JP4766347B2 - Image carrier and image forming apparatus - Google Patents

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  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
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Description

本発明は、像保持体及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image carrier and an image forming apparatus.

特許文献1は、円筒状支持体上に設けられた有機感光層の表面にディンプル形状の凹部を複数有する電子写真感光体に静電潜像を形成する画像形成方法を開示する。また、特許文献2は、電子写真感光体の表面に粉体を衝突させる処理により形成したディンプル形状の凹部を複数有する電子写真装置を開示する。また、特許文献3は、帯電層が、粒径7〜30μmの弾性体粒子が分散された弾性体によって形成され、表面の粗度Rzが7〜30μmに形成された帯電ロールを開示する。   Patent Document 1 discloses an image forming method for forming an electrostatic latent image on an electrophotographic photosensitive member having a plurality of dimple-shaped concave portions on the surface of an organic photosensitive layer provided on a cylindrical support. Patent Document 2 discloses an electrophotographic apparatus having a plurality of dimple-shaped concave portions formed by a process of causing powder to collide with the surface of an electrophotographic photosensitive member. Patent Document 3 discloses a charging roll in which the charging layer is formed of an elastic body in which elastic particles having a particle size of 7 to 30 μm are dispersed, and the surface roughness Rz is formed to be 7 to 30 μm.

特開2006−330425号公報JP 2006-330425 A 特開2006−267885号公報JP 2006-267885 A 特許第3024248号Patent No. 3024248

本発明は、画像のざらつき感が増すことを抑制することができる像保持体及び画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an image carrier and an image forming apparatus that can suppress an increase in the roughness of an image.

請求項1に係る本発明は、像保持体と、この像保持体に対し、外添剤を添加された現像剤を供給する現像剤供給手段と、前記像保持体に接触し、前記像保持体を帯電させる円筒状の帯電装置と、前記像保持体に接触し、前記像保持体を清掃する清掃部材と、を有し、前記像保持体は、円筒状の支持体と、この支持体の外面を覆う感光層と、を有し、当該像保持体の回転方向において前記清掃部材が接触する部分よりも上流側に、滞留した外添剤によって当該像保持体が研磨される研磨領域が形成され、表面には複数列の凹部が、画像形成領域の全体に渡って周方向に等間隔に配列されていて、前記凹部は、溶剤により前記感光層の表面を溶かして形成され、深さ、前記現像剤供給手段が供給する現像剤の平均粒径よりも浅く、外添剤の平均粒径よりも深く、前記帯電装置は、画像形成領域の全体に渡って、周期的に等間隔に配列された複数列の凹部を外面に具備し、当該帯電装置の凹部は、前記現像剤供給手段が供給する現像剤の平均粒径よりも高低差が小さく、且つ外添剤の平均粒径よりも高低差が大きくされている画像形成装置である。

According to the first aspect of the present invention, there is provided an image holding member, a developer supplying means for supplying a developer to which an external additive is added to the image holding member, and the image holding member in contact with the image holding member. A cylindrical charging device that charges the body, and a cleaning member that contacts the image carrier and cleans the image carrier, the image carrier comprising a cylindrical support and the support A photosensitive layer that covers the outer surface of the image holding member, and a polishing region in which the image holding member is polished by the accumulated external additive is upstream of a portion in contact with the cleaning member in the rotation direction of the image holding member. The surface is formed with a plurality of rows of recesses arranged at equal intervals in the circumferential direction over the entire image forming region. The recesses are formed by dissolving the surface of the photosensitive layer with a solvent, and have a depth. but the shallower than the average particle diameter of the developer supply means for supplying a developer, the average of the external additive Deeper than the diameter, the charging device has a plurality of rows of recesses arranged on the outer surface periodically at regular intervals over the entire image forming area, and the recesses of the charging device are provided with the developer supplying means. Is an image forming apparatus in which the height difference is smaller than the average particle diameter of the developer supplied and the height difference is larger than the average particle diameter of the external additive.

請求項に係る本発明は、前記帯電装置は、周方向とは異なる予め定められた方向に前記帯電装置の凹部が配列されている請求項記載の画像形成装置である。 The present invention according to claim 2, wherein the charging device is an image forming apparatus according to claim 1, wherein the recess is arranged in the charging device in a direction different predetermined from the circumferential direction.

請求項に係る本発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、画像のざらつき感が増すことを抑制する画像形成装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that suppresses an increase in the roughness of the image as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項に係る本発明によれば、請求項に係る本発明の効果に加えて、本構成を有しない場合に比較して、さらに画像の不規則なモアレの発生を抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, it is possible to further suppress the occurrence of irregular moiré in the image as compared with the case without the present configuration. .

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の概要が示されている。画像形成装置10は、画像形成装置本体12を有し、画像形成装置本体12の下部に例えば1段の給紙ユニット14が配置されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 10 includes an image forming apparatus main body 12, and, for example, a one-stage sheet feeding unit 14 is disposed below the image forming apparatus main body 12.

給紙ユニット14は、用紙などの記録媒体が収納される給紙カセット16を有する。給紙カセット16の奥端近傍上部には用紙をピックアップするピックアップロール18が配置され、このピックアップロール18の前方にフィードロール20及びリタードロール22が配置されている。フィードロール20は、用紙を搬送路24に向けて送り出すように回転する。リタードロール22は、フィードロール20に対して圧接され、フィードロール20の回転に応じて回転するようにされており、フィードロール20とともに用紙を1枚ずつ送り出すように回転する。   The paper feed unit 14 includes a paper feed cassette 16 that stores recording media such as paper. A pickup roll 18 for picking up paper is disposed in the upper part near the rear end of the paper feed cassette 16, and a feed roll 20 and a retard roll 22 are disposed in front of the pickup roll 18. The feed roll 20 rotates so as to feed the sheet toward the conveyance path 24. The retard roll 22 is pressed against the feed roll 20 and is rotated in accordance with the rotation of the feed roll 20, and rotates so as to feed the paper one by one together with the feed roll 20.

搬送路24は、フィードロール20から排出口26までの用紙通路であり、この搬送路24は、画像形成装置本体12の裏側(図1の左側面)近傍にあって、給紙ユニット14から後述する定着装置68まで略鉛直方向に形成されている。この搬送路24の定着装置68の上流側に後述する二次転写ロール64と二次転写バックアップロール62とが配置され、二次転写ロール64と二次転写バックアップロール62の上流側にレジストロール28が配置されている。また、搬送路24には、用紙を下方から上方に向けて搬送する搬送ロール30が配置され、排出口26の近傍には排出ロール32が配置されている。   The conveyance path 24 is a sheet path from the feed roll 20 to the discharge port 26, and the conveyance path 24 is in the vicinity of the back side (the left side surface in FIG. 1) of the image forming apparatus main body 12, and will be described later from the sheet feeding unit 14. The fixing device 68 is formed in a substantially vertical direction. A secondary transfer roll 64 and a secondary transfer backup roll 62, which will be described later, are arranged on the upstream side of the fixing device 68 in the conveyance path 24, and the registration roll 28 is located upstream of the secondary transfer roll 64 and the secondary transfer backup roll 62. Is arranged. In addition, a transport roll 30 that transports the paper from below to above is disposed in the transport path 24, and a discharge roll 32 is disposed in the vicinity of the discharge port 26.

したがって、給紙ユニット14の給紙カセット16からフィードロール20により送り出された用紙は、リタードロール22により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路24に導かれ、レジストロール28により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール64と二次転写バックアップロール62との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置68により定着され、排出ロール32により排出口26から画像形成装置本体12の上部に設けられた排出部34へ排出される。   Accordingly, the sheet fed from the sheet feed cassette 16 of the sheet feed unit 14 by the feed roll 20 is turned by the retard roll 22 and only the uppermost sheet is guided to the transport path 24 and is temporarily stopped by the registration roll 28. Then, a toner image is transferred between a secondary transfer roll 64 and a secondary transfer backup roll 62, which will be described later, and the transferred toner image is fixed by the fixing device 68, and the discharge port 32 discharges the discharge port 26. Are discharged to a discharge portion 34 provided at the upper part of the image forming apparatus main body 12.

画像形成装置本体12内には、例えば4つの画像形成ユニット42a〜42dが略水平に並べて配置されている。画像形成ユニット42a〜42dは、画像形成装置本体14の上部に設けられる図示しないトナーボックスに含まれるイエロー(Yellow)、マゼンタ(Magenta)、シアン(Cyan)及び黒(Black)の4色のトナーをそれぞれ受入れるようにされている。また、画像形成ユニット42a〜42dは、例えば像保持体44a〜44d、帯電ロールからなる帯電装置46a〜46d、光書込み装置(ROS)48a〜48d、現像器50a〜50d、一次転写装置52a〜52d及びクリーニング装置53a〜53dなどがそれぞれ一体化された組立体である。   In the image forming apparatus main body 12, for example, four image forming units 42a to 42d are arranged substantially horizontally. The image forming units 42a to 42d receive toners of four colors of yellow, yellow, magenta, cyan, and black contained in a toner box (not shown) provided on the upper portion of the image forming apparatus main body 14. Each is to accept. The image forming units 42a to 42d include, for example, image holders 44a to 44d, charging devices 46a to 46d including charging rolls, optical writing devices (ROS) 48a to 48d, developing devices 50a to 50d, and primary transfer devices 52a to 52d. In addition, the cleaning devices 53a to 53d are integrated with each other.

像保持体44a〜44dと一次転写装置52a〜52dとの間には、中間転写ベルト54が走行するようにされている。中間転写ベルト54は、例えばポリイミド又はポリアミドなどが用いられた無端ベルト状の樹脂フィルムからなり、駆動ロール56、一次転写装置52a〜52d、支持ロール58、テンションロール60及び二次転写バックアップロール62により、所定のテンションで回転自在に張架(支持)され、駆動ロール56の駆動力によって回転するようにされている。したがって、一次転写装置52a〜52dが中間転写ベルト54を介して像保持体44a〜44dに圧接されることにより、像保持体44a〜44dのトナー像は中間転写ベルト54に重ねて転写される。   An intermediate transfer belt 54 runs between the image carriers 44a to 44d and the primary transfer devices 52a to 52d. The intermediate transfer belt 54 is made of an endless belt-shaped resin film using, for example, polyimide or polyamide, and includes a drive roll 56, primary transfer devices 52a to 52d, a support roll 58, a tension roll 60, and a secondary transfer backup roll 62. The belt is stretched (supported) so as to be rotatable with a predetermined tension, and is rotated by the driving force of the driving roll 56. Accordingly, the primary transfer devices 52 a to 52 d are pressed against the image carriers 44 a to 44 d via the intermediate transfer belt 54, so that the toner images on the image carriers 44 a to 44 d are transferred onto the intermediate transfer belt 54.

二次転写バックアップロール62は、中間転写ベルト54を介して(挟んで)二次転写ロール64が圧接しており、給紙ユニット14から供給された用紙に中間転写ベルト54上のトナー像を転写するようにしてある。つまり、二次転写ロール64と二次転写バックアップロール62との間が二次転写位置となっており、二次転写ロール64は、二次転写バックアップロール62の補助により、中間転写ベルト54に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。なお、二次転写ロール64と二次転写バックアップロール62との間には、予め定められた電位差が生じるようにされており、例えば二次転写ロール64を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール62はグランド(GND)などに接続される。   The secondary transfer backup roll 62 is in pressure contact with the secondary transfer roll 64 via (interposing) the intermediate transfer belt 54, and transfers the toner image on the intermediate transfer belt 54 to the paper supplied from the paper supply unit 14. I have to do it. That is, the secondary transfer position is between the secondary transfer roll 64 and the secondary transfer backup roll 62, and the secondary transfer roll 64 is primary to the intermediate transfer belt 54 with the assistance of the secondary transfer backup roll 62. The transferred toner image is secondarily transferred onto the paper at the secondary transfer position. Note that a predetermined potential difference is generated between the secondary transfer roll 64 and the secondary transfer backup roll 62. For example, when the secondary transfer roll 64 is set to a high voltage, the secondary transfer roll 64 has a secondary voltage difference. The transfer backup roll 62 is connected to a ground (GND) or the like.

また、駆動ロール56には、中間転写ベルト54を介してクリーニング装置66が圧接されている。クリーニング装置66は、中間転写ベルト54に一次転写されたトナー像を用紙に二次転写した後に、中間転写ベルト54上に残留するトナーをクリーニングする。   Further, a cleaning device 66 is pressed against the drive roll 56 via an intermediate transfer belt 54. The cleaning device 66 secondarily transfers the toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 54 to a sheet, and then cleans the toner remaining on the intermediate transfer belt 54.

二次転写位置の上方には、定着装置68が配置されている。定着装置68は、加熱ロール70と加圧ロール72とを有し、二次転写ロール64及び二次転写バックアップロール62により用紙に二次転写されたトナー像を熱と圧力とによって用紙に定着させ、排出ロール32に向けて搬送する。   A fixing device 68 is disposed above the secondary transfer position. The fixing device 68 includes a heating roll 70 and a pressure roll 72, and fixes the toner image secondarily transferred to the sheet by the secondary transfer roll 64 and the secondary transfer backup roll 62 to the sheet by heat and pressure. Then, it is conveyed toward the discharge roll 32.

図2において、画像形成ユニット42aの詳細が示されている。
画像形成ユニット42a〜42dは、形成する画像の色が異なる他は、略同様に構成されている。そこで、以下、画像形成ユニット42aについて説明する。
像保持体44aは、例えば接地されたアルミニウムなどからなる円筒状の導電性支持体80と、この導電性支持体80の外面を覆う感光層82とを有するロール状の感光体であり、周方向に回転する。
FIG. 2 shows details of the image forming unit 42a.
The image forming units 42a to 42d are configured in substantially the same manner except that the colors of images to be formed are different. Therefore, the image forming unit 42a will be described below.
The image holding member 44a is a roll-shaped photosensitive member having a cylindrical conductive support 80 made of, for example, grounded aluminum and the like, and a photosensitive layer 82 covering the outer surface of the conductive support 80. Rotate to.

帯電装置46aは、像保持体44aに接触して回転し、像保持体44aを一様に帯電させる。光書込み装置48aは、画像形成ユニット42aの下部に配置され、帯電された像保持体44aに向けて走査光を発することにより、像保持体44aに静電潜像を形成する。現像器50aは、例えば二酸化ケイ素(SiO2)などの外添剤が添加された例えばイエロー(Yellow)のトナーを像保持体44aに対して供給し、像保持体44aに形成された静電潜像を可視化されたトナー像にする。ここで、外添剤の平均粒径は、例えば0.2μm以下である。トナーの平均粒径は、例えば約5μmである。一次転写装置52aは、例えば弾性を有するロール状の転写装置である。   The charging device 46a rotates in contact with the image carrier 44a to uniformly charge the image carrier 44a. The optical writing device 48a is disposed below the image forming unit 42a, and forms an electrostatic latent image on the image holding body 44a by emitting scanning light toward the charged image holding body 44a. The developing device 50a supplies, for example, yellow toner added with an external additive such as silicon dioxide (SiO2) to the image carrier 44a, and the electrostatic latent image formed on the image carrier 44a. To a visualized toner image. Here, the average particle diameter of the external additive is, for example, 0.2 μm or less. The average particle diameter of the toner is, for example, about 5 μm. The primary transfer device 52a is, for example, a roll-shaped transfer device having elasticity.

クリーニング装置53aは、クリーニングブレード84及びトナー収容部86を有する。クリーニングブレード84は、弾性を有する板状の清掃部材であり、像保持体44aに残留するトナーを掻き取ることによって像保持体44aを清掃する。トナー収容部86は、クリーニングブレード84が掻き取ったトナーを収容する。   The cleaning device 53 a includes a cleaning blade 84 and a toner storage portion 86. The cleaning blade 84 is a plate-like cleaning member having elasticity, and cleans the image holding body 44a by scraping off the toner remaining on the image holding body 44a. The toner storage unit 86 stores the toner scraped off by the cleaning blade 84.

次に、像保持体44aについて詳述する。
図3は、本発明の実施形態に係る像保持体44aの表面形状(感光層82の表面形状)を示す模式図であって、(A)は初期状態を示す模式図であり、(B)は画像形成を繰り返された後(経時)の状態を示す模式図である。
図3(A)に示すように、感光層82の表面には、初期状態において、回転方向(周方向)に配列された凹部(ディンプル)88の列が複数列形成されている。凹部88は、像保持体44aの軸方向の幅が例えば約20μmにされており、外添剤はすり抜けるがトナーはすり抜けない程度のクリーニングブレード84の圧がかかる深さとして、例えば0.2〜1μmにされている。また、凹部88は、例えば32μm間隔(800dpiのドット間隔に相当)で連続するように回転方向に配列され、像保持体44aの軸方向の相互間隔が例えば42μm間隔(600dpiのドット間隔に相当)にされている。凹部は周方向で予め定められた間隔で配置されていてもよい。感光層82の表面材料として、例えばポリカーボネイトなどが挙げられる。
Next, the image carrier 44a will be described in detail.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the surface shape of the image carrier 44a according to the embodiment of the present invention (surface shape of the photosensitive layer 82), where (A) is a schematic diagram showing an initial state, and (B). FIG. 3 is a schematic diagram showing a state after image formation is repeated (timed).
As shown in FIG. 3A, a plurality of rows of concave portions (dimples) 88 arranged in the rotation direction (circumferential direction) are formed on the surface of the photosensitive layer 82 in the initial state. The concave portion 88 has an axial width of the image carrier 44a of, for example, about 20 μm, and the depth to which the pressure of the cleaning blade 84 is applied to such an extent that the external additive slips through but the toner does not slip through is, for example, 0.2 to 1 μm. The recesses 88 are arranged in the rotation direction so as to be continuous at intervals of 32 μm (corresponding to a dot interval of 800 dpi), for example, and the mutual interval in the axial direction of the image carrier 44a is, for example, 42 μm (corresponding to a dot interval of 600 dpi). Has been. The recesses may be arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Examples of the surface material of the photosensitive layer 82 include polycarbonate.

図3(B)に示すように、像保持体44aは、画像形成装置10が画像形成を繰り返すと、クリーニングブレード84によって圧接された外添剤により感光層82の表面が回転方向に摩耗(図4参照)し、複数の凹部88が回転方向につながる。このように、画像形成装置10が予め定められた回数の画像形成を繰り返しても、像保持体44aの軸方向における凹部88の摩耗のばらつきが大きくならないようにされるため、本構成を有しない場合と比較して像保持体44aが保持するトナー像の画像のざらつき感が増すことを抑制されると推察される。
この理由について、感光層82は、凹部88の周囲(凸となる部分)だけでなく、凹部88も外添剤によって周方向に摩耗するようにされるため、画像形成装置10が予め定められた回数の画像形成を繰り返しても、像保持体44aの軸方向における凹部88の摩耗のばらつきが大きくならないようにされていると推察される。例えば、画像形成装置10が予め定められた回数の画像形成を繰り返し、複数の凹部88が回転方向につながっても、凹部88の深さは、図3(B)に示すように例えば0.2〜1μmになるようにされている。
As shown in FIG. 3B, when the image forming apparatus 10 repeats image formation, the image carrier 44a wears the surface of the photosensitive layer 82 in the rotational direction due to the external additive pressed by the cleaning blade 84 (FIG. 3B). 4), and the plurality of recesses 88 are connected in the rotation direction. In this way, even if the image forming apparatus 10 repeats image formation a predetermined number of times, the variation in wear of the concave portion 88 in the axial direction of the image holding body 44a is not increased, and thus this configuration is not provided. It is presumed that an increase in the roughness of the toner image held by the image holding body 44a is suppressed compared to the case.
For this reason, in the photosensitive layer 82, not only the periphery of the recess 88 (protruded portion) but also the recess 88 is worn in the circumferential direction by the external additive, so that the image forming apparatus 10 is predetermined. It is presumed that the variation in wear of the recess 88 in the axial direction of the image holding body 44a is not increased even when image formation is repeated a number of times. For example, even if the image forming apparatus 10 repeats image formation a predetermined number of times and the plurality of recesses 88 are connected in the rotation direction, the depth of the recesses 88 is, for example, 0.2 as shown in FIG. ˜1 μm.

なお、像保持体44aは、初期状態において、図3(B)に示したように、複数の凹部88が回転方向につなげられて、複数列の溝部が周方向に形成されていてもよい。また、像保持体44aは、初期状態において、複数列の直線的な溝部が周方向に形成されていてもよい。   In the initial state, as shown in FIG. 3B, the image holding body 44a may have a plurality of recesses 88 connected in the rotation direction and a plurality of rows of grooves formed in the circumferential direction. In the initial state, the image carrier 44a may have a plurality of rows of linear grooves formed in the circumferential direction.

図4は、像保持体44aに残留するトナーをクリーニングブレード84が掻き取る場合に、外添剤が像保持体44aを研磨する状態を示す拡大図であって、(A)は堆積した外添剤が研磨する状態を示す拡大図であり、(B)はすり抜ける外添剤が研磨する状態を示す拡大図である。
図4(A)に示すように、像保持体44aにクリーニングブレード84が接触する部分(ニップ部)の上流側に外添剤が堆積した場合、外添剤が堆積している部分が主な研磨領域となって像保持体44aが摩耗する。ニップ部の上流側に堆積した外添剤は、像保持体44aに対する圧力(垂直荷重)は小さいが、像保持体44aが回転する間は常に像保持体44aを研磨し、像保持体44aに細かい多数の傷を形成する。図4(A)に示した状態は、凹部88の周囲(凸となる部分又は平滑な面)などの外添剤のすり抜けが少ない場所において生じると推察される。
FIG. 4 is an enlarged view showing a state in which the external additive polishes the image holding body 44a when the cleaning blade 84 scrapes off the toner remaining on the image holding body 44a. FIG. It is an enlarged view which shows the state which an agent grind | polishes, (B) is an enlarged view which shows the state which the external additive which slips through grinds.
As shown in FIG. 4A, when the external additive is deposited on the upstream side of the portion (nip portion) where the cleaning blade 84 contacts the image carrier 44a, the portion where the external additive is deposited is the main part. The image holding member 44a is worn out as a polishing region. The external additive deposited on the upstream side of the nip portion has a small pressure (vertical load) on the image holding body 44a, but the image holding body 44a is always polished while the image holding body 44a rotates, and the image holding body 44a Forms numerous fine scratches. The state shown in FIG. 4A is presumed to occur in a place where there is little slippage of the external additive such as the periphery of the concave portion 88 (a convex portion or a smooth surface).

図4(B)に示すように、像保持体44aとクリーニングブレード84との間を外添剤がニップ部をすり抜ける場合、外添剤は、ニップ部を主な研磨領域として像保持体44aを摩耗させる。ニップ部をすり抜ける外添剤は、ニップ部をすり抜ける間に像保持体44aに対して高い圧力を加えて移動し、像保持体44aに深い傷を形成する。図4(B)に示した状態は、クリーニングブレード84の像保持体44aに対する接触圧が低い場合、凹部88及び局所的にクリーニングブレード84の接触圧が低い場所などにおいて生じる。凹部88が周方向に配列されているので、クリーニングブレード84と像保持体44aとの間をすり抜ける外添剤は、像保持体44aの軸方向上の特定の位置に集中すると推察される。   As shown in FIG. 4B, when the external additive passes through the nip portion between the image holding body 44a and the cleaning blade 84, the external additive causes the image holding body 44a to be used with the nip portion as a main polishing area. Wear. The external additive that slips through the nip moves while applying a high pressure to the image carrier 44a while slipping through the nip, and forms deep scratches on the image carrier 44a. The state shown in FIG. 4B occurs when the contact pressure of the cleaning blade 84 with respect to the image carrier 44a is low, such as in the recess 88 and a place where the contact pressure of the cleaning blade 84 is locally low. Since the recesses 88 are arranged in the circumferential direction, it is presumed that the external additive slipping between the cleaning blade 84 and the image holding body 44a concentrates at a specific position in the axial direction of the image holding body 44a.

図5は、比較例としての像保持体の表面形状を示す模式図であって、(A)は初期状態を示す模式図であり、(B)は画像形成を繰り返された後(経時)の状態を示す模式図である。
図5(A)に示すように像保持体の表面にランダムに凹部が形成されている場合、画像形成装置が画像形成を繰り返すと、クリーニングブレードによって圧接された外添剤により感光層の表面が摩耗し、図5(B)に示すように像保持体の回転方向で近接した凹部はつながって長くなり、孤立した凹部は周辺の摩耗で縮小する。つまり、像保持体の軸方向の摩耗にばらつきが生じ、像保持体とクリーニングブレードとのすべりにムラが発生すると推察される。
このように、画像形成装置が画像形成を繰り返すことにより、像保持体の軸方向における摩耗にばらつきが生じると、像保持体が保持するトナー像の画質が低下し、画像の横スジなどが発生する原因となる。
5A and 5B are schematic diagrams showing the surface shape of an image carrier as a comparative example, in which FIG. 5A is a schematic diagram showing an initial state, and FIG. 5B is a diagram after repeated image formation (over time). It is a schematic diagram which shows a state.
When concave portions are randomly formed on the surface of the image carrier as shown in FIG. 5A, when the image forming apparatus repeats image formation, the surface of the photosensitive layer is caused by the external additive pressed by the cleaning blade. As shown in FIG. 5B, the concave portions adjacent to each other in the rotation direction of the image carrier are connected and lengthened, and the isolated concave portions are reduced by peripheral wear. That is, it is presumed that the axial wear of the image holding member varies and unevenness occurs in the sliding between the image holding member and the cleaning blade.
As described above, when the image forming apparatus repeats image formation and the wear of the image holding member in the axial direction varies, the image quality of the toner image held by the image holding member is deteriorated, and horizontal stripes of the image are generated. Cause.

次に、帯電装置46aについて詳述する。
図6は、帯電装置46aの表面形状を示す模式図である。
図6に示すように、帯電装置46aの表面には、回転方向(周方向)に対して予め定められた角度αの傾きを持つように配列された凹部(ディンプル)90の列が複数列形成されている。凹部90は、帯電装置46aの軸方向の幅が例えば約20μmにされており、深さが、像保持体44aとのニップ部で外添剤と接触せず、かつ放電異常を生じない範囲として、例えば0.5〜4μmにされている。また、凹部90は、回転方向の間隔が例えば32μm間隔(800dpiのドット間隔に相当)となるように配列され、帯電装置46aの軸方向の相互間隔が例えば42μm間隔(600dpiのドット間隔に相当)にされている。
つまり、帯電装置46aは、周方向とは異なる予め定められた方向に凹部が配列されている。ここで、角度αは、モアレを防止する場合に設定されるスクリーン角度と同様に、例えば15度、30度、45度又は75度などに設定されている。
Next, the charging device 46a will be described in detail.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the surface shape of the charging device 46a.
As shown in FIG. 6, a plurality of rows of recesses (dimples) 90 arranged so as to have a predetermined angle α with respect to the rotation direction (circumferential direction) are formed on the surface of the charging device 46a. Has been. The concave portion 90 has a width in the axial direction of the charging device 46a of, for example, about 20 μm, and the depth does not contact the external additive at the nip portion with the image holding body 44a and does not cause discharge abnormality. For example, 0.5 to 4 μm. The concave portions 90 are arranged so that the interval in the rotation direction is, for example, 32 μm (corresponding to a dot interval of 800 dpi), and the mutual interval in the axial direction of the charging device 46 a is, for example, 42 μm (corresponding to a dot interval of 600 dpi). Has been.
That is, the charging device 46a has the recesses arranged in a predetermined direction different from the circumferential direction. Here, the angle α is set to, for example, 15 degrees, 30 degrees, 45 degrees, or 75 degrees, similarly to the screen angle set in the case of preventing moire.

なお、帯電装置46aは、複数の凹部90が周方向とは異なる予め定められた方向につなげられて配列され、複数列の溝部が周方向とは異なる方向に形成されてもよい。また、帯電装置46aは、複数列の直線的な溝部が周方向とは異なる方向に形成されていてもよい。
帯電装置46aの表面材料としては、例えばアルコール可溶性共重合ナイロンなどが挙げられる。
In the charging device 46a, a plurality of recesses 90 may be connected and arranged in a predetermined direction different from the circumferential direction, and a plurality of rows of grooves may be formed in a direction different from the circumferential direction. Further, in the charging device 46a, a plurality of rows of linear grooves may be formed in a direction different from the circumferential direction.
Examples of the surface material of the charging device 46a include alcohol-soluble copolymer nylon.

次に、本発明の実施形態に係る像保持体44aの経時による摩耗について説明する。
図7は、本発明の実施形態に係る像保持体44aの経時による摩耗を測定した結果と、比較例とを示すグラフである。
なお、像保持体摩耗レートとは、摩耗量測定時の摩耗量を1000サイクル(画像形成を1000回:1kcyc)継続した場合の摩耗量に換算した値(単位:nm/kcyc)である。したがって、測定された像保持体摩耗レートを実際のサイクル数で積分すると、実際の像保持体摩耗量となる。
Next, the wear over time of the image carrier 44a according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a graph showing the results of measuring wear over time of the image carrier 44a according to the embodiment of the present invention and a comparative example.
The image carrier wear rate is a value (unit: nm / kcyc) converted to a wear amount when the wear amount at the time of wear amount measurement is continued for 1000 cycles (image formation is 1000 times: 1 kcyc). Therefore, integrating the measured image carrier wear rate with the actual number of cycles gives the actual image carrier wear.

図7に示すように、本発明の実施形態に係る像保持体44aは、初期状態(サイクル数が略0)における像保持体摩耗レートも、1000サイクル後の像保持体摩耗レートも約5nm/kcycであり、像保持体摩耗レートが経時によって大きく変動することなく、感光層82の摩耗限界(像保持体44aの寿命)となるまで摩耗を続ける。   As shown in FIG. 7, the image carrier 44a according to the embodiment of the present invention has an image carrier wear rate in an initial state (the number of cycles is substantially 0) and an image carrier wear rate after 1000 cycles of about 5 nm / kcyc, and the image carrier wear rate does not vary greatly with time, and wear continues until the wear limit of the photosensitive layer 82 reaches the lifetime of the image carrier 44a.

一方、比較例の像保持体は、像保持体摩耗レートが経時によって大きく変動(増加)し、画像形成装置が1000サイクルの動作を行う前に感光層が摩耗限界に達する。   On the other hand, in the image carrier of the comparative example, the image carrier wear rate greatly fluctuates (increases) with time, and the photosensitive layer reaches the wear limit before the image forming apparatus performs 1000 cycles of operation.

次に、像保持体44aに凹部88を形成する凹部形成装置100について説明する。
図8は、像保持体44aに凹部88を形成する凹部形成装置100の概要を示す構成図であって、(A)は凹部88を形成される像保持体44aの周辺を上方から見た構成図であり、(B)は凹部形成装置100を側面からみた構成図である。
凹部形成装置100は、溶剤吐出装置102、乾燥装置104、鏡面仕上げ装置106及び駆動部108を有し、凹部88を未形成の像保持体44aが駆動部108によって回転するように略中央に装着可能にされている。
Next, the recess forming apparatus 100 that forms the recess 88 in the image carrier 44a will be described.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of the concave portion forming apparatus 100 for forming the concave portion 88 in the image holding body 44a, and FIG. It is a figure, (B) is the block diagram which looked at the recessed part formation apparatus 100 from the side surface.
The recess forming apparatus 100 includes a solvent ejection device 102, a drying device 104, a mirror finishing device 106, and a drive unit 108, and the recess 88 is mounted at a substantially central position so that the image forming body 44a not formed is rotated by the drive unit 108. Has been made possible.

溶剤吐出装置102は、例えばトルエン、アセトン又は塩化メチレンなどの溶剤(有機溶剤)を収容する溶剤タンク110と、この溶剤タンク110が収容する溶剤を吐出する例えばピエゾ型溶剤吐出ヘッド(インクジェット型ヘッド)112とを有し、図示しない制御部の制御に応じて駆動部108の駆動力により回転する像保持体44aに対して溶剤を吐出する。なお、ピエゾ型溶剤吐出ヘッド112は、図示しない制御部の制御によって像保持体44aに対して軸方向に平行に移動するようにされている。   The solvent discharge device 102 includes, for example, a solvent tank 110 that stores a solvent (organic solvent) such as toluene, acetone, or methylene chloride, and, for example, a piezo solvent discharge head (inkjet head) that discharges the solvent stored in the solvent tank 110. 112, and discharges the solvent to the image carrier 44a that is rotated by the driving force of the driving unit 108 in accordance with control of a control unit (not shown). The piezo-type solvent discharge head 112 is configured to move parallel to the axial direction with respect to the image carrier 44a under the control of a control unit (not shown).

乾燥装置104は、ファン114を有し、溶剤吐出装置102が像保持体44aに対して吐出した溶剤を乾燥させる。   The drying device 104 includes a fan 114, and dries the solvent ejected by the solvent ejection device 102 onto the image carrier 44a.

鏡面仕上げ装置106は、例えば不織布116を有し、像保持体44aの表面を不織布116で磨くことによって鏡面仕上げする。   The mirror finish device 106 includes, for example, a nonwoven fabric 116 and performs mirror finish by polishing the surface of the image carrier 44 a with the nonwoven fabric 116.

駆動部108は、モータ118と、エンコーダ120とを有し、図示しない制御部の制御に応じて像保持体44aを周方向に予め定められた速度で回転させる。   The drive unit 108 includes a motor 118 and an encoder 120, and rotates the image carrier 44a in the circumferential direction at a predetermined speed in accordance with control of a control unit (not shown).

図9は、図8に示した凹部形成装置100が像保持体44aに凹部88を形成する過程における感光層82の表面状態を示す模式図である。
溶剤吐出装置102が像保持体44aに向けて溶剤を吐出すると、図9(A)に示すように、感光層82の表面に溶剤が付着する(溶剤着弾)。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the surface state of the photosensitive layer 82 in the process in which the recess forming apparatus 100 shown in FIG. 8 forms the recess 88 in the image carrier 44a.
When the solvent discharge device 102 discharges the solvent toward the image carrier 44a, the solvent adheres to the surface of the photosensitive layer 82 (solvent landing) as shown in FIG. 9A.

感光層82の表面に付着した溶剤は、乾燥装置104によって乾燥させられる間に、感光層82の表面を溶かして凹部88を形成する。ただし、溶剤により形成された凹部88には、図9(B)に示すように、ばり状の突出部が凹部88の周囲に形成されている。   While the solvent adhering to the surface of the photosensitive layer 82 is dried by the drying device 104, the surface of the photosensitive layer 82 is dissolved to form a recess 88. However, as shown in FIG. 9B, flash-shaped protrusions are formed around the recesses 88 in the recesses 88 formed of the solvent.

凹部形成装置100は、鏡面仕上げ装置106によって感光層82の表面を磨くことにより、図9(C)に示すように、ばり状の突出部が削り取られた凹部88を感光層82の表面に形成する。   The recess forming apparatus 100 polishes the surface of the photosensitive layer 82 with the mirror finishing device 106, thereby forming a recess 88 in which the flash-like protruding portion is removed on the surface of the photosensitive layer 82 as shown in FIG. 9C. To do.

なお、凹部形成装置100は、帯電装置46aに対しても同様に凹部90を形成することができるようにされている。凹部形成装置100が帯電装置46aに凹部90を形成する場合、溶剤吐出装置102は、例えばアルコールを溶剤として収容し、吐出する。   The recess forming apparatus 100 can also form the recess 90 in the charging device 46a. When the recess forming device 100 forms the recess 90 in the charging device 46a, the solvent discharge device 102 stores, for example, alcohol as a solvent and discharges it.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。1 is a side view illustrating an outline of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 画像形成ユニットの詳細を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing details of the image forming unit. 本発明の実施形態に係る像保持体の表面形状を示す模式図であって、(A)は初期状態を示す模式図であり、(B)は画像形成を繰り返された後の状態を示す模式図である。2A and 2B are schematic diagrams illustrating a surface shape of an image carrier according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a schematic diagram illustrating an initial state, and FIG. 2B is a schematic diagram illustrating a state after image formation is repeated. FIG. 像保持体に残留するトナーをクリーニングブレードが掻き取る場合に、外添剤が像保持体を研磨する状態を示す拡大図であって、(A)は堆積した外添剤が研磨する状態を示す拡大図であり、(B)はすり抜ける外添剤が研磨する状態を示す拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing a state in which an external additive polishes the image carrier when the cleaning blade scrapes off toner remaining on the image carrier, and (A) shows a state in which the deposited external additive is polished. It is an enlarged view, (B) is an enlarged view showing a state in which the external additive slipping through is polished. 比較例としての像保持体の表面形状を示す模式図であって、(A)は初期状態を示す模式図であり、(B)は画像形成を繰り返された後(経時)の状態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a surface shape of an image carrier as a comparative example, where (A) is a schematic diagram illustrating an initial state, and (B) is a schematic diagram illustrating a state after repeated image formation (over time). FIG. 帯電装置の表面形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the surface shape of a charging device. 本発明の実施形態に係る像保持体の経時による摩耗を測定した結果と、比較例とを示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured abrasion over time of the image carrier concerning the embodiment of the present invention, and a comparative example. 像保持体に凹部を形成する凹部形成装置の概要を示す構成図であって、(A)は凹部を形成される像保持体の周辺を上方から見た構成図であり、(B)は凹部形成装置を側面からみた構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the outline | summary of the recessed part formation apparatus which forms a recessed part in an image carrier, Comprising: (A) is the block diagram which looked at the periphery of the image carrier formed with a recessed part from the upper direction, (B) is a recessed part. It is the block diagram which looked at the forming apparatus from the side. 図8に示した凹部形成装置が像保持体に凹部を形成する過程における感光層の表面状態を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a surface state of a photosensitive layer in a process in which the concave portion forming apparatus illustrated in FIG. 8 forms a concave portion on the image carrier.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像形成装置
42a〜42d 画像形成ユニット
44a〜44d 像保持体
46a〜46d 帯電装置
50a〜50d 現像器
53a〜53d クリーニング装置
80 導電性支持体
82 感光層
84 クリーニングブレード
86 トナー収容部
88,90 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 42a-42d Image forming unit 44a-44d Image holding body 46a-46d Charging apparatus 50a-50d Developing device 53a-53d Cleaning apparatus 80 Conductive support body 82 Photosensitive layer 84 Cleaning blade 86 Toner accommodating part 88,90 Recessed part

Claims (2)

像保持体と、
この像保持体に対し、外添剤を添加された現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記像保持体に接触し、前記像保持体を帯電させる円筒状の帯電装置と、
前記像保持体に接触し、前記像保持体を清掃する清掃部材と、
を有し、
前記像保持体は、
円筒状の支持体と、
この支持体の外面を覆う感光層と、
を有し、
当該像保持体の回転方向において前記清掃部材が接触する部分よりも上流側に、滞留した外添剤によって当該像保持体が研磨される研磨領域が形成され、
表面には複数列の凹部が、画像形成領域の全体に渡って周方向に等間隔に配列されていて、
前記凹部は、
溶剤により前記感光層の表面を溶かして形成され、
深さ、前記現像剤供給手段が供給する現像剤の平均粒径よりも浅く、外添剤の平均粒径よりも深く、
前記帯電装置は、
画像形成領域の全体に渡って、周期的に等間隔に配列された複数列の凹部を外面に具備し、
当該帯電装置の凹部は、前記現像剤供給手段が供給する現像剤の平均粒径よりも高低差が小さく、且つ外添剤の平均粒径よりも高低差が大きくされている画像形成装置。
An image carrier,
Developer supplying means for supplying a developer to which an external additive has been added to the image carrier;
A cylindrical charging device that contacts the image carrier and charges the image carrier;
A cleaning member that contacts the image carrier and cleans the image carrier;
Have
The image carrier is
A cylindrical support;
A photosensitive layer covering the outer surface of the support;
Have
A polishing region in which the image carrier is polished by the retained external additive is formed on the upstream side of the portion where the cleaning member contacts in the rotation direction of the image carrier,
A plurality of rows of recesses are arranged on the surface at equal intervals in the circumferential direction over the entire image forming area.
The recess is
Formed by dissolving the surface of the photosensitive layer with a solvent,
Depth, the shallower than the average particle diameter of the developer supply means for supplying developer, deeper than the average particle size of the external additive,
The charging device is:
A plurality of rows of concave portions arranged periodically at regular intervals over the entire image forming area
The concave portion of the charging device is an image forming apparatus in which a difference in height is smaller than an average particle diameter of a developer supplied by the developer supplying unit and a difference in height is larger than an average particle diameter of an external additive.
前記帯電装置は、周方向とは異なる予め定められた方向に前記帯電装置の凹部が配列されている請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging device includes concave portions of the charging device arranged in a predetermined direction different from a circumferential direction.
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