JP2006171257A - Process cartridge and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として構成される画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus configured as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and a process cartridge used therefor.
像担持体とこれに接触しつつ移動する転写材との間に転写電界を形成することで、像担持体上のトナー像を転写材に転写する形式の画像形成装置においては、転写後の像担持体表面に転写残トナーが付着している。この転写残トナーが除去されないまま、その像担持体表面部分が次の画像形成工程に供されることになると、その像担持体表面部分で帯電ムラ等の帯電不良が生じたり、画質劣化の原因となる。そのため、従来は、転写領域から帯電領域までの像担持体表面に対向する位置にクリーニング装置を設け、転写残トナーを除去していた。しかし、このようなクリーニング装置を用いると、像担持体表面から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを再利用するために、その転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になる。そのため、画像形成装置が大型化してしまう。特に、近年では、カラー画像の画像形成スピードの高速化が強く要求されているため、像担持体を各色ごとに備えたいわゆるタンデム型の画像形成装置が主流になりつつある。このタンデム型の画像形成装置において、上記のようなクリーニング装置を利用する場合、そのクリーニング装置を複数ある像担持体のすべてに個別に設ける必要が生じる。そのため、タンデム型の画像形成装置では、装置の大型化の問題がより顕著なものとなる。 In an image forming apparatus of a type that transfers a toner image on an image carrier to a transfer material by forming a transfer electric field between the image carrier and a transfer material that moves in contact with the image carrier, an image after transfer Transfer residual toner adheres to the surface of the carrier. If the surface of the image carrier is subjected to the next image forming process without removing the transfer residual toner, charging failure such as uneven charging may occur on the surface of the image carrier, or image quality may be deteriorated. It becomes. For this reason, conventionally, a cleaning device is provided at a position facing the surface of the image carrier from the transfer region to the charging region to remove the transfer residual toner. However, when such a cleaning device is used, a waste toner tank that stores transfer residual toner collected from the surface of the image carrier, and a recycled toner that transports the transfer residual toner to reuse the collected transfer residual toner. A space for providing a transport passage is required. This increases the size of the image forming apparatus. In particular, in recent years, there has been a strong demand for increasing the speed of image formation for color images, and so-called tandem type image forming apparatuses having an image carrier for each color are becoming mainstream. In the tandem type image forming apparatus, when the cleaning device as described above is used, it is necessary to separately provide the cleaning device on all of the plurality of image carriers. Therefore, in the tandem type image forming apparatus, the problem of enlargement of the apparatus becomes more remarkable.
このような画像形成装置の大型化の問題に対処できるものとして、像担持体表面に残留した転写残トナーを現像装置にて回収する現像同時クリーニング方式を採用した画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。この現像同時クリーニング方式の画像形成装置においては、像担持体のクリーニングとは別の目的で設置されている現像装置をクリーニング手段として利用するため、別個独立にクリーニング装置を設ける必要がない。よって、この現像同時クリーニング方式を採用すれば、画像形成装置の小型化に大きく貢献することができる。 An image forming apparatus that employs a simultaneous development cleaning system in which the transfer residual toner remaining on the surface of the image carrier is collected by a developing device has been proposed as a solution to the problem of such an increase in the size of the image forming apparatus ( Patent Document 1). In this simultaneous development cleaning type image forming apparatus, since the developing device installed for the purpose different from the cleaning of the image carrier is used as the cleaning means, there is no need to provide a separate cleaning device. Therefore, adopting this simultaneous development cleaning method can greatly contribute to the downsizing of the image forming apparatus.
一方、像担持体を帯電する担持体帯電装置として、像担持体表面に接触しながら像担持体を所定の極性に帯電する接触タイプのものと、像担持体表面から離間した非接触タイプのものが公知である。前者の接触タイプの担持体帯電装置の代表的なものは帯電ローラであり、後者の非接触タイプの担持体帯電装置の代表的なものはコロナチャージャである。その際、コロナチャージャを採用すると、像担持体を所望の電位とするためには大量の放電を発生させる必要があるため、オゾンやNOx等の放電生成物が大量に発生し、環境面で問題がある。これに対し、接触タイプの担持体帯電装置を用いれば、コロナチャージャに比べて発生する放電量が少なく環境面で有利である。 On the other hand, as a carrier charging device for charging the image carrier, a contact type device that charges the image carrier to a predetermined polarity while being in contact with the surface of the image carrier, and a non-contact type device that is separated from the surface of the image carrier Is known. A typical example of the former contact type carrier charging device is a charging roller, and a typical example of the latter non-contact type carrier charging device is a corona charger. In this case, if a corona charger is used, it is necessary to generate a large amount of discharge in order to bring the image carrier to a desired potential. Therefore, a large amount of discharge products such as ozone and NOx are generated, which is an environmental problem. There is. On the other hand, the use of a contact-type carrier charging device is advantageous in terms of the environment because the amount of discharge generated is smaller than that of the corona charger.
ところが、現像同時クリーニング方式の画像形成装置において、接触タイプの担持体帯電装置を用いると、像担持体上の転写残トナーを現像領域まで搬送する間に、その転写残トナーと担持体帯電装置とが接触することになるため、転写残トナーが担持体帯電装置に付着し、その付着した転写残トナーによって、像担持体を一様に帯電することが妨げられ、像担持体の表面電位を所望の電位にできなかったり、帯電ムラ等の帯電不良が生じたりする。その結果、画像濃度の低下や地肌汚れなどが生じ、画質劣化が生じるという問題があった。この課題に対しては、担持体帯電装置へのトナー付着を防止して安定帯電出来るように多くの提案がなされている。例えば、特許文献2には、トナー像転写後の像担持体表面に、ブラシ形状部材を接触させ、そのブラシ形状部材に電圧を印加して、像担持体上の転写残トナーを正規の極性に帯電し、その転写残トナーが担持体帯電装置に付着しないようにした画像形成装置が提案されている。ところが、この形式の画像形成装置によると、転写残トナーの付着した像担持体にブラシ形状部材が接触するので、そのブラシ形状部材がトナーで汚れてしまうおそれがある。 However, when a contact-type carrier charging device is used in an image forming apparatus of the simultaneous development cleaning system, the transfer residual toner and the carrier charging device are transferred while the transfer residual toner on the image carrier is transported to the development area. Therefore, the transfer residual toner adheres to the carrier charging device, and the adhering transfer residual toner prevents the image carrier from being uniformly charged, and the surface potential of the image carrier is desired. Or a charging failure such as uneven charging may occur. As a result, there is a problem that image density is deteriorated and background stains occur, resulting in image quality deterioration. In order to solve this problem, many proposals have been made so that toner can be prevented from adhering to the carrier charging device and stably charged. For example, in Patent Document 2, a brush-shaped member is brought into contact with the surface of an image carrier after transfer of a toner image, and a voltage is applied to the brush-shaped member so that a transfer residual toner on the image carrier has a normal polarity. There has been proposed an image forming apparatus that is charged so that the transfer residual toner does not adhere to the carrier charging device. However, according to this type of image forming apparatus, since the brush-shaped member comes into contact with the image carrier to which the transfer residual toner is adhered, there is a possibility that the brush-shaped member is contaminated with toner.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上述した不具合を伴うことなく、転写残トナーが担持体帯電装置に転移して帯電不良を起こすことを防止できる現像同時クリーニング方式のプロセスカートリッジと画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to develop development that can prevent transfer residual toner from transferring to a carrier charging device and causing poor charging without the above-described problems. An object is to provide a process cartridge and an image forming apparatus of a simultaneous cleaning system.
本発明は、上記目的を達成するため、像担持体と、該像担持体の表面に接触しながら、該像担持体を所定の極性に帯電する担持体帯電装置と、帯電された像担持体に書き込み光を照射することにより形成された静電潜像に、前記像担持体の帯電極性と同極性である正規の極性に帯電したトナーを静電的に移行させて該静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置とを具備し、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後の像担持体表面に付着している転写残トナーを、前記現像装置に回収するプロセスカートリッジにおいて、前記担持体帯電装置に至る前の像担持体上の転写残トナーに正規の極性の電荷を付与するトナー帯電装置を有し、該トナー帯電装置は前記像担持体の表面から離間して位置していることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する(請求項1)。 To achieve the above object, the present invention provides an image carrier, a carrier charging device for charging the image carrier to a predetermined polarity while being in contact with the surface of the image carrier, and a charged image carrier. The electrostatic latent image formed by irradiating with the writing light is electrostatically transferred to the electrostatic latent image formed by irradiating the electrostatic latent image with the normal polarity which is the same polarity as the charged polarity of the image carrier. A developing device that visualizes the toner image as a toner image, and collects the transfer residual toner adhering to the surface of the image carrier after the toner image on the image carrier is transferred to a transfer material. The process cartridge includes a toner charging device that applies a charge of normal polarity to the transfer residual toner on the image carrier before reaching the carrier charging device, and the toner charging device is provided from the surface of the image carrier. Process characterized by being spaced apart Suggest cartridges (claim 1).
また、上記請求項1に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の表面に光を照射する光源を有し、該光源から出射する光を像担持体表面に照射しながら、トナー帯電装置によって転写残トナーに正規の極性の電荷を付与するように構成すると有利である(請求項2)。 The process cartridge according to claim 1, further comprising a light source that irradiates light on the surface of the image carrier, and is transferred by a toner charging device while irradiating the surface of the image carrier with light emitted from the light source. It is advantageous to configure the remaining toner to be charged with a normal polarity (claim 2).
さらに、上記請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の表面とトナー帯電装置との間のギャップをトナー粒子の径の10倍以上に設定すると有利である(請求項3)。 Furthermore, in the process cartridge according to claim 1 or 2, it is advantageous that the gap between the surface of the image carrier and the toner charging device is set to 10 times or more the diameter of the toner particles (claim 3). .
また、上記請求項1乃至3のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記トナー帯電装置に対し、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加すると有利である(請求項4)。 In the process cartridge according to any one of claims 1 to 3, it is advantageous to apply a voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the toner charging device (Claim 4).
さらに、上記請求項1乃至4のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記トナー帯電装置はトナー帯電ローラより成ると有利である(請求項5)。 Further, in the process cartridge according to any one of claims 1 to 4, it is advantageous that the toner charging device comprises a toner charging roller (claim 5).
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項1乃至6のいずれかに記載のプロセスカートリッジを具備する画像形成装置を提案する(請求項6)。 In order to achieve the above object, the present invention proposes an image forming apparatus comprising the process cartridge according to any one of claims 1 to 6 (claim 6).
本発明によれば、転写残トナーを安定した状態に正規の極性に帯電し、その転写残トナーが担持体帯電装置に付着することを効果的に防止でき、高品質な画像を形成することができる。 According to the present invention, the transfer residual toner is charged to a normal polarity in a stable state, and the transfer residual toner can be effectively prevented from adhering to the carrier charging device, and a high-quality image can be formed. it can.
図1はフルカラー画像を形成できる画像形成装置の一例を示す垂直断面図である。ここに示した画像形成装置は、複数の支持ローラ4,5,6に巻き掛けられて矢印A方向に回転駆動される無端状の中間転写ベルト3と、その中間転写ベルト3に対向配置された第1乃至第4のプロセスカートリッジ7Y,7C,7M,7BKを有している。各プロセスカートリッジ7Y乃至7BKは、それぞれ異なった色のトナー像が形成されるドラム状の感光体として構成された像担持体2Y,2C,2M,2BKを有し、その各像担持体上に異なった色のトナー像がそれぞれ形成され、その各トナー像が中間転写ベルト3上に重ねて転写される。中間転写ベルト3は、像担持体に形成されたトナー像が転写される転写材の一例を構成するものである。また、図1における符号1は、画像形成装置本体を示している。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of an image forming apparatus capable of forming a full color image. The image forming apparatus shown here is an endless
第1乃至第4のプロセスカートリッジ7Y乃至7BKの各像担持体2Y乃至2BK上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト3に転写する構成は、トナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第1のプロセスカートリッジ7Yの像担持体2Yにトナー像を形成し、これを中間転写ベルト3に転写する構成だけを説明する。
The configuration in which a toner image is formed on each of the
図2は、第1のプロセスカートリッジ7Yの拡大断面図である。ここに示したプロセスカートリッジ7Yの像担持体2Yは、ユニットケース8に回転自在に支持されていて、中間転写ベルト3に接触しながら、図示していない駆動装置によって時計方向に回転駆動される。本例の像担持体2Yは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、さらにその感光層の上に保護層を形成したものであるが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を採用することもできる。いずれの場合も、像担持体として有機系感光体を用いるのが望ましい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
プロセスカートリッジ7Yは、さらにユニットケース8に回転自在に支持された帯電ローラ9を有している。この帯電ローラ9は、回転する像担持体2Yの表面に接触しながら、矢印方向に回転し、このとき帯電ローラ9に帯電電圧が印加され、これによって像担持体2Yが所定の極性に帯電される。図示した例では、像担持体2Yがマイナスに帯電されるものとする。より具体的には、帯電ローラ9に−1200Vの直流電圧が印加され、これによって像担持体2Yの表面が一様に−500Vに帯電される。このように、帯電ローラ9は、像担持体の表面に接触しながら、像担持体を所定の極性に帯電する担持体帯電装置の一例を構成するものである。
The
帯電後の像担持体2Yには、プロセスカートリッジ7Yとは別体の図1に示した露光装置10から出射する書き込み光(図示した例では光変調されたレーザ光)Lが照射され、これによって像担持体2Yに静電潜像が形成される。書き込み光を照射された像担持体表面部分、すなわち画像部の表面電位は、例えば−150Vとなり、光の照射されない地肌部の表面電位は−500Vのままである。レーザ方式の露光装置に代え、LEDアレイと結像手段を有する露光装置を用いることもできる。
The
上述のように像担持体2Yに形成された静電潜像は、図2に示した現像装置11によってイエロートナー像として可視像化される。この現像装置11は、ユニットケース8の一部によって構成された現像ケース12を有し、この現像ケース12には、トナーとキャリアを有する二成分系の乾式現像剤Dが収容されている。また、この現像ケース12には、現像剤Dを撹拌する2本のスクリュー13,14と、図2における反時計方向に回転駆動される現像ローラ23とが配置されている。現像剤Dがスクリュー13,14により撹拌されることにより、トナーは、像担持体2Yの帯電極性と同極性である正規の極性に摩擦帯電され、キャリアはその逆の極性に摩擦帯電される。かかる現像剤は、現像ローラ23に内設された図示していないマグネットの作用により、現像ローラ23の周面に汲み上げられ、該現像ローラ23の周面に担持されて、当該現像ローラ23の回転方向に搬送され、ドクターブレード24を通過した現像剤が現像ローラ23と像担持体2Yの間の現像領域に運ばれる。このとき、現像ローラ23には図示していない電源によって、例えば−300Vの現像バイアスが印加され、像担持体2Yに形成された静電潜像(画像部)と、現像ローラ23との間に、現像ローラ23上のマイナス極性のトナーが、その静電潜像に向かう電界が形成される。これにより、現像ローラ23上のトナーは、像担持体2Yに形成された静電潜像に静電的に移行して付着する。このように、現像装置11は、所定の極性に帯電された像担持体に書き込み光を照射することにより形成された静電潜像に、像担持体の帯電極性と同極性である正規の極性に帯電したトナーを静電的に移行させてその静電潜像をトナー像として可視像化する用をなす。現像領域を通過した現像剤は、現像ローラ23から分離され、スクリュー13,14によって撹拌される。キャリアを有さない一成分系現像剤を用いる現像装置を採用することもできる。
The electrostatic latent image formed on the
一方、中間転写ベルト3を挟んでプロセスカートリッジ7Yと反対側には、転写装置の一例である転写ローラ25が配置されている。この転写ローラ25は中間転写ベルト3に接触しながら回転し、かかる転写ローラ25に、像担持体2Y上のトナー像を構成するトナーの帯電極性と逆極性(本例ではプラス極性)の転写電圧が印加され、像担持体2Y上のトナー像が、矢印A方向に回転駆動される中間転写ベルト3上に一次転写される。このように、画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材(図の例では中間転写ベルト)上に転写する転写装置を有している。
On the other hand, a
上述したところと全く同様にして、図1に示した第2乃至第4の像担持体2C,2M,2BK上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト3上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト3上に合成トナー像が形成される。
In the same manner as described above, a cyan toner image, a magenta toner image, and a black toner image are formed on the second to
一方、図1に示すように、画像形成装置本体1内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体Pを収容した給紙カセット16と、給紙ローラ15を有する給紙装置26が配置され、給紙ローラ15の回転によって最上位の記録媒体Pが矢印B方向に送り出される。送り出された記録媒体は、レジストローラ対17によって、所定のタイミングで支持ローラ4に巻き掛けられた中間転写ベルト3の部分と、これに対置された転写装置の一例である二次転写ローラ18との間に給送される。このとき、二次転写ローラ18には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト3上の合成トナー像が記録媒体Pに二次転写される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a
合成トナー像を二次転写された記録媒体Pは、さらに上方に搬送されて定着装置19を通り、このとき記録媒体P上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置19を通過した記録媒体Pは、画像形成装置本体1の上部の排紙部22に排出される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト3上に付着する転写残トナーはクリーニング装置20によって除去される。
The recording medium P onto which the composite toner image has been secondarily transferred is further conveyed upward and passes through the fixing
ところで、各像担持体2Y乃至2BK上のトナー像を転写材の一例である中間転写体に転写した後の各像担持体上には、転写残トナーが付着している。かかる転写残トナーを像担持体から除去するために、本例のプロセスカートリッジにおいては、像担持体上のトナー像を転写材に転写した後の像担持体表面に付着している転写残トナーを、現像装置に回収する現像同時クリーニング方式が採用されている。かかる方式は、いずれのプロセスカートリッジ7Y乃至7BKにも採用されており、その構成と作用は、全て実質的に同一であるため、ここでも第1のプロセスカートリッジ7Yの現像同時クリーニング方式に関する構成だけを説明する。
By the way, the transfer residual toner adheres to each image carrier after the toner image on each
中間転写ベルト3にトナー像を転写した後の像担持体2Y上に付着する転写残トナーは、像担持体2Yの回転に伴って、帯電ローラ9を通過し、現像装置11の現像ローラ23に対向する領域に至り、このときその転写残トナーが現像ローラ23に担持された現像剤中に静電的に移行して、像担持体2Yがクリーニングされる。その際、トナー像転写直前のトナーの帯電量は、例えば−20〜−30[μc/g]であり、そのほとんどが正規の極性、すなわちマイナス極性に帯電している。一方、転写残トナーの帯電量は、例えば、平均で−2[μc/g]程であり、しかも転写残トナーには、トナー像転写時の電荷注入や放電により、正規の極性と逆極性に帯電したトナーも混在している。図2に符号T0を付したものは、正規の極性、すなわちマイナス極性に帯電した転写残トナーを示し、符号T1で示したものは、帯電極性がプラス極性に反転した転写残トナーを示している。このように極性を反転した転写残トナーT1が、そのまま帯電ローラ9に至ったとすると、この帯電ローラ9には、正規の極性と同一のマイナス極性の帯電電圧が印加されているので、プラス極性に帯電した転写残トナーT1は、帯電ローラ9に静電的に付着し、これにより帯電ローラ9の帯電機能が害されてしまう。
The transfer residual toner adhering to the
そこで、本例のプロセスカートリッジ7Yには、図2に示すように、像担持体2Yの回転方向に関し、転写ローラ25よりも下流側であって、帯電ローラ9よりも上流側に、転写残トナーの帯電極性を制御するためのトナー帯電装置30が設けられている。図に一例として示したトナー帯電装置30は、トナー帯電ローラ31により構成され、このトナー帯電ローラ31は、芯金32と、その芯金32に一体に積層された弾性層33を有し、芯金32の長手方向各端部がユニットケース8に回転自在に支持されている。弾性層33は、放電ムラを抑えるために、中抵抗ヒドリンゴムより成ることが好ましく、そのゴム硬度は例えばJIS−A80度程度であり、かかるトナー帯電ローラ31の直径は、例えば10mmである。トナー帯電ローラ31は、像担持体2Yの表面からわずかな距離だけ離間し、トナー帯電ローラ31と像担持体2Yとの間のギャップGは、例えば80〜100μmとし、トナー粒子の径の10倍以上のギャップGを確保することが好ましい。かかるギャップGは、例えば、トナー帯電ローラ31の両端にギャップ相当分の厚みのテープを貼り、そのテープを像担持体表面に当接させることにより確保することができる。かかるトナー帯電ローラ31は、像担持体2Yに従動して、又は図示していない駆動装置により駆動されて、図2に矢印で示した方向に回転する。このとき、例えば、−700Vの直流電圧に、1500V(振幅)で2KHzの周波数の交流電圧を重畳した電圧が電源34によって印加される。このため、帯電ローラ9に至る前の像担持体2Y上の転写残トナーには、放電の作用によって、正規の極性、すなわちマイナス極性の電荷が付与され、その転写残トナーがマイナス極性に帯電される。このようにマイナスに帯電した転写残トナーを、図2に符号T3を付して示してある。一方、帯電ローラ9には、前述のように、例えば−1200Vのバイアスが印加されているので、トナー帯電ローラ31によって、マイナス極性に帯電された転写残トナーT3が帯電ローラ9に至ったとき、そのトナーは帯電ローラ9にほとんど付着せず、像担持体2Yに担持されたまま帯電ローラ9を通過する。このとき、像担持体2Yは帯電ローラ9によってマイナス極性に帯電され、次いでその像担持体2Yの表面に書き込み光Lが照射されて静電潜像が形成され、その潜像が現像装置11によりトナー像として可視像化されるが、かかる像担持体上に付着したマイナス極性の転写残トナーは現像ローラ23上のキャリアに接触して摩擦を受けつつ、地肌部上の転写残トナーが現像ローラ23上の現像剤中に静電的に移行し、像担持体2Yがクリーニングされる。
Therefore, in the
上述のように、本例のプロセスカートリッジ、ないしはそのプロセスカートリッジを有する画像形成装置においては、担持体帯電装置の一例である帯電ローラ9に至る前の像担持体2Y上の転写残トナーに正規の極性の電荷を付与するトナー帯電装置30を有しているので、その転写残トナーが、像担持体表面に接触した帯電ローラ9を通るとき、当該転写残トナーが帯電ローラ9に付着することが防止される。このため、帯電ローラ9の帯電機能が害されることはなく、高品質な画像を形成することができる。しかも、トナー帯電装置30は、像担持体2Yの表面から離間して位置しているので、そのトナー帯電装置30がトナーで汚され、その機能が低下することを防止できる。
As described above, in the process cartridge of this example or the image forming apparatus having the process cartridge, the transfer residual toner on the
また、トナー帯電装置30によって、像担持体2Y上の転写残トナーをマイナス極性に帯電する際、像担持体2Yが絶縁性を示すと、トナーの帯電効率が低下する。そこで、本例のプロセスカートリッジにおいては、図2に示すように、像担持体2Yの表面に光を照射する光源35が設けられ、この光源35から出射する光を像担持体表面に照射しながら、その像担持体の抵抗を導体に近いものにして、トナー帯電装置30により、転写残トナーに正規の極性の電荷を付与するように構成されている。これにより、安定した放電が得られ、転写残トナーを効率よく帯電することができ、転写残トナーの帯電量を例えば−10〜−25[μc/g]にすることが可能である。また、図2に示した例では光源35として、温白色の蛍光灯が用いられるが、像担持体の分光特性を考慮しながら適宜な光源を選択することができる。
Further, when the toner remaining on the
上述のように、転写残トナーが付着した像担持体2Yに光を照射しながら、その転写残トナーをマイナス極性に帯電すると、像担持体2Yの表面の電位は、例えば−50V以下の低い電位となる。このため、マイナスに帯電した転写残トナーが、帯電ローラ9と像担持体2Yとの接触領域に至ったとき、この帯電ローラ9には−1200Vの帯電電圧が印加されているので、マイナスに帯電した転写残トナーには、確実に像担持体2Y側に向かう静電力が働き、従ってその転写残トナーは、帯電ローラ9に付着することなく、その接触領域を通過する。このように、像担持体2Yに光を照射しながら転写残トナーをマイナスに帯電すると、転写残トナーが帯電ローラ9へ付着することをより一層効果的に防止することができる。
As described above, when the transfer residual toner is charged with a negative polarity while irradiating the
前述のように、像担持体2Yとトナー帯電装置30との間のギャップGは、トナー粒子の径の10倍以上に設定されていることが好ましい。ギャップGがこれよりも狭いと、帯電極性が反転してプラスに帯電した転写残トナーT1が、マイナス極性に帯電する前に、マイナスの電圧が印加されたトナー帯電装置30に静電的に移行して、そのトナーがトナー帯電装置30に付着するおそれがある。これに対し、ギャップGをトナー粒子の10倍以上に設定すれば、プラスに帯電した転写残トナーが、トナー帯電装置30の側へ移行することを効果的に防止でき、その転写残トナーを確実にマイナスに帯電させることができる。このように、トナー帯電装置30を長期に亘って、清掃することなく使用でき、その耐久性を高めることもできる。
As described above, the gap G between the
また、図2に示した例では、トナー帯電装置30に対して、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加している。この構成によっても、正規の極性と逆の極性に帯電した転写残トナーは、交流成分によってギャップG中にて振動し、効率よく正規の極性に帯電する。 In the example shown in FIG. 2, a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to the toner charging device 30. Also with this configuration, the transfer residual toner charged to a polarity opposite to the normal polarity vibrates in the gap G by the AC component, and is efficiently charged to the normal polarity.
但し、トナー帯電装置30に直流電圧だけを印加しても、転写残トナーの帯電極性を正規の極性に揃えることが可能である。図3に示した例では、トナー帯電ローラ31より成るトナー帯電装置30に、直流電源34Aによって、例えば−2000Vの直流電圧を印加し、LEDより成る光源35Aによって、像担持体2Yの表面に光を照射しながら、転写残トナーT1,T0に正規の極性の電荷を付与するように構成されている。この構成によっても、転写残トナーの平均帯電量を−10〜−25[μc/g]にすることが可能である。LEDの色は、像担持体の分光特性を考慮しながら選択する必要があるが、一般的には、像担持体分光感度特性に合せて赤色のLEDが好適である。また、前述のように、像担持体2Yとトナー帯電装置30との間のギャップGをトナー粒子の10倍以上に設定することによって、トナー帯電装置30に、上述の如き−2000Vという高電圧を印加しても、トナー帯電装置へのトナーの付着を防止することが可能である。
However, even if only a DC voltage is applied to the toner charging device 30, it is possible to make the charged polarity of the transfer residual toner uniform. In the example shown in FIG. 3, a DC voltage of, for example, −2000 V is applied to the toner charging device 30 including the toner charging roller 31 by a DC power source 34A, and light is applied to the surface of the
図3に示したプロセスカートリッジ7Yと、そのプロセスカートリッジ7Yを有する画像形成装置の他の構成は、図1及び図2に示したところと変りはない。
Other configurations of the
ところで、本例のプロセスカートリッジ7Yは、像担持体2Yと、帯電ローラ9より成る担持体帯電装置と、現像装置11と、トナー帯電装置30を有しているが、少なくとも像担持体2Yと、担持体帯電装置と、トナー帯電装置30によってプロセスカートリッジを構成することもできる。また、複数のプロセスカートリッジ7Y乃至7BKと、露光装置10と、ベルト用のクリーニング装置20と、中間転写ベルト3などを1つのユニットとして構成し、これを画像形成装置本体に対して着脱できるように構成することもできる。
Incidentally, the
以上説明した画像形成装置は、複数の像担持体2Y乃至2BKを有しているので、各像担持体用の専用のクリーニング装置を廃止することによって、大幅に画像形成装置を小型化することができるが、感光体より成る1つの像担持体上に形成したトナー像を記録媒体より成る転写材に直に転写する形式の画像形成装置にも、本発明を支障なく適用することができる。
Since the image forming apparatus described above has a plurality of
2Y,2C,2M,2BK 像担持体
7Y,7C,7M,7BK プロセスカートリッジ
11 現像装置
30 トナー帯電装置
31 トナー帯電ローラ
35,35A 光源
G ギャップ
2Y, 2C, 2M,
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JP2004362294A JP2006171257A (en) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | Process cartridge and image forming apparatus |
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