JP5234398B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの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, and a printer.
従来、トナー像転写後の感光体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング手段としては、ゴム製のブレードを感光体に当接させて転写残トナーを機械的に除去するブレードクリーニング方式のものが知られている。ブレードクリーニング方式では、ブレードと感光体表面との密着の精度が低いと転写残トナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下しやすい。これを防止するために、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けることがおこなわれている。しかしながら、ブレードを強い当接圧で感光体に押し付けると、ブレードのめくれが発生し、スジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こしてしまい、安定したクリーニング性能を保ちつづけることが困難であった。また、長期的には、感光体の表面膜削れを増進させ、感光体寿命を短くさせてしまう。 Conventionally, as a cleaning means for removing transfer residual toner remaining on a photoconductor after a toner image has been transferred, a blade cleaning system that mechanically removes transfer residual toner by bringing a rubber blade into contact with the photoconductor It has been known. In the blade cleaning method, if the accuracy of close contact between the blade and the surface of the photoconductor is low, the transfer residual toner slips through and the cleaning performance is likely to deteriorate. In order to prevent this, the blade is pressed against the photosensitive member with a strong contact pressure. However, when the blade is pressed against the photosensitive member with a strong contact pressure, the blade is turned over, causing streaky or strip-like cleaning failure, and it is difficult to maintain stable cleaning performance. Further, in the long term, the surface film scraping of the photoreceptor is promoted and the life of the photoreceptor is shortened.
また、近年、高画質化の要望が高まり、トナーを小粒径化する傾向にある。さらに、トナー製造コスト低減及び転写率向上の要望から、粉砕(不定形)トナーから重合法による球形トナーを採用する画像形成装置が製品化されている。このような小粒径、球形トナーを用いると、ブレードクリーニング方式ではクリーニング性が粉砕トナーに比べて劣ることが知られている。 In recent years, there has been an increasing demand for higher image quality, and there is a tendency to reduce the particle size of toner. Further, in order to reduce the toner manufacturing cost and improve the transfer rate, an image forming apparatus that employs a spherical toner obtained by polymerization from a pulverized (indeterminate) toner has been commercialized. When such a small particle diameter and spherical toner is used, it is known that the cleaning property is inferior to the pulverized toner in the blade cleaning method.
小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体の表面膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式として、特許文献1〜3に記載されているような像担持体表面上の転写残トナーを静電作用によりクリーニングする静電クリーニング方式がある。
転写後の感光体表面上の転写残トナーが電荷を持っている。このため、静電クリーニング方式のクリーニング装置では、転写残トナーの電荷をもつ特性を利用して、静電クリーニング部材にトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加して静電クリーニング部材に転写残トナーを静電吸着させることで、像担持体表面から転写残トナーを除去している。 The transfer residual toner on the surface of the photoconductor after transfer has a charge. For this reason, the electrostatic cleaning type cleaning device applies the voltage opposite to the charged polarity of the toner to the electrostatic cleaning member and transfers it to the electrostatic cleaning member by utilizing the property of the transfer residual toner having a charge. The residual toner is electrostatically adsorbed to remove the residual transfer toner from the surface of the image carrier.
しかしながら、上述の静電クリーニング方式においては、次の画像形成動作までの間隔が長いと、画像に地汚れが生じてしまうという問題が発生した。 However, in the above-described electrostatic cleaning method, there is a problem in that the image is soiled when the interval until the next image forming operation is long.
そこで、本発明者らは、上記問題に関して鋭意研究したところ、次のことがわかった。すなわち、感光体上のトナー像を転写し終えたら画像形成動作を終了し、像担持体の回転を停止していた。このとき、静電クリーニング部材との当接位置を通過していない像担持体上の転写残トナーは、次の画像形成動作のときまで像担持体表面に留まる。しかし、次の画像形成動作までの間隔が長いと、像担持体上転写残トナーは、自然放電により帯電電荷を失ってしまう。このように、帯電電荷を失った像担持体上の転写残トナーは、次の画像形成動作時に静電クリーニング部材との当接位置で静電クリーニング部材に静電的に付着せずに通過する。その結果、形成画像に地肌汚れが生じるという問題が発生することがわかった。 Thus, the present inventors conducted extensive research on the above problems and found the following. That is, when the transfer of the toner image on the photoconductor is completed, the image forming operation is terminated and the rotation of the image carrier is stopped. At this time, the transfer residual toner on the image carrier that has not passed through the contact position with the electrostatic cleaning member remains on the surface of the image carrier until the next image forming operation. However, if the interval until the next image forming operation is long, the transfer residual toner on the image carrier loses charged charges due to natural discharge. As described above, the untransferred toner on the image carrier that has lost the charged electric charge passes without electrostatically adhering to the electrostatic cleaning member at the contact position with the electrostatic cleaning member during the next image forming operation. . As a result, it has been found that there is a problem that background stains occur in the formed image.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成動作が終了してから次の画像形成動作が開始されるまでの間隔が長くなっても、形成画像に地肌汚れが生じるのを抑制することができる画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to form a formed image even if the interval from the end of an image forming operation to the start of the next image forming operation is increased. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of background stains.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記像担持体上の転写残トナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能な静電クリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、前記静電クリーニング部材より前記像担持体表面移動方向上流側に配置され、前記像担持体上の転写残トナーの帯電極性を制御する極性制御部材と、前記静電クリーニング部材表面に付着したトナーを自らの表面に静電的移動させて回収する回収部材と、前記回収部材表面に当接して前記回収部材表面に付着したトナーを除去し、かつ、前記回収部材表面に付着するトナーの帯電極性と逆極性の電荷を前記回収部材の表面に付与する回収部材用クリーニングブレードと、画像形成動作終了後、前記像担持体表面移動方向における前記極性制御部材から前記静電クリーニング部材までの間の転写残トナーを除去するためのクリーニングモードを実行する制御手段とを備えた特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、前記静電クリーニング部材は、内部が導電性材料からなり、表面部が絶縁性材料からなる二層構造の芯鞘構造のブラシ繊維を備えたクリーニングブラシであって、前記ブラシ繊維を、前記クリーニングブラシの芯金周面法線方向よりも前記クリーニングブラシ表面移動方向下流側に傾斜させたことを特徴とするものである。
また、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、前記静電クリーニング部材に、極性制御部材により制御された転写残トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する電圧印加手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかの画像形成装置において、前記像担持体上の転写残トナーが前記回収部材によって回収されるまで、前記クリーニングモードを実行するよう前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、前記トナーとして、形状係数SF1が100〜150であるトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、前記像担持体として、フィラーを分散させた像担持体を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、前記像担持体として、充填材で補強された表面層を有した有機感光体、または、架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、前記像担持体と、前記帯電手段、前記現像手段、前記静電クリーニング部材のうちの少なくとも一つとを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしたことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the electrostatic cleaning member has a two-layered core-sheath brush in which the inside is made of a conductive material and the surface portion is made of an insulating material. A cleaning brush provided with fibers, wherein the brush fibers are inclined to the downstream side of the cleaning brush surface movement direction with respect to the normal direction of the peripheral surface of the metal core of the cleaning brush.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the voltage for applying a voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the residual toner controlled by the polarity control member to the electrostatic cleaning member. An application means is provided.
Further, the invention of claim 4, in any of the image forming apparatus according to
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a toner having a shape factor SF1 of 100 to 150 is used as the toner.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, an image carrier in which filler is dispersed is used as the image carrier.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the image bearing member is an organic photoreceptor having a surface layer reinforced with a filler, or a cross-linked charge transporting material. It is characterized by using an organic photoreceptor using
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the image carrier and at least one of the charging unit, the developing unit, and the electrostatic cleaning member are integrated. The process cartridge is supported and detachable from the apparatus main body.
本発明によれば、画像形成動作終了後にクリーニングモードを実行して極性制御部材から前記静電クリーニング部材までの間の転写残トナーを除去するので、次の画像形成動作時に、極性制御部材から前記静電クリーニング部材までの間に転写残トナーが残留するのを抑制することができる。よって、次の画像形成動作までの間隔が長くなっても、極性制御部材から前記静電クリーニング部材までの間には、帯電電荷が失われた転写残トナーがほとんど残存していないので、静電クリーニング部材に静電的に付着せずに通過する転写残トナーをほとんどなくすことができる。これにより、画像形成動作が終了してから次の画像形成動作が開始されるまでの間隔が長くなっても、形成画像に、地肌汚れが生じるのを抑制することができる。 According to the present invention , after the image forming operation is completed, the cleaning mode is executed to remove the transfer residual toner between the polarity control member and the electrostatic cleaning member. Therefore, during the next image forming operation, the polarity control member removes the transfer residual toner. It is possible to suppress the transfer residual toner from remaining before the electrostatic cleaning member . Therefore, even if the interval until the next image forming operation becomes long, there is almost no residual transfer toner from which the charged charge is lost between the polarity control member and the electrostatic cleaning member. The transfer residual toner that passes without electrostatically adhering to the cleaning member can be almost eliminated. Thereby, even if the interval from the end of the image forming operation to the start of the next image forming operation becomes longer, it is possible to suppress the occurrence of background stains on the formed image.
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ(以下、単にプリンタ100という)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタ100は、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer 100) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the printer according to the present embodiment. The
まず、プリンタ100全体の構成について説明する。図1に示すように、プリンタ100は、像担持体としてのドラム状の感光体1を備えている。感光体1の周囲には帯電手段としての帯電ローラ3、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置6、トナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写ローラ15、転写後の感光体1上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置20、感光体1を除電する除電ランプ2等が配置されている。また、除電ランプ2と帯電ローラ3との間には、除電ランプの光を遮光する遮光板40が設けられている。
First, the overall configuration of the
帯電ローラ3は、感光体1に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体1を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。プリンタ100では、感光体1を負極性に一様に帯電させる。帯電ローラ3によって一様帯電された感光体1は、図示しない露光手段たる露光装置から画像データに基づいてレーザー光4が照射され静電潜像が形成される。
The
現像装置6は、磁界発生手段としてのマグネットを内包した現像剤担持体としての現像ローラ8を有している。この現像ローラ8には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置6のケーシング7内には、ケーシング7内に収容されたトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ9及び攪拌スクリュ10が設けられている。また、現像ローラ8に担持された現像剤を規制するためのドクタ5も設けられている。供給スクリュ9及び攪拌スクリュ10の2本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、負極性に帯電される。そして、現像剤は現像ローラ8に内包されたマグネットの作用により、現像ローラ8に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、ドクタ5により規制され、感光体1と対向する現像領域でマグネットの磁力により穂立ち状態となって磁気ブラシを形成する。
The developing
また、転写ローラ15には、図示しない電源から転写バイアスが印加されるようになっている。
Further, a transfer bias is applied to the
また、クリーニング装置20には、詳細は後述する静電クリーニング部材たるクリーニングブラシ23が備えられており、静電的に感光体1上の転写残トナーを除去する。
Further, the
次に、プリンタ100における画像形成動作を説明する。
プリンタ100では、図示しない操作部のコピースタートボタンが押されると、図示しない画像読み取り部で原稿の読み取りが開始される。帯電ローラ3、現像ローラ8、転写ローラ15及びクリーニングブラシ23に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ(不図示)により感光体1が図中矢印A方向に回転駆動される。感光体1の回転駆動と同時に、現像ローラ8、転写ローラ15、供給スクリュ9、攪拌スクリュ10、及び詳細は後述するトナー排出スクリュ19、クリーニングブラシ23、回収ローラ24も所定の方向に回転駆動される。
Next, an image forming operation in the
In the
感光体1が図中矢印A方向に回転すると、まず感光体1が、帯電ローラ3によって例えば−700[V]の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応したレーザー光4が感光体1に照射され、レーザー光4が照射された部分の感光体1の電位が例えば−120[V]に低下し静電潜像が形成される。
When the
静電潜像の形成された感光体1は、現像装置6との対向部で現像ローラ8上に形成された現像剤の磁気ブラシで感光体1の表面を摺擦される。このとき、現像ローラ8上の負帯電トナーは、現像ローラ8に印加された例えば−450[V]の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化(現像)される。このように、本実施形態では、感光体1上に形成された静電潜像を、現像装置6により負極性に帯電されたトナーによる反転(ネガポジ(N/P):電位が低い所にトナーが付着する)現像を用いて現像する。
The
感光体1上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラ11と下レジストローラ12との対向部を経て、ガイド板13、14にガイドされて感光体1と転写ローラ15との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラ11と下レジストローラ12との対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、転写ローラ15に、例えば+10[μA]に定電流制御された転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は、分離手段としての分離爪16によって感光体1から分離され、搬送ガイド板41にガイドされて図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
一方、転写後の感光体1は、クリーニング装置20で転写残トナーが除去され、さらに除電ランプ2で除電される。
The toner image formed on the
On the other hand, after the transfer, the transfer residual toner is removed by the
次に、感光体1上の転写残トナーを除去するクリーニング装置20について説明する。
Next, the
まず、従来のブレードクリーニング方式のクリーニング装置について説明する。
画像形成装置においては、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。その達成手段の1つとしてより粒径を小さくしたトナーを用いることがあげられる。また、転写率向上のためにトナーの形状を不定形からより球に近い形状のものが使われるようになってきている。しかしながら、従来ブレードクリーニング方式では、小粒径化や球形化の進んだトナーをクリーニングすることが困難な状況である。
また、ブレードクリーニング方式ででも、線圧を極端に高くすれば(具体的には線圧:100[gf/cm]以上)、小粒径化や球形化の進んだトナーをクリーニングできるが、その分感光体やクリーニングブレードの寿命が極端に短くなる。通常の線圧(20[gf/cm])での感光体寿命(感光層が1/3程度削れる時の寿命)は直径30[mm]で約10万枚、クリーニングブレード寿命(削れてクリーニング不良が発生する時の寿命)約12万枚である。一方、高い線圧(100[gf/cm])の時は、感光体の寿命は約2万枚、クリーニングブレードの寿命は約2万枚程度であり、耐久性が1/5〜1/6になるといえる。
First, a conventional blade cleaning type cleaning device will be described.
An image forming apparatus is required to have a high resolution so that a higher-precision and higher-definition image can be formed. One means for achieving this is to use a toner having a smaller particle size. Further, in order to improve the transfer rate, the shape of toner is changed from an indefinite shape to a shape closer to a sphere. However, in the conventional blade cleaning method, it is difficult to clean the toner having a small particle size or a spherical shape.
Further, even with the blade cleaning method, if the linear pressure is extremely increased (specifically, linear pressure: 100 [gf / cm] or more), it is possible to clean toner having a small particle size or spheroidization. The lifetime of the minute photoconductor and the cleaning blade is extremely shortened. Photoconductor life at normal linear pressure (20 [gf / cm]) (life when the photosensitive layer is scraped by about 1/3) is about 100,000 sheets at a diameter of 30 [mm], cleaning blade life (scraped due to poor cleaning) The life when this occurs is approximately 120,000 sheets. On the other hand, at a high linear pressure (100 [gf / cm]), the life of the photoconductor is about 20,000, the life of the cleaning blade is about 20,000, and the durability is 1/5 to 1/6. It can be said that
これに対し、小粒径化や球形化の進んだトナーのクリーニング時にも良好なクリーニング性を備え、かつ、感光体表面の膜削れを軽減できる機械的な摺擦を抑えたクリーニング方式として、静電クリーニング方式がある。 On the other hand, as a cleaning method that suppresses mechanical rubbing that has good cleaning properties even when cleaning toner with a reduced particle size and spheroidization, and that can reduce film abrasion on the surface of the photoreceptor. There is an electric cleaning system.
クリーニング装置20は、静電クリーニング部材としてのクリーニングブラシ23と、回収部材としての回収ローラ24と、回収ローラ24上に移動したトナーを掻き落とす除去部材としての回収ローラ用クリーニングブレード27とを備えている。クリーニングブラシ23は、ブラシ回転軸を中心に回転駆動するブラシローラであり、ブラシ用電源30より回転軸(芯金)を介して電圧が印加される。また、回収ローラ24には回収電源28より回転軸(芯金)を介して電圧が印加される。また、クリーニングブラシ23が感光体1上の転写残トナーを除去する位置に対して感光体1回転方向上流側には、転写残トナーの帯電極性を制御する極性制御部材として、ブレード用電源29から負極性の電圧が印加された導電性ブレード22備えている。
The
ここで、転写残トナーとして、感光体1に付着し、クリーニング装置20との対向部に到達するトナーの帯電量と感光体の帯電電位について説明する。図2は、転写前の感光体1上のトナーの帯電量分布と、転写後に感光体1上に残留した転写残トナーの帯電量分布を示すグラフである。なお、帯電量分布はホソカワミクロン製 E−スパートアナライザで計測したもので、縦軸が収集した個数に対する比率を、横軸がトナー1個の帯電量を表す。今回の収集個数は転写残トナーが少ないためトナー個数を500個とした。
図2に示すように、転写前の感光体1上のトナーは、そのほとんどが負極性に帯電している。転写時には、感光体1上のトナーは、転写ローラ15に印加された正極性の転写バイアスにより転写紙に転写するが、転写前から正極性に帯電していたトナーのほとんどはそのまま感光体1に付着する。さらに、転写前に負極性に帯電していたトナーでも転写ローラ15に印加された正極性の電荷注入を受けるなどして、帯電極性が正極性側にシフトし、その一部は正極性に反転することがある。よって、感光体1上の転写残トナーは、図2に示すように、正極性のトナーと負極性のトナーとが混在したブロードな分布となる。
Here, the charge amount of the toner that adheres to the
As shown in FIG. 2, most of the toner on the
さらに、環境条件が変化した時の転写残トナーの帯電量について説明する。図3は、使用環境が高温高湿(30[℃]、90[%])、常温常湿(20[℃]、50[%])、低温低湿(10[℃]、15[%])での転写前のトナーの帯電量分布を示すグラフである。図3に示すように、低温低湿時にはトナーは帯電しやすいため帯電量が上がり、高温高湿時には帯電し難いため帯電量が下がる。このため、低温低湿時はトナー帯電量は負極性の電荷量の高い位置に分布しているが、高温高湿時はトナー帯電量は低温低湿時に較べ帯電量の低い位置で分布している。このような環境によって異なる帯電量分布を有する転写前の感光体上のトナーが、転写部を通過すると、各環境により異なる帯電量分布を示す。図4は、高温高湿時の転写前の感光体上トナーの帯電量分布と、転写残トナーの帯電量分布を表したものである。また、図5は、低温低湿時の転写前の感光体上のトナーの帯電量分布と、転写残トナーの帯電量分布を表したものである。なお、上述の図2は、常温常湿時の転写前の感光体上トナーの帯電量分布と、転写残トナーの帯電量分布を表したものである。図2、図4、図5からわかるように、高温高湿時では常温常湿時に比べ転写残トナーは正極性側が増加した分布になり、低温低湿時では負極性側が増加した分布になる。すなわち、高温高湿時では感光体1上の転写残トナー帯電量分布は正極性側にシフトしている。また、転写残トナーの帯電量は紙厚等の転写条件でも変化する。
Further, the charge amount of the transfer residual toner when the environmental condition changes will be described. FIG. 3 shows that the usage environment is high temperature and high humidity (30 [° C.], 90 [%]), normal temperature and normal humidity (20 [° C.], 50 [%]), and low temperature and low humidity (10 [° C.], 15 [%]). 5 is a graph showing a charge amount distribution of toner before transfer in FIG. As shown in FIG. 3, since the toner is easily charged at low temperature and low humidity, the charge amount is increased. At high temperature and high humidity, the toner amount is difficult to be charged, and the charge amount is decreased. For this reason, the toner charge amount is distributed at a position where the negative charge amount is high at low temperature and low humidity, but at high temperature and high humidity, the toner charge amount is distributed at a position where the charge amount is lower than at low temperature and low humidity. When the toner on the photoconductor before transfer having a different charge amount distribution depending on the environment passes through the transfer portion, the charge amount distribution varies depending on each environment. FIG. 4 shows the charge amount distribution of the toner on the photoreceptor before transfer and the charge amount distribution of the transfer residual toner at high temperature and high humidity. FIG. 5 shows the charge amount distribution of the toner on the photoreceptor before transfer and the charge amount distribution of the residual toner after transfer at low temperature and low humidity. Note that FIG. 2 described above shows the charge amount distribution of the toner on the photoreceptor before transfer and the charge amount distribution of the residual toner after transfer at normal temperature and humidity. 2, 4, and 5, the transfer residual toner has a distribution in which the positive polarity side is increased at high temperature and high humidity compared to that at normal temperature and humidity, and the negative polarity side is increased at low temperature and low humidity. That is, at high temperature and high humidity, the transfer residual toner charge amount distribution on the
このような帯電量分布をもつ転写残トナーは、感光体1の表面移動により導電性ブレード22との対向位置まで到達する。図6は、感光体1表面移動時の導電性ブレード22の説明図である。導電性ブレード22との対向部まで到達したトナーの一部は機械的に掻き落されるが、導電性ブレード22にスティックスリップ(図中状態C)が発生し、一部はすり抜けていく。
The transfer residual toner having such a charge amount distribution reaches a position facing the
導電性ブレード22には、トナーの帯電極性と同極性(負極性)の電圧、例えば−450Vが印加されており、導電性ブレード22をすり抜けていく正極性側に偏った転写残トナーを負極性に帯電させる。
The
導電性ブレード22によって負極性に帯電された転写残トナーは、感光体1の回転により、クリーニングブラシ23の位置に移送される。クリーニングブラシ23へはブラシ用電源30よりトナーの帯電極性とは逆極性(正極性)の電圧が給電されており、導電性ブレード22をすり抜けた転写残トナーを静電的に吸着してクリーニングブラシ23へ移動させる。
The transfer residual toner charged to the negative polarity by the
回収ローラ24へは、回収電源28より芯金を介してクリーニングブラシ23より更に高い正極性の電圧を給電されており、クリーニングブラシ23上に移動したトナーを静電的に吸着して回収ローラ24上へ移動させる。回収ローラ24上のトナーは回収ローラ用クリーニングブレード27により掻き落とされ、トナー排出スクリュ19で機外に排出又は現像装置6に戻される。
The
ここで、転写残トナーが負極性の電圧を印加された導電性ブレード22をすり抜けていくことにより転写残トナーの帯電極性が変化することについて詳しく説明する。
導電性ブレード22は、例えばポリウレタンゴムを素材とした弾性体で、電気抵抗は106〜108[Ω・cm]、感光体1とカウンタ方向で当接し、当接圧は20〜40[g/cm]で構成されている。この導電性ブレード22は、上述のようにスティックスリップが発生するため、転写残トナーの一部はすり抜けていく。転写残トナーが感光体1と導電性ブレード22との間にはさまれる際、転写残トナーは感光体1と導電性ブレードとの圧力で摩擦帯電され帯電極性がトナーの正規帯電極性(負極性)側にシフトさせる。また、導電性ブレード22には負極性の電圧が印加されているため、転写残トナーに電流が流れ込み転写残トナーを負極性に帯電させる。また、導電性ブレード22の印加電圧の設定によっては、感光体1と導電性ブレード22で形成された楔部の入口と出口の微小ギャップ部でマイクロ放電が生じ、このマイクロ放電によりよりトナーは印加電圧と同極性の負極性に帯電する。すなわち、導電性ブレード22には負極性の電圧を印加することで、転写残トナーを負極性に帯電させ、負極性側に帯電した転写残トナーの一部が導電性ブレード22をすり抜けて通過する。図7は、常温常湿時の転写残トナー帯電量分布と、導電性ブレード22通過後の転写残トナー帯電量分布とを表すものである。図7に示すように、導電性ブレード22を用いることで、感光体1上の転写残トナー帯電量分布は負極性側にシフトする。負極性側にシフトして導電性ブレード22を通過した転写残トナーは、正極性の電圧が印加されたクリーニングブラシ23により静電的に除去されやすくなる。
Here, it will be described in detail that the charge polarity of the transfer residual toner changes when the transfer residual toner passes through the
The
本実施形態に適用した導電性ブレード22の具体的な構成を下記に示す。導電性ブレード22は板金上に接着された板状に構成した。
・形状 : 厚み:2[mm]、自由長:7[mm]
・硬度 : JIS−A硬度計で60〜80、反発弾性30%
・電気抵抗 :1×106[Ω・cm](三菱化学製 ハイレスタによる測定)
・感光体への当接条件 :カウンタ方向
当接角度 :20[°]
当接圧 :20[g/cm]
喰い込み量:0.7[mm]
A specific configuration of the
・ Shape: Thickness: 2 [mm], Free length: 7 [mm]
・ Hardness: 60-80 with JIS-A hardness meter, 30% rebound resilience
・ Electric resistance: 1 × 10 6 [Ω ・ cm] (Mitsubishi Chemical's Hiresta measurement)
・ Contact condition to photoconductor: Counter direction
Contact angle: 20 [°]
Contact pressure: 20 [g / cm]
Biting amount: 0.7 [mm]
なお、上述の導電性ブレード22の具体的な構成は、一例であり、これ以外の値を有するものでも構わない。例えば、JIS−A硬度計であれば、40〜85の範囲内であればよい。これは、導電性ブレード22は、転写残トナーをクリーニングブラシ23で感光体1上から除去するためにトナー帯電量を片側に揃える極性制御部材であるので、トナーすり抜けが多くてもかまわないからである。
The specific configuration of the
次に、感光体1上から静電気力でトナーを除去するクリーニングブラシ23について説明する。導電性ブレード22を通過した転写残トナーは、正極性の電圧が印加されたクリーニングブラシ23の位置に達するが、クリーニングブラシ23のブラシ繊維は導電性材料であるため、感光体1とクリーニングブラシ23との間でクリーニングブラシ23より転写残トナーへ電荷注入が発生する可能性がある。正極性に反転した転写残トナーに対してはクリーニングブラシ23による良好な静電クリーニングがおこなわれなくなってしまう。このような、クリーニング残トナーを少なくする為には、クリーニングブラシ23位置での転写残トナーへの電荷注入をできるだけ少なくすることが望まれる。
Next, the cleaning
そこで、本実施形態のプリンタでは、クリーニングブラシ23からの電荷注入を少なくするようにする。電荷注入はブラシ繊維内の導電性材料32を通じてトナーに電流が流れ込むことで起きると考えられている。そこで、ブラシ繊維の構造による電荷注入の低減について説明する。図8、9は、一般的に使用されているクリーニングブラシ23のブラシ繊維31の断面図である。図8、9に示すブラシ繊維は、導電性材料32がブラシ繊維31の表層の絶縁性材料33中に分散されている。このようなものでは、クリーニングブラシ23が転写残トナーをクリーニングする際、導電性材料32とトナーとの接触確立が増えトナーに電流が流れ込み易くなるので、電荷注入が起こりやすい。
Therefore, in the printer of this embodiment, charge injection from the cleaning
一方、図10、11は、本実施形態のクリーニング装置20が備えるクリーニングブラシ23のブラシ繊維31の断面図であり、図10は一つ目の実施例の断面図であり、図11は、二つ目の実施例の断面図である。図10、11に示すように、クリーニングブラシ23のブラシ繊維31は、内部が導電性材料32からなり、表面部が絶縁性材料33からなる二層構造の芯鞘構造となっている。このような芯鞘構造のブラシ繊維31は表面部である表層が絶縁性材料33の為、繊維の切断面以外は導電性材料32とトナーとが接触しない。これにより、クリーニングブラシ23から除去するトナーへの電荷注入を抑制することができる。
On the other hand, FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views of the
しかし、図10や図11に示すような芯鞘構造のブラシ繊維31をもつクリーニングブラシ32であっても、ブラシ繊維31がブラシローラ芯金の周面の法線方向に沿って設けられた直毛ブラシであると、導電剤とトナーとが直接接触することが起こる。具体的に説明すると、ブラシ繊維31の芯部を構成する導電剤は、繊維断面すなわち起毛の先端面では露出した状態になる。直毛ブラシの場合、図12に示すように、ブラシ繊維31の先端面が感光体1の表面に対向して、感光体表面上のトナーとブラシ繊維31の先端面とが接触しやすい。そのため、ブラシ繊維31の先端面に露出する導電剤がトナーと接触して電荷注入が起きることがある。
そこで、本実施形態では、クリーニングブラシ32として、円柱状の芯金周面に設けられたブラシ繊維が芯金周面法線方向よりも回転方向後方側に傾斜している、いわゆる斜毛ブラシ(倒毛ブラシとも言う。)を用いている。このような斜毛ブラシの場合、図13に示すように、ブラシ繊維31の先端面が感光体1の表面に対向することがほとんどないので、感光体表面上のトナーとブラシ繊維31の先端面とが接触しにくい。よって、ブラシ繊維31の先端面に露出する導電剤がトナーと接触して電荷注入が起きることがほとんどない。
However, even in the case of the cleaning
Therefore, in the present embodiment, as the cleaning
次に電荷注入が発生する部位について、図14を用いて詳しく説明する。なお、図14の構成のクリーニングブラシ23のブラシ繊維は直毛である。トナーへの電荷注入は、図14中の感光体1とクリーニングブラシ23との間である領域E及びクリーニングブラシ23と回収ローラ24との間である領域Fで発生する。領域Eでは、トナーがブラシ繊維31の導電性材料32と接触した瞬間に電荷注入が起き、帯電量の低いトナーは印加電圧側の極性に反転する為、クリーニングブラシ23には移動せず、そのままクリーニングブラシ23を通過してクリーニング残トナーとなる。また、帯電量の高いトナーでも電荷注入はするが、帯電量が高い為トナーの極性は反転せずクリーニングブラシ23に移動する。領域Fでも同様に電荷注入が起き、帯電量の低いトナーは極性が反転し回収ローラ24へは移動せずクリーニングブラシ23上に残ったままクリーニングブラシ23の回転で再び感光体1と出会い、感光体1へ再度付着し、クリーニング残トナーとなる。このため、クリーニングブラシ23を上述のような芯鞘構造の斜毛ブラシにすれば、図13に示すように繊維の導電性材料32とトナーは接触し難くなり、感光体1とクリーニングブラシ23間、クリーニングブラシ23と回収ローラ24間での電荷注入が低減できる。
Next, a site where charge injection occurs will be described in detail with reference to FIG. Note that the brush fibers of the cleaning
次に、領域E及び領域Fで電荷注入が発生していることの確認を行った。
図15は、図14を用いて説明した構成から、転写部と導電性ブレード22を外しクリーニングブラシ23への入力トナーを現像後のほぼ100[%]負極性トナーにしてクリーニングさせた。そして、トナー像先端がクリーニングブラシ23と感光体1の接触部からクリーニングブラシ23の周長の2倍分(2回転)を過ぎた所で感光体1を停止し、クリーニングブラシ23の2周目に相当する感光体1上のトナーq/d分布を計測した。このとき、クリーニングブラシ23がトナー像をクリーニングし始めてから1回転して感光体1と再び出会う時は、回収ローラ24とは1度接触しているのでクリーニングブラシ23と回収ローラ24との間での電荷注入は発生しておりクリーニングブラシ23が2回転した時の感光体1上のトナーq/d分布を計測すれば電荷注入が判断できる。
Next, it was confirmed that charge injection occurred in the region E and the region F.
In FIG. 15, from the configuration described with reference to FIG. 14, the transfer portion and the
図16は、電荷注入が主にクリーニングブラシ23と回収ローラ24間で発生することを計測する為、図15の構成から回収ローラ24と回収ローラ用クリーニングブレード27を外し、クリーニングブラシ23のブラシ回転軸23aに電圧を印加するものの概略構成図である。感光体1の停止位置は図16の構成の場合と同じでクリーニングブラシ23を2回転で停止させた。なお、図15、図16の構成のクリーニングブラシ23のブラシ繊維は直毛である。また、図17は、図16の構成のクリーニングブラシ23のブラシ繊維を斜毛とした場合の概略構成図である。
In FIG. 16, in order to measure that charge injection occurs mainly between the cleaning
図18は、図15、図16及び図17の各構成でのクリーニング性を比較した結果を示すグラフである。図18では横軸が回収ローラ24又はクリーニングブラシ23への印加電圧、縦軸がクリーニング残IDである。
縦軸のクリーニング残IDは、次のようにして求める。先ず、クリーニングブラシ23によってクリーニングした後の感光体1上のトナーをスコッチテープでテープ転写する。次に、このスコッチテープ紙上に貼り付けてそれを分光測色計(アムテック社製Xライト)で測定する。一方、スコッチテープでテープのみを紙上に貼り付けて分光測色計で測定し、感光体1上の反射濃度からスコッチテープでテープのみを引いた値がクリーニング残IDである。IDとトナー個数は相関関係が有り、トナー個数が多いとIDの値は増加する。従ってIDでクリーニング性の判断ができる。
FIG. 18 is a graph showing the results of comparison of the cleaning performance in the configurations of FIGS. 15, 16 and 17. In FIG. 18, the horizontal axis represents the voltage applied to the
The cleaning residual ID on the vertical axis is obtained as follows. First, the toner on the
図18に示すように、図15の構成より図16の構成のほうが、また図16の構成よりも図17の構成の方がクリーニング残IDの値が低くなる。印加電圧を高くした時のクリーニング残トナーは全て印加電圧極性側、つまり電荷注入されたトナーである。逆に印加電圧が低い方のクリーニング残IDはクリーニングできないトナーである。この場合500[V]以上のクリーニング残IDは全て正極性トナーである。一方、図中200[V](図16の構成では100V)以下のトナーは全て負極性トナーである。図18からわかるように電荷注入がそれぞれ感光体1とクリーニングブラシ23との間、クリーニングブラシ23と回収ローラ24との間で発生していることがわかる。また、図17の構成の結果を見れば、クリーニングブラシ23のブラシ繊維として芯鞘構造の斜毛ブラシを使用すればほとんど電荷注入が発生していないことがわかる。
As shown in FIG. 18, the cleaning residual ID value is lower in the configuration of FIG. 16 than in the configuration of FIG. 15, and in the configuration of FIG. 17 than in the configuration of FIG. The remaining cleaning toner when the applied voltage is increased is all applied voltage polarity side, that is, charge-injected toner. Conversely, the remaining cleaning ID with a lower applied voltage is a toner that cannot be cleaned. In this case, all cleaning residual IDs of 500 [V] or more are positive toners. On the other hand, all the toners of 200 [V] (100 V in the configuration of FIG. 16) or less are negative polarity toners. As can be seen from FIG. 18, charge injection occurs between the
本実施形態に適用したクリーニングブラシ23の具体的な構成を以下に示す。
・クリーニングブラシ材質 :導電性ポリエステル、毛足長さ:5[mm]
・クリーニングブラシ原糸抵抗:108[Ω・cm]
・クリーニングブラシ植毛密度:10[万本/inch2]
・感光体への食いこみ量 :1[mm]
・クリーニングブラシ印加電圧:+350[V]
A specific configuration of the cleaning
-Cleaning brush material: Conductive polyester, Hair length: 5 [mm]
・ Cleaning brush yarn resistance: 10 8 [Ω · cm]
・ Cleaning brush flocking density: 10 [10,000 / inch 2 ]
-Amount of biting into the photoreceptor: 1 [mm]
-Cleaning brush applied voltage: +350 [V]
なお、クリーニングブラシローラ23のブラシ繊維を構成する絶縁性の繊維としては、ナイロン、ポリエステル(PET(ポリエチレンテレフタレート))、アクリル、レーヨン等の絶縁材を用いることができる。なお、芯鞘構造の代表的な繊維は、特開平10−310974号公報、特開平10−131035号公報、特開平1−292116号公報、特公平7−33637号公報、特公平7−33606号公報、特公平3−64604号公報等に開示されたものを利用できる。
As the insulating fiber constituting the brush fiber of the cleaning
クリーニングブラシ23の斜毛量(毛倒れ量)は、感光体1や回収ローラ24の径などに応じて適宜設定されるもので、感光体1や回収ローラ24上のトナーとクリーニングブラシ23のブラシ繊維先端面とが互いに接触しないように適宜設定される。クリーニングブラシ23の斜毛方法は、ブラシ繊維の長さが長めに設定された直毛ブラシをクリーニングブラシ23の径と同じの内径に作られた冶具内に収容し、熱を加えながらクリーニングブラシ23又は冶具を回転させることで斜毛させることができる。
The amount of oblique hair (falling amount) of the cleaning
球形トナーを用いた場合は、粉砕トナーを用いた場合に比べて導電性ブレード22による感光体1上からのトナー除去は少なくなるが、トナーすり抜けが多くても上記で説明したように導電性ブレード22でトナー帯電量を片側に揃えてクリーニングブラシ23で感光体1上から除去するので良好なクリーニング性能が得られる。
When the spherical toner is used, toner removal from the
次に、回収ローラ24について詳しく説明する。回収ローラ24はクリーニングブラシ23に付着したトナーをクリーニングブラシ23と回収ローラ24間の電位勾配で回収ローラ24へ転位させる機能があれば良いので、感光体1とは異なり光導電性にとらわれずに材料は任意に選択できる。例えば、回収ローラ24の表面を摩擦係数の低い材料でコーティングしたり、金属ローラに摩擦係数の低い絶縁性チューブを巻いたりすれば球形トナーでも容易に除去できる。また、上述のようにトナーへの電荷注入を防止するため、回収ローラ24に絶縁性表層を設けるのが好ましい。絶縁性表層に用いる絶縁表面材料の具体例としては、PVDFチューブ、PIチューブ、アクリルコート、シリコーンコート(例えばシリコーン粒子を含有したPCをコート)、セラミックスなどがある。
Next, the
ところが、回収ローラ24の表面層を絶縁層で構成しても、経時的には感光体表面にクリーニング不良が発生するという現象が確認された。この原因については、クリーニングブラシ23と回収ローラ24との間の電界が弱まったため、クリーニングブラシ23に付着したトナーを回収ローラ24で十分に回収できなくなった結果であることは、容易に推測できる。しかし、回収ローラ24に印加したバイアス値に変動は見られず正常値のままであった。そこで、本発明者らは、回収ローラ24の表面電位に着目し、その表面電位を測定したところ、回収ローラ24の表面電位が経時的に低下することが判明した。
However, even when the surface layer of the
ここで、静電クリーニング方式によるトナーの回収メカニズムについて説明する。
図19(a)及び(b)は、感光体(OPC)の表面から回収ローラ24の表面までのトナーの移送と、感光体表面電位Vopc、クリーニングブラシ23の表面電位Vb、回収ローラ24の表面電位Vrとの関係で示した説明図である。
回収ローラ24には、その表面層を絶縁層で構成したものを用いている。また、トナーは、負極性に帯電しており、感光体上での帯電量をQ1とし、クリーニングブラシ23上で帯電量をQ2とし、回収ローラ24上での帯電量をQ3とし、感光体表面電位Vopcは0[V]であるとする。そして、感光体上のトナーは、感光体とクリーニングブラシ23との間の電位差(V1=Vb)によって形成される電界の作用を受けてクリーニングブラシ23へ移動する。この移動を一次クリーニングという。また、クリーニングブラシ23上のトナーは、クリーニングブラシ23と回収ローラ24との間の電位差(V2=Vr−Vb)によって形成される電界の作用を受けて回収ローラ24へ移動する。この移動を二次クリーニングという。
Here, a mechanism for collecting toner by the electrostatic cleaning method will be described.
19A and 19B show toner transfer from the surface of the photoreceptor (OPC) to the surface of the
As the
二次クリーニングにおいて、図19(a)のように、クリーニングブラシ23と回収ローラ24との間の電位差V2を十分に確保できれば、クリーニングブラシ23上のトナーを回収ローラ24へ移動させるための十分な電界を形成できる。しかし、何らかの原因で回収ローラ24の表面電位が下がり、図19(b)のように、クリーニングブラシ23と回収ローラ24との間の電位差V2が小さくなると、クリーニングブラシ23上のトナーを回収ローラ24へ移動させるための十分な電界を形成できなくなり、二次クリーニングを行うことができなくなる。そこで、このような回収ローラ24の表面電位が下がる原因について検討したところ、回収ローラ24上のトナーを回収ローラ用クリーニングブレード27によって回収ローラ24から除去する場合に、回収ローラ24の表面電位が低下することを確認した。これは、回収ローラ24上のトナーを回収ローラ24から除去するときに、回収ローラ表面とトナーとの間で比較的強い剥離放電が発生し、回収ローラ24の表面にカウンターチャージが蓄積されるためだと推測される。そして、回収ローラ24の表面層が絶縁層であると、このようなカウンターチャージにより低下する表面電位を回収ローラ24の軸部に印加されるバイアスでは十分に回復させることができず、回収ローラ24の表面電位が経時的に低下するものと考えられる。
In the secondary cleaning, as shown in FIG. 19A, if the potential difference V2 between the cleaning
上述した回収ローラ24の表面電位が経時的に低下するのを防ぐために、本実施形態では、回収ローラ用クリーニングブレード27に不図示の電源を接続し、クリーニングブラシ23での除去対象であるトナーの極性(負極性)とは逆極性の電荷を回収ローラ24の表面に付与する。具体的には、回収ローラ24の軸部に印加するバイアスよりも400〜800[V]程度高いバイアスを回収ローラ用クリーニングブレード27を介して回収ローラ24の表面に印加する。なお、回収ローラ用クリーニングブレード27とは別の電荷付与手段により回収ローラ72の表面に電荷を付与するようにしてもよい。
In order to prevent the surface potential of the
また、同様の理由から、クリーニングブラシ23の表面電位も経時的に低下するおそれがある。よって、本実施形態では、クリーニングブラシ23の表面電位が経時的に低下するのを防ぐために、不図示の電源に接続された電圧印加部材をクリーニングブラシ23の表面に接触させる。この電圧印加部材は、クリーニングブラシ23が回収ローラ24と接触する位置に対してクリーニングブラシ23の回転方向下流側で、クリーニングブラシ23が感光体1と接触する位置に対してクリーニングブラシ23の回転方向上流側となる位置でクリーニングブラシ23に接触する。これにより、クリーニングブラシ23の表面には、クリーニングブラシ23での除去対象であるトナーの極性(負極性)とは逆極性の電荷が付与される。具体的には、クリーニングブラシ23の軸部に印加するバイアスよりも200〜500[V]程度高いバイアスを電圧印加部材によりクリーニングブラシ23の表面に印加する。
For the same reason, the surface potential of the cleaning
本実施形態の回収ローラ24の具体的な構成を以下に示す。
・回収ローラ材質 :芯金 SUS
表面絶縁層 アクリルコート 10[μm]
・回収ローラ直径 :10[mm]
A specific configuration of the
・ Recovery roller material: Metal core SUS
Surface insulating layer Acrylic coat 10 [μm]
・ Recovery roller diameter: 10 [mm]
また、本実施形態の回収ローラ用クリーニングブレード27の具体的な構成を以下に示す。
・回収ローラブレード当接角度:20[°]
・回収ローラへ喰い込み量:1[mm]
・回収ローラブレード材質:ポリウレタンゴム
A specific configuration of the collection
・ Recovery roller blade contact angle: 20 [°]
-Amount of biting into the collection roller: 1 [mm]
・ Recovery roller blade material: Polyurethane rubber
本実施形態のように、静電クリーニング部材たるクリーニングブラシ23で像担持体たる感光体1上の転写残トナーを静電的にクリーニングブラシ23表面に移動させて除去する静電クリーニング方式を用いることで、クリーニングブレードを感光体に当接させて、感光体上の転写残トナーを除去するブレードクリーニング方式にように、感光体への線圧を高めなくても、感光体上の球形トナーを除去することができる。よって、感光体やクリーニング部材の短寿命化を抑制することができる。
As in this embodiment, an electrostatic cleaning method is used in which the transfer residual toner on the
次に、本実施形態の特徴点について、説明する。
図19(a)に示すように、感光体上から回収ローラまでのポテンシャルが十分であったとしても、トナーの負帯電が不十分であると、トナーが静電的に転移することは不可能となる。ゆえにトナーが十分に負帯電していることは非常に重要である。
感光体上のトナー像を転写紙に転写して画像形成動作が終了すると、感光体1、現像ローラ8、転写ローラ15、供給スクリュ9、攪拌スクリュ10、トナー排出スクリュ19、クリーニングブラシ23、回収ローラ24の回転駆動が停止する。この画像形成動作が終了して、感光体1が停止したとき、感光体1上の転写ローラ15当接部下流側からクリーニングブラシ23当接部間に転写残トナーが残存する場合がある。一般的に帯電物は時間経過により電荷を供給しつづけない限り自然放電によりその帯電電荷を失うことが知られている。トナーについてもこれは該当し、次の画像形成動作までの期間が長いと感光体上に残存した転写残トナーはその帯電電荷を失う。
Next, features of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 19A, even if the potential from the photoreceptor to the collecting roller is sufficient, if the toner is not sufficiently negatively charged, the toner cannot be transferred electrostatically. It becomes. Therefore, it is very important that the toner is sufficiently negatively charged.
When the toner image on the photosensitive member is transferred to the transfer paper and the image forming operation is completed, the
図20は、感光体1上の極性制御部材たる導電性ブレード22の当接部下流側からクリーニングブラシ23当接部間(図21のAの領域)における導電性ブレード22通過直後の転写残トナーの帯電分布と、時間経過後の転写残トナーの帯電分布である。図に示すように、導電性ブレード22通過直後においては、感光体1と導電性ブレード22の圧力で摩擦帯電され正規帯電極性側にシフトしているが、Aの領域に長時間とどまった場合、時間経過とともに電荷が失われ、帯電分布が中央へシフトしていることがわかる。
FIG. 20 shows the untransferred toner immediately after passing through the
このように、図21に示すAの領域に残存した転写残トナー(図22に示すトナーC)は、次の画像形成動作で、クリーニングブラシ23の正電位に対して静電気力を受けることができない。このため、感光体上からクリーニングブラシへと転移することができず、図23に示すように、クリーニングブラシ23を通過して、異常画像(地肌汚れ)の原因となる。
As described above, the transfer residual toner (toner C shown in FIG. 22) remaining in the area A shown in FIG. 21 cannot receive electrostatic force with respect to the positive potential of the cleaning
また、画像形成終了時に、クリーニングブラシ23に残存した転写残トナー(図24に示すトナーD)も、次の画像形成動作までの期間が長いと電荷を失う。このため、次の画像形成動作時にクリーニングブラシ23よりポテンシャルの高い回収ローラ24へ転移することができず、図25に示すように、回収ローラ24を通過してクリーニングブラシ23上にとどまりつづけクリーニングブラシの機能を低下させたり、クリーニングブラシ23上から感光体ドラム1へ逆転移し、異常画像(地肌汚れ画像)を引き起こしたりする。
Further, the transfer residual toner (toner D shown in FIG. 24) remaining on the cleaning
そこで、本実施形態においては、画像形成動作終了後に図21に示すAの領域およびクリーニングブラシ23上にトナーが残存しないように、画像形成終了後にクリーニングモードを実行する。
Therefore, in the present embodiment, the cleaning mode is executed after the image formation is completed so that the toner does not remain on the area A and the cleaning
図26は、画像形成終了後にクリーニングモードを実行する制御手段としての制御部200を備えた構成のブロック図である。制御部200はプリンタ100の画像形成全般を制御する主制御部であっても良いし、主制御部とは別に設けた制御部であっても良い。
制御部200には、感光体を回転駆動させる感光体モータ201、クリーニングブラシ23を回転駆動させるブラシモータ202、回収ローラ24を回転駆動させる回収モータ203が接続されている。また、ブレード用電源29、回収電源28、ブラシ用電源30なども接続されている。
FIG. 26 is a block diagram of a configuration including a
The
感光体上トナー像を転写紙に転写し終えて画像形成動作が終了した後、制御部200は、クリーニングモードを実行して、図21に示すAの領域およびクリーニングブラシ23上にトナーが残存しなくなるまで、感光体モータ201、ブラシモータ202、回収モータ203を駆動させて、感光体1、クリーニングブラシ23、回収ローラ24を回転させる。また、制御部200は、ブレード電源29、回収電源28、ブラシ用電源30を制御して、導電性ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24に所定の電圧を印加する。具体的には、感光体1上の転写ローラ15当接部下流側からクリーニングブラシ23当接部間に残存するトナーが、クリーニングブラシ23に転移して回収ローラ24に転移するまで、クリーニングモードを実行する。
クリーニングモードが実行されると、図27に示すように、画像形成終了後に感光体表面に残存する転写残トナーBが、図28に示すように、クリーニングブラシ23に静電転移し、回収ローラ24へ静電転移する。または、図29に示すように、回収ローラ用クリーニングブレード27により回収ローラ24から掻き取られる。これにより、図21に示すAの領域およびクリーニングブラシ23上にトナーが残存するのが抑制される。これにより、次の画像形成動作が長期間開いたとき、感光体の図21のAの領域やクリーニングブラシ23の表面に帯電電荷の失ったトナーが残存するのを抑制し、クリーニング不良を抑制することができる。
After the transfer of the toner image on the photoreceptor onto the transfer sheet and the image forming operation is completed, the
When the cleaning mode is executed, as shown in FIG. 27, the transfer residual toner B remaining on the surface of the photoconductor after the end of image formation is electrostatically transferred to the cleaning
次に、画像形成動作終了後にクリーニングモードを実行したときの効果について検証した検証実験について説明する。
検証実験は、トナーの電荷が失われやすい環境である高温高湿環境下において行った。そして、図1に示した構成のプリンタ(リコー製imago Neo C600)を用いて、画像出力動作を行った。検証実験に用いたプリンタの具体的な構成を下記に示す。
(クリーニングブラシ)
・材質:導電性ポリエステル
・毛足長さ:3[mm]
・直径:12[mm]
(回収ローラ)
・材質: 芯金:SUS、
表面層:アクリルコート 10[μm]
・直径:10[mm]
(印加電圧)
・導電性ブレード:−450[V]
・クリーニングブラシ:+350[V]
・回収ローラ:+650[V]
Next, a verification experiment for verifying the effect when the cleaning mode is executed after the image forming operation is completed will be described.
The verification experiment was performed in a high-temperature and high-humidity environment where the charge of the toner is easily lost. Then, an image output operation was performed using the printer (Ricoh's imago Neo C600) having the configuration shown in FIG. The specific configuration of the printer used in the verification experiment is shown below.
(Cleaning brush)
・ Material: Conductive polyester ・ Bristles length: 3 [mm]
・ Diameter: 12 [mm]
(Recovery roller)
・ Material: Core: SUS,
Surface layer: Acrylic coat 10 [μm]
・ Diameter: 10 [mm]
(Applied voltage)
-Conductive blade: -450 [V]
・ Cleaning brush: +350 [V]
・ Recovery roller: +650 [V]
検証実験の画像出力条件を以下に示す。
(画像出力条件)
・出力枚数:A4横 100枚
・実験環境:30[℃]湿度80[%]
・出力画像:画像面積5%チャート
・トナー:リコー製P×Pトナーの試作品
The image output conditions of the verification experiment are shown below.
(Image output conditions)
-Number of output sheets: A4 horizontal 100 sheets-Experiment environment: 30 [° C] Humidity 80 [%]
・ Output image: 5% image area chart ・ Toner: Ricoh P × P toner prototype
[実施例1]
上記の画像出力条件で画像形成動作終了後、感光体上の転写残トナーが回収ローラにより回収されるまで、クリーニングモードを実行した。そして、十分な時間として3日経過後に再び上記画像出力条件で画像形成動作を行った。
[Example 1]
After the image forming operation was completed under the above image output conditions, the cleaning mode was executed until the transfer residual toner on the photoconductor was collected by the collection roller. Then, after 3 days had passed as a sufficient time, the image forming operation was performed again under the image output conditions.
実施例1においては、3日経過後の出力画像は、地汚れなどがなく、正常な出力画像を得ることができた。これは、画像形成終了後にクリーニングモードを実施して、感光体表面およびクリーニングブラシ表面の転写残トナーを除去しているため、3日経過後の画像形成動作開始時に感光体表面、クリーニングブラシに帯電電荷を失ったトナーが残存していないためと考えられる。また、3日経過後の画像形成動作開始時に回収ローラに付着していた帯電電荷を失った転写残トナーについて観察したところ、回収ローラからブラシに逆転移することはなかった。 In Example 1, the output image after the lapse of 3 days had no background stain and a normal output image could be obtained. This is because, after the image formation is completed, the cleaning mode is performed to remove the transfer residual toner on the surface of the photoconductor and the surface of the cleaning brush. This is probably because the toner that lost the toner does not remain. Further, when the untransferred toner that lost the charged charge adhering to the collecting roller at the start of the image forming operation after the lapse of 3 days was observed, there was no reverse transfer from the collecting roller to the brush.
[比較例1]
上記の画像出力条件で画像形成動作終了後、クリーニングモードを実行せずに、3日経過後に再び上記画像出力条件で画像形成動作を行った。
[Comparative Example 1]
After the image forming operation was completed under the above-described image output conditions, the image forming operation was performed again under the above-described image output conditions after the lapse of 3 days without executing the cleaning mode.
比較例1においては、3日経過後の出力画像は、地肌部にトナーが付着した地肌汚れ画像となっていた。これは、3日経過後の画像形成動作開始時に感光体上に付着していた帯電電荷を失った転写残トナーが、クリーニングブラシに静電的に付着せずにクリーニングブラシを通過したためと考えられる。また、3日経過後の画像形成動作開始時にクリーニングブラシに付着していた帯電電荷を失った転写残トナーについて観察したところ、回収ローラに静電的に転移せずにクリーニングブラシに残存し続けていた。 In Comparative Example 1, the output image after the elapse of 3 days was a background stain image in which toner adhered to the background portion. This is presumably because the transfer residual toner that has lost the charged charge adhering to the photosensitive member at the start of the image forming operation after three days has passed through the cleaning brush without electrostatically adhering to the cleaning brush. In addition, when the transfer residual toner that lost the charged charge attached to the cleaning brush at the start of the image forming operation after the lapse of 3 days was observed, it remained on the cleaning brush without being electrostatically transferred to the collecting roller. .
[実施例2]
実施例1よりもクリーニングモードの実行時間を延ばし、感光体上の転写残トナーが、回収ローラ用クリーニングブレードによって回収ローラから掻き取られるまで行った。
[Example 2]
The execution time of the cleaning mode was extended as compared with Example 1, and the transfer residual toner on the photosensitive member was scraped off from the collection roller by the collection roller cleaning blade.
この実施例2においても、実施例1同様、3日経過後の出力画像は、地汚れなどがなく、正常な出力画像を得ることができた。また、3日経過後の画像形成動作開始時に回収ローラ用クリーニングブレードに付着していた転写残トナーを観察したところ、回収ローラに逆転移することもなかった。 In Example 2, as in Example 1, the output image after the elapse of 3 days had no background stain and a normal output image could be obtained. Further, when the transfer residual toner adhering to the cleaning roller cleaning blade at the start of the image forming operation after the lapse of 3 days was observed, it did not reversely transfer to the recovery roller.
[比較例2]
実施例1よりもクリーニングモードの実行時間を短くし、感光体上の転写残トナーが、クリーニングブラシに付着した状態でクリーニングモードを終了した。
[Comparative Example 2]
The execution time of the cleaning mode was made shorter than that in Example 1, and the cleaning mode was completed with the transfer residual toner on the photoreceptor adhered to the cleaning brush.
この比較例2においても、比較例1同様、3日経過後の出力画像は、地肌部にトナーが付着した地肌汚れ画像となっていた。これは、3日経過後の画像形成動作開始時にクリーニングブラシ上に付着していた帯電電荷を失った転写残トナーが、感光体上に再転移したためと考えられる。また、3日経過後の画像形成動作開始時にクリーニングブラシに付着していた帯電電荷を失った転写残トナーについて観察したところ、回収ローラに静電的に転移せずにクリーニングブラシに残存し続けていた。 In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, the output image after the elapse of 3 days was a background stain image in which toner adhered to the background portion. This is presumably because the transfer residual toner that lost the charged charge adhering to the cleaning brush at the start of the image forming operation after the lapse of 3 days retransferred onto the photoconductor. In addition, when the transfer residual toner that lost the charged charge attached to the cleaning brush at the start of the image forming operation after the lapse of 3 days was observed, it remained on the cleaning brush without being electrostatically transferred to the collecting roller. .
上述した実施形態では、極性制御部材として、導電性ブレードを用いているが、極性制御部材は感光体1上の転写残トナーの帯電極性を負極性へ揃える機能を保持するものであれば上述のような導電性ブレード22の形態に限られない。
例えば、極性制御部材を図30に示すコロナチャージャ122としてもよい。この場合の各印加電圧条件は、以下のようになる。
・極性制御コロナチャージャ: ワイヤー:−4.0[kV]
・クリーニングブラシ:+350[V]
・回収ローラ:+650[V]
In the above-described embodiment, the conductive blade is used as the polarity control member. However, the polarity control member is not limited as long as it retains the function of aligning the charging polarity of the transfer residual toner on the
For example, the polarity control member may be a
・ Polarity control corona charger: Wire: -4.0 [kV]
・ Cleaning brush: +350 [V]
・ Recovery roller: +650 [V]
また、極性制御部材を図31に示すブラシローラ222としてもよい。この場合の各印加電圧条件は、以下のようになる。
・極性制御ブラシローラ:−700[V]
・クリーニングブラシ:+350[V]
・回収ローラ:+650[V]
The polarity control member may be a
・ Polarity control brush roller: -700 [V]
・ Cleaning brush: +350 [V]
・ Recovery roller: +650 [V]
さらに、極性制御部材を図32に示す固定ブラシ322としてもよい。この場合の各印加電圧条件は、以下のようになる。
・極性制御固定ブラシ:−700[V]
・クリーニングブラシ:+350[V]
・回収ローラ:+650[V]
Furthermore, the polarity control member may be a fixed
・ Polarity control fixed brush: -700 [V]
・ Cleaning brush: +350 [V]
・ Recovery roller: +650 [V]
また、上述した実施形態では、静電クリーニング部材として、クリーニングブラシ23を用いているが、静電クリーニング部材は感光体1上の転写残トナーを静電的に除去する機能を保持するものであれば上述のようなクリーニングブラシ23の形態に限られない。
例えば、静電クリーニング部材を図33に示すクリーニングローラ123としてもよい。クリーニングローラ123は、上述した回収ローラと同様に、SUSなどのローラに絶縁性表層を設けたものである。また、この図33においては、クリーニングローラ123に静電的に付着したトナーをブレード部材127で掻き取ることで、クリーニングローラ123から転写残トナーを除去する。なお、この場合の各印加電圧条件は、以下のようになる。
・導電性ブレード:−450[V]
・クリーニングローラ:+650[V]
In the above-described embodiment, the cleaning
For example, the electrostatic cleaning member may be the cleaning
-Conductive blade: -450 [V]
・ Cleaning roller: +650 [V]
上述した実施形態では、感光体表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3を、感光体1表面に所定の距離をもって非接触で配置されているが、図34に示すように感光体1に接触させても良い。また、帯電ローラ3に限らず、図35に示すようなコロナチャージャ3aで、感光体表面を帯電させるようにしても良い。また、帯電手段を図36に示すような磁気ブラシ3bとしたり、図37にようなファーブラシ3cとしたりしても良い。
In the above-described embodiment, the charging
〔感光体例1〕
次に、本実施形態のプリンタで好適に用いられる感光体の一例(以下「感光体例1」という。)について説明する。
本感光体例1の感光体は、導電性支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりアモルファスシリコン(a−Si)からなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体(以下「a−Si系感光体」という。)である。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
[Photoreceptor Example 1]
Next, an example of a photoreceptor (hereinafter referred to as “photoreceptor example 1”) that is preferably used in the printer of this embodiment will be described.
In the photoreceptor of this photoreceptor example 1, a conductive support is heated to 50 ° C. to 400 ° C., and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a thermal CVD method, a photo CVD method, plasma CVD is performed on the support. An amorphous silicon photoconductor (hereinafter referred to as “a-Si-based photoconductor”) having a photoconductive layer made of amorphous silicon (a-Si) by a film forming method such as the above method. Among them, a plasma CVD method, that is, a method in which a source gas is decomposed by direct current, high frequency or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support is preferably used.
a−Si感光体の層構成は、例えば以下のようなものである。
図38は、層構成を説明するための模式的構成図である。
図38(a)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上にa−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502が設けられている。Hは水素原子、Xはハロゲン原子(F、Cl、Br、I)である。
図38(b)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、a−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503とから構成されている。
図38(c)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、a−Si:H、Xからなり光導電性を有する光導電層502と、アモルファスシリコン系表面層503と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層504とから構成されている。
図38(d)に示す電子写真用感光体500は、支持体501の上に、光導電層502が設けられている。この光導電層502はa−Si:H、Xからなる電荷発生層505ならびに電荷輸送層506とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層503が設けられている。
The layer structure of the a-Si photoconductor is, for example, as follows.
FIG. 38 is a schematic configuration diagram for explaining a layer configuration.
In the
An
An
In the
感光体1の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、Fe等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体を形成し得るように適宜決定するが、画像形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合には、支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は10[μm]以上とされる。
The support for the
a−Si感光体には、図38(c)に示したように、必要に応じて導電性支持体と光導電層との間に導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けるのがいっそう効果的である。すなわち、電荷注入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは0.1〜5[μm]、より好ましくは0.3〜4[μm]、最適には0.5〜3[μm]とされるのが望ましい。 As shown in FIG. 38C, the a-Si photosensitive member has a function of blocking the injection of charges from the conductive support side between the conductive support and the photoconductive layer as necessary. It is more effective to provide a charge injection blocking layer. That is, the charge injection blocking layer has a function of blocking charge injection from the support side to the photoconductive layer side when the photosensitive layer is subjected to a charging process with a certain polarity on its free surface. When charged, it has a so-called polarity dependency that does not exhibit such a function. In order to provide such a function, the charge injection blocking layer contains a relatively large number of atoms for controlling conductivity as compared with the photoconductive layer. The layer thickness of the charge injection blocking layer is preferably 0.1 to 5 [μm], more preferably 0.3 to 4 [μm], from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. Is preferably 0.5 to 3 [μm].
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層502の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは1〜100[μm]、より好ましくは20〜50[μm]、最適には23〜45[μm]とされるのが望ましい。
The photoconductive layer is formed on the undercoat layer as necessary, and the layer thickness of the
電荷輸送層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。
この電荷輸送層は、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むa−SiC(H、F、O)からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性、電荷発生特性および電荷輸送特性を有する。本発明においては酸素原子を含有することが特に好ましい。
電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層については、好ましくは5〜50[μm]、より好ましくは10〜40[μm]、最適には20〜30[μm]とされるのが望ましい。
The charge transport layer is a layer mainly having a function of transporting charges when the photoconductive layer is functionally separated.
The charge transport layer includes at least silicon atoms, carbon atoms, and fluorine atoms as constituent elements, and is formed of a-SiC (H, F, O) including hydrogen atoms and oxygen atoms as required. It has conductive properties, in particular charge retention properties, charge generation properties and charge transport properties. In the present invention, it is particularly preferable to contain an oxygen atom.
The layer thickness of the charge transport layer is appropriately determined as desired from the viewpoint of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects. The charge transport layer is preferably 5 to 50 [μm], more preferably 10 It is desirable to be set to ˜40 [μm], optimally 20 to 30 [μm].
電荷発生層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層である。
この電荷発生層は、構成要素として少なくともSi原子を含み、実質的に炭素原子を含まず、必要であれば水素原子を含むa−Si:Hから成り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性、電荷輸送特性を有する。
電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは0.5〜15[μm]、より好ましくは1〜10[μm]、最適には1〜5[μm]とされる。
The charge generation layer is a layer mainly having a function of generating charges when the photoconductive layer is functionally separated.
This charge generation layer is composed of a-Si: H containing at least Si atoms as components and substantially no carbon atoms and, if necessary, hydrogen atoms, and has desired photoconductive properties, particularly charge generation properties. Have charge transport properties.
The layer thickness of the charge generation layer is appropriately determined as desired from the viewpoints of obtaining desired electrophotographic characteristics and economic effects, etc., preferably 0.5 to 15 [μm], more preferably 1 to 10 [μm]. ], Optimally, 1 to 5 [μm].
a−Si感光体には、必要に応じて、上述のようにして支持体上に形成された光導電層の上に、更に表面層を設けることが出来、アモルファスシリコン系の表面層を形成することが好ましい。この表面層は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において所望の目的を達成するために設けられる。
表面層の層厚としては、通常0.01〜3[μm]、好適には0.05〜2[μm]、最適には0.1〜1[μm]とされるのが望ましいものである。層厚が0.01[μm]よりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、3[μm]を超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。
If necessary, the a-Si photosensitive member can be further provided with a surface layer on the photoconductive layer formed on the support as described above, thereby forming an amorphous silicon-based surface layer. It is preferable. This surface layer has a free surface and is provided mainly to achieve a desired purpose in terms of moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, use environment characteristics, and durability.
The thickness of the surface layer is preferably 0.01 to 3 [μm], preferably 0.05 to 2 [μm], and most preferably 0.1 to 1 [μm]. . If the layer thickness is less than 0.01 [μm], the surface layer is lost due to wear or the like during use of the photoreceptor, and if it exceeds 3 [μm], electrophotographic characteristics such as an increase in residual potential are deteriorated. Seen.
〔感光体例2〕
次に、本実施形態のプリンタで好適に用いられる感光体の他の例(以下「感光体例2」という。)について説明する。
本感光体例2の感光体は、架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体である。
保護層のバインダー構成として、架橋構造からなる保護層も有効に使用される。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。
[Photoreceptor Example 2]
Next, another example of a photoreceptor (hereinafter referred to as “photoreceptor example 2”) that is preferably used in the printer of this embodiment will be described.
The photoconductor of this photoconductor example 2 is an organic photoconductor using a crosslinkable charge transport material.
As the binder composition of the protective layer, a protective layer having a crosslinked structure is also effectively used. 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.
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。
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.
また、本感光体例2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。
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400[nm]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、本実施形態においては、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。
In Photoreceptor Example 2, the hole transporting compound is polymerized or cross-linked using heat or light. When the polymerization reaction is carried out by heat, the polymerization reaction proceeds when only the thermal energy proceeds. Although an initiator may be required, it is preferable to add an initiator in order to advance the reaction efficiently at a lower temperature.
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, generates active species such as radicals and ions, and initiates polymerization. In the present embodiment, the above-described heat and photopolymerization initiator can be used in combination.
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。 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.
本実施形態で好適に使用できる感光体の具体例としては、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部を混合して保護層用の塗布液を調製し、その塗布液を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5[μm]の保護層を形成したものを用いることができる。
また、下記の化1に示す構造式(I)の正孔輸送性化合物を30部、下記の化2に示す構造式(II)のアクリルモノマー及び光重合開始剤(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、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500[mW/cm2]の光強度で30秒間硬化させることによって、膜厚5[μm]の表面保護層を形成したものも好適に使用できる。
Further, 30 parts of the hole transporting compound represented by the structural formula (I) shown in the
〔感光体例3〕
次に、本実施形態のプリンタで好適に用いられる感光体の更に他の例(以下「感光体例3」という。)について説明する。
本感光体例3の感光体は、保護層に耐摩耗性を向上する目的でフィラーを添加した感光体である。有機フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機フィラーとしては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。これらのフィラーは単独もしくは2種類以上混合して用いられる。これらフィラーは、保護層用塗工液に適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの平均粒径は、0.5[μm]以下、好ましくは0.2[μm]以下にあることが保護層の透過率の点から好ましい。また、本発明において保護層21中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
[Photoreceptor Example 3]
Next, still another example (hereinafter referred to as “photoreceptor example 3”) of a photoreceptor suitably used in the printer of the present embodiment will be described.
The photoconductor of this photoconductor example 3 is a photoconductor in which a filler is added to the protective layer for the purpose of improving wear resistance. Examples of organic fillers include fluororesin powders such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powders, and a-carbon powders. Inorganic fillers include metal powders such as copper, tin, aluminum, and indium, tin oxide, and oxidation. Examples thereof include zinc, titanium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, tin oxide doped with antimony, metal oxides such as tin-doped indium oxide, and inorganic materials such as potassium titanate. These fillers may be used alone or in combination of two or more. These fillers can be dispersed by using a suitable disperser in the protective layer coating solution. The average particle size of the filler is preferably 0.5 [μm] or less, and preferably 0.2 [μm] or less from the viewpoint of the transmittance of the protective layer. In the present invention, a plasticizer or a leveling agent may be added to the protective layer 21.
〔トナー例〕
次に、本実施形態のプリンタで好適に用いられるトナーの一例について説明する。
本実施形態のトナーとしては、形状係数SF1が100〜150であるものが好ましい。
図39は形状係数SF1を求めるための説明図であり、図40は形状係数SF2を求めるための説明図である。
形状係数SF1とは、図39に示すように、球状物質の形状における丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面上に投影してできる楕円状図形の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで割って、100π/4を乗じた値で表される。つまり、SF1は下記の数式(1)により算出される。
SF1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・(1)
また、形状係数SF2は、図40に示すように、物質の形状における凹凸の割合を示す数値であり、物質を二次元平面上に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで割って、100/4πを乗じた値で表される。つまり、SF2は下記の数式(2)により算出される。
SF2={(PELI)2/AREA}×(100/4π)
形状係数SF2については、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い、トナー像を100回無作為にサンプリングし、その画像情報は、インターフェースを介して、ニコレ社製画像解析装置(LUSEX3)に導入して解析を行い、上式より算出したものである。
[Toner Example]
Next, an example of toner that is preferably used in the printer of this embodiment will be described.
As the toner of this embodiment, a toner having a shape factor SF1 of 100 to 150 is preferable.
FIG. 39 is an explanatory diagram for obtaining the shape factor SF1, and FIG. 40 is an explanatory diagram for obtaining the shape factor SF2.
As shown in FIG. 39, the shape factor SF1 is a numerical value indicating the ratio of the roundness in the shape of the spherical material, and the square of the maximum length MXLNG of an elliptical shape formed by projecting the spherical material on a two-dimensional plane. Divided by the graphic area AREA and multiplied by 100π / 4. That is, SF1 is calculated by the following mathematical formula (1).
SF1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
Further, as shown in FIG. 40, the shape factor SF2 is a numerical value indicating the ratio of unevenness in the shape of the substance, and the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the substance on the two-dimensional plane is represented by the figure area AREA. It is expressed as a value obtained by dividing by 100 / 4π. That is, SF2 is calculated by the following mathematical formula (2).
SF2 = {(PELI) 2 / AREA} × (100 / 4π)
For the shape factor SF2, a toner image was randomly sampled 100 times using an FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and the image information was sent via an interface to an image analysis apparatus (LUSEX3) manufactured by Nicole. It is calculated from the above formula after being introduced into
また、本実施形態において、図41に示すように、感光体1とクリーニング装置20とを枠体83内に一体に支持し、プリンタ本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ300としてもよい。なお、本実施形態では、感光体1及びクリーニング装置20のほか、帯電ローラ3及び現像装置6も一体に支持したプロセスカートリッジであるが、少なくとも、感光体1及びクリーニング装置20を一体に支持したものであればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 41, the
また、本実施形態においては、いわゆるモノクロの画像形成装置の例であるが、カラーの画像形成装置であってもよい。以下、カラー画像形成装置に本実施形態の特徴点を適用した場合の具体例を説明する。 In the present embodiment, an example of a so-called monochrome image forming apparatus is used, but a color image forming apparatus may be used. Hereinafter, a specific example in which the feature points of the present embodiment are applied to a color image forming apparatus will be described.
〔カラー画像形成装置例1〕
図42は、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置であるプリンタにほんは本発明を適用した例を示す図である。
このプリンタは、水平面上に設置したときに、水平方向に長尺な状態となるように、複数のローラ64,65,67,68に張架された中間転写体としての中間転写ベルト69を備えている。この中間転写ベルト69は、図中矢印Dの向きに表面移動する。中間転写ベルト69における水平方向に延在する平面部分には、4つの感光体1Y,1M,1C,1Kが並んで配設されている。各感光体1K1Y,1M,1Cの周囲には、それぞれ、上記実施形態と同様に、帯電装置3K,3Y,3M,3C、現像装置6K,6Y,6M,6C、除電ランプ8K,8Y,8M,8C、クリーニング装置7K,7Y,7M,7C等が設けられている。また、プリンタは、複数枚の記録材としての転写紙Pを収納する図示しない給紙カセットを備えている。給紙カセット内の転写紙Pは、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、2次転写ローラ66と中間転写ベルト69との間の2次転写領域に送り出される。
[Color image forming apparatus example 1]
FIG. 42 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a printer which is a so-called tandem type full-color image forming apparatus.
This printer includes an
図42のプリンタにおいて画像形成を行う場合、まず、各感光体1K,1Y,1M,1Cを図42中反時計方向に回転駆動するとともに中間転写ベルト69を図42中反時計方向に回転駆動する。そして、各感光体1K,1Y,1M,1Cの表面を帯電装置3K,3Y,3M,3Cで一様に帯電した後、各感光体1K,1Y,1M,1Cの表面に対して画像データで変調されたレーザー光LK,LY,LM,LCを照射して、各感光体1K,1Y,1M,1Cの表面に各色の静電潜像を形成する。各感光体1K,1Y,1M,1Cの表面上の各色静電潜像には、各現像装置6K,6Y,6M,6Cにより各色トナーがそれぞれ付着し、これにより各色トナー像が形成される。この各色トナー像は、中間転写ベルト69上に互いに重なり合うように1次転写される。中間転写ベルト69上の各色トナー像は、互いに重なり合った状態で、2次転写ローラ66により2次転写領域に搬送されてきた転写紙上に転写される。このようにしてトナー像が転写された転写紙は、図示しない定着部に搬送され、転写紙を加熱、加圧して、転写紙上のトナー像を転写紙に定着させる。定着後の転写紙は、図示しない排紙トレー上に排出する。転写後の各感光体1K,1Y,1M,1Cの表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置20K,20Y,20M,20Cで除去される。また、中間転写ベルト69の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置120で除去される。この中間転写ベルトクリーニング装置120も、上記クリーニング装置20と同様の構成を備えている。
When image formation is performed in the printer of FIG. 42, first, the photosensitive members 1K, 1Y, 1M, and 1C are driven to rotate counterclockwise in FIG. 42 and the
図42に示すタンデム型のフルカラー画像形成装置において、感光体1K,1Y,1M,1Cの表面に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段として、上述のクリーニング装置20を用いることで、上述したように、球形トナーであっても、感光体表面から転写残トナーを経時的に良好に除去することができる。また、同様に、転写紙に転写されずに中間転写ベルト69の表面に残留した転写残トナーも、中間転写ベルトクリーニング装置120として上述のクリーニング装置を用いることにより、球形トナーであっても、中間転写ベルト表面から転写残トナーを経時的に良好に除去することができる。また、画像形成終了後にクリーニングモードを実行して、感光体表面に残留する転写残トナーをクリーニング装置20で除去する。また、画像形成終了後に中間転写体クリーニングモードを実行して中間転写ベルト69上に残留する転写残トナーを中間転写ベルトクリーニング装置120で除去する。これによって、次の画像形成の間隔が長く開いても、地汚れのない良好な画像を得ることができる。
In the tandem type full-color image forming apparatus shown in FIG. 42, as described above, the
〔カラー画像形成装置例2〕
図43は、いわゆる1ドラム型のフルカラー画像形成装置であるプリンタに本発明を適用した例を示す図である。
このプリンタでは、図示しない本体筐体内に1つの感光体1が収納されている。この感光体1の周囲には、上記実施形態と同様に、帯電装置3、4つの現像装置6C,6M,6Y,6K、転写手段としての中間転写部70、クリーニング装置20、除電ランプ2等が設けられている。なお、4つの現像装置6C,6M,6Y,6Kは、それぞれ、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色に対応している。また、このプリンタは、複数枚の記録材としての転写紙を収納する図示しない給紙カセットを備えている。給紙カセット内の転写紙は、図示しない給紙ローラにより1枚ずつ図示しないレジストローラ対でタイミング調整された後、2次転写ローラ77と中間転写ベルト69との間の2次転写領域に送り出される。
[Color image forming apparatus example 2]
FIG. 43 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a printer which is a so-called one-drum type full-color image forming apparatus.
In this printer, one
図43のプリンタにおいて画像形成を行う場合、まず、感光体1を図43中反時計方向に回転駆動するとともに中間転写ベルト69を図43中時計方向に回転駆動する。そして、感光体1の表面を帯電装置3で一様に帯電した後、感光体1の表面に対してC用画像データで変調されたレーザー光Lを照射して、感光体1の表面にC用静電潜像を形成する。そして、このC用静電潜像を現像装置6CによりCトナーで現像を行う。これにより得られたC用トナー像は、中間転写ベルト69上に1次転写される。その後、感光体1の表面に残留した転写残トナーをクリーニング装置20で除去した後、再び感光体1の表面を帯電装置3で一様に帯電する。次に、感光体1の表面に対してM用画像データで変調されたレーザー光Lを照射して、感光体1の表面にM用静電潜像を形成する。そして、このM用静電潜像を現像装置6MによりMトナーで現像を行う。これにより得られたM用トナー像は、中間転写ベルト69上に既に1次転写されているC用トナー像と重なり合うようにして、中間転写ベルト69上に1次転写される。以後、Y及びKについても、同様に中間転写ベルト69上に1次転写する。このようにして互いに重なり合った状態の中間転写ベルト69上の各色トナー像は、2次転写ローラ77により2次転写領域に搬送されてきた転写紙上に転写される。このようにしてトナー像が転写された転写紙は、紙搬送ベルト79によって、図示しない定着部に搬送される。この定着部で、転写紙を加熱、加圧して、転写紙上のトナー像を転写紙に定着させる。定着後の転写紙は、図示しない排紙トレー上に排出する。転写後の感光体1の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置20で除去される。また、中間転写ベルト69の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置120で除去される。この中間転写ベルトクリーニング装置120も、上記クリーニング装置20と同様の構成を備えている。
When image formation is performed in the printer of FIG. 43, first, the
図43に示す1ドラム型のフルカラー画像形成装置において、感光体1の表面に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置20を用いることで、上述したように、球形トナーであっても、感光体表面から転写残トナーを経時的に良好に除去することができる。同様に、転写紙に転写されずに中間転写ベルト69の表面に残留した転写残トナーも、中間転写ベルトクリーニング装置120として、本実施形態のクリーニング装置を用いることにより、球形トナーであっても、中間転写ベルト表面から転写残トナーを経時的に良好に除去することができる。また、画像形成終了後にクリーニングモードを実行して、感光体表面に残留する転写残トナーをクリーニング装置20で除去し、中間転写ベルト69上に残留する転写残トナーを中間転写ベルトクリーニング装置120で除去するので、次の画像形成の間隔が長く開いても、地汚れのない良好な画像を得ることができる。
In the one-drum type full-color image forming apparatus shown in FIG. 43, as described above, the
また、図44に示すように、紙搬送ベルト81に付着したトナーを除去する搬送ベルトクリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置20と同様の構成のクリーニング装置に用いても良い。図44に示すプリンタ100では、用紙ジャムが起こると、感光体1上のトナー像が紙搬送ベルト81に転写されてしまい、紙搬送ベルト81が汚れてしまう。また、現像ローラ8内の帯電量の低いトナーやプラスに帯電したトナーが感光体1上の紙間に付着する場合がある。この紙間に付着しているトナーは、紙搬送ベルト81に転写され、紙搬送ベルト81を汚してしまう。紙ジャムなどによって、紙搬送ベルト81に付着したトナーの一部は、転写ローラ15によって電荷が注入されて、極性が反転する。その結果、紙搬送ベルト81に汚れとして転写されたトナーには、プラス極性とマイナス極性とが混在する。しかし、紙搬送ベルトクリーニング手段として、本実施形態のクリーニング装置20と同様の構成の搬送ベルトクリーニング装置220を用いることで、プラス極性とマイナス極性とが混在している紙搬送ベルト81上のトナーを良好に除去することができる。
Further, as shown in FIG. 44, a cleaning device having the same configuration as the
また、画像形成終了後に紙搬送ベルトクリーニングモードを実行することで、紙搬送ベルト表面に残留するトナーを搬送ベルトクリーニング装置220で除去するので、次の画像形成時に紙搬送ベルト81表面に、トナーが残存するのを抑制することができる。よって、次の画像形成が長期間開いても、紙搬送ベルト81の表面には、帯電電荷が失われた転写残トナーがほとんど残存していないので、クリーニングブラシを通過するトナーがほとんどなく、次の画像形成が長期間開いたときの転写紙の汚れを抑制することができる。
Further, by executing the paper transport belt cleaning mode after the image formation is completed, the toner remaining on the surface of the paper transport belt is removed by the transport
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、像担持体たる感光体1と、感光体を帯電する帯電手段たる帯電ローラ3と、感光体1を露光して静電潜像を形成する露光手段たる露光装置と、感光体1上の静電潜像をトナー像化する現像手段たる現像装置と、感光体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段たる転写ローラ15と、感光体上の転写残トナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能な静電クリーニング部材たるクリーニングブラシ23とを備えている。また、画像形成終了後、感光体上の転写残トナーを除去するためのクリーニングモードを実行する制御手段たる制御部200を備えている。このように構成することで、次の画像形成時に感光体表面に、転写残トナーが残存するのを抑制することができる。よって、次の画像形成が長期間開いても、感光体表面には、帯電電荷が失われた転写残トナーがほとんど残存していないので、クリーニングブラシを通過するトナーがほとんどなく、次の画像形成が長期間開いたときの形成画像に地肌汚れが生じるのを抑制することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the
また、クリーニングブラシ23に付着したトナーを自らの表面に移動させて回収する回収部材たる回収ローラ24を備えるとともに、感光体上の転写残トナーが回収ローラ24によって回収されるまで、クリーニングモードを実行するよう制御部200を構成している。これにより、次の画像形成時にクリーニングブラシに残留する転写残トナーをほとんどなくすことができる。よって、次の画像形成が長期間開いても、クリーニングブラシには、帯電電荷が失われた転写残トナーがほとんど残存していないので、回収ローラに回収されずに、そのままクリーニングブラシに付着し続ける転写残トナーや、クリーニングブラシから感光体へ逆転移する転写残トナーが生じるのを抑制することができる。
In addition, a
また、使用するトナーの形状係数SF−1が、100〜150の球形トナーを用いることにより、高画質化を測ることができ、機械的なクリーニングでは粉砕トナーよりもクリーニングが困難である球形トナーであってもクリーニング装置20を用いてクリーニングすることにより、良好なクリーニングを行うことができる。さらに、球形トナーとして、形状係数SF−1が100〜150の真円度の高い球形トナーを用いている。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体1との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率を高くすることができ、高品の画像を得ることができる。
Further, by using a spherical toner having a shape factor SF-1 of 100 to 150, it is possible to measure high image quality, and it is a spherical toner that is harder to clean than pulverized toner by mechanical cleaning. Even if it exists, favorable cleaning can be performed by cleaning using the
また、感光体上にトナー像を形成する複数の現像装置を備え、感光体上に形成された複数のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成する所謂1ドラム型のフルカラー画像形成装置において、画像形成終了後にクリーニングモードを実行することで、地肌汚れのない良好なフルカラー画像を得ることができる。 Further, in a so-called one-drum type full-color image forming apparatus that includes a plurality of developing devices that form toner images on a photoconductor and forms a multicolor image by superimposing a plurality of toner images formed on the photoconductor. By executing the cleaning mode after completion of image formation, a good full-color image free from background stains can be obtained.
また、複数の感光体と、複数の感光体上にトナー像を形成する現像装置をそれぞれ備え、複数の感光体上に形成されたトナー像を重ね合わせて多色画像を形成する所謂タンデム型のフルカラー画像形成装置において、画像形成終了後にクリーニングモードを実行することで、地肌汚れのない良好なフルカラー画像を得ることができる。 In addition, a so-called tandem type image forming apparatus that includes a plurality of photoconductors and a developing device that forms toner images on the plurality of photoconductors, and forms a multicolor image by superimposing the toner images formed on the plurality of photoconductors. In the full-color image forming apparatus, a good full-color image free from background stains can be obtained by executing the cleaning mode after completion of image formation.
また、被転写材たる転写紙を転写ローラ15による転写位置まで搬送する搬送部材たる紙搬送ベルト81と、紙搬送ベルトに付着した不要なトナーを静電的に除去する搬送部材クリーニング手段たる搬送ベルトクリーニング装置220とを備えたプリンタにおいて、
画像形成終了後、紙搬送ベルト上の不要なトナーを除去するための搬送ベルトクリーニングモードを実行するよう制御部200を構成した。これにより、次の画像形成時に紙搬送ベルト81表面に、転写残トナーが残存するのを抑制することができる。よって、次の画像形成が長期間開いても、紙搬送ベルト81表面には、帯電電荷が失われた転写残トナーがほとんど残存していないので、搬送ベルトクリーニング装置220を通過するトナーがほとんどなく、次の画像形成が長期間開いたときの転写紙に汚れが生じるのを抑制することができる。
In addition, a
After the image formation is completed, the
また、感光体1として、表面層又は感光層にフィラーを分散させた材料からなるものを用いることで、感光体1の膜削れ量を低減することができ、耐摩耗性を向上することができる。これにより、摩耗によって、感光体表面が削れて凹凸ができるの抑制することができる。その結果、感光体とクリーニングブレードとの接触圧が軸方向で均一に保たれ、トナーのすり抜けが発生し易い感光体とクリーニングブレードとの接触圧が低い部分が生じるのを抑制することができ、トナーのすり抜けを抑制することができる。
Further, by using a material made of a surface layer or a material in which a filler is dispersed in the photosensitive layer as the
また、感光体1として、充填剤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を用いることで、感光体の膜削れ量が低減できる。
Further, by using an organic photoreceptor having a surface layer reinforced with a filler or an organic photoreceptor using a cross-linked charge transport material as the
また、感光体1として、アモルファスシリコン感光体を用いることで、感光体1の膜削れ量を低減することができ、摩耗を抑制することができる。これにより、摩耗によって、感光体表面が削れて凹凸ができるの抑制することができる。その結果、感光体とクリーニングブレードとの接触圧が軸方向で均一に保たれ、トナーのすり抜けが発生し易い感光体とクリーニングブレードとの接触圧が低い部分が生じるのを抑制することができ、トナーのすり抜けを抑制することができる。
Further, by using an amorphous silicon photoconductor as the
また、感光体1と少なくとも帯電ローラ3、現像装置6、クリーニングブラシのうち少なくとも一つとを一体に備えたプロセスカートリッジ300とすることで、プリンタに対して容易に着脱することができる。これにより、交換時の操作性が向上する。
Further, the
1 感光体
2 除電ランプ
3 帯電ローラ
6 現像装置
8 現像ローラ
15 転写ローラ
19 トナー排出スクリュ
20 クリーニング装置
22 導電性ブレード
23 クリーニングブラシ
24 回収ローラ
27 回収ローラ用クリーニングブレード
28 回収電源
29 ブレード電源
30 ブラシ電源
31 ブラシ繊維
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を被転写材に転写する転写手段と、
前記像担持体上の転写残トナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能な静電クリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、
前記静電クリーニング部材より前記像担持体表面移動方向上流側に配置され、前記像担持体上の転写残トナーの帯電極性を制御する極性制御部材と、
前記静電クリーニング部材表面に付着したトナーを自らの表面に静電的移動させて回収する回収部材と、
前記回収部材表面に当接して前記回収部材表面に付着したトナーを除去し、かつ、前記回収部材表面に付着するトナーの帯電極性と逆極性の電荷を前記回収部材の表面に付与する回収部材用クリーニングブレードと、
画像形成動作終了後、前記像担持体表面移動方向における前記極性制御部材から前記静電クリーニング部材までの間の転写残トナーを除去するためのクリーニングモードを実行する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Charging means for charging the image carrier;
Exposure means for exposing the image carrier to form an electrostatic latent image;
Developing means for converting the electrostatic latent image on the image carrier into a toner image;
Transfer means for transferring a toner image on the image carrier to a transfer material;
In an image forming apparatus comprising: a surface-movable electrostatic cleaning member that electrostatically moves and removes transfer residual toner on the image carrier to its own surface;
A polarity control member that is arranged upstream of the electrostatic cleaning member in the moving direction of the image carrier surface and controls the charging polarity of the transfer residual toner on the image carrier;
A collecting member for electrostatically moving and collecting the toner adhering to the surface of the electrostatic cleaning member to its own surface;
For a recovery member that removes toner adhering to the surface of the recovery member in contact with the surface of the recovery member and that imparts a charge opposite in polarity to the charge polarity of the toner adhering to the surface of the recovery member to the surface of the recovery member A cleaning blade;
And a control unit that executes a cleaning mode for removing transfer residual toner between the polarity control member and the electrostatic cleaning member in the image carrier surface movement direction after the image forming operation is completed. An image forming apparatus.
前記静電クリーニング部材は、
内部が導電性材料からなり、表面部が絶縁性材料からなる二層構造の芯鞘構造のブラシ繊維を備えたクリーニングブラシであって、
前記ブラシ繊維を、前記クリーニングブラシの芯金周面法線方向よりも前記クリーニングブラシ表面移動方向下流側に傾斜させたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The electrostatic cleaning member is
A cleaning brush having brush fibers of a core-sheath structure of a two-layer structure in which the inside is made of a conductive material and the surface portion is made of an insulating material,
The image forming apparatus, wherein the brush fibers are inclined toward the downstream side of the cleaning brush surface movement direction with respect to the normal direction of the peripheral surface of the metal core of the cleaning brush.
前記静電クリーニング部材に、極性制御部材により制御された転写残トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する電圧印加手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An image forming apparatus, wherein the electrostatic cleaning member is provided with a voltage applying unit that applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the transfer residual toner controlled by the polarity control member.
前記像担持体上の転写残トナーが前記回収部材によって回収されるまで、前記クリーニングモードを実行するよう前記制御手段を構成した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 ,
Previous to the transfer residual toner on the Kizo bearing member is recovered by the recovery member, the image forming apparatus characterized by being configured the control unit to execute the cleaning mode.
前記トナーとして、形状係数SF1が100〜150であるトナーを用いた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 using a toner having a shape factor SF1 of 100 to 150 as the toner.
前記像担持体として、フィラーを分散させた像担持体を用いた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 using an image carrier in which a filler is dispersed as the image carrier.
前記像担持体として、充填材で補強された表面層を有した有機感光体、または、架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体を用いた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 using an organic photoreceptor having a surface layer reinforced with a filler or an organic photoreceptor using a cross-linked charge transport material as the image carrier.
前記像担持体と、前記帯電手段、前記現像手段、前記静電クリーニング部材のうちの少なくとも一つとを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとした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 characterized in that the image bearing member and at least one of the charging unit, the developing unit, and the electrostatic cleaning member are integrally supported to be a process cartridge that is detachable from the apparatus main body. apparatus.
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