子を含有させてある。
(3) Control of abrasive particles and amount of abrasive particles adhering to auxiliary charging means In this example, the toner in developer in developer container 4a and the replenished toner in toner hopper 4d are charged with the opposite polarity to the toner. Contains abrasive particles of the nature.
本例では、トナーが負帯電極性であり、研磨粒子は正帯電極性を示すチタン酸ストロンチウムを用いている。本例で用いているチタン酸ストロンチウムを具体的に説明すると、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲にあるもので、立方体状または直方体状の粒子形状をしていて、且つぺロブスカイト型結晶構造を成している。 In this example, the toner has a negatively charged polarity, and the abrasive particles use strontium titanate having a positively charged polarity. The strontium titanate used in this example will be described in detail. The primary particles have an average particle size in the range of 30 nm to 300 nm, have a cubic or cuboid particle shape, and are perovskite. A type crystal structure is formed.
このようなチタン酸ストロンチウムを用いた場合、例えばクリーナーブレードのようにドラム２を強力に摺擦する部材を有していない画像形成装置においても、放電生成物を効果的に除去することができる。本例では、研磨粒子の添加量はトナーに対して０．２重量％としている。 When such strontium titanate is used, discharge products can be effectively removed even in an image forming apparatus that does not have a member that strongly rubs the drum 2 such as a cleaner blade. In this example, the amount of abrasive particles added is 0.2% by weight with respect to the toner.
上述のように研磨粒子をトナーと逆極性に帯電させることによって、ベルト１６上に転写される研磨粒子量を極力減らし、安定して研磨粒子を帯電補助装置６に供給することができる。 By charging the abrasive particles with a polarity opposite to that of the toner as described above, the amount of abrasive particles transferred onto the belt 16 can be reduced as much as possible, and the abrasive particles can be supplied to the auxiliary charging device 6 stably.
研磨粒子は現像剤中に遊離していて、主に現像スリーブ４ｂ−ドラム２間におけるかぶり取りバイアス（Ｖｂａｃｋ電位）が発生したときに、現像スリーブ４ｂからドラム２上に供給される。 The abrasive particles are liberated in the developer, and are supplied from the developing sleeve 4b onto the drum 2 mainly when a fog removal bias (Vback potential) between the developing sleeve 4b and the drum 2 is generated.
そして、研磨粒子は転写部ｄを通過後に帯電補助装置６の第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに付着する。本例においては、研磨粒子が正極性のものを用いているので、研磨粒子は負極性のバイアスが印加されている第２導電ブラシ６ｂにより多く貯まる。本例では上記かぶり取りバイアス（Ｖｂａｃｋ電位）は１５０Ｖである。 The abrasive particles adhere to the first and second conductive brushes 6a and 6b of the auxiliary charging device 6 after passing through the transfer portion d. In this example, since abrasive particles having positive polarity are used, more abrasive particles are stored in the second conductive brush 6b to which a negative bias is applied. In this example, the fog removal bias (Vback potential) is 150V.
ここで、上記構成を採用している画像形成装置において発生した問題を説明する。本例において、印字比率の低い（例えば画像デューティー２％以下）画像形成を連続して多数行った場合、帯電補助装置６に研磨粒子が多量に供給される。そうすることによって帯電補助装置６に研磨粒子を捕集しきれなくなり、研磨粒子が帯電ローラ３、ドラム２に多量に付着し、帯電ムラによる画像不良が発生してしまった。 Here, a problem occurring in the image forming apparatus adopting the above configuration will be described. In this example, when a large number of image formations having a low printing ratio (for example, an image duty of 2% or less) are continuously performed, a large amount of abrasive particles are supplied to the auxiliary charging device 6. By doing so, it was impossible to collect the abrasive particles in the auxiliary charging device 6, and a large amount of abrasive particles adhered to the charging roller 3 and the drum 2, resulting in image defects due to uneven charging.
また、印字比率の高い（例えば画像デューティー３０％以上）画像形成を連続して多数行った場合、転写残トナーが多量に発生してしまう。そして転写残トナーが帯電補助装置６を通過した際に、帯電補助装置６の第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに堆積している研磨粒子がトナーに付着し、トナーと共に吐き出されてしまう。そしてその結果、第１と第２の導電ブラシ６ａ・６ｂに付着している研磨粒子が枯渇し画像流れが発生してしまった。 In addition, when a large number of image formations having a high printing ratio (for example, an image duty of 30% or more) are continuously performed, a large amount of untransferred toner is generated. When the transfer residual toner passes through the auxiliary charging device 6, the abrasive particles accumulated on the first and second conductive brushes 6 a and 6 b of the auxiliary charging device 6 adhere to the toner and are discharged together with the toner. . As a result, the abrasive particles adhering to the first and second conductive brushes 6a and 6b are depleted and an image flow is generated.
まずは、研磨粒子供給方法と研磨粒子除去方法について説明する。 First, the abrasive particle supply method and the abrasive particle removal method will be described.
（研磨粒子供給方法）
図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることによって、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。非画像形成部である紙間では、帯電ＤＣバイアスは画像形成中の帯電条件は画像形成中と同じ条件であり、表面電位（帯電電位）は露光が行われていない暗部電位である。
(Abrasive particle supply method)
As shown in FIG. 7, the supply of abrasive particles from the developing device 4 to the drum 2 is promoted by increasing the fog removal potential (Vback) from 150 V to 200 V in the non-image forming unit (between sheets) during continuous copying. . That is, the supply of the abrasive particles to the auxiliary charging device 6 is promoted. Between paper sheets that are non-image forming portions, the charging DC bias is the same charging condition during image formation as during image formation, and the surface potential (charging potential) is a dark portion potential that is not exposed.
帯電補助手段に付着する研磨粒子量の制御は、帯電補助手段に印加される電圧に関して、通常時と、研磨粒子量の制御時とで、帯電補助手段に印加する電圧を変えることでおこなっている。また、帯電手段と現像装置の印加電圧に関して、通常時と、研磨粒子量の制御時とで、帯電手段と現像装置の印加電圧のうち、少なくともどちらか一方を変えることでおこなっている。 Control of the amount of abrasive particles adhering to the auxiliary charging means is performed by changing the voltage applied to the auxiliary charging means between the normal time and the control of the abrasive particle amount with respect to the voltage applied to the auxiliary charging means. . Further, with respect to the applied voltage of the charging unit and the developing device, it is performed by changing at least one of the applied voltage of the charging unit and the developing device between the normal time and the control of the abrasive particle amount.
（研磨粒子除去方法）
図８は帯電補助装置６から研磨粒子を除去するための動作を示した図である。帯電補助装置６に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で帯電補助装置６の印加電圧をオン／オフ繰り返す。これによって、帯電補助装置６とドラム２の間に電位差を与え研磨粒子の吐き出しを行い、吐き出された研磨粒子を現像装置内に回収した。
(Abrasive particle removal method)
FIG. 8 is a view showing an operation for removing abrasive particles from the auxiliary charging device 6. In order to remove abrasive particles excessively adhering to the auxiliary charging device 6, the voltage applied to the auxiliary charging device 6 is repeatedly turned on / off at the non-image forming portion (between sheets) during continuous copying. As a result, a potential difference was applied between the auxiliary charging device 6 and the drum 2 to discharge the abrasive particles, and the discharged abrasive particles were collected in the developing device.
すなわち、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、現像装置４から主走査方向、副走査方向に関して所定の長さのトナー画像（本例においては２９０ｍｍ×１５ｍｍサイズのベタ黒横帯画像）を感光体上に形成する。そして、形成したトナー画像をベルト１６に転写させることなく、帯電補助装置６を通過させることによって、帯電補助装置６に貯まった研磨粒子をトナーに付着させ、トナーと共に研磨粒子を現像装置に回収する構成とした。 That is, a toner image having a predetermined length in the main scanning direction and the sub-scanning direction from the developing device 4 (in this example, a solid black horizontal band image having a size of 290 mm × 15 mm) in the non-image forming unit (between sheets) during continuous copying. ) On the photoreceptor. Then, the formed toner image is passed through the auxiliary charging device 6 without being transferred to the belt 16, whereby the abrasive particles accumulated in the auxiliary charging device 6 are attached to the toner, and the abrasive particles are collected together with the toner in the developing device. The configuration.
すなわち、帯電補助手段に付着する研磨粒子量を制御する手段として、画像形成時以外のタイミングで、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるのである。この際には、帯電条件は画像形成条件と同じ条件であってもいい。 That is, as a means for controlling the amount of abrasive particles adhering to the charging auxiliary means, a predetermined toner image is formed on the image carrier at a timing other than the time of image formation, and charging is performed without transferring the toner image to the recording medium. The auxiliary means is passed. In this case, the charging condition may be the same as the image forming condition.
すなわち、帯電補助手段に付着する研磨粒子量を制御する手段として、画像形成時以外のタイミングで、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるのである。 That is, as a means for controlling the amount of abrasive particles adhering to the charging auxiliary means, a predetermined toner image is formed on the image carrier at a timing other than the time of image formation, and charging is performed without transferring the toner image to the recording medium. The auxiliary means is passed.
それ以外の方法としては、帯電補助手段に研磨粒子の極性と同極のバイアスを印加することで吐出すことも可能である。その際には、帯電ローラに研磨粒子が付着することを防止するために、帯電条件である少なくともＤＣ電圧をＯＦＦしておく必要がある。 As another method, discharging can be performed by applying a bias having the same polarity as that of the abrasive particles to the auxiliary charging means. In that case, in order to prevent the abrasive particles from adhering to the charging roller, it is necessary to turn off at least the DC voltage which is a charging condition.
（実行方法）
次に、研磨粒子供給と研磨粒子吐出しとを実行する方法について説明する。
(Execution method)
Next, a method for executing abrasive particle supply and abrasive particle discharge will be described.
本例における画像形成装置は、ＣＣＤ等で読み取った画像比率である画像情報信号の画像濃度のビデオカウント数を用いるビデオカウント方式を採用している。つまり、画像信号処理回路２０２（図１）の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ、このカウント数を単位紙サイズ（本例ではＡ４サイズ）の画素分積算されることにより、原稿１枚当たりのビデオカウント数Ｔが求まるようになっている。 The image forming apparatus in this example employs a video count method that uses a video count number of an image density of an image information signal that is an image ratio read by a CCD or the like. That is, the level of the output signal of the image signal processing circuit 202 (FIG. 1) is counted for each pixel, and this count is integrated for the unit paper size (A4 size in this example), so that per document sheet. The video count number T is obtained.
即ち、記憶手段を用いて、画像濃度のビデオカウント値を積算しておき、そこから平均画像ヂューティを求めるものである。例えば、Ａ４サイズ、１枚最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６である。 That is, the video count value of the image density is accumulated using the storage means, and the average image duty is obtained therefrom. For example, the A4 size, the maximum video count for one frame is 3884 × 106 at 400 dpi and 256 gradations.
このビデオカウント数とコピー枚数の積算から、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪが算出される。 The average image duty J per job is calculated from the integration of the video count and the number of copies.
そして、制御回路部２００は、図９において、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪ（１ジョブ当りの画像比率）が、ある定められた閾値（所定比率：本例では２％）以下の場合は、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されると判断する。本例では、制御回路部（制御手段）２００が、研磨粒子供給モードを実行するか否かと研磨粒子吐出しモードを実行するか否かとを決定する決定手段である。 Then, in FIG. 9, the control circuit unit 200 determines that the average image duty J per job (image ratio per job) is equal to or less than a predetermined threshold (predetermined ratio: 2% in this example). Determines that a large amount of abrasive particles in the developing device is supplied to the auxiliary charging device 6. In this example, the control circuit unit (control unit) 200 is a determination unit that determines whether to execute the abrasive particle supply mode and whether to execute the abrasive particle discharge mode.
そして、帯電補助装置６に研磨粒子が過剰に付着しないようにするために、図６に示したように、コピージョブ中の非画像形成部（紙間）で、第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御をする。これによって、第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与えて、第２導電ブラシ６ｂからドラム２への研磨粒子の吐き出しを促進させる。そして吐き出された研磨粒子は現像スリーブ４ｂの磁気ブラシ穂による摺擦によって、現像装置内に回収される。 Then, in order to prevent the abrasive particles from adhering excessively to the charging auxiliary device 6, as shown in FIG. 6, the applied voltage of the second conductive brush 6b at the non-image forming portion (between sheets) in the copy job. Is controlled to repeat ON / OFF. As a result, a potential difference is applied between the second conductive brush 6b and the drum 2 to promote discharge of abrasive particles from the second conductive brush 6b to the drum 2. The discharged abrasive particles are collected in the developing device by rubbing with the magnetic brush ears of the developing sleeve 4b.
一方、制御回路部２００は、一回のジョブ当たりの平均画像デューティーＪが、ある閾値を超えた場合（所定比率：本例では３０％以上）、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が不足すると判断する。そして、図７のように、コピージョブ中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることによって、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。 On the other hand, when the average image duty J per job exceeds a certain threshold (predetermined ratio: 30% or more in this example), the control circuit unit 200 determines the amount of abrasive particles adhering to the auxiliary charging device 6. Judge that there is a shortage. Then, as shown in FIG. 7, the abrasive particles are supplied from the developing device 4 to the drum 2 by increasing the fog removal potential (Vback) from 150 V to 200 V in the non-image forming portion (between sheets) in the copy job. Promote. That is, the supply of the abrasive particles to the auxiliary charging device 6 is promoted.
そして、いずれの場合にも該当しないときは、供給と除去のいずれをも行わない構成となる。 And when it does not correspond in any case, it becomes a structure which neither supply nor removal is performed.
このように、画像比率に基づいて帯電補助装置６に付着している研磨粒子の量を判断しているため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができる。これにより、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。 Thus, since the amount of abrasive particles adhering to the auxiliary charging device 6 is determined based on the image ratio, a stable amount of abrasive particles can always be attached to the auxiliary charging device 6. As a result, an image forming apparatus in which image defects such as image streaks and image flow do not occur can be provided.
本例では、一回のジョブ当りの平均画像デューティーを求めて、研磨粒子の供給か、研磨粒子の吐出しかを求めたが、それ以外方法であってもいい。例えば、予め設定された枚数になるまでのビデオカウント値を記憶手段により積算しておく。 In this example, the average image duty per job is obtained and only supply of abrasive particles or ejection of abrasive particles is obtained, but other methods may be used. For example, the video count values up to the preset number are accumulated by the storage means.
そして、所定枚数に達したときの積算されたビデオカウント値が閾値である所定値に達している場合には、画像比率が高い画像が多く形成されたと判断する。そのため、そのビデオカウント値に基づいて、研磨粒子供給モードが実行される。また、そのビデオカウント値が所定値よりも小さいときに、研磨粒子吐出しモードが実行される方法であっても同様の効果をえることができる。 When the accumulated video count value when the predetermined number is reached the predetermined value which is a threshold value, it is determined that many images with a high image ratio are formed. Therefore, the abrasive particle supply mode is executed based on the video count value. Further, the same effect can be obtained even when the abrasive particle discharging mode is executed when the video count value is smaller than the predetermined value.
尚、本例においては、帯電補助装置６に対する研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っているが、これに限定されるものではない。コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了後の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して研磨粒子の供給／除去動作を行ってもよい。 In this example, the supply / removal operation of the abrasive particles with respect to the auxiliary charging device 6 is performed between papers, but the present invention is not limited to this. The abrasive particle supply / removal operation may be performed by temporarily stopping the image forming operation at the time of the pre-rotation at the start of the copy job, at the time of the post-rotation after the end of the copy job, or during the copy job.
また、本例では、供給モードの実行と吐出しモードの実行と待機モードとが選択される構成であった。それ以外に、待機モードが連続して継続しているような場合には、吐出しモードを行い、次に供給モードを行うことで帯電補助部材に付着している研磨粒子をレフレッシュする構成をもうけてもいい。 In this example, the supply mode, the discharge mode, and the standby mode are selected. In addition, when the standby mode continues continuously, the discharge mode is performed, and then the supply mode is performed to refresh the abrasive particles adhering to the auxiliary charging member. You can make it.
また本例においては、ある所定のコピー枚数毎に研磨粒子の供給／除去動作を行うか否かの判断を行っている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば各コピージョブ終了毎におけるトナー補給量の積算結果から、帯電補助装置６に堆積している研磨粒子の量を判断し、その後必要に応じて研磨粒子の供給／除去動作を行っても良い。 Further, in this example, it is determined whether or not the abrasive particle supply / removal operation is performed for every predetermined number of copies. However, the present invention is not limited to this. For example, the amount of abrasive particles accumulated in the auxiliary charging device 6 is determined from the accumulated result of the toner replenishment amount at the end of each copy job, and then the abrasive particles are used as necessary. The supply / removal operation may be performed.
図１４に上記の画像形成装置の動作工程図を示した。 FIG. 14 shows an operation process diagram of the image forming apparatus.
ａ：前多回転工程
画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）である。画像形成装置のメイン電源スイッチのＯＮにより、画像形成装置のメインモータを起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。
a: Pre-multi-rotation process It is a starting (starting) operation period (warming period) of the image forming apparatus. When the main power switch of the image forming apparatus is turned on, the main motor of the image forming apparatus is activated to execute a preparation operation for a required process device.
ｂ：スタンバイ
所定の始動動作期間終了後、メインモータの駆動が停止し、プリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。
b: Standby After the predetermined start operation period, the main motor is stopped and the image forming apparatus is kept in a standby (standby) state until a print job start signal is input.
ｃ：前回転工程
プリントジョブ開始信号の入力に基づいて、メインモータを再駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。
c: Pre-rotation process This is a period in which the main motor is re-driven based on the input of the print job start signal and the pre-print job operation of the required process equipment is executed.
より実際的は、１．画像形成装置がプリントジョブ開始信号を受信、２．フォーマッタで画像を展開（画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる）、３．前回転工程開始、という順序になる。 More practically: 1. the image forming apparatus receives a print job start signal; 2. Expand the image with the formatter (the expansion time varies depending on the amount of image data and the processing speed of the formatter). The order is that the pre-rotation process starts.
なお、前記１．の前多回転工程中にプリントジョブ開始信号が入力している場合は、前多回転工程の終了後、前記２．のスタンバイ無しに、引き続き前回転工程に移行する。 The above 1. If a print job start signal is input during the previous multi-rotation process, after the completion of the pre-multi-rotation process, 2. Without standby, the process continues to the pre-rotation process.
ｄ：プリントジョブ実行
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて前記の画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録材が出力される。
d: Print job execution When the predetermined pre-rotation process is completed, the image forming process is subsequently executed, and an image-formed recording material is output.
連続プリントジョブの場合は前記の画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録材が順次に出力される。 In the case of a continuous print job, the image forming process is repeated, and a predetermined number of image-formed recording materials are sequentially output.
ｅ：紙間工程
連続プリントジョブの場合において、一の記録材Ｐの後端と次の記録材Ｐの先端との間隔工程であり、転写部や定着装置においては非通紙状態期間である。
e: Inter-sheet process In the case of a continuous print job, this is an interval process between the trailing edge of one recording material P and the leading edge of the next recording material P, and is a non-sheet passing state period in the transfer unit and the fixing device.
ｆ：後回転工程
１枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録材が出力された後、あるいは連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録材が出力された後もメインモータを引き続き所定の時間駆動させる。これにより所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する期間である。
f: Post-rotation process After the print material with the image formed is output in the case of a single print job, or after the recording material with the last image formed in the continuous print job is output in the case of a continuous print job The main motor is continuously driven for a predetermined time. This is a period during which the post-print job operation of the required process device is executed.
ｇ：スタンバイ
所定の後回転工程終了後、メインモータの駆動が停止し、次のプリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。
g: Standby After completion of the predetermined post-rotation process, the driving of the main motor is stopped, and the image forming apparatus is kept in a standby (standby) state until the next print job start signal is input.
上記において、ｄ：のプリントジョブ実行時が画像形成時であり、ａ：の前多回転工程時、ｃ：の前回転工程時、ｅ：の紙間工程時、ｆ：の後回転工程時が非画像形成時である。 In the above, d: print job execution time is image formation time, a: pre-multi-rotation process, c: pre-rotation process, e: inter-sheet process, f: post-rotation process It is during non-image formation.
非画像形成時とは、上記の前多回転工程時、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時のうちの少なくとも１つの工程時、さらにはその工程時内の少なくとも所定時間である。 The non-image forming time is at least one of the above-mentioned pre-multi-rotation process, the pre-rotation process, the inter-sheet process, the post-rotation process, and at least a predetermined time within the process. .
次の例について説明する。尚、この例における画像形成プロセスとしては、前述した例とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。上記の例では、ビデオカウントを用いて画像比率を求めたが、この例では、トナー補給量から画像比率を算出する方法である。 The following example will be described. Note that the image forming process in this example is almost the same as that in the above-described example, and therefore, repeated description will be omitted as appropriate. In the above example, the image ratio is obtained using the video count, but in this example, the image ratio is calculated from the toner replenishment amount.
図５において、制御回路部２００は、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したとき（本例では５００枚毎）に、帯電補助装置６における研磨粒子量を下記の１）または２）のように判断する。 In FIG. 5, the control circuit unit 200 sets the amount of abrasive particles in the auxiliary charging device 6 as follows when the number of copies (accumulated number) reaches a predetermined number (in this example, every 500) after the start of copying. Judge as 1) or 2).
１）記憶手段（メモリ）であるＲＡＭに記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１０ｓｅｃ（所定量：補給トナー量４．０ｇ）以下の場合。この場合は、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されたと判断する。そのため、この場合には、研磨粒子吐出しモードが実行される。 1) When the accumulated value Ttotal of the replenishment screw rotation time at the time of 500 sheets stored in the RAM which is a storage means (memory) is 10 sec (predetermined amount: replenishment toner amount 4.0 g) or less. In this case, it is determined that a large amount of abrasive particles in the developing device has been supplied to the auxiliary charging device 6. Therefore, in this case, the abrasive particle discharge mode is executed.
２）コピー枚数が５００枚に達したとき、ＲＡＭに記憶された５００枚の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが１００ｓｅｃ（所定量：トナー補給量４０．０ｇ）以上の場合。この場合は、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が足りないと判断する。そのため、この場合には研磨粒子供給モードが実行される。 2) When the total number Ttotal of 500 replenishment screw rotation times stored in the RAM is 100 sec (predetermined amount: toner replenishment amount 40.0 g) when the number of copies reaches 500. In this case, it is determined that the amount of abrasive particles adhering to the auxiliary charging device 6 is insufficient. Therefore, in this case, the abrasive particle supply mode is executed.
このように、ある所定間隔枚数毎におけるトナー補給量の積算結果をもとに、帯電補助装置６に付着している研磨粒子の量を判断しているため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置に付着させることができる。これにより、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。 In this way, since the amount of abrasive particles adhering to the auxiliary charging device 6 is determined based on the result of integration of the toner replenishment amount at a certain number of predetermined intervals, a stable amount of abrasive particles is always charged. Can be attached to an auxiliary device. As a result, an image forming apparatus in which image defects such as image streaks and image flow do not occur can be provided.
尚、本例においては、研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っている。しかし、これに限定されるものではなく、コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了後の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して研磨粒子の供給／除去動作を行ってもよい。 In this example, the supply / removal operation of the abrasive particles is performed between sheets. However, the present invention is not limited to this, and supply / removal of abrasive particles by temporarily stopping the image forming operation during the pre-rotation at the start of the copy job, at the post-rotation after the end of the copy job, or during the copy job. An operation may be performed.
また、本例では、供給モードの実行と吐出しモードの実行と待機モードとが選択される構成であった。それ以外に、待機モードが連続して継続しているような場合には、吐出しモードを行い、次に供給モードを行うことで帯電補助部材に付着している研磨粒子をレフレッシュする構成を設けてもいい。 In this example, the supply mode, the discharge mode, and the standby mode are selected. In addition, when the standby mode continues continuously, the discharge mode is performed, and then the supply mode is performed to refresh the abrasive particles adhering to the auxiliary charging member. May be provided.
更に次の例について説明する。尚、本例における画像形成プロセスとしては、前の２例とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。 Further, the following example will be described. Note that the image forming process in this example is substantially the same as the previous two examples, and therefore redundant description will be omitted as appropriate.
本例においては、前の２例で述べたような帯電補助装置６への研磨粒子の供給と、帯電補助装置６からの研磨粒子の除去動作、とは別に、特定の条件を満たした場合に、帯電補助装置に堆積したトナーを除去する動作を行うこととする。以下に詳細を述べる。 In this example, when the specific condition is satisfied separately from the supply of the abrasive particles to the auxiliary charging device 6 and the operation of removing the abrasive particles from the auxiliary charging device 6 as described in the previous two examples. Then, an operation of removing the toner accumulated on the auxiliary charging device is performed. Details are described below.
印字率の高い画像形成を連続して行った場合、帯電補助装置６に多量のトナーが堆積してしまい、帯電補助装置６のブラシ抵抗が上昇してしまう。その結果、帯電補助装置６での転写残トナーの帯電処理能力が低下してしまい、トナーの回収性が低下することによって帯電装置、感光ドラムの汚染が発生してしまうことがあった。 When image formation with a high printing rate is continuously performed, a large amount of toner accumulates on the auxiliary charging device 6 and the brush resistance of the auxiliary charging device 6 increases. As a result, the charge processing capability of the transfer residual toner in the auxiliary charging device 6 is lowered, and the toner recoverability is lowered, so that the charging device and the photosensitive drum may be contaminated.
そこで、本例では、印字率の高い画像形成を連続して行った場合、帯電補助装置６に堆積したトナーを除去する動作を行う。 Therefore, in this example, when image formation with a high printing rate is continuously performed, an operation of removing the toner accumulated on the auxiliary charging device 6 is performed.
図１０において、制御回路部２００は、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したとき（本例では５００枚毎）に、帯電補助装置６におけるトナー付着量を下記の１）または２）または３）のように判断する。 In FIG. 10, after starting copying, the control circuit unit 200 sets the toner adhesion amount in the auxiliary charging device 6 as follows when the number of copies (integrated number) reaches a predetermined number (in this example, every 500). Judge as 1) or 2) or 3).
１）メモリ部２０１に記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１７０ｓｅｃ（補給トナー量６８．０ｇ）以上の場合、帯電補助装置６に多量のトナーが付着したと判断する。 1) When the accumulated value Ttotal of the replenishment screw rotation time at the time of 500 sheets stored in the memory unit 201 is 170 sec (replenishment toner amount 68.0 g) or more, it is determined that a large amount of toner has adhered to the charging auxiliary device 6. .
そして、帯電補助装置６に過剰に付着しているトナーを除去するために、画像形成動作を一旦停止し、図１１に示したように、帯電補助装置６の第１導電ブラシ６ａと第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御をする。これにより、第１導電ブラシ６ａ・第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与えて、第１導電ブラシ６ａと第２導電ブラシ６ｂからドラム２へのトナーの吐き出しを促進させる。そして、吐き出されたトナーは現像スリーブ４ｂによって、現像装置に内に回収される。 Then, in order to remove the toner adhering excessively to the auxiliary charging device 6, the image forming operation is temporarily stopped, and the first conductive brush 6a and the second conductive material of the auxiliary charging device 6 are stopped as shown in FIG. Control is performed to repeatedly turn on and off the voltage applied to the brush 6b. As a result, a potential difference is applied between the first conductive brush 6a / second conductive brush 6b and the drum 2, and the discharge of toner from the first conductive brush 6a and the second conductive brush 6b to the drum 2 is promoted. The discharged toner is collected in the developing device by the developing sleeve 4b.
続いて、帯電補助装置６に不足した研磨粒子量を供給するために、図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせる。これにより、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。 Subsequently, in order to supply the insufficient amount of abrasive particles to the auxiliary charging device 6, the fog removal potential (Vback) is increased from 150V to 200V at the non-image forming portion (between sheets) during continuous copying as shown in FIG. Let Thereby, the supply of abrasive particles from the developing device 4 to the drum 2 is promoted. That is, the supply of the abrasive particles to the auxiliary charging device 6 is promoted.
２）５００枚時点の補給スクリュー回転時間の積算値Ｔtotalが、１０ｓｅｃ（補給トナー量４．０ｇ）以下の場合、現像装置内の研磨粒子が多量に帯電補助装置６へ供給されたと判断する。 2) When the integrated value Ttotal of the replenishment screw rotation time at the time of 500 sheets is 10 sec (replenishment toner amount 4.0 g) or less, it is determined that a large amount of abrasive particles in the developing device have been supplied to the charging auxiliary device 6.
そして、帯電補助装置６に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、図６に示したように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、第２導電ブラシ６ｂの印加電圧をオン／オフ繰り返す制御を行なう。これによって、第２導電ブラシ６ｂとドラム２の間に電位差を与え研磨粒子の吐き出しを促進させる。そして吐き出された研磨粒子は現像スリーブ４ｂの磁気ブラシ穂による摺擦によって、現像装置４内に回収される。 Then, in order to remove abrasive particles excessively adhering to the auxiliary charging device 6, as shown in FIG. 6, the second conductive brush 6b is applied at the non-image forming portion (between sheets) during continuous copying. Control to turn on / off the voltage repeatedly. As a result, a potential difference is applied between the second conductive brush 6b and the drum 2 to promote the discharge of abrasive particles. The discharged abrasive particles are collected in the developing device 4 by rubbing with the magnetic brush ears of the developing sleeve 4b.
３）一方、コピー枚数が５００枚に達したとき、メモリ部２０１に記憶された５００枚時点の補給スクリュー回転時間Ｔｔｏｔａｌの積算値が、１００ｓｅｃ（トナー補給量４０．０ｇ）以上の場合、帯電補助装置６に付着している研磨粒子量が足りないと判断する。 3) On the other hand, when the number of copies reaches 500, and the integrated value of the replenishment screw rotation time Ttotal at the time of 500 sheets stored in the memory unit 201 is 100 sec (toner replenishment amount 40.0 g) or more, charging assist It is determined that the amount of abrasive particles adhering to the device 6 is insufficient.
そして、図７のように、連続コピー中の非画像形成部（紙間）でかぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）を１５０Ｖから２００Ｖへアップさせることにより、現像装置４からドラム２への研磨粒子の供給を促進させる。すなわち、帯電補助装置６への研磨粒子の供給を促進させる。 Then, as shown in FIG. 7, by increasing the fog removal potential (Vback) from 150 V to 200 V in the non-image forming portion (between sheets) during continuous copying, the abrasive particles are supplied from the developing device 4 to the drum 2. Promote. That is, the supply of the abrasive particles to the auxiliary charging device 6 is promoted.
このように、ある所定間隔枚数毎におけるトナー補給量の積算結果をもとに、帯電補助装置６に付着しているトナー及び研磨粒子の量を判断している。そのため、トナー付着による帯電補助装置６の機能低下を防止しつつ、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。 As described above, the amount of toner and abrasive particles adhering to the auxiliary charging device 6 is determined based on the integration result of the toner replenishment amount at every predetermined number of sheets. Therefore, it is possible to always attach a stable amount of abrasive particles to the auxiliary charging device 6 while preventing deterioration of the function of the auxiliary charging device 6 due to toner adhesion, and image formation in which image defects such as image streaks and image flows do not occur. We were able to provide a device.
本例ではトナー補給量の積算結果をもとにしたものであるが、コピースタート後、コピー枚数（積算枚数）がある所定の枚数に達したときの画像比率を用いた構成であっても同様の効果をえることができる。 In this example, the result is based on the integration result of the toner replenishment amount, but the same applies to the configuration using the image ratio when the number of copies (integrated number) reaches a predetermined number after the start of copying. The effect of can be obtained.
［実施例１］
次に、実施例１について説明する。尚、本実施例１における画像形成プロセスとしては、前の３例とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。
[Example 1]
Next, Example 1 will be described. Note that the image forming process in the first embodiment is almost the same as the previous three examples, and therefore, repeated description will be omitted as appropriate.
本実施例１においては、小サイズ紙の画像形成を行う際は、主走査方向に関して、画像部のかぶり取り電位よりも非画像部のかぶり取り電位を小さくすることによって、端部における研磨粒子の供給量を少なくすることとした。 In the first embodiment, when forming an image of small-size paper, the fogging potential of the non-image area is made smaller than the fogging potential of the image area with respect to the main scanning direction. The supply amount was reduced.
すなわち、制御回路２００は、像担持体に形成される画像の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅であるときは、像担時体と現像装置との電位差に関して、主走査方向における画像領域と非画像領域とで電位差を異ならせるものである。以下に詳細を述べる。 That is, when the area width in the main scanning direction of the image formed on the image carrier is smaller than the maximum image area width, the control circuit 200 performs the main operation regarding the potential difference between the image carrier and the developing device. The potential difference is made different between the image area and the non-image area in the scanning direction. Details are described below.
小サイズ紙を連続して多数印字した場合、主走査方向の端部位置では常時かぶり取り電位（Ｖｂａｃｋ）が掛かっているため、トナーは消費されず多量の研磨粒子が供給される。その結果、研磨粒子が帯電補助装置６の端部に捕集しきれなくなり、帯電ローラ３、ドラム２の端部が研磨粒子によって汚染してしまった。そしてこの状態で普通紙の画像形成を行った場合、画像端部に帯電不良が起因のスジ画像など、画像不良が発生してしまうことがあった。 When a large number of small-size papers are continuously printed, since a fog removal potential (Vback) is always applied at the end position in the main scanning direction, a large amount of abrasive particles is supplied without being consumed. As a result, the abrasive particles could not be collected at the end portion of the auxiliary charging device 6, and the end portions of the charging roller 3 and the drum 2 were contaminated by the abrasive particles. When image formation is performed on plain paper in this state, image defects such as streak images caused by charging defects may occur at the edge of the image.
そこで本実施例では、図１２のように、主走査方向に関して画像域のかぶり取り電位を１５０Ｖとし、非画像域（両端部）のかぶり取り電位を１００Ｖとするようにした。上記非画像域に関して、現像電位は画像域と同一（本実施例２では−３５０Ｖ）に印加され、ドラム電位は、帯電ローラ３によって主走査方向全域に−５００Ｖに帯電された後、露光装置７によって非画像域を−４５０Ｖにされるようにした。なお、露光後の画像形成領域は画像に応じて電位が異なることになる。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 12, the fog removal potential in the image area in the main scanning direction is set to 150V, and the fog removal potential in the non-image area (both ends) is set to 100V. With respect to the non-image area, the developing potential is applied to the same as the image area (-350 V in the second embodiment), and the drum potential is charged to −500 V in the main scanning direction by the charging roller 3, and then the exposure device 7. The non-image area was set to -450V. Note that the potential of the image forming area after exposure varies depending on the image.
即ち、非画像領域における露光後の感光体２の帯電電位と現像装置４に印加する現像バイアスとのコントラストを画像領域における露光前の感光体２の帯電電位と現像装置４に印加する現像バイアスとのコントラストよりも小さくなるように制御するのである。 That is, the contrast between the charging potential of the photosensitive member 2 after exposure in the non-image area and the developing bias applied to the developing device 4 is the same as the charging potential of the photosensitive member 2 before exposure in the image region and the developing bias applied to the developing device 4. It is controlled so as to be smaller than the contrast.
このように、小サイズ紙の画像形成を行う際は、主走査方向に関して、画像部のかぶり取り電位よりも非画像部のかぶり取り電位を小さくすることによって、端部における研磨粒子の供給量を少なくすることとした。このため小サイズ紙を多数コピーしても常に安定した量の研磨粒子を帯電補助部材に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。 As described above, when forming an image of small-size paper, the amount of abrasive particles supplied at the edge is reduced by making the fog removal potential of the non-image area smaller than the fog removal potential of the image area in the main scanning direction. We decided to reduce it. For this reason, even when a large number of small-size papers are copied, a stable amount of abrasive particles can always be attached to the auxiliary charging member, and an image forming apparatus that does not cause image defects such as image streaks and image flow can be provided. It was.
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。尚、本実施の形態における画像形成プロセスとしては、前の３例及び実施例１とほぼ同一であるため、重複する説明は適宜省略する。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. Note that the image forming process in the present embodiment is almost the same as the previous three examples and the first example, and therefore, repeated description will be omitted as appropriate.
本実施例２においては、小サイズ紙による画像形成を連続して行った場合、ある枚数間隔毎に、帯電補助装置６の端部に堆積している研磨粒子の除去を行うこととした。 In the second embodiment, when image formation is continuously performed using small-size paper, the abrasive particles accumulated at the end of the auxiliary charging device 6 are removed at intervals of a certain number of sheets.
すなわち、像担持体に対して、主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅の画像を所定枚数分連続で形成した場合においては、次のように制御する。すなわち、画像形成時以外のタイミングで、主走査方向における非画像領域に対し、ある所定のトナー像を像担持体上に形成し、トナー像を記録媒体に転写させることなく帯電補助手段を通過させるものである。以下に詳細を述べる。 That is, when a predetermined number of images having a region width smaller than the maximum image region width are continuously formed on the image carrier, the following control is performed. That is, at a timing other than the time of image formation, a predetermined toner image is formed on the image carrier for the non-image area in the main scanning direction, and the toner image is passed through the auxiliary charging means without being transferred to the recording medium. Is. Details are described below.
本実施例２では、小サイズ紙が連続で所定の枚数続いた場合（本実施例２では１００枚）、帯電補助装置６の端部に過剰に付着している研磨粒子を除去するために、図１３に示したような制御をする。すなわち、連続コピー中の非画像形成部（紙間）で、主走査方向に関して端部の非画像形成部にトナー画像（本実施例においては副走査方向１５ｍｍサイズのベタ画像）をドラム２上に形成する。 In the second embodiment, when a predetermined number of small-size paper continues (100 sheets in the second embodiment), in order to remove abrasive particles excessively attached to the end of the auxiliary charging device 6, Control as shown in FIG. 13 is performed. That is, a toner image (a solid image having a size of 15 mm in the sub-scanning direction in this embodiment) is placed on the drum 2 in the non-image forming part (between sheets) during continuous copying in the non-image forming part at the end in the main scanning direction. Form.
その形成されたトナー画像を、一次転写ローラ５に対する転写バイアスをオフすることによってベルト１６に転写することなく、トナー像を帯電補助装置６に至らせて通過させる。これにより、帯電補助装置６の端部に貯まっている研磨粒子をトナーに付着させ、トナーと共に研磨粒子を現像装置に回収する。 The formed toner image is passed through the auxiliary charging device 6 without being transferred to the belt 16 by turning off the transfer bias for the primary transfer roller 5. As a result, the abrasive particles stored at the end of the auxiliary charging device 6 are attached to the toner, and the abrasive particles are collected together with the toner in the developing device.
このように、小サイズ幅の画像形成をある所定間隔枚数行った場合、画像サイズ幅以外の部分にトナー画像による吐き出しを行うことによって帯電補助装置６の端部に過剰に貯まった研磨粒子を除去できる。そのため、常に安定した量の研磨粒子を帯電補助装置６に付着させることができ、画像スジ、画像流れなどの画像不良が発生しない画像形成装置を提供することが出来た。 As described above, when the image formation with a small size width is performed at a predetermined interval, the abrasive particles excessively accumulated at the end of the auxiliary charging device 6 are removed by discharging the toner image to the part other than the image size width. it can. Therefore, a stable amount of abrasive particles can always be adhered to the auxiliary charging device 6, and an image forming apparatus in which image defects such as image streaks and image flow do not occur can be provided.
尚、本実施例２においては、研磨粒子の供給／除去動作を紙間で行っているが、これに限定されるものではなく、コピージョブ開始時の前回転時、またはコピージョブ終了時の後回転時、更にはコピージョブ中に画像形成動作を一時停止して行っても良い。 In the second embodiment, the supply / removal operation of the abrasive particles is performed between sheets. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to this, and is performed before the copy job starts or after the copy job ends. The image forming operation may be temporarily stopped during rotation or during a copy job.
（その他）
１）前記例では、研磨粒子吐出しモードと研磨粒子供給モードとを１ジョブ中に行ったが、１ジョブに限られるものではなく、積算枚数が所定枚数に達すると判断する構成であっても問題ない。
(Other)
1) In the above example, the abrasive particle discharge mode and the abrasive particle supply mode are performed in one job. However, the present invention is not limited to one job, and it may be determined that the cumulative number reaches a predetermined number. no problem.
１）情報書き込み手段としての露光手段７は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。 1) The exposure means 7 as the information writing means is not limited to the laser beam scanner of the embodiment, and may be another digital exposure apparatus such as a combination of a light source such as an LED array or a fluorescent lamp and a liquid crystal shutter, An analog exposure apparatus that forms and projects a document image may be used.
感光体２はドラム型に限られず、回動ベルト（エンドレスベルト）、回動ベルト状の支持体に取り付け保持させた有端のシート状のもの等であってもよい。 The photosensitive member 2 is not limited to a drum type, and may be a rotating belt (endless belt), an endless sheet-like member attached and held on a rotating belt-like support.
２）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。一成分現像剤を用いるものであってもよい。 2) The toner developing method and means for the electrostatic latent image are arbitrary. A reversal development method or a regular development method may be used. A one-component developer may be used.
３）転写手段５・１５は実施例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。 3) The transfer means 5 and 15 are not limited to the roller transfer of the embodiment, but may be a blade transfer, belt transfer, other contact transfer charging method, or a non-contact transfer charging method using a corona charger.
４）一次記録媒体（第１の被転写材）である中間転写体を用いずに、感光体のトナー像を二次記録媒体（第２の被転写材）である記録材Ｐに直接転写する画像形成装置であっても勿論よい。 4) The toner image on the photosensitive member is directly transferred to the recording material P, which is the secondary recording medium (second transfer material), without using the intermediate transfer body, which is the primary recording medium (first transfer material). Of course, it may be an image forming apparatus.
５）接触帯電部材３や現像装置４に印加するバイアスの交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された矩形波の電圧を含む。 5) As a waveform of the alternating voltage of the bias applied to the contact charging member 3 and the developing device 4, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like can be used as appropriate. The AC bias includes, for example, a rectangular wave voltage formed by periodically turning on and off a DC power supply.
１（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）・・画像形成部、２・・感光ドラム（像担持体）、３・・帯電ローラ、４・・現像装置、４ｄ・・トナーホッパー（トナー補給手段）、５・・一次転写ローラ、６・・帯電補助装置（帯電補助手段）、７・・露光装置、２００・・制御回路部、Ｐ・・記録材 1 (Y, M, C, Bk) ... Image forming unit 2 .... Photosensitive drum (image carrier) 3 .... Charging roller 4 .... Developing device 4d ... Toner hopper (toner replenishing means), 5 .... Primary transfer roller, 6 .... Charging auxiliary device (charging auxiliary means), 7 .... Exposure device, 200 ... Control circuit, P ... Recording material
Claims (4)
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、
前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、
前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、
画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、
前記感光体に形成される画像の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅であるときは、非画像領域における感光体の露光後の帯電電位と現像手段に印加する現像バイアスとのコントラストを画像領域における感光体の露光前の帯電電位と現像手段に印加する現像バイアスとのコントラストよりも小さくなるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A rotatable photoreceptor,
Charging means for charging the photoreceptor;
A developer including toner and abrasive particles having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner is developed, and the electrostatic image formed on the photoconductor is developed with the toner, and the toner adhering to the photoconductor is collected. Developing means;
Transfer means for transferring the toner image of the photoreceptor to a transfer material;
In the rotating direction of the photosensitive member, the toner contacts with the photosensitive member at the downstream side of the transfer unit and the upstream side of the charging unit, and the toner remaining on the photosensitive member without being transferred to the transfer material is collected by the developing unit. An auxiliary charging member that is electrically charged,
At the time of image formation, the toner remaining on the photoconductor without being transferred to the transfer material by the transfer unit is charged to the normal charging polarity, and is attached to the photoconductor on the auxiliary charging member that rubs the photoconductor. Applying means for applying a bias having the same polarity as the normal charging polarity of the toner to the auxiliary charging member so that abrasive particles adhere;
When the area width in the main scanning direction of the image formed on the photoconductor is smaller than the maximum image area width, the charging potential after exposure of the photoconductor in the non-image area and the developing bias applied to the developing means A control means for controlling the contrast between the charging potential before exposure of the photosensitive member in the image area and a developing bias applied to the developing means to be smaller than
An image forming apparatus comprising:
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
トナーと前記トナーの正規帯電極性と逆極性の研磨粒子を含む現像剤を備え、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像すると共に、前記感光体に付着しているトナーを回収する現像手段と、
前記感光体のトナー像を被転写材へ転写する転写手段と、
前記感光体の回転方向において、前記転写手段の下流側かつ前記帯電手段の上流側で感光体と接触し、被転写材に転写されずに感光体に残留したトナーを前記現像手段で回収されるように帯電する補助帯電部材と、
画像形成時に、前記転写手段により被転写材へと転写されずに感光体に残留したトナーを正規帯電極性に帯電すると共に、感光体を摺擦する前記補助帯電部材に感光体に付着している研磨粒子が付着するように、前記補助帯電部材にトナーの正規帯電極性と同極性のバイアスを印加する印加手段と、
前記感光体の主走査方向における領域幅が最大画像領域幅よりも小さい領域幅の画像を所定枚数分連続で形成した場合、非画像形成時に、前記感光体の主走査方向における非画像領域にトナー像を形成すると共に、非画像領域に形成したトナー像を前記被転写材へ転写させることなく前記補助帯電部材に至らせて通過させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A rotatable photoreceptor,
Charging means for charging the photoreceptor;
A developer including toner and abrasive particles having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner is developed, and the electrostatic image formed on the photoconductor is developed with the toner, and the toner adhering to the photoconductor is collected. Developing means;
Transfer means for transferring the toner image of the photoreceptor to a transfer material;
In the rotating direction of the photosensitive member, the toner contacts with the photosensitive member at the downstream side of the transfer unit and the upstream side of the charging unit, and the toner remaining on the photosensitive member without being transferred to the transfer material is collected by the developing unit. An auxiliary charging member that is electrically charged,
At the time of image formation, the toner remaining on the photoconductor without being transferred to the transfer material by the transfer unit is charged to the normal charging polarity, and is attached to the photoconductor on the auxiliary charging member that rubs the photoconductor. Applying means for applying a bias having the same polarity as the normal charging polarity of the toner to the auxiliary charging member so that abrasive particles adhere;
When a predetermined number of images having a region width smaller than the maximum image region width are continuously formed in the main scanning direction of the photoconductor, toner is applied to a non-image region in the main scanning direction of the photoconductor during non-image formation. Control means for forming an image and controlling the toner image formed in the non-image area to pass through the auxiliary charging member without being transferred to the transfer material;
An image forming apparatus comprising:
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