JP2004302128A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2004302128A
JP2004302128A JP2003094917A JP2003094917A JP2004302128A JP 2004302128 A JP2004302128 A JP 2004302128A JP 2003094917 A JP2003094917 A JP 2003094917A JP 2003094917 A JP2003094917 A JP 2003094917A JP 2004302128 A JP2004302128 A JP 2004302128A
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Hirotaka Oshika
啓孝 大鹿
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Data Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent printing soil by recovering toner lying in an unexposed part and an exposed part on a photoreceptor 1 and unnecessary for printing before a transfer process, and to reuse the recovered toner. <P>SOLUTION: A toner recovery part is arranged adjacent to the photoreceptor 1, and a DC bias and an AC bias are applied on the toner recovery part. Alternatively, the recovery part is constituted of a recovery belt and a carrying roller for carrying/driving the recovery belt, and the toner is recovered by applying the DC bias and the AC bias. Alternatively, when a low-duty printing continues, the AC bias is applied on the toner recovery part and the toner discharge operation is periodically performed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源により感光体上に静電潜像を生成し、これに付着するトナーを印刷媒体に転写して印刷を行う画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置、例えば電子写真装置は、図7に示したように、感光体1と、感光体1の表面をマイナス帯電させる帯電部2、と感光体1の表面を一部露光し静電潜像(電位0V)を形成する光源3と、形成した静電潜像にマイナス電位のトナー9を付着させる現像ローラ4と、トナー9をマイナス帯電させて現像ローラ4へと搬送するトナー供給ローラ5と、現像ローラ4上に均一なトナー層を形成させるための現像ブレード6と、感光体1上に現像したトナー像を印刷媒体10に転写する転写部7と、転写されずに感光体1上に残留した残留トナーを回収するクリーニング部8で構成されていた。
【0003】
そして、前記従来の電子写真装置では、前記トナー供給ローラ5、現像ローラ4等によりマイナス電位に帯電させたトナーを、感光体1上に形成した静電潜像に静電的に吸着させ、当該吸着させたトナーを転写部7により印刷媒体10に転写し、図示しない定着部にて定着を行うことにより印刷を行っていた。このとき、前記トナー供給ローラ5、現像ローラ4等によりトナーを均一に一定のマイナス電位に帯電させることができれば、感光体1上の静電潜像が形成された部分以外、すなわち露光部以外の未露光部はマイナス帯電しているので、マイナス帯電したトナーは静電的に反発し、トナーが付着することはない。(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−27567号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、画像形成装置では、プラス帯電したトナーやマイナス帯電の弱いトナーやマイナス電位に過剰に帯電したトナーが存在し、これらのトナーが、前記現像ローラ4から前記感光体1の未露光部へ付着し、転写工程前にこれを回収することができないので、印刷媒体へと転写され、汚れの原因となるばかりか、これら印刷に不要なトナーを回収して再利用することもできなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するため以下の構成を採用する。すなわち、第1の発明の画像形成装置では、画像形成時に回転する感光体と、感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
露光手段により形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像手段と、感光体表面に現像手段により付着した現像剤を転写材に転写させる転写手段で構成される画像形成装置において、感光体の回転方向に現像手段よりも下流側で転写手段よりも上流側に配置され交流電圧が印加される部材を備えた。
【0007】
第2の発明の画像形成装置では、第1の発明の画像形成装置において、感光体の表面電位に対応させて直流電圧を印加するようにした。
【0008】
第3の発明の画像形成装置では、第1の発明の画像形成装置において、前記部材に付着した現像剤を現像手段に搬送する搬送手段を設けた。
【0009】
第4の発明の画像形成装置では、第1の発明の画像形成装置において、現像手段が、感光体に隣接する現像ローラと、当該現像ローラ上に付着する現像剤を所定量感光体側に転移させる手段から構成した。
【0010】
第5の発明の画像形成装置では、第2の発明の画像形成装置において、前記部材に印加される交流電圧を、感光体の表面電位を含んだ範囲とした。
【0011】
第6の発明の画像形成装置では、第5の発明の画像形成装置において、前記部材に印加される交流電圧を、感光体に隣接する現像ローラに印加される電圧と、帯電手段に印加される電圧の範囲とした。
【0012】
第7の発明の画像形成装置では、第1の発明の画像形成装置において、前記部材に印加される交流電圧の周波数を略1kHz以上とした。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態例を、図面を用いて説明する。なお図面に共通する要素には同一の符号を付す。
【0014】
《第1の実施形態例》
第1の実施形態例の画像形成装置は、トナー回収ローラを設け、当該トナー回収ローラに直流バイアス及び交流バイアスを印加し、感光体1表面上に付着した印刷に不要なトナーを回収するようにしたものである。
【0015】
(構成)
第1の実施形態例の画像形成装置は図1に示したように、ドラム表面に静電潜像が形成される感光体1、感光体1の表面を所定の電位にするための帯電部2、感光体1に静電潜像を形成させる光源3、トナー9を感光体1上に形成された静電潜像に転移させ現像を行う現像ローラ4、図示しないトナーカートリッジから適宜供給されるトナー9を現像ローラ4に転移させるトナー供給ローラ5、現像ローラ4上に所定の厚さのトナー層を形成させるトナーブレード6、感光体1に形成された静電潜像上に付着したトナーを印刷媒体10に転写するための転写部7、感光体1の表面に残留した転写後のトナーを除去するためのクリーニング部8、トナーを回収する回収ローラ11から構成され、同図のように配置されている。
【0016】
前記回収ローラ11には、直流電圧設定部27aにより設定される直流バイアスと、交流電圧設定部27bにより交流電圧の振幅が設定される交流バイアスが直列に接続され、これらのバイアスが後述の制御部24の命令に従い回収ローラ電圧設定部27により制御される構成となっている。そして、前記回収ローラ11の下部には、回収されるトナーをトナー供給ローラ5に送るための通路が確保されている。
【0017】
ここで、回収ローラ11は半導電性ゴムを加熱して金属製のシャフトの外周にロール状に成形を行ったものであり、ゴムの母材にはシリコンゴム、ウレタンゴム等を用い、混練時にカーボンブラック等の導電剤を添加し成形し、また弾性層の表面にはコート層を形成したものである。コート層としては、フッ素系樹脂等の離型性が良い材料を用いるのが望ましい。なお、掻き取りブレード12は、磨耗する部分であるので弾性ゴムで構成し、ゴム母材には耐久性のよいウレタンゴムを用いるのがよい。
【0018】
また、本発明に直接関係ないので詳細な説明を省略するが、同図に示したように現像ローラ4、トナー供給ローラ5、帯電部2にはそれぞれ図示しない電圧設定部によりVg、Vs、Veの負のバイアス電圧が印加され、転写部7には図示しない電圧設定部により正のバイアス電圧Vtが印加されている。勿論、前記正負の極性を入れ替えた構成としてもよい。
【0019】
次に、第1の実施形態例の画像形成装置の制御系の構成図を図2に示す。同図に示したように第1の実施形態例の画像形成装置21の制御系は、上位装置22からの印刷データを受信するインタフェイス部23と、図示しない印刷媒体検出センサの出力結果に基づき印刷制御や印刷媒体搬送用モータの駆動制御を行う制御部24、制御部24の制御のもとに図示しないモータを回転駆動して印刷媒体10の搬送や各ローラや感光体1を回転駆動させるモータ駆動回路25、上位装置22からの印刷データである画像、文字等を感光体1に静電潜像させる光源3、回収ローラ11のバイアス電圧を設定する前記回収ローラ電圧設定部27から構成され、同図のように接続されている。
【0020】
(動作)
以上の構成により、第1の実施形態例の画像形成装置では、以下のように印刷動作が行われる。その動作を図1の画像形成装置の構成図、図2の制御系の構成図及び図3の各部バイアス電圧とトナー電位の関係図を用いて説明する。なお、図3(a)は印刷に関する各部バイアス電圧とトナー電位の関係を説明する図であり、図3(b)は、以下詳細に説明する転写前のトナー回収に関する各部バイアス電圧とトナー電位の関係を説明するための図である。
【0021】
(現像工程)
まず、帯電部2の帯電ローラに、例えばVe=−1150Vの電圧を印加すると、帯電ローラと感光体1間のギャップにより電位降下が発生し、感光体1の表面はほぼ−700Vに帯電される。そして、光源3により、印刷する画像、文字等に相当する感光体1表面の露光部分の電荷を消失させ電位を0Vとし、感光体1表面に静電潜像を形成する。
【0022】
一方、図示しないトナーカートリッジ等より随時供給されるトナー9をトナー供給ローラ5と現像ローラ4間で擦ることにより、トナー9をマイナス電位に帯電させる。ここで、トナー供給ローラ5には、バイアス電圧Vsが印加され、現像ローラ4には、バイアス電圧Vg=−300Vが印加される。
【0023】
そして、現像ローラ4表面に搬送された前記トナー9をトナーブレード6により均一なトナー層として形成させる。そして、マイナス電位に帯電された現像ローラ4上のトナーは、感光体1の表面電位が0Vとなっている前記露光部に引き付けられ、また露光部以外の部分は−700Vとなっているのでトナーが反発することにより、感光体1の静電潜像にトナー像が形成される。このとき、図3(a)に示したようにプラス電位に帯電したトナー9aやマイナス帯電の弱いトナー9b、マイナス電位に過剰帯電したトナー9cが、未露光部分へと引き付けられる付着する。
【0024】
(トナー回収工程)
一方、図1、図3(b)に示したように、回収ローラ11には、回収ローラ電源設定部27の直流電圧設定部27aにより−700Vの直流バイアスを発生させ、交流電圧設定部27bにより振幅600V、周波数1kHz程度の交流バイアスを前記直流バイアスに重畳したバイアス電位Vkを印加する。
【0025】
以上のように、回収ローラ11に直流バイアス及び交流バイアスを印加することにより、未露光部分に付着した前記のプラス帯電したトナー9aやマイナス帯電の弱いトナー9bや過剰にマイナス帯電したトナー9cのいずれも回収することができる。すなわち、回収ローラ11に印加される直流バイアスにより一定にバイアスされ、しかも振動する電場が発生するので、未露光部分に付着したプラス帯電したトナー9aは、回収ローラ11のバイアス電位Vkが、よりマイナス電位に振られたとき(図中−1000V時)に回収ローラ11に引き付けられ、マイナス帯電の弱いトナー9b及び過剰にマイナス帯電したトナー9cは、よりプラス電位に振られたとき(図中−400V時)に回収ローラ11に引き付けられるので回収ローラ11上に付着させることができる。
【0026】
また、同時に、露光部分に付着したプラス帯電したトナー9fにも同様にクーロン力が働くために、回収ローラ11が、マイナス電位(図中−400Vないし−1000V時)のときに回収ローラ11に引き付けられるので回収ローラ11に付着させることができる。また、印刷すべき感光体1露光部に付着したマイナス帯電したトナー9gは、回収ローラ11のバイアス電位Vkがマイナス電位であるので反発し、回収されることはない。
【0027】
なお、交流電圧の振幅は、バイアス電圧Vkの下限を中間調濃度に影響を及ぼさないように現像ローラ4に印加される電圧−300Vとし、上限を前記帯電部2に印加される電圧−1150Vとすればよいが、前記上限、下限値にマージンを持って設定するのがよい。例えば、下限として100Vのマージンを持たせ−400Vとし、上限として150Vのマージンを持たせ600Vとする。勿論、前記マージンは、画像形成装置の各部形状、材質や使用環境等に応じ上記以外の値に設定してもよい。
【0028】
また、実験によれば、回収ローラ11に印加する交流バイアスの周波数を一定以下に設定すると回収ローラ11に印加される交流電圧により感光体1表面上に現像されたトナーへの影響が顕著となり、印刷ムラが発生する場合があるので、交流電圧の周波数は、一定以上、例えば約1kHz以上とするのがよい。
【0029】
以上のように、バイアス電圧Vkを印加された回収ローラ11により回収されたトナーは、掻き取りブレード12により掻き取られ、トナー供給ローラ5下部へ押し込まれ、そしてトナー供給ローラ5上部に搬送され、再利用可能なトナーとなる。
【0030】
(転写工程)
一方、感光体1の露光部上のトナーは、Vt=+2000Vのバイアスが転写部7に印加されるので、印刷媒体10に転写され、図示しない定着部にてトナーを定着することにより印刷が行われる。図3(a)において、プラス帯電したトナー9aは、プラス電位にバイアスされた転写部7と反発し、転写されることはなく、マイナス帯電の弱いトナー9b、過剰にマイナス帯電したトナー9cはほとんど回収ローラ11にて回収されるが、回収されなかったトナーは、プラス電位にバイアスされた転写部7に引き付けられ転写される。同様に感光体1露光部に付着したプラス帯電したトナー9dも前述のように回収ローラ11にてほとんど回収されるが、回収されないトナーがあってもプラス電位にバイアスされた転写部7と反発し、転写されることはない。また、印刷すべき感光体1露光部に付着したマイナス帯電したトナー9eは、プラス電位にバイアスされた転写部7に引き付けられ転写される。そして、印刷媒体に転写されなかった感光体1上のトナーは、クリーニング部8により掻き取られる。
【0031】
(第1の実施形態例の効果)
以上詳細に述べたように、第1の実施形態例の画像形成装置によれば、トナー回収ローラを設け、当該トナー回収ローラに直流電圧及び交流電圧を印加するようにしたので未露光部分に付着したマイナス帯電が弱いトナーやプラス帯電したトナー等、印刷に不要なトナーを転写前に回収することができるので、汚れの少ない高品位な印刷を行うことが出来ると共に、効率よくトナーを回収し、再利用することができる。
【0032】
《第2の実施形態例》
第2の実施形態例の画像形成装置は、回収ベルトにより回収したトナーを搬送する構成としたものである。
【0033】
(構成)
第2の実施形態例の画像形成装置の構成を図4に示す。なお、簡略化のために、第1の実施例の画像形成装置の構成と同様の部分については、その説明を省略する。すなわち、感光体1、帯電部2、光源3、現像ローラ4、トナー供給ローラ5、トナーブレード6、転写部7、クリーニング部8は、第1の実施形態例の画像形成装置と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。
【0034】
図4右下側に示したように第2の実施形態例の画像形成装置では、トナーを回収し再利用するためのトナー回収部を感光体1、トナー供給ローラ5に接触して配置するようにしている。ここでトナー回収部は、回収したトナーを搬送する回収ベルト31aと、回収ベルト31aを搬送駆動する回収ベルトローラ31b、回収ベルト31aを回転支持する回収ベルト支持ローラ31c、搬送ベルト31a上を搬送してきたトナーを掻き取る掻き取りブレード32から構成されるものである。そして、回収したトナーをトナー供給ローラ5側にスムーズに送るために回収ベルト31aの下部に通路を確保した構成となっている。
【0035】
また、図示していないが、トナーがトナー回収部の下側に漏れることを防止するために、感光体1との間隙などにトナー漏れ防止のシールを適宜配置するのがよい。
【0036】
前記回収ベルト31aは、後述の制御部によって制御されるモータ駆動回路35にて反時計方向に回転駆動する回収ベルトローラ31bにより搬送駆動される。そして、回収ベルト31aはシリコン樹脂で成形されたものであり、回収ベルトローラ31bは、半導電性ゴムを加熱し金属製のシャフトの外周にロール状に成形されたものである。また、半導電性ゴムの母材にはシリコンゴム、ウレタンゴム等を用い、半導電性を持たせるために成形前に行う混練時にカーボンブラック等の導電剤を添加する。回収ベルト支持ローラ31cは金属成型で中が空洞になっている。掻き取りブレード32は磨耗する部分であるので弾性ゴムで構成されゴムの母材には耐久性の良いウレタンゴムを用いるのがよい。
【0037】
また、第1の実施形態例の画像形成装置と同様に、回収ベルトローラ31bには、直流電圧設定部37aにより設定される直流バイアスと、交流電圧設定部37bにより交流電圧の振幅が設定される交流バイアスが直列に接続され、これらの電圧が回収部電圧設定部37により制御される構成となっている。
【0038】
また、本発明に直接関係ないので詳細な説明を省略するが、現像ローラ4、トナー供給ローラ5、帯電部2にはそれぞれ図示しない電圧設定部によりVg、Vs、Veの負のバイアス電圧が印加され、転写部7には図示しない電圧設定部により正のバイアス電圧Vtが印加されている。勿論、前記正負の極性を入れ替えた構成としてもよい。
【0039】
次に、第2の実施形態例の画像形成装置の制御系の構成図を図5に示す。同図に示したように第2の実施形態例の画像形成装置41の制御系は、第1の実施形態例の画像形成装置と同様、インタフェイス部23と、制御部24、光源3から構成され、また、制御部24の制御のもとに図示しないモータを回転駆動して印刷媒体10の搬送や各ローラ、感光体1、回収ベルトローラ31bを回転駆動させるモータ駆動回路35、回収ベルトローラ31bのバイアス電圧Vkを設定する回収部電圧設定部37から構成され、同図のように接続されている。
【0040】
(動作)
以上の構成により、第2の実施形態例の画像形成装置では、第1の実施形態例の画像形成装置の動作と同様、トナー回収部により感光体1表面の未露光部分或いは露光部分の印刷に不要なトナーを回収し、回収したトナーを回収ベルト31aによりトナー回収部の下側の通路を用いて搬送し、掻き取りブレード32により掻き取り、トナー供給ローラ5により再利用する。
【0041】
感光体1上のトナーがトナー回収部により回収される動作(各部バイアス電圧とトナー電位の関係)は、図3を用いて説明した第1の実施形態例の画像形成装置と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。
【0042】
なお、本実施の形態の説明では、回収ベルトローラ31aにより駆動し、回収ベルト支持ローラ31c回転支持し、回収ベルト31aを搬送する例を示したが、回収ベルト31aを搬送できる構成であればよく、例えば、回収ベルトの垂れ防止等のために回収ベルトローラ31a、回収ベルト支持ローラ31c間にさらに支持ローラを設けた構成としてもよい。また、回収のための直流バイアス及び交流バイアスを回収ベルトローラ31aに印加する例を示したが、回収ベルト31aや回収部の他の部分に印加する構成としてもよい。
【0043】
(第2の実施形態例の効果)
以上詳細に述べたように、第2の実施形態例の画像形成装置によれば、第1の実施形態例の画像形成装置の効果に加え、トナー回収部により回収したトナーを回収ベルトにより搬送する構成としたので、トナー供給ローラ5の下側にトナーが凝縮することにより回収したトナーの通路が詰まるということがなく、スムーズに回収したトナーを搬送でき、再利用することができる。
【0044】
《第3の実施形態例》
第3の実施形態例の画像形成装置は、トナーの劣化等を防止するために適宜行うトナー排出動作において、トナー回収部に交流バイアスを印加し、トナーを回収するようにしたものである。
【0045】
(構成)
第3の実施形態例の画像形成装置の構成及び制御系の構成は、第1、第2の実施の形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【0046】
(動作)
第3の実施形態例の画像形成装置の動作を、以下に説明する。第3の実施形態例の画像形成装置の動作のうち、通常の印刷工程である現像工程、回収工程、定着工程は、第1、第2の実施形態例の画像形成装置の動作と同様であるので、簡略化のためにその説明を省略する。
【0047】
さて、一般に、低デューティ印刷が連続して行われると、現像ローラ4上のトナーは、何回も擦られ、トナーが劣化し、摩擦熱の蓄積により現像ローラ4及び現像ブレード6上のフィルミングが発生しやすくなることが分かっている。
【0048】
このため、第3の実施の形態では、上記トナーの劣化やフィルミング等を防止するために定期的に現像ローラ4上のトナーを排出する動作(以下「トナー排出動作」という)を以下のように行う。
【0049】
すなわち、図6の各部バイアス電圧のタイムチャートに示したように、まず、印刷動作が開始され(Ta)、印刷する部分が少ない低デューティ印刷が連続して行われたと判断すると、制御部24は、印刷動作を終了させ、トナー排出動作を開始させる(Tb)。なお、印刷動作時は、第1の実施の形態にて図3を用いて説明したように、感光体1表面を−700Vとし、現像ローラ4のバイアス電圧Vgを−300Vに設定し、トナー回収部のバイアス電圧Vkを、直流バイアス−700V、振幅600Vの交流バイアスとする。
【0050】
トナー排出動作を開始すると、まず感光体1の表面電位が0Vとなるように全面露光させ、現像ローラ4に電圧を印加しないよう(すなわち0V)にし、また、トナー回収部には、0Vを直流バイアスとし、振幅600V、周波数1kHz程度の交流バイアスを印加するようにする。
【0051】
すると、感光体1の表面電位、現像ローラ4の印加バイアス共に0Vであるので、力学的な力のみで0V電位のトナーが感光体1に移送される。そして、トナー回収部に印加されたこの交流バイアスによりプラス、マイナス交互の電場が生成され、電位0Vのトナーにクーロン力が働くので、このクーロン力により前記トナーをトナー回収部に付着させ、回収することができる。
【0052】
そして、一定時間、このトナー排出動作を行った後、再び印刷動作に切替え(Tc)、印刷動作を行う。
【0053】
ここで、排出するトナー量が多い場合、すなわち、現像ローラ4上に付着するトナー量の内、感光体1に転移するトナー量(以下、「現像効率」という)が多い場合(現像効率30%以上)では、トナー回収部にて回収しきれないことが実験的に分かっているが、前述のように力学的な力のみでトナーを感光体1に移送する場合は、現像効率が10〜25%程度となるので、ほぼ全てのトナーを回収し、再利用することができる。
【0054】
以上のようにしてトナー回収部にて回収されたトナーは、トナー供給ローラ5へと搬送され再利用されことになる。
【0055】
なお、以上の説明では、トナー排出動作において感光体1、現像ローラ4の直流バイアスを0V、トナー回収部に直流バイアス0V、振幅600Vの交流バイアスを印加する例を示したが、同動作において感光体1及び現像ローラ4の直流バイアスを0V以外の電圧に設定し、トナー回収部の直流バイアスもこれらのバイアス電圧と同じ電圧に設定するようにしてもトナーを回収することができ、またトナー回収部に印加する交流バイアスの振幅も600Vではなく任意に設定してもよい。
【0056】
(第3の実施形態例の効果)
以上詳細に述べたように、第3の実施形態例の画像形成装置によれば、低デューティの印刷が継続した場合にトナー回収部に交流バイアスを印加しトナー排出動作を行うようにしたので、トナーの劣化やフィルミング等を防止することができると共に、トナーを回収し再利用することができる。
【0057】
《その他の変形例》
以上述べた実施形態例の他、以下の変形例の実施形態としても本発明の同様の作用、効果が得られる。すなわち、
【0058】
(1)実施形態例の画像形成装置の説明では、それぞれ1つの光源、感光ドラム、現像ローラ等からなる印刷機構により1色の画像形成を行う画像形成装置について説明したが、例えばタンデム型等のカラー電子写真装置のように複数の印刷機構を用い多色の印刷を行う画像形成装置において各色の印刷機構にそれぞれ適宜、本発明を適用することができる。
【0059】
(2)また、実施形態例の画像形成装置の説明では、感光体1から直接、印刷媒体にトナー画像の転写を行う例にて説明したが、これに限らず、例えば、中間転写方式のカラー電子写真印刷装置のように、感光体1から中間転写ドラム或は中間転写ベルトにトナー画像を転写するような画像形成装置にも適用することができる。
【0060】
(3)なお、第1の実施形態例の画像形成装置の説明では、回収ローラを回転形状として説明したが、回転形状とするのではなくトナー回収が可能な形状であれば、どのような形状でもよい。また、第2の実施形態例の画像形成装置においても、回収部とは別に、直流電圧及び交流電圧を印加可能な回収片を設けるようにしてもよい。
【0061】
(4)また、実施形態例の画像形成装置の説明では、トナー回収部に印加する交流バイアスの周波数を1kHz程度と説明したが、1kHz程度より高い周波数を多数設定し、これを選択し繰り返す、或は周波数範囲を決め、この範囲の周波数を増減させるようにしてもよい。また、交流バイアスは、正弦波である必要はなく、矩形波や三角波であってもよいし、さらに直流バイアスと交流バイアスを別々に制御するのではなく、例えば矩形波を生成する際に、直流バイアスを含めて生成するようにするようにしてもよい。
【0062】
(5)また、実施形態例の画像形成装置の説明では、回収ローラ或いは回収部に印加する交流バイアスの周波数を、感光体1の回転速度とは関係なく設定する例を示したが、例えば媒体搬送速度や感光体1の回転速度に応じて、交流バイアスの周波数を増減させるようにしてもよい。例えば、感光体1の回転速度が低い場合は、交流バイアスの周波数を低くし、感光体1上のトナーへの影響が少ない範囲で、より確実にトナーを回収するようにしてもよい。
【0063】
(6)また、実施形態例の画像形成装置では、トナー回収部に印加する交流バイアスの振幅を、単に一定の値に設定する例を示したが、例えば未露光部部分が多い場合は、回収効率を上げるために交流バイアスの振幅を大きくし、未露光部分が少ない場合は交流バイアスの振幅を小さくするように制御してもよい。また、第3の実施形態例の画像形成装置においても、現像効率に応じて交流バイアスの振幅を増減させるようにして回収効率を向上させるようにしてもよい。
【0064】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明の画像形成装置によれば、トナー回収部を設け、トナー回収部に交流バイアスを印加するようにしたので、印刷に不要な感光体上のトナーを効率よく回収することができ、汚れの少ない高品位な印刷を行うことが出来ると共に、トナーを効率よく回収し再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態例の画像形成装置の構成図である。
【図2】第1の実施形態例の制御系の構成図である。
【図3】各部バイアス電圧とトナー電位の関係図である。
【図4】第2の実施形態例の画像形成装置の構成図である。
【図5】第3の実施形態例の制御系の構成図である。
【図6】第3の実施形態例の各部バイアス電圧のタイムチャートである。
【図7】従来の画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
1 感光体
2 帯電部
3 光源
4 現像ローラ
5 トナー供給ローラ
7 トナーブレード
8 クリーニング部
9 トナー
11 回収ローラ
27 回収ローラ電圧設定部
37 回収部電圧設定部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that generates an electrostatic latent image on a photoreceptor by a light source, transfers toner attached to the latent image to a print medium, and performs printing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 7, an image forming apparatus, for example, an electrophotographic apparatus, includes a photoreceptor 1, a charging unit 2 for negatively charging the surface of the photoreceptor 1, and a photoreceptor by partially exposing the surface of the photoreceptor 1. A light source 3 for forming an electrostatic latent image (electric potential 0 V), a developing roller 4 for attaching a negative potential toner 9 to the formed electrostatic latent image, and a toner supply for negatively charging the toner 9 and conveying the toner 9 to the developing roller 4 A roller 5, a developing blade 6 for forming a uniform toner layer on the developing roller 4, a transfer unit 7 for transferring a toner image developed on the photoreceptor 1 to a print medium 10, a photoreceptor without being transferred 1 was composed of a cleaning unit 8 for collecting the residual toner remaining on the surface 1.
[0003]
In the conventional electrophotographic apparatus, toner charged to a negative potential by the toner supply roller 5, the developing roller 4, and the like is electrostatically attracted to an electrostatic latent image formed on the photoconductor 1, and Printing is performed by transferring the attracted toner to the print medium 10 by the transfer unit 7 and fixing the toner by a fixing unit (not shown). At this time, if the toner can be uniformly charged to a constant negative potential by the toner supply roller 5, the developing roller 4, and the like, the portion other than the portion where the electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1, that is, the portion other than the exposed portion Since the unexposed portion is negatively charged, the negatively charged toner repels electrostatically, and the toner does not adhere. (For example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-27567
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, generally, in the image forming apparatus, there are a positively charged toner, a weakly negatively charged toner and a toner that is excessively charged to a negative potential, and these toners are transferred from the developing roller 4 to the unexposed portion of the photoconductor 1. The toner cannot be collected before the transfer process, so it is transferred to a print medium, causing not only staining but also collecting and reusing toner unnecessary for these printings. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems. That is, in the image forming apparatus of the first invention, a photoreceptor that rotates during image formation, a charging unit that charges a surface of the photoreceptor, an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the charged photoreceptor,
An image forming apparatus including a developing unit that applies a developer to an electrostatic latent image formed by an exposing unit to perform development, and a transfer unit that transfers the developer adhered to the surface of the photoconductor by the developing unit to a transfer material And a member arranged downstream of the developing means and upstream of the transfer means in the rotation direction of the photoreceptor and to which an AC voltage is applied.
[0007]
In the image forming apparatus according to a second aspect, in the image forming apparatus according to the first aspect, a DC voltage is applied corresponding to a surface potential of the photoconductor.
[0008]
In an image forming apparatus according to a third aspect, in the image forming apparatus according to the first aspect, a transport unit that transports the developer attached to the member to the developing unit is provided.
[0009]
In an image forming apparatus according to a fourth aspect, in the image forming apparatus according to the first aspect, the developing means transfers a predetermined amount of the developing roller adjacent to the photoconductor and the developer attached to the developing roller to the photoconductor side. It consisted of means.
[0010]
In an image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect of the present invention, the AC voltage applied to the member is in a range including the surface potential of the photoconductor.
[0011]
In an image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the AC voltage applied to the member is applied to a developing roller adjacent to the photoconductor and to a charging unit. The voltage range was set.
[0012]
In an image forming apparatus according to a seventh aspect, in the image forming apparatus according to the first aspect, the frequency of the AC voltage applied to the member is approximately 1 kHz or more.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals.
[0014]
<< First Embodiment >>
The image forming apparatus according to the first embodiment is provided with a toner collecting roller, and applies a DC bias and an AC bias to the toner collecting roller to collect toner unnecessary for printing attached to the surface of the photoconductor 1. It was done.
[0015]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the first embodiment includes a photoconductor 1 on which an electrostatic latent image is formed on a drum surface, and a charging unit 2 for setting the surface of the photoconductor 1 to a predetermined potential. A light source 3 for forming an electrostatic latent image on the photoreceptor 1, a developing roller 4 for transferring the toner 9 to an electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 for development, and a toner appropriately supplied from a toner cartridge (not shown) 9, a toner supply roller 5 for transferring the toner 9 to the developing roller 4, a toner blade 6 for forming a toner layer having a predetermined thickness on the developing roller 4, and printing of toner adhered on an electrostatic latent image formed on the photoconductor 1. The transfer unit 7 includes a transfer unit 7 for transferring the image onto the medium 10, a cleaning unit 8 for removing the transferred toner remaining on the surface of the photoconductor 1, and a collection roller 11 for collecting the toner, and is arranged as shown in FIG. ing.
[0016]
The collection roller 11 is connected in series with a DC bias set by a DC voltage setting unit 27a and an AC bias whose amplitude of an AC voltage is set by an AC voltage setting unit 27b. The control is performed by the collection roller voltage setting unit 27 in accordance with the instruction 24. A passage for feeding the collected toner to the toner supply roller 5 is provided below the collecting roller 11.
[0017]
Here, the collecting roller 11 is formed by heating a semiconductive rubber to form a roll on the outer periphery of a metal shaft, and using silicon rubber, urethane rubber, or the like as a base material of the rubber. It is formed by adding a conductive agent such as carbon black and molding, and forming a coat layer on the surface of the elastic layer. It is desirable to use a material having good releasability, such as a fluororesin, for the coat layer. Since the scraping blade 12 is a part to be worn, it is preferable that the scraping blade 12 is made of elastic rubber, and urethane rubber having good durability is used as the rubber base material.
[0018]
Further, detailed description is omitted because it is not directly related to the present invention. However, as shown in the figure, the developing roller 4, the toner supply roller 5, and the charging unit 2 are respectively provided with Vg, Vs, and Ve by voltage setting units (not shown). , And a positive bias voltage Vt is applied to the transfer unit 7 by a voltage setting unit (not shown). Of course, the positive and negative polarities may be exchanged.
[0019]
Next, FIG. 2 shows a configuration diagram of a control system of the image forming apparatus according to the first embodiment. As shown in the figure, the control system of the image forming apparatus 21 of the first embodiment is based on an interface unit 23 for receiving print data from the host device 22 and an output result of a print medium detection sensor (not shown). A control unit 24 that performs printing control and drive control of a print medium conveying motor. Under control of the control unit 24, a motor (not shown) is rotationally driven to convey the print medium 10 and rotationally drive each roller and the photoconductor 1. It comprises a motor drive circuit 25, a light source 3 for forming an electrostatic latent image on the photoconductor 1, such as images and characters, which are print data from the host device 22, and a collection roller voltage setting unit 27 for setting a bias voltage of the collection roller 11. Are connected as shown in FIG.
[0020]
(motion)
With the above configuration, the image forming apparatus of the first embodiment performs the printing operation as follows. The operation will be described with reference to the configuration diagram of the image forming apparatus in FIG. 1, the configuration diagram of the control system in FIG. 2, and the relationship diagram between the bias voltage and the toner potential of each section in FIG. FIG. 3A is a diagram for explaining the relationship between the bias voltage and the toner potential of each unit related to printing, and FIG. 3B is a diagram illustrating the relationship between the bias voltage of each unit and the toner potential related to toner recovery before transfer, which will be described in detail below. It is a figure for explaining a relation.
[0021]
(Development process)
First, when a voltage of, for example, Ve = -1150 V is applied to the charging roller of the charging unit 2, a potential drop occurs due to a gap between the charging roller and the photoconductor 1, and the surface of the photoconductor 1 is charged to approximately −700 V. . Then, the light source 3 eliminates the charge of the exposed portion of the surface of the photoconductor 1 corresponding to the image, characters, etc. to be printed, sets the potential to 0 V, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 1.
[0022]
On the other hand, the toner 9 is charged to a negative potential by rubbing the toner 9 supplied from a toner cartridge or the like (not shown) between the toner supply roller 5 and the developing roller 4. Here, a bias voltage Vs is applied to the toner supply roller 5, and a bias voltage Vg = −300 V is applied to the developing roller 4.
[0023]
Then, the toner 9 conveyed to the surface of the developing roller 4 is formed as a uniform toner layer by the toner blade 6. Then, the toner on the developing roller 4 charged to the negative potential is attracted to the exposed portion where the surface potential of the photoreceptor 1 is 0 V, and since the portion other than the exposed portion is -700 V, the toner is Are repelled, a toner image is formed on the electrostatic latent image on the photoconductor 1. At this time, as shown in FIG. 3A, the toner 9a charged to the positive potential, the toner 9b weakly negatively charged, and the toner 9c excessively charged to the negative potential adhere to the unexposed portion.
[0024]
(Toner collection process)
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 3B, a −700 V DC bias is generated in the collection roller 11 by the DC voltage setting unit 27 a of the collection roller power setting unit 27, and the collection is performed by the AC voltage setting unit 27 b. A bias potential Vk in which an AC bias having an amplitude of 600 V and a frequency of about 1 kHz is applied to the DC bias is applied.
[0025]
As described above, by applying a DC bias and an AC bias to the collection roller 11, any one of the positively charged toner 9a, the weakly negatively charged toner 9b, and the excessively negatively charged toner 9c adhered to the unexposed portion. Can also be recovered. That is, since a bias is generated by the DC bias applied to the collection roller 11 and an oscillating electric field is generated, the positively charged toner 9a attached to the unexposed portion has a bias potential Vk of the collection roller 11 of more negative. The toner 9b having a weak negative charge and the excessively negatively charged toner 9c are attracted to the collection roller 11 when the electric potential is changed to the electric potential (at −1000 V in the figure), and are applied to the positive electric potential (−400 V in the figure). At this time, the toner is attracted to the collecting roller 11, so that the toner can be attached to the collecting roller 11.
[0026]
At the same time, Coulomb force also acts on the positively charged toner 9f attached to the exposed portion, so that the collecting roller 11 is attracted to the collecting roller 11 when the potential is negative (-400V to -1000V in the drawing). Therefore, it can be attached to the collection roller 11. Further, the negatively charged toner 9g adhered to the exposed portion of the photoconductor 1 to be printed repels and is not collected because the bias potential Vk of the collection roller 11 is a negative potential.
[0027]
The amplitude of the AC voltage is set such that the lower limit of the bias voltage Vk is -300 V applied to the developing roller 4 so as not to affect the halftone density, and the upper limit is -1150 V applied to the charging unit 2. However, it is preferable to set the upper and lower limits with a margin. For example, the lower limit is set to −400 V with a margin of 100 V, and the upper limit is set to 600 V with a margin of 150 V. Of course, the margin may be set to a value other than the above according to the shape, material, use environment, and the like of each part of the image forming apparatus.
[0028]
According to the experiment, when the frequency of the AC bias applied to the collecting roller 11 is set to a certain value or less, the AC voltage applied to the collecting roller 11 significantly affects the toner developed on the surface of the photoconductor 1, Since the printing unevenness may occur, the frequency of the AC voltage is preferably set to a certain value or more, for example, about 1 kHz or more.
[0029]
As described above, the toner collected by the collection roller 11 to which the bias voltage Vk is applied is scraped off by the scraping blade 12, pushed into the lower part of the toner supply roller 5, and conveyed to the upper part of the toner supply roller 5. It becomes a reusable toner.
[0030]
(Transfer process)
On the other hand, the toner on the exposed portion of the photoreceptor 1 is transferred to the print medium 10 because a bias of Vt = + 2000 V is applied to the transfer portion 7, and printing is performed by fixing the toner in a fixing portion (not shown). Is In FIG. 3A, the positively charged toner 9a repels the transfer unit 7 biased to a positive potential, and is not transferred. The toner collected by the collection roller 11 but not collected is attracted and transferred to the transfer unit 7 biased to a positive potential. Similarly, the positively charged toner 9d adhering to the exposed portion of the photoreceptor 1 is almost collected by the collecting roller 11 as described above. However, even if there is uncollected toner, it repels the transfer unit 7 biased to a positive potential. Will not be transcribed. Further, the negatively charged toner 9e attached to the exposed portion of the photoconductor 1 to be printed is attracted and transferred to the transfer portion 7 biased to a positive potential. Then, the toner on the photoconductor 1 that has not been transferred to the print medium is scraped off by the cleaning unit 8.
[0031]
(Effects of the First Embodiment)
As described above in detail, according to the image forming apparatus of the first embodiment, since the toner collecting roller is provided and the DC voltage and the AC voltage are applied to the toner collecting roller, the toner collecting roller adheres to the unexposed portion. Unnecessary toner for printing, such as weakly negatively charged toner and positively charged toner, can be collected before transfer, so high-quality printing with less contamination can be performed, and toner can be efficiently collected. Can be reused.
[0032]
<< Second Embodiment >>
The image forming apparatus according to the second embodiment is configured to convey the toner collected by a collection belt.
[0033]
(Constitution)
FIG. 4 shows the configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment. For the sake of simplicity, a description of the same components as those of the image forming apparatus of the first embodiment will be omitted. That is, the photoconductor 1, the charging unit 2, the light source 3, the developing roller 4, the toner supply roller 5, the toner blade 6, the transfer unit 7, and the cleaning unit 8 have the same configuration as the image forming apparatus of the first embodiment. Yes, and the detailed description is omitted.
[0034]
As shown in the lower right side of FIG. 4, in the image forming apparatus according to the second embodiment, a toner collecting section for collecting and reusing toner is arranged in contact with the photoconductor 1 and the toner supply roller 5. I have to. Here, the toner collecting unit conveys the collected belt 31a that conveys the collected toner, a collection belt roller 31b that conveys and drives the collection belt 31a, a collection belt support roller 31c that rotatably supports the collection belt 31a, and a conveyance belt 31a. And a scraping blade 32 for scraping off the toner. Then, a passage is secured below the collection belt 31a in order to smoothly send the collected toner to the toner supply roller 5 side.
[0035]
Although not shown, a seal for preventing toner leakage may be appropriately disposed in a gap between the photosensitive member 1 and the like in order to prevent the toner from leaking below the toner collecting portion.
[0036]
The collection belt 31a is driven to be conveyed by a collection belt roller 31b that is driven to rotate counterclockwise by a motor drive circuit 35 controlled by a control unit described below. The collection belt 31a is formed of silicone resin, and the collection belt roller 31b is formed by heating semiconductive rubber and forming a roll on the outer periphery of a metal shaft. Silicon rubber, urethane rubber, or the like is used as the base material of the semiconductive rubber, and a conductive agent such as carbon black is added at the time of kneading before molding in order to impart semiconductivity. The collection belt support roller 31c is hollow by metal molding. Since the scraping blade 32 is a part to be worn, it is preferable to use a highly durable urethane rubber as a base material of the rubber.
[0037]
Further, similarly to the image forming apparatus of the first embodiment, the DC bias set by the DC voltage setting unit 37a and the amplitude of the AC voltage set by the AC voltage setting unit 37b are set on the collection belt roller 31b. An AC bias is connected in series, and these voltages are controlled by the recovery unit voltage setting unit 37.
[0038]
Although not directly related to the present invention, detailed description is omitted, but negative bias voltages Vg, Vs, and Ve are applied to the developing roller 4, the toner supply roller 5, and the charging unit 2 by voltage setting units (not shown). A positive bias voltage Vt is applied to the transfer unit 7 by a voltage setting unit (not shown). Of course, the positive and negative polarities may be exchanged.
[0039]
Next, FIG. 5 shows a configuration diagram of a control system of the image forming apparatus according to the second embodiment. As shown in the drawing, the control system of the image forming apparatus 41 according to the second embodiment includes an interface unit 23, a control unit 24, and the light source 3, similarly to the image forming apparatus according to the first embodiment. Further, under the control of the controller 24, a motor (not shown) is rotated to drive the conveyance of the print medium 10 and to rotate the respective rollers, the photoconductor 1, and the collection belt roller 31b. It comprises a recovery section voltage setting section 37 for setting the bias voltage Vk of 31b, and is connected as shown in FIG.
[0040]
(motion)
With the above configuration, in the image forming apparatus of the second embodiment, similarly to the operation of the image forming apparatus of the first embodiment, the toner collecting unit prints an unexposed portion or an exposed portion on the surface of the photoconductor 1. Unnecessary toner is collected, and the collected toner is conveyed by a collection belt 31 a using a lower path of the toner collection unit, scraped by a scraping blade 32, and reused by the toner supply roller 5.
[0041]
The operation of collecting the toner on the photoconductor 1 by the toner collecting unit (the relationship between the bias voltage and the toner potential of each unit) is the same as that of the image forming apparatus of the first embodiment described with reference to FIG. The description is omitted for simplification.
[0042]
In the description of the present embodiment, an example is shown in which the collection belt roller 31a is driven, the collection belt support roller 31c is rotationally supported, and the collection belt 31a is conveyed. For example, a configuration may be adopted in which a support roller is further provided between the collection belt roller 31a and the collection belt support roller 31c to prevent the collection belt from hanging. Further, the example in which the DC bias and the AC bias for collection are applied to the collection belt roller 31a has been described.
[0043]
(Effect of Second Embodiment)
As described in detail above, according to the image forming apparatus of the second embodiment, in addition to the effects of the image forming apparatus of the first embodiment, the toner collected by the toner collecting unit is transported by the collecting belt. With this configuration, the collected toner can be smoothly conveyed and reused without the passage of the collected toner being blocked due to the condensation of the toner below the toner supply roller 5.
[0044]
<< Third Embodiment >>
In the image forming apparatus according to the third embodiment, an AC bias is applied to the toner collecting unit to collect toner in a toner discharging operation appropriately performed to prevent deterioration of the toner.
[0045]
(Constitution)
The configuration of the image forming apparatus and the configuration of the control system according to the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments, and therefore, detailed description thereof will be omitted.
[0046]
(motion)
The operation of the image forming apparatus according to the third embodiment will be described below. Among the operations of the image forming apparatus according to the third embodiment, the developing step, the recovering step, and the fixing step, which are normal printing steps, are the same as the operations of the image forming apparatuses according to the first and second embodiments. Therefore, the description is omitted for simplification.
[0047]
In general, when low-duty printing is performed continuously, the toner on the developing roller 4 is rubbed many times, the toner is deteriorated, and filming on the developing roller 4 and the developing blade 6 is caused by accumulation of frictional heat. Has been found to be more likely to occur.
[0048]
For this reason, in the third embodiment, the operation of periodically discharging the toner on the developing roller 4 (hereinafter, referred to as “toner discharging operation”) in order to prevent the above-described toner deterioration and filming is described below. To do.
[0049]
That is, as shown in the time chart of the bias voltage of each part in FIG. 6, first, when the printing operation is started (Ta) and it is determined that the low duty printing with a small number of printing parts is performed continuously, the control unit 24 determines Then, the printing operation is completed, and the toner discharging operation is started (Tb). During the printing operation, as described with reference to FIG. 3 in the first embodiment, the surface of the photoconductor 1 is set to −700 V, the bias voltage Vg of the developing roller 4 is set to −300 V, and the toner is collected. The bias voltage Vk of the unit is an AC bias having a DC bias of -700 V and an amplitude of 600 V.
[0050]
When the toner discharging operation is started, first, the entire surface is exposed so that the surface potential of the photoconductor 1 becomes 0 V, no voltage is applied to the developing roller 4 (that is, 0 V), and 0 V is applied to the toner collecting section. As the bias, an AC bias having an amplitude of 600 V and a frequency of about 1 kHz is applied.
[0051]
Then, since both the surface potential of the photosensitive member 1 and the applied bias of the developing roller 4 are 0 V, the toner having the 0 V potential is transferred to the photosensitive member 1 only by a mechanical force. Then, the alternating bias applied to the toner collecting unit generates an electric field of positive and negative alternately, and a Coulomb force acts on the toner having the potential of 0 V. The Coulomb force causes the toner to adhere to the toner collecting unit and be collected. be able to.
[0052]
After the toner discharging operation is performed for a predetermined time, the operation is switched to the printing operation again (Tc), and the printing operation is performed.
[0053]
Here, when the amount of toner to be discharged is large, that is, when the amount of toner transferred to the photoconductor 1 (hereinafter referred to as “developing efficiency”) is large among the amount of toner adhering to the developing roller 4 (developing efficiency 30%). In the above), it is experimentally known that the toner cannot be completely collected by the toner collecting unit. However, when the toner is transferred to the photoconductor 1 only by the mechanical force as described above, the developing efficiency is 10 to 25. %, Almost all the toner can be collected and reused.
[0054]
The toner collected by the toner collecting unit as described above is conveyed to the toner supply roller 5 and reused.
[0055]
In the above description, an example in which the DC bias of the photoconductor 1 and the developing roller 4 is 0 V and the DC bias of 0 V and the AC bias having an amplitude of 600 V are applied to the toner collecting unit in the toner discharging operation has been described. Even if the DC bias of the body 1 and the developing roller 4 is set to a voltage other than 0 V, and the DC bias of the toner collecting section is set to the same voltage as these bias voltages, the toner can be collected. The amplitude of the AC bias applied to the unit may be arbitrarily set instead of 600 V.
[0056]
(Effects of Third Embodiment)
As described above in detail, according to the image forming apparatus of the third embodiment, when low-duty printing is continued, an AC bias is applied to the toner collecting unit to perform the toner discharging operation. It is possible to prevent toner deterioration, filming, and the like, and to collect and reuse the toner.
[0057]
《Other modifications》
In addition to the embodiment described above, the same operation and effect of the present invention can be obtained in the following modified embodiment. That is,
[0058]
(1) In the description of the image forming apparatus according to the embodiment, an image forming apparatus that forms one color image by a printing mechanism including one light source, a photosensitive drum, a developing roller, and the like has been described. In an image forming apparatus that performs multi-color printing using a plurality of printing mechanisms, such as a color electrophotographic apparatus, the present invention can be applied to each printing mechanism of each color as appropriate.
[0059]
(2) Further, in the description of the image forming apparatus of the embodiment, the example in which the toner image is directly transferred from the photoreceptor 1 to the print medium has been described. The present invention can also be applied to an image forming apparatus that transfers a toner image from the photoreceptor 1 to an intermediate transfer drum or an intermediate transfer belt, such as an electrophotographic printing apparatus.
[0060]
(3) In the description of the image forming apparatus according to the first embodiment, the recovery roller is described as having a rotary shape. May be. Also, in the image forming apparatus of the second embodiment, a collecting piece to which a DC voltage and an AC voltage can be applied may be provided separately from the collecting section.
[0061]
(4) In the description of the image forming apparatus according to the embodiment, the frequency of the AC bias applied to the toner collecting unit is described as about 1 kHz. However, a number of frequencies higher than about 1 kHz are set, and this is selected and repeated. Alternatively, a frequency range may be determined, and the frequency in this range may be increased or decreased. The AC bias does not need to be a sine wave, and may be a rectangular wave or a triangular wave.In addition, instead of controlling the DC bias and the AC bias separately, for example, when generating a rectangular wave, You may make it generate | occur | produce including a bias.
[0062]
(5) In the description of the image forming apparatus according to the embodiment, an example has been described in which the frequency of the AC bias applied to the collection roller or the collection unit is set regardless of the rotation speed of the photoconductor 1. The frequency of the AC bias may be increased or decreased according to the transport speed or the rotation speed of the photoconductor 1. For example, when the rotation speed of the photoconductor 1 is low, the frequency of the AC bias may be lowered to more reliably collect the toner within a range where the toner on the photoconductor 1 is less affected.
[0063]
(6) In the image forming apparatus according to the embodiment, the example in which the amplitude of the AC bias applied to the toner collecting unit is simply set to a constant value has been described. Control may be performed so that the amplitude of the AC bias is increased to increase the efficiency, and the amplitude of the AC bias is reduced when the unexposed portion is small. Also, in the image forming apparatus of the third embodiment, the recovery efficiency may be improved by increasing or decreasing the amplitude of the AC bias in accordance with the development efficiency.
[0064]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the image forming apparatus of the present invention, since the toner collecting unit is provided and the AC bias is applied to the toner collecting unit, the toner on the photoreceptor unnecessary for printing can be efficiently removed. The toner can be collected, high-quality printing with less contamination can be performed, and the toner can be efficiently collected and reused.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a control system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a bias voltage of each section and a toner potential.
FIG. 4 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a control system according to a third embodiment.
FIG. 6 is a time chart of a bias voltage of each part according to the third embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charging part
3 light source
4 Developing roller
5 Toner supply roller
7 Toner blade
8 Cleaning section
9 Toner
11 Collection roller
27 Collection roller voltage setting section
37 Recovery unit voltage setting unit

Claims (7)

画像形成時に回転する感光体と、
前記感光体表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像手段と、
前記感光体表面に前記現像手段により付着した現像剤を転写材に転写させる転写手段で構成される画像形成装置において、
前記感光体の回転方向に前記現像手段よりも下流側で前記転写手段よりも上流側に配置され、交流電圧が印加される部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor that rotates during image formation;
Charging means for charging the photoreceptor surface,
Exposure means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged photoconductor,
Developing means for developing by attaching a developer to the electrostatic latent image formed by the exposure means,
An image forming apparatus including a transfer unit configured to transfer a developer attached to the surface of the photoconductor by the developing unit to a transfer material,
An image forming apparatus comprising: a member that is disposed downstream of the developing unit and upstream of the transfer unit in a rotation direction of the photoconductor and to which an AC voltage is applied.
前記感光体の表面電位に対応させて直流電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a DC voltage is applied corresponding to a surface potential of the photoconductor. 前記部材に付着した現像剤を前記現像手段に搬送する搬送手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a transport unit that transports the developer attached to the member to the developing unit. 前記現像手段が、前記感光体に隣接する現像ローラと、当該現像ローラ上に付着する現像剤を所定量感光体側に転移させる手段からなることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing unit includes a developing roller adjacent to the photoconductor, and a unit configured to transfer a predetermined amount of developer adhered to the developing roller to the photoconductor. 前記部材に印加される交流電圧が、前記感光体の表面電位を含んだ範囲であることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the AC voltage applied to the member is in a range including a surface potential of the photoconductor. 前記部材に印加される交流電圧が、前記感光体に隣接する前記現像ローラに印加される電圧と、前記帯電手段に印加される電圧の範囲であることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the AC voltage applied to the member is in a range of a voltage applied to the developing roller adjacent to the photoconductor and a voltage applied to the charging unit. apparatus. 前記部材に印加される交流電圧の周波数が略1kHz以上であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the AC voltage applied to the member is approximately 1 kHz or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006221057A (en) * 2005-02-14 2006-08-24 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
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