JP4078015B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、たとえば、複写機やレーザープリンターなどの装置が数多く提案されている。
【0003】
図11は従来技術に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成図であり、この図を用いて画像形成装置の概略構成ならびに動作について簡単に説明する。
【0004】
図11に示した画像形成装置において、コピー開始信号が入力されると感光ドラム101が帯電器103により所定の電位になるように帯電される。
【0005】
一方、原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、CCDセンサーが一体のユニットとなったリーダー部9が、原稿台10上に置かれた原稿Gを照射しながら走査することにより、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてCCDセンサーに入射される。
【0006】
CCDセンサーは受光部、転送部、出力部より構成されている。CCD受光部において光信号が電荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。
【0007】
得られたアナログ信号は周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換してプリンター部に送られる。プリンター部においては、上記のとおりデジタル信号に変換された画像信号を受けてON、OFF発光される固体レーザー素子の光を高速で回転する回転多面鏡によって走査するレーザー露光装置102により感光ドラム101面上に、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。
【0008】
次にこの静電潜像をトナー粒子とキャリア粒子を有するいわゆる2成分現像剤を収容した現像装置104にて現像し、感光ドラム101上にトナー像を得る。
【0009】
このようにして、感光ドラム101上に形成されたトナー像は、転写装置107によって記録材P上に静電転写される。その後、記録材Pは、静電分離されて定着器106へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。
【0010】
一方、感光ドラム101面上には記録材Pに転写されずに残った転写残トナーが付着しており、クリーニング装置105にて転写残トナーを回収する。
【0011】
ところで、近年では低オゾン、低電力などの利点を有することから、前述の感光ドラム101の帯電手段として接触帯電装置、すなわち、被帯電体に対し電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化されてきている。
【0012】
このような方式の帯電手段としては磁気ブラシ方式の装置が帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。磁気ブラシ方式の接触帯電装置では、導電性の磁性粒子と、磁性粒子担持体としてのマグネット、あるいはマグネットを内包するスリーブとから帯電部材が構成される。磁性粒子を直接マグネット、あるいはスリーブ上に磁気的に拘束させ、停止、あるいは、回転しながら被帯電体に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電が開始される。
【0013】
また、導電性の繊維をブラシ上に形成したもの(ファーブラシ)、あるいは、導電性ゴムをロール状にした導電ゴムローラも接触帯電部材として好ましく用いられている。
【0014】
特に、このような接触帯電部材を用い、被帯電体として通常の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有するものや、アモルファスシリコン感光体などを用いると、接触帯電部材に印加したバイアスのうちの直流成分とほぼ同等の帯電電位を被帯電体表面に得ることが可能である。このような帯電方法のことを注入帯電と称する。この注入帯電を用いれば、被帯電体への帯電がコロナ帯電器を用いて行われるような放電現象を利用しないので、完全なオゾンレスかつ低電力消費型帯電が可能となり注目されてきている。
【0015】
また、近年、本発明の実施の形態として示す図1の画像形成装置のように、専用のクリーニング装置を設けずに、現像装置4によって現像同時クリーニングを行うクリーナーレス画像形成装置も出現している。現像同時クリーニングとは、転写後に感光ドラム1上に残された転写残トナーを次工程以降の現像時にかぶり取りバイアスによって現像装置4で回収する方法である。これにより、転写残トナーは回収されて次工程以後も用いられるため、廃トナーをなくすことができる。またスペース面での利点も大きく、大幅に小型化が可能となる。
【0016】
また、露光手段としては、図2に示すようなLEDアレイライターヘッドに代表されるリニアアレイ型の露光装置2が実用化されている。リニアアレイ型の露光装置は機械駆動部分がないので信頼性が高く安全であるとともに、感光ドラムの近くに露光装置を配置することができるため、画像形成装置の小型化が可能となる。
【0017】
さらに、近年、カラー電子写真装置本体の構成としては、本発明の実施の形態として示す図10の画像形成装置のように、感光ドラム、露光装置、磁気ブラシ帯電器、現像装置などを1ステーションとして、4色それぞれのステーションを並列に設け、記録材Pの1回の搬送である1パスで順次記録材P上に4色の画像を重ねるタンデム方式が開発されている。この方式は高速でカラー記録が行えるというメリットがある。
【0018】
【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の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0019】
上記のような磁気ブラシ帯電器を有し、現像同時クリーニングを行うクリーナーレス画像形成装置において、磁気ブラシ帯電器でいったん回収され、その後極性を揃えられてから吐き出された転写残トナーが、次工程の像露光によって起こる感光ドラム上の電位分布の変化にともなって、前記感光ドラム上から露光光出射部に飛翔し、露光装置に付着することによって、画像不良を起こすという問題があった。
【0020】
特に上記のように4つのステーションを並列に並べて、各ステーションで独立に画像形成を行うタンデム方式においては、磁気ブラシ帯電器からの吐き出しトナー中に前ステーションのトナーが混在している場合があり、異なるトナー特性が影響を及ぼして上記現象がより顕著に現れるという問題点があった。
【0021】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転写残トナーの影響による画像不良を防止する信頼性に優れた画像形成装置を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は
移動可能な被帯電体と、
前記被帯電体と接触して前記被帯電体を帯電する帯電手段と、
前記被帯電体に対向し光を出射する出射部を有し、
記出射部から出射された光により前記被帯電体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記被帯電体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記被帯電体の回転方向において前記出射部の下流側に記出射部に隣接して配置され、前記帯電手段に印加される電圧の極性と同極性の電圧が印加されることで被帯電体との間で電界を形成するための第一導電性部材とを有し、
前記現像手段転写後に前記被帯電体上に残留したトナーを回収する画像形成装置において、
前記第一導電性部材の長手方向の両端部は、前記長手方向における前記出射部の両端部と前記帯電手段により帯電される前記長手方向における帯電領域の両端部よりも外側にり、接地されている第二導電部材が前記被帯電体の回転方向において前記帯電手段よりも下流側で前記出射部よりも上流側に前記出射部に隣接して配置されていることを特徴とする画像形成装置である。
【0023】
したがって、露光手段の露光領域の全域に渡って、転写残トナーが露光光出射部に飛翔するのを妨げることができる。
【0024】
さらに、前記導電性部材の長手方向の両端部が、前記帯電手段による帯電領域の中心に対して互いに反対側にあるとともに、いずれも前記帯電領域の端部よりも外側に位置することを特徴とする。
【0025】
これにより、帯電手段の帯電領域、すなわち転写残トナーの付着領域全域に渡って、転写残トナーが露光光出射部に飛翔するのを妨げることができる。
【0026】
前記導電性部材は、前記露光光出射部に対して、前記被帯電体の移動方向下流側に設けられるとよい。
【0027】
前記導電性部材に前記被帯電体の帯電後の表面電位と同極性のバイアスを印加するとよい。
【0028】
前記導電性部材に印加するバイアスの絶対値を、前記被帯電体の帯電後の表面電位の絶対値と同じか、それ以上の値にするとよい。
【0029】
前記露光光出射部に隣接して、該露光光出射部に対して前記被帯電体の移動方向上流側に接地用導電性部材を設けるとよい。
【0030】
前記帯電手段は、磁性粒子と該磁性粒子を担持する磁性粒子担持体とからなる帯電部材を有し、該帯電部材にバイアスを印加し、前記磁性粒子を前記被帯電体に接触させることで前記被帯電体を帯電するとよい。
【0031】
前記帯電部材へ印加するバイアスは、直流電圧に交番電圧が重畳しているバイアスを用いるとよい。
【0032】
前記導電性部材に印加するバイアスの電源は、前記帯電手段の電源と同電源にするとよい。
【0033】
前記被帯電体は、感光層および表面層を有し、前記表面層が樹脂および導電性微粒子を有するとよい。
【0034】
少なくとも前記被帯電体と前記帯電手段と前記露光手段と前記現像手段と前記転写手段とを有する画像形成手段を1ステーションとして、複数のステーションを並列に配置し、前記各ステーションが独立して画像形成を行うことを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。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、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0036】
(第1の実施の形態)
図1〜図7を参照して、第1の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【0037】
図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【0038】
原稿Gを走査するリーダー部9は、図11に示すものと同様のものを用いたため、説明を省略する。また、その他、上記の従来の実施の形態と共通する構成部材、部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0039】
図1において、画像形成装置のプリンター部は、被帯電体としての感光ドラム1の周囲に、帯電手段としての磁気ブラシ帯電器3、露光手段としての露光装置2、現像手段としての現像装置4、転写手段としての転写装置7などが配置された構成となっている。
【0040】
図2に本発明の実施の形態に係る帯電手段の概略構成図を示す。
【0041】
3は磁性キャリアを用いた磁気ブラシ帯電器であり、帯電用磁性キャリアとしては、平均粒径が10〜100μm、飽和磁化が20〜250emu/cm3(約0.025〜0.314Wb/m2)、抵抗が1×102〜1×1010Ω・cm(1〜1×108Ωm)のものが好ましく、感光ドラム1にピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると1×106Ω・cm(1×104Ωm)以上のものを用いることが好ましい。帯電性能を良くするにはできるだけ抵抗の小さいものを用いる方がよいので、本実施の形態においては、平均粒径25μm、飽和磁化200emu/cm3(約0.251Wb/m2)、抵抗が5×106Ω・cm(5×104Ωm)の磁性粒子を用いた。また本実施の形態において用いた帯電用磁性キャリアは、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったものを用いている。
【0042】
ここで本発明の実施の形態に係る感光ドラム1としては、通常用いられている有機感光体(以下OPC感光体とも称する)などを用いることができるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗が102〜1014Ω・cm(1〜1012Ωm)の材質を有する表面層を持つものや、アモルファスシリコン(以下a−Siとも称する)感光体などを用いると、電荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、ならびに消費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向上させることが可能となる。
【0043】
図3に本発明の実施の形態に係る感光ドラムの概略断面図を示す。
【0044】
本発明の実施の形態においては、負帯電の有機感光体で、直径30mmのアルミニウム製のドラム基体上に下記の第1〜第5の5つの層を下から順に設けた感光ドラム1を用いた。
【0045】
第1層は下引き層12であり、アルミニウム基体11の欠陥などをならすために設けられている厚さ20μmの導電層である。
【0046】
第2層は正電荷注入防止層13であり、アルミニウム基体11から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって1×106Ω・cm(1×104Ωm)程度に抵抗調整された厚さ1μmの中抵抗層である。
【0047】
第3層は電荷発生層14であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約0.3μmの層であり、露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【0048】
第4層は電荷輸送層15であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、P型半導体である。したがって、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することができず、電荷発生層14で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【0049】
第5層は電荷注入層16であり、絶縁性樹脂のバインダーにSnO2超微粒子を分散した材料の塗工層である。具体的には絶縁性樹脂に光透過性の絶縁フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化(導電化)した粒径約0.03μmのSnO2粒子を樹脂に対して70重量パーセント分散した材料の塗工層である。このように調合した塗工液をディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法、ビーム塗工法などの適当な塗工法にて厚さ約3μmに塗工して電荷注入層16とした。
【0050】
ここで、第1層〜第4層が感光層を構成し、第5層が表面層を構成する。表面抵抗は1013Ω・cm(1011Ωm)である。表面抵抗をこのようにコントロールすることにより直接帯電性が向上し高品位な画像を得ることができる。感光体はOPCに限らずa−Siドラムでも実現でき、さらに高耐久化を実現できる。
【0051】
ここで表面層の体積抵抗は、金属の電極を200μmの間隔で配し、その間に表面層の調合液を流入して成膜させ、電極間に電圧を100V印加して測定した値である。測定は温度23℃、湿度50%RHの条件下で測定した値である。
【0052】
次に現像工程について説明する。
【0053】
一般的に現像方法は、非磁性トナーについてはブレードなどでスリーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によってコーティングして搬送し感光ドラムに対して非接触状態で現像する方法(1成分非接触現像)と、上記のようにしてコーティングしたトナーを感光ドラムに対して接触状態で現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し感光ドラムに対して接触状態で現像する方法(2成分接触現像)と、上記の2成分現像剤を非接触状態にして現像する方法(2成分非接触現像)の4種類に大別される。画像の高画質化や高安定性の面から、2成分接触現像法が多く用いられている。
【0054】
図4は本発明の実施の形態に係る2成分磁気ブラシ現像用の現像装置4の概略構成図である。
【0055】
図中、41は現像スリーブ、42は現像スリーブ41内に固定配置されたマグネットローラー、43と44は撹拌スクリュー、45は現像剤を現像スリーブ41表面に薄膜形成するために配置された規制ブレード、46は現像容器である。現像スリーブ41は、少なくとも現像時においては、感光ドラム1に対し最近接領域が約500μmになるように配置され、現像剤が感光ドラム1に対して接触する状態で現像できるように設定されている。
【0056】
本実施の形態において用いた2成分現像剤は、トナー粒子の平均粒径が6μmのネガ帯電トナーに対して、平均粒径20nmの酸化チタンを重量比1%外添したものを用い、現像用磁性キャリアとしては飽和磁化が205emu/cm3(約0.257Wb/m2)の平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。またこのトナーと現像用磁性キャリアを重量比6:94で混合したものを現像剤として用いた。このときの現像剤中のトナーは摩擦帯電量が約25×10-3C/kgであった。
【0057】
ここで、上記の現像装置4を用いて、感光ドラム1上に形成された静電潜像を2成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と、現像剤の循環系について以下説明する。
【0058】
まず、現像スリーブ41の回転にともないN2極で汲み上げられた現像剤は、S2極→N1極へと搬送される過程において、現像スリーブ41に対して垂直に配置された規制ブレード45によって規制され、現像スリーブ41上に薄膜形成される。ここで薄膜形成された現像剤が、現像主極S1極に搬送されてくると磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された現像剤によって前記静電潜像を現像し、その後N3極、N2極の反発磁界によって現像スリーブ41上の現像剤は、現像容器46内に戻される。
【0059】
現像スリーブ41には電源47から直流電圧および交流電圧が印加され、本実施の形態では、直流電圧として−480V、交流電圧としてVpp=1500V、Vf=3000Hzが印加されている。一般に2成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという問題も生じる。このため、通常、現像装置4に印加する直流電圧と感光ドラム1の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。このかぶり防止のための電位差をかぶり取りバイアス(Vback)と呼ぶが、この電位差によって現像時に非画像領域にトナーが付くのを防止する。
【0060】
このトナー像は、ついで転写装置7により記録材Pに転写される。転写装置7は無端状のベルト71を駆動ローラー72および従動ローラー73間に懸架し、図1中矢印方向に回動される。さらに転写装置7内には転写帯電ブレード74を備え、転写帯電ブレード74は、ベルト71の内側から感光ドラム1方向に加圧力を発生しつつ、不図示の高圧電源より給電されることで記録材Pの裏側からトナーと逆極性の帯電を行うことにより、感光ドラム1上のトナー像を順次記録材Pの上面に転写する。
【0061】
ここで記録材Pは給紙搬送装置から感光ドラム1の回転と同期をとって適正なタイミングを持って感光ドラム1とベルト71がつくる転写部へ搬送される。
【0062】
また、本実施の形態においては、ベルト71として膜厚75μmのポリイミド樹脂からなるものを用いた。ベルト71の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などの、プラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。厚みについても75μmに限定されるわけではなく、25〜2000μm、好ましくは50〜150μmのものが好適に用いられ得る。
【0063】
さらに転写帯電ブレード74としては、抵抗が1×105〜1×107Ωのものを用いた。この転写帯電ブレード74に+15μAのバイアスを定電流制御により印加して転写を行った。
【0064】
このようにして、感光ドラム1上に形成されたトナー像は、転写帯電ブレード74によって記録材P上に静電転写される。その後記録材は、定着器6へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。
【0065】
一方、上記の転写工程が終わった感光ドラム1上には転写残トナーが残されている。ここで、感光ドラム1上の転写残トナーは転写時の剥離放電などにより、極性が正のものと負のものが混在していることが多い。この極性が混在した転写残トナーは磁気ブラシ帯電器3に搬送され、磁気ブラシ帯電器3内の磁性粒子に混入し、極性が全て負に帯電されて感光ドラム1上に吐き出される。
【0066】
このとき、直流電圧を磁気ブラシ帯電器3に印加するのみでは磁気ブラシ帯電器3へのトナーの取りこみは十分に行われないが、交番電圧を磁気ブラシ帯電器3に印加すると感光ドラム1と磁気ブラシ帯電器3の間の電界による振動効果によって、磁気ブラシ帯電器3へのトナーの取りこみが容易に行われる。
【0067】
磁気ブラシ帯電器3で極性が揃えられて感光ドラム1上に吐き出された転写残トナーは、現像時のかぶり取りバイアスによって現像装置4内に回収される。
【0068】
ここでこれらの現像同時回収は、回転方向の画像領域が、感光ドラム1の周長よりも長い場合には、その他の帯電、露光、現像、転写といった画像形成工程と同時進行で行われる。これにより転写残トナーは回収されて次工程以後も用いられるため、廃トナーをなくすことができる。またスペースの面での利点も大きく、大幅に小型化が可能となる。
【0069】
しかしながら、図5に示すように、こうした磁気ブラシ帯電器3を利用した現像同時クリーニングを行うクリーナーレス画像形成装置において、磁気ブラシ帯電器3で回収後、感光ドラム1上に吐き出された転写残トナーは、次の工程で露光装置2により露光された際に、感光ドラム1の表面電位の変化にともなって、ドラム表面から露光光出射部21の方向に引き寄せられる電界によって、露光光出射部21に飛翔し付着するという現象(以下、露光飛び散り現象)が発生する。露光飛び散り現象は、感光ドラム1の表面電位分布が露光を受けることによって変化することで発生すると考えられる。
【0070】
そこで本発明者は、本実施の形態で用いた構成で磁気ブラシ帯電器3内にトナーを4%強制混入し、全面ベタ露光を行いながら強制的に吐き出しをする実験を行った。この実験において、現像装置4には現像剤を入れず、現像装置4の駆動、バイアス印加の一切を行わない設定とした。そして帯電後の感光ドラム1の表面電位(以下Vd)を−800Vで一定とし、露光後の感光ドラム1の表面電位(以下Vl)を変えることにより、VdとVlの差である潜像コントラストを変化させて実験を行った。
【0071】
この実験の結果、潜像コントラストが小さいものほど感光ドラム1上の吐き出しトナーは露光光出射部21方向に垂直に飛翔することが明らかとなった。これより、実使用条件下では潜像コントラストの小さい場合、つまりハーフトーン露光を行った場合に顕著に露光飛び散り現象が発生することとなる。
【0072】
露光飛び散り現象が発生した場合、露光光出射部21が付着したトナーによって遮光されるため、露光光出射部21のトナーが付着した部位では適切な露光量を感光ドラム1に与えることができず、画像が欠けるという画像不良が発生してしまう。
【0073】
以上のような露光飛び散り現象を防止するために、本実施の形態では、図6に示すように、露光装置2の露光光出射部21に隣接して、感光ドラム1の回転方向下流側に導電性部材22を設け、この導電性部材22にバイアスを印加する構成とする。なお、導電性部材22の長手方向と露光光出射部21とは平行になるよう設けられている。
【0074】
図7は本発明の実施の形態に係る導電性部材の長手方向端部位置の説明図であり、図7の(a)は導電性部材22と露光光出射領域の位置関係を示した図であり、図7の(b)は導電性部材22と露光光出射領域と磁性粒子コート領域の位置関係を示した図である。
【0075】
図中の数値は画像の中心(感光ドラム1上の画像形成領域の中心)からの相対距離(単位はmm)を表している。なお、言うまでもなく、図中の数字は本実施の形態における一例にすぎず、導電性部材22の端部と露光光出射領域と磁性粒子コート領域の相対位置関係が維持される限りにおいては、本発明の範囲を外れないものとする。
【0076】
露光飛び散り現象は、前述したように、磁気ブラシ帯電器3から吐き出された残トナーが感光ドラム1上に存在していて、かつその領域が次工程の露光装置2で露光された際に発生することがわかっている。このことから図7の(a)に示すように、露光装置2の露光光出射部21に平行に隣接して設けられた導電性部材22の端部は、露光光出射部21の露光光出射領域の端部よりも外側である必要がある。
【0077】
さらに、磁気ブラシ帯電器3から感光ドラム1上に転写残トナーが吐き出されるのは帯電領域たる磁性粒子コート領域であることから、図7の(b)に示すように、露光装置2の露光光出射部21に平行に隣接して設けられた導電性部材22の端部は、露光光出射部21の露光光出射領域の端部よりも外側であり、かつ磁気ブラシ帯電器3の磁性粒子コート領域よりも外側であればなお望ましい。
【0078】
上記構成により、感光ドラム1の表面から露光光出射部21方向に向かう電界が弱められ、感光ドラム1の吐き出しトナーを感光ドラム1方向に押し付ける方向の電界が働き、感光ドラム1の全面に渡り、露光飛び散り現象の発生を防止することができる。
【0079】
本発明者の実験によれば、露光装置2の露光光出射部21と平行に隣接して設けられた導電性部材22に印加するバイアスを、磁気ブラシ帯電器3によって帯電されたVdと同極でかつ絶対値をそれ以上とすることで、露光飛び散り現象を完全に防止することができた。
【0080】
本実施の形態によって、磁気ブラシ帯電器3から吐き出された転写残トナーが、像露光による感光ドラム1の表面電位分布の変動により感光体表面から飛翔し、露光装置2に付着することによって画像不良を起こすという問題点を改善し、長期間に渡り安定した画像を提供することが可能となる。
【0081】
(第2の実施の形態)
図8には、第2の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上述した第1の実施の形態で示した露光装置2の露光光出射部21に隣接して、感光ドラム1の回転方向上流側にも導電性部材23を設けた構成を示している。
【0082】
その他の構成および作用については第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、その説明は省略する。
【0083】
図8に示すように、この導電性部材23を接地させた場合、感光ドラム1上の吐き出しトナーを感光ドラム1方向に押しつける方向の電界がさらに強まり、露光飛び散り現象の発生をより一層防止することができる。
【0084】
(第3の実施の形態)
図9には、第3の実施の形態が示されている。本実施の形態では、上述した第1の実施の形態で示した導電性部材22への印加バイアスとして、磁気ブラシ帯電器3に印加されているバイアスを利用する構成を示している。
【0085】
その他の構成および作用については第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、その説明は省略する。
【0086】
図9に示すように、磁気ブラシ帯電器3に印加されているバイアスを、露光光出射部21と平行に隣接して設けられた導電性部材22への印加バイアスとして利用できることから、従来の装置から新たに電源装置を増やすことなく、露光飛び散り現象の防止を達成できるという利点がある。ここで、露光装置2の露光光出射部21と平行に隣接して設けられた導電性部材22へ印加するバイアスは、磁気ブラシ帯電器3に印加している、直流電圧に交番電圧を重畳したものを印加してもよいし、直流成分のみを印加することでも露光飛び散り現象に及ぼす効果は同様に発揮できる。
【0087】
(第4の実施の形態)
図10には、第4の実施の形態が示されている。
【0088】
図10は本実施の形態に係るタンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。図10において、画像形成装置のプリンター部は、第1〜第4の4つのステーションが並列に設けられており、記録材Pの1回の搬送である1パスで順次記録材P上に4色の画像を重ねて転写することにより、高速にカラー記録を行うことができる。
【0089】
第1のステーションは、感光ドラム1aと、その周囲に露光装置2a、磁気ブラシ帯電器3a、現像装置4a、転写帯電ブレード74aなどが配置されて構成されている。同様に第2、第3、第4のそれぞれのステーションは、感光ドラム1b、1c、1dと、その周囲にそれぞれ露光装置2b、2c、2d、磁気ブラシ帯電器3b、3c、3d、現像装置4b、4c、4d、転写帯電ブレード74b、74c、74dなどが配置されて構成されている。
【0090】
その他の構成および作用については第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、その説明は省略する。
【0091】
露光装置2a〜2dのそれぞれに、上記実施の形態で述べた導電性部材を設けることにより、磁気ブラシ帯電器3a〜3dからの吐き出しトナー中に前ステーションのトナーが混在している場合であっても、露光飛び散り現象の発生を防止することができ、良好なカラー画像を得ることができる。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、転写残トナーの飛翔を妨げる導電性部材を露光領域および帯電領域の幅よりも長く設けたので、露光領域および転写残トナーの付着領域の全域に渡って、転写残トナーの露光飛び散り現象を完全に防止することができ、長期に渡って安定した画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る帯電手段の概略構成図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る感光ドラムの概略断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る2成分磁気ブラシ現像装置の概略構成図である。
【図5】露光飛び散り現象の説明図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る導電性部材の概略構成図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る導電性部材の長手方向端部位置の説明図であり、(a)は導電性部材と露光光出射領域の位置関係を示した図であり、(b)は導電性部材と露光光出射領域と磁性粒子コート領域の位置関係を示した図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る導電性部材の概略構成図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る導電性部材の概略構成図である。
【図10】本発明の第4の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図11】従来技術に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
11 アルミニウム基体
12 下引き層
13 正電荷注入防止層
14 電荷発生層
15 電荷輸送層
16 電荷注入層
1a、1b、1c、1d 感光ドラム
2 露光装置
21 露光光出射部
22 導電性部材
23 導電性部材
2a、2b、2c、2d 露光装置
3 磁気ブラシ帯電器
3a、3b、3c、3d 磁気ブラシ帯電器
4 現像装置
41 現像スリーブ
45 規制ブレード
46 現像容器
47 電源
6 定着器
7 転写装置
71 ベルト
72 駆動ローラー
73 従動ローラー
74 転写帯電ブレード
9 リーダー部
10 原稿台
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system or an electrostatic recording system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of image forming apparatus, for example, many apparatuses such as a copying machine and a laser printer have been proposed.
[0003]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic image forming apparatus according to the prior art. The schematic configuration and operation of the image forming apparatus will be briefly described with reference to FIG.
[0004]
In the image forming apparatus shown in FIG. 11, when a copy start signal is inputted, the photosensitive drum 101 is charged by the charger 103 so as to have a predetermined potential.
[0005]
On the other hand, a reader unit 9 including a unit for irradiating a document, a short focus lens array, and a CCD sensor scans the document G placed on the document table 10 while irradiating it. The document surface reflected light is imaged by the short focus lens array and is incident on the CCD sensor.
[0006]
The CCD sensor includes a light receiving unit, a transfer unit, and an output unit. The optical signal is converted into a charge signal in the CCD light receiving unit, and sequentially transferred to the output unit in synchronization with the clock pulse in the transfer unit. The charge signal is converted into a voltage signal in the output unit, amplified and reduced in impedance, and output.
[0007]
The obtained analog signal is subjected to known image processing, converted into a digital signal, and sent to the printer unit. In the printer unit, the surface of the photosensitive drum 101 is scanned by the laser exposure apparatus 102 that receives the image signal converted into the digital signal as described above and scans the light of the solid laser element that is turned ON and OFF by the rotating polygon mirror that rotates at high speed. An electrostatic latent image corresponding to the document image is formed on the top.
[0008]
Next, the electrostatic latent image is developed by a developing device 104 containing a so-called two-component developer having toner particles and carrier particles, and a toner image is obtained on the photosensitive drum 101.
[0009]
In this manner, the toner image formed on the photosensitive drum 101 is electrostatically transferred onto the recording material P by the transfer device 107. Thereafter, the recording material P is electrostatically separated and conveyed to the fixing device 106, where it is thermally fixed and an image is output.
[0010]
On the other hand, untransferred toner remaining without being transferred to the recording material P adheres to the surface of the photosensitive drum 101, and the untransferred toner is collected by the cleaning device 105.
[0011]
By the way, since it has advantages such as low ozone and low power in recent years, a contact charging device, that is, a charging member to which a voltage is applied is brought into contact with a charged body as a charging means of the photosensitive drum 101 described above. Apparatuses for charging the body have been put into practical use.
[0012]
As such a charging means, a magnetic brush type device is preferably used from the viewpoint of the stability of charging contact. In a magnetic brush contact charging device, a charging member is composed of conductive magnetic particles and a magnet as a magnetic particle carrier or a sleeve containing the magnet. Charging is started by magnetically constraining magnetic particles directly on a magnet or sleeve, contacting the object to be charged while stopping or rotating, and applying a voltage thereto.
[0013]
In addition, a conductive rubber roller in which conductive fibers are formed on a brush (fur brush) or a conductive rubber roller in which conductive rubber is formed into a roll shape is also preferably used as the contact charging member.
[0014]
In particular, when such a contact charging member is used and a surface layer in which conductive fine particles are dispersed on an ordinary organic photoreceptor or an amorphous silicon photoreceptor is used as a member to be charged, the contact charging member is applied. It is possible to obtain a charged potential almost equal to the direct current component of the bias on the surface of the member to be charged. Such a charging method is called injection charging. If this injection charging is used, it does not use a discharge phenomenon in which a charged object is charged using a corona charger, so that it is possible to achieve complete ozone-less and low power consumption charging.
[0015]
In recent years, there has also appeared a cleanerless image forming apparatus that performs simultaneous development cleaning by the developing device 4 without providing a dedicated cleaning device, like the image forming device of FIG. 1 shown as an embodiment of the present invention. . The simultaneous development cleaning is a method in which the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is collected by the developing device 4 by a fog removal bias at the time of development in the subsequent process. As a result, the transfer residual toner is collected and used in the subsequent steps, so that waste toner can be eliminated. In addition, there is a great advantage in terms of space, and a significant reduction in size is possible.
[0016]
As an exposure means, a linear array type exposure apparatus 2 represented by an LED array writer head as shown in FIG. 2 has been put into practical use. Since the linear array type exposure apparatus has no mechanical drive part, it is highly reliable and safe, and the exposure apparatus can be disposed near the photosensitive drum, so that the image forming apparatus can be miniaturized.
[0017]
Further, in recent years, the color electrophotographic apparatus main body has a photosensitive drum, an exposure device, a magnetic brush charger, a developing device, etc. as one station as in the image forming apparatus of FIG. 10 shown as an embodiment of the present invention. A tandem method has been developed in which stations of four colors are provided in parallel and images of four colors are sequentially superimposed on the recording material P in one pass, which is a single conveyance of the recording material P. This method has an advantage that color recording can be performed at high speed.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the prior art as described above, the following problems have occurred.
[0019]
In the cleaner-less image forming apparatus having the magnetic brush charger as described above, and performing development simultaneous cleaning, the transfer residual toner once collected by the magnetic brush charger and then discharged after the polarity is aligned is the next step Along with the change in potential distribution on the photosensitive drum caused by the image exposure, there is a problem that the image flies from the photosensitive drum to the exposure light emitting portion and adheres to the exposure device, thereby causing an image defect.
[0020]
In particular, in the tandem method in which four stations are arranged in parallel as described above and image formation is performed independently at each station, toner from the previous station may be mixed in toner discharged from the magnetic brush charger. There is a problem that the above phenomenon appears more remarkably due to the influence of different toner characteristics.
[0021]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus with excellent reliability for preventing image defects due to the influence of residual toner. is there.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above objective, Tomorrow ,
Movable object to be charged;
Charging means for charging the charged body in contact with the charged body;
Opposes the object to be charged and emits light Out Has a shooting section,
in front Record Out from the shooting section Was Exposure means for forming an electrostatic latent image on the member to be charged by light; and
Developing means for developing the electrostatic latent image with toner;
Transfer means for transferring the toner image on the charged body to a transfer material;
Downstream of the emitting part in the rotation direction of the charged body in front Record Arranged adjacent to the shooting section And For the charging means Applied voltage Voltage of the same polarity as By Create an electric field with the body to be charged First for A conductive member,
The developing means Is Toner remaining on the member to be charged after transfer Recover In the image forming apparatus,
Above first Both ends in the longitudinal direction of the conductive member Are both ends of the emitting portion in the longitudinal direction and both ends of the charging region in the longitudinal direction to be charged by the charging means. Outside Ah The A grounded second conductive member is disposed adjacent to the emission unit downstream of the charging unit and upstream of the emission unit in the rotation direction of the charged body. An image forming apparatus characterized by the above.
[0023]
Accordingly, it is possible to prevent the transfer residual toner from flying to the exposure light emitting portion over the entire exposure area of the exposure means.
[0024]
Furthermore, both ends in the longitudinal direction of the conductive member are opposite to each other with respect to the center of the charging area by the charging means, and both are located outside the end of the charging area. To do.
[0025]
Thereby, it is possible to prevent the transfer residual toner from flying to the exposure light emitting portion over the entire charging area of the charging unit, that is, the entire area where the transfer residual toner is attached.
[0026]
The conductive member may be provided on the downstream side in the moving direction of the charged body with respect to the exposure light emitting portion.
[0027]
A bias having the same polarity as the surface potential after charging of the member to be charged may be applied to the conductive member.
[0028]
The absolute value of the bias applied to the conductive member may be equal to or greater than the absolute value of the surface potential after charging of the object to be charged.
[0029]
A grounding conductive member may be provided adjacent to the exposure light emitting portion on the upstream side in the moving direction of the charged body with respect to the exposure light emitting portion.
[0030]
The charging means includes a charging member including a magnetic particle and a magnetic particle carrier that supports the magnetic particle, and a bias is applied to the charging member to bring the magnetic particle into contact with the member to be charged. The object to be charged is preferably charged.
[0031]
The bias applied to the charging member may be a bias in which an alternating voltage is superimposed on a DC voltage.
[0032]
The power source of the bias applied to the conductive member may be the same power source as the power source of the charging unit.
[0033]
The charged body preferably has a photosensitive layer and a surface layer, and the surface layer preferably has a resin and conductive fine particles.
[0034]
An image forming unit having at least the object to be charged, the charging unit, the exposure unit, the developing unit, and the transfer unit is set as one station, and a plurality of stations are arranged in parallel, and each station forms an image independently. It is characterized by performing.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below 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 scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0036]
(First embodiment)
The image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0037]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0038]
Since the reader unit 9 that scans the document G is the same as that shown in FIG. In addition, constituent members and portions that are common to the above-described conventional embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0039]
In FIG. 1, a printer unit of an image forming apparatus includes a magnetic brush charger 3 as a charging unit, an exposure unit 2 as an exposure unit, a developing unit 4 as a developing unit, around a photosensitive drum 1 as a member to be charged. A transfer device 7 as a transfer unit is arranged.
[0040]
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the charging means according to the embodiment of the present invention.
[0041]
Reference numeral 3 denotes a magnetic brush charger using a magnetic carrier. The charging magnetic carrier has an average particle diameter of 10 to 100 μm and a saturation magnetization of 20 to 250 emu / cm. Three (Approximately 0.025 to 0.314 Wb / m 2 ), Resistance is 1 × 10 2 ~ 1x10 Ten Ω · cm (1-1 × 10 8 Ωm) is preferable, and considering that the photosensitive drum 1 has an insulation defect such as a pinhole, 1 × 10 6 Ω · cm (1 × 10 Four It is preferable to use a thing more than (omega | ohm) m). In order to improve the charging performance, it is better to use the one having the smallest possible resistance. Therefore, in this embodiment, the average particle diameter is 25 μm and the saturation magnetization is 200 emu / cm. Three (About 0.251 Wb / m 2 ), The resistance is 5 × 10 6 Ω · cm (5 × 10 Four Ωm) magnetic particles were used. The charging magnetic carrier used in the present embodiment is one in which the resistance is adjusted by oxidizing and reducing the ferrite surface.
[0042]
Here, as the photosensitive drum 1 according to the embodiment of the present invention, a commonly used organic photosensitive member (hereinafter also referred to as an OPC photosensitive member) or the like can be used. Preferably, the resistance is provided on the organic photosensitive member. 10 2 -10 14 Ω · cm (1-10 12 Using a surface layer having a material of Ωm) or an amorphous silicon (hereinafter also referred to as a-Si) photoreceptor, charge injection charging can be realized, which is effective in preventing ozone generation and reducing power consumption. is there. In addition, the chargeability can be improved.
[0043]
FIG. 3 is a schematic sectional view of the photosensitive drum according to the embodiment of the present invention.
[0044]
In the embodiment of the present invention, a photosensitive drum 1 is used, which is a negatively charged organic photoreceptor, in which the following first to fifth layers are provided in order from the bottom on an aluminum drum base having a diameter of 30 mm. .
[0045]
The first layer is an undercoat layer 12 and is a conductive layer having a thickness of 20 μm provided for leveling defects of the aluminum substrate 11.
[0046]
The second layer is a positive charge injection preventing layer 13 which serves to prevent the positive charge injected from the aluminum substrate 11 from canceling the negative charge charged on the surface of the photoreceptor, and is formed by amylan resin and methoxymethylated nylon. 1 × 10 6 Ω · cm (1 × 10 Four It is a medium resistance layer having a thickness of 1 μm, whose resistance is adjusted to about Ωm).
[0047]
The third layer is a charge generation layer 14, which is a layer having a thickness of about 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and generates positive and negative charge pairs upon exposure.
[0048]
The fourth layer is a charge transport layer 15, which is a P-type semiconductor in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin. Therefore, negative charges charged on the surface of the photoreceptor cannot move through this layer, and only positive charges generated in the charge generation layer 14 can be transported to the surface of the photoreceptor.
[0049]
The fifth layer is a charge injection layer 16, and SnO is used as a binder of an insulating resin. 2 It is a coating layer of a material in which ultrafine particles are dispersed. Specifically, SnO having a particle size of about 0.03 μm is obtained by doping an insulating resin with antimony which is a light-transmissive insulating filler to reduce the resistance (conductivity). 2 It is a coating layer of a material in which particles are dispersed by 70 weight percent with respect to the resin. The thus prepared coating solution was applied to a thickness of about 3 μm by an appropriate coating method such as dipping coating method, spray coating method, roll coating method, beam coating method, etc., to form a charge injection layer 16.
[0050]
Here, the first to fourth layers constitute a photosensitive layer, and the fifth layer constitutes a surface layer. Surface resistance is 10 13 Ω · cm (10 11 Ωm). By controlling the surface resistance in this way, the direct chargeability is improved and a high-quality image can be obtained. The photoreceptor is not limited to OPC but can be realized by an a-Si drum, and further high durability can be realized.
[0051]
Here, the volume resistance of the surface layer is a value measured by placing metal electrodes at intervals of 200 μm, injecting the surface layer preparation liquid between them to form a film, and applying a voltage of 100 V between the electrodes. The measurement is a value measured under conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH.
[0052]
Next, the development process will be described.
[0053]
In general, a non-magnetic toner is coated on a sleeve with a blade or the like for a non-magnetic toner, and the magnetic toner is coated by a magnetic force and conveyed and developed in a non-contact state with respect to a photosensitive drum (one-component non-contact development). ), A method in which the toner coated as described above is developed in contact with the photosensitive drum (one-component contact development), and a magnetic carrier mixed with toner particles as a developer. There are four main types: a method of transporting by force and developing in contact with the photosensitive drum (two-component contact development) and a method of developing with the above two-component developer in a non-contact state (two-component non-contact development). Separated. A two-component contact development method is often used from the viewpoint of high image quality and high stability.
[0054]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the developing device 4 for two-component magnetic brush development according to the embodiment of the present invention.
[0055]
In the figure, 41 is a developing sleeve, 42 is a magnet roller fixedly arranged in the developing sleeve 41, 43 and 44 are stirring screws, 45 is a regulating blade arranged to form a thin film of developer on the surface of the developing sleeve 41, Reference numeral 46 denotes a developing container. The developing sleeve 41 is disposed so that a region closest to the photosensitive drum 1 is about 500 μm at least during development, and is set so that development can be performed while the developer is in contact with the photosensitive drum 1. .
[0056]
As the two-component developer used in the present embodiment, a negatively charged toner having an average particle diameter of 6 μm and an external addition of titanium oxide having an average particle diameter of 20 nm in a weight ratio of 1% is used. As a magnetic carrier, saturation magnetization is 205 emu / cm. Three (About 0.257 Wb / m 2 ) Magnetic carrier having an average particle size of 35 μm. A mixture of this toner and a magnetic carrier for development at a weight ratio of 6:94 was used as a developer. The toner in the developer at this time has a triboelectric charge of about 25 × 10 -3 C / kg.
[0057]
Here, a developing process in which the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is visualized by the two-component magnetic brush method using the developing device 4 and a developer circulation system will be described below.
[0058]
First, the developer pumped up at the N2 pole with the rotation of the developing sleeve 41 is regulated by a regulating blade 45 arranged perpendicular to the developing sleeve 41 in the process of being conveyed from the S2 pole to the N1 pole, A thin film is formed on the developing sleeve 41. Here, when the developer formed in a thin film is conveyed to the development main pole S1, a spike is formed by the magnetic force. The electrostatic latent image is developed with the developer formed in a spike shape, and then the developer on the developing sleeve 41 is returned into the developing container 46 by the repulsive magnetic fields of the N3 pole and the N2 pole.
[0059]
A DC voltage and an AC voltage are applied to the developing sleeve 41 from a power supply 47. In this embodiment, -480V is applied as the DC voltage, Vpp = 1500V, and Vf = 3000Hz are applied as the AC voltage. In general, in the two-component development method, when an AC voltage is applied, the development efficiency increases and the image becomes high quality, but conversely, the problem that fogging is likely to occur also arises. For this reason, in general, it is possible to prevent fogging by providing a potential difference between the DC voltage applied to the developing device 4 and the surface potential of the photosensitive drum 1. This potential difference for preventing fogging is referred to as fog removing bias (Vback). This potential difference prevents toner from adhering to the non-image area during development.
[0060]
This toner image is then transferred to the recording material P by the transfer device 7. The transfer device 7 suspends an endless belt 71 between a driving roller 72 and a driven roller 73 and is rotated in the direction of the arrow in FIG. Further, a transfer charging blade 74 is provided in the transfer device 7, and the transfer charging blade 74 is supplied with power from a high voltage power supply (not shown) while generating pressure from the inside of the belt 71 toward the photosensitive drum 1. The toner image on the photosensitive drum 1 is sequentially transferred onto the upper surface of the recording material P by charging from the back side of P with the opposite polarity to the toner.
[0061]
Here, the recording material P is conveyed from the paper feeding / conveying device to a transfer portion formed by the photosensitive drum 1 and the belt 71 with an appropriate timing in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 1.
[0062]
In this embodiment, the belt 71 is made of polyimide resin having a film thickness of 75 μm. The material of the belt 71 is not limited to a polyimide resin, but may be a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polyethylene naphthalate resin, a polyether ether ketone resin, a polyether sulfone resin, a polyurethane resin, or the like. Plastic, fluorine-based or silicon-based rubber can be preferably used. The thickness is not limited to 75 μm, and a thickness of 25 to 2000 μm, preferably 50 to 150 μm can be suitably used.
[0063]
Further, the transfer charging blade 74 has a resistance of 1 × 10. Five ~ 1x10 7 The thing of (omega | ohm) was used. Transfer was performed by applying a bias of +15 μA to the transfer charging blade 74 by constant current control.
[0064]
In this way, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is electrostatically transferred onto the recording material P by the transfer charging blade 74. Thereafter, the recording material is conveyed to the fixing device 6 where it is thermally fixed and an image is output.
[0065]
On the other hand, the transfer residual toner remains on the photosensitive drum 1 after the transfer process. Here, the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 often has a mixture of positive and negative polarities due to peeling discharge during transfer. The transfer residual toner in which the polarities are mixed is conveyed to the magnetic brush charger 3 and mixed into the magnetic particles in the magnetic brush charger 3, and the polarities are all negatively charged and discharged onto the photosensitive drum 1.
[0066]
At this time, the toner is not sufficiently taken into the magnetic brush charger 3 only by applying a DC voltage to the magnetic brush charger 3, but when an alternating voltage is applied to the magnetic brush charger 3, the photosensitive drum 1 and the magnetic brush charger 3 are magnetically coupled. Due to the vibration effect caused by the electric field between the brush chargers 3, the toner can be easily taken into the magnetic brush charger 3.
[0067]
The transfer residual toner discharged onto the photosensitive drum 1 with the same polarity by the magnetic brush charger 3 is collected in the developing device 4 by the fog removal bias at the time of development.
[0068]
Here, when the image area in the rotation direction is longer than the circumferential length of the photosensitive drum 1, the simultaneous development of these developments is performed simultaneously with other image forming processes such as charging, exposure, development, and transfer. As a result, the transfer residual toner is collected and used in the subsequent steps, so that waste toner can be eliminated. In addition, there is a great advantage in terms of space, and a significant reduction in size is possible.
[0069]
However, as shown in FIG. 5, in the cleanerless image forming apparatus that performs simultaneous development cleaning using the magnetic brush charger 3, the transfer residual toner discharged onto the photosensitive drum 1 after being collected by the magnetic brush charger 3. Is exposed to the exposure light emitting unit 21 by an electric field drawn in the direction of the exposure light emitting unit 21 from the drum surface as the surface potential of the photosensitive drum 1 changes when exposed by the exposure apparatus 2 in the next step. A phenomenon of flying and adhering (hereinafter, exposure scattering phenomenon) occurs. The exposure scattering phenomenon is considered to occur when the surface potential distribution of the photosensitive drum 1 changes due to exposure.
[0070]
Therefore, the present inventor conducted an experiment in which the toner used in the magnetic brush charger 3 was forcedly mixed into the magnetic brush charger 3 by the configuration used in the present embodiment, and the toner was forcibly discharged while performing full-surface exposure. In this experiment, the developing device 4 was set so that no developer was added and the developing device 4 was not driven and biased. Then, the surface potential of the photosensitive drum 1 after charging (hereinafter referred to as Vd) is kept constant at −800 V, and the surface potential (hereinafter referred to as Vl) of the photosensitive drum 1 after exposure is changed to thereby change the latent image contrast that is the difference between Vd and Vl. The experiment was conducted with various changes.
[0071]
As a result of this experiment, it was found that the toner discharged on the photosensitive drum 1 flies perpendicularly to the exposure light emitting portion 21 as the latent image contrast is smaller. As a result, when the latent image contrast is low under actual use conditions, that is, when halftone exposure is performed, the exposure scattering phenomenon occurs remarkably.
[0072]
When the exposure scattering phenomenon occurs, the exposure light emitting unit 21 is shielded by the toner attached thereto. Therefore, an appropriate amount of exposure cannot be given to the photosensitive drum 1 at the portion of the exposure light emitting unit 21 where the toner is attached. The image defect that the image is missing occurs.
[0073]
In order to prevent the exposure scattering phenomenon as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the conductive material is disposed downstream of the photosensitive drum 1 in the rotation direction adjacent to the exposure light emitting portion 21 of the exposure apparatus 2. The conductive member 22 is provided, and a bias is applied to the conductive member 22. The longitudinal direction of the conductive member 22 and the exposure light emitting portion 21 are provided in parallel.
[0074]
FIG. 7 is an explanatory view of the longitudinal end position of the conductive member according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7A is a diagram showing the positional relationship between the conductive member 22 and the exposure light emitting region. FIG. 7B is a diagram showing the positional relationship among the conductive member 22, the exposure light emission region, and the magnetic particle coating region.
[0075]
The numerical value in the figure represents the relative distance (unit: mm) from the center of the image (the center of the image forming area on the photosensitive drum 1). Needless to say, the numbers in the figure are merely examples in the present embodiment, and as long as the relative positional relationship between the end of the conductive member 22, the exposure light emitting region, and the magnetic particle coating region is maintained, The scope of the invention is not deviated.
[0076]
As described above, the exposure scattering phenomenon occurs when the residual toner discharged from the magnetic brush charger 3 is present on the photosensitive drum 1 and the area is exposed by the exposure apparatus 2 in the next process. I know that. Therefore, as shown in FIG. 7A, the end of the conductive member 22 provided adjacent to and parallel to the exposure light emitting portion 21 of the exposure apparatus 2 is exposed from the exposure light emitting portion 21. It must be outside the edge of the region.
[0077]
Further, since the untransferred toner is discharged from the magnetic brush charger 3 onto the photosensitive drum 1 in the magnetic particle coating region which is a charging region, as shown in FIG. The end of the conductive member 22 provided adjacent to and parallel to the emission part 21 is outside the end of the exposure light emission region of the exposure light emission part 21 and the magnetic particle coat of the magnetic brush charger 3. It is still desirable if it is outside the region.
[0078]
With the above configuration, the electric field from the surface of the photosensitive drum 1 toward the exposure light emitting unit 21 is weakened, and the electric field in the direction of pressing the toner discharged from the photosensitive drum 1 toward the photosensitive drum 1 works. The occurrence of the exposure scattering phenomenon can be prevented.
[0079]
According to the experiment of the present inventor, the bias applied to the conductive member 22 provided adjacent to and parallel to the exposure light emitting portion 21 of the exposure apparatus 2 has the same polarity as Vd charged by the magnetic brush charger 3. In addition, by making the absolute value greater than that, it was possible to completely prevent the exposure scattering phenomenon.
[0080]
According to the present embodiment, the transfer residual toner discharged from the magnetic brush charger 3 flies from the surface of the photosensitive member due to the fluctuation of the surface potential distribution of the photosensitive drum 1 due to image exposure, and adheres to the exposure device 2, thereby causing an image defect. It is possible to provide a stable image over a long period of time.
[0081]
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a second embodiment. In the present embodiment, a conductive member 23 is provided on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 1 adjacent to the exposure light emitting section 21 of the exposure apparatus 2 shown in the first embodiment. Show.
[0082]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0083]
As shown in FIG. 8, when the conductive member 23 is grounded, the electric field in the direction of pressing the discharged toner on the photosensitive drum 1 toward the photosensitive drum 1 is further strengthened, and the occurrence of the exposure scattering phenomenon is further prevented. Can do.
[0084]
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a third embodiment. In the present embodiment, a configuration is shown in which the bias applied to the magnetic brush charger 3 is used as the bias applied to the conductive member 22 shown in the first embodiment.
[0085]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0086]
As shown in FIG. 9, since the bias applied to the magnetic brush charger 3 can be used as an applied bias to the conductive member 22 provided adjacent to and parallel to the exposure light emitting portion 21, the conventional apparatus is used. Therefore, there is an advantage that it is possible to prevent exposure scattering without increasing the number of power supply devices. Here, the bias applied to the conductive member 22 provided in parallel and adjacent to the exposure light emitting portion 21 of the exposure apparatus 2 is an alternating voltage superimposed on the DC voltage applied to the magnetic brush charger 3. The effect on the exposure scattering phenomenon can be similarly exhibited by applying only a direct current component.
[0087]
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a fourth embodiment.
[0088]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a tandem image forming apparatus according to the present embodiment. In FIG. 10, the printer unit of the image forming apparatus is provided with four first to fourth stations in parallel, and the four colors are sequentially formed on the recording material P in one pass, which is one conveyance of the recording material P. By superimposing and transferring the images, color recording can be performed at high speed.
[0089]
The first station includes a photosensitive drum 1a and an exposure device 2a, a magnetic brush charger 3a, a developing device 4a, a transfer charging blade 74a, and the like disposed around the photosensitive drum 1a. Similarly, the second, third, and fourth stations respectively include photosensitive drums 1b, 1c, and 1d, and exposure devices 2b, 2c, and 2d, magnetic brush chargers 3b, 3c, and 3d, and a developing device 4b, respectively. 4c, 4d, transfer charging blades 74b, 74c, 74d and the like are arranged.
[0090]
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0091]
By providing the conductive member described in the above embodiment in each of the exposure apparatuses 2a to 2d, the toner discharged from the magnetic brush chargers 3a to 3d is mixed with the toner of the previous station. However, the occurrence of the exposure scattering phenomenon can be prevented, and a good color image can be obtained.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the conductive member that prevents the transfer residual toner from flying is provided longer than the width of the exposure region and the charging region. It is possible to completely prevent the transfer residual toner from being scattered and to provide a stable image over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a charging unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a photosensitive drum according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a two-component magnetic brush developing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an exposure scattering phenomenon.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conductive member according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view of the position in the longitudinal direction of the conductive member according to the embodiment of the present invention, (a) is a diagram showing the positional relationship between the conductive member and the exposure light emitting region; b) is a diagram showing a positional relationship among the conductive member, the exposure light emission region, and the magnetic particle coating region.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conductive member according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conductive member according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic image forming apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
11 Aluminum base
12 Underlayer
13 Positive charge injection prevention layer
14 Charge generation layer
15 Charge transport layer
16 Charge injection layer
1a, 1b, 1c, 1d Photosensitive drum
2 Exposure equipment
21 Exposure light exit
22 Conductive members
23 Conductive members
2a, 2b, 2c, 2d exposure apparatus
3 Magnetic brush charger
3a, 3b, 3c, 3d Magnetic brush charger
4 Development device
41 Development sleeve
45 Regulatory blade
46 Developer container
47 Power supply
6 Fixing device
7 Transfer device
71 belt
72 Drive roller
73 Followed roller
74 Transfer charging blade
9 Leader
10 Document table

Claims (4)

移動可能な被帯電体と、
前記被帯電体と接触して前記被帯電体を帯電する帯電手段と、
前記被帯電体に対向し光を出射する出射部とを有し、
記出射部から出射された光により前記被帯電体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記被帯電体上のトナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記被帯電体の回転方向において前記出射部の下流側に記出射部に隣接して配置され、前記帯電手段に印加される電圧の極性と同極性の電圧が印加されることで被帯電体との間で電界を形成するための第一導電性部材とを有し、
前記現像手段転写後に前記被帯電体上に残留したトナーを回収する画像形成装置において、
前記第一導電性部材の長手方向の両端部は、前記長手方向における前記出射部の両端部と前記帯電手段により帯電される前記長手方向における帯電領域の両端部よりも外側にあり、接地されている第二導電部材が前記被帯電体の回転方向において前記帯電手段よりも下流側で前記出射部よりも上流側に前記出射部に隣接して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
Movable object to be charged;
Charging means for charging the charged body in contact with the charged body;
Wherein and a morphism portion out that shines out of the light facing the member to be charged,
An exposure means for forming an electrostatic latent image on the member to be charged by the light emitted from the front Kide morphism unit,
Developing means for developing the electrostatic latent image with toner;
Transfer means for transferring the toner image on the charged body to a transfer material;
Wherein disposed adjacent to the front Kide morphism portion on the downstream side of the emitting portion in the rotational direction of the member to be charged, the at the same polarity as the polarity voltage of the voltage applied to the charging means is applied Rukoto A first conductive member for forming an electric field with the charged body,
In the image forming apparatus wherein the developing means for collecting toner remaining on the member to be charged after the transfer,
Both ends in the longitudinal direction of the first conductive member are outside both ends of the emitting portion in the longitudinal direction and both ends of the charging region in the longitudinal direction charged by the charging means, and are grounded. An image forming apparatus , wherein a second conductive member is disposed downstream of the charging unit and upstream of the emitting unit in the rotation direction of the member to be charged and adjacent to the emitting unit .
前記第一導電性部材に印加される電圧の絶対値は、露光前の前記被帯電体の帯電された表面電位の絶対値以上であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein an absolute value of a voltage applied to the first conductive member is equal to or greater than an absolute value of a charged surface potential of the charged body before exposure . 前記帯電手段は、磁性粒子を有する磁気ブラシ帯電部材であり、転写後に前記被帯電体上に残留したトナーが、前記磁気ブラシ帯電部材により回収されて吐出された後に、前記現像手段により回収されることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の画像形成装置。The charging means is a magnetic brush charging member having magnetic particles, and toner remaining on the member to be charged after transfer is recovered by the magnetic brush charging member and discharged, and then recovered by the developing means. the image forming apparatus of any crab according to claim 1 or claim 2, characterized in that. 前記磁気ブラシ帯電部材に磁気粒子がコートされている領域の前記長手方向における両端部は、前記長手方向における前記出射部の両端部よりも外側にあり、前記第一導電性部材の前記長手方向の両端部よりも内側にあることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。Both end portions in the longitudinal direction of the region where the magnetic brush charging member is coated with the magnetic particles are outside the both end portions of the emitting portion in the longitudinal direction, and the longitudinal direction of the first conductive member is The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus is inside the both end portions.
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