JP6350389B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
複合機のような画像形成装置においては、画像読み取り部で原稿の画像を読み取った後、画像形成部に備えられる感光体に対して読み取った画像を基に光を照射し、感光体上に静電潜像を形成する。その後、現像装置により形成した静電潜像の上に帯電した現像剤を供給して可視画像とした後、用紙に転写し、画像形成装置に備えられる定着装置によって定着させ、装置外に排出する。 In an image forming apparatus such as a multifunction peripheral, after an image of a document is read by an image reading unit, light is irradiated on the photoconductor provided in the image forming unit based on the read image, and the image is statically applied on the photoconductor. An electrostatic latent image is formed. Thereafter, a charged developer is supplied onto the electrostatic latent image formed by the developing device to form a visible image, which is then transferred to a sheet, fixed by a fixing device provided in the image forming apparatus, and discharged outside the apparatus. .
ここで、現像装置を備える画像形成装置に関する技術が、特開2007−57629号公報(特許文献1)、特許第3991645号(特許文献2)、特許第4586635号(特許文献3)、および特許第5140920号(特許文献4)に開示されている。 Here, technologies related to an image forming apparatus including a developing device are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-57629 (Patent Document 1), Japanese Patent No. 399645 (Patent Document 2), Japanese Patent No. 4586635 (Patent Document 3), and Japanese Patent No. No. 5140920 (Patent Document 4).
画像形成時においては、感光体の表面を所定の電位に帯電させ、露光により感光体の表面に静電潜像を形成する。そして、現像剤を感光体に供給して可視画像を得る。長期間の使用により、感光体を帯電させる帯電ローラーは、その表面が汚染される。具体的には、現像剤のうちのトナーに含まれる外添剤が、クリーニングブレードをすり抜け、感光体を経由して帯電ローラーの表面に付着する。帯電ローラーに多量の外添剤が付着すると、感光体を所定の表面電位まで帯電させる機能が低下する。その結果、画像を形成した際に、地肌かぶりやハーフトーン画像の濃度低下といった画像不良が生じるおそれがある。また、感光体を帯電させる際にこの付着した外添剤の影響で帯電のムラが生じれば、ハーフトーン画像の濃度のムラや縦スジ状の画像が発生することにもなる。 At the time of image formation, the surface of the photoconductor is charged to a predetermined potential, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor by exposure. Then, a developer is supplied to the photoconductor to obtain a visible image. The surface of the charging roller that charges the photoreceptor is contaminated by long-term use. Specifically, the external additive contained in the toner of the developer passes through the cleaning blade and adheres to the surface of the charging roller via the photosensitive member. When a large amount of external additive adheres to the charging roller, the function of charging the photoreceptor to a predetermined surface potential is reduced. As a result, when an image is formed, an image defect such as a background fog or a decrease in the density of a halftone image may occur. Further, if charging unevenness occurs due to the effect of the attached external additive when the photosensitive member is charged, unevenness in the density of a halftone image or a vertical streak-like image may occur.
特許文献1〜特許文献4に開示の技術のように、帯電ローラーの表面をクリーニングする機構を設け、帯電ローラーの表面をクリーニングする方法がある。クリーニング機構によると、装置内に設けられたブラシやスポンジで帯電ローラーの表面を擦り、帯電ローラーに付着した外添剤や異物を除去している。しかし、このような機構は、大がかりな装置構成となってしまい、画像形成装置の省スペース化を図る場合に好ましくない。
There is a method of cleaning the surface of the charging roller by providing a mechanism for cleaning the surface of the charging roller as in the techniques disclosed in
また、縦スジ状の画像の発生の要因として、感光体の周方向に生じたキズに起因するものもある。感光体の周方向のキズは、クリーニングブレードと感光体との間に外添剤の塊や異物が噛み込むことによるものが多い。 Further, as a cause of the generation of a vertical streak-like image, there is also a cause due to scratches generated in the circumferential direction of the photoconductor. Frequent scratches in the circumferential direction of the photoconductor are caused by a lump of external additive or foreign matter biting between the cleaning blade and the photoconductor.
異物の噛み込みによる画像への影響を低減する方法の一つとして、長い周期で感光体を軸方向に揺動させて、噛み込まれた異物による感光体への傷の発生や画像への影響を低減しようとする機構もある。しかし、感光体を揺動しながら帯電ローラーを固定する方式を採用した場合、感光体と帯電ローラーとの軸方向の摩擦により、帯電ローラーの汚染が助長されることとなる。特に、このような現象は、感光体に設けられる感光層が、正帯電型であって、単層の樹脂製である場合に顕著である。 As one of the methods to reduce the influence on the image due to the biting of foreign matter, the photosensitive member is swung in the axial direction with a long period, and the biting foreign matter causes damage to the photosensitive member and the influence on the image. There is also a mechanism that attempts to reduce this. However, when the method of fixing the charging roller while swinging the photosensitive member is adopted, contamination of the charging roller is promoted by friction in the axial direction between the photosensitive member and the charging roller. In particular, such a phenomenon is remarkable when the photosensitive layer provided on the photoreceptor is a positively charged type and is made of a single layer resin.
この発明の目的は、装置構成を単純化しつつ、長期に亘って画質を向上させた画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that improves the image quality over a long period of time while simplifying the configuration of the apparatus.
この発明の一の局面においては、画像形成装置は、画像を形成する画像形成部を含む。画像形成装置は、感光体と、帯電ローラーと、帯電バイアス電圧印加部と、露光部と、現像部と、現像バイアス電圧印加部と、転写部と、クリーニングブレードと、制御部と、感光体揺動機構とを備える。感光体は、正帯電型であって、単層の樹脂製の感光層を有する。帯電ローラーは、感光体を帯電させるゴム製の帯電ローラーである。帯電バイアス電圧印加部は、帯電ローラーに感光体を帯電させる帯電バイアス電圧を印加する。露光部は、帯電ローラーにより帯電させた感光体に露光して、感光体に静電潜像を形成する。現像部は、静電潜像が形成された感光体に対してトナーを供給して可視画像を形成する。現像バイアス電圧印加部は、現像部に現像バイアス電圧を印加する。転写部は、現像部により形成された可視画像を記録媒体に転写させる。クリーニングブレードは、感光体上に残留したトナーを除去するゴム製のクリーニングブレードである。制御部は、画像形成装置を制御する。感光体揺動機構は、感光体を軸方向に揺動させる。クリーニングブレードの反発弾性率は、35%以下である。感光層を構成する樹脂の分子量は、50000以上である。帯電バイアス電圧印加部によって印加される電圧は、直流電圧である。帯電ローラーは、軸方向の移動が許容されている。帯電ローラーは、感光体揺動機構による感光体の軸方向の揺動に伴って、軸方向に移動する。帯電ローラーの軸方向の移動許容量は、感光体揺動機構による感光体の軸方向の揺動量よりも大きい。 In one aspect of the present invention, an image forming apparatus includes an image forming unit that forms an image. The image forming apparatus includes a photosensitive member, a charging roller, a charging bias voltage application unit, an exposure unit, a development unit, a development bias voltage application unit, a transfer unit, a cleaning blade, a control unit, and a photosensitive member swing. A moving mechanism . The photoreceptor is a positively charged type and has a single-layer resin photosensitive layer. The charging roller is a rubber charging roller that charges the photoreceptor. The charging bias voltage applying unit applies a charging bias voltage for charging the photosensitive member to the charging roller. The exposure unit exposes the photosensitive member charged by the charging roller to form an electrostatic latent image on the photosensitive member. The developing unit supplies a toner to the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed to form a visible image. The development bias voltage application unit applies a development bias voltage to the development unit. The transfer unit transfers the visible image formed by the developing unit to a recording medium. The cleaning blade is a rubber cleaning blade that removes toner remaining on the photoreceptor. The control unit controls the image forming apparatus. The photosensitive member swinging mechanism swings the photosensitive member in the axial direction. The rebound resilience of the cleaning blade is 35% or less. The molecular weight of the resin constituting the photosensitive layer is 50000 or more. The voltage applied by the charging bias voltage application unit is a DC voltage. The charging roller is allowed to move in the axial direction. The charging roller moves in the axial direction as the photosensitive member swings in the axial direction of the photosensitive member. The allowable movement amount of the charging roller in the axial direction is larger than the swing amount of the photosensitive member in the axial direction by the photosensitive member swinging mechanism.
このような画像形成装置によると、感光層を構成する樹脂の分子量が、50000以上であるため、感光体の表面粗さを長期間に亘ってある程度滑らかな状態に維持することができる。また、クリーニングブレードの反発弾性率は、35%以下であることも相まって、トナーに含まれる外添剤のすり抜けを少なくして、帯電ローラーの汚染を低減することができる。そうすると、外添剤の付着による帯電ローラーの汚染を抑制し、感光体の表面を適切に帯電させることができる。また、帯電バイアス電圧印加部により印加される電圧は、直流電圧であるため、帯電ローラーの汚染を抑制することができる。このような構成は、装置構成を複雑化することがない。したがって、このような画像形成装置によると、装置構成を単純化しつつ、長期に亘って画質を向上させることができる。 According to such an image forming apparatus, since the molecular weight of the resin constituting the photosensitive layer is 50000 or more, the surface roughness of the photoreceptor can be maintained in a somewhat smooth state over a long period of time. Further, coupled with the rebound resilience of the cleaning blade being 35% or less, it is possible to reduce the slipping of the external additive contained in the toner and reduce the contamination of the charging roller. Then, contamination of the charging roller due to adhesion of the external additive can be suppressed, and the surface of the photoreceptor can be appropriately charged. In addition, since the voltage applied by the charging bias voltage application unit is a DC voltage, contamination of the charging roller can be suppressed. Such a configuration does not complicate the device configuration. Therefore, according to such an image forming apparatus, it is possible to improve the image quality over a long period of time while simplifying the apparatus configuration.
以下、この発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置を複合機に適用した場合の複合機を示す図である。図2は、複合機11に備えられる画像形成部15を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating a multifunction peripheral when an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to the multifunction peripheral. FIG. 2 is a diagram illustrating the
図1および図2を参照して、複合機11は、制御部12と、操作部13と、画像読み取り部14と、画像形成部15と、用紙セット部19と、排出トレイ30とを備える。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
制御部12は、複合機11全体の制御を行う。操作部13は、複合機11側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面(不図示)を含む。操作部13は、印刷部数や階調等の画像形成の条件や電源のオンまたはオフを入力させる。画像読み取り部14は、セット位置にセットされた原稿を読み取り位置に搬送する原稿搬送装置としてのADF(Auto Document Feeder)22を含む。画像読み取り部14は、ADF22または不図示の載置台上にセットされた原稿の画像を読み取る。用紙セット部19は、手差しで用紙をセットする手差しトレイ28やサイズの異なる複数枚の用紙を収納可能な給紙カセット群29を含む。用紙セット部19は、画像形成部15に供給する用紙をセットさせる。画像形成部15は、画像読み取り部14により読み取られた画像やネットワーク25を介して送信された画像データを基に、搬送されてきた用紙に画像を形成する。画像形成部15により画像を形成された用紙は、排出トレイ30に排出される。
The
次に、複合機11に備えられる画像形成部15の構成について、さらに詳細に説明する。
Next, the configuration of the
画像形成部15は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各4色にそれぞれ対応する第一の作像ユニット41a、第二の作像ユニット41b、第三の作像ユニット41c、および第四の作像ユニット41dと、露光装置としてのLSU(Laser Scanner Unit)31と、中間転写体としての転写ベルト32と、各作像ユニット41a〜41dに対応して設けられる四つの一次転写ローラー33a、33b、33c、33dを含む一次転写ユニット34と、二次転写ローラー35と、現像バイアス電圧印加部38と、帯電バイアス電圧印加部39と、感光体揺動機構40とを含む。LSU31については、一点鎖線で概略的に示している。なお、複合機11は、いわゆる四連タンデム形式の画像形成部15を備えることとなる。
The
イエローの可視画像を形成する第一の作像ユニット41aは、その表面に静電潜像が形成される第一の感光体42a、第一の感光体42aにイエローの現像剤を供給する第一の現像ローラー43a、および第一の感光体42aを帯電させる第一の帯電ローラー44aを含む。シアンの可視画像を形成する第二の作像ユニット41bは、その表面に静電潜像が形成される第二の感光体42b、第二の感光体42bにシアンの現像剤を供給する第二の現像ローラー43b、および第二の感光体42bを帯電させる第二の帯電ローラー44bを含む。マゼンタの可視画像を形成する第三の作像ユニット41cは、その表面に静電潜像が形成される第三の感光体42c、第三の感光体42cにマゼンタの現像剤を供給する第三の現像ローラー43c、および第三の感光体42cを帯電させる第三の帯電ローラー44cを含む。ブラックの可視画像を形成する第四の作像ユニット41dは、その表面に静電潜像が形成される第四の感光体42d、第四の感光体42dにブラックの現像剤を供給する第四の現像ローラー43d、および第四の感光体42dを帯電させる第四の帯電ローラー44dを含む。
The first image forming unit 41a that forms a yellow visible image has a first
現像バイアス電圧印加部38は、第一〜第四の現像ローラー43a〜43dにそれぞれ現像バイアス電圧を印加する。現像バイアス電圧印加部38は、交流(AC)および直流(DC)の双方の現像バイアス電圧を印加することができる。現像バイアス電圧印加部38は、交流のみの印加も可能であるし、交流に直流を重畳された形で印加することも可能である。また、現像バイアス電圧印加部38は、第一〜第四の現像ローラー43a〜43dのそれぞれについて、個別に現像バイアス電圧を印加することができる。なお、現像バイアス電圧について、DCにACを重畳させる構成とすると、トナーの現像性を精密にコントロールすることができるため、画質向上の観点から有効である。
The development bias
帯電バイアス電圧印加部39は、第一〜第四の帯電ローラー44a〜44dにそれぞれ現像バイアス電圧を印加する。帯電バイアス電圧印加部39は、交流および直流の双方の現像バイアス電圧の印加が可能である。帯電バイアス電圧印加部39は、直流のみの印加も可能であるし、直流に交流を重畳された形で印加することも可能である。
The charging bias
ここで、イエローの作像ユニット41aの構成について説明する。図3は、イエローの作像ユニット41aの構成を示す図である。図3を参照して、イエローの作像ユニット41aは、第一の感光体42aと、第一の現像ローラー43aと、第一の帯電ローラー44aと、第一の除電ランプ45aと、第一のトナーシール46aと、第一のクリーニングブレード47aとを含む。第一の感光体42aは、正帯電型であって、単層の樹脂製の感光層を有する。第一の感光体42aは、アルミニウム製の素管の表面に、感光層を構成する樹脂を塗布したものである。感光体揺動機構40は、第一の感光体42aを軸方向に所定の周期で揺動させることができる。第一の感光体42aの軸方向は、図3中の紙面表裏方向となる。第一の現像ローラー43aは、現像剤を構成するトナーをその表面に担持する。第一の現像ローラー43aは、帯電したトナーを現像バイアスといった高電圧によって第一の感光体42a側に移動させるようにして供給する。第一の帯電ローラー44aは、金属のシャフトの周りに導電性のゴムを設けたローラーである。第一の帯電ローラー44aは、シャフトに印加された電圧である帯電バイアス電圧による近傍放電にて第一の感光体42aの表面を帯電させる。第一の帯電ローラー44aは、図3中の紙面表裏方向となる軸方向への移動が許容されている。第一の除電ランプ45aは、一次転写ローラー33aによる一次転写の後、第一の感光体42a上の残留電荷を除電する。第一のクリーニングブレード47aは、除電後、第一の感光体42a上に残留したトナー50をかきとるようにして除去する。第一のクリーニングブレード47aは、クリーニング時に、その先端、すなわち、第一の感光体42aと接触する部分が、スティックスリップという微小運動を行う。第一のトナーシール46aは、第一のクリーニングブレード47aによりかきとられたトナーの漏れを防ぐ。なお、シアンの作像ユニット41b、マゼンタの作像ユニット41c、およびブラックの作像ユニット41dも、イエローの作像ユニット41aと同様の構成であるため、それらの説明を省略する。
Here, the configuration of the yellow image forming unit 41a will be described. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the yellow image forming unit 41a. Referring to FIG. 3, the yellow image forming unit 41a includes a first
第一〜第四の作像ユニット41a〜41dは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に、図2中の矢印D1の方向で示す転写ベルト32の回転方向の上流側から配置されている。すなわち、上流側から第一の作像ユニット41a、第二の作像ユニット41b、第三の作像ユニット41c、第四の作像ユニット41dの順に配置されている。最下流側に第四の作像ユニット41dが配置される。
First to fourth image forming units 41a~41d are yellow, cyan, magenta, in the order of black, are arranged from the upstream side in the rotation direction of the
第一〜第四の帯電ローラー44a〜44dはそれぞれ、第一〜第四の感光体42a〜42dを所定の電位に帯電させる。LSU31は、画像読み取り部14によって読み取った画像を基に、第一〜第四の感光体42a〜42dに対してそれぞれ露光する。露光された各色の成分の光を基に、第一〜第四の感光体42a〜42d上にそれぞれ静電潜像が形成される。第一〜第四の感光体42a〜42d上に形成された静電潜像に第一〜第四の現像ローラー43a〜43dからそれぞれ各色の現像剤、具体的には、トナーが供給される。各色のトナーが第一〜第四の感光体42a〜42d上にそれぞれ供給されて、第一〜第四の感光体42a〜42d上にそれぞれ各色のトナーによる可視画像を形成される。このようにして第一〜第四の感光体42a〜42d上に形成されたトナーによる可視画像は、転写ベルト32に一次転写される。なお、トナーには、シリカやアルミナ、酸化チタンといった外添剤、すなわち、表面処理剤が微量含まれている。外添剤の大きさは、トナーの大きさと比較すると非常に小さい。
The first to
転写ベルト32は、無端状である。転写ベルト32は、駆動ローラー36a、および従動ローラー36bによって一方向に回転する。転写ベルト32の回転方向は、図2中の矢印D1で示される。すなわち、転写ベルト32の回転方向については、第一〜第四の感光体42a〜42dが設けられている下方領域においては、左側から右側に向かう方向、その逆の上方領域においては、右側から左側に向かう方向である。転写ベルト32の回転方向において、第一〜第四の作像ユニット41a〜41dのうち、イエローの可視画像を形成する第一の作像ユニット41aが最も上流側に配置されており、ブラックの可視画像を形成する第四の作像ユニット41dが最も下流側に配置されている。なお、転写ベルト32は、上流側から下流側に向かって回転するものとする。
The
四つの一次転写ローラー33a〜33dはそれぞれ、転写ベルト32を介して各色の感光体42a〜42dに対向する位置に配置される。一次転写ユニット34によって、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の第一〜第四の作像ユニット41a〜41dにより形成されたトナーによる可視画像が転写ベルト32に一次転写される。具体的には、一次転写ローラー33a〜33dのそれぞれに一次転写バイアスを印加することによって、第一〜第四の作像ユニット41a〜41dにより形成されたトナーによる可視画像が、転写ベルト32の表面に一次転写される。この時に、各色の画像が転写ベルト32に重ねられて、転写ベルト32上にフルカラーの画像が形成される。
The four
二次転写ローラー35は、転写ベルト32を介して、従動ローラー36bと対向する位置に設けられる。画像形成部15は、二次転写ローラー35と転写ベルト32の表面とが当接する位置に記録媒体としての用紙を搬送するための用紙搬送路37aを備える。また、画像形成部15は、二次転写された用紙を不図示の定着ユニット側へ搬送するための用紙搬送路37bを備える。給紙カセット23a〜23cが位置する上流側となる用紙搬送路37aから、二次転写ローラー35と転写ベルト32の表面とが当接する位置に用紙が供給される。用紙の搬送のタイミングに合わせて、二次転写ローラー35へのトナーと逆の極性の二次転写バイアスが印加される。二次転写ローラー35への二次転写バイアスの印加により、転写ベルト32の表面上に形成されたトナーによる可視画像が、供給された用紙側に電気的に引き寄せられ、用紙に二次転写される。トナーによる可視画像が転写された用紙は、用紙搬送路37bを利用して図示しない定着ユニットまで搬送される。
The
なお、上記した複合機11における一つの画像形成の条件については、以下の通りである。複合機11として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のTASKalfa2550Ci改造機を用いる。また、画像形成の条件について、システム速度を160mm/秒、第一〜第四の感光体42a〜42dを正帯電単層型OPC(Organic Photoconductor)ドラム(φ30mm、膜厚30μm、感光層結着樹脂分子量55000)、第一〜第四の帯電ローラー44a〜44dをφ12mmのエピクロルヒドリンゴム製のローラー、帯電バイアス電圧印加部39による印加電圧をDC定電圧、表面電位を+500V、現像方式を非接触AC+DC印加現像によるタッチダウン現像方式、現像バイアス電圧印加部38による印加電圧を180Vdc、1450Vpp(peak to peak)、3.6KHz、クリーニングブレード47aをウレタンゴム製で厚み2.0mm(JIS−A硬度が75度、反発弾性が23℃において30%、ヤング率9.5MPa)のものとする。
Note that one image forming condition in the
次に、図3に示すイエローの作像ユニット41aを用いて、感光体42aの表面電位と、帯電ローラー44aの外添剤による汚染度との関係について、説明する。帯電ローラー44aは、感光体42aを経由して、トナーに含まれる外添剤の付着により汚染される。帯電ローラー44aの外添剤による汚染は、元々黒色である帯電ローラー44aの表面が白色の外添剤によって汚染されるため、帯電ローラー44aの表面の明度の差に表れる。
Next, the relationship between the surface potential of the
図4は、感光体42aの表面電位Voと帯電ローラー44aの汚染度ΔLとの関係を示すグラフである。図4において、縦軸は、表面電位Vo(V)を示し、横軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示す。汚染度ΔLの値が大きいほど、帯電ローラー44aの表面が汚染されていることを示している。帯電ローラー44aの汚染度ΔLについては、所定量の画像形成を行った後、帯電ローラー44aの表面の明度(L値)を測定し、元の帯電ローラー44aの明度との差を汚染度ΔLとして測定した。明度については、GretagMacbeth製のSpectroEyeにて測定した。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the surface potential Vo of the
図4を参照して、帯電ローラー44aの汚染が進行すると、表面電位Voの値は低下する。すなわち、帯電バイアス電圧印加部39により帯電ローラー44aに同じ電圧を印加したにも関わらず、帯電された感光体42aの表面電位は、汚染度ΔLの値が30の帯電ローラー44aの場合を境界として、大きく低下している。したがって、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを30以下に抑制すれば、感光体42aの適切な帯電を確保することができると把握できる。
Referring to FIG. 4, when contamination of charging
図5は、クリーニングブレード47aの反発弾性率を変化させた場合の帯電ローラー44aの汚染度ΔLと耐久枚数との関係を示すグラフである。図5において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染ΔLを示し、横軸は、耐久枚数(k(1000)枚)を示す。クリーニングブレード47aの反発弾性率については、30%の場合と35%の場合と47%の場合を示している。図5において、ひし形が反発弾性率30%の場合、正方形が反発弾性率35%の場合、三角形が反発弾性率47%の場合を示す。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the contamination degree ΔL of the charging
図5を参照して、反発弾性率が低いほど、帯電ローラー44aの汚染度ΔLの値が小さくなる傾向がある。この要因については、反発弾性率が低いほど、クリーニング時におけるクリーニングブレード47aの微小運動(スティックスリップ現象)が抑えられ、その結果、クリーニングブレード47aからの外添剤のすり抜けが減少していると考えられる。ここで、クリーニングブレード47aの反発弾性率が47%の場合、耐久枚数が50k枚で汚染ΔLの値が35程度となっている。一方、クリーニングブレード47aの反発弾性率が35%の場合、耐久枚数が100k枚であっても、汚染度ΔLの値が30程度である。クリーニングブレード47aの反発弾性率が30%の場合、耐久枚数が100k枚であっても、汚染度ΔLが20程度である。したがって、クリーニングブレード47aの反発弾性率を35%以下とすることにおり、耐久枚数100k枚時における汚染度ΔLの値を30以下とすることができる。
Referring to FIG. 5, the lower the rebound resilience, the smaller the value of the contamination degree ΔL of the charging
図6は、100k枚の画像形成後における帯電ローラー44aの汚染度ΔLと感光体42aの表面の十点平均粗さRzとの関係を示すグラフである。図6において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染ΔLを示し、横軸は、感光体42aの表面の表面粗さRzを示す。表面粗さRzは、株式会社東京精密製のSURFCOM 1500DXを用い、感光体42aを構成するアルミニウム素管の粗度を機械加工により変更して、感光体42aの表面の表面粗さRzの値を調整した。表面粗さRzは、JIS(1982)規格における十点平均粗さである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the degree of contamination ΔL of the charging
図6を参照して、感光体42aの表面の表面粗さRzの値が高いほど、汚染度ΔLの値が高くなる。この要因については、感光体42aの表面の表面粗さRzの値が高いほど、クリーニングブレード47aからの外添剤のすり抜けによる帯電ローラー44aの表面の汚染が進行するものと考えられる。ここで、感光体42aの表面の表面粗さRzを3μm以下とすることにより、汚染度ΔLの値を30以下にすることができる。
Referring to FIG. 6, the higher the value of surface roughness Rz of the surface of
図7は、100k枚の画像形成後における感光体42aの表面の十点平均粗さRzと感光体42aのうちの感光層を構成する結着樹脂の分子量との関係を示すグラフである。図7において、縦軸は、感光体42aの表面の表面粗さRzを示し、横軸は、感光体42aのうちの感光層を構成する結着樹脂の分子量を示す。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ten-point average roughness Rz of the surface of the
図7を参照して、感光体42aのうちの感光層を構成する結着樹脂の分子量が高いほど、感光体42aの表面の表面粗さRzの値が低いままである。この要因については、結着樹脂の分子量が高いほど、感光体42aの耐摩耗性が向上していると考えられる。そして、分子量が50000以上であれば、感光体42aの表面の表面粗さRzを3μm以下とすることができる。
Referring to FIG. 7, the higher the molecular weight of the binder resin constituting the photosensitive layer of the
図8は、100k枚の画像形成後における帯電ローラー44aの汚染度ΔLと感光体42aの表面の摩擦係数μとの関係を示すグラフである。図8において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示し、横軸は、感光体42aの表面の摩擦係数μを示す。感光体42aの表面の摩擦係数μの測定については、感光体42a上にメリヤス製のウエスを敷き、ウエスに2N(ニュートン)の荷重を負荷した状態の横滑り荷重を計測して算出した。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the degree of contamination ΔL of the charging
図8を参照して、感光体42aの表面の摩擦係数μが高いほど、帯電ローラー44aの汚染度ΔLの値が高くなっていく。この要因については、感光体42aの表面の摩擦係数μが低ければ、クリーニングブレード47aからのすり抜けが抑制され、帯電ローラー44aが汚染されにくくなるためであると考えられる。ここで、感光体42aの表面の摩擦係数μを0.6以下とすることにより、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを30以下に抑えることができる。
Referring to FIG. 8, the higher the friction coefficient μ of the surface of the
図9は、帯電バイアス電圧印加部39による電圧の印加方式の相違による帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示すグラフである。図9において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示す。なお、直流(DC)電圧のみとした場合の印加電圧は、1300Vdcとし、交流(AC)電圧に直流(DC)電圧を重畳したものについては、1500Vpp+520Vdcとしている。
FIG. 9 is a graph showing the degree of contamination ΔL of the charging
図9を参照して、帯電ローラー44aに印加する電圧を直流電圧のみとした場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、30程度である。これに対し、帯電ローラー44aに印加する電圧を交流電圧に直流電圧を重畳させたものとした場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、40以上となる。この要因については、交流電圧に直流電圧を重畳させた場合、帯電ローラー44a側から感光体42a側に向かう放電量が増加すると共に感光体42a上の放電生成物も増加し、結果として外添剤の感光体42aへの付着性が上昇して、クリーニングブレード47aからのすり抜けの量が増加したものと考えられる。したがって、帯電ローラー44aに印加する電圧を直流電圧のみとすれば、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを30以下とすることができる。なお、帯電バイアスについては、DCのみの印加とすれば、感光層、すなわち、感光体膜の膜削れを低減することができると共にオゾン発生量の低減、帯電音の低減、現像との周波数の干渉の解消を図ることができるため、これらの点においてさらに有利である。
Referring to FIG. 9, when the voltage applied to charging
図10は、帯電ローラー44aの抵抗値と感光体42aの表面電位との関係を示すグラフである。図10において、縦軸は、感光体42aの表面電位Vo(V)を示し、横軸は、帯電ローラー44aの抵抗値(logΩ)を示す。抵抗値については、500V印加した場合の抵抗値を示している。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the resistance value of the charging
図10を参照して、帯電ローラー44aの抵抗値が上昇するにつれ、感光体42aの表面電位の値が低くなる。ここで、帯電ローラー44aの抵抗値が6.8logΩよりも大きくなると、表面電位が急激に低下する。言い換えると、帯電ローラー44aの抵抗値が6.8logΩ以下であれば、表面電位への影響は少ない。一方、帯電ローラー44aの抵抗値が低すぎると、感光体42aに対して印加電圧がリークしてしまい、感光層が絶縁破壊を引き起こしてしまうおそれがある。このような絶縁破壊が生じると、絶縁破壊が生じた箇所において画像が黒点となって表れることとなり、好ましくない。したがって、感光層の絶縁破壊の影響を考慮すると、帯電ローラー44aの抵抗値は、5.2logΩ以上とすることが好ましい。すなわち、帯電ローラー44aの抵抗値を5.2logΩ以上6.8logΩ以下とすれば、感光体42aの表面電位を適切にすることができると共に、感光層への影響を低減することができる。
Referring to FIG. 10, as the resistance value of charging
なお、帯電ローラー44aの表面粗さについて言えば、十点平均粗さRzを9〜19μmとし、凹凸の平均間隔Smを55〜130μmの範囲とするのが好ましい。
Regarding the surface roughness of the charging
表1において、表面電位Voから現像バイアス電圧Vdcを差し引いた値と、この条件で得られる画像との関係を示す。なお、実験的に、帯電ローラー44aを部分的に汚染されたものとすべく、部分的に汚染度ΔLの値が40程度のものを使用した。そして、ハーフトーン画像を形成し、形成した画像について評価した。具体的には、特に問題のないレベルを良好とし、不具合が発生したものを劣るとした。
In Table 1, the relationship between the value obtained by subtracting the developing bias voltage Vdc from the surface potential Vo and the image obtained under these conditions is shown. Experimentally, a roller having a contamination degree ΔL of about 40 was used in order to make the charging
表1を参照して、Vo−Vdcの値が50〜400Vの場合、良好な画像が得られる。一方、Vo−Vdcの値が0Vの場合、汚染度ΔLが40の位置における縦スジ状の画像が得られた。Vo−Vdcの値が−100Vの場合、地肌かぶり画像が得られた。また、Vo−Vdcの値が450Vの場合、いわゆる逆地肌かぶり画像が得られた。逆地肌かぶり画像とは、逆帯電しているトナーが、白色部に付着する画像である。したがって、50≦Vo−Vdc≦400Vとすることにより、良好な画像を得ることができる。 Referring to Table 1, when the value of Vo−Vdc is 50 to 400V, a good image is obtained. On the other hand, when the value of Vo−Vdc is 0V, a vertical streak-like image at a position where the contamination degree ΔL is 40 is obtained. When the value of Vo-Vdc was -100V, a background fogging image was obtained. Further, when the value of Vo−Vdc was 450V, a so-called reverse background fogging image was obtained. The reverse background fog image is an image in which reversely charged toner adheres to the white portion. Therefore, a favorable image can be obtained by setting 50 ≦ Vo−Vdc ≦ 400V.
ここで、帯電ローラー44aは、軸方向の移動が許容されているため、感光体42aを揺動させる感光体揺動機構40を作動させた際に、感光体42aの軸方向の揺動に伴って、帯電ローラー44aは、軸方向に移動する。図11は、100k枚の画像形成後における帯電ローラー44aの汚染度ΔLと帯電ローラー44aの軸方向の移動許容量との関係を示すグラフである。図11において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示し、横軸は、帯電ローラー44aの軸方向の揺動許容量を示す。揺動許容量については、感光体42aの揺動運動に伴って軸方向に移動可能な帯電ローラー44aの距離を示すものである。感光体揺動機構40を作動させた際の感光体42aの軸方向の揺動量は、1.0mmである。
Here, since the charging
図11を参照して、帯電ローラー44aの揺動許容量が大きくなるにつれ、汚染度ΔLが小さくなっていく。この場合、感光体42aの軸方向の揺動量は、1.0mmであり、帯電ローラー44aの揺動許容量が1.0mm以上であれば、汚染度ΔLが30以下となる。したがって、帯電ローラー44aの揺動許容量については、感光体42aの軸方向の揺動量よりも多くすることにより、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを30以下に抑えることができる。
Referring to FIG. 11, as the allowable swing amount of charging
図12は、エージング時において、帯電バイアス電圧印加部39による電圧の印加の有無の相違による帯電ローラー44aの汚染度ΔLの関係を示すグラフである。図12において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示す。なお、印加電圧ありとした場合の印加電圧を、1000Vしている。ここで、エージング時とは、画像を形成していない状況で感光体42aが回転している状況、例えば、トナーを補給している最中や、複合機11への電源投入後の時間帯である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship of the degree of contamination ΔL of the charging
図12を参照して、エージング時において、制御部12による制御部より、帯電バイアス電圧印加部39により電圧を印加した場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、20程度である。これに対し、エージング時において電圧を印加しなかった場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、45程度となる。この要因については、エージング時において電圧を印加すると、帯電ローラー44aに付着した外添剤がある程度感光体42a側に移動し、クリーニングされるためであると考えられる。したがって、エージング時において、帯電バイアス電圧印加部39により電圧を印加すれば、帯電ローラー44aの汚染ΔLを30以下とすることができる。
Referring to FIG. 12, when a voltage is applied by charging bias
図13は、非画像形成時において、トナー供給の有無による帯電ローラー44aの汚染度ΔLの関係を示すグラフである。図13において、縦軸は、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを示す。なお、トナー供給ありとした場合については、非画像形成時において、10mmの幅の画像を形成する程度の量のトナーを現像ローラー43a側から感光体42a側へ移動させ、転写を行わずにクリーニングブレード47a側に供給する状態を示す。ここで、非画像形成時とは、画像を形成していない状態であり、例えば、搬送される複数の用紙間の時間帯をいう。
FIG. 13 is a graph showing the relationship of the degree of contamination ΔL of the charging
図13を参照して、非画像形成時において、制御部12による制御部より、トナーを供給した場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、22程度である。これに対し、非画像形成時において、トナー供給なしの場合、帯電ローラー44aの汚染度ΔLは、32程度である。この要因については、非画像形成時において、トナーを供給することにより、クリーニングブレード47aのエッジに介在しているトナーを定期的に入れ替えることができる。これにより、感光体42aとクリーニングブレード47aとの摩擦状態を適切に保ち、トナーによるストレスを低減して、トナーからの外添剤の脱離を低減することができると考えられる。したがって、非画像形成時において、現像ローラー43aからトナーを供給すれば、帯電ローラー44aの汚染度ΔLを、30以下とすることができる。
Referring to FIG. 13, when toner is supplied from the control unit by
以上より、このような構成の複合機11によると、装置構成を単純化しつつ、長期に亘って画質を向上させることができる。
As described above, according to the
なお、上記の実施の形態において、いわゆる4連タンデム形式の画像形成方式を用いることとしたが、これに限らず、一つの作像ユニットを含む単色の画像形成方法を採用することにしてもよい。 In the above embodiment, the so-called quadruple tandem image forming method is used. However, the present invention is not limited to this, and a monochromatic image forming method including one image forming unit may be adopted. .
また、上記の実施の形態において、転写ベルトのような中間転写体を用いることとしたが、これに限らず、用紙に直接、可視画像を転写する機構にも採用される。 In the above embodiment, an intermediate transfer member such as a transfer belt is used. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also used for a mechanism for transferring a visible image directly to a sheet.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive in any respect. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
この発明に係る画像形成装置は、装置構成の単純化、および画質の向上が要求される場合に、特に有効に利用される。 The image forming apparatus according to the present invention is particularly effectively used when simplification of the apparatus configuration and improvement in image quality are required.
11 複合機、12 制御部、13 操作部、14 画像読み取り部、15 画像形成部、16 ハードディスク、17 ファクシミリ通信部、18 ネットワークインターフェース部、19 用紙セット部、21 表示画面、22 ADF、23a,23b,23c 給紙カセット、24 公衆回線、25 ネットワーク、26a,26b,26c コンピューター、27 画像形成システム、28 手差しトレイ、29 給紙カセット群、30 排出トレイ、31 LSU、32 転写ベルト、33a,33b,33c,33d 一次転写ローラー、34 一次転写ユニット、35 二次転写ローラー、36a 駆動ローラー、36b 従動ローラー、37a,37b 用紙搬送路、38 現像バイアス電圧印加部、39 帯電バイアス電圧印加部、40 感光体揺動機構、41a,41b,41c,41d 作像ユニット、42a,42b,42c,42d 感光体、43a,43b,43c,43d 現像ローラー、44a,44b,44c,44d 帯電ローラー、45a 除電ランプ、46a トナーシール、47a クリーニングブレード、50 トナー。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
正帯電型であって、単層の樹脂製の感光層を有する感光体と、
前記感光体を帯電させるゴム製の帯電ローラーと、
前記帯電ローラーに前記感光体を帯電させる帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス電圧印加部と、
前記帯電ローラーにより帯電させた前記感光体に露光して、前記感光体に静電潜像を形成する露光部と、
静電潜像が形成された前記感光体に対してトナーを供給して可視画像を形成する現像部と、
前記現像部に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加部と、
前記現像部により形成された可視画像を記録媒体に転写させる転写部と、
前記感光体上に残留したトナーを除去するゴム製のクリーニングブレードと、
前記画像形成装置を制御する制御部と、
前記感光体を軸方向に揺動させる感光体揺動機構とを備え、
前記クリーニングブレードの反発弾性率は、35%以下であり、
前記感光層を構成する樹脂の分子量は、50000以上であり、
前記帯電バイアス電圧印加部によって印加される電圧は、直流電圧であり、
前記帯電ローラーは、軸方向の移動が許容されており、
前記帯電ローラーは、前記感光体揺動機構による前記感光体の軸方向の揺動に伴って、軸方向に移動し、
前記帯電ローラーの軸方向の移動許容量は、前記感光体揺動機構による前記感光体の軸方向の揺動量よりも大きい、画像形成装置。 An image forming apparatus including an image forming unit for forming an image,
A positively charged photosensitive body having a single-layer resin photosensitive layer;
A rubber charging roller for charging the photoreceptor;
A charging bias voltage application unit for applying a charging bias voltage for charging the photosensitive member to the charging roller;
Exposing the photosensitive member charged by the charging roller to form an electrostatic latent image on the photosensitive member; and
A developing unit for supplying a toner to the photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed to form a visible image;
A developing bias voltage applying unit for applying a developing bias voltage to the developing unit;
A transfer unit for transferring a visible image formed by the developing unit to a recording medium;
A rubber cleaning blade for removing toner remaining on the photoreceptor;
A control unit for controlling the image forming apparatus ;
A photosensitive member swinging mechanism for swinging the photosensitive member in the axial direction ;
The rebound resilience of the cleaning blade is 35% or less,
The molecular weight of the resin constituting the photosensitive layer is 50,000 or more,
The voltage applied by the charging bias voltage application unit is a DC voltage ,
The charging roller is allowed to move in the axial direction,
The charging roller moves in the axial direction as the photosensitive member swings in the axial direction of the photoconductor,
An image forming apparatus in which an axial movement allowable amount of the charging roller is larger than an axial swing amount of the photoconductor by the photoconductor swing mechanism .
2. The relationship of 50 ≦ Vo−Vdc ≦ 400 is satisfied, where Vo is a surface potential of the photosensitive member charged by the charging roller and Vdc is the developing bias voltage applied by the developing bias voltage applying unit. The image forming apparatus of any one of -6.
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