JP3924516B2

JP3924516B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3924516B2
Application number: JP2002276508A
Authority: JP
Inventors: 一彦渡邊; 保史中里; 健治杉浦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP2004117419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。詳しくは、感光体上に形成した静電潜像を、トナーにより可視像化し、転写材にトナー像を転写した後、感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置においては、近年、より高精度および高精細な画像が形成できるよう、高解像度を有することが要求されている。画像の解像度を向上させる方法の１つとして、感光体としての感光体上の静電潜像を小粒径のトナーで現像することがあげられる。また、この現像に用いられるトナーとしては、従来より転写率を向上させるために、球に近い形状の球形トナーが使われるようになってきている。しかし、この球形トナーでトナー像を形成し、感光体上の転写後の残留トナーをクリーニングブレードで除去するようにした場合には、球形トナーがクリーニングブレードと感光体との当接部を回転しながら通過してしまう。このため、このクリーニングブレードを用いたブレードクリーニング方式のクリーニング手段では、感光体上に残留した球形トナーを除去することが困難であった。
【０００３】
また、上記ブレードクリーニング方式のクリーニング手段を用いた画像形成装置では、画像形成プロセスが実行される度に、感光体表面がクリーニングブレードにより繰り返し摺擦される。このため、この画像形成装置においては、感光体表面とクリーニングブレードとの摺擦により、感光体表面に画像品質の悪化の原因となるトナーや紙成分などのフィルミング物質や放電生成物等の付着物が付着しやすい。このような感光体表面の付着物は、画像品質を劣化させる原因となるため、速やかに感光体表面から除去する必要がある。そこで、この種の画像形成装置においては、従来、フィルミング除去ブラシによって感光体上に付着したフィルミング物質を除去してトナー像の画質劣化を防いでいる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、有機感光体は、クリーニングブレードで残留トナーを除去することで、表面に付着した放電生成物が少量ずつ膜ごと削り取られ、感光体表面をリフレッシュできる利点がある。また、この有機感光体は、他の感光体に比べて安価であるので、画像形成装置のコストダウンを図ることができるという利点を有している。しかし、アモルファスシリコンなどの保護層を設けない有機感光体は、一般に柔らかいため、その表面が上記クリーニングブレードによる繰り返し摺擦により表面に膜削れが生じやすいという問題がある。このような有機感光体の膜削れが進むと、感光体表面の感度にムラが生じ、トナー像に画像濃度ムラが現れるという問題がある。また、トナーに添加剤が含まれている場合には、この添加剤が研磨粒子として作用し、上記クリーニングブレードによる感光体表面の膜削れが加速される。このため、この場合には、トナー特性、画像パターンによって膜削れ量が常に変動するため、画像品質や感光体の耐久性が低下するという問題があった。
【０００５】
このような有機感光体の耐磨耗性を向上させるために、上記アモルファスシリコンの保護層の替わりに、アルミナなどの強化フィラーを感光体の表層に分散したものがある。この感光体は、その表面に上記フィラーの一部が表出しているため、この表面を上記クリーニングブレードで摺擦すると、フィラーによってブレード欠けが生じることがある。このため、この感光体では、クリーニング不良、ブレードの寿命低下となる。また、この感光体は、その表層に分散されているフィラーによってトナーのバインダーが研磨されるため、感光体表面へのトナー固着も懸念される。
【０００６】
一方、上記感光体の表面を帯電させる帯電手段としては、従来、コロナ帯電器が主に用いられてきた。しかし、このコロナ帯電器は、帯電時にオゾンが大量に発生してしまうという不具合がある。また、このコロナ帯電器は、帯電のための５〜１０ｋＶという高電圧を印加する高電圧電源が必要となるため、低コスト化を図るのが困難であった。このようなことから、近年、感光体表面に帯電部材を接触させて帯電を行う接触型の帯電器が多く提案されている。しかし、この接触型の帯電器は、上記コロナ器に比べてＮＯｘの発生量が多い。このＮＯｘは、高湿環境下での吸湿により感光体表面の抵抗を低下させる作用があるため、感光体表面の電荷保持能力を全面あるいは部分的に低下させる。このため、この接触型の帯電器を用いた画像形成装置では、感光体表面の電荷が面方向にリークし静電潜像パターンが乱れて画像が流れたようになる画像流れと呼ばれている異常画像現象が発生しやすい。また、ＮＯｘは、吸湿すると硝酸イオンとなる。この硝酸イオンは、空気中に存在するアンモニウムイオンと結合すると硝酸アンモニウムとなって感光体表面に付着する。この硝酸アンモニウムが付着した感光体表面は、凸凹した表面状態になっている。また、この硝酸アンモニウムは吸湿により粘着性を帯びるため、その付着部には上記残留トナーが強固に付着しやすい。従って、この残留トナーを上記クリーニングブレードやゴムローラなどの弾性ローラで摺擦して除去した場合には、クリーニング部材と感光体表面との当接が不均一になる。このため、この場合には、感光体表面の残留トナーがスジ状になって残るクリーニング不良が発生しやすくなるという問題が発生する。そこで、このような画像形成装置では、従来、感光体を直接加温するためのヒータを設けたり、温風送風装置により温風を感光体に送風したりして乾燥状態を維持し、NOｘの吸湿による感光体の低抵抗化や表面摩擦係数の増大を防止していた。このヒータや温風送風装置などの加温手段を設けた画像形成装置は、コストアップや、装置の大型化が問題となる。
しかし、上記アモルファスシリコンのような表面硬度を高くした感光体を用いる画像形成装置では、上記画像流れが顕著になるため、上記加温手段が不可欠とされている。このため、省エネルギーを目的とした低温定着トナーや小粒径トナーを用いる画像形成装置では、加温手段とクリーニングブレードとの圧接による摩擦熱でトナーが感光体表面に融着しやすい。この感光体表面に融着したトナーは、画像形成が繰り返し行われることにより核を形成して徐々に増大して、画像に黒スジ状の画像欠陥となって現れる。
【０００７】
上記加熱手段を設けたことによる不具合を解消するために、従来、クリーニングブレードの感光体回転方向上流側に感光体表面を研磨するための研磨ローラを配設した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この画像形成装置は、研磨手段としての研磨ローラとトナーとの研磨作用で、アモルファスシリコンからなる感光体を研磨するものである。つまり、この画像形成装置では、研磨ローラの周辺にトナーの滞留部を形成して、研磨ローラの感光体表面を研磨する研磨力が常に一定になるようにしている。この画像形成装置は、上記研磨ローラと上記クリーニングブレードとが研磨手段としての機能を有している。しかし、このような２つの研磨手段による感光体表面の研磨量をバランスさせて、感光体に対して常に一定の研磨力を持つように構成することは困難である。つまり、感光体表面の研磨量は、感光体上の画像パターンや、トナー特性の変化によっても変動する。このため、このような画像形成装置では、感光体表面を経時的に安定して研磨することが難しく、感光体の高耐久化、高寿命化に課題がある。
【０００８】
なお、この種の画像形成装置では、感光体表面にタルクが付着すると、感光体特性の劣化現象が生じる。従来、このタルクの付着による感光体特性の劣化現象を解決する方法として、感光体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードの摺接部下流側の感光体表面を微量研磨するものがある（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この方法では、トナーとして球形トナーを用いた場合に、この球形トナーがクリーニングブレードをすり抜けてクリーニング不良が発生してしまうという問題がある。また、この方法では、ジャム時のように大量の残留トナーが発生する場合にも、トナーがクリーニングブレードをすり抜けやすくなるため対応できない。さらに、この方法では、クリーニングブレードとトナーとの研磨作用によって感光体表面が研磨されるため、感光体表面の研磨量（磨耗量）が画像パターンやトナーの特性に依存したものになってしまうという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−１９１９８０号公報
【特許文献２】
特開平２０００−１９９１７号公報
【特許文献３】
特公平７−１１７８０３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、有機感光体を備えた画像形成装置においては、帯電時の放電により感光体表面の接着性が増大する。特に、接方式の帯電装置を備えた画像形成装置では、有機感光体の表面が近接放電に直接さらされるため、感光体表面の接着性がより増大する。このため、この有機感光体を備えた画像形成装置は、トナー、ワックス、放電生成物、紙成分などの感光体表面への付着や、帯電時のCTL層の放電劣化などによる感光体の劣化が課題となっている。
【００１１】
また、従来の画像形成装置におけるクリーニングブレードは、感光体上の残留トナーの除去と同時に、放電生成物、紙粉等の除去も行っており、そのトナー除去機能と感光体表面の研磨機能とが分離されていなかった。つまり、従来の画像形成装置では、クリーニングブレードにより残留トナーが除去される際に、残留トナー及びそれに含まれる添加剤（例えばＳｉＯ２やＴｉＯ２）が研磨剤として作用して感光体表面が研磨される。このため、このような画像形成装置は、感光体上の画像パターンやトナー特性によって、感光体表面の研磨量が不均一になりやすく、感光体表面を経時的に安定して研磨することが難しかった。なお、特許文献２の画像形成装置は、クリーニングブレードの他に研磨ローラを設けているが、クリーニングブレードのトナー除去機能と感光体表面の研磨機能とが分離されていないため、感光体表面の経時的な安定研磨が難しい。
【００１２】
特に、近接帯電方式の画像形成装置は、オゾンや荷電粒子の衝突による樹脂分子鎖の切断による低分子化、高分子鎖の絡み合い度の低下による感光体の化学的劣化がコロナ帯電方式に比べて大きい。このため、この近接帯電方式の画像形成装置では、経時での感光体表面の劣化が問題となっている。また、近接帯電方式の画像形成装置では、従来の放電生成物による画像流れのみならず、放電劣化層に起因する画像流れの防止が課題となっている。この放電劣化層に起因する画像流れの防止には、劣化層の研磨除去が必要となる。しかし、上述のように、クリーニング手段のトナー除去機能と感光体表面の研磨機能とが分離されていない従来の画像形成装置では、上記劣化層を経時的に安定して研磨除去できなため、感光体の高耐久化や長寿命化に障害があった。
【００１３】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものである。本発明の目的とするところは、感光体上の残留トナーを除去するクリーニング手段から独立した、感光体表面の研磨のみを行う研磨手段により、感光体表面を経時的に安定して研磨することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定方向に移動する有機感光体と、該有機感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段の有機感光体移動方向下流側の部位で該有機感光体上に形成された静電潜像を球形トナーにより可視像化する現像手段と、該現像手段の有機感光体移動方向下流側の部位で該有機感光体上に形成された球形トナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写手段の有機感光体移動方向下流側の部位で該転写手段により上記球形トナー像を転写材上に転写した後の有機感光体上に残留した球形トナーを電界により除去する電界クリーニング手段と、上記有機感光体の表面を研磨するための研磨手段とを有する画像形成装置において、上記研磨手段は、上記電界クリーニング手段の有機感光体移動方向下流側と上記現像手段の有機感光体移動方向上流側との間の有機感光体の表面を研磨する部位に配設され、該有機感光体の表面を研磨する研磨機能のみを有し、該研磨手段を、該有機感光体の表面に対して先端がトレーリング方向に接触するように配置されたブレード状部材で構成したことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成手段の上記有機感光体移動方向上流側の部位で該有機感光体の表面を帯電する帯電手段が、該有機感光体の表面に近接配置された帯電手段であることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記電界クリーニング手段は、上記有機感光体上に残留した球形トナーを除去するための導電性ファーブラシを有していることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記電界クリーニング手段は、上記導電性ファーブラシにより除去した上記有機感光体上に残留した球形トナーを該導電性ファーブラシから回収するためのトナー回収手段を有していることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記導電性ファーブラシは、導電性部材を絶縁体で被覆したブラシ繊維で構成されていることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記導電性ファーブラシに、放電開始電圧以下のバイアスを印加するためのバイアス印加手段を有していることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記ブレード状部材は、ウレタンゴムで構成されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記ブレード状部材は、研磨粒子が分散されたウレタンゴムで構成されていることを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記研磨粒子は、アルミナであることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、上記電界クリーニング手段により除去される球形トナーの極性を、正規の帯電極性に戻すように制御する極性制御手段を有していることを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記研磨手段のブレード状部材が二層構造を有し、上記有機感光体と当接する層に比べて、もう一方の層の熱伝導率が低いことを特徴とするものである。
これらの画像形成装置においては、上記研磨手段により、上記電界クリーニング手段の有機感光体移動方向下流側と上記現像手段の有機感光体移動方向上流側との間の有機感光体の表面が、クリーニングされることなく研磨される。このように、これらの画像形成装置は、上記クリーニング手段によるトナー除去機能と、上記研磨手段による有機感光体表面の研磨機能とが分離されている。これにより、この有機感光体表面が、経時的に安定して研磨されるようになり、有機感光体の高耐久化や長寿命化が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用される画像形成装置について説明する。図１に、後述する各実施形態に共通した構成を有する画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、有機感光体からなる感光体１を備えている。図１において、感光体１は、図示しない駆動装置により回転駆動され、その表面が近接帯電方式の主帯電装置２により所定の極性に均一に帯電される。帯電された感光体１の表面には、露光装置３によって光像が露光され、所定の静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４から感光体１の表面に供給される現像剤としての小粒径の球形トナー（以下、単に「トナー」という」により現像されて、トナー像として可視像化される。
【００１６】
一方、図示しない給紙部からは記録媒体としての転写紙が感光体１に向けて給送される。この転写紙には、感光体１に対向配置されている転写装置５によって感光体１上のトナー像が転写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙は、感光体１から分離した後、転写材搬送経路１０に沿って定着装置６に搬送されて、トナー像が定着される。転写紙にトナー像を転写した後の感光体１上に残留している残留トナーとしての転写残トナー１１は、クリーニング装置７によって感光体１上から除去される。また、転写残トナー１１が除去された後の感光体表面の残留電荷は、除電装置９により除去される。このようにして、感光体１は繰り返し使用される。
【００１７】
ところが、上述のように構成を有する従来の画像形成装置は、前述したように、上記クリーニング装置７のトナー除去機能と感光体１の表面の研磨機能とが分離されていなかった。このため、この従来の画像形成装置では、感光体表面の劣化層を経時的に安定して研磨除去できないため、感光体１の高耐久化や長寿命化が難しいという問題があった。
このような問題は、以下に説明する各実施形態に係る画像形成装置を用いることにより解決することができる。なお、以下の実施形態に係る画像形成装置の各構成要素のうち、図に示した画像形成装置の各構成要素と同等の構成及び機能を有するものには、この画像形成装置の各構成要素に付した符号と同符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
【実施形態１】
この実施形態１に係る画像形成装置は、図１に示した画像形成装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。図２に、本実施形態１に係る画像形成装置の一例を示す。図２において、クリーニング装置７は、電界クリーニング手段１３を備えている。この電界クリーニング手段１３の感光体回転方向下流側には、感光体１の表面を研磨するための研磨手段１４が配設されている。ここで、クリーニング装置７の電界クリーニング手段１３は、感光体１上の残留トナー１１を除去するトナー除去機能のみを有している。一方、研磨手段１４は、感光体１の表面を研磨する研磨機能のみを有している。このように、本実施形態１に係る画像形成装置は、上記トナー除去機能と感光体表面の研磨機能とが完全に分離・独立している。つまり、上記電界クリーニング手段１３は、感光体１の表面を研磨する機能を備えていない。
【００１９】
上記クリーニング装置７、及び研磨手段１４は、図３及び図４に示すような中間転写体２０を用いたフルカラー画像形成装置に搭載することができる。
図３に示したフルカラー画像形成装置は、図２に示すような構成の画像形成手段を、中間転写体２０に沿って複数個（ここでは、４個）配置して構成されたタンデム型の画像形成装置である。このタンデム型の画像形成装置では、各画像形成手段の感光体１上に形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を中間転写体２０に順次重ね合わせて1次転写する。次に、紙転写部２１で中間転写体２０上のカラートナー画像（1次転写画像）を転写紙２２に２次転写する。
一方、図４に示したフルカラー画像形成装置は、上記現像装置４が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを１つの感光体１に供給する４個の現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋで構成されている。この１ドラム型のフルカラー画像形成装置では、各現像装置４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋの動作を切りかえることで、１つの感光体１上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が順次形成される。その後、上記タンデム型の画像形成装置と同様に、感光体１上に形成したシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を中間転写体２０に順次重ね合わせて1次転写する。次に、紙転写部２１で中間転写体２０上のカラートナー画像（1次転写画像）を転写紙２２に２次転写する。
【００２０】
次に、本実施形態１に係る画像形成装置におけるクリーニング装置７の電界クリーニング手段１３について説明する。上記転写残トナー１１は、図２に示すように、極性制御装置１９によって、極性反転している転写残トナー１１が正規の帯電極性に戻される。これにより、転写残トナー１１は、感光体１の表面に対する静電付着力が弱められた状態で、電界クリーニング手段１３に達する。この電界クリーニング手段１３は、電界が付与された導電性ファーブラシ１３ａで構成されている。この導電性ファーブラシ１３ａが感光体１の表面をカウンタ方向に摺るように回転することによって、感光体１上から転写残トナー１１が除去される。この感光体１上から除去されて導電性ファーブラシ１３ａに付着した転写残トナー１１は、導電性ファーブラシ１３ａを摺るように回転する回収ローラ１５の表面に静電的に付着して回収される。この回収ローラ１５の表面に静電的に付着した転写残トナー１１は、回収ローラ１５の表面に当接配置されたスクレーパー１６によって、回収ローラ１５の表面から掻き落とされる。導電性ファーブラシ１３ａには所定の電圧が印加されるようになっている。この導電性ファーブラシ１３ａへの電圧印加は、図２に示すように、クリーナー電源１７によって電圧印加された上記回収ローラ１５との当接によって行なわれる。ここで、上記回収ローラ１５としては、ＳＵＳなどの金属や、その表面の静止摩擦係数を下げるためにフッ素系樹脂を塗布又は分散、あるいは金属との共析メッキ処理を施したものが望ましい。また、上記スクレーパー１６としては、ウレタンゴムブレードを用いることができるが、この限りではない。
【００２１】
本実施形態１に係る画像形成装置で用いている球形トナーは、前述したように、ブレードなどの除去手段をすり抜けやすい。そこで、ここでは、上記回収ローラ１５として弾性ローラを用い、金属製ブレードで構成したスクレーパー１６を、回収ローラ１５の表面に所定量だけ食い込むように当接させて、球形トナーの回収性を維持するようにしている。また、上記導電性ファーブラシ１３ａの外径位置の接線速度Ｖｆと、回収ローラ１５の表面の接線速度Ｖｋとの関係が、Ｖｋ/Ｖｆ≧０．８の範囲となるように設定することで、球形トナーの望ましい回収効率となった。これにより、回収ローラ１５によってトナーが回収されて常にトナー付着がないフレッシュな状態の導電性ファーブラシ１３ａにより、感光体１から転写残トナー１１が除去されるようになる。従って、本実施形態１に係る画像形成装置では、感光体１へのトナー固着や、クリーニング部材としてのブラシと感光体１との間で転写残トナー１１が研磨粒子として作用することによる感光体表面の磨耗が生じなくなる。
【００２２】
ここで、転写残トナー１１の除去手段としてクリーニングブレードを用いた場合には、このクリーニングブレードにより感光体表面の研磨作用が発生する。また、この場合には、このクリーニングブレードと感光体１との間で転写残トナー１１が研磨粒子として作用するようになる。このため、このような感光体表面の研磨は、感光体１上の画像パターンや、トナーの添加剤により感光体研磨量が変動しやすく、感光体表面の削れ量が成り行き任せとなり、感光体表面を経時的に安定して研磨することができない。また、この場合には、上記球形トナーのクリーニング不良が生し、クリーニングブレードの下流側に配置されている研磨手段１４に球形トナーが送られてしまうため、研磨手段１４による感光体表面の研磨量が不安定になってしまう。
【００２３】
これに対し、上記電界クリーニング手段１３として導電性ファーブラシ１３ａを用いた場合には、感光体１の表面に機械的ストレスを与えることがない。従って、この場合には、転写残トナー１１に機械的ストレスを与えて、感光体表面にトナーを固着させることがなく、転写残トナー１１の除去のみを行なうことができる。このように、導電性ファーブラシ１３ａを用いて転写残トナー１１を除去した場合には、感光体表面との間に介在した転写残トナー１１が研磨粒子として作用しなくなり、上記電界クリーニング手段１３の研磨機能がなくなる。
【００２４】
この導電性ファーブラシ１３ａは、上記感光体１の表面にアルミナなどの強化フィラーを分散し表面硬度を増大させて耐磨耗性を向上した感光体を使用した画像形成装置にも、効果的に用いることができる。つまり、導電性ファーブラシ１３ａは、上記トナー固着、感光体１の不均一な磨耗、上記フィラーによるブレード割れを原因とするクリーニング不良などの諸問題が発生することがない。従って、導電性ファーブラシ１３ａを用いることで、経時的に安定したクリーニング性の維持と感光体１の高耐久化との両効果が得られる。
【００２５】
ところで、上記導電性ファーブラシ１３ａによる感光体の低ハザード化のためには、導電性ファーブラシ１３ａの線速を、感光体１の線速に比べてわずかに速くして、感光体表面に対しトレーリング方向に回転させることが望ましい。感光体１の線速は、通常、１００〜２００[ｍｍ／ｓｅｃ]程度に設定されている。なお、導電性ファーブラシ１３ａによる転写残トナー１１の除去性は、導電性ファーブラシ１３ａの感光体表面に対する回転方向を、カウンタ方向にした方が向上する。しかし、このように導電性ファーブラシ１３ａをカウンタ方向に回転させた場合には、この導電性ファーブラシ１３ａの過剰な機械的摺擦力による感光体磨耗やトナー固着が生じるおそれがある。従って、このようなおそれをなくすためには、導電性ファーブラシ１３ａを感光体表面に対しトレーリング方向に回転させることが望ましい。特に、静電的制御に優れる球形トナーを用いた場合には、電界が付与された導電性ファーブラシ１３をトレーリング方向に回転させることで十分なトナー除去性を発揮することができるようになる。
【００２６】
上記導電性ファーブラシ１３ａに用いられる導電性繊維としては、例えば、ポリエステル、ナイロン、アクリルなどの繊維にカーボンなどの導電材料を添加したものを用いることができる。この導電性ファーブラシ１３ａに用いられる導電性繊維は、導電性繊維であればどのようなものであってもよく、上記繊維にかぎらない。
この導電性ファーブラシ１３ａのブラシ繊維は、その導電化の方法により、例えば、図５に示すような、外部導電被覆型、分散型、外部絶縁被覆型に分類することができる。外部導電被覆型のブラシ繊維は、図５（ａ）に示すように、ナイロン２４からなるブラシ繊維の表面に導電物質２３をコーティングしたものである。分散型のブラシ繊維は、図５（ｂ）に示すように、アクリル２５からなる繊維中に導電物質２３を分散させたものである。外部絶縁被覆型の繊維は、図５（ｃ）に示すように、ポリエステル２６からなる繊維中に導電物質２３を挿入したものである。ここで、発明者らが行った実験では、導電物質が繊維表面に露出していない上記外部絶縁被覆型のブラシ繊維で構成した導電性ファーブラシ１３ａが、環境経時で良好なクリーニング性を示すことが分かった。そこで、上記導電性ファーブラシ１３ａとしては、ポリエステル２６からなる繊維に導電性物質２３を挿入し、原糸比抵抗が１０６〜１０９[Ω・ｃｍ]、直毛のブラシ繊維で構成したものを用いた。なお、このポリエステル２６の繊維に挿入される導電性物質２３の形状は、図５に示す星形状に限らず、導電性物質がブラシ繊維で被覆されていれば、どの様な形状であってもよい。
【００２７】
このような導電性物質がブラシ繊維表面に露出していないブラシ繊維は、環境経時で良好なクリーニング性を維持することができる。すなわち、静電ブラシクリーニングでは、少なくとも次の２つの条件が要求される。（１）使用環境の温度変化、湿度変化によらず、ブラシ繊維先端に一定の電圧、電流を保持し、トナー吸着電界の強度が一定であること。（２）経時の使用において、ブラシ繊維の絡み、毛倒れ、ブラシ繊維の脱落、磨耗によるブラシ繊維材質の脱離がないこと。
上記外部導電被覆型、及び分散型のブラシ繊維のように、導電物質をブラシ繊維表面にコーティングしたり分散したりしたものは、ブラシ繊維表面に導電物質が露出する。このようなブラシ繊維は、特に高温高湿環境化では、雰囲気中の水分が導電物質に付着し、ブラシ繊維の低抵抗化が発生するため、トナー吸着電界が環境に依存してしまう。また、導電物質として用いられるカーボンは耐磨耗性が低いため、導電物質が繊維表面に露出していない上記外部絶縁被覆型のブラシ繊維に比べて耐久性が低い。また、上記分散型のブラシ繊維の場合には、微粉末状の導電物質の感光体表面への脱離付着による感光体汚染が起きる。
図６に、上記分散型のブラシ繊維と、上記外部絶縁被覆型のブラシ繊維とのクリーニング性を比較したグラフを示す。このグラフは、横軸がクリーニング前のブラシ入力トナー量を示し、縦軸がクリーニング後の残トナー量をＩＤ値で示したものである。このグラフから、ブラシ繊維表面に導電性物質が露出していない上記外部絶縁被覆型のブラシ繊維の方が、上記分散型のブラシ繊維に比べて、特に高温高湿環境でのクリーニング性が勝っていることがわかる。
【００２８】
本実施形態１に係る画像形成装置では、上述のように、上記回収ローラ１５を介して導電性ファーブラシ１３ａに電圧を印加している。この導電性ファーブラシ１３ａの原糸比抵抗は１０６〜１０９[Ω・ｃｍ]、通常印加電圧は１００Ｖ〜３００Ｖに設定することが望ましい。ここで、例えば、印加電圧が５００Ｖの場合には、導電性ファーブラシ１３ａに付着した転写残トナー１１の極性が反転し、回収ローラ１５によって回収されずに、感光体１の表面に再度付着することがある。また、この場合には、雰囲気条件によっては導電性ファーブラシ１３ａと感光体１との間で放電が発生し、転写残トナー１１の極性反転と共に、感光体１の放電による劣化が起こるおそれがある。従って、少なくとも感光体１の高耐久化、高寿命化のためには、上記印加電圧は放電開始電圧以下であることが望ましい。
【００２９】
本実施形態１に係る画像形成装置における感光体１の表面は、図２に示すように、電界クリーニング手段１３の導電性ファーブラシ１３ａの下流に設置された研磨手段１４によって研磨される。この研磨により、感光体表面の像流れ物質、感光体１の放電劣化層、微細傷、フィルミング物質が、感光体表面から研磨除去される。この研磨手段１４が配置されている部位の感光体表面は、その上流の導電性ファーブラシ１３ａによって、感光体表面を削ることなく転写残トナー１１が感光体表面から予め除去されている。これにより、この研磨手段１４は、転写残トナー１１の影響を受けることなく、感光体表面を単独で研磨することができる。従って、この研磨手段１４で感光体表面を研磨することで、感光体表面の放電生成物や紙粉、及び近接放電を用いた帯電装置１２による感光体放電劣化層を経時的に一定の研磨量で研磨除去できるようになる。また、この研磨時にトナーのようなイレギュラーな粒子が介在すると感光体表面の偏磨耗が加速される。しかし、この画像形成装置では、このような偏磨耗を加速させる粒子が上流の導電性ファーブラシ１３ａにより予め除去されているのでその心配もない。
なお、上記感光体放電劣化層は、次のようにして発生する。図２に示すように、帯電装置１２として、例えば、５０μm程度の微小ギャップをもって感光体１と近接配置して、感光体１の表面を近接放電により帯電したとする。本実施形態１では、感光体の帯電条件を、帯電後の感光体表面電位は−７００Ｖ、印加電圧はAC電圧を用い、周波数：９００Ｈｚ,ピーク電圧：２．２ｋＶ、オフセット電圧：−６６０Ｖを印加した。このような近接放電により感光体表面を帯電すると、経時で感光体表面が白く粉をふいたように劣化する。これは、近接放電では、オゾンや荷電粒子の衝突による樹脂分子鎖の切断による低分子化、高分子鎖の絡み合い度の低下による感光体１の化学的劣化がコロナ帯電に比べて大きいことによる。なお、上記帯電手段１２は、感光体表面との間に微小ギャップが形成されているので、クリーニング不良により感光体表面に付着しているトナーが帯電装置１２を汚して帯電不良を起こすことがない。
【００３０】
上記研磨手段１４としては、例えば、ポリウレタンゴムなどからなるブレード状部材を用いることができる。このブレード部材からなる研磨手段１４は、図２に示すように、ブレード部材を感光体回転方向に対してトレーリング方向に当接配置すると効果的である。
すなわち、このブレード部材を感光体回転方向に対してカウンタ方向に当接配置させた場合には、ブレード部材の先端にメクレが起きる可能性が高い。また、感光体１の強化のためにフィラーが添加されている場合には、このフィラーによってブレード部材の先端に欠けが生じやすくなり、ブレード部材による感光体表面の研磨量を一定に維持することができなくなる。
これに対し、ブレード部材を上記トレーリング方向に当接配置した場合には、クリーニング不良によりトナーが研磨手段１４に達した場合でも、このトナーは研磨手段１４を通過できるので研磨粒子として作用することがない。
【００３１】
この画像形成装置を用いて、高湿環境下で連続プリントを実行したところ、その感光体１は、画像流れが生じることなく、３０万回以上の画像プリントを安定して行うことができる長寿命で信頼性の高いものとなることが確認された。
【００３２】
【実施形態２】
この実施形態２に係る画像形成装置は、図２乃至図６を参照して説明した画像形成装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。
前記近接帯電方式による感光体劣化が感光体１の表層から深くまで及んでいる場合には、前述のようなウレタンゴムからなるブレード部材で構成した研磨手段１４で感光体劣化層を除去することが難しくなる。この実施形態２に係る画像形成装置の研磨手段は、上述のような除去が難しくなった感光体劣化層を除去する機能を備えている。すなわち、この画像形成装置は、例えば、図７（ａ）に示すように、ブレード部材からなる研磨手段１４が、その表面に研磨粒子２７を表出させた構成を有している。この研磨手段１４を用いて、図７（ｂ）に示すように、感光体１の表面を研磨した場合には、その表面に表出させた研磨粒子２７により、除去が難しくなった感光体劣化層を積極的に除去できるようになる。これにより、感光体表面のリフレッシュ効果を高めることができる。上記研磨粒子２７としては、アルミナ、酸化チタン、シリコンカーバイトなどが用いることができるが、この限りではない。
なお、上記研磨粒子２７は、図７（ｃ）に示すように、研磨手段１４としてのブレード部材の内部に分散するようにしてもよい。このような研磨手段１４を用いた場合には、ブレード部材が磨耗により新しい研磨粒子２７が表出されるので、感光体表面を経時的に安定して研磨することができるようになる。
【００３３】
【実施形態３】
この実施形態３に係る画像形成装置は、図２乃至図７を参照して説明した画像形成装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。
前述のようなウレタンゴムからなるブレード部材で構成した研磨手段１４を用いた場合は、その感光体１の表面との摺擦によってブレード部材が発熱する。この発熱によって、感光体表面のＮＯｘなどの像流れ物質が気化離脱することによって画像のボケを防止することが可能である。そこで、この実施形態３に係る画像形成装置では、図８（ａ）に示すように、その研磨手段１４を二層構造のブレード部材２８で構成する。このブレード部材２８は、図８（ｂ）に示すように、その感光体１と当接する研磨層２８ａに比べて、他の支持層２８ｂが熱伝導率の低い素材で構成されている。この二層構造のブレード部材２８は、その研磨層２８ａの感光体１との接触により発生した熱が、熱伝導率の低い素材で構成されている支持層２８ｂにより雰囲気に逃げ難くなる。これにより、ブレード部材２８の研磨層２８ａの熱により、上記像流れ物質を効果的に気化離脱させることができるようになる。ここでは、上記研磨層２８ａをポリウレタン、上記支持層２８ｂを発泡ポリウレタンで構成した。
【００３４】
【実施形態４】
この実施形態４に係る画像形成装置は、図２乃至図８を参照して説明した画像形成装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。
この実施形態４に係る画像形成装置は、平均円径度が０．９６以上〜１．００未満のトナーを用いている。このようなトナーを用いることで、トナーの転写率が向上し高画質化が図れる。また、このトナーの転写率の向上によって、上記電界クリーニング手段１３の導電性ファーブラシ１３ａへの入力トナー量が減少する。従って、この実施形態４に係る画像形成装置においては、その導電性ファーブラシ１３ａのクリーニング余裕度が増し、静電ブラシクリーニングにより転写残トナー１１を十分にクリーニングできるクリーニング性が得られる。これにより、上記研磨手段１４の研磨位置にトナーが達することがなくなり、研磨手段１４による研磨量の変動が起きることなく、感光体１の表面を安定して研磨することができるようになる。
また、上記トナーとしては、重量平均粒径が３．０〜７．０μm、粒径分布が１．２０≧Ｄｖ／Ｄｎ≧１．００のトナーを用いることができる（Ｄｖ:体積平均粒径、Ｄｎ:個数平均粒径）。このトナーは、その粒径が揃っているので、従来のブレードクリーニングには不利であるが、トナーの帯電量が均一になり、静電ブラシクリーニング方式には有利となる。また、同様の理由によりトナーの転写効率が上がるので、導電性ファーブラシ１３ａへの入力トナー量が減少し、その導電性ファーブラシ１３ａのクリーニング余裕度が向上するようになる。
【００３５】
上述のように、実施形態１に係る画像形成装置においては、研磨機能のみを有する研磨手段１４により、トナーに含まれる微粒子によらずに感光体１の表面が研磨される。これにより、画像パターン、トナー特性変化などによって感光体表面の研磨量が不安定になることがなく、感光体の長寿命化を図ることができるようになる。
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、感光体１の表面から転写残トナー１１が導電性ファーブラシ１３ａで除去されるので、この転写残トナーの除去時におけるトナー固着がなくなる。また、トナー除去時に感光体１の磨耗がないので、感光体１の研磨を研磨手段１４によって独立に一定の研磨量で研磨できるようになる
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、感光体１の表面から除去されて導電性ファーブラシ１３ａに付着している転写残トナー１１が、トナー回収ローラ１５により除去される。これにより、導電性ファーブラシ１３ａのトナー除去性能が維持され、研磨手段１４にトナーが達しなくなって、感光体１の表面の研磨量が安定的に維持されるようになる。
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、導電性ファーブラシ１３ａの導電物質が絶縁物質で被覆されているので、導電性ファーブラシ１３ａの環境経時でのトナー除去能力が維持される。これにより、この導電性ファーブラシ１３ａの下流の研磨手段１４の研磨量が一定に維持されるようになる。
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、導電性ファーブラシ１３ａに印加されるバイアスが、放電開始電圧以下となる。これにより、導電性ファーブラシ１３ａのと感光体１との間で放電が起きることによる感光体劣化、トナーの極性変化によるクリーニング不良が防止されるようになる。
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、研磨手段１４としてのブレード部材が感光体１に対してトレーリング方向に接しているので、感光体表面からトナーを除去する際のトナー固着が起こらなくなる。また、トナーによる感光体磨耗も起こらないので、感光体１の表面を研磨手段１４によって独立に一定の研磨量で研磨できるようになる。
また、実施形態１に係る画像形成装置においては、研磨手段１４としてのブレード部材がウレタンゴムで構成されているので、感光体１の表面にうねりがあってもこの表面に対し均一に密着でき、感光体表面の偏磨耗が生じなくなる。また、このウレタンゴムのブレード部材と感光体表面との摺擦熱により、放電生成物の気化離脱を促進させることができるようになる。
また、実施形態２に係る画像形成装置においては、研磨手段１４としてのブレード部材に研磨粒子２７が分散されているので、ブレード部材が経時で磨耗しても、その研磨作用が低下することなく、安定な研磨が維持されるようになる。
また、実施形態２に係る画像形成装置においては、上記研磨粒子２７がアルミナであるので、低コストなブレード部材で感光体研磨を実現できるようになる。
また、実施形態３に係る画像形成装置においては、導電性ファーブラシ１３ａに進入するトナーの極性が、極性制御装置１９により所定の極性に維持されるので、逆極性トナーによるクリーニング不良の発生が起こらなくなる。
また、実施形態３に係る画像形成装置においては、研磨手段１３のブレード部材２８が二層構造になっているので、感光体１と当接する研磨層２８ａの熱低下が抑制される。これにより、ブレード部材２８と感光体１との摺擦によるＮＯｘなどの像流れ物質の気化離脱が促進されて画像のボケの発生が防止されるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、クリーニング手段のトナー除去機能と感光体表面の研磨機能とが分離されているので、感光体上の付着物や劣化層を経時的に安定して研磨除去でき、感光体の高耐久化や長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】本発明の実施形態１に係るタンデム型の画像形成装置の概略構成図。
【図４】本発明の実施形態１に係る１ドラム型の画像形成装置の概略構成図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置の導電性ファーブラシのブラシ繊維を示す概略斜視図。
【図６】本発明の上記導電性ファーブラシの種類とクリーニング性との比較グラフ。
【図７】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置の研磨手段の概略断面図。
（ｂ）は、上記研磨手段の作用を作用を説明するための該略図。
（ｃ）は、上記研磨手段の他の構成例を示す概略断面図。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る画像形成装置の研磨手段の概略断面図。
（ｂ）は、上記研磨手段の作用を作用を説明するための該略図。
【符号の説明】
１感光体
２主帯電装置
３露光装置
４現像装置
５転写装置
６定着装置
７クリーニング装置
８クリーニングブレード
９除電装置
１０転写材搬送経路
１１転写残トナー
１２帯電手段
１３導電性ファーブラシ
１４研磨手段（ブレード部材）
１５回収ローラ
１６スクレーパー
１７クリーナー電源
１８回収コイル
１９極性制御装置
２０中間転写部
２１紙転写部
２２転写紙
２３導電物質
２４ナイロン
２５アクリル
２６ポリエステル
２７研磨粒子
２８ブレード部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus having a cleaning unit that visualizes an electrostatic latent image formed on a photoreceptor with toner, transfers the toner image onto a transfer material, and then removes toner remaining on the photoreceptor. Is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, this type of image forming apparatus is required to have a high resolution so that a higher-precision and higher-definition image can be formed. One method for improving the resolution of an image is to develop an electrostatic latent image on the photoconductor as a photoconductor with a toner having a small particle diameter. As the toner used for this development, a spherical toner having a shape close to a sphere has been used in order to improve the transfer rate. However, when a toner image is formed with this spherical toner and the residual toner after transfer on the photosensitive member is removed with a cleaning blade, the spherical toner rotates the contact portion between the cleaning blade and the photosensitive member. Will pass through. For this reason, it is difficult to remove the spherical toner remaining on the photosensitive member by the cleaning means of the blade cleaning system using this cleaning blade.
[0003]
In the image forming apparatus using the blade cleaning type cleaning unit, the surface of the photoreceptor is repeatedly rubbed by the cleaning blade every time the image forming process is executed. For this reason, in this image forming apparatus, filming substances such as toner and paper components, discharge products, and the like, which cause image quality deterioration due to sliding friction between the surface of the photoreceptor and the cleaning blade, are attached. Kimono is easy to adhere. Such deposits on the surface of the photoconductor cause deterioration in image quality, and thus must be promptly removed from the surface of the photoconductor. Therefore, in this type of image forming apparatus, conventionally, a filming substance adhering to the photoconductor is removed by a filming removal brush to prevent deterioration of the image quality of the toner image (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
By the way, the organic photoreceptor has an advantage that by removing residual toner with a cleaning blade, discharge products adhering to the surface are scraped off by a small amount and the film surface can be refreshed. Further, since this organic photoreceptor is less expensive than other photoreceptors, it has an advantage that the cost of the image forming apparatus can be reduced. However, since the organic photoconductor not provided with a protective layer such as amorphous silicon is generally soft, there is a problem that the surface of the photoconductor is likely to be scraped by repeated rubbing with the cleaning blade. When the film removal of the organic photoreceptor progresses, there is a problem that unevenness occurs in the sensitivity of the surface of the photoreceptor, and unevenness in image density appears in the toner image. Further, when the toner contains an additive, the additive acts as abrasive particles, and the film scraping on the surface of the photoreceptor by the cleaning blade is accelerated. For this reason, in this case, the film scraping amount always fluctuates depending on the toner characteristics and the image pattern, so that there is a problem that the image quality and the durability of the photosensitive member are lowered.
[0005]
In order to improve the abrasion resistance of such an organic photoreceptor, there is one in which a reinforcing filler such as alumina is dispersed in the surface layer of the photoreceptor in place of the amorphous silicon protective layer. Since part of the filler is exposed on the surface of this photoreceptor, the blade may be chipped by the filler when the surface is rubbed with the cleaning blade. For this reason, in this photoreceptor, the cleaning is poor and the life of the blade is reduced. Further, since the toner binder is polished by the filler dispersed in the surface layer of this photoreceptor, there is a concern that the toner adheres to the surface of the photoreceptor.
[0006]
On the other hand, conventionally, a corona charger has been mainly used as a charging means for charging the surface of the photoreceptor. However, this corona charger has a problem that a large amount of ozone is generated during charging. In addition, since this corona charger requires a high voltage power source for applying a high voltage of 5 to 10 kV for charging, it is difficult to reduce the cost. For these reasons, in recent years, many contact-type chargers have been proposed in which charging is performed by bringing a charging member into contact with the surface of the photoreceptor. However, this contact-type charger generates more NOx than the corona device. Since this NOx has an action of reducing the resistance of the surface of the photoreceptor due to moisture absorption in a high humidity environment, the charge holding ability of the surface of the photoreceptor is reduced in whole or in part. For this reason, in an image forming apparatus using this contact-type charger, the charge on the surface of the photoconductor leaks in the surface direction, and the electrostatic latent image pattern is disturbed so that the image flows. Abnormal image phenomenon is likely to occur. Further, NOx becomes nitrate ions when it absorbs moisture. When this nitrate ion is combined with ammonium ion present in the air, it becomes ammonium nitrate and adheres to the surface of the photoreceptor. The surface of the photoreceptor to which the ammonium nitrate is attached is in an uneven surface state. In addition, since this ammonium nitrate is sticky due to moisture absorption, the residual toner tends to adhere firmly to the adhering portion. Therefore, when the residual toner is removed by sliding and rubbing with an elastic roller such as the cleaning blade or rubber roller, the contact between the cleaning member and the surface of the photosensitive member becomes non-uniform. For this reason, in this case, there arises a problem that the cleaning toner remaining on the surface of the photosensitive member becomes streaky and the cleaning defect is likely to occur. Therefore, in such an image forming apparatus, conventionally, a heater for directly heating the photosensitive member is provided, or a hot air blowing device is used to blow warm air to the photosensitive member to maintain a dry state. It has prevented the decrease in resistance of the photoreceptor and the increase in the surface friction coefficient due to moisture absorption. In the image forming apparatus provided with heating means such as the heater and the hot air blower, the cost increases and the size of the apparatus becomes a problem.
However, in an image forming apparatus using a photoconductor with a high surface hardness such as amorphous silicon, the above-mentioned heating means is indispensable because the above-mentioned image flow becomes remarkable. For this reason, in an image forming apparatus using a low-temperature fixing toner or a small particle size toner for the purpose of energy saving, the toner is likely to be fused to the surface of the photoreceptor due to frictional heat generated by pressure contact between the heating means and the cleaning blade. The toner fused to the surface of the photosensitive member forms nuclei as a result of repeated image formation, and gradually increases to appear as black streak-like image defects in the image.
[0007]
In order to solve the problems caused by the provision of the heating means, there has conventionally been proposed an image forming apparatus in which a polishing roller for polishing the surface of the photoconductor is disposed upstream of the cleaning blade in the photoconductor rotation direction ( For example, see Patent Document 2.) In this image forming apparatus, a photosensitive member made of amorphous silicon is polished by a polishing action of a polishing roller as a polishing unit and toner. In other words, in this image forming apparatus, a toner retaining portion is formed around the polishing roller so that the polishing force for polishing the surface of the photosensitive member of the polishing roller is always constant. In this image forming apparatus, the polishing roller and the cleaning blade function as polishing means. However, it is difficult to balance the amount of polishing of the surface of the photosensitive member by the two polishing means so that the photosensitive member always has a constant polishing force. That is, the amount of polishing on the surface of the photoreceptor varies depending on the image pattern on the photoreceptor and the change in toner characteristics. For this reason, in such an image forming apparatus, it is difficult to stably polish the surface of the photoreceptor over time, and there are problems in improving the durability and life of the photoreceptor.
[0008]
In this type of image forming apparatus, when talc adheres to the surface of the photoreceptor, a phenomenon of deterioration of the photoreceptor characteristics occurs. Conventionally, as a method for solving the phenomenon of deterioration of the photoreceptor characteristics due to adhesion of talc, there is a method in which a small amount of the photoreceptor surface downstream of the sliding contact portion of the cleaning blade for removing the residual toner on the photoreceptor is polished (for example, (See Patent Document 3). However, in this method, when spherical toner is used as the toner, there is a problem that the spherical toner slips through the cleaning blade and a cleaning failure occurs. In addition, this method cannot cope with a large amount of residual toner, such as when a jam occurs, because the toner easily passes through the cleaning blade. Further, in this method, the surface of the photoconductor is polished by the polishing action of the cleaning blade and the toner, so that the polishing amount (abrasion amount) of the surface of the photoconductor depends on the characteristics of the image pattern and the toner. There's a problem.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2-191980
[Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-19917
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No.7-117803
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in an image forming apparatus provided with an organic photoreceptor, the adhesion on the surface of the photoreceptor increases due to discharge during charging. In particular, in an image forming apparatus provided with a contact-type charging device, the surface of the organic photoreceptor is directly exposed to proximity discharge, so that the adhesion of the photoreceptor surface is further increased. For this reason, an image forming apparatus equipped with this organic photoconductor is subject to deterioration of the photoconductor due to adhesion of toner, wax, discharge products, paper components, etc. to the surface of the photoconductor, and discharge deterioration of the CTL layer during charging. It has become a challenge.
[0011]
In addition, the cleaning blade in the conventional image forming apparatus also removes the discharge product, paper dust, and the like simultaneously with the removal of the residual toner on the photoconductor. It was not separated. That is, in the conventional image forming apparatus, when the residual toner is removed by the cleaning blade, the residual toner and the additive (for example, SiO 2 or TiO 2) contained therein act as an abrasive to polish the surface of the photoreceptor. For this reason, in such an image forming apparatus, the amount of polishing on the surface of the photoconductor tends to be uneven due to the image pattern on the photoconductor and the toner characteristics, and it is difficult to stably polish the surface of the photoconductor over time. It was. The image forming apparatus of Patent Document 2 is provided with a polishing roller in addition to the cleaning blade. However, since the toner removing function of the cleaning blade and the polishing function of the surface of the photosensitive member are not separated, Is difficult to achieve stable polishing.
[0012]
In particular, the proximity charging type image forming apparatus has a lower molecular weight due to cleavage of resin molecular chains due to collisions of ozone and charged particles, and a chemical deterioration of the photoreceptor due to a decrease in the degree of entanglement of polymer chains compared to the corona charging type. large. For this reason, the proximity charging type image forming apparatus has a problem of deterioration of the surface of the photoreceptor over time. Further, in the proximity charging type image forming apparatus, not only the image flow caused by the conventional discharge product but also the prevention of the image flow caused by the discharge deteriorated layer is a problem. In order to prevent the image flow caused by the discharge deteriorated layer, it is necessary to polish and remove the deteriorated layer. However, as described above, in the conventional image forming apparatus in which the toner removing function of the cleaning unit and the polishing function of the surface of the photoreceptor are not separated, the deteriorated layer cannot be stably removed over time. There were obstacles to improving the durability and life of the body.
[0013]
The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to stably polish the surface of the photoconductor over time by a polishing unit that only polishes the surface of the photoconductor independent of a cleaning unit that removes residual toner on the photoconductor. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an organic photosensitive member that moves in a predetermined direction, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the organic photosensitive member, and a latent image forming unit. A developing unit that visualizes the electrostatic latent image formed on the organic photoconductor with a spherical toner at a site downstream of the organic photoconductor moving direction; and a site downstream of the developing unit with respect to the organic photoconductor moving direction. Transfer means for transferring the spherical toner image formed on the organic photoreceptor onto the transfer material, and the spherical toner image on the transfer material by the transfer means at a site downstream of the transfer means in the organic photoreceptor movement direction. In the image forming apparatus, comprising: an electric field cleaning means for removing spherical toner remaining on the organic photoreceptor after the transfer by an electric field; and a polishing means for polishing the surface of the organic photoreceptor. Organic photosensitive for electric field cleaning means Disposed in a portion for polishing the surface of the organic photoconductor between the downstream side in the moving direction and the upstream side in the moving direction of the organic photoconductor of the developing means, and has only a polishing function for polishing the surface of the organic photoconductor, The tip of the polishing means has a tip with respect to the surface of the organic photoreceptor. Trailing direction It is comprised with the braided member arrange | positioned so that it may contact.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the charging means for charging the surface of the organic photoconductor at a site upstream of the latent image forming means in the moving direction of the organic photoconductor The charging means is arranged close to the surface of the battery.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the electric field cleaning means has a conductive fur brush for removing spherical toner remaining on the organic photoconductor. It is a feature.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the electric field cleaning means collects the spherical toner remaining on the organic photoreceptor removed by the conductive fur brush from the conductive fur brush. And a toner collecting means.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third or fourth aspect, the conductive fur brush is composed of brush fibers obtained by coating a conductive member with an insulator.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third, fourth, or fifth aspect, the conductive fur brush includes bias applying means for applying a bias that is equal to or lower than a discharge start voltage. To do.
According to a seventh aspect of the invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect, the blade-like member is made of urethane rubber.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, fourth, or sixth aspect, the blade-shaped member is made of urethane rubber in which abrasive particles are dispersed. Is.
According to a ninth aspect of the invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the abrasive particles are alumina.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth aspect, the polarity of the spherical toner to be removed by the electric field cleaning means is a normal charging polarity. It is characterized by having a polarity control means for controlling to return to.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, fourth, sixth, or seventh aspect, the blade-like member of the polishing means has a two-layer structure and contacts the organic photoreceptor. Compared with the layer, the heat conductivity of the other layer is low.
In these image forming apparatuses, the surface of the organic photosensitive member between the downstream side of the electric field cleaning unit in the organic photosensitive member moving direction and the upstream side of the developing unit in the organic photosensitive member moving direction is cleaned by the polishing unit. Polished without any problems. As described above, in these image forming apparatuses, the toner removing function by the cleaning unit and the polishing function of the surface of the organic photoreceptor by the polishing unit are separated. As a result, the surface of the organic photoreceptor is polished stably with time, and the durability and life of the organic photoreceptor can be increased.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus having a configuration common to the embodiments described later. The image forming apparatus includes a photoreceptor 1 made of an organic photoreceptor. In FIG. 1, a photoreceptor 1 is rotationally driven by a driving device (not shown), and the surface thereof is uniformly charged to a predetermined polarity by a main charging device 2 of a proximity charging system. A light image is exposed on the surface of the charged photoreceptor 1 by the exposure device 3 to form a predetermined electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed with a small-diameter spherical toner (hereinafter simply referred to as “toner”) as a developer supplied from the developing device 4 to the surface of the photoreceptor 1, and a visible image is formed as a toner image. It becomes.
[0016]
On the other hand, a transfer sheet as a recording medium is fed toward the photosensitive member 1 from a sheet feeding unit (not shown). A toner image on the photoconductor 1 is transferred onto the transfer paper on the transfer paper by a transfer device 5 disposed opposite to the photoconductor 1. The transfer paper onto which the toner image has been transferred is separated from the photoreceptor 1 and then conveyed to the fixing device 6 along the transfer material conveyance path 10 to fix the toner image. Transfer residual toner 11 as residual toner remaining on the photoreceptor 1 after the toner image is transferred to the transfer paper is removed from the photoreceptor 1 by the cleaning device 7. Further, the residual charge on the surface of the photoconductor after the transfer residual toner 11 is removed is removed by the static eliminator 9. In this way, the photoreceptor 1 is used repeatedly.
[0017]
However, in the conventional image forming apparatus having the above-described configuration, as described above, the toner removing function of the cleaning device 7 and the polishing function of the surface of the photoreceptor 1 are not separated. For this reason, this conventional image forming apparatus has a problem that it is difficult to achieve high durability and long life of the photoreceptor 1 because the deteriorated layer on the surface of the photoreceptor cannot be stably polished and removed over time.
Such a problem can be solved by using an image forming apparatus according to each embodiment described below. Of the components of the image forming apparatus according to the following embodiments, those having the same configuration and function as the components of the image forming apparatus shown in the drawing are included in the components of the image forming apparatus. The same reference numerals are used and the description thereof is omitted.
[0018]
Embodiment 1
The image forming apparatus according to the first embodiment has the following features in addition to the configuration of the image forming apparatus shown in FIG. FIG. 2 shows an example of an image forming apparatus according to the first embodiment. In FIG. 2, the cleaning device 7 electric field Cleaning means 13 is provided. this electric field A polishing means 14 for polishing the surface of the photoreceptor 1 is disposed downstream of the cleaning means 13 in the rotation direction of the photoreceptor. Here, the cleaning device 7 electric field The cleaning unit 13 has only a toner removing function for removing the residual toner 11 on the photoreceptor 1. On the other hand, the polishing means 14 has only a polishing function for polishing the surface of the photoreceptor 1. As described above, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the toner removing function and the photoconductor surface polishing function are completely separated and independent. That is, the above electric field The cleaning unit 13 does not have a function of polishing the surface of the photoreceptor 1.
[0019]
The cleaning device 7 and the polishing means 14 can be mounted on a full-color image forming apparatus using an intermediate transfer member 20 as shown in FIGS.
The full-color image forming apparatus shown in FIG. 3 is a tandem type image formed by arranging a plurality (four in this case) of image forming means having the configuration shown in FIG. 2 along the intermediate transfer body 20. Forming device. In this tandem type image forming apparatus, toner images of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) formed on the photoreceptor 1 of each image forming unit are transferred to the intermediate transfer member 20. Are transferred to the primary transfer. Next, the color toner image (primary transfer image) on the intermediate transfer member 20 is secondarily transferred to the transfer paper 22 by the paper transfer unit 21.
On the other hand, in the full-color image forming apparatus shown in FIG. 4, the developing device 4 supplies toner of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) to one photoconductor 1. The four developing devices 4C, 4M, 4Y, and 4K are configured. In this one-drum type full-color image forming apparatus, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and yellow (Y) are formed on one photoconductor 1 by switching the operations of the developing devices 4C, 4M, 4Y, and 4K. A toner image of each color of black (K) is sequentially formed. Thereafter, similarly to the tandem type image forming apparatus, the cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) toner images formed on the photoreceptor 1 are transferred to the intermediate transfer member 20. The primary transfer is performed by superimposing sequentially. Next, the color toner image (primary transfer image) on the intermediate transfer member 20 is secondarily transferred to the transfer paper 22 by the paper transfer unit 21.
[0020]
Next, the cleaning device 7 in the image forming apparatus according to the first embodiment is described. electric field The cleaning means 13 will be described. As shown in FIG. 2, the transfer residual toner 11 whose polarity has been reversed is returned to the normal charge polarity by the polarity control device 19. Thereby, the transfer residual toner 11 is in a state where the electrostatic adhesion force to the surface of the photoreceptor 1 is weakened. electric field The cleaning means 13 is reached. this electric field The cleaning means 13 is composed of a conductive fur brush 13a to which an electric field is applied. The conductive fur brush 13 a rotates so as to slide on the surface of the photoconductor 1 in the counter direction, whereby the transfer residual toner 11 is removed from the photoconductor 1. The transfer residual toner 11 removed from the photosensitive member 1 and attached to the conductive fur brush 13a is electrostatically attached to the surface of the collection roller 15 that rotates so as to slide on the conductive fur brush 13a and is collected. . The transfer residual toner 11 electrostatically attached to the surface of the collection roller 15 is scraped off from the surface of the collection roller 15 by a scraper 16 disposed in contact with the surface of the collection roller 15. A predetermined voltage is applied to the conductive fur brush 13a. The voltage application to the conductive fur brush 13a is performed by contact with the collecting roller 15 to which a voltage is applied by the cleaner power source 17, as shown in FIG. Here, the recovery roller 15 is preferably made of a metal such as SUS or a fluorine resin applied or dispersed or subjected to eutectoid plating with the metal in order to reduce the static friction coefficient of the surface. The scraper 16 may be a urethane rubber blade, but is not limited to this.
[0021]
As described above, the spherical toner used in the image forming apparatus according to the first embodiment can easily pass through a removing unit such as a blade. Therefore, here, an elastic roller is used as the collecting roller 15, and a scraper 16 composed of a metal blade is brought into contact with the surface of the collecting roller 15 so as to bite a predetermined amount, thereby maintaining the collectability of the spherical toner. I am doing so. Further, by setting the relationship between the tangential speed Vf at the outer diameter position of the conductive fur brush 13a and the tangential speed Vk of the surface of the collection roller 15 to be in a range of Vk / Vf ≧ 0.8, The desired recovery efficiency of spherical toner was obtained. Accordingly, the transfer residual toner 11 is removed from the photoreceptor 1 by the fresh conductive fur brush 13a in which the toner is collected by the collecting roller 15 and the toner is not always attached. Therefore, in the image forming apparatus according to the first exemplary embodiment, the surface of the photoconductor is formed by the toner adhering to the photoconductor 1 or the transfer residual toner 11 acting as abrasive particles between the brush as the cleaning member and the photoconductor 1. No wear occurs.
[0022]
Here, when a cleaning blade is used as a means for removing the transfer residual toner 11, the cleaning action of the surface of the photoreceptor is generated by the cleaning blade. In this case, the untransferred toner 11 acts as abrasive particles between the cleaning blade and the photoreceptor 1. For this reason, such polishing of the surface of the photosensitive member tends to change the amount of polishing of the photosensitive member depending on the image pattern on the photosensitive member 1 and the additive of the toner, and the amount of abrasion on the surface of the photosensitive member is easily determined. Cannot be polished stably over time. Further, in this case, the spherical toner is poorly cleaned, and the spherical toner is sent to the polishing means 14 disposed on the downstream side of the cleaning blade. Will become unstable.
[0023]
In contrast, the above electric field When the conductive fur brush 13 a is used as the cleaning means 13, no mechanical stress is applied to the surface of the photoreceptor 1. Therefore, in this case, it is possible to remove only the transfer residual toner 11 without applying mechanical stress to the transfer residual toner 11 and fixing the toner to the surface of the photoreceptor. As described above, when the transfer residual toner 11 is removed using the conductive fur brush 13a, the transfer residual toner 11 interposed between the photosensitive member surface does not act as abrasive particles, and the above-mentioned electric field The polishing function of the cleaning means 13 is lost.
[0024]
This conductive fur brush 13a is also effective for an image forming apparatus using a photoconductor in which a reinforcing filler such as alumina is dispersed on the surface of the photoconductor 1 to increase the surface hardness and thereby improve the wear resistance. Can be used. That is, the conductive fur brush 13a does not suffer from various problems such as toner sticking, uneven wear of the photoreceptor 1, and cleaning failure caused by blade cracking due to the filler. Therefore, by using the conductive fur brush 13a, it is possible to obtain both effects of maintaining stable cleaning properties with time and increasing the durability of the photoreceptor 1.
[0025]
By the way, in order to reduce the hazard of the photosensitive member by the conductive fur brush 13a, the linear velocity of the conductive fur brush 13a is made slightly higher than the linear velocity of the photosensitive member 1 so that the photosensitive member surface is not exposed. Trailing direction It is desirable to rotate it. The linear velocity of the photoreceptor 1 is usually set to about 100 to 200 [mm / sec]. In addition, the removability of the transfer residual toner 11 by the conductive fur brush 13a is improved when the rotation direction of the conductive fur brush 13a with respect to the surface of the photosensitive member is set to the counter direction. However, when the conductive fur brush 13a is rotated in the counter direction in this way, there is a possibility that the photoreceptor wear and the toner stick due to excessive mechanical rubbing force of the conductive fur brush 13a. Therefore, in order to eliminate such a fear, the conductive fur brush 13a is attached to the surface of the photoreceptor. Trailing direction It is desirable to rotate it. In particular, when a spherical toner excellent in electrostatic control is used, the conductive fur brush 13 to which an electric field is applied is provided. Trailing direction The toner can be sufficiently removed by rotating it.
[0026]
As a conductive fiber used for the said conductive fur brush 13a, what added conductive materials, such as carbon, to fiber, such as polyester, nylon, an acryl, can be used, for example. The conductive fiber used in the conductive fur brush 13a may be any conductive fiber as long as it is a conductive fiber, and is not limited to the above fiber.
The brush fibers of the conductive fur brush 13a can be classified into, for example, an external conductive coating type, a dispersion type, and an external insulating coating type as shown in FIG. As shown in FIG. 5A, the external conductive coating type brush fiber is obtained by coating the surface of a brush fiber made of nylon 24 with a conductive material 23. As shown in FIG. 5B, the dispersed brush fiber is obtained by dispersing a conductive material 23 in a fiber made of acrylic 25. As shown in FIG. 5C, the external insulation coating type fiber is obtained by inserting a conductive material 23 into a fiber made of polyester 26. Here, in an experiment conducted by the inventors, the conductive fur brush 13a composed of the above-mentioned external insulating coating type brush fiber in which the conductive material is not exposed on the fiber surface shows good cleaning properties over time. I understood. Therefore, as the conductive fur brush 13a, a conductive material 23 is inserted into a fiber made of polyester 26, and the raw yarn specific resistance is 106 to 109 [Ω · cm] and is composed of straight brush fibers. It was. The shape of the conductive material 23 inserted into the fiber of the polyester 26 is not limited to the star shape shown in FIG. 5, and any shape can be used as long as the conductive material is covered with brush fibers. Good.
[0027]
A brush fiber in which such a conductive substance is not exposed on the surface of the brush fiber can maintain a good cleaning property over time. In other words, electrostatic brush cleaning requires at least the following two conditions. (1) A constant voltage and current are held at the tip of the brush fiber and the strength of the toner adsorption electric field is constant regardless of changes in temperature and humidity of the usage environment. (2) In use over time, the brush fiber material should not be entangled, fallen, fall off the brush fiber, or detached due to wear.
In the case where the conductive material is coated or dispersed on the surface of the brush fiber, such as the external conductive coating type and the dispersion type brush fiber, the conductive material is exposed on the surface of the brush fiber. In such a brush fiber, particularly in a high-temperature and high-humidity environment, moisture in the atmosphere adheres to the conductive material, and the resistance of the brush fiber is reduced. Therefore, the toner adsorption electric field depends on the environment. In addition, since carbon used as a conductive material has low wear resistance, the durability is low as compared with the above-mentioned external insulation coating type brush fiber in which the conductive material is not exposed on the fiber surface. Further, in the case of the above dispersion type brush fiber, the photosensitive member is contaminated due to desorption and adhesion of the fine powdered conductive material to the surface of the photosensitive member.
FIG. 6 shows a graph comparing the cleaning properties of the dispersion type brush fibers and the external insulation coating type brush fibers. In this graph, the horizontal axis represents the brush input toner amount before cleaning, and the vertical axis represents the remaining toner amount after cleaning as an ID value. From this graph, the external insulation coating type brush fiber in which the conductive material is not exposed on the surface of the brush fiber is superior in cleaning property particularly in a high temperature and high humidity environment as compared with the dispersion type brush fiber. I understand that.
[0028]
In the image forming apparatus according to the first embodiment, as described above, a voltage is applied to the conductive fur brush 13a via the collection roller 15. The conductive fur brush 13a preferably has a yarn specific resistance of 106 to 109 [Ω · cm] and a normal applied voltage of 100 V to 300 V. Here, for example, when the applied voltage is 500 V, the polarity of the transfer residual toner 11 adhering to the conductive fur brush 13 a is reversed, and is not collected by the collecting roller 15 but is again attached to the surface of the photoreceptor 1. Sometimes. Further, in this case, depending on the atmospheric conditions, a discharge occurs between the conductive fur brush 13a and the photoreceptor 1, and there is a possibility that the polarity of the transfer residual toner 11 is reversed and the photoreceptor 1 is deteriorated due to the discharge. . Accordingly, it is desirable that the applied voltage be equal to or lower than the discharge start voltage in order to at least increase the durability and life of the photoreceptor 1.
[0029]
As shown in FIG. 2, the surface of the photoreceptor 1 in the image forming apparatus according to the first embodiment is electric field Polishing is performed by polishing means 14 installed downstream of the conductive fur brush 13 a of the cleaning means 13. By this polishing, the image flow material on the surface of the photoconductor, the discharge deterioration layer, the fine scratches, and the filming material on the photoconductor 1 are polished and removed from the surface of the photoconductor. The transfer residual toner 11 is previously removed from the surface of the photoconductor on the surface of the photoconductor where the polishing means 14 is disposed without removing the surface of the photoconductor by the conductive fur brush 13a upstream thereof. As a result, the polishing means 14 can polish the surface of the photoreceptor alone without being affected by the residual transfer toner 11. Therefore, by polishing the surface of the photoconductor with the polishing means 14, the discharge product and paper powder on the surface of the photoconductor, and the photoconductor discharge deterioration layer by the charging device 12 using proximity discharge can be polished over a constant amount over time. Can be removed by polishing. Further, when irregular particles such as toner are present during this polishing, uneven wear on the surface of the photoreceptor is accelerated. However, in this image forming apparatus, such particles that accelerate uneven wear are removed in advance by the upstream conductive fur brush 13a, so there is no concern.
The photoreceptor discharge deterioration layer is generated as follows. As shown in FIG. 2, it is assumed that the charging device 12 is arranged close to the photoreceptor 1 with a small gap of about 50 μm, for example, and the surface of the photoreceptor 1 is charged by proximity discharge. In the first embodiment, the charging condition of the photoconductor is as follows: the surface potential of the photoconductor after charging is −700 V, the applied voltage is an AC voltage, the frequency is 900 Hz, the peak voltage is 2.2 kV, and the offset voltage is −660 V. did. When the surface of the photoconductor is charged by such proximity discharge, the surface of the photoconductor deteriorates as time passes with white powder. This is because in proximity discharge, the chemical degradation of the photoconductor 1 due to the lowering of molecular weight due to the breakage of resin molecular chains due to the collision of ozone and charged particles and the decrease in the degree of entanglement of polymer chains is greater than that of corona charging. Since the charging unit 12 has a minute gap formed between the surface of the photoconductor and the toner adhering to the surface of the photoconductor due to defective cleaning, the charging device 12 does not stain the charging device 12. .
[0030]
As the polishing means 14, for example, a blade-like member made of polyurethane rubber or the like can be used. As shown in FIG. 2, the polishing means 14 comprising the blade member moves the blade member with respect to the photosensitive member rotation direction. Trailing direction It is effective to place it in contact with.
That is, when this blade member is placed in contact with the photoconductor rotation direction in the counter direction, there is a high possibility that the tip of the blade member will be scraped. Further, when a filler is added to reinforce the photoreceptor 1, the filler tends to cause chipping at the tip of the blade member, and the amount of polishing of the photoreceptor surface by the blade member can be kept constant. become unable.
In contrast, the blade member is Trailing direction When the toner is in contact with the toner, even if the toner reaches the polishing means 14 due to poor cleaning, the toner can pass through the polishing means 14 and thus does not act as abrasive particles.
[0031]
When this image forming apparatus is used to perform continuous printing in a high humidity environment, the photoconductor 1 has a long service life capable of stably performing image printing of 300,000 times or more without causing image flow. It was confirmed that it was highly reliable.
[0032]
Embodiment 2
The image forming apparatus according to the second embodiment has the following features in addition to the configuration of the image forming apparatus described with reference to FIGS.
When the photoreceptor deterioration due to the proximity charging method extends deeply from the surface layer of the photoreceptor 1, the photoreceptor deterioration layer can be removed by the polishing means 14 composed of the blade member made of urethane rubber as described above. It becomes difficult. The polishing unit of the image forming apparatus according to the second embodiment has a function of removing the photosensitive member deteriorated layer that has been difficult to remove as described above. That is, for example, as shown in FIG. 7A, the image forming apparatus has a configuration in which polishing means 14 made of a blade member exposes abrasive particles 27 on the surface thereof. When the surface of the photoconductor 1 is polished using the polishing means 14 as shown in FIG. 7B, the photoconductor deterioration is difficult to remove due to the abrasive particles 27 exposed on the surface. The layer can be removed actively. Thereby, the refreshing effect on the surface of the photoreceptor can be enhanced. As the abrasive particles 27, alumina, titanium oxide, silicon carbide or the like can be used, but not limited thereto.
The abrasive particles 27 may be dispersed inside a blade member as the polishing means 14 as shown in FIG. When such a polishing means 14 is used, new abrasive particles 27 are exposed due to wear of the blade member, so that the surface of the photoreceptor can be stably polished over time.
[0033]
Embodiment 3
The image forming apparatus according to the third embodiment has the following features in addition to the configuration of the image forming apparatus described with reference to FIGS.
In the case where the polishing means 14 constituted by the blade member made of urethane rubber as described above is used, the blade member generates heat due to the friction with the surface of the photoreceptor 1. Due to this heat generation, it is possible to prevent the image blurring due to the vaporization and separation of the image flow material such as NOx on the surface of the photoreceptor. Therefore, in the image forming apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 8A, the polishing means 14 is constituted by a blade member 28 having a two-layer structure. In this blade member 28, as shown in FIG. 8B, the other support layer 28b is made of a material having a lower thermal conductivity than the polishing layer 28a in contact with the photosensitive member 1. In this two-layer blade member 28, heat generated by the contact of the polishing layer 28a with the photoreceptor 1 is difficult to escape to the atmosphere by the support layer 28b made of a material having low thermal conductivity. As a result, the image flow substance can be effectively vaporized and separated by the heat of the polishing layer 28a of the blade member 28. Here, the polishing layer 28a is made of polyurethane, and the support layer 28b is made of foamed polyurethane.
[0034]
Embodiment 4
The image forming apparatus according to the fourth embodiment has the following characteristics in addition to the configuration of the image forming apparatus described with reference to FIGS.
The image forming apparatus according to the fourth embodiment uses toner having an average circularity of 0.96 or more and less than 1.00. By using such a toner, the transfer rate of the toner can be improved and the image quality can be improved. In addition, the toner transfer rate is improved, electric field The amount of toner input to the conductive fur brush 13a of the cleaning means 13 is reduced. Therefore, in the image forming apparatus according to the fourth embodiment, the cleaning margin of the conductive fur brush 13a is increased, and a cleaning property that can sufficiently clean the transfer residual toner 11 by electrostatic brush cleaning is obtained. As a result, the toner does not reach the polishing position of the polishing means 14, and the surface of the photoreceptor 1 can be stably polished without fluctuation of the polishing amount by the polishing means 14.
As the toner, a toner having a weight average particle size of 3.0 to 7.0 μm and a particle size distribution of 1.20 ≧ Dv / Dn ≧ 1.00 can be used (Dv: volume average particle size, Dn: number average particle diameter). Since this toner has a uniform particle size, it is disadvantageous for conventional blade cleaning, but the toner charge amount becomes uniform, which is advantageous for the electrostatic brush cleaning system. Further, since the toner transfer efficiency is increased for the same reason, the amount of toner input to the conductive fur brush 13a is reduced, and the cleaning margin of the conductive fur brush 13a is improved.
[0035]
As described above, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the surface of the photoreceptor 1 is polished by the polishing unit 14 having only the polishing function regardless of the fine particles contained in the toner. As a result, the polishing amount on the surface of the photoconductor does not become unstable due to an image pattern, a change in toner characteristics, etc., and the life of the photoconductor can be extended.
In the image forming apparatus according to the first embodiment, since the transfer residual toner 11 is removed from the surface of the photoreceptor 1 by the conductive fur brush 13a, the toner is not fixed when the transfer residual toner is removed. Further, since there is no abrasion of the photosensitive member 1 at the time of toner removal, the polishing of the photosensitive member 1 can be performed by the polishing means 14 independently with a constant polishing amount.
In the image forming apparatus according to the first embodiment, the transfer residual toner 11 that is removed from the surface of the photoreceptor 1 and attached to the conductive fur brush 13 a is removed by the toner collecting roller 15. As a result, the toner removal performance of the conductive fur brush 13a is maintained, the toner does not reach the polishing means 14, and the polishing amount of the surface of the photoreceptor 1 is stably maintained.
In the image forming apparatus according to the first embodiment, since the conductive material of the conductive fur brush 13a is covered with an insulating material, the toner removal capability of the conductive fur brush 13a over time is maintained. Thereby, the polishing amount of the polishing means 14 downstream of the conductive fur brush 13a is kept constant.
In the image forming apparatus according to the first embodiment, the bias applied to the conductive fur brush 13a is equal to or lower than the discharge start voltage. This prevents the photoreceptor from being deteriorated due to the discharge between the conductive fur brush 13a and the photoreceptor 1, and the cleaning failure due to the change in the polarity of the toner.
Further, in the image forming apparatus according to the first embodiment, the blade member as the polishing unit 14 is in contact with the photoreceptor 1. Trailing direction Therefore, the toner does not stick when the toner is removed from the surface of the photoreceptor. Further, since the photosensitive member is not worn by the toner, the surface of the photosensitive member 1 can be polished by the polishing means 14 independently with a constant polishing amount.
In the image forming apparatus according to the first embodiment, since the blade member as the polishing unit 14 is made of urethane rubber, even if the surface of the photoreceptor 1 is wavy, it can be uniformly adhered to the surface. Uneven wear on the surface of the photoconductor does not occur. Further, by the frictional heat between the urethane rubber blade member and the surface of the photosensitive member, the vaporization and separation of the discharge products can be promoted.
In the image forming apparatus according to the second embodiment, since the abrasive particles 27 are dispersed in the blade member as the polishing unit 14, even if the blade member is worn over time, the polishing action is not reduced. Stable polishing is maintained.
In the image forming apparatus according to the second embodiment, since the abrasive particles 27 are alumina, it is possible to realize photoconductor polishing with a low-cost blade member.
Further, in the image forming apparatus according to the third embodiment, the polarity of the toner entering the conductive fur brush 13a is maintained at a predetermined polarity by the polarity control device 19, so that a cleaning failure occurs due to the reverse polarity toner. Disappear.
Further, in the image forming apparatus according to the third embodiment, since the blade member 28 of the polishing unit 13 has a two-layer structure, a decrease in heat of the polishing layer 28 a that contacts the photoreceptor 1 is suppressed. As a result, the vaporization and separation of the image-flowing substance such as NOx due to the rubbing between the blade member 28 and the photosensitive member 1 is promoted, thereby preventing the occurrence of image blur.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the toner removing function of the cleaning unit and the polishing function of the surface of the photoreceptor are separated, the deposits and the deteriorated layer on the photoreceptor can be stably polished and removed over time. High durability and long life can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a tandem type image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a one-drum type image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
5A, 5B, and 5C are schematic perspective views showing brush fibers of a conductive fur brush of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a comparative graph between the type of the conductive fur brush of the present invention and the cleaning property.
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a polishing unit of an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
(B) is a schematic diagram for explaining the action of the polishing means.
(C) is a schematic sectional drawing which shows the other structural example of the said grinding | polishing means.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of a polishing unit of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
(B) is a schematic diagram for explaining the action of the polishing means.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Main charging device
3 Exposure equipment
4 Development device
5 Transfer device
6 Fixing device
7 Cleaning device
8 Cleaning blade
9 Static eliminator
10 Transfer material transport path
11 Transfer residual toner
12 Charging means
13 Conductive fur brush
14 Polishing means (blade member)
15 Collection roller
16 Scraper
17 Cleaner power
18 Recovery coil
19 Polarity control device
20 Intermediate transfer section
21 Paper transfer section
22 Transfer paper
23 Conductive substances
24 nylon
25 acrylic
26 Polyester
27 Abrasive particles
28 Blade members

Claims

An organic photosensitive member that moves in a predetermined direction; a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the organic photosensitive member; and a portion of the latent image forming unit that is downstream of the moving direction of the organic photosensitive member on the organic photosensitive member. A developing unit that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member with a spherical toner, and a spherical toner image formed on the organic photosensitive member at a site downstream of the developing unit in the moving direction of the organic photosensitive member. The transfer means for transferring the image on the surface of the organic photoreceptor after transfer of the spherical toner image onto the transfer material by the transfer means at a position downstream of the transfer means in the moving direction of the organic photoreceptor. In an image forming apparatus having an electric field cleaning means to be removed by polishing and a polishing means for polishing the surface of the organic photoreceptor,
The polishing means is disposed at a portion for polishing the surface of the organic photoreceptor between the downstream side of the electric field cleaning means in the organic photoreceptor movement direction and the upstream side of the development means in the organic photoreceptor movement direction. Has only a polishing function to polish the surface of the body,
An image forming apparatus characterized in that the polishing means is constituted by a blade-like member arranged so that the tip thereof is in contact with the surface of the organic photoreceptor in the trailing direction .

The image forming apparatus according to claim 1.
A charging means for charging the surface of the organic photoconductor at a site upstream of the latent image forming means in the moving direction of the organic photoconductor;
An image forming apparatus comprising: a charging unit disposed in proximity to a surface of the organic photoreceptor.

The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The image forming apparatus, wherein the electric field cleaning means has a conductive fur brush for removing spherical toner remaining on the organic photoreceptor.

The image forming apparatus according to claim 3.
The electric field cleaning unit includes a toner recovery unit for recovering the spherical toner remaining on the organic photoreceptor removed by the conductive fur brush from the conductive fur brush. apparatus.

The image forming apparatus according to claim 3 or 4,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the conductive fur brush is composed of brush fibers obtained by coating a conductive member with an insulator.

The image forming apparatus according to claim 3, 4 or 5.
An image forming apparatus comprising bias applying means for applying a bias lower than a discharge start voltage to the conductive fur brush.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
The image forming apparatus, wherein the blade-like member is made of urethane rubber.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
The image forming apparatus, wherein the blade-shaped member is made of urethane rubber in which abrasive particles are dispersed.

The image forming apparatus according to claim 8.
The image forming apparatus, wherein the abrasive particles are alumina.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
An image forming apparatus comprising: polarity control means for controlling the polarity of the spherical toner removed by the electric field cleaning means so as to return to a normal charging polarity.

The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
An image forming apparatus, wherein the blade-like member of the polishing means has a two-layer structure, and the thermal conductivity of the other layer is lower than that of the layer in contact with the organic photoreceptor.