JP2007079166A - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真方式で採用される、残留トナー等の残留物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device for removing residues such as residual toner, and an image forming apparatus including the cleaning device, which are employed in electrophotographic systems such as copying machines, facsimile machines, and printers.
従来、電子写真方式では、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電器によって帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより感光体表面に静電潜像を形成しその静電潜像を現像器によってトナーで現像して感光体表面にトナー像を形成するトナー像形成サイクルによって、感光体表面に形成されたトナー像を、所定の被転写面(記録媒体や中間転写体)に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する。 Conventionally, in an electrophotographic system, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photoconductor by charging the surface of the photoconductor rotating around a central axis in a predetermined direction with a charger and irradiating the charged photoconductor surface with exposure light. The toner image formed on the surface of the photosensitive member is formed on a predetermined transfer surface (recording medium) by a toner image forming cycle in which the electrostatic latent image is formed and developed with toner by a developing device to form a toner image on the surface of the photosensitive member. Or an intermediate transfer member) and finally fixed on a recording medium, thereby forming an image composed of a fixed toner image on the recording medium.
所定の被転写面に転写を終えた感光体表面には、未転写のトナーやトナーに添加されていた外添剤粒子、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物など複数種類の異物が残留するため、これらを次のトナー像形成サイクルに先立ってクリーニング手段により除去することが必要になる。 A plurality of types of foreign matter such as untransferred toner, external additive particles added to the toner, paper powder, or discharge products generated during charging remain on the surface of the photoreceptor after the transfer to a predetermined transfer surface. Therefore, it is necessary to remove them by a cleaning unit prior to the next toner image forming cycle.
トナー等の残留物を除去するクリーニング方式としては、種々の方式が提案されているが、例えば、感光体表面との摺擦によって機械的に残留物を除去する方式が提案されている。 Various cleaning methods for removing residues such as toner have been proposed. For example, a method for removing residues mechanically by rubbing against the surface of the photoreceptor has been proposed.
ところが、この機械的な除去方式を採用すると、感光体表面に機械的な外力が加えられる。また、感光体表面には、帯電器、現像器、転写手段等によっても電気的、機械的な外力が直接加えられる。このため、感光体の表面には磨耗や傷に対する耐久性が要求され、この耐久性を確保するため、表面が硬い感光体(例えば、特許文献1等参照)を用いる傾向にある。 However, when this mechanical removal method is employed, a mechanical external force is applied to the surface of the photoreceptor. In addition, an electrical and mechanical external force is directly applied to the surface of the photoreceptor by a charger, a developing device, a transfer unit, and the like. For this reason, the surface of the photoconductor is required to have durability against abrasion and scratches, and in order to ensure this durability, there is a tendency to use a photoconductor having a hard surface (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、表面が硬い感光体を用いると、今度は、感光体表面から残留物を機械的に除去することが困難になる。帯電の際に生じた放電生成物は感光体表面に付着しており、特に、放電生成物が感光体表面から除去しにくくなる。感光体表面に付着した放電生成物が吸湿すると画像形成時に画像流れが引き起こされるため、放電生成物は十分に除去しなくてはならない。 However, if a photoconductor having a hard surface is used, it becomes difficult to mechanically remove residues from the photoconductor surface. The discharge product generated during charging adheres to the surface of the photoreceptor, and in particular, the discharge product is difficult to remove from the surface of the photoreceptor. If the discharge product adhering to the surface of the photoreceptor absorbs moisture, an image flow is caused at the time of image formation. Therefore, the discharge product must be sufficiently removed.
そこで、従来では、複数の繊維を回転軸の周りに有し回転する回転繊維体を、上記クリーニング手段よりも感光体の回転方向上流側で感光体表面に接触させ、その回転繊維体によって放電生成物を除去する技術が提案されている(特許文献2参照)。
この特許文献2に記載された技術を応用し、残留トナー粒子や外添剤粒子を回転繊維体の繊維に捕獲させるとともに保持させて、トナー粒子等を保持した繊維と感光体表面との摺擦によって感光体表面から放電生成物を除去することが考えられる。
By applying the technique described in
図1は、特許文献2に記載された技術を応用したクリーニング装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cleaning device to which the technique described in
図1に示すクリーニング装置91は、時計方向に回転する感光体ドラム92の、所定の被転写面に転写を終えた表面921に接するクリーニングブラシ911とロール体912とを備えている。また、このクリーニング装置91は、回収ロール913、スクレーパ部材914、および搬送用オーガ915も備えている。
A
図1に示すクリーニングブラシ911は、感光体ドラム92の回転軸と平行に延在した中心軸9111から放射状に延びた毛(ブラシ繊維)9112を有する。クリーニングブラシ911は、この毛9112の先端が感光体ドラム表面921および回収ロール913の周面の双方に食い込んだ状態で中心軸9111を中心にして回転し、感光体ドラム表面921上の残留トナー粒子tはこの毛9112によって掻き取られる。クリーニングブラシ911の毛9112によって掻き取られた残留トナー粒子tは回収ロール913によってクリーニングブラシ911から回収される。さらに、回収ロール913に回収された残留トナー粒子tはスクレーパ部材914によって回収ロール913から掻き落とされ、掻き落とされた残留トナー粒子tは搬送用オーガ915によって不図示の排出口まで搬送される。
The
ロール体912は、残留トナー粒子tを除去するクリーニングブラシ911よりも、感光体回転方向上流側に配置されている。このため、感光体ドラム92が回転することでこのロール体912に向けて残留トナー粒子tが運ばれてくる。図1に示すロール体912は、周面に複数の繊維9121を有する回転体であり、運ばれてきた残留トナー粒子tは、このロール体912の繊維9121によって捕捉され、その繊維9121に保持される。感光体ドラム表面921に付着した放電生成物は、ロール体912に保持された残留トナー粒子tによって感光体ドラム表面921から掻き取られる。
The
ここで、画像密度が高いトナー像が形成されると、ロール体912には、大量の残留トナー粒子tが運ばれてくるため、ロール体912に残留トナー粒子が塊状に堆積しやすい。また、図1に示すように下流側のクリーニングブラシ911と上流側のロール体912の位置関係が、クリーニングブラシ911によって除去した残留トナー粒子tがロール体912の上に落下してくる(図1中の2点鎖線で囲んだ部分A参照)位置関係にあると、ロール体912に残留トナー粒子tが塊状に堆積しやすい。
Here, when a toner image having a high image density is formed, a large amount of residual toner particles t are carried to the
図2は、ロール体に塊状に堆積していた残留トナー粒子がそのロール体から離脱した様子を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a state where residual toner particles accumulated in a lump on the roll body are detached from the roll body.
ロール体912に残留トナー粒子tが塊状に堆積し、その塊状の残留トナー粒子tが感光体ドラム表面921へ戻ると、塊状の残留トナー粒子t(図2中の2点鎖線で囲んだ部分B参照)がクリーニングブラシ911へ到達し、クリーニングブラシ911によるクリーニング不良が生じる場合がある。
When the residual toner particles t are accumulated in a lump on the
図3は、クリーニングブラシの毛に、トナー粒子の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加した態様を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a mode in which a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner particles is applied to the hair of the cleaning brush.
感光体ドラム92の、所定の被転写面に転写を終えた表面921には両極性の残留トナー粒子tが存在していることから、正極に帯電した残留トナー粒子tがロール体912の繊維9121に塊状に堆積することがある。この図3に示すように、クリーニングブラシ911の毛9112に、トナー粒子の帯電極性(ここでは負極性とする)とは逆極性のバイアス(正極のバイアス)を印加し、その毛9112によって残留トナー粒子tを電気的に引きつけるようしておくと、正極に帯電した残留トナー粒子tの塊と、正極のバイアスが印加されたクリーニングブラシ911とは反発し合い、結局、この塊はクリーニングブラシ911よって除去されず、クリーニングブラシ911を通過して(図3中の2点鎖線で囲んだ部分C参照)画質欠陥を生じさせる。
Since there are residual toner particles t of both polarities on the
本発明は上記事情に鑑み、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cleaning device that retains residual toner particles in an amount suitable for fibers and removes discharge products, and an image forming apparatus including the cleaning device. is there.
上記目的を解決する本発明のクリーニング装置は、トナー像を表面に担持して中心軸の周りを循環移動することで、そのトナー像を被転写面に転写する転写領域までそのトナー像を搬送する像担持体の、その被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留物をその表面から除去するクリーニング装置において、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーをその表面から除去するクリーニング手段と、
上記像担持体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、上記クリーニング手段よりもその像担持体の循環移動方向上流側で接した複数の繊維を上記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、その回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
上記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とする。
The cleaning device of the present invention that solves the above-described object conveys the toner image to the transfer area where the toner image is transferred to the transfer surface by carrying the toner image on the surface and circulatingly moving around the central axis. In the cleaning device for removing the residue remaining on the surface of the image carrier after the toner image has been transferred to the transfer surface,
Cleaning means for removing residual toner remaining on the surface of the image carrier after the toner image is transferred to the transfer surface;
A plurality of fibers that are in contact with the surface of the image carrier after the toner image is transferred to the transfer surface on the upstream side in the circulation movement direction of the image carrier from the cleaning unit are parallel to the central axis. A rotating fiber body having a rotation axis and rotating about the rotation axis;
And an abutting member that abuts against the plurality of fibers of the rotating fiber body.
ここにいう像担持体とは、一様に帯電された後に露光を受け静電潜像が形成される感光体であってもよいし、その感光体からトナー像が1次転写され、記録媒体への2次転写の際に剥離放電が生じる中間転写体であってもよい。すなわち、本発明のクリーニング装置は、感光体表面のクリーニング装置としても、中間転写体表面のクリーニング装置としても適用することができる。 The image carrier here may be a photoconductor that is uniformly charged and then exposed to light to form an electrostatic latent image, or a toner image is primarily transferred from the photoconductor, and a recording medium. It may be an intermediate transfer member in which peeling discharge occurs during the secondary transfer to. That is, the cleaning device of the present invention can be applied as a cleaning device for the surface of the photosensitive member or a cleaning device for the surface of the intermediate transfer member.
本発明のクリーニング装置によれば、残留トナー粒子が、上記回転繊維体の複数の繊維に像担持体表面から捕捉されて繊維と繊維の間に保持されるが、それら複数の繊維には上記当接部材が当接している。このため、上記回転繊維体に保持された残留トナー粒子は、上記回転繊維体が回転することで上記当接部材によってこそげ落とされるが、残留トナー粒子総てがこそげ落とされることはなく、繊維と繊維の間に入り込んだ残留トナー粒子は残り、上記回転繊維体の複数の繊維には、像担持体表面から放電生成物を掻き取るのに好適な量の残留トナー粒子が保持される。したがって、本発明のクリーニング装置は、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去することができる。 According to the cleaning device of the present invention, residual toner particles are captured by the plurality of fibers of the rotating fiber body from the surface of the image carrier and held between the fibers. The contact member is in contact. For this reason, the residual toner particles held on the rotating fiber body are scraped off by the abutting member as the rotating fiber body rotates, but the residual toner particles are not scraped off. Residual toner particles that have entered between the fibers remain, and the plurality of fibers of the rotating fiber body retain a residual toner particle in an amount suitable for scraping the discharge product from the surface of the image carrier. Therefore, the cleaning device of the present invention can remove the discharge products while holding the residual toner particles in an amount suitable for the fibers.
なお、ここにいうクリーニング手段は、上記像担持体表面に先端を圧接させたクリーニングブレードであってもよいし、あるいは上記像担持体表面に毛の先端を接触させながら回転するクリーニングブラシであってもよいが、これらのブレードやブラシに限定されるものではない。また、上記回転繊維体は、複数の繊維からなる布を上記回転軸の周りに巻き付けてなるロール状のものであってもよいし、あるいは上記回転軸から放射状に延びた毛(ブラシ繊維)を有するブラシ状のものであってもよい。さらに、上記当接部材は、先端を上記回転繊維体の複数の繊維に接触させたスクレーパ状のものであってもよいし、毛の先端を上記複数の繊維に接触させたブラシ状のものであってもよい。また、上記複数の繊維に接した発泡層を有するものであってもよい。 The cleaning means here may be a cleaning blade whose tip is pressed against the surface of the image carrier, or a cleaning brush that rotates while contacting the tip of the hair with the surface of the image carrier. However, it is not limited to these blades and brushes. The rotating fiber body may be a roll formed by wrapping a cloth made of a plurality of fibers around the rotating shaft, or hairs (brush fibers) extending radially from the rotating shaft. It may have a brush shape. Further, the abutting member may be a scraper-like one whose tip is brought into contact with the plurality of fibers of the rotating fiber body, or a brush-like one whose bristle tip is brought into contact with the plurality of fibers. There may be. Moreover, you may have a foamed layer which contact | connected the said some fiber.
また、本発明のクリーニング装置において、上記回転繊維体は、上記複数の繊維として太さが10μm以下の複数の繊維を有するものであることが好ましい。 In the cleaning device of the present invention, it is preferable that the rotating fiber body includes a plurality of fibers having a thickness of 10 μm or less as the plurality of fibers.
こうすることで、上記回転繊維体の、上記像担持体表面に接した面がポーラス状になり、像担持体表面が、このポーラス状の面で摺擦される。その結果、上記回転軸の延在方向に均一に残留トナー粒子が保持され、像担持体表面から、放電生成物が像担持体の中心軸の延在方向に均一に除去される。加えて、上記繊維体が、上記像担持体表面の循環移動方向に1.5mm以上の幅をもったものであることがより好ましい。 By doing so, the surface of the rotating fiber body that is in contact with the surface of the image carrier becomes porous, and the surface of the image carrier is rubbed with the porous surface. As a result, residual toner particles are uniformly held in the extending direction of the rotating shaft, and discharge products are uniformly removed from the surface of the image carrier in the extending direction of the central axis of the image carrier. In addition, it is more preferable that the fibrous body has a width of 1.5 mm or more in the circulating movement direction on the surface of the image carrier.
上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、中心軸の周りを所定方向に回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してその感光体表面にトナー像を得、そのトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーをその表面から除去するクリーニング手段と、
上記感光体の、上記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、上記クリーニング手段よりも上記感光体の回転方向上流側で接した複数の繊維を上記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、その回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
上記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention that solves the above-described object charges the surface of the photosensitive member rotating in a predetermined direction around the central axis, and irradiates the charged photosensitive member surface with exposure light, thereby statically exposing the surface of the photosensitive member. An electrostatic latent image is formed, the electrostatic latent image is developed with toner to obtain a toner image on the surface of the photoreceptor, and the toner image is transferred to a predetermined transfer surface and finally fixed on a recording medium. In an image forming apparatus for forming an image composed of a fixed toner image on the recording medium,
Cleaning means for removing residual toner remaining on the surface of the photoreceptor after the toner image is transferred to the transfer surface;
A plurality of fibers that are in contact with the surface of the photoconductor after the toner image is transferred to the transfer surface on the upstream side in the rotation direction of the photoconductor with respect to the cleaning unit have a rotation axis parallel to the central axis. A rotating fiber body having around and rotating about its rotation axis;
And an abutting member that abuts against the plurality of fibers of the rotating fiber body.
ここにいう被転写面とは、中間転写体の、上記感光体表面に接する面であってもよいし、あるいは記録媒体の記録面であってもよい。 The surface to be transferred here may be a surface of the intermediate transfer member in contact with the surface of the photosensitive member or a recording surface of a recording medium.
本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のクリーニング装置を備えているため、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, since the cleaning apparatus of the present invention is provided, it is possible to remove the discharge products while holding the residual toner particles in an amount suitable for the fibers.
また、本発明の画像形成装置において、トナー粒子よりも小さな潤滑剤粒子とそのトナー粒子とを含む現像剤を収容し、上記感光体表面に形成された静電潜像をその現像剤中のトナー粒子によって現像する現像器を備えた態様や、あるいは、
トナー粒子よりも小さな研磨剤粒子とそのトナー粒子とを含む現像剤を収容し、上記感光体表面に形成された静電潜像をその現像剤中のトナー粒子によって現像する現像器を備えた態様が好ましい。
Further, in the image forming apparatus of the present invention, a developer containing lubricant particles smaller than toner particles and the toner particles is accommodated, and the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor is converted into toner in the developer. An embodiment with a developing device for developing with particles, or
An embodiment provided with a developer that contains abrasive particles smaller than toner particles and a developer containing the toner particles, and that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor with the toner particles in the developer. Is preferred.
上記クリーニング手段が上記感光体の表面に先端を圧接させたクリーニングブレードである場合には、その先端の磨耗やカケを抑えるために潤滑剤粒子を含む前者の態様が好ましく、その潤滑剤粒子としてはステアリン酸亜鉛等があげられる。また、研磨剤粒子を含む後者の態様によれば、上記回転繊維体に、上記トナー粒子よりも研磨力が高い研磨剤粒子もトナー粒子とともに保持され、放電生成物の、感光体表面からの掻取力が高まり、好ましい。 In the case where the cleaning means is a cleaning blade whose tip is pressed against the surface of the photoreceptor, the former embodiment containing lubricant particles is preferable in order to suppress wear and chipping of the tip. Examples thereof include zinc stearate. Further, according to the latter embodiment including abrasive particles, abrasive particles having higher abrasive power than the toner particles are also held on the rotating fiber body together with the toner particles, so that the discharge product can be removed from the surface of the photoreceptor. It is preferable because the power is increased.
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体の回転速度と上記回転繊維体の回転速度との速度差を制御する制御部や、あるいは、
上記感光体表面と上記回転繊維体の複数の繊維との接触圧を制御する制御部を備えたことも好ましい。
In the image forming apparatus of the present invention, a control unit that controls a speed difference between the rotation speed of the photosensitive member and the rotation speed of the rotating fiber body, or
It is also preferable that a control unit for controlling the contact pressure between the surface of the photoreceptor and the plurality of fibers of the rotating fiber body is provided.
上記速度差を制御する制御部によれば、上記速度差を広げれば放電生成物の掻取力が高められ、上記接触圧を制御する制御部によれば、上記接触圧を高めれば放電生成物の掻取力も高められる。したがって、上記いずれの制御部を備えることで、上記回転繊維体による掻取力が調整される。 According to the control unit that controls the speed difference, the scraping force of the discharge product is increased by widening the speed difference, and according to the control unit that controls the contact pressure, the discharge product is increased by increasing the contact pressure. The scraping power of can be increased. Therefore, the scraping force by the rotating fiber body is adjusted by providing any of the control units.
さらに、この画像形成装置内の湿度もしくは温度、または湿度および温度を検知する環境検知センサを備え、
上記制御部が、上記環境検知センサの検知結果に基づいて上記速度差やあるいは上記接触圧を制御するものであることがより好ましく、より具体的には、
上記制御部が、上記環境検知センサの検知結果を用いて算出された画像形成装置内の絶対水分量、その環境検知センサの検知結果に基づく温度、およびその環境検知センサの検知結果に基づく湿度のいずれかが所定値を越えているか否かを判定し、越えていれば、上記速度差を広げるものであることや、あるいは上記接触圧を高めるものであることが好ましい。
In addition, the image forming apparatus includes a humidity or temperature, or an environment detection sensor that detects humidity and temperature,
More preferably, the control unit controls the speed difference or the contact pressure based on the detection result of the environment detection sensor.
The control unit calculates the absolute moisture content in the image forming apparatus calculated using the detection result of the environment detection sensor, the temperature based on the detection result of the environment detection sensor, and the humidity based on the detection result of the environment detection sensor. It is preferable to determine whether or not any of them exceeds a predetermined value, and if it exceeds, it is preferable to widen the speed difference or to increase the contact pressure.
放電生成物に起因した画像流れは高湿条件で発生しやすく、高湿条件下で高い掻取力が必要になる。このため、上記制御部は、上記絶対水分量、検知結果に基づく温度、および検知結果に基づく湿度のいずれかのパラメータを用いて、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応する。 Image flow caused by the discharge product is likely to occur under high humidity conditions, and high scraping power is required under high humidity conditions. Therefore, the control unit detects that the scraping power of the discharge product needs to be increased by using any one of the parameters of the absolute water content, the temperature based on the detection result, and the humidity based on the detection result. Correspond.
一方、低温低湿下では、高湿条件下ほど高い掻取力は必要なく、掻取力が必要以上に高いと、過剰な掻き取りによって感光体表面が必要以上に磨耗したり傷ついたり、さらには上記回転繊維体自身の劣化も進んでしまうため、上記制御部に、上記回転繊維体の掻取力を低下させる必要があることを、上記いずれかのパラメータを用いて検知させ対応させるようにしてもよい。 On the other hand, under low temperature and low humidity conditions, a high scraping force is not necessary under high humidity conditions.If the scraping power is higher than necessary, the surface of the photoconductor may be worn or damaged more than necessary due to excessive scraping. Since the deterioration of the rotating fiber body itself also proceeds, the control unit needs to detect and cope with the need to reduce the scraping force of the rotating fiber body using any of the above parameters. Also good.
さらに、上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、この画像形成装置の主電源がオンされたときに行うものであってもよい。 Further, the control unit may determine whether or not the predetermined value is exceeded when the main power supply of the image forming apparatus is turned on.
また、この画像形成装置が、記録媒体に転写したトナー像に熱を加えることによりその記録媒体にトナー像を定着させる定着器を備えたものであれば、
上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合に行うものであってもよい。
If the image forming apparatus includes a fixing device that fixes the toner image to the recording medium by applying heat to the toner image transferred to the recording medium,
The control unit may determine whether or not the predetermined value is exceeded when the sleep state of the fixing device continues for a predetermined time.
高温高湿の環境下に長時間置かれた後に主電源がオンされた画像形成装置では、装置内の湿度が高湿であることや、あるいは、トナー像に熱を加える加熱動作が行われない定着器のスリープ状態が所定時間続くと、装置内の湿度は高湿になることがあるが、上記のような制御部であれば、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応することができる。 In an image forming apparatus in which the main power supply is turned on after being placed in a high-temperature and high-humidity environment for a long time, the humidity inside the apparatus is high or heating operation for applying heat to the toner image is not performed. If the fuser sleep state continues for a predetermined time, the humidity inside the device may become high, but if the controller is as described above, it is detected that the scraping power of the discharge product needs to be increased. Can respond.
さらに、上記制御部が、上記所定値を越えているか否かの判定を、この画像形成装置の主電源がオンされたときや、あるいは上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合に行い、その結果、上記速度差を広げる場合や、あるいは上記接触圧を高める場合に、上記感光体表面に、上記中心軸の延在方向に延びるトナーバンドを形成させるものであることがより好ましい。 Further, the control unit determines whether or not the predetermined value is exceeded when the main power supply of the image forming apparatus is turned on or when the sleep state of the fixing device continues for a predetermined time. As a result, when the speed difference is widened or the contact pressure is increased, it is more preferable that a toner band extending in the extending direction of the central axis is formed on the surface of the photoreceptor.
この画像形成装置の主電源がオンされたときや、あるいは上記定着器のスリープ状態が所定時間続いた場合には、上記回転繊維体には残留トナー粒子が十分に供給されておらず、上記回転繊維体の繊維に残留トナー粒子が十分に保持されていない可能性がある。そこで、いわゆるトナー像形成サイクルに入る前に上記制御部が上記トナーバンドを形成させ、このトナーバンドを未転写のまま上記回転繊維体まで到達させ、上記回転繊維体の繊維に残留トナー粒子を十分に保持させることで、放電生成物を十分に除去することができる。 When the main power supply of the image forming apparatus is turned on or when the sleep state of the fixing device continues for a predetermined time, the rotating fiber body is not sufficiently supplied with residual toner particles, and the rotation There is a possibility that the residual toner particles are not sufficiently held in the fibers of the fibrous body. Therefore, before entering the so-called toner image forming cycle, the control unit forms the toner band, reaches the rotating fiber body without transferring the toner band, and sufficiently retains residual toner particles on the fibers of the rotating fiber body. The discharge product can be sufficiently removed by holding the discharge.
本発明によれば、残留トナー粒子を繊維に好適な量だけ保持して放電生成物を除去するクリーニング装置、およびそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaning device that retains residual toner particles in an amount suitable for fibers and removes discharge products, and an image forming apparatus including the cleaning device.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図4は、本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図4に示す画像形成装置1は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーそれぞれに対応した、4つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ(1次転写)、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体である用紙に転写(2次転写)し、定着するものである。 An image forming apparatus 1 shown in FIG. 4 is an image forming apparatus that employs a full-color tandem method, and uses four toner image forming units corresponding to four color toners of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. Each toner image forming unit forms a toner image of each color in synchronization with the feeding of the intermediate transfer belt, and superimposes these toner images on an intermediate transfer belt as an intermediate medium (primary transfer), on the intermediate transfer belt The toner image superimposed on the toner image is transferred (secondary transfer) to a recording medium, and fixed.
図4に示す画像形成装置1は、4つのトナー像形成ユニット10、4つの1次転写ロール20、3つの支持ロール31に支持されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト30、2次転写を行う一括転写装置40、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置50を備えている。
The image forming apparatus 1 shown in FIG. 4 is a semiconductive intermediate transfer that is supported by four toner
4つのトナー像形成ユニット10は、中間転写ベルト30の循環方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット10には、時計回りに回転する感光体ドラム11が配備されている。各感光体ドラム11は、円筒状の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を積層してなるものであって、保護層の表面は、この感光体ドラム11の表面に相当する。保護層は、架橋構造を有する化合物を含む層であり、図4に示す感光体ドラム11は対摩耗性が非常に高いものである。これらの感光体ドラム11の表面は、中間転写ベルト30に接している。中間転写ベルト30が感光体ドラム11に接する領域には、中間転写ベルト30を感光体ドラム11と挟み込むように1次転写ロール20が配備されており、この領域が1次転写領域である。1次転写ロール20には1次転写バイアスが印加される。
The four toner
ここで、図4とともに図5も用いて、本実施形態の画像形成装置の説明をさらに進める。 Here, FIG. 5 will be used together with FIG. 4 to further explain the image forming apparatus of this embodiment.
図5は、図4に示す4つのトナー像形成ユニットのうちの一つのトナー像形成ユニットの概略構成を中心に示した図である。 FIG. 5 is a diagram mainly showing a schematic configuration of one of the four toner image forming units shown in FIG.
図5に示すトナー像形成ユニット10は、感光体ドラム11の他に、帯電器12、露光器13、現像器14、クリーニング前帯電器15、クリーニング前除電器16、クリーニング装置17、および除電器18を備えている。また、図5には、感光体ドラム11の保護層111が模式的に示されている。図5に示す感光体ドラム11は回転軸11aを中心にして回転することで、保護層(感光体ドラム表面11b)は、回転軸11aの周りを循環移動する。
In addition to the
帯電器12は、非接触帯電方式のコロトロン帯電器である。この帯電器12には、帯電器制御部121による制御のもと、帯電器高圧電源122から帯電バイアスが印加される。露光器13は、感光体ドラム表面11bに向けて、画像情報に基づくレーザ光を照射するものである。現像器14は、トナー粒子およびトナー粒子よりも微粒子の研磨微粒子や潤滑剤微粒子を含む現像剤を収容した現像剤収容体141と、現像剤収容体141中のトナー粒子を担持して感光体ドラム11の表面に対向した状態で回転する現像ロール142を有する。現像剤収容体141に収容された現像剤中のトナー粒子は負極に帯電する負極帯電型のトナー粒子である。また、研磨微粒子はトナー粒子よりも研磨力が高いものであり、潤滑剤微粒子はステアリン酸亜鉛である。トナー粒子は、現像器14内で負極性に帯電され、感光体ドラム11の表面11bに静電的に移行する。
The
ここで、図5に示すトナー像形成ユニット10で実施されるトナー像形成サイクルについて簡単に説明する。
Here, the toner image forming cycle performed in the toner
図5に示すトナー像形成ユニット10においてトナー像形成サイクルが行われる際には、矢印R方向に回転する感光体ドラム表面11bは、まず、帯電器12によって一様に帯電される。次に、露光器13によって画像情報に基づくレーザ光が照射され、感光体ドラム表面11bに静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器14によって現像され、感光体ドラム表面11bにはトナー像が形成される。こうして形成されたトナー像は、1次転写領域において感光体ドラム表面11bから、矢印C方向に移動する中間転写ベルト30の表面に1次転写バイアスの作用によって転写される。感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bは、後述するクリーニング装置17が配備された領域を経由した後、除電器18によって除電され、一連のトナー像形成サイクルが終了する。こうしたトナー像形成サイクルが各トナー像形成ユニット10ごとに実施され、各トナー像形成ユニット10で形成されたトナー像は、中間転写ベルト30上で1つに重なり合ったトナー像となる。
When a toner image forming cycle is performed in the toner
また、図4に示す一括転写装置40は、中間転写ベルト30のトナー像担持面側に圧接配置された2次転写ロール41と、中間転写ベルト30の裏面側に配置されたバックアップロール42を備えており、これら2つのロール41,42で中間転写ベルト30を挟みこんでいる。これら2つのロール41,42の間が2次転写領域になる。
4 includes a
さらに、図4に示す画像形成装置1には、用紙トレイ60が配備されており、用紙トレイ60に収容された用紙Pは、フィードロール61によって用紙トレイ60から送り出され、所定のタイミングで2次転写領域へと送り込まれる。2次転写領域では、中間転写ベルト30上で1つに重なり合ったトナー像が、送り込まれてきた用紙P上に転写される。定着装置50は、加熱機構511を有する定着ロール51、および定着ロール51に対向するように設けられた圧力ロール52を備えている。互いに対向する定着ロール51と圧力ロール52との間には、2次転写位置を通過した用紙Pが搬送されてくる。用紙P上のトナー像を構成するトナーは、定着ロール51の加熱機構511により溶融され用紙Pに定着する。
Further, the image forming apparatus 1 shown in FIG. 4 is provided with a
また、一括転写装置40の下流側にはベルトクリーナ70が設けられており、中間転写ベルト30上の残留トナーは、このベルトクリーナ70によって中間転写ベルト30上から除去される。
A
一方、図5示す感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bには、1次転写領域において中間転写ベルト30表面へ移行することができなかった残留トナーや、その残留トナーに付着していた研磨剤微粒子や潤滑剤微粒子、さらには、帯電において生じた放電生成物など、複数種類の異物が残留している。図4および図5に示すクリーニング装置17は、これら複数種類の異物を除去するための装置であって、1次転写領域よりも感光体ドラム回転方向下流側であって帯電領域よりも感光体ドラム回転方向上流側の位置に配備されたものである。また、このクリーニング装置17の手前には、クリーニング前帯電器15とクリーニング前除電器16が配備されている。感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面111には両極性の残留トナーが存在するため、これら両極性の残留トナーをクリーニング前帯電器15によって一方の極性に揃え、クリーニング前除電器16によって感光体表面上の残留電位レベルを落とし、残留トナーが、クリーニング装置17によって除去されやすいようにする。ここでは、クリーニング前帯電器15によって、残留トナー粒子は、帯電極性と同じ極性の負極性に揃えられる。
On the other hand, the
図5に示すクリーニング装置17は、本発明のうちのクリーニング装置の一実施形態に相当し、クリーニングブラシ171、回収ロール172、スクレーパ部材173、廃トナー搬送オーガ174、ロール体175、および当接部材176を備えている。クリーニングブラシ171は、感光体ドラム11の回転軸11aと平行に延在した中心軸1711から放射状に延びた導電性の毛1712を有するものである。このクリーニングブラシ171は、毛1712の先端が感光体ドラム表面11bおよび回収ロール172の周面の双方に食い込んだ状態で中心軸1711を中心にして回転する。クリーニングブラシ171の毛1712には、クリーニング前帯電器15によって残留トナー粒子が揃えられる極性(負極性)とは逆極性である正極性のクリーニングバイアスが印加されており、残留トナー粒子は、このクリーニングバイアスの作用によってクリーニングブラシ171の毛1712に引き寄せられるとともにこの毛1712によって掻き取られる。すなわち、クリーニングブラシ171は、感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bに残留した残留トナー粒子をその表面11bから除去するものであり、本発明にいうクリーニング手段の一例に相当する。また、トナー粒子から離脱して感光体ドラム表面11bに残留した研磨効果等を発揮する外添剤粒子も、このクリーニングブラシ171によってその表面11bから除去される。クリーニングブラシ171は、クリーニング性能の経時劣化が少なく、板状のクリーニングブレードを用いるよりも、特に高速機においては有利である。また図5に示すクリーニングブラシ171は積極的に電界を利用するクリーニング方式であるため、電気的作用を利用せず機械的に掻き取るクリーニングブレードでは困難である球状トナーのクリーニングに対しても優位性をがある。クリーニングブラシ171の毛1712に移行した残留トナー粒子や外添剤粒子(以下、これらを総称して残留トナー成分と称する)はクリーニングバイアスの作用によってその毛1712に保持される。回収ロール172も、感光体ドラム11の回転軸11aと平行に延びた中心軸を中心にして回転するものであり、クリーニングブラシ171の毛1712に保持された残留トナー成分を回収する。スクレーパ部材173は、回収ロール172によって回収された残留トナー成分を回収ロール172から掻き落とす。スクレーパ部材173によって掻き落とされた残留トナー成分は、廃トナー搬送オーガ174によってクリーニング装置17の外まで搬送される。
The
ロール体175は、クリーニングブラシ171よりも、感光体ドラム回転方向上流側に配備されたものである。このロール体175は、感光体ドラム11の回転軸11aに平行な回転軸1751の周りに多数の微細繊維からなる不織布1752を巻き付けてなるロール状のものであって、その不織布1752の多数の微細繊維は、感光体ドラム11の表面11bに接している。すなわち、図5に示すロール体175は、感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bに接した多数の微細繊維を、感光体ドラム11の回転軸11aに平行な回転軸1751の周りに有し、その回転軸1751を中心にして回転する回転繊維体である。多数の微細繊維それぞれは、太さが10μm以下でのものであり、このロール体175の、感光体ドラム表面11bに接する周面はポーラス状になっている。またロール体175は、感光体ドラム11の回転方向に1.5mm以上の当接幅をもって接するように、ある程度の押付圧で感光体ドラム表面11bに押し付けられている。このロール体175は、残留トナー成分を除去するクリーニングブラシ171よりも上流側に配置されているため、感光体ドラム11が回転することでこのロール体175に向けて残留トナー成分が運ばれてくる。残留トナー成分は、ロール体175の微細繊維によって捕捉されて繊維と繊維の間に保持される。感光体ドラム表面11bに付着した放電生成物等の付着物や、放電に伴う感光体10の表面劣化層は、微細繊維に保持された残留トナー成分によって感光体ドラム表面11bから掻き取られる。こうして掻き取られた放電生成物等は、微細繊維に捕捉された残留トナー成分に付着する。従来の一般的なクリーナであるクリーニングブレードでは、感光体表面への接触が線接触であるため残留トナー成分が接触部(ブレードエッジ先端部)より離脱しやすく研磨効果は向上しないが、このロール体175は感光体ドラム表面11bに対して、感光体回転方向に1.5mm以上にわたって接触し、しかもロール体175の、感光体ドラム表面11bに接した周面はポーラス状になっているため、ロール体175に、回転軸1751の延在方向に均一に残留トナー成分が保持され、感光体ドラム表面11bから、放電生成物が感光体ドラム11の回転軸11aの延在方向に均一に除去される。
The
新たな残留トナー成分がロール体175に運ばれてくると、ロール体175に保持されている残留トナー成分と、新たに運ばれてきた感光体ドラム表面11b上の残留トナー成分との間で入れ替わりが起こり、ロール体175に保持されている残留トナー成分の一部が感光体ドラム表面11bに戻る。感光体ドラム表面11bに戻った残留トナー成分は、感光体ドラム11が回転することで下流側のクリーニングブラシ171に向かい、そのクリーニングブラシ171によって感光体ドラム表面11bから除去される。すなわち、ロール体175に一旦捕捉され、感光体ドラム表面11bから掻き取られた放電生成物等が付着した残留トナー成分は、最終的にクリーニングブラシ171によって感光体ドラム表面11bから除去される。
When a new residual toner component is conveyed to the
当接部材176は、ロール体175の回転軸1751の延在方向に延びたウレタンスポンジ製の柱状のものである。この当接部材176は、ロール体175の周面の複数の微細繊維に接した発泡層1761を有するものである。
The
図6は、図5に示すロール体に残留トナー粒子が塊状に堆積した様子を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which residual toner particles are accumulated in a lump on the roll body illustrated in FIG. 5.
図6に示す感光体ドラム11には画像密度が高いトナー像が形成された結果、図6に示すロール体175には、大量の残留トナー成分t’(図6中の2点鎖線で囲んだ部分D参照)が運ばれてきている。また、図6に示すロール体175の、当接部材176よりも回転方向上流側の部分には残留トナー成分t’が塊状に堆積している様子(図6中の2点鎖線で囲んだ部分E参照)が示されている。
As a result of forming a toner image having a high image density on the
図7は、図6に示すロール体が回転した様子を示す図であり、図8は、図7中の2点鎖線で囲んだ部分Fの拡大図である。 7 is a diagram showing a state where the roll body shown in FIG. 6 is rotated, and FIG. 8 is an enlarged view of a portion F surrounded by a two-dot chain line in FIG.
当接部材176よりも回転方向上流側の部分に塊状に堆積した残留トナー成分t’は、ロール体175が回転することで当接部材176によってこそげ落とされるが、当接部材176に保持された残留トナー成分の中には、繊維と繊維の間に入り込んだものもあり、繊維と繊維の間に入り込んだ残留トナー成分までもがこそげ落とされることはなく、ロール体175周面の多数の微細繊維には、感光体ドラム表面11bから放電生成物等を掻き取るのに好適な量の残留トナー成分t’が残る(図8参照)。当接部材176によってこそげ落とされた残留トナー成分t’は、図7に示す廃トナー搬送オーガ174によってクリーニング装置17の外まで搬送される。
The residual toner component t ′ accumulated in a lump in the upstream portion of the rotation direction with respect to the
図9は、図7に示すロール体に保持された残留トナー成分と新たな残留トナー成分との入れ替えが行われた様子を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the residual toner component held on the roll body illustrated in FIG. 7 is replaced with a new residual toner component.
当接部材176によって残留トナー成分t’の保持量が調整されたロール体175からは、感光体ドラム表面11b上に残留トナー成分T’の塊が戻ることはなく、そのロール体175からは、クリーニングブラシ171で十分に除去することができる量の残留トナー成分t’(図9中の2点鎖線で囲んだ部分G参照)が感光体ドラム表面11b上に戻る。この結果、感光体ドラム表面11bに戻った残留トナー成分t’は、クリーニングブラシ171によって感光体ドラム表面11bから確実に除去される。
From the
さらに、図4に示す画像形成装置1は環境検知センサ81と制御部82も備えている。図4に示す環境検知センサ81は、この画像形成装置1内の湿度もしくは温度、または湿度および温度を検知するものである。また、図4に示す制御部82は、この画像形成装置1全体の制御を司るものであるが、ここでは、感光体ドラム11の残留物をクリーニングする制御について説明する。感光体ドラム11の回転速度やロール体175の回転速度は可変である。また、ロール体175の、感光体ドラム表面11bへの押付圧も可変である。制御部82は、感光体ドラム表面11bに存在する残留物のクリーニングを制御するにあたり、これらの回転速度や押付圧を制御する。すなわち、制御部82は、感光体ドラム11の回転速度とロール体175の回転速度との速度差を制御したり、あるいは感光体ドラム表面11bとロール体175の複数の微細繊維との接触圧を制御する。制御部82によって、上記速度差が広げられればロール体175による放電生成物の掻取力が高められ、反対に上記速度差が縮められればロール体175による放電生成物の掻取力が弱められる。また、制御部82によって、上記接触圧が高められればロール体175による放電生成物の掻取力も高められ、反対に上記接触圧が弱められればロール体175による放電生成物の掻取力も弱められる。したがって、図5に示す制御部82によって、ロール体175による掻取力が調整される。
Furthermore, the image forming apparatus 1 shown in FIG. 4 also includes an
制御部82は、環境検知センサ81の検知結果に基づいて上記速度差やあるいは上記接触圧を制御する。例えば、制御部82は、環境検知センサ81で検知した湿度または湿度および温度に対して上記速度差があらかじめ設定した速度差になるようにした設定値を少なくとも1つ以上有する。このことは上記接触圧についても同じであり、制御部82は、環境検知センサ81で検知した湿度または湿度および温度に対して上記接触圧があらかじめ設定した接触圧になるようにした設定値を少なくとも1つ以上有する。また、制御部82は、環境検知センサ81の検知結果を用いて算出されたこの画像形成装置1内の絶対水分量、環境検知センサ81の検知結果に基づく湿度または湿度および温度が、あらかじめ定めた規定値以上の条件下においては、この画像形成装置1の主電源がOFF状態からON状態になったときもしくは、図4に示す定着装置50のスリープ状態が規定時間以上続いた場合の立ち上がり時に、上記速度差を規定値以上に設定し、規定時間もしくは感光体ドラム11の回転数が規定数に達した後は、その速度差を上記規定値未満にしたり、あるいは、上記速度差に代えて上記接触圧を規定値以上に設定し、規定時間もしくは感光体ドラム11の回転数が規定数に達した後は、その接触圧を上記規定値未満にする。放電生成物に起因した画像流れは高湿条件で発生しやすく、高湿条件下で高い掻取力が必要になる。高温高湿の環境下に長時間置かれた後に主電源がオンされた画像形成装置では、装置内の湿度が高湿であることや、あるいは、定着ロール51に内臓された加熱機構511による加熱が行われないスリープ状態が所定時間続くと、装置内の湿度は高湿になることがある。そこで、制御部82は、この画像形成装置の主電源がオンされたタイミングや、定着装置50のスリープ状態が所定時間続いたタイミングで、環境検知センサ81の検知結果に基づくいずれかのパラメータを用いて、放電生成物の掻取力を高める必要があることを検知し対応する。一方、掻取力が必要以上に高いと、過剰な掻き取りによって感光体ドラム表面11bが必要以上に磨耗したり傷ついたり、さらにはロール体の微細繊維自身の劣化も進んでしまうため、規定時間もしくは感光体ドラム11の回転数が規定数に達した後は、上記速度差や上記接触圧をそれぞれの規定値未満にする。
The control unit 82 controls the speed difference or the contact pressure based on the detection result of the
さらに、制御部82は、環境検知センサ81の検知結果に基づくいずれかのパラメータの値が規定値以上で主電源がOFF状態からON状態なったとき、もしくは、定着装置のスリープ状態が規定時間以上続いた場合に、トナー像形成サイクルに入る前に感光体ドラム表面11bにトナーバンドを形成させる。画像形成装置1の主電源がオンされたときや、あるいは定着装置50のスリープ状態が所定時間続いた場合には、ロール体175には残留トナー成分が十分に供給されておらず、ロール体175の微細繊維に残留トナー成分が十分に保持されていない可能性がある。そこで、トナー像形成サイクルに入る前に制御部82が、感光体ドラム11の回転軸11aの延在方向に延びるトナーバンドを形成させ、このトナーバンドを未転写のままロール体175まで到達させ、ロール体175の微細繊維に残留トナー成分を十分に保持させることで、放電生成物を十分に除去することができる。
Further, the control unit 82 determines that the value of any parameter based on the detection result of the
続いて、これまで説明したクリーニング装置17の変形例について説明する。以下、図1に示す画像形成装置の構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
Subsequently, a modification of the
図10は、当接部材をスクレーパ部材に変更したクリーニング装置を示す図であり、図11は、当接部材をブラシ部材に変更したクリーニング装置を示す図である。 FIG. 10 is a view showing a cleaning device in which the contact member is changed to a scraper member, and FIG. 11 is a view showing a cleaning device in which the contact member is changed to a brush member.
図5に示す当接部材176は、ウレタンスポンジ製の柱状のものであったが、図10に示す当接部材176は、先端176aをロール体175の微細繊維に接触させたスクレーパ部材である。また、図11に示す当接部材176は、一方向に延びる毛1765の先端をロール体175の微細繊維に接触させた歯ブラシ状のブラシ部材である。図10及び図11に示すいずれの当接部材176であっても、ロール体175の微細繊維に塊状に堆積した残留トナー成分は、感光体ドラム表面11bから放電生成物等を掻き取るのに好適な量の残留トナー成分t’を残してこそげ落とされ、感光体ドラム表面11b上に残留トナー成分の塊が戻ることはなく、クリーニングブラシ171によって感光体ドラム表面11bはしっかりとクリーニングされる。
The
図12は、クリーニングブラシの代わりにクリーニングブレードを配備したクリーニング装置を示す図である。 FIG. 12 is a view showing a cleaning device provided with a cleaning blade instead of the cleaning brush.
これまでの説明では、感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bに残留した残留トナー成分をその表面11bから除去するクリーニング手段としてブラシ部材であるクリーニングブラシを用いて説明してきたが、弾性を有する板状のクリーニングブレード179であってもよい。図12に示すクリーニングブレード179は、感光体ドラム表面11bに先端エッジ部1791を圧接させた状態で、感光体ドラム11の回転軸の延在方向に延びるものである。このクリーニングブレード179は、感光体ドラム表面11bに残留した残留トナー成分を感光体ドラム11が回転することで、電気的作用を利用せず機械的に掻き取る。
In the above description, the cleaning brush, which is a brush member, has been described as a cleaning unit that removes residual toner components remaining on the
現像剤中のステアリン酸亜鉛である潤滑剤微粒子は、残留トナー成分中に含まれており、クリーニングブレード179の先端エッジ部1791に磨耗やカケが発生するのを抑える。
Lubricant fine particles, which are zinc stearate in the developer, are contained in the residual toner component and suppress the occurrence of wear and chipping at the
なお、これまでは、本発明のうちのクリーニング装置の発明を、感光体ドラム11の、1次転写領域を通過した表面11bをクリーニングするクリーニング装置17に適用した例を説明してきたが、用紙Pへの2次転写の際に剥離放電が生じ、その結果放電生成物が中間転写ベルト30にも付着することがあることから、この発明は、図4に示す中間転写ベルト30をクリーニングするベルトクリーナ70にも適用することができる。
(実施例)
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。
(実施例1)
試験機として、図1に示す画像形成装置の基本的構成と同じ基本的構成の画像形成装置を用いた。以下、詳細を示す。
[感光体ドラム]
先ず、ホーニング処理を施した外径84mmφの円筒状アルミニウム基材を準備した。次に、ジルコニウム化合物(商品名:オルガチックスZC540、マツモト製薬社製)を100部、シラン化合物(商品名:A1100、日本ユニカー社製)を10部、イソプロパノールを400部、及びブタノールを200部混合し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液をアルミニウム基材上に浸漬塗布し、150℃で10分間加熱乾燥し、膜厚0.1μmの下引層を形成した。
Heretofore, an example in which the invention of the cleaning device of the present invention is applied to the
(Example)
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all. In the following description, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
Example 1
As a testing machine, an image forming apparatus having the same basic configuration as that of the image forming apparatus shown in FIG. 1 was used. Details are shown below.
[Photosensitive drum]
First, a cylindrical aluminum substrate having an outer diameter of 84 mmφ subjected to a honing treatment was prepared. Next, 100 parts of a zirconium compound (trade name: Orgatics ZC540, manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.), 10 parts of a silane compound (trade name: A1100, manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd.), 400 parts of isopropanol, and 200 parts of butanol are mixed. Thus, a coating solution for forming the undercoat layer was obtained. This coating solution was dip-coated on an aluminum substrate and dried by heating at 150 ° C. for 10 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 0.1 μm.
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニンを1部、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学社製)を1部、及び酢酸n−ブチルを100部混合し、さらにガラスビーズとともにペイントシェーカーで1時間処理して分散し、電荷発生層形成用塗布液を得た。この塗布液を下引層上に浸漬塗布し100℃で10分間加熱乾燥し、膜厚約0.15μmの電荷発生層を形成した。 Next, the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) in the X-ray diffraction spectrum is 7.5 °, 9.9 °, 12.5 °, 16.3 °, 18.6 °, 25.1 ° and Mix 1 part of hydroxygallium phthalocyanine with a strong diffraction peak at 28.3 °, 1 part of polyvinyl butyral (ESREC BM-S, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), and 100 parts of n-butyl acetate, and paint with glass beads. Dispersion was carried out with a shaker for 1 hour to obtain a coating solution for forming a charge generation layer. This coating solution was dip-coated on the undercoat layer and dried by heating at 100 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of about 0.15 μm.
次に、下記式(I)で示される電荷輸送材料を2部、下記式(II)で示される構造単位を有する高分子化合物(粘度平均分子量39,000)を3部、及びクロロベンゼンを20部混合し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。 Next, 2 parts of a charge transport material represented by the following formula (I), 3 parts of a polymer compound having a structural unit represented by the following formula (II) (viscosity average molecular weight 39,000), and 20 parts of chlorobenzene By mixing, a coating liquid for forming a charge transport layer was obtained.
この電荷輸送層形成用塗布液を、上記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布して110℃で40分加熱し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。 This charge transport layer forming coating solution was applied onto the charge generation layer by a dip coating method and heated at 110 ° C. for 40 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 20 μm.
次に、下記式(III)で示される化合物を2部、レジトップPL4852(群栄化学製)を3部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(AO−80:旭電化製)を0.1部、フッ素グラフトポリマー(ZX007C:富士化成製)を0.2部、及びフッ素カップリング剤(KBM−7803:信越化学製)を0.1部混合し、イソプロピルアルコール10部に溶解させ、保護層形成用塗布液を得た。 Next, 2 parts of the compound represented by the following formula (III), 3 parts of Resist Top PL4852 (manufactured by Gunei Chemical), 0.1 part of hindered phenol antioxidant (AO-80: manufactured by Asahi Denka) , 0.2 part of fluorine graft polymer (ZX007C: manufactured by Fuji Kasei) and 0.1 part of fluorine coupling agent (KBM-7803: manufactured by Shin-Etsu Chemical) are mixed and dissolved in 10 parts of isopropyl alcohol to form a protective layer. A coating solution was obtained.
この保護層形成用塗布液を、上記電荷輸送層上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で30分風乾した後、135℃で1時間加熱処理して硬化させ、膜厚約5μmの保護層を形成した。こうして得られた感光体ドラムを組み込んだ。感光体ドラムの回転速度(周速)は、264mm/sとした。
[現像剤/トナー]
FujiXerox製DocuCenterColor450使用のトナーと現像剤をそのまま使用した。
[帯電器]
FujiXerox製Color DocuTech 60Vそのもののコロトロン帯電器を使用した。印加電流は直流−900μAの定電流制御で印加した。
[現像器]
FujiXerox製Color DocuTech 60V使用のハウジングに、現像剤とトナーは前記DocuCenterColor450のものと入れ替え使用した。
[クリーニング前帯電器]
FujiXerox製Color DocuTech 60Vそのもののコロトロン帯電器を使用した、印加電流は直流−82μAの定電流制御で印加した。
[クリーニング前除電器]
発光ダイオードを用いた。
[クリーニング装置]
<ロール体>
外径(直径)17.0mmの発泡ウレタン製のロール(イノアックコーポレーション製 材質型番RR26 F硬度58°厚さ3.5mm)の周面に、日本バイリーン社製(材質型番WP8085)の不織布(繊維太さ:3〜5μm、厚さ0.42mm)を巻き付けたものを用いた。
This protective layer-forming coating solution is applied onto the charge transport layer by a ring-type dip coating method, air-dried at room temperature for 30 minutes, and then cured by heat treatment at 135 ° C. for 1 hour to provide a protective film having a thickness of about 5 μm. A layer was formed. The photoreceptor drum thus obtained was incorporated. The rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum was 264 mm / s.
[Developer / Toner]
The toner and developer used by FujiCerox DocuCenterColor450 were used as they were.
[Charger]
A Fuji Xerox Color DocuTech 60V corotron charger itself was used. The applied current was applied by constant current control of DC-900 μA.
[Developer]
In the housing of Fuji Xerox Color DocuTech 60V, the developer and toner were replaced with those of DocuCenterColor450.
[Pre-cleaning charger]
An applied current was applied by constant current control of DC-82 μA using a Corotron charger of Color DocuTech 60V itself manufactured by FujiXerox.
[Non-cleaning static eliminator]
A light emitting diode was used.
[Cleaning device]
<Roll body>
A non-woven fabric (fiber thick) made by Nippon Bileen Co., Ltd. (material model number WP8085) on a peripheral surface of a urethane foam roll (Inoac Corporation, material model number RR26, F hardness 58 °, thickness 3.5 mm) having an outer diameter (diameter) of 17.0 mm (3: 5 to 5 μm, thickness 0.42 mm) was used.
このロール体の、感光体ドラムへの食い込み量は約1.2mmとし、回転方向は、感光体ドラムと接する領域で感光体ドラムの回転方向と同方向とした。また、ロール体の回転速度(周速)/感光体ドラムの回転速度(周速)は、0.7とした。
<当接部材>
発泡ウレタン製の柱状のものを用いた。
<クリーニングブラシ>
外径(直径)15.0mmのロール状のブラシ部材を用いた。
ブラシ材質(原糸ユニチカ製UUN):12ナイロン、繊維太さ:2デニール、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:1.5mm、繊維密度:120×103本/6.45cm2、感光体ドラムへの食い込み量:約0.5mm、周速:60mm/s、回転方向:感光体ドラムと接する領域で感光体ドラムの回転方向とは逆方向、ブラシ印加バイアス:+250V
<回収ロール>
材質:導電性カーボンを分散したフェノール樹脂、電気抵抗:1×106Ω、曲げ弾性率(JIS K7171:94):100MPa、磨耗量(JIS K6902):2mg、ロックウェル硬度(JIS K7202:95、Mスケール):120、クリーニングブラシへの食い込み量:1.0mm、周速:70mm/s、印加バイアス:−800V
<スクレーパ部材>
材質:SUS304、厚み:80μm、回収ロールへの食い込み量:1.3mm、フリーレングス(自由長):8.0mm
以上説明した構成の画像形成装置を用いて、濃度cin50%の帯状画像を持ったA4横送りチャートを約12000枚プリントし、約12時間放置後、装置起動直後の画像サンプル(全面ハーフトーン等)にて画質評価を行った。又、環境は画像流れの多発条件である高温高湿条件(28℃、85%RH)にて行った。ここでの評価では、代表的な画質不良である「画像流れ」、「クリーニング不良」の2点について評価を行った。評価結果を表1に示す。
The amount of biting of this roll into the photosensitive drum was about 1.2 mm, and the rotation direction was the same as the rotation direction of the photosensitive drum in the region in contact with the photosensitive drum. The rotational speed (peripheral speed) of the roll body / rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum was set to 0.7.
<Contact member>
A columnar urethane foam was used.
<Cleaning brush>
A roll-shaped brush member having an outer diameter (diameter) of 15.0 mm was used.
Brush material (UUN made by original yarn Unitika): 12 nylon, fiber thickness: 2 denier, electric resistance: 1 × 10 5 Ω, hair length: 1.5 mm, fiber density: 120 × 10 3 /6.45 cm 2 , the amount of biting into the photoconductor drum: about 0.5 mm, the peripheral speed: 60 mm / s, the rotation direction: the region in contact with the photoconductor drum, the direction opposite to the rotation direction of the photoconductor drum, the brush application bias: + 250V
<Recovery roll>
Material: phenol resin in which conductive carbon is dispersed, electric resistance: 1 × 10 6 Ω, flexural modulus (JIS K7171: 94): 100 MPa, wear amount (JIS K6902): 2 mg, Rockwell hardness (JIS K7202: 95, M scale): 120, biting amount into the cleaning brush: 1.0 mm, peripheral speed: 70 mm / s, applied bias: -800 V
<Scraper member>
Material: SUS304, thickness: 80 μm, amount of biting into the collecting roll: 1.3 mm, free length (free length): 8.0 mm
Using the image forming apparatus having the above-described configuration, about 12,000 A4 horizontal feed charts having a band-like image with a density of cin of 50% are printed, and after being left for about 12 hours, an image sample immediately after the apparatus is started (such as full-tone halftone) The image quality was evaluated. The environment was high temperature and high humidity conditions (28 ° C., 85% RH), which is a frequent condition of image flow. In this evaluation, evaluation was performed on two points, “image flow” and “cleaning failure”, which are typical image quality defects. The evaluation results are shown in Table 1.
表1中の○印は、画質不良の末発生を表し、×印は画質不良の発生を表す。
(実施例2)
クリーニング装置に配備されたロール体の回転速度(周速)を30mm/s以上250mm/s以下の範囲で可変とし、ロール体の回転速度(周速)と感光体ドラムの回転速度(周速)との速度差を変更できるようにした以外は、実施例1と同じ画像形成装置を用いた。ここでは、ロール体の回転速度(周速)と感光体ドラムの回転速度(周速)との速度差を、ロール体の回転速度(周速)/感光体ドラムの回転速度(周速)という速度比SRとして捉え、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに速度比SRを異ならせた。すなわち、イエロー色(単にY色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.9とし、マゼンタ色(単にM色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.7とし、シアン色(単にC色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.4とし、黒色(単にK色という場合がある)のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.1とした。
In Table 1, a circle indicates that an image quality failure has occurred, and a cross indicates that an image quality failure has occurred.
(Example 2)
The rotation speed (peripheral speed) of the roll body provided in the cleaning device is variable in the range of 30 mm / s to 250 mm / s, and the roll body rotation speed (peripheral speed) and the photosensitive drum rotation speed (peripheral speed). The same image forming apparatus as that in Example 1 was used except that the speed difference between the first and second speeds could be changed. Here, the speed difference between the rotational speed (peripheral speed) of the roll body and the rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum is referred to as the rotational speed (peripheral speed) of the roll body / the rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum. The speed ratio SR is regarded as a speed ratio SR for each cleaning device of each color toner image forming unit. That is, the cleaning device for the toner image forming unit for yellow (sometimes simply referred to as “Y”) sets the speed ratio SR to 0.9, and the cleaning device for the toner image forming unit of magenta (sometimes simply referred to as “M”). In the cleaning device for a toner image forming unit of cyan (sometimes simply referred to as C color), the speed ratio SR is set as 0.4 and black (sometimes simply referred to as K color). In the toner image forming unit cleaning apparatus, the speed ratio SR is set to 0.1.
ここでは、感光体ドラムの磨耗Rateを測定するため、下記表2に示す、温度と湿度の組合せを異ならせた条件1〜16までの各環境下で、感光体ドラムを50000回転させた。 Here, in order to measure the wear rate of the photosensitive drum, the photosensitive drum was rotated 50000 in each environment shown in Table 2 below under conditions 1 to 16 where the combinations of temperature and humidity were different.
また、50000回転後、実験環境にて8時間放置後、朝一番にて、画像密度30%のハーフトーン(A3サイズ)を採取し、そのときの画像抜けや画像流れがあるかを確認した。結果を速度比SRごとにまとめて表3から表6までに示す。 In addition, after 50000 rotations, left in an experimental environment for 8 hours, and at the beginning of the morning, a halftone (A3 size) with an image density of 30% was collected, and it was confirmed whether there was any image omission or image flow at that time. The results are summarized for each speed ratio SR and shown in Tables 3 to 6.
上記表3から表6までのDeletion(ディレッション)の欄における○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表している。また、磨耗Rate(単位:nm/kcy)は、感光体ドラム1000回転(kcy)あたりの感光体ドラムの磨耗量(単位:nm)をあらわしている。この磨耗量は、渦電流方式フィッシャー社製フィッシャースコープMMSを使用して測定した。
(実施例3)
試験機として実施例2で用いた画像形成装置を用いて、以下の実験を行った。
In the column of Deletion in Tables 3 to 6 above, a circle indicates that the image quality without image omission and image flow is obtained, and an x mark indicates that some omission or image flow occurs. It represents the case where it was. The abrasion rate (unit: nm / kcy) represents the amount of abrasion (unit: nm) of the photosensitive drum per 1000 rotations (kcy) of the photosensitive drum. The amount of wear was measured using a Fischer scope MMS manufactured by Eddy Current Fischer.
(Example 3)
The following experiment was conducted using the image forming apparatus used in Example 2 as a test machine.
感光体の磨耗Rateが一番少なくなるように速度比SRを0.9に設定し、温度30℃,湿度90%の環境下において感光体ドラムを15000回転走行させた後、試験機の主電源をオフにし8時間放置させた後、前記ディレッション抽出画像のサンプリングを行った。この際、画像形成動作に入る前に、感光体ドラムとロール体それぞれを空回転させる空回しサイクルを行わない場合と、感光体ドラムの回転数を20回転、40回転、60回転と代えて空回しサイクルを実施した場合とで試験を行った。空回しサイクルでは、感光体ドラムの回転速度とロール体の回転速度は画像形成時と同じにし、帯電器は動作させず、クリーニング前帯電器は動作させた。またここでも、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに速度比SRを異ならせ、Y色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.9とし、M色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.7とし、C色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.4とし、K色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では速度比SRを0.1とした。さらに、Test3−1〜Test3−4では、空回しサイクルを実施する前に、感光体ドラム1周分のトナーバンドを形成し、そのトナーバンドを未転写のままクリーニング装置に送り込み、Test3−5〜Test3−8では、空回しサイクル実施前のトナーバンド形成は行わなかった。画像抜けや画像流れがあるかを確認したので、結果をトナーバンド形成の有無で分けて、表7及び表8に示す。 The speed ratio SR is set to 0.9 so that the wear rate of the photoconductor is minimized, and after running the photoconductor drum 15000 times in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 90%, the main power supply of the test machine Was turned off and allowed to stand for 8 hours, and then the deletion extracted image was sampled. At this time, before starting the image forming operation, the idle rotation cycle in which the photosensitive drum and the roll body are idled is not performed, and the rotation speed of the photosensitive drum is changed to 20 rotations, 40 rotations, and 60 rotations. The test was performed when the rotation cycle was performed. In the idling cycle, the rotation speed of the photosensitive drum and the rotation speed of the roll body were the same as those during image formation, the charger was not operated, and the pre-cleaning charger was operated. Also in this case, the speed ratio SR is made different for each cleaning device for each color toner image forming unit, the speed ratio SR is set to 0.9 for the cleaning device for the Y color toner image forming unit, and the cleaning of the M color toner image forming unit is performed. The speed ratio SR is 0.7 in the apparatus, the speed ratio SR is 0.4 in the cleaning apparatus for the C toner image forming unit, and the speed ratio SR is 0.1 in the cleaning apparatus for the K toner image forming unit. did. Further, in Tests 3-1 to 3-4, a toner band for one rotation of the photosensitive drum is formed before the idling cycle is performed, and the toner band is sent to the cleaning device without being transferred. In Test 3-8, the toner band was not formed before the idling cycle. Since it was confirmed whether there was any image omission or image flow, the results are shown in Tables 7 and 8 divided by the presence or absence of toner band formation.
上記表7が、トナーバンド形成を行ったTest3−1〜Test3−4の結果を示し、上記表8が、トナーバンド形成を行わなかったTest3−5〜Test3−8の結果を示す。表7及び表8中の○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表す。
(実施例4)
各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに、ロール体の、感光体ドラム表面への押付圧を異ならせた以外は、実施例1と同じ画像形成装置を用いた。ここでは、Y色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を9.8mN/mmとし、M色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を19.6mN/mmとし、C色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置におけるロール体の押付圧を29.4mN/mmとし、K色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置でにおけるロール体の押付圧を39.2mN/mmとした。
Table 7 shows the results of Tests 3-1 to 3-4 in which toner band formation was performed, and Table 8 shows the results of Tests 3 to 5 to Test 3-8 in which toner band formation was not performed. In Tables 7 and 8, the ◯ mark represents the case where image quality without image omission and image flow was obtained, and the X mark represents the case where some omission or image flow occurred.
Example 4
The same image forming apparatus as in Example 1 was used, except that the pressing force of the roll body against the surface of the photosensitive drum was changed for each cleaning device of each color toner image forming unit. Here, the pressing force of the roll body in the cleaning device of the Y toner image forming unit is 9.8 mN / mm, and the pressing pressure of the roll body in the cleaning device of the M toner image forming unit is 19.6 mN / mm. The pressing force of the roll body in the cleaning device for the C-color toner image forming unit was 29.4 mN / mm, and the pressing pressure of the roll body in the cleaning device for the K-color toner image forming unit was 39.2 mN / mm. .
また、この実施例4でも、実施例2と同様に感光体ドラムの磨耗Rateを測定し、さらに、実施例2と同様にして画像抜けや画像流れがあるかを確認した。結果を押付圧ごとにまとめて表9から表12までに示す。 Also in Example 4, the wear rate of the photosensitive drum was measured in the same manner as in Example 2, and further, it was confirmed whether there was any image omission or image flow in the same manner as in Example 2. The results are summarized for each pressing pressure and shown in Tables 9 to 12.
上記表9から表12までのDeletion(ディレッション)の欄における○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表している。また、磨耗Rate(単位:nm/kcy)は、感光体ドラム1000回転あたりの感光体ドラムの磨耗量(nm)をあらわしている。この磨耗量は、渦電流方式フィッシャー社製フィッシャースコープMMSを使用して測定した。
(実施例5)
試験機として実施例4で用いた画像形成装置を用いて、以下の実験を行った。
In the column of Deletion in Table 9 to Table 12 above, a circle indicates that an image quality without image omission and image flow is obtained, and an x mark indicates occurrence of white omission or image flow even in part. It represents the case where it was. The wear rate (unit: nm / kcy) represents the amount of wear (nm) of the photosensitive drum per 1000 revolutions of the photosensitive drum. The amount of wear was measured using a Fischer scope MMS manufactured by Eddy Current Fischer.
(Example 5)
The following experiment was conducted using the image forming apparatus used in Example 4 as a test machine.
感光体の磨耗Rateが一番少なくなるようにロール体の、感光体ドラム表面への押付圧を9.8mN/mmに設定し、温度30℃,湿度90%の環境下において感光体ドラムを15000回転走行させた後、試験機の主電源をオフにし8時間放置させた後、前記ディレッション抽出画像のサンプリングを行った。この際、画像形成動作に入る前に、感光体ドラムとロール体それぞれを空回転させる空回しサイクルを行わない場合と、感光体ドラムの回転数を20回転、40回転、60回転と代えて実施例3と同じように空回しサイクルを実施した場合とで試験を行った。ここでは、各色トナー像形成ユニットのクリーニング装置ごとに上記押付圧を異ならせ、Y色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を9.8mN/mmとし、M色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を19.6mN/mmとし、C色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を29.4mN/mmとし、K色のトナー像形成ユニットのクリーニング装置では上記押付圧を39.2mN/mmとした。さらに、Test5−1〜Test5−4では、空回しサイクルを実施する前に、感光体ドラム1周分のトナーバンドを形成し、そのトナーバンドを未転写のままクリーニング装置に送り込み、Test5−5〜Test5−8では、空回しサイクル実施前のトナーバンド形成は行わなかった。画像抜けや画像流れがあるかを確認したので、結果をトナーバンド形成の有無で分けて、表13及び表14に示す。 The pressing pressure of the roll to the surface of the photosensitive drum is set to 9.8 mN / mm so that the wear rate of the photosensitive member is minimized, and the photosensitive drum is set to 15000 in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 90%. After rotating, the main power supply of the testing machine was turned off and allowed to stand for 8 hours, and then the depression extraction image was sampled. At this time, before the image forming operation is started, the idle rotation cycle in which the photosensitive drum and the roll body are idled is not performed, and the rotation speed of the photosensitive drum is changed to 20, 40, and 60 rotations. The test was performed in the same manner as in Example 3 when the idling cycle was performed. Here, the pressing pressure is made different for each cleaning device for each color toner image forming unit, and the pressing pressure is set to 9.8 mN / mm for the cleaning device for the Y color toner image forming unit. The pressing pressure is 19.6 mN / mm in the cleaning device, the pressing pressure is 29.4 mN / mm in the cleaning device for the C toner image forming unit, and the pressing pressure is used in the cleaning device for the K toner image forming unit. Was 39.2 mN / mm. Further, in Tests 5-1 to 5-4, a toner band for one rotation of the photosensitive drum is formed before the idle rotation cycle is performed, and the toner band is sent to the cleaning device without being transferred. In Test 5-8, the toner band was not formed before the idling cycle. Since it was confirmed whether there was any image omission or image flow, the results are shown in Table 13 and Table 14 divided according to the presence or absence of toner band formation.
上記表13が、トナーバンド形成を行ったTest5−1〜Test5−4の結果を示し、上記表14が、トナーバンド形成を行わなかったTest5−5〜Test5−8の結果を示す。表13及び表14中の○印は、画像抜け、画像流れのない画質が得られた場合を表し、×印は、一部でも白抜けもしくは画像流れが発生していた場合を表す。
(比較例1)
実施例1で用いた画像形成装置のクリーニング装置から、ロール体と当接部材との双方を取り外した以外は実施例1と同じ画像形成装置を用いて、実施例1と同様な試験および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例1で用いた画像形成装置のクリーニング装置から、当接部材のみを取り外した以外は実施例1と同じ画像形成装置を用いて、実施例1と同様な試験および評価を行った。結果を表1に示す。
Table 13 shows the results of Tests 5-1 to 5-4 where toner band formation was performed, and Table 14 shows the results of Tests 5-5 to Test 5-8 where toner band formation was not performed. In Tables 13 and 14, a circle mark represents a case where image quality without image omission and image flow was obtained, and a x mark represents a case where white omission or image flow occurred even in part.
(Comparative Example 1)
The same test and evaluation as in Example 1 were performed using the same image forming apparatus as in Example 1 except that both the roll body and the contact member were removed from the cleaning device of the image forming apparatus used in Example 1. went. The results are shown in Table 1.
(Comparative Example 2)
Tests and evaluations similar to those in Example 1 were performed using the same image forming apparatus as in Example 1 except that only the contact member was removed from the cleaning device of the image forming apparatus used in Example 1. The results are shown in Table 1.
比較例1では、ロール体を取り外したことから感光体ドラム表面から放電生成物を十分に除去することができず、感光体ドラム表面に付着した放電生成物が吸湿して画像流れが発生したと考える。また、ロール体を残して当接部材を取り外した比較例2では、ロール体に残留トナー成分が塊状になって堆積し、クリーニングブラシで除去することができずにクリーニング不良が発生したと考える。これに対して、実施例1では、画像流れもクリーニング不良も発生しておらず良好な結果を得た。この良好な結果は、ロール体が微細繊維に残留トナー粒子を好適な量だけ保持して放電生成物をしっかりと除去したことによるものと考える。 In Comparative Example 1, since the roll body was removed, the discharge product could not be sufficiently removed from the surface of the photosensitive drum, and the discharge product adhering to the surface of the photosensitive drum absorbed moisture and image flow occurred. Think. Further, in Comparative Example 2 in which the contact member is removed while leaving the roll body, it is considered that residual toner components are accumulated in a lump on the roll body and cannot be removed by the cleaning brush, resulting in poor cleaning. On the other hand, in Example 1, neither an image flow nor a cleaning failure occurred, and a good result was obtained. This good result is attributed to the fact that the roll body retained a suitable amount of residual toner particles on the fine fibers and firmly removed the discharge products.
また、表3〜表6、および表9〜表12では、一部でも白抜けや画像流れが発生した場合は×印を記したが、これらの表におけるいずれの試験においても、ロール体と当接部材は備えられていることから、実使用上は問題になることはない。以下、相対的な比較を行いながらこれらの表に示される結果を分析すると、高温高湿条件になればなるほどディレッションは悪化してゆき、感光体の磨耗Rateは減少することがわかる。逆に低温低湿状態になればなるほど感光体の磨耗Rateは大きくなり感光体のライフを短くすることもわかる。さらに、今回使用した感光体ドラムにおいては、磨耗Rateを、5.0nm/kcy以上になるよう設定すればディレッションを完全に回避できることがわかった。 Further, in Tables 3 to 6 and Tables 9 to 12, when some white spots or image flow occurred, a cross was marked. However, in any test in these tables, the roll body and the contact Since the contact member is provided, there is no problem in actual use. Hereinafter, when the results shown in these tables are analyzed while performing a relative comparison, it can be seen that the higher the temperature and humidity conditions, the worse the depletion and the lower the photoconductor wear rate. Conversely, it can be seen that the lower the temperature and humidity, the higher the rate of wear of the photoconductor and the shorter the life of the photoconductor. Furthermore, in the photoconductive drum used this time, it has been found that if the wear rate is set to 5.0 nm / kcy or more, the depletion can be completely avoided.
また、感光体ドラムとロール体との速度差を大きくすればするほど、あるいは感光体ドラムとロール体との押付圧を大きくすればするほど感光体ドラムの磨耗Rateは大きくなり、ディレッションの抑制効果も大きいことが確認された。 Further, as the speed difference between the photosensitive drum and the roll body is increased, or as the pressing pressure between the photosensitive drum and the roll body is increased, the wear rate of the photosensitive drum is increased, and the depression is suppressed. It was confirmed that the effect was great.
図13は、代表的な環境下における速度比SRと今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Rateの関係を示すグラフであり、図14は、代表的な環境下における押付圧と今回使用した感光体ドラムにおける磨耗Rateの関係を示すグラフである。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the speed ratio SR under a typical environment and the wear rate of the photosensitive drum used this time. FIG. 14 shows the pressing pressure under a typical environment and the photosensitive drum used this time. It is a graph which shows the relationship of wear rate in.
ここにいう代表的な環境下とは、10℃,15%Rh、20℃,50%Rh、30℃,90%Rhの3環境下のことをいう。また、いずれのグラフの縦軸も感光体ドラムの磨耗Rateを示し、図13のグラフの横軸は、ロール体の回転速度(周速)/感光体ドラムの回転速度(周速)という速度比SRを示し、図14のグラフの横軸は、ロール体の、感光体ドラム表面への押付圧をしめす。なお、図13では速度比SRをもって表しているが、この速度比SRが1から小さくなればなるほど感光体ドラムとロール体との速度差は大きくなる。 The typical environment mentioned here refers to three environments of 10 ° C., 15% Rh, 20 ° C., 50% Rh, 30 ° C., and 90% Rh. Also, the vertical axis of each graph represents the wear rate of the photosensitive drum, and the horizontal axis of the graph of FIG. 13 represents the speed ratio of the rotational speed (peripheral speed) of the roll body / the rotational speed (peripheral speed) of the photosensitive drum. SR is shown, and the horizontal axis of the graph of FIG. 14 indicates the pressing pressure of the roll body against the surface of the photosensitive drum. Although the speed ratio SR is shown in FIG. 13, the speed difference between the photosensitive drum and the roll body increases as the speed ratio SR decreases from 1.
ここで、実施例2で用いた画像形成装置の制御部に、温度と湿度の組合せに対する速度比SRを予め規定した下記表15に示すようなテーブルを持たせておき、その画像形成装置内に設置してある環境検知センサからの出力に対して、上記テーブルに従ってロール体の回転速度を可変させ同様の実験を実施した。 Here, the control unit of the image forming apparatus used in the second embodiment is provided with a table as shown in the following Table 15 in which the speed ratio SR with respect to the combination of temperature and humidity is defined in advance, and the image forming apparatus includes the table. A similar experiment was performed by varying the rotation speed of the roll body according to the above table with respect to the output from the installed environment detection sensor.
ここでは、10℃,15%Rh、20℃,50%Rh、30℃,90%Rhの3環境下それぞれで感光体ドラムを35000回転ずつさせ、最終的には105000回転させる走行実験を行った。その結果、実験終了まで、ディレッションは一度も発生することなく、感光体の磨耗Rateも5.5nm/kcyとなり環境が変化しても磨耗Rateの上昇を抑制することができた。今回用いた感光体ドラムは、表面の保護層が5μmあることから、感光体ドラムとして900000回転の寿命の見通しを得ることができた。 Here, a running experiment was performed in which the photosensitive drum was rotated 35,000 times in the three environments of 10 ° C., 15% Rh, 20 ° C., 50% Rh, 30 ° C., and 90% Rh, and finally 105,000 rotations. . As a result, the depletion never occurred until the end of the experiment, and the wear rate of the photoconductor was 5.5 nm / kcy, and even if the environment changed, the increase in the wear rate could be suppressed. Since the photosensitive drum used this time has a protective layer of 5 μm, it was possible to obtain a life expectancy of 900000 revolutions as a photosensitive drum.
また、実施例4で用いた画像形成装置の制御部に、温度と湿度の組合せに対する上記押付力(単位:mN/mm)を予め規定した下記表16に示すようなテーブルを持たせておき、その画像形成装置内に設置してある環境検知センサからの出力に対して、上記テーブルに従って上記押付圧を可変させ同様の実験を実施した。 Further, the control unit of the image forming apparatus used in Example 4 is provided with a table as shown in the following Table 16 in which the pressing force (unit: mN / mm) for the combination of temperature and humidity is defined in advance. A similar experiment was performed by varying the pressing pressure according to the table with respect to the output from the environment detection sensor installed in the image forming apparatus.
ここでも、10℃,15%Rh、20℃,50%Rh、30℃,90%Rhの3環境下それぞれで感光体ドラムを35000回転ずつさせ、最終的には105000回転させる走行実験を行った。その結果、実験終了まで、ディレッションは一度も発生することなく、感光体の磨耗Rateも5.5nm/kcyとなり環境が変化しても磨耗Rateの上昇を抑制することができた。今回用いた感光体ドラムは、表面の保護層が5μmあることから、感光体ドラムとして900000回転の寿命の見通しを得ることができた。 Here again, a running experiment was performed in which the photosensitive drum was rotated 35,000 times and finally 105,000 rotated under three environments of 10 ° C., 15% Rh, 20 ° C., 50% Rh, 30 ° C., and 90% Rh. . As a result, the depletion never occurred until the end of the experiment, and the wear rate of the photoconductor was 5.5 nm / kcy, and even if the environment changed, the increase in the wear rate could be suppressed. Since the photosensitive drum used this time has a protective layer of 5 μm, it was possible to obtain a life expectancy of 900000 revolutions as a photosensitive drum.
さらに、表7と8、および表13と14でも、一部でも白抜けや画像流れが発生した場合は×印を記したが、これらの表におけるいずれの試験においても、ロール体と当接部材は備えられていることから、実使用上は問題になることはない。以下、相対的な比較を行いながらこれらの表に示される結果を分析すると、画像形成動作中は感光体ドラムの磨耗を低下させた状態においても、次の画像動作前における感光体ドラムのリフレッシュ動作において、感光体ドラムとロール体との速度差を広げることでも、あるいはロール体の押付圧を大きくすることでも、劣化した感光体ドラムの保護層が研磨されて画像欠陥をより確実に抑えることができることが確認された。このときは、リフレッシュ動作の前にトナーバンドをロール体に供給することで,リフレッシュ効果は大きくなり、空回しサイクルは短くてすむ。さらにトナーバンド形成時には1次転写ロールを退避させたり、1次転写バイアスをONさせなかったり、出力を下げるなどしてロール体に供給するトナー量を実質増加させることでトナーの消費が抑えられ、トナーバンドの長さも短くできるので効率的である。このリフレッシュサイクルの導入で、通常の画像形成時の感光体ドラムの磨耗は抑制しつつ高温高湿条件下でのディレッション抑制が実現できる。 Further, in Tables 7 and 8, and Tables 13 and 14, when some white spots or image flow occurred, x marks were given. In any of the tests in these tables, the roll body and the contact member Is provided, so there is no problem in practical use. Hereinafter, when the results shown in these tables are analyzed while performing relative comparison, the refresh operation of the photosensitive drum before the next image operation is performed even in a state where the wear of the photosensitive drum is reduced during the image forming operation. In this case, it is possible to more reliably suppress image defects by polishing the protective layer of the deteriorated photosensitive drum by increasing the speed difference between the photosensitive drum and the roll body or by increasing the pressing pressure of the roll body. It was confirmed that it was possible. In this case, supplying the toner band to the roll body before the refresh operation increases the refresh effect and shortens the idling cycle. Furthermore, when the toner band is formed, the primary transfer roll is retracted, the primary transfer bias is not turned on, the output is reduced, and the toner amount supplied to the roll body is substantially increased, thereby suppressing toner consumption. It is efficient because the length of the toner band can be shortened. With the introduction of this refresh cycle, it is possible to realize the suppression of the depression under high temperature and high humidity conditions while suppressing the wear of the photosensitive drum during the normal image formation.
1 画像形成装置
10 トナー像形成ユニット
11 感光体ドラム
12 帯電器
13 露光器
14 現像器
15 クリーニング前帯電器
16 クリーニング前除電器
17 クリーニング装置
171 クリーニングブラシ
175 ロール体
1751 回転軸
1752 不織布
176 当接部材
18 除電器
20 1次転写ロール
30 中間転写ベルト
40 一括転写装置
50 定着装置
60 用紙トレイ
70 ベルトクリーナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーを該表面から除去するクリーニング手段と、
前記像担持体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、前記クリーニング手段よりも該像担持体の循環移動方向上流側で接した複数の繊維を前記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、該回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
前記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。 A toner image is carried on the transfer surface of an image carrier that conveys the toner image to a transfer area where the toner image is transferred to the transfer surface by carrying the toner image on the surface and circulatingly moving around the central axis. In a cleaning device for removing from the surface the residue remaining on the surface after the transfer
Cleaning means for removing residual toner remaining on the surface of the image carrier after the toner image is transferred to the transfer surface;
A plurality of fibers that are in contact with the surface of the image carrier after the toner image is transferred to the transfer surface on the upstream side in the circulation movement direction of the image carrier relative to the cleaning unit are parallel to the central axis. A rotating fibrous body having a rotation axis and rotating about the rotation axis;
A cleaning device comprising: an abutting member abutting against a plurality of fibers of the rotating fiber body.
前記感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に残留した残留トナーを該表面から除去するクリーニング手段と、
前記感光体の、前記被転写面にトナー像が転写された後の表面に、前記クリーニング手段よりも前記感光体の回転方向上流側で接した複数の繊維を前記中心軸に平行な回転軸の周りに有し、該回転軸を中心にして回転する回転繊維体と、
前記回転繊維体の複数の繊維に当接した当接部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor by charging the surface of the photoconductor rotating in a predetermined direction around the central axis and irradiating the charged photoconductor surface with exposure light. An image composed of a toner image fixed on the recording medium by developing with toner to obtain a toner image on the surface of the photoconductor, transferring the toner image to a predetermined transfer surface, and finally fixing the toner image on the recording medium. In an image forming apparatus for forming
Cleaning means for removing residual toner remaining on the surface of the photoreceptor after the toner image is transferred to the transfer surface;
A plurality of fibers that are in contact with the surface of the photoconductor after the toner image is transferred to the transfer surface on the upstream side in the rotation direction of the photoconductor with respect to the cleaning unit have a rotation axis parallel to the central axis. A rotating fiber body having around and rotating about the rotation axis;
An image forming apparatus comprising: an abutting member abutting against a plurality of fibers of the rotating fiber body.
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