JP2004341480A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、近接放電方式を用いた帯電装置を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer, and more particularly, to an image forming apparatus having a charging device using a proximity discharge method.
従来、電子写真プロセスを採用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体表面を帯電させる帯電手段を有している。帯電手段で用いる帯電方式の一つとして、近接放電による帯電方式がある。これは、感光体表面に帯電部材を接触させたり非接触で近接させたりして近接放電により感光体表面の帯電を行う方式である。
近年、高画質化、装置の小型化などがますます望まれる中、帯電装置も高画質化と小型化が課題となっている。このような課題に対して、像担持体に接触又は近接させた帯電部材を用いる近接放電方式を用いた帯電装置は、大掛かりな帯電装置を必要としないため有効である。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus employing an electrophotographic process has a charging unit for charging a surface of a photoconductor as an image carrier. As one of the charging methods used in the charging means, there is a charging method by proximity discharge. This is a method in which a charging member is brought into contact with or non-contact with the surface of a photoconductor to charge the surface of the photoconductor by proximity discharge.
In recent years, while higher image quality and miniaturization of devices have been increasingly desired, charging devices have also been challenged to achieve higher image quality and smaller size. In order to solve such a problem, a charging device using a proximity discharge method using a charging member in contact with or in proximity to the image carrier is effective because a large-scale charging device is not required.
しかし、近接放電による帯電方式は、感光体表面を近接放電に直接さらすため、感光体表面を化学的に劣化させることが分かった。近接放電による感光体表面の劣化は機械的摺擦とは違い、像担持体への当接部材がない場合においても発生する。 However, it has been found that the charging method using the proximity discharge directly exposes the surface of the photoconductor to the proximity discharge, and thus chemically deteriorates the surface of the photoconductor. Unlike the mechanical rubbing, the deterioration of the photoconductor surface due to the proximity discharge occurs even when there is no contact member with the image carrier.
図16は、近接放電による感光体表面の劣化状態を調べるために、感光体表面に帯電部材のみを非接触状態で近接配置し、連続約150時間の帯電実験を行ったときの、感光体表面の膜圧の変化を測定した結果である。実験に使用した感光体は比較的硬い材質であるポリカーボネートによって作られているものであり、感光体に対して当接する部材を全て取り除き、DCバイアスにACバイアスを重畳した電圧が印加された非接触帯電ローラを用いて帯電を行った。この結果、感光体表面の膜の削れ量が次第に多くなり、感光体の膜厚が次第に減少している事実がわかった。膜厚減少のメカニズムについては今のところ検討中で明らかになってはいないが、膜厚が減少した感光体を分析したところ、感光体を構成するポリカーボネートが分解されたと考えられるカルボン酸などが検出された。このように近接放電によって感光体を構成する成分が分解されたと考えられる物質が検出されたことから、感光体の膜厚減少のメカニズムとしては、次のようなことが考えられる。
図17(a)(b)は、近接放電によって感光体1表面が劣化する場合の感光体表面の状態を、帯電ローラ2aを感光体表面から微小ギャップをもって対向させた状態を例にとって示した説明図である。近接放電を行うと、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子(オゾン、電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが感光体表面の電荷輸送(CTR)層1aに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図17(a)に示すように、電荷輸送層1aは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下、樹脂の蒸発等の化学的劣化を生じる。このような近接放電による感光体の化学的劣化によって、感光体表面の電荷輸送(CTR)層1aは次第にその膜厚を減少させてしまうと考えられる。
FIG. 16 shows a photoconductor surface when a charging experiment was performed for about 150 hours by continuously arranging only a charging member on the photoconductor surface in a non-contact state in order to examine a deterioration state of the photoconductor surface due to proximity discharge. 5 shows the results of measuring the change in the film pressure of Example 1. The photoreceptor used in the experiment is made of relatively hard material, polycarbonate, and all members that come into contact with the photoreceptor are removed, and a non-contact type in which a voltage in which an AC bias is superimposed on a DC bias is applied. Charging was performed using a charging roller. As a result, it was found that the shaving amount of the film on the surface of the photoconductor gradually increased, and the film thickness of the photoconductor gradually decreased. The mechanism of the decrease in film thickness has not been elucidated at this time, but analysis of the photoreceptor with reduced film thickness has detected carboxylic acids, etc., which are thought to have decomposed the polycarbonate constituting the photoreceptor. Was done. As described above, a substance that is considered to have a component constituting the photoconductor decomposed by the proximity discharge is detected, and the following is considered as a mechanism for reducing the thickness of the photoconductor.
FIGS. 17A and 17B illustrate the state of the surface of the
このように、従来から対策が講じられてきた機械的摺擦による劣化防止とは別に、新たに近接放電に起因する感光体表面の化学的劣化による感光体の耐久性低下及び長寿命化に対する障害が生じることが分かった。 In this way, apart from the conventional measures to prevent deterioration due to mechanical rubbing, there is a new obstacle to the reduction in durability and long life of the photoconductor due to chemical deterioration of the photoconductor surface caused by proximity discharge. Was found to occur.
上記近接放電による感光体表面の劣化は、放電で生じる粒子のエネルギーによって発生すると考えられるため、ポリカーボネートに限らず他の材質の感光体を用いた場合においても発生すると考えられる。また、上記実験で用いたように帯電部材を感光体表面に非接触で配置したり、印加電圧をAC重畳バイアスにしたりしなくても、帯電方式が近接放電によるものであれば感光体表面の化学的劣化は多かれ少なかれ発生すると考えられる。 Since the deterioration of the photoconductor surface due to the proximity discharge is considered to be caused by the energy of the particles generated by the discharge, it is considered that the deterioration is caused not only by the polycarbonate but also when a photoconductor of another material is used. Further, even if the charging member is not disposed in a non-contact manner on the surface of the photoreceptor or the applied voltage is not set to the AC superimposed bias as used in the above experiment, if the charging method is based on proximity discharge, the surface of the photoreceptor can be used. It is believed that chemical degradation occurs more or less.
これまで、感光体表面の劣化を防止するために採られていた対策としては、次のようなものがあった。例えば、感光体をアモルファスシリコンカーバイトで表面コートして耐磨耗性を向上させたものがある。また、例えば感光体表層の電荷輸送(CTR)層にアルミナ等の無機物を分散させて耐磨耗性を向上させた有機感光体を用いるようにしたものがある(特許文献1及び2参照)。
Conventionally, the following measures have been taken to prevent the deterioration of the photoconductor surface. For example, there is a photoconductor whose surface is coated with amorphous silicon carbide to improve abrasion resistance. Further, for example, an organic photoreceptor having improved abrasion resistance by dispersing an inorganic substance such as alumina in a charge transport (CTR) layer on the surface of the photoreceptor is used (see
なお、特許文献3乃至6には、後述する課題を解決するための手段における放電劣化防止手段の具体的な実施例と同様に像担持体表面にステアリン酸亜鉛を塗布する手段を備えた画像形成装置が記載されている。しかしながら、このステアリン酸亜鉛を塗布する手段は、トナーフィルミングやトナーの融着を防止したり感光体表面のクリーニング不良を防止したりするために感光体表面を低摩擦係数化する目的で塗布するものである。従って、近接放電による感光体表面劣化を防止するために塗布するものではない。また、後述するように、単に感光体表面を低摩擦係数化するためにステアリン酸亜鉛を塗布しても、放電による劣化を防止できるとは限らない。
上述の感光体表面をアモルファスシリコンカーバイトでコートしたり感光体表層にアルミナ等の無機物を分散させたりしたものは、耐磨耗性はともかく、近接放電による感光体表面の化学的劣化を防止できるとは限らない。これまで、感光体の膜厚減少については、当接部材による機械的磨耗に起因するもののみが問題視され、帯電の際の近接放電に起因する化学的な膜厚減少についてはあまり問題視されて来なかったためである。 The above-described photoreceptor surface coated with amorphous silicon carbide or a photoreceptor surface layer in which an inorganic substance such as alumina is dispersed can prevent chemical deterioration of the photoreceptor surface due to proximity discharge, despite abrasion resistance. Not necessarily. Until now, only the problem of the decrease in the thickness of the photoreceptor caused by mechanical abrasion caused by the contact member has been regarded as a problem, and the problem of the chemical thickness decrease due to the proximity discharge during charging has been regarded as a problem. Because he did not come.
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止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 background, and an object of the present invention is to prevent deterioration of a photoconductor surface due to proximity discharge in an image forming apparatus employing a charging method based on proximity discharge. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体表面に近接又は接触する位置に設けられ該像担持体表面を近接放電によって帯電する帯電部材とを有し、該像担持体上に画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体表面に、上記帯電部材から該像担持体表面への近接放電によって生じる該像担持体表面の化学的劣化を防止する保護層を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記像担持体表面に供給されることによって上記保護層を形成する保護剤を該像担持体表面に供給するための保護剤供給手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としてのファーブラシを有することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としての弾性ローラを有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3又は4の画像形成装置において、上記塗布部材を介して上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、所定の形状に成型された固体保護剤であることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項3又は4の画像形成装置において、上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、上記塗布部材に内添されてなることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項3、4、5、又は6の画像形成装置において、上記塗布部材を上記像担持体表面に対して接離するための塗布部材接離手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項2、3、4、5、6、又は7の画像形成装置において、上記保護剤がステアリン酸亜鉛であり、上記保護剤供給手段によって、該ステアリン酸亜鉛を上記像担持体表面に近接放電による該像担持体表面の化学的劣化が防止できる量供給することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の画像形成装置において、上記保護層を、上記像担持体表面の少なくとも画像形成領域表面が露出しないよう該画像形成領域が覆い尽くされた状態に形成したことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、又は9の画像形成装置において、上記帯電部材を、上記像担持体表面における画像形成領域に対して所定の帯電ギャップをもって対向するよう該画像形成領域では該像担持体表面に対して非接触に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10の画像形成装置において、上記帯電部材が、硬質の材料からなるローラ形状の硬質帯電ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又は11の画像形成装置において、上記帯電部材に印加する電圧を、直流成分に交流成分を重畳した電圧としたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項2、3、4、5、6、7、8、9、10、11又は12の画像形成装置において、上記保護剤供給手段により、上記保護層を上記像担持体上に間欠的に付与することを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、非画像形成時に上記像担持体と上記保護剤供給手段とを作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行うことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記像担持体に当接配置された上記保護剤供給手段を間欠的に作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記保護剤供給手段と上記像担持体とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記保護剤は、上記像担持体表面に塗布する塗布部材を介して該像担持体表面に塗布される該保護材の塗布前の状態が所定の形状に成型された個体保護剤であり、上記保護層の間欠付与は、該個体保護材と該塗布部材とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項13の画像形成装置において、上記保護層の間欠付与は、上記保護剤が内添され、上記像担持体に当接して塗布される塗布部材により行われ、該保護材の内添率を任意に変化させたことを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、又は18の画像形成装置において、上記画像形成装置は、トナーの平均円形度が0.96以上1.00未満であることを特徴とするものである。
また、請求項20の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、又は19の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触配置され該像担持体上に形成された画像を一時的に担持する中間転写体を有することを特徴とするものである。
また、請求項21の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20の画像形成装置において、少なくとも上記像担持体と上記帯電部材とを一体的に該画像形成装置本体に対して着脱可能に支持するプロセスカートリッジを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項22の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又は21の画像形成装置において、上記像担持体を複数有することを特徴とするものである。
また、請求項23の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、又は22の画像形成装置において、上記画像形成装置は、少なくともクリーニング手段を有し、該クリーニング手段が、導電性を有する繊維からなるファーブラシであり、該クリーニング手段のファーブラシに接する回収ローラとそのスクレーパー部材とにより構成され、該ファーブラシ及び/又は該回収ローラに電圧を印加することにより、電界を用いて像担持体からトナーの回収をおこなうことを特徴とするものである。
これらの画像形成装置においては、帯電部材からの近接放電によって発生した粒子が像担持体表面に直接照射されることを像担持体表面に設けた保護層で阻止する。これにより、近接放電によって発生した粒子によって像担持体表面が化学的劣化されることを防止する。化学的劣化とは、近接放電によって発生した粒子(電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが像担持体表面に照射されて生じる像担持体表面構成物質の分子鎖切断による低分子化、高分子鎖の絡み合いの低下、樹脂の蒸発などである。従来像担持体表面に設けられていた耐磨耗性向上のためのコート層は、近接放電によって発生した上記粒子エネルギー照射による化学的劣化を防止できるとは限らない。このため、コート層が設けられていても、その像担持体表面部分が近接放電によって発生した粒子が照射されると、像担持体表面が直接化学的劣化を生じてしまう場合がある。これに対して、本発明の保護層は、少なくともその層が存在している間は、像担持体表面自体の劣化を防止する。
In order to achieve the above object, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, a protective agent for supplying the protective agent forming the protective layer to the surface of the image carrier by being supplied to the surface of the image carrier. It has a supply means.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second aspect, the protective agent supply means has a fur brush as an application member for applying the protective agent to the surface of the image carrier. Things.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second aspect, the protective agent supply means has an elastic roller as an application member for applying the protective agent to the surface of the image carrier. Things.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third or fourth aspect, the state before application of the protective agent applied to the surface of the image carrier via the application member is formed into a predetermined shape. Characterized in that it is a protected solid protective agent.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third or fourth aspect, a state before the application of the protective agent applied to the surface of the image carrier is internally added to the application member. It is a feature.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third, fourth, fifth, or sixth aspect, an application member contact / separation unit for bringing the application member into or out of contact with the surface of the image carrier is provided. It is characterized by the following.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second, third, fourth, fifth, sixth, or seventh aspect, the protective agent is zinc stearate, and the protective agent supply means supplies the zinc stearate. Is supplied to the surface of the image carrier in such a manner that chemical deterioration of the surface of the image carrier due to proximity discharge can be prevented.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the eighth aspect, the protective layer is formed so that at least the image forming area of the surface of the image bearing member is not exposed. It is characterized by having done.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or ninth aspect, the charging member is provided in an image forming area on the surface of the image carrier. On the other hand, the image forming area is provided so as to be in non-contact with the surface of the image carrier so as to be opposed with a predetermined charging gap.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, or tenth aspect, the charging member has a roller shape made of hard material. It is a hard charging roller.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh, the voltage applied to the charging member is a DC component. Characterized by a voltage obtained by superimposing an AC component on the voltage.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh or twelfth aspect, the protective layer is formed by the protective agent supply means. It is characterized in that it is applied intermittently on the image carrier.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the thirteenth aspect, the intermittent application of the protective layer is performed by operating the image carrier and the protective agent supply means during non-image formation. By applying the above-mentioned protective agent.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the thirteenth aspect, the intermittent application of the protective layer intermittently activates the protective agent supply means disposed in contact with the image carrier during image formation. And applying the protective agent to the image carrier.
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the thirteenth aspect, the intermittent application of the protective layer is performed by intermittently contacting the protective agent supply unit and the image carrier during image formation. It is characterized by being performed.
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the thirteenth aspect, the protective agent is applied to the surface of the image carrier via an application member that applies the surface of the image carrier. The previous state is an individual protective agent molded into a predetermined shape, and the intermittent application of the protective layer is performed by intermittently contacting the individual protective material and the application member. Things.
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirteenth aspect, the intermittent application of the protective layer is performed by a coating member to which the protective agent is internally added and which is applied in contact with the image carrier. The internal addition ratio of the protective material is arbitrarily changed.
The invention according to claim 19 is the image forming apparatus according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
In these image forming apparatuses, the protective layer provided on the surface of the image carrier prevents the particles generated by the proximity discharge from the charging member from being directly irradiated on the surface of the image carrier. This prevents the surface of the image carrier from being chemically degraded by particles generated by the proximity discharge. Chemical deterioration refers to the reduction of molecular weight by breaking the molecular chains of the surface material of the image carrier that occurs when the energy of particles (electrons, excited molecules, ions, plasma, etc.) generated by proximity discharge is irradiated to the surface of the image carrier. These include reduction of entanglement of polymer chains, evaporation of resin, and the like. The coating layer for improving abrasion resistance, which is conventionally provided on the surface of the image carrier, cannot always prevent the chemical deterioration due to the above-described particle energy irradiation generated by the proximity discharge. For this reason, even if the coating layer is provided, if the surface portion of the image carrier is irradiated with particles generated by the proximity discharge, the surface of the image carrier may be directly chemically deteriorated. On the other hand, the protective layer of the present invention prevents the image carrier surface itself from deteriorating at least while the layer is present.
これらの発明によれば、近接放電による帯電方式を採用した画像形成装置において、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができるという優れた効果がある。 According to these inventions, in an image forming apparatus employing a charging method based on proximity discharge, there is an excellent effect that deterioration of the photoconductor surface due to proximity discharge can be prevented.
〔実施形態1〕
以下、本発明が適用される画像形成装置について実施形態1を説明する。図1に、後述する各実施例に共通した構成を有する画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、有機感光体からなる像担持体としての感光体1を備えている。図1において、感光体1は、図示しない駆動装置により回転駆動され、その表面が近接帯電方式の主帯電装置2の帯電ローラ2aにより所定の極性に均一に帯電される。帯電された感光体1の表面には、露光装置3によって光像が露光され、所定の静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4から感光体1の表面に供給される現像剤としてのトナーにより現像されて、トナー像として可視像化される。
[Embodiment 1]
Hereinafter, an
一方、図示しない給紙部からは記録媒体としての転写紙が感光体1に向けて給送される。この転写紙には、感光体1に対向配置されている転写装置5によって感光体1上のトナー像が転写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙は、感光体1から分離した後、転写材搬送経路10に沿って定着装置6に搬送されて、トナー像が定着される。転写紙にトナー像を転写した後の感光体1上に残留している残留トナーとしての転写残トナー11は、クリーニング装置7によって感光体1上から除去される。また、転写残トナー11が除去された後の感光体表面の残留電荷は、除電装置9により除去される。このようにして、感光体1は繰り返し使用される。尚、本実施形態1の画像形成装置には、塗布装置を有しているが、これについては後ほど詳述する。
On the other hand, transfer paper as a recording medium is fed toward the
本実施形態においては、感光体の耐磨耗性と電気的耐久性を向上させるために有機感光層上に被覆層を形成した。被覆層は、無機粒子をバインダー樹脂中に適量分散させることによって、感光体の耐久性を向上させている。無機粒子としては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化珪素等があり、特に酸化チタン、アルミナは環境安定性に優れ、好適である。一方、バインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等に分散して使用できるが、極性依存性がなく、適度に高抵抗(1016〜1017Ω・cm)であるポリカーボネート樹脂が好適である。
なお、被覆層に代えてアモルファスシリコンで表面コートした感光体や、感光層にアルミナ等の無機物を分散させることもできる。このような構成の感光体を用いることによって、耐磨耗性に加えて低コスト化も達成できる。
In the present embodiment, a coating layer is formed on the organic photosensitive layer in order to improve the abrasion resistance and electrical durability of the photosensitive member. The coating layer improves the durability of the photoreceptor by dispersing an appropriate amount of inorganic particles in a binder resin. Examples of the inorganic particles include titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, indium oxide, and silicon nitride. Titanium oxide and alumina are particularly excellent in environmental stability and are suitable. On the other hand, as the binder resin, a polycarbonate resin, a polyethylene resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyamide resin or the like can be used by dispersing it. However, it has no polarity dependency and has a moderately high resistance (10 16 to 10 17 Ω · cm). Is preferred.
Note that, instead of the coating layer, a photosensitive member whose surface is coated with amorphous silicon or an inorganic substance such as alumina can be dispersed in the photosensitive layer. By using the photoconductor having such a configuration, cost reduction can be achieved in addition to abrasion resistance.
次に、本実施形態1の画像形成装置に用いる主帯電装置(以下、帯電装置という)2について説明する。この帯電装置2は、近接放電を用いて感光体を帯電する。近接放電を用いて感光体を帯電する方法としては、回動可能なローラ状の帯電部材(以下、帯電ローラという)2aを感光体に接触させて配置する接触帯電方式と、帯電ローラを感光体に非接触に配置する非接触帯電方式とがある。本実施形態1においては、非接触帯電方式を用いている。その理由は以下のとおりである。
Next, a main charging device (hereinafter referred to as a charging device) 2 used in the image forming apparatus of the first embodiment will be described. The charging
近接放電を用いて感光体を帯電する方法のうち接触帯電方式では、帯電ローラを感光体表面に接触させ感光体1の表面移動に従動させることにより感光体を帯電する。帯電ローラとしては、感光体表面と均一に接触することが可能で、かつ感光体に機械的ストレスを与えない弾性体(例えばゴム部材など)からなるものが望ましい。そして、接触帯電方式の場合、クリーニング不良により感光体表面に付着しているトナーや紙粉等が帯電ローラに転移付着する場合があり、長時間使用すると帯電ローラの汚れに起因する帯電不良によって画像劣化が生じる恐れがある。よって、高耐久化の為には、帯電ローラに異物の付着が生じにくい非接触帯電方式を採用する方が有利である。以上の理由から、本実施形態1においては、感光体表面における少なくとも画像形成領域に対して所定の帯電ギャップ14をもって対向するよう帯電ローラ2aを配置した非接触帯電方式を採用している。
In the contact charging method among the methods of charging the photoconductor using the proximity discharge, the photoconductor is charged by bringing a charging roller into contact with the surface of the photoconductor and following the movement of the surface of the
図2は、本実施形態1の画像形成装置に用いる主帯電装置2の説明図である。帯電ローラ2aは軸部21aとローラ部21bとからなる。ローラ部21bは軸部21aの回転によって回動可能であり、感光体1表面のうち画像が形成される画像形成領域11に対向する部分は感光体1と非接触である。帯電ローラは、その長手方向(軸方向)の寸法が画像形成領域よりも少し長く設定されており、その長手方向の両端部にスペーサ22を設けている。これら2つのスペーサを感光体表面両端部の非画像形成領域12に当接させることによって、感光体1と帯電ローラとの間に微小なギャップ14を形成している。この微小なギャップ14は、帯電ローラと感光体1との最近接部における距離が5〜100[μm]に維持できるよう構成している。このギャップ14のより好ましい範囲は、30〜65[μm]であり、本実施形態1の装置では、50μmに設定した。また、軸部21aをスプリングからなる加圧バネ15によって感光体側に加圧している。これにより、微小なギャップ14を精度よく維持することができる。また、帯電ローラは感光体表面に連れ回り回転する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the
帯電ローラ2aには帯電用の電源を接続している。これにより、感光体表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。印加電圧は、本実施形態1においては直流成分であるDC電圧に交流成分であるAC電圧を重畳した交番電圧を用いている。ただしし、印加電圧はこれに限るものではなく、DC電圧のみでも構わない。
帯電ローラ2aに印加する印加電圧としてDC電圧のみを印加すると微小ギャップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性に問題があるなどの理由により、感光体表面を均一に帯電する上で不都合な場合がある。本実施形態のようにDC電圧にAC電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、より均一な帯電が可能となり、高画質化が可能となる。
A charging power supply is connected to the charging
When applying only the DC voltage as the applied voltage to the charging
帯電条件は、帯電後の感光体表面電位が約−700V、印加電圧はAC電圧重畳で周波数が約900Hz、ピーク間電圧が約2.2kV、オフセット電圧が約−660Vである。
帯電ローラ2aに用いるローラ部材の一例として、ゴム部材がある。ゴム部材の場合、感光体1との微小ギャップ14の均一な維持が困難であることや、ゴムは吸水しやすい材料であるために環境の変化による電気抵抗変動が大きい。その為、帯電不良などが発生することがある。また、帯電ローラ2aのたわみによって、感光体1と接触し、保護剤32が付着し、感光体上の保護層の均一性が損なわれることがある。従って、高安定、高耐久化のためには、帯電ローラ部材2aとして、硬質な樹脂部材からなる硬質帯電ローラを用いることがより望ましい。ここで、硬質とは、帯電ローラ2aの表面の硬度がJIS−A85° 以上である。
また、撓みが生じない程度に硬質な樹脂部材を用いることによって帯電ローラ2aの感光体1とのギャップをより精度良く均一に維持することが出来る。本実施形態においても、撓みが生じない程度の硬質な樹脂部材から帯電ローラを構成している。その為、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく、帯電ローラ2aの高寿命化を図ることができる。
以下に、硬質な樹脂ローラと軟質のゴムローラとで、環境変化によるギャップ維持安定性について調べた実験1の結果を示す。
The charging conditions are as follows: the photoreceptor surface potential after charging is about -700 V, the applied voltage is about 900 Hz with AC voltage superposition, the peak-to-peak voltage is about 2.2 kV, and the offset voltage is about -660 V.
An example of a roller member used for the charging
In addition, by using a resin member that is hard enough not to cause bending, the gap between the charging
The following shows the results of
〔実験1〕
労働環境を考慮すると、オフィスにおいて最も吸湿が促進する使用環境限界は、おおよそ30℃、80%RH程度と考えられる。同様にオフィスで想定される低湿度環境限界は高温の30℃程度においては20%RH程度と考えられる。本実施形態においては、このような環境条件下で経時品質に優れる帯電装置を提供するように考えられている。
[Experiment 1]
Considering the working environment, the working environment limit where moisture absorption is most promoted in the office is considered to be about 30 ° C. and about 80% RH. Similarly, the low humidity environment limit assumed in an office is considered to be about 20% RH at a high temperature of about 30 ° C. In the present embodiment, it is considered to provide a charging device having excellent temporal quality under such environmental conditions.
吸湿の影響の小さい30℃、20%RH条件下において、図18のように微小ギャップが形成されている場合、従来のゴム帯電ローラを使用すると吸湿により図18のAのように中抵抗層の吸湿膨張によりギャップ部材が延伸できない為に帯電部材と感光体とが当接することがある。また装置の気流設計によって吸湿部位が中央に集中したような場合を考えると、図18のBのようにその部分で当接が発生することがある。Aのような当接発生はギャップ部材の延伸性を付与することにより軽減できるが、Bのような当接が万一発生した場合には上述の方法では軽減できない。
また、ゴムローラとハードローラを用いた場合の、環境とギャップの関係を表1に示す。
Under a condition of 30 ° C. and 20% RH where the influence of moisture absorption is small, when a small gap is formed as shown in FIG. 18, if a conventional rubber charging roller is used, the medium resistance layer of the middle resistance layer is absorbed as shown in FIG. Since the gap member cannot be stretched due to hygroscopic expansion, the charging member may come into contact with the photoconductor. Also, when a case where the moisture absorption portion is concentrated at the center due to the air flow design of the device is considered, contact may occur at that portion as shown in FIG. 18B. The occurrence of contact such as A can be reduced by imparting stretchability of the gap member. However, if contact such as B occurs, it cannot be reduced by the above method.
Table 1 shows the relationship between the environment and the gap when a rubber roller and a hard roller are used.
これより、帯電ローラ2aが硬質の材料からなる場合は、環境を変化させてもギャップは変化しないが、ゴムローラの場合は、高湿環境下でギャップが非常に狭くなってしまった。
ギャップが狭くなるということは、接触している可能性も考えられるため、帯電ローラにトナー汚れが発生してしまう可能性がある。よって、帯電均一性を維持するためにも、帯電ローラ2aは、ギャップ維持が確実となるハードタイプのものを用いるのがよい。
As a result, when the charging
When the gap is narrowed, it is considered that there is a possibility that the gap is in contact with the gap, and therefore, there is a possibility that toner contamination occurs on the charging roller. Therefore, in order to maintain the charging uniformity, it is preferable that the charging
〔実験2〕
次に、ゴム部材に比べ、微少ギャップの維持に有利な硬質な樹脂部材を用いた帯電ローラが異常画像抑制に有効であることを示す実験例について説明する。
帯電ローラ2aと感光体1との間の微小ギャップが変動したときの、画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度を調べた。
使用機材、及び設定条件は、以下のとおりである。帯電装置としては、本発明の近接タイプのローラ帯電器を用いた。
[Experiment 2]
Next, a description will be given of an experimental example showing that a charging roller using a hard resin member that is more advantageous in maintaining a small gap than a rubber member is effective in suppressing abnormal images.
The occurrence frequency of an abnormal image called image deletion when the minute gap between the charging
The equipment used and the setting conditions are as follows. As the charging device, the proximity type roller charger of the present invention was used.
<<条件>>
コピー機:imagio4570改造機(線速:230mm/s)
印加バイアス:DC(―950V)+AC(2.2kVpp、10kHz、s in波)
帯電ローラ:導電性樹脂層をもつローラ
微小ギャップ保持方法:帯電ローラの両端に、PETのテープを巻きつけた。(厚さ:30、50、80μm)。
環境条件:30℃、90%RH
機械条件:感光体クリーニング部材なし
比較として、帯電ローラを接触させた条件でも実験を行なった。
<< Conditions >>
Copy machine: imageio 4570 modified machine (linear speed: 230 mm / s)
Applied bias: DC (-950 V) + AC (2.2 kVpp, 10 kHz, sine wave)
Charging roller: a roller having a conductive resin layer. Method for maintaining a small gap: PET tape was wound around both ends of the charging roller. (Thickness: 30, 50, 80 μm).
Environmental conditions: 30 ° C, 90% RH
Mechanical conditions: No photoconductor cleaning member As a comparison, an experiment was performed under the condition that the charging roller was brought into contact.
画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度が、微小ギャップの変化にどのように依存するかを把握するために、微小ギャップを意図的に変化させた。実験条件にあるように、微小ギャップを保持するためのテープ厚みを変えた。そして、3種類の微小ギャップ条件でコピーの連続出力を行ない、ハザード物質量の測定を行なった。ハザードの評価は、コピー(A4ヨコ)を5,000枚連続出力して、そのときの画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生の有無を画像により確認した。
この結果を、図19に示す。同図において横軸が微小ギャップで、縦軸が画像流れ現象の発生頻度である。
The minute gap was intentionally changed in order to understand how the occurrence frequency of an abnormal image called image deletion depends on the change of the minute gap. As in the experimental conditions, the tape thickness for maintaining the small gap was changed. Then, continuous output of copy was performed under three kinds of small gap conditions, and the amount of hazardous substances was measured. For the evaluation of the hazard, 5,000 copies (A4 landscape) were continuously output, and the presence or absence of an abnormal image called an image deletion phenomenon at that time was confirmed by the image.
The result is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is the minute gap, and the vertical axis is the frequency of occurrence of the image deletion phenomenon.
この結果より、微小ギャップを大きくすると画像流れ現象が発生しやすくなるが、ある微小なギャップのときに画像流れ現象と呼ばれる異常画像が発生しにくくなった。つまり、画像流れ現象と呼ばれる異常画像は、微小ギャップに大きく依存し、ある特定のギャップになると、最も少なくなることが分かった。
図19の微小ギャップと画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度のプロットが、下に凸の極値を持つことについて考察する。
As a result, although the image gap phenomenon is likely to occur when the small gap is increased, an abnormal image called the image stream phenomenon is less likely to occur at a certain small gap. That is, it has been found that an abnormal image called an image deletion phenomenon largely depends on a minute gap, and becomes the least when a certain gap is reached.
Consider that the plot of the frequency of occurrence of an abnormal image called a small gap and an image deletion phenomenon in FIG. 19 has a downwardly convex extreme value.
このグラフは、先ほども述べたように、画像流れと呼ばれる異常画像の発生頻度は、ある特定のギャップで最小値となるということを示している。
微小ギャップがある程度以上広くなると、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度は、微小ギャップに比例して多くなる。これは、微小ギャップが広がると放電を生じさせるために必要な電圧が高くなることと、放電による電離空間が大きくなるためだと考えられる。
This graph shows that the frequency of occurrence of an abnormal image called an image deletion has a minimum value in a certain gap, as described above.
When the minute gap is widened to a certain extent or more, the frequency of occurrence of an abnormal image called an image deletion phenomenon increases in proportion to the minute gap. This is considered to be because, when the minute gap is widened, the voltage required for causing the discharge increases, and the ionization space due to the discharge increases.
まず、微小ギャップと放電電圧の関係は、パッシェンの法則によって説明することができる。
特に、ギャップがある範囲のときは、放電開始電圧Vth(V)とギャップd (μm)は、上記数式1によってあらわされる。
<数1>Vth=6.2×d+312 40≦d≦120[μm]
数式1より、微小ギャップが大きくなるほど、放電を生じさせるための電圧が高くなることがわかる。
高い電圧で放電が生じるということは、放電発生時のエネルギーが大きい状態にあり、多くの分子を電離できるため、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の原因となるハザード物質をより多く生成すると考えられる。
つぎに、放電空間であるが、微小ギャップが大きいと、帯電ローラから感光体までの距離が大きくなる。よって、放電が帯電ローラから始まり感光体に達するまでに電離される空間領域が大きくなり、その結果、電離される分子の数が増え、それに伴ない、ハザード物質もより多く生成される。ということは、帯電ローラが感光体に接触した状態が、ハザードが最小となるはずである。しかし、実際は、わずかなギャップを設けたときのほうが、画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度が少なくなった。理由は、帯電ローラまわりの気流が関係していると考えられる。
First, the relationship between the small gap and the discharge voltage can be explained by Paschen's law.
In particular, when the gap is in a certain range, the discharge start voltage Vth (V) and the gap d (μm) are represented by Equation (1).
<
From
It is considered that the fact that the discharge occurs at a high voltage means that the energy at the time of the discharge occurrence is large and many molecules can be ionized, so that more hazardous substances causing an abnormal image called an image deletion phenomenon are generated.
Next, regarding the discharge space, if the minute gap is large, the distance from the charging roller to the photoconductor increases. Therefore, the space region where the discharge starts from the charging roller and is ionized before reaching the photoreceptor becomes large, and as a result, the number of molecules to be ionized increases, and accordingly, more hazardous substances are generated. That is, the state where the charging roller is in contact with the photoconductor should minimize the hazard. However, actually, when a small gap is provided, the frequency of occurrence of an abnormal image called an image deletion phenomenon is reduced. It is considered that the reason is related to the airflow around the charging roller.
接触(もしくは、ほぼ接触状態のギャップ)の場合を、図20に示す。感光体701と帯電ローラ702によって作られる上流側の楔型領域703には、帯電ローラの回転704により、空気の流れ(もしくは、気流)705が接触方向に作られる。しかし、帯電ローラ702と感光体701は接触しているため、空気の流れ705は接触部分で止まってしまう。
ハザード物質も、この空気の流れ705とともに移動すると考えられる。しかし、空気の流れ705は帯電ローラ702に遮られているため、ハザード物質も帯電ローラ702の接触部分に滞留してしまう。このため、楔型領域703のハザード物質の濃度が上昇し、結果的に感光体701上に堆積するハザード物質が増えると考える。
しかし、図21に示すように、微小ギャップHがある程度以上大きくなると、ローラ802の回転804によって流れる空気805は、微小ギャップ部分をすり抜けるようになる。ハザード物質もこの空気の流れ805に乗って動くので、ハザード物質が楔型領域803に滞留することがなくなり、感光体701上に堆積するハザード物質も減少する。そして、帯電ローラ802と感光体701の微小ギャップHが大きくなると、さらに空気が流れるようになるため、ハザード物質の滞留が減少し、堆積もさらに減少するのである。
しかし、微小ギャップの増大に伴って放電電圧が上昇し、ハザード物資が多く生成され、気流による低減効果が間に合わなくなるので、微小ギャップがある大きさ以上になるとハザード物質は増加する。
FIG. 20 shows a case of contact (or a gap in a substantially contact state). An air flow (or air flow) 705 is generated in a contact direction in the upstream wedge-shaped
Hazardous materials are also believed to move with this
However, as shown in FIG. 21, when the minute gap H becomes larger than a certain value, the
However, the discharge voltage rises with the increase of the minute gap, a lot of hazardous materials are generated, and the reduction effect by the airflow cannot be made in time. Therefore, when the minute gap exceeds a certain size, the amount of hazardous substances increases.
よって、微小ギャップと画像流れ現象と呼ばれる異常画像の発生頻度の関係は、図19に示すようにある微小ギャップで最小となる。この時の微小ギャップを維持することで、異常画像の発生を抑制することができる。
つぎに、作像プロセス時に様々な条件で帯電ローラが回転したときの、帯電ローラと感光体との間の微小ギャップについて考察する。
帯電ローラの仕上げ精度が悪い、例えば真直度が悪いと、帯電ローラの回転位置により微小ギャップが変動する。
また、帯電ローラの剛性が低いと、自重により帯電ローラがたわみ変形し、一定の微小ギャップを維持できない等の問題がある。
今回の微小ギャップとハザード物質量の関係の結果をもとに、上記のような粗悪な帯電ローラを用いた場合について考察する。
Therefore, the relationship between the minute gap and the frequency of occurrence of an abnormal image called an image deletion phenomenon becomes minimum at a certain minute gap as shown in FIG. By maintaining the small gap at this time, occurrence of an abnormal image can be suppressed.
Next, the minute gap between the charging roller and the photoconductor when the charging roller rotates under various conditions during the image forming process will be considered.
If the finishing accuracy of the charging roller is poor, for example, if the straightness is poor, the minute gap fluctuates depending on the rotational position of the charging roller.
In addition, if the rigidity of the charging roller is low, there is a problem that the charging roller bends and deforms due to its own weight, and a certain minute gap cannot be maintained.
Based on the result of the relationship between the minute gap and the amount of the hazardous substance, the case where the above-described inferior charging roller is used will be considered.
静止時に適切な微小ギャップを設定し、帯電ローラと感光体とをセットしても、帯電ローラの伸直度が悪い場合、微小ギャップは回転時に大きくなったり、小さくなったりする。ハザード物質量は、微小ギャップの大きさが変ると大きく変化するので、伸直度の悪い帯電ローラを用いた場合には、画像流れが発生しやすくなる。
従って、硬質な樹脂部材を用いることによって、経時で帯電ローラと感光体との微小ギャップをより精度良く均一に維持することができ、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく、帯電ローラ2の高寿命化を実現することが可能となる。
Even if an appropriate minute gap is set at rest and the charging roller and the photoconductor are set, if the charging roller has poor elongation, the minute gap may increase or decrease during rotation. Since the amount of the hazardous substance changes greatly when the size of the minute gap changes, when a charging roller having poor straightness is used, image deletion is likely to occur.
Therefore, by using a hard resin member, the minute gap between the charging roller and the photoconductor can be maintained more accurately and uniformly over time, and not only can uniform charging be achieved, but also there is no adhesion of foreign matter. In addition, the service life of the charging
本発明者らの研究によって、近接放電による感光体表面の劣化は、感光体表面を近接放電に直接さらすために生じるものであって、感光体表面への当接部材がない場合においても生じることがわかった。即ち、近接放電による感光体表面劣化は、機械的摺擦とは別のメカニズムで発生するものである。そして、従来から感光体表面の機械的摺擦によって生じる表面劣化を防止するために感光体表面に潤滑剤を塗布しただけでは近接放電によって生じる劣化は防止できないことが分かった。
そこで、本実施形態においては、その特徴として、近接放電による感光体表面劣化を防止するための放電劣化防止手段を設けている。以下に、その具体的な構成について詳細を説明する。
According to the study of the present inventors, the deterioration of the photoconductor surface due to the proximity discharge is caused by directly exposing the surface of the photoconductor to the proximity discharge, and occurs even when there is no abutting member on the photoconductor surface. I understood. That is, the deterioration of the photoconductor surface due to the proximity discharge occurs by a mechanism different from mechanical rubbing. In addition, it has been found that the deterioration caused by the proximity discharge cannot be prevented only by applying the lubricant to the surface of the photoconductor in order to prevent the surface deterioration caused by the mechanical rubbing of the surface of the photoconductor.
Therefore, in the present embodiment, as a feature, a discharge deterioration preventing means for preventing deterioration of the photoconductor surface due to proximity discharge is provided. Hereinafter, the specific configuration will be described in detail.
図3は、本発明の特徴である感光体1の断面図である。この感光体1には表面に放電劣化防止手段としての保護層50を設けている。この保護層50を設けるために、この画像形成装置には、図1に示すように保護層50を形成する保護剤32を感光体表面に供給するための保護剤供給手段として、保護剤塗布装置30を設けている。この保護剤塗布装置は、塗布部材としてのファーブラシ31A、保護剤32、保護剤をファーブラシ方向に押圧するための加圧バネ33を有している。
保護剤32は所定の形状としてのバー状に成型された固体保護剤32である。ファーブラシ31Aは感光体表面にブラシ先端が当接しており、軸を中心に回転することによって保護剤32を一端ブラシに汲み上げ、感光体表面との当接位置までブラシ上に担持搬送して感光体表面に塗布する。
また、経時で保護剤32がファーブラシ31Aに掻き削られて減少してもファーブラシ31Aに接触しなくなるという事態が発生しないように、加圧バネ33によって所定の圧力で保護剤32がファーブラシ31A側に押圧されている。これによって、微量の保護剤32でも常に均一にファーブラシ31Aに汲み上げられる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
The
Further, even if the
尚、保護剤32をトナーに内添、外添するなどして感光体表面に保護層を形成する方法もあるが、その場合、画像濃度、画像パターンによって保護剤32の付着量が変化するため、感光体表面に一様な保護層を形成することが難しくなると考えられる。
本実施形態においては、保護剤供給手段として感光体表面に保護剤32を直接塗布する保護剤塗布装置を設けている。よって、画像濃度や画像パターンなど種々の条件によって変化することなく、感光体表面に安定して保護層50を形成することができる。
Incidentally, there is a method of forming a protective layer on the surface of the photoreceptor by internally or externally adding the
In the present embodiment, a protective agent applying device for directly applying the
また、保護剤をファーブラシ31Aなどの塗布部材を用いずに感光体表面に供給する方法もあるが、その場合、感光体上に一様に広がらない恐れがある。それに対して本実施形態のように塗布部材を用いることで、塗布部材によって感光体全体に保護剤32が引き伸ばされ、直接保護剤32を塗布する場合よりも塗り斑がなく均一に塗布することができる。従来のステアリン酸亜鉛の塗布目的である潤滑作用を得るためにはある程度海島状に塗布されても効果が発揮されるが、本発明の目的である近接放電によるエネルギー照射から保護するためには、海島状ではなく、理想的には感光体表面全面が露出されないよう完全に保護剤32で覆い尽くされていることが望ましい。従って、保護剤32を供給すると同時に、感光体全面に保護剤32を均一に引き伸ばす作用が要求される。
本実施形態においては、塗布部材としてのファーブラシ31Aを用いている。ブラシに付着した保護剤32を感光体表面をブラシで摩ることによって感光体表面に保護剤32を供給するので、経時で安定的にかつ均一に感光体上に供給することができる。
There is also a method of supplying the protective agent to the surface of the photoreceptor without using a coating member such as the
In the present embodiment, a
上記保護剤32としては、種々の物質を用いることが可能である。そこで、本実施形態の画像形成装置においては、従来から潤滑剤として感光体表面に塗付されてきたステアリン酸亜鉛を保護剤32として用いている。ただし、ステアリン酸亜鉛は保護剤32の一例であり、ワックス、シリコンオイル等他の物質を保護剤32として用いることも可能である。以下に、ステアリン酸亜鉛を保護剤32として感光体表面に塗布した場合と保護剤32を何も塗布しない場合とで、感光体表面の劣化状態を調べた実験3の結果を示す。
Various substances can be used as the
〔実験3〕
図4(a)は、感光体上に保護層50を形成することによって、近接放電による感光体劣化が抑制されることを確かめるための実験装置の概略構成図である。図4(b)は、感光体表面を保護層形成部Aと非形成部Bとに分けた状態の説明図である。
この実験を行うために、予め帯電ローラ2aと保護剤塗布装置30以外の部材を全て取り払い、護剤塗布装置30は感光体1の軸方向半分の表面領域に保護剤32を塗布するよう構成した。また、保護剤32としては、ステアリン酸亜鉛を用いた。そして、感光体1と共に帯電装置2と保護剤塗布装置30の駆動を継続して行い、感光体表面の劣化状態を調べた。実験条件は以下の通りである。
[実験条件]
・帯電条件:Vpp:2.12[kV]、f:877.2[Hz]、offset:−660[V]
・感光体線速:125[mm/s]
・帯電ロ―ラ:つれ回り
図4(b)に示すように、感光体1の長手方向の半分の領域Aには表面にステアリン酸亜鉛による保護層50が形成され、残り半分の領域Bは感光体1表面がそのまま露出した状態となっている。また、感光体1表面劣化の指標として、感光層の膜削れ量を測定した。
[Experiment 3]
FIG. 4A is a schematic configuration diagram of an experimental apparatus for confirming that the formation of the
In order to carry out this experiment, all members other than the charging
[Experiment conditions]
Charging conditions: Vpp: 2.12 [kV], f: 877.2 [Hz], offset: -660 [V]
・ Photoconductor linear velocity: 125 [mm / s]
As shown in FIG. 4B, a half-area A in the longitudinal direction of the
図5は、上記実験3を200時間の継続して行った結果を示したグラフである。感光体1の保護層がない領域Bでは、時間の経過とともに膜削れ量が増加していき、200時間経過後には膜厚が約2.5[μm]減少した。これに対して、保護層50のある領域Aでは、膜厚の減少はほとんど発生していないといえる状態であった。また、200時間経過後に実験に使用した感光体表面を目視観察したところ、保護層のない領域Bでは、フィラーが析出し白く粉を噴くのに対して、保護層50のある領域Aでは、新品の感光体1と同様に鏡面を保っており、劣化していなかった。
以上の実験結果から、保護層を形成することによって、放電による感光体表面の劣化が抑制されることが判る。
FIG. 5 is a graph showing the result of performing the
From the above experimental results, it can be seen that the formation of the protective layer suppresses the deterioration of the photoconductor surface due to discharge.
ここで、従来よりステアリン酸亜鉛は潤滑剤として感光体表面に塗布されることがあった。潤滑剤として用いるステアリン酸亜鉛は、感光体表面を低摩擦係数化するために塗布されていた。感光体表面を低摩擦係数化することによってトナーと感光体1の付着力を低下させ、感光体表面のクリーニングを容易にしたり、トナー固着をなくしたりすることが目的だった。
これまで、感光体1の高耐久化は、機械的磨耗に対していかに強度を保つか、或いは強度が上がらないのであれば低摩擦係数化することによって磨耗速度を低減するか、という方法が採られてきた。しかし、本発明が解決しようとしている課題としての放電による感光体表面の劣化については、ステアリン酸亜鉛を塗布することで防止することは明らかにされていなかった。即ち、従来のステアリン酸亜鉛塗布では、放電によるエネルギー照射から感光体表面を保護するという作用は認識されていなかった。
近年、放電によっても感光体1の感光層膜厚が減少することが明らかになり、その対策として何か放電による劣化を緩和するものを表面に塗布すれば、放電による膜厚減少が防げるのではということから、本発明者は従来塗布されてきたステアリン酸亜鉛を用いたところ、防げることが明らかになった。
ここで、従来技術であるステアリン酸亜鉛を潤滑剤として感光体表面に塗布する場合と、放電による感光体表面劣化を防止するための保護剤32として感光体表面に塗布する場合との違いについて以下に説明する。
Here, zinc stearate has conventionally been applied to the surface of the photoreceptor as a lubricant. Zinc stearate used as a lubricant has been applied to reduce the friction coefficient of the photoreceptor surface. The purpose was to lower the coefficient of friction of the photoreceptor surface to reduce the adhesion between the toner and the
Until now, the high durability of the
In recent years, it has been clarified that the thickness of the photosensitive layer of the
Here, the difference between the case of applying zinc stearate as a lubricant on the surface of the photoconductor as a lubricant and the case of applying the same on the surface of the photoconductor as a
表2は、感光体表面へのステアリン酸亜鉛の単位面積当たり塗布量を0.0002[mg/mm2]と、0.0016[mg/mm2]の2通りに変化させた場合に、感光体表面劣化の発生の有無を調べた結果である。また、図6は、この2通りの塗布量でステアリン酸亜鉛塗布を行ったときの感光体表面の摩擦係数の時間による変化を示したグラフである。尚、摩擦係数の測定は、オイラーベルト法によるものである。
また、図6の結果より、ステアリン酸亜鉛を0.0002[mg/mm2]塗布した場合mと0.0016[mg/mm2]塗布した場合Mとは、何れの場合にも、ある程度の時間経過後には感光体表面の摩擦係数が0.1程度となった。この程度低い摩擦係数であれば、機械的磨耗による感光体表面の膜削れは防止することができる。この結果から、塗布量が0.0002[mg/mm2]以上あれば、感光体表面が機械的磨耗によって劣化することを防止することができると言える。
以上、表2及び図6の結果から、ステアリン酸亜鉛を潤滑剤として塗布して感光体表面を低摩擦係数化するためには、塗布量が0.0002[mg/mm2]で十分であるが、感光体表面を近接放電による劣化から保護するためには塗布量を0.0016[mg/mm2]より多くする必要があることがわかる。
Table 2 shows that when the amount of zinc stearate applied to the photoreceptor surface per unit area was changed in two ways: 0.0002 [mg / mm 2 ] and 0.0016 [mg / mm 2 ], It is a result of examining whether or not body surface deterioration has occurred. FIG. 6 is a graph showing the change with time of the friction coefficient of the photoreceptor surface when zinc stearate is applied with these two application amounts. The measurement of the coefficient of friction is based on the Euler belt method.
Further, from the results of FIG. 6, it can be seen that m when zinc stearate was applied at 0.0002 [mg / mm 2 ] and M when 0.0016 [mg / mm 2 ] were applied, After a lapse of time, the coefficient of friction of the photoreceptor surface became about 0.1. With such a low coefficient of friction, it is possible to prevent abrasion of the film on the photoconductor surface due to mechanical abrasion. From these results, it can be said that if the coating amount is 0.0002 [mg / mm 2 ] or more, the photoreceptor surface can be prevented from being deteriorated due to mechanical abrasion.
As described above, from the results shown in Table 2 and FIG. 6, the amount of 0.0002 [mg / mm 2 ] is sufficient to apply zinc stearate as a lubricant to reduce the friction coefficient of the photoconductor surface. However, it can be seen that in order to protect the surface of the photoreceptor from deterioration due to proximity discharge, it is necessary to increase the amount of coating to more than 0.0016 [mg / mm 2 ].
なぜ、上記のようにステアリン酸亜鉛の塗布量によって、感光体表面を近接放電による劣化から保護できたりできなかったりするのか、その理由については、次のように考えられる。
近接放電による感光体1の帯電を行う場合、感光体表面の放電領域では放電により発生した粒子(電子、励起分子、イオン、プラズマなど)のエネルギーが感光体表面の電荷輸送(CTR)層1aに照射される。このエネルギーが感光体表面を構成する分子の結合エネルギーに共鳴、吸収され、図17(a)に示すように、電荷輸送層1aは、樹脂分子鎖の切断による分子量低下、高分子鎖の絡み合い度の低下などの化学的劣化を生じ、電荷輸送層1aを形成する膜厚を減少させてしまうと考えられる。
一方、感光体表面に保護層50を設けると、放電によって発生した粒子のエネルギーが直接照射されるのは、感光体1の最表層に設けた保護層50であるため、感光体自身は放電によって発生した粒子の直接照射を免れることになる。従って、保護層自身が放電により発生した粒子のエネルギーを吸収し、感光体表面の化学的劣化を緩和すると考えられる。図4及び5に示した実験においても、感光体1の保護層がない領域Bの感光体表面は感光体を構成する分子の残骸が分析から検出されているのに対して、保護層50のある領域Aでは感光体を構成する分子の残骸が検出されおらず、保護層50の下の感光体表面は劣化していなかった。そしてこの領域Aでは、保護層50として供給したステアリン酸亜鉛が化学的に変化、分解した物質が検出されていた。
図7(a)(b)は、感光体表面に保護層50を設けたときこの表面が近接放電による粒子を照射された状態を示した説明図である。上述した図17(a)(b)とは異なり、感光体表面に保護層50を設けた場合(今回はステアリン酸亜鉛)、感光体表面にある電荷輸送層1aの代わりに保護層50が放電のエネルギーを吸収する。そして保護層50が分解される。放電のエネルギーは保護層で吸収されるため電荷輸送層1aまで到達することができず、感光体表面の化学的劣化が回避される。このとき、保護層50が放電のエネルギーを吸収できる程度の厚みがあることが求められると考えられる。
The reason why the photoreceptor surface can be protected or not protected from deterioration due to proximity discharge depending on the amount of zinc stearate applied as described above can be considered as follows.
When the
On the other hand, when the
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing a state in which the
〔実験4〕
上記の結果を踏まえて、感光体表面を近接放電による化学的劣化から保護するために必要な塗布量即ち、化学的劣化が防止できる量を調べるために、以下のような実験4を行った。実験4では、図4に示す装置構成を用いて更に塗布量を細かく変化させ、帯電装置2の近接放電による感光体表面劣化の有無を調べた。その結果を表3に示す。
上記の結果より、実験4で用いたものと同じ条件の画像形成装置においては、およそ0.0012[mg/mm2]塗布すれば近接放電による劣化から感光体表面を保護することが可能であると言える。
[Experiment 4]
Based on the above results, the following experiment 4 was carried out in order to investigate the amount of coating required to protect the photoreceptor surface from chemical deterioration due to proximity discharge, that is, the amount that can prevent chemical deterioration. In Experiment 4, the coating amount was further finely changed using the apparatus configuration shown in FIG. 4, and the presence or absence of deterioration of the photoconductor surface due to the proximity discharge of the
From the above results, in the image forming apparatus under the same conditions as those used in Experiment 4, it is possible to protect the photoreceptor surface from deterioration due to proximity discharge by applying approximately 0.0012 [mg / mm 2 ]. It can be said.
以上のように、近接放電による感光体劣化を保護するための保護剤32としては、ステアリン酸亜鉛に限らないが、一例としてステアリン酸亜鉛を塗布した場合、保護層50として作用させるために必要な塗布量は、潤滑剤として用いる場合に比べて多いと言える。上記した実験4と同じ条件の画像形成装置では、ステアリン酸亜鉛を保護剤32として塗布する場合の化学的劣化が防止できる量は、およそ0.0012[mg/mm2]以上であると考えられる。ただしし、感光体1の種類や帯電装置2の印加電圧条件等が上記実験と異なる場合には、感光体1の保護に必要なステアリン酸亜鉛の量はこの限りではなく変化する。実際に使用する装置の条件に応じて、感光体表面を近接放電による化学的劣化から保護できる量を求め、この量を感光体表面に塗布すればよい。
As described above, the
通常、感光体上に塗布された保護剤は放電を受けたことによる揮発や、現像ローラ、転写体などとの接触によって次第に感光体上から掻き取られていく。このため、保護剤の供給量が適切であれば、画像に悪影響を及ぼすことなく、放電による劣化から感光体を保護することが出来る。
しかしながら、供給量が過剰な場合には画像流れ、低摩擦係数化による現像不良、高温高湿での画像ボケなどの異常画像が発生しやすくなる。これは、現像ローラや転写体などでの掻き取り量や、放電による揮発量が供給量に比べて十分に行われていない場合などに起こる。このような場合には、感光体上に保護剤が長時間留まることになり、画像形成時には、帯電装置により繰り返し放電を浴びることになる。また、新たに保護剤塗布装置によって供給された保護剤が、すでに感光体上に塗布された保護剤の上に積層されていくため、保護剤の堆積が加速することになる。さらに、繰り返し帯電ローラの下を通過した保護剤は、自身が劣化すると共に、オゾン、NOxなどが付着して粘性をもつに至り、紙紛、トナー添加物、ブラシ繊維などが付着しやすくなる。
その結果、感光体に対して近接配置された帯電ローラと、感光体との微小空隙が変動してしまい、異常放電が発生し、感光体を均一に帯電することができなくなるという問題が生じる。特に、バー状に成型された保護部剤と当接したブラシローラ等の塗布手段とによって保護剤を掻き取りながら像担時体上に連続供給する場合には、供給過剰となりやすく、上記のような問題が発生しやすい。
Usually, the protective agent applied on the photoreceptor is gradually scraped off from the photoreceptor by volatilization due to the discharge or by contact with a developing roller, a transfer member or the like. Therefore, if the supply amount of the protective agent is appropriate, the photoconductor can be protected from deterioration due to discharge without adversely affecting the image.
However, when the supply amount is excessive, abnormal images such as image deletion, poor development due to a low friction coefficient, and image blurring at high temperature and high humidity are likely to occur. This occurs, for example, when the scraping amount of the developing roller or the transfer body or the amount of volatilization due to discharge is not sufficiently compared with the supply amount. In such a case, the protective agent stays on the photoreceptor for a long time, and the image is repeatedly discharged by the charging device during image formation. Further, since the protective agent newly supplied by the protective agent applying device is laminated on the protective agent already applied on the photoreceptor, the deposition of the protective agent is accelerated. Further, the protective agent that has passed under the charging roller repeatedly deteriorates and adheres to ozone, NOx, and the like, and becomes viscous, so that paper dust, toner additives, brush fibers, and the like easily adhere.
As a result, the minute gap between the charging roller disposed close to the photoconductor and the photoconductor fluctuates, causing an abnormal discharge, which causes a problem that the photoconductor cannot be uniformly charged. In particular, when the protective agent is continuously supplied onto the image bearing member while scraping off the protective agent with an application means such as a brush roller in contact with the protective agent formed into a bar, the supply tends to be excessive, and as described above. Problems easily occur.
保護剤の供給量が過剰な場合、図22に示すように、感光体1上に新たに供給された保護剤、及び劣化した保護剤が堆積する。その結果、帯電ローラ2aと感光体1との間の微小ギャップが変動するので、異常放電が発生し、感光体1を均一に帯電することが不可能となる。このような保護剤の過剰供給を防ぎ、帯電装置の放電から感光体1の劣化を防ぐのに適切な量の保護膜を塗布する方法として、保護剤を間欠的に塗布する方法が有効である。
If the supply amount of the protective agent is excessive, the newly supplied protective agent and the deteriorated protective agent are deposited on the
以下に間欠塗布方法について説明する。感光体1への保護剤の間欠付与は、画像形成が行われない非画像形成時に、感光体1と保護剤塗布装置30のみを作動させることによって行う。具体的には、図1に示すように、バー状に成型された保護剤32をファーブラシ31Aなどの塗布手段と当接させ、塗布手段を介して感光体1上に供給する。このファーブラシ31Aなどの塗布手段は、画像形成時には回動することなく、停止しているため、その間には保護剤32の供給は行われないが、非画像形成時に感光体1とファーブラシ31Aのみを回転させることによって、バー状に成型された保護剤32がファーブラシ31Aによって掻き取られ、感光体上に供給される。塗布手段は、ファーブラシ31Aに限ることなく弾性ローラを用いてもよい。
Hereinafter, the intermittent coating method will be described. The intermittent application of the protective agent to the
非画像形成時に保護剤32が感光体1上にあらかじめ付与されることによって、画像形成時に帯電装置が作動し、放電によって感光体1上に電荷を付与する際に、感光体1は直接放電の影響を受けることがないため、放電による感光層の劣化が抑制される。
保護剤32を付与する間隔は、例えばあるコピー枚数に達した場合に、非画像形成時に塗布機構が作動するように設定すればよく、200枚プリントする毎に3 0秒間塗布機構が作動するようにしてもよい。このように、保護剤を間欠塗布することによって、必要量の保護剤32を塗布することが可能となり、過剰供給による帯電ローラ2aと感光体1との間の微小ギャップの変動を防ぎ、均一帯電を行うことが可能となる。
When the
The interval at which the
尚、感光体上に塗付された保護剤は上述したように近接放電を受けるうちに劣化すると、粘性を発生する。この為、劣化した保護剤は速やかに感光体上から除去することが望ましい。その為、保護層50の安定した保護効果を発揮させるため、かつその他の悪影響を及ぼさない為には、感光体表面から劣化した保護剤32を除去する除去部材を設けることが望ましい。本実施形態においては、転写ニップ通過後の感光体表面から転写残トナーを除去するクリーニング装置7を設けている。このクリーニング装置7によって、劣化した保護剤も除去することが可能である。また、これに加えて、転写紙への転写ニップ上流に新たにクリーニング装置を設けることも劣化した保護剤32を除去するのに効果がある。
次に、本実施形態1の画像形成装置の変形例について説明する。
When the protective agent applied on the photoreceptor is deteriorated while receiving the proximity discharge as described above, it generates viscosity. For this reason, it is desirable to quickly remove the deteriorated protective agent from the photoreceptor. Therefore, it is desirable to provide a removing member for removing the deteriorated
Next, a modified example of the image forming apparatus according to the first embodiment will be described.
〔変形例1〕
変形例1においては、保護剤32の間欠付与を画像形成時に行っている。これ以外の構成については、上記した実施形態1の構成と同じなので、説明を省略する。この変形例1は、感光体1と当接配置された塗布手段の作動を間欠的に行うことによって行う。具体的には、図1に示すように、バー状に成型された保護剤をファーブラシ31Aなどの塗布手段と当接させ、塗布手段を介して感光体1上に供給する。この場合、画像形成時において回動する感光体1に対して、塗布手段であるファーブラシ31Aは回転、或いは停止状態にあり、ファーブラシ31Aの回転時にはバー状に成型された保護剤を掻き取りながら感光体1上へ供給する。ファーブラシ31Aを回転させる間隔は、例えばあるコピー枚数に達した場合に、画像形成時に回転するように設定する方法がある。または、画像形成時に、ある時間間隔で回転、停止を繰り返す方法がある。このように、保護膜を間欠塗布することによって、必要量の保護剤を塗布することが可能となる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ2aと感光体1との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
[Modification 1]
In the first modification, the
〔変形例2〕
図8は、実施形態1の変形例2にかかる説明図である。変形例2においては、ファーブラシ31Aを感光体表面に対して接離する塗布部材接離手段としての移動装置(図示せず)を設けている。移動装置を設けていること以外の構成については、上記した実施形態1の構成と同じなので、説明を省略する。この変形例2は、移動装置によって、ファーブラシ31Aが感光体表面に対して接触しており保護剤32の塗布が可能である塗布位置35aと、感光体表面から離間している退避位置35bとの間で矢印C方向に往復移動可能となっている。これによって、感光体表面への保護剤32の塗布を間欠的に行うことが可能となる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ2aと感光体1との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
なお、塗布部材としてファーブラシ31Aに代えて弾性ローラを用いてもよい。また、保護剤が内添されたファーブラシや弾性ローラを用いてもよい。
[Modification 2]
FIG. 8 is an explanatory diagram according to a second modification of the first embodiment. In the second modification, a moving device (not shown) is provided as an application member contacting / separating means for contacting / separating the
Note that an elastic roller may be used as the application member instead of the
〔変形例3〕
図9は、実施形態1の変形例3にかかる説明図である。以下には、変形例3の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例3においては、保護剤32の塗布部材としてファーブラシ31Aを用いたが、これに代え、変形例3では、塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ36を用いている。また、保護剤32は、上記同様にバー状に成型された固体保護剤32を用い、塗布ローラ36は保護剤32とを当接していると共に、感光体1とも密着当接している。装置が駆動されると、塗布ローラ36も回転しその表面が保護剤32を担持した状態で感光体表面との当接位置へ到達する。感光体表面との接触位置で塗布ローラ36と感光体1との間に保護剤32が挾持され、感光体表面へ付着する。これによって、感光体表面への保護剤32の塗布が行われる。
この変形例3では、塗布部材がファーブラシ31Aのときに比べて塗布ローラ36と感光体1との接触面積が広く、また、密着当接させていることから保護剤32の引き伸ばし効果が発揮される。このため、感光体表面へ塗布した保護剤32を引き伸ばすための部材を新たに設けることなく、より効果的に均一な保護層を形成することが出来る。
[Modification 3]
FIG. 9 is an explanatory diagram according to a third modification of the first embodiment. Hereinafter, only the characteristic portions of the third modification will be described, and the description of the same portions as those of the first embodiment will be omitted. In the third modification, the
In the third modification, the contact area between the
〔変形例4〕
図10は、実施形態1の変形例4にかかる説明図である。以下には、変形例4の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例4においては、ファーブラシ31Aの繊維に保護剤32を予め内添させた保護剤内添ブラシ37を用いており、図1に示したような固体保護剤は設けていない。これによって、固体保護剤32を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。
この変形例4では、保護膜の間欠塗布は、保護剤が内添された回動するローラ部材と感光体1との当接によって行われ、保護剤内添ブラシ37上の保護剤の内添率がローラ部材の任意の場所において、任意に変化させたことを特徴とする。具体的には、図23に示すように、ブラシローラにおいて、部分的に保護剤を内添したブラシ繊維を植毛する。このようにすることによって、ブラシを回動させた場合、保護剤が内添されたブラシ繊維と感光体との当接が間欠的に行われることによって、保護剤の供給も間欠的に行われることになる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ2aと感光体1との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
[Modification 4]
FIG. 10 is an explanatory diagram according to a fourth modification of the first embodiment. Hereinafter, only the characteristic portions of the modified example 4 will be described, and description of the same portions as those of the above-described first embodiment will be omitted. In this modified example 4, the protective agent
In this modified example 4, the intermittent application of the protective film is performed by the contact between the
〔変形例5〕
図11は、実施形態1の変形例5にかかる説明図である。以下には、変形例5の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例5においては、変形例5と同じように塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ36を用いている。更にこの変形例5では、塗布ローラ36内に保護剤32を予め内添させた保護剤内添ローラ38としており、図1に示したような固体保護剤は設けていない。これによって、固体保護剤32を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。
この変形例5では、保護膜の間欠塗布は、保護剤が内添された回動するローラ部材と感光体1との当接によって行われ(図23(b)参照)、保護剤の内添率がローラ部材の任意の場所において、任意に変化させたことを特徴とする。弾性ローラの一部に保護剤を内添することによって、保護剤の供給は間欠的に行われる。従って、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止することができる。また、帯電ローラ2aと感光体1との間の微少ギャップが変動して異常放電が発生することを防止し、均一帯電を行うことが可能となる。
〔変形例6〕
図24は、実施形態1の変形例6にかかる説明図である。以下には、変形例6の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例6においては、保護膜の間欠付与は、画像形成時に、バー状に成型された保護剤と当接する塗布手段を介して行われ、バー状の保護剤と塗布手段の当接とが間欠的であることを特徴とする。
具体的には、回動するブラシにおいて、ブラシ繊維密度が部分的に異なるものを用いる。図24にその例を示す。図24(a)はブラシの1/2をカットしたファーブラシ31B、図24(b)はブラシの3/4をカットしたファーブラシ31Cで、このように、ブラシ繊維の植毛密度が部分的に異なることによって、バー状に成型された保護剤との当接が間欠的となり、その結果、感光体1への保護剤供給も間欠的に行うことが出来る。塗布手段には、ブラシ以外にも、図24(c)に示すような部分的にカットされた弾性ローラ38Bを用いてもよい。
〔変形例7〕
図25は、実施形態1の変形例7にかかる説明図である。以下には、変形例7の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この変形例7においては、クリーニング方式が上記実施形態とは異なる。
近年、高画質化のために、球形トナーが用いられるようになった。球形トナーを用いた場合、ブレード方式ではクリーニング不良が発生するという問題がある。また、常時、ブレードと像担持体とが当接しているため、高耐久化に問題がある。このようなブレードクリーニング方式にかわり、図25に示すような導電性を有する繊維からなるファーブラシ70と、ファーブラシに接する回収ローラ71と、そのスクレーパー部材73とにより構成され、前記ファーブラシ及び/又は回収ローラに電圧を印加75することにより、電界を用いて感光体1からトナーの回収をおこなう方式を用いた場合、球形トナーを十分にクリーニングできるため、帯電ローラへクリーニング不良トナーが達することがなく、帯電不良が発生しない。また、像担持体表面との当接がソフトなファーブラシ70を用いることで、感光体1へのストレスが少なく、感光体1の高耐久化にもつながる。
[Modification 5]
FIG. 11 is an explanatory diagram according to a fifth modification of the first embodiment. Hereinafter, only the characteristic portions of Modification Example 5 will be described, and description of the same portions as those of the configuration of
In the fifth modification, the intermittent application of the protective film is performed by the contact between the rotating roller member with the protective agent and the photoreceptor 1 (see FIG. 23B). The ratio is arbitrarily changed at any position of the roller member. By internally adding the protective agent to a part of the elastic roller, the supply of the protective agent is performed intermittently. Therefore, it is possible to prevent the surface of the photoconductor from deteriorating due to the proximity discharge. In addition, it is possible to prevent a minute gap between the charging
[Modification 6]
FIG. 24 is an explanatory diagram according to Modification 6 of
Specifically, a rotating brush having a partially different brush fiber density is used. FIG. 24 shows an example. FIG. 24 (a) shows a
[Modification 7]
FIG. 25 is an explanatory diagram according to
In recent years, spherical toners have been used for higher image quality. When spherical toner is used, there is a problem that cleaning failure occurs in the blade system. Further, since the blade and the image carrier are always in contact with each other, there is a problem in high durability. Instead of such a blade cleaning method, a
〔実施形態2〕
図12は、本発明を適用できる画像形成装置の他の例として、実施形態2にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態2の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。この画像形成装置は、上記現像装置4が、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナーを1つの感光体1に供給する4個の現像装置4C,4M,4Y,4Kで構成されている。そして、各現像装置4C,4M,4Y,4Kの動作を切りかえることで、1つの感光体1上にシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の複数色のトナー画像が現像される。そして、感光体上に形成したフルカラーのトナー像は、感光体1に対向配置されている転写装置5によって転写紙上に一括転写される。
上記構成の実施形態2にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態1の画像形成装置と同様に本発明にかかる保護剤塗布装置30を備えている。これによって、実施形態1と同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態1の変形例1乃至7の構成を適用することも可能である。
[Embodiment 2]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a full-color image forming apparatus according to a second embodiment as another example of the image forming apparatus to which the present invention can be applied. Hereinafter, only the characteristic portions of the second embodiment will be described, and the description of the same components as those of the first embodiment will be omitted. In this image forming apparatus, the developing device 4 includes four developing devices 4 </ b> C that supply toner of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) to one
The full-color image forming apparatus according to the second embodiment having the above configuration also includes the protective
〔実施形態3〕
図13は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態3にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態3の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。このフルカラー画像形成装置は、図1に示す画像形成装置のうち、定着装置6を除く部分からなる異なる色の画像を形成する画像形成装置を中間転写体21に沿って複数個(ここでは、4個)配置して構成されたタンデム型のフルカラー画像形成装置である。このタンデム型のフルカラー画像形成装置では、各色画像形成装置100C、M、Y、Kの感光体1C、M、Y、K上にそれぞれ形成したシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色トナー画像を中間転写体21に順次重ね合わせて1次転写する。これによって、中間転写体上にフルカラートナー像を形成する。次に、紙転写部23で中間転写体21上のフルカラートナー画像(1次転写画像)を転写紙Pに2次転写する。
[Embodiment 3]
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a full-color image forming apparatus according to a third embodiment as an image forming apparatus to which the present invention can be applied. Hereinafter, only the features of the third embodiment will be described, and the description of the same components as those of the first embodiment will be omitted. The full-color image forming apparatus includes a plurality of image forming apparatuses (here, four images) formed on the
上記構成の実施形態3にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態1及び2の画像形成装置と同様に本発明にかかる構成を適用することが可能である。
特に本実施形態3の画像形成装置のように、複数の感光体1C、M、Y、Kを有する構成においては、その数だけ感光体1C、M、Y、K上の交換頻度が多くなる。このような装置において、感光体1C、M、Y、K上の耐久性を高めることは、交換間隔を長くすることができるため、感光体を単数のみ設けている装置に比して有用性が高い。よって、本発明を適用することによって、感光体1C、M、Y、K上の交換間隔を延ばし、交換頻度を減らすことができる。
また、本実施形態3の画像形成装置においては、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体21を有している。このため、感光体1C、M、Y、K上に塗布した保護剤32としてのステアリン酸亜鉛が感光体1C、M、Y、Kと中間転写体との接触位置から中間転写体表面に一部転移付着する。この中間転写体表面に転移付着したステアリン酸亜鉛が中間転写体上に一次転写される画像が転写紙へ二次転写される際の離型剤として作用するため、転写紙への転写率を向上させることができる。
The configuration according to the present invention can be applied to the full-color image forming apparatus according to the third embodiment having the above configuration, similarly to the image forming apparatuses according to the first and second embodiments.
In particular, in a configuration having a plurality of photoconductors 1C, M, Y, and K as in the image forming apparatus according to the third embodiment, the frequency of replacement on the photoconductors 1C, M, Y, and K increases by the number of photoconductors. In such an apparatus, increasing the durability on the photoconductors 1C, 1M, 1Y, and 1K can extend the replacement interval, and is therefore more useful than an apparatus having only one photoconductor. high. Therefore, by applying the present invention, the replacement intervals on the photoconductors 1C, M, Y, and K can be extended, and the replacement frequency can be reduced.
Further, the image forming apparatus according to the third embodiment includes the
〔実施形態4〕
図14は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態4にかかるフルカラー画像形成装置の概略構成図である。以下には、実施形態4の特徴部のみについて述べ、上記した実施形態1の構成と同じ部分については説明を省略する。このフルカラー画像形成装置は、感光体1と紙転写部23との間に中間転写体21を有していること以外は実施形態2のフルカラー画像形成装置と同様の構成を有している。上記現像装置4が、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナーを1つの感光体1に供給する4個の現像装置4C,4M,4Y,4Kで構成されている。この1ドラム型のフルカラー画像形成装置では、各現像装置4C,4M,4Y,4Kの動作を切りかえることで、1つの感光体1上にシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナー画像が順次形成される。その後、上記実施形態3のようなタンデム型の画像形成装置と同様に、感光体1上に形成したシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナー画像を中間転写体21に順次重ね合わせて1次転写する。次に、紙転写部23で中間転写体21上のカラートナー画像(1次転写画像)を転写紙Pに2次転写する。
[Embodiment 4]
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a full-color image forming apparatus according to a fourth embodiment as an image forming apparatus to which the present invention can be applied. Hereinafter, only the features of the fourth embodiment will be described, and the description of the same components as those of the first embodiment will be omitted. This full-color image forming apparatus has the same configuration as the full-color image forming apparatus of the second embodiment except that an
上記構成の実施形態4にかかるフルカラー画像形成装置においても、実施形態1乃至3の画像形成装置と同様に本発明にかかる種々の構成を適用することが可能である。
また、実施形態3と同様に、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体21を有している。このため、感光体上に塗布した保護剤32としてのステアリン酸亜鉛が中間転写体表面に一部転移付着し、中間転写体上に一次転写された画像が転写紙へ二次転写される際の離型剤として作用させることができる。
Various configurations according to the present invention can be applied to the full-color image forming apparatus according to the fourth embodiment having the above configuration, similarly to the image forming apparatuses according to the first to third embodiments.
Further, similarly to the third embodiment, the image forming apparatus includes an
〔実施形態5〕
図15は、本発明を適用できる画像形成装置として、実施形態5にかかる画像形成装置の概略構成図である。実施形態5の画像形成装置は、感光体1と帯電ローラ2aとを一体的に画像形成装置本体から着脱可能にした潜像形成プロセスカートリッジ24と現像装置を画像形成装置本体から着脱可能にした現像プロセスカートリッジ25とを用いている。例えは、潜像形成プロセスカートリッジ24の場合、感光体1の交換の際に画像形成装置本体から潜像形成プロセスカートリッジ24を外しこのカートリッジ24ごと交換することが可能となる。
[Embodiment 5]
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a fifth embodiment as an image forming apparatus to which the present invention can be applied. In the image forming apparatus of the fifth embodiment, the latent image forming process cartridge 24 in which the
上記実施形態1乃至5の画像形成装置においては、帯電装置として近接放電による帯電方式を採用している。そして、近接放電による感光体劣化を防止するために上記した種々の特徴を設けている。
ここで、帯電装置としてコロナ放電によるコロナ帯電方式を採用すれば、放電により発生する粒子の感光体表面への衝突による感光体の化学的劣化が近接放電よりも抑えられる。しかし、このコロナ帯電方式はコロナ放電によってオゾンや窒素酸化物等の生成物が発生するため好ましくない。
オゾンは、高濃度で画像形成装置内に滞留すると感光体表面を酸化し、感光体光感度の低下や帯電能力の低下を生じさせ、画像形成に悪影響を及ぼす恐れがある。また、感光体以外の部材の劣化を促進し、部品寿命を低下する等の不具合が発生する恐れもある。
窒素酸化物は、空気中等の水分と反応して硝酸を生じたり、周辺部材の金属と反応して金属硝酸塩を生じたりするなど、種々の硝酸化合物質を生じる。硝酸化合物質は高吸水性の物質であるため低湿環境下では抵抗が高いが、高湿環境下では空気中の水分を吸収して抵抗が低くなるという性質がある。このような硝酸化合物質が感光体表面に付着して薄い膜を形成すると、硝酸化合物質の吸湿作用によって感光体表面の抵抗値が低くなる。このため、感光体表面上の画像部と非画像部とに跨って存在した場合、露光によって発生した電荷が感光体表面で露光領域を越えて流れ、異常画像を発生させてしまう恐れもある。
上記実施形態1乃至5で採用した近接放電による帯電方式はコロナ帯電方式に比してオゾンや窒素酸化物等の発生が少ないため、近接放電に起因する感光体表面の劣化を防止できれば、その利用価値が高い。
In the image forming apparatuses of the first to fifth embodiments, a charging method based on proximity discharge is used as a charging device. In addition, the above-described various features are provided in order to prevent the photoconductor from being deteriorated due to the proximity discharge.
Here, if a corona charging method using corona discharge is adopted as the charging device, chemical deterioration of the photoconductor due to collision of particles generated by the discharge with the surface of the photoconductor is suppressed as compared with proximity discharge. However, this corona charging method is not preferable because products such as ozone and nitrogen oxides are generated by corona discharge.
When ozone stays in the image forming apparatus at a high concentration, it oxidizes the surface of the photoreceptor, causing a decrease in photoreceptor photosensitivity and a reduction in charging ability, which may adversely affect image formation. In addition, deterioration of members other than the photoreceptor may be promoted, which may cause a problem such as shortening the life of components.
Nitrogen oxides generate various nitric acid compounds, such as reacting with moisture in the air or the like to generate nitric acid, or reacting with metals of peripheral members to generate metal nitrates. The nitric acid compound is a highly water-absorbing substance and therefore has a high resistance in a low humidity environment, but has a property of absorbing the moisture in the air and reducing the resistance in a high humidity environment. When such a nitric acid compound adheres to the surface of the photoreceptor to form a thin film, the resistance value of the surface of the photoreceptor decreases due to the hygroscopic action of the nitric acid compound. For this reason, if it exists over the image area and the non-image area on the surface of the photoconductor, the charge generated by the exposure may flow over the exposure area on the surface of the photoconductor, and an abnormal image may be generated.
The charging method using the proximity discharge employed in the first to fifth embodiments generates less ozone and nitrogen oxides than the corona charging method. High value.
上記実施形態1乃至5の画像形成装置においては、保護層形成手段として保護剤塗布装置を設けている。これにより、近接放電によって感光体表面が劣化することを防止することができる。
また、保護剤供給手段としての保護剤塗布装置を有しているので、画像濃度や画像パターンなど種々の条件によって変化することなく、感光体表面に一様な保護層50を形成することができる。
また、塗布部材としてのファーブラシ31Aを用いているので、感光体表面に一様な保護層50を形成することが可能である。
また、塗付部材として弾性ローラからなる塗布ローラ36を用いることも提案している。これによって、保護層50を均一に形成することができる。
また、保護剤32を所定の形状としてのバー状に成型された固体保護剤32を用いているので、保護剤32として液体や紛体を用いる場合に比して、装置へ搭載する際の取りまわしが容易である。
また、実施形態1の変形例4、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5においては、ファーブラシの繊維に保護剤32を予め内添させた保護剤内添ブラシ37を用いている。同様に、実施形態1の変形例5、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5においては、塗布ローラ36内に保護剤32を予め内添させた保護剤内添ローラ38を用いている。これによって、固体保護剤32を設けるスペースが必要なくなり装置の省スペース化を図ることができる。また、保護剤内添ブラシ37(又は塗布ローラ36)上の保護剤の内添率がローラ部材上で任意に異なるように構成されている。これによって、ブラシ(又はローラ)を回動させた場合、保護剤が内添されたブラシ繊維と感光体との当接が間欠的に行われ、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、適切な量の保護膜を像担時体上に供給することができるため、帯電ローラと像担時体との間の微小ギャップに変動を与えることなく、均一帯電が可能となる。また、放電による劣化から感光体を保護する物質の画像形成領域への供給量を適切にコントロールすることによって、異常画像を発生させることなく、感光体の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態1の変形例2、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5においては、ファーブラシ31Aを感光体表面に対して接離する塗布部材接離手段としての移動装置(図示せず)を設けている。これによって、保護剤過剰塗布に起因する異常画像等の弊害の発生を防止することができる。
また、保護剤32としてステアリン酸亜鉛を感光体表面に感光体表面の化学的劣化が防止できる量塗布している。従来から感光体表面の機械的磨耗を防ぐために用いられていたステアリン酸亜鉛を感光体に塗布することによって、更に近接放電による感光体表面劣化防止の効果も得ることが可能となる。よって、ステアリン酸亜鉛を塗布する塗布装置1つで、感光体表面の近接放電による化学的劣化とクリーニングブレードなどとの当接部で発生する機械的磨耗との両方を低減することができる。
また、保護剤32としてステアリン酸亜鉛を感光体表面が露出しないような覆い尽くした状態に形成している。これによって、より確実に近接放電による化学的劣化を防止することができる。
また、実施形態3及び4の画像形成装置は、感光体上の画像を一時的に担持する中間転写体21を有している。この中間転写体表面に保護剤32として感光体表面に塗布したステアリン酸亜鉛が一部付着するので、中間転写体上の画像の転写紙への転写率を向上させることができる。また、感光体への紙粉の付着が抑制され、帯電の均一性がより向上する。
また、実施形態1乃至5の画像形成装置においては、近接放電を用いて感光体を帯電する方法のうち非接触帯電方式を採用しており、感光体表面における画像形成領域に対して微小な帯電ギャップ14をもって帯電ローラ2aを対向させている。これによって、クリーニング不良トナーや紙粉等の付着による帯電不良や帯電ローラ2aの低寿命化を防止できる。更に、感光体1と帯電ローラ2aの接触による低寿命化を防ぐこともできる。また、保護剤32としてステアリン酸亜鉛を用いているので、ステアリン酸亜鉛が帯電ローラ2aに付着して生じる恐れのある異常放電も防止することができる。
また、実施形態1乃至5の画像形成装置においては、帯電ローラ2aに撓みが生じない程度の硬質なローラを用いている。これによって、均一な帯電が可能となるだけでなく、異物の付着がなく帯電ローラ2aの高寿命化を図ることができる。また、軟質で環境変動に弱いゴムローラを用いた場合に発生する経時でのギャップ変動を防ぐことにより、安定した帯電を行うことが可能となる。
実施形態5の画像形成装置においては、感光体1と帯電ローラ2aとを一体的に画像形成装置本体から着脱可能にした潜像形成プロセスカートリッジ24を設けている。これによって、感光体1と主帯電装置2の帯電ローラ2aとの帯電ギャップについて微小ギャップ精度を維持したままでの交換が可能である。また、帯電ギャップの微小ギャップ精度を維持できるので、装置駆動時に保護剤32が帯電ローラ2aに付着することを防止でき、保護剤32が帯電ローラ2aに誤って付着し生じる帯電不良を防止することができる。
また、実施形態1乃至5の画像形成装置においては、帯電ローラ2aにDC電圧にAC電圧を重畳した交番電圧を印加しているので、非接触帯電ローラを用いた場合にも、感光体を均一に帯電することが可能となる。そして、より高画質化が可能となる。
また、実施形態3の画像形成装置においては複数の感光体1C、M、Y、K上を有しており、その数だけ感光体1の交換頻度が多くなる。この装置に本発明を適用しているので、感光体1C、M、Y、K上の交換間隔を延ばし、交換頻度を減らすことができるため有用性が感光体を1つのみしか有していない装置に比して高い。
また、実施形態1乃至5の画像形成装置においては、非画像形成時に、所定のタイミングで適切な量の保護物質を感光体表面に間欠供給するようになっている。これにより、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、適切な量の保護膜を像担時体上に供給することができるため、帯電ローラと像担時体との間の微小ギャップに変動を与えることなく、均一帯電が可能となる。また、放電による劣化から感光体を保護する物質の画像形成領域への供給量を適切にコントロールすることによって、異常画像を発生させることなく、感光体の劣化を防止し、耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態1の変形例1、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5の画像形成装置においては、画像形成時に所定のタイミングで適切な量の保護物質を感光体表面に間欠供給するようになっている。これにより、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、上記と同様の理由により均一帯電が可能となる。さらに、上記と同様の理由により感光体の耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態1の変形例6、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5の画像形成装置においては、回動するブラシにおいて、ブラシ繊維密度が部分的に異なるようにしている。このように構成することにより、感光体1への保護剤供給を間欠的に行うことができる。従って、放電による劣化から感光体を保護する物質の供給量が適切になり、供給過多による異常画像の発生を防ぐこと可能となる。また、上記と同様の理由により均一帯電が可能となる。さらに、上記と同様の理由により感光体の耐久性を向上させることが可能となる。
また、実施形態1乃至5の画像形成装置においては、球形トナーを用いることによって十分なクリーニングが行われることより、帯電ローラのトナー汚れが抑制されて異常放電を抑制することが可能となる。
また、実施形態1の変形例7、又はこの構成を適用した実施形態2乃至5の画像形成装置においては、レードクリーニングに比べて、球形トナーのクリーニングに有利な静電ブラシクリーニングを用いることで、クリーニング性が向上し、帯電ローラへ付着するトナーが減り、異常放電を抑制することが可能となる。
In the image forming apparatuses of the first to fifth embodiments, a protective agent applying device is provided as a protective layer forming unit. Accordingly, it is possible to prevent the surface of the photoconductor from being deteriorated by the proximity discharge.
Further, since a protective agent applying device as a protective agent supply unit is provided, a uniform
Further, since the
It has also been proposed to use an
Further, since the
In addition, in Modification 4 of
Further, in
Further, as a
Further, as a
Further, the image forming apparatuses of the third and fourth embodiments have an
In the image forming apparatuses according to the first to fifth embodiments, a non-contact charging method is used among methods of charging a photoconductor using a proximity discharge, and a minute charging is performed on an image forming area on the surface of the photoconductor. The charging
Further, in the image forming apparatuses of the first to fifth embodiments, a hard roller that does not cause bending of the charging
In the image forming apparatus of the fifth embodiment, there is provided a latent image forming process cartridge 24 in which the
Further, in the image forming apparatuses of the first to fifth embodiments, the alternating voltage obtained by superimposing the DC voltage on the AC voltage is applied to the charging
Further, the image forming apparatus of the third embodiment has a plurality of photoconductors 1C, M, Y, and K, and the frequency of replacement of the
In the image forming apparatuses of the first to fifth embodiments, an appropriate amount of the protective substance is intermittently supplied to the surface of the photoconductor at a predetermined timing during non-image formation. As a result, the supply amount of the substance for protecting the photoreceptor from the deterioration due to the discharge becomes appropriate, and it becomes possible to prevent the occurrence of the abnormal image due to the excessive supply. In addition, since an appropriate amount of the protective film can be supplied onto the image bearing member, uniform charging can be performed without changing the minute gap between the charging roller and the image bearing member. In addition, by appropriately controlling the supply amount of a substance that protects the photoreceptor from deterioration due to electric discharge to the image forming area, it is possible to prevent deterioration of the photoreceptor and improve durability without generating an abnormal image. Becomes possible.
Further, in the image forming apparatuses according to the first modification of the first embodiment or the second to fifth embodiments to which this configuration is applied, an appropriate amount of the protective substance is intermittently supplied to the surface of the photoconductor at a predetermined timing during image formation. It has become. As a result, the supply amount of the substance for protecting the photoreceptor from the deterioration due to the discharge becomes appropriate, and it becomes possible to prevent the occurrence of the abnormal image due to the excessive supply. In addition, uniform charging can be performed for the same reason as described above. Further, the durability of the photoconductor can be improved for the same reason as described above.
In the modification 6 of the first embodiment or the image forming apparatuses of the second to fifth embodiments to which this configuration is applied, the brush density of the rotating brush is partially different. With this configuration, the supply of the protective agent to the
Further, in the image forming apparatuses according to the first to fifth embodiments, since sufficient cleaning is performed by using the spherical toner, toner contamination of the charging roller can be suppressed, and abnormal discharge can be suppressed.
Further, in the image forming apparatuses according to the modified example 7 of the first embodiment or the second to fifth embodiments to which this configuration is applied, by using the electrostatic brush cleaning which is more advantageous for cleaning the spherical toner than the raid cleaning, The cleaning property is improved, the amount of toner adhering to the charging roller is reduced, and abnormal discharge can be suppressed.
1、1C、1M、1Y、1K 感光体
2 帯電装置
2a 帯電ローラ
3 露光装置
4、4C、4M、4Y、4K 現像装置
5 転写装置
6 定着装置
7 クリーニング装置
8 クリーニングブレード
9 除電装置
10 転写材搬送経路
14 帯電ギャップ
16 電源
21 中間転写体
22 スペーサ
23 紙転写部
24 潜像形成プロセスカートリッジ
25 現像プロセスカートリッジ
30 保護剤塗布装置
31 ファーブラシ
32 保護剤
35a 塗布位置
35b 退避位置
36 塗布ローラ
37 保護剤内添ブラシ
38 保護剤内添ローラ
50 保護層
P 転写紙
DESCRIPTION OF
Claims (23)
上記像担持体表面に、上記帯電部材から該像担持体表面への近接放電によって生じる該像担持体表面の化学的劣化を防止する保護層を設けたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: an image carrier; and a charging member provided at a position close to or in contact with the surface of the image carrier, and charges the surface of the image carrier by a proximity discharge, and forms an image on the image carrier. At
An image forming apparatus, wherein a protective layer is provided on the surface of the image carrier to prevent chemical deterioration of the surface of the image carrier caused by a proximity discharge from the charging member to the surface of the image carrier.
上記像担持体表面に供給されることによって上記保護層を形成する保護剤を該像担持体表面に供給するための保護剤供給手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: a protective agent supply unit for supplying a protective agent that forms the protective layer by being supplied to the surface of the image carrier to supply the protective agent to the surface of the image carrier.
上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としてのファーブラシを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2,
An image forming apparatus, wherein the protective agent supply means has a fur brush as an application member for applying the protective agent to the surface of the image carrier.
上記保護剤供給手段が、上記保護剤を上記像担持体表面に塗布する塗布部材としての弾性ローラを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2,
An image forming apparatus, wherein the protective agent supply means includes an elastic roller as an application member for applying the protective agent to the surface of the image carrier.
上記塗布部材を介して上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、所定の形状に成型された固体保護剤であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein
An image forming apparatus, wherein a state before application of the protective agent applied to the surface of the image carrier via the application member is a solid protective agent molded into a predetermined shape.
上記像担持体表面に塗布される上記保護剤の塗布前の状態が、上記塗布部材に内添されてなることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein
An image forming apparatus, wherein a state before application of the protective agent applied to the surface of the image carrier is internally added to the application member.
上記塗布部材を上記像担持体表面に対して接離するための塗布部材接離手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, 4, 5, or 6,
An image forming apparatus comprising: an application member contacting / separating means for bringing the application member into and out of contact with the surface of the image carrier.
上記保護剤がステアリン酸亜鉛であり、上記保護剤供給手段によって、該ステアリン酸亜鉛を上記像担持体表面に近接放電による該像担持体表面の化学的劣化が防止できる量供給することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2, 3, 4, 5, 6, or 7,
The protective agent is zinc stearate, and the protective agent supply means supplies the zinc stearate to the image carrier surface in an amount capable of preventing chemical deterioration of the image carrier surface due to proximity discharge. Image forming apparatus.
上記保護層を、上記像担持体表面の少なくとも画像形成領域表面が露出しないよう該画像形成領域が覆い尽くされた状態に形成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8,
An image forming apparatus, wherein the protective layer is formed in a state where the image forming area is completely covered so that at least the image forming area surface of the image carrier is not exposed.
上記帯電部材を、上記像担持体表面における画像形成領域に対して所定の帯電ギャップをもって対向するよう該画像形成領域では該像担持体表面に対して非接触に設けた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, 5, 6, 7, 8, or 9,
The image forming apparatus is characterized in that the charging member is provided in a non-contact manner with the surface of the image carrier in the image forming area so as to face the image forming area on the surface of the image carrier with a predetermined charging gap. apparatus.
上記帯電部材が、硬質の材料からなるローラ形状の硬質帯電ローラであ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, 5, 6, 7, 8, 9, or 10,
An image forming apparatus, wherein the charging member is a roller-shaped hard charging roller made of a hard material.
上記帯電部材に印加する電圧を、直流成分に交流成分を重畳した電圧とした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, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 11,
An image forming apparatus, wherein the voltage applied to the charging member is a voltage obtained by superimposing an AC component on a DC component.
上記保護剤供給手段により、上記保護層を上記像担持体上に間欠的に付与することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, or 12,
An image forming apparatus, wherein the protective layer is intermittently provided on the image carrier by the protective agent supply means.
上記保護層の間欠付与は、非画像形成時に上記像担持体と上記保護剤供給手段とを作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
An image forming apparatus, wherein the intermittent application of the protective layer is performed by applying the protective agent on the image carrier by operating the image carrier and the protective agent supply unit during non-image formation. .
上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記像担持体に当接配置された上記保護剤供給手段を間欠的に作動させて該像担持体上に上記保護剤を塗布することにより行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
The intermittent application of the protective layer is performed by applying the protective agent on the image carrier by intermittently operating the protective agent supply unit disposed in contact with the image carrier during image formation. An image forming apparatus comprising:
上記保護層の間欠付与は、画像形成時に上記保護剤供給手段と上記像担持体とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermittent application of the protective layer is performed by intermittently contacting the protective agent supply unit with the image carrier during image formation.
上記保護剤は、上記像担持体表面に塗布する塗布部材を介して該像担持体表面に塗布される該保護材の塗布前の状態が所定の形状に成型された個体保護剤であり、上記保護層の間欠付与は、該個体保護材と該塗布部材とを間欠的に当接させることにより行われることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
The protective agent is an individual protective agent in which a state before application of the protective material applied to the surface of the image carrier through an application member applied to the surface of the image carrier is molded into a predetermined shape, The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intermittent application of the protective layer is performed by intermittently bringing the individual protective material and the application member into contact with each other.
上記保護層の間欠付与は、上記保護剤が内添され、上記像担持体に当接して塗布される塗布部材により行われ、該保護材の内添率を任意に変化させたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13,
The intermittent application of the protective layer is performed by an application member in which the protective agent is internally added and applied in contact with the image carrier, and the internal addition ratio of the protective material is arbitrarily changed. Image forming apparatus.
上記画像形成装置は、トナーの平均円形度が0.96以上1.00未満であ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, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, or 18,
The image forming apparatus is characterized in that the average circularity of the toner is 0.96 or more and less than 1.00.
上記像担持体表面に接触配置され該像担持体上に形成された画像を一時的に担持する中間転写体を有することを特徴とする画像形成装置。 20. The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, or 19.
An image forming apparatus, comprising: an intermediate transfer member that is arranged in contact with the surface of the image carrier and temporarily supports an image formed on the image carrier.
少なくとも上記像担持体と上記帯電部材とを一体的に該画像形成装置本体に対して着脱可能に支持するプロセスカートリッジを設けた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, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20,
An image forming apparatus, comprising: a process cartridge for integrally supporting at least the image carrier and the charging member detachably with respect to the image forming apparatus main body.
上記像担持体を複数有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, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, or 21,
An image forming apparatus comprising a plurality of the image carriers.
上記画像形成装置は、少なくともクリーニング手段を有し、該クリーニング手段が、導電性を有する繊維からなるファーブラシであり、該クリーニング手段のファーブラシに接する回収ローラとそのスクレーパー部材とにより構成され、該ファーブラシ及び/又は該回収ローラに電圧を印加することにより、電界を用いて像担持体からトナーの回収をおこなう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, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, or 22. At
The image forming apparatus has at least a cleaning unit, the cleaning unit is a fur brush made of conductive fiber, and includes a collection roller that contacts the fur brush of the cleaning unit and a scraper member thereof. An image forming apparatus, wherein a voltage is applied to a fur brush and / or a collection roller to collect toner from an image carrier using an electric field.
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