JP2008089771A - Cleaning method, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等におけるクリーニング方法、プロセスカートリッジ、及びこれらを応用する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning method in a copying machine, a printer, a facsimile, or the like using an electrophotographic system, a process cartridge, and an image forming apparatus to which these are applied.
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真を用いた画像形成装置としては、像担持体としての感光体表面を均一に帯電させる帯電装置と、均一に帯電した感光体表面に静電潜像を形成する書込装置と、表面に現像剤を担持し、像担持体との対向部である現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を感光体上の潜像を顕像化する現像装置と、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する電圧電源部と、感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング装置とにより構成されたものが種々知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
このような画像形成装置においては、近年、形成画像の信頼性、高画質化への要求度も高まっている。このため、効率よく高画質化を実現できるための工夫が求められるようになってきた。
Conventional image forming apparatuses using electrophotography such as copying machines, facsimiles, and printers include a charging device that uniformly charges the surface of a photoconductor as an image carrier, and an electrostatic latent image on the surface of the uniformly charged photoconductor. A writing device for forming a developer, a developer carrying member for carrying the developer on the surface and transporting the developer to a developing region which is opposite to the image carrying member, and a developer on the developer carrying member. There are various types constituted by a developing device that visualizes the latent image above, a voltage power supply unit that applies a developing bias voltage to the developer carrying member, and a cleaning device that removes the developer remaining on the photosensitive member. Known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
In such an image forming apparatus, in recent years, the degree of demand for higher reliability and higher image quality of the formed image has also increased. For this reason, a device for realizing high image quality efficiently has been demanded.
例えば、現像剤を転写紙に定着させ易くしたり、高画質化のために現像剤の平均粒子の大きさを小さくすることが考えられる。ところが、形成画像の高画質化を図るためにトナー粒径を小さくすると、トナーの平均粒径が小さくなるに従って、現像剤の流動性が低下する傾向がある。
そして、この流動性が低下したトナーを使用すると、トナーの帯電不良による地汚れや転写不良が発生し易くなる。そこで、従来では、現像剤の流動性を高めるために、トナーにシリカなどの添加物を添加することが行われている。
ところが、これはクリーニングブレードの磨耗や感光体表面にトナーがフィルム状に付着するフィルミング現象など、副作用が発生することが判った。感光体表面へのトナーのフィルミングが発生すると、感光体表面とトナーとの間の付着力を増加させるので、トナーが良好に転写紙に転写されず、転写画像の文字中抜けの原因にもなってしまう。
For example, it is conceivable to make the developer easy to fix on the transfer paper or to reduce the average particle size of the developer in order to improve the image quality. However, if the toner particle size is reduced in order to improve the image quality of the formed image, the fluidity of the developer tends to decrease as the average particle size of the toner decreases.
When the toner having lowered fluidity is used, background stains and transfer defects due to toner charging failure are likely to occur. Therefore, conventionally, an additive such as silica is added to the toner in order to improve the fluidity of the developer.
However, it has been found that this causes side effects such as abrasion of the cleaning blade and filming phenomenon in which the toner adheres to the surface of the photoreceptor in the form of a film. When toner filming on the surface of the photoconductor occurs, the adhesion force between the surface of the photoconductor and the toner increases, so that the toner is not transferred well to the transfer paper, which may cause the characters in the transfer image to be lost. turn into.
これらを改善するために、従来、感光体表面とトナーとの間の付着力を低減させるため、感光体にステアリン酸亜鉛を塗布する方法が提案されており、すでに実用化されている。
一般的に実用化されている方法としては、固形のステアリン酸亜鉛に接触させたファーブラシを回転駆動させてステアリン酸を削り取り、削り取った粉体状のステアリン酸亜鉛を感光体上に塗布して、ブレードで被膜を形成する方法がある。
これにより、感光体表面の摩擦力を低下させることができるので、クリーニング部材の感光体表面での滑りが良くなるとともに、地肌汚れや転写性を改善させることができるとしている。また、感光体自体の経時的な摩耗をも防ぐこともできるとしている。
In order to improve these, conventionally, a method of applying zinc stearate to a photoreceptor has been proposed in order to reduce the adhesion between the surface of the photoreceptor and the toner, and has already been put into practical use.
As a method that is generally put into practical use, a fur brush brought into contact with solid zinc stearate is rotated to scrape off the stearic acid, and the scraped powdered zinc stearate is applied onto the photoreceptor. There is a method of forming a film with a blade.
Thereby, since the frictional force on the surface of the photosensitive member can be reduced, the sliding of the cleaning member on the surface of the photosensitive member is improved, and the background dirt and transferability can be improved. It is also possible to prevent the wear of the photoreceptor itself over time.
また、特許文献1において、トナーにシリカとともにステアリン酸亜鉛を添加した現像剤が開示されている。この現像剤を用いる画像形成装置によれば、現像時に、トナーとともにステアリン酸亜鉛を感光体上に移動させたり、感光体の地肌部にステアリン酸亜鉛を現像させたりして、感光体表面にステアリン酸亜鉛の被膜を形成する。
この開示においては、現像剤にステアリン酸亜鉛が含有されているため、現像時にのみ、感光体にステアリン酸亜鉛が供給される。従って、現像が開始されて以後は、ステアリン酸亜鉛の塗布を特別に行う必要はない点で有効である。ところが、新品の感光体を使用する場合には、一般的に、感光体表面にステアリン酸亜鉛の被膜が形成されていないので摩擦力が大きく、そのまま現像に使用されると、ブレードめくれや地肌汚れ等の異常画像が発生するおそれがある。
Patent Document 1 discloses a developer in which zinc stearate is added to toner together with silica. According to the image forming apparatus using this developer, during development, zinc stearate is moved onto the photoconductor together with the toner, or zinc stearate is developed on the background portion of the photoconductor to develop stearin on the surface of the photoconductor. A zinc oxide film is formed.
In this disclosure, since zinc stearate is contained in the developer, zinc stearate is supplied to the photoreceptor only during development. Therefore, it is effective in that it is not necessary to specially apply zinc stearate after development is started. However, when using a new photoconductor, the surface of the photoconductor generally does not have a zinc stearate film, so the frictional force is large. An abnormal image such as this may occur.
特許文献2では、画像形成モードとは別に、感光体に担持され、トナーの帯電極性とは逆の極性に帯電した上記ステアリン酸亜鉛を、感光体から現像剤ローラに向けて移動させる電界を感光体と現像ローラとの間に形成し、電界により像担持体上に移動させる、ステアリン酸亜鉛塗布モードを備えることが開示されている。
これにより、新品の像担持体を用いる場合にも、像担持体のクリーニング性能を良好に保ち、かつ、出力初期から地肌汚れや転写不良のない良好な画像を得ることができるとしている。
As a result, even when a new image carrier is used, it is possible to maintain a good cleaning performance of the image carrier and obtain a good image free from background stains and transfer defects from the initial stage of output.
しかしながら、これらの従来の方法はステアリン酸亜鉛の感光体上への塗布量は一定であり、マシンの使用環境や使用方法によっては感光体上への塗布量が過多又は過少になるという課題がある。
潤滑材の塗布量が過多となることで、ブレードを擦り抜けるステアリン酸亜鉛の量が増大し、擦り抜けたステアリン酸亜鉛が帯電ローラに付着し帯電ローラの抵抗を上昇させ、上昇した部分が画像に縦スジとして現れるという問題が発生する。
逆に塗布量が過少となることで、感光体上フィルミングの発生や感光体上摩擦係数の上昇に伴うブレード捲れやクリーニング不良が懸念される。さらに、ステアリン酸亜鉛の塗布効率が感光体上に存在する転写残トナー量に左右されることが分かっており、作像される画像の面積率や画像部/非画像部により感光体上の長手方向で転写残トナーが偏在する場合に、長手方向の塗布ムラが生じることが分かっている。
However, these conventional methods have a problem that the coating amount of zinc stearate on the photosensitive member is constant, and the coating amount on the photosensitive member becomes excessive or small depending on the use environment and usage method of the machine. .
When the amount of lubricant applied becomes excessive, the amount of zinc stearate that rubs through the blade increases, and the zinc stearate that rubs through adheres to the charging roller and increases the resistance of the charging roller. The problem of appearing as vertical stripes occurs.
On the other hand, if the coating amount is too small, there is a concern that blade deflection or cleaning failure may occur due to filming on the photoreceptor or an increase in the friction coefficient on the photoreceptor. Furthermore, it has been found that the application efficiency of zinc stearate depends on the amount of residual toner remaining on the photoreceptor, and the longitudinal ratio on the photoreceptor depends on the area ratio of the image to be formed and the image / non-image area. It is known that uneven coating in the longitudinal direction occurs when the transfer residual toner is unevenly distributed in the direction.
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、感光体上へ塗布する潤滑材の量を適量とし、さらに感光体長手方向で塗布量を制御することにより、潤滑材の塗布量ムラによる不具合が発生せず、長期に渡って安定して高画質の画像を形成することのできる画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an appropriate amount of the lubricant to be applied on the photoconductor in consideration of the above-described situation, and further to control the amount of the lubricant applied in the longitudinal direction of the photoconductor, thereby causing uneven coating of the lubricant. It is an object of the present invention to provide an image forming method, a process cartridge, and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image stably over a long period of time without causing the above-described problems.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像することにより得たトナー像を転写紙に転写後、潤滑材塗布手段により前記像担持体に潤滑材を塗布し、前記像担持体上に残留したトナーをクリーニング手段により除去するクリーニング方法において、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差により前記潤滑材を前記像担持体に塗布する画像形成方法を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差により前記潤滑材の塗布量を制御する請求項1記載の画像形成方法を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 develops an electrostatic latent image formed on an image carrier, transfers a toner image obtained by the development to a transfer paper, and then a lubricant. In a cleaning method in which a lubricant is applied to the image carrier by an application unit and toner remaining on the image carrier is removed by a cleaning unit, the potential on the surface of the image carrier and the lubricant application unit are applied. An image forming method is characterized in that the lubricant is applied to the image carrier by a potential difference from a bias.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming method according to the first aspect, the amount of the lubricant applied is controlled by a potential difference between the potential of the surface of the image carrier and a bias applied to the lubricant applying means. It is characterized by.
また、請求項3に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差を前記像担持体の長手方向で制御する請求項1又は2記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記潤滑材を塗布する位置よりも前記像担自体の回転方向上流側で前記像担持体表面を帯電させる請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像形成方法を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスとの電位差を温度又は湿度に応じて制御する請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像形成方法を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the potential difference between the potential of the surface of the image carrier and the bias applied to the lubricant applying means is controlled in the longitudinal direction of the image carrier. It features an image forming method.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method according to any one of the first to third aspects, wherein the surface of the image carrier is charged on the upstream side in the rotation direction of the image carrier itself from the position where the lubricant is applied. The image forming method is characterized.
According to a fifth aspect of the present invention, the potential difference between the potential on the surface of the image carrier and the bias applied to the lubricant application unit is controlled according to temperature or humidity. The image forming method described in the item is characterized.
また、請求項6に記載の発明は、少なくとも請求項1乃至5の何れか一項記載の画像形成方法に用いられる像担持体と、潤滑材塗布手段と、を備え、画像形成装置本体に脱着可能であるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、静電潜像を形成可能な像担持体と、前記静電潜像を現像したトナー像を転写紙に転写後、前記像担持体に潤滑材を塗布する潤滑材塗布手段と、前記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記潤滑材塗布手段は、帯電した前記潤滑材を前記像担持体表面の電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスの電位差により前記像担持体上に塗布する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記電位差を制御し、前記潤滑材の塗布量を変化させる電位差制御手段を備えた請求項7記載の画像形成装置を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided at least an image carrier used in the image forming method according to any one of the first to fifth aspects and a lubricant applying unit, and the image carrier is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. Features a process cartridge that is possible.
According to a seventh aspect of the invention, an image carrier capable of forming an electrostatic latent image and a toner image developed from the electrostatic latent image are transferred onto a transfer paper, and then a lubricant is applied to the image carrier. In the image forming apparatus having a lubricant applying unit that performs cleaning and a cleaning unit that removes toner remaining on the image carrier, the lubricant applying unit applies the charged lubricant to the potential of the surface of the image carrier. An image forming apparatus that coats on the image carrier by a potential difference of a bias applied to the lubricant coating unit.
The invention according to claim 8 is characterized in that the image forming apparatus according to claim 7, further comprising a potential difference control means for controlling the potential difference and changing a coating amount of the lubricant.
また、請求項9に記載の発明は、前記像担持体の長手方向で前記像担持体表面電位と前記潤滑材塗布手段に印加されるバイアスの電位差を制御する電位差制御手段を備えた請求項7又は8記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、前記潤滑材塗布手段よりも前記像担持体の回転方向上流側に前記像担持体表面を帯電させる帯電手段を備える請求項7乃至9の何れか一項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、前記電位差制御手段は、前記電位差を、温度又は湿度に応じて変化させる請求項7乃至10の何れか一項に記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項12に記載の発明は、請求項6記載のプロセスカートリッジを備える画像形成装置を特徴とする。
The invention according to claim 9 further comprises a potential difference control means for controlling a potential difference between the surface potential of the image carrier and the bias applied to the lubricant applying means in the longitudinal direction of the image carrier. Alternatively, the image forming apparatus described in 8 is characterized.
The invention according to
The invention according to claim 11 is characterized in that the potential difference control means changes the potential difference according to temperature or humidity, according to any one of claims 7 to 10.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the process cartridge according to the sixth aspect.
本発明によれば、上記の目的を達成するため、帯電した潤滑材を前記像担持体表面電位と前記潤滑材側で印加されるバイアスの電位差を用いて前記像担持体上に塗布してなるので、像担持体へ塗布する潤滑材の量は電位差の大きさにより調整され、塗布を必要とする時だけ電位差を発生させることで、塗布を適時に行うことができる。 According to the present invention, in order to achieve the above object, a charged lubricant is applied onto the image carrier using a difference in potential between the surface potential of the image carrier and a bias applied on the lubricant side. Therefore, the amount of the lubricant to be applied to the image carrier is adjusted according to the magnitude of the potential difference, and the application can be performed in a timely manner by generating the potential difference only when application is required.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置Aに適用した一実施の形態について説明する。
画像形成装置Aは、イエロー(以下、「Y」と記す)、シアン(以下、「C」と記す。)、マゼンタ(以下、「M」と記す)、ブラック(以下、「K」と記す。)の4色のトナーから、カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置である。
この画像形成装置Aは、潜像担持体としての4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えている。なお、ここではドラム状の感光体1を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト6aに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, an embodiment applied to an electrophotographic image forming apparatus A will be described.
The image forming apparatus A is yellow (hereinafter referred to as “Y”), cyan (hereinafter referred to as “C”), magenta (hereinafter referred to as “M”), and black (hereinafter referred to as “K”). ) Is a tandem type image forming apparatus that forms a color image from the four color toners.
The image forming apparatus A includes four
図2は感光体を配設する画像形成ユニットの構成を示す概略図である。なお、画像形成ユニット2Y、2C、2M、2Kにおける各感光体1Y、1C、1M、1K周りの構成はすべて同じであるため、1つの画像形成ユニット2についてのみ図示し、色分け用の符号Y、C、M、Kについては省略してある。
感光体1の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置5、感光体1の帯電電位を除電するクリーニング前除電装置(以下、PCL)20、感光体1上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置7、潤滑材塗布のために感光体1上を帯電させる帯電装置22、電位差により感光体1に潤滑材を塗布する潤滑材塗布装置21、感光体1上に塗布された潤滑材を慣らす塗布ブレード24、感光体1を帯電させる帯電装置3の順に配置されている。
また、感光体1の長手方向における潤滑材の塗布の制御は行えないが、潤滑材塗布のために感光体1上を帯電させる帯電装置22のない構成も考えられる。この場合は、PCL20で除電された感光体1と潤滑材塗布装置21に印加されるバイアスの電位差で潤滑材の塗布が行われる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming unit in which a photoconductor is disposed. In addition, since the configuration around each of the
Around the photoconductor 1, along the surface movement direction, a developing
Further, although the application of the lubricant in the longitudinal direction of the photoreceptor 1 cannot be controlled, a configuration without the charging
本発明の画像形成装置Aの構成を、図1及び図2に基づいて説明する。
図2の帯電装置3は、感光体1の表面を負極性に帯電する。本実施の形態における帯電装置3は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ3aを備えている。
すなわち、この帯電装置3は、帯電ローラ3aを感光体1の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラ3aに負極性バイアスを印加することで、感光体1の表面を帯電する。感光体1の表面電位が−400〜−500Vとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ3aに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。
The configuration of the image forming apparatus A of the present invention will be described with reference to FIGS.
The charging
That is, the charging
また、帯電装置3には、帯電ローラ3aの表面をクリーニングするクリーニング手段3bが設けられている。クリーニング手段としてのクリーニングローラ3bは金属ローラ軸とローラ軸の外周に設けられたメラミン樹脂発泡体により形成されており、帯電ローラ3a表面に付着する異物を除去する働きを有する。
なお、帯電装置3として、帯電ローラ3aの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体1の表面に当接するように設置してもよい。これにより、帯電ローラ3aの表面と感光体1の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。これによって、感光体1上の残留トナーとの接触を減らすことができる。
このようにして帯電した感光体1の表面には、露光装置4(図1、図2乃至図4では矢印のみ)によって露光されて、各色に対応した画像情報に基づき静電潜像が形成される。
なお、本実施の形態の露光装置4は、レーザ方式の露光装置であるが、LEDアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
Further, the charging
As the
The surface of the photosensitive member 1 thus charged is exposed by an exposure device 4 (only arrows in FIGS. 1 and 2 to 4), and an electrostatic latent image is formed based on image information corresponding to each color. The
The exposure apparatus 4 of the present embodiment is a laser type exposure apparatus, but other types of exposure apparatuses such as an exposure apparatus composed of an LED array and an image forming means can also be adopted.
現像装置5は、そのケーシング(図示せず)の開口から現像剤担持体としての現像ローラ5aが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない1成分現像剤を使用してもよい。現像装置5は、トナーボトル(図示せず)から、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。
この現像ローラ5aは、図示していないが磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ5a上に穂立ちした状態となって感光体1と対向する領域(以下、現像領域)に搬送される。
In the developing
Although not shown, the developing
ここで、現像ローラ5aは、現像領域において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ5a上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体1の表面に供給し、現像する。この時、現像ローラ5aには、図示しない電源から−300Vの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。
転写装置6における中間転写ベルト6aは、3つの支持ローラ6b、6c、6dに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト6a上には、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。
Here, the developing
The
静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ6eを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体1Y、1C、1M、1Kと接触する中間転写ベルト6aの部分の裏面に、それぞれ転写装置6としての各1次転写ローラ6eY、6eC、6eM、6eKを配置している。
ここでは、1次転写ローラ6eにより押圧された中間転写ベルト6aの部分と感光体1とによって、1次転写領域が形成される。そして、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像を中間転写ベルト6a上に転写する際には、1次転写ローラ6eに正極性のバイアスが印加される。
これにより、各1次転写をする領域(以下、転写領域と記す)には転写電界が形成され、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像は、中間転写ベルト6a上に静電的に付着し、転写される。
Although there is a configuration using a transfer charger in the electrostatic transfer system, a configuration using a transfer roller 6e that generates less transfer dust is adopted here. Specifically, the primary transfer rollers 6eY, 6eC, 6eM, and 6eK as the transfer devices 6 are arranged on the back surface of the portion of the
Here, the primary transfer region is formed by the portion of the
As a result, a transfer electric field is formed in each primary transfer area (hereinafter referred to as a transfer area), and the toner images on the
中間転写ベルト6aの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置15が設けられている。このベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルト6aの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。
なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置15内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。この転写ベルト6aは、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を用いることが好ましいが、弾性層を含む複数の樹脂層にしてもよい。
また、支持ローラ6dに張架された中間転写ベルト6aの部分には、2次転写ローラ16が接触して配置されている。この中間転写ベルト6aと2次転写ローラ16との間には2次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。
A
The collected unnecessary toner is transported from the
Further, the
この転写紙は、図中、露光装置4の下側にある給紙カセット9内に収容されており、ピックアップローラ10、レジストローラ対11等によって、2次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト6a上に重ね合わされたトナー像は、2次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。
この2次転写時には、2次転写ローラ16に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト6a上のトナー像が転写紙上に転写される。
帯電装置22は、感光体1の表面を負極性に帯電する。このようにして帯電した感光体1の表面には、露光装置23によって、各色に対応した画像情報に基づき、感光体1に対して各色に対応した書き込みを行う。
The transfer paper is accommodated in a paper feed cassette 9 below the exposure device 4 in the drawing, and is conveyed to the secondary transfer region by a
At the time of the secondary transfer, a positive bias is applied to the
The charging
感光体1上の転写トナー残量が多い部分はその転写残トナーの存在により潤滑材の塗布効率が悪くなるため、書き込みにより前回作成した画像の画像面積率が高い部分と低い部分の感光体1上の帯電電位を操作する。
ここで、潤滑材塗布装置21は、ケースに収容された粉体状潤滑材21bと、この粉体状潤滑材21bに接触して潤滑材を摩擦帯電させながら巻き上げ、感光体1と対向する位置まで搬送する搬送ブラシ21aと、粉体状潤滑材21bを搬送ブラシ21aに押し付ける加圧スプリング21cから主に構成されている。感光体1と対向する位置にまで搬送された粉体状潤滑材21bは、パワーパック(図示せず)により搬送ブラシ21aの芯金に印加されるバイアスと感光体1の表面電位の電位差により感光体1上に付着させる。その付着量は、電位差により制御される。
The portion where the remaining amount of transfer toner on the photoconductor 1 is large, the application efficiency of the lubricant is deteriorated due to the presence of the transfer residual toner. Therefore, the photoconductor 1 in the portion where the image area ratio of the image created previously by writing is high and low. Manipulate the upper charging potential.
Here, the
また、搬送ブラシ21aに印加されるバイアスは、その時の環境(温度/湿度)によって潤滑材の帯電量が変動するため、作像の行われる環境により補正が掛けられる。これにより効率的に狙いの塗布量の潤滑材を感光体1上に付着させることができる。
このように、環境(温度/湿度)により潤滑材塗布する電位差を補正することによって、環境変動による潤滑材の帯電量変動を原因とする感光体1上の塗布量の変動を抑制し、常に感光体1に狙いの塗布量の潤滑材を効率的に塗布することができる。
搬送ブラシ21aは、その形状がローラ状のものを用いることも可能である。また、本構成は、粉体状潤滑材21bを搬送ブラシ21aにより搬送し、電位差を用いて感光体1上に付着させているが、粉体状潤滑材21bは潤滑材成型体でもよく、この際は搬送ブラシ21aにより潤滑材成型体を削り取り、感光体1に対向する位置に搬送することとなる。
Further, the bias applied to the conveying
In this way, by correcting the potential difference applied to the lubricant depending on the environment (temperature / humidity), fluctuations in the coating amount on the photoreceptor 1 caused by fluctuations in the charging amount of the lubricant due to environmental fluctuations are suppressed, and photosensitivity is always achieved. A target amount of lubricant can be efficiently applied to the body 1.
The conveying
潤滑材塗布装置21は帯電した潤滑材を感光体1の表面電位と潤滑材塗布装置21側で印加されるバイアスの電位差を用いて感光体1上に塗布する。潤滑材塗布を、電位差を用いて行うことで、塗布を必要とする時だけに電位差を発生させることで、塗布を適時に行うことができる。
例えば、感光体1上への帯電を行わない際には、感光体1上に塗布された潤滑材が劣化しない。このため、この時に塗布を行うと過剰塗布となるために塗布を行なうことを避けたい。常時接触の塗布方式では感光体1の駆動時に常に塗布を行うが、本方式においては、塗布をオン/オフすることができる。
The
For example, when charging on the photoreceptor 1 is not performed, the lubricant applied on the photoreceptor 1 does not deteriorate. For this reason, since it will become overcoating if it apply | coats at this time, I want to avoid applying. In the always-contact coating method, coating is always performed when the photosensitive member 1 is driven, but in this method, coating can be turned on / off.
図2に、単にブロックとして示す電位差制御手段25を使用して、潤滑材の塗布量を感光体1の表面電位と潤滑材塗布装置21に印加されるバイアスの電位差の大きさにより制御する。感光体1上への潤滑材の塗布量を電位差の大きさで制御することで、常に感光体1上へ適切な量の潤滑材を塗布することができ、塗布量過多、過少といった塗布ムラを抑制することができる。
感光体1の長手方向で電位差制御手段25を使用して、感光体1の表面電位と潤滑材側で印加されるバイアスの電位差を制御する。このように、感光体1の長手方向で像担持体表面電位と潤滑材塗布装置21側で印加されるバイアスの電位差を制御することで、感光体1上の長手方向で潤滑材の塗布量を制御することができ、画像部/非画像部や画像面積率による転写残量の違いを原因とする長手方向塗布ムラを軽減することができる。
In FIG. 2, potential difference control means 25, which is simply shown as a block, is used to control the amount of lubricant applied according to the surface potential of the photoreceptor 1 and the magnitude of the potential difference between the bias applied to the
The potential difference control means 25 is used in the longitudinal direction of the photoconductor 1 to control the surface potential of the photoconductor 1 and the potential difference between the bias applied on the lubricant side. Thus, by controlling the potential difference between the image carrier surface potential and the bias applied on the
図3は潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図である。図4は現像装置と同様な構成とした潤滑材塗布装置の他の実施の形態を示す概略図である。図3では、考えられる搬送ブラシ21aを取り除いた構成を示し、粉体状潤滑材21bをアジテータのような撹拌部材で撹拌しておいて、撹拌された粉体状潤滑材21bを直接感光体1表面上に電位差を用いて付着させる。
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the lubricant coating apparatus. FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the lubricant coating device having the same configuration as that of the developing device. FIG. 3 shows a configuration in which the possible conveying
図4では、潤滑材塗布装置を現像装置5と同様の構成としており、搬送ローラ21aは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する搬送スリーブとから構成されている。潤滑材中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ上に穂立ちした状態となって感光体1と対向する塗布領域に搬送される。
ここで、搬送ローラ21aは、感光体1と対向する領域において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、搬送ローラ21a上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着した潤滑材を感光体1の表面に供給し、塗布する。この時、搬送ローラ21aには、図示しない電源からバイアスが印加され、これにより付着領域には電位差が形成される。
粉体状潤滑材21bはそのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状の搬送ローラ21aに対して、その収容ケースが加圧スプリング21cで付勢されている。粉体状潤滑材21bは消耗品であるため経時的にその量が減少するが、加圧スプリング21cで加圧されているために常時搬送ブラシ21aに当接している。本実施の形態における加圧スプリング21cによる加圧力は500mNとする。
In FIG. 4, the lubricant application device has the same configuration as the developing
Here, the
The housing case is urged by a
潤滑材としては、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。とくに、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。
金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、とくに、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。
Examples of the lubricant include fatty acid metal salts, silicone oils, fluororesins, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, fatty acid metal salts are preferred. As the fatty acid metal salt, as the fatty acid, a linear hydrocarbon is preferable, and for example, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and the like are preferable, and stearic acid is more preferable.
Examples of the metal include lithium, magnesium, calcium, strontium, zinc, cadmium, aluminum, cerium, titanium, and iron. Of these, zinc stearate, magnesium stearate, aluminum stearate, iron stearate and the like are preferred, and zinc stearate is most preferred.
また、図2を参照して、クリーニング装置7及び塗布装置24は、クリーニング(塗布)ブレード7a、24a、支持部材7b、24b、ブレード加圧スプリング7c、24cを備えている。クリーニングブレード7aは、転写後に残留する感光体1上のトナーを除去する。
塗布ブレード24aは、感光体1上に付着した潤滑材を均一に慣らす働きをする。支持部材7b、24bに貼着してクリーニング装置7及び塗布装置24に配設されるが、支持部材7b、24bはとくに限定されないが、金属、プラスチック、セラミック等を用いることができる。
Referring to FIG. 2, the cleaning device 7 and the
The
クリーニング(塗布)ブレード7a、24aは、摩擦係数の低い弾性体として、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のうちウレタンエラストマ、シリコーンエラストマ、フッ素エラストマを挙げることができる。
クリーニング(塗布)ブレード7a、24aとしては、熱硬化性のウレタン樹脂が好ましく、とくに、ウレタンエラストマが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。エラストマには、ゴムも含まれる。クリーニングブレード7aは、硬度(JIS―A)が、65〜85度の範囲が好ましい。
また、クリーニングブレード7aは、厚さが0.8〜3.0mmで、突き出し量が3〜15mmの範囲にあることが好ましい。さらに、その他の条件として当接圧、当接角度、食い込み量等は適宜決定することができる。
For the cleaning (coating)
As the cleaning (coating)
The
ここで、本発明の画像形成装置Aの画像形成動作について、図3及び図4に基づいてさらに詳細に説明する。図3及び図4において、図2と同一部分には同一符号を付して、必要以外の説明は省略する。
画像形成動作開始によって、初めに、感光体1上は帯電装置3によって負極性に一様に帯電される。この時、帯電ローラ3aに付着したトナーや潤滑材等の汚れはクリーニングローラ3bでクリーニングされる。
次に、露光装置4は、画像データに基づいて感光体1の表面にレーザ光を走査しながら照射して、潜像を形成する。この潜像を、現像装置5によってトナー現像して、トナー像を形成する。トナーとしては、カラートナーの対応が容易なことから磁性キャリアとともに用いる2成分現像剤が好ましい。
この時に、トナー像が形成された感光体1が回転して転写領域に入り、同時期に移動してきた中間転写ベルト6aに転写領域で接触する。転写領域では、感光体1上で現像されたトナー像は、転写電界やニップ圧の作用を受けて中間転写ベルト6aに転写される。
Here, the image forming operation of the image forming apparatus A of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and descriptions other than those necessary are omitted.
When the image forming operation starts, first, the photosensitive member 1 is uniformly charged to the negative polarity by the charging
Next, the exposure device 4 irradiates the surface of the photoconductor 1 with laser light based on the image data to form a latent image. The latent image is developed with toner by the developing
At this time, the photosensitive member 1 on which the toner image is formed rotates to enter the transfer region, and contacts the
この転写により、中間転写ベルト6a上にトナー像が形成される。感光体1が複数のカラートナー分あるタンデム型では、この転写が複数回繰り返されることで、中間転写ベルト6aにカラートナー像を形成する。
一方、中間転写ベルト6a上のトナー像は、2次転写領域で、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この転写紙は、同時期に、給紙ユニット9から給送され、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対11へ搬送され、所定のタイミングでニップに送出される。
この転写により、転写紙上にはフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写紙は、定着装置8(図1参照)でこのフルカラートナー像が定着された後、画像形成装置Aの排紙トレイ上に排紙される。
By this transfer, a toner image is formed on the
On the other hand, the toner image on the
By this transfer, a full color toner image is formed on the transfer paper. The transfer sheet on which the full-color toner image is formed is discharged onto the discharge tray of the image forming apparatus A after the full-color toner image is fixed by the fixing device 8 (see FIG. 1).
転写前における、感光体1の表面電位は地肌部(白地背景部)で−500V、レーザ光で露光された画像部で−50Vである。−500Vの直流と0.5〜2kVの交流電圧による現像バイアスで負極性のトナーが画像部に現像される。転写領域では、正極性の+400〜450Vの直流と0.5〜2kVの交流電圧による転写バイアスで中間転写ベルト6aにトナー像を転写する。
転写後は、転写電界による影響で、感光体1の表面電位は、地肌部(白地背景部)で−200V、画像部で−10V程度になっている。転写後の感光体1上のトナーは、この−200Vと−10Vによる電界で画像のエッジ部に強く感光体1表面に付着して、クリーニングブレード7aをすり抜けてしまい、感光体1上にトナーが残留したまま帯電されるために地肌かぶり、白点等の異常画像になる。
The surface potential of the photoreceptor 1 before transfer is −500 V at the background portion (white background portion) and −50 V at the image portion exposed by the laser beam. A negative toner is developed on the image area with a developing bias of -500 V direct current and 0.5 to 2 kV alternating voltage. In the transfer region, the toner image is transferred to the
After the transfer, due to the influence of the transfer electric field, the surface potential of the photoreceptor 1 is about −200 V at the background portion (white background portion) and about −10 V at the image portion. The toner on the photoconductor 1 after transfer is strongly adhered to the surface of the photoconductor 1 due to the electric field of −200 V and −10 V, and passes through the
この感光体1上に残留する電界を、PCL20で光照射することで、トナーのない地肌部の電位を−200Vから0Vにして、−10Vの画像部と電界を形成させ、トナーの感光体1への付着力を減少させて、クリーニング不良の発生を抑える。
またその後、帯電装置22で感光体1の表面電位を−500Vに帯電させ、前回作像した画像データに基づいて感光体1の表面にレーザ光を走査しながら照射して、感光体1上に電位パターンを形成する。
The electric field remaining on the photosensitive member 1 is irradiated with light by the
Thereafter, the charging
潤滑材を塗布する潤滑材塗布装置21は、ケースに収容された粉体状潤滑材21bと、この粉体状潤滑材21bに接触して潤滑材を摩擦帯電させながら巻き上げ、感光体1と対向する位置まで搬送する。
本実施の形態における潤滑材は粉体状のステアリン酸亜鉛を用い、ステアリン酸亜鉛の粒子は−2〜8μC/gに帯電している。感光体1と対向する位置にまで搬送された粉体状潤滑材21bは、搬送ブラシの芯金に印加されるバイアス(−350V)と感光体1の表面電位(塗布部−50V、非塗布部−500V)の電位差により感光体1上に付着させる。この付着量は、電位差により制御される。
The
The lubricant in the present embodiment uses powdered zinc stearate, and the zinc stearate particles are charged to −2 to 8 μC / g. The
図5は電位差による感光体上の塗布量制御をグラフで示す図である。図6は感光体の長手方向の潤滑材塗布量制御をグラフで示す図である。図5の(a)には塗布量が多い場合を示し、感光体表面電位と潤滑材塗布装置21側に印加するバイアスとの電位差が大きい。図5の(b)には塗布量が少ない場合を示し、像担持体表面電位と潤滑材側に印加するバイアスとの電位差が小さい。
図6では電位差制御手段25により感光体長手方向の帯電電位を制御することによって潤滑材を塗布する前に感光体1の長手方向に渡る表面電位を制御することができ、その結果、感光体1の長手方向の潤滑材の塗布量を制御することを可能とする。
FIG. 5 is a graph showing the coating amount control on the photosensitive member by the potential difference. FIG. 6 is a graph showing the lubricant application amount control in the longitudinal direction of the photoreceptor. FIG. 5A shows a case where the coating amount is large, and the potential difference between the photoreceptor surface potential and the bias applied to the
In FIG. 6, the surface potential in the longitudinal direction of the photoreceptor 1 can be controlled before applying the lubricant by controlling the charging potential in the longitudinal direction of the photoreceptor by the potential difference control means 25, and as a result, the photoreceptor 1. It is possible to control the amount of lubricant applied in the longitudinal direction.
次に、感光体1に当接している塗布ブレード24aで潤滑材が押圧されて薄い膜を形成する。この薄膜が感光体1の摩擦係数を低下させる。この時、感光体1の摩擦係数μを、0.4以下にすることが好ましい。
この潤滑材の膜を形成する感光体1上のトナーはクリーニングされ易くなり、さらに、感光体1表面の電位との付着力も減少していることから、円形度が0.94以上の残留トナーであってもクリーニングすることができる。摩擦係数μは、粉体状潤滑材21bに印加するバイアスで制御することができる。
感光体1は摩擦係数を0.4以下にすることで、クリーニングブレード7a又は塗布ブレード24aとの摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニングブレード7a又は塗布ブレード24aの変形又は捲れを抑えて、クリーニングブレード7a又は塗布ブレード24aをすり抜けるのを防止して、クリーニング不良の発生を抑制することができる。また、0.4以下、さらには、0.3以下が一層好ましい。
Next, the lubricant is pressed by the
The toner on the photosensitive member 1 forming the lubricant film is easily cleaned, and the adhesive force with the potential of the surface of the photosensitive member 1 is also reduced. Therefore, the residual toner having a circularity of 0.94 or more. Even it can be cleaned. The friction coefficient μ can be controlled by a bias applied to the
The photosensitive member 1 has a friction coefficient of 0.4 or less, thereby suppressing an increase in friction with the
図7は感光体の摩擦係数の測定方法を説明するための概略図である。感光体1の摩擦係数は以下のように、オイラーベルト方式にて測定した。この場合、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体1のドラム円周1/4に張架し、ベルトの一方には、例えば、0.98N(100gr)の荷重を掛けている。
ベルトの他方には、フォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、摩擦係数μs=2/π×1n(F/0.98)(但し、μ:静止摩擦係数、F:測定値)に代入して算出する。なお、この画像形成装置Aにおける感光体1の摩擦係数は、画像形成によって定常状態になった時の値をいう。
これは、感光体1の摩擦係数は、画像形成装置Aに配設される他の装置の影響を受けるために、画像形成直後の摩擦係数の値から変化する。しかし、A4版記録紙で1,000枚程度の画像形成により摩擦係数の値はほぼ一定の値となる。従って、ここにいう摩擦係数とは、この定常状態における一定になった時の摩擦係数をいう。
FIG. 7 is a schematic view for explaining a method of measuring the friction coefficient of the photosensitive member. The coefficient of friction of the photoreceptor 1 was measured by the Euler belt method as follows. In this case, medium-quality high-quality paper as a belt is stretched around the drum circumference ¼ of the photosensitive member 1 so that the paper scissors are in the longitudinal direction, and one of the belts has, for example, 0.98 N (100 gr). A load is applied.
On the other side of the belt, a force gauge is installed, the force gauge is pulled, the load at the time when the belt moves is read, and the friction coefficient μs = 2 / π × 1n (F / 0.98) (where μ: Substitutive coefficient of friction, F: measured value) Note that the coefficient of friction of the photosensitive member 1 in the image forming apparatus A is a value when a steady state is obtained by image formation.
This is because the coefficient of friction of the photosensitive member 1 is affected by other devices provided in the image forming apparatus A, and therefore changes from the value of the coefficient of friction immediately after image formation. However, the value of the friction coefficient becomes a substantially constant value by forming about 1,000 images on A4 size recording paper. Therefore, the friction coefficient referred to here is the friction coefficient when it becomes constant in the steady state.
本発明の画像形成装置Aは、感光体1と、塗布装置21、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7の中から選択される1以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える。また、この画像形成装置Aは、発光手段としてPCL20を本体に配設することで、円形度が0.94以上のトナーであってもクリーニングすることができる。
また、感光体1と潤滑材塗布装置21、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7の中から選択される1以上の装置とが一体に支持されて、画像形成装置Aに着脱可能にし、さらに、感光体1の回転方向に対するクリーニング装置7の上流側に、感光体1を除電する発光部材であるPCL20を備えるプロセスカートリッジを用いることができる。
In the image forming apparatus A of the present invention, the photosensitive member 1 and one or more devices selected from the
In addition, the photosensitive member 1 and one or more devices selected from the
PCL20をプロセスカートリッジに備えることで、感光体の残留電位を減衰させて、とくに、白地部と画像部のエッジ部における電界を減少させることで、トナーと感光体1との付着力を減少させてクリーニング不良の発生を抑制することができる。このように、潤滑材塗布を、電位差を用いて行うことで、塗布を必要とする時だけ電位差を発生することで、塗布を適時に行うことができる。
By providing the
A 画像形成装置、1 像担持体(感光体)、2 画像形成ユニット、3 帯電装置、3a 帯電ローラ、3b クリーニングローラ、4 潜像形成手段(露光装置)、5 現像装置、5a 現像剤担持体(現像ローラ)、6 転写手段(転写装置)、6a 中間転写ベルト、6e 1次転写ローラ 、7 クリーニング手段(クリーニング装置)、7a クリーニングブレード、7b 支持部材、7c 加圧スプリング、8 定着装置、15 ベルトクリーニング装置、16 2次転写ローラ、20 発光手段(PCL)、21 潤滑材塗布装置、21a 搬送状ブラシ、21b 粉体状潤滑材、21c 加圧スプリング、22 帯電装置(潤滑材塗布用の)、23 塗布装置、24a 塗布ブレード、24b 支持部材、24c ブレード加圧スプリング A image forming apparatus, 1 image carrier (photosensitive member), 2 image forming unit, 3 charging device, 3a charging roller, 3b cleaning roller, 4 latent image forming means (exposure device), 5 developing device, 5a developer carrying member (Developing roller), 6 transfer means (transfer device), 6a intermediate transfer belt, 6e primary transfer roller, 7 cleaning means (cleaning device), 7a cleaning blade, 7b support member, 7c pressure spring, 8 fixing device, 15 Belt cleaning device, 16 secondary transfer roller, 20 light emitting means (PCL), 21 lubricant application device, 21a conveying brush, 21b powdered lubricant, 21c pressure spring, 22 charging device (for lubricant application) , 23 Coating device, 24a Coating blade, 24b Support member, 24c Blade pressure spring
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