JP2005092146A - Image forming apparatus, electrifying member, electrifying device, cleaning means and process cartridge - Google Patents

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Takahiko Tokumasu
貴彦 徳増
Kazuhiko Watanabe
一彦 渡邊
Kenji Sugiura
健治 杉浦
Masahiko Akafuji
昌彦 赤藤
Daichi Yamaguchi
大地 山口
Yasufumi Nakazato
保史 中里
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of an abnormal image by preventing the electrification defect of an image carrier and the staining of an electrifying member at the time of restartup after jam processing and to prolong the lifetime of the image carrier by reducing the amount of wear of the image carrier. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is equipped with an electrifying means 3, a developing means 5, an electrostatic cleaning means 7, and protective film forming means 41 and 42. In the above apparatus which passes the toner remaining on the image carrier after being removed by the electrostatic cleaning means through the electrifying member, then recovers the toner by the developing means, at the time of restarting up after the image formation operation is stopped en route, the bias of the polarity reverse from the electrifying polarity of the toner and below the discharge threshold is applied to the electrifying member in a prescribed time by the electrifying bias power sources 25 and 26 and thereafter only the protective film forming means is operated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真式画像形成装置に関し、詳しくは像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像手段と、現像された像を転写する転写手段と、転写残トナーを回収するクリーニング手段を少なくとも備えた画像形成装置における異常処理(ジャム処理)方法の改良に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer. More specifically, the present invention relates to a charging unit that charges an image carrier and an electrostatic latent image formed by exposure to the image carrier charged by the charging unit. Abnormal processing in an image forming apparatus including at least an exposure unit that forms an image, a developing unit that develops the electrostatic latent image, a transfer unit that transfers the developed image, and a cleaning unit that collects transfer residual toner ( The present invention relates to an improvement of the jam processing method.

電子写真式の画像形成装置では、図15に示すように像担持体102を帯電手段103によって一様に帯電してから、書き込み手段104により原稿反射光等の光学的な画像情報を照射して像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段105からのトナーによって現像してから、転写手段106によってトナー像を転写紙101上に転写してから、定着手段110によって定着することにより、画像形成を行う。トナー像転写後の像担持体面はクリーニング手段107によってクリーニングされ、残留トナー、紙粉等が除去される。その後、除電手段108によって像担持体表面は除電される。
最近では、帯電手段として、オゾン発生等の不具合の多いコロナ放電器に代えて、帯電ローラ方式が多用されている。ところで、帯電ローラの寿命は、トナーや紙紛等による帯電ローラ汚れによる影響を受ける。特に、帯電ローラの上流側に配置されたクリーニング手段としてブラシローラを用いた場合は、クリーニングブレードと比較してジャム等の異常時にトナーが帯電ローラまで到達する比率が大きくなる。ジャム等が発生して多量の未転写トナーをクリーニングする必要が生じた場合には、帯電ローラに対して、クリーニングし切れなかった多量の残留トナーが付着する虞があり、これが画質低下の原因となる。 従って、帯電ローラの寿命を延ばす為には、ジャム等の異常時処理を改善することが必要である。
加えて、帯電ローラに対して、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧(以後、重畳電圧、と呼ぶ)を印加した場合に特に像担持体の磨耗量が大きくなることが分っている。これに対して、保護膜形成手段を用いて像担持体に保護膜を塗布しておくと、帯電時の磨耗量が低減する。但し、ジャム等の異常時は、保護膜が剥ぎ取られ、像担持体の磨耗量が大きくなるため、保護膜による保護効果が低減する。
次に、従来の帯電手段、クリーニング手段、保護膜形成手段について夫々説明する。
[従来の帯電手段]
In the electrophotographic image forming apparatus, as shown in FIG. 15, the image carrier 102 is uniformly charged by the charging unit 103, and then optical image information such as original reflected light is irradiated by the writing unit 104. An electrostatic latent image is formed on the image carrier, the electrostatic latent image is developed with toner from the developing unit 105, the toner image is transferred onto the transfer paper 101 by the transfer unit 106, and then the fixing unit. The image is formed by fixing by 110. The surface of the image carrier after the toner image is transferred is cleaned by the cleaning unit 107, and residual toner, paper dust, and the like are removed. Thereafter, the surface of the image carrier is neutralized by the neutralizing means 108.
Recently, as a charging means, a charging roller system is frequently used in place of a corona discharger having many problems such as ozone generation. By the way, the life of the charging roller is affected by charging roller contamination caused by toner or paper dust. In particular, when a brush roller is used as the cleaning means disposed on the upstream side of the charging roller, the ratio of the toner reaching the charging roller in the event of an abnormality such as a jam is greater than that of the cleaning blade. When a large amount of untransferred toner needs to be cleaned due to the occurrence of a jam or the like, a large amount of residual toner that cannot be completely cleaned may adhere to the charging roller. Become. Therefore, in order to extend the life of the charging roller, it is necessary to improve the processing at the time of abnormality such as a jam.
In addition, it has been found that the wear amount of the image carrier is particularly large when a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage (hereinafter referred to as a superimposed voltage) is applied to the charging roller. On the other hand, if the protective film is applied to the image carrier using the protective film forming means, the amount of wear during charging is reduced. However, when an abnormality such as a jam occurs, the protective film is peeled off and the wear amount of the image carrier increases, so that the protective effect of the protective film is reduced.
Next, conventional charging means, cleaning means, and protective film forming means will be described.
[Conventional charging means]

従来、像担持体に帯電を施し、その帯電範囲、帯電量を露光により選択的に消去あるいは減少させて、像担持体上に静電潜像を形成するものが知られている。従来は、像担持体に帯電を施す帯電手段としては、コロナ放電を利用したものが主流であった。しかしながら、このコロナ放電を用いた帯電手段は、オゾンが多量に発生してしまうという不具合があり、またコロナ放電を行わせるために5〜10kVという高電圧を印加する高電圧電源が必要であるので画像形成装置の低コスト化を図ることが難しかった。
そこで、近年画像形成装置に採用することができる帯電手段として、コロナ放電を利用しないで帯電部材を像担持体に接触させる接触型の帯電手段が多く提案されている。この接触型の帯電手段では、コロナ放電を用いた帯電手段の問題点の多くが解消される一方、像流れと呼ばれる異常画像の発生や像担持体の摩耗量が増大するなどの問題も発生している。また、印加電圧に交流を用いた場合は騒音の発生も問題になっている。加えて、前記帯電手段がトナーや紙紛を像担持体(感光体)と帯電部材間で擦りつけるので汚染を助長し、それによる汚れも問題となっている。このような問題を解消する為に、特開平10−312098号公報には、補助帯電部材と帯電部材を用いて印加電圧を制御することによって、前記帯電手段のトナーや紙粉等による汚れを防止すると共に、クリーナレスシステムにおけるポジゴーストと呼ばれる異常画像の発生等を防止している。
[従来のクリーニング手段]
Conventionally, it is known to form an electrostatic latent image on an image carrier by charging the image carrier and selectively erasing or reducing the charge range and charge amount by exposure. Conventionally, as charging means for charging the image bearing member, those utilizing corona discharge have been the mainstream. However, the charging means using the corona discharge has a problem that a large amount of ozone is generated, and a high voltage power source for applying a high voltage of 5 to 10 kV is necessary to perform the corona discharge. It has been difficult to reduce the cost of the image forming apparatus.
Therefore, in recent years, many contact-type charging units that contact a charging member with an image carrier without using corona discharge have been proposed as charging units that can be employed in an image forming apparatus. This contact-type charging unit eliminates many of the problems of the charging unit using corona discharge, but also causes problems such as the generation of abnormal images called image flow and increased wear on the image carrier. ing. In addition, when alternating current is used as the applied voltage, noise is also a problem. In addition, since the charging means rubs toner or paper dust between the image carrier (photosensitive member) and the charging member, contamination is promoted, and contamination due to the contamination is also a problem. In order to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-312098 discloses that the charging voltage is controlled by using an auxiliary charging member and a charging member, thereby preventing the charging means from being contaminated by toner, paper dust, or the like. In addition, the occurrence of abnormal images called positive ghosts in the cleanerless system is prevented.
[Conventional cleaning means]

従来、電子写真方式における画像形成装置のクリーニング方法は、ブレードによるクリーニング方式が主であり、ブレードのみのクリーニング手段を有する画像形成装置が多数存在した。また、高速機においては、部分的に多量のトナーが付着した状態を避けるため、ブレードの上流側にクリーニング用ブラシを設けたものも存在した。
しかしながら、上記のようなクリーニング方法・手段では、最近開発された円形度が0.90以上、特に0.96以上1.00未満の球形(重合)トナーを十分にクリーニング出来ないという不具合があった。但し、短寿命の画像形成装置では、トナー及びブレードに工夫をすることでクリーニング可能なものもある。また、前記球形(重合)トナーは転写率が高く、転写残トナーが少ないことから、専用のクリーニング手段を持たず、現像手段がクリーニング手段を兼ねるような画像形成装置もある。即ち、転写されずに感光体上に残留したトナーをクリーニングせずに帯電部を通過させてから現像手段によって静電的に吸引し回収させる画像形成装置も知られている。
また、クリーニング手段の上流側に設ける極性制御手段は、古いタイプの画像形成装置では見かけられたが、最近はほとんど見かけられない。その理由の一つには、クリーニング手段の技術が向上して極性制御手段が必要無くなったことと、コストダウンのためである。前述のブレードの上流側にブラシを設けたものの中には、ブラシに電圧を印加して極性制御手段を兼ねさせたものもあるが、数は少ない。但し、前述したクリーニング手段を持たない画像形成装置においては、極性制御手段を持つものが多い。
[従来の潤滑剤塗布による保護膜形成手段]
Conventionally, the cleaning method of an image forming apparatus in the electrophotographic method is mainly a cleaning method using a blade, and there are a large number of image forming apparatuses having cleaning means only for the blade. In addition, some high-speed machines have a cleaning brush provided upstream of the blade in order to avoid a state in which a large amount of toner is partially attached.
However, the above-described cleaning method / means has a problem that the recently developed spherical (polymerized) toner having a circularity of 0.90 or more, particularly 0.96 or more and less than 1.00, cannot be sufficiently cleaned. . However, some short-life image forming apparatuses can be cleaned by devising the toner and blade. In addition, since the spherical (polymerized) toner has a high transfer rate and a small amount of untransferred toner, there is an image forming apparatus in which a developing unit also serves as a cleaning unit without a dedicated cleaning unit. That is, there is also known an image forming apparatus in which toner that has not been transferred and remains on the photosensitive member is passed through a charging unit without being cleaned and then electrostatically attracted and collected by a developing unit.
In addition, the polarity control means provided on the upstream side of the cleaning means has been found in old type image forming apparatuses, but is rarely found recently. One of the reasons is that the technology of the cleaning means is improved and the polarity control means is not necessary, and the cost is reduced. Among the above-mentioned blades provided on the upstream side of the blade, there is one in which a voltage is applied to the brush and also serves as a polarity control means, but the number is small. However, many image forming apparatuses that do not have the cleaning unit described above have a polarity control unit.
[Conventional protective film forming means by applying lubricant]

像担持体(感光体)に潤滑剤等から成る保護膜等を形成することにより、高寿命化、高画質化を図る技術が知られている(例えば特開2002−244516公報(リコー)、特開2002−156877公報(リコー)、特開2002−55580公報(キヤノン)、特開2002−244487公報(キヤノン))。潤滑剤を塗付する目的としては、(1)フィルミング(融着)の発生を防止する、(2)係数化によって、転写効率の向上、及び、クリーニング不良の防止を図る、を挙げることができる。
これらの従来例では、いずれの場合も感光体上に潤滑剤を塗付し、低摩擦係数化することによって、課題を解決している。また、帯電部材と感光体の長寿命化をはかる為に、非接触の帯電装置を用い、感光体の感光層に無機微粒子を分散させ、ステアリン酸亜鉛などを潤滑剤として塗布することによって耐磨耗性を向上させている(特開2002−229227公報)。
次に、帯電ローラのクリーニングに関する技術として、特開平7−128954号公報「画像形成装置及びその帯電均一化方法」(株式会社リコー)には、長期に亘って異常画像が発生しない極めて安定した均一な帯電ができるようにするために、画像形成回数を計数する画像形成回数計数部と、それによる計数値が所定値に達するまではクリーニング部材を帯電ローラの表面から離間した状態に保持し、その計数値が所定値に達した後はクリーニング部材移動機構を駆動させてクリーニング部材を帯電ローラの表面に接触させるようにする制御装置と、を設け、表面にトナーが付着していない初期の段階で帯電ローラにクリーニング部材を接触させないようにして、その表面の傷付きが原因で生じる異常画像の発生を防止するようにした技術が開示されている。また、帯電ローラの表面にトナーを予め一様に付着させてその表面を被覆して同様な効果を得る旨も開示されている。
しかしながら、感光体のトナー除去にクリーニングブラシを用いた場合は、微量のトナーが感光体上に残り、これが常に帯電ローラに付着する為、帯電ローラのクリーニング部材を離す機構は必要が無くなる。また、帯電ローラに対するトナーの付着は、画質低下をもたらすので、回避すべきである。従って、この従来例は感光体のトナー除去手段としてクリーニングブラシ(ファーブラシ)を用いた画像形成装置にて適用する余地がない。
There is known a technique for improving the life and image quality by forming a protective film made of a lubricant or the like on an image bearing member (photosensitive member) (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-244516 (Ricoh)). JP 2002-156877 (Ricoh), JP 2002-55580 (Canon), JP 2002-244487 (Canon)). The purpose of applying the lubricant includes (1) preventing the occurrence of filming (fusing), and (2) improving the transfer efficiency and preventing the cleaning failure by making the coefficient. it can.
In each of these conventional examples, the problem is solved by applying a lubricant on the photoreceptor to reduce the coefficient of friction. Further, in order to extend the life of the charging member and the photosensitive member, a non-contact charging device is used, and inorganic fine particles are dispersed in the photosensitive layer of the photosensitive member, and zinc stearate or the like is applied as a lubricant. Abrasion is improved (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-229227).
Next, as a technique relating to cleaning of the charging roller, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-128954 “Image Forming Apparatus and Method for Uniform Charging” (Ricoh Co., Ltd.) discloses an extremely stable and uniform image that does not generate an abnormal image over a long period. In order to enable proper charging, the image forming number counting unit for counting the number of image forming times, and the cleaning member is kept away from the surface of the charging roller until the count value reaches a predetermined value. A control device that drives the cleaning member moving mechanism after the count value reaches a predetermined value to bring the cleaning member into contact with the surface of the charging roller, and at an initial stage where no toner adheres to the surface A technique that prevents the cleaning member from coming into contact with the charging roller to prevent the occurrence of abnormal images caused by scratches on the surface. There has been disclosed. In addition, it is also disclosed that a similar effect is obtained by uniformly adhering toner to the surface of the charging roller in advance and covering the surface.
However, when a cleaning brush is used to remove toner from the photosensitive member, a small amount of toner remains on the photosensitive member and always adheres to the charging roller, so that a mechanism for separating the cleaning member of the charging roller is not necessary. Further, toner adhesion to the charging roller causes deterioration in image quality and should be avoided. Therefore, this conventional example has no room to be applied to an image forming apparatus using a cleaning brush (fur brush) as a toner removing means for the photosensitive member.

次に、ジャム処理時の再起動時における処理方法に関する技術として、特開2001−188454公報「画像形成装置」(キヤノン株式会社)には、現像同時クリーニング方式の画像形成装置において、ジャム処理後の再起動時における感光ドラムの帯電不良および帯電部材の汚れを防止するために、まず、ジャム時のジャム処理後の再起動時に、帯電ローラに、トナーの帯電極性と同極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加する。その後、帯電ローラに、トナーの帯電極性と同極性でかつ放電閾値以上のバイアスを印加する。これにより、感光ドラム上の多量の未転写トナーが転写ローラに突入した場合でも、未転写トナーに対して帯電ローラ側から感光ドラム側へ付勢するバイアスを印加することができるので、現像器によって良好に回収することができ、感光ドラムの帯電不良及び帯電ローラの汚れを防止することができる旨が開示されている。
上記従来例では、帯電ローラにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加しているが、ジャムの検知が遅れると、転写を通過したトナーも含まれる事態が発生し、トナーは通常の帯電極性のものだけでなく、逆極性や未帯電のトナーが混在した状態となる。加えて、未転写トナーには逆帯電をしているトナーやほとんど帯電してない未帯電トナーも含まれる。従って、帯電ローラにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加すると、前記した逆帯電あるいは未帯電トナーが付着し汚れを防止できない。
特開平10−312098号公報 特開2002−244516公報 特開2002−156877公報 特開2002−55580公報 特開2002−244487公報 特開2002−229227公報 特開平7−128954号公報 特開2001−188454公報
Next, as a technique related to a processing method at the time of restart at the time of jam processing, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-188454 “Image forming apparatus” (Canon Inc.) discloses that a post-jam processing in an image forming apparatus of a simultaneous development cleaning method. In order to prevent charging failure of the photosensitive drum and contamination of the charging member at the time of restart, first, at restart after jam processing at the time of jamming, the charging roller has the same polarity as the toner charging polarity and below the discharge threshold value. A bias is applied for a predetermined time. Thereafter, a bias having the same polarity as the charging polarity of the toner and not less than the discharge threshold is applied to the charging roller. As a result, even when a large amount of untransferred toner on the photosensitive drum enters the transfer roller, it is possible to apply a bias that biases the untransferred toner from the charging roller side to the photosensitive drum side. It is disclosed that it can be recovered satisfactorily and the charging failure of the photosensitive drum and the contamination of the charging roller can be prevented.
In the above conventional example, a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the charging roller. However, if the jam detection is delayed, a situation in which the toner that has passed the transfer is included is generated, and the toner has a normal charging polarity. In this state, not only the toner but also the reverse polarity or uncharged toner is mixed. In addition, the untransferred toner includes toner that is reversely charged and uncharged toner that is hardly charged. Therefore, when a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the charging roller, the above-described reversely charged or uncharged toner adheres and the contamination cannot be prevented.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-312098 JP 2002-244516 A JP 2002-156877 A JP 2002-55580 A JP 2002-244487 A JP 2002-229227 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-128954 JP 2001-188454 A

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、画像形成装置において、ジャム処理後の再起動時における像担持体の帯電不良および帯電部材の汚れを防止し、異常画像の発生を抑制するとともに、像担持体の磨耗量を低減し、像担持体の長寿命化を図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in the image forming apparatus, the charging failure of the image carrier and the contamination of the charging member at the time of restart after jamming are prevented, and the occurrence of abnormal images is suppressed. An object is to reduce the amount of wear of the image carrier and to extend the life of the image carrier.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に対向配置された帯電部材により前記像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の残留トナーを除去する静電的クリーニング手段と、前記像担持体に保護膜を形成する保護膜形成手段と、を備え、前記静電的クリーニング手段で除去した後に前記像担持体上に残留したトナーを、前記帯電部材を通過させてから前記現像手段で回収する画像形成装置において、前記帯電部材に帯電バイアスを印加して前記帯電部材と前記像担持体との間で放電させることにより前記像担持体表面を帯電する帯電バイアス電源と、前記帯電バイアス電源を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成動作が途中で停止された後の再起動時に、前記帯電バイアス電源により前記帯電部材に前記トナーの帯電極性と逆極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加した後、前記保護膜形成手段のみを稼動させ、その後、前記トナーの帯電極性と同極性でかつ放電閾値以上のバイアスを印加することを特徴とする。
この発明によれば、帯電部材の汚れを防止でき、それによる異常画像の発生を抑制できるとともに、像担持体の保護膜を形成することで、帯電部材および像担持体の長寿命化が可能となる。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an image carrier, a charging means for uniformly charging the surface of the image carrier by a charging member disposed opposite to the surface of the image carrier, An exposure unit that exposes the surface of the image carrier in accordance with image information to form an electrostatic latent image; a developing unit that develops a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image; Transfer means for transferring the toner image onto a transfer material, electrostatic cleaning means for removing residual toner on the image carrier, and protective film forming means for forming a protective film on the image carrier. In the image forming apparatus in which the toner remaining on the image carrier after being removed by the electrostatic cleaning unit is passed through the charging member and then collected by the developing unit, a charging bias is applied to the charging member. The charging member and the image A charging bias power source that charges the surface of the image carrier by discharging between the holding member and a control unit that controls the charging bias power source. The control unit stops the image forming operation halfway. After the restart, after applying a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner and below the discharge threshold to the charging member by the charging bias power source for a predetermined time, only the protective film forming means is operated, A bias having the same polarity as the charging polarity of the toner and a discharge threshold value or more is applied.
According to the present invention, it is possible to prevent the charging member from being stained, thereby suppressing the occurrence of abnormal images, and by forming the protective film for the image carrier, it is possible to extend the life of the charging member and the image carrier. Become.

請求項2の発明は、像担持体と、前記像担持体表面に非接触かつ近接して対向配置された帯電部材により前記像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の残留トナーを除去する静電的クリーニング手段と、像担持体に保護膜を形成する保護膜形成手段とを備え、、前記静電的クリーニング手段で除去した後に前記像担持体上に残留したトナーを、前記帯電部材を通過させてから前記現像手段で回収する画像形成装置において、前記帯電部材に帯電バイアスを印加して前記帯電部材と前記像担持体との間で放電させることにより前記像担持体表面を帯電する帯電バイアス電源と、前記帯電バイアス電源を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成動作が途中で停止された後の再起動時に、前記帯電バイアス電源により前記帯電部材に前記トナーの帯電極性と逆極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加した後、前記保護膜形成手段のみを稼動させ、その後、前記トナーの帯電極性と同極性でかつ放電閾値以上のバイアスを印加することを特徴とする。
この発明によれば、像担持体と帯電部材とが非接触状態で近接配置された画像形成装置において、帯電部材の汚れを防止でき、それによる異常画像の発生を抑制できるとともに、像担持体の保護膜を形成することで、帯電部材および像担持体の長寿命化が可能となる。
請求項3の発明によれば、請求項1又は2に記載の前記帯電部材は、軸部と、該軸部を被覆する本体部とから構成され、前記像担持体の画像形成領域外に対応する本体部外周にスペーサ部材を設けて、像担持体と帯電部材との間に間隙を形成することを特徴とする。
この発明によれば、帯電ローラと像担持体との間に異常放電の発生しない放電可能な微小間隙を作ることができ、像担持体を均一帯電することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging unit that uniformly charges the surface of the image carrier by a charging member disposed in contact with and in close contact with the surface of the image carrier, and the charged member after charging. An exposure unit that exposes the surface of the image carrier according to image information to form an electrostatic latent image, a developing unit that attaches toner to the electrostatic latent image and develops it as a toner image, and an image on the image carrier Transfer means for transferring a toner image onto a transfer material, electrostatic cleaning means for removing residual toner on the image carrier, and protective film forming means for forming a protective film on the image carrier, In an image forming apparatus in which toner remaining on the image bearing member after being removed by an electrostatic cleaning unit is collected by the developing unit after passing through the charging member, a charging bias is applied to the charging member to Between the charging member and the image carrier. A charging bias power source that charges the surface of the image bearing member by discharging with the control unit, and a control unit that controls the charging bias power source, the control unit restarting after the image forming operation is stopped halfway Sometimes, the charging bias power source applies a bias opposite to the charging polarity of the toner and below the discharge threshold to the charging member for a predetermined time, and then operates only the protective film forming means, and then the charging polarity of the toner. And a bias having a polarity equal to or higher than the discharge threshold is applied.
According to the present invention, in the image forming apparatus in which the image carrier and the charging member are arranged close to each other in a non-contact state, it is possible to prevent the charging member from being stained, thereby suppressing the occurrence of an abnormal image and the image carrier. By forming the protective film, the life of the charging member and the image carrier can be extended.
According to a third aspect of the present invention, the charging member according to the first or second aspect includes a shaft portion and a main body portion that covers the shaft portion, and corresponds to outside the image forming area of the image carrier. A spacer member is provided on the outer periphery of the main body, and a gap is formed between the image carrier and the charging member.
According to the present invention, it is possible to create a dischargeable minute gap between the charging roller and the image carrier that does not cause abnormal discharge, and the image carrier can be uniformly charged.

請求項4の発明によれば、請求項3おいて、前記スペーサ部材は、収縮性を有することを特徴とする。
この発明によれば、請求項3と同様に帯電ローラと像担持体との間に異常放電の発生しない放電可能な微小間隙を作ることができ、像担持体を均一帯電することが可能となり、更に振動等により前記間隙が振れることを抑えることができる。
請求項5の発明に係る帯電手段は、請求項3又は4に記載の帯電部材を備えたことを特徴とする。
請求項6の発明に係るクリーニング手段は、請求項1又は2に記載の前記静電的クリーニング手段を構成するクリーニング部材は、前記保護膜形成手段を兼ねたファーブラシであり、保護剤がファーブラシに接触するように設置され、前記ファーブラシは、像担持体表面のクリーニングを行いながら保護剤を像担持体に供給することを特徴とする。
画像形成装置の小型化が進む中で、クリーニング用ファーブラシと保護剤を塗布するファーブラシの両方を設置することは困難である。本発明では、クリーニング用ファーブラシと保護剤を塗布するファーブラシを兼用することで、省スペース化を図ることができる。クリーニングと保護剤塗布の両機能を維持したまま、省スペース化が可能になるとともに、部品削減による省資源化も可能となる。
請求項7の発明に係るクリーニング手段では、保護剤は、ブロック状に固形化されていることを特徴とする。
保護剤が液状の場合は操作性が悪いが、固形化することで操作性、設計自由度を改善することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the spacer member has contractility.
According to the present invention, similarly to the third aspect, it is possible to create a dischargeable minute gap between the charging roller and the image carrier that does not cause abnormal discharge, and the image carrier can be uniformly charged. Furthermore, it is possible to suppress the gap from being shaken due to vibration or the like.
According to a fifth aspect of the present invention, a charging means includes the charging member according to the third or fourth aspect.
According to a sixth aspect of the present invention, the cleaning means according to the first or second aspect of the invention is a fur brush that also serves as the protective film forming means, and the protective agent is a fur brush. The fur brush supplies the protective agent to the image carrier while cleaning the surface of the image carrier.
As the image forming apparatus is further downsized, it is difficult to install both a cleaning fur brush and a fur brush to which a protective agent is applied. In the present invention, space saving can be achieved by combining the fur brush for cleaning and the fur brush for applying the protective agent. While maintaining both the functions of cleaning and applying a protective agent, it is possible to save space and save resources by reducing parts.
The cleaning means according to the invention of claim 7 is characterized in that the protective agent is solidified in a block shape.
When the protective agent is in a liquid state, the operability is poor, but the operability and design freedom can be improved by solidification.

請求項8の発明に係る画像形成装置では、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス成分を含有する静電潜像現像用のトナーであり、円形度が0.96以上であることを特徴とする。
粉砕トナーは、円形度に優れる重合トナーと比較して粒径分布が広く、かつ帯電量分布も広い。加えて、帯電極性が逆極性あるいは未帯電の粉砕トナーが含まれ、転写残トナーも多いという不具合がある。円形度が0.96以上の重合トナーを用いることで、転写残トナー量を減少させ、かつ、クリーニング残トナーを減少させる。即ち、帯電部へ到達するトナー量を減少させることができる。つまり、新円度が0.96以上の重合トナーを用いることで、帯電部へ到達するトナー量を減少でき、帯電ローラの汚れを軽減することができる。
請求項9の発明に係るプロセスカートリッジは、像担持体と請求項1から4に記載の帯電部材を、少なくとも一体に形成したことを特徴とする。
像担持体と帯電装置(部材)を一体にしないと、像担持体と帯電部材間のギャップ維持が困難化する場合がある。また、サービス性の面においても、交換等のサービスに時間が掛かったり、サービス時に像担持体を傷つけたりするという不具合がある。この発明によれば、像担持体と帯電部材間のギャップ維持が容易になるとともに、サービス性が向上する。
In the image forming apparatus according to the eighth aspect of the invention, the toner is a toner for developing an electrostatic latent image containing at least a binder resin, a colorant, and a wax component, and has a circularity of 0.96 or more. It is characterized by.
The pulverized toner has a wider particle size distribution and a wider charge amount distribution than a polymerized toner having excellent circularity. In addition, there is a problem in that pulverized toner having a charged polarity of opposite polarity or uncharged is included and a large amount of toner remains after transfer. By using a polymerized toner having a circularity of 0.96 or more, the amount of residual toner is reduced and the residual cleaning toner is reduced. That is, the amount of toner that reaches the charging portion can be reduced. That is, by using a polymerized toner having a new circularity of 0.96 or more, the amount of toner reaching the charging portion can be reduced, and the charging roller can be reduced in dirt.
A process cartridge according to a ninth aspect of the invention is characterized in that the image carrier and the charging member according to the first to fourth aspects are formed at least integrally.
If the image carrier and the charging device (member) are not integrated, it may be difficult to maintain the gap between the image carrier and the charging member. Also, in terms of serviceability, there are problems that it takes time for services such as replacement or that the image carrier is damaged during service. According to the present invention, the gap between the image carrier and the charging member can be easily maintained, and the serviceability is improved.

本発明によれば、像担持体クリーニング手段としてファーブラシ等の非ブレード手段を用いた場合に、クリーニング手段を通過した残留トナーが帯電部材に付着する不具合を防止することができる。帯電部材を通過したトナーを現像手段によって静電的に吸引、回収することを前提としている。本発明では特にジャム処理後の再起動時における像担持体の帯電不良および帯電部材の汚れを防止し、異常画像の発生を抑制するとともに、像担持体の磨耗量を低減し、像担持体の長寿命化を図ることができる。   According to the present invention, when a non-blade means such as a fur brush is used as the image carrier cleaning means, it is possible to prevent a problem that residual toner that has passed through the cleaning means adheres to the charging member. It is assumed that the toner passing through the charging member is electrostatically attracted and collected by the developing means. In the present invention, in particular, charging failure of the image bearing member and contamination of the charging member at the time of restart after jamming are prevented, the occurrence of abnormal images is suppressed, and the amount of wear of the image bearing member is reduced. Long life can be achieved.

以下、本発明を電子写真式画像形成装置(以下、複写機という)に適用した実施形態例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る複写機の作像ユニットの概略構成図であり、図2は記録紙に直接転写を行うカラー画像用複写機の作像ユニットの概略構成図であり、図3は帯電部材の周辺部材、及び帯電部材に対するバイアス印加のための構成を示す略図であり、図4は一般白黒画像用複写機の全体構成を示す図である。図5は図3と同じくカラー画像用複写機の概略説明図であるが、中間転写体27を用いたものであり、一度中間転写体上に各色の画像を重ね合わせた後、記録紙に転写する構成になっている。図6は図2の変形例である。
図1、図2、図4、図5、図6において、各作像ユニット1に共通する部分には原則として同一符号を付して説明する。これらの作像ユニット1は、ドラム状感光体である像担持体2、帯電手段(帯電部材)としての帯電ローラ3、露光手段4、現像手段5、転写手段6、分離手段14、定着手段(加熱ローラ11、加圧ローラ12)、クリーニング手段(静電的クリーニング手段)7、除電手段8等を備えている。更に、図2、図5、図6のタンデム型では複数の像担持体間に跨って張設された記録紙搬送ベルト16が設けられている。更に、帯電ローラ3にはクリーニングブラシ20が添設されている。図1、図2、図5、図6におけるクリーニング手段7は、ケーシング内にクリーニング用ファーブラシ13と保護剤42を塗布するファーブラシ41を併設している。ファーブラシ41と保護剤42は、保護膜形成手段を構成している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as a copying machine).
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of a copying machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of a color image copying machine that directly transfers to a recording sheet. FIG. 3 is a schematic diagram showing a peripheral member of the charging member and a configuration for applying a bias to the charging member. FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of a general black-and-white image copying machine. FIG. 5 is a schematic explanatory view of a color image copying machine as in FIG. 3, but uses an intermediate transfer member 27, and once images of each color are superimposed on the intermediate transfer member, they are transferred to a recording sheet. It is configured to do. FIG. 6 is a modification of FIG.
In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6, parts common to the respective image forming units 1 are described with the same reference numerals in principle. The image forming unit 1 includes an image carrier 2 which is a drum-shaped photoconductor, a charging roller 3 as a charging unit (charging member), an exposure unit 4, a developing unit 5, a transfer unit 6, a separating unit 14, a fixing unit ( A heating roller 11, a pressure roller 12), a cleaning means (electrostatic cleaning means) 7, a static elimination means 8 and the like are provided. Further, the tandem type shown in FIGS. 2, 5, and 6 is provided with a recording paper conveying belt 16 stretched between a plurality of image carriers. Further, a cleaning brush 20 is attached to the charging roller 3. The cleaning means 7 in FIGS. 1, 2, 5, and 6 is provided with a fur brush 41 for applying a cleaning fur brush 13 and a protective agent 42 in the casing. The fur brush 41 and the protective agent 42 constitute protective film forming means.

図3において、帯電ローラ3は像担持体2に対して、10〜100μm程度の微小ギャップGを隔てて対向配置している。帯電ローラ3は、通常はギヤ等を配置して図のように像担持体2と逆方向の時計回り方向に回転するが、反時計回りの回転にしても構わない。帯電ローラの回転速度については、像担持体2の回転線速と同じにするのが通常であるが、早くしても良い。遅くする場合は、帯電が不安定になる場合が生じるので注意が必要である。帯電ローラ2にはクリーニングブラシ20が近接配置されており、クリーニングブラシ20の毛先によって帯電ローラについたトナー等の汚れを除去している。接触型帯電ローラは、直流電圧だけを印加するタイプもあるが、非接触帯電ローラでは通常直流電圧に交流電圧を重畳して印加している。
この例では、交流電源25と直流電源26は、帯電ローラ3に帯電バイアスを印加し、帯電ローラ3と像担持体2との間の放電により像担持体表面を帯電する帯電バイアス電源を構成しており、この帯電バイアス電源は制御手段によって制御される。
本発明の特徴的な構成は、制御手段が、ジャム発生等によって画像形成動作が途中で停止された後の再起動時に、帯電バイアス電源25、26により帯電ローラ3にトナーの帯電極性と逆極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加した後で、保護膜形成手段41、42のみを稼動させるようにした点にある。その後、作像プロセスを継続(再開)する場合には、保護膜形成手段のみを稼働させ、その後、トナーの正規の帯電極性と同極性でかつ放電閾値以上のバイアスを印加する。
In FIG. 3, the charging roller 3 is disposed opposite to the image carrier 2 with a small gap G of about 10 to 100 μm. Normally, the charging roller 3 is arranged with a gear or the like and rotates in the clockwise direction opposite to the image carrier 2 as shown in the figure, but it may be rotated counterclockwise. The rotation speed of the charging roller is usually the same as the linear rotation speed of the image carrier 2, but it may be faster. Care must be taken when slowing down since charging may become unstable. A cleaning brush 20 is disposed in proximity to the charging roller 2, and dirt such as toner on the charging roller is removed by a hair tip of the cleaning brush 20. Some contact-type charging rollers apply only a DC voltage, but non-contact charging rollers usually apply an AC voltage superimposed on a DC voltage.
In this example, the AC power source 25 and the DC power source 26 constitute a charging bias power source that applies a charging bias to the charging roller 3 and charges the surface of the image carrier by discharge between the charging roller 3 and the image carrier 2. The charging bias power source is controlled by the control means.
The characteristic configuration of the present invention is that when the control unit is restarted after the image forming operation is stopped halfway due to the occurrence of a jam or the like, the charging roller 3 is charged to the charging roller 3 by the charging bias power sources 25 and 26 and the polarity opposite to the charging polarity of the toner In addition, after applying a bias below the discharge threshold for a predetermined time, only the protective film forming means 41 and 42 are operated. Thereafter, when the image forming process is continued (restarted), only the protective film forming unit is operated, and then a bias having the same polarity as the normal charging polarity of the toner and higher than the discharge threshold is applied.

図4は本発明の一実施形態に係る白黒画像形成装置の全体図(断面図)である。ここに示した画像形成装置は、画像形成装置本体内に像担持体2を有している。この像担持体2は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を形成したドラム状の感光体であるが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもできる。
図4に示した像担持体2は、画像形成動作時に時計方向に回転駆動され、このとき像担持体が帯電手段3によって所定の極性に帯電される。帯電手段3によって帯電された像担持体2には、露光手段の一例であるレーザ書き込みユニット4から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像(画像部)となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。次いで、この静電潜像は、現像手段5を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。LEDアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体上に結像する露光手段などを用いることもできる。
一方、給紙手段17から、例えば転写(記録)紙より成る転写材15が送り出され、像担持体2に対置された転写手段6と像担持体2との間に、転写材15が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体上に形成されたトナー像が転写材上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材15は、引き続き定着手段10を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段10を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段7によって除去される。定着手段10は図では二本ローラ11、12の構成を示しているが、他の構造例えば、ベルトとローラ等の構成でも何ら問題は無い。
FIG. 4 is an overall view (cross-sectional view) of the monochrome image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown here has an image carrier 2 in the main body of the image forming apparatus. The image carrier 2 is a drum-like photosensitive member having a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface of a cylindrical conductive base. The image carrier 2 is an endless belt-shaped image carrier that is wound around a plurality of rollers and rotated. It can also be used.
The image carrier 2 shown in FIG. 4 is rotated in the clockwise direction during the image forming operation. At this time, the image carrier is charged to a predetermined polarity by the charging means 3. The image carrier 2 charged by the charging unit 3 is irradiated with light-modulated laser light emitted from a laser writing unit 4 which is an example of an exposure unit, whereby an electrostatic latent image is formed on the image carrier. The In the example shown in the figure, the absolute value of the potential of the surface portion of the image carrier irradiated with the laser beam decreases, and this becomes an electrostatic latent image (image portion), and the absolute value of the potential is not irradiated with the laser beam. The part kept high becomes the background part. Next, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by toner charged to a predetermined polarity when passing through the developing means 5. An exposure unit having an LED array, an exposure unit that illuminates a document surface and forms an image of the document image on an image carrier can also be used.
On the other hand, a transfer material 15 made of, for example, transfer (recording) paper is sent out from the paper feeding means 17, and the transfer material 15 is placed between the transfer means 6 and the image carrier 2 facing the image carrier 2. It is sent at the timing. At this time, the toner image formed on the image carrier is electrostatically transferred onto the transfer material. The transfer material 15 onto which the toner image has been transferred continues to pass through the fixing means 10, and at this time, the toner image is fixed on the transfer material by the action of heat and pressure. The transfer material that has passed through the fixing unit 10 is discharged to a paper discharge unit. Untransferred toner remaining on the surface of the image carrier without being transferred to the transfer material is removed by the cleaning means 7. In the figure, the fixing unit 10 shows the configuration of the two rollers 11 and 12, but there is no problem with other configurations such as a belt and a roller.

図4に示した現像手段5は、乾式の現像剤を収容した現像ケース5aと、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラ5bを有している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを有する乾式の現像剤や、キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることができる。また液状の現像剤を用いる現像手段を採用することもできる。現像ローラ5bが矢印方向に回転駆動され、このとき現像ローラの周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラと像担持体2の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
図4に示した転写手段6は、像担持体2上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。また、像担持体上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材に転写する代りに、像担持体上のトナー像を、中間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
また、図4に示したクリーニング手段7は、クリーニングケースに回転自在に支持されたファーブラシより成るクリーニング部材41を有し、これらのクリーニング部材41が像担持体の表面に当接してその表面に付着する転写残トナーを清掃する。ファーブラシ41には、保護剤42も当接しており、クリーニングを行うと同時に、保護剤を像担持体に供給するようになっている。保護材42は、固形剤から構成し、ファーブラシ41の回転時にその先端が保護剤面から保護材粉をこすり取る。
画像形成装置の小型化が進む中で、クリーニング用ファーブラシ13と保護剤を塗布するファーブラシ41の両方を並置することは困難である。本実施形態では、クリーニング用ファーブラシと保護剤を塗布するファーブラシを兼用することで、省スペース化を図っている。更に、省スペース化が可能になるとともに、部品削減による省資源化も可能となる。
保護剤42は、棒状、箱体状等々のブロック状に固形化されている。保護剤が液状の場合は、操作性が悪いので、固形化することにより操作性を改善することができる。
本例の画像形成装置では、像担持体2と、これを帯電する帯電手段3と、帯電手段3により帯電された像担持体2を露光して静電潜像を形成する露光手段4と、その静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段5と、そのトナー像を転写材に転写する転写手段6と、トナー像転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーを除去するクリーニング手段7とを有している。通常は転写残トナーをクリーニング手段7で回収するが、ジャム等の異常時にはクリーニング手段7で回収できなかった転写残トナーを帯電手段3を通過させた後で、現像手段5により静電的に回収除去することができる。
The developing means 5 shown in FIG. 4 has a developing case 5a that contains a dry developer, and a developing roller 5b that carries the developer while carrying it. As the developer, for example, a dry developer having a toner and a carrier, or a one-component developer having no carrier can be used. A developing means using a liquid developer can also be employed. The developing roller 5b is rotationally driven in the direction of the arrow. At this time, the developer is carried and conveyed on the peripheral surface of the developing roller, and the toner in the developer carried to the developing area between the developing roller and the image carrier 2 is transferred. The electrostatic latent image is electrostatically transferred to the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image.
The transfer means 6 shown in FIG. 4 is constituted by a transfer roller to which a transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner on the image carrier 2 is applied, and a transfer brush, a transfer blade, or a corona wire having a corona wire. It is also possible to use transfer means comprising a discharger. Further, instead of directly transferring the toner image on the image carrier to a transfer material as a final recording medium, the toner image on the image carrier is transferred onto a transfer material comprising an intermediate transfer member, and the toner image is transferred to the transfer material. It can also be configured to transfer to the final recording medium.
Further, the cleaning means 7 shown in FIG. 4 has a cleaning member 41 made of a fur brush rotatably supported by a cleaning case, and these cleaning members 41 come into contact with the surface of the image carrier. Clean the transfer residual toner that adheres. A protective agent 42 is also in contact with the fur brush 41, and at the same time as cleaning is performed, the protective agent is supplied to the image carrier. The protective material 42 is made of a solid agent, and when the fur brush 41 rotates, the tip thereof scrapes the protective material powder from the protective agent surface.
As the image forming apparatus is further downsized, it is difficult to place both the cleaning fur brush 13 and the fur brush 41 to which the protective agent is applied side by side. In this embodiment, space saving is achieved by combining the fur brush for cleaning and the fur brush for applying the protective agent. Furthermore, it is possible to save space and save resources by reducing parts.
The protective agent 42 is solidified into a block shape such as a rod shape or a box shape. When the protective agent is in a liquid state, the operability is poor. Therefore, the operability can be improved by solidification.
In the image forming apparatus of this example, the image carrier 2, the charging unit 3 for charging the image carrier 2, the exposure unit 4 for exposing the image carrier 2 charged by the charging unit 3 to form an electrostatic latent image, The developing means 5 that visualizes the electrostatic latent image as a toner image, the transfer means 6 that transfers the toner image to a transfer material, and the transfer residual toner that adheres to the surface of the image carrier after the toner image transfer is removed. And a cleaning means 7. Usually, the transfer residual toner is collected by the cleaning means 7, but the toner remaining untransferable by the cleaning means 7 in the case of an abnormality such as a jam is electrostatically collected by the developing means 5 after passing through the charging means 3. Can be removed.

図7は本発明に使用する帯電手段(ローラ)の構成を示す断面図である。
帯電手段3は、図4等にも示すように、像担持体2表面に対向配置された帯電部材を有している。この帯電部材は適宜な形態に構成できるものであるが、図4等に示した例では、帯電ローラにより構成されている。かかる帯電ローラ3は、図7に拡大して示すように、円柱状に形成された導電性の芯金(軸部)21と、その芯金21に固定された円筒状の中抵抗層22と、その中抵抗層22の外周面に積層された表層23とを有している。中抵抗層22と表層23は、本体部を構成している。
芯金21は、例えば、直径が4乃至20mm程度のステンレス鋼やアルミニウムなどの高い剛性と導電性を有する金属材料や、1×10Ω・cm以下、好ましくは1×10Ω・cm以下の体積抵抗率を有する高剛性の導電性樹脂などによって構成される。この例では芯金21が帯電ローラの芯軸を構成している。
中抵抗層22の体積抵抗率は、10E+3〜10Ω・cm、t=1、例えば10乃至10Ω・cm程に設定され、その厚さは例えば1乃至2mm程度に設定される。表層23の体積抵抗率は10E+3〜12Ω・cm、t=0.01、例えば10乃至1011Ω・cm程に設定され、該表層23の体積抵抗率は中抵抗層22の体積抵抗率よりも多少高くなっていることが好ましい。かかる表層23の厚さは、例えば10μm程度である。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the charging means (roller) used in the present invention.
As shown in FIG. 4 and the like, the charging unit 3 has a charging member disposed opposite to the surface of the image carrier 2. Although this charging member can be configured in an appropriate form, in the example shown in FIG. 4 and the like, it is configured by a charging roller. As shown in an enlarged view in FIG. 7, the charging roller 3 includes a conductive cored bar (shaft part) 21 formed in a columnar shape, and a cylindrical medium resistance layer 22 fixed to the cored bar 21. And a surface layer 23 laminated on the outer peripheral surface of the resistance layer 22. The middle resistance layer 22 and the surface layer 23 constitute a main body.
The metal core 21 is, for example, a metal material having high rigidity and conductivity, such as stainless steel or aluminum having a diameter of about 4 to 20 mm, or 1 × 10 3 Ω · cm or less, preferably 1 × 10 2 Ω · cm or less. It is comprised by the highly rigid conductive resin etc. which have the volume resistivity of these. In this example, the core metal 21 constitutes the core shaft of the charging roller.
The volume resistivity of the middle resistance layer 22 is set to 10E + 3 to 10 Ω · cm, t = 1, for example, about 10 4 to 10 9 Ω · cm, and the thickness thereof is set to, for example, about 1 to 2 mm. The volume resistivity of the surface layer 23 is set to 10E + 3 to 12 Ω · cm, t = 0.01, for example, about 10 6 to 10 11 Ω · cm, and the volume resistivity of the surface layer 23 is based on the volume resistivity of the medium resistance layer 22. Is preferably slightly higher. The thickness of the surface layer 23 is, for example, about 10 μm.

次に、図8は帯電ローラと像担持体との間にギャップGを形成する一構成例を示している。帯電ローラ3の外周面のうち画像形成に関与しない領域(像担持体の画像形成領域外に対応する領域)に周方向全長に亘ってスペーサ部材24を貼ることで、微小ギャップGを形成している。ここでは、スペーサ部材24として均一厚のテープを用いているが、コロ等によりギャップGを形成しても構わない。
これによれば、振動等の外力が加わった場合であっても、帯電ローラと像担持体との間の隙間が変動して、帯電量等がばらつくことを防止できる。
次に、帯電部材3の各部を構成する材料の具体例を列挙する。
中抵抗層22は、ベース材とこれに分散された導電剤により構成され、そのベース材としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン(PS)、及びその共重合体(AS、ABS)などのスチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などのアクリル系樹脂など、加工性のよい汎用樹脂を用いることができる。
中抵抗層22の導電剤としては、過酸化リチウムなどのアルカリ金属塩、過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム塩などの4級アンモニウム塩、高分子型導電剤などのイオン系導電剤を用いることができ、またケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックを用いることもできる。
Next, FIG. 8 shows a configuration example in which a gap G is formed between the charging roller and the image carrier. By attaching the spacer member 24 over the entire length in the circumferential direction to a region (region corresponding to outside the image forming region of the image carrier) of the outer peripheral surface of the charging roller 3, a minute gap G is formed. Yes. Here, a uniform thickness tape is used as the spacer member 24, but the gap G may be formed by a roller or the like.
According to this, even when an external force such as vibration is applied, the gap between the charging roller and the image carrier is fluctuated and the charge amount and the like can be prevented from varying.
Next, specific examples of materials constituting each part of the charging member 3 are listed.
The middle resistance layer 22 is composed of a base material and a conductive agent dispersed in the base material. Examples of the base material include olefin resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polystyrene (PS), and co-polymers thereof. General-purpose resins having good processability such as styrene resins such as coalesced (AS, ABS) and acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA) can be used.
Examples of the conductive agent for the medium resistance layer 22 include alkali metal salts such as lithium peroxide, perchlorates such as sodium perchlorate, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium salts, and ionic systems such as polymer-type conductive agents. A conductive agent can be used, and carbon black such as ketjen black and acetylene black can also be used.

表層23もベース材に導電剤を分散した材料から構成でき、そのベース材としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂などの適宜な材料を用いることができ、特にトナーが固着し難い材料を選択することが好ましい。表層23を構成する導電材としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラックなどのカーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズなどの金属酸化物などから成る電子伝導性導電剤、またはその他の適宜な導電剤を用いることができる。
スペーサ部材24を構成するテープの材料としては、アルミニウム、鉄、ニッケルなどの金属及びその酸化物、Fe−Ni合金、ステンレス鋼、Co−Al合金、Ni−鋼、ジュラルミン、モネル、インコネルなどの金属合金、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及びその共重合体(例えばPFA、FEP)などのフッ素樹脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。特にトナーが固着し難い離型性の高い材料を用いることが好ましい。また、テープとして導電材料を用いるときは、その表面に絶縁層又は半抵抗体層をコートするなどして、テープと像担持体との間を絶縁する。スペーサ部材として、収縮性(可撓性、弾性)を有する材料を使用することにより、振動、衝撃等によって像担持体との間の微小間隙が変動することを防止できる。
しかしながら、帯電ローラ3の各構成材料を前記材料に限定するものではない。
The surface layer 23 can also be composed of a material in which a conductive agent is dispersed in a base material. As the base material, an appropriate material such as a fluorine resin, a silicone resin, an acrylic resin, a polyamide resin, a polyester resin, a polyvinyl butyral resin, or a polyurethane resin is used. In particular, it is preferable to select a material to which the toner is difficult to fix. As the conductive material constituting the surface layer 23, an electron conductive conductive agent made of carbon black such as ketjen black or acetylene black, a metal oxide such as indium oxide or tin oxide, or other appropriate conductive agent is used. Can do.
Examples of the material of the tape constituting the spacer member 24 include metals such as aluminum, iron, nickel and oxides thereof, metals such as Fe—Ni alloy, stainless steel, Co—Al alloy, Ni—steel, duralumin, monel, and inconel. Alloys, olefin resins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), polytetrafluoroethylene (PTFE), and copolymers thereof (for example, PFA) , FEP) and the like, and polyimide resins. In particular, it is preferable to use a material having high releasability that is difficult to fix the toner. When a conductive material is used for the tape, the surface and the image carrier are insulated by coating the surface with an insulating layer or a half resistor layer. By using a material having contractility (flexibility, elasticity) as the spacer member, it is possible to prevent a minute gap between the image carrier and the image carrier from fluctuating due to vibration, impact, or the like.
However, the constituent materials of the charging roller 3 are not limited to the above materials.

図9は、ギャップGの値の違いによる放電開始電圧を示す図であり、帯電ローラ3に直流電圧を印加した場合に電流が流れ始める電圧を示すものであり、電流が流れはじめる電圧を放電開始電圧と呼んでいる。帯電ローラと感光体とのギャップを広げると、放電開始電圧が高電圧側に移動する。
図10は、プリントジョブスタートからエンドまでのフローチャートである。
S1において印刷指令信号が入力されると、画像形成装置は画像形成前の準備回転を行う(S2)。その後、画像形成動作が始まる(S3)。何も異常が発生しなければ、画像形成を終了し、画像形成後の準備回転を実施して画像形成動作を終了する(S4、5)。
ステップ4において異常発生した場合には、画像形成中に装置のカバーを開けるとか、電源コードを抜くとか、記録紙が画像形成装置の中で止まること(これをジャムと呼ぶ)等がある。通常は画像形成中に装置のカバーを開けたり、電源コードを抜いたりするようなことはないので、以後は異常の代表例であるジャムについて説明する。
画像形成動作中に、画像形成装置の記録紙が通過する箇所の各部に設けられたセンサーによってジャムが検知されると、画像形成動作を停止する(S4、6)。その後、操作者がジャムを取り除くと回復動作に入る(S7、8、9)。
この回復動作は、少なくとも転写紙が像担持体近傍にある状態でジャムが起こった時の動作である。即ち、一枚のみ印刷する場合であれば、転写紙が像担持体近傍でジャムした場合に該当し、二枚以上の印刷の場合は、その内のどれかの転写紙が像担持体近傍にある場合を指す。また、中間転写ベルトを用いる場合は、少なくとも像担持体上の潜像を現像した状態から像担持体のクリーニングが完了するまでの間にジャムが発生した場合を指す。例えば、給紙部だけでのジャムや定着部だけでのジャムの場合には前記回復動作を行わない。
FIG. 9 is a diagram illustrating a discharge start voltage depending on a difference in the value of the gap G, showing a voltage at which a current starts to flow when a DC voltage is applied to the charging roller 3, and a voltage at which the current starts to flow is started. It is called voltage. When the gap between the charging roller and the photoconductor is widened, the discharge start voltage moves to the high voltage side.
FIG. 10 is a flowchart from the start to the end of a print job.
When a print command signal is input in S1, the image forming apparatus performs preparatory rotation before image formation (S2). Thereafter, the image forming operation starts (S3). If no abnormality occurs, the image formation is terminated, the preparatory rotation after the image formation is performed, and the image formation operation is terminated (S4, 5).
If an abnormality occurs in step 4, the cover of the apparatus may be opened during image formation, the power cord may be removed, or the recording paper may stop in the image forming apparatus (this is called a jam). Normally, there is no need to open the cover of the apparatus or unplug the power cord during image formation, so a jam that is a typical example of abnormality will be described below.
During the image forming operation, when a jam is detected by a sensor provided in each part where the recording paper of the image forming apparatus passes, the image forming operation is stopped (S4, 6). Thereafter, when the operator removes the jam, the recovery operation is started (S7, 8, 9).
This recovery operation is an operation when a jam occurs at least with the transfer paper in the vicinity of the image carrier. That is, if only one sheet is printed, this corresponds to the case where the transfer paper jams in the vicinity of the image carrier, and if two or more sheets are printed, one of the transfer papers is in the vicinity of the image carrier. Refers to a case. In addition, when the intermediate transfer belt is used, it indicates a case where a jam occurs at least after the latent image on the image carrier is developed until the cleaning of the image carrier is completed. For example, the recovery operation is not performed in the case of a jam only in the paper feed unit or a jam only in the fixing unit.

本発明における特徴的な回復動作は次の通りである。まず、クリーニング用ファーブラシ41、13に対してトナーの帯電極性とは逆の電圧を印加する。同時に、帯電ローラ3にトナーの帯電極性と逆極性で、かつ、放電開始電圧以下の電圧を印加する。その後、像担持体2を回転して転写残トナー、或いは、未転写トナーのクリーニングを行う。この時、転写手段6には電圧を印加しないが、現像手段5に対しては少なくとも電圧を印加しないか、或いは正規のトナーの帯電極性(マイナス)を吸引可能な程度の電圧を印加する。
上記のように各手段に電圧を印加することで、クリーニング装置と現像機でほとんど全てのトナーが回収される。なお、クリーニング効果に万全を期す為、これら一連の動作を数回行っても良い。(像担持体を数回転しても良い。)
その後、現像手段5や転写手段6には電圧を印加しない状態で、かつ、帯電手段3には放電開始電圧以下の電圧を印加し、クリーニングファーブラシ41に通常の電圧を印加した状態で保護剤42を像担持体2に塗布する。この場合も、クリーニング効果に万全を期す為、前記保護剤塗布動作を、少なくとも、もう一回行っても良い。上記一連の動作を行って、回復動作は終了する。
上記回復動作終了後、通常のフローに戻り、準備回転を行う。
The characteristic recovery operation in the present invention is as follows. First, a voltage opposite to the charging polarity of the toner is applied to the cleaning fur brushes 41 and 13. At the same time, a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner and lower than the discharge start voltage is applied to the charging roller 3. Thereafter, the image carrier 2 is rotated to clean the untransferred toner or untransferred toner. At this time, no voltage is applied to the transfer unit 6, but at least a voltage is not applied to the developing unit 5, or a voltage that can attract the charged polarity (minus) of regular toner is applied.
By applying a voltage to each means as described above, almost all toner is collected by the cleaning device and the developing machine. Note that a series of these operations may be performed several times in order to ensure the cleaning effect. (The image carrier may be rotated several times.)
Thereafter, the protective agent is applied in a state where no voltage is applied to the developing unit 5 and the transfer unit 6, a voltage equal to or lower than the discharge start voltage is applied to the charging unit 3, and a normal voltage is applied to the cleaning fur brush 41. 42 is applied to the image carrier 2. Also in this case, the protective agent application operation may be performed at least once more in order to ensure the cleaning effect. The series of operations is performed, and the recovery operation is completed.
After completion of the recovery operation, the process returns to the normal flow, and the preparation rotation is performed.

次に、上記回復動作の各々の作用について説明する。ここでは、トナーの正規の帯電極性をマイナス帯電とする。クリーニング用ファーブラシにトナーの帯電極性と逆極性であるプラスの電圧を印加することにより、通常にマイナス帯電しているトナーを回収する。
また、帯電ローラ3に対しては、トナーの正規の帯電極性(マイナス)とは逆極性(プラス)で、かつ、放電開始電圧以下の電圧を印加することにより、帯電ローラ3へのトナー付着を防止する。すなわち、放電開始電圧以上の電圧を印加すると、放電が発生しトナーの帯電状態が変化する。クリーニング用ファーブラシでマイナス帯電しているトナーはほとんど回収されているので、帯電ローラの位置に来るトナーはほとんどがプラス帯電である。しかしながら、帯電ローラ3にプラスの放電開始電圧以上の電圧が掛けられていると放電が起こり、その放電領域をトナーが通過すると、トナーはプラスに帯電するものが発生する。しかし、放電領域に搬送されてくるほとんどのトナーがプラス帯電のため実質上は極性が変わるものは少ない。加えて、帯電ローラ3とトナーの極性が同じ極性なので、帯電ローラにトナーが付着することもない。
一方、帯電ローラ3の放電によってトナー材料の変質、及び、トナー外添剤が取れる等の影響は大きい。トナーに対する上記変化の発生により、トナーの搬送性、帯電特性の劣化や、劣化によるリサイクル性の悪化等が発生する。従って、放電が発生しない程度の電圧を印加することが好ましい。
Next, each operation of the recovery operation will be described. Here, the normal charging polarity of the toner is negative charging. By applying a positive voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner to the cleaning fur brush, the normally negatively charged toner is recovered.
Further, the toner is attached to the charging roller 3 by applying a voltage (positive) opposite to the normal charging polarity (minus) of the toner and a voltage equal to or lower than the discharge start voltage to the charging roller 3. To prevent. That is, when a voltage equal to or higher than the discharge start voltage is applied, a discharge occurs and the charged state of the toner changes. Since most of the negatively charged toner is collected by the cleaning fur brush, most of the toner at the position of the charging roller is positively charged. However, when a voltage equal to or higher than the positive discharge start voltage is applied to the charging roller 3, discharge occurs, and when the toner passes through the discharge region, the toner is positively charged. However, since most of the toner conveyed to the discharge area is positively charged, there are few that change in polarity. In addition, since the charging roller 3 and the toner have the same polarity, the toner does not adhere to the charging roller.
On the other hand, the charging roller 3 is greatly affected by the deterioration of the toner material and the removal of the external toner additive. Occurrence of the above-described change in the toner causes deterioration of toner transportability and charging characteristics, and deterioration of recyclability due to the deterioration. Therefore, it is preferable to apply a voltage that does not cause discharge.

放電開始電圧は、OPC感光体と接触帯電ローラを用いた場合には通常約600〜700V程度であり、非接触帯電ローラの場合は図9に示すような値である。ここで、実際に印加する電圧を非接触帯電ローラにおける放電開始電圧以下とすると、トナー等が帯電ローラと像担持体間のギャップG間にある場合は、帯電ローラとトナー間のギャップが狭くなっている為、放電開始電圧が下がってしまい放電が発生する。したがって、帯電ローラに印加する放電開始電圧以下の電圧の設定値は、接触帯電における放電開始電圧以下にするのが良い。より良くは、接触帯電における放電開始電圧より200V程度低い値の方が良く、さらには、ギャップ変動で生じるギャップの狭まりによる放電の発生を考慮して、接触帯電における放電開始電圧より400V程度低い値の方が良い。
帯電ローラ3に放電開始電圧以上のプラス電圧を印加した場合と比較するために、仮に帯電ローラにマイナスの電圧を印加した場合を想定すると、その放電領域をトナーが通過すると、トナー中にはマイナスに帯電するものが発生する。このマイナス帯電したトナーは現像手段では回収されない為、現像手段の下流側に位置する転写手段6を汚す等の不具合が発生する。加えて、帯電ローラ3(マイナス)とトナー(プラス)の極性が異なる為、帯電ローラにトナーが付着する不具合が発生する。
放電開始電圧以下のプラス電圧を印加した帯電ローラ3を通過したトナーは、ほとんどがプラス帯電したトナーであり、マイナスの電圧を印加している現像手段5へ送られて、静電気力により現像手段5内に回収される。但し、現像手段5が接触式1成分現像、或いは、2成分磁気ブラシ現像方式の場合は、接触による摺擦力等によってもトナー回収が行われる。
次に、ファーブラシ41を用いて像担持体2上に保護剤42の粉体を塗布する時に帯電ローラ3に放電開始電圧以下の電圧を印加するのは、まず、トナーの付着を防止する目的と、放電開始電圧以上の電圧を印加した場合は、放電により保護剤が帯電ローラに付着するので、それを防止する目的がある。即ち、大量の保護剤が帯電部材に付着すると均一な帯電が阻害される場合があるからである。
The discharge starting voltage is usually about 600 to 700 V when an OPC photosensitive member and a contact charging roller are used, and is a value as shown in FIG. 9 in the case of a non-contact charging roller. Here, if the voltage actually applied is equal to or less than the discharge start voltage in the non-contact charging roller, the gap between the charging roller and the toner becomes narrow when the toner or the like is between the gap G between the charging roller and the image carrier. As a result, the discharge start voltage decreases and discharge occurs. Therefore, the set value of the voltage not higher than the discharge start voltage applied to the charging roller is preferably set to be equal to or lower than the discharge start voltage in contact charging. More preferably, a value lower by about 200 V than the discharge start voltage in contact charging is better, and further, a value lower by about 400 V than the discharge start voltage in contact charging in consideration of occurrence of discharge due to gap narrowing caused by gap fluctuation. Is better.
For comparison with the case where a positive voltage equal to or higher than the discharge start voltage is applied to the charging roller 3, assuming that a negative voltage is applied to the charging roller, if the toner passes through the discharge region, the toner will have a negative voltage. Something is charged. Since the negatively charged toner is not collected by the developing means, there arises a problem such as staining the transfer means 6 located on the downstream side of the developing means. In addition, since the polarities of the charging roller 3 (minus) and the toner (plus) are different, there is a problem that the toner adheres to the charging roller.
Most of the toner that has passed through the charging roller 3 to which a positive voltage equal to or lower than the discharge start voltage is applied is positively charged, and is sent to the developing means 5 to which a negative voltage is applied. Collected in. However, when the developing means 5 is a contact type one-component development or a two-component magnetic brush development method, the toner is collected also by a rubbing force caused by contact.
Next, when the powder of the protective agent 42 is applied onto the image carrier 2 using the fur brush 41, a voltage equal to or lower than the discharge start voltage is applied to the charging roller 3 for the purpose of preventing toner adhesion. When a voltage equal to or higher than the discharge start voltage is applied, the protective agent adheres to the charging roller due to the discharge, which is intended to prevent it. That is, when a large amount of protective agent adheres to the charging member, uniform charging may be hindered.

次に、図11は、像担持体に図12のように保護剤を片側半分の領域のみ塗布した状態で、帯電部材(帯電ローラ)に放電開始電圧以上の通常の像担持体を帯電する重畳電圧を印加して実験を行った結果を示す。他の現像手段等は全て作像ユニットから外した状態で実験を行った。
保護剤を塗布した像担持体上の領域は、200時間の実験後も像担持体はほとんど削れていないが、非塗布領域は約2.5μm削れたという結果が示されている。
また、図13はクリーニング手段(クリーニング装置)の詳細な構造を示す図である。図4と図6の作像ユニットを構成するクリーニング手段7は、図13のような構造を備えている。図1、図2、図5の作像ユニットではもう一本のファーブラシ13が設置されており、下流側のファーブラシ41に保護剤42を当接する構造を取っている。図13におけるファーブラシ41には、回収ローラ31が当接しており、クリーナ電源34からファーブラシ41に付着したトナー40を回収するための電圧が印加される。回収ローラ31にはスクレーパ31が接触して付着したトナー等40を除去する。スクレーパ32によって除去されたトナー等は回収コイル33によって回収される。
Next, FIG. 11 shows a superposition for charging a normal image carrier having a discharge start voltage or higher on a charging member (charging roller) in a state where the protective agent is applied to the image carrier only in one half region as shown in FIG. The result of having experimented by applying a voltage is shown. The experiment was performed with all other developing means removed from the image forming unit.
In the region on the image carrier to which the protective agent was applied, the image carrier was hardly scraped after 200 hours of experiment, but the non-coated region was scraped by about 2.5 μm.
FIG. 13 shows the detailed structure of the cleaning means (cleaning device). The cleaning means 7 constituting the image forming unit shown in FIGS. 4 and 6 has a structure as shown in FIG. 1, 2, and 5, another fur brush 13 is installed, and a protective agent 42 is in contact with the fur brush 41 on the downstream side. A recovery roller 31 is in contact with the fur brush 41 in FIG. 13, and a voltage for recovering the toner 40 attached to the fur brush 41 is applied from the cleaner power source 34. The scraper 31 comes into contact with the collecting roller 31 to remove the toner 40 attached thereto. The toner removed by the scraper 32 is collected by the collection coil 33.

ところで、上記各実施形態に示した画像形成装置においては、図14に示すように、帯電ローラ3を回転自在に支持するケーシング3Aと、クリーニング装置7のクリーニングケース7Aが一体のユニットケースUCとして構成され、このユニットケースUCに対して像担持体2が回転自在に組み付けられている。このようにして、帯電ローラ3と、像担持体2とが一体的に組み付けられて成る作像ユニット(プロセスカートリッジP)が構成され、そのプロセスカートリッジPが画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されている。帯電ローラ3と像担持体2は、微小ギャップGが一定に保たれた状態でユニットケースUCに組み込まれていて、その微小ギャップGを一定に保ったまま、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体に対して着脱できる。このため、プロセスカートリッジPを着脱する際に、微小ギャップGの大きさが大きく変動する不具合を阻止できる。像担持体2と帯電ローラ3を画像形成装置本体に別々に着脱できるように構成してもよいが、この構成によると、像担持体2や帯電ローラ3の着脱時に微小ギャップG が変化するおそれがあり、均一な帯電が出来なくなる恐れがある。
また、本実施形態例の作像ユニット、プロセスカートリッジは、帯電ローラ3のほかに、像担持体2に接触する接触部材(ファーブラシ13、41)を有している。図4に示した例では、前述のように、クリーニングケース7Aと帯電ローラケーシング3Aとが一体のユニットケースUCとして形成され、そのユニットケースUCにファーブラシ13、41が組み付けられていて、ファーブラシ13、41が像担持体に接触する接触部材を構成している。接触部材を帯電ローラ3とは別々に画像形成装置本体に着脱できるように構成してもよいが、このようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が像担持体に接触したまま移動するので、その像担持体に大きな外力が加えられ、これによって微小ギャップGが変動してしまうおそれがある。これに対し、接触部材も作像ユニット、プロセスカートリッジの構成要素にすれば、作像ユニットを画像形成装置本体に対して着脱するとき、ファーブラシより成る接触部材も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体に対して相対的に動くことはなく、これにより微小ギャップGが大きく変動するおそれはない。
By the way, in the image forming apparatus shown in each of the above embodiments, as shown in FIG. 14, a casing 3A that rotatably supports the charging roller 3 and a cleaning case 7A of the cleaning device 7 are configured as an integrated unit case UC. Then, the image carrier 2 is rotatably assembled to the unit case UC. Thus, an image forming unit (process cartridge P) in which the charging roller 3 and the image carrier 2 are integrally assembled is configured, and the process cartridge P can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. It is installed. The charging roller 3 and the image carrier 2 are incorporated in the unit case UC in a state where the minute gap G is kept constant, and the process cartridge P is attached to the main body of the image forming apparatus while keeping the minute gap G constant. It can be attached and detached. For this reason, when the process cartridge P is attached / detached, a problem that the size of the minute gap G largely fluctuates can be prevented. The image carrier 2 and the charging roller 3 may be configured to be separately attached to and detached from the image forming apparatus main body. However, according to this configuration, there is a possibility that the minute gap G 1 changes when the image carrier 2 and the charging roller 3 are attached and detached. There is a risk that uniform charging will not be possible.
In addition to the charging roller 3, the image forming unit and the process cartridge according to this embodiment include contact members (fur brushes 13, 41) that contact the image carrier 2. In the example shown in FIG. 4, as described above, the cleaning case 7A and the charging roller casing 3A are formed as a unit case UC, and the fur brushes 13 and 41 are assembled to the unit case UC. Reference numerals 13 and 41 constitute contact members that contact the image carrier. The contact member may be configured to be attachable to and detachable from the image forming apparatus main body separately from the charging roller 3, but in this case, when the contact member is attached or detached, these members move while being in contact with the image carrier. Therefore, a large external force is applied to the image carrier, which may cause the minute gap G to fluctuate. On the other hand, if the contact member is also a component of the image forming unit and the process cartridge, when the image forming unit is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus, the contact member made of the fur brush is also attached and detached. The member does not move relative to the image carrier, and there is no possibility that the minute gap G will fluctuate greatly.

図1、図2、図4、図5、図6に夫々示した画像形成装置は、上述の如く構成された帯電装置3と像担持体2を有しているのであるが、その際、像担持体表面に大きなうねりなどの凹凸があると、前述の各構成を採用しても、像担持体2の回転時に、微小ギャップGの大きさが変動しやすくなる。そこで、像担持体2はアモルファスシリコン系表面層を有する感光体として構成することが好ましい。かかる像担持体2はその表面を極めて平滑に仕上げることができるので、その像担持体2の回転時に、微小ギャップGの大きさが変動することを効果的に抑え、前述の帯電ローラ3等の帯電装置構成によるトナー除去効果をより確実なものにすることができる。
また像担持体2が、例えば0.1μm以下のアルミナ粉などのフィラーを分散した表面層を有する感光体として構成されていると、その表面硬度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
なお、使用するトナーとしては、例えば、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス成分を含有する静電潜像現像用のトナーを用い、円形度は例えば0.96以上である。
粉砕トナーは、円形度に優れる重合トナーと比較して粒径分布が広く、かつ帯電量分布も広い。加えて、帯電極性が逆極性あるいは未帯電の粉砕トナーが含まれ、転写残トナーも多いという不具合がある。
円形度が0.96以上の重合トナーを用いることで、転写残トナー量を減少させ、かつ、クリーニング残トナーを減少させることができる。即ち、帯電部へ到達するトナー量を減少させることができ、帯電ローラの汚れを軽減できる。
以上説明した各構成の帯電装置は、図1、図4に示した形式以外の画像形成装置に適用することができる。例えば、図2、図5、図6に示すように、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される複数、例えば4個の像担持体2を配列し、その各像担持体上に形成されたトナー像を転写材に順次重ね合わせて転写するカラー画像形成装置は従来より周知であるが、かかる画像形成装置の各像担持体を帯電するために、前述の帯電装置を採用することができる。
The image forming apparatuses shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, and 6 each include the charging device 3 and the image carrier 2 configured as described above. If there are irregularities such as large undulations on the surface of the carrier, the size of the minute gap G is likely to fluctuate when the image carrier 2 is rotated even if the above-described configurations are adopted. Therefore, the image carrier 2 is preferably configured as a photoconductor having an amorphous silicon surface layer. Since the surface of the image carrier 2 can be finished very smoothly, it is possible to effectively suppress fluctuations in the size of the minute gap G when the image carrier 2 is rotated. The toner removal effect by the charging device configuration can be made more reliable.
Further, when the image carrier 2 is configured as a photoreceptor having a surface layer in which a filler such as alumina powder of 0.1 μm or less is dispersed, the surface hardness is increased and the wear resistance is improved. The service life can be greatly extended.
As the toner to be used, for example, a toner for developing an electrostatic latent image containing at least a binder resin, a colorant, and a wax component is used, and the circularity is, for example, 0.96 or more.
The pulverized toner has a wider particle size distribution and a wider charge amount distribution than a polymerized toner having excellent circularity. In addition, there is a problem in that pulverized toner having a charged polarity of opposite polarity or uncharged is included and a large amount of toner remains after transfer.
By using a polymerized toner having a circularity of 0.96 or more, it is possible to reduce the amount of transfer residual toner and to reduce cleaning residual toner. That is, the amount of toner reaching the charging unit can be reduced, and contamination of the charging roller can be reduced.
The charging devices having the above-described configurations can be applied to image forming apparatuses other than the types shown in FIGS. For example, as shown in FIGS. 2, 5, and 6, a plurality of, for example, four image carriers 2 on which toner images of different colors are formed are arranged and formed on each image carrier. A color image forming apparatus that sequentially superimposes and transfers a toner image onto a transfer material is well known, but the above-described charging device can be employed to charge each image carrier of the image forming apparatus. .

本発明の一実施形態に係る複写機の作像ユニットの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of a copying machine according to an embodiment of the present invention. 記録紙に直接転写を行うカラー画像用複写機の作像ユニットの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming unit of a color image copying machine that directly transfers to a recording sheet. 帯電部材の周辺部材、及び帯電部材に対するバイアス印加のための構成を示す略図。1 is a schematic diagram illustrating a configuration for applying a bias to a peripheral member of a charging member and a charging member. 一般白黒画像用複写機の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the copying machine for general monochrome images. カラー画像用複写機の概略説明図。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a color image copying machine. 図2の変形例を示す図。The figure which shows the modification of FIG. 帯電ローラの一例の断面図。Sectional drawing of an example of a charging roller. 本発明の一例に係る帯電ローラの構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a charging roller according to an example of the present invention. 放電開始電圧を示す図。The figure which shows the discharge start voltage. 本発明の一実施形態に係る制御手順を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the control procedure which concerns on one Embodiment of this invention. 塗布部と非塗布部の膜削れ量を説明する図。The figure explaining the film | membrane scraping amount of an application part and a non-application part. 図11の実験に使用した像担持体の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the image carrier used for the experiment of FIG. 本発明の一実施形態に係る作像ユニットの一例の構成図。The block diagram of an example of the image formation unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る作像ユニットの構成図。The block diagram of the image formation unit which concerns on other embodiment of this invention. 従来例の説明図。Explanatory drawing of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 作像ユニット、2 像担持体、3 帯電手段(帯電部材)、4 露光手段、5 現像手段、6 転写手段、7 クリーニング手段、8 除電手段、10 定着手段、11 定着ローラ、12 加圧ローラ、13 ファーブラシ(クリーニングブラシ)、14 分離手段、15 記録紙、16 搬送ベルト、20 クリーニングブラシ、24 スペーサ部材、41 ファーブラシ(クリーニングブラシ)、42 固形剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming unit, 2 Image carrier, 3 Charging means (charging member), 4 Exposure means, 5 Developing means, 6 Transfer means, 7 Cleaning means, 8 Static elimination means, 10 Fixing means, 11 Fixing roller, 12 Pressure roller , 13 Fur brush (cleaning brush), 14 Separating means, 15 Recording paper, 16 Conveying belt, 20 Cleaning brush, 24 Spacer member, 41 Fur brush (cleaning brush), 42 Solid agent

Claims (9)

像担持体と、前記像担持体表面に対向配置された帯電部材により前記像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の残留トナーを除去する静電的クリーニング手段と、前記像担持体に保護膜を形成する保護膜形成手段と、を備え、前記静電的クリーニング手段で除去した後に前記像担持体上に残留したトナーを、前記帯電部材を通過させてから前記現像手段で回収する画像形成装置において、
前記帯電部材に帯電バイアスを印加して前記帯電部材と前記像担持体との間で放電させることにより前記像担持体表面を帯電する帯電バイアス電源と、前記帯電バイアス電源を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成動作が途中で停止された後の再起動時に、前記帯電バイアス電源により前記帯電部材に前記トナーの帯電極性と逆極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit that uniformly charges the surface of the image carrier by a charging member disposed opposite to the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier after charging is exposed according to image information. An exposure unit that forms an electrostatic latent image; a developing unit that develops a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image; a transfer unit that transfers a toner image on the image carrier onto a transfer material; An electrostatic cleaning unit that removes residual toner on the image carrier and a protective film forming unit that forms a protective film on the image carrier, and the image carrier after being removed by the electrostatic cleaning unit In the image forming apparatus for collecting the toner remaining on the body by the developing unit after passing through the charging member,
A charging bias power source for charging the surface of the image carrier by applying a charging bias to the charging member and discharging between the charging member and the image carrier, and a control means for controlling the charging bias power source; With
The control means applies a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner and not more than a discharge threshold to the charging member for a predetermined time by the charging bias power source upon restart after the image forming operation is stopped halfway. An image forming apparatus.
像担持体と、前記像担持体表面に非接触かつ近接して対向配置された帯電部材により前記像担持体表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段と、前記像担持体上の残留トナーを除去する静電的クリーニング手段と、像担持体に保護膜を形成する保護膜形成手段とを備え、、前記静電的クリーニング手段で除去した後に前記像担持体上に残留したトナーを、前記帯電部材を通過させてから前記現像手段で回収する画像形成装置において、
前記帯電部材に帯電バイアスを印加して前記帯電部材と前記像担持体との間で放電させることにより前記像担持体表面を帯電する帯電バイアス電源と、前記帯電バイアス電源を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成動作が途中で停止された後の再起動時に、前記帯電バイアス電源により前記帯電部材に前記トナーの帯電極性と逆極性でかつ放電閾値以下のバイアスを所定時間印加することを特徴とする画像形成方法及びそれを用いた画像形成装置。
An image carrier, charging means for uniformly charging the surface of the image carrier by a charging member disposed in contact with and in close proximity to the surface of the image carrier, and image information on the surface of the image carrier after charging Exposure means for forming an electrostatic latent image by exposure according to the above, developing means for developing a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image, and a toner image on the image carrier on the transfer material A transfer means for transferring; an electrostatic cleaning means for removing residual toner on the image carrier; and a protective film forming means for forming a protective film on the image carrier; and removing by the electrostatic cleaning means In the image forming apparatus in which the toner remaining on the image carrier after the toner is passed through the charging member and then collected by the developing unit,
A charging bias power source for charging the surface of the image carrier by applying a charging bias to the charging member and discharging between the charging member and the image carrier, and a control means for controlling the charging bias power source; With
The control means applies a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner and not more than a discharge threshold to the charging member for a predetermined time by the charging bias power source upon restart after the image forming operation is stopped halfway. And an image forming apparatus using the same.
請求項1又は2に記載の前記帯電部材は、軸部と、該軸部を被覆する本体部とから構成され、前記像担持体の画像形成領域外に対応する本体部外周にスペーサ部材を設けて、像担持体と帯電部材との間に間隙を形成することを特徴とする帯電部材。   The charging member according to claim 1 or 2 includes a shaft portion and a body portion that covers the shaft portion, and a spacer member is provided on the outer periphery of the body portion corresponding to the outside of the image forming area of the image carrier. A charging member, wherein a gap is formed between the image carrier and the charging member. 前記スペーサ部材は、収縮性を有することを特徴とする請求項3に記載の帯電部材。   The charging member according to claim 3, wherein the spacer member has contractibility. 請求項3又は4に記載の帯電部材を備えたことを特徴とする帯電装置。   A charging device comprising the charging member according to claim 3. 請求項1又は2に記載の前記静電的クリーニング手段を構成するクリーニング部材は、前記保護膜形成手段を兼ねたファーブラシであり、保護剤がファーブラシに接触するように設置され、
前記ファーブラシは、像担持体表面のクリーニングを行いながら保護剤を像担持体に供給することを特徴とするクリーニング手段。
The cleaning member constituting the electrostatic cleaning unit according to claim 1 or 2 is a fur brush that also serves as the protective film forming unit, and is installed so that the protective agent contacts the fur brush.
The fur brush supplies a protective agent to the image carrier while cleaning the surface of the image carrier.
前記保護剤は、ブロック状に固形化されていることを特徴とする請求項6に記載のクリーニング手段。   The cleaning means according to claim 6, wherein the protective agent is solidified in a block shape. 前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス成分を含有する静電潜像現像用のトナーであり、円形度が0.96以上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。   3. The toner according to claim 1, wherein the toner is a toner for developing an electrostatic latent image containing at least a binder resin, a colorant, and a wax component, and has a circularity of 0.96 or more. Image forming apparatus. 像担持体と請求項1から4に記載の帯電部材を、少なくとも一体に形成したことを特徴とする画像形成装置用のプロセスカートリッジ。   5. A process cartridge for an image forming apparatus, wherein the image carrier and the charging member according to claim 1 are at least integrally formed.
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