JP2007304302A - Processing cartridge, image forming device, and image forming method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置、この画像形成装置に適用するプロセスカートリッジ及びこれらを用いた画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a process cartridge applied to the image forming apparatus, and an image forming method using the same.
従来、画像形成装置の帯電手段としては、スコロトロン等のチャージャ方式の帯電装置が主流であったが、オゾン等の放電生成物が大量に発生するという問題があり、近年ではローラ等による接触帯電方式が適用されるようになった。
ところで、帯電手段としての帯電ローラの汚れを低減するには、帯電ローラと像担持体としての感光体とを非接触に配置した方が有利である。このような非接触帯電装置を適用するには、帯電部材表面と感光体表面とのギャップをできる限り均一に維持する必要がある。一般に、帯電部材として使用されるゴムローラは、雰囲気温度又は湿度の変動に伴ってその硬度が変化するために、感光体と帯電部材表面との間のギャップ(以下、帯電ギャップという)を安定に保持することは困難である。
このような問題に対し、帯電ローラとして高硬度の樹脂材料を適用することによって、帯電ギャップを安定させることが考えられる。また、帯電ローラとしてイオン導電性材料を使用することによって、電子伝導性の材料を使用した場合と比較して異常放電による帯電ムラをなくして均一な帯電が可能となることが知られている。しかし、帯電ローラとしてイオン導電性の材料を適用した場合、経時的な通電によって帯電ローラの抵抗が上昇し、帯電電位が低下するという問題がある。
Conventionally, as charging means for image forming apparatuses, charger-type charging devices such as scorotron have been the mainstream, but there is a problem that a large amount of discharge products such as ozone are generated. Has been applied.
By the way, in order to reduce the contamination of the charging roller as the charging means, it is advantageous to dispose the charging roller and the photosensitive member as the image carrier in a non-contact manner. In order to apply such a non-contact charging device, it is necessary to keep the gap between the charging member surface and the photoreceptor surface as uniform as possible. Generally, a rubber roller used as a charging member changes its hardness with changes in ambient temperature or humidity, so that the gap between the photoreceptor and the charging member surface (hereinafter referred to as a charging gap) is stably maintained. It is difficult to do.
To solve such a problem, it is conceivable to stabilize the charging gap by applying a high hardness resin material as the charging roller. Further, it is known that by using an ion conductive material as a charging roller, uniform charging can be achieved without charging unevenness due to abnormal discharge as compared with the case where an electron conductive material is used. However, when an ion conductive material is applied as the charging roller, there is a problem that the resistance of the charging roller increases due to energization with time and the charging potential decreases.
そこで、このような問題を解消するために、例えば特許文献1等に、帯電ローラに印加する電流の正負を所定間隔ごとに所定電荷量だけ反転させる導電部材の運転方法が提案されている。しかし、この方法では感光体が逆極性に帯電するため、残留電位の上昇等の感光体劣化が生じやすく、感光体寿命の点で不利となる。また、逆極性の電流を流している間は通常の作像操作を行うことができず、生産性が低下するという問題もある。
ところで、感光体と帯電ローラとの間にギャップを設けた画像形成装置では、帯電バイアスを適正な値に設定するために帯電電流を検知して調整することが有効であるが、特許文献2及び特許文献3に開示されているように、帯電手段を除電する除電手段を備えた画像形成装置では、除電手段を接地したりバイアスを印加した場合には、前記除電手段にも電流が流れてしまうために、感光体の帯電に寄与する帯電電流を正確に検知することが困難になるという問題がある。一方、特許文献4には、感光体と帯電ローラ間にギャップを設けた画像形成装置において、帯電ローラに印加する電圧を段階的に変化させ、帯電ローラに流れる電流を検知することで感光体を均一に帯電させる方法が開示されている。
In order to solve such problems, for example, Patent Document 1 proposes an operation method for a conductive member that reverses the sign of the current applied to the charging roller by a predetermined amount of charge at predetermined intervals. However, in this method, since the photosensitive member is charged with a reverse polarity, the photosensitive member is liable to deteriorate such as an increase in residual potential, which is disadvantageous in terms of the life of the photosensitive member. Further, there is a problem that normal image forming operation cannot be performed while a reverse polarity current is applied, and productivity is lowered.
Incidentally, in an image forming apparatus in which a gap is provided between the photosensitive member and the charging roller, it is effective to detect and adjust the charging current in order to set the charging bias to an appropriate value. As disclosed in Patent Document 3, in an image forming apparatus provided with a discharging unit that discharges a charging unit, a current flows through the discharging unit when the discharging unit is grounded or a bias is applied. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately detect a charging current that contributes to charging of the photosensitive member. On the other hand, in Patent Document 4, in an image forming apparatus in which a gap is provided between a photosensitive member and a charging roller, the voltage applied to the charging roller is changed stepwise to detect the current flowing through the charging roller. A method for uniformly charging is disclosed.
しかしながら、上記従来技術は、何れも帯電手段における帯電部材の汚れをなくし、かつ経時的な抵抗の上昇を抑制して寿命の長い帯電手段ひいてはプロセスカートリッジ又は画像形成装置を提供するという産業界の要望を必ずしも満足するものではなかった。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、帯電部材の汚れを低減すると共に、経時的な抵抗の上昇を抑制し、帯電手段をはじめとする構成部材の長寿命化を図り、長期安定性に優れたプロセスカートリッジ、画像形成装置及びこれを用いた画像形成方法を提供することにある。
However, any of the above prior arts eliminates the contamination of the charging member in the charging means, and suppresses the increase in resistance over time to provide a charging means with a long life, and thus a process cartridge or an image forming apparatus. Was not necessarily satisfied.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to reduce the contamination of the charging member and suppress the increase in resistance over time, and the configuration including the charging means. It is an object of the present invention to provide a process cartridge, an image forming apparatus, and an image forming method using the process cartridge which have a long life and are excellent in long-term stability.
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段は、芯金と、この芯金の周囲に形成され前記像担持体の被帯電面に対して非接触に配置された帯電部材と、この帯電部材の両端部に配置され、前記帯電部材表面よりも突出した円周面を有するギャップ保持部材とを有し、前記帯電手段には、前記帯電部材を除電する除電手段が付設されていることを特徴とする。
この場合において、前記除電手段は、前記帯電手段をクリーニングするクリーニング手段としても機能するものであることが好ましい。
また、前記帯電部材を流れる電流を検知して前記帯電手段に印加する印加電圧を調整する帯電電圧調整手段を備えていることが好ましい。
この場合において、前記帯電電圧調整手段における電流検知手段は、前記像担持体の接地配線に設けることができる。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier and a charging unit that charges the image carrier. The charging unit includes a cored bar and the cored bar. A charging member formed around the charging member and disposed in a non-contact manner with respect to the surface to be charged of the image carrier, and a gap having a circumferential surface disposed at both ends of the charging member and protruding from the surface of the charging member A holding member, and the charging unit is provided with a discharging unit for discharging the charging member.
In this case, it is preferable that the static elimination unit functions also as a cleaning unit that cleans the charging unit.
In addition, it is preferable to include a charging voltage adjusting unit that detects a current flowing through the charging member and adjusts an applied voltage applied to the charging unit.
In this case, the current detection means in the charging voltage adjustment means can be provided on the ground wiring of the image carrier.
本発明に係るプロセスカートリッジは、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段とを一体化させ、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段は、芯金と、この芯金の周囲に形成され前記像担持体の被帯電面に対して非接触に配置された帯電部材と、この帯電部材の両端部に配置され、前記帯電部材表面よりも突出した円周面を有するギャップ保持部材とを有し、前記帯電手段には、前記帯電部材を除電する除電手段が付設されていることを特徴とする。 The process cartridge according to the present invention is a process cartridge in which an image carrier and a charging unit that charges the image carrier are integrated, and is detachably attached to the main body of the image forming apparatus. Gold, a charging member formed around the core bar and disposed in non-contact with the surface to be charged of the image carrier, and disposed at both ends of the charging member and projecting from the surface of the charging member A gap holding member having a circumferential surface, and the charging unit is provided with a discharging unit for discharging the charging member.
本発明に係る画像形成方法は、上述した画像形成装置の帯電手段を除電する際、前記除電手段に前記帯電手段を除電する除電バイアスを印加することを特徴とする。
この場合において、前記除電バイアスとして、前記像担持体の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加させることが好ましい。
また、前記除電バイアスとして、前記像担持体に付着するトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスを印加し、前記除電手段をクリーニング手段としても機能させることもできる。
更に、前記除電手段に除電バイアスを印加する代わりに、前記帯電手段に直流電圧と交流電圧を印加し、前記除電手段を接地させるようにしてもよい。
本発明に係る画像形成方法において、非画像形成時に、帯電電圧調整手段を用いて帯電電圧調整を行い、帯電電圧調整中は、前記除電手段にバイアスを印加しないようにすることが好ましい。
この場合において、前記除電手段にバイアスを印加しない代わりに、前記除電手段を前記帯電手段から離間させるようにしてもよい。
The image forming method according to the present invention is characterized in that when the charging unit of the image forming apparatus described above is neutralized, a neutralizing bias for neutralizing the charging unit is applied to the neutralizing unit.
In this case, it is preferable that a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the image carrier is applied as the charge eliminating bias.
Further, as the charge eliminating bias, a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner attached to the image carrier can be applied, and the charge eliminating unit can also function as a cleaning unit.
Furthermore, instead of applying a static elimination bias to the static elimination means, a DC voltage and an AC voltage may be applied to the charging means to ground the static elimination means.
In the image forming method according to the present invention, it is preferable to perform charging voltage adjustment using a charging voltage adjusting unit during non-image formation, and not to apply a bias to the charge eliminating unit during charging voltage adjustment.
In this case, instead of applying a bias to the charge eliminating unit, the charge eliminating unit may be separated from the charging unit.
本発明の画像形成装置によれば、帯電部材の汚れを低減して経時的な抵抗上昇を低減し、帯電手段をはじめとする各部材ひいては装置全体の長寿命化、安定化を図ることができる。
本発明のプロセスカートリッジによれば、高い帯電ギャップ精度を必要とする場合でも帯電ギャップの調整が不要であり、メンテナンス性が向上する。
本発明の画像形成装置によれば、帯電部材の汚れを低減し、経時的な抵抗上昇を低減して、長期間安定に画像を形成することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to reduce the contamination of the charging member to reduce the increase in resistance over time, and to extend the life and stability of each member including the charging unit and the entire apparatus. .
According to the process cartridge of the present invention, adjustment of the charging gap is unnecessary even when high charging gap accuracy is required, and the maintainability is improved.
According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to form a stable image for a long period of time by reducing the contamination of the charging member and reducing the increase in resistance over time.
以下に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置であって、タンデム中間転写方式のフルカラー複写機の全体構成を示す図である。
図1において、このフルカラー複写機は、複写機本体100、複写機本体100を載置する給紙テーブル200、複写機本体100上に取り付けられたスキャナ300、スキャナ300上に載置された原稿自動搬送装置(ADF)400から主として構成されている。
複写機本体100の略中央には、Y、C、M、Bkの4つの画像形成ユニット18(Y、C、M、Bk)を横に並べて配置したタンデム画像形成装置20が設けられている。タンデム画像形成装置20の各画像形成ユニットは、それぞれY、C、M、Bkの各色トナー像が形成される感光体40(Y、C、M、Bk)を備えている。
タンデム画像形成装置20の上方には、露光装置21が設けられている。露光装置21は、各色毎に用意されたレーザダイオード(LD)方式の4つの光源と、6面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナと、各光源の光路に配置されたfθレンズ、長尺WTL等のレンズやミラーから構成されている。各色の画像情報に応じてレーザダイオードから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体40に照射される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a tandem intermediate transfer type full-color copying machine, which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, this full-color copying machine includes a copying machine
Near the center of the copying machine
An
タンデム画像形成装置20の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト10が設置されている。中間転写ベルト10の材質としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を適用することができ、これをシームレスベルトに成型して使用する。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整して適用することが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にすることもできる。
中間転写ベルト10は、例えば、3つの支持ローラ14、15、16に掛け渡され、図中時計回りに回転搬送可能であり、第1の支持ローラ14は、例えば中間転写ベルト10を回転駆動する駆動ローラである。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15との間には、各色の感光体から中間転写ベルトにトナー像を転写する一次転写手段としての一次転写ローラ62(Y、C、M、Bk)が中間転写ベルト10介して各感光体40(Y、C、M、Bk)に対向するように設けられている。
第3の支持ローラ16の中間転写ベルトの搬送方向下流には、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置17が設けられている。
Below the tandem image forming apparatus 20, an endless belt-like intermediate transfer belt 10 is installed. As a material of the intermediate transfer belt 10, for example, a resin material such as polyvinylidene fluoride, polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, or the like can be applied, and this is molded into a seamless belt and used. These materials can be used as they are, or can be applied by adjusting the resistance with a conductive material such as carbon black. In addition, the surface layer can be formed by a method such as spraying or dipping using these resins as a base layer to form a laminated structure.
For example, the intermediate transfer belt 10 is stretched around three
An intermediate transfer
中間転写ベルト10の下方には、2次転写装置22が配置されている。2次転写装置22は、例えば2つのローラ23相互間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に当接するように配置されており、中間転写ベルト10上の画像を転写材に転写する。2次転写ベルト24としては中間転写ベルト10と同様の材料を用いることができる。
A
2次転写装置22に隣接するように、転写材上の画像を定着する定着装置25が設けられている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成されている。なお、上述した2次転写装置22は、画像転写後の転写材を定着装置25へ搬送するシート搬送機能を備えている。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写材搬送機能を別途備える必要がある。2次転写装置22および定着装置25の下方には、タンデム画像形成装置20と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置28が設けられている。
A
以下に、このような構成のフルカラー複写機の動作について説明する。
このフルカラー複写機を用いてコピーを行う際は、先ず、ADF400の原稿台30上に原稿をセットするか、又はADF400を開いてスキャナのコンタクトガラス32上に原稿をセットしたのちADF400を閉じて原稿を押さえる。
次に、図示省略した操作部のスタートスイッチを押し、ADF400に原稿をセットしたときは、原稿をコンタクトガラス32上へと搬送した後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナを駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行させる。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに、原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体に向け、第2走行体のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、又は操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモード又は白黒モードで画像形成動作を開始する。
The operation of the full-color copying machine having such a configuration will be described below.
When copying using this full-color copying machine, first, the original is set on the original table 30 of the
Next, when the start switch of the operation unit (not shown) is pressed and a document is set on the
フルカラーモードが選択された場合には、各感光体40(Y、C、M、Bk)を図中反時計回り方向にそれぞれ回転させ、各感光体40の表面を帯電装置である帯電ローラによって一様に帯電する。次に、各色の感光体40に露光装置21から各色の画像に対応するレーザ光をそれぞれ照射し、各色の画像データに対応した潜像を形成する。次いで、感光体40を回転することにより各色の現像装置で各潜像を現像して各色のトナー像を形成する。各色のトナー像を中間転写ベルト10の搬送とともに、中間転写ベルト10上に順次転写し、中間転写ベルト10上にフルカラー画像を形成する。
一方、給紙テーブル43の給紙ローラ42の1つを選択回転させ、給紙テーブル43に多段に備えられた給紙カセット44の1つから転写材を送り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して本体内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。このとき、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写材を送り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止めるようにしてもよい。そして、中間転写ベルト10上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に転写材を送り込み、2次転写装置22で転写して転写材上にトナー像を転写する。
When the full color mode is selected, each photoconductor 40 (Y, C, M, Bk) is rotated in the counterclockwise direction in the drawing, and the surface of each photoconductor 40 is fixed by a charging roller as a charging device. It is charged like this. Next, each
On the other hand, one of the
トナー像が転写された転写材を、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、ここで熱と圧力とを加えて転写材に定着させた後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56によって排出し、排紙トレイ57上にスタックする。このとき、転写材を切換爪55で切り換えてシート反転装置28に導入し、ここで反転して再び転写位置28へと再給紙して裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出してもよい。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスを順次繰り返す。
The transfer material on which the toner image has been transferred is conveyed by the
他方、白黒モードが選択された場合には、中間転写ベルト10を支持する支持ローラ15が下方に移動し、中間転写ベルト10を感光体40(Y、C、M)から離間させる。即ち、感光体40Bkのみを図1の反時計回り方向に回転し、感光体40Bkの表面を帯電ローラにより一様に帯電し、Bkの画像に対応するレーザ光を照射し、潜像を形成し、Bkのトナーにより現像してトナー像とする。このトナー像を中間転写ベルト10上に転写する。この際、40Bk以外の3色の感光体40(Y、C、M)及び現像装置は停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
一方、給紙カセット44から転写材を給紙し、レジストローラ49により、中間転写ベルト10上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送する。トナー像が転写された転写材を、フルカラー画像の場合と同様に定着装置25で定着し、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理する。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスを繰り返す。
On the other hand, when the monochrome mode is selected, the support roller 15 that supports the intermediate transfer belt 10 moves downward to separate the intermediate transfer belt 10 from the photosensitive member 40 (Y, C, M). That is, only the photoconductor 40Bk is rotated counterclockwise in FIG. 1, the surface of the photoconductor 40Bk is uniformly charged by a charging roller, and a laser beam corresponding to the Bk image is irradiated to form a latent image. And Bk toner to develop a toner image. This toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 10. At this time, the three color photoconductors 40 (Y, C, M) other than 40Bk and the developing device are stopped, and unnecessary consumption of the photoconductor and the developer is prevented.
On the other hand, the transfer material is fed from the
次に、本発明の特徴部分を詳細に説明する。図2は、図1の画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。図2において、像担持体としての感光体40と、感光体40の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ70は一体化されており、複写機本体に対して着脱自在に設けられ、プロセスカートリッジを形成している。像担持体である感光体40の周りには、その回転方向に沿って感光体40の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ70、感光体40の電位を検知する電位センサ71、感光体40に形成された静電潜像を現像する現像装置60、トナー像が転写された後の感光体40の表面を除電する除電ランプ72、転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置としてのブラシローラ73、74、及びクリーニングブレード75が配置されている。なお、画像形成ユニット18のケースには露光装置21からの露光光76を通過させるための開口(図示省略)が設けられている。
Next, features of the present invention will be described in detail. FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the image forming unit of FIG. In FIG. 2, a
帯電ローラ70には、ローラ表面をクリーニングするためのクリーニングローラ77と帯電ローラを除電するための除電ローラ78が当接されている。クリーニングローラ77としては、例えばブラシローラ、スポンジローラ、メラミンフォームローラ等が用いられる。除電ローラ78としては、例えば104〜109Ωcmの体積抵抗をもつブラシ、スポンジ、ゴム、樹脂チューブ等の材料をローラ形状に加工したものを用いることができ、帯電ローラ70を除電する際、除電ローラ78の芯金には除電バイアスが印加されたり、接地されたりする。除電ローラ78に用いる材料は体積抵抗が低すぎると帯電バイアスがリークし易くなり、体積抵抗が高すぎる場合には電荷が流れにくくて十分な除電効果が得られない。除電ローラ78に印加する除電バイアスは、例えば感光体の帯電極性と逆極性とすることで、帯電ローラ70に帯電領域とは逆極性の電界がかかり、より効果的に帯電ローラを除電することができる。
The charging
クリーニングローラ77や除電ローラ78は帯電ローラ70に自重で当接させて帯電ローラ70の回転にともない連れ回りさせたり、又はギヤで駆動させても良い。また、クリーニングローラ77と除電ローラ78を別々に配置させるのではなく、1本のローラに機能を集約させて装置の小型化を図ることもできる。このとき、帯電ローラ70をクリーニングするという点から考えると印加するバイアスは感光体に付着したトナーの帯電極性と逆極性とすることが望ましい。ネガポジ方式でマイナス帯電の感光体とマイナス帯電のトナーを使用する場合には除電バイアスをプラスにすると、感光体帯電と逆極性かつトナーの帯電極性の逆極性となり好都合である。
The cleaning
ブラシローラ74には固形の潤滑剤79が当接されており、潤滑剤供給部材として機能する。固形の潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。
クリーニングブレード75は、例えばポリウレタンゴムで構成されている。ブラシローラ73やクリーニングブレード75により感光体から掻き取られたトナーは、廃トナーとしてトナー搬送コイル80によって図示省略した廃トナー収納部に搬送される。
A
The
図3は、図2における帯電ローラの長手方向に沿った断面図である。帯電手段としての帯電ローラ70は導電性支持体である芯金101と、芯金101の周面を覆うように形成された帯電部材としての樹脂層102と、樹脂層(以下、帯電部材ということがある)102の両端部にそれぞれ設けられたギャップ保持部材103から構成されている。ギャップ部材103は、帯電部材としての樹脂層102の表面よりも突出した円周面を有している。ギャップ部材103が、帯電部材102の表面よりも突出した円周面を有していることによって、帯電部材102と感光体40表面との間に帯電ギャップが形成される。
芯金101としては、例えばステンレス等の金属が用いられる。芯金101が細すぎると帯電部材の切削加工時や、感光体に押圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。一方、芯金101が太すぎる場合には帯電ローラ70が大型化したり、必要以上に重くなるという問題がある。従って、芯金101の直径は、例えば6〜10mm程度とする。
帯電ローラ70における帯電部材102は、例えば104〜109Ωcmの体積抵抗を持つ材料で構成されていることが好ましい。抵抗が低すぎると感光体にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアスのリークが発生しやすくなる。一方、帯電部材102の抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず、均一な帯電電位を得ることができない。
3 is a cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the charging roller in FIG. A charging
As the
The charging
帯電部材102の体積抵抗は、基材となる樹脂に導電性材料を配合することで調整することができる。基材樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
帯電部材の抵抗を調整する導電性材料としては、例えばカーボンブラック等の電子導電性材料を用いることができるが、このような電子導電性材料は基材樹脂の中に均一に分散させることが難しいので、抵抗ムラが発生しやすい。特に、感光体に非接触で配置する帯電ローラでは感光体を均一に帯電させることが困難になる。一方、Li塩等の電解質塩からなるイオン導電性材料は基材樹脂中に均一に分散させることが可能であるが、これらの低分子材料は基材樹脂中で移動しやすく、経時的にブリードアウトの問題が発生することがある。従って、抵抗調整材料としては、基材樹脂中に均一に分散させやすく、移動がおこりにくい高分子量のイオン導電性材料が好適に使用される。このような高分子量のイオン導電材料としては、例えばポリエーテルエステルアミドが挙げられる。
The volume resistance of the charging
As the conductive material for adjusting the resistance of the charging member, an electronic conductive material such as carbon black can be used. However, it is difficult to uniformly disperse such an electronic conductive material in the base resin. Therefore, resistance unevenness is likely to occur. In particular, it is difficult to uniformly charge the photosensitive member with a charging roller arranged in a non-contact manner on the photosensitive member. On the other hand, ion conductive materials made of electrolyte salts such as Li salts can be uniformly dispersed in the base resin. However, these low molecular weight materials easily move in the base resin, and bleed over time. Out problems may occur. Therefore, as the resistance adjusting material, a high molecular weight ion conductive material which is easily dispersed uniformly in the base resin and hardly moves is preferably used. Examples of such a high molecular weight ion conductive material include polyether ester amide.
上述のイオン導電性材料は、例えば二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより、基材樹脂に均一に配合される。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂100重量部に対してイオン導電性材料30〜80重量部が望ましい。
配合された材料を芯金上に射出成形又は押出成形にすることにより、容易にローラ形状に成型することができる。芯金上に形成する樹脂層の厚さは、例えば0.5〜3mmである。樹脂層が薄すぎると成型が困難であるうえに強度の面でも問題がある。一方、樹脂層が厚すぎると帯電ローラが大型化するうえに樹脂層の実際の抵抗が大きくなるので帯電効率が低下する。芯金上に樹脂層を成形した後、樹脂層の両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材を圧入もしくは接着又はその両方を併用して芯金に固定する。
The ion conductive material described above is uniformly blended into the base resin by using a means such as a biaxial kneader or a kneader. The blending amount of the ion conductive material and the base resin is desirably 30 to 80 parts by weight of the ion conductive material with respect to 100 parts by weight of the base resin.
The compounded material can be easily molded into a roller shape by injection molding or extrusion molding on the core metal. The thickness of the resin layer formed on the mandrel is, for example, 0.5 to 3 mm. If the resin layer is too thin, molding is difficult and there is a problem in terms of strength. On the other hand, if the resin layer is too thick, the charging roller is increased in size and the actual resistance of the resin layer is increased, so that the charging efficiency is lowered. After the resin layer is molded on the core metal, a gap holding member molded in advance on both ends of the resin layer is fixed to the core metal by press-fitting or bonding or both.
ギャップ保持部材の材質としては、帯電部材の基材と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の絶縁性の樹脂を用いることができる。但し、像担持体としての感光体表面(感光層)にギャップ保持部材を当接させるので感光層が損傷するのを防止するために、帯電部材より硬度の低いグレードを用いることが好ましい。摺動性に優れ、感光層に損傷を与えにくい樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いることもできる。樹脂層やギャップ保持部材にコーティングを施す等してトナー等が付着しにくい表層を数10μm程度の厚さで形成することもできる。 As the material of the gap holding member, an insulating resin such as polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, and polycarbonate can be used as in the base material of the charging member. However, since the gap holding member is brought into contact with the surface of the photosensitive member (photosensitive layer) as the image carrier, it is preferable to use a grade having a hardness lower than that of the charging member in order to prevent the photosensitive layer from being damaged. Polyacetal, ethylene-ethyl acrylate copolymer, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene as resin materials with excellent slidability and less damage to the photosensitive layer Resins such as copolymers can also be used. It is also possible to form a surface layer with a thickness of about several tens of μm on which the toner or the like is difficult to adhere by coating the resin layer or the gap holding member.
芯金上に形成された帯電部材とギャップ保持部材を一体化したのち、切削や研削等の加工を施して帯電ローラの外径を整え、帯電部材とギャップ保持部材のフレの位相を揃え、帯電ギャップの変動を小さくする。
帯電ローラのギャップ保持部材を感光体の画像領域外に付き当てることによって、帯電部材と感光体との間にギャップが形成される。帯電ローラは、例えば芯金の端部に取り付けられたギヤが感光体フランジに形成されたギヤとかみ合っており、感光体駆動モータにより感光体が回転すると帯電ローラも感光体とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転する。帯電部材と感光体が直接接触することがないので、帯電ローラとして硬い樹脂材料と有機感光体を使用した場合でも画像領域の感光層に傷が付くことはない。ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大ギャップは100μm以下に抑えられる。
After the charging member and gap holding member formed on the metal core are integrated, the outer diameter of the charging roller is adjusted by cutting, grinding, etc., and the phase of the charging member and gap holding member is set to the same phase. Reduce gap variation.
A gap is formed between the charging member and the photosensitive member by applying the gap holding member of the charging roller to the outside of the image area of the photosensitive member. In the charging roller, for example, the gear attached to the end of the core bar meshes with the gear formed on the photosensitive member flange. When the photosensitive member is rotated by the photosensitive member driving motor, the charging roller also has a linear velocity almost equal to that of the photosensitive member. Rotates in the accompanying direction. Since the charging member and the photosensitive member are not in direct contact, even when a hard resin material and an organic photosensitive member are used as the charging roller, the photosensitive layer in the image area is not damaged. If the gap is too wide, abnormal discharge occurs and charging cannot be performed uniformly, so that the maximum gap can be suppressed to 100 μm or less.
帯電ギャップを設けた帯電ローラを使用する場合には、帯電バイアスとしてDC電圧にAC電圧を重畳することが望ましい。帯電ギャップは感光体と帯電ローラの回転に伴い変動するため、定電流制御方式では帯電ギャップの変動に高圧電源が追従できない場合がある。そのため、定電圧制御の高圧電源を用いて帯電電流をもモニタしながら電圧を段階的に変化させ、目的の帯電電流が流れる印加電圧に調整する帯電電圧調整手段が設けられる。これによって、良好な帯電性能が得られる。帯電電流を検知する方法としては図5aのように高圧電源の出力電流を検知するのが一般的であるが、本発明装置のように除電ローラを備えた場合には感光体側に流れる電流だけでなく、除電ローラ側に流れる電流も検知してしまうため検知の精度が低い。そのため、帯電電圧調整動作時には除電バイアスをオフしたり、除電ローラを帯電ローラから離間させたりすることで除電ローラ側に流れる電流を低減し検知感度を向上させることができる。また、別な手段として図5bのように、電流検知手段を感光体のアース線に設け、感光体のアース側で電流を検知することで感光体に流れる電流成分のみを検知することができる。この場合、感光体素管とアースとの間に検知回路を配置する必要があるが、高圧電源側で検知する場合に除電ローラに接離機構を設けることを考えると、こちらの方が構成としては容易である。 When a charging roller having a charging gap is used, it is desirable to superimpose an AC voltage on a DC voltage as a charging bias. Since the charging gap fluctuates with the rotation of the photosensitive member and the charging roller, the high-voltage power supply may not be able to follow the fluctuation of the charging gap in the constant current control method. Therefore, there is provided a charging voltage adjusting means that changes the voltage stepwise while monitoring the charging current using a constant voltage controlled high-voltage power supply and adjusts the applied voltage through which the target charging current flows. Thereby, good charging performance can be obtained. As a method for detecting the charging current, it is common to detect the output current of the high-voltage power supply as shown in FIG. 5a. However, when a neutralizing roller is provided as in the apparatus of the present invention, only the current flowing to the photosensitive member side is used. In addition, since the current flowing to the static elimination roller side is also detected, the detection accuracy is low. Therefore, when the charge voltage adjustment operation is performed, the current flowing to the charge removal roller can be reduced and the detection sensitivity can be improved by turning off the charge removal bias or separating the charge removal roller from the charge roller. Further, as another means, as shown in FIG. 5b, current detection means is provided on the ground wire of the photosensitive member, and only the current component flowing through the photosensitive member can be detected by detecting the current on the ground side of the photosensitive member. In this case, it is necessary to place a detection circuit between the photosensitive element tube and the ground, but this is the configuration in consideration of providing a contact / separation mechanism on the static elimination roller when detecting on the high-voltage power supply side. Is easy.
感光体に非接触のローラ帯電方式を採用したことで以下のような利点がある。即ち、非接触のローラ帯電方式を採用したことにより、感光体に接触している帯電ローラと比較して、トナー等によるローラの汚れが発生しにくい。また、非接触といっても帯電ギャップを、例えば100μm以下とすることによって、感光体とワイヤ間に5〜15mm程度のギャップをもたせるチャージャ方式に比べて放電生成物の発生量を大幅に低減することができる。 Employing a non-contact roller charging system for the photoreceptor has the following advantages. That is, by adopting a non-contact roller charging method, the roller is less likely to be contaminated with toner or the like as compared with the charging roller in contact with the photosensitive member. Even if it is non-contact, by setting the charging gap to, for example, 100 μm or less, the generation amount of discharge products is greatly reduced as compared with the charger method in which a gap of about 5 to 15 mm is provided between the photoreceptor and the wire. be able to.
感光体表面に形成された潜像を現像する各現像装置の構成は同一であり、これらは使用するトナーの色のみが異なる。現像装置は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、各現像装置内にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。
即ち、図2において、現像装置60は感光体40に対向する現像ローラ61、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー63、65、トナー濃度センサ64等から主として構成されている。現像ローラ61は、図示されていないが、外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサ64の出力に応じて、図示省略されたトナー補給装置から必要量のトナーが補給される。
Each developing device for developing a latent image formed on the surface of the photoreceptor has the same configuration, and only the color of the toner used is different. The developing device is, for example, a two-component developing type developing device, and each developing device contains a two-component developer composed of toner and carrier.
That is, in FIG. 2, the developing
本実施形態によれば、除電手段にバイアスを印加することによって、帯電手段を効率的に除電することができる。除電バイアスを、像担持体の帯電極性と逆極性とすることによって、帯電手段に逆方向の電界がかかるので、帯電手段を効率的に除電することができる。
また、本実施形態によれば、帯電手段に直流バイアスに加えて交流バイアスを印加し、、除電手段を接地することによっても帯電手段を除電することができる。この場合、除電手段のための高圧電源を備える必要がないので、低コストで帯電手段を除電することができる。
本実施形態によれば、除電手段がクリーニング手段を兼ねることで、除電バイアスで帯電部材を除電するとともに、帯電部材に付着したトナーを効率的に除去することができるうえ、装置の小型化が可能となる。
更に、本実施形態によれば、帯電電流検知手段を像担持体側、例えば感光体のアース配線に配置することで、除電手段に流れる電流の影響を受けることなく帯電電流を検知することができる。また、電流検知時に除電手段にバイアス印加しないので、帯電手段に流れる電流を正確に検知することができる。更に、電流検知時に除電手段を帯電手段から離間させることによっても、帯電に寄与する電流のみを正確に検知することができる。
更にまた、本実施形態によれば、感光体と帯電ローラとを一体のプロセスカートリッジとしたことによって、高いギャップ精度を必要とする場合でも帯電ギャップの調整が不要であり、感光体や帯電ローラをユーザでも容易に交換することができ、メンテナンス性が向上する。
According to the present embodiment, the charging unit can be efficiently discharged by applying a bias to the discharging unit. By setting the charge eliminating bias to a polarity opposite to the charging polarity of the image carrier, an electric field in the reverse direction is applied to the charging means, so that the charging means can be discharged efficiently.
Further, according to the present embodiment, the charging unit can be discharged by applying an AC bias to the charging unit in addition to the DC bias and grounding the discharging unit. In this case, since it is not necessary to provide a high-voltage power supply for the charge removal means, the charge means can be discharged at low cost.
According to this embodiment, since the charge removal unit also serves as the cleaning unit, the charge member can be discharged by the charge removal bias, the toner attached to the charge member can be efficiently removed, and the apparatus can be downsized. It becomes.
Furthermore, according to the present embodiment, the charging current detection means is arranged on the image carrier side, for example, the ground wiring of the photosensitive member, so that the charging current can be detected without being influenced by the current flowing through the charge removal means. In addition, since no bias is applied to the charge removal means during current detection, the current flowing through the charging means can be accurately detected. Furthermore, only the current that contributes to charging can be accurately detected by separating the charge removal unit from the charging unit during current detection.
Furthermore, according to this embodiment, since the photosensitive member and the charging roller are integrated into one process cartridge, adjustment of the charging gap is unnecessary even when high gap accuracy is required. Even the user can easily replace it, improving the maintainability.
現像装置に適用されるトナーは、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤を主成分とし、必要に応じて、他の添加剤を加えて調製される。
結着樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂等を用いることができる。イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各着色剤としては、公知のものが使用できる。着色剤の量は結着樹脂100重量部に対して例えば0.1から15重量部が適当である。
電荷制御剤としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、4級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。電荷制御剤量は、結着樹脂100重量部に対して例えば0.1〜10重量部である。
トナー粒子には流動性付与剤を添加することが好ましく、流動性付与剤としては、例えばシリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物の微粒子、及びそれら微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等によって表面処理したもの、又はポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微粒子などが用いられる。これら流動性付与剤の粒径は、例えば0.01〜3μmである。流動性付与剤の添加量は、トナー粒子100重量部に対して、例えば0.1〜7.0重量部であることが好ましい。
The toner applied to the developing device is prepared by adding a binder resin, a colorant, and a charge control agent as main components and adding other additives as necessary.
As the binder resin, for example, polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymer, polyester resin, or the like can be used. As the yellow, magenta, cyan and black colorants, known ones can be used. The amount of the colorant is suitably 0.1 to 15 parts by weight, for example, with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
As the charge control agent, a nigrosine dye, a chromium-containing complex, a quaternary ammonium salt, or the like is used, and these are properly used depending on the polarity of the toner particles. The amount of the charge control agent is, for example, 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
It is preferable to add a fluidity-imparting agent to the toner particles. Examples of the fluidity-imparting agent include fine particles of metal oxides such as silica, titania, alumina, etc., and these fine particles as silane coupling agents, titanate coupling agents, etc. Or a polymer fine particle such as polystyrene, polymethyl methacrylate, and polyvinylidene fluoride. The particle size of these fluidity imparting agents is, for example, 0.01 to 3 μm. The addition amount of the fluidity-imparting agent is preferably 0.1 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles.
本実施形態で適用される二成分現像剤用トナーを製造する方法としては、種々の公知方法又はそれらを組み合わせた方法が適用される。例えば、混練粉砕法では、結着樹脂とカーボンブラックなどの着色剤及び必要とされる添加剤を乾式混合し、エクストルーダー又は二本ロール、三本ロール等にて加熱溶融混練し、冷却固化後、ジェットミルなどの粉砕機にて粉砕し、気流分級機により分級してトナーを得る。また、懸濁重合法や非水分散重合法により、モノマー、着色剤、添加剤から直接トナーを製造することもできる。
キャリアは、芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものが一般に使用される。本実施形態で適用することができる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は20〜60μm程度が適当である。
キャリア被覆層形成に使用される材料としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトンが挙げられる。被覆層としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂が塗布される。
As a method for producing the toner for the two-component developer applied in the present embodiment, various known methods or a combination thereof are applied. For example, in the kneading and pulverization method, a binder resin, a colorant such as carbon black, and necessary additives are dry-mixed, heated, melted and kneaded with an extruder, two rolls, three rolls, etc., and cooled and solidified. Then, the toner is pulverized by a pulverizer such as a jet mill and classified by an airflow classifier. In addition, a toner can be directly produced from a monomer, a colorant, and an additive by a suspension polymerization method or a non-aqueous dispersion polymerization method.
The carrier is generally made of a core material itself, or a carrier provided with a coating layer on the core material. The core material of the resin-coated carrier that can be applied in the present embodiment is ferrite or magnetite. An appropriate particle size of the core material is about 20 to 60 μm.
Examples of the material used for forming the carrier coating layer include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, vinyl ether substituted with a fluorine atom, and vinyl ketone substituted with a fluorine atom. As the coating layer, a resin is applied to the surface of the carrier core particles by means of a spraying method, a dipping method or the like, as in the conventional case.
ここで、本実施形態で適用される感光体の構成について説明する。図4は、本実施形態で適用される感光体の断面図である。図4において、この感光体は、導電性支持体201と、導電性支持体201上に積層された感光層202としての電荷発生層203及び電荷輸送層204と、最外層に設けられた保護層205とで構成されている。
導電性支持体201は、体積抵抗1010Ωcm以下の導電性を示すもので、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状、円筒状のプラスチックもしくは紙に被覆したもの、又はアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の管材を切削、超仕上げ、研磨等で表面処理したものからなる。
電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生材料としては、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
Here, the configuration of the photoreceptor applied in the present embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of a photoreceptor applied in the present embodiment. In FIG. 4, the photoconductor includes a
The
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. As the charge generation material, an inorganic or organic material is used, and typical examples include monoazo pigments, disazo pigments, trisazo pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, quinone condensed polycyclic compounds, squaric. Examples include acid dyes, phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, azulenium salt dyes, selenium, selenium-tellurium alloys, selenium-arsenic alloys, and amorphous silicon. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.
このような電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、2−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を上述した導電性支持体201に塗布することにより電荷発生層203が形成される。適宜適用されるバインダー樹脂としては、例えばポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。バインダー樹脂の添加量は、重量基準で電荷発生材料1部に対して0〜2部が適当である。電荷発生材料の塗布は、例えば浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行うことができる。電荷発生層の膜厚は、通常は0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。
Such a charge generating material is appropriately dispersed together with a binder resin, using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, 2-butanone, dichloroethane or the like by a ball mill, attritor, sand mill, etc. By applying to 201, the
一方、電荷輸送層は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解又は分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層には、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。
電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。電子輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
On the other hand, the charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material and the binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution. If necessary, a plasticizer, a leveling agent or the like can be added to the charge transport layer.
Among charge transport materials, low molecular charge transport materials include electron transport materials and hole transport materials. Examples of the electron transport material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2, 4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophene-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. An electron transport material may be used independently and may be used as a 2 or more types of mixture.
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解又は分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。高分子電荷輸送材料は、上記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有する材料であればよい。さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
Examples of hole transport materials include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane. , Styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. The hole transport material may be used alone or as a mixture of two or more.
When a polymer charge transport material is used as the charge transport material, the charge transport layer may be formed by dissolving or dispersing in a suitable solvent, coating and drying. The polymer charge transport material may be a material having a charge transporting substituent in the main chain or side chain in the low molecular charge transport material. If necessary, an appropriate amount of a binder resin, a low molecular charge transport material, a plasticizer, a leveling agent, a lubricant and the like can be added to the polymer charge transport material.
電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル、シリコーン、エポキシ、メラミン、ウレタン、フェノール、アルキッド等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、2−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
Examples of the binder resin used in the charge transport layer together with the charge transport material include polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, and vinyl chloride. Vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate, phenoxy, polycarbonate, cellulose acetate, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic, silicone, epoxy, melamine, urethane, phenol, alkyd, etc. A thermoplastic or thermosetting resin is mentioned.
Examples of the solvent include tetrahydrofuran, dioxane, toluene, 2-butanone, monochlorobenzene, dichloroethane, methylene chloride and the like.
電荷輸送層の厚さは、5〜30μmの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択される。
電荷輸送層に添加することができる可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートをはじめとする樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜30%程度が適当である。
電荷輸送層に添加することができるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜1%程度が適当である。
The thickness of the charge transport layer is appropriately selected in the range of 5 to 30 μm according to desired photoreceptor characteristics.
Examples of the plasticizer that can be added to the charge transport layer include general-purpose plasticizers for resins such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate. About 30% is appropriate.
Examples of leveling agents that can be added to the charge transport layer include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain. About 0 to 1% is appropriate for the binder resin on the basis.
本実施形態で適用される感光体には、導電性支持体と感光層との間に下引き層を形成することもできる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン、アルキッド−メラミン、エポキシ等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この他に、下引き層には、Al2O3を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物、SiO、SnO2、TiO2、ITO、Ce02等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、0〜5μmが適当である。
In the photoreceptor applied in this embodiment, an undercoat layer may be formed between the conductive support and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is applied using a solvent, the resin is a resin having high resistance to general organic solvents. Is desirable. Such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine, alkyd-melamine, epoxy, etc., three-dimensional Examples thereof include a curable resin that forms a network structure.
Further, fine powder of metal oxide such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential. The undercoat layer can be formed using an appropriate solvent and coating method, as in the case of the photosensitive layer.
Furthermore, it is also useful to use a metal oxide layer formed by, for example, a sol-gel method using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent or the like as the undercoat layer. In addition, the undercoat layer which the Al 2 O 3 was formed by those anodized, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO, SnO 2, TiO 2, ITO, Ce0 2 , etc. inorganic It is also effective to form the film by a vacuum thin film manufacturing method. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.
感光体には、表層として、感光層の保護及び耐久性の向上を目的に保護層を形成することが好ましい。保護層の構成はバインダー樹脂に耐摩耗性を向上する目的でアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が分散される。バインダー樹脂としては、電荷輸送層に用いられるバインダー樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
保護層に添加される金属酸化物微粒子の量は、重量基準で、例えば5〜30%である。金属酸化物微粒子の量が5%未満では、耐摩耗性を向上する効果が小さく耐久性に劣り、30%を越えると露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。保護層の厚さは、例えば1〜10μm、好ましくは3〜8μmである。保護層の膜厚が薄すぎると耐久性に劣り、保護層の膜厚を厚すぎると感光体製造時の生産性が低下するだけでなく、経時的に残留電位の上昇幅が大きくなる。保護層に添加する金属酸化物粒子の粒径としては、例えば0.1〜0.8μmである。金属酸化物微粒子の粒径が大きすぎると、保護層表面の凹凸が大きくなりクリーニング性が低下する上、露光光が保護層で散乱されやすく、解像力が低下し画像品質が劣る。一方、金属酸化物微粒子の粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣る。
保護層の構成としては、バインダー樹脂に金属酸化微粒子を分散させた構成だけてなく、熱又は光架橋性の樹脂を用いる構成も知られている。保護層を備えた感光体を使用することで、感光体の耐摩耗性が向上するので長期間使用しても感光体膜厚の減少に起因する感光体感度の変化も小さく、長期にわたって安定した画像を出力することができる。
It is preferable to form a protective layer on the photoreceptor as a surface layer for the purpose of protecting the photosensitive layer and improving durability. The protective layer has a structure in which fine metal oxide particles such as alumina, silica, titanium oxide, tin oxide, zirconium oxide, and indium oxide are dispersed in the binder resin for the purpose of improving wear resistance. As the binder resin, a resin similar to the binder resin used for the charge transport layer can be used.
The amount of metal oxide fine particles added to the protective layer is, for example, 5 to 30% on a weight basis. If the amount of the metal oxide fine particles is less than 5%, the effect of improving the wear resistance is small and the durability is inferior. If it exceeds 30%, the bright portion potential is significantly increased at the time of exposure, and the sensitivity reduction cannot be ignored. So undesirable. As a method for forming the protective layer, a normal coating method such as a spray method is employed. The thickness of the protective layer is, for example, 1 to 10 μm, preferably 3 to 8 μm. If the protective layer is too thin, the durability is inferior, and if the protective layer is too thick, not only the productivity at the time of manufacturing the photoreceptor is lowered, but also the residual potential increases with time. The particle size of the metal oxide particles added to the protective layer is, for example, 0.1 to 0.8 μm. If the particle size of the metal oxide fine particles is too large, the irregularities on the surface of the protective layer become large and the cleaning property is deteriorated, and the exposure light is easily scattered by the protective layer, the resolution is lowered and the image quality is inferior. On the other hand, when the particle size of the metal oxide fine particles is too small, the wear resistance is poor.
As a structure of the protective layer, not only a structure in which metal oxide fine particles are dispersed in a binder resin but also a structure using a heat or photocrosslinkable resin is known. By using a photoconductor provided with a protective layer, the wear resistance of the photoconductor is improved, so even if it is used for a long time, the change in photoconductor sensitivity due to the decrease in the photoconductor film thickness is small and stable over a long period of time. An image can be output.
10 中間転写ベルト
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写ベルトクリーニング装置
18 画像形成ユニット
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 給紙テーブル
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 本体内の給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切替爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 現像装置
61 現像ローラ
62 1次転写ローラ
63 スクリュー
64 トナー濃度センサ
65 ククリュー
70 帯電ローラ
71 電位センサ
72 除電ランプ
73 ブラシローラ
74 ブラシローラ
75 クリーニングブレード
76 露光光
77 クリーニングローラ
78 除電ローラ
79 固形潤滑剤
80 トナー搬送コイル
81 高圧電源
82 電流検知手段
100 複写機本体
101 芯金
102 帯電部材(樹脂層)
103 ギャップ保持部材
200 給紙テーブル
201 導電性支持体
202 感光層
203 電荷発生層
204 電荷輸送層
205 保護層
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
103
Claims (11)
前記帯電手段は、芯金と、この芯金の周囲に形成され前記像担持体の被帯電面に対して非接触に配置された帯電部材と、この帯電部材の両端部に配置され、前記帯電部材表面よりも突出した円周面を有するギャップ保持部材とを有し、
前記帯電手段には、前記帯電部材を除電する除電手段が付設されていることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having an image carrier and a charging means for charging the image carrier,
The charging means includes a cored bar, a charging member formed around the cored bar and arranged in non-contact with the surface to be charged of the image carrier, and disposed at both ends of the charging member. A gap holding member having a circumferential surface protruding from the member surface,
An image forming apparatus, wherein the charging unit is provided with a discharging unit for discharging the charging member.
前記除電手段は、前記帯電手段をクリーニングするクリーニング手段としても機能することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the charge eliminating unit functions as a cleaning unit that cleans the charging unit.
前記帯電部材を流れる電流を検知して前記帯電手段に印加する印加電圧を調整する帯電電圧調整手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
An image forming apparatus comprising: a charging voltage adjusting unit that detects a current flowing through the charging member and adjusts an applied voltage applied to the charging unit.
前記帯電電圧調整手段における電流検知手段は、前記像担持体の接地配線に設けられていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the current detection means in the charging voltage adjusting means is provided in a ground wiring of the image carrier.
前記帯電手段は、芯金と、この芯金の周囲に形成され前記像担持体の被帯電面に対して非接触に配置された帯電部材と、この帯電部材の両端部に配置され、前記帯電部材表面よりも突出した円周面を有するギャップ保持部材とを有し、
前記帯電手段には、前記帯電部材を除電する除電手段が付設されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that integrates an image carrier and a charging unit that charges the image carrier and is detachably attached to the image forming apparatus main body.
The charging means includes a cored bar, a charging member formed around the cored bar and arranged in non-contact with the surface to be charged of the image carrier, and disposed at both ends of the charging member. A gap holding member having a circumferential surface protruding from the member surface,
6. A process cartridge according to claim 1, wherein the charging means is provided with a discharging means for discharging the charging member.
前記帯電手段を除電する際、前記除電手段に前記帯電手段を除電する除電バイアスを印加することを特徴とする画像形成方法。 In the image forming method using the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An image forming method, wherein when the charging unit is neutralized, a neutralizing bias for neutralizing the charging unit is applied to the neutralizing unit.
前記除電バイアスとして、前記像担持体の帯電極性とは逆極性のバイアスを印加させることを特徴とする画像形成方法。 The image forming method according to claim 6.
An image forming method, wherein a bias having a polarity opposite to a charging polarity of the image carrier is applied as the charge eliminating bias.
前記除電バイアスとして、前記像担持体に付着するトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスを印加し、前記除電手段をクリーニング手段としても機能させることを特徴とする画像形成方法。 The image forming method according to claim 6.
An image forming method, wherein a bias having a polarity opposite to a charging polarity of toner adhering to the image bearing member is applied as the charge eliminating bias, and the charge eliminating unit also functions as a cleaning unit.
前記除電手段に除電バイアスを印加する代わりに、前記帯電手段に直流電圧と交流電圧を印加し、前記除電手段を接地させることを特徴とする画像形成方法。 The image forming method according to claim 6.
An image forming method comprising applying a DC voltage and an AC voltage to the charging unit instead of applying a neutralizing bias to the neutralizing unit, and grounding the neutralizing unit.
非画像形成時に、前記帯電電圧調整手段を用いて帯電電圧調整を行い、帯電電圧調整中は、前記除電手段にバイアスを印加しないようにすることを特徴とする画像形成方法。 In the image forming method using the image forming apparatus according to claim 3 or 4,
An image forming method, wherein a charging voltage is adjusted using the charging voltage adjusting unit during non-image formation, and a bias is not applied to the charge eliminating unit during the charging voltage adjustment.
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