JP2014106256A - 粒子付着抑制部材及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【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/cm3以上、0.2g/cm3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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (14)
- 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/cm3以上、0.2g/cm3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。 - 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/cm3以上、0.3g/cm3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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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