JP6415243B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
帯電装置に備えられる帯電手段には様々な種類があり、かつては、コロナ帯電方式に代表される非接触帯電方式が主流であった。しかし、現在では、低コスト小型化、放電生成物による感光体汚染の低減の観点から、帯電部材を感光ドラム表面に当接させて、帯電を行う接触帯電方式が主流になっている。
帯電部材を正常な状態に戻す方法として、汚染された帯電部材から付着物を、適切なタイミングで、感光ドラム上に吐き出す方法がある。付着物に電気極性がある場合、感光ドラムと帯電部材の間に電位差を設けることで、帯電部材上の付着物を戻すことができることは一般的である。
トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体と当接して前記像担持体と共に当接部を形成し、前記当接部において前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体の表面電位を調整する調整部材と、
前記帯電部材に電圧を印加可能な電圧印加手段と、
前記調整部材と前記電圧印加手段と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記調整部材により前記表面電位を調整する調整動作を含む、前記帯電部材の表面を清掃する清掃動作を実行し、
前記清掃動作において、前記調整動作により前記表面電位を調整された前記像担持体の表面と、前記帯電部材の前記表面と、が前記当接部を形成している状態で、前記像担持体に担持されたトナー像と同一極性のトナーを前記当接部で前記帯電部材から前記像担持体へ移動させる方向の電位差を形成するDC電圧と、ピークトゥピーク電圧が前記帯電部材と前記像担持体の間で放電が発生しないように設定されたAC電圧と、を重畳した前記電圧が前記帯電部材に印加されることを特徴とする。
以下にこの発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。
本実施例に用いる画像形成装置の画像形成プロセスを、配置部材と共に説明する。図2を参照する。画像形成装置本体Aのシートカセット12から搬送ローラ(不図示)によって紙等のシートPを搬送し、このシート搬送と同期して、感光ドラム1を帯電手段である帯電ローラ2によって帯電した後、露光装置3により選択的な露光をして静電潜像を形成する。感光ドラムと帯電ローラは回転体であり、矢印の方向に回転する。露光装置3はレーザーをポリゴンミラーによって反射させ、感光ドラム1表面を主走査及び副走査方向に露光する。
帯電ローラ2は鉄、ステンレス(SUS)等の芯金上に、導電層としてヒドリンゴム等を用い、更に表層に保護層としてウレタンゴム等をコートした構成である。帯電ローラ2は、感光ドラム1表面に接触配置されており、感光ドラム1の回転に対して従動回転する(図中矢印方向)。帯電ローラ2には、帯電ローラ2に電圧を印加する帯電電源(帯電用の電圧印加装置2A)が接続されており、この電源からDC電圧にAC電圧とが重畳された電圧が印加されるように構成されている。帯電電圧として、このようなDC+AC重畳電圧を印加することにより、DC電圧を単独で印加した時に比べ感光ドラム1表面を安定して均一帯電することが可能になる。具体的には、−400VのDC電圧に対してピーク間電圧Vppが1600VのAC電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラ2に印加することにより、感光ドラム1表面を−400Vに均一帯電することが出来る。
感光ドラム1は、アルミシリンダ等の支持体の表面に、電気的バリア性を有する下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を積層させたものである。帯電ローラと接触する最表面である電荷輸送層は、ポリカーボネート樹脂等を用いる。図2中の矢印方向に200mm/sのプロセススピードで回転駆動し、同時に従動回転する帯電ローラの放電によって暗電位(−400V)に帯電される。そして露光装置により所望の画像パターンに露光され、露光された部分が明電位(−100V)になることで所望の静電潜像が、感光ドラム1に形成される。明電位となった領域に、現像スリーブ6から現像剤が転移することで、静電潜像がトナー像として現像される。
転写ローラ10は、鉄、ステンレス(SUS)等の芯金上に、導電材としてカーボンを分散したEPDMを発泡させたスポンジ状の弾性体を設けたものである。転写ローラ10は、感光ドラム1と当接し、ニップを形成し、感光ドラム1の回転と従動して回転する。シートPが前記ニップ部に突入するのと同期し、画像形成中は1500Vのバイアス印加を行い、感光ドラム表面の現像剤像を転写する。尚画像形成後端通過後、800Vの弱バイアスに切り替える。これは感光ドラムへの転写ポジメモリという画像弊害を防ぐ為に行う(1500Vで発生、800Vで未発生)。
現像剤Tは懸濁重合法により製造される重合トナーである。まず、スチレン系の重合性単量体及び着色剤(磁性粉体、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解又は分散させ、重合性単量体組成物とする。この重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有した連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散させ、同時に重合反応を行わせ、重量平均粒径が8μmである現像剤を得る。こうして得られた現像剤表面には、流動性や荷電性を整える為に、数nm〜数十nmのシリカ等の粉末を外添する。本実施例の現像剤は、現像スリーブ6への薄層コートで負帯電するような材料を選択している。
クリーニングブレード8は、支持板金とゴムブレードより構成されている。ゴムブレードの材質はポリウレタンゴム等の弾性ゴムであり、クリーニングブレード8は、感光ドラム1の回転方向に対してカウンター方向となるように、感光ドラム1表面に当接することで転写残現像剤をクリーニングする。
背景技術でも言及したが改めて詳細に説明する。帯電ローラを汚染する付着物として考えられるものとして、現像剤や現像剤から遊離した外添剤がある。
本実施例に帯電ローラから付着物を吐き出す為のシーケンス(帯電ローラに付着した付着物を感光ドラムで回収する回収動作を行うシーケンス)を、図1を参照しながら説明する。なお以下では、付着物を帯電ローラから感光ドラムに移動させることを、付着物を帯電ローラから「吐き出し」、感光ドラムで「回収する」と称する。
実施例1では、回収動作前に、感光ドラム1の表面電位の調整を露光装置による露光で行った(図1のT102参照)。しかし調整動作において帯電部材(帯電ローラ2)による放電や、転写部材(転写ローラ10)による放電によって感光ドラム1の表面電位を調整してもよい。以下にそのような変形例を示す。
実施例2では、実施例1のシーケンスに改良を加え吐き出し効果を向上させた例を示す。実施例2では、吐き出し前の帯電ローラからの放電量を弱く設定し、付着物を弱極性化することで、吐き出し効果を向上させるものである。
なお、特に断りの無い事項は、実施例1と同じ構成とする。
本実施例でのシーケンスを図4を参照しながら説明を行う。実施例1では、帯電バイアスは、画像形成終了後も、画像形成時と同様のバイアスを印加しておき、転写バイアスを+1500Vから+800Vに変更した後、速やかに、帯電バイアスを吐き出しバイアスに変更した。
この回収準備動作中に、帯電ローラ2印加する電圧を以後、電荷調整バイアスと表記する。
Vppを1600Vにするのが実施例1の設定に相当する。これは画像形成後も帯電バイアスを変化しない設定であって、回収準備動作を行わない設定に相当する。
各ピーク間電圧の大小関係をまとめると、
Vpp(1)>Vpp(2)≧2Vth>Vpp(3)>0
である。
なお本実施例でも、回収動作前に、感光ドラム1の電位を調整する調整動作を、帯電ローラ2を用いて行ってもよい。
実施例3では吐き出しを実施する直前の感光ドラム表面の電位調整をより精細に行うことで、更に吐き出し性能を向上させる例を示す。特に断りの無い事項は実施例1と同じ構成とする。
本実施例でのシーケンスを図1を参照しながら説明を行う。
実施例1の表1に示したように吐き出し時のVppは300Vより、700Vの方が吐き出し効果が大きい。これは、放電しない範囲でなるべく大きなVppを設定することが、最も吐き出しし易い設定であることを示している。これを踏まえて、実施例4では吐き出しを実施する際の帯電ローラに印加するVppの設定をより精細に、放電しない範囲で最大の値を設定するように制御することで、更に吐き出し性能を向上させる例を示す。特に断りの無い限り実施例1と同じ構成とする。
本実施例に帯電ローラから付着物を吐き出す為のシーケンスを図7を参照しながら説明する。実施例1では帯電ローラに印加する吐き出しバイアスとして、付着物の支配的極性と同極性のDC電位差、放電しない程度のピーク間電圧Vppを印加すると説明した。更には、本発明者らは、ピーク間電圧Vppが、放電しない範囲で大きい程、吐き出し性能が高いことを見出した。しかし、放電開始電圧Vthは温湿度環境、感光ドラムの使用回転数(感光ドラムの電荷輸送層の膜厚低減)により変動する。
実施例1から4では、負極性が支配的な付着物を例に挙げてシーケンスを説明してきた。しかし、帯電ローラ上の付着物の極性は正極性が支配的な場合も考えられる。
本実施例でのシーケンスを図8を参照しながら説明を行う。実施例1と同様のタイミングで、帯電バイアスは吐き出しバイアスに下げられる。実施例1ではDCが−200V(T203)、Vppが700V(T303)なのに対し、実施例5では、DC0V(T203)、Vpp700V(T303)に設定する。所定の吐き出しバイアスに切り替え完了のタイミングに、帯電ローラ、感光ドラムのニップに突入する感光ドラムの表面は、予め露光を行っておく(T102)。本実施例での露光では明電位が−100Vとなる。
T 現像剤
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 露光装置
8 クリーニングブレード
10 転写ローラ
Claims (10)
- トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体と当接して前記像担持体と共に当接部を形成し、前記当接部において前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記像担持体の表面電位を調整する調整部材と、
前記帯電部材に電圧を印加可能な電圧印加手段と、
前記調整部材と前記電圧印加手段と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記調整部材により前記表面電位を調整する調整動作を含む、前記帯電部材の表面を清掃する清掃動作を実行し、
前記清掃動作において、前記調整動作により前記表面電位を調整された前記像担持体の表面と、前記帯電部材の前記表面と、が前記当接部を形成している状態で、前記像担持体に担持されたトナー像と同一極性のトナーを前記当接部で前記帯電部材から前記像担持体へ移動させる方向の電位差を形成するDC電圧と、ピークトゥピーク電圧が前記帯電部材と前記像担持体の間で放電が発生しないように設定されたAC電圧と、を重畳した前記電圧が前記帯電部材に印加されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整部材は、前記調整動作において前記像担持体の前記表面を露光する露光ユニットであり、前記露光ユニットによって所定の前記表面電位を形成させることで前記帯電部材に印加される前記DC電圧と前記表面電位の電位差を調整することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記露光ユニットにより露光される露光量は、前記像担持体の感光層の厚さが薄くなるにつれて大きく設定される事を特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記調整部材は、前記像担持体の前記表面に形成された現像剤像を被転写体へ転写する為の転写部材であって、前記調整動作において画像形成時とは異なる電圧が印加されて前記像担持体との間に放電を起こし、前記像担持体を帯電させる転写部材であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記帯電部材は前記調整部材を兼ねており、前記調整動作において画像形成時とは異なる前記DC電圧が印加されて前記像担持体との間に放電を起こし、前記像担持体を帯電させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 画像形成中に印加される前記ピークトゥピーク電圧をVpp(1)(V)、
前記調整動作中に印加される前記ピークトゥピーク電圧をVpp(2)(V)、
前記清掃動作のうち、前記調整動作以外のタイミングに印加される前記ピークトゥピーク電圧をVpp(3)(V)、
前記像担持体と前記帯電部材との間の前記DC電圧の放電開始電圧をVth(V)とすると、
|Vpp(1)|>|Vpp(2)|≧|2Vth|>|Vpp(3)|>0
を満たした状態で、前記DC電圧と前記AC電圧と、を重畳した前記電圧が前記帯電部材に印加されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記ピークトゥピーク電圧は、前記像担持体と前記帯電部材との間で放電しない範囲で最大の絶対値を有する事を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ピークトゥピーク電圧は、前記像担持体の感光層の厚さが薄くなるにつれて小さく設定される事を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ピークトゥピーク電圧は、温度が高くなるにつれて小さく設定される事を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置内の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの出力に基づいて、取得した画像形成装置内の前記温度と前記像担持体の感光層の厚さと、の対応関係が記憶される記憶部と、を有し、
前記対応関係に基づいて、前記ピークトゥピーク電圧を決定する事を特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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