JP2013125172A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電ローラに付着した現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】制御部60は、クリーニングモードを実行する。最初に、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ41から感光ドラム2へ移転させたトナーを、電源S1を制御して帯電ローラ3へ移転させる。次に、帯電ローラ3へ移転させたトナーを、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で電源S1を制御して帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させる。その後、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させたトナー像をドラムクリーニング装置6により回収する。
【選択図】図2
【解決手段】制御部60は、クリーニングモードを実行する。最初に、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ41から感光ドラム2へ移転させたトナーを、電源S1を制御して帯電ローラ3へ移転させる。次に、帯電ローラ3へ移転させたトナーを、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で電源S1を制御して帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させる。その後、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させたトナー像をドラムクリーニング装置6により回収する。
【選択図】図2
Description
本発明は、像担持体の表面に帯電ローラを接触させて像担持体の表面を一様に帯電させる画像形成装置、詳しくは帯電ローラに付着して帯電性能を低下させる現像剤の外添剤を非画像形成時に除去するクリーニングモードの制御に関する。
像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像を転写された記録材を定着装置の加熱ニップで加熱加圧して記録材に画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。
図2を参照して接触帯電方式の画像形成装置を説明する。接触帯電方式の画像形成装置(100)では、帯電ローラ(3)を像担持体(2)に接触させて帯電ローラ(3)に電圧を印加することにより、像担持体(2)の表面を一様に帯電させる。そして、帯電された像担持体(2)の表面に露光等(7)によって静電像を形成し、形成された静電像に現像装置(4)からトナーを移転させてトナー像を形成する。
接触帯電方式の画像形成装置(100)では、画像形成の累積に伴って、帯電ローラ(3)の表面に現像剤(一成分現像剤又は二成分現像剤)のトナーや外添剤が付着して帯電性能が次第に低下する。このため、帯電ローラ(3)は所定の画像形成枚数の累積ごとに新品交換されている。
しかし、帯電ローラ(3)の交換寿命をさらに延ばすために、帯電ローラ(3)に専用のトナークリーニング部材(20:図10)を配置する試みがされている(特許文献1、2)。また、非画像形成時に、帯電ローラ(3)に付着したトナーを電気的に像担持体(2)へ戻して帯電ローラ(3)から除去する様々なクリーニングモードの制御が提案されている(特許文献3、4)。
近年、画像品質を高めるために、帯電ローラ(3)の帯電性能により高いものが求められ、帯電ローラ(3)による像担持体(2)の帯電性能(均一性、経時変化)への要求が厳しくなっている。そのため、従来のトナーに加えて、トナーよりも小さい現像剤の外添剤も、帯電ローラ(3)から効率的に除去することが求められている。
しかし、特許文献1、2のクリーニング部材は、トナーに対しては高い除去性能を有するが、トナーよりも微粒子である現像剤の外添剤に対しては大きな効果を期待できない。特許文献3、4のクリーニングモードは、トナーに対しては有効であるが、電気的な引力では物理的な吸着に対抗できない小さなサイズの外添剤に対しては大きな効果を期待できない。効果の小さな方法で、外添剤を十分に取り除こうとすると、クリーニングモードの時間が伸びて画像形成装置のダウンタイムが増えてしまう。
本発明は、現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる画像形成装置を提供することを目的としている。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に接触させて配置されて順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体とを備えるものである。そして、前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段とを備える。
本発明の画像形成装置では、像担持体を逆回転させるので、現像装置から像担持体に移転させた相当量のトナーを効率的に帯電ローラに接触させて、帯電ローラの外添剤をトナーに付着させた状態でトナーごと帯電ローラから像担持体へ回収することができる。帯電ローラに付着した外添剤は、現像装置内でトナー粒子に付着していたものがトナー像を転写部で転写した際にトナー粒子だけが転写先へ移転して像担持体に残留し、像担持体の回転に伴って帯電ローラに移転したものである。このため、豊富なトナー粒子と接触させることで、外添剤は効率的にトナーへ移転する。また、微粒子のトナーは、帯電ローラの表面の小さな凹凸の中へも入りこんで外添剤をからめ取ることができる。
したがって、現像剤の外添剤に対しても高い除去性能を発揮できるクリーニングモードを実行して、帯電ローラの交換寿命を従来よりも長く確保できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、感光ドラムを画像形成時とは逆方向に回転させて、トナーで帯電ローラをクリーニングする限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
従って、接触帯電方式の画像形成装置であれば、タンデム型/1ドラム型、中間転写型/記録材搬送型/直接転写型、現像剤の一成分/二成分、現像方式、転写方式、クリーニング方式の区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。
<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図2は画像形成部の構成の説明図である。
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図2は画像形成部の構成の説明図である。
図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト8に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部1Y、1M、1C、1Bkを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成部1Yでは、感光ドラム2Yにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト8に転写される。画像形成部1Mでは、感光ドラム2Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト8に転写される。画像形成部1C、1Bkでは、感光ドラム2C、2Bkにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト8に転写される。
中間転写ベルト8は、駆動ローラ9、対向ローラ10、テンションローラ11に掛け回されており、駆動ローラ9に伝達される駆動力により矢印R2方向に回転する。二次転写ローラ15は、対向ローラ10に支持された中間転写ベルト8に当接して二次転写部T2を形成する。
記録材カセット16から引き出された記録材Pは、分離ローラ17で1枚ずつに分離して、レジストローラ14へ送り出される。レジストローラ14は、中間転写ベルト8のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部T2へ記録材Pを送り出す。トナー像と重ねて記録材Pが二次転写部T2を挟持搬送される過程で、二次転写ローラ15に正極性の直流電圧が印加されることにより、フルカラートナー像が中間転写ベルト8から記録材Pへ二次転写される。転写されずに中間転写ベルト8に残った転写残トナーは、ベルトクリーニング装置18によって回収される。
四色のトナー像を二次転写された記録材Pは、中間転写ベルト8から曲率分離して定着装置13へ送り込まれる。定着装置13は、記録材Pを加熱加圧してトナーを融解して表面に画像を定着させる。その後、記録材Pが機体外へ排出される。
画像形成部1Y、1M、1C、1Bkは、それぞれの現像装置4Y、4M、4C、4Bkで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、図2を参照して、画像形成部を区別するY、M、C、Bkを除いた参照符号を用いて、一般的な画像形成部1についてトナー像の形成プロセスを説明する。
図2に示すように、帯電部材の一例である帯電ローラ3は、像担持体の一例である感光ドラム2に接触して配置される。電源S1は、帯電ローラ3に電圧を印加して順方向に回転する感光ドラム2を帯電させる。静電像形成手段の一例である露光装置7は、帯電ローラ3によって帯電された感光ドラム2に静電像を形成する。現像剤担持体の一例である現像スリーブ41は、トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて感光ドラム2の静電像をトナー像に現像する。転写部材の一例である中間転写ベルト8は、感光ドラム2に向かって付勢された状態で感光ドラム2に現像されたトナー像の転写部を形成する。像担持体クリーニング装置の一例であるドラムクリーニング装置6は、トナー像の転写部を通過した像担持体表面の転写残トナーを回収する。
画像形成部1は、感光ドラム2の周囲に、帯電ローラ3、露光装置7、現像装置4、転写ローラ5、ドラムクリーニング装置6を配置している。感光ドラム2は、アルミニウムパイプの基体上に帯電特性が負極性の有機光導電体(OPC)が形成され、中心支軸を中心にして所定のプロセススピードで矢印R1方向に回転する。
帯電ローラ3は、感光ドラム2の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置7は、画像の一分解色画像を展開した走査線画像データをON−OFF変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電された感光ドラム2の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置4は、トナーを感光ドラム2の静電像に移転させてトナー像を現像する。
転写ローラ5は、感光ドラム2に支持された中間転写ベルト8の内側面に所定の押圧力で当接して感光ドラム2と中間転写ベルト8の間にトナー像の転写部を形成する。電源S3は、トナーの帯電極性とは逆極性である+2kVの直流電圧を転写ローラ5に印加することにより、感光ドラム2の表面のトナー像を順次に中間転写ベルト8の表面に転写させる。ドラムクリーニング装置6は、感光ドラム2にクリーニングブレードを摺擦させて、転写を逃れて感光ドラム2Yに残った転写残トナーを回収する。
<フルカラーモードとブラック単色モード>
フルカラーモードでの画像形成動作は上述したとおりである。フルカラーモードでは、全ての感光ドラム2Y、2M、2C、2Bkを中間転写ベルト8に接触させている。
フルカラーモードでの画像形成動作は上述したとおりである。フルカラーモードでは、全ての感光ドラム2Y、2M、2C、2Bkを中間転写ベルト8に接触させている。
これに対して、ブラック単色モードでは、ブラックの画像形成部1Bkにおいてのみ、感光ドラム2Bk上にトナー像が形成され、ブラックのトナー像のみが中間転写ベルト8に一次転写された後、記録材Pに二次転写される。画像形成部1Bkにおけるトナー像の形成動作、一次転写動作、二次転写動作自体はフルカラーモード時と同じである。
しかし、ブラック単色モードでは、モータアクチュエータ51Y、51M、51Cを作動させて転写ローラ5Y、5M、5Cを下降させて、中間転写ベルト8を感光ドラム2Y、2M、2Cから離間させている。感光ドラム2Y、2M、2Cと中間転写ベルト8を離間させる目的は、主に、感光ドラム2Y、2M、2Cの寿命を延ばすことと、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー消費量を減らすことである。機能させない感光ドラム2Y、2M、2Cと中間転写ベルト8を接触させないので、感光ドラム2Y、2M、2Cの表面の摩耗を防ぎ、感光ドラム2Y、2M、2Cの寿命を延ばすことが可能である。また、感光ドラム2Y、2M、2Cが回転を停止しているので、ドラムクリーニング装置6Y、6M、6Cのクリーニングブレードのめくれ防止のための潤滑の役割としてのトナー補給が必要がなく、トナーの消費量を減らすことが可能である。
画像形成装置100では、ブラックの画像形成部1Bkについてもモータアクチュエータ51Bkを設けて、感光ドラム2Bkと中間転写ベルト8の当接及び離間を可能にしている。これは、後述する帯電ローラ2Bkのクリーニングモードを実行する際に、感光ドラム2Bkと中間転写ベルト8を離間させるためである。
<現像装置>
図3は現像装置の平面断面図である。図3中、現像装置4は、図2中、上方から見た平面図として示し、トナー補給装置49は、感光ドラム2の軸線方向(表面移動方向と直交する方向)に沿う断面図として示す。
図3は現像装置の平面断面図である。図3中、現像装置4は、図2中、上方から見た平面図として示し、トナー補給装置49は、感光ドラム2の軸線方向(表面移動方向と直交する方向)に沿う断面図として示す。
図2に示すように、現像装置4は、非磁性トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)とを主成分として備える二成分現像剤(現像剤)が収納された現像容器44を有する。現像容器44内には、現像スクリュー43aと攪拌スクリュー43bとが配置されている。
現像容器44の感光ドラム2と対向する部分は一部開口しており、この開口部から一部露出するように現像スリーブ41が回転可能に配置されている。現像スリーブ41は、モータ51により矢印R4方向に回転駆動される。現像スリーブ41は、回転に伴って規制ブレード45によって表面に層状に塗布された現像剤を感光ドラム2に対向する現像位置に搬送する。
現像スリーブ41の内部には、マグネットロール41mが固定配置されている。マグネットロール41mは、周方向に複数の磁極を有し、現像容器44内の現像剤を磁気力により引きつけて、現像スリーブ41上に担持させるとともに、感光ドラム2と対向する現像位置で現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)を形成する。
現像位置にて、現像スリーブ41上の現像剤はマグネットロール41mの磁気力により穂立ちして、感光ドラム2の表面に接触する磁気ブラシを形成する。こうして、現像位置に搬送された現像剤から、感光ドラム2上の静電像にトナーが供給される。
現像電源S4は、感光ドラム2上の静電像が現像位置に達するときに、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を、現像スリーブ41に印加する。現像スリーブ41に担持された現像剤中のトナーは、振動電圧によって、感光ドラム2の表面の静電像に応じて感光ドラム2上に転移する。これにより、静電像の画像部にトナーが選択的に付着して、静電像がトナー像として現像される。したがって、画像形成時に帯電ローラ3によって帯電された像担持体表面はトナーが付着しない画像の白地部である。露光装置7によって露光された像担持体表面が明部電位VLとなってトナーが付着するいわゆる反転現像が実行される。
図3に示すように、現像容器44の内部は、隔壁44dによって現像室44aと攪拌室44bに分割されている。現像室44aと攪拌室44bは、現像容器44の長手方向両端部において連通している。現像スクリュー43aは現像室44a内に、攪拌スクリュー43bは攪拌室44b内に配設されている。現像スリーブ41、現像スクリュー43a、攪拌スクリュー43bは、相互に平行に配設され、感光ドラム2の軸線方向とも平行に配設されている。
現像スクリュー43a及び攪拌スクリュー43bは、モータ52の回転によってギヤ列54を介して同じ方向に回転駆動される。この回転により、攪拌室44b内の現像剤は、攪拌スクリュー43bによって攪拌されながら図中左方向に移動して、連通部を介して現像室44a内へと移動する。現像室44a内の現像剤は、現像スクリュー43aによって攪拌されながら図中右方向に移動して、連通部を介して攪拌室44b内に移動する。これにより、現像剤は、攪拌されながら現像容器44内を循環して搬送される。現像剤中のトナーは、攪拌搬送に伴ってキャリアと摩擦帯電してマイナス電荷が付与される。
現像動作によって現像剤中のトナーが消費されて現像容器44内の現像剤のトナー濃度が徐々に低下するため、トナー補給装置49によって現像容器44にトナーが補給される。トナーの補給は、攪拌室44b内の上流側に設けられたトナー補給口44cから行われる。
トナー補給装置49は、現像装置4に補給すべきトナーを収納するトナー容器46を有する。トナー容器46の下部にトナー排出口48が設けられている。トナー排出口48は、現像装置4のトナー補給口44cに連結される。
トナー容器46には、トナー排出口48に向けてトナーを搬送するトナー補給スクリュー47が設けられている。トナー補給スクリュー47はモータ53によって回転駆動される。モータ53の回転は、画像形成装置(100:図1)の制御部60によって制御される。制御部60は、モータ53の回転時間を制御することによって、現像容器44に対するトナーの補給量を調整する。制御部60のメモリには、トナー容器46内に所定量のトナーが収納されている状態でのモータ53の回転時間と、トナー補給スクリュー47によって補給されるトナーの量との対応関係がテーブルデータとして格納されている。
現像装置4には、記憶装置23が設けられている。記憶装置23は、読み書き可能なRP−ROMを使用した。記憶装置23は、現像装置4を画像形成装置(100:図1)にセットすることによって制御部60と電気的に接続され、現像装置4の画像形成処理情報を読み書きすることができる。
<現像剤>
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子である。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は5μm以上8μm以下が好ましい。ここでは、トナーの体積平均粒径は6.2μmであった。
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子である。トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は5μm以上8μm以下が好ましい。ここでは、トナーの体積平均粒径は6.2μmであった。
キャリアは、表面酸化或いは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、又は酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が20〜50μm、好ましくは30〜40μmであり、抵抗率が107Ω・cm以上、好ましくは108Ω・cm以上である。ここでは、キャリアとして抵抗率が108Ω・cmの低比重磁性キャリアを用いた。フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物を所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用した。キャリアの体積平均粒径は35μm、真密度は3.6〜3.7g/cm3、磁化量は53A・m2/kgである。
トナーの流動性、保存安定性、帯電性能等を向上させるために、外添剤をトナーに添加している。外添剤としては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、炭化珪素などが挙げられる。外添剤は、アミノシラン、シコンオイル、ヘキサメチルジシラザン、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤等を含むこともある。外添剤の平均粒子径は1.0μm以下、添加量は、トナー重量の0.2〜10%程度が好ましい。ここでは、外添剤は、コロイダルシリカ微粉末であって、トナー重量の2%である。
<帯電装置>
図4は帯電ローラの構成の説明図である。図2に示すように、電子写真方式の画像形成装置100では、帯電部材として、導電性支持体(芯金)の外周に導電性弾性体層を設け、導電性弾性体層の外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラ3を用いている。帯電ローラ3を感光ドラム2に接触させて回転可能に配設し、芯金に電圧を印加して感光ドラム2の表面を帯電させている。DC帯電方式では、芯金に印加する電圧を直流電圧のみにする。
図4は帯電ローラの構成の説明図である。図2に示すように、電子写真方式の画像形成装置100では、帯電部材として、導電性支持体(芯金)の外周に導電性弾性体層を設け、導電性弾性体層の外周に抵抗層を被覆して設けた帯電ローラ3を用いている。帯電ローラ3を感光ドラム2に接触させて回転可能に配設し、芯金に電圧を印加して感光ドラム2の表面を帯電させている。DC帯電方式では、芯金に印加する電圧を直流電圧のみにする。
画像形成装置100では、AC+DC帯電方式を採用しており、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を芯金に印加して、帯電ローラ3と感光ドラム2の当接部の近傍で微小な放電をさせている。AC+DC帯電方式の場合、帯電の均一性を得るために重畳する交流電圧には、直流電圧印加時の放電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧Vppを持つ電圧が使用される。
図4に示すように、帯電ローラ3は、感光ドラム2の表面に当接して従動回転する。電源S1は、帯電ローラ3に、直流電圧(Vdc)に交流電圧(Vac)を重畳した振動電圧を印加する。これにより、感光ドラム2の表面は、帯電ローラ3に印加した直流電圧(Vdc)と同電位の暗部電位VDに一様に帯電処理される。
帯電ローラ3は、芯金3aの外回りに、下層3bと、中間層3cと、表層3dを下から順次に積層した3層構成である。下層3bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層3dは、感光ドラム2上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
帯電ローラ3の長手方向長さは320mmであり、ゴムローラを用いている。芯金3aは、直径6mmのステンレス丸棒である。下層3bは、カーボン分散の発泡EPDMゴム材料で構成され、比重0.5g/cm3、体積抵抗値102〜109Ωcm、層厚3.0mmである。中間層3cは、カーボン分散のNBR系ゴム材料で構成され、体積抵抗値102〜105Ωcm、層厚700μmである。表層3dは、フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散して体積抵抗値107〜1010Ωcmに調整した材料である。表層3dの表面粗さは、JIS規格10点平均表面粗さRa=1.5μm、層厚10μmである。
<帯電ローラ汚れ>
近年、画像形成装置の長寿命化、高生産化に伴い、帯電ローラの交換寿命も長くすることが望まれている。帯電ローラの寿命は、トナーなどに付着している外添剤及びトナー自身などの異物の付着による帯電ローラ汚れで決まってくる。帯電ローラは、感光ドラムに接触して回転する部材であるので、感光ドラムの表面に残留しているトナー、現像剤の外添剤、紙粉等のような異物が転移して汚れ易い。帯電ローラの表面が汚れてくると、帯電能力が低下して帯電ムラも発生し易くなる。このため、帯電ローラの表面の汚れが許容限度を超えると帯電ローラの交換寿命となる。
近年、画像形成装置の長寿命化、高生産化に伴い、帯電ローラの交換寿命も長くすることが望まれている。帯電ローラの寿命は、トナーなどに付着している外添剤及びトナー自身などの異物の付着による帯電ローラ汚れで決まってくる。帯電ローラは、感光ドラムに接触して回転する部材であるので、感光ドラムの表面に残留しているトナー、現像剤の外添剤、紙粉等のような異物が転移して汚れ易い。帯電ローラの表面が汚れてくると、帯電能力が低下して帯電ムラも発生し易くなる。このため、帯電ローラの表面の汚れが許容限度を超えると帯電ローラの交換寿命となる。
帯電ローラの汚れ対策として、帯電ローラにクリーニングブレード、回転ブラシ等を接触させて帯電ローラに付着した異物を掻き落し、帯電ローラの表面を清掃することが考えられる。感光ドラムのクリーニングブラシを帯電ローラにも接触させ、クリーニングブラシによって帯電ローラの表面に付着した異物をも除去することも考えられる。帯電ローラの表層に微細な凹凸形状を形成することで凹部と感光ドラム2の圧力を低減させ、帯電ローラの汚れを軽減することも考えられる。凹凸形状を形成する方法として、表層に微粒子を含有させる方法、機械的研磨により処理する方法が考えられる。
しかし、上述したように、従来の帯電ローラクリーニング装置やクリーニングモードは、帯電ローラ3の表面に付着したトナー粒子を効率的にクリーニングできるが、トナー粒子よりも小さな外添剤の粒子に対しては大きなクリーニング効果を期待できない。特に、表面に微細な凹凸形状のある帯電ローラ3においては、微小粒子の外添剤が凹凸の間に入り易く、入ってしまうとクリーニングし難い。帯電ローラ3の表面の研摩目に入りこんだ微細な外添剤は、クリーニングブレードやクリーニングブラシではクリーニングし難い。
そこで、以下の実施例では、定期的に帯電ローラ3のクリーニングモードを実行して、帯電ローラ3の帯電性能を回復させて、帯電ローラ3の安定した帯電性能を長期に渡って維持している。クリーニングモードは、非画像形成時に、感光ドラム2を逆回転させて帯トナー像を現像し、帯電ローラ3にトナーを直接供給する。クリーニングモードは、帯電ローラ3に付着した外添剤をトナーに転移させて感光ドラム2に回収することにより、帯電ローラ3の外添剤汚れを解消する。クリーニングモードを一定の画像形成枚数ごとに行うことで、長期に渡り、帯電ローラ3の外添剤汚れによる帯電性能の低下を招かないで済む。
<実施例1>
図5は実施例1における帯電装置の回路図である。図6は実施例1のクリーニングモードの制御のフローチャートである。図7は実施例1の効果の説明図である。
図5は実施例1における帯電装置の回路図である。図6は実施例1のクリーニングモードの制御のフローチャートである。図7は実施例1の効果の説明図である。
図5に示すように、制御手段の一例である制御部60は、クリーニングモードを実行する。最初に、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ41から感光ドラム2へ移転させたトナーを、電源S1を制御して帯電ローラ3へ移転させる。次に、帯電ローラ3へ移転させたトナーを、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で電源S1を制御して帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させる。
制御部60は、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で帯電ローラ3から感光ドラム2へ移転させたトナー像をドラムクリーニング装置6により回収する。制御部60は、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で中間転写ベルト8に画像形成時とは逆極性の電圧を印加し、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で帯電ローラ3に画像形成時と同極性の電圧を印加する。
電源S1は、直流電源31と交流電源32を有している。電源S1は、直流電圧Vdcに周波数fの交流電圧Vacを重畳した振動電圧(Vdc+Vac)を芯金3aに印加して、帯電ローラ3に接触して回転する感光ドラム2の周面を所定の暗部電位VD=Vdcに帯電処理する。
制御部60は、直流電源31と交流電源32をオン・オフ制御して帯電ローラ3に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方を重畳した振動電圧を印加させる。制御部60は、直流電源31から帯電ローラ3に印加する直流電圧値と、交流電源32から帯電ローラ3に印加する交流電圧のピーク間電圧値、もしくは交流電流値を制御する。
カウンタ17は、前回のクリーニングモード後に累積開始された画像形成枚数をカウントする。制御部60は、前回のクリーニングモード後の累積画像形成枚数をカウントするカウンタ17のカウント値が10000枚に達するごとに帯電ローラ3のクリーニングモードを実行する。
図5を参照して図6に示すように、制御部60は、実行中の画像形成ジョブが終了した時点で(S1)、カウンタが10000枚を超えているか否かを判断する(S2)。制御部60は、10000枚を超えていなければ(S2のNo)、画像形成装置100の動作を終了するが(S17)、10000枚に達した場合には(S2のYes)、クリーニングモードを実行する(S3〜S16)。
制御部60は、クリーニングモードでは、転写ローラ5を感光ドラム2から離間させる(S3)。移動機構の一例であるモータアクチュエータ51は、中間転写ベルト8を感光ドラム2から離間する方向へ移動可能である。制御部60は、感光ドラム2を逆方向に回転させる前に、モータアクチュエータ51によって中間転写ベルト8を感光ドラム2から離間する方向へ移動させる。転写ローラ5を4色とも感光ドラム2から離間させることにより(S3)、中間転写ベルト8が感光ドラム2から離間して、4色すべての感光ドラム2と中間転写ベルト8の不必要な摺擦が回避される。
制御部60は、クリーニングモードでは、画像形成時よりも遅い速度で感光ドラム2を回転させる。逆回転を含む方向転換によって機構部品やモータに負荷を与えないためである。
消去手段の一例である前露光器19は、転写部を通過した感光ドラム2の表面の静電像を消去する。制御部60は、クリーニングモードでは、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ41に電圧を印加して、前露光器19によって静電像を消去された感光ドラム2表面に帯状のトナー像を形成する。感光ドラム2の回転方向における帯状のトナー像の長さは帯電ローラ3の周長さよりも大きい。
制御部60は、クリーニングモードでは、感光ドラム2を逆方向に回転開始させた後に現像スリーブ41の回転を開始させ、現像スリーブ41を回転停止させた後に感光ドラム2の回転を停止させる。感光ドラム2を逆回転させた後に(S4)、現像スリーブ41を回転させて(S5)、現像スリーブ41に電圧を印加する(S6)。感光ドラム2が停止した状態で現像スリーブ41を回転させると、感光ドラム2と現像スリーブ41のニップ部が磁気ブラシで集中的に擦られて好ましくないからである。感光ドラム2が停止した状態で現像スリーブ41に電圧を印加すると、電気的なメモリ現象が発生してゴースト画像になるので好ましくないからでもある。
現像スリーブ41に印加する電圧は、最低限のトナーを感光ドラム2に移転できるものであればよく、全く電圧が印加されなくても若干のトナーは移転される。現像スリーブ41に印加する電圧は、直流電圧のみでも足りるが、画像形成時と同様に、交流電圧も重畳して印加することにより、より短時間に多くの現像剤を感光ドラム2へ移転させることができる。
実施例1では、ひとつ前の画像形成が終了する際、一般的な画像形成装置で行われるように、帯電ローラ3への電圧印加を停止させた後、帯電された感光ドラム2上の領域が前露光器19を通過するまで感光ドラム2の回転を継続する。これにより、感光ドラム2の周面全体の電位が略0Vに収束する。したがって、クリーニングモードに移行する際、感光ドラム2の周面の電位は略0Vであるため、現像スリーブ41に−100Vの直流電圧を印加し、画像形成時と同様の交流電圧を重畳することにより、低い中間階調レベルの帯トナー像を現像した。感光ドラム2と現像スリーブ41の差電位である現像コントラストVcontは100Vである。
制御部60は、感光ドラム2に形成した帯トナー像が帯電ローラ3の当接位置へ達する前に、帯電ローラ3に画像形成時とは逆極性の直流電圧に、画像形成時と同様な交流電圧を重畳した振動電圧を印加する(S7)。画像形成時とは逆極性の直流電圧は、感光ドラム2上のトナーを電気的に帯電ローラ3へ移転させるために印加される。画像形成時と同様な交流電圧は、感光ドラム2からトナーを飛翔させて帯電ローラ3へ付着させるために印加される。実施例1では、トナーの正規帯電極性であるマイナスとは逆のプラスの直流電圧100Vに交流電圧1500Vppを重畳させた。
制御部60は、帯トナー像が帯電ローラ3に到達してから少なくとも帯電ローラ3が1回転するまで電圧を印加した状態を維持する。帯トナー像に接触した状態で帯電ローラ3が1回転以上回転することで、帯電ローラ3の全周面にトナーが付着する。実施例1では、プロセススピード300mm/secで回転する直径φ14mmの帯電ローラ3が1回転する時間が約47msecであるため、その3回転分である141msecの間、帯電ローラ3に電圧を印加した。
制御部60は、141msecの間、現像スリーブ41に電圧を印加して感光ドラム2に必要な帯トナー像を形成すると現像スリーブ41への電圧印加を停止している(S8)。制御部60は、帯電ローラ3に電圧を印加して帯トナー像を移転させた後、帯電ローラ3への電圧の印加を停止し(S9)、現像スリーブ41の回転を停止した後に(S10)、感光ドラム2の回転を停止させる(S11)。感光ドラム2を先に停止すると、感光ドラム2の一部分が現像スリーブ41の磁気ブラシで集中的に擦られて好ましくないからである。
制御部60は、感光ドラム2の停止後、帯電ローラ3及び感光ドラム2上に残留した帯トナー像のトナーを回収する工程(S12〜S15)に入る。帯電ローラ3に移転したトナーのごく一部は、スポンジローラ20に移転しているが、この時点では、大部分が電気的な引力で帯電ローラ3に付着している。
制御部60は、感光ドラム2を順回転させて(S12)、画像形成時と同極性の直流電圧に、画像形成時と同様な交流電圧を重畳した振動電圧を印加する(S13)。画像形成時と同極性の直流電圧は、帯電ローラ3上のトナーを感光ドラム2上に戻す作用を持つ。実施例1では、トナーの正規帯電極性であるマイナスと同極性のマイナスの直流電圧−100Vに交流電圧1500Vppを重畳させて、帯電ローラ3の3周分の141msecに渡って帯電ローラ3に印加した(S14)。
制御部60は、帯電ローラ3への電圧印加の停止後(S14)、帯電ローラ3から感光ドラム2に戻された帯トナー像のトナーがドラムクリーニング装置6によって回収し終わるまで、感光ドラム2を回転させて停止する(S15)。実施例1では、帯電ローラ3への電圧印加の停止後(S14)、感光ドラム2が1回転する約160msecの回転動作を行った。
実施例1のクリーニングモードにおいて、帯電ローラ3及び感光ドラム2上に残留した帯トナー像のトナーを回収する工程(S12〜S15)は、次の画像形成ジョブが入力されるのを待って、その画像形成の開始前の前回転動作時に行うことも可能である。つまり、実施例1のクリーニングモードを2段階に分割して実行することが可能である。
しかし、帯電ローラ3と感光ドラム2のニップ部に帯トナー像のトナーが残って圧がかかった状態で放置されると、帯電ローラ3又は感光ドラム2の表面に固着する可能性が高まるため好ましくない。したがって、実施例1では、帯電ローラ3へのトナー塗布に続いて直ちに帯電ローラ3からのトナー回収を実行した。
また、中間転写ベルト8を感光ドラム2から離間させない構成でも、中間転写ベルト8を逆回転させることが可能であれば、中間転写ベルト8を逆回転させることで、感光ドラム2が中間転写ベルト8に対して速度差で摺擦することを防止できる。ブラックの画像形成部1Bkのみコロナ帯電器を用いる画像形成装置であれば、ブラックの画像形成部の転写ローラ5のみ離間させない選択も可能である。
実施例1のクリーニングモードでは、感光ドラム2が逆回転する過程でトナーが外添剤を取り込み、外添剤を取り込んだトナーは、感光ドラム2が順回転する過程で帯電ローラ3から剥ぎ取られて感光ドラム2に戻される。感光ドラム2の回転が反転することにより、感光ドラム2の一方向の回転では帯電ローラ3に残留してしまう汚染物質、現像剤を効果的に剥ぎ取ることが可能となる。
実施例1のクリーニングモードでは、非画像形成時に感光ドラム2を逆回転する際、現像スリーブ41に電圧を印加して感光ドラムにトナー像を現像して、帯電ローラ3にトナーを直接供給する。このため、帯電ローラ3に通常の画像形成動作では供給されない量のトナーが塗布されて、帯電ローラ3の表面の微細な凹凸の中までトナーが入り込み、外添剤等の微粒子や液体状の汚染物質がトナーにからめ取られる。
実施例1では、帯電ローラ3に付着した外添剤がトナーに移転した後に、トナーとともに感光ドラム2へ排出されるため、帯電ローラ3の汚れが解消する。この動作を一定の画像形成枚数の累積ごとに行うことで、長期にわたり帯電ローラ3の外添剤汚染による画像不良を生じることがない。
図8に示すように、従来は、画像形成枚数の累積に伴って帯電ローラ3の表層の汚染が進行していた。これに対して、実施例1においては、クリーニングモードを実行するたびに帯電ローラ3の汚染が回復している。実施例1では、クリーニングモードを10000枚の画像形成につき1回程度実行することにより、従来は15万枚程度で発生していた帯電ローラ3の外添剤汚染による画像不良が、50万枚まで発生せずに、良好な画像の出力を維持することが確認された。
<実施例2>
図8プロセスカートリッジの構成の説明図である。図9はスポンジローラの構成の説明図である。図10は実施例2における帯電装置の回路図である。実施例2は、実施例1の帯電ローラに帯電ローラクリーニング装置としてスポンジローラ20が付設されている以外は実施例1と同様に構成され、クリーニングモードが実行される。したがって、図10中、図5と共通する部材には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
図8プロセスカートリッジの構成の説明図である。図9はスポンジローラの構成の説明図である。図10は実施例2における帯電装置の回路図である。実施例2は、実施例1の帯電ローラに帯電ローラクリーニング装置としてスポンジローラ20が付設されている以外は実施例1と同様に構成され、クリーニングモードが実行される。したがって、図10中、図5と共通する部材には共通の符号を付して重複する説明を省略する。
図8に示すように、感光ドラム2と帯電ローラ3とスポンジローラ20は、プロセスカートリッジ21として一体にユニット化されて、画像形成装置(100)に対して着脱可能に構成されている。プロセスカートリッジ21は、規定枚数の画像形成により感光ドラム2が寿命に達した場合などに、全体の交換を容易に行なうことができる。
電源S1は、画像形成時、スポンジローラ20を介して帯電ローラ3に電圧を印加して順方向に回転する感光ドラム2を帯電させる。スポンジローラ20は、画像形成時、帯電ローラ3に当接して回転して帯電ローラ3をクリーニングする。
プロセスカートリッジ21では、帯電ローラ3の外周面にスポンジローラ20を当接させて、帯電ローラ3の表面に付着した異物をスポンジローラ20に移転させて帯電ローラ3の表面から異物を除去、クリーニングしている。プロセスカートリッジ21は、帯電ローラ3に弾性的に圧縮して当接し、帯電ローラ3表面に付着した転写残トナー及び外添剤を取り込む回転自在な連泡性発泡体ローラであるスポンジローラ20を備えている。スポンジローラ20の最頂点は、帯電ローラ3の回転中心より下方で、帯電ローラ3が感光ドラム2に当接する帯電ニップに対して帯電ローラ3の回転方向下流側に位置している。スポンジローラ20は、帯電ローラ3の回転駆動に伴って従動回転する。
図9の(a)に示すように、スポンジローラ20は、金属製の支持軸22の周面にローラ状の発泡体層23を配置している。発泡体層23は、発泡させた気泡の壁面が連通している導電材分散のゴム材料で形成されている。
スポンジローラ20は、以下のようにして製造した。先ず、発泡剤やカーボンブラック等の導電剤の配合剤を一様に分散させた未加硫・未発泡のウレタンゴム層を金属製の支持軸22上に形成した。発泡体層23のゴム材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、EPDMゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴム、フッ素ゴムなどを使用できる。発泡剤としては、一般的に炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤や、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物などの有機発泡剤を使用できる。導電剤としては、電子導電剤とイオン導電剤に大別でき、電子導電剤としてはカーボンブラック、金属酸化物などが挙げられ、イオン導電剤としては第4級アンモニウム塩、脂肪族アルコールサルフェート塩などが挙げられる。
ウレタンゴム層を金属製の支持軸22上に形成したものを円筒状の金型の成型鋳型にセットして加熱することにより、未加硫・未発泡のゴム層を加硫・発泡させて、鋳型内で鋳型どおりの外観の導電性スポンジ(連泡スポンジ)に成型した。成型過程では、発泡によって発生した気体は、発泡によって連通した気泡壁を通って金型の側面から排出される。この段階では、支持軸22を囲む連泡スポンジ層の周面にはスキン層があり、周面の気泡は閉じた状態である。その後、連泡スポンジ層の周面を研磨してスキン層を除去するとともに所望の外径に仕上げてスポンジローラ20を得た。
発泡体層23は、気泡径を支持軸22からローラ表面に向かうに従い小さくするような層構成にすることが望ましい。これにより、帯電ローラ3との当接部近傍で剥ぎ取ったトナー粒子をよりスムーズにローラ中心部へ移動させることができる。発泡体層23の連泡スポンジの気泡の平均セル径はトナーの粒子形状にもよるが、気泡内にトナーを十分に取り込むためには、トナーの平均粒径の10倍以上が好ましい。発泡体層23の連泡度の目安として、発泡体層23の1000cm3
当たりの1分間の通気量は500〜5000ml/(min・1000cm3)が好ましい。さらに好ましくは1000〜4000ml(min・1000cm3)である。通気量が500ml/(min・1000cm3)以下であると、発泡体層23に含有できるトナー量が少ないため、頻繁にスポンジローラ20を交換する必要がある。スポンジローラ20の硬度が高くなって、帯電ローラ3との当接圧が高くなることも好ましくない。一方、通気量が5000ml/(min・1000cm3)以上であると、気泡が連通しすぎて所望の平均セル径を維持できず、回収したトナーを気泡内に保持しきれなくなる。
当たりの1分間の通気量は500〜5000ml/(min・1000cm3)が好ましい。さらに好ましくは1000〜4000ml(min・1000cm3)である。通気量が500ml/(min・1000cm3)以下であると、発泡体層23に含有できるトナー量が少ないため、頻繁にスポンジローラ20を交換する必要がある。スポンジローラ20の硬度が高くなって、帯電ローラ3との当接圧が高くなることも好ましくない。一方、通気量が5000ml/(min・1000cm3)以上であると、気泡が連通しすぎて所望の平均セル径を維持できず、回収したトナーを気泡内に保持しきれなくなる。
これらを考慮して、スポンジローラ20は、直径4mmの支持軸22上にカーボンブラックを分散配合した層厚4mmの連泡性ウレタンスポンジゴムの単層の発泡体層23を有するスポンジローラ20を用いた。スポンジローラ20が発泡体層23内中に吸引できるトナーtの量は約30gである。スポンジローラ20の抵抗値は105Ω程度、ゴム硬度はアスカーCSC2硬度で15°程度、発泡体層23の表層における平均気泡径は200μm、発泡体層23の連泡度を表す通気量は1800(min・1000cm3)である。
スポンジローラ20の帯電ローラ3に対する侵入量は、発泡体層23の層厚にもよるが、その層厚の半分以下が好ましい。侵入量を規制するスポンジローラ20と帯電ローラ3の当接圧(線圧)は、0.049〜0.98N/cmが好ましい。帯電ローラ3との当接圧が0.049N/cm以下であると、帯電ローラ3との当接部においてトナー粒子の剥ぎ取り不良が生じ、剥ぎ取れなかったトナーが帯電ローラ3表面に残ってしまう。逆に、帯電ローラ3との当接圧が0.98N/cm以上であると、帯電ローラ3に対する摺擦力が大きくなるため、スポンジローラ20内に取り込まれたトナー粒子が摺擦により軟化して、帯電ローラ3表面に融着する可能性がある。帯電ローラ3の回転負荷が増大して、感光ドラム2の回転に十分に従動できなくなる可能性もある。スポンジローラ20と帯電ローラ3の当接圧(線圧)は0.196N/cmとした。
なお、スポンジローラ20は、鋳型内に入れずに自由状態で未加硫・未発泡のウレタンゴム層を加熱処理した後、連泡スポンジの表面を最終的な外観まで切削、研磨する方法によって連泡スポンジ層の周面を形成してもよい。
また、図9の(b)に示すように、スポンジローラ20の弾性層は、単層構造に限定する必要はなく、必要であれば二層以上の複数層でもよい。スポンジローラ20は、支持軸22の周面に二層の発泡体層23a、23bを有していてもよい。二層の発泡体層23a、23bは、上述した発泡体層23の製造工程を繰り返すことで形成することができる。
スポンジローラ20は、帯電ローラ3の表面に付着したトナー粒子は効率的にクリーニングできるが、帯電ローラ3の表面に付着したトナー粒子よりも小さな外添剤の粒子に対しては大きなクリーニング効果を期待できない。特に、表面に微細な凹凸形状のある帯電ローラ3においては、微小である外添剤が凹凸の間に入り易く、スポンジローラ20ではクリーニングし難い。帯電ローラ3の表面の研摩目に入りこんだ微細な外添剤は、クリーニングブレードやクリーニングブラシでもクリーニングし難い。スポンジローラ20は、帯電ローラ3の交換寿命を延ばすことには貢献するが、さらなる長寿命化が求められている。
<クリーニングモードにおけるスポンジローラの動作>
図10に示すように、実施例2では、スポンジローラ20を介して帯電ローラ3に電圧を印加して画像形成を行い、クリーニングモードを実行する。画像形成時は、感光ドラム2から帯電ローラ3へ移転するプラス帯電のトナー(逆転トナー)が帯電ローラ3を介してスポンジローラ20へ回収される。
図10に示すように、実施例2では、スポンジローラ20を介して帯電ローラ3に電圧を印加して画像形成を行い、クリーニングモードを実行する。画像形成時は、感光ドラム2から帯電ローラ3へ移転するプラス帯電のトナー(逆転トナー)が帯電ローラ3を介してスポンジローラ20へ回収される。
帯電ローラ3のクリーニングモードは、図7のフローチャートに従って実行される。実施例2のクリーニングモードでは、感光ドラム2を逆方向に回転させた状態で現像スリーブ41から感光ドラム2へ移転させたトナーを、電源S1を制御して帯電ローラ3を経てスポンジローラ20へ移転させる。その後、感光ドラム2を順方向に回転させた状態で電源S1を制御してスポンジローラ20から帯電ローラ3を経て感光ドラム2へ移転させる。
図10を参照して図7に示すように、クリーニングモードの感光ドラム2を逆回転させる過程で(S4〜S11)、スポンジローラ20にプラスの電圧が印加される(S7)。このとき、感光ドラム2に現像されたマイナス帯電のトナーは、帯電ローラ3を介してスポンジローラ20へ回収される。続いて、クリーニングモードの感光ドラム2を順回転させる過程で(S12〜S15)、スポンジローラ20にマイナスの電圧が印加される(S14)。このとき、スポンジローラ20に蓄積されていたマイナス帯電のトナーは、帯電ローラ3を介して感光ドラム2へ戻される。
実施例2では、外添剤や放電生成物を帯電ローラ3から取り込んだトナーを、スポンジローラ20が帯電ローラ3から剥ぎ取り、剥ぎ取られたトナーが再び感光ドラム2上に戻されることにより、帯電ローラ3の汚染の清掃が実行される。この剥ぎ取り効果は、感光ドラム2の逆回転/順回転の一連の動作で帯電ローラ3とスポンジローラ20が回転駆動することにより得られる。
実施例2では、スポンジローラ20は、クリーニングモードにおいて多量のトナーを剥ぎ取ることになり一定のトナー汚染が進行する。しかし、スポンジローラ20の発泡体のセル径は、トナー粒子に対して十分に大きく、一定のトナーが保持されたり付着したりしても、元々の清掃効果は十分に維持できる。
従来の画像形成装置でも、スポンジローラ20の清掃能力には十分な余裕を持たせていたため、感光ドラム2や帯電ローラ3の数倍の交換寿命を有していた。交換されたプロセスカートリッジ21から回収されたスポンジローラ20は、通常は、清掃能力が初期に対して大きく低下していなかった。 したがって、実施例2によれば、より効果的に帯電ローラ3の寿命を延ばすとともに、スポンジローラ20の余っていたトナー回収性能を有効に利用できるようになった。
<スポンジローラの測定方法>
スポンジローラ20の当接圧(線圧)の測定は次のような方法で行なった。引き抜き板として、長さ100mm×幅15mm×厚さ30μmのSUS薄板を準備し、挟み板として、長さ180mm×幅30mm×厚さ30μmのSUS薄板を長さが半分になるように二つに折ったものを準備した。
(1)二つに折った挟み板の間に引き抜き板を挿入して挟んだ状態で、挟み板を、帯電ローラ3とスポンジローラ20のニップに挿入して回転をロックした。
(2)引き抜き板に取り付けたばねばかりを引っ張って、二つに折った挟み板の間から引き抜き板を一定速度で引き抜き、そのときのばねばかりの示す値を読み取った。
(3)このばねばかりの値を引き抜き板の幅である1.5cmで除することにより、帯電ローラ3とスポンジローラ20の当接圧(線圧)を測定した。
スポンジローラ20の当接圧(線圧)の測定は次のような方法で行なった。引き抜き板として、長さ100mm×幅15mm×厚さ30μmのSUS薄板を準備し、挟み板として、長さ180mm×幅30mm×厚さ30μmのSUS薄板を長さが半分になるように二つに折ったものを準備した。
(1)二つに折った挟み板の間に引き抜き板を挿入して挟んだ状態で、挟み板を、帯電ローラ3とスポンジローラ20のニップに挿入して回転をロックした。
(2)引き抜き板に取り付けたばねばかりを引っ張って、二つに折った挟み板の間から引き抜き板を一定速度で引き抜き、そのときのばねばかりの示す値を読み取った。
(3)このばねばかりの値を引き抜き板の幅である1.5cmで除することにより、帯電ローラ3とスポンジローラ20の当接圧(線圧)を測定した。
<その他の実施例>
実施例1、2で説明した構成及び制御は、本発明を実現する一例に過ぎない。帯電ローラ3の構成は、表層の凹凸形状や組成も実施例1、2に限定するものではない。帯電ローラ3の表層の凹凸の形成方法は、研磨、微粒子添加等のいかなる方法で形成してもよい。また、凹凸形状をもたせない帯電ローラ3であっても、感光ドラム2の逆回転によるトナー塗布と回収を行うことで、外添剤汚れによって交換寿命が損なわれる問題を有効に解決できる。
実施例1、2で説明した構成及び制御は、本発明を実現する一例に過ぎない。帯電ローラ3の構成は、表層の凹凸形状や組成も実施例1、2に限定するものではない。帯電ローラ3の表層の凹凸の形成方法は、研磨、微粒子添加等のいかなる方法で形成してもよい。また、凹凸形状をもたせない帯電ローラ3であっても、感光ドラム2の逆回転によるトナー塗布と回収を行うことで、外添剤汚れによって交換寿命が損なわれる問題を有効に解決できる。
帯電ローラ3の清掃部材についても、実施例2に示したスポンジローラ20に限らず、各種ファーブラシや不織布、静電植毛ブラシ等の素材によって代替が可能である。クリーニングモードで使用した現像高圧、帯電高圧、高圧印加時間、感光ドラム2の回転時間も、帯電ローラ3の使用環境や使用履歴(過去作像時の印字率、高圧印加時間、高圧設定値)、現像剤特性、帯電ローラ帯電特性に応じて変更が可能である。
1 画像形成部、2 感光ドラム、3 帯電ローラ、4 現像装置
5 転写ローラ、6 ドラムクリーニング装置、7 露光装置
8 中間体転写ベルト、13 定着装置、15 二次転写ローラ
20 スポンジローラ、31 直流電源、32 交流電源
35 電流検知回路、36 環境センサ、37 カウンタ
41 現像スリーブ、44 現像容器、46 トナー容器
49 トナー補給装置、60 制御部
5 転写ローラ、6 ドラムクリーニング装置、7 露光装置
8 中間体転写ベルト、13 定着装置、15 二次転写ローラ
20 スポンジローラ、31 直流電源、32 交流電源
35 電流検知回路、36 環境センサ、37 カウンタ
41 現像スリーブ、44 現像容器、46 トナー容器
49 トナー補給装置、60 制御部
Claims (9)
- 像担持体と、
前記像担持体に接触させて配置されて、順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、
帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体と、を備える画像形成装置において、
前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、
前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体に向かって付勢された状態で前記像担持体に現像されたトナー像の転写部を形成する転写部材と、
前記転写部を通過した前記像担持体表面の転写残トナーを回収する像担持体クリーニング装置と、を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記帯電ローラから前記像担持体へ移転させたトナー像を前記像担持体クリーニング装置により回収することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 画像形成時に前記帯電ローラによって帯電された前記像担持体表面はトナーが付着しない画像の白地部であって、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記転写部材に画像形成時とは逆極性の電圧を印加し、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記転写部材に画像形成時と同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記転写部を通過した前記像担持体表面の静電像を消去する消去手段を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体に電圧を印加して、前記消去手段によって静電像を消去された前記像担持体表面に帯状のトナー像を形成することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 - 前記像担持体の回転方向における前記帯状のトナー像の長さは前記帯電ローラの周長さよりも大きいことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転開始させた後に前記現像剤担持体の回転を開始させ、前記現像剤担持体を回転停止させた後に前記像担持体の回転を停止させることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- 前記制御手段では、画像形成時よりも遅い速度で前記像担持体を回転させることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 前記転写部材を前記像担持体から離間する方向へ移動可能な移動機構を備え、
前記制御手段は、前記像担持体を逆方向に回転させる前に、前記移動機構によって前記転写部材を前記像担持体から離間する方向へ移動させることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体に当接して、順方向に回転する前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、
前記帯電ローラに当接して回転して前記帯電ローラをクリーニングするスポンジローラと、
帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
トナーを担持して回転する状態で電圧を印加されて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像剤担持体と、
前記像担持体に向かって付勢された状態で前記像担持体に現像されたトナー像の転写部を形成する転写部材と、を備える画像形成装置において、
前記スポンジローラを介して前記帯電ローラに電圧を印加する電源と、
前記像担持体を逆方向に回転させた状態で前記現像剤担持体から前記像担持体へ移転させたトナーを、前記電源を制御して前記帯電ローラを経て前記スポンジローラへ移転させた後に、前記像担持体を順方向に回転させた状態で前記電源を制御して前記スポンジローラから前記帯電ローラを経て前記像担持体へ移転させるクリーニングモードを実行する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011274376A JP2013125172A (ja) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011274376A JP2013125172A (ja) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013125172A true JP2013125172A (ja) | 2013-06-24 |
Family
ID=48776433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011274376A Pending JP2013125172A (ja) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013125172A (ja) |
-
2011
- 2011-12-15 JP JP2011274376A patent/JP2013125172A/ja active Pending
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