JP2004205585A

JP2004205585A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004205585A
Application number: JP2002371313A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fujita; 秀樹藤田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently control scatter of toner in an image forming apparatus with a simple structure. <P>SOLUTION: A scatter toner recovery device 5 is disposed on the downstream side from a black development unit 4K in the rotation direction (direction of the arrow R1) of a photoreceptor drum 1. The scatter toner recovery device 5 includes: a scatter toner recovery member 5a fixedly disposed apart from a development container 4a; a rectifying means that rectifies a recovering bias applied to the scatter toner recovering member from a power source so that its polarity is the reverse of the polarity of the scatter toner; and a recovered-toner fall prevention member 5b disposed below the scatter toner recovery member 5a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、バイアスが印加された飛散トナー回収部材を備えた画像形成装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に、プリンタ，複写機等の従来の画像形成装置の概略構成を示す。同図に示す画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動され、表面が一次帯電装置２より一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３からのレーザビームＬで露光されることにより、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４により粉体トナーを用いてトナー像として現像する。
【０００３】
こうして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、給紙カセット８から給紙ローラ９、レジストローラ１０等によって搬送されてきた転写材Ｐ（例えば、紙，透明フィルム）に、転写装置７によって転写される。トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置１３の定着ローラ１３ａ、加圧ローラ１３ｂによって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置１４によって除去され、次の画像形成に供される。
【０００４】
近年、このような粉体トナーを使用する画像形成装置では、高画質化を目指し、トナーの粒径は、以前の１２μｍ程度から５〜６μｍへと小径化が進んでいる。
【０００５】
従来、このようなトナーを使用する画像形成装置では、転写材Ｐや転写材搬送ガイド等の画像形成装置内の汚れ（以下「機内汚れ」という。）の原因となるトナーの飛散が問題となっていた。
【０００６】
飛散トナーの発生源のうち最大のものは、現像装置４を構成する回転部材である現像スリーブ（現像剤担持部材）４ｂ上のトナーである。現像スリーブ４ｂ上のトナーは、現像スリーブ４ｂ表面に鏡映力及び磁気吸引力により吸着しているが、現像スリーブ４ｂの回転による遠心力により、現像スリーブ４ｂ表面から離脱し、飛散するのである。したがって、図１１に示すように、トナー飛散量は、画像形成装置が高速になるほど、つまり単位時間当たりの画像形成可能な枚数が増加するほど、また、図１２に示すように、トナーの帯電量が低下する高湿環境下ほど多くなる。
【０００７】
この対策として、例えば、特許文献１には、現像部よりも下流側（感光ドラムの回転方向に沿っての下流側）の現像装置の筐体に埋設された導電部材に現像ＡＣバイアスを、現像剤の保持電荷と同極性の電圧に整流する整流手段を経由して印加することが提案されている。また、この他に、現像装置４の下流側における空気圧吸引や飛散トナー回収装置としてのバイアスローラユニット５（図１０参照）が知られている。
【０００８】
図１３に示すように、バイアスローラユニット５は、矢印Ｒ５方向に回転駆動されるローラ５１にバイアスを印加することにより、飛散トナーを電気的に吸着するものである。バイアスローラ５１に吸着・回収されたトナーは、バイアスローラに５１に当接するスクレーパ５５により掻き落され、必要に応じて、さらに搬送部材５３によりバイアスローラ５１から離れた位置へ搬送される。バイアスローラ５１の回転駆動力は、回転駆動される感光ドラム１や、図１４に示すように現像スリーブ４ｂから、ギヤ群４９を経由して伝達される。
【０００９】
【特許文献１】
特公平０５−０２７８６４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１に開示されている技術によれば、図１５に示すように、飛散トナー回収部材たる導電部材５１Ａが現像装置４の現像容器（筐体）に埋設されているため、導電部材５１Ａは、表面のうちのほぼ半分（Ａ部分）しか飛散トナー付着領域として利用できない。
【００１１】
また、空気圧吸引は、ダクトが必要なためスペースの問題が生じたりファンの回転により、騒音が発生する。
【００１２】
一方、図１３，図１４に示す、回収用のバイアスローラ５１では空気圧吸引方法よりトナーの回収性能が比較的低い上に、部品点数が多いため、コストの上昇を招きやすい。
【００１３】
回収用のバイアスローラ５１では回収された飛散トナーを掻き落すためにスクレーパ５５を組合わせることが多いが、スクレ−パ５５とバイアスローラ５１との間の圧接力の反力で、スクレーパ支持部材としてのバイアスローラユニット５の底板の変形をきたすことも多かった。
【００１４】
さらに、近年においては画像形成装置のカラー化が加速している。フルカラー出力が可能な画像形成装置は、一般にブラックの現像装置の他に３つのカラーの現像装置を備える。カラーの現像装置で用いるトナーとしては、非磁性トナーと磁性キャリヤからなる二成分型が主流である。
【００１５】
このような画像形成装置においては、色ズレのないフルカラー画像を得ることを目的として、例えば図１６に示すような中間転写ベルト（中間転写体）７を用いたものが提案されている。なお、同図に示す画像形成装置において、図１０に示す画像形成装置と同じ構成、作用の部材等については同じ符合を付して重複説明は省略するものとする。
【００１６】
この画像形成装置が、前述の白黒（単色）の画像形成装置と大きく異なる点は、４色に分解した画像情報により順次各色について、一次帯電、露光、現像工程を行ってトナー像を形成し、それを中間転写体７上に重ね合わせて転写材Ｐに４色のトナー像を形成する点、及びブラック用に現像器４Ｋのほかに、イエロー，マゼンタ，シアンの各色用の３個の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃが同一の回転体４Ａに搭載されている点である。
【００１７】
上述の回転体４Ａは、３個の現像器を感光ドラム１の周囲に個別に配置した場合と異なり、３個の現像器の構成を同じにすることができ、また画像形成装置の小型化が可能となるという利点がある。
【００１８】
さらに、使用頻度の高いブラックの現像器４Ｋを大きいものとし、その位置を固定とし、かつ上述の回転体４Ａの上流に配置することで画像形成装置の小型化が可能となるが、ブラックのトナーが帯電しにくい磁性トナーである場合、ブラックトナーが、重力で落下し、帯電しやすいカラーの非磁性トナーに混入して、色の画像に影響を及ぼす可能性も増す。
【００１９】
なお、図１６中の符合６は転写前帯電器、７ｅは二次転写ローラ、７ｆは中間転写体クリーニング装置、７ｇは一次転写ローラ、Ｒ７は中間転写ベルト７の回転方向、１１，１２は搬送ガイドをそれぞれ示している。
【００２０】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、画像形成装置内のトナーの飛散を、簡単な構成でかつ効率よく抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、移動可能な表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段とを備え、前記現像手段が現像剤を収納する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を前記静電潜像に付着させて現像する現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に交番電圧を含む現像バイアスを印加する電源とを有する画像形成装置において、前記像担持体表面の移動方向に沿っての前記現像手段の下流側に配設された飛散トナー回収装置を備え、前記飛散トナー回収装置は、前記現像容器から離間して固定的に配設された飛散トナー回収部材と、前記電源から前記飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスを、飛散トナーの極性と逆極性に整流する整流手段と、前記飛散トナー回収部材の下方に配置された回収トナー落下防止部材と、を有する、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤が一成分現像剤である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記飛散トナー回収部材が、導電性の板状部材である、
ことを特徴とする。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記飛散トナー回収部材が、絶縁状態で前記現像手段に組み込まれている、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記像担持体表面と前記飛散トナー回収部材との間隙が、１．６ｍｍ以上２．１ｍｍ以下である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスの絶対値が、５００Ｖ以上２０００Ｖ以下である、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記回収トナー落下防止部材は、電気的に絶縁されている、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記飛散トナー回収部材は、板状部材でありほぼ水平に保持されている、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記現像剤担持部材は、ローラ状の部材によって形成され、周速２６５ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で回転する、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記現像手段が前記像担持体の回転方向に沿っての上流側に配置された第１の現像装置と下流側に配置された第２の現像装置とを有し、前記飛散トナー回収装置が前記第１の現像装置の下流側でかつ前記第２の現像装置の上流側に配置され、前記第２の現像装置の下流側に前記第１の現像装置によって前記像担持体上の付着されたトナーの帯電量を増加させるための後帯電装置を有し、前記第２の現像装置で使用するトナーの平均帯電量が前記第１の現像装置で使用するトナーの平均帯電量よりも大きい、ことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００３２】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、４色フルカラーの電子写真方式の画像形成装置（例えば、プリンタ、複写機）であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。同図に示す画像形成装置は、画像形成速度２７３ｍｍ／ｓｅｃ、Ａ４サイズの転写材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）へのブラック単色での連続画像出力速度６８枚／ｍｉｎである。
【００３３】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、例えば、導電性のドラム基体の表面にアモルファスシリコン感光層を設けて形成されている。感光ドラム１は、駆動前記（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速＝２７３ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００３４】
感光ドラム１表面は、帯電手段としての一次帯電装置２によって所定の極性・電位に均一に帯電される。この一次帯電装置２によって感光ドラム１表面は最高で約＋５００Ｖに帯電される。
【００３５】
帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置（露光手段）によって静電潜像が形成される。露光装置３からは例えば画像情報に基づいてレーザビームＬが感光ドラム１表面に対して照射される。これによりレーザビームＬ照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。本実施の形態では、感光ドラム１表面の静電潜像は、電位が最も低い部分で約＋１００Ｖとなる。
【００３６】
この静電潜像は、現像装置（現像手段）４によって現像される。現像装置４は、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿っての上流側に固定的に配置されたブラックの現像器４Ｋと、その下流側に配置された回転体４Ａに搭載された３個のカラーの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃとによって構成されている。
【００３７】
図２に、ブラックの現像器４Ｋの縦断面図を示す。なお、現像剤やトナーや現像器についてのカラーとは、ブラック以外の色をいうものとする。同図に示すように、ブラックの現像器４Ｋは、ブラック現像剤（磁性一成分現像剤）を収容する樹脂性の現像容器４ａ、感光ドラム１表面に対して所定の間隙Ｇ１（＝０．２３ｍｍ）を介して対向配置された現像スリーブ（現像剤担持部材）４ｂを有している。現像スリーブ４ｂは、表面にトナーを担持した状態で矢印Ｒ４方向に回転する。現像スリーブ４ｂの内側には固定的にマグネットローラ４ｃが配設されている。さらに現像器４Ｋは、現像スリーブ４ｂ上のトナー層厚を規制するドクターブレード４ｄを有している。現像スリーブ４ｂ表面とドクターブレード４ｄの先端との間には間隙Ｇ２が確保されている。ドクターブレード４ｄはこの間隙Ｇ２によって現像スリーブ４ｂ上のトナーの層厚を規制する。
【００３８】
上述の回転体４Ａは、軸４Ｂ中心に矢印Ｒ４方向に回転する直径１４０ｍｍの回転体であり、３個の同一形状のカラーの現像器、すなわちイエロ，マゼンタ，シアンの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃを搭載している。回転体４Ａには、さらに、上述の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにそれぞれトナーを補給するトナーカートリッジ４Ｙ’，４Ｍ’，４Ｃ’が搭載されている。これら３個の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃのうちの、感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される色の現像器が、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向の回転によって感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置される。
【００３９】
図３にイエローの現像器４Ｙの縦断面を示す。同図に示すように、現像器４Ｙは、現像容器４ｇ、矢印Ｒ４方向に回転する現像スリーブ４ｈ、現像スリーブ４ｈ内に固定的に配置されたマグネットローラ４ｉ、現像スリーブ４ｈ上の現像剤（非磁性二成分現像剤）の層厚を規制するドクターブレード４ｊ等を有している。現像スリーブ４ｈとドクターブレード４ｊとの間には間隙Ｇ４が設けられている。なお、他の２個のカラーの現像器４Ｍ、４Ｃも、上述の現像器４Ｙと同じ構成及び作用なので、これらについての説明は省略する。
【００４０】
例えばイエローの現像時には、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向の回転によってイエローの現像器４Ｙが感光ドラム１表面に対向する現像位置に配置される。このとき現像器４Ｙの現像スリーブ４ｈは、感光ドラム１の表面に対して所定の間隙Ｇ３（＝０．４２ｍｍ）をもって対向するように配置される。
【００４１】
上述のブラックの現像器４Ｋの現像スリーブ４ｂは、直径２４．５ｍｍで、アルミ合金に樹脂製のコーティングを施されており、周速３５５ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ４方向に回転する。さらに、磁性金属製のドクターブレード４ｄと非接触に保持されており、その間隙はＧ２＝０．２４ｍｍである。現像スリーブ４ｂの内側には、上述のように、固定されたマグネットローラ４ｃが配設されている。このマグネットローラ４ｃは、永久磁石であり、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された計６極の磁極を有している。また、現像スリーブ４ｂは、電源４ｅから供給される現像バイアスが印加される。
【００４２】
３個のカラーの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの現像スリーブ４ｈは、いずれも直径２０ｍｍで、ステンレス合金に非定形アルミナ粒子の吹き付けによる粗面化処理が施されており、周速４６４ｍｍ／ｓｅｃで矢印Ｒ４方向に回転する。さらに、非磁性金属製のドクターブレード４ｊと非接触に保持されており、その間隙はＧ４（＝０．３２ｍｍ）に保たれている。現像スリーブ４ｈに内側に固定的に配置されたマグネットローラ４ｉは、周方向に５極の磁極を有している。
【００４３】
上述の４色のトナーのうち、ブラックは、磁性トナーのみから構成される一成分型で、他の３色は、非磁性トナーと磁性キャリヤから構成される二成分型である。
【００４４】
ブラックのトナーは、現像器４Ｋとは独立したトナー補給容器（不図示）から供給されるようになっている。また他の色のトナーは、前述のトナーカートリッジ４Ｙ’，４Ｍ’、４Ｃ’から供給されるようになっている。
【００４５】
ブラックトナーは、初期重量平均粒径が７．５μｍの一成分トナーであり、磁性かつ絶縁性を有する。トナーの重量平均粒径は種々の方法によって測定することができる。
【００４６】
ブラックトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−Ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ケイ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインディーン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。
【００４７】
本実施の形態で使用するブラックトナーは、上述の結着樹脂中に、ブラック色を呈する着色剤を混合して形成する。着色剤としては、磁性粉、顔料、染料などが使用できる。磁性粉としては、例えば、表面酸化、又は未酸化の鉄、ニッケル、銅、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金、又は、酸化物及び、フェライトが使用できる。顔料としては、カーボンブラックなどが使用できる。
【００４８】
また、これらの成分以外に、流動化剤として例えば酸化ケイ素、研磨剤としてチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム等、荷電制御剤等を適宜添加できる。
【００４９】
現像スリーブ４ｂ上でのブラックのトナー平均帯電量は−５〜−１０μＣ／ｇ、平均塗布量は、１．０〜１．２ｍｇ／ｃｍ^２である。
【００５０】
カラーのトナーについても、ブラックトナーとほぼ同じことがいえるが、無色又は淡色の荷電制御剤を使用することが好ましく、イエロートナーの着色剤としては、ハンザイエロー、パーマネントイエロー、ベンジジンイエロー等、またマゼンタトナーの着色剤としては、パーマネントレッド、レーキレッド、ローダミンレーキ等、そしてシアントナーの着色剤としては、フタロシアニンブルー、ピーコックブルー等を使用することができる。
【００５１】
キャリヤは、キャリヤコア粒子及び該キャリヤコア粒子を被覆する樹脂で形成されており、５×１０^４Ｖ／ｍの電界強度において１０^１２Ω・ｃｍ以上の抵抗を有し、数平均粒径が１０〜６０μｍの範囲であることが好適である。
【００５２】
キャリヤコア粒子としては、実質的に磁性フェライトのように磁性体のみからなる磁性体コア粒子の場合と、多数の磁性微粒子が樹脂中に分散されている磁性体分散型樹脂コア粒子の場合とに分けられるが、前者のみに触れる。
【００５３】
磁性体コア粒子の場合、コア粒子を形成している磁性体として、鉄、ニッケル、コバルトのような磁性金属及びそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類；ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライト等のソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライトのような鉄系酸化物、及びそれらの混合物を挙げることができる。
【００５４】
磁性体コア粒子の比抵抗としては、所望の磁気特性を満足するものであれば使用することができ、１０^５〜１０^１０Ω・ｃｍ（より好ましくは、１０^５〜１０^９Ω・ｃｍ）の比抵抗を有するフェライト粒子又はマグネタイト粒子が好適に使用される。
【００５５】
被覆樹脂としては、樹脂の比抵抗が温度２３℃，湿度５０％ＲＨの条件で１０^１０Ω・ｃｍ以上の絶縁性樹脂が好適である。具体的には、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリアミン、ポリアルキレンオキシド、ポリエステル、ポリアルキレンサルファイド、ポリフォスファゼン及びそれらの誘導体；ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェンビニレンのような電子伝導性の高分子を、好適な結着樹脂中に分散させたものを挙げることができる。
【００５６】
結着樹脂としては、後述の比抵抗１０^１３Ω・ｃｍ以上の被覆樹脂を使用することが可能である。
【００５７】
熱硬化性の中抵抗樹脂としては、上述の導電性構造単位を有する化合物を原料とするウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。
【００５８】
上述したこれらの樹脂は、単独でも使用することができるが、それぞれを混合して使用してもよい。熱可塑性樹脂に硬化剤を混合し硬化させて使用してもよい。
【００５９】
結着樹脂中に導電性微粉末を分散させた組成物を使用して中抵抗樹脂組成物を形成し、それを被覆樹脂として使用することもできる。導電性微粉末としては、アルミニウム、銅、ニッケル、銀のような金属粉体、鱗片状金属粉体及び金属短繊維；それらの金属の合金あるいは混合物の粉体；酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズのような導電性金属酸化物；高分子電解質のような高分子導電剤；カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイト粉体又はこれらの導電性物質で表面を被覆した導電性粉体等が挙げられる。
【００６０】
比抵抗１０^１３Ω・ｃｍ以上の絶縁性樹脂としては熱可塑性の樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても使用することができる。具体的には、熱可塑性の樹脂としてはポリスチレンのようなスチレン系樹脂；ポリメチルメタクリレート及びスチレン−アクリル酸共重合体のようなアクリル系樹脂；スチレン−ブタジエン共重合体；エチレン−酢酸ビニル共重合体；塩化ビニル樹脂；酢酸ビニル樹脂；ポリ弗化ビニリデン樹脂；フルオロカーボン樹脂；パーフロロカーボン樹脂；溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂；ポリビニルアルコール；ポリビニルアセタール；ポリビニルピロリドン；石油樹脂；セルロース，酢酸セルロース，硝酸セルロース，メチルセルロース，ヒドロキシメチルセルロース，ヒドロキシエチルセルロース，ヒドロキシプロピルセルロースのようなセルロース誘導体；ノボラック樹脂；低分子量ポリエチレン；飽和アルキルポリエステル樹脂；ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリアリレートのような芳香族ポリエステル樹脂；ポリアミド樹脂；ポリアセタール樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリエーテルケトン樹脂を挙げることができる。
【００６１】
硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂；変性フェノール樹脂；マレイン樹脂；アルキド樹脂；エポキシ樹脂；アクリル樹脂；無水マレイン酸−テレフタル酸−多価アルコールの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル樹脂；尿素樹脂；メラミン樹脂；尿素−メラミン樹脂；キシレン樹脂；トルエン樹脂；グアナミン樹脂；メラミン−グアナミン樹脂；アセトグアナミン樹脂；グリプタール樹脂；フラン樹脂；シリコーン樹脂；ポリイミド；ポリアミドイミド樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。
【００６２】
上述した樹脂は、単独でも使用することができるがそれぞれを混合して使用してもよい。熱可塑性樹脂に硬化剤等を混合し硬化させて使用することもできる。
【００６３】
各現像スリーブ４ｈ上でのトナー平均帯電量は−２５〜−３５μＣ／ｇ、平均塗布量は、１．０〜１．２ｍｇ／ｃｍ^２である。
【００６４】
フルカラー画像の場合は、上述の最大４色のトナー像を順次に感光ドラム１上に形成し、これらトナー像を一次転写ローラ７ｇによって順次に中間転写ベルト７上に一次転写して、４色のトナー像を中間転写ベルト７上で重ね合わせる。その後、これら４色のトナー像を二次転写ローラ７ｅによって一括で転写材Ｐ上に二次転写する。上述の中間転写ベルト７は、弾性材料を無端状に形成したものであり、４個のローラ、すなわち駆動ローラ７ａ、従動ローラ７ｂ，７ｄ、二次転写対向ローラ７ｃに掛け渡されている。
【００６５】
上述の転写材Ｐは、給紙カセット８に収納されていたものが、給紙カセット９、レジストローラ１０により搬送ガイド１１に沿って、中間転写ベルト７と二次転写ローラ７ｅとの間の二次転写部（二次転写ニップ部）に供給されるものである。
【００６６】
トナー像が転写された転写材Ｐは、搬送ガイド１２に沿って定着装置１３へ搬送され、ここで定着ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂによって加熱・加圧されて表面に４色のトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、画像形成装置本体外部に排出される。これにより４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００６７】
なお、トナー像の一次転写後に感光ドラム１表面に残ったトナー（一次転写残トナー）は、クリーニング装置１４によって除去され、またトナー像の二次転写後に中間転写ベルト７上に残ったトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング装置７ｆによって除去されるようになっている。
【００６８】
上述の画像形成装置において、帯電量が低めのブラックトナー像については、回転体４の下流（感光ドラムの移動方向でみた位置関係をいう）に配設された転写前帯電器（後帯電装置）６により、トナー帯電量を増加させられることにより、転写効率が増加する。
【００６９】
本実施の形態では、ブラックの現像器４Ｙの直ぐ下流近傍に飛散トナー回収装置５が配設されている。飛散トナー回収装置５は、図５に示すように、飛散トナー回収部材５ａ、回収トナー落下防止部材５ｂ等を有している。なお、同図中の符合４ａは、ブラックの現像器４Ｋの現像容器４ａの一部を示している。
【００７０】
図４に示すように、飛散トナー回収部材５ａは、幅６ｍｍ、厚さ１ｍｍ、長さ３８２ｍｍの略長方形状を呈するＳＰＣＣ製の板状部材であり、平均電圧−１０００Ｖの回収バイアスが印加される。この回収バイアスは、現像スリーブ４ｂに現像バイアスを印加する電源（現像バイアス印加電源）と共通の電源４ｅによって印加され、さらに整流装置（整流手段）４ｆを経由して（介して）印加する。飛散トナー回収部材５ａは、樹脂製の現像容器４ａの下部に配設されている。飛散トナー回収部材５ａの長手方向の両端部のうちの一方の端部５ｄは、樹脂製の現像容器４ａの下部に位置し、また他方の端部５ｅは、ギヤ群４９（図１４参照）を保持する側板（不図示）に絶縁樹脂製の部材（不図示）を介して取り付けられている。つまり、飛散トナー回収部材５ａは、絶縁状態で保持されている。
【００７１】
図５に示す回収トナー落下防止部材５ｂは、展開すると略長方形状を呈するＳＵＳ３０４製の部材であり、現像容器４ａの下部に取り付いており、その感光ドラム１側の部分は、飛散トナー回収部材５ａから落下したトナーが、さらにその下方の回転体４Ａに落下することを防止するように折曲されている。
【００７２】
飛散トナー回収部材５ａは、その最も広い面５ｐが略水平になるように配設され、このとき、現像容器４ａ及び回収トナー落下防止部材５ｂとの最短の間隙Ｇｐ１及びＧｐ２は、ともに２ｍｍ、感光ドラムとの間隙Ｇｐ３は１．８６ｍｍである。
【００７３】
前述の間隙Ｇｐ１，Ｇｐ２を維持するために、飛散トナー回収部材５ａは、その長手方向の中央において、絶縁樹脂製の間隙保持部材５ｃによって支持されている。
【００７４】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態１として示す。なお図１７と図１８は、一連の表をスペースの関係で便宜的に２分割したものであり、図１７は各部材の仕様や条件を、また図１８はそれに対応した性能を示している。
【００７５】
図１７及び図１８によれば、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００７６】
＜実施の形態２＞
実施の形態２について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態２において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置がブラック画像のみ出力可能な点である。したがって、現像器はブラック用のものが１個で、中間転写ベルトも有しない。
【００７７】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態２として示す。
【００７８】
図１７及び図１８によれば、フルカラー画像出力ができない点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００７９】
＜実施の形態３＞
実施の形態３について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態３において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置のブラックの現像器の現像剤担持部材の外周が、２５０ｍｍ／ｓｅｃで移動する点である。同時に、画像形成速度は１７０ｍｍ／ｓｅｃ、Ａ４サイズの転写材への連続ブラック画像出力速度４０枚／ｍｉｎである。
【００８０】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態３として示す。
【００８１】
図１７及び図１８によれば、出力速度が低い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００８２】
＜実施の形態４＞
実施の形態４について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図６に示す本実施の形態４において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収部材５ａがほぼＶ字形状を呈し、かつほぼ垂直に保持されている点である。このとき、間隙Ｇｐ１，Ｇｐ２はともに０．５ｍｍ、Ｇｐ３は１．８６ｍｍである。
【００８３】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態４として示す。
【００８４】
図１７及び図１８によれば、トナーのぼた落ちがやや悪い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００８５】
＜実施の形態５＞
実施の形態５について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態５において、発明の実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の回収トナー落下防止部材が電気的に絶縁されておらず、飛散トナー回収部材と同電位である点である。
【００８６】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態５として示す。
【００８７】
図１７及び図１８によれば、トナーのぼた落ちがやや悪い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００８８】
＜実施の形態６＞
実施の形態６について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態６において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収部材が非磁性のＳＵＳ３０４製である点である。よって、磁気力による飛散トナー等の付着がやや少ない。
【００８９】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態６として示す。
【００９０】
図１７及び図１８によれば、飛散トナーの回収効率がやや低い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００９１】
＜実施の形態７＞
実施の形態７について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態７において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置のブラックの現像器の現像剤が二成分現像剤である点である。
【００９２】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態７として示す。
【００９３】
図１７及び図１８によれば、画像形成装置の維持コストがやや高くなる点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００９４】
＜実施の形態８＞
実施の形態８について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態８において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスの平均電圧が−３０００Ｖである点である。
【００９５】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態８として示す。
【００９６】
図１７及び図１８によれば、飛散トナー回収部材と現像剤担持部材端部の導電性シール部材４ｋ（図７参照））との間でのバイアスリークの危険性が高い点等を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【００９７】
＜実施の形態９＞
実施の形態９について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態９において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収部材と感光ドラムとの間隙Ｇｐ３が２．２ｍｍである点である。
【００９８】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態９として示す。
【００９９】
図１７及び図１８によれば、飛散トナーの回収効率がやや低い点等を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【０１００】
＜実施の形態１０＞
実施の形態１１について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態１０において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収部材と感光ドラムとの間隙Ｇｐ３が１．５ｍｍである点である。
【０１０１】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態１０として示す。
【０１０２】
図１７及び図１８によれば、感光ドラムの回転により発生する空気流れによる飛散トナー回収部材の振動によりトナーのボタ落ちがやや多い点等を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【０１０３】
＜実施の形態１１＞
実施の形態１１について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態１１において、実施の形態１と大きく異なる点は、図８に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収装置５が、現像装置４とは独立して配設されている点である。
【０１０４】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態１１として示す。
【０１０５】
図１７及び図１８によれば、装置コストがやや上昇し、大型化する点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【０１０６】
＜実施の形態１２＞
実施の形態１２について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態１２において、実施の形態１と大きく異なる点は、図９に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収装置の飛散トナー回収部材５１が、直径６ｍｍのローラ状の固定部材である点である。
【０１０７】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態１２として示す。
【０１０８】
図１７及び図１８によれば、装置のコストがやや高い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【０１０９】
＜実施の形態１３＞
実施の形態１３について説明するが、上述の実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。本実施の形態１３において、実施の形態１と大きく異なる点は、本実施の形態に係る画像形成装置の飛散トナー回収装置の飛散トナー回収部材が、導電性のフッ素樹脂製である点である。
【０１１０】
本実施の形態に係る画像形成装置で、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境で、画像部比率が６％の画像をＡ４サイズの転写材に形成することを２５万回反復した後の出力画像及び画像形成装置内部のトナー汚れ等の性能を、図１７及び図１８に実施の形態１３として示す。
【０１１１】
図１７及び図１８によれば、装置のコストがやや高い点を除き、本実施の形態に係る画像形成装置の優位性が理解されよう。
【０１１２】
上述の実施の形態１〜１３と比較するために、図１７，図１８に従来例１〜５を示す。
【０１１３】
従来例１，２のものは、飛散トナー回収部材が固定されていないために、飛散トナー回収装置の製造コストが高くなる。従来例３のものは、回収トナー回収部材の電気的絶縁がないために、ブラックトナーのぼた落ち箇所が極端に多くなってしまう。従来例４のものは、飛散トナー回収部材が現像容器から離間されていないために、回収バイアスのリークが発生してしまう。そして、従来例５のものは、飛散トナー回収部材に回収バイアスを印加するための専用のバイアス電源を設けているために、高圧電源製造コストが高くなってしまう。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、像担持体表面の移動方向に沿っての前記現像手段の下流側に配設された飛散トナー回収装置を備え、飛散トナー回収装置が前記現像容器から離間して固定的に配設された飛散トナー回収部材と、電源から前記飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスを飛散トナーの極性と逆極性に整流する整流手段と、前記飛散トナー回収部材の下方に配置された回収トナー落下防止部材とを有することにより、トナー飛散を、安価にかつ効率的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１におけるブラックの現像器の構成を示す拡大縦断面図である。
【図３】実施の形態１におけるイエローの現像器の構成を示す拡大縦断面図である。
【図４】実施の形態１の飛散トナー回収部材の構成を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１の飛散トナー回収装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】実施の形態４の飛散トナー回収装置の構成を示す縦断面図である。
【図７】実施の形態８の飛散トナー回収装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】実施の形態１１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図９】実施の形態１２の飛散トナー回収部材の構成を示す斜視図である。
【図１０】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１１】画像形成装置における出力速度とトナーの飛散量との関係を示す図である。
【図１２】画像形成装置における湿度とトナーの飛散量との関係を示す図である。
【図１３】従来の飛散トナー回収装置としてのバイアスローラユニットの構成を示す縦断面図である。
【図１４】従来の飛散トナー回収部材としてのバイアスローラの駆動を説明する図である。
【図１５】従来の飛散トナー回収装置の断面を示す図である。
【図１６】従来のカラーの画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図１７】飛散トナー回収部材の構成や条件を種々に変更した例を示す図である。
【図１８】飛散トナー回収部材の構成や条件を種々に変更したときの、飛散トナー回収部材の性能を説明する図である。
【符号の説明】
１像担持体（感光ドラム）
４現像手段（現像装置）
４ａ，４ｇ現像容器
４ｂ，４ｈ現像剤担持部材（現像スリーブ）
４ｅ電源
４ｆ整流手段（整流装置）
４Ｋ第１の現像装置（ブラックの現像器）
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ
第２の現像装置（カラーの現像器）
５飛散トナー回収装置
５ａ飛散トナー回収部材
５ｂ回収トナー落下防止部材
６後帯電装置（転写前帯電器）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, and more particularly, to an image forming apparatus including a scattered toner collecting member to which a bias is applied.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows a schematic configuration of a conventional image forming apparatus such as a printer and a copying machine. The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a photosensitive drum 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow R1 by a driving unit (not shown), and the surface is uniformly charged by the primary charging device 2. The charged surface of the photosensitive drum 1 is exposed to the laser beam L from the exposure device 3 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed by the developing device 4 as a toner image using powder toner.
[0003]
The toner image thus formed on the photosensitive drum 1 is transferred by a transfer device 7 to a transfer material P (for example, paper, transparent film) conveyed from a paper feed cassette 8 by a paper feed roller 9, a registration roller 10, and the like. Is done. The transfer material P after the transfer of the toner image is heated and pressed by the fixing roller 13a and the pressure roller 13b of the fixing device 13, so that the toner image is fixed on the surface. On the other hand, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image (residual toner) is removed by the cleaning device 14 and is used for the next image formation.
[0004]
In recent years, in an image forming apparatus using such a powder toner, the particle diameter of the toner has been reduced from about 12 μm to 5 to 6 μm in order to improve image quality.
[0005]
Conventionally, in an image forming apparatus using such a toner, scattering of toner causing contamination (hereinafter referred to as “in-machine contamination”) in the image forming apparatus such as the transfer material P and the transfer material transport guide has been a problem. I was
[0006]
The largest source of the scattered toner is the toner on the developing sleeve (developer carrying member) 4b which is a rotating member constituting the developing device 4. Although the toner on the developing sleeve 4b is adsorbed on the surface of the developing sleeve 4b by a mirror force and a magnetic attraction force, the toner is separated from the surface of the developing sleeve 4b and scattered by the centrifugal force due to the rotation of the developing sleeve 4b. Therefore, as shown in FIG. 11, the amount of toner scattered increases as the speed of the image forming apparatus increases, that is, as the number of images that can be formed per unit time increases, and as shown in FIG. In a high humidity environment where the temperature decreases.
[0007]
As a countermeasure against this, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, the developing AC bias is applied to the conductive member embedded in the housing of the developing device on the downstream side (downstream along the rotation direction of the photosensitive drum) from the developing unit. It has been proposed to apply the voltage via a rectifier that rectifies the voltage to the same polarity as the retained charge of the agent. In addition, a bias roller unit 5 (see FIG. 10) as an air pressure suction device and a scattered toner collecting device on the downstream side of the developing device 4 is known.
[0008]
As shown in FIG. 13, the bias roller unit 5 electrically attracts scattered toner by applying a bias to a roller 51 that is driven to rotate in the direction of arrow R5. The toner adsorbed and collected on the bias roller 51 is scraped off by a scraper 55 that comes into contact with the bias roller 51, and is further transported to a position separated from the bias roller 51 by a transport member 53 as necessary. The rotational driving force of the bias roller 51 is transmitted from the photosensitive drum 1 that is rotationally driven, or from the developing sleeve 4b as shown in FIG.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 05-027864
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
According to the technique disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 15, the conductive member 51A, which is a scattered toner collecting member, is buried in the developing container (housing) of the developing device 4, so that the conductive member 51A can use only about half (A part) of the surface as a scattering toner adhesion area.
[0011]
In addition, air pressure suction generates noise due to a space problem due to the necessity of a duct and rotation of the fan.
[0012]
On the other hand, the collecting bias roller 51 shown in FIGS. 13 and 14 has relatively low toner collecting performance as compared with the pneumatic suction method and has a large number of parts, so that the cost is likely to increase.
[0013]
The collecting bias roller 51 is often combined with a scraper 55 in order to scrape the collected scattered toner. However, the scraper 55 is used as a scraper supporting member due to the reaction force of the pressing force between the scraper 55 and the bias roller 51. Often, the bottom plate of the bias roller unit 5 is deformed.
[0014]
Further, in recent years, colorization of image forming apparatuses has been accelerated. An image forming apparatus capable of full color output generally includes three color developing devices in addition to a black developing device. As a toner used in a color developing device, a two-component type comprising a non-magnetic toner and a magnetic carrier is mainly used.
[0015]
As such an image forming apparatus, for the purpose of obtaining a full-color image without color shift, for example, an apparatus using an intermediate transfer belt (intermediate transfer body) 7 as shown in FIG. 16 has been proposed. In the image forming apparatus shown in the figure, the same components and components as those of the image forming apparatus shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0016]
This image forming apparatus is greatly different from the above-described monochrome (single color) image forming apparatus in that a primary charge, exposure and development process are sequentially performed for each color based on image information separated into four colors to form a toner image. This is superimposed on the intermediate transfer member 7 to form a four-color toner image on the transfer material P. In addition to the developing device 4K for black, three developing devices for yellow, magenta, and cyan are provided. 4Y, 4M, and 4C are mounted on the same rotating body 4A.
[0017]
Unlike the case where three developing units are individually arranged around the photosensitive drum 1, the rotating body 4A described above can have the same configuration of the three developing units, and can reduce the size of the image forming apparatus. There is an advantage that it becomes possible.
[0018]
Further, the size of the image forming apparatus can be reduced by increasing the size of the frequently used black developing device 4K, fixing the position thereof, and arranging the developing device 4K upstream of the rotating body 4A. If is a magnetic toner that is difficult to be charged, the possibility that the black toner falls due to gravity and mixes with the non-magnetic toner of the easily-charged color increases the possibility of affecting the color image.
[0019]
In FIG. 16, reference numeral 6 denotes a pre-transfer charger, 7e denotes a secondary transfer roller, 7f denotes an intermediate transfer body cleaning device, 7g denotes a primary transfer roller, R7 denotes a rotation direction of the intermediate transfer belt 7, and 11 and 12 denote conveyance. Each guide is shown.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an image forming apparatus capable of efficiently suppressing toner scattering in an image forming apparatus with a simple configuration. is there.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on a movable surface, and a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner, wherein the developing unit stores a developer. An image, comprising: a developing container for developing, a developer carrying member for attaching a developer in the developing container to the electrostatic latent image for development, and a power supply for applying a developing bias including an alternating voltage to the developer carrying member. A scattered toner collecting device disposed downstream of the developing unit along a moving direction of the surface of the image carrier, wherein the scattered toner collecting device is fixedly separated from the developing container. A scattered toner collecting member, a rectifying unit for rectifying a collecting bias applied to the scattered toner collecting member from the power supply to a polarity opposite to the polarity of the scattered toner, and a rectifying unit disposed below the scattered toner collecting member. Recovered Tona It has a drop prevention member, characterized in that.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the developer is a one-component developer.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the scattered toner collecting member is a conductive plate member.
It is characterized by the following.
[0024]
The invention according to a fourth aspect is the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the scattered toner collecting member is incorporated in the developing unit in an insulated state. .
[0025]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a gap between the surface of the image carrier and the scattered toner collecting member is 1.6 mm or more and 2.1 mm or less. It is characterized by the following.
[0026]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, an absolute value of a collection bias applied to the scattered toner collection member is 500 V or more and 2000 V or less. It is characterized by.
[0027]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the collected toner fall prevention member is electrically insulated.
[0028]
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the scattered toner collecting member is a plate-shaped member and is held substantially horizontally. I do.
[0029]
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the developer carrying member is formed by a roller-shaped member and has a peripheral speed of 265 mm / sec or more. Rotating.
[0030]
A tenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the developing unit is arranged on an upstream side along a rotation direction of the image carrier. A developing device and a second developing device arranged on the downstream side, wherein the scattered toner collecting device is arranged on the downstream side of the first developing device and on the upstream side of the second developing device, A post-charging device is provided downstream of the second developing device for increasing the charge amount of the toner adhered on the image carrier by the first developing device, and is used in the second developing device. The average charge amount of the toner is larger than the average charge amount of the toner used in the first developing device.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the components denoted by the same reference numerals have the same configuration or operation, and a repeated description thereof will be omitted as appropriate.
[0032]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to Embodiment 1 as an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a four-color full-color electrophotographic image forming apparatus (for example, a printer or a copying machine), and FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration thereof. The image forming apparatus shown in the figure has an image forming speed of 273 mm / sec, and a continuous image output speed of 68 sheets / min in a single black color on an A4 size transfer material P (for example, paper or transparent film).
[0033]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a drum type photosensitive drum 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is formed, for example, by providing an amorphous silicon photosensitive layer on the surface of a conductive drum base. The photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined process speed (peripheral speed = 273 mm / sec) in the direction of arrow R1 by the drive (not shown).
[0034]
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a primary charging device 2 as charging means. The primary charging device 2 charges the surface of the photosensitive drum 1 to a maximum of about + 500V.
[0035]
An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged photosensitive drum 1 by an exposure device (exposure means). The exposure device 3 irradiates the surface of the photosensitive drum 1 with a laser beam L based on, for example, image information. As a result, the charge in the portion irradiated with the laser beam L is removed, and an electrostatic latent image is formed. In this embodiment, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 has a potential of about +100 V at the lowest potential.
[0036]
This electrostatic latent image is developed by a developing device (developing means) 4. The developing device 4 is mounted on a black developing device 4K fixedly arranged on the upstream side along the rotation direction of the photosensitive drum 1 (the direction of the arrow R1) and a rotating body 4A arranged on the downstream side. It comprises three color developing units 4Y, 4M and 4C.
[0037]
FIG. 2 shows a vertical sectional view of the black developing device 4K. The colors of the developer, the toner, and the developing device are colors other than black. As shown in the figure, a black developing device 4K has a predetermined gap G1 (= 0.23 mm) with respect to the surface of the photosensitive drum 1 and a resin developing container 4a containing a black developer (magnetic one-component developer). ) And a developing sleeve (developer carrying member) 4b opposed to the developing sleeve. The developing sleeve 4b rotates in the direction of arrow R4 with the toner carried on the surface. A magnet roller 4c is fixedly provided inside the developing sleeve 4b. Further, the developing device 4K has a doctor blade 4d for regulating the thickness of the toner layer on the developing sleeve 4b. A gap G2 is provided between the surface of the developing sleeve 4b and the tip of the doctor blade 4d. The doctor blade 4d regulates the layer thickness of the toner on the developing sleeve 4b by the gap G2.
[0038]
The above-mentioned rotating body 4A is a rotating body having a diameter of 140 mm that rotates in the direction of arrow R4 about the axis 4B, and has three color developing units of the same shape, that is, yellow, magenta, and cyan developing units 4Y, 4M, and 4C. It is equipped with. The rotating body 4A is further provided with toner cartridges 4Y ', 4M', and 4C 'for supplying toner to the developing units 4Y, 4M, and 4C, respectively. Of these three developing devices 4Y, 4M, and 4C, the developing device of the color used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is rotated by the rotating body 4A in the direction of the arrow R4. Is located at the developing position opposite to the developing position.
[0039]
FIG. 3 shows a vertical cross section of the yellow developing unit 4Y. As shown in the figure, the developing device 4Y includes a developing container 4g, a developing sleeve 4h rotating in the direction of arrow R4, a magnet roller 4i fixedly arranged in the developing sleeve 4h, and a developer (non- It has a doctor blade 4j and the like for regulating the layer thickness of the magnetic two-component developer). A gap G4 is provided between the developing sleeve 4h and the doctor blade 4j. The other two color developing units 4M and 4C have the same configuration and operation as those of the above-described developing unit 4Y, and a description thereof will be omitted.
[0040]
For example, at the time of yellow development, the yellow developing device 4Y is arranged at a development position facing the surface of the photosensitive drum 1 by rotation of the rotating body 4A in the direction of arrow R4. At this time, the developing sleeve 4h of the developing device 4Y is disposed so as to face the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined gap G3 (= 0.42 mm).
[0041]
The developing sleeve 4b of the above-described black developing device 4K has a diameter of 24.5 mm, is coated with a resin made of an aluminum alloy, and rotates in the direction of arrow R4 at a peripheral speed of 355 mm / sec. Furthermore, it is held in non-contact with the doctor blade 4d made of magnetic metal, and the gap is G2 = 0.24 mm. As described above, the fixed magnet roller 4c is provided inside the developing sleeve 4b. The magnet roller 4c is a permanent magnet, and has a total of six magnetic poles in which N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. A developing bias supplied from a power supply 4e is applied to the developing sleeve 4b.
[0042]
The developing sleeves 4h of the three color developing units 4Y, 4M, and 4C each have a diameter of 20 mm, and are subjected to a surface roughening treatment by spraying amorphous alloy particles on a stainless steel alloy, and at a peripheral speed of 464 mm / sec. It rotates in the direction of arrow R4. Further, it is held in non-contact with the doctor blade 4j made of a non-magnetic metal, and its gap is kept at G4 (= 0.32 mm). The magnet roller 4i fixedly disposed inside the developing sleeve 4h has five magnetic poles in the circumferential direction.
[0043]
Of the four color toners described above, black is a one-component type composed of only magnetic toner, and the other three colors are two-component type composed of non-magnetic toner and magnetic carrier.
[0044]
The black toner is supplied from a toner supply container (not shown) independent of the developing device 4K. Further, toners of other colors are supplied from the above-described toner cartridges 4Y ', 4M', and 4C '.
[0045]
The black toner is a one-component toner having an initial weight average particle size of 7.5 μm, and has magnetic and insulating properties. The weight average particle size of the toner can be measured by various methods.
[0046]
Examples of the binder resin of the black toner include polystyrene, poly-P-chlorostyrene, a homopolymer of styrene such as polyvinyltoluene and a substituted product thereof, a styrene-P-chlorostyrene copolymer, a styrene-vinyltoluene copolymer, Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone Styrene copolymers such as copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers, polyvinyl chloride, phenolic resins, natural resin-modified maleic acid resins, acrylic resins , Methacrylic resin, polyvinyl acetate Le, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, polyvinyl butyral, epoxy resins, xylene resins, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone-in Dean resins, and petroleum resins.
[0047]
The black toner used in the present embodiment is formed by mixing a colorant exhibiting a black color in the binder resin described above. As the colorant, magnetic powder, pigment, dye and the like can be used. As the magnetic powder, for example, metals such as iron, nickel, copper, manganese, chromium, rare earth and the like, and their alloys, or oxides and ferrites, which are not oxidized or surface oxidized, can be used. As the pigment, carbon black or the like can be used.
[0048]
In addition to these components, a charge controlling agent such as silicon oxide as a fluidizing agent, strontium titanate, cerium oxide or the like as an abrasive may be appropriately added.
[0049]
The average charge amount of the black toner on the developing sleeve 4b is -5 to -10 C / g, and the average application amount is 1.0 to 1.2 mg / cm. ² It is.
[0050]
The same can be said for the color toner, but it is preferable to use a colorless or light-colored charge control agent. As the colorant for the yellow toner, Hansa Yellow, Permanent Yellow, Benzidine Yellow, etc. Permanent red, lake red, rhodamine lake and the like can be used as the colorant of the toner, and phthalocyanine blue, peacock blue and the like can be used as the colorant of the cyan toner.
[0051]
The carrier is formed of carrier core particles and a resin covering the carrier core particles. ⁴ 10 at an electric field strength of V / m ¹² It is preferable to have a resistance of Ω · cm or more and a number average particle diameter in a range of 10 to 60 μm.
[0052]
As the carrier core particles, there are a magnetic core particle substantially composed of only a magnetic material such as a magnetic ferrite, and a magnetic material dispersed resin core particle in which a large number of magnetic fine particles are dispersed in a resin. Divided, but touches only the former.
[0053]
In the case of magnetic material core particles, as a magnetic material forming the core particles, magnetic metals such as iron, nickel and cobalt and alloys thereof, or alloys containing rare earth elements; hematite, magnetite, manganese-zinc ferrite And soft ferrites such as nickel-zinc ferrite, manganese-magnesium ferrite, and lithium ferrite; iron-based oxides such as copper-zinc ferrite; and mixtures thereof.
[0054]
As the specific resistance of the magnetic core particles, any material that satisfies desired magnetic properties can be used. ⁵ -10 ¹⁰ Ω · cm (more preferably, 10 ⁵ -10 ⁹ Ferrite particles or magnetite particles having a specific resistance of Ω · cm) are preferably used.
[0055]
As the coating resin, the specific resistance of the resin is 10 at a temperature of 23 ° C and a humidity of 50% RH. ¹⁰ Insulating resin of Ω · cm or more is preferable. Specifically, as the thermoplastic resin, polyamide, polyamine, polyalkylene oxide, polyester, polyalkylene sulfide, polyphosphazene and derivatives thereof; polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyacetylene, polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene, Examples thereof include those in which an electron conductive polymer such as polythiophene vinylene is dispersed in a suitable binder resin.
[0056]
As the binder resin, a specific resistance 10 described later is used. ^Thirteen It is possible to use a coating resin of Ω · cm or more.
[0057]
Examples of the thermosetting medium-resistance resin include a urethane resin, an epoxy resin, a vinyl resin, an acrylic resin, a melamine resin, a silicone resin, and the like using a compound having the above-described conductive structural unit as a raw material.
[0058]
These resins described above can be used alone or in combination. A curing agent may be mixed with a thermoplastic resin and cured before use.
[0059]
A medium resistance resin composition may be formed using a composition in which conductive fine powder is dispersed in a binder resin, and the composition may be used as a coating resin. Examples of the conductive fine powder include metal powders such as aluminum, copper, nickel and silver, flaky metal powders and metal short fibers; powders of alloys or mixtures of these metals; antimony oxide, indium oxide, and tin oxide A conductive metal oxide such as a polymer electrolyte; a polymer conductive agent such as a polymer electrolyte; carbon fiber, carbon black, graphite powder, or a conductive powder whose surface is coated with such a conductive substance.
[0060]
Specific resistance 10 ^Thirteen Either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used as the insulating resin of Ω · cm or more. Specifically, as the thermoplastic resin, a styrene resin such as polystyrene; an acrylic resin such as polymethyl methacrylate and a styrene-acrylic acid copolymer; a styrene-butadiene copolymer; an ethylene-vinyl acetate copolymer Coalescence; vinyl chloride resin; vinyl acetate resin; polyvinylidene fluoride resin; fluorocarbon resin; perfluorocarbon resin; solvent-soluble perfluorocarbon resin; polyvinyl alcohol; polyvinyl acetal; polyvinyl pyrrolidone; Cellulose derivatives such as cellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose; Novolak resins; Low molecular weight polyethylene; Saturated alkyl polyester resins; Chi terephthalate, polybutylene terephthalate, aromatic polyester resins such as polyarylate, can be cited polyether ketone resin; polyamide resin; polyacetal resin; polycarbonate resins; polyether sulfone resins; polysulfone resin; polyphenylene sulfide resin.
[0061]
As the curable resin, for example, a phenol resin; a modified phenol resin; a maleic resin; an alkyd resin; an epoxy resin; an acrylic resin; an unsaturated polyester resin obtained by polycondensation of maleic anhydride-terephthalic acid-polyhydric alcohol; Melamine resin; urea-melamine resin; xylene resin; toluene resin; guanamine resin; melamine-guanamine resin; acetoguanamine resin; Can be mentioned.
[0062]
The above-mentioned resins can be used alone or in combination. A thermoplastic resin may be mixed with a curing agent or the like and cured for use.
[0063]
The average charge amount of the toner on each developing sleeve 4h is −25 to −35 μC / g, and the average coating amount is 1.0 to 1.2 mg / cm. ² It is.
[0064]
In the case of a full-color image, the above-described toner images of up to four colors are sequentially formed on the photosensitive drum 1, and these toner images are sequentially primary-transferred onto the intermediate transfer belt 7 sequentially by the primary transfer roller 7 g, thereby forming the four-color images. The toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 7. Thereafter, these four color toner images are secondarily transferred onto the transfer material P collectively by the secondary transfer roller 7e. The above-mentioned intermediate transfer belt 7 is formed by forming an elastic material into an endless shape, and is stretched over four rollers, that is, a driving roller 7a, driven rollers 7b and 7d, and a secondary transfer facing roller 7c.
[0065]
The transfer material P, which has been stored in the paper feed cassette 8, is moved between the intermediate transfer belt 7 and the secondary transfer roller 7 e by the paper feed cassette 9 and the registration roller 10 along the conveyance guide 11. It is supplied to the next transfer section (secondary transfer nip section).
[0066]
The transfer material P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 13 along the conveyance guide 12, where the transfer material P is heated and pressed by the fixing roller 13a and the pressure roller 13b, and the four color toner images are fixed on the surface. Is done. The transfer material P after the fixing of the toner image is discharged to the outside of the image forming apparatus main body. Thus, the formation of the four-color full-color image is completed.
[0067]
The toner (primary transfer residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the primary transfer of the toner image is removed by the cleaning device 14, and the toner (secondary transfer residual toner) remaining on the intermediate transfer belt 7 after the secondary transfer of the toner image. The next transfer residual toner) is removed by the intermediate transfer body cleaning device 7f.
[0068]
In the above-described image forming apparatus, for a black toner image having a low charge amount, a pre-transfer charger (post-charging device) disposed downstream of the rotating body 4 (meaning a positional relationship in the moving direction of the photosensitive drum). 6, transfer efficiency is increased by increasing the toner charge amount.
[0069]
In the present embodiment, the scattered toner collecting device 5 is disposed immediately downstream of the black developing device 4Y. As shown in FIG. 5, the scattered toner collecting device 5 has a scattered toner collecting member 5a, a collected toner fall prevention member 5b, and the like. Reference numeral 4a in the figure indicates a part of the developing container 4a of the black developing device 4K.
[0070]
As shown in FIG. 4, the scattering toner collecting member 5a is a plate-like member made of SPCC having a width of 6 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 382 mm and having a substantially rectangular shape, and a collecting bias of an average voltage of -1000 V is applied. . This recovery bias is applied by a power supply 4e common to a power supply (developing bias application power supply) for applying a developing bias to the developing sleeve 4b, and further applied via a rectifying device (rectifying means) 4f. The scattered toner collecting member 5a is provided below the developing container 4a made of resin. One end 5d of both ends in the longitudinal direction of the scattered toner collecting member 5a is located at a lower part of the resin developing container 4a, and the other end 5e is connected to the gear group 49 (see FIG. 14). It is attached to a holding side plate (not shown) via an insulating resin member (not shown). That is, the scattering toner collecting member 5a is held in an insulated state.
[0071]
The collected toner fall prevention member 5b shown in FIG. 5 is a member made of SUS304 having a substantially rectangular shape when expanded, and is attached to the lower portion of the developing container 4a. The portion on the photosensitive drum 1 side is a scattered toner collection member 5a. Is bent so as to prevent the toner that has fallen from the toner from dropping onto the rotating body 4A below the toner.
[0072]
The scattered toner collecting member 5a is disposed so that its widest surface 5p is substantially horizontal. At this time, the shortest gaps Gp1 and Gp2 between the developing container 4a and the collected toner falling prevention member 5b are both 2 mm, The gap Gp3 with the drum is 1.86 mm.
[0073]
In order to maintain the gaps Gp1 and Gp2, the scattered toner collecting member 5a is supported by a gap holding member 5c made of insulating resin at the center in the longitudinal direction.
[0074]
In the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, forming an image having an image portion ratio of 6% on an A4-size transfer material in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH is repeated 250,000 times. FIG. 17 and FIG. 18 show the output image and the performance such as toner smear inside the image forming apparatus as the first embodiment. 17 and 18 show a series of tables that are conveniently divided into two in terms of space. FIG. 17 shows the specifications and conditions of each member, and FIG. 18 shows the performance corresponding thereto.
[0075]
17 and 18, the superiority of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention can be understood.
[0076]
<Embodiment 2>
The second embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The second embodiment is significantly different from the first embodiment in that the image forming apparatus according to the second embodiment can output only a black image. Therefore, there is one developing device for black, and there is no intermediate transfer belt.
[0077]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. 17 and 18 show the performance of an image and toner contamination inside the image forming apparatus as a second embodiment.
[0078]
17 and 18 that the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment is understood, except that a full-color image cannot be output.
[0079]
<Embodiment 3>
The third embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The third embodiment is significantly different from the first embodiment in that the outer periphery of the developer carrying member of the black developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment moves at 250 mm / sec. At the same time, the image forming speed is 170 mm / sec, and the continuous black image output speed to the A4 size transfer material is 40 sheets / min.
[0080]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. 17 and 18 show the performance of an image and toner contamination inside the image forming apparatus as a third embodiment.
[0081]
17 and 18 that the superiority of the image forming apparatus according to the present embodiment is understood, except that the output speed is low.
[0082]
<Embodiment 4>
The fourth embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. A significant difference between the fourth embodiment shown in FIG. 6 and the first embodiment is that the scattered toner collecting member 5a of the image forming apparatus according to the present embodiment has a substantially V shape and is held substantially vertically. That is the point. At this time, the gaps Gp1 and Gp2 are both 0.5 mm, and Gp3 is 1.86 mm.
[0083]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. 17 and 18 show the performance of an image and toner contamination inside the image forming apparatus as a fourth embodiment.
[0084]
17 and 18, the superiority of the image forming apparatus according to the present embodiment can be understood, except that the toner dripping is slightly bad.
[0085]
<Embodiment 5>
The fifth embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The fifth embodiment is significantly different from the first embodiment of the invention in that the collected toner fall prevention member of the image forming apparatus according to the present embodiment is not electrically insulated, and is the same as the scattered toner collection member. It is a point that is a potential.
[0086]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. 17 and 18 show the performance of the image and the toner stain inside the image forming apparatus as a fifth embodiment.
[0087]
17 and 18, the superiority of the image forming apparatus according to the present embodiment can be understood, except that the toner dripping is slightly bad.
[0088]
<Embodiment 6>
The sixth embodiment will be described, but the description of the same parts as the first embodiment will be omitted. The sixth embodiment differs greatly from the first embodiment in that the scattered toner collecting member of the image forming apparatus according to the present embodiment is made of non-magnetic SUS304. Therefore, the adhesion of scattering toner and the like due to the magnetic force is slightly small.
[0089]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and the toner stain inside the image forming apparatus is shown as a sixth embodiment in FIGS.
[0090]
17 and 18, the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment can be understood, except that the efficiency of collecting the scattered toner is slightly lower.
[0091]
<Embodiment 7>
The seventh embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The seventh embodiment differs greatly from the first embodiment in that the developer of the black developing device of the image forming apparatus according to the present embodiment is a two-component developer.
[0092]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and the toner stain inside the image forming apparatus is shown as a seventh embodiment in FIGS.
[0093]
17 and 18, the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment can be understood, except that the maintenance cost of the image forming apparatus is slightly increased.
[0094]
<Embodiment 8>
The eighth embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The eighth embodiment is significantly different from the first embodiment in that the average voltage of the collecting bias applied to the scattered toner collecting member of the image forming apparatus according to the present embodiment is -3000V.
[0095]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and toner contamination inside the image forming apparatus is shown as an eighth embodiment in FIGS.
[0096]
According to FIGS. 17 and 18, except that there is a high risk of a bias leak between the scattered toner collecting member and the conductive seal member 4k (see FIG. 7) at the end of the developer carrying member, the present invention is not limited to this. The advantages of the image forming apparatus according to the embodiment will be understood.
[0097]
<Embodiment 9>
The ninth embodiment will be described, but the description of the same parts as the first embodiment will be omitted. The ninth embodiment differs greatly from the first embodiment in that the gap Gp3 between the scattered toner collecting member and the photosensitive drum of the image forming apparatus according to the present embodiment is 2.2 mm.
[0098]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and toner contamination inside the image forming apparatus is shown as a ninth embodiment in FIGS.
[0099]
17 and 18, the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment is understood, except that the collection efficiency of the scattered toner is slightly low.
[0100]
<Embodiment 10>
The eleventh embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The tenth embodiment is significantly different from the first embodiment in that the gap Gp3 between the scattered toner collecting member and the photosensitive drum of the image forming apparatus according to the present embodiment is 1.5 mm.
[0101]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and the toner contamination inside the image forming apparatus is shown as a tenth embodiment in FIGS.
[0102]
According to FIGS. 17 and 18, the superiority of the image forming apparatus according to the present embodiment except that toner dripping is slightly increased due to the vibration of the scattered toner collecting member due to the air flow generated by the rotation of the photosensitive drum. Will be understood.
[0103]
<Embodiment 11>
The eleventh embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The eleventh embodiment differs greatly from the first embodiment in that the scattered toner collecting device 5 of the image forming apparatus according to the present embodiment is arranged independently of the developing device 4 as shown in FIG. It is a point that has been established.
[0104]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of an image and toner contamination inside the image forming apparatus is shown as an eleventh embodiment in FIGS.
[0105]
17 and 18, the advantages of the image forming apparatus according to the present embodiment can be understood, except that the apparatus cost is slightly increased and the size is increased.
[0106]
<Twelfth Embodiment>
The twelfth embodiment will be described, but the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted. The twelfth embodiment differs greatly from the first embodiment in that the scattered toner collecting member 51 of the scattered toner collecting device of the image forming apparatus according to the present embodiment is a roller having a diameter of 6 mm as shown in FIG. This is a point-shaped fixing member.
[0107]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after repeating an image having an image ratio of 6% on an A4 size transfer material by 250,000 times. The performance of the image and the toner stain inside the image forming apparatus is shown as a twelfth embodiment in FIGS.
[0108]
17 and 18 that the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment is understood, except that the cost of the apparatus is slightly high.
[0109]
<Thirteenth embodiment>
The thirteenth embodiment will be described, but the description of the same parts as the first embodiment will be omitted. The thirteenth embodiment differs greatly from the first embodiment in that the scattered toner collecting member of the scattered toner collecting device of the image forming apparatus according to the present embodiment is made of conductive fluororesin.
[0110]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH, an output after an image portion ratio of 6% is formed 250,000 times on an A4-size transfer material is repeated. The performance of an image and toner contamination inside the image forming apparatus is shown as a thirteenth embodiment in FIGS.
[0111]
17 and 18 that the advantage of the image forming apparatus according to the present embodiment is understood, except that the cost of the apparatus is slightly high.
[0112]
17 and 18 show Conventional Examples 1 to 5 for comparison with Embodiments 1 to 13 described above.
[0113]
In the conventional examples 1 and 2, the scattering toner collecting member is not fixed, so that the manufacturing cost of the scattering toner collecting device increases. In the case of the conventional example 3, since there is no electrical insulation of the collected toner collecting member, the places where the black toner drops are extremely increased. In the case of the conventional example 4, since the scattered toner collecting member is not separated from the developing container, a leak of the collecting bias occurs. In the case of Conventional Example 5, since a dedicated bias power supply for applying a collecting bias to the scattered toner collecting member is provided, the manufacturing cost of the high-voltage power supply increases.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the image forming apparatus includes the scattered toner collecting device disposed downstream of the developing unit along the moving direction of the surface of the image carrier, and the scattered toner collecting device is separated from the developing container. A scattered toner collecting member fixedly disposed, a rectifier for rectifying a collecting bias applied from the power supply to the scattered toner collecting member to a polarity opposite to the polarity of the scattered toner, , The toner scattering can be suppressed inexpensively and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing a configuration of a black developing device according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a configuration of a yellow developing device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a scattered toner collecting member according to the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a scattered toner collecting device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a scattered toner collecting device according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a scattered toner collecting device according to an eighth embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an eleventh embodiment.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration of a scattered toner collecting member according to a twelfth embodiment.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional image forming apparatus.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between an output speed and a toner scattering amount in the image forming apparatus.
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between humidity and the amount of scattered toner in the image forming apparatus.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a bias roller unit as a conventional scattered toner collecting device.
FIG. 14 is a diagram illustrating driving of a bias roller as a conventional scattering toner collecting member.
FIG. 15 is a diagram showing a cross section of a conventional scattered toner collecting device.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional color image forming apparatus.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example in which the configuration and conditions of a scattered toner collecting member are variously changed.
FIG. 18 is a diagram illustrating the performance of the scattered toner collecting member when the configuration and conditions of the scattered toner collecting member are variously changed.
[Explanation of symbols]
1 Image carrier (photosensitive drum)
4 Developing means (developing device)
4a, 4g Developing container
4b, 4h Developer carrying member (developing sleeve)
4e power supply
4f Rectifier (rectifier)
4K first developing device (black developing device)
4Y, 4M, 4C
Second developing device (color developing device)
5 Scattered toner collection device
5a Scattered toner collection member
5b Recovered toner fall prevention member
6. Post-charging device (pre-transfer charger)

Claims

移動可能な表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段とを備え、前記現像手段が現像剤を収納する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を前記静電潜像に付着させて現像する現像剤担持部材と、前記現像剤担持部材に交番電圧を含む現像バイアスを印加する電源とを有する画像形成装置において、
前記像担持体表面の移動方向に沿っての前記現像手段の下流側に配設された飛散トナー回収装置を備え、
前記飛散トナー回収装置は、前記現像容器から離間して固定的に配設された飛散トナー回収部材と、
前記電源から前記飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスを、飛散トナーの極性と逆極性に整流する整流手段と、
前記飛散トナー回収部材の下方に配置された回収トナー落下防止部材と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。An image carrier having an electrostatic latent image formed on a movable surface, a developing unit for developing the electrostatic latent image with toner, a developing container in which the developing unit stores a developer, and the developing container A developer carrying member for attaching and developing the developer in the electrostatic latent image, and a power supply for applying a developing bias including an alternating voltage to the developer carrying member;
A scattered toner collecting device disposed downstream of the developing unit along a moving direction of the surface of the image carrier;
The scattered toner collecting device, a scattered toner collecting member fixedly disposed to be separated from the developing container,
A rectifying unit configured to rectify a collection bias applied to the scattered toner collection member from the power supply to a polarity opposite to the polarity of the scattered toner;
A collected toner fall prevention member disposed below the scattered toner collection member,
An image forming apparatus comprising:

前記現像剤が一成分現像剤である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。The developer is a one-component developer,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記飛散トナー回収部材が、導電性の板状部材である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。The scattered toner collecting member is a conductive plate member,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記飛散トナー回収部材が、絶縁状態で前記現像手段に組み込まれている、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。The scattered toner collecting member is incorporated in the developing unit in an insulated state,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記像担持体表面と前記飛散トナー回収部材との間隙が、１．６ｍｍ以上２．１ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。A gap between the surface of the image carrier and the scattered toner collecting member is 1.6 mm or more and 2.1 mm or less;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記飛散トナー回収部材に印加される回収バイアスの絶対値が、５００Ｖ以上２０００Ｖ以下である、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。The absolute value of the collection bias applied to the scattered toner collection member is 500 V or more and 2000 V or less;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記回収トナー落下防止部材は、電気的に絶縁されている、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。The collected toner fall prevention member is electrically insulated,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein:

前記飛散トナー回収部材は、板状部材でありほぼ水平に保持されている、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。The scattered toner collecting member is a plate-like member and is held substantially horizontally.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:

前記現像剤担持部材は、ローラ状の部材によって形成され、周速２６５ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で回転する、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。The developer carrying member is formed by a roller-shaped member, and rotates at a peripheral speed of 265 mm / sec or more.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein:

前記現像手段が前記像担持体の回転方向に沿っての上流側に配置された第１の現像装置と下流側に配置された第２の現像装置とを有し、前記飛散トナー回収装置が前記第１の現像装置の下流側でかつ前記第２の現像装置の上流側に配置され、前記第２の現像装置の下流側に前記第１の現像装置によって前記像担持体上の付着されたトナーの帯電量を増加させるための後帯電装置を有し、前記第２の現像装置で使用するトナーの平均帯電量が前記第１の現像装置で使用するトナーの平均帯電量よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。The developing means has a first developing device arranged upstream and a second developing device arranged downstream along the rotation direction of the image carrier, and the scattered toner collecting device is A toner disposed downstream of the first developing device and upstream of the second developing device, and attached to the image carrier by the first developing device downstream of the second developing device; Having a post-charging device for increasing the charge amount of the toner, the average charge amount of the toner used in the second developing device is larger than the average charge amount of the toner used in the first developing device,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein: