JP5309755B2 - 像担持体のクリーニング装置、クリーニングバイアス制御方法、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
体のクリーニング装置、クリーニングバイアス制御方法、およびこのクリーニング装置を
備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置の
技術分野に関する。
ローラで除去するとともに、所定のバイアスを印加した回収ローラでブラシローラの残留
トナーを除去する感光体のクリーニング装置が提案されている(例えば、特許文献1参照
)。しかし、このクリーニング装置では、トナーが大量にクリーニングされたとき見かけ
のブラシ電気抵抗値が上がり、ブラシローラと回収ローラとの間のバイアス差が大きくな
り過ぎてしまう。このようにバイアス差が大きくなると、ブラシローラと回収ローラとの
間で異常放電が生じてトナー帯電極性が変化し、クリーニング不良となる。
に、所定のバイアスを印加した回収ローラでブラシローラの残留トナーを除去する感光体
のクリーニング装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。このクリーニング装
置では、クリーニングするトナー量によらず一定のクリーニング効果が得られる。
ナー色によって、トナーをブラシローラから回収ローラに引き寄せる最適なバイアスが異
なる。このため、ブラシローラや回収ローラに、それぞれ、ブラシローラの種類やトナー
の種類に関係なく一定のバイアスを印加したのでは、クリーニング残りが生じてしまうと
いう課題がある。
持体に残留する転写残りトナーのクリーニング性をより効率よく向上させることのできる
像担持体のクリーニング装置、クリーニングバイアス制御方法、および画像形成装置を提
供することである。
制御方法、および画像形成方法では、導電性部材バイアスが印加された導電性部材で、転
写後の像担持体上の転写残りトナーを除去してる。また、導電性回収部材バイアスが印加
された導電性回収部材で、導電性部材に付着した転写残りトナーを除去してる。このとき
、導電性回収部材バイアスと導電性部材バイアスとのバイアス差の絶対値である回収バイ
アスを、導電性部材と導電性回収部材との間の放電開始電圧の絶対値以下に設定している
。これにより、導電性回収部材バイアスと導電性部材バイアスとを、いずれも、トナーの
極性が変化しない最大のバイアスに設定することができる。したがって、転写後に像担持
体に残留する転写残りトナーを効率よく除去することができ、画像の劣化を防止すること
ができる。
、実際に使用されるトナーおよび導電性部材により一層忠実に対応させて転写残りトナー
を効果的に除去することができる。
ナーの情報に基づいて算出することで、実際に使用されるトナーにより一層忠実に対応さ
せて転写残りトナーを効果的に除去することができる。
図1は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す
図である。
この例の画像形成装置1においては、負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。もち
ろん、正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装
置1は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以
下の説明の各部材の帯電の電位を逆極性とすればよい。
担持体である感光体2を備えている。この感光体2は感光体ドラムからなり、従来公知の
感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。
この感光体2における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられると
ともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。
装置7、および転写装置8が、それぞれこれらの順に感光体2の回転方向A(図1では、
時計回り)に沿って配設されている。
除電器3は従来公知のコロナ除電器で構成されている。
している。このブラシローラ4aは多数のブラシ毛4bを有しており、これらのブラシ毛
4bが感光体2の表面に当接して配設されている。ブラシローラ4aは、感光体2の回転
と順回転(感光体2とブラシ毛4bとの当接部で感光体2の回転の接線方向の速度の向き
とブラシ毛4bの回転の接線方向の速度の向きとが同じ向き)または感光体2の回転と逆
回転(感光体2の前述の速度の向きとブラシ毛4bの前述の速度の向きとが逆向き)で回
転するようにされている。
きる。ブラシローラ4aの一例として、ブラシ毛4bは、材料が6ナイロン、繊度(T/
F)が220T/96F、密度240kF/inch2、原糸抵抗が7.1LogΩ、パイ
ル長が5mmであり、また、帯電ブラシローラ3aの感光体2の軸方向に沿う長さ)は3
00mmである。このブラシローラ4aには東英産業株式会社製のブラシローラを用いる
ことができる。
ラバイアスV1(V)が印加される。すると、感光体2とブラシローラ4aとの間に電界
が形成される。これにより、転写工程終了後に感光体2の表面に残留する転写残りトナー
が静電気的にブラシローラ4aの方へ引き寄せられる。そして、引き寄せられたトナーは
ブラシ毛4bに付着する。なお、クリーニング装置4には、ブラシローラ以外にゴムロー
ラ等を用いることができる。
4cを有している。この回収ローラ4cは、ブラシローラ4aのブラシ毛4bに当接して
配設されている。回収ローラ4cは、ブラシローラ4aの回転と順回転(前述と同様の意
味)で回転するようにされている。
電界を形成する回収ローラバイアスV2(V)が印加される。そして、回収ローラ4cに
回収ローラバイアスV2(V)が印加されることで、ブラシローラ4aのブラシ毛4bに
付着するトナーが静電気的に回収ローラ4cの方へ引き寄せられる。これにより、引き寄
せられたトナーは回収ローラ4cに付着する。回収ローラ4cには、従来周知慣用のクリ
ーニングローラを用いることができる。
2(V)とブラシローラバイアスV1(V)とのバイアス差、つまり回収バイアスVcl(V
)が、トナーを挟んだブラシローラ4a(つまり、ブラシ毛4b)と回収ローラ4cとの
間の放電開始電圧Vth(V)以下に設定される。その場合、この放電開始電圧Vth(V)
は、ブラシローラ4a(ブラシ毛4bを含む)の情報およびトナーの情報の少なくとも一
方に基づいて算出している。ブラシローラ4a(ブラシ毛4bを含む)の情報としては、
ブラシの電気抵抗(原糸抵抗)がある。また、トナーの情報としては、トナーの体積平均
粒径等のトナー粒径、トナー材料(トナー樹脂およびトナー色等)がある。
溶かしたトナーを回収ローラ4cに、トナーの粒径(体積平均粒径)と同じ厚さに塗布す
る。溶剤は従来公知の溶剤を用いることができる。また、回収ローラ4cを接地する。こ
の状態で、負のブラシローラバイアスV1(V)をブラシローラ4aに印加するとともに
ブラシローラバイアスV1(V)を絶対値で徐々にかつ連続的にあるいは段階的に上昇さ
せる。すると、図4に示すように回収ローラ4cの表面電位は、絶対値で最初緩やかに上
昇するが、ブラシローラバイアスV1(V)の所定値以降で急激に上昇するように変化す
る。これは、ブラシローラバイアスV1(V)の所定値以下では、ブラシ毛4bからこの
ブラシ毛4bに付着するトナーに電荷注入が行われるが、ブラシローラバイアスV1(V
)の所定値を超えると、ブラシ毛4bと回収ローラ4cとの間に放電が発生するためであ
る。したがって、回収ローラ4cの表面電位が急激に変化開始するブラシローラバイアス
V1(V)の所定値を放電開始電圧Vth(V)として算出する。
(OD値)を最少にする回収バイアスVcl(V)は、トナーの種類(トナー材料、トナー
粒径等)によって異なる。また、図5に示すように回収バイアスVcl(V)のクリーニン
グ良好な範囲のバイアスy(V)はトナー粒径(体積平均粒径)x(μm)によって異な
る。その場合、後述する実施例により、バイアスy(V)はトナー粒径xに対して線形と
なる。しかも、バイアスy(V)は黒色の黒トナーと黒以外のカラートナーとによっても
異なる。黒トナーの場合には、ほぼy=8xの関係にあり、また、カラートナーの場合に
は、ほぼy=18xの関係にある。
カラートナーとで変更されるようになっている。具体的には、黒トナーにおける回収バイ
アスVcl(V)は、(放電開始電圧Vth(V)−トナー体積平均粒径×8(V))より大
きくかつ放電開始電圧Vth(V)より小さく設定されている。また、カラートナーにおけ
る回収バイアスVcl(V)は、(放電開始電圧Vth(V)−トナー体積平均粒径×18(
V))より大きくかつ放電開始電圧Vth(V)の絶対値より小さく設定されている、
そして、ブラシローラ4aの駆動制御、ブラシローラバイアスV1(V)のバイアス制
御、回収ローラ4cの駆動制御、回収ローラバイアスV2(V)のバイアス制御は、いず
れも、画像形成装置1の電子制御装置(不図示)によって行われる。
ーニングブレード4dを有している。この回収ローラクリーニングブレード4dは、回収
ローラ4cに付着した転写残りトナーを回収ローラ4cから掻き落として回収する。回収
ローラクリーニングブレード4dには、従来周知慣用のクリーニングブレードを用いるこ
とができる。更に、クリーニング装置4は、感光体2に当接する感光体クリーニングブレ
ード4eを有している。その場合、感光体クリーニングブレード4dは、ブラシローラ4
aと帯電装置5との間に配設される。
きる。また、露光装置6、現像装置7、および転写装置8には、それぞれ、電子写真方式
の画像形成装置1において従来周知慣用の露光装置、現像装置、および転写装置を用いる
ことができる。
画像形成装置1の画像形成動作が開始されると、感光体2が回転され、帯電装置5によ
って感光体2の表面が一様に帯電される。次いで、露光装置6によって感光体2の表面が
露光されて潜像の書込みが行われ、感光体2上に静電潜像が形成される。この感光体2上
の静電潜像が現像装置7からの負帯電トナーによって現像され、感光体2上にトナー像が
形成される。感光体2上のトナー像は、転写装置8による転写工程で紙等の転写材や中間
転写媒体等の転写媒体9に転写される。従来の画像形成装置と同様に、転写媒体9が紙等
の転写材である場合には、図示しない定着装置によって定着されて転写材に定着画像が形
成される。また、転写媒体9が中間転写媒体である場合には、中間転写媒体上に転写され
たトナー像が第2の転写装置(不図示)によって更に転写材に転写された後、前述と同様
に定着装置によって定着されて転写材に定着画像が形成される。
て小さい電位となる。そして、転写後に感光体2上に残留する転写残りトナーが、感光体
2に対してトナーと逆極性の電界を形成する正のブラシローラバイアスV1(V)が印加
されたブラシローラ4aに来ると、この転写残りトナーはブラシローラ4aに静電気的に
引き寄せられ、ブラシ毛4bに付着する。つまり、転写残りトナーは感光体2から除去さ
れる(感光体2の転写残りトナー除去工程)。
電界を形成する正のブラシローラバイアスV1(V)よりも大きな回収ローラバイアスV2
(V)が印加された回収ローラ4cに静電気的に引き寄せられて付着する。つまり、転写
残りトナーはブラシローラ4aから除去される(ブラシローラ4aの転写残りトナー除去
工程)。このとき、回収ローラバイアスV2(V)とブラシローラバイアスV1(V)との
バイアス差である回収バイアスVcl(V)が、前述のように制御される(回収バイアス制
御工程)。ブラシローラ4aによって除去されない感光体2上の転写残りトナーは、感光
体クリーニングブレードによって除去される。
によれば、回収ローラバイアスV2(V)とブラシローラバイアスV1(V)とのバイアス
差である回収バイアスVcl(V)を、トナーを挟んだブラシローラ4aと回収ローラ4c
との間の放電開始電圧Vth(V)以下に設定している。これにより、回収ローラバイアス
V2(V)とブラシローラバイアスV1(V)と、いずれも、トナーの極性が変化しない最
大のバイアスに設定することができる。したがって、転写後に感光体2に残留する転写残
りトナーを効率よく除去することができ、画像の劣化を防止することができる。
の情報、およびトナー体積平均粒径、トナー樹脂、トナー色等のトナーの情報に基づいて
算出することで、実際に使用されるトナーおよびブラシローラ4aにより一層忠実に対応
させて転写残りトナーを効果的に除去することができる。
材料等のトナーの情報に基づいて制御することで、実際に使用されるトナーにより一層忠
実に対応させて転写残りトナーを効果的に除去することができる。
よび比較例について説明する。実験は、セイコーエプソン株式会社製カラープリンタLP
9000Cを用いた。その場合、クリーニング装置4のみ以下の通りに変更し、変更した
クリーニング装置4が搭載可能にカラープリンタLP9000Cを改造した。クリーニン
グ装置4外の各装置の作動条件は、カラープリンタLP9000Cの標準作動条件である
。
まず、実験に用いたトナーを表1に示す。
製造されたマゼンタトナーである。トナーbはポリエステル樹脂を用い重合法で体積平均
粒径3μmに製造されたブラック(黒)トナーである。トナーcはポリエステル樹脂を用
い重合法で体積平均粒径5μmに製造されたシアントナーである。トナーdはポリエステ
ル樹脂を用い重合法で体積平均粒径5μmに製造されたブラックトナーである。トナーe
はスチレンアクリル樹脂を用い粉砕法で体積平均粒径5μmに製造されたシアントナーで
ある。トナーfはスチレンアクリル樹脂を用い粉砕法で体積平均粒径5μmに製造された
ブラックトナーである。トナーgはスチレンアクリル樹脂を用い粉砕法で体積平均粒径8
μmに製造されたマゼンタトナーである。トナーhはポリエステル樹脂を用い粉砕法で体
積平均粒径8μmに製造されたイエロートナーである。トナーiはポリエステル樹脂を用
い粉砕法で体積平均粒径8μmに製造されたブラックトナーである。
次に、実験に用いたブラシを表2に示す。
。そして、ブラシaは、繊度(T/F)が220/96、密度が240kF/inch2
、原糸抵抗が7.1LogΩである。また、ブラシbは、繊度(T/F)が220/96
、密度が460kF/inch2、原糸抵抗が9.3LogΩである。更に、ブラシcは、
繊度(T/F)が330/48、密度が160kF/inch2、原糸抵抗が7.3Log
Ωである。
カラートナーについては表4に示す。その場合、クリーニング性の評価は、印字濃度5%
パターンをA4普通紙に20枚印字した後の感光体クリニングブレード4eの掻き取り量
を目視で判定し、ほとんど少ないものを良好とし、やや多いものをやや不良とし、かなり
多いものを不良とした。
dおよびブラシbを用い、実施例3ではトナーiおよびブラシbを用いた。また、比較例
1ではトナーbおよびブラシaを用い、比較例2ではトナーdおよびブラシaを用い、比
較例3ではトナーfおよびブラシaを用い、比較例4ではトナーiおよびブラシaを用い
、比較例5ではトナーbおよびブラシcを用いた。
始電圧Vth(V)> 回収バイアスVcl(V)> 放電開始電圧Vth(V)−トナー粒径×
8(V)が満たされている。これらの実施例1ないし3のクリーニング性は、いずれも、
良好であった。また、比較例1ないし5では、いずれも、放電開始電圧Vth(V)> 回
収バイアスVcl(V)> 放電開始電圧Vth(V)−トナー粒径×8(V)が満たされな
い。これらの比較例1ないし5のクリーニング性は、不良またはやや不良であった。
eおよびブラシcを用い、実施例6ではトナーhおよびブラシaを用いた。また、比較例
6ではトナーaおよびブラシbを用い、比較例7ではトナーcおよびブラシcを用い、比
較例8ではトナーeおよびブラシbを用い、比較例9ではトナーgおよびブラシaを用い
、比較例10ではトナーhおよびブラシcを用いた。
始電圧Vth(V)> 回収バイアスVcl(V)> 放電開始電圧Vth(V)−トナー粒径×
18(V)が満たされている。これらの実施例4ないし6のクリーニング性は、いずれも
、良好であった。また、比較例6ないし10では、いずれも、放電開始電圧Vth(V)>
回収バイアスVcl(V)> 放電開始電圧Vth(V)−トナー粒径×18(V)が満たさ
れない。これらの比較例6ないし10のクリーニング性は、不良またはやや不良であった
。
)を段階的にかつ徐々に上昇させたときの感光体クリニングブレード4eでのクリーニン
グ残り量(OD値)を測定した。その測定結果を図6に示す。図6から明らかなように、
いずれのトナーa,b,c,g,iも回収バイアスVcl(V)が上昇するにつれてクリーニン
グ残り量(OD値)が急速に低下しほぼ0となる(図6では、OD値が最低値で0となっ
ていないが、これは紙のOD値が含まれているためで、正味はほぼ0である)。更に、回
収バイアスVcl(V)が上昇すると、クリーニング残り量(OD値)が再び増大するよう
になる。これは、ブラシ毛4bと回収ローラ4cとの間に放電が発生したためである。し
たがって、いずれのトナーa,b,c,g,iも放電開始する直前の最大の回収バイアスVcl
(V)が良好なクリーニング性を得る上で好ましい。また、クリーニング残り量(OD値
)が再び増大する回収バイアスVcl(V)は、トナーの粒径が小さいほど小さく、トナー
の粒径が大きくなるに連れて大きくなる。このことから、トナーの粒径が小さいほど放電
開始する回収バイアスVcl(V)は小さくなることがわかる。
アスV1(V)を段階的にかつ徐々に上昇させたときの回収ローラ表面電位(V)を測定
した。その場合、ブラシローラバイアスV1(V)に負のバイアスを用いた。その測定結
果を図7に示す。図7から明らかなように、いずれのトナーa,b,c,d,g,iも、回収
ローラ4cの表面電位は絶対値で最初緩やかに上昇するが、ブラシローラバイアスV1(
V)の所定値以降で急激に上昇し放電が発生する。そして、回収ローラ4cの表面電位が
急激に変化開始するブラシローラバイアスV1(V)の所定値つまり放電開始電圧Vth(
V)は、トナー粒径(体積平均粒径)およびトナー色によって異なる。すなわち、トナー
粒径(体積平均粒径)が大きいほど放電開始電圧Vth(V)が大きく、また、ブラックト
ナーよりカラートナーの方が放電開始電圧Vth(V)が大きいことがわかる。
以上のことから、本発明におけるクリーニング装置4では、良好なクリニーング性を得
られることが確認された。
ラ、4b…ブラシ毛、4c…回収ローラ、4d…回収ローラクリーニングブレード、4e
…感光体ローラクリーニングブレード、5…帯電装置、6…露光装置、7…現像装置、8
…転写装置、9…転写媒体、V1…ブラシローラバイアス、V2…回収ローラバイアス、V
cl…回収バイアス、Vth…ブラシ毛と回収ローラとの間の放電開始電圧
Claims (9)
- 少なくとも、所定の極性に帯電されたトナーによる像担持体上のトナー像の転写後における前記像担持体に対して前記トナーと逆極性の電界を形成する導電性部材バイアスが印加される導電性部材と、
前記導電性部材に当接しかつ前記導電性部材に対し前記トナーと逆極性の電界を形成する導電性回収部材バイアスが印加される導電性回収部材と、
前記導電性部材の情報および前記トナーの情報の少なくとも一方に基づいて、前記導電性部材バイアスと前記導電性回収部材バイアスとのバイアス差の絶対値である回収バイアスが前記トナーを挟んだ前記導電性部材と前記導電性回収部材との間の放電開始電圧の絶対値以下に制御される制御手段と、
を備えることを特徴とする像担持体のクリーニング装置。 - 前記導電性部材の情報が、前記導電性部材の電気抵抗に基づいて算出される情報であることを特徴とする請求項1に記載の像担持体のクリーニング装置。
- 前記トナーの情報が、前記トナーの粒径およびトナー材料の少なくとも一方に基づく情報であることを特徴とする請求項1または2のいずれか1に記載の像担持体のクリーニング装置。
- 前記制御手段が、前記回収バイアスを、黒トナーと前記黒トナー以外のカラートナーとで変更する制御をすることを特徴とする請求項1ないし3に記載の像担持体のクリーニング装置。
- 前記制御手段が、前記黒トナーにおける前記回収バイアスを、放電開始電圧(V)の絶対値−トナー体積平均粒径×8(V)より大きくかつ放電開始電圧(V)の絶対値より小さく設定し、かつ前記カラートナーにおける前記回収バイアスを、放電開始電圧(V)の絶対値−トナー体積平均粒径×18(V)より大きくかつ放電開始電圧(V)の絶対値より小さく設定する制御をすることを特徴とする請求項4に記載の像担持体のクリーニング装置。
- 前記導電性部材が、ブラシローラであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1に記載の像担持体のクリーニング装置。
- 回転可能に設けられかつ潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に潜像を書き込む露光装置と、
前記像担持体の潜像を、所定の極性に帯電されたトナーで現像する現像装置と、
前記像担持体上の現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
転写後に前記像担持体上に残留する転写残りトナーを除去する請求項1ないし6のいずれか1に記載のクリーニング装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 所定の極性に帯電されたトナーと逆極性の電界を形成する導電性部材バイアスを導電性部材に印加して、転写後の像担持体上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去する工程と、
前記トナーと逆極性の電界を形成する導電性回収部材バイアスを導電性回収部材に印加して、前記導電性部材に付着した転写残りトナーを静電気的に除去する工程と、
前記導電性回収部材バイアスと前記導電性部材バイアスとのバイアス差の絶対値である回収バイアスを、前記トナーを挟んだ前記導電性部材と前記導電性回収部材との間の放電開始電圧の絶対値以下に制御する回収バイアス制御工程と、
を少なくとも有することを特徴とする像担持体のクリーニングバイアス制御方法。 - 前記放電開始電圧が、溶剤に溶かした前記トナーを前記導電性回収部材に、前記トナーの粒径と同じ厚さに塗布するとともに前記導電性回収部材を接地した状態で、前記導電性部材バイアスを前記導電性部材に印加するとともに前記導電性部材バイアスの絶対値を徐々に上昇させて前記導電性回収部材の電位の絶対値が急激に変化開始したときの導電性部材バイアスであることを特徴とする請求項8に記載の像担持体のクリーニングバイアス制御方法。
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