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JP2006220765A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2006220765A
JP2006220765A JP2005032161A JP2005032161A JP2006220765A JP 2006220765 A JP2006220765 A JP 2006220765A JP 2005032161 A JP2005032161 A JP 2005032161A JP 2005032161 A JP2005032161 A JP 2005032161A JP 2006220765 A JP2006220765 A JP 2006220765A
Authority
JP
Japan
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toner
charging
unit
image
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005032161A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Shinkawa
幸治 新川
Toru Sakuwa
徹 佐桑
Takashi Mukai
崇 向井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2005032161A priority Critical patent/JP2006220765A/en
Publication of JP2006220765A publication Critical patent/JP2006220765A/en
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Abstract


【課題】 帯電手段に付着するトナー、外添剤などの残留物、特に外添剤を効率良く除去して帯電手段の帯電能力低下を防止するとともに、帯電手段の長寿命化を実現するクリーニング装置を提供する。
【解決手段】 静電潜像を担持する感光体2と、感光体2を均一に帯電する帯電手段3と、感光体2に静電潜像を形成する露光手段4と、感光体2上に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、感光体2上に残留するトナーを回収する現像ローラ5bを備える現像手段5と、現像手段5によって形成された感光体2上のトナー像を記録材11上に転写する転写手段6とを含み、現像手段5および感光体2を用い、さらに帯電手段3に印加する電圧を変化させることによって、帯電手段3に付着する残留物を除去回収するクリーニング動作を実施する画像形成装置1が提供される。
【選択図】 図1

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively remove residues such as toner and external additives adhering to a charging means, particularly external additives, to prevent a charging ability of the charging means from being lowered and to achieve a long life of the charging means. I will provide a.
SOLUTION: A photosensitive member 2 that carries an electrostatic latent image, a charging unit 3 that uniformly charges the photosensitive member 2, an exposure unit 4 that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member 2, and a photosensitive member 2. A toner is supplied to the formed electrostatic latent image to form a toner image, and at the same time, a developing unit 5 including a developing roller 5 b that collects toner remaining on the photosensitive member 2, and a photosensitive member formed by the developing unit 5. 2 and the transfer means 6 for transferring the toner image on the recording material 11, using the developing means 5 and the photosensitive member 2, and further changing the voltage applied to the charging means 3 to adhere to the charging means 3. An image forming apparatus 1 that performs a cleaning operation for removing and collecting residues is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に、像担持体である感光体の周りに配置される帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段および除電手段を含んで構成される。帯電手段は、像担持体の表面を均一に帯電する。露光手段は、帯電された像担持体表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する。現像手段は、トナーを攪拌して摩擦帯電させ、該摩擦帯電させたトナーを像担持体表面に形成された静電潜像に付着させることによって可視像を形成する。転写手段は、トナーと逆極性の電荷を記録材に与えることによって可視像であるトナー像を記録材に転写させる。定着手段は、加熱、加圧などの手段によって転写されたトナー像を記録材上に定着する。クリーニング手段は、記録材に転写されずに像担持体表面に残ったトナーを回収する。除電手段は、トナー像転写後の像担持体を除電する。このように構成される電子写真方式を用いる画像形成装置によって、記録材上に所望の画像が形成される。   An image forming apparatus using an electrophotographic method is generally configured to include a charging unit, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, a fixing unit, a cleaning unit, and a charge eliminating unit arranged around a photoconductor as an image carrier. The The charging unit uniformly charges the surface of the image carrier. The exposure means exposes light according to image information to the charged image carrier surface to form an electrostatic latent image. The developing means stirs the toner and frictionally charges it, and forms the visible image by attaching the frictionally charged toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier. The transfer means transfers a toner image, which is a visible image, to the recording material by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner to the recording material. The fixing unit fixes the toner image transferred by means such as heating and pressing on the recording material. The cleaning unit collects toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the recording material. The neutralizing unit neutralizes the image carrier after the toner image is transferred. A desired image is formed on the recording material by the image forming apparatus using the electrophotographic system configured as described above.

また最近では、記録材に転写されずに像担持体表面に残留するトナーを、現像手段による静電潜像の可視像化と同時に回収するクリーナレス方式が知られている。クリーナレス方式を用いる画像形成装置は、像担持体表面のトナーを回収するクリーニング手段が不要となるので小型化を図ることができる。また、トナーを現像手段に回収することによってトナーを再利用することができ、廃トナーをなくすことができる。   Recently, a cleanerless system is known in which toner remaining on the surface of an image carrier without being transferred to a recording material is collected simultaneously with the visualization of an electrostatic latent image by a developing unit. The image forming apparatus using the cleanerless system can be miniaturized because a cleaning unit that collects toner on the surface of the image carrier is unnecessary. Further, by collecting the toner in the developing means, the toner can be reused and waste toner can be eliminated.

ところで、電子写真方式によって画像形成を行う場合、トナーは、長期使用しても初期使用段階と変わらない安定な帯電量を得られることが画像の安定性および信頼性の面から望ましい。トナーの帯電量は、現像手段で攪拌されることによって生じる摩擦によって決定される。またトナーは、長期使用によって粒径分布に変化が生じることがある。粒径分布に変化が生じると、トナーの流動性および摩擦状態も変化し、トナーの帯電量が初期使用段階と長期使用後とで大きく変化する。このようにトナーの帯電量が変化してしまうと、長期に渡って安定した画像を得ることが困難となる。   By the way, when image formation is performed by electrophotography, it is desirable from the viewpoint of image stability and reliability that the toner can obtain a stable charge amount that is the same as the initial use stage even when used for a long time. The charge amount of the toner is determined by friction generated by stirring with the developing unit. In addition, the particle size distribution of toner may change with long-term use. When the particle size distribution changes, the fluidity and frictional state of the toner also change, and the charge amount of the toner changes greatly between the initial use stage and after long-term use. When the charge amount of the toner changes in this way, it becomes difficult to obtain a stable image over a long period of time.

そこでトナーには、従来、流動性および帯電安定性を向上させる目的で、たとえば、シリカ、酸化チタンなどの外添剤がトナー粒子に添加される。このような外添剤がトナー粒子に添加されることによって、粒径分布が変化してもトナーの流動性が変化せず、長期使用後も安定してトナーを帯電させることができる。   Therefore, conventionally, an external additive such as silica or titanium oxide is added to the toner particles for the purpose of improving fluidity and charging stability. By adding such an external additive to the toner particles, the fluidity of the toner does not change even if the particle size distribution changes, and the toner can be stably charged even after long-term use.

しかしながらこのような外添剤を含むトナーを用いると、帯電ローラなどの像担持体に直接接触させて用いられる帯電手段にトナーおよび外添剤が残留物として付着するという問題が発生する。帯電手段にこのような汚れが付着すると、帯電手段の帯電能力が低下して像担持体を均一に帯電させることができず、形成画像の画質が低下する。   However, when such a toner containing an external additive is used, there arises a problem that the toner and the external additive adhere as a residue to a charging unit used in direct contact with an image carrier such as a charging roller. If such dirt is attached to the charging means, the charging ability of the charging means is reduced, and the image carrier cannot be uniformly charged, and the image quality of the formed image is lowered.

このような問題を解決する手段として、接触方式の帯電手段の残留物を除去するクリーニング手段が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に開示のクリーニング手段では、帯電手段にクリーニングブラシを当接させることによって、帯電手段の残留物を除去することができるとされる。   As means for solving such a problem, a cleaning means for removing the residue of the contact-type charging means has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the cleaning unit disclosed in Patent Document 1, it is assumed that the residue of the charging unit can be removed by bringing a cleaning brush into contact with the charging unit.

このようなクリーニング手段を用いると、帯電手段に付着した付着物のうち、粒径が数μmのトナー粒子については除去することができる。しかしながら、トナーに含まれるシリカ、酸化チタンなどの外添剤は、粒径が約10nmと小さく、また外添剤が単独で付着する場合の付着力は、トナーと一緒に付着する場合の付着力よりも大きくなり、一度付着すると除去しにくいという性質を持つ。特許文献1に開示のクリーニング手段では、帯電手段に付着するトナー粒子を除去することはできるけれども、トナーに含まれる外添剤を除去することは非常に困難である。   When such a cleaning unit is used, toner particles having a particle size of several μm among the deposits attached to the charging unit can be removed. However, the external additives such as silica and titanium oxide contained in the toner have a particle size as small as about 10 nm, and the adhesive force when the external additive is attached alone is the adhesive force when the toner is attached together with the toner. It has a property that it is larger than the size and difficult to remove once attached. The cleaning unit disclosed in Patent Document 1 can remove the toner particles adhering to the charging unit, but it is very difficult to remove the external additive contained in the toner.

そこで、このような粒径が小さく除去しにくい外添剤を除去することができるとされる画像形成装置が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に開示の画像形成装置では、現像剤としてトナー中の外添剤の含有量が少ないものを用い、スポンジ状のクリーニング部材を帯電手段に当接させることによって、外添剤を除去する構成を採る。   In view of this, an image forming apparatus that can remove such an external additive that has a small particle size and is difficult to remove has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2, a developer having a low content of external additive in the toner is used, and the external additive is removed by bringing a sponge-like cleaning member into contact with the charging unit. Take the configuration.

しかしながら、特許文献2に開示の画像形成装置では、外添剤の含有量を少なくすることによって帯電手段への外添剤の付着量を少なくしているに過ぎず、一度外添剤などの残留物が帯電手段に付着してしまうと、スポンジ状のクリーニング部材を用いても粒径の小さいシリカ、酸化チタンなどの外添剤を除去することは困難である。またこのような帯電手段にクリーニング手段を当接させて付着物を削り取る方法では、帯電手段表面が磨耗したり、傷が発生したりすることによって、帯電手段の寿命が短くなるという恐れがある。   However, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2, the amount of the external additive attached to the charging means is reduced by reducing the content of the external additive, and once the external additive remains. If an object adheres to the charging means, it is difficult to remove external additives such as silica and titanium oxide having a small particle diameter even if a sponge-like cleaning member is used. Further, in such a method in which the cleaning unit is brought into contact with the charging unit to scrape off the adhered matter, the surface of the charging unit may be worn out or scratched, so that the life of the charging unit may be shortened.

特開2002−108069号公報JP 2002-108069 A 特開2002−169327号公報JP 2002-169327 A

本発明の目的は、帯電手段に付着するトナー、外添剤などの残留物、特に外添剤を効率良く除去して帯電手段の帯電能力低下を防止するとともに、帯電手段の長寿命化を実現するクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。   The purpose of the present invention is to efficiently remove the toner, external additives and other residues adhering to the charging means, in particular, external additives to prevent the charging ability of the charging means from being lowered, and to extend the life of the charging means. A cleaning device and an image forming apparatus are provided.

本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、該像担持体上に残留するトナーを回収する現像剤担持体を備える現像手段と、該現像手段によって形成された該像担持体上のトナー像を被転写材上に転写する転写手段とを含む画像形成装置において、
現像手段および像担持体を用いて帯電手段に付着する残留物を回収するクリーニング動作を実施することを特徴とする画像形成装置である。
The present invention relates to an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging unit that uniformly charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, and the image carrier. A toner is supplied to an electrostatic latent image formed on the body to form a toner image, and at the same time, a developing means having a developer carrier for collecting the toner remaining on the image carrier, and the developing means An image forming apparatus including a transfer unit that transfers the toner image on the image carrier onto the transfer material.
An image forming apparatus characterized in that a cleaning operation for collecting a residue adhering to a charging unit is performed using a developing unit and an image carrier.

また本発明は、前記帯電手段に付着する残留物は、
外添剤としてトナーに混合されるシリカまたは酸化チタンであることを特徴とする。
In the present invention, the residue adhering to the charging means is
It is characterized by being silica or titanium oxide mixed with the toner as an external additive.

また本発明は、現像手段は、
現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を含み、
クリーニング動作は、
現像手段の現像槽内のトナーを像担持体に付着させ、像担持体の回転により帯電手段上の残留物を像担持体に付着するトナーに付着させて、残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする。
In the present invention, the developing means includes
A developing bias applying means for applying a developing bias to the developing means;
The cleaning operation
The toner in the developing tank of the developing means is attached to the image carrier, and the residue on the charging means is attached to the toner attached to the image carrier by rotation of the image carrier, and the residue is collected on the image carrier. It is implemented by doing.

また本発明は、帯電手段は、
帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、
クリーニング動作は、
現像手段から像担持体に供給したトナーを帯電手段と像担持体との接触によって像担持体から帯電手段に移行させ、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値も絶対値の小さい電圧を帯電手段に印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする。
In the present invention, the charging means is
Charging voltage application means for applying a voltage to the charging means,
The cleaning operation
The toner supplied from the developing unit to the image carrier is transferred from the image carrier to the charging unit by contact between the charging unit and the image carrier, and after the residue on the charging unit is adhered to the toner, the charging unit Applying a voltage having a small absolute value of the discharge starting voltage for charging the body to the charging means, and transferring the toner adhering to the residue from the charging means to the image carrier, the residue on the image carrier It is characterized by being carried out by collecting.

また本発明は、帯電手段は、
帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、
クリーニング動作は、
トナーと逆極性の電圧を印加してトナーを像担持体から帯電手段に移行させて、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、トナーと同極性の電圧を印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする。
In the present invention, the charging means is
Charging voltage application means for applying a voltage to the charging means,
The cleaning operation
A voltage having the opposite polarity to the toner is applied to transfer the toner from the image carrier to the charging unit, and the residue on the charging unit is attached to the toner. The present invention is characterized in that it is carried out by collecting the residual toner on the image carrier by transferring the adhering toner from the charging means to the image carrier.

また本発明は、残留物を回収するために帯電手段に印加する電圧の絶対値は、
帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする。
In the present invention, the absolute value of the voltage applied to the charging means to recover the residue is
The charging means is smaller than the absolute value of the discharge starting voltage for charging the image carrier.

また本発明は、転写手段は、
転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段を含み、
残留物を像担持体に回収させるとき、転写手段にはトナーと同極性の電圧が印加されることを特徴とする。
In the present invention, the transfer means includes
Including a transfer voltage applying means for applying a voltage to the transfer means,
When the residue is collected on the image carrier, a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer means.

また本発明は、クリーニング動作は、
画像形成動作終了後の画像形成時以外のタイミングで行われることを特徴とする。
In the present invention, the cleaning operation
It is performed at a timing other than the time of image formation after completion of the image forming operation.

また本発明は、画像形成装置における転写材に印字した枚数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、
印字枚数検知手段による検知結果を格納する印字枚数記憶手段とを含み、
印字枚数記憶手段に格納される印字枚数の検知結果に応じて、クリーニング動作が行われることを特徴とする。
The present invention also provides a print number detecting means for detecting the number of printed sheets, which is the number of printed sheets on a transfer material in the image forming apparatus,
A print number storage means for storing a detection result by the print number detection means,
A cleaning operation is performed in accordance with the detection result of the number of printed sheets stored in the number-of-printed-sheet storage means.

本発明によれば、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、該像担持体上に残留するトナーを回収する現像剤担持体を備える現像手段と、該現像手段によって形成された該像担持体上のトナー像を被転写材上に転写する転写手段とを含む画像形成装置において、現像手段および像担持体を用いて帯電手段に付着する残留物を回収するクリーニング動作を実施する画像形成装置が提供される。この画像形成装置によれば、帯電手段に付着するトナー、外添剤などの残留物を除去することができるので、帯電手段の帯電能力低下を防止するとともに、帯電手段の長寿命化を実現することができる。   According to the present invention, an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging unit that uniformly charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, A developing means comprising a developer carrier for supplying toner to an electrostatic latent image formed on the image carrier to form a toner image and simultaneously collecting the toner remaining on the image carrier, and the developing means In the image forming apparatus including a transfer unit that transfers the toner image formed on the image carrier onto the transfer material, cleaning that collects the residue attached to the charging unit using the developing unit and the image carrier An image forming apparatus that performs the operation is provided. According to this image forming apparatus, residues such as toner and external additives adhering to the charging unit can be removed, so that the charging unit can be prevented from being deteriorated and the life of the charging unit can be extended. be able to.

また本発明によれば、帯電手段に付着する残留物は、外添剤としてトナーに混合されるシリカまたは酸化チタンである。本発明の画像形成装置によれば、クリーニング手段によって、このような帯電手段に付着すると除去しにくい外添剤のような残留物についても好適に除去することができる。   According to the present invention, the residue adhering to the charging means is silica or titanium oxide mixed with the toner as an external additive. According to the image forming apparatus of the present invention, residues such as external additives that are difficult to remove when attached to such charging means can be suitably removed by the cleaning means.

また本発明によれば、現像手段は、現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を含み、クリーニング動作が、現像手段の現像槽内のトナーを像担持体に付着させ、像担持体の回転により帯電手段上の残留物を像担持体に付着するトナーに付着させて、残留物を像担持体上に回収することにより実施される。このような画像形成装置は、まず、現像バイアス印加手段からの現像バイアスの印加によって強制的に像担持体表面にトナーを付着させ、像担持体の回転によって帯電手段側にトナーを搬送する。搬送されるトナーは、帯電手段表面に付着し、該付着したトナー粒子のくぼみに入り込むように、帯電手段表面に付着していた外添剤などの残留物が付着する。このようにして残留物をトナー粒子に付着させた後、帯電手段表面に付着するトナーを残留物とともに像担持体に付着させて帯電手段から除去する。このようにして帯電手段のクリーニング動作が行われると、帯電手段表面の磨耗、傷の発生などの部材劣化を生じることがなく、帯電手段の長寿命化を図ることができる。   According to the invention, the developing means includes a developing bias applying means for applying a developing bias to the developing means, and the cleaning operation causes the toner in the developing tank of the developing means to adhere to the image carrier, The rotation is carried out by attaching the residue on the charging means to the toner adhering to the image carrier by rotation and collecting the residue on the image carrier. In such an image forming apparatus, first, toner is forcibly adhered to the surface of the image carrier by application of a development bias from the development bias application unit, and the toner is conveyed to the charging unit side by rotation of the image carrier. The toner to be transported adheres to the surface of the charging means, and residues such as external additives attached to the surface of the charging means adhere so as to enter the dents of the toner particles attached. After the residue is attached to the toner particles in this way, the toner attached to the surface of the charging unit is attached to the image carrier together with the residue and removed from the charging unit. When the cleaning operation of the charging unit is performed in this way, the charging unit surface is not deteriorated and the member is not deteriorated such as generation of scratches, and the life of the charging unit can be extended.

また本発明によれば、帯電手段は、帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、クリーニング動作が、現像手段から像担持体に供給したトナーを帯電手段と像担持体との接触によって像担持体から帯電手段に移行させ、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧を帯電手段に印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施される。このように、帯電手段に印加する電圧を、像担持体を帯電させるときに印加する放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧と、放電開始電圧の絶対値よりも小さい電圧とで切換えることによってクリーニング動作を行うことができるので、クリーニング手段を特別に設ける必要が生じない。   According to the invention, the charging means includes a charging voltage applying means for applying a voltage to the charging means, and the cleaning operation is performed by contacting the toner supplied from the developing means to the image carrier with the charging means and the image carrier. After transferring from the image carrier to the charging unit and attaching the residue on the charging unit to the toner, the charging unit charges a voltage whose absolute value is smaller than the absolute value of the discharge start voltage for charging the image carrier. It is carried out by collecting the residue on the image carrier by transferring the toner to which the residue adheres to the image carrier from the charging means to the image carrier. In this way, cleaning is performed by switching the voltage applied to the charging means between a voltage larger than the absolute value of the discharge start voltage applied when charging the image carrier and a voltage smaller than the absolute value of the discharge start voltage. Since the operation can be performed, it is not necessary to provide a special cleaning means.

また本発明によれば、帯電手段は、帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、クリーニング動作が、トナーと逆極性の電圧を印加してトナーを像担持体から帯電手段に移行させて、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、トナーと同極性の電圧を印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施される。このように、帯電手段に印加する電圧を、像担持体を帯電させるときに印加するトナーと同極性の電圧と、トナーと逆極性の電圧とで切換えることによってクリーニング動作を行うことができるので、クリーニング手段を特別に設ける必要が生じない。   According to the invention, the charging unit includes a charging voltage applying unit that applies a voltage to the charging unit, and the cleaning operation applies a voltage having a polarity opposite to that of the toner to transfer the toner from the image carrier to the charging unit. Then, after the residue on the charging unit is attached to the toner, the toner is transferred from the charging unit to the image carrier by applying a voltage having the same polarity as the toner to transfer the residue to the image carrier. It is carried out by collecting on the top. Thus, the cleaning operation can be performed by switching the voltage applied to the charging means between the voltage having the same polarity as the toner applied when charging the image carrier and the voltage having the opposite polarity to the toner. There is no need to provide special cleaning means.

また本発明によれば、残留物を回収するために帯電手段に印加する電圧の絶対値は、帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも小さい。反転現像方式においては、帯電手段による像担持体の帯電は、トナーと同極性の電圧が印加されることによって行われる。前述のようにして帯電手段のクリーニングを行う場合、トナーとともに残留物を像担持体に付着させて帯電手段から除去する際に、トナーと同極性の電圧であって、帯電手段による像担持体への放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の大きい電圧を帯電手段に印加すると、像担持体が帯電されてしまい、表面電位がトナーと同極性となることによってトナーが像担持体に付着しない恐れがある。帯電手段に、放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧を印加すると、像担持体が帯電されず、像担持体の表面電位は露光された状態からほとんど変化しない。したがって、帯電手段と像担持体との表面電位の差を大きくし、確実にトナーを像担持体表面に付着させることができるので、充分に帯電手段からトナーの外添剤などの残留物を除去することができる。   Further, according to the present invention, the absolute value of the voltage applied to the charging unit to collect the residue is smaller than the absolute value of the discharge start voltage for the charging unit to charge the image carrier. In the reversal development method, the charging of the image carrier by the charging unit is performed by applying a voltage having the same polarity as the toner. When the charging unit is cleaned as described above, when the residue together with the toner adheres to the image carrier and is removed from the charging unit, the voltage has the same polarity as that of the toner and is applied to the image carrier by the charging unit. When a voltage having an absolute value larger than the absolute value of the discharge start voltage is applied to the charging means, the image carrier is charged and the surface potential is the same as that of the toner, so that the toner may not adhere to the image carrier. There is. When a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the discharge start voltage is applied to the charging means, the image carrier is not charged and the surface potential of the image carrier hardly changes from the exposed state. Therefore, the difference in surface potential between the charging means and the image carrier can be increased, and the toner can be surely adhered to the surface of the image carrier, so that residues such as toner external additives are sufficiently removed from the charging means. can do.

また本発明によれば、転写手段は、転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段を含み、残留物を像担持体に回収させるとき、転写手段にはトナーと同極性の電圧が印加される。このように、転写手段に印加する電圧を、トナー像を転写するときに印加するトナーと逆極性の電圧と、トナーと同極性の電圧とで切換えることによって転写手段へのトナーの付着を防止することができ、帯電手段まで確実にトナーを搬送し、帯電手段のクリーニングを好適に行うことができる。   According to the invention, the transfer means includes a transfer voltage applying means for applying a voltage to the transfer means, and when the residue is collected on the image carrier, a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer means. . In this manner, the toner applied to the transfer unit is prevented by switching the voltage applied to the transfer unit between the voltage having the opposite polarity to the toner applied when the toner image is transferred and the voltage having the same polarity as the toner. Therefore, the toner can be reliably conveyed to the charging unit and the charging unit can be suitably cleaned.

また本発明によれば、クリーニング動作は、画像形成動作終了後の画像形成時以外のタイミングで行われることを特徴とする。このようにクリーニング動作が画像形成動作終了後の画像形成時以外のタイミングで行われると、次回の画像形成時に良好な画像を得ることができる。   According to the invention, the cleaning operation is performed at a timing other than the time of image formation after the end of the image formation operation. As described above, when the cleaning operation is performed at a timing other than the time of image formation after the end of the image forming operation, a good image can be obtained at the next image formation.

また本発明によれば、画像形成装置における転写材に印字した枚数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、印字枚数検知手段による検知結果を格納する印字枚数記憶手段とを含み、印字枚数記憶手段に格納される印字枚数の検知結果に応じて、クリーニング動作が行われるので、印字枚数が多くなり、帯電手段の帯電性能が低下して画質が悪くなる前に、帯電手段のクリーニングを行うことができる。   According to the invention, the number of printed sheets includes a number of printed sheets detecting means for detecting the number of printed sheets, which is the number of sheets printed on the transfer material in the image forming apparatus, and a number of printed sheets storing means for storing a detection result by the number of printed sheet detecting means. Since the cleaning operation is performed according to the detection result of the number of printed sheets stored in the storage unit, the charging unit is cleaned before the number of printed sheets is increased and the charging performance of the charging unit is deteriorated to deteriorate the image quality. be able to.

図1は本発明の実施の第1形態である画像形成装置1の構成を簡略化して示す断面図であり、図2は図1に示す画像形成装置1の要部拡大図であり、図3は図1に示す画像形成装置1の外観斜視図である。画像形成装置1は、像担持体である感光体2と、帯電手段3と、潜像形成手段である露光手段4と、現像手段5と、転写手段6と、定着手段7と、除電手段8とを含んで構成される。本実施形態の画像形成装置1は、現像手段5および感光体2を用いて帯電手段3のクリーニング動作を行うことを特徴とする。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of the image forming apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the image forming apparatus 1 shown in FIG. FIG. 2 is an external perspective view of the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1. The image forming apparatus 1 includes a photoconductor 2 as an image carrier, a charging unit 3, an exposure unit 4 as a latent image forming unit, a developing unit 5, a transfer unit 6, a fixing unit 7, and a charge removing unit 8. It is comprised including. The image forming apparatus 1 of the present embodiment is characterized in that the charging unit 3 is cleaned using the developing unit 5 and the photoreceptor 2.

本実施形態の画像形成装置1は、負帯電トナーを用い、反転現像方式によって画像形成を行う。また本実施形態の画像形成装置1は、感光体2の表面に残留するトナーを除去する感光体クリーニング手段を設けないクリーナレスの電子写真方式の画像形成装置である。なお本発明において、帯電手段3表面に付着するトナーおよびトナーに混合される外添剤などの残留物、特に外添剤を除去することを帯電手段3のクリーニングと呼ぶ。   The image forming apparatus 1 according to the present embodiment forms an image by a reversal development method using negatively charged toner. The image forming apparatus 1 of the present embodiment is a cleanerless electrophotographic image forming apparatus that does not include a photosensitive member cleaning unit that removes toner remaining on the surface of the photosensitive member 2. In the present invention, the removal of the toner adhering to the surface of the charging unit 3 and the residue such as the external additive mixed with the toner, particularly the external additive, is called cleaning of the charging unit 3.

感光体2は、静電潜像を担持する像担持体であり、図示しない駆動手段により、軸線まわりに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。感光体2には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、直径30mmの感光体ドラムが用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを1つの層に含むものであってもよい。   The photosensitive member 2 is an image carrier that carries an electrostatic latent image, and is supported by a driving unit (not shown) so as to be rotatable around an axis, and is provided on a cylindrical conductive substrate (not shown) and the surface of the conductive substrate. And a photosensitive layer to be formed. As the photoconductor 2, those commonly used in this field can be used. For example, a photoconductor having a diameter of 30 mm including an aluminum base tube which is a conductive substrate and an organic photosensitive layer formed on the surface of the aluminum base tube. A drum is used. The organic photosensitive layer is formed by laminating a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material. The organic photosensitive layer may include a charge generation material and a charge transport material in one layer.

帯電手段3は、感光体2の表面を所定の極性の電位に均一に帯電させる。帯電手段3は、帯電ローラであるけれども、帯電ローラに代えて帯電ブラシなどの接触方式の帯電手段を用いることもできる。帯電手段3は、帯電手段3を回転駆動可能に支持する金属シャフト3aと、金属シャフト3aの周囲を覆う芯金3bと、芯金3bの周囲を覆う抵抗層3cとを含んで構成される。帯電手段3は、感光体2と当接してニップNを形成し、このニップNから感光体2を帯電する。   The charging unit 3 uniformly charges the surface of the photoreceptor 2 to a potential having a predetermined polarity. Although the charging unit 3 is a charging roller, a contact charging unit such as a charging brush may be used instead of the charging roller. The charging unit 3 includes a metal shaft 3a that supports the charging unit 3 so as to be rotationally driven, a cored bar 3b that covers the periphery of the metal shaft 3a, and a resistance layer 3c that covers the periphery of the cored bar 3b. The charging unit 3 contacts the photoreceptor 2 to form a nip N, and the photoreceptor 2 is charged from the nip N.

帯電手段3は、帯電手段3にトナーと同極性の電圧を印加する帯電電圧印加手段9が電気的に接続される。帯電電圧印加手段9は、不図示のCPUに備わる制御手段によって制御され、通常の画像形成時においては、帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも大きい電圧、たとえば、−1.3kVの電圧を帯電手段3に印加して、感光体2表面を−650Vに帯電する。また、帯電手段3のクリーニング動作を行うときは、帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧、たとえば−550Vの電圧を帯電手段3に印加する。   The charging unit 3 is electrically connected to a charging voltage applying unit 9 that applies a voltage having the same polarity as the toner to the charging unit 3. The charging voltage application unit 9 is controlled by a control unit provided in a CPU (not shown). During normal image formation, the charging unit 3 is a voltage larger than the absolute value of the discharge start voltage for charging the photoreceptor 2. For example, a voltage of −1.3 kV is applied to the charging unit 3 to charge the surface of the photoreceptor 2 to −650V. Further, when performing the cleaning operation of the charging unit 3, a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the discharge starting voltage for the charging unit 3 to charge the photoconductor 2, for example, a voltage of −550 V is applied to the charging unit 3. To do.

ここで、帯電電圧印加手段9から帯電手段3へ印加される電圧の絶対値がある電圧の絶対値よりも小さいと、感光体2表面への帯電は行われない。帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧とは、このような感光体2表面への帯電が開始されるときに帯電手段3に印加されている電圧のことである。   Here, if the absolute value of the voltage applied from the charging voltage applying means 9 to the charging means 3 is smaller than the absolute value of the voltage, the surface of the photoconductor 2 is not charged. The discharge start voltage for charging the photosensitive member 2 by the charging unit 3 is a voltage applied to the charging unit 3 when the charging of the surface of the photosensitive member 2 is started.

露光手段4は、感光体2に静電潜像を形成する潜像形成手段であり、帯電された感光体2表面に画像情報に対応するレーザ光を照射して静電潜像を形成する。本実施形態の画像形成装置1では反転現像方式によって画像形成を行うので、露光手段4は、画像を形成する部分(トナーを付着させ、現像する部分)にレーザ光を照射する。レーザ光の光源には、半導体レーザなどが用いられる。   The exposure unit 4 is a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member 2 and forms an electrostatic latent image by irradiating the charged surface of the photosensitive member 2 with laser light corresponding to image information. Since the image forming apparatus 1 according to this embodiment forms an image by the reversal development method, the exposure unit 4 irradiates a portion where an image is formed (a portion where toner is attached and developed) with laser light. A semiconductor laser or the like is used as a laser light source.

現像手段5は、トナーを収容するトナー収容容器5aと、感光体2を臨んで回転軸5cによって回転自在に設けられる現像ローラ5bと、現像ローラ5bの回転軸5cに電気的に接続され、現像ローラ5bに現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段10とを含んで構成される。現像手段5は、前述の不図示の制御手段によって制御される。   The developing means 5 is electrically connected to a toner storage container 5a for storing toner, a developing roller 5b that faces the photosensitive member 2 and is rotatably provided by a rotating shaft 5c, and a rotating shaft 5c of the developing roller 5b. And a developing bias applying means 10 for applying a developing bias to the roller 5b. The developing means 5 is controlled by the control means (not shown).

トナー収容容器5aは、たとえば硬質の合成樹脂などからなるトナーを収容する容器である。トナー収容容器5aは感光体2を臨んで開口部を有し、その開口部から外方に向けて一部が露出する状態で感光体2に対向し、わずかに離間するように現像ローラ5bが設けられる。また、トナー収容容器5a内には、図示しないトナー攪拌ローラが設けられ、該トナー攪拌ローラの攪拌によってトナーが摩擦帯電され現像ローラ5bに供給される。   The toner storage container 5a is a container for storing toner made of, for example, hard synthetic resin. The toner container 5a has an opening facing the photoreceptor 2, and the developing roller 5b faces the photoreceptor 2 in a state where a part of the toner container 5a is exposed outwardly from the opening, and the developing roller 5b is slightly separated. Provided. A toner stirring roller (not shown) is provided in the toner container 5a, and the toner is frictionally charged by the stirring of the toner stirring roller and supplied to the developing roller 5b.

現像ローラ5bは、感光体2上に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、感光体2上に残留するトナーを回収する現像剤担持体であり、たとえば外径25mmの円柱状部材である。現像ローラ5bは、回転軸5cを介してトナー収容容器5aに回転自在に支持され、図示しないモータにより回転駆動される。   The developing roller 5b is a developer carrying member that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 2 to form a toner image, and at the same time collects toner remaining on the photoreceptor 2; A cylindrical member having a diameter of 25 mm. The developing roller 5b is rotatably supported by the toner storage container 5a via the rotation shaft 5c and is driven to rotate by a motor (not shown).

感光体2と現像ローラ5bとが離間して設けられる非接触現像方式では、現像ローラ5b上に供給される帯電トナーを感光体表面へ電界力で飛翔着座させることによって感光体2表面にトナーを供給してトナー像を形成する。   In the non-contact development method in which the photosensitive member 2 and the developing roller 5b are provided apart from each other, the toner is applied to the surface of the photosensitive member 2 by causing the charged toner supplied on the developing roller 5b to fly and sit on the surface of the photosensitive member with electric field force. Supply a toner image.

現像手段5に含まれる現像バイアス印加手段10は、不図示の制御手段によって制御され、画像形成時において、現像バイアス印加手段10は、現像ローラ5bに予め定められるトナーと同極性の現像バイアス、たとえば−400Vのバイアスを印加する。   The developing bias applying means 10 included in the developing means 5 is controlled by a control means (not shown). At the time of image formation, the developing bias applying means 10 has a developing bias having the same polarity as the toner predetermined for the developing roller 5b, for example, Apply a bias of -400V.

転写手段6は、現像手段5によって形成された感光体2上のトナー像を、紙などの被転写材である記録材11上に転写する。転写手段6は、本実施形態ではローラ状に形成され、感光体2に当接しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。また転写手段6は、記録材11の感光体2との当接面の反対側の表面から感光体2に対して記録材11を押圧し、感光体2と記録材11とを圧接した状態で設けられる。転写手段6は、転写手段6に電圧を印加する転写電圧印加手段12を備える。   The transfer unit 6 transfers the toner image formed on the photoreceptor 2 formed by the developing unit 5 onto a recording material 11 that is a transfer material such as paper. In the present embodiment, the transfer means 6 is formed in a roller shape, is in contact with the photosensitive member 2 and is provided so as to be rotatable around its axis. The transfer unit 6 presses the recording material 11 against the photosensitive member 2 from the surface opposite to the contact surface of the recording material 11 with the photosensitive member 2, and presses the photosensitive member 2 and the recording material 11 in pressure contact. Provided. The transfer unit 6 includes a transfer voltage application unit 12 that applies a voltage to the transfer unit 6.

転写電圧印加手段12は、トナーと同極性または逆極性の電圧を転写手段6に印加する電源である。転写手段6にいずれのバイアスを印加するかは、転写電圧印加手段12が備える転写電圧切換手段13によって選択される。転写電圧印加手段12は、画像形成時においては、転写手段6にトナーと逆極性の電圧、たとえば+3kVの電圧を印加して、不図示の記録材搬送手段によって、露光手段4の露光に同期して、転写手段6に供給される記録材11を、トナーと逆極性に帯電させ、感光体2表面に形成されたトナー像を記録材11上に転写する。一方、クリーニング動作時においては、トナーと同極性の電圧、たとえば、−0.5〜−2kVの電圧を転写手段6に印加する。   The transfer voltage applying unit 12 is a power source that applies a voltage having the same or opposite polarity to the toner to the transfer unit 6. Which bias is applied to the transfer unit 6 is selected by a transfer voltage switching unit 13 included in the transfer voltage application unit 12. At the time of image formation, the transfer voltage applying unit 12 applies a voltage having a polarity opposite to that of the toner, for example, +3 kV, to the transfer unit 6 and synchronizes with the exposure of the exposure unit 4 by a recording material transport unit (not shown). Thus, the recording material 11 supplied to the transfer means 6 is charged with a polarity opposite to that of the toner, and the toner image formed on the surface of the photoreceptor 2 is transferred onto the recording material 11. On the other hand, during the cleaning operation, a voltage having the same polarity as the toner, for example, a voltage of −0.5 to −2 kV is applied to the transfer unit 6.

なお転写手段6は、上記のような転写ローラを用いる構成に限定されることなく、たとえば、転写ローラに代えて、ベルト状に形成される転写ベルトを備える構成であってもよい。また転写手段6は、直接記録材11にトナー像を転写する接触転写方式を用いる転写手段に限定されることなく、転写ベルトにトナー像を転写し、該トナー像が転写された転写ベルト上のトナー像を記録材に転写するなどの中間転写方式を用いる転写手段であってもよい。   The transfer unit 6 is not limited to the configuration using the transfer roller as described above. For example, the transfer unit 6 may include a transfer belt formed in a belt shape instead of the transfer roller. The transfer unit 6 is not limited to a transfer unit that uses a contact transfer system that directly transfers the toner image to the recording material 11. The transfer unit 6 transfers the toner image to the transfer belt, and the toner image is transferred onto the transfer belt. It may be a transfer means using an intermediate transfer method such as transferring a toner image to a recording material.

定着手段7は、加熱ローラ14および加圧ローラ15を含んで構成される熱圧着方式の定着手段である。加熱ローラ14は、不図示の加熱手段を備え、所定の温度に加熱される。本実施形態においては、加熱ローラ14は、記録材11のトナー像が転写された面に接触するように設けられる。定着手段7は、転写手段6によってトナー像が転写され不図示の記録材搬送手段によって搬送される記録材11を順次受け取り、加熱ローラ14と加圧ローラ15との当接部を通過させ、加熱ローラ14および加圧ローラ15によって加熱および加圧してトナー像を記録材11に定着される。記録材11は、加熱ローラ14および加圧ローラ15に狭持され、加熱ローラ14および加圧ローラ15の回転によって搬送される。   The fixing unit 7 is a thermocompression fixing unit including a heating roller 14 and a pressure roller 15. The heating roller 14 includes heating means (not shown) and is heated to a predetermined temperature. In the present embodiment, the heating roller 14 is provided so as to contact the surface of the recording material 11 on which the toner image is transferred. The fixing unit 7 sequentially receives the recording material 11 onto which the toner image is transferred by the transfer unit 6 and is conveyed by a recording material conveying unit (not shown), passes through the contact portion between the heating roller 14 and the pressure roller 15, and is heated. The toner image is fixed on the recording material 11 by heating and pressing with the roller 14 and the pressure roller 15. The recording material 11 is held between the heating roller 14 and the pressure roller 15 and is conveyed by the rotation of the heating roller 14 and the pressure roller 15.

なお定着手段7は、上記のような加熱ローラ14および加圧ローラ15を備えるものに限定されることなく、たとえば、ベルト状の加熱部材および加圧部材を備える構成であってもよい。   The fixing unit 7 is not limited to the one having the heating roller 14 and the pressure roller 15 as described above, and may have a configuration including, for example, a belt-shaped heating member and a pressure member.

除電手段8は、除電ランプなどによって構成され、記録材11へのトナー像転写後の感光体2表面の電荷を除去する。   The neutralization unit 8 is configured by a neutralization lamp or the like, and removes the charge on the surface of the photoreceptor 2 after the toner image is transferred to the recording material 11.

以下本実施形態の画像形成装置1の画像形成動作について説明する。画像形成装置1は、前述のように負帯電トナーを用い、反転現像方式によって画像形成を行う。また、本実施形態の画像形成装置1は、前述のように現像手段5によって感光体2表面の残留トナーを回収し、感光体をクリーニングするためのクリーニング手段を備えないクリーナレス方式を採用している。   Hereinafter, an image forming operation of the image forming apparatus 1 of the present embodiment will be described. As described above, the image forming apparatus 1 uses negatively charged toner and forms an image by a reversal development method. Further, as described above, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment employs a cleanerless system in which the developing unit 5 collects residual toner on the surface of the photoconductor 2 and does not include a cleaning unit for cleaning the photoconductor. Yes.

図4Aおよび図4Bは、クリーナレス方式を用いる画像形成装置1に備えられる感光体2の表面電位の変化およびトナーの動きを説明する図である。なお、Vr、VbおよびVはそれぞれ感光体2表面の残留電位、画像形成時の現像バイアスの値および帯電手段3により帯電される感光体2の表面電位を示す。 4A and 4B are diagrams for explaining the change in the surface potential of the photoreceptor 2 and the movement of the toner provided in the image forming apparatus 1 using the cleanerless system. Incidentally, shown Vr, residual potential Vb and V 0 are respectively the surface of the photoreceptor 2, the surface potential of the photosensitive member 2 is charged by the values and the charging means 3 of the developing bias at the time of image formation.

図4A(a)は、除電工程を示す図である。除電工程では、転写後の感光体2表面を除電手段8によって除電して、感光体2表面の電位を均一化する。均一化されるときの感光体2表面の電位は残留電位Vrとなる。このとき、感光体2表面には転写されずに残留するトナー31,32(以後、残留トナー31,32と呼ぶ)が付着している。このような残留トナー31,32は、一般に帯電極性が一定しておらず、正帯電の粒子と負帯電の粒子とが存在する。   FIG. 4A (a) is a diagram illustrating a static elimination process. In the charge eliminating step, the surface of the photoreceptor 2 after the transfer is neutralized by the charge eliminating means 8 so that the potential on the surface of the photoreceptor 2 is made uniform. The potential on the surface of the photoreceptor 2 when uniformed becomes the residual potential Vr. At this time, toners 31 and 32 (hereinafter referred to as residual toners 31 and 32) that remain without being transferred adhere to the surface of the photosensitive member 2. Such residual toners 31 and 32 generally do not have a constant charging polarity, and there are positively charged particles and negatively charged particles.

図4A(b)は、帯電工程を示す図である。帯電工程では、帯電電圧印加手段9によって、たとえば−1.3kVの電圧が帯電手段3に印加され、感光体2表面が均一に負に帯電される。このときの感光体2の表面電位は帯電電位Vであり、Vはたとえば−650Vである。このとき、残留トナー31,32も同時に帯電され、現像手段5のトナー収容容器5aに収容される現像に供されるトナーと同極性である負極性に揃えられる。なおこの現象は、反転現像方式に特有のものであり、正規現像方式では残留トナーが前記現像に供されるトナーと逆極性に帯電される。 FIG. 4A (b) is a diagram illustrating a charging process. In the charging step, for example, a voltage of −1.3 kV is applied to the charging unit 3 by the charging voltage applying unit 9, and the surface of the photoreceptor 2 is uniformly negatively charged. At this time, the surface potential of the photosensitive member 2 is the charging potential V 0 , and V 0 is, for example, −650V. At this time, the residual toners 31 and 32 are also charged at the same time, and are made to have a negative polarity having the same polarity as that of the toner used for development stored in the toner storage container 5a of the developing unit 5. This phenomenon is peculiar to the reversal development method. In the normal development method, the residual toner is charged with a polarity opposite to that of the toner used for the development.

図4A(c)は、露光工程を示す図である。露光工程では、露光手段4によって感光体2表面が露光され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。このとき、感光体2表面に少量の残留トナー32が存在しても、露光手段4からの光ビームのスポット径が残留トナー32の粒径よりも充分に大きいので、残留トナー32による遮光作用によって生じる露光むらは事実上問題とならない。   FIG. 4A (c) is a diagram showing an exposure process. In the exposure process, the surface of the photosensitive member 2 is exposed by the exposure unit 4 to form an electrostatic latent image corresponding to the image information. At this time, even if a small amount of residual toner 32 exists on the surface of the photoreceptor 2, the spot diameter of the light beam from the exposure unit 4 is sufficiently larger than the particle diameter of the residual toner 32. The resulting exposure unevenness is practically not a problem.

図4B(d)は、現像同時クリーニング工程を示す図である。現像同時クリーニング工程におけるクリーニングとは、本発明の特徴であるクリーニング動作である帯電手段3のクリーニングではなく、感光体2に残留するトナーを除去するために行われる感光体2のクリーニングである。現像同時クリーニング工程では、現像手段5から現像に供されるトナー33(以後、現像トナー33と呼ぶ)が感光体2表面に供給される。負に帯電している現像トナー33は、すべて高電位側(感光体2の表面電位を示す図の上側)に移動しようとするので、現像バイアスVb(たとえば、−400V)よりも高電位となる露光部に転位し、露光部が現像される。また同時に、現像バイアスVbよりも低電位となる未露光部(たとえば、−650V)に付着している残留トナー31が現像手段5の現像ローラ5bに転位して回収され、感光体2表面から残留トナー31の除去が行われる。反転現像方式では、図4A(b)に示す帯電工程において残留トナー31,32が現像に供されるトナーと同じ極性に揃えられるので、このような現像同時クリーニングが可能となる。   FIG. 4B (d) is a diagram illustrating a development simultaneous cleaning process. The cleaning in the development simultaneous cleaning step is not cleaning of the charging unit 3 which is a cleaning operation which is a feature of the present invention but cleaning of the photosensitive member 2 performed to remove the toner remaining on the photosensitive member 2. In the development simultaneous cleaning step, toner 33 (hereinafter referred to as development toner 33) used for development is supplied from the developing unit 5 to the surface of the photoreceptor 2. Since all the negatively charged developing toner 33 tends to move to the high potential side (the upper side of the drawing showing the surface potential of the photosensitive member 2), the developing toner 33 has a higher potential than the developing bias Vb (for example, −400 V). The dislocation is transferred to the exposed portion and the exposed portion is developed. At the same time, the residual toner 31 adhering to an unexposed portion (for example, −650 V) having a potential lower than the developing bias Vb is transferred to the developing roller 5 b of the developing unit 5 and collected, and remains from the surface of the photoreceptor 2. The toner 31 is removed. In the reversal development method, the residual toners 31 and 32 are aligned with the same polarity as the toner used for development in the charging step shown in FIG. 4A (b), so that such simultaneous cleaning of development is possible.

図4B(e)は、転写工程を示す図である。転写工程では、転写電圧印加手段12によって、たとえば+3kVの電圧を転写手段6に印加して記録材11をトナーと逆極性に帯電させることによって感光体2表面に形成されたトナー像を記録材11上に転写する。このとき、残留トナー32についても、現像トナー33と同様に記録材11に転写される。   FIG. 4B (e) is a diagram showing a transfer process. In the transfer step, a toner image formed on the surface of the photosensitive member 2 by charging the recording material 11 with a polarity opposite to that of the toner by applying a voltage of, for example, +3 kV to the transfer device 6 by the transfer voltage applying device 12. Transfer on top. At this time, the residual toner 32 is also transferred to the recording material 11 similarly to the developing toner 33.

以上のように、記録材11に転写されずに残留するトナーが感光体2上に存在しても、画像が形成されない部分(未露光部)に残留するトナーは現像手段5に回収され、画像かぶりを発生することがないので、記録材へのトナー像の転写後に感光体2をクリーニングする必要がない。また画像が形成される部分(露光部)にトナーが残留していても、露光時における残留トナーによる遮光作用は事実上問題とならず、画像欠損も生じない。   As described above, even if toner that remains without being transferred to the recording material 11 is present on the photosensitive member 2, the toner remaining in the portion where the image is not formed (unexposed portion) is collected by the developing unit 5 and is stored in the image. Since fog does not occur, it is not necessary to clean the photoreceptor 2 after the transfer of the toner image onto the recording material. Even if the toner remains in the portion where the image is formed (exposed portion), the light shielding effect by the residual toner at the time of exposure does not cause a problem, and no image defect occurs.

このようなクリーナレス方式を用いる画像形成装置1は、記録材11へのトナー像の転写後に感光体2をクリーニングする必要がないので、感光体2をクリーニングするためのブレードなどの感光体クリーニング手段および感光体クリーニング手段によって回収されるトナーの回収ボックスなどのスペースを削減でき、画像形成装置としての小型化が図れる。またブレードなどの感光体クリーニング手段が感光体2に接触して発生する感光体2表面の磨耗および傷の発生を防止することができ、感光体2の長寿命化を図ることができる。   In the image forming apparatus 1 using such a cleanerless system, it is not necessary to clean the photoconductor 2 after the toner image is transferred to the recording material 11, and therefore photoconductor cleaning means such as a blade for cleaning the photoconductor 2. In addition, a space such as a toner collection box collected by the photosensitive member cleaning unit can be reduced, and the image forming apparatus can be miniaturized. Further, it is possible to prevent the surface of the photosensitive member 2 from being worn and scratched by contact of the photosensitive member cleaning means such as a blade with the photosensitive member 2, and the life of the photosensitive member 2 can be extended.

次に、本実施形態の画像形成装置1における帯電手段3のクリーニング動作を説明する。図5は、帯電手段3のクリーニング動作を説明するための図である。   Next, the cleaning operation of the charging unit 3 in the image forming apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a view for explaining the cleaning operation of the charging means 3.

帯電手段3のクリーニング動作には、現像手段5による感光体2へのトナーの供給、感光体2に供給されたトナーによる帯電手段3のクリーニング、および帯電手段3のクリーニングにより発生する外添剤41を多く含むトナー42の現像手段5による回収の各工程が含まれる。帯電手段3のクリーニング動作は、画像形成装置1の全動作を制御する不図示のCPUに備わる制御手段から帯電手段3および現像手段5に制御信号が送られることにより開始される。   In the cleaning operation of the charging unit 3, the toner is supplied to the photosensitive member 2 by the developing unit 5, the charging unit 3 is cleaned with the toner supplied to the photosensitive member 2, and the external additive 41 is generated by cleaning the charging unit 3. Each step of collecting the toner 42 containing a large amount by the developing means 5 is included. The cleaning operation of the charging unit 3 is started when a control signal is sent to the charging unit 3 and the developing unit 5 from a control unit (not shown) that controls the entire operation of the image forming apparatus 1.

現像手段5による感光体2へのトナーの供給は、通常の画像形成時と同様に実施され、現像ローラ5bにトナーと同極性の現像バイアスを印加して、負電荷を有するトナーを、除電手段8によって除電される感光体2表面に強制的に付着させることによって行われる。現像ローラ5bにトナー42と同極性の現像バイアスが印加されると、負電荷を有するトナー42は、除電手段8によって除電される感光体2表面に強制的に付着する。このときの現像バイアスVbは、たとえば、画像形成時と同じ−400Vである。   The toner supply to the photoreceptor 2 by the developing unit 5 is performed in the same manner as in normal image formation, and a developing bias having the same polarity as the toner is applied to the developing roller 5b to remove the negatively charged toner. This is performed by forcibly adhering to the surface of the photoreceptor 2 to be neutralized by 8. When a developing bias having the same polarity as that of the toner 42 is applied to the developing roller 5b, the toner 42 having a negative charge is forcibly attached to the surface of the photoreceptor 2 to be neutralized by the neutralizing means 8. The developing bias Vb at this time is, for example, −400 V, which is the same as that during image formation.

トナー42が付着した感光体2は、それ自体の回転によって転写手段6との当接部に至る。ここで前述のように、不図示の制御手段から帯電手段3および現像手段5に制御信号が発せられるのに同期して、転写手段6にも制御信号が送られる。転写手段6は、転写電圧印加手段12に備えられる転写電圧切換手段13によって、記録材11にトナー42を転写させる場合とは異なる電圧であるトナー42と同極性の電圧(−)、たとえば−0.5〜−2kVを転写手段6に印加するように切換える。このように転写手段6に印加される電圧の極性をトナーと同極性(−)に変化させることによって、転写手段6へのトナー42の付着を防止することができ、帯電手段3と感光体2との当接部までトナー42を確実に送給し、帯電手段3のクリーニングを好適に行うことができる。転写手段6との当接部を通過した感光体2は、さらに回転して帯電手段3との当接部に至る。   The photoreceptor 2 to which the toner 42 is attached reaches the contact portion with the transfer means 6 by its own rotation. Here, as described above, a control signal is also sent to the transfer means 6 in synchronization with the control means (not shown) issuing a control signal to the charging means 3 and the developing means 5. The transfer means 6 has a voltage (−) having the same polarity as that of the toner 42, which is a voltage different from the case where the toner 42 is transferred to the recording material 11 by the transfer voltage switching means 13 provided in the transfer voltage applying means 12, for example, −0. Switch to apply 5 to -2 kV to transfer means 6. In this way, by changing the polarity of the voltage applied to the transfer unit 6 to the same polarity (−) as that of the toner, it is possible to prevent the toner 42 from adhering to the transfer unit 6, and the charging unit 3 and the photoreceptor 2. Thus, the toner 42 can be reliably fed to the abutting portion, and the charging unit 3 can be suitably cleaned. The photoconductor 2 that has passed through the contact portion with the transfer means 6 further rotates to reach the contact portion with the charging means 3.

感光体2に供給されたトナーによる帯電手段3のクリーニングでは、まず、感光体2の回転により帯電手段3との当接部まで送給されるトナー42を、帯電手段3と感光体2との接触によって感光体2から帯電手段3に移行させる。次に、このようにして帯電手段3に移行したトナー42に帯電手段上の外添剤41を付着させる。   In the cleaning of the charging unit 3 with the toner supplied to the photosensitive member 2, first, the toner 42 fed to the contact portion with the charging unit 3 by the rotation of the photosensitive member 2 is transferred between the charging unit 3 and the photosensitive member 2. The photosensitive member 2 is transferred to the charging means 3 by contact. Next, the external additive 41 on the charging unit is attached to the toner 42 thus transferred to the charging unit 3.

シリカ、酸化チタンなどの外添剤41は、トナー42に付着しやすい性質を有する。したがって、帯電手段3にトナー42が付着すると、外添剤41は帯電手段3から離れ、トナー42に含まれるトナー粒子のくぼみに入り込むようにしてトナー42に付着する。   The external additive 41 such as silica or titanium oxide has a property of easily adhering to the toner 42. Therefore, when the toner 42 adheres to the charging unit 3, the external additive 41 is separated from the charging unit 3 and adheres to the toner 42 so as to enter the recess of the toner particles contained in the toner 42.

その後、帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧、たとえば−550Vの電圧を帯電手段3に印加して、外添剤41が付着するトナー42を帯電手段3から作用する静電気力によって感光体2に移行させる。このようにして、帯電手段3から外添剤41を除去することができる。   Thereafter, a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the discharge starting voltage for charging the photoreceptor 2 by the charging unit 3, for example, a voltage of −550 V, is applied to the charging unit 3, and the toner to which the external additive 41 adheres is applied. 42 is transferred to the photoreceptor 2 by electrostatic force acting from the charging means 3. In this way, the external additive 41 can be removed from the charging means 3.

帯電手段3のクリーニングにより発生する外添剤41を多く含むトナー42の現像手段5による回収は、不図示の制御手段によって、現像バイアス印加手段10から印加する電圧を、画像形成時に印加する電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧を現像手段5に印加するように現像バイアス印加手段10を制御して、感光体2と現像手段5との間に電位差を形成し、帯電手段3から感光体2に移行した外添剤41が付着するトナー42を、静電気力によって感光体2から現像手段5に移行させ、回収する。   The toner 42 containing a large amount of the external additive 41 generated by the cleaning of the charging unit 3 is collected by the developing unit 5 by a control unit (not shown) by applying a voltage applied from the developing bias applying unit 10 to a voltage applied during image formation. The developing bias applying unit 10 is controlled so that a voltage having an absolute value smaller than the absolute value is applied to the developing unit 5, and a potential difference is formed between the photosensitive member 2 and the developing unit 5. The toner 42 to which the external additive 41 transferred to 2 adheres is transferred from the photoreceptor 2 to the developing means 5 by electrostatic force and collected.

本実施形態においては、トナー42の回収効率を高めるために、現像ローラ5bには現像バイアスを印加せず接地する。すなわち、現像ローラ5bには、0Vの電圧が印加される。   In the present embodiment, in order to increase the recovery efficiency of the toner 42, the developing roller 5b is grounded without applying a developing bias. That is, a voltage of 0 V is applied to the developing roller 5b.

なお、現像剤として二成分現像剤を用いる場合、トナーは負に帯電しているけれども、トナーを担持して現像ローラ5bに付着するキャリアは正に帯電している。したがって、現像剤として二成分現像剤を用いる場合においては、キャリアからトナーに対して静電力が作用するので、印加するバイアスを変化させなくても現像手段5内に回収することができる。   When a two-component developer is used as the developer, the toner is negatively charged, but the carrier that carries the toner and adheres to the developing roller 5b is positively charged. Therefore, when a two-component developer is used as the developer, an electrostatic force acts on the toner from the carrier, so that it can be recovered in the developing means 5 without changing the applied bias.

このような帯電手段3のクリーニング動作は、画像形成動作終了後の画像形成時以外のタイミングで行われることが好ましい。このようなタイミングで帯電手段3のクリーニングが行われることによって、次回の画像形成時に良好な画像を得ることができる。   Such a cleaning operation of the charging unit 3 is preferably performed at a timing other than the time of image formation after the end of the image formation operation. By cleaning the charging unit 3 at such timing, a good image can be obtained at the next image formation.

なお、帯電手段3のクリーニング動作は、画像形成終了ごとに行われることに限定されず、たとえば、ユーザーが帯電手段3のクリーニングを行うか否かを選択して行われてもよい。   Note that the cleaning operation of the charging unit 3 is not limited to being performed every time image formation is completed, and for example, the user may select whether to clean the charging unit 3 or not.

帯電手段3のクリーニング動作は、不図示のCPUの制御手段によって、予め定められる枚数に達したときに行われるものであってもよい。このような場合、不図示のCPUには、画像形成装置における転写材に印字した枚数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、印字枚数検知手段による検知結果を格納する印字枚数記憶手段とが備えられ、印字枚数記憶手段に格納される印字枚数の検知結果に応じて、制御手段がクリーニング動作を行うように制御信号を発する。   The cleaning operation of the charging unit 3 may be performed when a predetermined number of sheets is reached by a CPU control unit (not shown). In such a case, the CPU (not shown) includes a print number detection unit that detects the number of prints that is the number of sheets printed on the transfer material in the image forming apparatus, and a print number storage unit that stores a detection result by the print number detection unit. And a control signal is issued so that the control means performs a cleaning operation in accordance with the detection result of the number of printed sheets stored in the printed number storage means.

このようなタイミングで帯電手段3のクリーニング動作が実施されると、予め定められる枚数に達したときに帯電手段3のクリーニングを行うことができ、印字枚数が多くなり、帯電手段3の帯電性能が低下して形成される画像の画質が悪くなる前に、帯電手段3のクリーニングを行うことができる。   When the cleaning operation of the charging unit 3 is performed at such timing, the charging unit 3 can be cleaned when the predetermined number of sheets is reached, the number of printed sheets is increased, and the charging performance of the charging unit 3 is improved. The charging unit 3 can be cleaned before the image quality of the formed image deteriorates.

本実施形態の画像形成装置1は、クリーナレス方式を用い、ブレードなどの感光体クリーニング手段が備えられないので、感光体2表面に付着するトナー42が帯電手段3に到達する前に感光体クリーニング手段によって除去されない。このため、帯電手段3にトナー42を付着させることができるので、帯電手段3からの外添剤41の除去を好適に行うことができる。   The image forming apparatus 1 of the present embodiment uses a cleaner-less method and is not provided with a photosensitive member cleaning unit such as a blade. Therefore, the toner 42 adhering to the surface of the photosensitive member 2 is cleaned before reaching the charging unit 3. Not removed by means. For this reason, since the toner 42 can be adhered to the charging means 3, the external additive 41 can be suitably removed from the charging means 3.

また本実施形態の画像形成装置1は、以上のようにして帯電手段3に印加する電圧を、帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧と、帯電手段3が感光体2を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の大きい電圧とを制御して変化させることによって、帯電手段3に付着した外添剤41およびトナー42を効率的に除去することができる。また帯電手段3のクリーニングは、電圧の大きさを変化させることによって行われるので、帯電手段3表面の磨耗、傷の発生などの部材劣化の発生を防止することができ、帯電手段3の長寿命化を図ることができる。   Further, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment is configured such that the voltage applied to the charging unit 3 as described above is a voltage whose absolute value is smaller than the absolute value of the discharge start voltage for the charging unit 3 to charge the photosensitive member 2. And the charging means 3 by controlling and changing the voltage having a larger absolute value than the absolute value of the discharge starting voltage for charging the photosensitive member 2, the external additive 41 and the toner 42 adhered to the charging means 3. Can be efficiently removed. Further, the cleaning of the charging unit 3 is performed by changing the magnitude of the voltage. Therefore, the deterioration of the member such as the surface of the charging unit 3 and the generation of scratches can be prevented, and the long life of the charging unit 3 can be prevented. Can be achieved.

図6は、本発明の実施の第2形態である画像形成装置51の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の画像形成装置51は、前述の第1実施形態の画像形成装置1に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of the image forming apparatus 51 according to the second embodiment of the present invention. The image forming apparatus 51 of the present embodiment is similar to the image forming apparatus 1 of the first embodiment described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態の画像形成装置51は、帯電手段52に含まれる帯電電圧印加手段53が、帯電手段52に印加する電圧をトナーと同極性の電圧とトナーと逆極性の電圧とで切換可能な帯電電圧切換手段54を備えること、現像手段55に含まれる現像バイアス印加手段56が、現像手段55に印加する電圧をトナーと同極性の電圧とトナーと逆極性の電圧とで切換可能な現像バイアス切換手段57を備えることを特徴とする。   In the image forming apparatus 51 of the present embodiment, the charging voltage applying unit 53 included in the charging unit 52 can switch the voltage applied to the charging unit 52 between a voltage having the same polarity as the toner and a voltage having the opposite polarity to the toner. The development bias switching means 54 includes a voltage switching means 54, and a development bias application means 56 included in the development means 55 can switch the voltage applied to the development means 55 between a voltage having the same polarity as the toner and a voltage having a polarity opposite to that of the toner. Means 57 is provided.

帯電手段52は、帯電手段52にトナーと同極性または逆極性の電圧を印加する帯電電圧印加手段53と、帯電電圧印加手段53により帯電手段52に印加する電圧の極性を、トナーと同極性および逆極性のいずれかから選択して切換える電圧切換手段54とを含んで構成される。   The charging unit 52 includes a charging voltage applying unit 53 that applies a voltage having the same or opposite polarity to the toner to the charging unit 52, and the polarity of the voltage applied to the charging unit 52 by the charging voltage applying unit 53 is the same as that of the toner. And voltage switching means 54 for selecting and switching from either of the reverse polarities.

電圧切換手段54は、通常の画像を形成する場合は、帯電電圧印加手段53から帯電手段3に対してトナーと同極性の電圧を印加するように動作する。通常の画像形成時において、帯電電圧印加手段53は、たとえば、−1.3kVの電圧を帯電手段52に印加し、これによって感光体は−650Vに帯電する。電圧切換手段54は、帯電手段52のクリーニングを実施する場合は、不図示の制御手段から帯電手段52にクリーニング動作を行うように制御信号が発せられ、帯電電圧印加手段53から帯電手段52に対して、トナーと逆極性の電圧を印加するように動作する。   The voltage switching unit 54 operates so as to apply a voltage having the same polarity as the toner from the charging voltage applying unit 53 to the charging unit 3 when a normal image is formed. During normal image formation, the charging voltage applying unit 53 applies, for example, a voltage of −1.3 kV to the charging unit 52, thereby charging the photoreceptor to −650 V. When the cleaning of the charging unit 52 is performed, the voltage switching unit 54 issues a control signal from the control unit (not shown) so as to perform the cleaning operation on the charging unit 52, and the charging voltage applying unit 53 applies the charging unit 52 to the charging unit 52. Thus, it operates so as to apply a voltage having a polarity opposite to that of the toner.

現像手段55は、現像手段55に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段56と、現像バイアス切換手段57とを含んで構成される。現像バイアス印加手段56は、トナーと同極性または逆極性の現像バイアスを現像ローラ5bに印加する。現像ローラ5bにいずれの現像バイアスを印加するかは、現像バイアス印加手段56が備える現像バイアス切換手段57によって選択される。通常の画像形成動作においては、現像バイアス切換手段57は、現像ローラ5bにトナーと同極性のバイアスが印加されるように動作する。画像形成時において、現像バイアス印加手段10は、現像ローラ5bに予め定められるトナーと同極性の現像バイアス、たとえば−400Vを印加する。   The developing unit 55 includes a developing bias applying unit 56 that applies a developing bias to the developing unit 55 and a developing bias switching unit 57. The developing bias applying unit 56 applies a developing bias having the same polarity or opposite polarity to the toner to the developing roller 5b. Which developing bias is applied to the developing roller 5b is selected by a developing bias switching means 57 provided in the developing bias applying means 56. In a normal image forming operation, the developing bias switching unit 57 operates so that a bias having the same polarity as the toner is applied to the developing roller 5b. At the time of image formation, the developing bias applying unit 10 applies a developing bias having the same polarity as the toner, for example, −400 V, to the developing roller 5b.

一方、クリーニング動作が実施される場合、不図示の制御手段が帯電手段3に対してクリーニング動作を行うように制御信号を発するのに同期して、現像手段55に対しても制御信号が発せられる。制御信号が発せられた現像手段55は、現像バイアス印加手段56によって感光体2表面にトナーを強制的に付着させるようにトナーと同極性のバイアスを現像ローラ5bに印加し、その後、帯電手段52のクリーニング後に感光体2表面に付着するトナーを回収するためにトナーと逆極性のバイアスを現像ローラ5bに印加する。   On the other hand, when the cleaning operation is performed, a control signal is also sent to the developing means 55 in synchronization with a control means (not shown) sending a control signal to perform the cleaning operation on the charging means 3. . The developing means 55 from which the control signal has been issued applies a bias having the same polarity as the toner to the developing roller 5b so that the toner is forcibly attached to the surface of the photoreceptor 2 by the developing bias applying means 56, and then the charging means 52. In order to collect the toner adhering to the surface of the photoreceptor 2 after the cleaning, a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the developing roller 5b.

このような画像形成装置51における帯電手段52のクリーニング動作を説明する。帯電手段52のクリーニング動作には、前述の実施の第1形態と同様に、現像手段55による感光体2へのトナーの供給、感光体2に供給されたトナーによる帯電手段52のクリーニング、および帯電手段52のクリーニングにより発生する外添剤を多く含むトナーの現像手段55による回収が含まれる。   The cleaning operation of the charging unit 52 in the image forming apparatus 51 will be described. In the cleaning operation of the charging unit 52, as in the first embodiment, the toner is supplied to the photosensitive member 2 by the developing unit 55, the charging unit 52 is cleaned by the toner supplied to the photosensitive member 2, and the charging is performed. The recovery of the toner containing a large amount of the external additive generated by the cleaning of the means 52 by the developing means 55 is included.

現像手段55による感光体2へのトナーの供給は、前述の実施の第1形態と同様に、現像ローラ5bにトナーと同極性の現像バイアスを印加して、負電荷を有するトナーを、除電手段8によって除電される感光体2表面に強制的に付着させることによって行われる。   The toner supply to the photosensitive member 2 by the developing means 55 is performed by applying a developing bias having the same polarity as the toner to the developing roller 5b to remove the negatively charged toner, as in the first embodiment. This is performed by forcibly adhering to the surface of the photoreceptor 2 to be neutralized by 8.

トナーが付着した感光体2は、それ自体の回転によって転写手段6との当接部に至る。転写手段6には、前述の実施の第1形態と同様にトナーと同極性の電圧が印加されており、トナーの転写手段6への付着が防止される。転写手段6との当接部を通過した感光体2は、さらに回転して帯電手段52との当接部に至る。   The photosensitive member 2 to which the toner is attached reaches the contact portion with the transfer means 6 by its own rotation. Similar to the first embodiment, a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer unit 6 to prevent the toner from adhering to the transfer unit 6. The photoreceptor 2 that has passed through the contact portion with the transfer means 6 further rotates to reach the contact portion with the charging means 52.

感光体2に供給されたトナーによる帯電手段52のクリーニングは、感光体2によって送給されるトナーを帯電手段52に付着させ、トナーに外添剤を付着させた後、外添剤およびトナーを帯電手段52から除去し、感光体2に付着させることによって行われ、具体的には次のようにして行われる。   Cleaning of the charging unit 52 with the toner supplied to the photosensitive member 2 is performed by attaching the toner fed by the photosensitive member 2 to the charging unit 52, attaching an external additive to the toner, and then removing the external additive and the toner. It is carried out by removing from the charging means 52 and adhering it to the photosensitive member 2, specifically as follows.

まず、帯電電圧印加手段53によってトナーと逆極性の電圧(+)、たとえば+200Vの電圧を帯電手段52に印加して、現像手段55から感光体2に供給されたトナーを電気的に帯電手段52に付着させる。ここで、帯電手段52に付着したトナーには、前述の実施の第1形態と同様に、帯電手段52に付着している外添剤が付着する。次いで、帯電手段52に印加する電圧をトナーと同極性の電圧(−)に変化させ、外添剤が付着するトナーを帯電手段52から除去し、感光体2に移行させる。このようにして、帯電手段52から外添剤を除去することができる。   First, a voltage (+) having a polarity opposite to that of the toner, for example, a voltage of +200 V is applied to the charging unit 52 by the charging voltage applying unit 53, and the toner supplied from the developing unit 55 to the photoreceptor 2 is electrically charged. Adhere to. Here, to the toner adhering to the charging unit 52, the external additive adhering to the charging unit 52 adheres as in the first embodiment. Next, the voltage applied to the charging unit 52 is changed to a voltage (−) having the same polarity as that of the toner, and the toner to which the external additive adheres is removed from the charging unit 52 and transferred to the photoreceptor 2. In this way, the external additive can be removed from the charging means 52.

ここで、トナーと同極性の電圧の絶対値は、帯電手段52による感光体2への放電開始電圧の絶対値よりも小さくなるようにすることが好ましい。外添剤が付着するトナーを感光体2表面に付着させて帯電手段52から除去する際に、トナーと同極性の電圧(−)であって、帯電手段52の放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の大きい電圧を帯電手段52に印加すると、感光体2が負に帯電されてしまい、表面電位がトナーと同極性(−)となってトナーが感光体2に付着しない恐れがある。   Here, it is preferable that the absolute value of the voltage having the same polarity as that of the toner is smaller than the absolute value of the discharge start voltage to the photosensitive member 2 by the charging unit 52. When the toner to which the external additive adheres adheres to the surface of the photoreceptor 2 and is removed from the charging unit 52, the voltage (−) has the same polarity as the toner and is greater than the absolute value of the discharge start voltage of the charging unit 52. When a voltage having a large absolute value is applied to the charging unit 52, the photosensitive member 2 is negatively charged, and the surface potential is the same polarity (−) as that of the toner, so that the toner may not adhere to the photosensitive member 2.

一方、帯電手段52に、放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧を印加すると、感光体2が帯電されず、感光体2の表面電位が除電された状態から変化しない。このことによって、帯電手段52と感光体2との表面電位の差を大きくすることができ、トナーを確実に感光体2表面に付着させることができる。   On the other hand, when a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the discharge start voltage is applied to the charging unit 52, the photoconductor 2 is not charged and the surface potential of the photoconductor 2 does not change from the neutralized state. As a result, the difference in surface potential between the charging means 52 and the photoconductor 2 can be increased, and the toner can be reliably adhered to the surface of the photoconductor 2.

帯電手段52のクリーニングにより発生する外添剤を多く含むトナーの現像手段55による回収は、現像バイアス切換手段57が、現像バイアス印加手段56から現像ローラ5bにトナーと逆極性(+)のバイアス、たとえば+200Vを印加するように動作することによって行われる。トナーと逆極性のバイアスを現像ローラ5bに印加することによって、トナーおよびそれに付着する外添剤が現像ローラ5bを介して現像手段55内に回収される。   The recovery of toner containing a large amount of external additives generated by cleaning of the charging unit 52 by the developing unit 55 is performed by the developing bias switching unit 57 from the developing bias applying unit 56 to the developing roller 5b. For example, it is performed by operating so as to apply + 200V. By applying a bias having a polarity opposite to that of the toner to the developing roller 5b, the toner and the external additive adhering to the toner are collected in the developing unit 55 via the developing roller 5b.

ここで、トナーと逆極性のバイアスを現像ローラ5bに印加することによるトナーの回収は、前述の実施の第1形態に記載のバイアスを現像ローラ5bに印加しないトナーの回収よりもトナーの回収効率を高めることができる。しかしながら、トナーと逆極性のバイアスを現像ローラ5bに印加する本実施形態の回収では、トナーの現像ローラ5bに対する付着力が強くなりすぎて、現像ローラ5b表面にトナーが固着する恐れがある。したがって、現像ローラ5bに印加する電圧は、画像形成時に印加する現像バイアスの絶対値の2分の1以下であることが好ましい。   Here, the recovery of toner by applying a bias having a polarity opposite to that of the toner to the developing roller 5b is more efficient than the recovery of toner in which the bias described in the first embodiment is not applied to the developing roller 5b. Can be increased. However, in the collection of this embodiment in which a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the developing roller 5b, the adhesion force of the toner to the developing roller 5b becomes too strong, and the toner may be fixed on the surface of the developing roller 5b. Therefore, the voltage applied to the developing roller 5b is preferably less than or equal to one half of the absolute value of the developing bias applied during image formation.

以上のように、本実施形態の画像形成装置51によっても、帯電手段52に付着する外添剤などの残留物を除去することができ、実施の第1形態の画像形成装置1と同様の効果を奏することができる。   As described above, the image forming apparatus 51 of the present embodiment can also remove residues such as external additives attached to the charging unit 52, and the same effect as the image forming apparatus 1 of the first embodiment. Can be played.

本発明の実施の第1形態である画像形成装置1の構成を簡略化して示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of an image forming apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す画像形成装置1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1. 図1に示す画像形成装置1の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the image forming apparatus 1 shown in FIG. 1. クリーナレス方式を用いる画像形成装置1に備えられる感光体2の表面電位の変化およびトナーの動きを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a change in surface potential of a photoconductor 2 provided in an image forming apparatus 1 using a cleanerless system and a toner movement. クリーナレス方式を用いる画像形成装置1に備えられる感光体2の表面電位の変化およびトナーの動きを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a change in surface potential of a photoconductor 2 provided in an image forming apparatus 1 using a cleanerless system and a toner movement. 帯電手段3のクリーニング動作を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a cleaning operation of the charging unit 3. 本発明の実施の第2形態である画像形成装置51の構成を簡略化して示す断面図である。It is sectional drawing which simplifies and shows the structure of the image forming apparatus 51 which is 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,51 画像形成装置
2 感光体
3,52 帯電手段
4 露光手段
5,55 現像手段
6 転写手段
7 定着手段
8 除電手段
9,53 帯電電圧印加手段
10,55 現像バイアス印加手段
11 記録材
12 転写電圧印加手段
13 転写電圧切換手段
14 加熱ローラ
15 加圧ローラ
54 帯電電圧切換手段
57 現像バイアス切換手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Image forming apparatus 2 Photoconductor 3,52 Charging means 4 Exposure means 5,55 Developing means 6 Transfer means 7 Fixing means 8 Static eliminating means 9,53 Charge voltage applying means 10,55 Developing bias applying means 11 Recording material 12 Transfer Voltage application means 13 Transfer voltage switching means 14 Heating roller 15 Pressure roller 54 Charging voltage switching means 57 Development bias switching means

Claims (9)

静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成すると同時に、該像担持体上に残留するトナーを回収する現像剤担持体を備える現像手段と、該現像手段によって形成された該像担持体上のトナー像を被転写材上に転写する転写手段とを含む画像形成装置において、
現像手段および像担持体を用いて帯電手段に付着する残留物を回収するクリーニング動作を実施することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging unit that uniformly charges the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, and formed on the image carrier A toner is supplied to the electrostatic latent image to be formed to form a toner image, and at the same time, a developer having a developer carrier that collects the toner remaining on the image carrier, and the image formed by the developer In an image forming apparatus including a transfer unit that transfers a toner image on a carrier onto a transfer material,
An image forming apparatus, wherein a cleaning operation for collecting a residue adhering to a charging unit is performed using a developing unit and an image carrier.
前記帯電手段に付着する残留物は、
外添剤としてトナーに混合されるシリカまたは酸化チタンであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The residue adhering to the charging means is
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the external additive is silica or titanium oxide mixed with the toner.
現像手段は、
現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を含み、
クリーニング動作は、
現像手段の現像槽内のトナーを像担持体に付着させ、像担持体の回転により帯電手段上の残留物を像担持体に付着するトナーに付着させて、残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
Development means
A developing bias applying means for applying a developing bias to the developing means;
The cleaning operation
The toner in the developing tank of the developing means is attached to the image carrier, and the residue on the charging means is attached to the toner attached to the image carrier by rotation of the image carrier, and the residue is collected on the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is implemented.
帯電手段は、
帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、
クリーニング動作は、
現像手段から像担持体に供給したトナーを帯電手段と像担持体との接触によって像担持体から帯電手段に移行させ、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも絶対値の小さい電圧を帯電手段に印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
The charging means is
Charging voltage application means for applying a voltage to the charging means,
The cleaning operation
The toner supplied from the developing unit to the image carrier is transferred from the image carrier to the charging unit by contact between the charging unit and the image carrier, and after the residue on the charging unit is adhered to the toner, the charging unit Applying a voltage having an absolute value smaller than the absolute value of the discharge start voltage for charging the body to the charging means to transfer the toner to which the residue adheres from the charging means to the image carrier, thereby removing the residue from the image carrier. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is implemented by collecting the image on the top.
帯電手段は、
帯電手段に電圧を印加する帯電電圧印加手段を含み、
クリーニング動作は、
トナーと逆極性の電圧を印加してトナーを像担持体から帯電手段に移行させて、トナーに帯電手段上の残留物を付着させた後、トナーと同極性の電圧を印加して残留物が付着するトナーを帯電手段から像担持体に移行させることによって残留物を像担持体上に回収することにより実施されることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
The charging means is
Charging voltage application means for applying a voltage to the charging means,
The cleaning operation
A voltage having the opposite polarity to the toner is applied to transfer the toner from the image carrier to the charging unit, and the residue on the charging unit is attached to the toner. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the toner is adhered to the image carrier by transferring the toner adhering to the image carrier to collect the residue on the image carrier.
残留物を回収するために帯電手段に印加する電圧の絶対値は、
帯電手段が像担持体を帯電させるための放電開始電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
The absolute value of the voltage applied to the charging means to recover the residue is
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the charging means is smaller than an absolute value of a discharge start voltage for charging the image carrier.
転写手段は、
転写手段に電圧を印加する転写電圧印加手段を含み、
残留物を像担持体に回収させるとき、転写手段にはトナーと同極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の画像形成装置。
The transfer means is
Including a transfer voltage applying means for applying a voltage to the transfer means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the residue is collected on the image carrier, a voltage having the same polarity as the toner is applied to the transfer unit.
クリーニング動作は、
画像形成動作終了後の画像形成時以外のタイミングで行われることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の画像形成装置。
The cleaning operation
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is performed at a timing other than the time of image formation after the end of the image forming operation.
画像形成装置における転写材に印字した枚数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、
印字枚数検知手段による検知結果を格納する印字枚数記憶手段とを含み、
印字枚数記憶手段に格納される印字枚数の検知結果に応じて、クリーニング動作が行われることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の画像形成装置。
A number-of-printing-sheet detecting means for detecting the number of printed sheets that is the number of printed sheets on the transfer material in the image forming apparatus;
A print number storage means for storing a detection result by the print number detection means,
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a cleaning operation is performed in accordance with a detection result of the number of printed sheets stored in the number of printed sheets storage unit.
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