JP2014106256A - 粒子付着抑制部材及び画像形成装置 - Google Patents

粒子付着抑制部材及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】粒子付着抑制部材としてのトナー付着抑制部材990を組み込む装置の高コスト化及び大型化を抑制しつつ、粒子(トナー)の付着を抑制できる構成を実現する。
【解決手段】電位が一定の導電部材としての連結部材991Cに、絶縁部材991Iを取り付ける。絶縁部材991Iは、EPDMを含む多孔性材料からなり、密度が0.01g/cm以上、0.2g/cm以下である。また、絶縁部材991Iの連結部材991Cに取り付けられた側とは反対側の自由面F側に、付着を抑制するトナーと同極性(負極性)に帯電したトナーPを付着させる。これにより、トナー付着抑制部材990の表面電位が負極性の方向に大きくなり、更にトナーが付着することを抑制できるため、電圧を印加する装置などを設けることなく、トナーの付着を抑制できる。
【選択図】図8

Description

本発明は、例えば、画像形成装置内で飛散するトナーなどの粒子の付着を抑制する粒子付着抑制部材、及び、このような粒子付着抑制部材を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式を適用した画像形成装置では、感光ドラムの周面に沿うように一次帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、清掃装置等が配設される。そして、感光ドラム上に形成したトナー像を記録材に直接又は中間転写ベルトを介して転写するようにしている。このような画像形成装置においては、粉体トナーを現像装置の現像容器内に収納しており、現像スリーブを回転させることで感光ドラムにトナーを供給する。
このとき、現像スリーブと感光ドラムとの間の電界や、現像スリーブの遠心力などによりトナーが飛散する。また、現像スリーブと現像容器との間隙から、現像容器内のトナーが、現像容器内でトナーを撹拌することにより生じる空気流により吹き出し、飛散する場合もある。
また、中間転写ベルトを備えた構成の場合、感光ドラムと中間転写ベルトとの接触部である一次転写部において、トナーが機械的な摺擦を受けることで、トナー飛散が発生する場合もある。これは、中間転写ベルトから記録材にトナー像を転写する二次転写部でも同様である。また、中間転写ベルト上のトナー像は、中間転写ベルトの移動と共に、遠心力により飛散する場合もある。
このように飛散したトナーは、通常、排気ファンに設けられたフィルターにより捕集されるが、装置内に飛散しすぎたり、特定箇所に付着したりすると、画像不良の原因になったり、メンテナンスが大変になったりする。このため、従来から、このようなトナーの飛散や付着を抑制する技術が提案されている。
例えば、現像スリーブと現像容器との間の間隙からのトナー飛散に対して、現像容器の現像スリーブ対向面に電極を設け、これにトナーの帯電極性と同極性の電圧のバイアスを印加する技術が提案されている(特許文献1)。
また、現像装置に現像位置よりも感光ドラムの回転方向上流側に複数の電極を周方向に配置し、これに位相をずらした交流電圧を印加することにより、現像装置上側で生じるトナー飛散を防止する技術が提案されている(特許文献2)。
また、露光装置のLEDアレーの周りに電極を設け、交流電圧を印加することにより、LEDアレー発光面にトナーが付着するのを防止する技術が提案されている(特許文献3)。
また、吸引装置及びダクトを用いることにより飛散トナーを吸引する技術が提案されている(特許文献4)。
また、二次転写部上流の記録材案内部材に導電性の非接触トナー捕集部材を設け、これに強いバイアスを印加することにより、飛散トナーを捕集することで記録材のトナー汚れを防止する技術が提案されている(特許文献5)。
特開平7−209987号公報 特開平5−35112号公報 特開2006−239919号公報 特開2007−33587号公報 特開2008−3449号公報
しかしながら、上述の各特許文献のように、トナーの飛散や付着を抑制するために、電圧を印加する装置や、トナーを吸引する装置及びダクトなどを設けると、装置が高コスト化且つ大型化してしまう。
一方、近年の画像形成装置の小型化に伴い、上述のような装置の大型化を招く技術は導入しにくい。また、このような小型化の装置の場合、部品間の間隔が狭く、トナーの汚れが発生し易い。したがって、サービスマンにより清掃を行う頻度が高くなると共に、清掃にかかる時間も長くなり、保守コストが上昇する。特に、高速の画像形成装置の場合、トナーの飛散が多くなる傾向となり、より保守コストが高くなり易い。
本発明は、このような事情に鑑み、粒子付着抑制部材を組み込む装置の高コスト化及び大型化を抑制しつつ、粒子の付着を抑制できる構成を実現すべく発明したものである。
本発明は、電位が一定の導電部材と、前記導電部材に取り付けられた絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、エチレンプロピレンジエン三元共重合体(EPDM)を含む多孔性材料からなり、密度が0.01g/cm以上、0.2g/cm以下であり、前記導電部材に取り付けられた側とは反対側の自由面側に、負帯電された粒子が付着することで負帯電する、ことを特徴とする粒子付着抑制部材にある。
また、電位が一定の導電部材と、前記導電部材に取り付けられた絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材は、シリコン材料よりなる多孔性材料からなり、密度が0.01g/cm以上、0.3g/cm以下であり、前記導電部材に取り付けられた側とは反対側の自由面側に、負帯電された粒子が付着することで負帯電する、ことを特徴とする粒子付着抑制部材にある。
本発明によれば、絶縁部材の自由面側に負帯電された粒子が付着することで、絶縁部材が負帯電し、粒子が更に付着することを抑制できるため、電圧を印加する装置などを設けることなく、粒子の付着を抑制できる。この結果、粒子付着抑制部材を組み込む装置の高コスト化及び大型化を抑制でき、更には、この装置の保守コストを抑制できる。
本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 同じく現像装置の概略構成断面図。 同じく清掃装置の概略構成断面図。 同じく定着装置の概略構成断面図。 同じくトナー付着抑制部材の配置を説明するための、画像形成装置の要部の概略構成断面図。 同じく画像形成装置の枠体と画像形成部枠体との関係を図5の上方から見た状態を示す、概略構成断面図。 同じく画像形成装置の枠体を構成する連結部材の斜視図。 同じくトナー付着抑制部材を模式的に示す、(a)分解断面図、(b)断面図。 絶縁部材の拡大図。 トナーの飛散抑制メカニズムを説明するために単純モデル化した図。 各種材料の帯電系列を示す図。 本発明の第2の実施形態に係る現像装置の概略構成断面図。 本発明の第3の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 同じく現像装置の概略構成断面図。 同じく現像ブレードの拡大断面図。 出力画像がトナーの塊により汚れた一例を示す図。 第3の実施形態の別例を示す現像装置の概略構成断面図。 本発明の第4の実施形態に係る清掃装置の概略構成断面図。 同じく清掃ブレード支持部材の拡大断面図。 本発明の第5の実施形態に係る清掃装置の清掃ブレード支持部材を拡大して示す断面図。 本発明の第6の実施形態に係る現像装置の概略構成断面図。 同じくトナー付着抑制部材の拡大斜視図。 本発明の第7の実施形態に係る清掃部材の概略構成断面図。 同じくトナー付着抑制部材に防水層を設けた模式図。 本発明の第8の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 本発明の第9の実施形態に係る清掃装置の概略構成断面図。 本発明の第10の実施形態に係る前露光装置の概略構成断面図。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図11を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について図1ないし図4を用いて説明する。
[画像形成装置]
本実施形態の画像形成装置100は、電子写真方式のプリンタであり、像担持体としての感光ドラム1を備えている。感光ドラム1は、例えば直径108mmの円筒形状を呈し、表面にa―Si(アモルファスシリコン)感光層を含む。感光ドラム1は、不図示の支持部材によって回転自在に支持されると共に、不図示の駆動手段によって矢印R1方向に所定の周速度、例えば600mm/sで回転駆動される。そして、例えば、A4サイズの記録材Sを横送りにした場合、最高110頁/分の速度で白黒画像を形成可能である。また、a−Si感光層を有する感光ドラム1は、低中速の画像形成装置を中心に使用される有機光半導電部材(OPC)感光層を有する感光ドラムと比較して、高耐久(寿命500万頁以上)なので、高速の画像形成装置に適している。
感光ドラム1は、LEDアレー61等によって構成された前露光装置6aにより表面を除電された後、一次帯電装置5により所定の電位例えば+500Vに一様に帯電され、その後、露光装置6によって静電潜像が形成される。
露光装置6は、入力画像情報に基づくレーザ光LBを発光する半導電部材レーザ源(不図示)を有する。レーザ光LBは、ポリゴンミラー、fθレンズ、折り返しミラー、防塵ガラス等(いずれも不図示)を介して、一次帯電後の感光ドラム1表面に照射され、入力画像情報に基づいた静電潜像が形成される。レーザ光LBの波長は例えば670nm、解像度は例えば600dpiである。感光ドラム1の露光後の表面電位は、例えば+130V程度となる。
次に、静電潜像は、現像手段としての現像装置2によって現像される。本実施形態で使用する現像剤は、キャリア粒子を含まず、磁性のトナーのみからなる一成分型である。また、トナーは、負帯電性であって、重量平均粒径は例えば7μmである。
現像装置2は、図2に示すように、樹脂性の現像容器(筐体)20、非磁性金属製の現像剤担持体としての現像スリーブ21a、21b、現像剤撹拌搬送部材22a、22b、22c、現像ブレード23等から構成される。
現像装置2内のトナーは、画像出力の反復に伴って消費され、現像装置2内にホッパ(不図示)からトナーが補給される。補給されたトナーは、回転する樹脂製の梯子状の現像剤撹拌搬送部材22a、22b、22cにより、矢印R21a方向に周速度例えば750mm/sで回転する、例えばSUS304製の現像スリーブ21aに向けて搬送される。
2個の現像スリーブ21a、21bは、不図示の軸受等を介して現像容器20に回転自在に支持された例えば直径30、20mmの円筒状部材であって、その表面に薄層化されたトナー層を担持する。また、内部には固定された不図示の永久磁石を内蔵する。
現像スリーブ21aのR21a方向への回転に伴って、現像スリーブ21aに担持されたトナーは、磁性金属製の板状の現像ブレード23との間隙G2(例えば距離230μm)に搬送される。このトナーは、現像スリーブ21aが内蔵する固定の永久磁石(不図示)と磁性の現像ブレード23との相互作用により、負極性に帯電されつつ、所定の厚さのトナー薄層とされる。そして、感光ドラム1との対向部の間隙G1a(例えば距離250μm)において現像に供される。間隙G1aには、所定の交流現像バイアスが印加されている。
現像スリーブ21bのR21b方向への回転に伴って、現像スリーブ21bに担持されたトナーは、現像スリーブ21aとの間隙G22(例えば距離230μm)に搬送される。このトナーは、現像スリーブ21bが内蔵する固定の永久磁石(不図示)と現像スリーブ21aが内蔵する固定の永久磁石(不図示)との相互作用により、負極性に帯電されつつ、所定の厚さのトナー薄層とされる。そして、感光ドラム1との対向部の間隙G1b(例えば距離300μm)において現像に供される。間隙G1bには、所定の交流現像バイアスが印加されている。
このように現像スリーブ21a、21bによりトナーが供給されることで、上述のように感光ドラム1に形成された静電潜像がトナーにより現像され、感光ドラム1にトナー像が形成される。感光ドラム1に形成されたトナー像は、感光ドラム1と一次転写装置(転写手段)31との接触部(一次転写部)ZT1において、像担持体或いは別の像担持体である、樹脂製の無端ベルト状の中間転写ベルト(中間転写体)39に一次転写される。一次転写装置31は、一次バイアス電圧を印加される弾性体製のローラであり、中間転写ベルト39の内面に圧接し、中間転写ベルト39は感光ドラム1に圧接する。
記録材収納装置としてのカセット11に収納されていたシート状の記録材(別の像担持体)Sは、1枚ずつ、給紙ローラにより給送される。そして、この記録材Sは、搬送ローラ、レジストレーションローラ等を介して、中間転写ベルト39と二次転写装置(転写手段)3との間隙部(二次転写部)ZT2に、中間転写ベルト39上のトナー像と同期して供給される。供給された記録材Sには、二次転写装置3により中間転写ベルト39上のトナー像が二次転写される。
二次転写装置3は、二次バイアス電圧を印加される2個の弾性体製のローラ32e、32iにより構成され、二次転写内ローラ32iは中間転写ベルト39の内面に、二次転写外ローラ32eは中間転写ベルト39の外面にそれぞれ圧接する。
感光ドラム1上の転写残トナーは、感光ドラム清掃装置(清掃手段)41により、中間転写ベルト39上の転写残トナーは中間転写ベルト清掃装置(清掃手段)42により一時的に回収され、不図示の回収装置へ排出される。
感光ドラム清掃装置41は、図3に示すように、感光ドラム1に圧接しながらドラム上の転写残トナー等を回収するゴム製の板状の清掃ブレード411を備える。清掃ブレード411により回収されたトナーは、清掃ブレード411を支持する清掃容器(筐体)410に一時的に収容される。清掃容器410に回収されたトナーは、回転するスクリュー状の搬送部材414により、不図示の回収容器に排出される。
また、感光ドラム清掃装置41は、清掃補助手段として矢印R413方向に回転する永久磁石ローラ413を備える。永久磁石ローラ413上には、トナーの磁性を利用し、一旦回収したトナーで一定厚のトナー層である磁気穂(不図示)が形成される。この磁気穂は、矢印R415方向に回転するトナー層厚規制部材415により均一に形成されている。そして、この磁気穂により感光ドラム1上の転写残トナーなどを摺擦除去する。
中間転写ベルト清掃装置42は、中間転写ベルト39に圧接する点など感光ドラム清掃装置41と詳細形状は若干異なるが、構成自体は同様であるので、説明を省略する。
上述のように、トナー像転写後の感光ドラム1の表面に残った一部のトナーは、感光ドラム清掃装置41によって除去される。その後、感光ドラム1は、上述した前露光装置6aによって除電された後、再度、次の画像形成に供される。
一方、トナー像転写後の記録材Sは、中間転写ベルト39の表面から分離され、搬送ベルト40によって定着装置7に搬送される。記録材Sは、定着装置7によって加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の記録材Sは、画像排出口(不図示)から画像形成装置外に排出されることにより、記録材Sの1頁に対するトナー像の形成が終了する。
定着装置7は、図4に示すように、内部に熱源となる定着ヒータ73を設けた回転体たる定着ローラ71と、定着ローラ71に対して圧接された回転体たる加圧ローラ72とを有している。そして、制御装置(不図示)により定着ヒータ73に通電される電流が制御されて定着ローラ71の表面温度を調整し、定着ローラ71と加圧ローラ72とのニップ部で記録材Sが挟持搬送される間に加熱・加圧されてトナー像が定着される。
[トナー付着抑制部材]
図5ないし図11を用いて、本実施形態の粒子付着抑制部材としてのトナー付着抑制部材990について説明する。なお、図5に示す形状は、図1に示す形状と異なるが、図5はトナー付着抑制部材の配置を説明するための概略構成図であり、基本的な構成自体は図1と同じである。
本実施形態では、負帯電された粒子がトナーである。また、本実施形態は、図5に示すように、感光ドラム清掃装置41下方に配置される連結部材991Cの下面にトナーを付着しにくくすると共に、この連結部材991Cと中間転写ベルト39との間から、トナーが飛散することを抑制するものである。即ち、本実施形態では、トナーが飛散する箇所として、感光ドラム清掃装置41下方で、転写手段としての一次転写装置31の感光ドラム1の回転方向(移動方向)下流に、トナー付着抑制部材990を配置している。また、本実施形態では、図5に示すように、感光ドラム1、一次帯電装置5、露光装置6、現像装置2、中間転写ベルト39、前露光装置6a、感光ドラム清掃装置41などにより、トナー像を形成する画像形成部10を構成している。
本実施形態の画像形成装置100は、図6に示すように、中間転写ベルト39や露光装置6を除く、感光ドラム1、一次帯電装置5、現像装置2、感光ドラム清掃装置41等の画像形成部10の主要な要素を画像形成部枠体99により内包する。そして、このような画像形成部10の主要な要素と画像形成部枠体99とで画像形成部要素ユニット8を構成する。画像形成部要素ユニット8は、画像形成装置100の枠体91に対して前側(装置の設置状態でユーザが操作する側、図6の下側)に引き出し可能となっている。
画像形成部枠体99は、前側の板状部材99Fと奥側(図6の上側)の板状部材99R、及び、これら2つの板状部材99F、99Rを連結する連結部材991C、992C、993Cなどから構成される。このうちの連結部材991Cは、図5に示すように、感光ドラム清掃装置41の下方であって、画像形成時において一次転写部ZT1に関して中間転写ベルト39の移動方向R39の下流に位置する金属製の板状部材である。また、連結部材991Cは、接地されている。
このような連結部材991Cは、図7に示すように、例えば、幅30mm、長さ340mm、厚さ1mmの板状部991Caの両端部に、それぞれ2つの板状部材99F、99Rに連結する連結部991Cbを設けてなる。連結部材991Cの基本機能は、画像形成部枠体99の強度維持のためであるが、画像形成装置内における配置の関係で、一次転写部ZT1で飛散したトナーが付着し易い。また、静電ノイズ対策として連結部材991Cを接地にした場合、帯電した粒子は電気力線に沿って動き、より付着し易くなる。
本実施形態の場合、このような連結部材991Cの板状部991Caの片面に次述する絶縁部材991Iを取り付けて、トナー付着抑制部材990としている。即ち、連結部材991Cは、接地された金属製の板状部材であるため、電位が一定(0V)の導電部材となる。言い換えれば、連結部材991Cは、画像形成部を構成し、導電部材として機能する構成要素である。なお、電位が一定の導電部材とは、接地されているだけではなく、例えば、一定の電圧(例えば+50V)が印加されたものであっても良い。そして、図8に示すように、絶縁部材991Iを接着剤991Aにより連結部材991Cの中間転写ベルト39側に接着している。この接着剤991Aは、導電性を有する材料であっても絶縁材料であっても良い。
このように連結部材991Cに絶縁部材991Iを取り付けてなるトナー付着抑制部材990は、図5に示すように、絶縁部材991Iの表面(次述する自由面F)を相手部材としての中間転写ベルト39の表面に近接対向させている。本実施形態では、自由面Fと中間転写ベルト39の表面との間隔dを2mmとしている。この間隔dは、後述するように、感光ドラム1側からトナー付着抑制部材990と中間転写ベルト39との間をトナーが通り抜けにくくするためには、小さくすることが好ましく、例えば10mm以下、より好ましくは5mm以下とする。なお、間隔dを小さくし過ぎると、中間転写ベルト39上のトナー画像に影響を与える可能性があるため、間隔dは、1mm以上若しくは2mm以上とすることが好ましい。
また、本実施形態の場合、絶縁部材991Iの材料として、負帯電性に優れたエチレンプロピレンジエン三元共重合体(EPDM)を含む、図9に示すような多孔性材料(発泡体)を用いる。また、絶縁部材991Iの密度は、0.2g/cm以下とする。また、絶縁部材991Iは、体積抵抗率が1010Ω・cm以上1016Ω・cm以下である。なお、体積抵抗率が1010Ω・cm未満の場合、絶縁性が不十分で、次述するようにトナーが付着しても十分に表面電位が高くならない。一方、体積抵抗率が1016Ω・cmよりも大きい絶縁材料を得ることは難しい。このため、本実施形態の絶縁部材991Iは、体積抵抗率が1010Ω・cm以上1016Ω・cm以下としている。
そして、絶縁部材991Iの連結部材991Cに取り付けられた側とは反対側の自由面側に、付着を抑制する粒子と同極性に帯電した粒子を付着させる。本実施形態の場合、付着を抑制する粒子は、負極性に帯電したトナーであるため、微量の負極性のトナーP(図8)を絶縁部材991Iの自由面F(図5の下面、図8の上面)に直接付着させる。この自由面は、装置の構成要素の何れの部分にも接触しない面である。
微量の負極性のトナーPが絶縁部材991Iの自由面Fに付着すると、自由面Fの表面電位が負極性の方向に大きくなり(即ち、絶縁部材991Iが負帯電し)、それ以上、トナーが付着しにくくなる。実際には、トナー付着抑制部材990を設置した後に、装置内で飛散した微量のトナーが絶縁部材991Iの自由面に付着し、自由面の表面電位が高くなる。このように表面電位が高くなると連結部材991Cを兼ねるトナー付着抑制部材990にそれ以上トナーが付着しにくくなる。また、感光ドラム1側からトナー付着抑制部材990と中間転写ベルト39との間をトナーが通り抜けにくくなり、トナーがトナー付着抑制部材990よりも感光ドラム1と反対側に飛散することを抑制できる。また、感光ドラム1とトナー付着抑制部材990との間に存在するトナーが、感光ドラム1に付着して、感光ドラム清掃装置41により回収され、トナーの飛散が抑制される。
また、本実施形態では、絶縁部材991Iの長さ(トナー画像が搬送される方向に直交する方向の長さ、中間転写ベルト39の幅方向の長さ、図1の表裏方向の長さ)を、中間転写ベルト39に形成される画像領域の長さよりも大きくしている。例えば、絶縁部材991Iの長さを340mm、画像領域の長さを300mmとする。この理由について説明する。
上述のように、本実施形態では、EPDMの所定の条件を満たす発泡体の上に、負極性のトナーが極微量付着することで、トナーの付着を抑制する効果を発揮する。即ち、帯電されたトナーが有る程度供給される位置にトナー付着抑制部材990を配置することが好ましい。このため、絶縁部材991Iの自由面Fは、トナー像を担持して移動する像担持体としての中間転写ベルト39によりトナー像が搬送される画像領域の一部に対向して配置される。また、絶縁部材991Iの長さを画像領域の長さよりも大きくしている。また、付着するトナーの帯電量に関しては、−1μC/g以上(絶対値、即ち、負極性側に1μC/g以上)であることが好ましい。
本実施形態のトナーに使用されるバインダーとしては、例えば、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸−2−エチルへキシル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これらのバインダーは単独あるいは混合して使用される。
本実施形態のトナーに用いられる着色剤としては、公知のものがすべて使用可能であるが、例えば、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、モノアゾ染料の金属錯体、群青、銅フタロシアニン、メチレンブルー、クロームイエロー、キノリンイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、デュポンオイルレッド、キナクリドン、各種レーキ顔料などの染顔料が使用できる。
このような着色剤の含有量は、非磁性トナー粒子の場合はバインダー100重量部に対して2〜30重量部程度であることが望ましい。また、磁性トナーに含有する場合は、磁性トナー粒子100重量部に対して0.5〜15重量部程度であることが望ましい。
また、荷電制御剤は、トナーの帯電極性や帯電量等を制御するために必要に応じて添加される。本実施形態においては、目的とするトナーの極性や帯電量等に応じて公知の適当な帯電制御剤を選択すればよく、特に制限はない。例えば、金属錯塩アゾ系染料、ニグロシン系染料等が挙げられるが、これらは要求特性に応じて選択されたものである。このような荷電制御剤の含有量は、非磁性トナー粒子においては樹脂100重量部に対し0.2〜10重量部程度であることが望ましい。また、磁性トナーに含有する場合は、磁性トナー粒子100重量部に対して0.2〜10重量部程度あることが望ましい。
また、ワックスは画像の定着時の離型剤として、オフセット防止のために必要に応じて添加されるものであり、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、シリコンワックスなどの公知の様々なワックスを用いればよい。これらは要求特性に応じて選択されるものである。このようなワックスの含有量は、非磁性トナー粒子においてはバインダー100重量部に対して2〜10重量部程度であることが望ましい。また、磁性トナーにおいては、樹脂100重量部に対して0.5〜10重量部程度であることが望ましい。
上記のような着色剤、荷電制御剤、ワックス、磁性粉、その他の添加剤等のうちから必要なものを選択し、これらの所定量とバインダーとを溶融、混練し、冷却後、ハンマーミル、カッターミル等により粗粉砕する。次いで、ジェットミル、オングミル等によりさらに微粉砕化した後、好ましい体積平均または個数平均粒径範囲になるように分級する。
このようにして分級工程までを終えたトナーには、必要に応じて上記以外にも流動性向上剤、潤滑剤、研磨剤、導電性付与剤、定着助剤等の外添剤もしくは内添剤が添加される。例えば、シリカ、酸化チタン、トナーバインダーとして上記したような樹脂粉、ポリテトラフルオロエチレン粉、ポリフッ化ビニルデン粉、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、チッ化ボロン、酸化鉛、酸化アンチモン、硫酸ストロンチウム、硫酸アルミニウム、炭酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化ストロチウム、ステアリン酸亜鉛などの高級樹脂酸の金属塩、グラファイト、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化カーボン、カーボンブラック、導電性酸化錫などの公知の微粒子があり、これらは上記機能剤として2種類以上の機能を同時に有するものもある。
本実施形態のトナーは、必要に応じて、鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト粉などのキャリア粒子と混合され、二成分系現像剤として用いることもできる。また、トナーを一成分系磁性現像剤として用いる場合は、磁性粉としては、強磁性の元素およびこれらを含む合金、化合物など、例えば、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの鉄、コバルト、ニッケル、マンガンなどの合金や化合物、その他の強磁性合金など、公知の磁性材料を含有させればよい。これらの磁性粉は平均粒径0.03〜5μm、好ましくは0.1〜1μmの微粒子とし、トナー重量の1〜80重量%、好ましくは20〜60重量%の割合で添加する。
[トナーの飛散抑制メカニズム]
次に、このようなトナー付着抑制部材990によるトナーの飛散抑制メカニズムについて説明する。まず、上述の図8に示したように、一定電位(例えば0V)の導電部材である連結部材991Cの片面に、発泡体(図9)である絶縁部材991Iを取り付け、絶縁部材991Iの連結部材991Cに取り付けられていない面を自由面Fとする。そして、この絶縁部材9991Iの自由面Fに、負極性に帯電(例えば−5〜−20μC/g)した粒子P(例えばトナー)を極微量付着させることにより、自由面Fが強い負極性(例えば−2000V)に帯電する。帯電した面には、同極性に帯電したトナーは付着しないため、帯電面そのものがトナー汚れしない、また、強い負極性のため、帯電面近傍もトナーが飛散しにくい。
次に、絶縁部材991Iの帯電のメカニズムを以下に述べる。まず、図8と同様に、金属板(連結部材991Cに相当)の上に、両面テープ(接着剤991Aに相当)により2種類の絶縁部材を取り付けたもので、両者を比較する。この絶縁部材は、比較例としてポリウレタンの発泡体、実施例としてEPDMの半独立半連続気泡体を用いた。そして、両者に、0.001gの負極性トナーが付いた際の、絶縁部材の表面電位を表1に示す。
なお、このときのトナーの帯電量は−5μC/gであった。このトナーの帯電量は、ファラデー・ゲージ(Faraday−Cage)を用いて測定した。ファラデー・ゲージとは、同軸で2重筒のことで内筒と外筒は絶縁されている。この内筒の中に電荷量Qなる帯電体を入れたとすると、静電誘導によりあたかも電荷量Qの金属円筒が存在するのと同様になる。この誘起された電荷量をKEITHLEY 616 DIGITAL ELECTROMETERで測定し、内筒中のトナー重量Mで、電荷量Qを割ったものをQ/M(帯電量)とする。トナーは、直接、エアー吸引によりフィルター中に取り入れた。
表1から明らかなように、比較例のポリウレタンの発泡体の場合は表面電位が−20V以下程度しか帯電しないのに対して、本実施形態のEPDMの発泡体を用いた構成では−2000Vに帯電する。なお、絶縁部材を取り付けていない金属板の表面に同様のトナーを付着した場合の表面電位は−20Vである。なお、いずれの部材も初期条件をそろえるために、エタノールによる除電を行った後、検討をした。
また、その他の材料についても同様に表面電位を調べた。この結果も表1に示す。表1から明らかなように、同じ材質のEPDMでもE−4385のように導電体であるものは強い負極性にはならなかった。D社のゴムは絶縁体でありながら、これも強い負極性にはならなかった。密度に関しては、EPDMで0.2g/cm以下の密度の低いものは強い負極性を示すのに対して、密度が高いものは帯電しないことがわかった。また、表1には、最初に付着する微量のトナー以外のトナーの付着状況も示した。トナー付着状況のバツ印は、トナーの付着が多かったことを、丸印はトナーが殆ど付着しなかったことを、それぞれ示す。
表1から明らかなように、調べた材料の中では、EPDMのうち、密度が0.2g/cm以下のもののみが表面電位が負極性に高くなり、トナー付着状況も良好であった。即ち、EPDMでも更に密度が低いものが、強い負極性に帯電する。この結果、その後飛来する負極性トナーは静電気力により、付着しにくくなる。
この現象を単純モデルで示したのが図10である。電荷が−Q[μC/g]のトナーが、絶縁部材(EPDMの発泡体)の表面に付着すると、表面電位Vは、V=Q/C[V]となる。C=ε(比誘電率)×ε(真空誘電率)×S(面積)/d(厚さ)である。
ここで、絶縁部材の厚さdが2mmで、自由面の外縁により囲まれた面積をSとすると、絶縁部材の自由面の気泡を除いた面積は、密度に依存する。例えば、EPDMが密度0.9g/cmのゴム材の場合に対して、EPDMが0.09g/cmの発泡体の場合、密度は1/10となる。ここで、ゴム材と発泡体の高さを一定とすると面積は凡そ1/10となる(実際には高さ方向の密度も下がるため、1/10以上である)。
一方、発泡体の構成は、図9のように空気層とスポンジ層が入り乱れ、複雑な構成になっている。計算上では約100倍の電位に増幅することは考えられない。但し、表1から明らかなように、EPDMが密度0.9g/cmのゴム材の場合は、−20Vに、EPDMが0.09g/cmの発泡体の場合は、−2000Vにそれぞれ帯電する。即ち、本発明者は、絶縁部材が上述のような限られた構成をとることで、微量の電荷により、ゴム材の場合の100倍程度の増幅をする構成を発見した。
このような構成を定量的には説明できないが、上述の密度、電気的性質がある限られた発泡体構成をとることで、見かけの電気容量が、ゴム材の100分の1になると考えられる。EPDMは、図11で示す帯電系列によると、ポリエチレンのように、元々負極性になり易い性質をもつ。一般的にトナーはポリエステルやスチレンアクリル等の樹脂よりなっており、EPDMは、これらよりも帯電系列的に負極性に帯電しやすい特徴をもつ。したがって、絶縁部材としては、トナーを構成する樹脂(付着を抑制する粒子)よりも負極性に帯電する多孔性材料で、密度が0.2g/cm以下のものを使用することが好ましい。
なお、多孔性材料の密度は、密度が0.01g/cm未満のものは製造が難しく、密度が不安定であるとともにセルの大きさも不安定になる。また、ある程度の強度が必要なことから絶縁部材の密度は0.01g/cm以上としている。尚、絶縁部材の密度の下限値として好ましい範囲は、0.03g/cm以上、より好ましい範囲は0.05g/cm以上である。
上述のように、EPDMが負極性に帯電しやすい特徴を有するため、微量の負極性のトナーが、上述の条件を満たす絶縁部材の表面に付着することにより高いマイナスの電位表層を作る。これと共に、絶縁であることにより、長時間電荷(電位)を負極性に維持できるため、負帯電トナーがそれ以上静電的に付着しない構成となる。なお、表1でトナー付着状況が丸のものについて、10000枚の画像形成を行って、絶縁部材の表面電位を調べた結果、表面電位は−1800Vに帯電されており、原理的にも静電力学的にトナー汚れが起きないことがわかった。ちなみに、負極性に帯電しやすいポリテトラフルオロエチレン製のテープを接地した金属に張っても、強い負極帯電を示さないため汚れた。このことから考えると特異な現象であることがわかる。
次に、本実施形態の絶縁部材としてのEPDM発泡体の製造方法について説明する。まず、EPDM発泡体の組成について説明する。EPDM発泡体は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、加硫剤、加硫促進剤、発泡剤および発泡助剤を含有する発泡組成物を発泡させて得られる。
EPDMは、エチレン、プロピレンおよびジエン類の共重合によって得られるゴムであり、エチレン−プロピレン共重合体に、さらにジエン類を共重合させて不飽和結合をすることにより、加硫剤による加硫を可能としている。ジエン類としては、例えば、5−エチリデン−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン等がある。
EPDMのジエン含量は、例えば、3〜10重量%である。加硫剤としては、例えば、硫黄、セレン、酸化マグネシウム、一酸化鉛、有機過酸化物類(例えば、クメンペルオキシドなど)、ポリアミン類、オキシム類(例えば、p−キノンジオキシム、p,p'-ジベンゾイルキノンジオキシムなど)、ニトロソ化合物類(例えば、p−ジニトロソベンジンなど)、樹脂類(例えば、アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド縮合物など)、アンモニウム塩類(例えば、安息香酸アンモニウムなど)などが挙げられる。得られたEPDM発泡体の加硫性に起因する耐久性などの観点から、好ましくは、硫黄が挙げられる。加硫剤は、単独で用いてもよく、また2種以上併用してもよい。また、加硫剤の配合割合は、その種類によって加硫効率が異なるため、適宜選択すればよいが、例えば、硫黄では、EPDM100重量部に対して、0.5〜3重量部である。
加硫促進剤は、チオウレア系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤を含有しており、好ましくは、これら4種類の加硫促進剤のみからなる。
チオウレア系加硫促進剤は、N,N’−ジエチルチオ尿素、N,N’−ジブチルチオ尿素、N,N’−ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素から選択される。
チアゾール系加硫促進剤は、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、ジベンゾチアジルジスルフィドから選択される。
ジチオカルバミン酸系加硫促進剤は、ジイソノニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛から選択される。
チウラム系加硫促進剤は、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィドから選択される。
また、加硫促進剤は、チオウレア系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤を、チオウレア系加硫促進剤/チアゾール系加硫促進剤/ジチオカルバミン酸系加硫促進剤/チウラム系加硫促進剤の重量比率として、例えば、1〜20/1〜20/1〜20/1〜30の割合、好ましくは、1〜15/1〜10/1〜10/1〜30の割合、より好ましくは、2〜15/2〜7/1〜5/1〜25の割合で含有している。また、加硫促進剤の配合割合は、EPDM100重量部に対して、1.0〜7.0重量部である。
発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、バリウムアゾジカルボキシレート、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼンなどのアゾ系化合物、例えば、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド、2,4−トルエンジスルホニルヒドラジド、p,p−ビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)エーテル、ベンゼン−1,3−ジスルホニルヒドラジド、アリルビス(スルホニルヒドラジド)などのヒドラジド系化合物、例えば、p−トルイレンスルホニルセミカルバジド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)などのセミカルバジド系化合物、例えば、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタンなどのフッ化アルカン、例えば、5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾールなどのトリアゾール系化合物などの有機系発泡剤、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウムなどの炭酸水素塩、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの炭酸塩、例えば、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸アンモニウムなどの亜硝酸塩、例えば、水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化ホウ素塩、例えば、アジド類などの無機系発泡剤が挙げられる。好ましくは、有機系発泡剤、より好ましくは、アゾ系化合物、より一層好ましくは、アゾジカルボンアミド(ADCA)が挙げられる。
なお、有機系発泡剤としては、加熱膨張性物質がマイクロカプセル内に封入された熱膨張性微粒子などを用いてもよく、そのような熱膨張性微粒子としては、例えば、マイクロスフェア(商品名、松本油脂社製)などの市販品を用いてもよい。発泡剤の配合割合は、EPDM100重量部に対して、5〜25重量部である。発泡助剤としては、例えば、尿素系化合物、サリチル酸系化合物、安息香酸系化合物などが挙げられる。好ましくは、尿素系化合物が挙げられる。また、発泡助剤の配合割合は、EPDM100重量部に対して、例えば、1〜15重量部、好ましくは、2〜10重量部である。また、発泡組成物は、必要により、加硫助剤、滑剤、充填材、顔料、軟化剤などを適宜含有することができる。
加硫助剤としては、例えば、酸化亜鉛などが挙げられ、その配合割合は、EPDM100重量部に対して、2〜10重量部である。滑剤としては、例えば、ステアリン酸やそのエステル類などが挙げられ、その配合割合は、EPDM100重量部に対して、0.5〜5重量部、好ましくは、1〜3重量部である。
充填材としては、例えば、炭酸カルシウム(例えば、重質炭酸カルシウムなど)、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸およびその塩類、クレー、タルク、雲母粉、ベントナイト、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、アセチレンブラック、アルミニウム粉などの無機系充填材、例えば、コルクなどの有機系充填材、その他公知の充填材が挙げられ、好ましくは、無機系充填材が挙げられ、より好ましくは、炭酸カルシウムが挙げられる。充填材の配合割合は、例えば、EPDM100重量部に対して、200重量部以下である。
顔料としては、例えば、カーボンブラックなどが挙げられ、その配合割合は、EPDM100重量部に対して、0.5〜50重量部である。
軟化剤としては、例えば、乾性油類や動植物油類(例えば、アマニ油など)、パラフィン、アスファルト、石油系オイル類(例えば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイルなど)、低分子量ポリマー類、有機酸エステル類(例えば、フタル酸エステル(例えば、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP))、リン酸エステル、高級脂肪酸エステル、アルキルスルホン酸エステルなど)、増粘付与剤などが挙げられ、好ましくは、パラフィン、アスファルト、石油系オイル類が挙げられる。軟化剤の配合割合は、例えば、EPDM100重量部に対して、50〜200重量部である。
さらに、発泡組成物は、必要に応じて、得られるEPDM発泡体の優れた効果に影響を与えない範囲において、例えば、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、着色剤、防カビ剤、難燃剤などの公知の添加剤を適宜含有することができる。
次いで、EPDM発泡体の製造方法について説明する。EPDM発泡体を製造するには、まず、上記した各成分を配合して、ニーダー、ミキサーまたはミキシングロールなどを用いて混練りすることにより、発泡組成物を混和物として調製する。なお、調製工程では、適宜加熱しながら混練りすることもできる。また、調製工程では、例えば、加硫剤、加硫促進剤、発泡剤および発泡助剤以外の成分をまず混練して、一次混和物を調製してから、一次混和物に加硫剤、加硫促進剤、発泡剤および発泡助剤を添加して混練して、発泡組成物(二次混和物)を調製することもできる。また、一次混和物を調製するときに、加硫促進剤の一部(例えば、チオウレア系加硫促進剤)を配合することもできる。
調製された発泡組成物の120℃におけるスコーチタイムt(JIS K 6300−1に準ずる。)は、例えば、20分以上、好ましくは、30分以上である。そして、調製された発泡組成物を、押出成形機を用いてシート状などに押出成形し(成形工程)、押出成形された発泡組成物を、加熱して加硫発泡させる(発泡工程)。
発泡組成物は、配合される加硫剤の加硫開始温度や、配合される発泡剤の発泡温度などによって、適宜選択されるが、例えば、熱風循環式オーブンなどを用いて、例えば、60〜160℃で、5〜40分、予熱した後、120〜250℃で、15〜50分加熱される。
また、調製された発泡組成物を、押出成形機を用いて、加熱しながらシート状に連続的に押出成形して、発泡組成物を連続的に加硫発泡させることもできる。これにより、発泡組成物が発泡しながら加硫され、EPDM発泡体ができる。
尚、発泡体の密度制御に関しては、発泡剤の配合量や加硫発泡の処理時間や温度により制御することができる。基本としては発泡剤の量は多いほど発泡しやすく、温度を上げたり、処理時間を長くするほど発泡は進み、その中で最適値に調整する。
また、発泡をする加熱工程の前の浸透工程で密度を調整することもできる。浸透工程とは発泡剤となる不活性ガス(例えば炭酸ガス)を高圧下で発泡させるものに対して、浸透させる工程である。ちなみに、発泡させるものに対して、不活性ガスの量、つまり浸透量が大きいほど発泡しやすくなる。
尚、発砲体の製造方法は上記に限らず、公知の製造方法で行っても良い。また、後述するシリコンも同様の方法で発砲形成することができる。
次に、飛散トナーに曝される部材が、導電部材のみ、ポリウレタンの絶縁部材のみ、導電部材に絶縁部材(表1の品番:EC100)を取り付けたものである場合について、トナー付着状況と表面電位を調べた。この結果を表2に示す。
表2から明らかなように、本実施形態の条件を満たす絶縁部材を導電部材に取り付けたもののみが、トナーの付着を有効に抑制できることがわかる。
上述のように、本実施形態の場合、絶縁部材991Iの自由面側に、付着を抑制するトナーと同極性に帯電したトナーを付着させることで、粒子が更に付着することを抑制できる。このため、電圧を印加する装置などを設けることなく、トナーの付着を抑制できる。この結果、トナー付着抑制部材990を組み込む画像形成装置100の高コスト化及び大型化を抑制でき、更には、この装置の保守コストを抑制できる。
[実施例1]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材990として、連結部材991Cに、幅3mm、長さ340mm、厚さ1mmの絶縁部材991I(表1の品番EC100)を、厚さ0.5mmの接着剤(両面テープ)991Aで接着したものを用いた。また、トナー付着抑制部材990と中間転写ベルト39との間隔dは2mmとした。この実験の結果を、表3の実施例1として示す。
なお、表3の丸は、装置コストに関しては、後述する従来例3(バツ印)よりも良好であったことを、トナー付着状況に関しては、トナー付着抑制部材を設けた箇所(対策箇所)で、後述する従来例1、2(バツ印)よりも良好であったことを示す。また、保守コストに関しても、丸印は、従来例1、2(バツ印)よりも良好であったことを示す。表3によれば、実施例1はコストに関する優位性が高いことがわかる。このようにして、低価格でサービスマンによる清掃メンテナンスが不要な構成を実現することができた。
[従来例1]
ここで、表3の従来例1について説明する。従来例1では、画像形成装置の何れの箇所にもトナー付着抑制部材を設けなかった。このような従来例1の場合、トナーが飛散して画像形成装置の各部に付着するなどするため、保守頻度が低下(例えば画像出力約10万枚毎に清掃が必要)し、保守コストが低下する。
これに対して実施例1では、飛散トナーが連結部材991Cに付着することを抑制でき、更には、トナーの飛散を抑制できた。実施例1では、トナー付着抑制部材990と中間転写ベルト39との間隔dを小さくし、飛散トナーが移動しうる隙間を狭くしている。このため、一次転写部で飛散したトナーが、トナー付着抑制部材990の発する電界のため、図5の右側に移動できず、一次転写後の感光ドラム1側へ引き寄せられる。そして、最終的には感光ドラム清掃装置41に回収される。したがって、トナーの機内飛散を抑制でき、画像出力1000万枚まで、サービスマンによる清掃が不要な構成にできた。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図12を用いて説明する。本実施形態は、現像装置2の感光ドラム1の回転方向下流側に生じるトナー飛散を低減するものである。このために本実施形態では、現像装置2の現像容器20の感光ドラム1と対応する開口部20cの下側(開口部近傍)にトナー付着抑制部材29を設けている。また、トナー付着抑制部材29を構成する絶縁部材として発泡シリコンを用いている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態の場合、装置内のトナーが飛散する箇所として、現像容器20の開口部20cの下部20Lにトナー付着抑制部材29を設けている。本実施形態では、現像容器20が樹脂製であるため、トナー付着抑制部材29は、導電部材としてのアルミニウム合金製などの金属板の片面に、発泡シリコン(特に高発泡シリコン)よりなる絶縁部材(例えば表1のTL4400)を取り付けている。そして、絶縁部材の自由面を現像容器20の下方に向けて配置している。また、金属板は接地され、0Vに保たれている。
本実施形態の絶縁部材は、シリコンよりなる多孔性材料(発泡シリコン)で、密度が0.3g/cm以下である。前述した表1からわかるように、絶縁発泡体でさまざまな材質にした場合のトナー付着状態をみると、高発泡シリコンでかつ、その密度が低いもの(例えば0.26g/cm)は、トナー付着が抑制されることがわかった。このような材料は、表面電位も−2000Vと高く、このことからマイナストナーを引き付けない。しかしながら、発泡シリコンでも、密度の高い、例えば0.34g/cmのTL4401の場合はトナー付着を起こした。この密度の詳細検討により、発泡シリコンの場合、密度が0.3g/cm以下の場合に、トナー付着を抑制できることがわかった。本実施形態ではこの特性を利用した。また、密度の下限値は、発砲安定性、強度の観点から、0.01g/cm以上とする。尚、絶縁部材の密度の下限値として好ましい範囲は、0.03g/cm以上、より好ましい範囲は0.05g/cm以上である。
シリコンは、図11で示す帯電系列によると、元々負極性になり易い性質をもつ。一般的にトナーはポリエステルやスチレン、アクリル等の樹脂よりなっており、シリコンは、これらよりも帯電系列的に負極性に帯電しやすい特徴をもつ。
このようなトナー付着抑制部材29は、両面テープにより現像容器20の下部20Lに接着されている。これにより、下部20Lに飛散トナーが付着することがない。このため、飛散トナーが、現像容器20の下部20Lに付着して積り、現像容器20の下方に落下することを低減でき、現像容器20の下側に配置される中間転写ベルト39上のトナー画像が汚れたりすることを低減できる。
また、現像工程時の現像スリーブ21a、21bと感光ドラム1との間で生じる飛散トナーは、下部20Lに設けられたトナー付着抑制部材29の強い負極性のため、現像容器20の下側に行きにくい。このため、この飛散トナーは、現像工程後の現像スリーブ21a、21b側に引きつけられ、そのため、現像容器20の下側のトナー飛散を低減することができる。
[実施例2]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材29として、導電部材としてのアルミニウム板に多孔性の絶縁部材(シリコン発泡体、品番TL4400)を両面テープで接着したものを用いた。アルミニウム板は、幅3mm、長さ340mm、厚さ0.5mmの長方形状である。絶縁部材は、幅3mm、長さ340mm、厚さ1mmである。両面テープは、厚さ0.5mmである。この実験の結果を、前述の表3の実施例2として示す。
実施例2では、従来例1に比較して現像装置及び機内のトナー汚れが極端に良くなり、機内清掃による保守頻度が1/10以下に低下し、その結果、保守コストも低減することができた。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図13ないし図17を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置200は、例えば、最高40枚/分の速度でのフルカラー画像形成が可能な、タンデム式のフルカラー画像形成装置である。このために、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4原色のトナー像を形成する画像形成部10Y、10M、10C、10Kを有する。また、本実施形態では、使用する現像剤は、非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分現像剤である。
これらの画像形成部10Y〜10Kは、それぞれ対応する色の画像を形成するが、構成は略同一なので、以下、画像形成部10Yの詳細を説明して、他の画像形成部10M〜10Kの説明は省略する。
画像形成部10Yは、感光ドラム1Y、一次帯電装置5Y、現像装置2Y、及び一次転写装置31Y等を備えている。OPC感光層を有する感光ドラム1Yは、例えば、直径30mmで、露光装置(レーザスキャナ)6Yからのレーザビームによってその表面に静電潜像を形成する。周速度は、例えば250mm/sである。
一次帯電装置5Yは、感光ドラム1Yの表面を所定の電位例えば−700Vに帯電させて静電潜像形成の準備を施す。現像装置2Yは、感光ドラム1Y上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。
このような現像装置2Yは、図14に示すように、現像容器20Y内に、現像剤担持体としての現像スリーブ21Y、現像剤撹拌搬送部材としての2本の搬送スクリュー22Y、層厚規制部材としての現像ブレード23Yなどを備える。現像スリーブ21Yは、例えば直径が20mmで、内部に固定のマグネット24Yを配置している。また、不図示の駆動手段により矢印R21Y方向に回転駆動される。搬送スクリュー22Yは、それぞれ、攪拌室25Yと現像室26Yに配置され、互いに平行に且つ反対方向に現像剤を搬送する。攪拌室25Yと現像室26Yの両端部には連通部が設けられ、これら連通部を通じて現像剤が攪拌室25Yと現像室26Yとの間を循環する。
攪拌室25Y及び現像室26Yで撹拌搬送された現像剤は、トナーが負極性に、キャリアが正極性にそれぞれ帯電する。そして、マグネット24Yの磁力により現像スリーブ21Y上に担持され搬送される。このとき、現像スリーブ21Y上に担持された現像剤が、現像ブレード23Yによりその層厚が規制された状態で、感光ドラム1Yに搬送される。そして、現像スリーブ21Yと感光ドラム1Yとの間に所定の現像バイアスが印加されることで、感光ドラム1Y上の静電潜像がトナーにより現像される。現像後に現像スリーブ21Y上に残った現像剤は、現像室26Yに回収される。
一次転写装置31Yは、中間転写ベルト39を挟んで感光ドラム1Yに対向する位置に配置されるローラである。そして、このローラに所定の一次転写バイアスが印加されることで、感光ドラム1Yに形成されたトナー画像が、中間転写ベルト39に一次転写される。
以降M、C、Kの順に、順次それぞれの画像形成部10Y〜10Kにおいて形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト39上に一次転写され、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト39上に形成されたトナー像は、二次転写装置3により記録材Sに2次転写される。二次転写装置3は、二次バイアス電圧を印加される2個の弾性体製のローラ32e、32iにより構成され、二次転写内ローラ32iは中間転写ベルト39の内面に、二次転写外ローラ32eは中間転写ベルト39の外面にそれぞれ圧接する。
感光ドラム1Y上の転写残トナーは、感光ドラム清掃装置41Yにより、中間転写ベルト39上の転写残トナーは中間転写ベルト清掃装置42により一時的に回収され、不図示の回収装置へ排出される。トナー像が転写された記録材Sは、定着装置7に搬送され、定着装置7で加圧、加熱されることで、記録材Sに画像が定着される。
上述のように、本実施形態の現像剤は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含み、トナーは負帯電性である。また、現像スリーブ21Y上に形成される現像剤層の単位面積あたり質量は、例えば、約50mg/cmである。
トナーは、結着樹脂と着色剤と、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有する。結着樹脂は、例えば負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は例えば7μmである。キャリア粒子は、例えば酸化物フェライトを主体とする材料からなり、製造法に制限されない。重量平均粒径は例えば40μm、体積電気抵抗は例えば10Ω・cmである。
本実施形態の場合、装置内のトナーが飛散する箇所として、現像装置2Yの層厚規制部材としての現像ブレード23Yに、トナー付着抑制部材230Yを設け、現像装置上流部のトナー飛散を低減している。このようなトナー付着抑制部材230Yは、図15に示すように、導電部材としての磁性金属板230YCに第1の実施形態と同様の絶縁部材230YIを接着剤により取り付けたものである。そして、絶縁部材230YIの自由面が現像容器20Yの内側に向くように、現像ブレード23Yの裏側(現像スリーブ21Yにより現像剤が搬送される側)に固定している。
これにより、現像ブレード23Yの裏側にトナーがこびりつくことを低減できる。即ち、現像ブレード23Yの裏側にトナーがこびりつくことで、トナーが堆積し、大きい堆積層になると、この堆積したトナーが一度に落下する場合がある。そして、現像容器20Yの空隙がある部分、例えば現像容器20Yの開口部と現像スリーブ21Yの間や、端部の現像スリーブのシール部の隙間からトナー飛散する場合がある。また、このようなトナー塊が落下して、図16に示すように、例えば中間転写ベルト39上の出力画像Tが汚れる場合もある。本実施形態では、現像ブレード23Yの裏側にトナー付着抑制部材230Yを設けているため、このようなことが生じることを低減できる。他の画像形成部についても同様である。
上述のように、本実施形態の現像剤は二成分型であり、トナーの現像スリーブ21Yへの磁気力がない。このため、トナーの帯電量が低くなる高温高湿時の際のトナー飛散が厳しいものに、本実施形態は有効である。
なお、上述のようなトナー付着抑制部材230Yは、図17に示すように、装置内のトナーが飛散する箇所として、現像容器20Yの現像スリーブ21Yを覆う部分の外側に設けても良い。即ち、現像容器20Yの開口部の上側で、現像スリーブ21Yを覆う部分にトナー付着抑制部材230Yを設ける。これにより、現像装置2Yの上方へのトナーの飛散を抑制できる。
[実施例3]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材として、導電部材としての磁性金属板に多孔性の絶縁部材(発泡体、品番EE−1010)を両面テープで接着したものを用いた。磁性金属板は、幅20mm、長さ320mm、厚さ1mmの長方形状である。絶縁部材は、幅20mm、長さ320mm、厚さ5mmである。両面テープは、厚さ0.5mmである。この実験の結果を、前述の表3の実施例3として示す。実施例3では、現像ブレード裏にトナー付着抑制部材をつけることにより、現像ブレード裏面へのトナー付着を大幅に軽減することができた。
[従来例2]
ここで、表3の従来例2について説明する。従来例2は、第3の実施形態と同様の構成の画像形成装置で、画像形成装置の何れの箇所にもトナー付着抑制部材を設けなかった。このような従来例2の場合、トナーが飛散して画像形成装置の各部に付着するなどするため、保守頻度が低下(例えば画像出力約5万枚毎に清掃が必要)し、保守コストが低下する。また、従来例2の場合、現像スリーブ上のキャリアから離脱したトナーは現像スリーブと感光ドラムとの間で、現像工程で飛散する。これは特に交流バイアスが印加された場合顕著であった。
これに対して実施例3では、付着した帯電量の低いトナーが現像装置外部に落下して出力画像を汚すことを低減できるので、従来例2に比較して保守頻度が低下し、保守コストも低下した。
<第4の実施形態>
本発明の第4の実施形態について、図18及び図19を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、清掃手段としての感光ドラム清掃装置41の内部、特に、清掃ブレード411を支持する部分に、トナー付着抑制部材412を設けている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
清掃ブレード411は、金属製の清掃ブレード支持部材412Cにより支持されており、トナー付着抑制部材412の導電部材は、清掃ブレード支持部材412Cである。言い換えれば、清掃ブレード支持部材412Cが、画像形成部を構成し、導電部材として機能する構成要素となる。清掃ブレード支持部材412Cは、板状の部材を折り曲げてなり、図に示すような形状となっている。そして、この清掃ブレード支持部材412Cの表面(清掃ブレード411を支持する面を除く、裏面)を覆うように、第1の実施形態と同様の絶縁部材412Iを両面テープ412A(図19)により取り付けている。そして、絶縁部材421Iの自由面も、清掃ブレード支持部材412Cの表面を覆うようにしている。また、清掃ブレード支持部材412Cは接地され、0Vに保たれている。
本実施形態の場合、このように構成することにより、感光ドラム清掃装置41内の上部壁面に残トナーが蓄積し、トナーが飛散したり、出力画像を汚したりすることを抑制できる。即ち、感光ドラム1上の残トナーが清掃ブレード411により取り除かれ、永久磁石ローラ413を経て、搬送部材414により、感光ドラム清掃装置41の外部に送られる。このようにトナーが感光ドラム清掃装置41の外部に送られるまでの間に、感光ドラム清掃装置41の内部でトナーが飛散する。そして、感光ドラム清掃装置41内の上面に、この飛散したトナーが付着し、画像形成枚数が多くなると、ここにトナーが積もってしまう。この結果、例えば、清掃ブレード支持部材412C裏面へ付着した累積トナーが、一度に感光ドラム1上のトナー量を安定的に供給する永久磁石ローラ413や搬送部材414に落下してしまう。そして、感光ドラム清掃装置41の端部から中間転写ベルト39上にトナー飛散し、ひいては出力画像を汚す可能性がある。本実施形態では、清掃ブレード支持部材412Cを上述のように絶縁部材412Iで覆っているため、飛散トナーが清掃ブレード支持部材412Cに積もりにくいため、トナー飛散や出力画像を汚すことを抑制できる。
[実施例4]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材として、導電部材としての清掃ブレード支持部材412Cの表面に多孔性の絶縁部材(発泡体、品番No.681)412Iを両面テープ412Aで接着したものを用いた。清掃ブレード支持部材412Cは、幅340mm、長さ、60mm、厚さ1mmの長方形を折り曲げた形状の非磁性金属板である。絶縁部材412Iは、幅340mm、長さ58mm、厚さ2mmである。両面テープ412Aは、厚さ0.5mmである。この実験の結果を、前述の表3の実施例4として示す。
実施例4では、清掃ブレード支持部材412Cが、トナー付着抑制部材412を兼ねることにより、清掃ブレード支持部材412C裏面へのトナー付着を大幅に軽減することができた。また、従来例1では、清掃ブレード支持部材裏面へ付着した累積トナーが一度に永久磁石ローラや搬送部材に落下し、感光ドラム清掃装置の端部から中間転写ベルト上にトナー飛散し、ひいては出力画像を汚していた。これに対して実施例4では、この従来例1に比較して極端に飛散トナーが低減し、その結果、保守頻度が低下し、保守コストも低下することができた。
<第5の実施形態>
本発明の第5の実施形態について、図20を用いて説明する。本実施形態は、第4の実施形態と同様に、感光ドラム清掃装置41で清掃ブレード411を支持する部分に、トナー付着抑制部材412を設けている。即ち、清掃ブレード支持部材412Cの表面(清掃ブレード411を支持する面を除く、裏面)を覆うように、第1の実施形態と同様の絶縁部材412Iaを両面テープ412Aにより取り付けている。但し、第4の実施形態と異なり、絶縁部材412Iaを清掃ブレード支持部材412Cに分割して設けている。これによりにより、平板でない、複雑な曲面等で構成される導電部材の場合でも、絶縁部材の接着性を維持し、トナー付着飛散防止性能を長期間維持することができる。その他の構成及び作用は、上述の第4の実施形態と同様である。
[実施例5]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材として、導電部材としての清掃ブレード支持部材412Cの表面に多孔性の絶縁部材(発泡体、品番No.681)412Iaを分割して両面テープ412Aで接着したものを用いた。各種材料については、実施例4と同様である。この実験の結果を、前述の表3の実施例5として示す。本実施例の場合も、保守頻度が低下し、保守コストが低下した。
<第6の実施形態>
本発明の第6の実施形態について、図21及び図22を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、現像装置2Yの現像容器20Yの開口部27Yの内側面で、現像スリーブ21Yと対向する側壁部20SY(開口部近傍)にトナー付着抑制部材290Yを設けている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第3の実施形態と同様であるため、以下、第3の実施形態と異なる点を中心に説明する。
トナー付着抑制部材290Yは、図22に示すように、導電部材としての磁性金属板290YCに第1の実施形態と同様の絶縁部材290YIを接着剤により取り付けたものである。そして、絶縁部材290YIの自由面が現像スリーブ21Y側に向くように、現像容器20Yの側壁部20SYに固定している。
図21において、トナー付着抑制部材290Yは、相手部材としての現像スリーブ21Yの表面から2mmの距離に設置されており、マグネット24Yの取込極N3近傍よりも現像スリーブ21Yの回転方向R21Y上流側に設けている。これにより、現像剤がトナー付着抑制部材290Yに触れることがないために画像ムラを発生させることなく、トナー飛散量を抑制できる。
なお、本実施形態においては、トナー付着抑制部材290Yを、現像極S2と取込極N3との間の現像剤穂が寝ている部分に近接させて設けている。このため、磁極に対向する位置に設けるよりも、より現像スリーブ21Yに近づけてトナー付着抑制部材290Yを設置することができる。上述の説明では、Yの画像形成部について述べたが、他の画像形成部についても同様である。
また、本実施形態では、現像スリーブ21Yと対向する側壁部20SY(開口部近傍)にトナー付着抑制部材290Yを設けたが、これに限らない。現像装置のうち、トナー飛散が考えられる箇所に適宜、設けることができる。例えば、現像スリーブの端部からのトナー飛散を抑制するために、現像スリーブの端部や、現像スリーブ端部と対向する容器表面に本発明の多孔性の絶縁部材を取り付けてもよい。この場合も、多孔性の絶縁部材の自由面は、対向する部材に対し非接触となるように取り付けて使用することになる。
[実施例6]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材として、導電部材としての磁性金属板に多孔性の絶縁部材(発泡体、品番EE−1010)を両面テープで接着したものを用いた。磁性金属板は、幅20mm、長さ320mm、厚さ1mmの長方形状である。絶縁部材は、幅20mm、長さ320mm、厚さ5mmである。両面テープは、厚さ0.5mmである。この実験の結果を、前述の表3の実施例6として示す。
実施例6では、トナー付着抑制部材290Yを設けない従来例2と比べて、トナー飛散量を約1/5以下に抑えることができた。また、従来例2に比較して保守頻度が低下し、保守コストも低下した。また、表3の従来例3と比較すると、トナー付着抑制部材に高圧を印加するための高圧電源が省略できる分だけ、装置コストが低下した。
[従来例3]
ここで、表3の従来例3について説明する。従来例3では、第6の実施形態と同様の構成の画像形成装置で、第6の実施形態と同様の位置に、トナー付着抑制部材290Yに代えて、厚さ0.5mmの非磁性金属製板状の部材を、現像スリーブ21Yの表面から2mmの距離に設置した。そして、この部材に、不図示の高圧電源から−1000Vの直流電圧を印加している。このような従来例3の場合、トナー飛散抑制防止効果はある程度あるものの(画像出力約5万頁毎に清掃が必要)、高圧電源の分だけ装置コストが高かった。
<第7の実施形態>
本発明の第7の実施形態について、図23及び図24を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、中間転写ベルト清掃装置42を支持する板状の支持部材47の、二次転写後の記録材が搬送される経路側の側面47Uに、第1の実施形態と同様の絶縁部材47Iを設けている。即ち、転写手段としての二次転写装置3の中間転写ベルト39の回転方向(移動方向)下流に、トナー付着抑制部材470を配置している。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、支持部材47は、接地された金属製の板状部材であり、電位が一定(0V)の導電部材となる。言い換えれば、支持部材47が、画像形成部を構成し、導電部材として機能する構成要素である。そして、この支持部材47に絶縁部材47Iを取り付けることで、トナー付着抑制部材470を形成している。また、本実施形態の場合、絶縁部材47Iの自由面(図23の下側の面)は、図24に示すように、絶縁部材47Iの表面よりも平滑性が高いコート層として防水層(水止め層)47Wを有する。即ち、トナー付着抑制部材470は、図24に示すように、金属製の支持部材47に、アクリル樹脂などの接着剤47Aにより絶縁部材47Iを取り付け、更に、絶縁部材47Iの表面を防水層47Wにより覆っている。この防水層は、絶縁材料で、例えば、アクリル系粘着層の上にポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールを溶融押し出して形成したものである。フィルムのラミネート方式で形成しても良い。そして、この防水層47Wの表面に付着を抑制する粒子と同極性に帯電した粒子(本実施形態では負極性のトナー)を付着させるようにしている。
本実施形態の場合、中間転写ベルト清掃装置42の下側に、トナー付着抑制部材470を設けているため、中間転写ベルト39から飛散するトナーが、中間転写ベルト清掃装置42よりも中間転写ベルト39と反対側に飛散しにくくなる。また、飛散したトナーが中間転写ベルト清掃装置42の下側の支持部材47に付着しにくくなるため、中間転写ベルト清掃装置42の下側を搬送される記録材の画像を汚すことを抑制できる。即ち、支持部材47の側面47Uには、中間転写ベルト39から飛散したトナーが付着して蓄積し、この蓄積されたトナーが落下して出力画像を汚す可能性がある。これに対して本実施形態では、側面47Uに飛散トナーが付着しにくいため、このように出力画像を汚すことを抑制できる。
また、本実施形態の場合、トナー付着抑制部材470の表面には防水層47Wを設けているため、表面性がよく、メンテナンス時にサービスマンがトナー付着抑制部材470を拭いて清掃し易い。したがって、サービスマンによるメンテナンス性が向上する。
[実施例7]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材として、導電部材としての支持部材47の表面に多孔性の絶縁部材(発泡体、品番SA−612)47Iを両面テープで接着したものを用いた。絶縁部材47Iの層厚は、5mmである。また、防水層(アクリル系粘着層の上にポリエチレングリコールを溶融押し出して形成したもの)47Wの層厚は、100μm〜500μm程度である。この防水層47Wの表面に、負極性トナーを0.001g付けた。このときの表面電位は、−1600Vであった。この実験の結果を、前述の表3の実施例7として示す。実施例7では、表面電位が−1800Vであったため、負極性トナーをそれ以上寄せ付けないことがわかった。また、従来例1に比較して保守頻度が低下し、保守コストも低下した。
<第8の実施形態>
本発明の第8の実施形態について、図25を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、中間転写ベルト39の下方に、第1の実施形態と同様のトナー付着抑制部材390を設けている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
トナー付着抑制部材390は、中間転写ベルト39の下方に配設された、導電部材としての板状部材39Cに絶縁部材39Iを取り付けて形成される。絶縁部材39Iの自由面は、中間転写ベルト39によりトナー像が搬送される画像領域の一部と対向する。また、自由面と相手部材としての中間転写ベルト39の表面との間隔dは、第1の実施形態と同様に、1mm以上10mm以下(本実施形態では2mm)としている。
本実施形態の場合、中間転写ベルト39等からの飛散トナーが板状部材39Cに付着しにくくなるため、このトナーが板状部材39Cに蓄積し、蓄積したトナーが落下して出力画像を汚すことを抑制できる。
[実施例8]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材390として、板状部材39Cに、厚さ1mmの絶縁部材39I(表1の品番E−4382)を、厚さ0.5mmの接着剤(両面テープ)で接着したものを用いた。また、トナー付着抑制部材390と中間転写ベルト39との間隔dは2mmとした。この実験の結果を、表3の実施例8として示す。実施例8では、従来例1に比較してトナー飛散を低減することができて、保守頻度が低下し、保守コストも低下させることができた。
<第9の実施形態>
本発明の第9の実施形態について、図26を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、感光ドラム清掃装置41の清掃容器410の外底部410EBに、トナー付着抑制部材419を設けている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
トナー付着抑制部材419は、第1の実施形態と同様に、導電部材に絶縁部材を取り付けて形成され、感光ドラム清掃装置41の外底部410EBの下面に固定される。絶縁部材の自由面は、中間転写ベルト39の表面と対向する。また、トナー付着抑制部材419は、転写手段としての一次転写装置31(図1参照)の、トナー像を担持して移動する像担持体としての感光ドラム1の回転方向(移動方向)下流に配置されている。
一次転写部の感光ドラム1の回転方向下流に配置される感光ドラム清掃装置41は、転写直後に発生する帯電したトナーが機内の各所に付き易い。このため、外底部410EBには中間転写ベルト39等からの飛散トナーが蓄積しトナーが落下して出力画像を汚す可能性がある。本実施形態では、この外底部410EBの下面を覆うようにトナー付着抑制部材419を設けているため、飛散トナーが外底部410EBに付着しにくくなり、出力画像が汚れることを抑制できる。
[実施例9]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材419として、導電部材に、厚さ1mmの絶縁部材(表1の品番E−4382)を、厚さ0.5mmの接着剤(両面テープ)で接着したものを用いた。この実験の結果を、表3の実施例9として示す。実施例9では、従来例1に比較してトナー汚れが減少し、その結果、保守頻度が低下し、保守コストも低下させることができた。
<第10の実施形態>
本発明の第10の実施形態について、図27を用いて説明する。本実施形態は、装置内のトナーが飛散する箇所として、前露光装置6aを構成するLEDアレー61の光を導くダクト62の開口部62a近傍に、トナー付着抑制部材620を設けている。画像形成装置のその他の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
露光手段としての前露光装置6aは、露光光を発する発光部としてのLEDアレー61と、LEDアレー61から発せられた露光光を感光ドラム1に導くダクト62とを備える。前露光装置6aは、感光ドラム1(図5参照)上の電位を一定に戻すために使用する前露光として用いる。また、図5に示したように、感光ドラム清掃装置41の下側に配置して、この感光ドラム清掃装置41のクリーニング性を助けるために、クリーニング前に感光ドラム1の電位をキャンセルするクリーニング前露光としても使用できる。
何れにしても、トナー付着抑制部材620は、第1の実施形態と同様に、導電部材に絶縁部材を取り付けて形成され、ダクト62の開口部62a近傍で、感光ドラム清掃装置41側に固定される。前露光装置6aの下側には、前述の第1の実施形態と同様に、連結部材991Cに絶縁部材991Iを取り付けたトナー付着抑制部材990が配設されている。なお、トナー付着抑制部材620、990の絶縁部材の色は黒とすることが好ましい。これにより、汚れが目立ちにくくなり、露光する際に反射によるフレアなどを抑えられる。
本実施形態の場合、上述のようにトナー付着抑制部材620を設けているため、LEDアレー61に中間転写ベルト39等からの飛散トナーが付着しにくくなる。LEDアレー61が汚れると光量が低下して、感光ドラム1の除電を十分に行えない可能性があるが、本実施形態では、LEDアレー61に飛散トナーが付着しにくいため、除電性能の低下を抑制できる。
また、前露光装置6aの下側に配置される連結部材991Cを汚すことがなく、サービスマンによる清掃回数を減らすと共に、クリーニング性能を補助する露光を常に維持できる。このためクリーニング性能の低下がなく、これによるサービスマンの出動回数も減らすことができる。
なお、本実施形態は、前露光装置以外にも、感光ドラムに静電潜像を形成するための露光装置(露光手段)にも適用できる。例えば、感光ドラムに周囲に配置して、LEDアレーによる露光光を用いて静電潜像を描く露光装置にも同様に適用できる。このような場合も、LEDアレーの露光光を感光ドラムに導くためのダクトの開口部近傍に、上述したようなトナー付着抑制部材を設けることで、LEDアレーに飛散トナーが付着することを抑制できる。LEDアレーが汚れると光量が低下して、画像ムラなどが生じる可能性があるが、上述のようにトナー付着抑制部材を設けることで、このような画像ムラの発生を抑制できる。
[実施例10]
次に、実際に本実施形態の構成を適用した実験結果について説明する。実験では、トナー付着抑制部材620として、導電部材に、厚さ1mmの絶縁部材(表1の品番E−4382)を、厚さ0.5mmの接着剤(両面テープ)で接着したものを用いた。この実験の結果を、表3の実施例10として示す。実施例10では、従来例1に比較して保守頻度が低下し、保守コストも低下させることができた。
<他の実施形態>
上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施可能である。また、絶縁部材についても、本発明を満たす材料の範囲で適宜変更可能である。また、本発明の粒子付着抑制部材は、上述の画像形成装置以外にも適用可能である。例えば、トナー以外の粒子の付着を抑制するために使用することもできる。また、絶縁部材の電気抵抗・形状・密度・配置、トナー付着抑制部材の形状・配置、接着材の有無・電気抵抗などについては、適用する装置の画像形成装置の使用目的、使用環境、使用態様等に応じて適宜変更可能である。更に、感光ドラムや中間転写ベルトの周速度・帯電極性、中間転写ベルトの有無などについて、画像形成装置の使用目的、使用環境、使用態様等に応じて最適なものを選択可能である。
1・・・感光ドラム(像担持体)、10、10Y、10M、10C、10K・・・画像形成部、2、2Y、2M、2C、2K・・・現像装置(現像手段)、20、20Y、20M、20C、20K・・・現像容器、21Y、21M、21C、21K・・・現像スリーブ(現像剤担持体)、23Y、23M、23C、23K・・・現像ブレード(層厚規制部材)、3・・・二次転写装置(転写手段)、31、31Y、31M、31C、31K・・・一次転写装置(転写手段)、39・・・中間転写ベルト(像担持体、別の像担持体)、39C・・・板状部材(導電部材)、41・・・感光ドラム清掃装置(清掃手段)、42・・・中間転写ベルト清掃装置(清掃手段)、47・・・支持部材(導電部材)、47W・・・防水層(コート層)、6a・・・前露光装置(露光手段)、61・・・LEDアレー(発光部)、62・・・ダクト、29、230Y、290Y、390、412、419、470、620、990・・・トナー付着抑制部材(粒子付着抑制部材)、230YC、290YC・・・磁性金属板(導電部材)、412C・・・清掃ブレード支持部材(導電部材)、991C・・・連結部材(導電部材)、39I、47I、230YI、290YI、412I、412Ia、991I・・・絶縁部材、100・・・画像形成装置、F・・・自由面、S・・・記録材(別の像担持体)

Claims (14)

  1. 電位が一定の導電部材と、
    前記導電部材に取り付けられた絶縁部材と、を備え、
    前記絶縁部材は、エチレンプロピレンジエン三元共重合体よりなる多孔性材料からなり、密度が0.01g/cm以上、0.2g/cm以下であり、前記導電部材に取り付けられた側とは反対側の自由面側に、負帯電された粒子が付着することで負帯電する、
    ことを特徴とする粒子付着抑制部材。
  2. 電位が一定の導電部材と、
    前記導電部材に取り付けられた絶縁部材と、を備え、
    前記絶縁部材は、シリコンよりなる多孔性材料からなり、密度が0.01g/cm以上、0.3g/cm以下であり、前記導電部材に取り付けられた側とは反対側の自由面側に、負帯電された粒子が付着することで負帯電する、
    ことを特徴とする粒子付着抑制部材。
  3. 前記絶縁部材は、体積抵抗率が1010Ω・cm以上1016Ω・cm以下である、
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の粒子付着抑制部材。
  4. 前記絶縁部材の自由面に、前記粒子を直接付着させる、
    ことを特徴とする、請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の粒子付着抑制部材。
  5. 前記絶縁部材の前記自由面は、前記絶縁部材の表面よりも平滑性が高いコート層を有する、
    ことを特徴とする、請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の粒子付着抑制部材。
  6. トナー像を形成する画像形成部と、
    装置内のトナーが飛散する箇所に配置された粒子付着抑制部材と、を備え、
    前記粒子付着抑制部材は、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の粒子付着抑制部材である、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  7. 前記粒子付着抑制部材の前記絶縁部材は、前記画像形成部を構成し、前記導電部材として機能する構成要素に取り付けられている、
    ことを特徴とする、請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体を有し、
    前記絶縁部材の前記自由面は、前記像担持体によりトナー像が搬送される画像領域の一部に対向して配置される、
    ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  9. 前記絶縁部材は、前記自由面が相手部材に対向し、前記自由面と前記相手部材との間隔が1mm以上10mm以下となる位置に配置される、
    ことを特徴とする、請求項6ないし8のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体と、前記像担持体から別の像担持体にトナー像を転写する転写手段と、を有し、
    前記粒子付着抑制部材は、前記像担持体の移動方向に関し、前記転写手段の下流に配置されている、
    ことを特徴とする、請求項6ないし9のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体と、前記像担持体から別の像担持体にトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段に転写された後の前記像担持体の表面を清掃する清掃手段と、を備え、
    前記粒子付着抑制部材は、前記清掃手段の内部に配置されている、
    ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  12. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、を備え、
    前記現像手段は、トナーを収容し、前記像担持体と対向する部分に開口部を有する現像容器を有し、
    前記粒子付着抑制部材は、前記開口部近傍に配置されている、
    ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  13. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、を備え、
    前記現像手段は、トナーを含む現像剤を担持して移動する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、を有し、
    前記粒子付着抑制部材は、前記層厚規制部材に配置されている、
    ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  14. 前記画像形成部は、トナー像を担持して移動する像担持体と、前記像担持体の表面を露光する露光手段と、を備え、
    前記露光手段は、露光光を発する発光部と、前記発光部から発せられた露光光を前記像担持体に導くダクトと、を有し、
    前記粒子付着抑制部材は、前記ダクトに配置されている、
    ことを特徴とする、請求項6又は7に記載の画像形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105093879A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 株式会社理光 显影装置、图像形成装置及处理卡盒
JP2016070993A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社リコー 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP2018005059A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 株式会社リコー 画像形成装置
JP2018124403A (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 コニカミノルタ株式会社 固形潤滑剤、固形潤滑剤塗布装置および画像形成装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5780266B2 (ja) * 2013-06-26 2015-09-16 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置及び粉体塗布装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55169538U (ja) * 1979-05-23 1980-12-05
JPH0359687A (ja) * 1989-07-28 1991-03-14 Hitachi Koki Co Ltd 電子写真装置の現像機
JPH04142952A (ja) * 1990-10-04 1992-05-15 Brother Ind Ltd 画像記録装置
JPH0854771A (ja) * 1994-08-11 1996-02-27 Fujitsu Ltd 画像形成装置
JPH09281863A (ja) * 1996-04-10 1997-10-31 Hitachi Koki Co Ltd 画像形成装置
JPH11174872A (ja) * 1997-12-10 1999-07-02 Fuji Xerox Co Ltd 転写部材
JP2000112236A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置
JP2003287989A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Seiko Epson Corp カラー画像形成装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573210A (en) * 1966-12-08 1971-03-30 Furukawa Electric Co Ltd Electric insulating composition containing an organic semiconducting material
JPH05210290A (ja) 1991-02-27 1993-08-20 Canon Inc 画像形成装置の現像装置
JPH0535112A (ja) 1991-07-31 1993-02-12 Canon Inc 画像形成装置
JP3131345B2 (ja) 1994-01-12 2001-01-31 キヤノン株式会社 現像装置
JPH08297411A (ja) 1995-04-27 1996-11-12 Hitachi Ltd 現像装置
JP3542473B2 (ja) 1997-10-30 2004-07-14 キヤノン株式会社 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2006239919A (ja) 2005-03-01 2006-09-14 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置
JP4687301B2 (ja) 2005-07-25 2011-05-25 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置
JP2008003449A (ja) 2006-06-26 2008-01-10 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置
US7801461B2 (en) * 2006-07-18 2010-09-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Charging member cleaning roller, charging member cleaning roller for charging device, process cartridge and image forming apparatus
JP5998472B2 (ja) * 2011-12-22 2016-09-28 富士ゼロックス株式会社 導電性ロール、画像形成装置およびプロセスカートリッジ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55169538U (ja) * 1979-05-23 1980-12-05
JPH0359687A (ja) * 1989-07-28 1991-03-14 Hitachi Koki Co Ltd 電子写真装置の現像機
JPH04142952A (ja) * 1990-10-04 1992-05-15 Brother Ind Ltd 画像記録装置
JPH0854771A (ja) * 1994-08-11 1996-02-27 Fujitsu Ltd 画像形成装置
JPH09281863A (ja) * 1996-04-10 1997-10-31 Hitachi Koki Co Ltd 画像形成装置
JPH11174872A (ja) * 1997-12-10 1999-07-02 Fuji Xerox Co Ltd 転写部材
JP2000112236A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置
JP2003287989A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Seiko Epson Corp カラー画像形成装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105093879A (zh) * 2014-05-22 2015-11-25 株式会社理光 显影装置、图像形成装置及处理卡盒
CN105093879B (zh) * 2014-05-22 2019-08-09 株式会社理光 显影装置、图像形成装置及处理卡盒
JP2016070993A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 株式会社リコー 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP2018005059A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 株式会社リコー 画像形成装置
JP2018124403A (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 コニカミノルタ株式会社 固形潤滑剤、固形潤滑剤塗布装置および画像形成装置

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