JP6672254B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に対応して設けられ4つの画像形成部PY、PM、PC、PKを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部PY、PM、PC、PKを後述する中間転写ベルト7の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置100は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置(図示せず)又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像(画像)を記録材Sに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
帯電ローラ2Yは、感光ドラム1Yの表面を一様に帯電処理する接触式帯電手段である。本実施形態では、帯電ローラ2Yは、回転軸線方向の長さ330mm、直径14mmであり、ステンレス製の芯金の外回りに、導電ゴム層を形成した構成である。帯電ローラ2Yは、芯金の両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押圧ばねによって感光ドラム1Yに向かって付勢して、感光ドラム1Yの表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ2Yは、感光ドラム1Yの回転に従動して(周速度は300mm/sec)回転する。
露光装置3Yは、帯電処理された感光ドラム1Yの表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段である。本実施形態では、露光装置3Yは、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナは、原稿読み取り装置などのホスト機器から画像形成装置100側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム1Yの表面をレーザ走査露光する。このレーザ走査露光により、感光ドラム1Yの表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム1Yの表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
現像装置4Yは、感光ドラム1Y上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー像として反転現像する現像手段である。現像装置4Yは、非磁性のトナーと磁性体のキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブとを有する。図1では、現像装置4Yとして、この現像スリーブを図示している。現像スリーブは、感光ドラム1Yと対向して配置され、回転することで担持した現像剤を感光ドラム1Yと対向する現像領域に搬送する。現像スリーブの回転軸線方向の長さは325mmである。
一次転写ローラ5Yは、感光ドラム1Yと中間転写ベルト7を挟む方向に所定の押圧力をもって圧接される一次転写手段であり、その圧接ニップ部が一次転写部T1Yである。一次転写ローラ5Yには、不図示の電源からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写電圧、本実施形態では+600Vが印加される。これにより、中間転写ベルト7の表面に感光ドラム1Y〜1K上のトナー像が順次に静電転写されていく。
中間転写体としての中間転写ベルト7は、無端状のベルトである。中間転写ベルト7の材料としては、樹脂系、或いは金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトが望ましい。但し、トナーの飛び散りやトナー像の一部が転写されない中抜けなどを抑制すべく、弾性層を有するものを用いても良い。本実施形態の中間転写ベルト7は、PI(ポリイミド)にカーボンを分散し、体積抵抗率を108Ωcmオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは80μm、全周は900mmである。
次に、感光体としての感光ドラム1Yについて、図1及び図2を用いて説明する。なお、他の感光ドラム1M、1C、1Kについても同様である。感光ドラム1Yは、帯電特性が負帯電性の回転ドラム型の有機電子写真感光体である。感光ドラム1Yは、図2に示すように、導電性基体(アルミニウム製シリンダ)1aの表面に、下地層1bを介して有機材料からなる電荷発生層1cと、電荷輸送層(厚さ約20μm)1dとを下から順に塗り重ねた層構成を有している。
次に、本実施形態における感光ドラム1Yの表面形状について、図3(a)〜図3(h)及び図4(a)〜図4(f)を用いて説明する。本実施形態の感光ドラム1Yは、表面に独立した複数の凹部200を有する。
{凹部の開口の合計面積/(凹部の開口の合計面積+非凹部の合計面積)}×100
次に、ドラムクリーナ6Yのクリーニングブレード60について、図5を用いて説明する。なお、他のドラムクリーナ6M、6C、6Kのクリーニングブレードについても同様である。ドラムクリーナ6Yは、上述した様に、一次転写部T1Yにおいて中間転写ベルト7へのトナー像転写後に、感光ドラム1Yに若干残留する転写残トナーを感光ドラム1Y表面から除去する。このためにドラムクリーナ6Yは、感光ドラム1Yの表面に当接するクリーニングブレード60、クリーニングブレード60により回収したトナーなどを回収する不図示の回収容器などを備えている。
ここで、トナー融着のメカニズムについて、図6を用いて説明する。高温高湿環境下において高い画像比率で画像形成したときに、表面に凹部200を形成した感光ドラム1Yでは、凹部200を起点としてトナー融着が発生することがあった。これは、凹部200においてクリーニングブレード60からのピーク圧を十分に得ることができずに、凹部200に付着したトナーを掻きとることができず、そこを起点としてトナー融着が成長しているためであると考えられる。
そこで、本実施形態では、Tgが低いトナーを使用して複数の凹部200が形成された感光ドラム1Yの表面をクリーニングする構成であっても、トナー融着の発生を抑制すべく、クリーニングブレード60のゴム部材61を、次のようにしている。
次に、クリーニングブレード60の感光ドラム1Yとの接触面の幅(接触幅)の測定方法を、図7(a)、(b)及び図8を用いて説明する。図7(a)、図7(b)に接触幅測定装置の模式図である。接触幅測定装置は、測定用対向物としてのガラス板300と、ゴム部材61を保持するホルダ301と、ガラス板300の表面に貼り付けられたシート302とを有する。
次に、接触幅とトナー融着との関係を示す検証実験について説明する。表1は、トナー融着検証実験に使用したゴム部材の物性と接触幅の関係を示している。トナー融着検証実験は、表1に記載したゴムA−1〜ゴムD−2の6種類のゴム部材を用いて行った。また、接触幅の測定は前述の方法で行った。
B:感光ドラム表面に極軽微なトナー融着がわずかに確認できる
C:感光ドラム表面に軽微なトナー融着が発生している
D:感光ドラム表面に明らかなトナー融着が発生している
上述の実施形態では、像担持体として感光ドラム1Yの表面をクリーニングするドラムクリーナ6Yのクリーニングブレード60に本発明を適用した場合について説明した。但し、像担持体として中間転写ベルト7(中間転写体)の表面をクリーニングするベルトクリーナ9に本発明を適用しても良い。例えば、中間転写ベルトとして樹脂ベルトを使用した場合、上述の感光ドラム1Yと同様の凹部200を形成するようにしても良い。そして、この場合には、ベルトクリーナのクリーニングブレードを、上述のクリーニングブレード60と同様に構成することで、中間転写ベルトでトナー融着が発生することを抑制できる。
Claims (7)
- トナー像を担持して回転する像担持体と、
前記像担持体の表面に当接され、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードと、を備え、
前記像担持体は、表面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部は、前記像担持体の回転方向の開口幅及び前記像担持体の回転方向に交差する幅方向の開口幅が5μm以上、100μm以下であり、深さが0.1μm以上、3μm以下であり、
前記クリーニングブレードは、ゴム部材であり、前記像担持体に当接する先端部の方が基部よりも硬度が高く構成され、前記像担持体の表面に対する前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力は、0.196N/cm以上、0.490N/cm以下であり、
前記クリーニングブレードが支持される位置から先端までの自由長が8mmとなるように前記クリーニングブレードが支持された場合で、表面に深さ0.7μm、半径15μmの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記測定用対向物との当接角度が25°となるように前記クリーニングブレードを当接させた場合に、前記測定用凹部における前記クリーニングブレードと前記測定用対向物との接触幅であって、前記クリーニングブレードの前記長手方向と直交する方向における前記接触幅は、前記クリーニングブレードの前記長手方向の単位長さ当たりの当接力が0.196N/cmのときに4μm以上、8μm以下であり、0.490N/cmのときに4μm以上、13.5μm以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニングブレードは、前記像担持体との当接角度が25°となるように前記像担持体に当接させたときの、前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力を前記クリーニングブレードの前記像担持体に対する侵入量で割ったW/aが、0.196N/cm/mm以上、0.441N/cm/mm以下である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニングブレードは、長手方向と自由長方向とからなる面を第一の面、長手方向と厚み方向からなる面を第二の面とした場合に、
前記第一の面では、前記クリーニングブレードが前記像担持体の表面と当接する当接エッジから30μmの位置と、自由長の中心とを測定点とし、
前記第二の面では、前記当接エッジから30μmの位置と、厚みの中心とを測定点とし、前記第一の面の2点の前記測定点における押し込み弾性率の差分が0.5MPa以上、10.0MPa以下、もしくは、前記第二の面の2点の前記測定点における押し込み弾性率の差分が0.5MPa以上、10.0MPa以下である、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は、温度25℃、相対湿度50%の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のユニバーサル硬さが150N/mm2以上、220N/mm2以下であり、かつ弾性変形率Weが40%以上、65%以下である、
ことを特徴とする請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムである、
ことを特徴とする、請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は、感光体である、
ことを特徴とする、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は、感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写体である、
ことを特徴とする、請求項1ないし5のうちの何れか1項に記載の画像形成装置。
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