JP4123750B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真記録や静電記録などの方式により画像を形成する電子写真複写機やレーザープリンター等の画像形成装置に関し、特に感光体などの潜像担持体上に傷やフィルミングなどが発生するのを防止するとともに、長期にわたって画像上のディフェクトが発生するのを抑制することが可能な長寿命の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真複写機やレーザープリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の潜像担持体上に、画像に応じたトナー像を形成し、この感光体ドラム等の潜像担持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体上に転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。このような画像形成装置としては、地球環境保全の観点から、エコロジーに対応するため、クリーナが不要で廃棄トナーの生じない所謂”クリーナレス”の装置が、既に種々提案されている。また、上記画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に傷やフィルミングが発生するのを防止するとともに、装置の小型化を図るためにも、潜像担持体を清掃するクリーナを使用しない所謂”クリーナレス”の装置が、既に提案されている。
【0003】
例えば、特開昭59−133573号公報や特開昭59−157661号公報などにおいては、クリーニング装置を用いることなく、感光体ドラム等の潜像担持体上からトナー像を用紙等の記録媒体上に転写した後、潜像担持体の背景部等に残留するトナーを、現像装置の現像ロールに転移させることにより、現像装置で残留するトナーを回収させるように構成した画像形成装置が開示されている。
【0004】
これらの提案に係る画像形成装置では、クリーニング装置のクリーニングブレードのように、潜像担持体を強く摺擦する部材が存在しないため、潜像担持体を損傷させることもなく、また、潜像担持体上にトナーや外添剤などの成分をフィルミングさせることも回避することができる。さらに、上記提案に係る画像形成装置では、クリーニング装置のように、特別な清掃部材を必要としないため、装置の小型化が図れる上に、現像装置で回収したトナーを再利用できるという利点をも有している。
【0005】
しかし、このような現像同時クリーニング方式の画像形成装置の場合には、高湿度環境下などで転写効率が悪く、しかも転写材の吸湿などにより転写性能が低下し、団塊状にトナーが残留したりして転写残トナーが多いと、ポジゴーストやネガゴーストなどの画像欠陥を生じ易いという問題点を有している。すなわち、この種の画像形成装置では、高湿度環境下などにおいて、転写材などが吸湿し、転写用の電荷が転写材を介して逃げてしまうこと等により、転写性能が低下して転写残トナーが多いと、現像装置で全ての転写残トナーを回収することができず、画像部などに団塊状の転写残トナーが残置されてしまうことがある。そのため、次の画像形成時には、潜像担持体上に残置された転写残トナーが、記録媒体の白地部やハイライト部などに転写されてしまい、転写残トナーの部分が他の部分よりも画像濃度が高くなる所謂ポジ・ゴーストが発生する。
【0006】
また、上記の如く潜像担持体の表面に残留する転写残トナーの量が多いと、露光部において、団塊状の転写残トナーが露光を阻害し、潜像担持体上の表面電位VHを十分に低下させることができなくなる。この場合、反転現像方式であれば、転写残トナーが露光を阻害した場合には、転写残トナー部の濃度が周囲の濃度よりも低くなる、いわゆるネガ・ゴーストとして現われる。つまり、転写残トナーが多いと、露光工程において転写残トナーが露光ビームを遮るため、潜像担持体の帯電電位VHの減衰が不十分となり、本来の露光により減衰する電位VLとの中間電位になってしまい、現像電界が周囲の露光部と比較して小さな値となるため、トナーが十分に現像されず、転写残トナーがネガ・ゴースト(白抜け像)となって現れることになる。
【0007】
また、通常、用紙等の記録媒体に直接トナー像を転写する方式の画像形成装置では、転写部において用紙等が感光体ドラム等の潜像担持体から剥離される際に、剥離放電等により本来の帯電極性と逆極性に帯電したトナーが発生することが知られている。この逆極性に帯電したトナーは、反転現像方式の場合、潜像担持体の帯電極性と逆極性であるため、潜像担持体に再付着しやすく、転写残トナーとなって潜像担持体に残留する。
【0008】
ところで、上述したように、現像同時クリーニング方式の画像形成装置において、現像装置で回収することが可能なトナーは、現像トナーと同極性、すなわち正規の帯電極性を持つものであり、逆極性に帯電したトナーは、現像装置で回収することが困難である。この点、上記提案に係る現像同時クリーニング方式の画像形成装置では、このような逆極性トナーは、現像部に先立つ帯電部において再帯電されることによって、正規の極性になるとしている。しかし、上述したように、転写材の吸湿などにより転写性能が低下している場合、転写後の残留トナーには、現像トナーと逆極性のトナーが多く存在しており、現像部に先立つ帯電部において、すべての逆極性トナーを正規極性に帯電させることはできない。そのため、逆極性のままのトナーは、現像装置で回収することができず、潜像担持体上に残留・蓄積し、ポジゴーストやネガゴーストとなって、白紙部の汚れやカブリなどの画像欠陥となるという問題点があった。
【0009】
このような現像同時クリーニング方式の技術的な課題を解決するため、例えば、特開平3−127086号公報に記載の画像形成装置では、複数の電極(ブラシ)を残留トナー均一化手段として、潜像担持体に接触させるように構成している。また、特開平4−34566号公報に記載の記録装置は、導電性接触子からなる帯電手段が残留トナー像均一化手段を兼ねるように構成したものである。
【0010】
これらの提案に係る画像形成装置では、残留トナー像を均一化手段であるブラシ等で摺擦して平らにならすのと同時に、電圧印加手段で逆極性トナーを正規極性に帯電することにより、現像装置で確実に回収可能となるので、ゴーストが発生することはないとしている。また、これらの画像形成装置では、現像トナーとは逆極性に帯電したトナーが存在する場合、この逆極性に帯電したトナーを残留トナー均一化手段で一旦回収し、逆極性トナーの一部を、摩擦や電荷注入、あるいは放電によって帯電極性を正規の帯電極性に戻して通過させ、正規に帯電したトナーも一部を回収することで残量を低減することができるとしている。さらに、残留トナー均一化手段を通過した正規帯電極性のトナーは、現像装置に回収させるようになっている。これにより、広い帯電分布で団塊状に残留したトナーが存在する場合であっても、残留トナー均一化手段によって残留トナーの吸引や放出を安定して行うことができ、残留トナーの量を低いレベルに抑えることができるとしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平3−127086号公報や特開平4−34566号公報に記載されているように、残留トナー均一化手段を用いても、転写残トナーが多い場合には、全てのトナーを正規の帯電極性に帯電させることはできないため、現像装置で回収されないトナーは、やはり、ポジゴーストやネガゴーストになったり、カブリとなって現れる問題点は改善されていない。
【0012】
また、残留トナー均一化手段であるブラシには、経時的に残留トナーが付着して汚染され、残留トナーを均一化する能力が低下してしまうため、現像装置で回収されない残留トナーが増加するという問題点をも有している。
【0013】
さらに説明すると、上記のような残留トナー均一化手段を採用すると、当該残留トナー均一化手段に回収されたトナーが蓄積してしまい、トナーの回収や帯電の均一化に支障をきたすことになる。
【0014】
回収された現像トナーとは逆極性に帯電したトナーは、一部が正規の帯電極性に戻されるが、すべての転写残トナーを正規の帯電極性に戻すことは困難であり、残留トナー均一化手段から放出することができず、当該残留トナー均一化手段に徐々に蓄積していくことになる。このような場合、残留トナー均一化手段が目詰まりを起こしてしまい、残留トナー均一化手段の性能が低下するばかりか、残留トナー均一化手段の抵抗上昇などの原因となり、やがて残留トナー中の逆極性のトナーを回収することが困難となって、逆極性のトナーが残留トナー均一化手段に回収されずに通過してしまう現象が生じる。ここで、残留トナー均一化手段が単極のブラシからなる場合には、残留トナーの分布を乱すことが困難であるため、露光阻害によるネガ・ゴーストとなったり、現像装置では逆極性のトナーを回収できないことから、ポジ・ゴーストとなったりする問題点が依然として発生する。残留トナー均一化手段をブラシロールによって構成した場合には、残留トナー像を機械的にかき乱す効果が得られるため、確かにゴーストの発生は抑制される。しかし、上記提案に係る画像形成装置の場合には、潜像担持体上に存在する逆極性トナーを回収する手段が存在しないため、正規の帯電極性と逆極性に帯電したトナーは、そのまま潜像担持体上に残り、露光阻害や、白紙部の汚れやハイライト部の濃度むらとなってしまうという問題点が、依然として解決されていないことになる。
【0015】
このように、上記従来の提案に係る画像形成装置の場合には、特に、潜像担持体上に存在する逆極性トナーを回収する手段が存在しないため、そのまま潜像担持体上に残ってしまい、露光阻害や、白紙部の汚れやハイライト部の濃度むらとなってしまうという問題が未解決のままであった。
【0016】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリ等が発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0017】
また、この発明の他の目的とするところは、ブラシやブラシロール等からなる残留トナー均一化手段内に回収トナーが蓄積することに伴う課題を回避するとともに、転写残トナー(特に逆極性トナー)の通過による画像欠陥を効果的に回避可能とした画像形成装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
【0023】
請求項1に記載の発明は、潜像担持体上に所定の現像バイアス電圧が印加される現像手段によってトナー像を形成し、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を、当該潜像担持体に接触するように配置された転写手段によって記録媒体上に転写した後、定着することにより、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像作成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段と、
前記潜像担持体に接触するブラシロール清掃手段とを有し、
当該ブラシロール清掃手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧と前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにしたバイアス電圧とを印加するとともに、
前記転写手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないことを特徴とする画像形成装置である。
【0024】
更に、請求項2に記載の発明は、前記潜像担持体の非画像形成領域は、インターイメージ部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である。
【0025】
すなわち、上記請求項6に記載の発明は、図11に示すように、転写手段5と帯電手段2の間に、潜像担持体1に接触するブラシロール清掃手段6を有している。また、転写手段5は、潜像担持体1または記録媒体8と接触する転写部材51と、当該転写部材に付着したトナーを除去するクリーニング部材52を有している。
【0026】
このような構成で、ブラシロール清掃手段6のブラシロール61には、次のような電圧が印加されている。潜像担持体1上で次の画像形成位置に相当する領域すなわち画像形成領域に対向するときには、現像トナー( 正規帯電極性のトナー) とは逆極性のトナーをブラシロール61に引き付ける向きの電界を生じるような電圧であり、記録媒体8間などのように画像形成位置に相当しない領域すなわち非画像形成領域に対向するときは、現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体1に引きつける向きの電界を生じるような電圧である。
【0027】
その後、非画像形成領域中で、画像形成領域と対向するときと同様な向き、すなわち現像トナー( 正規帯電極性のトナー) とは逆極性のトナーをブラシロール61に引き付け、正規帯電極性のトナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界が生じるような電圧を印加する。
【0028】
ここで、請求項3に記載の発明では、非画像形成領域の長さをLint(mm)、プロセススピードをVp(mm/sec)、ブラシロール61にトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加する時間をTp(sec)、ブラシロール61に画像形成領域と同様な向きの電界が作用するバイアス電圧を印加する時間をTm(sec)、ブラシロール61の回転中心と潜像担持体1表面の距離をrb(mm)および潜像担持体最近接位置でのブラシロール61の回転速度をVb(mm/sec)とするとき、ブラシロール清掃手段6は、Lint/Vp≧Tp+TmTp≧2π・rb/Vb,Tm≧2π・rb/Vbの条件を満たすものとした。
【0029】
つまり、非画像形成領域をブラシロール61が通過する時間以内に、当該ブラシロール61から逆極性帯電トナーの引き離しと、Tp間に付着した正規帯電トナーのブラシロール61からの引き離しとを終了するように設定されている。
【0030】
また、転写部材51には、次のような電圧を印加するものとした。画像形成領域および非画像形成領域で、ブラシロール61と潜像担持体1間に、現像トナーとは逆極性のトナーをブラシロール61に引き付ける向きの電界を作用させた潜像担持休1の領域に対向する場合には、現像トナー( 正規帯電極性のトナー) を転写部材51に引き付ける、すなわち記録媒体8に現像トナーを転写する向きの電界が生じるような電圧である。また、非画像形成領域でブラシロール61と潜像担持体1間に、現像トナーとは逆極性のトナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界を作用させた領域に対向する場合には、現像トナーと逆極性のトナーを転写部材51に引きつける向きの電界が生じるような電圧である。
【0031】
帯電手段2として接触方式の帯電器を使用している場合、次のような電圧を印加した。潜像担持体1上で次の画像形成領域に対向するときには、所望の潜像坦持体1の表面電位を得るための電圧を印加した。非画像形成領域に対向するときは、ブラシロール清掃手段6から排出される逆帯電極性のトナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界が生じるような電圧を印加した。その後、ブラシロール61に印加する電圧を切り替えた領域と対向するときには、ブラシロール61を通過する正規帯電極性トナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界が生じるよう電圧を印加した。
【0032】
ここで、非画像形成領域中で帯電手段2に印加する電圧の切り替えは、ブラシロール61の印加バイアスが切り替わった潜像担持体1上の位置が帯電手段2に達した後に行うものとした。
【0035】
また更に、請求項4に記載の発明は、前記現像手段には、画像形成領域においては、直流電圧と交流電圧とが印加され、非画像形成領域においては、前記交流電圧が停止されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
【0036】
【作用】
この発明では、図1に示すように、転写手段5と帯電手段2の間にブラシロール清掃手段6を配置するように構成されている。また、転写手段5は、例えば、潜像担持体1または記録媒体8と接触する転写部材51と、転写部材51を清掃する転写部材清掃部材52よりなるように構成されている。
【0037】
このような構成で、ブラシロール清掃手段6には、例えば、次のような電圧が印加される。潜像担持体1上で次の画像形成領域に相当する領域に対向するときには、現像トナー(正規帯電極性のトナー)と逆極性のトナーをブラシロール清掃手段6に引き付ける向きの電界を生じるような電圧であり、記録媒体8間などのように画像作成位置に相当しない画像非形成領域に対向するときは、現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界を生じるような電圧である。
【0038】
また、転写部材51には、例えば、次のような電圧が印加される。ブラシロール清掃手段6によって現像トナーと逆極性のトナーを引き付ける向きの電界を作用させた潜像担持体1の領域に対向する場合には、現像トナーを転写部材51に引き付ける、すなわち記録媒体8にトナーを転写する向きの電界を生じるような電圧であり、ブラシロール清掃手段6によって現像トナーと逆極性のトナーを潜像担持体1に引き付ける向きの電界を作用させた領域に対向する場合には、現像トナーと逆極性のトナーを転写部材51に引き付ける向きの電界を生じるような電圧である。
【0039】
このような手段によれば、ブラシロール清掃手段6の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、転写残留トナー(特に逆極性トナー)の通過による画像欠陥を効果的に防止できる。
【0040】
ここでは、帯電手段2として非接触DC帯電装置を使用し、反転現像を行なった場合の例を用いて動作と作用を説明する。
【0041】
図9は、図1に示す画像形成装置での帯電手段、現像手段、転写手段およびブラシロール清掃手段に印加されるバイアスのタイミングを示しており、図10は、それぞれの位置における電位の関係とトナーの動きを模式的に表したものである。
【0042】
ここで、例えば、正規帯電極性のトナーは負電荷であり、感光体の表面も負に帯電している。
【0043】
図10a−Aに示すように、画像形成時には、転写手段通過後の潜像担持体1の表面には、転写残りの正規帯電極性トナー(図中、白丸で表示)と極性反転された逆極性トナー(図中、黒丸で表示)が存在している。ここで、ブラシロール清掃手段6の電位は、転写後の潜像担持体1の表面電位よりも負方向に大きく設定されている。これにより、逆極性トナーは、ブラシロール清掃手段6にクーロン力によって引き付けられ、ブラシロール清掃手段6で回収される。また、正規帯電極性トナーは、団塊状であったとしてもブラシロール清掃手段6の回転によって機械的に乱されるとともに、一部はブラシロール清掃手段6に回収される。しかし、回収された正規帯電極性トナーは、再び潜像担持体1と接触するときにクーロン力によって潜像担持体1に移動する。
【0044】
この動作によって、逆極性トナーはブラシロール清掃手段6内に回収され、正規帯電極性トナーは、潜像担持体1上に分散されることになる。
【0045】
次に、潜像担持体1は、帯電部、露光部を通過する。上記のように、潜像担持体1上の正規帯電極性トナーは分散されているため、帯電や露光を妨げることはない。さらに、現像部では、潜像担持体1表面の露光部をトナーによって現像する。また、背景部に残っている正規帯電極性トナーは、現像剤との接触による機械的なちからとクーロン力によって、現像手段4内に回収されることになる。
【0046】
この後、転写位置において記録媒体8上に転写をおこなう(図10a−C)。図10a−Dのように、このあとの潜像担持体1上の表面電位やトナーの状態は、図10a−Aと同様であるため、さらに画像形成が継続する場合は上記の流れを繰り返すことになる。
【0047】
画像作成状態から画像非形成状態に変わる例として、転写後の潜像担持体1上の領域が次のサイクルでインターイメージとなる場合を取り上げる。
【0048】
転写後の潜像担持体1上の状態は、図10a−Dに示したとおりとなる。この領域がブラシロール清掃領域、転写領域に達するタイミングにあわせて、ブラシロール清掃手段6、転写手段5に印加されるバイアス電圧が図9に示すように切り替えられる。
【0049】
ブラシロール清掃領域では、図10b−Aのように、例えば、ブラシロール清掃手段6のバイアスが潜像担持体1の表面電位よりも正側に設定される。このため、ブラシロール清掃手段6中の逆極性トナーは、クーロン力によって潜像担持体1上に移動させられ、逆に転写残りの正規帯電トナーは、ブラシロール清掃手段6に回収される。前記のように、ブラシロール清掃手段6の回転によって逆極性トナーの一部は機械的に、ブラシロール清掃手段6内に回収されるが、再度接触するときに排出されることになる。
【0050】
次に、図10b−Bのように現像手段4に対して、逆極性トナーを多く存在する潜像担持体1上の領域が対向することとなる。ここでは、インターイメージ部では帯電電位を変更せず、露光を行なわないため、潜像担持体1の表面電位は現像バイアスよりも負側に設定される。このため、現像手段4にはクーロン力による逆極性トナーの回収はほとんどない。
【0051】
さらに、この領域は、転写領域へ移動する。ここで転写手段5には、潜像担持体1の表面電位よりも負側のバイアスが印加されており、逆極性トナーはクーロン力によって転写手段5へと移動する。転写手段5上のトナーは、転写部材清掃部材52によって掻き取られる。
【0052】
以上のように、例えば、画像作成時には主として分散された正規帯電極性トナーが現像手段4に回収され、インターイメージ部などの画像非形成領域で逆極性トナーを転写手段5に回収することができる。したがって、トナーの極性によってゴーストや汚れなどの画像欠陥となることを効果的に防ぐことができる。
【0053】
また、この発明では上記の画像非作成時の動作をインターイメージ領域で頻繁に行なっている。このため、ブラシロール清掃手段6中に存在する逆極性トナー量が増加し、回収性能が低下することを防止できる。さらに、回収されたトナーが長時間存在することによって、電荷注入などが起こり電界によるトナーの吐き出し制御ができなくなることを回避できる。つまり、長期にわたってブラシロール清掃手段6の性能を得ることができる。
【0054】
現像手段4に逆極性トナーを回収しないため、現像手段4の中での現像剤帯電に対して悪影響が少ないことも期待できる。
【0055】
一方、この発明の請求項6及び請求項9に記載された発明によれば、ブラシロール清掃手段6に回収トナーが蓄積する課題を回避するとともに、転写残留トナー( 特に逆極性トナー) の通過による画像欠陥を効果的に防止することができる。
【0056】
ここでは、帯電手段2として接触方式のDC帯電装置を使用し、反転現像を行った場合の例を用いて動作と作用を説明する。
【0057】
図12は、図11に示す画像形成装置における帯電手段2、現像手段4、転写手段5およびブラシロール清掃手段6に印加されるバイアス電圧のタイミングを示しており、図3は、画像形成領域でのそれぞれの位置における電位の関係とトナーの動き、図4は、非画像形成領域でのそれぞれの位置における電位の関係とトナーの動きを模式的にあらわしたものである。
【0058】
ここで、正規帯電極性のトナーRight Sign Toner(以下、 「RST」と略す。)は負極性に帯電しており、潜像担持体1の表面も負極性に帯電している。
【0059】
まず、画像形成領域について説明する。
【0060】
図13Aに示すように、画像形成時には、転写手段5を通過した後の潜像担持体1の表面には、転写残りの正規帯電極性トナーRSTと、転写電界を受けて極性が反転され、本来の帯電極性とは逆極性に帯電した逆極性トナーWrong Sign Toner(以下、「WST」と略す。)が存在している。図13では、正規帯電極性トナーRSTが白丸で、逆極性トナーWSTが黒丸で、それぞれ表わされている。ここで、ブラシロール61の電位は、転写後の潜像担持体1の表面電位よりも負方向に大きく設定されている。これにより、逆極性(正極性)トナーWSTは、ブラシロール61にクーロンカによって引き付けられ、回収される。また、正規帯電極性トナーRSTは、団塊状であったとしてもブラシロール61の回転によって機械的に乱される。さらに、正規帯電極性トナーRSTの一部は機械的なかきとりによって、ブラシロール清掃手段6内に回収される。また、ブラシロール61に回収されていた正規帯電極性トナーRSTは、再び潜像担持体1と接触するときにクーロンカによって、潜像担持体1に移動するものもある。
【0061】
この動作によって、転写手段5を通過した後、潜像担持体1の表面に残留するトナーのうち、主として逆極性トナーWSTは、ブラシロール清掃手段6内に回収され、正規帯電極性トナーRSTは、潜像担持体1上に分散されることになる。
【0062】
次に、潜像担持体1は、図11に示すように、帯電手段2の位置、及び露光手段3の位置を通過する。その際、上記のように、潜像担持体1上の正規帯電極性トナーRSTは、図13Bに示すように、帯電手段2に付着しにくい電界の中にあり、分散されているため、帯電や露光を妨げることはない。さらに、現像手段4の位置では、図13Cに示すように、潜像担持体1表面の露光部が、正規帯電極性トナーRSTによって現像される。また、潜像担持体1の背景部に残っている正規帯電極性トナーRSTは、現像剤との接触による機械的な力とクーロン力によって、現像手段4内に回収されることになる。なお、現像手段4内に混入していた逆極性トナーWSTは、図13Cに示すように、潜像担持体1の非画像部に静電的に付着する。
【0063】
この後、上記潜像担持体1上に現像されたトナー像は、図13Dに示すように、転写位置において記録媒体8上に転写される。図13Eに示すように、転写手段5を通過した後の潜像担持体1上の表面電位やトナーの状態は、図13Aと同様であるため、さらに画像形成が継続する場合は、上記の動作を繰り返すことになる。
【0064】
次に、画像作成状態から画像非形成状態に変わる例として、転写後の潜像担持体1上の領域が、次のサイクルでインターイメージとなる場合を取り上げる。
【0065】
転写後の潜像担持体1上の状態は、図13Eに示したとおりとなる。この領域がブラシロール清掃手段6、帯電手段2、現像手段4および転写手段5の作用する位置に達するタイミングにあわせて、それぞれの手段に印加するバイアスは、図2に示すように切り替えられる。
【0066】
ブラシロール清掃位置では、図14a−Aのようにブラシロール61のバイアスが潜像担持体1の表面電位よりも正極性側に設定される。このため、ブラシロール61中の逆極性トナーWSTは、クーロン力によって潜像担持体1上に移動させられ、逆に転写残りの正規帯電トナーRSTは、ブラシロール清掃手段6に回収される。
【0067】
このように、潜像担持体1の表面がブラシロール清掃手段6の位置を通過すると、逆極性トナーWSTが潜像担持体1上に付着するが、この逆極性トナーWSTが付着した潜像担持体1の表面が、帯電手段2を通過するとき、図14a−Bに示すように、帯電手段2には、逆極性トナーWSTが付着しにくい向きの電界を生じる電圧が印加されている。ただし、その際、上記帯電手段2に印加されるバイアス電圧は、潜像担持体1の表面を帯電しない程度の電圧に設定されている。
【0068】
このように、逆極性トナーWSTが付着した潜像担持体1の表面は、帯電手段2の作用する位置をそのまま通過する。
【0069】
次に、潜像担持体1は、図14a−Cに示すように、現像手段4に対して、逆極性トナーWSTが多く存在する領域が対向することとなる。ここで、インターイメージでは、帯電手段2による帯電が行われないため、現像バイアスは、図12に示すように、潜像担持体1の表面電位よりも正極性側となるよう設定されている。このとき、現像手段4にACバイアス成分は印加していない。これは、現像手段4にACバイアス成分を印加すると、逆極性トナーWSTが現像手段4内に混入したり、カブリによって潜像担持体1上の逆極性トナーが極端に増加することがあるため、これを防止するためである。また、現像手段4には、クーロン力による逆極性トナーWSTの回収はほとんどなく、潜像担持体1の表面電位条件によって、現像手段4内に存在する逆極性トナーWSTのカブリがわずかに発生する程度である。
【0070】
さらに、この領域は、図14a−Dに示すように、転写領域へ移動する。ここで転写ロール51には、図12に示すように、潜像担持体1の表面電位よりも負極性側のバイアスが印加されており、現像手段4の位置でわずかに発生したカブリトナーも含めた逆極性トナーWSTは、そのすべてがクーロン力によって転写ロール51へと移動する。転写ロール51上のトナーは、転写部材清掃部材(クリーニング部材)52によって掻き取られる。
【0071】
次に、図14bに示すように、図14aと同じく非画像形成領域で、画像形成時と同様な電圧設定に切り替える。このとき、ブラシロール61には、画像形成中および非画像形成時Tp(図14b参照)中に回収した正規帯電トナーRSTが付着している。このブラシロール61に付着した正規帯電トナーRSTは、図14b−Aに示すように、当該ブラシロール61に印加する電圧の切り替えによって潜像担持体1上に引き付けられ、ブラシロール61から排出される。画像形成時と同様に正規帯電トナーRSTは、図14b−Bに示すように、帯電手段2の作用する位置で潜像担持体1に引き付けられたままの状態で通過する。次に、現像手段4の作用する位置で正規帯電トナーRSTは、現像手段4に引き付けられる。しかし、このとき、潜像担持体1表面と現像手段4の電位差が小さく、ACバイアスも印加されていないため、図14b−Cに示すように、多くの正規帯電トナーRSTがそのまま通過する。その後、潜像担持体1の表面に付着した正規帯電トナーRSTは、図14b−Dに示すように、極性が切り替えられた転写ロール51にクーロン力によって引き付けられ、転写部材清掃部材52によって掻き取られ、すべて回収される。
【0072】
以上のように、画像形成時に逆帯電極性トナーWSTは、ブラシロール清掃手段6に回収される。正規帯電極性トナーRSTは、機械的にブラシロール清掃手段6に回収されたり、画像欠陥とならない程度に分散されて転写されたり、現像手段4に回収される。一方、逆帯電極性トナーWSTは、インターイメージなどの非画像形成時に、ブラシロール清掃手段6から潜像担持体1上に排出され、転写手段5に回収されることとなる。
【0073】
また、インターイメージなどの非画像形成時の後半には、電圧の切り替えによってブラシロール清掃手段6に回収された正規帯電極性トナーRSTが排出され、これも転写手段5に回収されることとなる。このように、トナーの極性によってゴーストや汚れなどの画像欠陥となることやブラシロール清掃手段6への回収トナーの蓄積を効果的に防止することができる。
【0074】
さらに、非画像形成領域で電圧の切り替えをおこなうため、非画像形成領域から画像形成領域に変わるときにブラシロール清掃手段6から正規帯電極性トナーRSTが排出され、画像中にトナーバンドとして現れることを防ぐことができる。
【0075】
この発明の請求項6及び8に記載の発明では、上記の非画像形成時の動作をインターイメージ領域で頻繁に行っている。なお、上記非画像形成時の動作をインターイメージ領域で常に行ってもよいが、必ずしも、常に行う必要はなく、インターイメージ領域の何回かに1回程度行ってもよい。このため、ブラシロール清掃手段6中に存在する逆極性トナーWST量が増加し、回収性能が低下することを防止できる。さらに、回収されたトナーが長時間存在することによって、電荷注入などが起こり電界によるトナーの吐き出し制御ができなくなることを回避することができる。つまり、長期にわたってブラシロール清掃手段6の性能を維持し発揮させることができる。
【0076】
ここで、正規帯電極性トナーRST、逆帯電極性トナーWSTの排出は、ブラシロール61の一周でおこなわれていることが確かめられている。ブラシロール61の回転速度や回転中心と潜像担持体1表面の距離を適切に設定しているため、正規帯電極性トナーRSTおよび逆帯電極性トナーWSTの排出のためにブラシロール61をそれぞれ一周以上回転できるようにした。このため、不必要にインターイメージ長を延長し、画像形成装置の生産性を低下させることもない。
【0077】
また、現像手段4に逆極性トナーWSTを回収しないため、現像手段4の中での現像剤帯電に対して悪影響が少ないことも期待できる。
【0078】
ここで、画像非作成時のバイアスの切り替えについて確認したところ、以下のことがわかった。
【0079】
非画像形成領域で、ブラシロール清掃手段6のバイアスが逆帯電極性トナーWST排出(Tp)用バイアスから正規帯電極性トナーRST排出(Tm)用バイアスに切り替わると、排出されるトナーは逆帯電極性トナーWSTから正規帯電極性トナーRSTに変わる。
【0080】
ここで、図15▲1▼に示すように、正規帯電極性トナーRSTが潜像担持体1上に排出された領域が帯電位置に達する前に、帯電手段2に印加するバイアスを逆帯電極性トナーWSTが付着しにくいバイアスから正規帯電極性トナーRSTが付着しにくいバイアスヘと切り替わると、図15▲1▼(b)に示すように、帯電手段2に逆極性トナーWSTが付着する。この付着トナーは、図15▲1▼(c) (d)に示すように、次の非画像形成領域まで帯電手段2から排出されない。これは、画像形成領域での帯電不良の原因となり、画像欠陥となる。そこで、図15▲2▼に示すように、非画像形成領域で帯電手段2の印加バイアス切り替えを、正規帯電極性トナーRSTを潜像担持体1上に排出した領域が帯電位置に達してからおこなうようにした。この場合、潜像担持体1上の正規帯電トナーRSTが、図15▲2▼(c)に示すように、逆帯電極性トナーWSTが付着しにくいバイアスが印加された帯電手段2に付着する。しかし、帯電手段2のバイアスを正規帯電極性トナーRSTが付着しにくいバイアスに切り替えると、これらのトナーは、図15▲2▼(d)に示すように、排出される。このため、帯電手段2のトナー付着や長期にわたる滞留が原因となる画像欠陥を防止することが可能となる。
【0081】
すなわち、非画像形成領域での帯電手段2の印加バイアス切り替えを、正規帯電極性トナーRSTを潜像担持体1上に排出した領域が帯電位置に達してから行うことで、さらに画像欠陥の発生を防止できる。
【0082】
また、請求項11に記載された技術的手段によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像手段のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することができ、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することが可能となる。
【0083】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0084】
第1実施の形態
図1はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【0085】
この画像形成装置は、図1に示すように、表面に感光体層を有する潜像担持体としての感光体ドラム1と、この感光体ドラム1の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電器2と、この帯電器2によって一様に帯電された感光体ドラム1の表面に、画像光を照射して静電潜像を形成する露光手段としての像書き込み装置3と、現像剤を収容した現像手段としての現像装置4と、上記感光体ドラム1上に形成されたトナー像を、ペーパーガイド10に沿って搬送ロール11により搬送されてくる記録媒体としての記録用紙8上に転写する転写手段5の転写部材としての転写ロール51と、この転写ロール51の表面に付着したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーナ52と、上記感光体ドラム1上からトナー像が転写された後、当該感光体ドラム1から分離された記録用紙8上にトナー像を定着する定着手段としての定着装置7と、転写残トナーを一時的に回収するブラシロール清掃手段6としてのクリーニング部材61と、このクリーニング部材61の周囲を覆うケーシング62とを有している。
【0086】
上記感光体ドラム1は、アルミニウム等からなるドラム状の金属製支持体の表面に、電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層させた機能分離型の有機光導電体(OPC)を用いた感光体ドラムであり、この感光体ドラム1の外径は、例えば、直径φ30mmに設定されている。
【0087】
また、上記帯電器2は、金属製の芯金にカーボンを含有するSBR等からなる弾性層を被覆形成し、この弾性層の上に抵抗層としてイオン導電剤を含有するECOを成膜し、更にその上にカーボンとSnO2 (導電性フィラー)を含有するP.Aからなる表面層を成膜したものである。上記弾性層の厚みは2.8mmに、抵抗層の厚みは150μmに、表面層の厚みは10μmに、例えばそれぞれ設定されており、表面層をふくむ層全体の抵抗値は、例えば、107 〜108 Ωに調製されている。この帯電器2は、芯金にDC電圧を印加し、感光体ドラム1の表面を所定の電位に一様に帯電するものである。なお、この実施の形態では、接触タイプの帯電器を用いているが、スコロトロンや固体放電器など非接触タイプの帯電器を用いても勿論良い。
【0088】
さらに、上記像書き込み装置3は、感光体ドラム1の回転方向とほぼ垂直に発光素子(LD)から発せられるレーザ光を繰り返し走査し、この発光素子を画像信号に基づいてON/OFFすることによって回転駆動される感光体ドラム1に画像露光を行うようになっている。
【0089】
また、上記現像装置4は、感光体ドラム1上に形成された静電潜像にトナーを転移して可視像(トナー像)を形成するものである。この現像装置4としては、一成分現像剤を用いたものや、二成分現像剤を用いたものなど、いずれであっても良い。
【0090】
また更に、上記転写ロール51としては、例えば、金属製の芯金にスキン層を有するシリコーン発泡体の層を形成し、さらにそのスキン層の上にコート層としてPTFEを成膜したものが用いられる。ここで、上記コート層の厚みは10μmで、コート層を含む層全体の抵抗値は107 〜108 Ωに調製されている。この転写ロール51は、感光体ドラム1の表面に接触するように配置されており、転写時には、記録用紙8を介して感光体ドラム1の表面に接触するものである。また、上記転写ロール51の芯金には、所定の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるように構成されている。
【0091】
また、上記クリーナ52は、板状のスクレーパやブラシ状のクリーニング手段であり、この実施の形態では、板厚100μmのSUS板からなるバネ材を使用し、先端はエッチング加工して作製されている。
【0092】
さらに、上記ブラシロール清掃手段6のクリーニング部材61は、金属製の芯金に導電性ブラシを巻き付けたブラシロールからなるもので、このブラシロールの体積抵抗率は、102 〜109 Ωcmのものがよい。また、ブラシ繊維の太さは、3〜15デニール程度のものが使用でき、植毛密度は5000〜300000f/inch2 程度のものが好ましい。この実施の形態では、東レ(株)製の商品名SA−7(体積抵抗率:103 〜105 Ωcm、太さ:3デニール、密度:300000f/inch2 )をφ6mmの芯金に巻き付けて外径φ12mmのブラシロールとしたものが使用されている。
【0093】
また更に、上記ケーシング62は、導電性を有する板状の部材で、金属や導電性樹脂等を使用して、クリーニング部材61の周囲を覆うような形状に形成されている。この実施の形態では、板厚0.3mmのSUS板をアーチ状に湾曲させて作製したものが用いられている。このケーシング62は、感光体ドラム1の回転方向の下流側において、クリーニング部材61との間にある程度広い間隙が形成されるように構成されている。
【0094】
さらに、定着装置7は、記録用紙8上に転写されたトナー像を定着して記録画像とするものであり、周知の熱及び圧力によってトナー像を定着する装置などが使用される。
【0095】
次に、上記現像装置4で用いられる現像剤について説明する。
【0096】
上記現像装置4で使用されるトナーは、例えば、乳化重合法により製造されたものが用いられ、平均粒径は6.5μm、形状係数は130以下の球形である。ここで、形状係数とは、光学顕微鏡のトナー拡大像を(株)ニレコ社製イメージアナライザLuzexIIIで画像解析して求めた値であり、次式で示される。
形状係数=(トナー径の絶対最大径)2 /(トナーの投影面積)×π/4×100
【0097】
また、トナーの粒径は、画質に大きな影響を与え、粒径が大きくなるほど画像は粗くなる。平均粒径が20μm程度のトナーでも実用上の問題はないが、細線の解像力を高くするためには、平均粒径が10μm以下のトナーを用いるのが望ましい。しかしながら、トナー径が小さくなるとトナーとキャリアの間に作用する物理的付着力が支配的となり、現像性が低下する。また、トナー径が小さくなるとトナーの凝集も起こりやすく取扱いの問題が生じる。このような観点から本発明で用いるトナーは、平均粒径5μm以上10μm以下のものが望ましい。
【0098】
さらに、上記トナーには、帯電制御剤や転写助剤として、平均粒径10〜150nm程度のシリカやチタニア等の微粒子(外添剤)が適当量外添されている。
【0099】
なお、トナーとしては、上記製造法に限らず、例えば懸濁重合法、懸濁造粒法、溶解懸濁法、混練粉砕法等により製造されたものでもよい。
【0100】
また、上記現像装置4で使用される現像剤としては、例えば、上記の如く構成されたトナーとキャリアとを混合した二成分の現像剤が用いられる。このキャリアとしては、例えば、フェライトからなる芯材の表面に、カーボンブラック等の導電性材料が分散された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアが用いられ、平均粒径は、例えば、45μmに設定される。
【0101】
上記トナーとキャリアとを混合した現像剤としては、例えば、トナー濃度(TC:Toner Concentration)を8wt%、現像剤中のトナー帯電量を20〜30μC/gとしたものが用いられる。ここで、トナー濃度(TC)は次式で示される。
TC(wt%)=(現像剤に含まれるトナーの重量(g))/(現像剤の総重量(g))×100
【0102】
さらに、上記トナーとキャリアを混合して現像剤としたときのトナーの電荷量は、高すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が高くなりすぎて、トナーが現像されないといった現象が発生する。一方、電荷量が低すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が弱くなり、遊離トナーによるトナークラクドが発生し、プリント中におけるカブリが問題となる。感光体ドラム1上に形成された静電潜像にトナーを転移して良好な現像を行うという観点からは、現像剤中のトナーの電荷量が絶対値で5〜50μC/g、好ましくは、10〜40μC/gの範囲にあることが望ましい。
【0103】
次に、本発明の重要な部位であるクリーニング部材(ブラシロール)61と、その周囲を覆うケーシング62とで構成されたブラシロール清掃部材6の動作について詳細に説明する。
【0104】
図2は、図1のクリーニング部を拡大して示したものである。図中、13は帯電器2の電圧印加手段で、14はクリーニング部材6の電圧印加手段である。なお、電圧印加手段14はケーシング62にもクリーニング部材61と同じ電圧を印加するようになっている。
【0105】
ところで、この実施の形態では、感光体ドラム1に対するブラシロール61の食い込み量が1mmとなるように設定されている。また、上記ブラシロール61は、感光体ドラム1と同一方向(両者の表面の移動方向)に回転しており、その周速は、感光体ドラム1の周速の2倍となるように設定してある。
【0106】
図2は、画像形成領域におけるクリーニング部の様子を示したものである。転写後の感光体ドラム1上に残留したトナーは、正規の帯電極性であるマイナスに帯電しているものと、剥離放電等により逆極性であるプラスに帯電したものとが混在している。画像形成領域では、ブラシロール61とケーシング62とにマイナスの電圧が印加されており(少なくとも、ブラシロール61の表面は感光体ドラム1の表面より低い電位になっており)、逆極性のトナーは、クーロン力によってブラシロール61に静電的に付着する。また、ブラシロール61下流領域のケーシング62内では、ブラシロール61を通過した正規帯電のマイナストナーが、ブラシロール61の回転によってその一部は一旦巻き上げられるが、ブラシロール61の表面とケーシング62の表面から、静電的な反発力(クーロン力)を受けるため、最終的に重力により落下して感光体ドラム1の表面に再付着する。この過程で、転写残トナーのうち、正規の帯電極性に帯電した転写残トナーは、ブラシロール61によって拡散されて分散した状態となり、その後帯電器2を通過して、現像装置4内に回収される。なお、帯電器2には、正規の帯電極性と同極性のマイナス電圧が印加されているため、感光体ドラム1の表面に付着した転写残トナーが、帯電器2に付着することはない。
【0107】
このように、画像形成領域では、感光体ドラム1の表面に残留したトナーのうち、逆極性のトナーは、ブラシロール61によって回収されるとともに、正規極性のトナーは、ブラシロール61及び帯電器2を通過し、現像装置4内で回収される。
【0108】
なお、この実施の形態では、図2に示すように、ケーシング62の形状は、ブラシロール61の下流側でやや膨らみを持った形状となっており、クラウド状になったトナーが感光体ドラム1の表面に再付着しやすいように構成されている。また、上記ブラシロール61によって転写残トナーをクラウド状にすることにより、転写後に塊状に残ったトナーが存在する場合でも分散させることができるので、その後、現像装置4内に回収しやすくすることが可能となる。
【0109】
図3は、非画像形成領域におけるクリーニング部の様子を示したものである。このとき、ブラシロール61とケーシング62にはプラスの電圧が印加され(少なくとも、ブラシロール61の表面は感光体ドラム1の表面より高い電位になっており)、ブラシロール61に付着していた逆極性のトナーは、クーロン力(反発力)によって感光体ドラム1の表面へ移行し、逆に感光体ドラム1上に付着した正規帯電の転写残トナーは、ブラシロール61に回収される。また、このとき帯電器2は、0Vに設定されている(少なくとも、帯電器2の表面は感光体ドラム1の表面より高い電位になっている)ため、感光体ドラム1の表面に移行した逆極性トナーは、当該感光体ドラム1の表面に付着したまま帯電器2を通過する。
【0110】
さらに、上記帯電器2の下流側に位置する現像装置4に印加される現像バイアスは、感光体ドラム1の表面電位より高い電位に設定されてため、逆極性トナーは、クーロン力で現像装置4に回収されることなく、転写部へと移動する。転写ロール51は、感光体ドラム1の表面電位より低い電位に設定されており、クーロン力で逆極性トナーは転写ロール51側に移行し、転写ロール51に付設されているクリーナ52によって転写ロール51の表面から掻き取られる。
【0111】
なお、ここでいう非画像形成領域とは、記録用紙8と記録用紙8の間の領域 (インターイメージ部)に相当する領域、あるいは、電源投入時やジョブスタート/エンド時、用紙ジャムが発生したときの復帰モード時などの画像領域以外の領域を意味する。
【0112】
図4は、インターイメージ部で逆帯電のトナーをブラシロール61から吐き出し、転写手段5で回収するまでの一連の動作に関し、帯電手段2、現像手段4、転写手段5及びクリーニング手段6に印加されるバイアスのタイミングを示している。ここで、正規帯電極性のトナーはマイナスであり、感光体ドラム1の表面もマイナスに帯電されている。
【0113】
以上の構成において、この第1実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能となっている。
【0114】
すなわち、この第1実施の形態では、図1に示すように、感光体ドラム1が回転駆動され、当該感光体ドラム1の表面は、図5に示すように、帯電器2によって−350Vに一様に帯電される。この感光体ドラム1は、像書き込み装置3との対向位置で像光が照射され、感光体ドラム1の感光体層の電位は、露光によって低減されてほぼ0Vになり、静電電位の差による潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4との対向位置に移動する。現像装置4の現像ロールには、−200Vの直流成分に、振幅(Peak to Peak)1.0kV、周波数4.0kHz、Duty 0.6の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、現像ロールから転移されるマイナスに帯電したトナーが付着(反転現像)され、静電潜像が可視化される。
【0115】
このようにして形成されたトナー像は、+450Vの電圧が印加されている転写ロール51によって記録用紙8上に転写される。そして最終的に、定着装置7によって定着されて記録画像が得られる。
【0116】
一方、転写後、感光体ドラム1の表面電位は、画像部が0V、背景部が−100Vとなっていた。また、転写後の感光体ドラム1の表面には、わずかながらトナーの残留が認められた。残留トナーは、クリーニング部材(ブラシロール)61と、その周囲を覆うケーシング62とで構成されたクリーニング部に送られる。
【0117】
ブラシロール61には、図2に示すように、−250Vのバイアス電圧を印加し、ブラシロール61通過後の感光体ドラム1表面を調べると、通過前にわずかに見られたトナーが、通過後に見られなくなっていた。これは、正規帯電極性の残留トナーは、現像装置4で回収され、逆極性の残留トナーは、ブラシロール61ですべて回収されていることを意味している。
【0118】
次に、インターイメージ部(非画像領域)での電位を次のように設定した。
【0119】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム1表面の領域がブラシロール61に達するとき、図3に示すように、ブラシロール61のバイアス電圧を+150Vとした。このとき、ブラシロール61通過後の感光体ドラム1表面上には、わずかなトナー(逆極性のトナー)が付着していた。
【0120】
インターイメージ部に相当する領域が、帯電器2及び現像装置4を通過するとき、図4に示すように、帯電器2に印加する電圧を0V、現像ロールに印加するDCバイアス電圧(DC2)を+70Vとし、現像ロールのACバイアスは印加しなかった。
【0121】
このとき、ブラシロール61から感光体ドラム1表面に移行したトナーの多くは、画像領域で回収された逆極性のトナーである。上記設定では、感光体ドラム1の表面電位は、0〜−100Vであったため、帯電器2にトナーは付着しにくくなる。また、現像ロールでは、ほとんど回収されずに通過する。
【0122】
なお、帯電器2に印加する電圧は、感光体ドラム1の表面電位とトナーの極性から決めることができ、トナーの付着を抑制・防止できれば、本実施の形態と同一である必要はない。また、現像装置4のバイアス電圧についても感光体ドラム1の表面電位とトナーの極性から決められ、感光体ドラム1の表面と現像装置4との間でトナーの移動がなければよい。
【0123】
そして、上記現像ロールを通過したトナーは、転写部に達する。転写ロール51の印加電位は、例えば、−300Vに設定されている。これにより、逆極性に帯電したトナーは、転写ロール51に移行し、転写ロール51の表面上でスクレーパ52により掻き取られることを確認した。また、記録用紙8の裏面汚れも発生していなかった。
【0124】
以上の構成、条件下で100kPV(A4用紙)のランニングテストを実施した。その結果、転写残留トナーに起因するポジゴーストやネガゴースト、及びカブリの発生は見られないことを確認した。
【0125】
第2実施の形態
図6及び図7はこの発明の第2実施の形態を示すものであり、前記第1実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第2実施の形態では、クリーニング部の動作が前記第1実施の形態とやや異なるように構成されている。すなわち、第1実施の形態において、図3で示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作に加えて、さらに図6のような動作が加わるようになっている。
【0126】
図6は、図3で示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作に引き続き、継続して非画像形成領域でのクリーニング部の様子を示している。図3に示した非画像形成領域におけるクリーニング部の動作と同様の動作が、所定の吐き出し時間T1だけ実行され、ブラシロール61に付着した逆極性のトナーが吐き出される。続いて、図6に示すように、ブラシロール61とケーシング62には画像領域と同様に、マイナスの電圧が印加されており(少なくとも、ブラシロール61の表面は感光体ドラム1の表面より低い電位になっており)、転写残りの逆極性のトナーは、クーロン力によりブラシロール61に静電的に付着するのと同時に、ブラシロール61に付着していた正規帯電のトナーは、クーロン力により感光体ドラム1の表面に再付着する。また、図2と同様に、このとき帯電器2は0Vに設定されている(少なくとも、帯電器2の表面は感光体ドラム1の表面より低い電位になっている)ため、感光体ドラム1の表面に移行した正規極性トナーは、帯電器2を通過する。続いて、現像領域では、現像剤との接触による機械的な力とクーロン力により現像装置4に回収される。また、現像装置4で全ての正規極性トナーを回収できなかった場合でも、次の転写領域で転写ロール51は感光体ドラム1の表面電位より高い電位に設定されており、クーロン力で正規極性トナーは転写ロール51側に移行し、転写ロール51に付設されているクリーナ52によって転写ロール51表面から掻き取られる。そのため、現像装置4で回収できなかった正規極性トナーも、転写ロール51で確実に回収されることになる。
【0127】
図7は、インターイメージ部で逆帯電のトナーと正規極性のトナーをクリーニング手段(ブラシロール)61から吐き出し、転写手段5及び現像手段4で回収するまでの一連の動作に関し、帯電手段2、現像手段4、転写手段5及びクリーニング手段6に印加されるバイアスのタイミングを示している。ここで、正規帯電極性のトナーはマイナスであり、感光体ドラム1の表面もマイナスに帯電している。
【0128】
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能となっている。
【0129】
すなわち、この第2実施の形態では、感光体ドラム1の帯電工程から、露光・現像工程、及び転写工程を経て定着工程までの一連の動作は、第1の実施の形態と同じである。
【0130】
一方、転写後、感光体ドラム1の表面電位は、画像部が0V、背景部が−100Vとなっており、感光体ドラム1の表面に残留したトナーは、クリーニング部に送られる。ブラシロール61には、−250Vのバイアス電圧を印加し、ブラシロール61通過後の感光体ドラム1表面を調べると、通過前にわずかに見られたトナーが、通過後に見られなくなった。
【0131】
次に、インターイメージ部での電位を次のように設定した。
【0132】
まず、インターイメージ部の前半となる感光体ドラム1表面の領域がブラシロール61に達するとき、図7に示すように、ブラシロール61のバイアス電圧(吐き出しバイアス電圧)B2を+150Vとした。このとき、ブラシロール61通過後の感光体ドラム1表面上には、わずかなトナーが付着していた。
【0133】
インターイメージ部の前半に相当する領域が、帯電器2及び現像装置4を通過するとき、帯電器2に印加する電圧を0V、現像ロールに印加するDCバイアス電圧(DC2)を+70Vとし、現像ロールのACバイアスは印加しなかった。
【0134】
このとき、ブラシロール61から感光体ドラム1表面に移行したトナーの多くは、前述した図3に示すように、逆極性のトナーである。上記設定では、感光体ドラム1の表面電位は、0〜−100Vであったため、帯電器2にトナーは付着しにくくなる。また、現像ロールでは、ほとんど回収されずに通過する。
【0135】
なお、帯電器2に印加する電圧は、感光体ドラム1の表面電位とトナーの極性から決めることができ、トナーの付着を抑制・防止できれば、本実施の形態と同一である必要はない。また、現像装置4のバイアス電圧についても感光体ドラム1の表面電位とトナーの極性から決められ、感光体ドラム1の表面と現像装置4との間でトナーの移動がなければよい。
【0136】
現像ロールを通過したトナーは、転写部に達する。転写ロール51の印加電位は−300Vに設定した。これにより、トナーは転写ロール51に移行し、転写ロール51の表面上でスクレーパ52により掻き取られることを確認した。また、記録媒体8の裏面汚れも発生していなかった。
【0137】
次に、この第2の実施の形態では、インターイメージ部の後半となる感光体ドラム1表面の領域がブラシロール61に達するとき、図7に示すように、ブラシロール61のバイアス電圧(回収/吐き出しバイアス電圧)B1を−250Vとした。このとき、ブラシロール61通過後の感光体ドラム1の表面上には、わずかなトナーが付着していた。
【0138】
インターイメージ部の後半に相当する領域が、帯電器2及び現像装置4を通過するとき、帯電器2に印加する電圧と、現像ロールに印加するDCバイアス電圧は、画像形成領域と同じ条件に戻した。
【0139】
インターイメージ部の後半に、ブラシロール61から感光体ドラム1表面に移行したトナーの多くは、図6に示すように、正規極性のトナーである。したがって、帯電器2にトナーは付着しにくく、逆に、現像装置4にはクーロン力等で回収される。さらに、上記現像装置4で回収しきれなかった正規極性のトナーは、図7に示すように、プラスの転写バイアスが印加される転写ロール51によってすべて回収されることになる。
【0140】
以上の構成、条件化で100kPV(A4用紙)のランニングテストを実施した。その結果、転写残留トナーに起因するポジゴーストやネガゴースト、及びカブリの発生は見られないことを確認した。
【0141】
本第2実施の形態では、高湿時に転写効率が低下しているときなど、インターイメージ部前半に多くの正規極性トナーがブラシロール61に付着したときでも、転写ロール51ですべて回収できるため、ポジゴーストやネガゴーストを防止する効果が高い。
【0142】
また、同様な動作を電源投入時などにも実施すれば、ブラシロール61の汚染防止効果はいっそう優れたものになる。
【0143】
以上説明した実施の形態は、いずれも白黒画像記録方式で説明したが、カラー画像記録方式でも同様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態は、いずれもカールソンプロセスに基づく電子写真記録方式で説明したが、チャージレス方式、背面露光方式等、記録紙に転写を行う間接記録方式であれば適用可能である。
【0144】
第3実施の形態
図8はこの発明の第3実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第3実施の形態では、ブラシロール清掃手段の構成が前記第1の実施の形態と異なるように構成されている。また、この第3実施の形態では、帯電手段として接触式の帯電手段ではなく、非接触方式の帯電手段を用いるように構成されている。
【0145】
図8は本発明を適応したブラシロール清掃部材を用いた電子写真方式によるプリンターを示す概略構成図である。
【0146】
この実施の形態では、帯電手段2として、非接触方式のDC帯電装置が使用されている。これは、ガラス平面に蒸着したアモルファスシリコンに直流電圧を印加し、感光体ドラム1の表面を帯電するものである。ここでは、帯電手段2の表面と感光体ドラム1表面の最近接距離を0.1〜0.15mmとした。ただし、帯電手段2はこれに限るものではなく、スコロトロンなどを使用してもよい。
【0147】
また、この実施の形態では、ブラシロール清掃手段6として、3デニールで密度30万本/平方インチ、抵抗が103 〜105 cmのブラシロール61が使用されている。また、ブラシの毛足長さを3mm、感光体ドラム1表面とブラシの根元との最近接距離を、2mmとした。ブラシロール61は、感光体ドラム1との接触位置で感光体ドラム1と同じ方向に回転(つまり回転方向は逆)しており、速度は感光体ドラム1の表面の2倍とした。ここでは、上述のブラシロール61を使用したが、必ずしもこの限りではない。回転方向についても感光体ドラム1とブラシロール61の回転方向を同じにしてもよい。
【0148】
上記ブラシロール清掃手段6は、第1実施の形態と異なり、導電性のケーシングを備えておらず、ブラシロール61は、合成樹脂等の絶縁性材料からなるハウジング63によって覆われている。
【0149】
なお、その他のトナーの組成等は、前記第1実施の形態と同じである。
【0150】
以上のような構成及びトナーにおいて、本発明の具体的実施例を示す。
【0151】
画像形成時にΦ30の感光体ドラム1は−500Vに帯電され、光ビームによって露光される画像部の電位は、−150Vとなるように設定されている。また、現像手段4の現像ロールには、直流成分が−350Vに振幅(Peak to Peak)1.0kV、周波数4.0kHz、Duty 0.6の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、負極性に帯電したトナーは感光体ドラム1上に現像され、トナー像を形成する。
【0152】
転写ロール51には、+300Vの電圧を印加し転写用紙10にトナー像を転写した。この電圧は、転写効率が良好であって、転写トナー像の飛び散りなどが発生しない条件を設定すればよい。
【0153】
転写後、感光体ドラム1の表面電位は画像部が−100V、背景部が−300Vとなっていた。ここで、わずかながらトナーの残留が認められた。
【0154】
ブラシロール清掃手段6のブラシには、図9に示すように、−450Vの電圧を印加した。この位置の前後で残留トナーを調べると、ブラシロール清掃手段6の通過前でわずかに認められていたトナーが、通過後にはほとんど認められなくなった。
【0155】
次に、インターイメージ部での電位を次のように設定した。
【0156】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム1上の領域がブラシ清掃手段6に達するとき、ブラシロール清掃手段6のブラシ61の電圧を0Vとした。このとき、ブラシロール清掃手段6を通過した後の感光体ドラム1の表面上には、わずかなトナーの付着が見られた。
【0157】
なお、この実施の形態では、帯電電位、現像DCバイアスを画像形成時と同様にした。つまり、この実施の形態では、非接触方式の帯電装置を使用しているため、帯電手段2に印加する電圧などを、画像形成時に比べて切り換える必要がない。
【0158】
また、転写ロール51の電圧は−600Vに設定した。これにより、ブラシロール61から感光体ドラム1上に移動したトナーが転写ロール51に移動する。このトナーは、金属スクレーパ52でかきとられていることが確認できた。また、記録媒体7の裏面汚れも発生していなかった。
【0159】
ここでは、インターイメージ部を逆極性トナーの転写ロール51への回収電位設定とした。しかし、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート/エンド時にも同様なサイクルを入れてもよい。
【0160】
以上の構成、条件で100kPV(A4)のランニングテストを実施した。この結果、転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【0161】
このときの温湿度は28℃、80%RHであった。
【0162】
第4実施の形態
図11はこの発明の第4実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する部分の説明を省略して説明すると、この第4実施の形態では、ブラシロール清掃手段が、前記非画像形成領域の長さをLint(mm)、プロセススピードをVp(mm/sec)、ブラシロール清掃手段にトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加する時間をTp(sec)、ブラシロール清掃手段に画像形成領域と同様な向きの電界が作用するバイアス電圧を印加する時間をTm(sec)、ブラシロール清掃手段の回転中心と潜像担持体表面の距離をrb(mm)および潜像担持体最近接位置でのブラシロール清掃手段の回転速度をVb(mm/sec)とするとき、
Lint/Vp≧Tp+Tm
Tp≧2π・rb/Vb、Tm≧2π・rb/Vb
を満たすように構成されている。
【0163】
また、この実施の形態では、前記潜像担持体の非画像形成領域が、少なくとも次に転写部に達したときに記録媒体と記録媒体の間となるいわゆるインターイメージ部であるように構成されている。
【0164】
なお、この実施の形態では、前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像形成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段を有する画像形成装置において、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないように構成するのが望ましい。
【0165】
図11は請求項6及び8に記載の発明を適用した第4実施の形態に係るブラシロール清掃部材6を用いた電子写真方式によるプリンターの概略構成を示すものである。
【0166】
図11において、符号1は、潜像担持体としての感光体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム1の表面には、矢線A方向への回転に伴って、周知の電子写真プロセスにより画像像情報に応じた静電潜像が形成される。すなわち、図示しないユーザーインターフェイスやパーソナルコンピュータ等のクライアントから、プリント動作の指令がなされ、プリント動作が開始されると、感光体ドラム1は、帯電手段としての接触方式の帯電器2によって、所定の電位(例えば、負極性)まで一様に帯電された後、レーザビームスキャナ3から発せられた光ビームによって画像信号に応じた露光(例えば、画像部露光)がなされ、当該感光体ドラム1の表面には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。また、上記感光体ドラム1の外周には、当該感光体ドラム1の回転方向下流側に隣接して、現像手段としての現像装置4が配設されており、この現像装置4は、感光体ドラム1の表面に形成された静電潜像を現像(例えば、反転現像)して、トナー像を形成するようになっている。なお、ここで使用した画像形成装置では、感光体ドラム1の周方向における回転速度であるプロセススピードが、170mm/secに設定されているとともに、図11(b)に示すように、感光体ドラム1の表面に形成される画像形成領域間の長さである、インターイメージ長は、79mm(79(mm)/170(mm/sec)=465(msec)) に設定されている。
【0167】
この第4実施の形態では、帯電手段2の構成が第3実施の形態(図8参照)と異なり、第1実施の形態と同様な帯電器が使用されている。すなわち、この帯電手段2は、第1実施の形態と同様、芯金にDC電圧を印加し、感光体ドラム1の表面を所定の電位に一様に帯電するものから構成されている。ただし、帯電手段2はこれに限定されるものではなく、スコロトロンなどを使用してもよいし、トナーの付着を考慮して、不具合なく感光体ドラム1表面の電位設定が行えれば、DCバイアスにACバイアスを重畳した帯電ロールなどを使用してもよいし、スコロトロンや固体放電器など非接触タイプの帯電器を用いてもよい。
【0168】
また、この第4実施の形態では、その他の転写手段5や定着装置7、あるいはブラシロール清掃手段6などが、第3実施の形態と同様に構成されている。
【0169】
因みに、ブラシロール61は、感光体ドラム1との接触位置で感光体ドラム1と同じ方向に回転( つまり回転方向は逆) しており、ブラシ先端での速度は、感光体表面の2 倍、すなわち340mm/secに設定されている。このとき、感光体ドラム1表面との最近接位置でのブラシロール61の回転速度は、283mm/secであった。
【0170】
ここでは、上述のブラシロール61を使用したが、必ずしもこの限りではない。また、回転方向についても感光体ドラム1とブラシロール61の回転方向を同じに設定してもよい。
【0171】
なお、その他、トナーの組成やキャリアなどは、前述した第3実施の形態と同様である。
【0172】
次に、以上の様な構成及びトナーにおいて、この第4実施の形態の具体的な実施例を説明する。
【0173】
画像形成時にΦ30mmの感光体ドラム1の表面は、−450Vに一様に帯電され、光ビームによって露光される画像部の電位は、−100Vとなるように設定されている。このとき、帯電手段2に印加するバイアス電圧は、−1000Vであった。また、現像装置4の現像ロールには、直流成分が−350Vに振幅( ピークトゥーピーク)1.0kV、周波数4.0KHz、Duty 0.6の交流成分を重畳した現像バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム1の帯電極性と同じ負極性に帯電したトナーは、感光体ドラム1上の露光部に反転現像され、トナー像を形成する。
【0174】
また、転写ロール51には、+350Vの電圧が印加され、記録用紙8にトナー像が転写される。この転写ロール51に印加される電圧は、転写効率が良好であって、転写トナー像の飛び散りなどが発生しない条件を満たすように設定すればよい。
【0175】
上記感光体ドラム1上に形成されたトナー像を記録用紙8に転写した後、感光体ドラム1の表面電位は、画像部が−50V、背景部が−200Vとなっていた。ここで、感光体ドラム1の表面には、わずかながらトナーの残留が認められた。この残留トナーは、本来の帯電極性である負極性に帯電したまま、記録用紙8に転写されずに残ったトナーと、転写ロール51による転写電界によって帯電極性が反転され、正極性に帯電したトナーとからなる。
【0176】
その後、転写部を通過した感光体ドラム1の表面は、当該感光体ドラム1の回転に伴って、ブラシロール清掃手段6の位置へ移動する。このブラシロール清掃手段6のブラシロール61には、図12に示すように、−400Vの電圧が印加される。このブラシロール清掃手段6の前後で、感光体ドラム1の表面に残留しているトナーを調べると、ブラシロール清掃手段6の通過前では、わずかに認められていた残留トナーが、ブラシロール清掃手段6の通過後には、ほとんど認められなくなった。なお、図12において、Aはブラシロール清掃手段6と帯電手段2との間の距離に相当する時間、Bは帯電手段2と現像手段4との間の距離に相当する時間、Cは現像手段4と転写手段5との間の距離に相当する時間を、それぞれ示している。
【0177】
次に、この第4実施の形態では、インターイメージ部での電位を次のように設定している。
【0178】
まず、インターイメージ部となる感光体ドラム1上の領域(図11(b)参照)がブラシロール清掃手段6に達するとき、ブラシロール61の印加電圧を+200Vとした。このとき、ブラシロール清掃手段6を通過した後の感光体ドラム1の表面上には、トナーの付着が見られた。
【0179】
ここで、ブラシロール61から感光体ドラム1上に移動したトナーの多くは、逆極性トナーWSTであると考えられる。このブラシロール61からトナーを排出した領域が、DC帯電手段2および現像装置4の対向位置を通過するとき、帯電器2に印加する電圧を+200V、現像ロールに印加するDCバイアスを0Vとし、現像ロールのACバイアスは印加しなかった。
【0180】
上記の設定では、感光体ドラム1の表面電位は−200〜−500Vであったため、当該感光体ドラム1の表面に移動した逆極性トナーWSTは、接触DC帯電器2に付着することがない。また、上記逆極性トナーWSTは、現像ロールではほとんど回収されずにそのまま通過した。
【0181】
上記の如く、インターイメージ部に相当する感光体ドラム1の表面が接触DC帯電手段2を通過する際に、当該接触DC帯電手段2に印加する電圧は、感光体ドラム1の表面電位とトナーの極性から決定することができ、トナーの付着を防止することができれば、本実施の形態と同じである必要はない。また、現像手段4のバイアスについても、感光体ドラム1の表面電位との関係から決められ、感光体ドラム1の表面と現像手段4の間でのトナーの移動がなければ、適宜設定してよい。
【0182】
ここでは、接触DC帯電手段2の上流側と現像手段4の下流側で、感光体ドラム1の表面に付着しているトナーの量を目視で比較したが、わずかに現像手段4 の下流側の方が少量であったものの、ほとんど差がないことが確認できた。
【0183】
さらに、インターイメージ部に相当する感光体ドラム1の表面が転写ロール51を通過する際に、当該転写ロール51に印加する電圧を−500Vに設定した。これにより、ブラシロール61から感光体ドラム1上に移動した逆極性トナーWSTトナーのすべてを、転写ロール51上に移動させることができた。この転写ロール51上に移動した逆極性トナーWSTトナーは、金属スクレーパ52で掻き取られていることが確認できた。
【0184】
ここで、図12に示すように、上記ブラシロール清掃手段6のブラシロール61に、例えば、+200Vのバイアス電圧を印加する時間Tpは、230msecに設定した。この間、ブラシロール清掃手段6のブラシロール61は、約2.1周するように設定されている。上記バイアス設定にしたとき、感光体ドラム1上に約19mmの長さでブラシロール61からトナーが排出されていることが確認できた。つまり、ブラシロール61は、1周目でほぼ逆極性トナーWSTの排出を完了していると考えられる。
【0185】
この後、ブラシロール61に印加するバイアス電圧を−400Vとした。すると、感光体ドラム1上にトナーの排出がおこなわれていることが確認できた。この領域が帯電手段2の作用する位置に到達してから、帯電手段2に印加するバイアス電圧を−1000Vに切り替えた。ここから感光体ドラム1の表面電位は、−450Vとなった。ここで、バイアス電圧の切り替え直前では、帯電手段2上にトナーの付着が見られた。しかし、バイアス電圧を切り替え後、帯電手段2への付着トナーは見られなくなった。これは、付着トナーの排出が行われたためと考えられる。
【0186】
次に、ブラシロール61に印加するバイアス電圧を切り替えた領域が現像位置に達するタイミングで、現像手段4の印加バイアスを−350Vとし、ACバイアスは印加しなかった。すると、感光体ドラム1上のトナー量は、現像位置の前後でほとんど変化していなかった。
【0187】
この領域が転写位置に到達するとき、転写ロール51に印加するバイアスを+350Vとした。ここで、感光体ドラム1の表面に付着していたトナーが転写ロール51に移動し、金属スクレーパ52で掻き取られていることが確認できた。
【0188】
この後、再び画像形成をおこなったが、記録媒体8の裏面汚れも発生していなかった。図12に示すように、インターイメージ部でのバイアス電圧の切り替えをおこなってから、次の画像形成領域の先端部までの時間Tmは約235msecであり、この間にブラシロール61は、約2.1周している。ここでも、バイアス電圧の切り替えからほぼ一周でブラシロール61からのトナーの排出がおこなわれていることを確認した。なお、ブラシロール61の外径は、例えば、ブラシ先端までの直径が約12mmに設定されている。
【0189】
本実施の形態では、Tp+Tm=465msecに設定しており、インターイメージ部の長さ(=465msec)と等しく、その結果、インターイメージ部の長さを延長する必要がなく、画像形成装置の生産性が低下することもなかった。
【0190】
なお、上述した実施の形態では、インターイメージ部を転写ロール51へのトナー回収電位設定とした。しかし、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート/エンド時などの非画像形成領域にも同様なサイクルを入れ、感光体ドラム1の表面に残留したトナーの回収を行ってもよい。
【0191】
また、上述した実施の形態では、Tmでの電位設定を画像形成領域と同様にした。しかし、ブラシロール61からのトナーの排出を確実に行え、帯電手段2に付着することなく転写手段5にてトナーを回収することができれば、かならずしもこの限りではない。
【0192】
以上の構成、条件で100kpV(1kpV=1000プリント、A4サイズ)のランニングテストを実施した。この結果、転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【0193】
このように、本実施の形態の場合には、インターイメージ部の延長や特別なトナー排出・回収サイクルを必要とせず、長期の使用において転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。このランニングテスト時の温湿度は、28℃,80%RHであった。
【0194】
第5実施の形態
次に、この発明の第5実施の形態について、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【0195】
この第5実施の形態は、ブラシロール61を感光体ドラム1との接触位置で感光体ドラム1と逆方向に回転(つまり回転方向は同じ)させ、ブラシ先端での速度をプロセススピードと同じ、すなわち170mm/sec、感光体ドラム1表面との最近接位置でのブラシロール61の回転速度を142mm/secとしたものであり、以下に説明する。
【0196】
なお、その他の構成、電位設定などは、第4実施の形態の場合と同様である。
【0197】
本第5実施の形態では、実施の形態4に比べてブラシロール61の回転速度を遅く設定しているが、感光体ドラム1表面の摺擦方向が逆であるため、トナーの回収性については同等な性能が得られた。
【0198】
また、インターイメージ中でのバイアス電圧の切り替え時間は、第4実施の形態と同様にTpを230mm/sec、Tmを235mm/secとした。このとき、ブラシロール61は、それぞれ約1〜1.1周しており、トナーの排出が全周にわたって確実に行われていることも確認できた。
【0199】
この条件においてもインターイメージ部の延長や特別なトナー排出・回収サイクルを必要とせず、長期の使用において転写残留トナーに起因した背景部の汚れやハーフトーンのむら、ポジあるいはネガゴーストが発生しないことが確認できた。
【0200】
第6実施の形態
図16はこの発明の第6実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第6実施の形態では、潜像担持体上にトナー像を形成し、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を、当該潜像担持体に接触するように配置された転写手段によって記録媒体上に転写した後、定着することにより、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記潜像担持体に接触する複数のブラシロール清掃手段を有し、当該複数のブラシロール清掃手段には、潜像担持上に付着したトナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーと、トナー像の帯電極性と同極性のトナーとを回収するバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加するとともに、
前記転写手段は、潜像担持体に接触するように配置された転写部材と、当該転写部材に付着したトナーを除去するクリーニング部材を有し、当該転写部材には、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加したものである。
【0201】
また、この第6実施の形態では、前記複数のブラシロール清掃手段に、非画像形成領域でのみ前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加するように構成されている。
【0202】
図16はこの発明の第6実施の形態を適用したブラシロール清掃部材6a、6bを用いた電子写真方式によるプリンターの概略構成を示している。
【0203】
この実施の形態では、前記第3実施の形態と同様に、帯電手段2として、非接触方式のDC帯電装置を使用している。ただし、帯電手段2はこれに限るものではなく、スコロトロンなどを使用してもよいし、トナーの付着を考慮して、不具合なく電位設定が行えれば、前記第5実施の形態のような帯電ロールなどを使用してもよい。
【0204】
ところで、この第6実施の形態では、図16に示すように、感光体ドラムに接触する2つのブラシロール清掃手段6a、6bを備えている。これら2つのブラシロール清掃手段6a、6bは、それぞれ前記実施の形態と同様に構成されている。上記ブラシロール清掃手段6a、6bには、図示しない電源によって、それぞれ所望の極性かつ所望の値の電圧が印加されるように構成されており、また、電圧の印加タイミングも、図示しない制御手段によって画像形成領域やインターイメージ部等の非画像形成領域など所望のタイミングに制御可能となっている。
【0205】
上記ブラシロール清掃手段6a、6bは、それぞれブラシロール61を備えており、各ブラシロール61は、その速度が感光体ドラム1の表面速度と同じで、回転方向は感光体ドラム1との接触位置で感光体ドラム1と逆方向に設定されている。なお、ここでは、上述のブラシロール61を使用したが、必ずしもこの限りではない。回転方向についても感光体ドラム1との接触位置で感光体ドラム1と同方向に設定してもよい。
その他のトナーの組成、キャリアなどは第3実施の形態と同様である。
【0206】
以上の様な構成及びトナーにおいて、本第6実施の形態の具体的実施例を示す。
【0207】
図17に画像形成部とインターイメージ部での印加電圧切り替えの説明図、図18に電位設定とトナー移動の模式図をそれぞれ示す。
【0208】
まず、図18に基づいて、転写残留トナーの一時回収手段について説明する。なお、転写残留トナーとは、前述した種々の実施の形態で説明したものと同じものを意味している。
【0209】
画像形成時(画像部)には、図18(a)に示すように、転写手段5で発生した正規帯電極性トナーRSTと逆帯電極性トナーWSTからなる転写残留トナーを、感光体ドラム1上からブラシロール清掃手段6aとブラシロール清掃手段6bによってそれぞれ一時回収する。
【0210】
すなわち、上記感光体ドラム1上に形成された正規帯電極性トナーRSTからなるトナー像を、図16に示すように、記録媒体8上に転写ロール51の帯電によって静電的に転写する際に、正規帯電極性トナーRSTからなるトナー像の一部が、記録媒体8上に残留するとともに、転写ロール51による正極性の転写電界の影響を受けて、極性が反転して正極性の逆帯電極性トナーWSTとなって、感光体ドラム1の表面に残留する。
【0211】
そこで、この第6実施の形態では、画像形成時に、図18(a)に示すように、転写手段5で発生した正規帯電極性トナーRSTと逆帯電極性トナーWSTからなる転写残留トナーを、感光体ドラム1上から第1のブラシロール清掃手段6aと第2のブラシロール清掃手段6bによってそれぞれ一時回収するようになっている。
【0212】
その際、一方の第1のブラシロール清掃手段6aには正規帯電極性(負極性)のトナーRSTを、もう一方の第2のブラシロール清掃手段6bには逆帯電極性(正極性)のトナーWSTを静電的に回収・保持する方向のバイアス電圧を印加する。いま、回収バイアス電圧△Vを、
△V= (ブラシ印加バイアス電圧値)−( 感光体表面電位)
とすると、例えば、負帯電の正規帯電極性トナーRSTを一時回収するためにはΔV=+300V、正帯電の逆帯電極性トナーWSTを一時回収するためには△V=−300Vとなるようなバイアス電圧を、ブラシロール清掃手段6aとブラシロール清掃手段6bに、それぞれ図示しない電源によって印加する。ここで、上流側の第1のブラシロール清掃手段6aで正規帯電極性トナーRSTを、下流側の第2のブラシロール清掃手段6bで逆帯電極性トナーWSTを一時回収するように構成されている。
【0213】
次に、上記ブラシロール清掃手段6a、6bによって一時回収された正規帯電極性トナーRST及び逆帯電極性トナーWSTのうち、逆帯電極性トナーWSTのみが、図18(b)に示すように、インターイメージ部(非画像形成部)において、感光体ドラム1上に吐出される動作について説明する。
【0214】
このとき、上流側のブラシロール清掃手段6aの印加バイアスΔVを−300V、下流側のブラシロール清掃手段6bの印加バイアスΔVを+300Vに、それぞれ切り替えると、ブラシロール清掃手段6aからは、図18(b)に示すように、一時回収していた正規帯電極性トナーRSTが、クーロン反発力によって感光体ドラム1上に吐出されるが、この正規帯電極性トナーRSTは、直ちに、下流側のブラシロール清掃手段6bで回収される。また、同時に転写ロール51で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段6aの上流側から流入し、そのうち逆帯電極性トナーWSTは、図18(b)に示すように、ブラシロール清掃手段6aで一時回収され、正規帯電極性トナーRSTは、ブラシロール清掃手段6bで一時回収される。そして、ブラシロール清掃手段6bからは、逆帯電極性トナーWSTが感光体ドラム1上に吐出される。つまり、インターイメージ部(非画像形成領域)においては、図18(b)に示すように、ブラシロール清掃手段6a、6bの下流側の感光体ドラム1上に、逆帯電極性トナーWSTのみが吐出されることになる。
【0215】
次に、上記下流側のブラシロール清掃手段6bで一時回収された正規帯電極性トナーRSTの感光体ドラム1上への吐出し動作について、図18(c)に基づいて説明する。
【0216】
即ち、上記インターイメージ部(非画像形成領域)に続く次の画像部において、図18(c)に示すように、ブラシロール清掃手段6aの印加バイアス△Vを+300Vに、ブラシロール清掃手段6bの印加バイアス△Vを−300Vとすると、ブラシロール清掃手段6aからは、一時回収していた逆帯電極性トナーWSTが感光体ドラム1上に吐出されるが、この感光体ドラム1上に吐出された逆帯電極性トナーWSTは、直ちに、下流側のブラシロール清掃手段6bで回収される。また、同時に転写ロール51で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段6aの上流側から流入し、そのうち正規帯電極性トナーRSTは、ブラシロール清掃手段6aで回収され、逆帯電極性トナーWSTは、ブラシロール清掃手段6bで回収される。そして、ブラシロール清掃手段6bからは、正規帯電極性トナーRSTが感光体ドラム1上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材6の下流側の感光体ドラム1上には、正規帯電極性トナーRSTのみが吐出されることになる。
【0217】
なお、ここでは吐出し時に印加するブラシバイアス電圧を、回収時の印加バイアス電圧と逆極性で同じ大きさの電圧としたが、電圧の大きさを変更しても構わない。その際、吐出し効果を高めるためには、回収時より大きい電圧を印加することが望ましい。
【0218】
ところで、二つのブラシロール清掃手段6a、6bへの印加バイアス極性とブラシロール清掃手段6a、6bから下流側の感光体ドラム1上に現れる吐出しトナー極性との関係について、図19に基づいて整理して説明すると、次の通りである。
【0219】
つまり、二つのブラシロール清掃手段6a、6bの上流側から正規帯電極性トナーRSTと逆帯電極性トナーWSTが、感光体ドラム1の表面に付着した状態で移動してきた場合に、二つのブラシロール清掃手段6a、6bに印加するバイアス電圧の極性の組み合わせにより、負極性と正極性(図19(a))と、正極性と負極性(図19(b))と、負極性と負極性(図19(c))と、正極性と正極性(図19(d))の4通りの場合が考えられる。
【0220】
更に説明すると、二つのブラシロール清掃手段6a、6bのうち、図19(a)に示すように、上流側のブラシロール清掃手段6aに負極性のバイアス電圧を、下流側のブラシロール清掃手段6bに正極性のバイアス電圧を印加した場合には、図18(b)の場合と同様に、逆帯電極性トナーWSTのみが吐出され、図19(b)に示すように、上流側のブラシロール清掃手段6aに正極性のバイアス電圧を、下流側のブラシロール清掃手段6bに負極性のバイアス電圧を印加した場合には、図18(c)の場合と同様に、正規帯電極性トナーRSTのみが吐出される。
【0221】
また、図19(c)に示すように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに共に負極性のバイアス電圧を印加した場合には、正規帯電極性トナーRSTのみが吐出され、逆に、図19(d)に示すように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに共に正極性のバイアス電圧を印加した場合には、逆帯電極性トナーWSTのみが吐出される。
【0222】
なお、上記のごとく、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに印加するバイアス電圧の極性を各々設定した場合に、これら上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bには、それ以前に逆極性の電圧が印加されており、吐出し時と逆極性のトナーを各ブラシロール清掃手段6a、6bが一時回収していたことが前提となる。なぜなら、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに互いに逆極性のバイアス電圧を印加すれば、これらのブラシロール清掃手段6a、6bにそれ以前の一時回収トナーが無ければ、双方のトナーとも回収可能であり、吐き出されるトナーがなくなるからである。
【0223】
なお、上記第6実施の形態では、逆帯電極性トナーWSTを吐出すために図19(a)のケースを用いたが、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに印加するバイアス電圧の極性を適宜設定することにより、他のケースを用いても構わない。
【0224】
このように、上流側及び下流側のブラシロール清掃手段6a、6bに印加するバイアス電圧の極性を適宜設定することにより、当該二つのブラシロール清掃手段6a、6bの上流側から、互いに逆極性の残留トナーが移動してきた場合でも、これら二つのブラシロール清掃手段6a、6bを通過したのち、感光体ドラム1の表面に一方の極性の残留トナーのみを付着したままの状態とする、つまり二つのブラシロール清掃手段6a、6bによって一時回収された後吐き出されるトナーを、正規帯電極性トナーRST又は逆帯電極性トナーWSTの何れか一方のみとすることが可能となる。
【0225】
次に、以上のことを前提にして、二つのブラシロール清掃手段6a、6bによって一時回収した逆帯電極性トナーWSTおよび正規帯電極性トナーRSTを、感光体ドラム1の表面に吐出すタイミングについて述べる( 図17、図18) 。
【0226】
即ち、ここでは、連続通紙時の記録媒体間に対応する非画像形成領域をインターイメージ部とすると、画像形成サイクルにおいて、次のサイクルで転写ロール51部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム1上に逆帯電極性トナーWSTを吐出した後、次のサイクルで転写ロール51部と対向するときに画像部となる感光体ドラム1上に正規帯電極性トナーRSTを順次吐出すように設定されている。ただし、逆帯電極性トナーWSTと正規帯電極性トナーRSTを吐出す順序を入れ替えて、次のサイクルで転写ロール51部と対向するときに画像部となる感光体ドラム1上に正規帯電極性トナーRSTを吐出した後、次のサイクルで転写ロール51部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム1上に逆帯電極性トナーWSTを順次吐出すように設定してもよい。
【0227】
上記画像部となる感光体ドラム1上に吐き出された正規帯電極性トナーRSTは、現像と同時に現像器4で回収することができるが、逆帯電極性トナーWSTは、現像器4で回収することができない。また、後述するように、逆帯電極性トナーWSTを転写ロール51で回収するためには、転写ロール51のニップ部において、現像トナー像を記録媒体8に転写する方向とは逆方向の電界を発生させる必要がある。よって、少なくとも感光体ドラム1上の逆帯電極性トナーWSTが吐出された領域は、次の画像形成サイクルにおいてインターイメージ部となる必要がある。
【0228】
この実施の形態では、ブラシロール清掃手段6で一時回収した正規帯電極性トナーRSTを、次の画像形成サイクルでの画像部に吐出すように構成しているが、吐出しトナーは、ブラシロール清掃手段6によって擦擦されており、通常の転写残トナーに比べて均一に分散されていて露光障害にもなりにくい。また、露光障害を完全に回避するために、この正規帯電極性トナーRSTを画像部ではなくインターイメージ部に吐出するように構成してもよい。なお、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート/エンド時などにも同様なサイクルを入れてもよい。
【0229】
図20はブラシロール清掃手段6から感光体ドラム1上へ吐出したトナーの極性と吐き出す領域について示すものである。この実施の形態では、図20(b)に示すように、インターイメージ部で逆帯電極性トナーWSTを吐き出し、画像形成部で正規帯電極性トナーRSTを吐き出すケースを用いたが、図20(a)に示すように、インターイメージ部で逆帯電極性トナーWSTを吐き出し、図20(b)に示す場合と時間的に前後して、画像形成部で正規帯電極性トナーRSTを吐き出すか、図20(c)に示すように、インターイメージ部でのみ、逆帯電極性トナーWSTと正規帯電極性トナーRSTを吐き出すか、図20(d)に示すように、同じくインターイメージ部でのみ、正規帯電極性トナーRSTと逆帯電極性トナーWSTとを吐き出す他のケースを用いても良いことは勿論である。
【0230】
次に、上記の如く画像形成部において感光体ドラム1上に吐出された正規帯電極性トナーRSTの回収方法について説明する。
【0231】
上記感光体ドラム1上に吐出された正規帯電極性トナーRSTは、帯電器2を通過した後、現像器4によって回収する。このとき、帯電器2と現像器4の印加バイアスは、通常の作像時と同じで、帯電器2を通過した後の感光体ドラム1の表面電位を−500V、現像バイアス電圧を−350Vとすると、感光体ドラム1の表面に存在する正規帯電極性トナーRSTを、当該感光体ドラム1から現像器4へ移動させる向きの電界が発生するため、正規帯電極性トナーRSTは、静電的に現像器4で回収することが可能となる。
【0232】
次に、上記の如くインターイメージ部(非画像形成部)において感光体ドラム1上に吐出された逆帯電極性トナーWSTの回収方法について説明する。
【0233】
感光体ドラム1と現像器4の間で発生する電界は、逆帯電極性トナーWSTを感光体ドラム1上へ引き付ける方向に働くため、感光体ドラム1上に吐出された逆帯電極性トナーWSTは、現像器4をそのまま通過する。そして、この感光体ドラム1上に存在する逆帯電極性トナーWSTが、転写ロール51と対向するとき、当該転写ロール51に印加するバイアス電圧を−500Vとする。
【0234】
すると、感光体ドラム1と転写ロール51との間で逆帯電極性トナーWSTを転写ロール51ヘ引き付ける向きの電界が発生し、逆帯電極性トナーWSTは、感光体ドラム1上から転写ロール51ヘ移動する。そして、転写ロール51に付着した逆帯電極性トナーWSTは、金属スクレーパ52によって除去される。また、感光体ドラム1上に吐出された逆帯電極性トナーWSTが転写ロール51と対向するとき以外で、トナー像を記録媒体8に転写するときの、転写ロール51の印加電圧は、+300Vとした。
【0235】
このように、上記第6実施の形態によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像器のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することが可能となり、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することができる。
【0236】
第7実施の形態
図21はこの発明の第7実施の形態を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この第7実施の形態では、前記複数のブラシロール清掃手段に、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーと、トナー像の帯電極性と同極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を順次印加するように構成されている。
【0237】
図21に画像形成部とインターイメージでの印加電圧切り替えの説明図、図22に電位設定とトナー移動の模式図を示す。
【0238】
まず、転写残留トナーの一時回収手段について、図22に基づいて説明する。画像作成時(画像部)には、図22(a)に示すように、転写手段5で発生した正規帯電極性トナーRSTと逆帯電極性トナーWSTからなる転写残留トナーを、感光体ドラム1上から第1のブラシロール清掃手段6aと第2のブラシロール清掃手段6bでそれぞれ一時回収する。一方の第1のブラシロール清掃手段6aには正規帯電極性トナーRSTを、もう一方の第2のブラシロール清掃手段6bには逆帯電極性トナーWSTを静電的に保持する方向のバイアス電圧を印加する。いま、回収バイアス電圧△Vを
△V=( ブラシ印加バイアス電圧値) −( 感光休表面電位)
とすると、例えば、負帯電の正規帯電極性トナーRSTを一時回収するためには△V=+300V、正帯電の逆帯電極性トナーWSTを一時回収するためには△V=−300Vとなるようなバイアス電圧を印加する。ここでは、上流側のブラシロール清掃手段6aで逆帯電極性トナーWSTを、下流側のブラシロール清掃手段6bで正規帯電極性トナーRSTを一時回収する。
【0239】
次に、上記の如くブラシロール清掃手段6a、6bで一時回収した正規帯電極性トナーRSTの感光体ドラム1上への吐出し動作について説明する( 図22(b)) 。
【0240】
ブラシロール清掃手段6aの印加バイアス△V=+300V、ブラシロール清掃手段6bの印加バイアス△V=−300Vとすると、ブラシロール清掃手段6aからは、図22(b)に示すように、一時回収していた逆帯電極性トナーWSTが感光体ドラム1上に吐出されるが、下流側のブラシロール清掃手段6bで直ちに回収される。また、同時に転写ロール51で発生した転写残留トナーがブラシロール清掃手段6aの上流側から流入し、そのうち正規帯電極性トナーRSTは、ブラシロール清掃手段6aで一時回収され、逆帯電極性トナーWSTはブラシロール清掃手段6bで一時回収される。そして、ブラシロール清掃手段6bからは、正規帯電極性トナーRSTが感光体ドラム1上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材6の下流側の感光体ドラム1上には、正規帯電極性トナーRSTのみが吐出される。
【0241】
次に、一時回収した逆帯電極性トナーWSTの感光体ドラム1上への吐出し動作について説明する( 図22(c))。
【0242】
ブラシロール清掃手段6aの印加バイアス△Vを−300V、ブラシロール清掃手段6bの印加バイアス△Vを+300Vとすると、ブラシロール清掃手段6aからは、一時回収していた正規帯電極性トナーRSTが感光体ドラム1上に吐出されるが、下流側のブラシロール清掃手段6bで直ちに回収される。また、同時に転写ロール51で発生した転写残留トナーが、ブラシロール清掃手段6aの上流側から流入し、そのうち逆帯電極性トナーWSTは、ブラシロール清掃手段6aで回収され、正規帯電極性トナーRSTは、ブラシロール清掃手段6bで回収される。そして、ブラシロール清掃手段6bからは、逆帯電極性トナーWSTが感光体ドラム1上に吐出される。つまり、ブラシロール清掃部材6の下流側感光体ドラム1上には、逆帯電極性トナーWSTのみが吐出される。
【0243】
ここでは、吐出し時に印加するブラシバイアス電圧を、回収時の印加バイアスと逆極性で同じ大きさの電圧としたが、電圧の大きさを変更しても構わない。吐出し効果を高めるためには、回収時より大きい電圧を印加することが望ましい。
【0244】
この第7実施の形態では、上記の説明から明らかなように、逆帯電極性トナーWSTを吐出すために、図19(a)のケースを用いたが、図19(b)〜(c)の他のケースを用いても良いことは勿論である。
【0245】
次に、上記の如く、ブラシロール清掃手段6a、6bによって一時回収した逆帯電極性トナーWSTおよび正規帯電極性トナーRSTの感光体ドラム1上への吐出しタイミングについて説明する( 図21、図22) 。
【0246】
ここでも、連続通紙時の記録媒体8間に対応する非画像部をインターイメージ部とすると、画像形成サイクルにおいて、次のサイクルで転写ロール51部と対向するときにインターイメージ部となる感光体ドラム1上に正規帯電極性トナーRSTを吐出した後、同じインターイメージ部となる感光体ドラム1上に逆帯電極性トナーWSTを順次吐出す。ただし、逆帯電極性トナーWSTを吐出した後、正規帯電極性トナーRSTを順次吐き出すように設定してもよい。
【0247】
正規帯電極性トナーRSTは、現像と同時に現像器4で回収することができるが、逆帯電極性トナーWSTは、現像器4で回収することができない。また、後述するように、逆帯電極性トナーWSTを転写ロール51で回収するためには、回収時に、現像トナー像を記録媒体8に転写する方向とは逆方向の電界を発生させる必要がある。よって、少なくとも感光体ドラム1上の逆帯電極性トナーWSTを吐出した領域は、次の画像形成サイクルにおいてインターイメージ部となる必要がある。
【0248】
本実施の形態では、ブラシロール清掃手段6で一時回収した正規帯電極性トナーRSTも、次の画像形成サイクルでのインターイメージ部に吐出すため、吐出した正規帯電極性トナーRSTが露光部を通過するときの露光障害を完全に回避することができる。また、ブラシロール清掃手段6で一時回収したのち吐出された正規帯電極性トナーRSTは、均一に分散されているため露光障害にはなりにくいので、前述した図20(a)(b)に示すように、この正規帯電極性トナーRSTを画像部に吐出してもよい。
【0249】
また、インターイメージ部で行うだけではなく、電源投入時やジョブスタート/エンド時などにも同様なサイクルを入れてもよい。
【0250】
次に、感光体ドラム1上に吐出された正規帯電極性トナーRSTの回収方法について説明する。
【0251】
上記感光体ドラム1上のインターイメージ部に吐出された正規帯電極性トナーRSTは、帯電器2を通過後、現像器4で回収する。このとき帯電器2と現像器4の印加バイアスは、図21に示すように、通常の作像時と同じで、帯電器2を通過した後の感光体ドラム1の表面電位を−500V、現像バイアス電圧を−350Vとすると、正規帯電極性トナーRSTを感光体ドラム1から現像器4へ移動させる向きの電界が発生するため、正規帯電極性トナーRSTは、静電的に現像器4で回収することができる。一方、感光体ドラム1上に吐出された逆帯電極性トナーWSTの回収方法は、第6実施の形態と同様である。
【0252】
このように、上記第7実施の形態によれば、ブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、現像器のみではすべてを回収することができなかった転写残留トナー( 特に逆極性トナー) を確実に回収することが可能となり、転写残留トナーの通過による画像欠陥を効果的に回避することができる。しかも、感光体ドラム1上への正規帯電極性トナーRSTの吐き出しをもインターイメージ部で行うので、正規帯電極性トナーRSTを感光体ドラム1上の画像部に吐き出す場合に比べて、当該正規帯電極性トナーRSTが画像露光の障害となることを確実に防止することができる。
【0253】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、逆極性の転写残トナーを確実に回収して、ポジゴーストやネガゴースト、及びカブリを発生することなく、良好な画像を長期にわたって形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【0254】
また、この発明によれば、ブラシやブラシロール等からなる均一化手段内に回収トナーが蓄積することに伴う課題を回避するとともに、転写残留トナー(特に逆極性トナー)の通過による画像欠陥を効果的に回避可能とした画像形成装置を提供することができる。
【0255】
さらに、請求項3に記載の発明によれば、画像形成装置の生産性を低下させることなくブラシやブラシロール内の回収トナーの蓄積に関する課題を回避するとともに、転写残留トナー( 特に逆極性トナー) の通過による画像欠陥を効果的に回避し、長期にわたって画像上のディフェクトを抑制できる画像形成装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図2】 図2はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図3】 図3はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図4】 図4はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】 図5はこの発明の第1実施の形態に係る画像形成装置の動作を示す電位説明図である。
【図6】 図6はこの発明の第2実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図7】 図7はこの発明の第2実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 図8はこの発明の第3実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図9】 図9はこの発明の第3実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図10】 図10はこの発明に係る画像形成装置の動作を示す説明図である。
【図11】 図11はこの発明の第4実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図12】 図12はこの発明の第4実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図13】 図13はこの発明の第4実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図14】 図14はこの発明の第4実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図15】 図15はこの発明の第4実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図16】 図16はこの発明の第6実施の形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図17】 図17はこの発明の第6実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図18】 図18はこの発明の第6実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図19】 図19はこの発明の第6実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図20】 図20はこの発明の第6実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図21】 図21はこの発明の第7実施の形態に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図22】 図22はこの発明の第7実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
1:感光体ドラム(潜像担持体)、5:転写手段、51:転写ロール、52:クリーナ、6:ブラシロール清掃手段、61:ブラシロール、62:ケーシング、8:記録用紙(記録媒体)14:クリーニング部材の電圧印加手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer that forms an image by a method such as electrophotographic recording or electrostatic recording, and in particular, a scratch or filming is caused on a latent image carrier such as a photosensitive member. The present invention relates to a long-life image forming apparatus that can prevent the occurrence of defects and suppress the occurrence of defects on an image over a long period of time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer, a toner image corresponding to an image is formed on a latent image carrier such as a photosensitive drum, and the latent image such as the photosensitive drum is formed. An image is formed by transferring and fixing a toner image formed on a carrier onto a recording medium such as paper. As such an image forming apparatus, various so-called “cleaner-less” apparatuses that do not require a cleaner and do not generate waste toner have been already proposed in order to cope with ecology from the viewpoint of global environmental conservation. In the image forming apparatus described above, a cleaner that cleans the latent image carrier in order to prevent scratches and filming on the latent image carrier such as a photosensitive drum and to reduce the size of the apparatus. So-called “cleaner-less” devices that do not use a slab have already been proposed.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-133573 and 59-157661, a toner image is transferred from a latent image carrier such as a photosensitive drum onto a recording medium such as paper without using a cleaning device. An image forming apparatus configured to recover toner remaining in the developing device by transferring toner remaining in the background portion or the like of the latent image carrier to the developing roll of the developing device after being transferred to the developing device is disclosed. Yes.
[0004]
In the image forming apparatuses according to these proposals, unlike the cleaning blade of the cleaning device, there is no member that strongly rubs the latent image carrier, so that the latent image carrier is not damaged and the latent image carrier is not damaged. Filming components such as toner and external additives on the body can also be avoided. Further, since the image forming apparatus according to the above proposal does not require a special cleaning member unlike the cleaning apparatus, the apparatus can be reduced in size and the toner collected by the developing apparatus can be reused. Have.
[0005]
However, in the case of such an image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method, the transfer efficiency is poor in a high humidity environment or the like, and the transfer performance is deteriorated due to moisture absorption of the transfer material, etc. If there is a large amount of toner remaining after transfer, there is a problem that image defects such as positive ghosts and negative ghosts are likely to occur. That is, in this type of image forming apparatus, in a high humidity environment or the like, the transfer material or the like absorbs moisture and the transfer charge escapes through the transfer material. In many cases, the transfer device cannot collect all the transfer residual toner, and the nodular transfer residual toner may be left in the image portion or the like. Therefore, at the time of the next image formation, the transfer residual toner left on the latent image carrier is transferred to the white background portion or highlight portion of the recording medium, and the transfer residual toner portion is imaged more than the other portions. A so-called positive ghost in which the concentration increases is generated.
[0006]
In addition, if the amount of transfer residual toner remaining on the surface of the latent image carrier is large as described above, the nodular transfer residual toner inhibits exposure in the exposure portion, and the surface potential VH on the latent image carrier is sufficiently increased. Can not be lowered. In this case, in the case of the reversal development method, when the transfer residual toner inhibits exposure, the density of the transfer residual toner portion appears as a so-called negative ghost in which the density is lower than the surrounding density. In other words, if there is a large amount of residual toner, the residual toner blocks the exposure beam in the exposure process, so that the latent image carrier charge potential VH is insufficiently attenuated and becomes an intermediate potential from the potential VL that attenuates due to the original exposure. As a result, the developing electric field becomes a small value as compared with the surrounding exposed portion, so that the toner is not sufficiently developed, and the transfer residual toner appears as a negative ghost (white-out image).
[0007]
In general, in an image forming apparatus that directly transfers a toner image onto a recording medium such as paper, when the paper or the like is peeled off from a latent image carrier such as a photosensitive drum in the transfer unit, It is known that toner charged to a polarity opposite to the charged polarity is generated. In the case of the reversal development method, the toner charged to the opposite polarity is opposite in polarity to the charged polarity of the latent image carrier, so that it easily reattaches to the latent image carrier and becomes a transfer residual toner on the latent image carrier. Remains.
[0008]
By the way, as described above, in the image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method, the toner that can be collected by the developing apparatus has the same polarity as the developing toner, that is, the normal charging polarity, and is charged to the opposite polarity. It is difficult for the developed toner to be collected by the developing device. In this regard, in the image forming apparatus of the simultaneous development cleaning method according to the above proposal, such a reverse polarity toner is assumed to have a normal polarity by being recharged in a charging unit preceding the developing unit. However, as described above, when the transfer performance is deteriorated due to moisture absorption of the transfer material or the like, the residual toner after transfer contains a large amount of toner having a polarity opposite to that of the developing toner. However, it is impossible to charge all the reverse polarity toners to the normal polarity. For this reason, the toner with the reverse polarity cannot be collected by the developing device and remains and accumulates on the latent image carrier, resulting in a positive ghost or a negative ghost, resulting in image defects such as dirt or fog on the white paper portion. There was a problem of becoming.
[0009]
In order to solve the technical problem of such a simultaneous development cleaning method, for example, in an image forming apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-127086, a latent image is formed using a plurality of electrodes (brushes) as a residual toner uniformizing means. It is comprised so that a support body may be contacted. In addition, the recording apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-34566 is configured such that a charging unit made of a conductive contact also serves as a residual toner image equalizing unit.
[0010]
In the image forming apparatus according to these proposals, the residual toner image is rubbed and flattened with a brush or the like that is a uniformizing unit, and at the same time, a reverse polarity toner is charged to a normal polarity by a voltage applying unit, thereby developing Since it can be reliably collected by the apparatus, no ghost is generated. Further, in these image forming apparatuses, when there is toner charged to a polarity opposite to that of the developing toner, the toner charged to the opposite polarity is once collected by the residual toner uniformizing means, and a part of the opposite polarity toner is recovered. It is said that the remaining amount can be reduced by returning the charged polarity to the normal charged polarity by friction, charge injection, or discharging, and collecting a part of the normally charged toner. Further, the toner having the normally charged polarity that has passed through the residual toner uniformizing means is collected by the developing device. As a result, even when there is toner remaining in a nodule shape with a wide charge distribution, the residual toner can be stably sucked and discharged by the residual toner uniformizing means, and the amount of residual toner can be reduced to a low level. It can be suppressed to.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, as described in JP-A-3-12786 and JP-A-4-34566, even if the residual toner equalizing means is used, if there is a large amount of residual toner, all the toner is properly Therefore, the toner that is not collected by the developing device is still not positively or negatively ghosted or fogged.
[0012]
Further, since the residual toner is adhered and contaminated over time with the brush as the residual toner uniformizing means, and the ability to uniformize the residual toner is reduced, the residual toner that is not collected by the developing device increases. It also has problems.
[0013]
More specifically, when the residual toner equalizing means as described above is employed, the collected toner is accumulated in the residual toner equalizing means, which hinders the toner recovery and the uniform charge.
[0014]
Part of the toner charged to the opposite polarity to the collected developing toner is returned to the normal charging polarity, but it is difficult to return all the transfer residual toner to the normal charging polarity. The toner cannot be discharged from the toner and gradually accumulates in the residual toner uniformizing means. In such a case, the residual toner uniformizing means is clogged, and not only the performance of the residual toner uniformizing means is lowered, but also the resistance of the residual toner uniformizing means is increased, and the reverse of the residual toner is eventually observed. It becomes difficult to collect the polar toner, and a phenomenon occurs in which the reverse polarity toner passes through the residual toner uniformizing means without being collected. Here, when the residual toner uniformizing means is composed of a monopolar brush, it is difficult to disturb the distribution of the residual toner. Since it cannot be recovered, there still remains a problem of becoming a positive ghost. When the residual toner equalizing means is constituted by a brush roll, an effect of mechanically disturbing the residual toner image can be obtained, so that the occurrence of ghost is surely suppressed. However, in the case of the image forming apparatus according to the above proposal, since there is no means for collecting the reverse polarity toner existing on the latent image carrier, the toner charged to the reverse polarity with respect to the normal charge polarity remains as it is. The problem of remaining on the carrier and causing exposure inhibition, dirt on the white paper portion, and uneven density in the highlight portion has not yet been solved.
[0015]
As described above, in the case of the image forming apparatus according to the above-described conventional proposal, in particular, there is no means for recovering the reverse polarity toner present on the latent image carrier, so that it remains on the latent image carrier. However, problems such as exposure inhibition, white paper stains and highlight density unevenness remained unresolved.
[0016]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to reliably collect the transfer residual toner having a reverse polarity, and to detect positive ghosts, negative ghosts, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a good image over a long period of time without causing fogging or the like.
[0017]
Another object of the present invention is to avoid the problems associated with the accumulation of the collected toner in the residual toner uniformizing means comprising a brush, a brush roll, etc., and to transfer residual toner (particularly reverse polarity toner). Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of effectively avoiding image defects due to the passage of the image.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
[0023]
According to the first aspect of the present invention, a toner image is formed on a latent image carrier by a developing means to which a predetermined development bias voltage is applied, and the toner image formed on the latent image carrier is converted into the latent image. In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by transferring the image onto a recording medium by a transfer unit arranged so as to come into contact with the carrier, and fixing the recording medium.
A bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming area is applied, and then the orientation similar to that in the image forming area Charging means for switching the bias voltage so that an electric field of
Brush roll cleaning means in contact with the latent image carrierAndHave
A bias voltage is applied to the brush roll cleaning means so that an electric field attracting toner charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner image acts in the image forming area, and the charging polarity of the toner image in the non-image forming area. Applying a bias voltage and a bias voltage so that an electric field attracting the toner charged in the opposite polarity to the charging polarity of the toner image acts so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity acts, and
A bias voltage is applied to the transfer means so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity to the charged polarity of the toner image in the image forming area acts, and the charged polarity of the toner image is reversed in the non-image forming area. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts the toner charged to the polarity acts.And
The bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming area reaches the charging unit.An image forming apparatus characterized by the above.
[0024]
Furthermore,Claim 2The non-image forming area of the latent image carrier is an inter-image portion.Claim 1The image forming apparatus described in the above.
[0025]
That is, the invention described in
[0026]
With such a configuration, the following voltage is applied to the
[0027]
Thereafter, in the non-image forming area, the toner is attracted to the
[0028]
here,Claim 3In the invention described in, the length of the non-image forming area is Lint (mm), the process speed is Vp (mm / sec), and an electric field is applied to the
[0029]
That is, within the time that the
[0030]
In addition, the following voltage is applied to the
[0031]
When a contact-type charger was used as the charging means 2, the following voltage was applied. When facing the next image forming area on the
[0032]
Here, switching of the voltage applied to the
[0035]
Furthermore,The invention according to claim 4The developing unit is applied with a DC voltage and an AC voltage in the image forming area, and is stopped in the non-image forming
[0036]
[Action]
In the present invention, as shown in FIG. 1, a brush
[0037]
With such a configuration, for example, the following voltage is applied to the brush roll cleaning means 6. When facing the area corresponding to the next image forming area on the
[0038]
Further, for example, the following voltage is applied to the
[0039]
According to such means, it is possible to avoid problems related to accumulation of collected toner of the brush roll cleaning means 6 and to effectively prevent image defects due to passage of transfer residual toner (particularly reverse polarity toner).
[0040]
Here, the operation and action will be described using an example in which a non-contact DC charging device is used as the charging
[0041]
FIG. 9 shows the timing of the bias applied to the charging means, developing means, transfer means, and brush roll cleaning means in the image forming apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 10 shows the relationship between the potentials at the respective positions. This is a schematic representation of toner movement.
[0042]
Here, for example, the toner of normal charge polarity is negatively charged, and the surface of the photoreceptor is also negatively charged.
[0043]
As shown in FIGS. 10A to 10A, at the time of image formation, the surface of the
[0044]
By this operation, the reverse polarity toner is collected in the brush roll cleaning means 6, and the normally charged polarity toner is dispersed on the
[0045]
Next, the
[0046]
Thereafter, transfer is performed on the
[0047]
As an example of changing from the image creation state to the image non-formation state, a case where the area on the
[0048]
The state on the
[0049]
In the brush roll cleaning region, as shown in FIG. 10b-A, for example, the bias of the brush roll cleaning means 6 is set to the positive side with respect to the surface potential of the
[0050]
Next, as shown in FIG. 10B-B, the area on the
[0051]
Furthermore, this area moves to the transfer area. Here, a negative bias with respect to the surface potential of the
[0052]
As described above, for example, the normally charged polarity toner dispersed mainly at the time of image creation is collected by the developing
[0053]
Further, in the present invention, the above-described operation when the image is not created is frequently performed in the inter-image area. For this reason, it is possible to prevent the amount of reverse polarity toner present in the brush roll cleaning means 6 from increasing and the recovery performance from deteriorating. Furthermore, it can be avoided that the presence of the collected toner for a long time causes charge injection and the like, and the discharge control of the toner by the electric field cannot be performed. That is, the performance of the brush roll cleaning means 6 can be obtained over a long period of time.
[0054]
Since the reverse polarity toner is not collected in the developing
[0055]
On the other hand, according to the invention described in
[0056]
Here, the operation and action will be described using an example in which a contact type DC charging device is used as the charging
[0057]
12 shows the timing of the bias voltage applied to the charging means 2, the developing
[0058]
Here, the right-charged toner Right Sign Toner (hereinafter abbreviated as “RST”) is negatively charged, and the surface of the
[0059]
First, the image forming area will be described.
[0060]
As shown in FIG. 13A, at the time of image formation, the surface of the
[0061]
By this operation, out of the toner remaining on the surface of the
[0062]
Next, the
[0063]
Thereafter, the toner image developed on the
[0064]
Next, as an example of changing from the image creation state to the image non-formation state, a case where the area on the
[0065]
The state on the
[0066]
At the brush roll cleaning position, the bias of the
[0067]
As described above, when the surface of the
[0068]
In this way, the surface of the
[0069]
Next, as shown in FIGS. 14A to 14C, the
[0070]
Furthermore, this area moves to the transfer area as shown in FIGS. 14a-D. Here, as shown in FIG. 12, the
[0071]
Next, as shown in FIG. 14B, the voltage setting is switched to the same voltage setting as in the image formation in the non-image forming area as in FIG. 14A. At this time, the regular charged toner RST collected during image formation and non-image formation Tp (see FIG. 14B) is attached to the
[0072]
As described above, the reversely charged polarity toner WST is collected by the brush
[0073]
Further, in the latter half of the non-image formation such as an inter-image, the normally charged polarity toner RST collected by the brush
[0074]
Further, since the voltage is switched in the non-image forming area, the normal charge polarity toner RST is discharged from the brush
[0075]
According to the sixth and eighth aspects of the present invention, the above-described operation during non-image formation is frequently performed in the inter-image area. The operation during non-image formation may always be performed in the inter image area, but it is not always necessary to perform the operation, and may be performed about once in several times in the inter image area. For this reason, it is possible to prevent the amount of reverse polarity toner WST present in the brush roll cleaning means 6 from increasing and the recovery performance from being lowered. Further, it can be avoided that the presence of the collected toner for a long time causes charge injection and the like, and the discharge control of the toner by the electric field cannot be performed. That is, the performance of the brush roll cleaning means 6 can be maintained and exhibited over a long period of time.
[0076]
Here, it is confirmed that the discharge of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST is performed around the
[0077]
In addition, since the reverse polarity toner WST is not collected in the developing
[0078]
Here, when the switching of the bias when the image was not created was confirmed, the following was found.
[0079]
In the non-image forming area, when the bias of the brush roll cleaning means 6 is switched from the reverse charge polarity toner WST discharge (Tp) bias to the normal charge polarity toner RST discharge (Tm) bias, the discharged toner is the reverse charge polarity toner. The WST is changed to the regular charged polarity toner RST.
[0080]
Here, as shown in FIG. 15 (1), the bias applied to the charging means 2 is applied to the reverse charging polarity toner before the region where the normal charging polarity toner RST is discharged onto the
[0081]
That is, the application bias switching of the charging
[0082]
Further, according to the technical means described in
[0083]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0084]
First embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0085]
As shown in FIG. 1, this image forming apparatus has a
[0086]
The
[0087]
The
[0088]
Further, the
[0089]
The developing
[0090]
Further, as the
[0091]
The cleaner 52 is a plate-like scraper or brush-like cleaning means. In this embodiment, a spring material made of a SUS plate having a plate thickness of 100 μm is used, and the tip is manufactured by etching. .
[0092]
Further, the cleaning
[0093]
Further, the
[0094]
Further, the fixing
[0095]
Next, the developer used in the developing
[0096]
The toner used in the developing
Shape factor = (absolute maximum diameter of toner)2/ (Projection area of toner) × π / 4 × 100
[0097]
The particle size of the toner greatly affects the image quality, and the larger the particle size, the rougher the image. Even if the toner has an average particle diameter of about 20 μm, there is no practical problem, but in order to increase the resolution of fine lines, it is desirable to use a toner having an average particle diameter of 10 μm or less. However, when the toner diameter is reduced, the physical adhesive force acting between the toner and the carrier becomes dominant, and the developability is lowered. In addition, when the toner diameter is reduced, toner aggregation is likely to occur, resulting in handling problems. From such a viewpoint, the toner used in the present invention preferably has an average particle size of 5 μm or more and 10 μm or less.
[0098]
Further, an appropriate amount of fine particles (external additive) such as silica and titania having an average particle diameter of about 10 to 150 nm is externally added to the toner as a charge control agent and a transfer aid.
[0099]
The toner is not limited to the above production method, and may be produced by, for example, suspension polymerization, suspension granulation, dissolution suspension, kneading and pulverization.
[0100]
As the developer used in the developing
[0101]
As the developer in which the toner and the carrier are mixed, for example, a toner concentration (TC: Toner Concentration) of 8 wt% and a toner charge amount in the developer of 20 to 30 μC / g is used. Here, the toner density (TC) is expressed by the following equation.
TC (wt%) = (weight of toner contained in developer (g)) / (total weight of developer (g)) × 100
[0102]
Furthermore, if the toner charge amount when the toner and the carrier are mixed to form a developer is too high, the adhesion force of the toner to the carrier becomes too high and the toner is not developed. On the other hand, if the charge amount is too low, the adhesion force of the toner to the carrier is weakened, and toner cladding due to free toner occurs, causing fogging during printing. From the viewpoint of transferring the toner to the electrostatic latent image formed on the
[0103]
Next, the operation of the brush
[0104]
FIG. 2 is an enlarged view of the cleaning unit of FIG. In the figure, 13 is a voltage applying means for the
[0105]
By the way, in this embodiment, the amount of biting of the
[0106]
FIG. 2 shows a state of the cleaning unit in the image forming area. The toner remaining on the
[0107]
As described above, in the image forming area, out of the toner remaining on the surface of the
[0108]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the
[0109]
FIG. 3 shows a state of the cleaning unit in the non-image forming area. At this time, a positive voltage is applied to the
[0110]
Further, since the developing bias applied to the developing
[0111]
The non-image forming area here is an area corresponding to an area between the
[0112]
FIG. 4 shows a series of operations from discharging the reversely charged toner from the
[0113]
With the above configuration, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the transfer residual toner having the reverse polarity is reliably collected as follows without causing positive ghost, negative ghost, and fog. Therefore, it is possible to form a good image over a long period of time.
[0114]
That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0115]
The toner image thus formed is transferred onto the
[0116]
On the other hand, after the transfer, the surface potential of the
[0117]
As shown in FIG. 2, when a bias voltage of −250 V is applied to the
[0118]
Next, the potential at the inter-image portion (non-image area) was set as follows.
[0119]
First, when the region of the surface of the
[0120]
When the region corresponding to the inter-image portion passes through the
[0121]
At this time, most of the toner transferred from the
[0122]
The voltage applied to the
[0123]
The toner that has passed through the developing roll reaches the transfer portion. The applied potential of the
[0124]
A running test of 100 kPV (A4 paper) was performed under the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that generation of positive ghost, negative ghost and fog caused by the transfer residual toner was not observed.
[0125]
Second embodiment
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In the second embodiment, The operation of the cleaning unit is configured to be slightly different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, in addition to the operation of the cleaning unit in the non-image forming region shown in FIG. 3, an operation as shown in FIG. 6 is further added.
[0126]
FIG. 6 shows the state of the cleaning unit in the non-image forming area following the operation of the cleaning unit in the non-image forming area shown in FIG. An operation similar to the operation of the cleaning unit in the non-image forming area shown in FIG. 3 is executed for a predetermined discharge time T1, and the toner of reverse polarity attached to the
[0127]
FIG. 7 shows a series of operations from the time when the reversely charged toner and the toner of normal polarity are discharged from the cleaning means (brush roll) 61 and collected by the transfer means 5 and the developing means 4 in the inter-image part. The timing of the bias applied to the
[0128]
In the above configuration, the image forming apparatus according to the present embodiment reliably collects the transfer residual toner having the reverse polarity as follows, and does not generate positive ghost, negative ghost, and fog. It is possible to form a long image.
[0129]
That is, in the second embodiment, a series of operations from the charging process of the
[0130]
On the other hand, after the transfer, the surface potential of the
[0131]
Next, the potential in the inter image part was set as follows.
[0132]
First, when the area on the surface of the
[0133]
When the area corresponding to the first half of the inter-image portion passes through the
[0134]
At this time, most of the toner transferred from the
[0135]
The voltage applied to the
[0136]
The toner that has passed through the developing roll reaches the transfer portion. The applied potential of the
[0137]
Next, in the second embodiment, when the region of the surface of the
[0138]
When the area corresponding to the latter half of the inter-image portion passes through the
[0139]
Most of the toner transferred from the
[0140]
A running test of 100 kPV (A4 paper) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that generation of positive ghost, negative ghost and fog caused by the transfer residual toner was not observed.
[0141]
In the second embodiment, even when a large amount of regular polarity toner adheres to the
[0142]
Further, if the same operation is performed when the power is turned on, the effect of preventing the
[0143]
In the above-described embodiments, the black-and-white image recording method has been described, but the same effect can be obtained even in the color image recording method. The above embodiments have been described with the electrophotographic recording system based on the Carlson process. However, any indirect recording system that transfers to recording paper, such as a chargeless system or a back exposure system, can be applied.
[0144]
Third embodiment
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same parts as those of the above embodiment, and in this third embodiment, the brush roll cleaning means is described. The configuration is different from that of the first embodiment. In the third embodiment, a non-contact charging unit is used instead of a contact charging unit as the charging unit.
[0145]
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an electrophotographic printer using a brush roll cleaning member to which the present invention is applied.
[0146]
In this embodiment, a non-contact type DC charging device is used as the charging means 2. This applies a DC voltage to amorphous silicon deposited on a glass plane to charge the surface of the
[0147]
In this embodiment, the brush roll cleaning means 6 has a density of 300,000 / square inch at 3 denier and a resistance of 10Three-10FiveA
[0148]
Unlike the first embodiment, the brush roll cleaning means 6 does not include a conductive casing, and the
[0149]
Other toner compositions and the like are the same as those in the first embodiment.
[0150]
A specific embodiment of the present invention will be described with the above-described configuration and toner.
[0151]
At the time of image formation, the Φ30
[0152]
A voltage of +300 V was applied to the
[0153]
After the transfer, the surface potential of the
[0154]
As shown in FIG. 9, a voltage of −450 V was applied to the brush of the brush
[0155]
Next, the potential in the inter image part was set as follows.
[0156]
First, when the region on the
[0157]
In this embodiment, the charging potential and the development DC bias are the same as those at the time of image formation. That is, in this embodiment, since a non-contact type charging device is used, it is not necessary to switch the voltage applied to the
[0158]
The voltage of the
[0159]
Here, the interimage portion is set to the recovery potential of the reverse polarity toner to the
[0160]
A running test of 100 kPV (A4) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting due to the transfer residual toner did not occur.
[0161]
The temperature and humidity at this time were 28 ° C. and 80% RH.
[0162]
Fourth embodiment
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those of the above-described embodiment, and the description of the overlapping portions is omitted. In the embodiment, the brush roll cleaning unit charges the length of the non-image forming area to Lint (mm), the process speed to Vp (mm / sec), and the brush roll cleaning unit charges to the polarity opposite to the charging polarity of the toner image. Tp (sec) is a time for applying a bias voltage so that an electric field for separating the toner is applied, and Tm (sec) is a time for applying a bias voltage for applying an electric field in the same direction as the image forming area to the brush roll cleaning unit. The distance between the rotation center of the brush roll cleaning means and the surface of the latent image carrier is rb (mm), and the rotation speed of the brush roll cleaning means at the closest position of the latent image carrier is Vb (mm / sec). When,
Lint / Vp ≧ Tp + Tm
Tp ≧ 2π · rb / Vb, Tm ≧ 2π · rb / Vb
It is configured to satisfy.
[0163]
Further, in this embodiment, the non-image forming area of the latent image carrier is configured to be a so-called inter-image part that is at least between the recording medium when it reaches the transfer part next time. Yes.
[0164]
In this embodiment, after a bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged in the non-image forming area with a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts. In an image forming apparatus having a charging unit that switches a bias voltage so that an electric field having a direction similar to that of the image forming region acts,
It is desirable that the bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming region reaches the charging unit.
[0165]
FIG. 11 shows a schematic configuration of an electrophotographic printer using a brush
[0166]
In FIG. 11,
[0167]
In the fourth embodiment, the configuration of the charging means 2 is different from that of the third embodiment (see FIG. 8), and a charger similar to that of the first embodiment is used. That is, the charging means 2 is configured to apply a DC voltage to the cored bar and uniformly charge the surface of the
[0168]
In the fourth embodiment, the other transfer means 5, the fixing
[0169]
Incidentally, the
[0170]
Although the above-described
[0171]
In addition, the toner composition, carrier, and the like are the same as those in the third embodiment.
[0172]
Next, a specific example of the fourth embodiment will be described with the above configuration and toner.
[0173]
The surface of the
[0174]
Further, a voltage of +350 V is applied to the
[0175]
After the toner image formed on the
[0176]
Thereafter, the surface of the
[0177]
Next, in the fourth embodiment, the potential at the inter-image part is set as follows.
[0178]
First, when the region on the
[0179]
Here, most of the toner moved from the
[0180]
In the above setting, since the surface potential of the
[0181]
As described above, when the surface of the
[0182]
Here, the amount of toner adhering to the surface of the
[0183]
Further, the voltage applied to the
[0184]
Here, as shown in FIG. 12, for example, the time Tp for applying a bias voltage of +200 V to the
[0185]
Thereafter, the bias voltage applied to the
[0186]
Next, at the timing when the area where the bias voltage applied to the
[0187]
When this area reached the transfer position, the bias applied to the
[0188]
Thereafter, image formation was performed again, but no backside contamination of the
[0189]
In this embodiment, Tp + Tm = 465 msec is set, which is equal to the length of the inter-image portion (= 465 msec). As a result, it is not necessary to extend the length of the inter-image portion, and the productivity of the image forming apparatus There was no decline.
[0190]
In the embodiment described above, the inter-image portion is set to the toner recovery potential to the
[0191]
In the above-described embodiment, the potential setting at Tm is the same as that in the image forming area. However, as long as the toner can be reliably discharged from the
[0192]
A running test of 100 kpV (1 kpV = 1000 prints, A4 size) was performed with the above configuration and conditions. As a result, it was confirmed that background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting due to the transfer residual toner did not occur.
[0193]
As described above, in the case of the present embodiment, there is no need to extend the inter-image part or a special toner discharge / collection cycle, and dirt or halftone unevenness in the background part due to the transfer residual toner in long-term use, It was confirmed that no positive or negative ghost occurred. The temperature and humidity during the running test were 28 ° C. and 80% RH.
[0194]
Fifth embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described by assigning the same reference numerals to the same portions as those of the above embodiment.
[0195]
In the fifth embodiment, the
[0196]
Other configurations, potential settings, and the like are the same as in the fourth embodiment.
[0197]
In the fifth embodiment, the rotation speed of the
[0198]
Further, the switching time of the bias voltage in the inter image was set such that Tp was 230 mm / sec and Tm was 235 mm / sec, as in the fourth embodiment. At this time, each of the brush rolls 61 has about 1 to 1.1 rounds, and it was confirmed that the toner was reliably discharged over the entire circumference.
[0199]
Even under these conditions, it is not necessary to extend the inter-image part or special toner discharge / recovery cycle, and in long-term use, background stains, halftone unevenness, positive or negative ghosting caused by residual toner may not occur. It could be confirmed.
[0200]
Sixth embodiment
FIG. 16 shows a sixth embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiment. In the sixth embodiment, the latent image carrier is shown in FIG. A toner image is formed on the latent image carrier, and the toner image formed on the latent image carrier is transferred onto a recording medium by a transfer unit disposed so as to be in contact with the latent image carrier, and then fixed. In an image forming apparatus for forming an image on the recording medium,
A plurality of brush roll cleaning means that come into contact with the latent image carrier, and the plurality of brush roll cleaning means include a toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image attached on the latent image carrier; A bias voltage is applied to collect toner having the same polarity as the charged polarity of the image, and a bias voltage is applied so that an electric field that separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts in the non-image forming area. With
The transfer unit includes a transfer member disposed so as to be in contact with the latent image carrier, and a cleaning member that removes toner attached to the transfer member. The transfer member includes the toner in a non-image forming region. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the image acts.
[0201]
In this sixth embodiment, a bias voltage is applied to the plurality of brush roll cleaning means so that an electric field that separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image acts only in the non-image forming area. Is configured to do.
[0202]
FIG. 16 shows a schematic configuration of an electrophotographic printer using brush
[0203]
In this embodiment, a non-contact type DC charging device is used as the charging means 2 as in the third embodiment. However, the charging means 2 is not limited to this, and a scorotron or the like may be used. If the potential can be set without any trouble in consideration of toner adhesion, the charging as in the fifth embodiment is performed. A roll or the like may be used.
[0204]
By the way, in the sixth embodiment, as shown in FIG. 16, two brush roll cleaning means 6a and 6b that come into contact with the photosensitive drum are provided. These two brush roll cleaning means 6a and 6b are respectively configured in the same manner as in the above embodiment. The brush roll cleaning means 6a and 6b are configured to be applied with a voltage having a desired polarity and a desired value by a power source (not shown), and the voltage application timing is also controlled by a control means (not shown). It can be controlled at a desired timing such as an image forming area or a non-image forming area such as an inter-image portion.
[0205]
Each of the brush roll cleaning means 6a and 6b includes a
Other toner compositions, carriers, and the like are the same as those in the third embodiment.
[0206]
A specific example of the sixth embodiment will be described with the above configuration and toner.
[0207]
FIG. 17 is an explanatory diagram of switching applied voltages in the image forming unit and the inter image unit, and FIG. 18 is a schematic diagram of potential setting and toner movement.
[0208]
First, the temporary collection means for the transfer residual toner will be described with reference to FIG. The transfer residual toner means the same toner as described in the various embodiments described above.
[0209]
At the time of image formation (image portion), as shown in FIG. 18A, the transfer residual toner composed of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST generated by the
[0210]
That is, when the toner image composed of the normally charged polarity toner RST formed on the
[0211]
Therefore, in the sixth embodiment, at the time of image formation, as shown in FIG. 18A, the transfer residual toner composed of the normally charged polarity toner RST and the reversely charged polarity toner WST generated by the
[0212]
At that time, one first brush roll cleaning means 6a has a toner RST of normal charge polarity (negative polarity), and the other second brush roll cleaning means 6b has a toner WST of reverse charge polarity (positive polarity). A bias voltage is applied in a direction to electrostatically collect and hold the. Now, the recovery bias voltage ΔV is
ΔV = (Brush applied bias voltage value)-(Photoconductor surface potential)
Then, for example, a bias voltage such that ΔV = + 300 V for temporarily collecting negatively charged regular charged polarity toner RST and ΔV = −300 V for temporarily collecting positively charged reversely charged polarity toner WST. Is applied to the brush roll cleaning means 6a and the brush roll cleaning means 6b by a power source (not shown). Here, the regular charging polarity toner RST is temporarily collected by the upstream first brush roll cleaning means 6a, and the reverse charging polarity toner WST is temporarily collected by the downstream second brush roll cleaning means 6b.
[0213]
Next, of the regular charge polarity toner RST and the reverse charge polarity toner WST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b, only the reverse charge polarity toner WST is interimaged as shown in FIG. The operation of discharging on the
[0214]
At this time, when the applied bias ΔV of the upstream brush roll cleaning means 6 a is switched to −300 V and the applied bias ΔV of the downstream brush roll cleaning means 6 b is switched to +300 V, respectively, the brush roll cleaning means 6 a shows FIG. As shown in b), the regular charged polarity toner RST recovered temporarily is discharged onto the
[0215]
Next, an operation of discharging the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the downstream brush roll cleaning means 6b onto the
[0216]
That is, in the next image portion following the inter-image portion (non-image forming region), as shown in FIG. 18C, the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6a is set to + 300V, and the brush roll cleaning means 6b When the applied bias ΔV is −300 V, the reversely charged toner WST that has been temporarily recovered is discharged from the brush
[0217]
Here, the brush bias voltage applied at the time of ejection is set to the same magnitude as the reverse polarity of the applied bias voltage at the time of recovery. However, the voltage may be changed. At that time, in order to enhance the discharge effect, it is desirable to apply a voltage larger than that at the time of recovery.
[0218]
By the way, the relationship between the bias polarity applied to the two brush roll cleaning means 6a and 6b and the discharged toner polarity appearing on the
[0219]
That is, when the regular charging polarity toner RST and the reverse charging polarity toner WST move from the upstream side of the two brush roll cleaning means 6a and 6b while adhering to the surface of the
[0220]
More specifically, of the two brush roll cleaning means 6a and 6b, as shown in FIG. 19A, a negative bias voltage is applied to the upstream brush roll cleaning means 6a, and the downstream brush roll cleaning means 6b. When a positive bias voltage is applied to the toner, only the reversely charged toner WST is ejected, as in FIG. 18B, and the upstream brush roll cleaning is performed as shown in FIG. 19B. When a positive bias voltage is applied to the
[0221]
Further, as shown in FIG. 19C, when a negative bias voltage is applied to both the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b, only the normally charged polarity toner RST is ejected and vice versa. In addition, as shown in FIG. 19 (d), when a positive bias voltage is applied to both the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a, 6b, only the reversely charged polarity toner WST is ejected.
[0222]
As described above, when the polarity of the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b is set, the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b include Before that, it is assumed that a reverse polarity voltage has been applied, and that each of the brush roll cleaning means 6a, 6b has temporarily collected toner having a polarity opposite to that at the time of ejection. This is because, if bias voltages having opposite polarities are applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b, both of the toners can be used if the brush roll cleaning means 6a and 6b have no previous temporarily recovered toner. This is because both can be collected and no toner is discharged.
[0223]
In the sixth embodiment, the case of FIG. 19A is used to discharge the reversely charged polarity toner WST, but the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a and 6b. Other cases may be used by appropriately setting the polarity.
[0224]
In this way, by appropriately setting the polarity of the bias voltage applied to the upstream and downstream brush roll cleaning means 6a, 6b, the opposite polarity of the two brush roll cleaning means 6a, 6b from the upstream side. Even when the residual toner has moved, after passing through these two brush roll cleaning means 6a and 6b, only the residual toner of one polarity remains attached to the surface of the
[0225]
Next, on the premise of the above, the timing of discharging the reversely charged polarity toner WST and the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the two brush roll cleaning means 6a and 6b to the surface of the
[0226]
That is, here, if the non-image forming area corresponding to the space between the recording media at the time of continuous paper feeding is the inter image part, the image forming cycle becomes the inter image part when facing the
[0227]
The normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0228]
In this embodiment, the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is discharged to the image portion in the next image forming cycle. However, the discharged toner is cleaned by the brush roll cleaning. It is rubbed by
[0229]
FIG. 20 shows the polarity of the toner discharged from the brush roll cleaning means 6 onto the
[0230]
Next, a method for collecting the normally charged polarity toner RST discharged on the
[0231]
The normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0232]
Next, a method of collecting the reversely charged polarity toner WST discharged onto the
[0233]
Since the electric field generated between the
[0234]
Then, an electric field is generated between the
[0235]
As described above, according to the sixth embodiment, a problem related to accumulation of collected toner in the brush and the brush roll can be avoided, and the transfer residual toner (particularly conversely) that could not be collected by only the developing device. (Polar toner) can be reliably collected, and image defects due to the passage of transfer residual toner can be effectively avoided.
[0236]
Seventh embodiment
FIG. 21 shows a seventh embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiment. In the seventh embodiment, the plurality of brush rolls are described. A bias voltage is sequentially applied to the cleaning means so that an electric field that separates toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming region and toner charged to the same polarity as the charged polarity of the toner image acts. It is configured as follows.
[0237]
FIG. 21 is an explanatory diagram of switching of the applied voltage between the image forming unit and the inter-image, and FIG. 22 is a schematic diagram of potential setting and toner movement.
[0238]
First, a means for temporarily collecting transfer residual toner will be described with reference to FIG. At the time of image creation (image portion), as shown in FIG. 22A, the transfer residual toner composed of the normal charging polarity toner RST and the reverse charging polarity toner WST generated by the
ΔV = (Brush applied bias voltage value)-(Photosensitive rest surface potential)
For example, the bias is such that ΔV = + 300 V for temporarily collecting negatively charged regular charged polarity toner RST and ΔV = −300 V for temporarily collecting positively charged reversely charged polarity toner WST. Apply voltage. Here, reversely charged polarity toner WST is temporarily collected by upstream brush roll cleaning means 6a, and regular charged polarity toner RST is temporarily collected by downstream brush roll cleaning means 6b.
[0239]
Next, the operation of discharging the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b as described above onto the
[0240]
Assuming that the applied bias ΔV = + 300V of the brush roll cleaning means 6a and the applied bias ΔV = −300V of the brush roll cleaning means 6b, the brush roll cleaning means 6a temporarily collects them as shown in FIG. 22 (b). The reversely charged polarity toner WST that has been discharged is discharged onto the
[0241]
Next, an operation of discharging the temporarily collected reversely charged polarity toner WST onto the
[0242]
When the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6a is −300V and the applied bias ΔV of the brush roll cleaning means 6b is + 300V, the normally charged polarity toner RST temporarily recovered from the brush roll cleaning means 6a is the photoreceptor. Although it is discharged onto the
[0243]
Here, the brush bias voltage applied at the time of ejection is set to the same magnitude as the reverse polarity of the applied bias at the time of recovery. However, the magnitude of the voltage may be changed. In order to enhance the discharge effect, it is desirable to apply a voltage larger than that at the time of recovery.
[0244]
In the seventh embodiment, as is apparent from the above description, the case of FIG. 19A is used to discharge the reversely charged polarity toner WST, but the cases of FIGS. 19B to 19C are used. Of course, other cases may be used.
[0245]
Next, the discharge timing of the reversely charged polarity toner WST and the normally charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6a and 6b as described above onto the
[0246]
Also here, if the non-image portion corresponding to the
[0247]
The normally charged polarity toner RST can be collected by the developing
[0248]
In the present embodiment, the regular charged polarity toner RST temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is also ejected to the inter-image portion in the next image forming cycle, so that the ejected regular charged polarity toner RST passes through the exposure portion. The exposure trouble at the time can be completely avoided. Further, since the normally charged polarity toner RST discharged after being temporarily collected by the brush roll cleaning means 6 is uniformly dispersed, it is unlikely to cause an exposure failure. Therefore, as shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b) described above. In addition, the regular charged polarity toner RST may be discharged to the image portion.
[0249]
Further, not only in the inter-image unit, but a similar cycle may be inserted when the power is turned on or when the job starts / ends.
[0250]
Next, a method for collecting the normally charged polarity toner RST discharged onto the
[0251]
The normally charged polarity toner RST discharged to the inter image portion on the
[0252]
As described above, according to the seventh embodiment, while avoiding the problems related to the accumulation of collected toner in the brush and the brush roll, the transfer residual toner (particularly the reverse) that could not be collected by only the developing device. (Polar toner) can be reliably collected, and image defects due to the passage of transfer residual toner can be effectively avoided. In addition, since the normal charging polarity toner RST is discharged onto the
[0253]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably collect the transfer residual toner having the reverse polarity, and to form a good image over a long period of time without generating positive ghost, negative ghost, and fog. Image forming apparatus can be provided.
[0254]
In addition, according to the present invention, it is possible to avoid problems associated with accumulation of collected toner in a uniformizing means such as a brush or a brush roll, and to effectively prevent image defects caused by passing of transfer residual toner (particularly reverse polarity toner). Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can be avoided.
[0255]
further,Claim 3According to the invention described in the above, it is possible to avoid the problem related to the accumulation of the collected toner in the brush and the brush roll without reducing the productivity of the image forming apparatus, and to prevent the image defect due to the passage of the transfer residual toner (particularly the reverse polarity toner). It is possible to realize an image forming apparatus that can effectively avoid the above and suppress defects on the image over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a potential explanatory diagram showing an operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operation of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the image forming apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram showing a main part of an image forming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Photosensitive drum (latent image carrier), 5: transfer means, 51: transfer roll, 52: cleaner, 6: brush roll cleaning means, 61: brush roll, 62: casing, 8: recording paper (recording medium) 14: Voltage application means for the cleaning member.
Claims (4)
前記潜像坦持体に接触し、前記非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようバイアス電圧を印加した後、画像作成領域と同様な向きの電界が作用するようにバイアス電圧を切り替える帯電手段と、
前記潜像担持体に接触するブラシロール清掃手段とを有し、
当該ブラシロール清掃手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧と前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにしたバイアス電圧とを印加するとともに、
前記転写手段には、画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き離す電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、非画像形成領域で前記トナー像の帯電極性と逆極性に帯電したトナーを引き付ける電界が作用するようにバイアス電圧を印加し、
前記非画像形成領域でブラシロール清掃手段の印加バイアスが切り替わった潜像担持体上の位置が帯電手段に達するまで、帯電手段のバイアスを切り替えないことを特徴とする画像形成装置。A toner image is formed on the latent image carrier by a developing means to which a predetermined developing bias voltage is applied, and the toner image formed on the latent image carrier is disposed so as to contact the latent image carrier. In an image forming apparatus for forming an image on the recording medium by transferring the image onto the recording medium after transferring the image on the recording medium.
A bias voltage is applied so that an electric field that contacts the latent image carrier and separates the toner charged to a polarity opposite to the charged polarity of the toner image in the non-image forming area is applied, and then the orientation similar to that in the image forming area Charging means for switching the bias voltage so that an electric field of
And a brush roll cleaning means in contact with the latent image carrier,
A bias voltage is applied to the brush roll cleaning means so that an electric field attracting toner charged to a polarity opposite to the charging polarity of the toner image acts in the image forming area, and the charging polarity of the toner image in the non-image forming area. Applying a bias voltage and a bias voltage so that an electric field attracting the toner charged in the opposite polarity to the charging polarity of the toner image acts so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity acts, and
A bias voltage is applied to the transfer means so that an electric field that separates the toner charged in the opposite polarity to the charged polarity of the toner image in the image forming area acts, and the charged polarity of the toner image is reversed in the non-image forming area. A bias voltage is applied so that an electric field that attracts the toner charged to the polarity acts ,
An image forming apparatus, wherein the bias of the charging unit is not switched until the position on the latent image carrier where the applied bias of the brush roll cleaning unit is switched in the non-image forming region reaches the charging unit .
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