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JP2008009148A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2008009148A
JP2008009148A JP2006179838A JP2006179838A JP2008009148A JP 2008009148 A JP2008009148 A JP 2008009148A JP 2006179838 A JP2006179838 A JP 2006179838A JP 2006179838 A JP2006179838 A JP 2006179838A JP 2008009148 A JP2008009148 A JP 2008009148A
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JP
Japan
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toner
image
forming apparatus
charging
image forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006179838A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadanobu Yoshikawa
忠伸 吉川
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006179838A priority Critical patent/JP2008009148A/en
Publication of JP2008009148A publication Critical patent/JP2008009148A/en
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】 E307などのクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置において、画像形成装置の使用環境や画像形成装置の放置時間に関わらず、現像装置からのかぶりを抑制すると共に、接触帯電部材が転写残トナーで汚染されることを防止し、帯電不良,ゴースト,かぶりなどの画像不良のない安定した画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置が一定時間以上使用されずに放置された場合、復帰後に現像剤中のトナー濃度があらかじめ決められた閾値以下になるまでトナー補給を行なわずにコピー動作を実施すると共に、感光体表面に接触して配設される帯電補助部材のうち、主帯電部材と同じ極性の直流電圧を印加する帯電補助部材に、トナー補給が行なわれない時間以上の間、通常印加する直流電圧の絶対値よりも大きい値の直流電圧を印加する。
【選択図】 図13
PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fog from a developing device in an image forming apparatus using a cleaner-less system such as E307, regardless of the use environment of the image forming apparatus or the time for which the image forming apparatus is left, and the contact charging member is not subjected to transfer residual. To provide a stable image forming apparatus which is prevented from being contaminated with toner and free from image defects such as defective charging, ghost, and fog.
When an image forming apparatus is left unused for a certain period of time or more, a copying operation is performed without replenishing toner until the toner concentration in the developer becomes a predetermined threshold value or less after returning. Among the auxiliary charging members disposed in contact with the surface of the photoreceptor, the direct current that is normally applied to the auxiliary charging member that applies a DC voltage having the same polarity as that of the main charging member for a time longer than the time when toner is not supplied. A DC voltage having a value larger than the absolute value of the voltage is applied.
[Selection] FIG.

Description

本発明はクリーナーレスの画像形成装置に関する。より詳しくは転写工程後の像担持体上に残余する現像剤(トナー)を現像装置において現像同時クリーニングで像担持体上から除去・回収し、再利用するようにしてクリーニング装置を廃したクリーナーレス方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a cleanerless image forming apparatus. More specifically, the developer (toner) remaining on the image carrier after the transfer process is removed and collected from the image carrier by development simultaneous cleaning in the developing device, and the cleaning device is eliminated so that it can be reused. The present invention relates to a type image forming apparatus.

従来、転写型の電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、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)、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であるトナーにより顕像化する現像装置(現像工程)、上記トナー画像を感光体面から紙などの転写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)、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置(定着工程)などから構成されており、感光体は繰り返して電子写真プロセス(帯電・露光・現像・転写・クリーニング)が適用されて作像に供される。   2. Description of the Related Art Conventionally, transfer type image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles using a transfer type electrophotographic system have a photosensitive drum, which is an image carrier generally used as a rotary drum type, and the photosensitive drum with a predetermined polarity, A charging device (charging process) that uniformly charges the potential, an exposure device (exposure process) as an information writing unit that forms an electrostatic latent image on the charged photosensitive member, and an electrostatic formed on the photosensitive member A developing device (development process) that visualizes the latent image with toner as a developer, a transfer device (transfer process) that transfers the toner image from the surface of the photoconductor to a transfer material such as paper, and a photoconductor after the transfer process. It consists of a cleaning device (cleaning process) that removes some residual toner and cleans the surface of the photoreceptor, and a fixing device (fixing process) that fixes the toner image on the transfer material. True process (charging, exposure, development, transfer and cleaning) is applied is 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、例えば特開2000−010363記載の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。また、例えば特開2001−183905記載の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ーレス方式の画像形成装置が提案されている。   Therefore, for example, an image forming apparatus has been proposed in which transfer residual toner collected by a cleaning device described in JP-A-2000-010363, that is, so-called waste toner is returned to the developing device and reused. Further, for example, the cleaning device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-183905 is discarded, and the transfer residual toner on the photoconductor after the transfer process is removed and collected from the photoconductor by “development simultaneous cleaning” in the developing device and reused. A cleanerless image forming apparatus has been proposed.

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を、次工程以降の現像工程時に現像装置に回収する。即ち、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にかぶり取りバイアス(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)によって、感光体表面に残余した転写残トナーうち、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現像装置に除去・回収する方法である。   In the simultaneous development cleaning, the transfer residual toner on the photoconductor after the transfer process is collected by the developing device during the subsequent development process. That is, the photosensitive member to which the transfer residual toner is attached is continuously charged and exposed to form an electrostatic latent image, and a fog removal bias (DC voltage applied to the developing device and the surface of the photosensitive member is developed during the developing process of the electrostatic latent image. By using a fog removal potential difference Vback which is a potential difference between potentials, transfer residual toner existing on a portion not to be developed (non-image portion) of the transfer residual toner remaining on the surface of the photoreceptor is removed and collected by the developing device. Is the method.

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、クリーナーレスであることで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, the cleaner-less configuration is advantageous for downsizing the image forming apparatus.

一方、帯電装置としては、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用した非接触式の帯電方式に代わり、近年導電性の帯電部材(主には導電性ローラを用いた帯電ローラ)を感光体などの像担持体に直接接触あるいは近接させ、帯電部材に帯電電圧を印加する接触帯電方式が主流になりつつある。接触帯電方式では、大容量の高圧電源を必要としないため、コストや装置の小型化の面で有利であると共に、放電によるオゾンの発生もコロナ帯電方式に比べて非常に微量に抑えることが可能である。   On the other hand, as a charging device, instead of a non-contact charging method using a corona discharge phenomenon such as a scorotron charger, a conductive charging member (mainly a charging roller using a conductive roller) has been used in recent years. A contact charging method in which a charging voltage is applied to a charging member by directly contacting or approaching an image carrier such as the above is becoming mainstream. The contact charging method does not require a large-capacity high-voltage power supply, which is advantageous in terms of cost and downsizing of the device, and generation of ozone due to discharge can be suppressed to a very small amount compared to the corona charging method. It is.

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除去・回収するクリーナーレス方式の画像形成装置において、感光体の帯電装置として接触帯電装置を用いた場合、感光体上の転写残トナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部を通過する際に、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してしまい、接触帯電装置表層に蓄積することで帯電不良、さらにはかぶりを発生させる原因となる虞がある。   In a cleanerless type image forming apparatus that removes and collects transfer residual toner on the photoconductor after the transfer process, when a contact charging device is used as the photoconductor charging device, the transfer residual toner on the photoconductor When passing through the contact nip portion between the photosensitive member and the contact charging device, toner in which the transfer polarity in the transfer residual toner is reversed to the polarity opposite to the normal polarity adheres to the contact charging device. Accumulation on the surface layer may cause charging failure and fogging.

転写残トナー中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発生する原因としては、現像剤としてのトナーに量的には少ないけれどもその帯電極性がもともと逆極性に反転しているトナーが混在している場合や、更に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等の影響で帯電極性が反転、あるいは除電されて帯電量が少なくなる場合が存在するためである。   The cause of the occurrence of toner in which the charge polarity is reversed to the normal polarity in the transfer residual toner is that the toner as a developer is small in quantity, but the charge polarity is originally reversed to the reverse polarity. In some cases, there are cases where there is a mixture of toners, and even if the charge polarity is normal polarity, the charge polarity is reversed or the charge is reduced due to the influence of transfer bias or peeling discharge. It is.

つまり、転写残トナー中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おり、その内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の接触ニップ部を通過する際に接触帯電装置に付着すると考えられる。   In other words, the transfer residual toner includes a normal charge polarity, a reverse polarity reverse toner, and a low charge amount, and the reverse toner and the low charge amount of the toner are in contact with the photoconductor. It is considered that the toner adheres to the contact charging device when passing through the contact nip portion of the device.

また、感光体上の転写残トナーを現像装置で除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に到達する感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光体上から回収可能なトナー帯電量であることが必要である。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、帯電不良やかぶりなどの不良画像の原因となってしまう。   In addition, in order to remove and collect the transfer residual toner on the photosensitive member by the developing device, the charging polarity of the transfer residual toner on the photosensitive member that passes through the charging portion and reaches the developing portion is a normal polarity. The charge amount needs to be a toner charge amount that can be collected from the photosensitive member by the developing device. Reversal toner and toner with an inappropriate charge amount cannot be removed and collected from the photosensitive member to the developing device, which may cause defective images such as defective charging and fogging.

そこで特開2001―215798において、転写部と帯電部の間に、転写部から下流方向に転写残トナー均一化手段、トナー帯電量制御手段という帯電補助部材を順じ設けた画像形成装置が提案されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215798 proposes an image forming apparatus in which charging auxiliary members such as a transfer residual toner uniformizing unit and a toner charge amount control unit are sequentially provided between the transfer unit and the charging unit in the downstream direction from the transfer unit. ing.

転写残トナー均一化手段は、転写部で転写されずに像担持体上に残留した残留トナー像の画像パターンを分散分布化し、非パターン化する手段である。具体的には、像担持体面をブラシなどの摺擦部材で摺擦することで残留現像剤像パターンを掻き崩しあるいは攪乱して現像剤を像担持体面に分散分布化する。   The transfer residual toner uniformizing means is means for dispersing and non-patterning the image pattern of the residual toner image remaining on the image carrier without being transferred at the transfer portion. Specifically, by rubbing the surface of the image carrier with a rubbing member such as a brush, the residual developer image pattern is scraped or disturbed to disperse and distribute the developer on the surface of the image carrier.

転写残トナー均一化手段を設けることで、次の工程であるトナー帯電量制御手段による像担持体上の残留トナーの正規極性帯電化処理を安定して実施することが可能となり、転写残トナーの帯電手段への付着防止が効果的になされる。また像担持体上の残留トナー像の潜像パターンも同時に消去されることで、残留トナー像パターンのゴースト像の発生が防止される。   By providing the transfer residual toner equalizing means, it becomes possible to stably carry out the normal polarity charging process of the residual toner on the image carrier by the toner charge amount control means which is the next step. It is possible to effectively prevent adhesion to the charging means. Further, the latent image pattern of the residual toner image on the image carrier is also erased at the same time, thereby preventing the ghost image of the residual toner image pattern from being generated.

すなわち、例えば、縦ラインパターン画像など転写部で転写しづらい画像の場合、像担持体上の転写残トナー量が局所的に多くなる。この時転写残トナー均一化手段を設けない場合、転写残トナーは均一に分散されることなくトナー帯電量制御手段に運ばれるため、トナー帯電量制御手段で転写残トナーを十分に正規極性帯電化処理することができず、接触帯電装置に転写残トナーが付着・汚染して、帯電不良が発生することがある。また、転写残トナーのパターン、つまり転写工程後に像担持体に残留した潜像パターンで次の画像上にゴースト像が発生することがある。   That is, for example, in the case of an image that is difficult to transfer at the transfer portion, such as a vertical line pattern image, the amount of residual toner on the image carrier locally increases. If no transfer residual toner equalizing means is provided at this time, the transfer residual toner is conveyed to the toner charge amount control means without being uniformly dispersed. Therefore, the transfer charge toner is sufficiently charged with normal polarity by the toner charge amount control means. In some cases, the toner cannot be processed and the transfer residual toner adheres to and contaminates the contact charging device, resulting in a charging failure. Further, a ghost image may be generated on the next image due to the pattern of residual toner, that is, the latent image pattern remaining on the image carrier after the transfer process.

よって、転写残トナー均一化手段を設けることにより、トナー帯電量制御手段へと送られる像担持体上の転写残トナーは十分に非パターン化されているので、トナー帯電量制御手段により現像装置での回収に適した帯電量に転写残トナーを処理することが可能となる。その結果、接触帯電装置への転写残トナーの付着を防止し、かつ現像装置により転写残トナーを効率よく回収することができるので、帯電不良,ゴースト,かぶりなどのない安定した画像を得ることができる。   Therefore, by providing the transfer residual toner equalizing means, the transfer residual toner on the image carrier sent to the toner charge amount control means is sufficiently non-patterned. It is possible to process the untransferred toner with a charge amount suitable for the recovery of the toner. As a result, the transfer residual toner can be prevented from adhering to the contact charging device, and the transfer residual toner can be efficiently collected by the developing device, so that a stable image free from charging failure, ghost, fog and the like can be obtained. it can.

しかし、写真画像などといった印字率の高い画像の印字動作を行った場合には、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段の像担持体との接触部分に転写残トナーの一部が付着・蓄積してしまう。その結果、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段と像担持体の接触部の抵抗値が上昇し、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段の機能低下を引き起こし、転写残トナーの非パターン化、転写残トナーへの帯電処理が不十分となり、帯電不良,ゴースト,かぶりなどの問題を招くこととなる。   However, when printing an image with a high printing rate such as a photographic image, a part of the transfer residual toner adheres to the contact portion of the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means with the image carrier. -Accumulate. As a result, the resistance value of the contact portion between the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means and the image carrier increases, causing the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means to deteriorate in function. In this case, the non-patterning process and the charging process for the transfer residual toner become insufficient, and problems such as charging failure, ghost, and fogging are caused.

そこで、印字率の高い画像の印字動作を行った場合でも、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段の機能を維持するためには、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段に蓄積したトナーを定期的に吐き出す必要がある。   Therefore, in order to maintain the functions of the transfer residual toner equalizing means and the toner charge amount control means even when an image printing operation with a high printing rate is performed, the transfer residual toner equalizing means and the toner charge amount control means are provided. It is necessary to discharge the accumulated toner periodically.

特開2003−316202においては、画像形成装置の起動時あるいは印字動作間あるいは印字動作終了時などのあらかじめ決定されているタイミングに、接触帯電装置に印加する電圧をオフすると共に、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段に印加する電圧をパルス状にオン/オフを切り替える動作を一定回数繰り返す制御を提案している。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2003-316202, the voltage applied to the contact charging device is turned off and the transfer residual toner is made uniform at a predetermined timing such as when the image forming apparatus is started, during the printing operation, or at the end of the printing operation. The control which repeats the operation | movement which switches on / off the voltage applied to a means and a toner charge amount control means in a pulse form for a fixed number of times is proposed.

これによって、印字率の高い画像の印字動作を行った時など、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段に転写残トナーが大量に蓄積する場合でも、上記のような吐き出し制御を所定のタイミングで実施することで、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段に蓄積したトナーを吐き出し、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段の機能低下を防止することが可能となり、帯電不良,ゴースト,かぶりなどの画像不良を防ぐことができる。
特開2000−010363号公報 特開2001−183905号公報 特開2001−215798号公報 特開2003−316202号公報
As a result, even when a large amount of transfer residual toner is accumulated in the transfer residual toner uniformizing means and toner charge amount control means, such as when an image is printed with a high printing rate, the above discharge control is performed in a predetermined manner. By performing at the timing, it becomes possible to discharge the toner accumulated in the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means, and to prevent the deterioration of the functions of the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means. Image defects such as defects, ghosts, and fog can be prevented.
JP 2000-010363 A JP 2001-183905 A JP 2001-215798 A JP 2003-316202 A

しかしながら、画像形成装置を長時間にわたり放置した後に再度使用した場合、現像されるトナーの中に帯電極性が逆極性のトナーや、帯電量をほとんど持たないトナーの量が大幅に増える場合がある。これは、画像形成装置を放置している間に、現像装置内の現像剤が静電凝集して流動性が非常に悪くなり、新たに補給されたトナーが現像装置内で十分に攪拌・混合されず、正規の極性,帯電量に達しないまま現像されることによる。   However, when the image forming apparatus is allowed to stand for a long time and then used again, there are cases where the amount of toner having a reverse polarity or a toner having almost no charge amount in the toner to be developed increases significantly. This is because, while the image forming apparatus is left unattended, the developer in the developing device electrostatically aggregates and the fluidity becomes very poor, and the newly supplied toner is sufficiently stirred and mixed in the developing device. In other words, the development is performed without reaching the normal polarity and the charge amount.

この場合、かぶりとして画像上に現われるのはもちろんのこと、転写残トナーが大量に増えてしまうため、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段にトナーが大量に蓄積する虞がある。その結果、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段と像担持体の接触部の抵抗値が上昇し、転写残トナー均一化手段,トナー帯電量制御手段の機能低下を引き起こし、転写残トナーの非パターン化、転写残トナーへの帯電処理が不十分となる。そして、接触帯電部材が転写残トナーで汚染されて帯電不良を引き起こすといった問題や、現像装置で転写残トナーを回収できずに感光体上を連れ回るといった問題が発生する。   In this case, as a fog appears on the image, the transfer residual toner increases in a large amount, so that there is a possibility that a large amount of toner accumulates in the transfer residual toner equalizing means and the toner charge amount control means. As a result, the resistance value of the contact portion between the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means and the image carrier increases, causing the transfer residual toner uniformizing means and the toner charge amount control means to deteriorate in function. In this case, the non-patterning process and the charging process for the transfer residual toner are insufficient. Then, there arises a problem that the contact charging member is contaminated with the transfer residual toner and causes a charging failure, and a problem that the developing device cannot collect the transfer residual toner and rotates around the photosensitive member.

特にクリーナーレスシステムを採用している画像形成装置では、接触帯電装置が転写残トナーで汚染されることで発生する帯電不良が、現像装置での新たなかぶりを誘発し、更に転写部で転写できないトナーが増加するといった悪循環に陥る虞がある。   Especially in an image forming apparatus that employs a cleaner-less system, a charging failure caused by the contact charging device being contaminated with residual transfer toner induces a new fog in the developing device, and cannot be transferred at the transfer section. There is a risk of a vicious circle of increased toner.

また、上述した問題は、画像形成装置の使用量、具体的には現像装置内の現像剤の使用量が増加するに従ってより悪化する傾向にある。これは、現像剤を構成する磁性キャリアのトナーに対する帯電付与能力が使用枚数に伴って低下するためである。   Further, the above-described problem tends to become worse as the usage amount of the image forming apparatus, specifically, the usage amount of the developer in the developing device increases. This is because the ability of the magnetic carrier constituting the developer to impart charge to the toner decreases with the number of sheets used.

また、上述した問題は、画像形成装置の使用環境、具体的には低湿環境下で最も悪く、高湿環境下にいくほどこれらの現象は緩和される。これは、低湿環境下での現像剤の帯電量が最も高く、かつ気中緩和もされないことから静電凝集が起こりやすいことによる。   The above-described problems are the worst in the environment where the image forming apparatus is used, specifically in a low humidity environment, and these phenomena are alleviated as the humidity increases. This is because electrostatic charge aggregation is likely to occur because the developer has the highest charge amount in a low-humidity environment and is not relaxed in the air.

本発明の目的は、画像形成装置が長期間にわたって使用されずに放置された後に再度使用するときに、現像装置で現像されるトナーの中に帯電極性が逆極性のトナーや、帯電量をほとんど持たないトナーが含まれることを抑制すると共に、トナー帯電量制御手段による転写残トナーへの帯電付与能力を上げ、画像形成装置の使用枚数,画像形成装置の使用環境によらず、帯電不良,ゴースト,かぶりなどの画像不良のない安定した画像形成装置を提供することである。   The object of the present invention is to provide a toner having a reverse polarity to the toner developed in the developing device or an amount of charge when the image forming apparatus is used again after being left unused for a long period of time. In addition to suppressing the inclusion of toner that does not exist, the charge imparting ability to the transfer residual toner by the toner charge amount control means is increased, so that charging failure, ghosting is not caused regardless of the number of image forming apparatuses used and the environment in which the image forming apparatus is used. It is to provide a stable image forming apparatus free from image defects such as fogging.

感光ドラムと、感光ドラム上に静電潜像を形成するために感光ドラムを接触部にて帯電処理する帯電手段と、帯電手段により帯電処理された感光ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を用い、感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給して可視化する二成分現像手段と、トナーを二成分現像手段に補給するトナー補給手段と、可視化したトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光ドラムに対して帯電手段と同極性の直流電圧が印加される帯電補助部材とを有し、かつ転写手段により転写されずに感光ドラム表面に残留したトナーを二成分現像手段で回収するクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置において、画像形成装置が所定の時間以上稼働されずに放置された後、再度画像形成を実施する場合に、二成分現像手段中の現像剤に対するトナー濃度が所定の閾値以下になるまでトナー補給手段から二成分現像手段へのトナー補給を実施しないと共に、トナー補給を実施しない時間と同時あるいはそれ以上の間、帯電補助部材に印加する直流電圧の絶対値が通常の値よりも大きいことを特徴とした画像形成装置。   A photosensitive drum; charging means for charging the photosensitive drum at a contact portion to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum; and exposure means for forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum charged by the charging means A two-component developing unit that supplies a toner to an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum using a developer composed of toner and a magnetic carrier and visualizes the toner; and a toner replenishing unit that replenishes the toner to the two-component developing unit. And a transfer means for transferring the visualized toner image to the transfer material, and a charging auxiliary member to which a DC voltage having the same polarity as the charging means is applied to the photosensitive drum after transfer, and is not transferred by the transfer means. In an image forming apparatus using a cleanerless system that collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum with a two-component developing unit, the image forming apparatus is left unoperated for a predetermined period of time and then again. When image formation is performed, the toner replenishment from the toner replenishing unit to the two-component developing unit is not performed and the toner replenishment is not performed until the toner density with respect to the developer in the two-component developing unit becomes a predetermined threshold value or less. An image forming apparatus characterized in that the absolute value of the DC voltage applied to the auxiliary charging member is larger than a normal value at the same time or more.

以上説明したように本発明によれば、感光ドラムと、感光ドラム上に静電潜像を形成するために感光ドラムを接触部にて帯電処理する帯電手段と、帯電手段により帯電処理された感光ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を用い、感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給して可視化する二成分現像手段と、トナーを二成分現像手段に補給するトナー補給手段と、可視化したトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の感光ドラムに対して帯電手段と同極性の直流電圧が印加される帯電補助部材とを有し、かつ転写手段により転写されずに感光ドラム表面に残留したトナーを二成分現像手段で回収するクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置において、画像形成装置が所定の時間以上稼働されずに放置された後、再度画像形成を実施する場合に、二成分現像手段中の現像剤に対するトナー濃度が所定の閾値以下になるまでトナー補給手段から二成分現像手段へのトナー補給を実施しないと共に、トナー補給を実施しない時間と同時あるいはそれ以上の間、帯電補助部材に印加する直流電圧の絶対値が通常の値よりも大きくすることで、画像形成装置の使用枚数,画像形成装置の使用環境によらず、帯電不良,ゴースト,かぶりなどの画像不良のない安定した画像形成装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the photosensitive drum, the charging means for charging the photosensitive drum at the contact portion to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum, and the photosensitive member charged by the charging means. An exposure unit that forms an electrostatic latent image on a drum, a two-component developing unit that uses a developer composed of toner and a magnetic carrier to supply toner to an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum, and visualizes the toner. Toner replenishing means for replenishing the two-component developing means, transfer means for transferring the visualized toner image to the transfer material, and a charging auxiliary member for applying a DC voltage having the same polarity as the charging means to the photosensitive drum after transfer And an image forming apparatus using a cleaner-less system that collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum without being transferred by the transfer means using a two-component developing means. When the image is formed again after being left unoperated, the toner supply from the toner replenishing unit to the two-component developing unit is continued until the toner concentration with respect to the developer in the two-component developing unit falls below a predetermined threshold. In addition, the absolute value of the DC voltage applied to the auxiliary charging member is made larger than the normal value at the same time or longer than the time when toner is not replenished. It is possible to provide a stable image forming apparatus free from image defects such as charging failure, ghost, and fog, regardless of the use environment of the apparatus.

以下、本発明に係る画像形成装置に関して、図面に則して更に詳しく説明する。   Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

以下、実施例の画像形成装置(画像記録装置)について説明する。   Hereinafter, the image forming apparatus (image recording apparatus) of the embodiment will be described.

図1は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置100は、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナーレスを用いた電子写真方式のレーザビームプリンタである。   FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus 100 in this example is an electrophotographic laser beam printer using a contact charging method, a reversal development method, and a cleaner-less method.

(1)プリンタの全体的概略構成
(a)像担持体
1は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は負帯電性の有機光導電体(OPC)で、外形60mmであり、中心支軸を中心に100mm/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) Overall schematic configuration of printer (a) Image carrier 1 is a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier. This photosensitive drum 1 is a negatively chargeable organic photoconductor (OPC), has an outer diameter of 60 mm, and is driven to rotate counterclockwise as indicated by an arrow with a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec around the central support shaft. The

この感光ドラム1は、図2の層構成模型図のように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体)1aの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、電荷輸送層1dの3層を下から順に塗り重ねた構成をしている。   As shown in the layer configuration model diagram of FIG. 2, the photosensitive drum 1 includes an undercoat layer 1 b that suppresses light interference and improves the adhesion of an upper layer on the surface of an aluminum cylinder (conductive drum base) 1 a. The photo-charge generation layer 1c and the charge transport layer 1d are coated in order from the bottom.

(b)帯電手段
2は感光ドラム1の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置(接触帯電器)であり、本例は帯電ローラ(ローラ帯電器)である。
(B) Charging means 2 is a contact charging device (contact charger) as a charging means for uniformly charging the peripheral surface of the photosensitive drum 1, and in this example, a charging roller (roller charger).

この帯電ローラ2は、芯金2aの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね2eによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム1の回転に従動して回転する。感光ドラム1と帯電ローラ2との圧接部が帯電部(帯電ニップ部)aである。   The charging roller 2 is rotatably held at both ends of a cored bar 2a by a bearing member (not shown), and is urged toward the photosensitive drum by a pressing spring 2e so as to be predetermined with respect to the surface of the photosensitive drum 1. Is pressed with the pressing force of, and rotates following the rotation of the photosensitive drum 1. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is a charging portion (charging nip portion) a.

この帯電ローラ2の芯金2a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とにより回転感光ドラム1の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。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、直流電圧;−500V,交流電圧;周波数f1kHz、ピーク間電圧Vpp1.5kV、正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム1の周面は−500V(暗電位Vd)に一様に接触帯電処理される。   A charging bias voltage of a predetermined condition is applied from the power source S1 to the metal core 2a of the charging roller 2 so that the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is contact-charged to a predetermined polarity and potential. 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, DC voltage: −500 V, AC voltage; frequency f1 kHz, peak-to-peak voltage Vpp 1.5 kV, and vibration voltage superimposed with a sine wave, and the peripheral surface of the photosensitive drum 1 is −500 V (dark potential Vd). Are uniformly charged by contact.

帯電ローラ2の長手長さは300mmであり、図2の層構成模型図のように芯金(支持部材)2aの外回りに、下層2bと、中間層2cと、表層2dを下から順次に積層した3層構成である。下層2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層2dは感光ドラム1上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。   The longitudinal length of the charging roller 2 is 300 mm, and a lower layer 2b, an intermediate layer 2c, and a surface layer 2d are sequentially laminated from the bottom around the cored bar (support member) 2a as shown in the layer configuration model diagram of FIG. This is a three-layer structure. The lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise, and the surface layer 2d is a protective layer provided to prevent leakage even if the photosensitive drum 1 has a defect such as a pinhole. .

より具体的には、本例の帯電ローラ2の仕様は下記のとおりである。   More specifically, the specification of the charging roller 2 of this example is as follows.

a.芯金2a ;直径6mmのステンレス丸棒
b.下層2b ;カーボン分散の発泡EPDM、比重0.5g/cm3、体積抵抗値102〜109Ωcm、層厚3.0mm、長さ320mm
c.中間層2c;カーボン分散のNBR系ゴム、体積抵抗値10〜105 Ωcm、層厚700μm
d.表層2d ;フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散
体積抵抗値107 〜1010Ωcm、表面粗さ(JIS規格 10点平均表面粗さRa)1.5μm、層厚10μm
図2において、2fは帯電ローラクリーニング部材であり、本例では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム2fは帯電ローラ2の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材2gに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ2と接触ニップを形成するよう配置されている。支持部材2gがプリンタの駆動モーターによりギア列を介して長手方向に対し一定量の往復運動駆動されて帯電ローラ表層2dがクリーニングフィルム2fで摺擦される。これにより帯電ローラ表面2dの付着物汚染(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。
a. Cored bar 2a; stainless steel round bar 6mm in diameter b. Lower layer 2b: carbon dispersion foamed EPDM, specific gravity 0.5 g / cm 3 , volume resistivity 10 2 to 10 9 Ωcm, layer thickness 3.0 mm, length 320 mm
c. Intermediate layer 2c: carbon-dispersed NBR rubber, volume resistivity 10 2 to 10 5 Ωcm, layer thickness 700 μm
d. Surface layer 2d: tin resin and carbon dispersed in fluororesin resin resin, volume resistivity 10 7 to 10 10 Ωcm, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) 1.5 μm, layer thickness 10 μm
In FIG. 2, reference numeral 2f denotes a charging roller cleaning member, which is a flexible cleaning film in this example. The cleaning film 2f is arranged in parallel to the longitudinal direction of the charging roller 2 and fixed at one end to a support member 2g that reciprocates a certain amount in the longitudinal direction. It is arranged to form a contact nip. The support member 2g is driven to reciprocate by a certain amount in the longitudinal direction through a gear train by a drive motor of the printer, and the charging roller surface layer 2d is rubbed with the cleaning film 2f. As a result, the contaminants (fine toner, external additives, etc.) on the charging roller surface 2d are removed.

(c)情報書き込み手段
3は帯電処理された感光ドラム1の面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であり、本例は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。不図示の画像読み取り装置等のホスト処理からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して回転感光ドラム1の一様帯電処理面を露光位置bにおいてレーザ走査露光L(イメージ露光)する。このレーザ走査露光Lにより感光ドラム1面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム1面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
(C) Information writing means 3 is an exposure apparatus as information writing means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged photosensitive drum 1, and this example is a laser beam scanner using a semiconductor laser. A laser beam modulated in response to an image signal sent from a host process such as an image reading apparatus (not shown) to the printer side is output, and the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 is laser-scanned and exposed at the exposure position b L (image exposure). Due to the laser scanning exposure L, the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser light is lowered, and electrostatic latent images corresponding to the scanned and exposed image information are sequentially formed on the surface of the rotating photosensitive drum 1. Go.

(d)現像手段
4は感光ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置(現像器)であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置である。
(D) Developing means 4 is a developing device (developing device) as developing means for supplying a developer (toner) to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to visualize the electrostatic latent image. This is a reversal developing device of a magnetic brush developing system.

4aは現像容器。4bは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ4bはその外周面の一部を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。4cは非回転に固定して現像スリーブ4b内に挿設したマグネットローラ、4dは現像剤コーティングブレード、4eは現像容器4aに収容した二成分現像剤、4fは現像容器4a内の底部側に配設した現像剤攪拌部材、4gはトナーホッパーであり、補給用トナーを収容させてある。   4a is a developing container. Reference numeral 4b denotes a non-magnetic developing sleeve, and 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. 4c is a non-rotating fixed magnet roller inserted into the developing sleeve 4b, 4d is a developer coating blade, 4e is a two-component developer contained in the developing container 4a, and 4f is disposed on the bottom side in the developing container 4a. The provided developer agitating member, 4g, is a toner hopper and contains replenishing toner.

現像容器4a内の二成分現像剤4eはトナーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。本例において磁性キャリアの抵抗値は約1013Ω・cm、粒径は40μmである。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 4e in the developing container 4a is a mixture of toner and a magnetic carrier and is stirred by the developer stirring member 4f. In this example, the resistance value of the magnetic carrier is about 10 13 Ω · cm, and the particle size is 40 μm. The toner is triboelectrically charged to negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.

現像スリーブ4bは、感光ドラム1との最近接距離(S−Dgapと称する)を350μmに保持して感光ドラム1に近接対向配設してある。この感光ドラム1と現像スリーブ4aとの対向部が現像剤cである。現像スリーブ4bは現像部cにおいて感光ドラム1の進行方向とは逆方向に回転駆動される。この現像スリーブ4bの外周面に該スリーブ内のマグネットローラ4cの磁力により現像容器4a内の二成分現像剤4eの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該スリーブの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像部cにおいて感光ドラム1の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。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、直流電圧;−350V,交流電圧;周波数f8.0kHz、ピーク間電圧1.8kV、矩形波とを重畳した振動電圧である。   The developing sleeve 4b is disposed in close proximity to the photosensitive drum 1 while maintaining the closest distance (referred to as S-Dgap) to the photosensitive drum 1 at 350 μm. The facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4a is a developer c. The developing sleeve 4b is driven to rotate in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1 in the developing portion c. A part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held as a magnetic brush layer on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b by the magnetic force of the magnet roller 4c in the sleeve, and is rotated and conveyed as the sleeve rotates. A predetermined thin layer is formed by the developer coating blade 4d, and in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing portion c, the surface of the photosensitive drum is rubbed appropriately. A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 4b from the power source S2. 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 a DC voltage; -350V, an AC voltage; a frequency f8.0 kHz, a peak-to-peak voltage 1.8 kV, and an oscillating voltage in which a rectangular wave is superimposed.

而して、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分が現像バイアスによる電界によって感光ドラム1面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム1面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。   Thus, 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 corresponds to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 by the electric field due to the developing bias. By selectively adhering, the electrostatic latent image is developed as a toner image. In the case of this example, toner adheres to the exposed bright portion of the surface of the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed.

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の回転に伴い現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。   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.

現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度が不図示の例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、その検知情報に応じてトナーホッパー4gが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器4a内の二成分現像剤4eに補給される。二成分現像剤4eに補給されたトナーは攪拌部材4fにより攪拌される。   In order to maintain the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a within a predetermined substantially constant range, the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adjusted by, for example, an optical toner concentration sensor (not shown). The toner hopper 4g is driven and controlled according to the detected information, and the toner in the toner hopper is supplied to the two-component developer 4e in the developing container 4a. The toner supplied to the two-component developer 4e is stirred by the stirring member 4f.

二成分現像剤4e中のトナー濃度は、通常4〜12wt%の範囲で使用し、未使用初期状態の二成分現像剤4eでは6〜10wt%の範囲で使用する。本実施例では未使用初期状態での二成分現像剤4e中のトナー濃度を8wt%とした。   The toner concentration in the two-component developer 4e is usually used in the range of 4 to 12 wt%, and in the unused two-component developer 4e, it is used in the range of 6 to 10 wt%. In this embodiment, the toner concentration in the two-component developer 4e in the unused initial state is 8 wt%.

また二成分現像剤4e中のトナー濃度は、現像剤の使用枚数が増加するに伴って減少させる制御を実施することが一般的である。これは、磁性キャリア表面が使用枚数に伴って劣化することで、トナーホッパー4gから補給されたトナーに対して所望の帯電量まで引き上げる能力、所謂帯電付与能力が低下するためである。本実施例では図9に示すように初期のトナー濃度が8wt%であるのに対し、40k枚コピー動作を実施した後にはトナー濃度が6wt%になるように制御している。   In general, the toner density in the two-component developer 4e is controlled to decrease as the number of developers used increases. This is because the surface of the magnetic carrier deteriorates with the number of sheets used, so that the ability to pull up the toner replenished from the toner hopper 4g to a desired charge amount, the so-called charge imparting ability, is reduced. In this embodiment, as shown in FIG. 9, the initial toner density is 8 wt%, but after the 40k copy operation is performed, the toner density is controlled to 6 wt%.

(e)転写手段・定着手段
5は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転写ローラ5は感光ドラム1に所定の押圧力をもって圧接させてあり、その圧接ニップ部が転写部dである。この転写部dに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングにて転写材(被転写部材、記録材)Pが給送される。
(E) Transfer means / fixing means 5 is a transfer device, and this example is a transfer roller. The transfer roller 5 is brought into pressure contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and the pressure nip portion is a transfer portion d. A transfer material (a member to be transferred, a recording material) P is fed to the transfer portion d from a paper feeding mechanism portion (not shown) at a predetermined control timing.

転写部dに給送された転写材Pは回転する感光ドラム1と転写ローラ5の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ5に電源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が印加されることで、転写部dを挟持搬送されていく転写材Pの面に感光ドラム1面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。   The transfer material P fed to the transfer part d is nipped and conveyed between the rotating photosensitive drum 1 and the transfer roller 5, and during that time, the negative polarity that is the normal charging polarity of the toner from the power source S 3 is transferred to the transfer roller 5. In this example, the positive polarity transfer bias having the reverse polarity is applied with +2 kV, so that the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the transfer material P that is nipped and conveyed by the transfer portion d. To go.

転写部dを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Pは回転感光ドラム1面から順次に分離されて定着装置6(例えば熱ローラ定着装置)へ搬送されてトナー画像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、コピー)として出力される。   The transfer material P that has received the transfer of the toner image through the transfer portion d is sequentially separated from the surface of the rotary photosensitive drum 1 and is conveyed to the fixing device 6 (for example, a heat roller fixing device) to receive the toner image fixing process. Output as an image formed product (print, copy).

(2)クリーナーレスシステム
本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Pに対するトナー画像転写後の感光ドラム1面に若干量残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置を具備させていない。転写後の感光ドラム1面上の転写残トナーは引き続く感光ドラム1の回転に伴い帯電部a、露後部bを通って現像部cに持ち運ばれて、現像装置4により現像同時クリーニング(回収)される(クリーナーレスシステム)。
(2) Cleanerless system The printer of this example is cleanerless, and does not include a dedicated cleaning device that removes a small amount of transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image onto the transfer material P. The transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer is carried to the developing unit c through the charging unit a and the dew-deposited unit b with the subsequent rotation of the photosensitive drum 1, and simultaneously developed (collected) by the developing device 4 (Cleanerless system)

本実施例においては現像装置4の現像スリーブ4bは前述したように現像部cにおいて、感光ドラム1面の進行方向とは逆方向に回転させており、これは感光ドラム1上の転写残トナーの回収に有利である。   In this embodiment, the developing sleeve 4b of the developing device 4 is rotated in the developing portion c in the direction opposite to the traveling direction of the surface of the photosensitive drum 1 as described above. It is advantageous for recovery.

感光ドラム1面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が、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。   Since the untransferred toner on the surface of the photosensitive drum 1 passes through the exposure portion b, the exposure process is performed from the untransferred toner. However, since the amount of the untransferred toner is small, no significant influence appears.

ただ前述のように、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おり、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯電ローラ2に付着することで帯電ローラが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。   However, as described above, the transfer residual toner includes a mixture of normal polarity, reverse polarity (reversal toner), and low charge amount, among which reverse toner and toner with low charge amount. Adhering to the charging roller 2 when passing through the charging portion a causes the charging roller to be contaminated with toner more than allowable, resulting in a charging failure.

また、感光ドラム1面上の転写残トナーの現像装置3による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。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ドラム上から現像装置4に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。   In addition, in order to effectively perform simultaneous development cleaning of the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 by the developing device 3, the charged polarity of the transfer residual toner on the photosensitive drum carried to the developing unit c is a normal polarity. In addition, the charge amount needs to be a charge amount of toner that can develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum by the developing device. Inverted toner or toner with an inappropriate charge amount cannot be removed and collected from the photosensitive drum to the developing device 4, which causes a defective image.

そこで、転写部dよりも感光ドラム回転方向下流側の位置において、帯電補助部材として、感光ドラム1上の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー均一化手段8を設け、この転写残トナー均一化手段8よりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部aよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、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7を設けている。   Therefore, at the position downstream of the transfer portion d in the rotation direction of the photosensitive drum, a transfer residual toner equalizing means 8 is provided as a charging auxiliary member for uniformizing the transfer residual toner on the photosensitive drum 1. Toner charge amount for aligning the charging polarity of the untransferred toner with the negative polarity that is the normal polarity at a position downstream of the toner uniformizing means 8 in the photosensitive drum rotation direction and upstream of the charging portion a in the photosensitive drum rotation direction. Control means 7 is provided.

一般的に、転写部dで転写材Pに転写されずに感光ドラム1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おり、転写残トナー均一化手段8により一度転写残トナーを除電してやり、トナー帯電量制御手段7で再度転写残トナーに正規極性帯電化処理をしてやることで、転写残トナーの帯電ローラ2への付着防止が効果的になされると共に、現像装置4での除去・回収を完全に行なうことができる。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。   Generally, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred to the transfer material P at the transfer portion d is mixed with reversal toner and toner with an inappropriate charge amount, and the transfer residual toner equalizing means 8 Then, the transfer residual toner is neutralized once, and the toner charge amount control means 7 again performs the normal polarity charging process on the transfer residual toner, thereby effectively preventing the transfer residual toner from adhering to the charging roller 2. Removal and collection by the developing device 4 can be performed completely. Therefore, the generation of a ghost image of the transfer residual toner image pattern is strictly prevented.

本実施例では、上記の転写残トナー均一化手段8とトナー帯電量制御手段7は適度の導電性を持ったブラシ部材であり、ブラシ部を感光ドラム1面に接触させて配設してある。より具体的には、ブラシ部材はレーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維にカーボンや金属粉などの抵抗調整剤を分散させて抵抗値を調整したものである。またブラシ部材としては繊維1本の太さは30デニール以下、植毛密度は7750〜77500本/cm(5万〜50万本/inch)以上が好ましい。本実施例では、ブラシ繊維太さ6デニール,植毛密度15500本/cm(10万本/inch)、繊維の固定端から自由端までの長さ5mm,ブラシの抵抗値5×10Ω・cmのものを使用した。 In this embodiment, the transfer residual toner equalizing means 8 and the toner charge amount control means 7 are brush members having appropriate conductivity, and the brush portion is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 1. . More specifically, the brush member has a resistance value adjusted by dispersing a resistance adjusting agent such as carbon or metal powder in fibers such as rayon, acrylic, and polyester. Further, as the brush member, the thickness of one fiber is preferably 30 denier or less and the flocking density is preferably 7750 to 77500 / cm 2 (50,000 to 500,000 / inch 2 ) or more. In this example, the brush fiber thickness is 6 denier, the flocking density is 15500 / cm 2 (100,000 / inch 2 ), the length from the fixed end to the free end of the fiber is 5 mm, and the resistance of the brush is 5 × 10 4 Ω. -The thing of cm was used.

また、図12中のfは転写残トナー均一化手段8と感光体ドラム1面の接触部であり、eはトナー帯電量制御手段7と感光ドラム1面の接触部である。接触部fと接触部eの副走査方向の幅(転写残トナー均一化手段8及びトナー帯電量制御手段7の副走査方向の幅)は5mmであり、転写残トナー均一化手段8とトナー帯電量制御手段7を感光ドラム1面に対して侵入量1mmとなるように当接させている。また転写残トナー均一化手段8及びトナー帯電量制御手段7感光体ドラム1面の長手方向に対し振幅2.5mm,周波数5.0Hzの往復運動を行なうようにしている。   In FIG. 12, f is a contact portion between the transfer residual toner equalizing means 8 and the surface of the photosensitive drum 1, and e is a contact portion between the toner charge amount control means 7 and the surface of the photosensitive drum 1. The width of the contact portion f and the contact portion e in the sub-scanning direction (the width in the sub-scanning direction of the transfer residual toner uniformizing means 8 and the toner charge amount control means 7) is 5 mm. The amount control means 7 is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 so that the intrusion amount is 1 mm. Further, the transfer residual toner equalizing means 8 and the toner charge amount control means 7 reciprocate with an amplitude of 2.5 mm and a frequency of 5.0 Hz with respect to the longitudinal direction of the surface of the photosensitive drum 1.

転写残トナー均一化手段8には帯電ローラ2とは逆極性の正極製の直流電圧が電源S5より印加されており、トナー帯電量制御手段7には帯電ローラ2と同極性の負極性の直流電圧が電源S4より印加されている。具体的には、転写残トナー均一化手段8には+200Vから+400Vの間で使用環境毎に直流電圧を可変印加しており,トナー帯電量制御手段7には−600Vから−800Vの間で使用環境毎に直流電圧を可変印加している。   The transfer residual toner uniformizing means 8 is applied with a positive DC voltage having a polarity opposite to that of the charging roller 2 from the power source S5, and the toner charge amount control means 7 is negatively charged with the same polarity as that of the charging roller 2. A voltage is applied from the power source S4. Specifically, a DC voltage is variably applied between +200 V and +400 V to the transfer residual toner uniformizing means 8 for each use environment, and the toner charge amount control means 7 is used between -600 V and -800 V. DC voltage is variably applied for each environment.

転写部dにおいて、転写材Pへのトナー画像転写後に感光ドラム1上に残留する転写残トナーは、転写残トナー均一化手段8と感光ドラム1との接触部fに至り、転写残トナー均一化手段8によりその電荷量が0μC/g近傍で均一化される。更に転写残トナー均一化手段8で均一化された感光ドラム面上の転写残トナーは、トナー帯電量制御手段7と感光ドラム1との接触部eに至り、トナー帯電量制御手段7により転写残トナーは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 photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image to the transfer material P reaches the contact portion f between the transfer residual toner equalizing means 8 and the photosensitive drum 1, and the transfer residual toner becomes uniform. By means 8, the charge amount is made uniform in the vicinity of 0 μC / g. Further, the transfer residual toner on the photosensitive drum surface made uniform by the transfer residual toner uniformizing means 8 reaches the contact portion e between the toner charge amount control means 7 and the photosensitive drum 1, and the toner charge amount control means 7 makes the transfer residual toner. The toner has a negative polarity in which the charging polarity is a 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2と感光ドラム1の接触部aで、転写残トナーの上から感光ドラム1面上を帯電処理する際に、転写残トナーの感光ドラム1への鏡映力が大きくなり、転写残トナーが帯電ローラ2へ付着するのを防止する。   By aligning the charging polarity of the transfer residual toner with the negative polarity which is the normal polarity, the transfer portion 2 is charged when the surface of the photosensitive drum 1 is charged from the transfer residual toner at the contact portion a between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. The reflection force of the residual toner on the photosensitive drum 1 is increased, and the transfer residual toner is prevented from adhering to the charging roller 2.

次に現像工程における転写残トナーの回収について述べる。現像装置4は上述したとおりで、現像と同時に転写残トナーを清掃するクリーナーレス方式である。感光ドラム1上の転写残トナーが現像装置4に回収されるためのトナー帯電量は、現像時のトナー帯電量とほぼ等しいことが必要であるが、転写残トナーが適正量であるときには、前記のとおりトナー帯電量制御手段7により転写残トナーの帯電量をコントロールすることが可能である。   Next, recovery of transfer residual toner in the development process will be described. The developing device 4 is as described above, and is a cleanerless system that cleans the transfer residual toner simultaneously with development. The toner charge amount for collecting the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 to the developing device 4 needs to be substantially equal to the toner charge amount at the time of development. When the transfer residual toner is an appropriate amount, As described above, the charge amount of the transfer residual toner can be controlled by the toner charge amount control means 7.

かくして、転写部dから帯電部aへ持ち運ばれる感光ドラム1上の転写残トナーの電荷量を、トナー帯電量制御手段7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2への付着を防止し、帯電ローラ2で感光ドラム1を所定の電位に帯電すると同時に、上記のトナー帯電量制御手段7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によって感光ドラムの静電潜像を現像できる適切な帯電量に制御することで現像装置での転写残トナーの回収も効率的になされる。   Thus, the charge amount of the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 carried from the transfer portion d to the charging portion a is charged by the toner charge amount control means 7 so as to have a normal polarity negative polarity, and the transfer residual toner is charged. This prevents the toner from adhering to the charging roller 2 and charges the photosensitive drum 1 to a predetermined potential with the charging roller 2, and at the same time, the transfer residual toner charged with the negative polarity having the normal polarity by the toner charge amount control means 7. By controlling the charge amount to an appropriate charge amount by which the electrostatic latent image on the photosensitive drum can be developed by the developing device 4, the transfer residual toner can be efficiently collected by the developing device.

(3)長期放置後復帰制御(トナー補給停止制御)
(a)基本制御
前述したように、画像形成装置、具体的には現像装置4を長時間にわたり使用せずに放置し、再度使用したとき、現像装置4内のトナーの中に帯電極性が逆極性のトナーや、帯電量をほとんど持たないトナーの量が大幅に増える場合がある。これらのトナーは感光ドラム1上の非画像部にかぶりトナーとして現像装置4から大量に吐き出され、一部は転写装置5により転写されて画像かぶりとなり、感光ドラム1上に残ったものは転写残トナー均一化手段8やトナー帯電量制御手段7で十分帯電処理できずに帯電ローラ2表層を汚染して帯電不良の原因となる。
(3) Return control after being left for a long time (toner supply stop control)
(A) Basic control As described above, when the image forming apparatus, specifically, the developing device 4 is left unused for a long time and is used again, the charged polarity is reversed in the toner in the developing device 4. In some cases, the amount of polar toner or toner having almost no charge amount may increase significantly. A large amount of these toners are discharged from the developing device 4 as fog toner to the non-image area on the photosensitive drum 1, and part of the toner is transferred by the transfer device 5 to become image fog, and what remains on the photosensitive drum 1 is untransferred. The toner uniformizing means 8 and the toner charge amount control means 7 cannot be sufficiently charged, and the surface layer of the charging roller 2 is contaminated to cause charging failure.

これは、画像形成装置を放置している間に、現像装置内の現像剤が静電凝集して流動性が非常に悪くなり、新たに補給されたトナーが現像装置内で十分に攪拌・混合されず、正規の極性,帯電量に達しないまま現像されることによる。   This is because, while the image forming apparatus is left unattended, the developer in the developing device electrostatically aggregates and the fluidity becomes very poor, and the newly supplied toner is sufficiently stirred and mixed in the developing device. In other words, the development is performed without reaching the normal polarity and the charge amount.

図4に未使用現像剤の各トナー濃度に対する放置前後のトナー流動性変化についての関係図を示す。ここで現像剤の流動性を表す指標として、安息角を採用した。安息角とは、粉体を円錐状に自然状態で堆積させたとき、水平面と該円錐の母線とのなす角度で、粉体が崩れ落ちずに安定できる限界角度のことであり、ホソカワミクロン製パウダーテスターPT−Sを用いて、現像剤中のトナー濃度を2wt%〜14wt%まで変化させて測定した。本実施例で初期現像剤として使用するトナー濃度8wt%の現像剤では、雰囲気温度23℃,相対湿度50%の環境下で、放置前に36°であるのに対し、24時間放置後には42°に上昇していることがわかる。これは放置によって流動性が悪化したことを表している。また、トナー濃度と流動性の関係については、トナー濃度の増加に伴い流動性が悪化していくことを示している。これは、現像剤のうち磁性キャリアの流動性が相対的に良く、逆にトナーの流動性が相対的に悪いため、トナーを加えていくに従って磁性キャリア表面に担持されるトナー量が増加するに伴い、結果として現像剤の流動性は悪くなる。   FIG. 4 shows a relationship diagram regarding the change in toner fluidity before and after being left for each toner concentration of unused developer. Here, the angle of repose was adopted as an index representing the fluidity of the developer. The angle of repose is the angle between the horizontal plane and the generatrix of the cone when the powder is deposited in a conical shape in a natural state, and is the limit angle at which the powder can be stabilized without collapsing. Using PT-S, the toner concentration in the developer was changed from 2 wt% to 14 wt% and measured. The developer having a toner concentration of 8 wt% used as the initial developer in this embodiment is 36 ° before being left in an environment having an ambient temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, whereas it is 42 after being left for 24 hours. It can be seen that it has risen to °. This represents that the fluidity deteriorated due to neglect. Further, the relationship between the toner concentration and the fluidity indicates that the fluidity deteriorates as the toner concentration increases. This is because the flowability of the magnetic carrier in the developer is relatively good, and conversely the flowability of the toner is relatively bad, so the amount of toner carried on the surface of the magnetic carrier increases as the toner is added. As a result, the fluidity of the developer deteriorates.

図5に図4で使用した現像剤により、放置前後で画像形成を行い、画像かぶりレベルと帯電ローラ2汚れレベルを調べた結果である。放置前の現像剤については、トナー濃度が12wt%までは画像かぶり,帯電ローラ2表層汚れ共に発生せず、14wt%を超えたところでまず画像かぶりの軽微な発生が見られ、更に16wt%を超えたところで帯電ローラ2汚れの軽微な発生が見られた。一方24時間放置後の現像剤においては、本実施例で初期現像剤のトナー濃度として使用している8wt%で、画像かぶり,帯電ローラ2汚れ共に軽微な発生がみられ、10wt%以上でトナー濃度が増加するほど、画像かぶり,帯電ローラ2汚れともに大幅な悪化が見られた。以上の結果と先ほど示した図4の結果を照らし合わせると、現像剤の流動性と画像かぶり,帯電ローラ2汚れの間には相関関係があることがわかると共に、流動性の指数である安息角が40°前後を閾値として、問題の発生の有無が分かれることがわかった。   FIG. 5 shows the results of image formation with the developer used in FIG. 4 before and after being left standing and the image fog level and the charging roller 2 contamination level examined. As for the developer before being left, neither image fog nor contamination on the surface of the charging roller 2 occurs until the toner concentration is 12 wt%. When the toner density exceeds 14 wt%, a slight occurrence of image fog is first observed, and further exceeds 16 wt%. As a result, slight generation of dirt on the charging roller 2 was observed. On the other hand, in the developer after being left for 24 hours, slight occurrence of both image fogging and charging roller 2 contamination was observed at 8 wt% used as the toner concentration of the initial developer in this embodiment, and the toner was observed at 10 wt% or more. As the density increased, the image fogging and the charging roller 2 contamination were greatly deteriorated. When the above results and the result of FIG. 4 shown above are collated, it can be seen that there is a correlation between developer fluidity, image fogging, and charging roller 2 contamination, and an angle of repose which is an index of fluidity. It was found that the occurrence or non-occurrence of the problem is divided with a threshold value of around 40 °.

図6に現像剤の放置時間に対する現像剤の流動性の変化についての関係図を示す。ここで使用した現像剤のトナー濃度は8wt%であり、雰囲気環境は温度23℃,相対湿度50%である。放置前の現像剤の安息角が36°であるのに対し、約18時間後の現像時の安息角は問題発生の閾値レベルである40°を超えた41°となり、更に36時間後には44°に達していることがわかる。つまり放置後12から18時間経過した以降で問題が発生する可能性があることがわかる。   FIG. 6 shows a relationship diagram regarding the change in the fluidity of the developer with respect to the standing time of the developer. The toner concentration of the developer used here is 8 wt%, and the ambient environment is a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. Whereas the angle of repose of the developer before being left is 36 °, the angle of repose during development after about 18 hours is 41 ° exceeding the threshold level at which the problem occurs, which is 40 °, and after 36 hours, the angle of repose is 44 °. It can be seen that it has reached °. That is, it can be seen that a problem may occur after 12 to 18 hours have elapsed after being left unattended.

つまり初期現像剤を雰囲気温度25°相対湿度50%の環境で放置した場合、トナー濃度8wt%の現像剤を約12時間以上放置した場合には、画像かぶりや帯電ローラ2汚れが発生する虞のある流動性になる。よって、本実施例では、画像形成を行なわない時間、つまり放置時間をカウントし、12時間以上経過した場合には以下の制御を実施することとした。   In other words, when the initial developer is left in an environment where the ambient temperature is 25 ° and the relative humidity is 50%, and when the developer having a toner concentration of 8 wt% is left for about 12 hours or more, image fogging or charging roller 2 contamination may occur. It becomes a certain liquidity. Therefore, in this embodiment, the time during which image formation is not performed, that is, the standing time is counted, and the following control is performed when 12 hours or more have elapsed.

図3に本実施例で実施している制御のタイミングチャートを示す。本実施例では、画像形成を行なわない時間、つまり放置時間が12時間以上経過した後、再度画像形成を実施する場合、現像剤の流動性が悪化していると予想し、通常は画像形成と共に実施するトナーホッパー4gから現像装置4に対してのトナー補給を停止する。停止タイミングは、現像装置4内の現像剤の流動性が前述した閾値(約40°)以下の安息角(トナー濃度目標値)になるトナー濃度に低下するまでの間であり、具体的には図4の結果より、初期現像剤で初期トナー濃度が8wt%であるのに対し、現像装置4内の現像剤中のトナーが消費されて6wt%になるまで補給動作を停止する。6wt%まで低下した後には、トナー補給を再開し、現像剤のトナー濃度も最初の状態、つまり8wt%まで戻す動作を行なっている。   FIG. 3 shows a timing chart of the control performed in this embodiment. In this embodiment, when image formation is performed again after a period of time during which image formation is not performed, that is, a standing time of 12 hours or more, it is expected that the fluidity of the developer has deteriorated. The toner supply from the toner hopper 4g to be performed to the developing device 4 is stopped. The stop timing is a period until the fluidity of the developer in the developing device 4 is lowered to the toner concentration at which the repose angle (toner concentration target value) is equal to or less than the above-described threshold (about 40 °). From the result of FIG. 4, the initial toner concentration of the initial developer is 8 wt%, whereas the replenishment operation is stopped until the toner in the developer in the developing device 4 is consumed to 6 wt%. After the toner is reduced to 6 wt%, the toner supply is resumed, and the operation is performed to return the toner density of the developer to the initial state, that is, to 8 wt%.

よって、放置後の画像形成装置において、トナーホッパー4gから現像装置4内にトナー補給を行なわず、現像装置内のトナー濃度を一時的に低下させることで、現像装置4内の現像剤の流動性が良化し、トナーホッパー4gから補給されたトナーに対して十分に攪拌・混合して、必要量のトナー帯電量にすることができる状態に現像剤を戻すことが可能となる。   Therefore, in the image forming apparatus after being left, the toner hopper 4g does not supply toner into the developing device 4, and the toner density in the developing device is temporarily reduced, whereby the developer fluidity in the developing device 4 is flowed. As a result, the developer can be returned to a state in which the toner replenished from the toner hopper 4g can be sufficiently stirred and mixed to obtain the required toner charge amount.

このときに、以上のような制御を行なったとしても、反転トナーや帯電量が少ないトナーが通常よりも若干増加することが予想されるため、帯電補助部材の特にトナー帯電量制御手段7に印加するバイアスを、通常よりもその絶対値が大きくして印加する制御も同時に併せて行なっている。これは、トナー帯電量制御手段7のニップ部eに到達するトナー量が通常よりも増加した場合、トナー帯電量制御手段7に通常印加しているだけのバイアスでは十分に帯電量を与えてやることができないためである。具体的には雰囲気温度が23℃,相対湿度50%の環境下で、トナー帯電量制御手段7に印加するバイアスが通常−750Vであるのに対し、本制御時には−980Vまで増加させている。ここで、トナー帯電量制御手段7突入前の感光ドラム1電位などを合わせて考えると、トナー帯電量制御手段7から感光ドラム1への電流量は約1.5倍となるため、感光ドラム1上のトナー量も通常よりも1.5倍までは許容することができる。実際、前述のトナー補給停止を実施すれば、転写後の感光ドラム1上のトナー量は通常の1.2から1.4倍程度であり、本実施例の設定で十分である。また、逆に通常時からトナー帯電量制御手段7に印加するバイアスを大きくした場合には、感光ドラム1との間での放電が大きくなり、放電による感光ドラム1表面劣化を促進する虞があるため、必要最小限にとどめる必要がある。   At this time, even if the above control is performed, it is expected that the reversal toner and the toner with a small charge amount are expected to increase slightly than usual, and therefore, it is applied to the toner charge amount control means 7 of the charging auxiliary member. The control for applying the bias with an absolute value larger than usual is performed at the same time. This is because when the amount of toner reaching the nip portion e of the toner charge amount control means 7 increases more than usual, a sufficient amount of charge is given with a bias that is normally applied to the toner charge amount control means 7. It is because it cannot be done. Specifically, in an environment where the ambient temperature is 23 ° C. and the relative humidity is 50%, the bias applied to the toner charge amount control means 7 is normally −750 V, but is increased to −980 V during this control. Here, when considering the potential of the photosensitive drum 1 before entering the toner charge amount control means 7, the amount of current from the toner charge amount control means 7 to the photosensitive drum 1 is about 1.5 times. The upper toner amount can be allowed up to 1.5 times the normal amount. Actually, if the above-described toner supply stop is performed, the toner amount on the photosensitive drum 1 after the transfer is about 1.2 to 1.4 times the normal amount, and the setting of this embodiment is sufficient. On the other hand, when the bias applied to the toner charge amount control means 7 is increased from the normal time, the discharge with the photosensitive drum 1 is increased, which may promote the deterioration of the surface of the photosensitive drum 1 due to the discharge. Therefore, it is necessary to keep it to the minimum necessary.

また、トナー帯電量制御手段7に通常よりも絶対値の大きいバイアスを印加する期間は、少なくとも前述の現像剤のトナー濃度がトナー濃度目標値以下になるまでの間であり、本実施例ではトナーホッパー4gから現像装置4へのトナー補給が再開されて、通常のトナー濃度になるまでの間とした。   Further, the period during which a bias having a larger absolute value than usual is applied to the toner charge amount control means 7 is at least until the toner concentration of the developer becomes equal to or lower than the toner concentration target value. The period from when the toner supply from the hopper 4g to the developing device 4 was resumed until the normal toner density was reached.

以上まとめると、本実施例では画像形成を行なわない時間、つまり放置時間が12時間以上の場合、画像形成を再開する時に、画像形成中にトナーホッパー4gから現像装置4へのトナー補給を停止し、初期現像剤の場合、現像剤中のトナー濃度を8wt%からトナー濃度目標値である6wt%まで低下させて現像剤の流動性を良化させる制御を実施する。更にはトナー帯電量制御手段7に印加するバイアスを、トナー補給の停止及びトナー濃度が元の量に戻るまでのタイミングで、通常の−750Vから−980Vにその絶対値が大きくなるように印加する制御を実施する。これらの制御を実施することで、長期放置後に発生する補給トナーが十分に現像装置4内で攪拌・混合されないことに起因して発生する画像かぶり,帯電ローラ2汚れを防止することが可能となる。   In summary, in this embodiment, when the image formation is not performed, that is, when the leaving time is 12 hours or more, when the image formation is resumed, the toner supply from the toner hopper 4g to the developing device 4 is stopped during the image formation. In the case of the initial developer, control is performed to improve the fluidity of the developer by lowering the toner concentration in the developer from 8 wt% to 6 wt% which is the target value of toner concentration. Further, the bias applied to the toner charge amount control means 7 is applied so that the absolute value increases from the normal -750 V to -980 V at the timing until the toner supply is stopped and the toner density returns to the original amount. Implement control. By performing these controls, it is possible to prevent image fogging and charging roller 2 contamination caused by the fact that the replenishment toner generated after being left for a long time is not sufficiently stirred and mixed in the developing device 4. .

(b)耐久制御
図7に40k枚画像形成を行なった後の現像剤の各トナー濃度に対する放置前後のトナー流動性変化についての関係図を示す。ここで、40k使用後の現像剤のトナー濃度は通常時において、6wt%になるように制御している。これは前述したように、磁性キャリア表面が使用枚数に伴って劣化することで、トナーホッパー4gから補給されたトナーに対して所望の帯電量まで引き上げる能力、所謂帯電付与能力が低下するためである。
(B) Durability Control FIG. 7 shows a relationship diagram regarding the change in toner fluidity before and after being left for each toner concentration of the developer after 40k images have been formed. Here, the toner density of the developer after 40 k is used is controlled to be 6 wt% in normal time. This is because, as described above, the surface of the magnetic carrier deteriorates with the number of sheets used, so that the ability to pull up the toner replenished from the toner hopper 4g to a desired charge amount, so-called charge imparting ability, is reduced. .

そこで、トナー濃度6wt%の現像剤で、雰囲気温度23℃,相対湿度50%の環境下での放置前後の変化をみると、放置前に40°であるのに対し、24時間放置後には48°に上昇していることがわかる。よって、本実施例では初期現像剤の時と同様に、放置後に画像形成を再開した後のトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値は、4wt%とした。   Therefore, when the developer concentration is 6 wt%, the change before and after being left in an environment where the ambient temperature is 23 ° C. and the relative humidity is 50% is 40 ° before being left, but 48 hours after being left for 24 hours. It can be seen that it has risen to °. Therefore, in this embodiment, as in the case of the initial developer, the toner concentration target value in the toner replenishment stop control after resuming image formation after being left is set to 4 wt%.

図8に雰囲気温度23℃,相対湿度50%の環境下での現像剤の使用枚数と放置前後の流動性変化の関係図を示す。このように、現像剤は使用枚数に従って帯電付与能力が低下すると共に、現像剤の流動性も変化することがわかる。つまり、現像剤の使用枚数に従って、トナー補給停止制御後のトナー濃度目標値も変化させる必要がある。   FIG. 8 shows the relationship between the number of developers used and the change in fluidity before and after being left in an environment where the ambient temperature is 23 ° C. and the relative humidity is 50%. Thus, it can be seen that the developer is not only less charged, but also changes the fluidity of the developer according to the number of sheets used. That is, the toner density target value after the toner replenishment stop control needs to be changed according to the number of developers used.

図9に、本実施例で行なっている現像剤の使用枚数に対する通常時のトナー濃度及びトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値の関係を示す。通常時のトナー濃度は初期8wt%であるのに対し、40k枚使用後には6wt%としており、使用枚数に対して1次関数になるようにしている。また、それと同時にトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値も、初期6wt%に対し、40k枚後には4wt%になるようにし、同様に使用枚数に対して1次関数になるようにしている。ただし40k枚後は、トナー濃度目標値を4wt%固定とした。これはトナー濃度が4wt%未満になった場合に、現像剤の抵抗率が低下し、現像装置4から感光ドラム1に対して磁性キャリアがトナーと共に現像される(所謂キャリア付着)虞があるためである。   FIG. 9 shows the relationship between the toner density at the normal time and the toner density target value at the toner replenishment stop control with respect to the number of developers used in this embodiment. The toner density at normal time is 8 wt% at the initial stage, but it is set to 6 wt% after 40 k sheets are used so that it becomes a linear function with respect to the number of used sheets. At the same time, the toner density target value at the time of toner replenishment stop control is set to 4 wt% after 40 k sheets with respect to the initial 6 wt%, and similarly to a linear function with respect to the number of used sheets. However, the toner density target value is fixed at 4 wt% after 40k sheets. This is because, when the toner concentration is less than 4 wt%, the resistivity of the developer is lowered, and the magnetic carrier may be developed together with the toner from the developing device 4 to the photosensitive drum 1 (so-called carrier adhesion). It is.

このように、現像剤の使用枚数をカウントし、かつ現像剤の使用枚数に従ってトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値を変化させることで、現像剤の使用枚数に関わらず、長期放置後に発生する補給トナーが十分に現像装置4内で攪拌・混合されないことに起因して発生する画像かぶり,帯電ローラ2汚れを防止することが可能となる。   In this way, by counting the number of developers used and changing the toner density target value at the time of toner replenishment stop control according to the number of developers used, it occurs after being left for a long time regardless of the number of developers used. It is possible to prevent image fogging and charging roller 2 contamination caused by the replenishment toner not being sufficiently stirred and mixed in the developing device 4.

(c)環境制御
図10に雰囲気温度23℃/相対湿度50%,雰囲気温度30℃/相対湿度80%,雰囲気温度23℃/相対湿度5%の3環境における初期現像剤の各トナー濃度に対する放置後のトナー流動性変化についての関係図を示す。雰囲気温度23℃/相対湿度5%の絶対水分量が低い環境下で放置後の現像剤の流動性が最も悪く、雰囲気温度30℃/相対湿度80%の絶対水分量が高い環境下で放置後の現像剤の流動性が最も良いことがわかる。つまり、雰囲気環境の絶対水分量と放置後の現像剤の流動性に相関関係が認められる。
(C) Environmental control FIG. 10 shows that the initial developer is left for each toner concentration in three environments of ambient temperature 23 ° C./relative humidity 50%, ambient temperature 30 ° C./relative humidity 80%, and ambient temperature 23 ° C./relative humidity 5%. The relationship figure about a toner fluidity | liquidity change after is shown. The developer has the worst fluidity after being left in an environment where the absolute moisture content is low at an ambient temperature of 23 ° C / relative humidity of 5%, and after standing in an environment where the absolute moisture content is high at an ambient temperature of 30 ° C / 80% relative humidity. It can be seen that the developer has the best fluidity. That is, there is a correlation between the absolute moisture content in the atmospheric environment and the flowability of the developer after standing.

よって、本実施例では前述した図9の雰囲気温度23℃/相対湿度50%でのトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値に対し、図11に示すような雰囲気環境(絶対水分量)毎の環境係数を掛け合わせて、各環境でのトナー目標値としている。例えば、初期現像剤の雰囲気温度23℃/相対湿度50%で、トナー濃度目標値が6wt%のとき、雰囲気温度30℃/相対湿度80%では7.8wt%、雰囲気温度23℃/相対湿度5%では4.8wt%とした。   Therefore, in this embodiment, for each toner environment target value (absolute water amount) as shown in FIG. 11, the toner concentration target value at the time of toner supply stop control at the ambient temperature of 23 ° C./relative humidity of 50% in FIG. Multiplying environmental factors to obtain toner target values for each environment. For example, when the ambient temperature of the initial developer is 23 ° C./relative humidity 50% and the toner density target value is 6 wt%, the ambient temperature 30 ° C./relative humidity 80% is 7.8 wt%, and the ambient temperature 23 ° C./relative humidity 5 % Was 4.8 wt%.

また、トナー帯電量制御手段7から感光ドラム1に流れ込む電流量も環境により異なる。つまり高湿環境下では、補助帯電部材を形成するブラシの抵抗値が低下し、電流量が増加するのに対し、低湿環境下では、ブラシの抵抗値は上昇するため、電流量は減少する。よって、本実施例では、図13に示すように、雰囲気環境(絶対水分量)によって、トナー帯電量制御手段7に印加する通常時の印加バイアス及びトナー補給停止制御時の印加バイアスを変化させている。具体的には、前述したように雰囲気温度23℃/相対湿度50%で通常時−750V/制御時−980Vであるのに対し、雰囲気温度30℃/相対湿度80%では通常時−600V/制御時−700V,雰囲気温度23℃/相対湿度5%では通常時−800V/制御時−1100Vとした。   Further, the amount of current flowing from the toner charge amount control means 7 into the photosensitive drum 1 varies depending on the environment. In other words, the resistance value of the brush forming the auxiliary charging member decreases and the current amount increases in a high humidity environment, whereas the resistance value of the brush increases and the current amount decreases in a low humidity environment. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the normal application bias applied to the toner charge amount control means 7 and the application bias during the toner replenishment stop control are changed depending on the atmospheric environment (absolute water amount). Yes. Specifically, as described above, the ambient temperature is 23 ° C./relative humidity of 50% and the normal time is −750 V / control time of −980 V, whereas the atmospheric temperature of 30 ° C./relative humidity of 80% is normally −600 V / control. When the ambient temperature is -700V and the ambient temperature is 23 ° C / relative humidity is 5%, the normal time is -800V and the control time is -1100V.

このように、画像形成装置を使用する雰囲気環境(絶対水分量)を検知し、その検知結果に従ってトナー補給停止制御時のトナー濃度目標値や帯電補助部材であるトナー帯電量制御手段7に印加するバイアスを変化させることで、現像剤の使用環境に関わらず、長期放置後に発生する補給トナーが十分に現像装置4内で攪拌・混合されないことに起因して発生する画像かぶり,帯電ローラ2汚れを防止することが可能となる。   In this way, the atmospheric environment (absolute water amount) in which the image forming apparatus is used is detected, and applied to the toner concentration target value at the time of toner replenishment stop control and the toner charge amount control means 7 serving as a charging auxiliary member according to the detection result. By changing the bias, regardless of the usage environment of the developer, the replenishment toner generated after being left for a long time is not sufficiently stirred and mixed in the developing device 4 to cause image fogging and charging roller 2 contamination. It becomes possible to prevent.

従来の画像形成装置の概略構成模型図Schematic configuration model diagram of a conventional image forming apparatus 感光ドラムと帯電ローラの層構成模型図Layered model diagram of photosensitive drum and charging roller 画像形成装置長期放置後の復帰制御タイミングチャートReturn control timing chart after long-term leave of image forming apparatus 未使用現像剤の放置前後におけるトナー濃度と流動性(安息角)の関係図Relationship between toner concentration and fluidity (rest angle) before and after unused developer is left 未使用現像剤の放置前後におけるトナー濃度とかぶりレベル及び帯電ローラ汚れレベルの関係図Relationship diagram between toner density, fog level and charging roller dirt level before and after unused developer is left トナー濃度8wt%未使用現像剤の放置時間と流動性(安息角)の関係図Relationship between standing time and fluidity (rest angle) of unused developer with toner concentration 8wt% 40k枚使用後現像剤の放置前後におけるトナー濃度と流動性(安息角)の関係図Relationship diagram between toner density and fluidity (rest angle) before and after leaving developer after using 40k sheets トナー濃度8wt%現像剤の使用枚数毎の放置前後における流動性(安息角)の関係図Relationship diagram of fluidity (rest angle) before and after leaving for each usage number of developer with toner concentration 8wt% 使用枚数毎の通常動作時のトナー濃度目標値及び画像形成装置長期放置後の復帰制御で使用するトナー濃度閾値の関係図Relationship diagram between toner density target value during normal operation for each number of used sheets and toner density threshold value used for return control after leaving the image forming apparatus for a long time 未使用現像剤の使用環境毎の放置前後におけるトナー濃度と流動性(安息角)の関係図Relationship diagram between toner density and fluidity (rest angle) before and after leaving unused developer for each usage environment 画像形成装置の使用環境毎の復帰制御で使用するトナー濃度閾値係数の関係図Relationship diagram of toner density threshold coefficient used in return control for each use environment of image forming apparatus 補助帯電ブラシ(トナー帯電量制御手段)の配置模式図Arrangement schematic diagram of auxiliary charging brush (toner charge amount control means) 画像形成装置の使用環境毎の通常時印加バイアス及び復帰制御時印加バイアスの関係図Relationship diagram between normal application bias and return control application bias for each use environment of the image forming apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電ローラ
3 レーザビームスキャナ
4 現像装置
5 転写ローラ
6 定着装置
7 トナー帯電量制御手段(帯電補助部材)
8 転写残トナー均一化手段(帯電補助部材)
10 メモリーを備えた演算回路
11 温湿度センサー
S1〜S5 バイアス電圧印加電源
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller 3 Laser beam scanner 4 Developing device 5 Transfer roller 6 Fixing device 7 Toner charge amount control means (charging auxiliary member)
8 Transfer residual toner uniformizing means (charging auxiliary member)
10 Arithmetic Circuit with Memory 11 Temperature / Humidity Sensor S1-S5 Bias Voltage Application Power Supply

Claims (6)

像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成するために前記像担持体表面を接触部にて帯電処理する帯電手段と、該帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を用い、前記像担持体に形成された静電潜像に前記トナーを供給して可視化する二成分現像手段と、前記トナーを前記二成分現像手段に補給するトナー補給手段と、可視化したトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体に対して前記帯電手段と同極性の直流電圧が印加される帯電補助部材とを有し、かつ前記転写手段により転写されずに前記像担持体表面に残留したトナーを前記二成分現像手段で回収するクリーナーレスシステムを用いた画像形成装置において、画像形成装置が所定の時間以上稼働されずに放置された後、再度画像形成を実施する場合に、前記二成分現像手段中の前記現像剤に対する前記トナー濃度が所定の閾値以下になるまで前記トナー補給手段から前記二成分現像手段へのトナー補給を実施しないと共に、トナー補給を実施しない時間と同時あるいはそれ以上のタイミングで、前記帯電補助部材に印加する直流電圧の絶対値が前記以外のタイミングの値よりも大きいことを特徴とした画像形成装置。   An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier at a contact portion to form an electrostatic latent image on the image carrier, and the image carrier charged by the charging unit. An exposure unit that forms an electrostatic latent image; a two-component developing unit that supplies the toner to an electrostatic latent image formed on the image carrier using a developer composed of toner and a magnetic carrier; A toner supply means for supplying toner to the two-component developing means, a transfer means for transferring a visualized toner image to a transfer material, and a DC voltage having the same polarity as that of the charging means is applied to the image carrier after transfer. An image forming apparatus using a cleaner-less system that collects toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred by the transfer unit by the two-component developing unit. The device is When the image formation is performed again after being left unoperated for more than a period of time, the two-component replenishing means from the toner replenishing means until the toner concentration with respect to the developer in the two-component developing means falls below a predetermined threshold value. The toner supply to the developing means is not performed, and the absolute value of the DC voltage applied to the auxiliary charging member is greater than the timing value other than the above at the same time as or more than the time when the toner supply is not performed. A featured image forming apparatus. 前記帯電補助部材が、前記帯電手段に対して前記像担持体回転方向上流側に隣接して配設されていることを特徴とした請求項1記載の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary charging member is disposed adjacent to the charging unit on the upstream side in the rotation direction of the image carrier. 前記二成分現像手段の前記現像剤に対するトナー濃度の閾値が、画像形成装置の稼働情報により可変制御することを特徴とした請求項1及び請求項2記載の画像形成装置。   3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a threshold value of toner density with respect to the developer of the two-component developing unit is variably controlled according to operation information of the image forming apparatus. トナー補給を実施しない時間と同時あるいはそれ以上の間に、前記帯電補助部材に印加する直流電圧の絶対値が、画像形成装置の稼働情報により可変制御することを特徴とした請求項1及び請求項2記載の画像形成装置。   The absolute value of the DC voltage applied to the auxiliary charging member is variably controlled according to operation information of the image forming apparatus at the same time or longer than the time when toner replenishment is not performed. 2. The image forming apparatus according to 2. 前記帯電補助部材が、ブラシ状の部材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 image forming apparatus according to claim 1, wherein the auxiliary charging member is a brush-like member. 前記帯電手段が、帯電ローラ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 image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging unit is a charging roller.
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