JP2004233552A

JP2004233552A - Image forming apparatus and processing cartridge

Info

Publication number: JP2004233552A
Application number: JP2003020723A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Kakeshita; 智美掛下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus and a processing cartridge which coordinate toner polarity in an electrifying section and recovers developer in a developing section even with an inexpensive structure, and output a satisfactory image free of a re-transfer ghost. <P>SOLUTION: A developer carrier is capable of recovering residual developer from an image carrier 1 while a development operation is performed. The direction of the movement of the developer carrier is the reverse of the direction of the movement of the image carrier 1 in a development position. An electrifying means has an electrifying member 2 capable of contacting with the image carrier 1. The electrifying member 2 has a residual-developer electrifying member 13 which slides over the electrifying means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンタや電子写真複写機などのカラー画像形成装置、及びこの装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものであり、特に複数の現像装置を具備したクリーナレス系のカラー画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、一般に感光ドラム等の像担持体を一様かつ均一に帯電する帯電プロセス、帯電後の像担持体を露光し静電潜像を書き込む露光プロセス、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像プロセス、像担持体上のトナー像を紙等の転写材に転写する転写プロセス、転写材上のトナー像を定着する定着プロセス、そしてトナー像転写後の像担持体表面に残った転写残トナー等の残留物を除去するクリーニングプロセス等からなる一連の画像形成プロセスによって画像を形成している。
【０００３】
上述のクリーニング工程において、クリーニング装置によって回収された転写残トナーは廃棄用の容器に収められ、その後、廃棄するようにしていた。
【０００４】
そのため、近年、上述のクリーニング装置を省略して画像形成装置を小型化し、かつ転写残トナーを廃棄する等のメンテナンスを不要としたクリーナレスプロセスが提案されている。このクリーナレスプロセスの一形態においては、現像装置は、像担持体のうちの露光されて表面電位が減衰した部分にトナーを反転現像によって付着させると同時に、非露光部に残存する前記残留物を回収している。
【０００５】
すなわち、転写工程後、転写されずに像担持体上に残存する前記残留物は、帯電工程を通過した後、像担持体の表面電位と現像剤担持体に印加する現像バイアスとの差（以下「バックコントラスト」という）によって静電気力で現像装置に回収される。これはモノクロレーザープリンタのクリーナレスプロセスでみられる。
【０００６】
具体的には、負帯電性のトナーからなる一成分現像剤の場合、帯電工程において像担持体を一様に−６００Ｖに帯電させ、露光工程において像担持体のうち画像部に対応する部分を露光し表面電位を減衰させることで露光部を−２００Ｖとなるようにし、現像工程において−４００Ｖの直流電圧を現像バイアスとして現像剤担持体に印加すれば、マイナスに帯電された残留トナーは画像部に対応する露光部ではそのまま像担持体に残留するが、非露光部ではバックコントラストにより現像装置に回収されることになり、クリーニング装置を有しなくても転写残トナーを回収し、現像剤として再度利用することが可能となる。
【０００７】
また、最近のレーザービームプリンタ市場では、カラーレーザプリンタが主流になってきている。
【０００８】
そこで求められているのは、モノクロプリンタと同様、安価で小型なカラープリンタである。そのため、シンプルな電子写真システムを構築することが必要になってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術におけるモノクロ電子写真システムで用いられているクリーナレスシステムをフルカラー電子写真システムに適応した場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１０】
図１は従来の画像形成装置の概略断面図である。上述の負帯電性のトナーの場合、転写材にトナーを転写するために転写工程ではプラスの電荷が転写材に付与され、マイナスに帯電されたトナーは転写材に転写されることになる。従って転写残トナーは通常ほとんどがプラスに帯電しているが、帯電工程をぬけることによりマイナスに帯電され、感光ドラム上に残る。
【００１１】
そこで、感光ドラム上の画像部に残っているマイナストナーは、感光ドラムの画像部に残ったまま現像され、非画像部に残っているマイナストナーは現像装置に回収される。これは、モノクロクリーナレスでは、画像部に残ったトナーは同色のトナーなので問題がなかった。
【００１２】
ところが、カラー電子写真システムでは、複数の色を使用するため転写残トナーにおける色味違いの問題が発生する。
【００１３】
図２はカラー電子写真システムの２色目の画像形成ステーションにおける転写残トナーの機構について示したものである。
【００１４】
カラー電子写真システムでは、各画像形成ステーションの感光ドラム上に形成したトナー像を、ベルト状の転写材搬送手段により担持搬送される転写材（例えば紙やＯＨＰシート等）上に順次に重ねて転写していくものである。
【００１５】
このような構成の画像形成装置においては、例えば、前のステーションで転写材上に転写されたトナーが、次のステーションに到達したときに次のステーションの感光ドラムに付着してしまう、いわゆる再転写が起きることがあり、次のステーションの転写残トナーに含まれる場合がある（図２においては転写後のドラム上のプラス極性のトナーが該当する）。
【００１６】
前のステーションの転写トナーは、当然異なった色のトナーである（前のステーションの転写トナーを以後再転写トナーと呼ぶ）。これらが、帯電装置をぬけることでマイナスに帯電され、非画像部に残っているトナーは現像装置に回収されるが、感光ドラム上の画像部に残っている異なった色の再転写トナーは現像部で回収されずそのまま画像部に残り現像され、色味の違ったゴーストとして画像に現れる。
【００１７】
これらを現像部で回収するためには、現像ローラを感光ドラムに対して逆回転させて、機械的に現像ローラに回収することでゴーストを良化できる。
【００１８】
また、現像ローラを逆回転したとしても、帯電ローラで、確実にトナーをマイナスに帯電しないと、現像部で回収ができなくなってしまうため、色味の違ったゴーストが画像にでてしまう。
【００１９】
この再転写トナーのゴーストをなくすためには、現像プロセスより上流のプロセスで画像部に再転写トナーを未然に防ぐことが必要である。
【００２０】
その例として帯電ローラ前に感光ドラム上の転写残トナーを一時的に回収するブラシなどの補助部材を設けたプロセスが知られている。
【００２１】
しかしながら、プロセスが複雑になり、かつ、高価なものになってしまう。
【００２２】
本発明は、上記の従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、安価な構成においても、帯電部でトナーの極性を揃え現像部で回収することで再転写ゴーストがなく良好な画像を出力できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、再転写ゴーストを防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、専用のクリーナをもたないクリーナレス方式に適した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２５】
本発明の他の目的は、像担持体上の残留現像剤を現像時に残らず除去するようにした画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような手段とした。
【００２７】
すなわち、本発明の画像形成装置は、第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤の像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤の像を転写する転写手段と、
前記第１の画像形成ステーションには、第１の像担持体と、前記第１の像担持体を帯電する第１の帯電手段と、前記第１の色の現像剤を担持搬送し、前記第１の像担持体に形成された静電像を前記第１の色の現像剤で現像する第１の現像剤担持体と、が設けられ、
前記第２の画像形成ステーションには、第２の像担持体と、前記第２の像担持体を帯電する第２の帯電手段と、前記第２の色の現像剤を担持搬送し、前記第２の像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する第２の現像剤担持体と、が設けられた画像形成装置において、
前記第２の現像剤担持体は、現像動作と同時に前記第２の像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記第２の現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記第２の像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記第２の帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備することを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、帯電部材に、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備し、帯電部材上に付着した残留現像剤を摺擦によって正規の極性に揃え現像時に回収しやすくし、帯電部材によって、像担持体に残留現像剤を戻し、現像剤担持体は、像担持体上の前記残留現像剤を前記現像剤担持体と前記像担持体とのニップ部の前でせき止めることによって前記現像剤担持体へ回収し、現像時の混色を防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置において、前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に当接するフィルム状の摺擦部を備えることが好適である。すなわち、フィルム状の摺擦部を当接させることで、第２の帯電部材上に付着したトナーを摩擦帯電し、電荷を与え、ドラム上に回収させる。これにより、帯電ムラのなく、且つ、転写残トナーを現像に回収することが可能になる。トナーに電荷を与えるためのフィルム状の摺擦部としてポリイミドシート等が考えられる。
【００３０】
更に、本発明の画像形成装置において、前記残留現像剤帯電部材は、前記第２の帯電部材に対し、像担持体の軸方向に平行に往復移動させる移動手段を備えることが好適である。
【００３１】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の帯電部材は、ＡＣ電圧が印加されることなくＤＣ電圧が印加されることが好適である。なぜならば、印加電圧がＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧であると、ＡＣ電圧の作用により残留トナーを除電するからである。
【００３２】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の帯電部材は、前記第２の像担持体に対して周速差をもって回転可能であることが好適である。こうすることで、像担持体表面と現像剤担持体表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に前のステーションの色の異なった再転写トナーを回収させる。
【００３３】
更に、本発明の画像形成装置において、前記受像部材を前記第１の画像形成ステーションから前記第２の画像形成ステーションへ搬送する搬送手段を有することが好適である。
【００３４】
更に、本発明の画像形成装置において、前記第２の現像剤担持体は、前記第２の像担持体に接触して設けられることが好適である。
【００３５】
更に、本発明のプロセスカートリッジは、第１の画像形成ステーションで受像部材へ第１の色の現像剤像を転写した後、第２の画像形成ステーションで前記受像部材へ第２の色の現像剤像を転写する転写手段を備える画像形成装置本体、の前記第２の画像形成ステーションに着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記第２の色の現像剤とを担持搬送し、前記像担持体に形成された静電像を前記第２の色の現像剤で現像する現像剤担持体を具備し、
前記現像剤担持体は、現像動作と同時に前記像担持体から残留現像剤を回収可能であり、
前記現像剤担持体の移動方向は、現像位置において前記像担持体の移動方向と逆方向であり、
前記第２の帯電手段は、前記第２の像担持体に接触可能な第２の帯電部材を備え、
前記第２の帯電部材には、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備する、ことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照し、この発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。
【００３７】
（第１の実施形態）
図３〜図７を参照して、第１の実施の形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
【００３８】
図３に、本発明に係る画像形成装置の一例として、複数の現像装置をもつタンデム式のカラーレーザービームプリンタの概略構成を示す。なお、同図は、受像部材である転写材８の搬送方向に沿った縦断面図を示すものである。
【００３９】
図３について説明すると、カラー画像形成装置は、転写材８を担持搬送するための転写材搬送手段である無端状に走行する転写ベルト９と、転写ベルト９の移動方向に各々異色のトナー像を形成する画像形成ステーションとしてのプロセスカートリッジＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が直列に配置してある。各プロセスカートリッジ（画像形成部）は現像装置４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに収納するトナーが異色であるだけで、基本的な構成作用に変わりはない。また、プロセスカートリッジは画像形成装置本体に着脱可能な構成である。
【００４０】
ここで、画像形成手段としてのプロセスカートリッジＰ１乃至Ｐ４はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４個の画像形成ユニットで構成され配設されている。そして、それぞれの画像形成ユニット部の構成は、像担持体である感光ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが配置され、その外周部には各々一成分現像剤であるイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーを収納し、それらのトナーを搬送する現像剤担持体である現像ローラ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを具備した現像装置（現像手段）４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ、露光手段である３ｙ、３ｍ、３ｃ、３ｋ、帯電手段（帯電部材）である帯電ローラ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ、が配設してある。また、転写ベルト９を挟んで各々の感光ドラム１に対向する部位に転写手段としての転写ローラ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋが配設してある。
【００４１】
この画像形成装置における転写材搬送手段は、適当な複数のローラに懸架されて走行する静電転写ベルト９であり、前記静電転写ベルト９の内部及び周囲には、転写ローラ６、吸着ローラ１０を備えている。転写ローラ６は、後述する複数の画像形成部の一部として複数個配備されている。
【００４２】
静電転写ベルト９の吸着ローラ１０は、画像形成に先立って、給紙部から搬送された転写材８を静電転写ベルト９上に静電吸着する。各画像形成部Ｐ１乃至Ｐ４は、静電転写ベルト９上に静電吸着した転写材８が走行するにつれて、転写材８上の所定の位置に順次イエロートナー像，マゼンタトナー像，シアントナー像，ブラックトナー像が重なるようにタイミングをあわせて像形成を行い、順次重畳転写していく。
【００４３】
以下に画像形成手順を画像形成ステーションとしてのプロセスカートリッジ（画像形成部ともいう）Ｐ１に着目して説明する。
【００４４】
不図示の駆動手段により回転駆動する感光ドラム１ｙの表面感光層が、帯電バイアス−１１５０Ｖが印加された帯電ローラ２ｙによって一様に帯電される。帯電バイアスは交流電圧なしの直流電圧であり、感光ドラム１ｙの表面電位が−６００Ｖとなるようにした。即ち、感光ドラム１ｙは、ドラム１ｙとローラ２ｙとの微小空隙における放電現象によって、ほぼ（印加直流電圧−放電開始電圧）の電位に帯電される。本実施の形態では放電開始電圧は約５５０Ｖであった。この感光ドラム１ｙの帯電面にイエロー成分による画像形成信号がレーザースキャナから投影されて静電潜像が形成される。
【００４５】
この静電潜像が、感光ドラム１ｙの回転に伴って現像部位に達すると、現像バイアスにより現像ローラ４ｙからマイナス帯電極性のイエロートナーが前記潜像に付与されてイエロートナー像として反転現像される。このイエロートナー像はさらに感光ドラム１ｙの回転に伴って前記の転写部位へと送られる。
【００４６】
このイエロートナー像が前記転写部位に達するタイミングにあわせて、あらかじめ転写ベルト９上に静電吸着された転写材８が搬送され、前記転写ローラ７ｙに印加される転写バイアス（プラス極性）によって、イエロートナー像は転写材８上に転移（転写）する。転写に寄与せず像担持体１上に残る残留トナーは帯電ローラ２ｙによって、現像装置に回収できる正規の極性（マイナス極性）に帯電される。また感光ドラムもマイナスに帯電される。転写後の感光ドラム上の残留トナーは正規の極性（マイナス極性）と逆の極性になっているものも多いが、帯電ローラ２ｙが放電を用いて帯電が行なわれることにより、強くマイナス極性に帯電される。
【００４７】
なお、残留トナーを強くマイナスに帯電するために、帯電ローラ２ｙに印加される電圧はＡＣ電圧なしのＤＣ電圧であることが好ましい。なぜならば、印加電圧がＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧であると、ＡＣ電圧の作用により残留トナーを除電するからである。
【００４８】
また、感光ドラム上の残留トナーをより確実にマイナスに帯電するために、帯電ローラ２ｙの表面層は、トナーをマイナスに摩擦帯電する摩擦帯電極性を備えることが良い。即ち、帯電ローラによってトナーがマイナスに摩擦帯電するように帯電ローラ２ｙの表面層の材料とトナーの材料とを選択すれるのが良い。
【００４９】
その後感光ドラムに残留トナーが存在したままの状態で、感光ドラムは、レーザスキャナにより画像情報に応じて光照射される。現像装置が潜像を現像するのと同時に、帯電ローラ２ｙにより正規の極性に帯電された残留トナーは現像装置に回収される。
【００５０】
そのとき、感光ドラム１ｙは次の画像形成動作に既に入っている。
【００５１】
イエロートナー像を転写させた前記転写材８は、転写ベルト９の移動に伴いプロセスカートリッジ（画像形成部）Ｐ２に搬送される。転写材８が画像形成部Ｐ２に達する迄に、上記と同様に、レーザースキャナ３ｍ及び現像ローラ５ｍにより、感光ドラム１ｍ上にマゼンタトナー像が形成され、このトナー像が転写ローラ６ｍによって、前記のイエロートナー像に重畳転写される。この重畳トナー像を転写させた転写材８は、プロセスカートリッジ（画像形成部）Ｐ３に搬送される。
【００５２】
同様に、画像形成部Ｐ３，Ｐ４で、レーザースキャナ３ｃ，３ｋ及び現像ローラ５ｃ，５ｋにより、感光ドラム１ｃ，１ｋ上にシアントナー像，ブラックトナー像が形成され、転写ローラ６ｃ，６ｋによって、前記の重畳トナー像に順次重畳転写されて転写行程が終了する。
【００５３】
転写を終えた転写材８は、定着装置１２に至り、ここで加熱，加圧されてトナー像が融解，混色されてカラー画像となり、転写材８に定着固定された後、機外に排出される。
【００５４】
感光ドラム１ｙは、導電性の円筒状のドラム基体表面に感光層（例えば、有機光半導体、アモルファスシリコン等）を設けて構成したものである。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって回転駆動され、その表面は所定の表面移動速度（以下周速度と略す。）で矢印方向に移動（回転）するようになっている。
【００５５】
帯電ローラ２ｙは、芯金の外周面を弾性体で被覆した構成であり、弾性体の表面を感光ドラム１ｙ表面に接触するようにして配置される。
【００５６】
摺擦部材７ｙは、帯電ローラ２ｙの表面に付着した転写残トナー等を正規の極性に帯電させ、帯電ローラ表面から感光ドラムへ転写残トナーを転移させるものである。材料としては、トナーの正規の極性と逆極性に帯電する材料であり、且つ絶縁性のものが好ましく、本実施例では、トナーはマイナス極性で、シートは、プラス極性に帯電しやすいポリイミドシートを使用した。
【００５７】
現像装置４ｙは、回転駆動される現像ローラ５ｙと、現像ローラ５ｙ表面に担持されるトナーの層厚を規制する現像ブレードと、現像ローラ５ｙに新しいトナーを供給しながら、現像ローラ５ｙから古いトナーを剥ぎ取るために、現像ローラに対してカウンタに回転させるトナー供給ローラ７（図４参照）を現像装置４ｙ内に配置している。トナー供給ローラは、現像ローラに圧接して設けられる。
【００５８】
トナーとしては、磁性又は非磁性のいずれのトナーも使用することができ、またその製法についても重合、又は粉砕のいずれのものであってもよい。本実施の形態で使用したトナーは、摩擦により通常マイナスに帯電する負帯電性のものである。
【００５９】
現像ローラ５ｙ表面に塗布されるとともに現像ブレードによって層厚規制されたトナーは、電源（不図示）によって現像ローラ５ｙに−４００Ｖの現像バイアス（ＤＣ電圧）を印加することにより、感光ドラム１ｙ上の露光部に付着し、これにより静電潜像がトナー像として現像される。
【００６０】
一方、トナー像転写後に感光ドラム表面に残った転写残トナー等の感光ドラム上残留物は、以下のようにして除去する。
【００６１】
現像時に現像装置から感光ドラム表面に付着されたトナーは、マイナスに帯電している。このトナーは、転写時に転写ローラ４によって転写材の裏面がプラスに帯電され、その電界により転写材上に転写される。
【００６２】
このとき感光ドラムもプラスに帯電を受けるため一部のトナーがプラスに帯電されてしまい、結果転写材に転写されずに感光ドラム上に残ってしまう。
【００６３】
転写材８上に転写されないで感光ドラム１表面に残った感光ドラム上残留物は、プラスとマイナスとに帯電しているものがある。マイナスに帯電しているものは現像時に回収される。しかし、プラスに帯電したものは、帯電プロセスによってマイナスに帯電され、感光ドラム上の残留物は元の現像装置へと回収される。
【００６４】
図４に示すように、感光ドラム１と現像ローラ５を接触して設け、所定の周速度で回転する感光ドラム１の表面の移動方向に対して、感光ドラム１と現像ローラ５の接触部において逆方向（矢印方向）に回転させる。
【００６５】
本実施の形態では、逆方向（カウンタ方向）で感光ドラムの周速に対して１７０％の周速で現像ローラを回転させた。こうすることで、図４に示すように、感光ドラム１表面と現像ローラ５表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に前のステーションの色の異なった再転写トナーを回収させる。
【００６６】
なお、現像ローラ５によって回収された感光ドラム上残留物は、撹拌部材によって現像装置４内で撹拌されて他のトナーと混合されて再利用されることになるが、再転写トナー（色の異なるトナー）は非常に少ないため、現像装置内で混合されることで画像上問題ないレベルとなる。
【００６７】
しかしながら、プラスに帯電している感光ドラム上残留物を現像時にバックコントラストによって回収するには、感光ドラム上残留物をマイナスに帯電する必要がある。
【００６８】
これを、帯電ローラ２によって感光ドラム１表面をマイナスに帯電するのと同時に行うのだが、残留物を帯電ローラ２のみでマイナスに帯電できる場合はよいが、帯電できないものは帯電ローラ２に付着してしまい帯電ローラ２を汚染して帯電ムラを引き起こす。
【００６９】
特に、高印字など転写残トナーが多い場合は、マイナスに帯電仕切れずに帯電ローラ２に付着することもある。そこで、帯電ローラ２に摺擦部材１３（図５参照）を当接させることで、帯電ローラ２上に付着したトナーを摩擦帯電し、電荷を与え、ドラム上に回収させる。
【００７０】
これにより、帯電ムラのなく、且つ、転写残トナーを現像に回収することが可能になる。本実施の形態においては、トナーに電荷を与えるための材料としてポリイミドシートを当接させた。
【００７１】
実際、帯電摺擦部材であるポリイミドシートの当接有無における、画像評価を行った。評価項目は、
・色味違いゴーストの確認
・帯電ムラによる画像弊害の確認及び帯電部でのドラムへの回収量
である。
【００７２】
すなわち、色味違いゴーストのサンプル画像としては、図６に示すような、パターン画像を使用した。Ａの領域に４ｃｍ角の正方形のべた黒画像を書き、Ｂの領域にハーフトーンパターンを書いた画像である。Ａの領域には１次色目にイエローのみ画像形成パターンを形成し、Ｂの領域には２次色目にマゼンタのみ画像形成パターンを形成した。
【００７３】
これにより、現像でイエロートナーが回収されない場合は、Ｂの領域にＡの領域の画像パターンが現れて画像弊害となる。なお、画像弊害のでるものは図７のように認識でき、Ｃの領域の濃度とＤの領域の色味違いで画像を比較した。
【００７４】
また、帯電ムラによる画像弊害の確認については、５０枚連続通紙後のハーフトーンパターンで確認した。
【００７５】
更に帯電部でのドラムへの回収量については、転写残トナー量１００％に対して帯電部通過後のドラム上のトナー量の割合について示した。
【００７６】
これらの結果を表１に示す。なお、色味違いゴーストについては、○は色味違いが確認できなかったもの、△×は色味違いが画像パターンに現れているのが確認できた場合である。
【００７７】
【表１】

【００７８】
このように、帯電ローラに帯電摺擦部材を当接した方が、色味の弊害も帯電ムラの弊害もなく良好な画像が得られた。
【００７９】
上述したように、本実施の形態では、クリーナレス方式のカラー画像形成において転写直後帯電前にブラシなどの補助部材を用いることなく、現像ローラと感光ドラムの対向部において、現像ローラ表面を感光ドラム表面の移動方向に対して逆方向に移動させる。
【００８０】
その結果、機械的にニップ前で再転写トナーをせき止めて再転写トナーの進行を阻害させ、現像装置に再転写トナーを回収させる。これにより、シンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、再転写トナーの影響をなくした高画質な画像が得ることができた。
【００８１】
なお、本実施の形態では、帯電装置、現像装置、感光ドラムが一体型になったプロセスカートリッジを使用したが、帯電装置もしくは現像装置を画像形成装置本体に具備してもよく、また各々の感光ドラムを画像形成装置本体に具備してもよい。
【００８２】
また、上記画像形成装置にスキャナー等の画像入力手段と、コンピュータやサーバ等の制御手段を組み合わせた画像システムとしてもよい。
【００８３】
（第２の実施形態）
図８には、第２の実施の形態が示されている。第２の実施の形態において、画像形成装置構成、現像装置構成は、第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は簡略し、本発明の特徴的な構成について説明を行う。
【００８４】
第１の実施の形態では、帯電装置として感光ドラムに対して従動で回転する帯電ローラを用いた構成であった。しかし、第２の実施の形態においては、所定の周速度で回転する感光ドラムの表面に対して帯電ローラ表面を接触させ、さらに順方向に回転させてかつ周速度を異なるようにするか、又は逆方向に回転させる構成で行うものとする。
【００８５】
このような構成においては、帯電ローラに転写残トナーが付着しても転写残トナーに対する帯電性能は劣化せず、長期間にわたって安定して転写残トナーを所望の極性に摩擦帯電させやすくなるため、再転写ゴースト等の画像弊害を生じることもない。
【００８６】
本発明者の実験においては、１％以上の周速差を付けることで効果があることがわかっており、以上述べた周速差とは、周速度で１％以上の差のことをさすものである。
【００８７】
第２の実施の形態では、帯電ローラ２ｙを感光ドラムの回転方向に対して順方向で回転させ、感光ドラムの周速に対して１２０％の周速で回転させた。このように、摺擦部材によって、帯電ローラ上の転写残トナーをマイナス帯電し、更に、感光ドラム表面と帯電ローラ表面との間に周速差を設けることによって、帯電ローラ表面のトナーなどの汚染物を摺擦させ、摩擦帯電によってマイナスに帯電することが有効に行なえる。
【００８８】
次に第２の実施の形態の構成について、図８の装置本体の概略図に基づき説明する。
【００８９】
プロセスカートリッジＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４は、感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー容器を一体的に収納したものである。
【００９０】
帯電ローラ２２は、感光ドラムの回転方向に対して順方向で回転させ、感光ドラムの周速に対して１２０％の周速で回転させた。このように、感光ドラム表面と帯電ローラ表面との間に周速差を設けることによって、帯電ローラ表面のトナーなどの汚染物を摺擦させ、摩擦帯電によってマイナスに帯電することが有効に行なえる。
【００９１】
ここで、マイナスに帯電したトナーはある程度、帯電ローラと感光ドラムの電位差（例えば、帯電ローラ印加電圧１２５０Ｖ、感光ドラム電位−７００Ｖ）によって感光ドラム表面に移動する。なお、第１の実施の形態と同様に帯電ローラは放電を用いて感光ドラムを帯電するものであり、この放電によってもトナーは強くマイナスに帯電されやすくなる。
【００９２】
マイナスに帯電された転写残トナー（最転写トナーを含む）は、感光ドラム表面の移動方向に対し逆方向で回転する現像ローラに回収され、現像容器内に収容し撹拌部材でトナーが撹拌される。なお、再転写トナーは、非常に少ないため、現像装置内で混合されることで画像上問題ないレベルとなる。
【００９３】
使用している部材は、第１の実施の形態と同様なものを使用しているものとする。このような構成をとることによって第１の実施の形態と同様な効果が得られた。
【００９４】
これにより、シンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、帯電ローラへの転写残トナーによる汚染をも防止し、かつ、再転写トナーの影響をなくした高画質な画像が得ることができた。
【００９５】
上述の実施の形態においては、全ての画像形成ステーションにおいて、同じ現像装置としていたが、１色目の画像形成ステーションにおいては、通常、再転写トナーが付着しにくいので、１色目の画像形成ステーションの現像装置においては上記現像装置に限られることもない。
【００９６】
即ち、１色目の画像形成ステーションにおいて、感光体の回転方向に対して現像ローラを順方向に回転することもできるし、感光体と現像ローラとを非接触として現像時に現像ローラ上のトナーを感光体へ飛翔させることもできる。ただし、転写ベルトによって１色目の像担持体に他の色のトナーが搬送されやすく１色目の像担持体に再転写トナーが付着しやすい場合には、第１及び第２の実施の形態のように１色目の画像形成ステーションの現像装置も他のステーションの現像装置と同じにすることが有効である。
【００９７】
上述の実施の形態において、受像部材は転写材であり、転写材を転写ベルトで担持して各画像形成ステーションに搬送したが、受像部材を中間転写ベルトとして、各画像形成ステーションから中間転写ベルトに各色トナー像を重畳転写した後、中間転写ベルトから転写材へ重畳トナー像を一括転写するようにしても良い。
【００９８】
以上説明したように、現像同時回収を行うシンプルなカラークリーナレスシステムにおいて、像担持体表面の移動方向に対し現像剤担持体を逆方向に回転させることで、再転写ゴースト等の画像弊害をなくすことが可能となる。
【００９９】
本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内においてあらゆる変形が可能である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、帯電部材に、前記帯電手段に摺擦する残留現像剤帯電部材を具備し、帯電部材上に付着した残留現像剤を摺擦によって正規の極性に揃え現像時に回収しやすくし、帯電部材によって、像担持体に残留現像剤を戻し、現像剤担持体は、像担持体上の前記残留現像剤を前記現像剤担持体と前記像担持体とのニップ部の前でせき止めることによって前記現像剤担持体へ回収し、現像時の混色を防止した画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】カラー電子写真システムの２次色目のステーションにおける転写残トナーの機構について示したものである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置における再転写トナーの回収の様子を示した模式図である。
【図５】第１の実施の形態において、帯電ローラにポリイミドシートを当接した断面図である。
【図６】第１の実施の形態において、画像弊害を確認するためのパターン画像を示した図である。
【図７】第１の実施の形態において、再転写ゴーストが現れたパターン画像を示した図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１，１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ感光ドラム（像担持体）
２，２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ帯電ローラ（帯電部材）
３，３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ露光手段
４，４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ現像装置（現像手段）
５，５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋ現像ローラ（現像剤担持体）
６，６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋ感光ドラム
７トナー供給ローラ
８転写材
９転写ベルト
１０吸着ローラ
１２定着装置
１３摺擦部材
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４プロセスカートリッジ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image forming apparatus such as a laser beam printer or an electrophotographic copying machine, and a process cartridge detachably mountable to a main body of the apparatus, and more particularly to a cleanerless color image forming apparatus having a plurality of developing devices. And a process cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, generally, a charging process for uniformly and uniformly charging an image carrier such as a photosensitive drum is performed. An exposure process for writing a latent image, a development process for attaching toner to an electrostatic latent image to develop it as a toner image, a transfer process for transferring a toner image on an image carrier to a transfer material such as paper, and a toner image on a transfer material The image is formed by a series of image forming processes including a fixing process for fixing the toner image, a cleaning process for removing a residue such as a transfer residual toner remaining on the surface of the image carrier after the transfer of the toner image, and the like.
[0003]
In the above-described cleaning process, the transfer residual toner collected by the cleaning device is stored in a container for disposal, and then disposed.
[0004]
Therefore, in recent years, a cleaner-less process has been proposed in which the image forming apparatus is reduced in size by omitting the above-described cleaning device, and maintenance such as discarding transfer residual toner is not required. In one embodiment of the cleanerless process, the developing device attaches the toner to the exposed portion of the image carrier whose surface potential is attenuated by reversal development, and simultaneously removes the residue remaining in the non-exposed portion. We are collecting.
[0005]
That is, after the transfer step, the residue remaining on the image carrier without being transferred is subjected to a charging step, and then, a difference between a surface potential of the image carrier and a developing bias applied to the developer carrier (hereinafter, referred to as a developing bias). And is collected in the developing device by electrostatic force. This is seen in the cleanerless process of monochrome laser printers.
[0006]
Specifically, in the case of a one-component developer composed of a negatively chargeable toner, the image carrier is uniformly charged to −600 V in the charging step, and a portion corresponding to the image portion of the image carrier is exposed in the exposure step. Exposure is performed to attenuate the surface potential so that the exposed portion becomes -200 V. If a DC voltage of -400 V is applied to the developer carrier as a developing bias in the developing process, the negatively charged residual toner is removed from the image portion. In the exposed portion corresponding to the above, the toner remains on the image carrier as it is, but in the non-exposed portion, the toner is collected by the developing device due to the back contrast. It can be used again.
[0007]
In the recent laser beam printer market, color laser printers have become mainstream.
[0008]
What is needed is an inexpensive and compact color printer as well as a monochrome printer. Therefore, it has become necessary to construct a simple electrophotographic system.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the cleanerless system used in the monochrome electrophotographic system in the related art as described above is applied to a full-color electrophotographic system, the following problems occur.
[0010]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a conventional image forming apparatus. In the case of the above-described negatively charged toner, a positive charge is applied to the transfer material in the transfer step in order to transfer the toner to the transfer material, and the negatively charged toner is transferred to the transfer material. Therefore, most of the transfer residual toner is usually positively charged, but is negatively charged by leaving the charging step and remains on the photosensitive drum.
[0011]
Therefore, the negative toner remaining in the image area on the photosensitive drum is developed while remaining in the image area of the photosensitive drum, and the negative toner remaining in the non-image area is collected by the developing device. This is not a problem in the case of a monochrome cleanerless, since the toner remaining in the image area is the same color toner.
[0012]
However, in the color electrophotographic system, since a plurality of colors are used, a problem of a difference in the color of the transfer residual toner occurs.
[0013]
FIG. 2 shows the mechanism of the transfer residual toner in the second color image forming station of the color electrophotographic system.
[0014]
In a color electrophotographic system, a toner image formed on a photosensitive drum in each image forming station is sequentially transferred onto a transfer material (for example, paper or an OHP sheet) carried and conveyed by a belt-shaped transfer material conveying means. It is something to do.
[0015]
In the image forming apparatus having such a configuration, for example, the so-called re-transfer, in which the toner transferred on the transfer material in the previous station adheres to the photosensitive drum of the next station when it reaches the next station. May occur, and may be included in the transfer residual toner of the next station (in FIG. 2, the positive polarity toner on the drum after the transfer corresponds).
[0016]
The transfer toner of the previous station is, of course, a toner of a different color (the transfer toner of the previous station is hereinafter referred to as retransfer toner). These are negatively charged by removing the charging device, and the toner remaining in the non-image area is collected by the developing device, but the re-transferred toner of a different color remaining in the image area on the photosensitive drum is developed. The toner is not collected in the image portion, remains in the image portion as it is, and is developed, and appears in the image as a ghost having a different color.
[0017]
In order to collect these in the developing unit, the ghost can be improved by reversing the developing roller with respect to the photosensitive drum and mechanically collecting the developing roller.
[0018]
Even if the developing roller is rotated in the reverse direction, if the toner is not reliably charged by the charging roller to the negative polarity, the toner cannot be collected in the developing unit, and a ghost having a different color appears on the image.
[0019]
In order to eliminate the ghost of the retransferred toner, it is necessary to prevent the retransferred toner on the image portion in a process upstream of the developing process.
[0020]
As an example, a process is known in which an auxiliary member such as a brush for temporarily recovering the transfer residual toner on the photosensitive drum is provided before the charging roller.
[0021]
However, the process becomes complicated and expensive.
[0022]
The present invention has been made in view of the above-described conventional technology, and has as its object the advantage that even in an inexpensive configuration, the polarity of the toner is aligned in the charging unit and the toner is collected in the developing unit, so that there is no retransfer ghost. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge capable of outputting an image.
[0023]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge in which a retransfer ghost is prevented.
[0024]
It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus and a process cartridge suitable for a cleanerless system having no dedicated cleaner.
[0025]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge in which a residual developer on an image carrier is completely removed during development.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
[0027]
That is, the image forming apparatus of the present invention transfers the image of the developer of the first color to the image receiving member at the first image forming station, and then transfers the image of the second color to the image receiving member at the second image forming station. Transfer means for transferring the image of the developer,
The first image forming station has a first image carrier, a first charging unit for charging the first image carrier, and a carrier for carrying the first color developer. A first developer carrier for developing the electrostatic image formed on the first image carrier with the developer of the first color;
The second image forming station carries a second image carrier, a second charging unit for charging the second image carrier, and carries and transports the developer of the second color. And a second developer carrier for developing the electrostatic image formed on the second image carrier with the developer of the second color.
The second developer carrier can collect the residual developer from the second image carrier at the same time as the developing operation,
The direction of movement of the second developer carrier is opposite to the direction of movement of the second image carrier at the development position,
The second charging unit includes a second charging member that can contact the second image carrier,
The second charging member includes a residual developer charging member that rubs against the second charging unit.
[0028]
According to this configuration, the charging member is provided with a residual developer charging member that rubs against the charging unit, and the residual developer that has adhered to the charging member is made to have a normal polarity by rubbing and is easily collected during development. Returning the residual developer to the image carrier by the charging member, and the developer carrier dams the residual developer on the image carrier in front of a nip portion between the developer carrier and the image carrier. As a result, an image forming apparatus and a process cartridge can be provided, in which the toner is collected on the developer carrier and color mixing during development is prevented.
[0029]
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the residual developer charging member includes a film-shaped rubbing portion that comes into contact with the second charging member. That is, by bringing the film-shaped rubbing portions into contact with each other, the toner adhering to the second charging member is frictionally charged, the electric charge is given, and the toner is collected on the drum. This makes it possible to collect the transfer residual toner for development without charging unevenness. A polyimide sheet or the like is conceivable as a film-like rubbing part for giving a charge to the toner.
[0030]
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the residual developer charging member includes a moving unit that reciprocates in parallel with the axial direction of the image carrier with respect to the second charging member.
[0031]
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the second charging member is applied with a DC voltage without being applied with an AC voltage. This is because, if the applied voltage is a superimposed voltage of the AC voltage and the DC voltage, the residual toner is removed by the action of the AC voltage.
[0032]
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the second charging member is rotatable with a peripheral speed difference with respect to the second image carrier. By doing so, a peripheral speed difference is provided between the surface of the image carrier and the surface of the developer carrier, and a nip pressure is provided, so that the retransfer toner is mechanically damped before the nip to advance the retransfer toner. And cause the developing device to collect re-transferred toner of a different color from the previous station.
[0033]
Further, in the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the image forming apparatus further includes a transport unit that transports the image receiving member from the first image forming station to the second image forming station.
[0034]
Further, in the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the second developer carrier is provided in contact with the second image carrier.
[0035]
Further, the process cartridge of the present invention further comprises a second image forming station which transfers the first color developer image to the image receiving member at the first image forming station, and then transfers the second color developer image to the image receiving member at the second image forming station. A process cartridge detachable from the second image forming station of an image forming apparatus main body including a transfer unit for transferring an image,
The process cartridge carries and conveys an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, and a developer of the second color, and transfers the electrostatic image formed on the image carrier to the second color. A developer carrying member for developing with a developer of a color of
The developer carrier can collect the residual developer from the image carrier at the same time as the developing operation,
The moving direction of the developer carrier is opposite to the moving direction of the image carrier at the developing position,
The second charging unit includes a second charging member that can contact the second image carrier,
The second charging member includes a residual developer charging member that rubs against the charging unit.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the technical scope of the present invention to them unless otherwise specified. Not something. Further, in the following drawings, the same members as those described in the drawings used in the description of the related art described above are denoted by the same reference numerals.
[0037]
(1st Embodiment)
An image forming apparatus and a process cartridge according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0038]
FIG. 3 shows a schematic configuration of a tandem type color laser beam printer having a plurality of developing devices as an example of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the transfer material 8 as an image receiving member, taken along the transport direction.
[0039]
Referring to FIG. 3, the color image forming apparatus is configured to transfer an endless transfer belt 9 which is a transfer material transporting unit for carrying and transporting a transfer material 8 and a toner image of a different color in a moving direction of the transfer belt 9. Process cartridges P1, P2, P3, and P4 as image forming stations to be formed are arranged in series. In each process cartridge (image forming unit), the toner contained in the developing

devices

4y, 4m, 4c, and 4k is of a different color, but the basic configuration and operation remain unchanged. The process cartridge is configured to be detachable from the image forming apparatus main body.
[0040]
Here, the process cartridges P1 to P4 as image forming means are constituted by four image forming units of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). Each of the image forming units has a configuration in which photosensitive drums 1y, 1m, 1c, and 1k, which are image carriers, are arranged, and a yellow toner, a magenta toner, and a cyan toner, each of which is a one-component developer, are provided on the outer periphery thereof. , Developing devices (developing means) 4y, 4m, 4c, 4k provided with developing rollers 5y, 5m, 5c, 5k as developer carrying members for storing black toner and transporting the toners, and 3y as exposure means , 3m, 3c, and 3k, and charging

rollers

2y, 2m, 2c, and 2k as charging means (charging members) are provided. Further,

transfer rollers

6y, 6m, 6c, and 6k as transfer means are disposed at portions opposed to the respective photosensitive drums 1 with the transfer belt 9 interposed therebetween.
[0041]
The transfer material transporting means in this image forming apparatus is an electrostatic transfer belt 9 which runs while being suspended by a suitable plurality of rollers. Inside and around the electrostatic transfer belt 9, a transfer roller 6, a suction roller 10 It has. A plurality of transfer rollers 6 are provided as a part of a plurality of image forming units described later.
[0042]
The attraction roller 10 of the electrostatic transfer belt 9 electrostatically attracts the transfer material 8 conveyed from the paper supply unit onto the electrostatic transfer belt 9 prior to image formation. The image forming units P1 to P4 sequentially move the yellow toner image, the magenta toner image, the cyan toner image, and the like at predetermined positions on the transfer material 8 as the transfer material 8 electrostatically attracted onto the electrostatic transfer belt 9 travels. An image is formed at a timing so that the black toner images overlap, and the images are sequentially superimposed and transferred.
[0043]
Hereinafter, the image forming procedure will be described focusing on a process cartridge (also referred to as an image forming unit) P1 as an image forming station.
[0044]
The surface photosensitive layer of the photosensitive drum 1y rotated and driven by a driving unit (not shown) is uniformly charged by the charging roller 2y to which a charging bias of -1150V is applied. The charging bias was a DC voltage without an AC voltage, and the surface potential of the photosensitive drum 1y was -600 V. That is, the photosensitive drum 1y is charged to a potential of approximately (applied DC voltage-discharge start voltage) by a discharge phenomenon in a minute gap between the drum 1y and the roller 2y. In the present embodiment, the discharge starting voltage was about 550V. An image forming signal based on a yellow component is projected from the laser scanner on the charged surface of the photosensitive drum 1y, and an electrostatic latent image is formed.
[0045]
When this electrostatic latent image reaches the developing site with the rotation of the photosensitive drum 1y, a yellow toner having a negative charge polarity is applied to the latent image from the developing roller 4y by the developing bias, and the latent image is reversely developed as a yellow toner image. . This yellow toner image is further sent to the above-described transfer portion as the photosensitive drum 1y rotates.
[0046]
The transfer material 8 electrostatically attracted onto the transfer belt 9 in advance is conveyed in synchronization with the timing at which the yellow toner image reaches the transfer portion, and the transfer bias (positive polarity) applied to the transfer roller 7y causes the transfer material 8 to become yellow. The toner image is transferred (transferred) onto the transfer material 8. The residual toner remaining on the image carrier 1 without contributing to the transfer is charged by the charging roller 2y to a normal polarity (minus polarity) that can be collected by the developing device. The photosensitive drum is also negatively charged. Many of the residual toner on the photosensitive drum after the transfer has a polarity opposite to the normal polarity (minus polarity). However, since the charging roller 2y is charged using discharge, the toner is strongly charged to a negative polarity. Is done.
[0047]
The voltage applied to the charging roller 2y is preferably a DC voltage without an AC voltage in order to strongly negatively charge the residual toner. This is because, if the applied voltage is a superimposed voltage of the AC voltage and the DC voltage, the residual toner is removed by the action of the AC voltage.
[0048]
Further, in order to more reliably negatively charge the residual toner on the photosensitive drum, the surface layer of the charging roller 2y preferably has a frictional charging polarity for frictionally charging the toner negatively. That is, it is preferable to select the material of the surface layer of the charging roller 2y and the material of the toner such that the toner is negatively frictionally charged by the charging roller.
[0049]
Thereafter, the photosensitive drum is irradiated with light according to image information by a laser scanner while the residual toner remains on the photosensitive drum. At the same time as the developing device develops the latent image, the residual toner charged to the normal polarity by the charging roller 2y is collected by the developing device.
[0050]
At that time, the photosensitive drum 1y has already entered the next image forming operation.
[0051]
The transfer material 8 onto which the yellow toner image has been transferred is conveyed to a process cartridge (image forming unit) P2 as the transfer belt 9 moves. Before the transfer material 8 reaches the image forming portion P2, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 1m by the laser scanner 3m and the developing roller 5m in the same manner as described above, and the toner image is formed by the transfer roller 6m. The image is superimposed and transferred onto the yellow toner image. The transfer material 8 on which the superimposed toner image has been transferred is transported to a process cartridge (image forming unit) P3.
[0052]
Similarly, in the image forming units P3 and P4, a cyan toner image and a black toner image are formed on the photosensitive drums 1c and 1k by the

laser scanners

3c and 3k and the developing rollers 5c and 5k, and are formed by the transfer rollers 6c and 6k. Are sequentially superimposed and transferred onto the superimposed toner image, thereby completing the transfer process.
[0053]
After the transfer, the transfer material 8 reaches the fixing device 12, where it is heated and pressed to melt and mix the toner image to form a color image. After being fixed and fixed to the transfer material 8, it is discharged outside the machine. You.
[0054]
The photosensitive drum 1y is configured by providing a photosensitive layer (for example, an organic optical semiconductor, amorphous silicon, or the like) on the surface of a conductive cylindrical drum base. The photosensitive drum 1 is driven to rotate by driving means (not shown), and its surface moves (rotates) in a direction indicated by an arrow at a predetermined surface moving speed (hereinafter abbreviated as a peripheral speed).
[0055]
The charging roller 2y has a configuration in which the outer peripheral surface of a cored bar is covered with an elastic body, and is arranged such that the surface of the elastic body is in contact with the surface of the photosensitive drum 1y.
[0056]
The rubbing member 7y charges the transfer residual toner and the like adhered to the surface of the charging roller 2y to a normal polarity, and transfers the transfer residual toner from the charging roller surface to the photosensitive drum. The material is a material that is charged to the opposite polarity to the normal polarity of the toner, and is preferably an insulating material.In this embodiment, the toner has a negative polarity, and the sheet is a polyimide sheet that is easily charged to a positive polarity. used.
[0057]
The developing device 4y includes a developing roller 5y that is driven to rotate, a developing blade that regulates a layer thickness of the toner carried on the surface of the developing roller 5y, and an old toner from the developing roller 5y while supplying new toner to the developing roller 5y. In order to peel off the toner, a toner supply roller 7 (see FIG. 4) that rotates the counter with respect to the developing roller is arranged in the developing device 4y. The toner supply roller is provided in pressure contact with the developing roller.
[0058]
As the toner, either magnetic or non-magnetic toner can be used, and the production method thereof may be either polymerization or pulverization. The toner used in the exemplary embodiment is a negatively chargeable toner that is normally negatively charged by friction.
[0059]
The toner applied to the surface of the developing roller 5y and the layer thickness of which is regulated by the developing blade is applied to the developing roller 5y by a power source (not shown) to apply a developing bias (DC voltage) of -400V to the photosensitive drum 1y. The toner adheres to the exposed portion, whereby the electrostatic latent image is developed as a toner image.
[0060]
On the other hand, residues on the photosensitive drum such as transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum after the transfer of the toner image are removed as follows.
[0061]
The toner attached to the surface of the photosensitive drum from the developing device during the development is negatively charged. The back surface of the transfer material is positively charged by the transfer roller 4 during transfer, and is transferred onto the transfer material by the electric field.
[0062]
At this time, since the photosensitive drum is also positively charged, a part of the toner is positively charged, and as a result, the toner remains on the photosensitive drum without being transferred to the transfer material.
[0063]
Some of the residues on the photosensitive drum 1 remaining on the surface of the photosensitive drum 1 without being transferred onto the transfer material 8 are positively and negatively charged. Those negatively charged are collected during development. However, the positively charged one is negatively charged by the charging process, and the residue on the photosensitive drum is recovered to the original developing device.
[0064]
As shown in FIG. 4, the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 are provided in contact with each other, and a contact portion between the photosensitive drum 1 and the developing roller 5 moves in a moving direction of the surface of the photosensitive drum 1 rotating at a predetermined peripheral speed. Rotate in the opposite direction (arrow direction).
[0065]
In this embodiment, the developing roller is rotated in the opposite direction (counter direction) at a peripheral speed of 170% of the peripheral speed of the photosensitive drum. By doing so, as shown in FIG. 4, a peripheral speed difference is provided between the surface of the photosensitive drum 1 and the surface of the developing roller 5 and a nip pressure is applied to mechanically dampen the retransfer toner before the nip. The progress of the re-transfer toner is inhibited, and the re-transfer toner of a different color from the previous station is collected by the developing device.
[0066]
The residue on the photosensitive drum collected by the developing roller 5 is agitated in the developing device 4 by the agitating member and mixed with other toner for reuse. (Toner) is very small, and is mixed in the developing device to a level at which there is no problem on the image.
[0067]
However, in order to recover the positively charged residue on the photosensitive drum by back contrast during development, it is necessary to charge the residue on the photosensitive drum negatively.
[0068]
This is performed at the same time that the surface of the photosensitive drum 1 is negatively charged by the charging roller 2. It is good if the residual material can be negatively charged only by the charging roller 2. As a result, the charging roller 2 is contaminated to cause charging unevenness.
[0069]
In particular, when the transfer residual toner is large such as in high printing, the toner may adhere to the charging roller 2 without being charged negatively. Therefore, by bringing the rubbing member 13 (see FIG. 5) into contact with the charging roller 2, the toner adhered on the charging roller 2 is frictionally charged to give a charge, and is collected on the drum.
[0070]
This makes it possible to collect the transfer residual toner for development without charging unevenness. In the present embodiment, a polyimide sheet is brought into contact as a material for giving charge to the toner.
[0071]
Actually, image evaluation was performed on the presence or absence of contact of a polyimide sheet as a charging rubbing member. Evaluation items are
・ Check for ghosts with different colors
・ Confirmation of adverse effects on the image due to uneven charging and the amount collected on the drum at the charging unit
It is.
[0072]
That is, a pattern image as shown in FIG. 6 was used as a sample image of a ghost having a different color. This is an image in which a 4 cm square solid black image is written in the area A and a halftone pattern is written in the area B. In the area A, a yellow-only image forming pattern was formed in the primary color, and in the area B, a magenta-only image forming pattern was formed in the secondary color.
[0073]
As a result, when the yellow toner is not collected in the development, the image pattern of the area A appears in the area B, which causes an image problem. It should be noted that an image having an adverse effect can be recognized as shown in FIG. 7, and the images were compared based on the density of the area C and the color difference of the area D.
[0074]
In addition, the adverse effect of the image due to the uneven charging was confirmed by a halftone pattern after continuously passing 50 sheets.
[0075]
Further, the amount of toner collected on the drum at the charging unit is shown as the ratio of the amount of toner on the drum after passing through the charging unit to 100% of the transfer residual toner amount.
[0076]
Table 1 shows the results. Regarding the ghosts with different colors, 色 indicates that no difference in color was confirmed, and Δx indicates that the difference in color was observed in the image pattern.
[0077]
[Table 1]

[0078]
As described above, when the charging rubbing member was brought into contact with the charging roller, a good image was obtained without the adverse effects of color and uneven charging.
[0079]
As described above, in the present embodiment, in the cleanerless color image formation, the surface of the developing roller is contacted with the photosensitive drum at the opposing portion between the developing roller and the photosensitive drum without using an auxiliary member such as a brush immediately before transfer and before charging. Move in the opposite direction to the direction of surface movement.
[0080]
As a result, the retransferred toner is mechanically damped before the nip to hinder the progress of the retransferred toner, and the developing device recovers the retransferred toner. As a result, in a simple color cleanerless system, a high-quality image free of the influence of retransfer toner could be obtained.
[0081]
In the present embodiment, the process cartridge in which the charging device, the developing device, and the photosensitive drum are integrated is used. However, the charging device or the developing device may be provided in the main body of the image forming apparatus. The drum may be provided in the image forming apparatus main body.
[0082]
Further, an image system in which the image forming apparatus is combined with an image input unit such as a scanner and a control unit such as a computer or a server may be used.
[0083]
(Second embodiment)
FIG. 8 shows a second embodiment. In the second embodiment, since the configuration of the image forming apparatus and the configuration of the developing apparatus are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified. The characteristic configuration of will be described.
[0084]
In the first embodiment, the charging device is configured to use a charging roller that rotates following the photosensitive drum. However, in the second embodiment, the charging roller surface is brought into contact with the surface of the photosensitive drum rotating at a predetermined peripheral speed, and is further rotated in the forward direction and the peripheral speed is changed, or The rotation is performed in the reverse direction.
[0085]
In such a configuration, even if the transfer residual toner adheres to the charging roller, the charging performance for the transfer residual toner does not deteriorate, and it becomes easy to stably frictionally charge the transfer residual toner to a desired polarity over a long period of time. No adverse effects such as retransfer ghosts occur.
[0086]
In experiments conducted by the present inventor, it has been found that providing a peripheral speed difference of 1% or more is effective, and the peripheral speed difference described above refers to a difference of 1% or more in peripheral speed. It is.
[0087]
In the second embodiment, the charging roller 2y is rotated in the forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum, and is rotated at a peripheral speed of 120% with respect to the peripheral speed of the photosensitive drum. As described above, the transfer residual toner on the charging roller is negatively charged by the rubbing member, and the peripheral speed difference is provided between the surface of the photosensitive drum and the surface of the charging roller. An object can be effectively rubbed and negatively charged by frictional charging.
[0088]
Next, the configuration of the second embodiment will be described based on the schematic diagram of the apparatus main body of FIG.
[0089]
The process cartridges P21, P22, P23, and P24 integrally accommodate a photosensitive drum, a charging roller, a developing roller, and a toner container.
[0090]
The charging roller 22 was rotated in the forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum, and was rotated at a peripheral speed of 120% with respect to the peripheral speed of the photosensitive drum. By providing the peripheral speed difference between the photosensitive drum surface and the charging roller surface, contaminants such as toner on the charging roller surface can be rubbed and negatively charged by frictional charging. .
[0091]
Here, the negatively charged toner moves to the surface of the photosensitive drum to some extent due to the potential difference between the charging roller and the photosensitive drum (for example, a charging roller applied voltage of 1250 V and a photosensitive drum potential of -700 V). Note that, similarly to the first embodiment, the charging roller charges the photosensitive drum using electric discharge, and the electric discharge also makes it easy for the toner to be strongly negatively charged.
[0092]
The negatively charged transfer residual toner (including the most-transferred toner) is collected by a developing roller that rotates in a direction opposite to the direction of movement of the photosensitive drum surface, is accommodated in a developing container, and is stirred by a stirring member. . Since the amount of retransferred toner is very small, the retransferred toner is mixed in the developing device to a level at which there is no problem on the image.
[0093]
It is assumed that the same members as those used in the first embodiment are used. With such a configuration, the same effect as in the first embodiment is obtained.
[0094]
As a result, in a simple color cleaner-less system, it was possible to prevent contamination of the charging roller by toner remaining after transfer, and to obtain a high-quality image without the influence of retransfer toner.
[0095]
In the above-described embodiment, the same developing device is used in all the image forming stations. However, in the first color image forming station, since the retransfer toner is usually difficult to adhere, the developing process of the first color image forming station is not performed. The device is not limited to the developing device.
[0096]
That is, in the image forming station for the first color, the developing roller can be rotated in the forward direction with respect to the rotating direction of the photoconductor, or the photoconductor and the developing roller are not contacted to expose the toner on the developing roller during development. You can also fly to the body. However, when toner of another color is easily transported to the image carrier of the first color by the transfer belt, and the retransfer toner easily adheres to the image carrier of the first color, as in the first and second embodiments. First, it is effective to make the developing device of the first color image forming station the same as the developing devices of the other stations.
[0097]
In the above-described embodiment, the image receiving member is a transfer material, and the transfer material is carried on the transfer belt and conveyed to each image forming station. However, the image receiving member is used as an intermediate transfer belt, and from each image forming station to the intermediate transfer belt. After the respective color toner images are superimposedly transferred, the superimposed toner images may be collectively transferred from the intermediate transfer belt to the transfer material.
[0098]
As described above, in a simple color cleanerless system for simultaneous recovery of development, by rotating the developer carrier in a direction opposite to the moving direction of the image carrier surface, image harm such as retransfer ghost is eliminated. It becomes possible.
[0099]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, the charging member is provided with the residual developer charging member that rubs against the charging unit, and the residual developer that has adhered to the charging member is aligned to the normal polarity by rubbing to facilitate collection during development. Returning the residual developer to the image carrier by the charging member, and the developer carrier dams the residual developer on the image carrier in front of a nip portion between the developer carrier and the image carrier. As a result, an image forming apparatus and a process cartridge can be provided, in which the toner is collected on the developer carrier and color mixing during development is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a conventional image forming apparatus.
FIG. 2 illustrates a mechanism of a transfer residual toner in a station of a secondary color of a color electrophotographic system.
FIG. 3 is a sectional view of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state of collecting the retransfer toner in the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view in which a polyimide sheet is in contact with a charging roller in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a pattern image for confirming an image problem in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a pattern image in which a retransfer ghost appears in the first embodiment.
FIG. 8 is a sectional view of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1y, 1m, 1c, 1k Photosensitive drum (image carrier)
2,2y, 2m, 2c, 2k Charging roller (charging member)
3,3y, 3m, 3c, 3k Exposure means
4,4y, 4m, 4c, 4k developing device (developing means)
5,5y, 5m, 5c, 5k developing roller (developer carrier)
6,6y, 6m, 6c, 6k photosensitive drum
7 Toner supply roller
8 Transfer material
9 Transfer belt
10 Suction roller
12 Fixing device
13 Sliding member
P1, P2, P3, P4 Process cartridge

Claims

Transfer means for transferring the first color developer image to the image receiving member at the first image forming station, and then transferring the second color developer image to the image receiving member at the second image forming station; ,
The first image forming station has a first image carrier, a first charging unit for charging the first image carrier, and a carrier for carrying the first color developer. A first developer carrier for developing the electrostatic image formed on the first image carrier with the developer of the first color;
The second image forming station carries a second image carrier, a second charging unit for charging the second image carrier, and carries and transports the developer of the second color. And a second developer carrier for developing the electrostatic image formed on the second image carrier with the developer of the second color.
The second developer carrier can collect the residual developer from the second image carrier at the same time as the developing operation,
The direction of movement of the second developer carrier is opposite to the direction of movement of the second image carrier at the development position,
The second charging unit includes a second charging member that can contact the second image carrier,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second charging member includes a residual developer charging member that rubs against the second charging unit.

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the residual developer charging member includes a film-shaped rubbing portion that contacts the second charging member. 3.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the residual developer charging member includes a moving unit configured to reciprocate the second charging member in parallel with an axial direction of the image carrier.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein a DC voltage is applied to the second charging member without applying an AC voltage.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second charging member is rotatable with a peripheral speed difference with respect to the second image carrier.

The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a transport unit configured to transport the image receiving member from the first image forming station to the second image forming station.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second developer carrier is provided in contact with the second image carrier.

An image including transfer means for transferring a developer image of a first color to an image receiving member at a first image forming station and then transferring a developer image of a second color to the image receiving member at a second image forming station; A process cartridge detachable from the second image forming station of the forming apparatus main body;
The process cartridge carries and conveys an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, and a developer of the second color, and transfers the electrostatic image formed on the image carrier to the second color. A developer carrying member for developing with a developer of a color of
The developer carrier can collect the residual developer from the image carrier at the same time as the developing operation,
The moving direction of the developer carrier is opposite to the moving direction of the image carrier at the developing position,
The second charging unit includes a second charging member that can contact the second image carrier,
The process cartridge according to claim 1, wherein the second charging member includes a residual developer charging member that rubs against the charging unit.