JP5327570B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を採用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that employs an electrophotographic system such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer.
電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体を均一に帯電する帯電手段として、像担持体を帯電する帯電部材と、像担持体に当接して該像担持体と帯電部材との間にギャップを保持するためのギャップ保持部材とを備えた非接触帯電装置が知られている。この非接触帯電装置では、帯電部材が像担持体にこすりつけられることがないので、帯電部材の汚れを大幅に低減することができる。ただし、像担持体を均一に帯電させる目的で帯電部材にACバイアスを重畳して印加しているために、非接触に配置した場合でもわずかながら像担持体上のトナーやトナー外添剤、潤滑剤等の汚れが帯電部材に付着してしまう。また、ギャップ保持部材に汚れが付着すると、帯電ギャップが広がり異常放電による濃度ムラが発生してしまう。そこで、帯電装置の帯電性能を長期に亘って維持するために、帯電部材やギャップ保持部材をクリーニングするクリーニング部材を設けることが知られている。構成が簡単なことから、帯電部材やギャップ保持部材に対してクリーニング部材を常時当接させることが一般的に行われている(例えば、特許文献1)。 In an image forming apparatus employing an electrophotographic system, as a charging unit for uniformly charging an image carrier, a charging member for charging the image carrier, and a contact between the image carrier and the charging member in contact with the image carrier. A non-contact charging device including a gap holding member for holding a gap therebetween is known. In this non-contact charging device, since the charging member is not rubbed against the image carrier, contamination of the charging member can be greatly reduced. However, since the AC bias is superimposed and applied to the charging member for the purpose of uniformly charging the image carrier, the toner on the image carrier, the toner external additive, and the lubrication are slightly applied even when arranged in a non-contact manner. Dirt such as an agent adheres to the charging member. Further, when dirt is attached to the gap holding member, the charging gap widens and density unevenness occurs due to abnormal discharge. In order to maintain the charging performance of the charging device for a long period of time, it is known to provide a cleaning member for cleaning the charging member and the gap holding member. Since the structure is simple, it is generally performed that the cleaning member is always brought into contact with the charging member or the gap holding member (for example, Patent Document 1).
しかしながら、帯電部材に対してクリーニング部材を常時当接させた場合には、初期的には帯電部材表面の汚れを除去できているものの、長期間使用しているとクリーニング部材に溜まった汚れを帯電部材に擦りつけることになる。そのため、かえって帯電部材を汚してしまったり、クリーニング部材自体が劣化したりしてクリーニング性能を維持できなくなり、長期に亘って画像品質を良好に維持することができなかった。帯電部材のクリーニング性については、帯電部材に対してクリーニング部材を接離させる接離機構を設け、間欠的に帯電部材をクリーニングすることが良好であると考えられる。 However, when the cleaning member is always brought into contact with the charging member, the dirt on the surface of the charging member can be removed initially, but the dirt accumulated on the cleaning member is charged when used for a long time. It will be rubbed against the member. For this reason, the charging member is contaminated or the cleaning member itself deteriorates, so that the cleaning performance cannot be maintained, and the image quality cannot be maintained satisfactorily for a long time. Regarding the cleaning property of the charging member, it is considered that it is preferable to provide a contact / separation mechanism for bringing the cleaning member into and out of contact with the charging member to intermittently clean the charging member.
一方、ギャップ保持部材に対してクリーニング部材を間欠的に当接させた場合には、ギャップ保持部材とクリーニング部材とが離間している間に、ギャップ保持部材にトナー等がたまりやすくなる。ギャップ保持部材とクリーニング部材とが離間している間に、像担持体上に設置されたクリーニング部材の端部からわずかに漏れたトナーや現像器等からわずかに飛散したトナーがギャップ保持部材に付着してしまうと考えられる。ギャップ保持部材に付着したトナーは、ギャップ保持部材と像担持体間で押しつぶされることでギャップ保持部材に固着してしまう。そのために、クリーニング部材をギャップ保持部材に間欠的に当接させた場合には、帯電ギャップが広がり異常放電に伴う濃度ムラ等の異常画像が発生しやすくかった。ギャップ保持部材のクリーニング性については、クリーニング部材を常時当接させた方が良好であると考えられる。 On the other hand, when the cleaning member is intermittently brought into contact with the gap holding member, toner or the like is likely to accumulate in the gap holding member while the gap holding member and the cleaning member are separated from each other. While the gap holding member and the cleaning member are separated from each other, the toner slightly leaked from the end of the cleaning member installed on the image carrier or the toner slightly scattered from the developing unit adheres to the gap holding member. It is thought that it will end. The toner adhered to the gap holding member is fixed to the gap holding member by being crushed between the gap holding member and the image carrier. For this reason, when the cleaning member is intermittently brought into contact with the gap holding member, the charging gap is widened, and abnormal images such as density unevenness due to abnormal discharge tend to occur. Regarding the cleaning performance of the gap holding member, it is considered that the cleaning member is always in contact with the gap holding member.
本発明は以上の実情に鑑みなされたものである。その目的とするところは、帯電手段の帯電部材とギャップ保持部材の両者をそれぞれ適切な条件でクリーニングすることにより、長期に亘って画像品質を良好に維持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 circumstances. The object is to provide an image forming apparatus capable of maintaining good image quality over a long period of time by cleaning both the charging member and the gap holding member of the charging unit under appropriate conditions. It is.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、少なくとも静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電装置とを備える画像形成装置において、上記帯電装置は、上記像担持体を帯電する帯電部材と、該帯電部材を支持する支持体と、該像担持体に当接して該像担持体と該帯電部材との間のギャップを保持するため幅方向で該帯電部材の両外側それぞれに設けられたギャップ保持部材とからなる帯電手段と、該帯電部材をクリーニングする帯電部材用クリーニング手段と、該ギャップ保持部材をクリーニングするギャップ保持部材用クリーニング手段とから構成され、上記帯電部材用クリーニング手段及び上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は回転しながらクリーニングを行うものであり、上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は、回転軸が上記帯電部材用クリーニング手段の回転軸と略同軸上になるように、幅方向で上記帯電部材用クリーニング手段を挟んで上記両外側の上記ギャップ保持部材それぞれに対応するように一対設けられるとともに、一対のギャップ保持部材用クリーニング手段それぞれの支持体が中空状に形成され、上記帯電部材用クリーニング手段の幅方向両端部の支持体部分が上記ギャップ保持部材用クリーニング手段の中空状の支持体内に位置し、かつ、上記帯電部材用クリーニング手段が上記帯電部材に対して接離可能となるように該支持体の中空内を移動可能であり、上記帯電部材用クリーニング手段の上記帯電部材への接離状態によらず、上記ギャップ保持部材用クリーニング手段が上記ギャップ保持部材に常時当接するように構成したことを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は、上記ギャップ保持部材よりも上方に配置されていることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記帯電手段は、上記支持体が導電性の芯金からなり、上記帯電部材が導電性樹脂材料からなり、上記ギャップ保持部材が絶縁性樹脂材料からなることを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3の画像形成装置において、上記帯電手段には、直流バイアスに交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することを特徴とするものである。
請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の画像形成装置において、上記像担持体は有機感光体からなり、表面に保護層を備えていることを特徴とするものである。
請求項6の発明は、請求項1、2、3、4又は5の画像形成装置において、上記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えていることを特徴とするものである。
請求項7の発明は、請求項1、2、4、5又は6の画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジにおいて、少なくとも像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電装置とが、画像形成装置本体から一体で容易に着脱可能に構成されていることを特徴とするものである。
これらの発明においては、帯電手段の帯電部材とギャップ保持部材の両者をクリーニングするクリーニング手段が別部材で構成されている。よって、帯電部材とギャップ保持部材の両者に対してそれぞれ適切な条件でクリーニングすることができる。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an image forming apparatus comprising: an image carrier on which at least an electrostatic latent image is formed; and a charging device that uniformly charges the image carrier. The apparatus has a charging member that charges the image carrier, a support that supports the charging member, and a width that is in contact with the image carrier and maintains a gap between the image carrier and the charging member. Charging means comprising gap holding members provided on both outer sides of the charging member in the direction, a charging member cleaning means for cleaning the charging member, and a gap holding member cleaning means for cleaning the gap holding member, The charging member cleaning unit and the gap holding member cleaning unit perform cleaning while rotating, and the gap holding unit. Use cleaning means, such that the rotation axis is the rotation axis and substantially coaxially of the cleaning means for the charging member, corresponding to the both outer side of the gap holding member sandwiching the cleaning means for the charging member in the width direction together are a pair arranged so as, respective supports cleaning means for the pair of gap holding member is formed in a hollow shape, the support portion in the width direction both end portions of the charging member cleaning means of the gap holding member for the cleaning means located in the hollow support body, and the charging member cleaning means is movable within the hollow of the support so as to be separable with respect to the charging member, the charging member cleaning means regardless of and away state to said charging member, always in the gap holding member for the cleaning means is in said gap retaining member It is characterized in that it has configured to.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the gap holding member cleaning means is disposed above the gap holding member .
Invention 請 Motomeko 3, in the image forming apparatus according to claim 1 or 2, the charging means, the support is made of a conductive metal core made the charging member a conductive resin material, the gap holding The member is made of an insulating resin material.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect , a charging bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the charging unit.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, or fourth aspect , the image carrier is made of an organic photoreceptor, and has a protective layer on the surface.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect , the image forming apparatus further comprises a lubricant supply unit that supplies a lubricant to the image carrier. .
According to a seventh aspect of the present invention, in the process cartridge used in the image forming apparatus of the first, second, fourth, fifth, or sixth aspect , at least the image carrier and a charging device that uniformly charges the image carrier. The image forming apparatus main body is configured to be integrated and easily detachable.
In these inventions, the cleaning means for cleaning both the charging member and the gap holding member of the charging means is constituted by a separate member. Therefore, both the charging member and the gap holding member can be cleaned under appropriate conditions.
本発明によれば、帯電手段の帯電部材とギャップ保持部材の両者をそれぞれ適切な条件でクリーニングすることができる画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。 According to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to provide an image forming apparatus capable of cleaning both the charging member and the gap holding member of the charging unit under appropriate conditions.
以下、本発明を画像形成装置であるタンデム中間転写方式のフルカラー複写機に適用した場合の実施形態について説明する。図1は、このフルカラー複写機の内部構成を示す概略構成図である。図1に示すように、このフルカラー複写機は装置本体100、装置本体100を載せる給紙テーブル200、装置本体100上に取り付けるスキャナ300、スキャナ300上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400等から構成されている。装置本体100の中央には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの互いに異なる色のトナー画像を形成する4つの画像形成ユニット18Y、C、M、Bkを横に並べて配置したタンデム画像形成ユニット20を備えている。タンデム画像形成ユニット20の各画像形成ユニット18Y、C、M、Bkは、像担持体である感光体40Y、C、M、Bkの周りに、帯電装置、現像装置60Y、C、M、Bk、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a tandem intermediate transfer type full-color copying machine as an image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the internal configuration of the full-color copying machine. As shown in FIG. 1, the full-color copying machine includes an apparatus
上記タンデム画像形成ユニット20の上方には、露光装置21が設けられている。露光装置21は、各色毎に用意されたレーザダイオード(LD)方式の4つの光源、6面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナ、各光源の光路に配置されたfθレンズ、長尺WTL等のレンズやミラーから構成されている。この露光装置21において、各色の画像情報に応じてLDから射出されたレーザ光はポリゴンスキャナにより偏向走査され各色の感光体40Y、C、M、Bkに照射される。
An
タンデム画像形成ユニット20の下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト10が設置されている。中間転写ベルト10は、図示例では3つの支持ローラ14・15・16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能であり、支持ローラ14は中間転写ベルト10を回転駆動する駆動ローラである。また、中間転写ベルト10を間に挟んで各感光体40Y、C、M、Bkに対向する位置には、各色の感光体40から中間転写ベルト10にトナー像を転写する一次転写手段として一次転写ローラ62Y、C、M、Bkが設けられている。第3の支持ローラ16の中間転写ベルト移動方向下流側には、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置17を設けられている。この中間転写ベルト10としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成型し使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることも可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
Below the tandem
上記中間転写ベルト10の下方には、2次転写装置22を備える。2次転写装置は、図示例では、2つのローラ23間に無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上の画像を転写材に転写する。2次転写ベルト24としては中間転写ベルトと同様の材料を用いることができる。また、2次転写装置22の横には、転写材上の画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。上述した2次転写装置22には、画像転写後の転写材をこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや転写チャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写材搬送機能を別途備える必要がある。なお、図示例では2次転写装置22及び定着装置25の下方に、上述したタンデム画像形成ユニット20と平行に、転写材を反転排紙したり、転写材の両面に画像を形成するために転写材を反転して再給紙したりする反転装置28を備えている。
A
このフルカラー複写機を用いてコピー動作を行うときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じて原稿を押さえる。そして、不図示の操作部のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。その後、操作部でのモード設定、あるいは操作部で自動モード選択が設定されている場合には原稿の読み取り結果に従い、フルカラーモードまたは白黒モードで画像形成動作を開始する。
When performing a copying operation using this full-color copying machine, a document is set on the document table 30 of the
操作部でフルカラーモードが選択された場合には、感光体40Y、C、M、Bkが図1で反時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その感光体40Y、C、M、Bkの表面が帯電装置により一様に帯電される。そして、感光体40Y、C、M、Bkには露光装置21から各色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は感光体40Y、C、M、Bkが回転することにより各色の現像装置60Y、C、M、Bkで各色のトナーによって現像される。現像された各色のトナー像は中間転写ベルト10の搬送とともに、中間転写ベルト10上に順次転写されて中間転写ベルト10上にフルカラー画像を形成する。転写後の感光体40Y、C、M、Bkは除電ランプにより光除電され、クリーニング手段により転写残のトナーが除去される。
When the full color mode is selected on the operation unit, the
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ42の1つを選択回転し、給紙テーブル43に多段に備える給紙カセット44の1つから転写材を送り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して本体内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写材を送り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト10上のフルカラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に転写材を送り込み、2次転写装置22で転写して転写材上にトナー像を転写する。トナー像が転写された転写材は、2次転写装置22で搬送されて定着装置25へと送り込まれ、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写材に定着された後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び2次転写位置22へと再給紙され、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。所定枚数の画像形成が終了した後には、作像後処理を行ってから感光体40Y、C、M、Bkの回転を停止する。作像後処理では帯電バイアス、転写バイアスをオフした状態で感光体40を1周以上回転させ、その際に除電手段により感光体40表面の電荷を除電して、感光体40が除電したまま放置されて感光体40が劣化することを防止する。
On the other hand, in the paper feed table 200, one of the paper feed rollers 42 is selectively rotated, the transfer material is sent out from one of the
一方、操作部で白黒モードが選択された場合には、支持ローラ15が下方に移動し、中間転写ベルト10を感光体40Y、C、Mから離間させる。感光体40Bkのみが図1の反時計回り方向に回転し、感光体40Bkの表面が帯電装置により一様に帯電され、Bkの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成され、Bkのトナーにより現像されてトナー像となる。このトナー像は中間転写ベルト10上に転写される。この際、Bk以外の3色の感光体40Y、C、M、現像装置60Y、C、Mは停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。一方、給紙カセット44から給紙された転写材は、レジストローラ49により中間転写ベルト10上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送され、中間転写ベルト10上のトナー像が2次転写装置22により転写される。トナー像が転写された転写材は、フルカラー画像の場合と同様に定着装置25で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
On the other hand, when the monochrome mode is selected on the operation unit, the support roller 15 moves downward to separate the intermediate transfer belt 10 from the
次に、画像形成ユニット18の構成について詳細に説明する。画像形成ユニット18Y、C、M、Bkは、各現像装置60Y、C、M、Bkで用いるトナー色が異なる以外は同一構成であるので、以下添字を省略して説明する。図2は、画像形成ユニットの内部構成を示す概略構成図である。図2に示すように、像担持体である感光体40の周りには、感光体40を均一に帯電する帯電装置70、感光体40の電位を検知する電位センサ71、感光体40に形成された静電潜像を現像する現像装置60を備えている。また、感光体40の周りには、トナー像が転写された後の感光体40の表面を除電する除電ランプ72、転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として2本のブラシローラ73、74やポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード75が配置されている。また、画像形成ユニット18のケースには露光装置21からの露光光76を通過させるための開口が設けられている。ブラシローラ73、74や、クリーニングブレード75により感光体40から掻き取られたトナーは、トナー搬送コイル79により回収され、図示しない廃トナー収納部に搬送するように構成されている。
Next, the configuration of the
図2中のブラシローラ74には固形の潤滑剤78が当接しており、感光体への潤滑剤供給部材としての機能も持っている。感光体に潤滑剤を供給することで、感光体の摩耗を低減し、クリーニング性を向上させることができる。固形の潤滑剤の例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛のような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。
A
なお、図2に示す画像形成ユニット18では、転写後に除電ランプ72により除電された感光体40をクリーニングするように構成されているが、転写後にクリーニングされた感光体を除電するように構成してもよい。また、図2に示す画像形成ユニット18では、クリーニング手段であるブラシローラ74に潤滑剤78が配置されているが、この構成ではブラシローラ74に入力してくるトナー量により潤滑剤78の供給が影響を受けやすいという欠点があった。これは感光体40のクリーニング手段内に潤滑剤供給手段が併設されているために、クリーニングに入力してくるトナー量(転写残トナーや、フルカラー画像形成装置では上流で形成されたトナー像による逆転写トナー)が変動した場合に、潤滑剤の供給効率が影響を受けてしまうことによる。よって、クリーニング手段よりも感光体移動方向下流側に潤滑剤供給手段を配置してもよい。図3は、図2とは別の実施形態に係る画像形成ユニットの内部構成を示す概略構成図である。図3に示すように、ブラシローラ75及びクリーニングブレード75よりも感光体移動方向下流側に、潤滑剤供給手段であるブラシローラ74と潤滑剤78を配置するとよい。これにより、形成される画像面積により転写残トナーや逆転写トナーの入力量が変化しても感光体40に潤滑剤を安定に供給することができる。なお、図3中、図2で示す部材と同一部材には、同一符号を付し説明を省略する。
The
また、図2及び図3に示すように、上記現像装置60は、二成分現像方式を採用しており、現像装置60内にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。この現像装置60は感光体40に対向して配置される現像ローラ61、現像装置60内の現像剤を搬送攪拌する2本のスクリュ62、63、現像装置60内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ64等を備えている。現像ローラ61は外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成され、感光体40に供給するトナーを担持する。現像装置60内の2成分現像剤は、2本のスクリュ62、63で攪拌されながら搬送循環され、現像ローラ61に供給される。現像ローラ61に供給された現像剤は、現像ローラ61の回転とともにドクタブレード65によって適正な量に規制された後、現像ローラ61に印加される現像バイアス電圧により感光体40に転移して感光体40上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像ローラ61上に残った現像剤は、磁力がないところで現像スリーブ65から離れる。この繰り返しにより、現像装置60内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71で検知して図示しないトナー補給装置により必要量のトナーが補給される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the developing
本実施形態で使用するトナーは結着樹脂、着色剤、電荷制御剤を主成分とし、必要に応じて他の添加剤が加えられて構成されている。結着樹脂の具体例としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂等を用いることができる。トナーに使用される着色材(例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック)としては、トナー用として公知のものが使用できる。着色材の量は結着樹脂100重量部に対して0.1から15重量部が適当である。
電荷制御剤の具体例としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、4級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。荷電制御剤量は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部である。
また、トナー粒子には流動性付与剤を添加しておくのが有利である。流動性付与剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物の微粒子及びそれら微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等によって表面処理したものや、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微粒子等が用いられる。これら流動性付与剤の粒径は0.01〜3μmの範囲のものが使用される。これら流動性付与剤の添加量は、トナー粒子100重量部に対して0.1〜7.0重量部の範囲が好ましい。
The toner used in the present embodiment is composed of a binder resin, a colorant, and a charge control agent as main components, and other additives are added as necessary. Specific examples of the binder resin include polystyrene, styrene-acrylic acid ester copolymer, polyester resin, and the like. As the colorant (for example, yellow, magenta, cyan and black) used for the toner, those known for toner can be used. The amount of the coloring material is suitably 0.1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
Specific examples of the charge control agent include a nigrosine dye, a chromium-containing complex, a quaternary ammonium salt, and the like, which are properly used depending on the polarity of the toner particles. The amount of the charge control agent is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
In addition, it is advantageous to add a fluidity imparting agent to the toner particles. Examples of the fluidity-imparting agent include fine particles of metal oxides such as silica, titania and alumina, and those obtained by surface-treating these fine particles with a silane coupling agent, titanate coupling agent, etc., polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride. Polymer fine particles such as are used. These fluidity imparting agents have a particle size in the range of 0.01 to 3 μm. The addition amount of these fluidity-imparting agents is preferably in the range of 0.1 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles.
本実施形態で使用する2成分現像剤用のトナーを製造する方法としては、種々の公知の方法、またはそれらを組み合わせた方法により製造することができる。例えば、混練粉砕法では、結着樹脂とカーボンブラックなどの着色材及び必要とされる添加剤を乾式混合し、エクストルーダー又は二本ロール、三本ロール等にて加熱溶融混練し、冷却固化後、ジェットミルなどの粉砕機にて粉砕し、気流分級機により分級してトナーが得られる。また、懸濁重合法や非水分散重合法により、モノマーと着色材、添加剤から直接トナーを製造することも可能である。 As a method for producing the toner for the two-component developer used in the present embodiment, it can be produced by various known methods or a combination thereof. For example, in the kneading and pulverization method, a binder resin, a colorant such as carbon black, and the necessary additives are dry-mixed, heated and melt-kneaded with an extruder or two-roll, three-roll, etc., and after cooling and solidification Then, the toner is pulverized by a pulverizer such as a jet mill and classified by an airflow classifier. In addition, a toner can be directly produced from a monomer, a colorant, and an additive by suspension polymerization or non-aqueous dispersion polymerization.
本実施形態で使用する2成分現像剤用のキャリアは、芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものである。例えば、本実施形態で用いることのできる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は20〜60μm程度が適当である。
キャリア被覆層形成に使用する材料としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトンがある。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
The carrier for the two-component developer used in the present embodiment is made of the core material itself or is provided with a coating layer on the core material. For example, the core material of the resin-coated carrier that can be used in the present embodiment is ferrite or magnetite. An appropriate particle size of the core material is about 20 to 60 μm.
Examples of the material used for forming the carrier coating layer include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, vinyl ether substituted with a fluorine atom, and vinyl ketone substituted with a fluorine atom. As a method for forming the coating layer, a resin may be applied to the surface of the carrier core material particles by a spraying method, a dipping method, or the like, as in the conventional case.
本実施形態で使用する感光体40の一例としては、導電性支持体上に構成された感光層である電荷発生層、電荷輸送層からなる積層型有機感光体が挙げられる。
導電性支持体は、体積抵抗810Ωcm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の管材を切削、超仕上げ、研磨等で表面処理したものからなる。
As an example of the
Conductive support, shows the following conductive volume resistivity 81 0 [Omega] cm, for example, aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, silver, gold, metals such as platinum, tin oxide, metal oxides such as indium oxide The film is formed by vapor deposition or sputtering, film- or cylindrical plastic, paper-coated, pipes such as aluminum, aluminum alloy, nickel, and stainless steel are subjected to surface treatment by cutting, superfinishing, polishing, or the like.
上記電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生層の膜厚は、通常は0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファスシリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
電荷発生層は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、2−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を塗布することにより形成できる。
電荷発生層の塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行うことができる。
適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料1部に対して0〜2部が適当である。
電荷発生層は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. The film thickness of the charge generation layer is usually 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm. As the charge generation material, an inorganic or organic material is used, and typical examples include monoazo pigments, disazo pigments, trisazo pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, quinone condensed polycyclic compounds, squarics. Examples include acid dyes, phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, azulenium salt dyes, selenium, selenium-tellurium alloys, selenium-arsenic alloys, and amorphous silicon. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.
The charge generation layer is obtained by dispersing the charge generation material together with a binder resin, using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, 2-butanone, dichloroethane, or the like by a ball mill, attritor, sand mill, etc., and applying a dispersion. Can be formed.
The charge generation layer can be applied by dip coating, spray coating, bead coating, or the like.
Examples of the binder resin used as appropriate include resins such as polyamide, polyurethane, polyester, epoxy, polyketone, polycarbonate, silicone, acrylic, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl ketone, polystyrene, polyacryl, and polyamide. The amount of the binder resin is suitably 0 to 2 parts with respect to 1 part of the charge generating material on a weight basis.
The charge generation layer can also be formed by a known vacuum thin film manufacturing method.
上記電荷輸送層は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。電荷輸送層の厚さは、10〜40μmの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。本実施形態においては、感光層に含有される電荷輸送材量の含有量は、電荷輸送層の30重量%以上とするのが好ましい。30重量%未満では、感光体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず好ましくない。 The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing a charge transport material and a binder resin in a suitable solvent, and applying and drying the solution. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, etc. can also be added as needed. The thickness of the charge transport layer may be appropriately selected in accordance with desired photoreceptor characteristics within a range of 10 to 40 μm. In the present embodiment, the amount of the charge transport material contained in the photosensitive layer is preferably 30% by weight or more of the charge transport layer. If it is less than 30% by weight, a sufficient light decay time in a high-speed electrophotographic process cannot be obtained in pulsed light exposure in laser writing on a photoreceptor, which is not preferable.
上記電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
Among the charge transport materials, low molecular charge transport materials include electron transport materials and hole transport materials. Examples of the electron transport material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2, 4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophene-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials may be used alone or as a mixture of two or more.
Examples of hole transport materials include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane. , Styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials may be used alone or as a mixture of two or more.
上記電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用するバインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル、シリコーン、エポキシ、メラミン、ウレタン、フェノール、アルキッド等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、2−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。 As the binder resin used for the charge transport layer together with the charge transport material, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride- Vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate, phenoxy, polycarbonate, cellulose acetate, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic, silicone, epoxy, melamine, urethane, phenol, alkyd, etc. A thermoplastic or thermosetting resin is mentioned. Examples of the solvent include tetrahydrofuran, dioxane, toluene, 2-butanone, monochlorobenzene, dichloroethane, methylene chloride and the like.
所望により電荷輸送層に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜30%程度が適当である。
所望により電荷輸送層に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して0〜1%程度が適当である。
Examples of the plasticizer that is optionally added to the charge transport layer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and other general-purpose plasticizers. The amount used is 0 to 30% based on the weight of the binder resin. The degree is appropriate.
Leveling agents added to the charge transport layer as desired include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain. About 0 to 1% is appropriate for the binder resin on the basis.
本実施形態で使用する感光体には、導電性支持体と感光層との間に下引き層を形成することもできる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン、アルキッド−メラミン、エポキシ等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この他に、下引き層には、Al2O3を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物、SiO、SnO2、TiO2、ITO、Ce02等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、0〜5μmが適当である。
In the photoreceptor used in the exemplary embodiment, an undercoat layer can be formed between the conductive support and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is applied using a solvent, the resin is a resin having high resistance to general organic solvents. Is desirable. Such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine, alkyd-melamine, epoxy, etc., three-dimensional Examples thereof include a curable resin that forms a network structure.
Further, fine powder of metal oxide such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential. This undercoat layer can be formed by using an appropriate solvent and coating method as in the case of the photosensitive layer.
Furthermore, it is also useful to use a metal oxide layer formed by, for example, a sol-gel method using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent or the like as the undercoat layer. In addition, the undercoat layer which the Al 2 O 3 was formed by those anodized, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO, SnO 2, TiO 2, ITO, Ce0 2 , etc. inorganic It is also effective to form the film by a vacuum thin film manufacturing method. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.
本実施形態で使用する感光体40には、感光層の上に保護層を形成することもできる。感光体40の表面に保護層を設けることで、後述するように帯電ローラにACバイアスを重畳した場合でも感光体40の摩耗を低減することができ、感光体40の寿命を長くすることができる。この保護層はバインダー樹脂に耐摩耗性を向上する目的でアルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等の金属酸化物微粒子が添加された構成である。バインダー樹脂としては、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル、フェノール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ等の樹脂が挙げられる。
保護層に添加される金属酸化物微粒子の量は、重量基準で通常は、5〜30%である。金属酸化物微粒子の量が5%未満では、摩耗が大きく耐摩耗性を向上する効果が小さく耐久性に劣り、30%を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。保護層の厚さは、1〜10μm、好ましくは3〜8μm程度が適当である。保護層の膜厚が薄すぎると耐久性に劣り、保護層の膜厚を厚くしすぎると感光体製造時の生産性が低下するだけでなく、経時での残留電位の上昇が大きくなってしまう。保護層に添加する金属酸化物粒子の粒径としては0.1〜0.8μmが適当である。金属酸化物微粒子の粒径が大きすぎる場合には保護層表面の凹凸が大きくなりクリーニング性が低下する上、露光光が保護層で散乱されやすく解像力が低下し画像品質が劣る。金属酸化物微粒子の粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣る。
さらに保護層には、基材樹脂への金属酸化物微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるものが適宜利用できその量は重量基準で通常は含有する金属酸化物微粒子の量に対して0.5〜4%、好ましくは、1〜2%である。
また、保護層に電荷輸送材料を添加することで、保護層中の電荷の移動を促進することができる。保護層に添加する電荷輸送材料としては電荷輸送層と同じ材料を用いることができる。
In the
The amount of metal oxide fine particles added to the protective layer is usually 5 to 30% on a weight basis. If the amount of the metal oxide fine particles is less than 5%, the wear is large and the effect of improving the wear resistance is small and the durability is inferior. If it exceeds 30%, the bright portion potential is significantly increased during exposure, and the sensitivity is lowered. Is not desirable because it cannot be ignored. As a method for forming the protective layer, a normal coating method such as a spray method is employed. The thickness of the protective layer is 1 to 10 μm, preferably about 3 to 8 μm. If the protective layer is too thin, the durability will be poor, and if the protective layer is too thick, not only will the productivity at the time of photoconductor production decrease, but the residual potential will increase significantly over time. . The particle size of the metal oxide particles added to the protective layer is suitably 0.1 to 0.8 μm. When the particle size of the metal oxide fine particles is too large, the unevenness on the surface of the protective layer becomes large and the cleaning property is deteriorated, and the exposure light is easily scattered by the protective layer, so that the resolution is lowered and the image quality is inferior. If the particle size of the metal oxide fine particles is too small, the wear resistance is poor.
Further, a dispersion aid can be added to the protective layer in order to improve the dispersibility of the metal oxide fine particles in the base resin. As the added dispersion aid, those used in paints and the like can be used as appropriate, and the amount thereof is usually 0.5 to 4%, preferably 1 to 2 with respect to the amount of metal oxide fine particles contained on a weight basis. %.
Further, by adding a charge transport material to the protective layer, the movement of charges in the protective layer can be promoted. As the charge transport material added to the protective layer, the same material as the charge transport layer can be used.
また、本実施形態で使用する感光体40には耐環境性の改善のため、とりわけ感度低下や残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、およびレベリング剤等を添加することができる。なお、本実施形態で使用できる保護層の構成としては金属酸化物粒子を分散させたタイプに限定されるものではなく、光あるいは熱硬化型の樹脂材料を用いることにより、保護層を形成することもできる。
Further, the
次に、本発明の特徴部となる帯電装置70の構成について説明する。本実施形態では、非接触方式の帯電ローラ77を採用している。図4は、本実施形態で使用する帯電ローラの構成を示す構成図である。図4に示すように、この帯電ローラ77は導電性支持体である芯金81と、芯金81の周囲に形成された帯電部材82と、帯電部材82の両端部に形成されるギャップ保持部材83とから構成される。ギャップ保持部材83を感光体40の画像領域外に付き当てることで、帯電ローラ77の帯電部材82と感光体40との間に帯電ギャップを形成する。帯電ローラ77は芯金81の端部に取り付けられたギヤが感光体フランジに形成されたギヤとかみ合っており、感光体駆動モータにより感光体40が回転すると感光体40と略等しい線速で連れ回り方向に回転する。感光体40と帯電ローラ77の帯電部材82とが接触することがないので、感光体40と帯電ローラ77の帯電部材82として硬い樹脂材料を使用した場合でも画像領域の感光層に傷が付いたりすることはない。このような感光体40と帯電ローラ77間の帯電ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大帯電ギャップは100μm程度以下に抑える必要がある。また、このような感光体40と帯電ローラ77間に帯電ギャップを設けた帯電装置70を使用する場合には、帯電バイアスとしてDC電圧にAC電圧を重畳することが望ましい。感光体40と帯電ローラ77とが非接触に配置されても感光体40を均一に帯電することが可能となる。
Next, the configuration of the charging
ここで、上記帯電ローラ77の芯金81にはステンレス等の金属が用いられる。芯金81が細すぎると帯電部材82の切削加工時や、感光体40に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、芯金81が太すぎる場合には帯電ローラ77が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金81の直径としては6〜10mm程度が望ましい。
Here, a metal such as stainless steel is used for the cored
上記帯電ローラ77の帯電部材82には104〜109Ωcmの体積抵抗を持つ材料、特に樹脂材料が好ましい。抵抗が低すぎると感光体40にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアスのリークが発生しやすく、抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができない。基材となる樹脂に導電性材料を配合することで所望の体積抵抗を得ることができる。基材樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
上記導電性材料としては四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物のようなイオン導電性材料が好ましい。四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンの例としては、四級アンモニウム塩基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレンーエチルアクリレート共重合、エチレンーメチルアクリレート共重合、エチレン−酢酸ビニル共重合、エチレン−プロピレン共重合、エチレン−ヘキセン共重合等のポリオレフィンである。本実施の形態においては、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンについて例示したが、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィン以外の高分子化合物であっても構わない。
上記イオン導電性材料は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより、前記の基材樹脂に均一に配合される。配合された材料を芯金上に射出成形、あるいは押出成形にすることにより、容易にローラ形状に成型することができる。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は基材樹脂100重量部に対してイオン導電性材料30〜80重量部が望ましい。帯電ローラ77の帯電部材82の厚さとしては0.5〜3mmが望ましい。帯電部材82が薄すぎると成型が困難である上に強度の面でも問題がある。帯電部材82が厚すぎると帯電ローラ77が大型化するうえに帯電部材82の実際の抵抗が大きくなるため帯電効率が低下してしまう。
The charging
The conductive material is preferably an ion conductive material such as a polymer compound having a quaternary ammonium base. Examples of polyolefins having a quaternary ammonium base include polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisoprene, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- Polyolefins such as propylene copolymer and ethylene-hexene copolymer. In the present embodiment, the polyolefin having a quaternary ammonium base is exemplified, but a polymer compound other than the polyolefin having a quaternary ammonium base may be used.
The ion conductive material is uniformly blended with the base resin by using a means such as a biaxial kneader or a kneader. The blended material can be easily molded into a roller shape by injection molding or extrusion molding on the core metal. The blending amount of the ion conductive material and the base resin is desirably 30 to 80 parts by weight of the ion conductive material with respect to 100 parts by weight of the base resin. The thickness of the charging
上記帯電ローラ77のギャップ保持部材83は、帯電部材82を成形した後、帯電部材82の両端にあらかじめ成形しておいたギャップ保持部材83を圧入や接着、あるいはその両方を併用して芯金81に固定されている。このようにして、帯電部材82とギャップ保持部材83を一体化してから、切削や研削等の加工を行って帯電ローラ77の外径を整えることで帯電部材82とギャップ保持部材83のフレの位相を揃えることができ、帯電ギャップの変動を低減することができる。
ギャップ保持部材83の材質としては帯電部材82の基材と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。ただし、感光層にギャップ保持部材83を当接させるので感光層が損傷するのを防止するために、帯電部材82より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。また、摺動性に優れ感光層に損傷を与えにくい樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いることもできる。
また、帯電部材82やギャップ保持部材83にはコーティング等により、トナー等が付着しにくい表層を数10μm程度の厚さで形成することもできる。
The
As the material of the
Further, the charging
上述した帯電ローラ77の帯電部材82及びギャップ保持部材83に使用する樹脂材料は、加工が容易で、かつ環境による硬度変動が小さいために高精度で加工することが可能である。よって、感光体40と帯電ローラ77との微小な帯電ギャップを安定して形成することが可能となる。
The resin material used for the charging
また、上記帯電ローラ77には、帯電部材82をクリーニングするための帯電部材用クリーニング手段と、ギャップ保持部材83をクリーニングするためのギャップ保持部材用クリーニング手段とが設けられている。帯電部材用クリーニング手段やギャップ保持部材用クリーニング手段としては、スポンジ、ブラシ等の多様な材料を使用することができるが、帯電部材82やギャップ保持部材83に対して固定して当接した場合には当接面に溜まったトナー等がかえって帯電部材82やギャップ保持部材63に付着しやすくなる。そのため、帯電部材用クリーニング部材及びギャップ保持部材用クリーニング手段は、ローラ形状として帯電部材82やギャップ保持部材83に連れ回り回転することが好ましい。
The charging
本実施形態に係る帯電部材用クリーニング手段である帯電部クリーニングローラ及びギャップ保持部材用クリーニング手段であるギャップ保持部クリーニングローラは、以下のように構成される。図5は、帯電部クリーニングローラとギャップ保持部クリーニングローラの構成を示す断面図である。図6は、帯電部クリーニングローラとギャップクリーニングローラの位置を説明する構成図である。図7は、帯電部クリーニングローラの構成を示す部分拡大斜視図である。図5及び図6に示すように、帯電ローラ77の周囲に帯電部クリーニングローラ84とギャップ保持部クリーニングローラ87とが配置されている。ここで、帯電部クリーニングローラ84とギャップ保持部クリーニングローラ87の位置関係は、どちらが帯電ローラ77の移動方向上流側、下流側であってもよい。
The charging unit cleaning roller that is the charging member cleaning unit and the gap holding unit cleaning roller that is the gap holding member cleaning unit according to the present embodiment are configured as follows. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating configurations of the charging unit cleaning roller and the gap holding unit cleaning roller. FIG. 6 is a configuration diagram illustrating positions of the charging unit cleaning roller and the gap cleaning roller. FIG. 7 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of the charging unit cleaning roller. As shown in FIGS. 5 and 6, a charging
上記帯電部クリーニングローラ84は、芯金85と、芯金85の周囲に周囲に形成された帯電部クリーニング部材86とを有し、帯電ローラ77の帯電部材82に対して、帯電部クリーニング部材86が接離可能となるように構成されている。上記帯電ローラ77には、帯電バイアスとしてACバイアスを重畳して印加しているために、像担持体上の汚れを帯電部材に静電的に引き寄せてしまうが、逆に帯電部材に付着した汚れを像担持体に静電気に引き戻す力も働く。そのため、必ずしも帯電部材82に帯電部クリーニング部材86を常時当接させる必要がないことが判明した。帯電部材に帯電部クリーニング部材を常時当接させた場合には、初期的には帯電部材表面の汚れを除去できているものの、長期間使用しているとクリーニング部材に溜まった汚れを帯電部材に擦りつけることになる。そのため、かえって帯電部材を汚してしまったり、クリーニング部材自体が劣化したりしてクリーニング性能を維持できなくなってしまう。よって、帯電部クリーニングローラ84は、後述する接離機構により、帯電ローラ77の帯電部材82に対して、帯電部クリーニング部材86が接離可能となるように構成されている。
The charging
なお、この帯電部クリーニングローラ84の帯電部クリーニング部材86は、図5に示すように、帯電ローラ77の帯電部材82を清掃可能な幅(軸方向長さ)に形成されていればよいが、ギャップ保持部材83も清掃可能な幅に形成されていてもよい。また、帯電部クリーニングローラ84の帯電部クリーニング部材86には、メラミン樹脂フォーム(多孔質材)を用いるとよい。メラミン樹脂フォームは、他の多孔質材よりも強度に優れ、フォーム内に空間が多く存在するため、大量のトナー等の汚れを保持することが可能であり、長期に亘ってクリーニング性能を維持することができる。また、帯電部材82から除去した汚れを帯電部材82にこすり付けてかえって帯電部材82に汚れを付着させてしまうのを防止するためには、帯電部クリーニングローラ84は帯電部材(帯電ローラ)82と速度差をもって当接しているより、帯電部材82と等速で回転しながら当接しているほうが汚れをこすり付けてしまう不具合が発生しにくい。
As shown in FIG. 5, the charging
上記ギャップ保持部クリーニングローラ87は、芯金88と、芯金88の周囲に形成されたギャップ保持部クリーニング部材89とを有し、ギャップ保持部クリーニング部材89が帯電ローラ77のギャップ保持部材83に対して常時当接するように構成されている。このギャップ保持部クリーニングローラ87のギャップ保持部クリーニング部材89は、ギャップ保持部材83を清掃可能な幅(軸方向長さ)に形成される。ギャップ保持部クリーニングローラ87は、ギャップ保持部クリーニング部材89がギャップ保持部材83に対して常時当接しているため、ギャップ保持部材83にトナーが大量に付着することがなく、長期に亘って帯電ギャップを維持することができる。ギャップ保持部材83に対してギャップ保持部クリーニング部材89を間欠的に当接させた場合には、ギャップ保持部材83としてトナーが付着しにくい材料を選択しても、ギャップ保持部材83とギャップ保持部クリーニング部材89が離間している間にギャップ保持部材83上に、感光体40上に設置されたクリーニングブレードの端部からわずかに漏れたトナーや現像器等からわずかに飛散したトナーが溜まり易くなる。その結果、感光体40とギャップ保持部材83との間でトナーが押しつぶされてトナー同士が固着しやすくなるために帯電ギャップが広がり、異常放電に伴う濃度ムラ等の異常画像が発生しやすくなる。
なお、ギャップ保持部クリーニング部材89についても、帯電部クリーニング部材86と同様にメラミン樹脂フォームを用いることができ、異なる材質のものを用いてもよい。また、ギャップ保持部クリーニングローラ87はギャップ保持部材(帯電ローラ)83と速度差をもって当接しているより、ギャップ保持部材83と等速で回転しながら当接しているほうが汚れをこすり付けてしまう不具合が発生しにくい。
The gap holding
As for the gap holding
このように、帯電部クリーニングローラ84を間欠的に帯電ローラ77の帯電部材82に当接させることにより、帯電部材82に再付着する汚れも少なくなり、長期に亘って良好なクリーニング性能を維持することができる。また。常時当接する場合に比べ帯電部クリーニングローラ77に溜まる汚れの量も少なくなり、帯電部クリーニングローラ77が劣化しにくくなり寿命も長くなる。一方、ギャップ保持部クリーニングローラ87は、ギャップ保持部材83に対して常時当接しているため、ギャップ保持部材83にトナーが大量に付着することがなく、長期に亘って帯電ギャップを維持することができる。
In this manner, the charging
次に、上記帯電部クリーニングローラ84を接離動作させる構成について説明する。図8は、帯電部クリーニングローラを接離動作させる構成の一例を示す構成図である。図8に示すように、帯電ローラ77の芯金85の両端部は、帯電フレーム101によって支持され、ギャップ保持部材83が感光体40の画像形成領域外に当接して所望の帯電ギャップを形成することができるようになっている。また、帯電部クリーニングローラ84の芯金85の両端部は、帯電フレーム101に支持され支点102を中心に回動可能なアーム103(一部点線で示す)によって支持されている。装置本体100側に設置された図示しないソレノイドでアーム103の突起部104を図8に示す位置から押し下げることにより、帯電部クリーニング部材86が帯電ローラ77の帯電部材82に当接し連れ周り回転しながら帯電部材82をクリーニングする。一方、図中矢印方向にソレノイドからの押圧が解除されることで、帯電部クリーニングローラ84は、帯電部クリーニング部材86が帯電ローラ77の帯電部材82から離間することになる。帯電部クリーニンフローラ84の接離動作を画像形成中に実行すると、ソレノイドの動作による振動が書き込みユニット等に伝達して画像が乱れる虞があるため、この帯電部材82のクリーニング動作は画像形成動作中以外に実施する必要がある。このクリーニング動作が頻繁に実行されるとユーザの待ち時間が増えることになるため、出来る限りクリーニング動作の実行頻度を少なくすることが好ましい。本実施形態では、帯電ローラ77の帯電部材82を感光体40に対して非接触に配置することで帯電ローラ77の汚れを低減できるので、帯電部材82のクリーニングの実行間隔を長く設定することが可能となりユーザの待ち時間を低減することができる。
Next, a configuration for causing the charging
また、帯電ローラ77の帯電部材82の汚れは、使用環境、使用枚数、画像面積等の使用状況の影響も受けるので、これらの使用状況に応じて帯電部材82のクリーニング動作の実行間隔を変更することが好ましい。具体的には、使用環境が低温低湿環境の場合には、帯電部材82自体や帯電部材82に付着した汚れの抵抗が上昇して帯電不良が発生しやすくなる。また使用相数が多くなるに従い感光体クリーニング手段の劣化(クリーニングブレード75の摩耗等)が進行するために、感光体クリーニング手段をすり抜けるトナー等が増加して帯電部材82が汚れやすくなる。さらに高画像面積の画像が多く出力された場合にも、感光体クリーニング手段に入力されるトナーが増加するので帯電部材82が汚れやすくなる。したがって、このような状況で使用された場合には、帯電部材82のクリーニング動作の実行頻度を高くすることが望ましい。
Further, the contamination of the charging
次に、帯電部クリーニングローラ及びギャップ保持部クリーニングローラの配置を変えた別の実施形態について説明する。図7及び図8に示した帯電装置では、帯電部クリーニングローラ84の芯金(回転軸)85とギャップ保持部クリーニングローラ87の芯金(回転軸)88とが帯電ローラ77上において異なる位置に配置されている。これに対し、帯電部材用クリーニング手段とギャップ保持部材用クリーニング手段とを互いの回転軸が略同軸上となるように配置して一体に構成してもよい。図9は、この帯電装置用一体型クリーニングローラの構成を示す構成図である。図10は(a)は帯電部クリーニング部材が感光体に当接しているときの一体型クリーニングローラの様子を示す構成図である。図10(b)は帯電部クリーニング部材が感光体から離間しているときの一体型クリーニングローラの様子を示す構成図である。
Next, another embodiment in which the arrangement of the charging unit cleaning roller and the gap holding unit cleaning roller is changed will be described. 7 and 8, the cored bar (rotating shaft) 85 of the charging
図9及び図10に示すように、一体型クリーニングローラ90は、帯電ローラ77の帯電部材82を清掃可能な幅に形成された帯電部クリーニング部材91と、これを支持する芯材92と、ギャップ保持部材83を清掃可能な幅に形成されたギャップ保持部クリーニング部材93と、これを支持する中空状芯材94とから構成される。そして、所定のタイミングで、図10(a)に示すように、図中点線で示す帯電部クリーニング部材91が帯電部材82に当接し、ギャップ保持部クリーニング部材93がギャップ保持部材83に当接する。また、通常は、図10(b)に示すように、図中点線で示す帯電部クリーニング部材91が帯電部材82から離間し、ギャップ保持部クリーニング部93がギャップ保持部材83に当接している。ここで、ギャップ保持部クリーニング部材93の中空状芯材94の内径と、ギャップ保持部クリーニング部材取り付け位置の帯電部クリーニング部材91の芯金92の外径と、帯電部クリーニング部材91の外径と、帯電部クリーニング部材91の接離動作のストローク量との関係を適切な関係に設定することが必要である。これらの条件を適切な関係に設定することにより、帯電部クリーニング部材91の帯電部材82への接離状態によらず、ギャップ保持部クリーニング部材93をギャップ保持部材83に常時当接することができる。また、このとき、一体型クリーニングローラ90は、帯電ローラ77の上方に配置するとよい。これにより、帯電部クリーニング部材91の接離状態によらず、重力の作用でギャップ保持部クリーニング部材93をギャップ保持部材83に常時当接させてギャップ保持部材83をクリーニングすることができる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
このように、一体型クリーニングローラ90は帯電部クリーニング部材91を間欠的に帯電ローラ77の帯電部材82に当接させることにより、常時当接する場合に比べ帯電部クリーニング部材91に溜まるトナー等の量が少なくすることができる。また、帯電部クリーニング部材91が劣化しにくくなり、一体型クリーニングローラ90の寿命も長くなる。一方、ギャップ保持部部材93は、ギャップ保持部材83に対して常時当接しているため、ギャップ保持部材83にトナーが大量に付着することがなく、長期に亘って画像品質を良好に維持することができる。さらに、帯電部クリーニング部材91の芯材92とギャップ保持部材93の中空状芯材94とが略同軸上に配置されているので、省スペース化が可能である。
As described above, the
次に、比較例及び実施例で示す帯電装置を用いて実験を行った結果について説明する。
[比較例1]
まず、帯電ローラとして、図4で示す樹脂製の帯電ローラを用意した。また、帯電ローラのクリーニング手段として、帯電部材及びギャップ保持部材をクリーニング可能な幅に形成されたメラミン樹脂フォームからなるクリーニング部材を備えたクリーニングローラを用意した。このクリーニングローラは、帯電ローラと常時連れ回り回転しながら帯電部材及びギャップ保持部材をクリーニングする。
次に、これら帯電ローラ及びクリーニングローラを具備する帯電装置をリコー製フルカラー複写機Imagio Neo 600を改造した実験機に搭載した。そして、各色の画像面積5%とし、1ジョブあたりA4サイズの転写紙5枚の通紙を行う条件下で、常温常湿環境で15万枚の通紙試験を実施した後、10℃15%の低温低湿環境で画像確認を行った。
常温常湿環境では4つの画像形成ユニットとも帯電ローラに起因する異常画像の発生はなかったが、10℃15%では4つの画像形成ユニットともハーフトーン画像で縦スジ状の濃度ムラが帯電ローラピッチで発生した。帯電ローラを観察すると濃度ムラに対応して帯電部材上にトナー、トナー外添剤、潤滑剤等と思われるスジ状の汚れが付着していた。この帯電部材表面には付着した汚れは、後述する比較例3との比較から、クリーニングローラが常時当接することにより、クリーニングローラに回収された汚れが再付着したためと考えられる。帯電ローラの帯電部材には、必ずしもクリーニング部材を常時当接させる必要がないと考えられる。なお、常温常湿環境では問題がなくても、10℃15%環境で帯電ローラ77の汚れによる不具合が顕在化するのは、低温低湿環境では帯電部材82自身や帯電部材82表面に付着した汚れの抵抗が上昇し、放電が起こりにくくなるためであると考えられる。
Next, results of experiments using the charging devices shown in the comparative example and the example will be described.
[Comparative Example 1]
First, as a charging roller, a resin charging roller shown in FIG. 4 was prepared. Further, as a charging roller cleaning means, a cleaning roller provided with a cleaning member made of a melamine resin foam formed to have a width capable of cleaning the charging member and the gap holding member was prepared. The cleaning roller cleans the charging member and the gap holding member while always rotating with the charging roller.
Next, the charging device including these charging roller and cleaning roller was mounted on an experimental machine modified from Ricoh's full-color copier Imagio Neo 600. Then, after conducting a 150,000 sheet passing test in a normal temperature and humidity environment under the condition that the image area of each color is 5% and 5 sheets of A4 size transfer paper is passed per job, the temperature is 10% 15%. The images were checked in a low temperature and low humidity environment.
In the normal temperature and humidity environment, no abnormal image was generated due to the charging roller in any of the four image forming units. However, at 10 ° C. and 15%, the vertical stripe-like density unevenness was observed in the four image forming units in the halftone image. Occurred in. When the charging roller was observed, streaky stains that appeared to be toner, toner external additives, lubricants, and the like adhered to the charging member corresponding to the density unevenness. From the comparison with Comparative Example 3 to be described later, it is considered that the dirt adhered to the surface of the charging member is due to the dirt collected on the cleaning roller being reattached when the cleaning roller is in constant contact. It is considered that the charging member of the charging roller is not necessarily required to always contact the cleaning member. Even if there is no problem in the normal temperature and normal humidity environment, the problem due to the contamination of the charging
[比較例2]
比較例1で用いたクリーニングローラを図8で示した機構によりを帯電ローラの帯電部材及びギャップ保持部材の両者に対して接離可能とした以外は、比較例1と同じ条件で通紙試験を行った。通常はクリーニングローラを帯電ローラから離間させておき、2500枚毎にジョブ後に10秒間、クリーニングローラを帯電ローラに当接させた状態で感光体と帯電ローラを回転させてクリーニング動作を実行した。
上記構成で常温常湿環境で通紙試験を実施すると、10万枚までに2つの画像形成ユニットで画像端部に帯電ローラピッチでポチ状の異常画像が発生した。帯電ローラを確認すると異常画像が発生した画像形成ユニットではギャップ保持部材にトナーの固まりが付着しており、そのため帯電ギャップが拡がってしまい異常画像が発生していた。感光体をクリーニングするクリーニングブレードの端部からわずかに漏れたトナーや現像器等からわずかに飛散したトナーがギャップ保持部材に徐々に蓄積して、ギャップ保持部材と感光体との間で押しつぶされることで固着に至ったと考えられる。クリーニングブレード端部からのトナーの漏れや、現像器からのわずかなトナー飛散は比較例1でも発生していたが、比較例1ではギャップ保持部材にクリーニングローラが常時当接していたために、トナー固着に至ることなくギャップ保持部材から除去されていたと考えられる。
[Comparative Example 2]
The paper passing test was performed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the cleaning roller used in Comparative Example 1 was able to be brought into contact with and separated from both the charging member and the gap holding member of the charging roller by the mechanism shown in FIG. went. Normally, the cleaning roller was separated from the charging roller, and the cleaning operation was performed by rotating the photosensitive member and the charging roller with the cleaning roller in contact with the charging roller for 10 seconds after every 2500 sheets after the job.
When the paper passing test was performed in a room temperature and humidity environment with the above configuration, up to 100,000 sheets, two image forming units generated a point-like abnormal image at the charging roller pitch at the edge of the image. When the charging roller is checked, in the image forming unit in which an abnormal image is generated, a lump of toner adheres to the gap holding member, so that the charging gap widens and an abnormal image is generated. Toner that slightly leaks from the edge of the cleaning blade that cleans the photoconductor or toner that slightly scatters from the developing unit or the like gradually accumulates in the gap holding member and is crushed between the gap holding member and the photoconductor. It is thought that it was fixed. Toner leakage from the edge of the cleaning blade and slight toner scattering from the developing device also occurred in Comparative Example 1. In Comparative Example 1, since the cleaning roller was always in contact with the gap holding member, toner fixing It is thought that it was removed from the gap holding member without reaching.
[比較例3]
帯電ローラのクリーニング手段として、ギャップ保持部材のみクリーニング可能な幅に形成されたメラミン樹脂フォームからなるクリーニング部材を備えたクリーニングローラを用意した。このクリーニングローラは、ギャップ保持部材と常時連れ回り回転しながらギャップ保持部材をクリーニングする。帯電ローラの帯電部材は一切清掃せず、ギャップ保持部材に付着したトナーのみを除去することになる。このクリーニングローラを用いる以外は、比較例1と同じ条件で通紙試験を行った。
上記構成で15万枚まで通紙試験を実施した後、10℃15%の低温低湿環境で画像確認を行ったところ、常温常湿環境では4つの画像形成ユニットとも帯電ローラに起因する異常画像の発生はなかったが、10℃15%では4つの画像形成ユニットともハーフトーン画像で帯電ローラピッチで斑点状の濃度ムラが発生した。帯電ローラを観察すると斑点状の濃度ムラに対応して帯電ローラ上の付着物に場所によるムラがあった。帯電部材をクリーニングしていないため、部分的に付着物の量にムラが生じており、帯電ローラ自体や付着物の抵抗が上昇する低温低湿環境で濃度ムラとして顕在化したものと考えられる。
[Comparative Example 3]
As a charging means for cleaning the charging roller, a cleaning roller provided with a cleaning member made of a melamine resin foam formed with a width capable of cleaning only the gap holding member was prepared. The cleaning roller cleans the gap holding member while always rotating with the gap holding member. The charging member of the charging roller is not cleaned at all, and only the toner adhering to the gap holding member is removed. A paper passing test was performed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that this cleaning roller was used.
After conducting a paper passing test up to 150,000 sheets with the above configuration, images were confirmed in a low-temperature and low-humidity environment at 10 ° C. and 15%. There was no occurrence, but at 10 ° C. and 15%, the four image forming units had halftone images and spotted density unevenness at the charging roller pitch. When the charging roller was observed, the deposit on the charging roller was uneven depending on the location, corresponding to the spotted density unevenness. Since the charging member is not cleaned, the amount of the deposit is partially uneven, which is considered to be manifested as density unevenness in the low temperature and low humidity environment where the resistance of the charging roller itself and the deposit increases.
[実施例1]
帯電ローラのクリーニング手段として、図5及び図6に示す帯電部クリーニングローラとギャップ保持部クリーニングローラを用いる以外は、比較例1と同じ条件で通紙試験を行った。上述したように、帯電部クリーニングローラは、通常は帯電ローラの帯電部材から離間させておき、2500枚毎にジョブ後に10秒間、帯電部クリーニングローラを帯電部材に当接させた状態で感光体と帯電ローラを回転させてクリーニング動作を実行する。一方、ギャップ保持部クリーニングローラは、ギャップ保持部材に常時当接させてクリーニング動作を実行する。
上記構成で常温常湿環境で20万枚の通紙試験を実施した後、10℃15%の低温低湿環境で画像確認を行ったところ、4つの画像形成ユニットとも帯電部材の汚れによる異常画像や、ギャップ保持部材へのトナー付着による異常画像の発生はなかった。また、帯電ローラの帯電部材の表面を観察したところ、比較例1、3のような汚れの付着も見られなかった。これらの結果から、帯電ローラの帯電部材を帯電部クリーニングローラにより間欠で、ギャップ保持部材をギャップ保持部クリーニングローラにより常時クリーニングすることにより、帯電部材の汚れによる異常画像と、ギャップ保持部材の汚れによる異常画像の両方を効果的に防止できることがわかる。
[Example 1]
A sheet passing test was performed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the charging unit cleaning roller and the gap holding unit cleaning roller shown in FIGS. 5 and 6 were used as the charging roller cleaning means. As described above, the charging unit cleaning roller is normally separated from the charging member of the charging roller, and the charging unit cleaning roller is in contact with the charging member for 10 seconds after every 2500 sheets after the job. The charging roller is rotated to perform a cleaning operation. On the other hand, the gap holding unit cleaning roller always performs contact with the gap holding member to perform the cleaning operation.
After carrying out a paper passing test of 200,000 sheets in a normal temperature and humidity environment with the above configuration, an image check was performed in a low temperature and low humidity environment of 10 ° C. and 15%. No abnormal image was generated due to toner adhesion to the gap holding member. Further, when the surface of the charging member of the charging roller was observed, no dirt was adhered as in Comparative Examples 1 and 3. From these results, the charging member of the charging roller is intermittently cleaned by the charging unit cleaning roller, and the gap holding member is constantly cleaned by the gap holding unit cleaning roller. It can be seen that both abnormal images can be effectively prevented.
[実施例2]
帯電ローラのクリーニング手段として、図9及び図10に示す一体型クリーニングローラを用いる以外は、実施例1と同じ条件で通紙試験を行った。上述したように、帯電部クリーニング部材の接離状態によらず、ギャップ保持部材にギャップ保持部クリーニング部材を常時当接させることができる。
上記構成で常温常湿環境で20万枚の通紙試験を実施した後、10℃15%の低温低湿環境で画像確認を行ったところ、4つの画像形成ユニットとも帯電部材の汚れによる異常画像や、ギャップ保持部材へのトナー固着による異常画像の発生はなかった。これらの結果から、帯電部材を帯電部クリーニング部材により間欠で、ギャップ保持部材をギャップ保持部クリーニング部材により常時クリーニングすることができるので、帯電部材の汚れによる異常画像と、ギャップ保持部材の汚れによる異常画像の両方を効果的に防止できることがわかる。また、帯電部クリーニング部材とギャップ保持部クリーニング部材を備えたクリーニングローラを一体型クリーニングローラとして構成しているので、実施例1の形態と比較して画像形成装置の小型化が可能である。
[Example 2]
A paper passing test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the integrated cleaning roller shown in FIGS. 9 and 10 was used as the charging roller cleaning means. As described above, the gap holding member cleaning member can always be brought into contact with the gap holding member regardless of the contact / separation state of the charging unit cleaning member.
After carrying out a paper passing test of 200,000 sheets in a normal temperature and humidity environment with the above configuration, an image check was performed in a low temperature and low humidity environment of 10 ° C. and 15%. No abnormal image was generated due to toner fixing to the gap holding member. From these results, the charging member can be intermittently cleaned by the charging unit cleaning member, and the gap holding member can be constantly cleaned by the gap holding unit cleaning member. It can be seen that both images can be effectively prevented. In addition, since the cleaning roller including the charging unit cleaning member and the gap holding unit cleaning member is configured as an integrated cleaning roller, the image forming apparatus can be downsized as compared with the first exemplary embodiment.
以上、本実施形態に係る画像形成装置においては、帯電部材82とギャップ保持部材83をクリーニングする手段として、それぞれ帯電部材用クリーニング手段である帯電部クリーニングローラ84と、ギャップ保持部材用クリーニング手段であるギャップ保持部クリーニングローラ87とが設けられている。よって、帯電部材82とギャップ保持部材83の両者をそれぞれ適切な条件でクリーニングすることができ、長期に亘って画像品質を良好に維持することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、帯電部クリーニングローラ84は帯電部材82に対して接離可能に構成されている。そのため、帯電部クリーニングローラが帯電部材に常時当接する場合に比べ、帯電ローラ77の帯電部82に再付着する汚れも少なくなり、良好なクリーニング性能を維持できる。また、常時当接する場合に比べ、帯電部クリーニングローラ84に溜まるトナー等の量が少なくなり、帯電部クリーニングローラ84が劣化しにくくなり寿命も長くなる。一方、ギャップ保持部クリーニングローラ89はギャップ保持部材83に対して常時当接するように構成されている。そのため、ギャップ保持部材83にトナーがたまりにくく、帯電ギャップを維持しやすい。
また、本実施形態に係る画像形成装置において、帯電部クリーニングローラ84及びギャップ保持部クリーニングローラ87は、帯電部材82及びギャップ保持部83に対して回転しながらクリーニングを行う。そのため、固定されたクリーニング手段に比べ、クリーニングローラ84、87表面のトナー等の汚れが帯電部材82及びギャップ保持部材83にこすりつけられにくく、長期に亘って良好なクリーニング性能を維持しやすくなる。
また、本実施形態に係る画像形成装置において、一体型クリーニングローラ90は、ギャップ保持部クリーニング部材93の芯材94を中空状に形成し、帯電部クリーニング部材91の芯材92を上記中空状芯材94内に配置している。そして、帯電部クリーニング部材91の帯電部材82への接離状態によらず、ギャップ保持クリーニング部材93がギャップ保持部材83に常時当接するように構成している。そのため、一体型クリーニングローラ90は、帯電手段のクリーニング手段として、帯電部クリーニング部材91とギャップ保持部クリーニング部材93を別部材で構成しても、省スペース化を図ることが可能である。
また、本実施形態に係る画像形成装置において、一体型クリーニングローラ90は、帯電ローラ77よりも上方に配置されている。そのため、帯電部クリーニング部材91の接離状態によらず、重力の作用によりギャップ保持部クリーニング部材93がギャップ保持部材83に連れ回り回転しながらクリーニングを行うことことができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置によれば、帯電部クリーニング部材86、91及びギャップ保持部クリーニング部材89、93に樹脂材料が用いられている。樹脂材料は環境による硬度変動が小さく、高精度で加工することが可能なため、微小な帯電ギャップを安定して形成することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置によれば、像担持体である感光体が有機感光体40からなり、表面に保護層を備えている。そのため、帯電ローラ77にACバイアスを重畳した場合でも、低コストで感光体40の摩耗を低減でき、感光体40の長寿命化を図ることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置によれば、感光体40に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段であるブラシローラ74、潤滑剤78が具備されているので、感光体40の摩耗を低減し、クリーニング性を向上させることができる。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジによれば、プロセスカートリッジ内で感光体40と帯電装置70の位置関係が決まる構成となっている。そのため、帯電部クリーニング部材86、91が接離機構等の複雑な構成を有する場合であっても、高精度の帯電ギャップを維持する必要がある場合であっても、サービスエンジニアによる調整等を必要とせずにユーザでも容易に交換が可能となる。
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the charging
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the charging
In the image forming apparatus according to this embodiment, the charging
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the
Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, resin materials are used for the charging
Further, according to the image forming apparatus according to the present embodiment, the photoconductor as the image carrier is composed of the
Further, according to the image forming apparatus according to the present embodiment, the
Further, the process cartridge according to the present embodiment has a configuration in which the positional relationship between the photoconductor 40 and the charging
40 感光体
77 帯電ローラ
82 帯電部材
83 ギャップ保持部材
84 帯電部クリーニングローラ
86 帯電部クリーニング部材
87 ギャップ保持部クリーニングローラ
89 ギャップ保持部クリーニング部材
90 一体型クリーニングローラ
91 帯電部クリーニング部材
92 芯材
93 ギャップ保持部クリーニング部材
94 中空状芯材
40
Claims (7)
上記帯電装置は、上記像担持体を帯電する帯電部材と、該帯電部材を支持する支持体と、該像担持体に当接して該像担持体と該帯電部材との間のギャップを保持するため幅方向で該帯電部材の両外側それぞれに設けられたギャップ保持部材とからなる帯電手段と、該帯電部材をクリーニングする帯電部材用クリーニング手段と、該ギャップ保持部材をクリーニングするギャップ保持部材用クリーニング手段とから構成され、
上記帯電部材用クリーニング手段及び上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は回転しながらクリーニングを行うものであり、
上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は、回転軸が上記帯電部材用クリーニング手段の回転軸と略同軸上になるように、幅方向で上記帯電部材用クリーニング手段を挟んで上記両外側の上記ギャップ保持部材それぞれに対応するように一対設けられるとともに、一対のギャップ保持部材用クリーニング手段それぞれの支持体が中空状に形成され、上記帯電部材用クリーニング手段の幅方向両端部の支持体部分が上記ギャップ保持部材用クリーニング手段の中空状の支持体内に位置し、かつ、上記帯電部材用クリーニング手段が上記帯電部材に対して接離可能となるように該支持体の中空内を移動可能であり、上記帯電部材用クリーニング手段の上記帯電部材への接離状態によらず、上記ギャップ保持部材用クリーニング手段が上記ギャップ保持部材に常時当接するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising at least an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a charging device that uniformly charges the image carrier.
The charging device holds a gap between the charging member that charges the image carrier, a support that supports the charging member, and the image carrier that is in contact with the charging member. Therefore, a charging unit comprising gap holding members provided on both outer sides of the charging member in the width direction, a charging member cleaning unit for cleaning the charging member, and a gap holding member cleaning for cleaning the gap holding member Means and
The charging member cleaning means and the gap holding member cleaning means perform cleaning while rotating,
The gap holding member cleaning means includes the gap holding members on both outer sides of the charging member cleaning means in the width direction so that the rotation axis is substantially coaxial with the rotation axis of the charging member cleaning means. together are a pair arranged so as to correspond to each pair of respective supports cleaning means for the gap holding member is formed in a hollow shape, the supporting part is the gap holding member in the width direction both end portions of the charging member cleaning means located in the hollow support body of the use cleaning means and the charging member cleaning means is movable within the hollow of the support so as to be separable with respect to the charging member, the charging member regardless of and away state to said charging member use a cleaning means, said gap holding member cleaning means the gap An image forming apparatus characterized by being configured to abut constantly holding member.
上記ギャップ保持部材用クリーニング手段は、上記ギャップ保持部材よりも上方に配置されてい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, wherein the gap holding member cleaning means is disposed above the gap holding member .
上記帯電手段は、上記支持体が導電性の芯金からなり、上記帯電部材が導電性樹脂材料からなり、上記ギャップ保持部材が絶縁性樹脂材料からなることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus 請 Motomeko 1 or 2,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging means includes the support made of a conductive metal core, the charging member made of a conductive resin material, and the gap holding member made of an insulating resin material.
上記帯電手段には、直流バイアスに交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3 .
An image forming apparatus, wherein a charging bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied to the charging unit.
上記像担持体は有機感光体からなり、表面に保護層を備えていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4 .
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image carrier is made of an organic photoreceptor and has a protective layer on the surface.
上記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 .
An image forming apparatus comprising: a lubricant supply means for supplying a lubricant to the image carrier.
少なくとも像担持体と、該像担持体を均一に帯電する帯電装置とが、画像形成装置本体から一体で容易に着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 The process cartridge used in the image forming apparatus according to claim 1, 2, 4, 5, or 6 .
A process cartridge, wherein at least an image carrier and a charging device for uniformly charging the image carrier are configured to be easily and detachable integrally with the image forming apparatus main body.
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