JP4807991B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
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係り、詳しくは像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像手段と、現像された像を転写する転写手段と、を少なくとも備えた画像形成装置に関するものである。さらに詳細に説明すると、本発明は、像担持体を帯電する帯電手段を用いる潤滑剤の効果的な塗布装置を備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and more specifically, a charging unit that charges an image carrier and an electrostatic latent image formed by exposure of the image carrier charged by the charging unit. The present invention relates to an image forming apparatus including at least an exposure unit that forms, a developing unit that develops the electrostatic latent image, and a transfer unit that transfers the developed image. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus including an effective lubricant application device using a charging unit for charging an image carrier.
近接又は接触の帯電部材を有する一般的な電子写真方式を用いた画像形成装置において、潤滑剤を像担持体に塗布することで、像担持体のトナーフィルミング(融着)の発生を防止、像担持体の低摩擦係数化によって転写効率の向上、像担持体の低摩擦係数化によって像担持体の摩耗の防止、像担持体の放電によるハザードを抑制する等の効果が考えられている。しかしながら、これまで行われていたように潤滑剤を塗布するだけでは、常に上記効果が十分で無い事が判ってきた。 In an image forming apparatus using a general electrophotographic system having a charging member that is close or in contact, the occurrence of toner filming (fusion) of the image carrier is prevented by applying a lubricant to the image carrier. It is considered that the transfer efficiency is improved by reducing the friction coefficient of the image carrier, the wear of the image carrier is prevented by reducing the friction coefficient of the image carrier, and the hazard due to the discharge of the image carrier is suppressed. However, it has been found that the above effect is not always sufficient by simply applying a lubricant as has been done so far.
例えば、像担持体に帯電を施し、その帯電を露光により選択的に消去あるいは減少させ、像担持体上に静電潜像を形成するものが知られている。そして、像担持体に帯電を施す帯電手段としては、コロナ放電を利用したものが主流であった。しかしながら、このコロナ放電を用いた帯電手段は、オゾンが多量に発生してしまうという不具合があり、またコロナ放電を行わせるために5〜10kVという高電圧を印加する高電圧電源が必要であるので画像形成装置の低コスト化を図ることが難しかった。そこで、近年画像形成装置に採用することができる帯電手段として、コロナ放電を利用しないで帯電部材を像担持体に接触させる接触型の帯電手段が多く提案されている。この接触型の帯電手段では、上記コロナ放電を用いた帯電手段の場合に挙げた問題点の多くが解消される一方、像流れと呼ばれる異常画像の発生や像担持体の摩耗量が増大するなどの問題も発生している。また、印加電圧に交流を用いた場合は騒音の発生も問題になっている。加えて、前記帯電手段がトナーや紙紛を像担持体と帯電部材間で擦りつけるので汚染を助長し、それによる汚れも問題となっている。
しかしながら、これまでは、これらの問題が潤滑剤によって生ずるという考え方はなかった。従って、特許文献1では、DC電圧にAC電圧を重畳させて一次帯電を行う接触帯電ローラとを有する画像形成装置において感光体とクリーニングブレードとの間の当接部に樹脂バインダーに分散された潤滑剤を塗布する画像形成装置が開示されている。
特許文献2では、脂肪酸金属塩を塗布する塗布ブラシローラが接触配置されていて、この転写ローラを介して、感光ドラムの表面に脂肪酸金属塩の膜が形成される。これによって、転写残トナーの回収性の向上を図ると共に、感光ドラムあるいは帯電装置に転写残トナーが固着するのを防止する。
しかし、いずれも潤滑剤が帯電部材の放電で劣化することに関する記載がなく、さらに、これによって異常画像が発生するという記載もない。
For example, it is known that an image carrier is charged and the electrostatic charge is selectively erased or reduced by exposure to form an electrostatic latent image on the image carrier. As the charging means for charging the image bearing member, those using corona discharge have been the mainstream. However, the charging means using the corona discharge has a problem that a large amount of ozone is generated, and a high voltage power source for applying a high voltage of 5 to 10 kV is necessary to perform the corona discharge. It has been difficult to reduce the cost of the image forming apparatus. Therefore, in recent years, many contact-type charging units that contact a charging member with an image carrier without using corona discharge have been proposed as charging units that can be employed in an image forming apparatus. In this contact-type charging unit, many of the problems mentioned in the case of the charging unit using the corona discharge are solved, while an abnormal image called image flow is generated and the wear amount of the image carrier is increased. The problem has also occurred. In addition, when alternating current is used as the applied voltage, noise is also a problem. In addition, since the charging means rubs toner or paper dust between the image carrier and the charging member, contamination is promoted, and contamination due to this also becomes a problem.
However, until now, there has been no idea that these problems are caused by lubricants. Therefore, in
In
However, there is no description regarding the deterioration of the lubricant due to the discharge of the charging member, and there is no description that an abnormal image is generated due to this.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、これまでに把握されていなかった潤滑剤の劣化状態をとらえ、像担持体の摩耗やクリーニングブレードの摩耗を防止し、劣化した潤滑剤が像担持体に残っていると画像流れ等の異常画像の発生を防止し、効率的に潤滑剤を塗布する画像形成装置を提供する。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and its problem is to grasp the deterioration state of the lubricant that has not been grasped so far, and to prevent the wear of the image carrier and the cleaning blade. When the deteriorated lubricant remains on the image carrier, an image forming apparatus that prevents the occurrence of an abnormal image such as an image flow and efficiently applies the lubricant is provided.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体と、像担持体に近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、像担持体に潤滑剤を塗布する塗布手段と、像担持体の摩擦係数を測定する摩擦係数測定手段と、を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、画像形成動作開始の指令に対して、前記摩擦係数測定手段の測定値が所定の値以上であるときに、前記帯電手段への印加電圧を、画像形成時よりも周波数(f)又はピークツーピーク電圧(Vpp)を上げた電圧とし、像担持体表面をクリーニング手段によって潤滑剤を除去するクリーニングモードを実施し、その後、像担持体に潤滑剤を塗布してから、画像形成を行うことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記摩擦係数測定手段は、前記像担持体を駆動するモータの電流を測定し、その電流値を基に前記像担持体の摩擦係数を算出する電流測定手段であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記摩擦係数測定手段は、前記像担持体の駆動する軸に張付けられた歪センサーの値を基に前記像担持体の摩擦係数を算出するトルク測定手段であることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The image forming apparatus of the present invention, at least an image bearing member, a charging means having a charging member proximity or contact with the image bearing member, a coating means for applying a lubricant to the image bearing member, the friction of the image bearing member An image forming apparatus having a coefficient of friction measurement unit, wherein the image forming apparatus has a value measured by the coefficient of friction measurement unit equal to or greater than a predetermined value in response to a command to start an image forming operation. The cleaning unit performs a cleaning mode in which the voltage applied to the charging unit is a voltage whose frequency (f) or peak-to-peak voltage (Vpp) is higher than that during image formation, and the surface of the image carrier is removed by the cleaning unit. Then, after the lubricant is applied to the image carrier, image formation is performed .
In the image forming apparatus of the present invention, the friction coefficient measuring unit further measures a current of a motor that drives the image carrier, and calculates a friction coefficient of the image carrier based on the current value. It is a measuring means .
In the image forming apparatus according to the present invention, the friction coefficient measuring unit may further include a torque measurement for calculating a friction coefficient of the image carrier based on a value of a strain sensor attached to a shaft driven by the image carrier. it characterized in that it is a means.
または、本発明の画像形成装置は、像担持体が表層に保護層を有することを特徴とする。
または、本発明の画像形成装置は、前記保護層のバインダー樹脂が、架橋構造を有することを特徴とする。
または、本発明の画像形成装置は、前記架橋構造を有するバインダー樹脂の構造中に、電荷輸送部位を有することを特徴とする。
または、本発明の画像形成装置は、少なくとも像担持体を含むユニットからなり、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
Alternatively, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the image carrier has a protective layer on the surface layer.
Alternatively, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the binder resin of the protective layer has a crosslinked structure.
Alternatively, the image forming apparatus of the present invention has a charge transporting site in the structure of the binder resin having the cross-linked structure.
Alternatively, the image forming apparatus of the present invention comprises a unit including at least an image bearing member, characterized in that it comprises a detachable process cartridge in the image forming apparatus main body.
以上説明したように、本発明では、像担持体及びクリーニングブレードの摩耗が防止でき、機械本体の寿命を延ばすことができる。さらに、異常画像の発生を防止できる。加えて、異常画像発生時に生ずる紙及びエネルギーの無駄を低減できる。 As described above, according to the present invention, the wear of the image carrier and the cleaning blade can be prevented, and the life of the machine body can be extended. Furthermore, the occurrence of abnormal images can be prevented. In addition, the waste of paper and energy generated when an abnormal image occurs can be reduced.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
図1は、画像形成装置全体図であり、本発明の一実施例である。ここに示した画像形成装置1は、画像形成装置1本体内に配置された像担持体2を有している。この像担持体2は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体により構成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体2を用いることもできる。
図1に示した像担持体2は、画像形成動作時に時計方向に回転駆動され、このとき像担持体2が帯電手段3によって所定の極性に帯電される。図1では非接触帯電ローラを使用しているが、これに限定するわけでは無く、接触帯電ローラを用いても良い。
帯電手段3によって帯電された像担持体2には、露光手段の一例であるレーザ書き込みユニット4から出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体2に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体2表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像(画像部)となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。次いで、この静電潜像は、現像手段5を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。LEDアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体2上に結像する露光手段4などを用いることもできる。
一方、給紙手段18から、例えば転写(記録)紙より成る転写材が送り出され、像担持体2に対置された転写手段6と像担持体2との間に、その転写材が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体2上に形成されたトナー像が転写材上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材は、引き続き定着手段10を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段10を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体2表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段7によって除去される。定着手段10は図では二本ローラの構成を示しているが、他の構造例えば、ベルトとローラ等の構成でも何ら問題は無い。
FIG. 1 is an overall view of an image forming apparatus and is an embodiment of the present invention. The
The
The
On the other hand, a transfer material made of, for example, transfer (recording) paper is sent out from the paper supply unit 18, and the transfer material is placed at a predetermined timing between the
図1に示した現像手段5は、乾式の現像剤を収容した現像ケースと、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラを有している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを有する乾式の現像剤や、キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることができる。現像ローラが矢印方向に回転駆動され、このとき現像ローラの周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラと像担持体2の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
また、図1に示した転写手段6は、像担持体2上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。また、像担持体2上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材に転写する代りに、像担持体2上のトナー像を、中間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
また、図1に示したクリーニング手段7は、このクリーニングケースに回転自在に支持されたファーブラシとクリーニングブレードより成るクリーニング部材を有し、これらのクリーニング部材が像担持体2の表面に当接してその表面に付着する転写残トナーを除去する。
クリーニング手段であるクリーニングブレードは、例えばポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知の材料を適宜選択し、その弾性率、厚さ、画像担持体2に対する当接角度等を適宜設定し使用することができる。
図1では図示していないが、クリーニング手段7の下流側かつ帯電手段の上流側等に除電手段を設けて、像担持体2の残留電荷を除電しても良い。
The developing
The transfer means 6 shown in FIG. 1 is constituted by a transfer roller to which a transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner on the
The cleaning means 7 shown in FIG. 1 has a cleaning member composed of a fur brush and a cleaning blade rotatably supported by the cleaning case, and these cleaning members abut on the surface of the
For the cleaning blade as a cleaning means, for example, a known material such as polyurethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber or the like is appropriately selected, and its elastic modulus, thickness, contact angle with respect to the
Although not shown in FIG. 1, a charge removal unit may be provided on the downstream side of the
本発明の画像形成装置1は、像担持体2の摩擦係数を測定する摩擦係数測定手段(図示せず)有し、摩擦係数測定手段の測定値に応じて、像担持体2表面を帯電手段3及びクリーニング手段7によってクリーニングし、その後潤滑剤を潤滑剤塗布装置102で塗布する。
図2は、本発明の画像形成装置の動作を説明するフロー図である。以下、図2に基づいて説明する。印刷指令信号を画像形成装置1が受取ると、通常の画像形成を行う為の前準備回転を実施し、その後画像形成動作を実施する。その後、像担持体の摩擦係数を測定する。そして、測定した摩擦係数が定めた値(A)を超えていれば、像担持体2上の潤滑剤を除去する為のクリーニングモードに入り、潤滑剤を除去する。そして、後準備回転を実施して、像担持体2に潤滑剤の膜を形成して一連の動作を終了する。また、測定した摩擦係数が定めた値(A)を超えていない場合は、クリーニングモードに入らず、後準備回転を実施して一連の動作を終了する。
The
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the image forming apparatus of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. When the
図3は、本発明の画像形成装置の動作を説明するフロー図である。以下、図3に基づいて説明する。印刷指令信号を画像形成装置1が受取ると、像担持体2の摩擦係数を測定する。そして、測定した摩擦係数が定めた値(A)を超えていれば、像担持体2上の潤滑剤を除去する為のクリーニングモードに入り、潤滑剤を除去する。そして、前準備回転を実施して、像担持体2に潤滑剤の膜を形成する。また、測定した摩擦係数が定めた値(A)を超えていない場合は、クリーニングモードに入らず、前準備回転を実施して、像担持体2に潤滑剤の膜を形成する。その後、画像形成動作を実施し、後準備回転を実施して、一連の動作を終了する。
前記画像形成装置1内で像担持体2の摩擦係数の測定(推定)方法には、主に2つの方法がある。一つは、像担持体2を駆動するモータの電流を測定し、その電流測定手段の値を基に摩擦係数を推定する方法であり、他方は像担持体2の回転軸等に貼付した歪ゲージの値を基に摩擦係数を推定する方法である。上記以外の摩擦係数測定方法で摩擦係数を測定しても何ら問題は無い。最初の測定方法を詳述すると、像担持体2を駆動するモータの電流から摩擦係数を推定する。まず、像担持体2の摩擦係数を測定する。測定方法は、オイラーベルト法とHEIDON測定機で測定する方法があるが、HEIDONの方が測定対象物に当接する接触子が安定している点で好ましい。少なくとも、上記どちらかの測定方法で測定した、低摩擦係数と高摩擦係数の像担持体2を準備する。好ましくは、低摩擦係数と高摩擦係数の中間に当たる摩擦係数のものも出来る限り多数あった方が好ましい。
図4及び図5は、本発明の画像形成装置の動作をするための電気的ブロック図である。
低摩擦係数の像担持体2を画像形成装置1にセットし、その時の電流値を測定する。その後、像担持体2を高摩擦係数のものに交換して、電流値を測定する。その後、予め決めた摩擦係数(A)に相当する電流値(a)を上記2点を結ぶ直線から算出する。中間の摩擦係数を測定した場合は、多点を結ぶ直線或いは曲線から、摩擦係数(A)に相当する電流値(a)を算出することになる。歪ゲージの値を基に摩擦係数を推定するのも、上記電流の場合と同様に行えば良い。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the image forming apparatus of the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. When the
There are mainly two methods for measuring (estimating) the friction coefficient of the
4 and 5 are electrical block diagrams for operating the image forming apparatus of the present invention.
The
図6は、像担持体に潤滑剤を塗布した後、帯電ローラを用いて像担持体を帯電した時に、像担持体2の放電回数に応じた摩擦係数の変化を示したものである。放電回数が増えるに連れ、像担持体2上の潤滑剤が変化して、摩擦係数が上昇しているのが把握できる。実際の画像形成装置1でも同様の現象が起きていると推測される。
図7は、像担持体のみと、潤滑剤を塗布した場合(以後、塗布状態と呼ぶ。)と、放電を加えた場合(以後、放電劣化状態と呼ぶ。)と、放電を加えた後に再度潤滑剤を塗布した場合(再塗布状態と呼ぶ。)の、それぞれの摩擦係数を測定した結果を示すものである。通常の画像形成装置1内での測定結果では無い。画像形成装置1の像担持体2(感光体)を、常に塗布状態の摩擦係数に維持出来れば、帯電ローラの放電によって生ずる感光体の摩耗も、クリーニングブレードの摩耗も、防止、或いは、減少できることが判っている。しかしながら、画像形成装置1内で常に潤滑剤の塗布を行っていても、主に帯電ローラによる放電によって、摩擦係数は上昇する傾向がある。したがって、摩擦係数がある値(A)以上になった時に劣化した潤滑剤を除去する必要がある。上記摩擦係数の値(A)は、像担持体2(感光体)によって多少異なるが、OPCで、好ましくは0.3が、より望ましくは、0.2である。
放電弱の像担持体2にクリーニングモードを実施し、その後潤滑剤を塗布すると、摩擦係数は約0.14よりも上昇し、0.2程度になった。次に、放電中の像担持体2にクリーニングモードを実施し、その後潤滑剤を塗布すると、摩擦係数は約0.24より下がって、0.1程度になった。その次に、放電強の像担持体2にクリーニングモードを実施し、その後潤滑剤を塗布すると、摩擦係数は約0.45よりも大幅に下がって、0.1程度になった。上記結果からも明らかなように、摩擦係数が低い時にクリーニングモードを実施しても効果はなく、ある程度以上の摩擦係数の時に効果がある事がわかる。劣化していない潤滑剤は、クリーニングブレードやブラシ等によって除去できるが、劣化した潤滑剤は除去し難い。また、劣化した潤滑剤が像担持体2上に残っていると、画像流れ等の異常画像が発生し易くなる。よって、帯電手段3である帯電ローラとクリーニング手段7の両方を用いて、劣化した潤滑剤を除去する必要が出てくる。潤滑剤を除去するクリーニングモードで使用する帯電ローラへの印加電圧は、通常の電圧でも構わないが、クリーニング時間が長くなるので、画像形成時よりも周波数(f)を上げたり、ピークツーピーク電圧(Vpp)を上げたりすることで、時間の短縮を図る。
FIG. 6 shows the change in the friction coefficient according to the number of discharges of the
FIG. 7 shows a case where only the image carrier and a lubricant are applied (hereinafter referred to as an application state), a case where discharge is applied (hereinafter referred to as a discharge deterioration state), and a case where discharge is applied again. The results of measuring the respective friction coefficients when a lubricant is applied (referred to as reapplying state) are shown. It is not a measurement result in the normal
When the cleaning mode was applied to the
本発明の画像形成装置1に用いる像担持体2は、像担持体2が表層に保護層を有し、その保護層のバインダー樹脂が、架橋構造を有するものを用いることが好ましい。
架橋構造の形成に関しては、1分子内に複数個の架橋性官能基を有する反応性モノマーを使用し、光や熱エネルギーを用いて架橋反応を起こさせ、3次元の網目構造を形成するものである。この網目構造がバインダー樹脂として機能し、高い耐摩耗性を発現するものである。電気的な安定性、耐刷性、寿命の観点から、上記反応性モノマーとして、全部もしくは一部に電荷輸送能を有するモノマーを使用することは非常に有効な手段である。このようなモノマーを使用することにより、網目構造中に電荷輸送部位が形成され、保護層としての機能を十分に発現することが可能となる。電荷輸送能を有する反応性モノマーとしては、同一分子中に電荷輸送性成分と加水分解性の置換基を有する珪素原子とを少なくとも1つずつ以上含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とヒドロキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とカルボキシル基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とエポキシ基とを含有する化合物、同一分子中に電荷輸送性成分とイソシアネート基とを含有する化合物等が挙げられる。これら反応性基を有する電荷輸送性材料は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
さらに好ましくは、電荷輸送能を有するモノマーとして、電気的・化学的安定性が高いこと、キャリアの移動度が速いこと等から、トリアリールアミン構造を有する反応性モノマーが有効に使用される。これ以外に塗工時の粘度調整、架橋型電荷輸送層の応力緩和、低表面エネルギー化や摩擦係数低減などの機能付与の目的で1官能及び2官能の重合性モノマー及び重合性オリゴマーを併用することができる。これらの重合性モノマー、オリゴマーとしては、公知のものが利用できる。
また本発明においては、熱または光を用いて正孔輸送性化合物の重合または架橋を行うが、熱により重合反応を行う際には、熱エネルギーのみで重合反応が進行する場合と重合開始剤が必要となる場合があるが、より低い温度で効率よく反応を進行させるためには、開始剤を添加することが好ましい。
As the
Regarding the formation of a cross-linked structure, a reactive monomer having a plurality of cross-linkable functional groups in one molecule is used to cause a cross-linking reaction using light or thermal energy to form a three-dimensional network structure. is there. This network structure functions as a binder resin and exhibits high wear resistance. From the viewpoint of electrical stability, printing durability, and life, it is a very effective means to use a monomer having a charge transporting ability in whole or in part as the reactive monomer. By using such a monomer, a charge transporting site is formed in the network structure, and the function as a protective layer can be sufficiently expressed. The reactive monomer having charge transporting ability includes a compound containing at least one charge transporting component and a silicon atom having a hydrolyzable substituent in the same molecule, and a charge transporting component in the same molecule. A compound containing a hydroxyl group, a compound containing a charge transporting component and a carboxyl group in the same molecule, a compound containing a charge transporting component and an epoxy group in the same molecule, a charge transporting component in the same molecule And a compound containing an isocyanate group. These charge transport materials having a reactive group may be used alone or in combination of two or more.
More preferably, a reactive monomer having a triarylamine structure is effectively used as the monomer having a charge transporting ability because of high electrical and chemical stability and high carrier mobility. In addition to this, monofunctional and bifunctional polymerizable monomers and polymerizable oligomers are used in combination for the purpose of viscosity adjustment during coating, stress relaxation of the cross-linked charge transport layer, low surface energy, and reduction of friction coefficient. be able to. As these polymerizable monomers and oligomers, known ones can be used.
In the present invention, the hole transporting compound is polymerized or cross-linked using heat or light. When the polymerization reaction is performed by heat, the polymerization initiator may be used in the case where the polymerization reaction proceeds only with thermal energy. Although it may be necessary, it is preferable to add an initiator in order to advance the reaction efficiently at a lower temperature.
光により重合させる場合は、光として紫外線を用いることが好ましいが、光エネルギーのみで反応が進行することはごく稀であり、一般には光重合開始剤が併用される。この場合の重合開始剤とは、主には波長400nm以下の紫外線を吸収してラジカルやイオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものである。なお、本発明においては、上述した熱及び光重合開始剤を併用することも可能である。このように形成した網目構造を有する電荷輸送層は、耐摩耗性が高い反面、架橋反応時に体積収縮が大きく、あまり厚膜化するとクラックなどを生じる場合がある。このような場合には、保護層を積層構造として、下層(感光層側)には低分子分散ポリマーの保護層を使用し、上層(表面側)に架橋構造を有する保護層を形成しても良い。 In the case of polymerization by light, it is preferable to use ultraviolet light as light, but the reaction rarely proceeds only by light energy, and a photopolymerization initiator is generally used in combination. The polymerization initiator in this case mainly absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less to generate active species such as radicals and ions, and initiates polymerization. In the present invention, the aforementioned heat and photopolymerization initiator can be used in combination. The charge transport layer having a network structure formed in this manner has high wear resistance, but has a large volume shrinkage during the crosslinking reaction, and if it is too thick, it may cause cracks. In such a case, the protective layer may be a laminated structure, a low molecular dispersion polymer protective layer may be used for the lower layer (photosensitive layer side), and a protective layer having a crosslinked structure may be formed on the upper layer (surface side). good.
上記架橋タイプ保護層を用いた像担持体2の実施例を以下に示す。
像担持体2において、保護層塗工液および膜厚・作成条件を下記のように第1の像担持体2を作成した。
<第1の像担持体>
メチルトリメトキシシラン182部、ジヒドロキシメチルトリフェニルアミン40部、2−プロパノール225部、2%酢酸106部、アルミニウムトリスアセチルアセトナート1部を混合し、保護層用の塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に塗布・乾燥し、110℃、1時間の加熱硬化を行い、膜厚3μmの保護層を形成した。
Examples of the
In the
<First image carrier>
182 parts of methyltrimethoxysilane, 40 parts of dihydroxymethyltriphenylamine, 225 parts of 2-propanol, 106 parts of 2% acetic acid, and 1 part of aluminum trisacetylacetonate were mixed to prepare a coating solution for a protective layer. This coating solution was applied onto the charge transport layer and dried, and then heat-cured at 110 ° C. for 1 hour to form a protective layer having a thickness of 3 μm.
<第2の像担持体>
像担持体2において、保護層塗工液および膜厚・作成条件を下記のように代えた以外は第1の像担持体2と同様にして、第2の像担持体2を作成した。
正孔輸送性化合物(下記構造式(I))を30部、アクリルモノマー(下記構造式(II))及び光重合開始剤(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)0.6部を、モノクロロベンゼン50部/ジクロロメタン50部の混合溶媒中に溶解し、表面保護層用塗料を調製した。この塗料をスプレーコーティング法により先の電荷輸送層上に塗布し、メタルハライドランプを用いて500mW/cm2の光強度で30秒間硬化させることによって、膜厚5μmの表面保護層を形成した。
<Second image carrier>
In the
30 parts of a hole transporting compound (the following structural formula (I)), 0.6 part of an acrylic monomer (the following structural formula (II)) and a photopolymerization initiator (1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone) It was dissolved in a mixed solvent of 50 parts of chlorobenzene / 50 parts of dichloromethane to prepare a coating material for the surface protective layer. This paint was applied on the previous charge transport layer by spray coating, and cured for 30 seconds with a light intensity of 500 mW / cm 2 using a metal halide lamp to form a surface protective layer having a thickness of 5 μm.
また像担持体2が、例えば0.1μm以下のアルミナ粉などの充填材で補強された表面層を有する有機感光体、または架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体、またはその両方の特徴を有する有機感光体として構成されていると、その表面硬度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
Further, the
図8は、本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。図1に示した画像形成装置1においては、帯電手段3を回転自在に支持するケーシングと、クリーニング手段7を支持するクリーニングケースが、一体のユニットケースとして構成され、このユニットに像担持体2が回転自在に組み付けられているプロセスカートリッジにすることができる。
このようにして、帯電手段3と、像担持体2とが一体的に組み付けられて成るプロセスカートリッジ20が構成され、そのプロセスカートリッジ20が画像形成装置1本体に着脱可能に装着されている。帯電部材3と像担持体2は、微小ギャップGが一定に保たれた状態でプロセスカートリッジ20に組み込まれていて、その微小ギャップGを一定に保ったまま、プロセスカートリッジ20を画像形成装置1本体に対して着脱できるのである。このため、プロセスカートリッジ20を着脱する際に、微小ギャップGの大きさが大きく変動してしまう不具合を阻止できる。像担持体2と帯電部材3を画像形成装置1本体に別々に着脱できるように構成してもよいが、この構成によると、像担持体2や帯電部材3の着脱時に微小ギャップGが変化するおそれがあり、均一な帯電が出来なくなる恐れがある。また、本例のプロセスカートリッジ20は、帯電手段3のほかに、像担持体2に接触する接触部材を有している。図6に示した例では、前述のように、クリーニング手段7とケーシングが一体のユニットケースとして形成され、そのユニットケースに潤滑剤供給手段9が組み付けられている。帯電部材3が像担持体2に接触する接触部材を構成しており、これらの接触部材を帯電部材3とは別々にプロセスカートリッジ20に装着するように構成してもよいが、このようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が像担持体2に接触したまま移動するので、その像担持体2に大きな外力が加えられ、これによって微小ギャップGが変動してしまうおそれがある。これに対し、接触部材もプロセスカートリッジ20の要素にすれば、プロセスカートリッジ20を画像形成装置1本体に対して着脱するとき、クリーニングブレード7と潤滑剤塗布手段9より成る接触部材も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体2に対して相対的に動くことはなく、これにより微小ギャップGが大きく変動するおそれはなく、接触による像担持体2への傷等の発生も防止出来る。
FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the process cartridge of the present invention. In the
In this way, the
1 画像形成装置
2 像担持体
3 帯電手段
4 露光手段
5 現像手段
6 転写手段
7 クリーニング手段
9 潤滑剤塗布手段
10 定着手段
15 記録紙
16 搬送ベルト
17 中間転写体
20 プロセスカートリッジ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
像担持体に近接又は接触の帯電部材を有する帯電手段と、
像担持体に潤滑剤を塗布する塗布手段と、
像担持体の摩擦係数を測定する摩擦係数測定手段と、を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、画像形成動作開始の指令に対して、
前記摩擦係数測定手段の測定値が所定の値以上であるときに、前記帯電手段への印加電圧を、画像形成時よりも周波数(f)又はピークツーピーク電圧(Vpp)を上げた電圧とし、像担持体表面をクリーニング手段によって潤滑剤を除去するクリーニングモードを実施し、その後、像担持体に潤滑剤を塗布してから、画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 At least an image carrier;
A charging means having a charging member proximity or contact with the image bearing member,
Application means for applying a lubricant to the image carrier;
In an image forming apparatus having a friction coefficient measuring means for measuring a friction coefficient of an image carrier,
In response to a command to start an image forming operation, the image forming apparatus
When the measured value of the friction coefficient measuring unit is equal to or greater than a predetermined value, the voltage applied to the charging unit is a voltage that is higher in frequency (f) or peak-to-peak voltage (Vpp) than during image formation, An image forming apparatus, wherein a cleaning mode in which a lubricant is removed from a surface of an image carrier by a cleaning unit is performed, and then an image is formed after applying the lubricant to the image carrier .
前記摩擦係数測定手段は、前記像担持体を駆動するモータの電流を測定し、その電流値を基に前記像担持体の摩擦係数を算出する電流測定手段である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The friction coefficient measuring unit is a current measuring unit that measures a current of a motor that drives the image carrier and calculates a friction coefficient of the image carrier based on the current value. .
前記摩擦係数測定手段は、前記像担持体の駆動する軸に張付けられた歪センサーの値を基に前記像担持体の摩擦係数を算出するトルク測定手段である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the friction coefficient measuring means is a torque measuring means for calculating a friction coefficient of the image carrier based on a value of a strain sensor attached to a shaft driven by the image carrier .
像担持体が表層に保護層を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An image forming apparatus, wherein the image carrier has a protective layer on a surface layer .
前記保護層のバインダー樹脂が、架橋構造を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 .
An image forming apparatus , wherein the binder resin of the protective layer has a crosslinked structure .
前記架橋構造を有するバインダー樹脂の構造中に、電荷輸送部位を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 .
An image forming apparatus comprising a charge transporting site in the structure of the binder resin having a crosslinked structure .
少なくとも像担持体を含むユニットからなり、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 ,
An image forming apparatus comprising a process cartridge which is composed of a unit including at least an image carrier and is detachable from an image forming apparatus main body .
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