JP2014167524A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine including these.
この種の画像形成装置は、一般的には、感光体表面に、電気的に潜像を形成し、この形成された潜像を、トナーを含む現像剤を用いて現像して現像像を形成した後、中間転写体等を介して、この現像像を紙等に記録媒体に転写し、加熱・加圧等により定着するようにしている。 In general, this type of image forming apparatus electrically forms a latent image on the surface of a photoreceptor, and develops the formed latent image using a developer containing toner to form a developed image. After that, the developed image is transferred onto a recording medium via an intermediate transfer member or the like, and fixed by heating, pressing, or the like.
しかしながら、トナーの長期に渡る使用によって、形成される画像には、定着画像の濃度が変化したり、非画像部にトナー粒子の一部が付着する等の問題点があった。 However, due to the use of toner for a long period of time, the density of the fixed image changes in the formed image, and some toner particles adhere to non-image areas.
そこで、従来には、トナー粒子表面上でのシリカ粒子の偏在が抑制される現像剤が提案されている(特許文献1)。この現像剤は、トナー粒子と、このトナー粒子の表面に付着するシリカ粒子とを有する現像剤において、前記シリカ粒子の平均粒径、比重、及び円形度等を限定するものである。 Therefore, conventionally, a developer that suppresses uneven distribution of silica particles on the surface of toner particles has been proposed (Patent Document 1). This developer limits the average particle diameter, specific gravity, circularity, etc. of the silica particles in a developer having toner particles and silica particles adhering to the surface of the toner particles.
このように、シリカ粒子の偏在が抑制されれば、トナー粒子表面の露出が抑制され、トナー粒子の凝集が抑制され、画像の色点発生を抑制することができる。 Thus, if the uneven distribution of the silica particles is suppressed, the exposure of the toner particle surface is suppressed, the aggregation of the toner particles is suppressed, and the generation of the color point of the image can be suppressed.
画像形成装置では、感光体において、未転写現像剤(未転写トナー)や放電生成物等を除去する必要性から、クリーニング装置を一般には備えている。しかしながら、現像剤(トナー)から遊離した外添成分がクリーニング装置をすり抜けて堆積するフィルミング現象を起す場合がある。 In general, an image forming apparatus is provided with a cleaning device because it is necessary to remove untransferred developer (untransferred toner), discharge products, and the like on a photoreceptor. However, there may be a filming phenomenon in which the external additive component released from the developer (toner) slips through the cleaning device and accumulates.
前記クリーニング装置には、感光体に圧接するブレード部材が一般的に備えられている。ところが、ブレードの圧接により感光体表面に細かな傷を発生させることがある。このような細かい傷は、上述した外添成分さらには未転写トナーが堆積する部分となり、この傷部分を起点としてトナーが付着すると凝縮を起こしフィルミング現象がさらに促進されてクリーニング不良を引き起こすおそれがある。クリーニング不良は、感光体の地肌部での汚れを招き、地汚れの顕著な異常画像が得られてしまうという問題の発生を含んでいる。 The cleaning device is generally provided with a blade member that comes into pressure contact with the photoreceptor. However, fine scratches may occur on the surface of the photoreceptor due to the pressure contact of the blade. Such fine scratches become a portion where the above-described external additive components and untransferred toner are deposited, and if toner adheres from the scratch portion, condensation may occur and the filming phenomenon may be further promoted to cause poor cleaning. is there. The defective cleaning includes a problem that the background of the photoconductor is contaminated and an abnormal image with a remarkable background is obtained.
また、クリーニングブレードが圧接する感光体表面では、この表面に接触するブレードが振動し、この振動にとるビビリ音等の異音が発生させる場合がある。
特に、クリーニングブレードによるクリーニング性を向上させる要因の一つである、感光体表面に対するクリーニングブレードの当接圧が高いと、ブレード先端と感光体表面との間での摩擦による振動が増加し、摩擦による振動音が発生しやすくなる。具体的には、ブレードの材料としてポリウレタンなどのゴム製ブレードを用いた場合には、ブレードの当接圧を高めることでブレード先端での摩擦振動が大きくなる。さらに高温環境下では、ブレードの反発弾性が上昇する現象が生じ、観光体表面側でのブレード当接位置での共振が増幅し、結果としてブレードの振動と感光体の共振とを合わせた不快な振動音が発生してしまう。
Further, on the surface of the photosensitive member that is in pressure contact with the cleaning blade, the blade in contact with the surface may vibrate, and abnormal noise such as chatter noise may be generated.
In particular, if the contact pressure of the cleaning blade against the surface of the photoreceptor, which is one of the factors that improve the cleaning performance by the cleaning blade, is increased, vibration due to friction between the blade tip and the surface of the photoreceptor increases. Vibration noise is likely to occur. Specifically, when a rubber blade such as polyurethane is used as the blade material, the frictional vibration at the blade tip increases by increasing the contact pressure of the blade. Furthermore, in a high temperature environment, a phenomenon occurs in which the rebound resilience of the blade increases, and the resonance at the blade contact position on the tourist body surface side is amplified, resulting in an uncomfortable combination of blade vibration and photoconductor resonance. Vibration sound is generated.
そこで、従来には、感光体表面でのユニーサル硬度と弾性仕事率を設定することによる感光体表面での柔らかさを設定することによって、安定した堆積部の下掻き取りが可能で、かつ、クリーニングブレードの摩擦振動による異音発生を防止するものがある(特許文献2)。 Therefore, conventionally, by setting the softness on the surface of the photoconductor by setting the unilateral hardness and the elastic power on the surface of the photoconductor, it is possible to scrape the bottom of the deposited area stably and to perform cleaning. There is one that prevents the generation of abnormal noise due to frictional vibration of the blade (Patent Document 2).
また、従来には、画質欠陥の原因(フィルミング等)を抑制するために、球状でなく異形のシリカ微粒子を用いるものがある(特許文献3)。 Conventionally, in order to suppress the cause of image quality defects (filming or the like), there is one that uses irregularly shaped silica fine particles instead of spherical shapes (Patent Document 3).
ところで、感光体の長寿命化を図るために、感光体に潤滑剤を塗布する場合がある。しかしながら、潤滑剤塗布機構は比較的高価であるため、このような潤滑剤塗布機構を有さないのが好ましい。ところが、潤滑剤塗布機構を設けなければ、前記したように、フィルミングは発生し、白抜け画像等が発生する問題が生じる。 By the way, in order to extend the life of the photoconductor, a lubricant may be applied to the photoconductor. However, since the lubricant application mechanism is relatively expensive, it is preferable not to have such a lubricant application mechanism. However, if the lubricant application mechanism is not provided, as described above, filming occurs and a problem arises that a whiteout image or the like occurs.
このフィルミングの発生を防止するために、クリーニングブレードの線圧を上昇させると、フィルミングが良化しても、感光体摩耗が進行し、感光体寿命が短くなる。このため、前記した特許文献2に記載のように、感光体表面でのユニーサル硬度と弾性仕事率を設定することによる感光体表面での柔らかさを設定することが提案できる。
When the linear pressure of the cleaning blade is increased in order to prevent the occurrence of filming, the wear of the photoconductor progresses even if the filming is improved, and the life of the photoconductor is shortened. For this reason, it can be proposed to set the softness on the surface of the photoconductor by setting the uniaxial hardness and the elastic power on the surface of the photoconductor as described in
しかしながら、前記した特許文献2では、現像剤については特定されていない。すなわち、トナー表面に付着して流動性と帯電性を付与する機能を発揮するシリカについての記載はない。このため、特許文献2に記載のものでは、現像剤としては、安定した流動性と帯電性を発揮できない。このため、特許文献2に記載のものでは、感光体摩耗が進行を抑えることができても、フィルミングの発生を有効に抑えることができない。
However, the above-described
すなわち、トナーにシリカを添加させる場合、円形に近いシリカであれば、感光体表面に付いた付着物を掻き取りにくいものとなる。また、長円乃至楕円形であれば、感光体表面の電位と、現像ローラ表面の電位を限定していなければ、トナーのキャリアに付着したシリカが、キャリアに密着する方向に引張られ、感光体表面に寝た状態で密着し、感光体表面に付いた付着物を掻き取りにくいものとなる。 That is, when silica is added to the toner, the silica attached to the surface of the photoreceptor is difficult to scrape if the silica is nearly circular. In addition, if the shape is an ellipse or an ellipse, the silica attached to the carrier of the toner is pulled in a direction in close contact with the carrier unless the potential on the surface of the photoreceptor and the potential on the surface of the developing roller are limited. It adheres to the surface in a lying state, and it is difficult to scrape off deposits on the surface of the photoreceptor.
前記特許文献1や特許文献3では、長円乃至楕円形のシリカを用いられるが、この場合も、感光体表面の電位と、現像ローラ表面の電位を限定したものではない。
In
本発明は、斯かる事情に鑑み、潤滑剤塗布機構を省略したことによる感光体摩耗の進行を抑えることができるとともに、フィルミング(シリカフィルミング)の発生を有効に抑えることができる画像形成装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention can suppress the progress of photoconductor wear due to the omission of the lubricant application mechanism, and can effectively suppress the occurrence of filming (silica filming). Is to provide.
本発明の画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を帯電させる帯電手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み手段と、前記静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、前記像担持体から残存現像剤を回収するクリーニング手段を備え、前記像担持体に潤滑剤を塗布するための潤滑剤塗布手段を備えない画像形成装置であって、前記現像剤にトナーとキャリアとを有する2成分現像剤を用い、前記像担持体の弾性仕事率を42%以上とすると共に、前記現像剤に添加されるシリカの短径/長径比を0.7以下とし、かつ、画像部において、像担持体の表面電位よりも現像手段の表面電位の絶対値が高くするとともに、像担持体がキャリアよりも電位が+側であるものである。 The image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a writing unit for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and developing the electrostatic latent image with a developer. An image forming apparatus that includes a developing means for cleaning and a cleaning means for recovering a residual developer from the image carrier, and does not include a lubricant application means for applying a lubricant to the image carrier. In addition, a two-component developer having a toner and a carrier is used, the elastic power of the image carrier is 42% or more, and the minor axis / major axis ratio of silica added to the developer is 0.7 or less. In the image portion, the absolute value of the surface potential of the developing unit is higher than the surface potential of the image carrier, and the potential of the image carrier is on the positive side of the carrier.
本発明の画像形成装置では、像担持体に付着したシリカが現像手段(現像ローラ)にて取り易くなり、一度クリーニング手段をすり抜けたシリカがクリーニング手段側へ再突入しにくくなって、クリーニング手段側に突入するシリカが減少し、フィルミングが起きにくくなる。 In the image forming apparatus of the present invention, the silica adhering to the image carrier can be easily removed by the developing means (developing roller), and the silica that has once passed through the cleaning means is difficult to re-enter the cleaning means side, so that the cleaning means side Silica entering into the film is reduced and filming is less likely to occur.
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention according to embodiments shown in the drawings will be described.
図1は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図である。本実施形態に係るカラープリンタ1の本体ケース2内には、プリンタエンジン3、光ビームを出射する書き込み手段としての光書込装置4、被転写体である記録媒体Pを収納する記録媒体収納部である給紙カセット5、トナー画像が転写された記録媒体Pを定着処理する定着装置6、トナー画像を転写した後に発生した廃トナーを回収する廃トナー回収容器7等が設けられている。
FIG. 1 is a longitudinal side view schematically showing a color printer which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the
プリンタエンジン3は、トナー画像を形成し、形成したトナー画像を記録媒体Pに転写する部分であり、像担持体であるイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のトナー画像をそれぞれ形成する4つの感光体8Y、8C、8M、8Kを備えている。さらに、プリンタエンジン3は、各感光体8Y、8C、8M、8Kの周囲に配置された帯電手段(帯電装置)30を構成するための帯電ローラ9、現像手段としての現像装置10Y、10C、10M、10K、クリーニング手段11、一次転写ローラ12、像担持体及び被転写体である中間転写部材としての中間転写ベルト13、転写装置である二次転写ローラ14、ベルトクリーニング手段15等を備えている。なお、ここで、本明細書及び図面の記載において、Y、C、M、Kの添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これらの添え字は必要に応じて割愛する。
The
感光体8Y、8C、8M、8Kは、それぞれ円筒状に形成されて、これらの感光体8Y、8C、8M、8Kの回転軸に、駆動モータ(図示せず)を連結して、駆動モータからの駆動力により矢印で示すように、中心線回りに回転する。感光体8の外周面には静電潜像が形成される感光層が設けられている。そして、帯電ローラ9は、感光体8の外周面に当接して配置され、又は、感光体8の外周面と微小な隙間をもって配置されている。この帯電ローラ9に対して電源部(図示せず)から電圧が印加されることにより、帯電ローラ9と感光体8との間でコロナ放電が発生し、感光体8Y、8C、8M、8Kの外周面が一様に帯電される。光書込装置4は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像データに応じた光ビームLY、LC、LM、LKを出射し、一様に帯電されたそれぞれの感光体8
Y、8C、8M、8Kの外周面を露光する。この露光により、感光体8Y、8C、8M、8Kの外周面に上記各色の画像データに応じた静電潜像が形成される。
Each of the
The outer peripheral surfaces of Y, 8C, 8M, and 8K are exposed. By this exposure, electrostatic latent images corresponding to the image data of the respective colors are formed on the outer peripheral surfaces of the
現像装置10Y、10C、10M、10Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを収容し、感光体8Y、8C、8M、8Kに形成された静電潜像に対して、それぞれの色のトナーを供給する。供給されたトナーは、感光体8Y、8C、8M、8Kの外周面に形成されているそれぞれの色の画像データに応じた静電潜像に付着し、感光体8Y、8C、8M、8Kの外周面上の静電潜像がそれぞれの色のトナー画像として顕像化される。
The developing devices 10Y, 10C, 10M, and 10K contain yellow, cyan, magenta, and black toners, respectively, and the electrostatic latent images formed on the
中間転写ベルト13は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成された無端ループ状のベルトであり、駆動ローラ16と入口ローラ17とテンションローラ18との回りに巻回され、駆動モータ(図示せず)に連結された駆動ローラ16が回転駆動されることにより矢印A方向に回転移送される。入口ローラ17とテンションローラ18とは、中間転写ベルト13が矢印A方向へ回転することにより中間転写ベルト13との摩擦力によって従動回転する。
The
一次転写ローラ12は、中間転写ベルト13の内周面側(ループの内側)に配置されており、これらの一次転写ローラ12に転写用電圧が印加されることによって各感光体8Y、8C、8M、8K上のトナー画像が中間転写ベルト13上に転写される。各感光体8Y、8C、8M、8K上に形成されたトナー画像は中間転写ベルト13上に順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト13上には4色のトナー画像が積重されてカラーのトナー画像が形成される。
The
クリーニング手段11は、トナー画像が中間転写ベルト13に転写された後のそれぞれの感光体8の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト13に転写された後に感光体8の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が感光体8の外周面から除去されて廃トナーとして回収される。
The
中間転写ベルト13上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト13と二次転写ローラ14とが当接された転写位置にレジストローラ20によって記録媒体Pが送り込まれたタイミングで二次転写ローラ14に転写用電圧が印加されることにより、記録媒体Pに転写される。
The color toner image formed on the
記録媒体Pは、給紙カセット5内から給紙されて搬送ローラ19やレジストローラ20により搬送され、トナー画像を転写された後に定着装置6に送り込まれる。トナー画像が転写された記録媒体Pは定着装置6内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が記録媒体Pに定着される。定着処理が終了した記録媒体Pは本体ケース2の上面部に形成されている排紙トレイ21上に排紙される。
The recording medium P is fed from the
ベルトクリーニング手段15は、カラーのトナー画像が記録媒体Pに転写された後の中間転写ベルト13の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト13の外周面上に残留したトナーや紙粉等が中間転写ベルト13の外周面から除去されて廃トナーとして回収される。
The
また、この実施形態に係るプリンタ1には、書き込み手段としての光書き込み装置4と給紙カセット5との間に廃トナー回収装置7がケース本体2から取り外し自在に配設されている。廃トナー回収装置7は、クリーニング手段11、15で回収された廃トナーがクリーニング手段11、15から投入され、投入された廃トナーを貯留する部分である。廃トナー回収装置7は本体ケース2に対して着脱可能に取付けられており、廃トナー回収装置7内の廃トナーが満杯状態に近付いた場合に本体ケース2から取り外され、空の廃トナー回収装置7が取付けられる。
Further, in the
プリンタエンジン3の構成部材である感光体8と、各感光体8の周囲に配置された帯電ローラ9と現像手段(現像装置)10とクリーニング手段11とはユニット化してケース22内に収納され、プロセスカートリッジ23(23Y、23C、23M、23K)が形成されている。各プロセスカートリッジ23は本体ケース2内に着脱可能に装着されている。感光体8と帯電ローラ9と現像装置10とクリーニング手段11とがプロセスカートリッジ23としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になり、また、各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。なお、本実施の形態では、感光体8と帯電ローラ9と現像装置10とクリーニング手段11とはユニット化したプロセスカートリッジ23を例に挙げて説明したが、プロセスカートリッジの構成としては様々のものがあり、例えば、帯電ローラ9、現像装置10、クリーニング手段11の少なくとも一つと感光体8とをケース内に収納してユニット化したものが挙げられる。
The
本実施例のプロセスカートリッジ23の具体的な構成は、図4に示すように、カートリッジケースと、感光体8と、帯電ローラ9と、現像装置10と、クリーニング手段11とを備える。帯電ローラ9は、感光体8の外表面を一様に帯電する。
The specific configuration of the
クリーニング手段11は、感光体8に対向する部分に開口部を有するクリーニングケース43と、感光体8に当接し感光体8上の未転写トナーとしての転写残トナーである残留トナー、キャリア、紙粉等の不要な付着物すなわち不要物を掻き落としてクリーニングするためのクリーニングブレード41とを有している。なお、クリーニングブレード41はブレードホルダ44にて支持されている。
The
また、クリーニング手段11は、クリーニングケース43に回転自在に支持された排出スクリュ42を備え、クリーニングブレード41によって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を廃トナー回収容器7に向けて搬送するためのものである。
The
この場合、クリーニングブレード41は、基材と、この基材の少なくも先端部を被覆する表面層とからなる。クリーニングブレード41の基材としては、感光体の偏心や感光体の表面の微小なうねりなどに追従できるように、高い反発弾性率を有するものが好ましく、ウレタンゴム等が好適である。また、基材の硬度よりも表面層の硬度を大きくするのが好ましい。クリーニングブレード41と感光体8との間に隙間としては、0.6μm程度とするのが好ましい。
In this case, the
帯電装置30は、感光体8の表面に当接して従動回転する前記帯電ローラ9と、帯電ローラ9に当接するクリーニングローラ32とを備える。帯電ローラ9には、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示省略の電圧印加手段が接続されて、感光体8と対向する帯電領域において、感光体8の表面を所定の磁極に帯電するようになっている。
The charging
現像装置10は、感光体8に対向する部分に開口部を有する現像ケース55と、かかる開口部から感光体8に臨むよう感光体8に近接対向して配設された現像剤担持体としての現像ローラ51と、現像ローラ51上の現像剤を一定の高さに規制する規制部材としてのドクタである現像ブレード52とを有している。
The developing
また、現像装置10は現像ケース55の下部に互いに対向するように配設され、互いに逆方向に回転駆動されることで現像剤を攪拌するとともに現像ローラ51に現像剤を供給するための現像剤搬送手段としての供給・撹拌スクリュである第1搬送スクリュ53及び第2攪拌スクリュ54と、第1搬送スクリュ53と第2搬送スクリュ54との間に設けられた仕切り壁57と、仕切り壁57によって仕切られ第1搬送スクリュ53、第2搬送スクリュ54をそれぞれ収容した第1収容室58、第2収容室59とを有している。すなわち、現像剤搬送手段にスクリュウ機構Mを用いている。
Further, the developing
現像ローラ51は、その内部に配設された磁界発生手段としてのマグネットローラ51aと、マグネットローラ51aを内包し、反時計方向に駆動される非磁性の現像スリーブ51bとを有している。
The developing
マグネットローラ51aは、複数の磁極を着磁されている。これら複数の磁極は、現像ローラ51具体的には現像スリーブ51bに現像剤を担持させるための磁界を形成するとともに、現像スリーブ51bに担持した現像剤中のトナーを、現像ローラ51具体的には現像スリーブ51bが感光体8に対向した現像領域DAにおいて感光体8に供給するための磁界を形成するためのものである。
The
一点鎖線は、かかる複数の磁極によって形成された磁力分布を示している。各磁極によって形成される磁界により、現像スリーブ51bの表面上の現像剤は、磁気穂状となる。なお、図4において、破線で示した各円は、マグネットローラ51aの中心からの磁界の強さを示している。
An alternate long and short dash line indicates a magnetic force distribution formed by the plurality of magnetic poles. Due to the magnetic field formed by each magnetic pole, the developer on the surface of the developing
この場合、感光体8の中心と現像ローラ51の中心とを結ぶ線分L2と、現像磁極による磁界の半値幅中心線L2とが成す角度αとしては、±3°以内とするのが好ましい。ところで、図4では、汲み上げ極を一極であったが、汲み上げ極が2極の場合、図5に示すような磁界が形成されることになる。
In this case, the angle α formed by the line segment L2 connecting the center of the
像担持体である感光体8の弾性仕事率を42%以上としている。弾性仕事率は、弾性変形の仕事量×100/(塑性変形の仕事量+弾性変形の仕事量)で表される。なお、この弾性仕事率の上限としては、例えば、60%程度である。弾性仕事率の値が60%を超えるとタック性が増大して像担持体の表面が汚染されやすく、フィルミング等の不具合が発生しやすくなる。
The elastic power of the
図2に示すように、感光体8と現像ローラ51間の介在する現像剤としては、トナー粒子(トナー)と磁性粒子(キャリア)を混合した2成分現像剤であり、トナー表面に付着し、流動性と帯電性を付与するためにシリカを含有させている。また、シリカの短径/長径比を0.7以下として、異形化シリカとしている。この短径/長径比の下限としては、例えば、0.2である。シリカの短径/長径比が0.2未満であれば、扁平すぎて、球形トナーのような高転写率は得られなくなってしまうことが考えられる。また、シリカの短径/長径比が0.7を越えれば、円形に近似し、異形化シリカを構成しない。
As shown in FIG. 2, the developer interposed between the
また、シリカはトナーと同一極性であり、現像剤として、このシリカと逆極性に帯電する添加剤を添加させたものであってもよい。トナーと逆極性の外添材としては,例えば酸化金属が用いられている。シリカを加えることにより,トナーの帯電性を補うことができ、シリカと逆極性と添加剤を加えることにより、トナーの流動性が高められ,現像や転写時の効率が上昇される。 Further, silica has the same polarity as the toner, and a developer may be added with an additive that is charged with a polarity opposite to that of silica. For example, metal oxide is used as an external additive having a polarity opposite to that of the toner. By adding silica, the chargeability of the toner can be supplemented, and by adding the reverse polarity and additive to silica, the fluidity of the toner is enhanced, and the efficiency during development and transfer is increased.
非画像形成時の感光体8に、0.001mg/cm2以上のトナーが存在するようにすることができる。ここで、非画像形成時とは、画像形成を行っていない状態であり、例えばトナー像を転写ベルト13から転写紙に転写した後、ジャム発生、その他転写ベルト13上に濃度調整等を行うため任意のパターンを描いた場合等である。ジャム発生時や濃度調整等を行う際には、転写ベルト13上のトナー量が通常の地汚れの場合に比べて多くなる。
The
また、感光体8の表面には、径が30μm以上の粒子が付着しない状態とするのが好ましい。さらに、現像手段(現像ローラ)の現像剤の汲み上げ量としては、30mg/cm2以上とするとともに、感光体8と現像ローラ51との間の現像ギャップとしては、0.4μm以下とするのが好ましい。
Further, it is preferable that particles having a diameter of 30 μm or more do not adhere to the surface of the
中間転写部材(中間転写ベルト13)と感光体8との間で、磁界の向きが、シリカが中間転写部材側に移動する方向であるのが好ましい。また、中間転写部材(中間転写ベルト13)と感光体8とで線速度差を設けるのが好ましい。
The direction of the magnetic field between the intermediate transfer member (intermediate transfer belt 13) and the
この画像形成装置では、画像部において、像担持体(感光体8)の表面電位よりも現像手段(現像ローラ51)の表面電位の絶対値を高くするとともに、像担持体(感光体8)をキャリアよりも電位が+側である。例えば、キャリアの電位を−550Vとし、感光体(OPC)8の電位を−50Vとすることができる。 In this image forming apparatus, in the image portion, the absolute value of the surface potential of the developing means (developing roller 51) is made higher than the surface potential of the image carrier (photoconductor 8), and the image carrier (photoconductor 8) is used. The potential is on the positive side with respect to the carrier. For example, the potential of the carrier can be −550V, and the potential of the photoconductor (OPC) 8 can be −50V.
このように設定することによって、図6に示すように、異形シリカがキャリアに対して立つ方向(すなわち、異形シリカの長径方向が感光体8の径方向に沿う方向)を向くようになる。このため、感光体8に付着している付着物を掻き取ることができる。
By setting in this way, as shown in FIG. 6, the deformed silica faces the direction in which it stands with respect to the carrier (that is, the major axis direction of the deformed silica is along the radial direction of the photoconductor 8). For this reason, the adhering matter adhering to the
ところで、非画像部においては、像担持体(感光体8)の表面電位よりも現像手段(現像ローラ51)の表面電位の絶対値を低くなっている。この際、担持体8をキャリアよりも電位が−側である。例えば、キャリアの電位が−550Vであり、感光体(OPC)8の電位が−700Vである。ここで、非画像部とは感光体軸方向いずれの領域においても画像がない領域をいい、記録媒体(紙)間も含む。また、原稿となる用紙の全面積に対応して形成される静電潜像が存在する領域(画像部)以外の感光体上の領域のことであり、感光体表面の通紙領域のうちトナー像が付着しない白画像部のことである。
By the way, in the non-image portion, the absolute value of the surface potential of the developing means (developing roller 51) is lower than the surface potential of the image carrier (photoconductor 8). At this time, the potential of the
この場合、図7に示すように、キャリアの感光体側において付着する異形シリカは、キヤリアに密着する方向(すなわち、異形シリカの長径方向が感光体8の外径面に沿う方向)を向くようになる。このため、感光体8に付着している付着物を掻き取りにくいものとなる。
In this case, as shown in FIG. 7, the deformed silica adhering on the photoconductor side of the carrier is oriented in the direction in which it is in close contact with the carrier (that is, the major axis direction of the deformed silica is along the outer diameter surface of the photoconductor 8). Become. For this reason, it becomes difficult to scrape off the adhered matter adhering to the
前記のように構成した画像形成装置は、異形化シリカを用いた2成分現像器を用いることで、キャリアやトナーの先に付着した異形化シリカが感光体表面に付着したシリカを回収することができる。すなわち、弾性仕事率が大きく、異形化シリカを用いた2成分現像器を用いることで、効率良く、感光体8に付着したシリカを取ることが出来る。そのため、感光体に付着したシリカが現像ローラ51でとり易くなるため、一度ブレード41をすり抜けたシリカがブレードに再突入しにくくなる。ブレード41に突入するシリカが減少するため、フィルミングが起きにくくなる。これに対して、感光体8の弾性仕事率が42%未満であると、感光体が磁気穂の圧力に対して反発しないため、力を吸収してしまうため、効率良く感光体表面に付着したシリカを回収できない。
In the image forming apparatus configured as described above, by using a two-component developer using deformed silica, the deformed silica attached to the tip of the carrier or toner can collect the silica attached to the surface of the photoreceptor. it can. That is, by using a two-component developing device having a large elastic power and using deformed silica, silica adhering to the
特に、画像部において、像担持体(感光体8)の表面電位よりも現像手段(現像ローラ51)の表面電位の絶対値を高くするとともに、像担持体8をキャリアよりも電位が+側である。このため、図6に示すように、異形シリカがキャリアに対して立つ方向(すなわち、異形シリカの長径方向が感光体8の径方向に沿う方向)を向くようになる。このため、感光体8に付着している付着物を安定して掻き取ることができる。
In particular, in the image portion, the absolute value of the surface potential of the developing means (developing roller 51) is made higher than the surface potential of the image carrier (photosensitive member 8), and the potential of the
シリカと逆極性の外添剤を添加したため、シリカと、シリカと逆極性の外添剤とが凝集しやすくなるため、シリカを堰き止め易くなる。ブレード41に単独で突入するシリカ量が減少するため、シリカが感光体に付着しにくくなる。
Since an external additive having a polarity opposite to that of silica is added, silica and an external additive having a polarity opposite to that of silica are likely to be aggregated. Since the amount of silica that enters the
また、非画像形成時の感光体8に、0.001mg/cm2以上のトナーが存在するようにしたことによって、トナー母体は、+に帯電している。トナーがシリカと共に来るため遊離したシリカがトナーに付着しやすくなるため、シリカをクリーニングしやすくなる。ブレード41に単独で突入するシリカ量が減少するため、シリカが感光体に付着しにくくなる。
In addition, since the toner of 0.001 mg / cm 2 or more is present on the
現像剤を現像手段(現像装置10)に供給する搬送手段にスクリュ機構Mを用いることで、トナーに与えるセン断力小さくなるため、トナーに与えられるストレスが小さくなり、シリカの遊離を抑えられる。ブレード41に突入するシリカ量が減少するため、シリカが感光体に付着しにくくなる。
By using the screw mechanism M as the conveying means for supplying the developer to the developing means (developing apparatus 10), the shearing force applied to the toner is reduced, so that the stress applied to the toner is reduced and the liberation of silica can be suppressed. Since the amount of silica that enters the
像担持体(感光体8)の表面に径が30μm以上の粒子を含有しないように設定したことによって、ブレード41に突入するシリカ量が減少するため、シリカが感光体に付着しにくくなる。これに対して、像担持体の表面に30μm以上の粒子を含有していると、シリカが引っ掛かり易くなる。
By setting the surface of the image carrier (photoreceptor 8) so as not to contain particles having a diameter of 30 μm or more, the amount of silica entering the
現像手段(現像装置10)の汲み上げ量が30mg/cm2以上で、現像ギャップが0.4μm以下であれば、感光体に付着したシリカをキャリアで回収し易くなる。感光体に付着するシリカを減少させることが出来る。このため、ブレード41に再突入するシリカ量が減少し、シリカが感光体8に付着しにくくなる。すなわち、現像ギャップが広いとスキャベンジング効果が小さくなり、また、汲み上げ量が多いとスキャベンジング効果が大きくなる。ここで、スキャベンジング効果とは、現像時に感光体8に付着したトナーの一部が,現像域内でキャリアにより再びかき取られる現象である。
If the pumping amount of the developing means (developing apparatus 10) is 30 mg / cm 2 or more and the developing gap is 0.4 μm or less, silica adhering to the photoconductor can be easily collected by the carrier. Silica adhering to the photoreceptor can be reduced. For this reason, the amount of silica re-entering the
現像手段(現像装置10)の汲み上げ極の数が一極であれば、2極汲み上げ方式よりも同一汲み上げ量を得るのに現像ギャップを広げることが可能になる。そのため、トナーに与えられるストレスが小さくなるため、シリカの遊離を抑えられる。ブレード41に突入するシリカ量が減少し、シリカが感光体8に付着しにくくなる。攪拌部でキャリアには多くのシリカが付着しているが、汲み上げ極の数が多いとより強い力が加わって、キャリアからシリカが離れなくなるので、汲み上げ極の数少ないほうがよい。前記角度αを、±3°以内とすることによって、スキャベンジが多くなる。
If the number of pumping poles of the developing means (developing apparatus 10) is one, it is possible to widen the developing gap to obtain the same pumping amount as compared with the two-pole pumping system. For this reason, since the stress applied to the toner is reduced, the liberation of silica can be suppressed. The amount of silica that enters the
転写ベルト13と感光体8に線速差があると、転写ベルト13にシリカが移動するため、感光体8に残るシリカが少なくなる。このため、クリーニングブレード41に突入するシリカ量が減少し、シリカが感光体に付着しにくくなる。
If there is a difference in linear velocity between the
ブレード基材よりもブレード表面の硬度が大きいと、エッジの挙動が安定するため、ブレード41の面圧を上げなくともシリカを堰き止め易くなる。このため、シリカがブレード41をすり抜けにくくなり、シリカが感光体に付着しにくくなる。
When the hardness of the blade surface is higher than that of the blade base material, the behavior of the edge is stabilized, so that silica can be easily damped without increasing the surface pressure of the
ブレード41と感光体8との間が0.6μm以下であれば、エッジの挙動が安定するため、ブレード41の面圧を上げなくともシリカを堰き止め易くなる。このため、シリカがブレード41をすり抜けにくくなり、シリカが感光体8に付着しにくくなる。
If the distance between the
帯電部材に帯電ローラ9を用いたことにより、ブレード41に再突入するシリカ量が減少するため、シリカが感光体に付着しにくくなる。帯電ローラ9にクリーニング部材(クリーニングローラ)32を当接させたことにより、帯電ローラ9に付着したシリカが感光体9に再度擦り付けられることを防ぐ。このため、感光体8に再付着するシリカ量が減るため、ブレード41に再突入するシリカ量が減少し、シリカが感光体8に付着しにくくなる。
By using the charging
次に、弾性仕事率を相違させた感光体8のサンプルNo.1からサンプルNo.6までを製作し、この感光体8に対して、異形シリカと円形シリカを添加した現像剤を用いてフィルミングの発生を調べた。
Next, sample numbers of
すなわち、サンプルNo.1に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.1に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.2に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.2に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.3に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.3に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.4に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.4に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.5に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.5に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.6に異形シリカを添加した現像剤を用いた場合、サンプルNo.6に円形シリカを添加した現像剤を用いた場合について調べた。
That is, sample No. In the case of using a developer in which deformed silica was added to
異形シリカとは、短径/長径比を0.7以下としたもので、円形シリカとは、短径/長径比が0.7を超えるものである。また、すべての場合において、感光体8の表面電位よりも現像ローラ51の表面電位の絶対値を高くするとともに、キャリアの電位を−550Vとし、感光体(OPC)8の電位を−50Vとした。
The irregular shaped silica is one having a minor axis / major axis ratio of 0.7 or less, and the circular silica is one having a minor axis / major axis ratio exceeding 0.7. In all cases, the absolute value of the surface potential of the developing
結果は、サンプルNo.6に、異形シリカを添加した現像剤を用いものがフィルミングの発生がなかった。他のサンプルについては、異形シリカを添加したものでも、円形シリカを添加したものでも、フィルミングの発生があった。すなわち、シリカの短径/長径比を0.7以下として、異形化シリカとしている現像剤と、弾性仕事率が42%以上である感光体8との組み合わせで、フィルミングの発生を抑えることができる。
The result is Sample No. No. 6, the developer using the deformed silica was not filming. Regarding other samples, filming occurred regardless of whether the modified silica was added or the circular silica was added. That is, it is possible to suppress the occurrence of filming by combining a developer having a minor axis / major axis ratio of 0.7 or less and a deformed silica developer with a
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。ところで、低画像面積率の画像を連続して画像形成する場合には、担持体表面(感光体表面)上に摩擦係数の高い箇所が生まれ、そのような箇所にフィルミング発生の核となる付着物が付着しやすくなる。これによりフィルミングが発生して異常画像が発生する。このため、吐き出しモードを定期的に行って、フィルミングを掻きとるようにするのが好ましい。吐き出しモードとは、一般に、低画像面積率の画像形成が連続したときに、紙間で像担持体上に画像を形成し、記録媒体に転写することなくクリーニングすることでトナーを消費し、また現像装置に消費分の新規トナーを補給することで、現像装置内のトナーの入れ換えを促し、現像装置内のトナーの経時劣化を抑制するために行われるものである。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. Examples of the image forming apparatus according to the present invention include an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine. By the way, when images with a low image area ratio are continuously formed, a portion having a high friction coefficient is generated on the surface of the carrier (photosensitive member surface), and such a portion is a core of filming. Kimono is easy to adhere. As a result, filming occurs and an abnormal image is generated. For this reason, it is preferable to perform the discharge mode periodically to scrape filming. In the discharge mode, generally, when image formation with a low image area ratio is continued, an image is formed on the image carrier between papers, and toner is consumed by cleaning without transferring to a recording medium. By replenishing the developing device with new toner for consumption, the replacement of the toner in the developing device is promoted, and the deterioration of the toner in the developing device over time is suppressed.
4 書き込む手段(光書き込み装置)
8 像担持体(感光体)
9 帯電ローラ
10 現像手段(現像装置)
11 クリーニング手段
30 帯電手段(帯電装置)
32 クリーニングローラ
51 現像ローラ
M スクリュウ機構
4 Writing means (optical writing device)
8 Image carrier (photoconductor)
9 Charging
11 Cleaning means 30 Charging means (charging device)
32
Claims (14)
前記現像剤にトナーとキャリアとを有する2成分現像剤を用い、前記像担持体の弾性仕事率を42%以上とすると共に、前記現像剤に添加されるシリカの短径/長径比を0.7以下とし、かつ、画像部において、像担持体の表面電位よりも現像手段の表面電位の絶対値が高くするとともに、像担持体がキャリアよりも電位が+側であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a writing unit for forming an electrostatic latent image on the image carrier, a developing unit for developing the electrostatic latent image with a developer, and the image carrier. An image forming apparatus comprising a cleaning means for recovering a residual developer from a body, and not provided with a lubricant applying means for applying a lubricant to the image carrier,
A two-component developer having a toner and a carrier is used as the developer, the elastic power of the image carrier is set to 42% or more, and the minor axis / major axis ratio of silica added to the developer is set to 0.1. 7 or less, and in the image portion, the absolute value of the surface potential of the developing means is higher than the surface potential of the image carrier, and the potential of the image carrier is on the positive side of the carrier. Forming equipment.
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