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JP2006337683A - Image forming apparatus and electric charge control member - Google Patents

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JP2006337683A
JP2006337683A JP2005161805A JP2005161805A JP2006337683A JP 2006337683 A JP2006337683 A JP 2006337683A JP 2005161805 A JP2005161805 A JP 2005161805A JP 2005161805 A JP2005161805 A JP 2005161805A JP 2006337683 A JP2006337683 A JP 2006337683A
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JP
Japan
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charge control
toner
control member
image forming
forming apparatus
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Pending
Application number
JP2005161805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noritoshi Hagimoto
憲俊 萩本
Akira Hirota
晃 広田
Hiroaki Umemoto
浩章 梅本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP2005161805A priority Critical patent/JP2006337683A/en
Publication of JP2006337683A publication Critical patent/JP2006337683A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus, wherein the amount of charge of toner is satisfactorily controlled by avoiding accumulation of the toner in a charge control member. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has a charge control member 6 that is a conductive foam, which has a micro cell structure. More specifically, cells constituting the charge control member have an average cell diameter of ≤200μm, and ((the average cell diameter)±2σ) lies within a range of 100μm to 300μm. The charge control member 6 switches the application bias by the variations in the environment, such as humidity or temperature and a processing mode. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は,電子写真方式にて画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には,廃トナーの低減や装置のコンパクト化等を目的として,現像装置にて現像とクリーニングとを併せて行う方式(以下,「現像同時クリーニング方式」とする)の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by electrophotography. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus that uses a developing device that combines development and cleaning (hereinafter referred to as a “development simultaneous cleaning method”) for the purpose of reducing waste toner and reducing the size of the apparatus. It is.

従来から,現像同時クリーニング方式の画像形成装置が実用化されている(例えば,特許文献1,特許文献2)。この現像同時クリーニング方式の画像形成装置では,転写後の像担持体上に残余する現像剤(以下,「残留トナー」とする)を現像装置にて回収する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus using a simultaneous development cleaning method has been put into practical use (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In this simultaneous development cleaning type image forming apparatus, the developer remaining on the transferred image carrier (hereinafter referred to as “residual toner”) is collected by the developing device.

この現像同時クリーニング方式の画像形成装置では,残留トナーの荷電量の調整が重要となる。すなわち,残留トナーには,転写の履歴を受けたものや,カブリトナー等の逆極性のトナーも多く含まれる。そして,逆極性の残留トナーや荷電量が低い残留トナーをそのまま帯電部に送ると,帯電装置が残留トナーを回収してしまう。そのため,帯電装置が汚染される。特に,ローラ型等の接触帯電装置の場合,帯電装置が汚染され易い。   In this simultaneous development cleaning type image forming apparatus, it is important to adjust the charge amount of the residual toner. That is, the residual toner includes many toners having a transfer history and reverse polarity toner such as fog toner. Then, if the residual toner having the opposite polarity or the residual toner having a low charge amount is sent to the charging unit as it is, the charging device collects the residual toner. As a result, the charging device is contaminated. In particular, in the case of a contact charging device such as a roller type, the charging device is easily contaminated.

そこで,現像同時クリーニング方式の画像形成装置では,残留トナーの付着量および荷電量の調整を行うために荷電制御部材が設けられている。この荷電制御部材は,画像形成プロセス中,転写部から帯電部までの間に位置し,所定のバイアスを印加することにより,転写部で転写されなかった残留トナーの電荷(極性)を均一にしている。すなわち,残留トナーに含まれる逆極性のトナーを正規極性にシフトさせ,帯電装置での回収を回避している。また,荷電制御部材は,残留トナーの荷電量制御機能とともに像担持体の予備帯電機能も兼ねている。
特許第3113803号公報 特開平2−259784号公報
In view of this, in the image forming apparatus of the simultaneous development cleaning system, a charge control member is provided in order to adjust the adhesion amount and the charge amount of the residual toner. This charge control member is located between the transfer unit and the charging unit during the image forming process, and applies a predetermined bias to uniformize the charge (polarity) of the residual toner that has not been transferred at the transfer unit. Yes. That is, the reverse polarity toner contained in the residual toner is shifted to the normal polarity to avoid collection by the charging device. The charge control member also functions as a precharge function for the image carrier as well as a charge amount control function for the residual toner.
Japanese Patent No. 3113803 JP-A-2-259784

しかしながら,前記した従来の画像形成装置には,次のような問題があった。すなわち,荷電制御部材における荷電量の制御としては荷電と除電がある。そして,荷電量の制御の際,荷電制御部材に現像トナーと逆極性のバイアスを印加すると,荷電制御部材が残留トナーを取り込んでしまう。特に,荷電制御部材としてセル径が大きい発泡体を利用したりブラシ型のものを利用すると,セル内に多くのトナーを取り込んでしまう。そのため,荷電制御部材にトナーが蓄積し,残留トナーを現像部材に搬送できなくなる。   However, the conventional image forming apparatus described above has the following problems. That is, the charge amount control in the charge control member includes charge and charge removal. When the charge amount is controlled, if a bias having a polarity opposite to that of the developing toner is applied to the charge control member, the charge control member takes in the residual toner. In particular, when a foam having a large cell diameter or a brush type is used as the charge control member, a large amount of toner is taken into the cell. As a result, toner accumulates on the charge control member and residual toner cannot be conveyed to the developing member.

そして,荷電制御部材にトナーが蓄積すると,荷電制御機能が低下する。また,荷電制御部材による残留トナーの付着量の調整機能が低下する。そして,荷電制御部材での回収不良に伴って残留トナーの通過量が多くなり,現像装置での回収が困難となる。すなわち,現像装置での回収性が悪化する。また,トナーの蓄積量を低減するために複数の荷電制御部材を設けたり,荷電制御部材のクリーニング処理等が必要となる。   When the toner accumulates on the charge control member, the charge control function is degraded. In addition, the function of adjusting the residual toner adhesion amount by the charge control member is degraded. Then, with the collection failure at the charge control member, the passing amount of residual toner increases, making it difficult to collect at the developing device. That is, the recoverability in the developing device is deteriorated. Further, in order to reduce the amount of accumulated toner, it is necessary to provide a plurality of charge control members, or to clean the charge control members.

本発明は,前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,荷電制御部材でのトナーの蓄積を回避し,トナーの荷電量の調節が良好な画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional image forming apparatus described above. That is, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that avoids toner accumulation on the charge control member and that has good adjustment of the toner charge amount.

この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は,トナー像を担持する像担持体と,像担持体の表面を所定の帯電させる帯電部材と,像担持体上にトナーを付与する機能および像担持体上にあるトナーを回収する機能を備えた現像部材と,像担持体と当接し像担持体上に付着するトナーの荷電量を調節するバイアスが印加される荷電制御部材とを有する画像形成装置であって,荷電制御部材は,平均セル径が200μm以下であり,平均セル径±2σ(σ:セル径の標準偏差)の範囲が100μm〜300μmの範囲に含まれる導電性発泡体であることを特徴としている。   An image forming apparatus designed to solve this problem includes an image carrier that carries a toner image, a charging member that charges the surface of the image carrier to a predetermined level, and a function and an image that apply toner to the image carrier. Image forming comprising: a developing member having a function of collecting toner on the carrier; and a charge control member to which a bias is applied to adjust a charge amount of the toner that contacts the image carrier and adheres to the image carrier. The charge control member is a conductive foam having an average cell diameter of 200 μm or less and an average cell diameter ± 2σ (σ: standard deviation of cell diameter) in the range of 100 μm to 300 μm. It is characterized by that.

すなわち,本発明の画像形成装置は,トナーの付与とトナーの回収とを兼ねた現像部材を備えた現像同時クリーニング方式の画像形成装置であり,像担持体と当接し,所定のバイアスが印加されることにより,像担持体上のトナーの荷電量を調節する荷電制御部材を有している。すなわち,荷電制御部材には,像担持体上のトナーに対して荷電するバイアスと,像担持体上のトナーに対して除電するバイアスとが印加可能であり,必要に応じて適切なバイアスが印加される。一般的には,直流成分Vdcが−2000V〜+1000Vの範囲内となるDCバイアスもしくはACバイアス(DCバイアスにACバイアスが重畳されたバイアスも含む)が印加される。   In other words, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus of a simultaneous development cleaning system provided with a developing member that serves both for toner application and toner recovery, and is in contact with an image carrier and applied with a predetermined bias. Thus, a charge control member for adjusting the charge amount of the toner on the image carrier is provided. In other words, the charge control member can be applied with a bias for charging the toner on the image carrier and a bias for removing the charge with respect to the toner on the image carrier, and an appropriate bias can be applied as necessary. Is done. In general, a DC bias or an AC bias (including a bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias) is applied so that the DC component Vdc is within a range of −2000 V to +1000 V.

この荷電制御部材は,導電性の発泡体(例えば,ポリウレタン樹脂)である。また,平均セル径が200μm以下であり,平均セル径±2σの範囲が100μm〜300μmの範囲に含まれる。すなわち,セル径の分布が100μm〜300μmの範囲に集中し,その平均セル径が200μm以下となっている。   This charge control member is a conductive foam (for example, polyurethane resin). Further, the average cell diameter is 200 μm or less, and the range of the average cell diameter ± 2σ is included in the range of 100 μm to 300 μm. That is, the cell diameter distribution is concentrated in the range of 100 μm to 300 μm, and the average cell diameter is 200 μm or less.

荷電制御部材が上記条件を満たすマイクロセル構造であることにより,トナーの取り込みが低減される。また,セル径が小さいことから,トナーの蓄積も少ない。よって,荷電制御機能の低下が抑えられる。また,セル径が小さいことから,像担持体との接触面積も大きく,荷電および除電の性能が良好である。   Since the charge control member has a microcell structure that satisfies the above conditions, toner uptake is reduced. Further, since the cell diameter is small, toner accumulation is small. Therefore, the deterioration of the charge control function can be suppressed. Further, since the cell diameter is small, the contact area with the image carrier is large, and the charging and discharging performance is good.

また,本発明の画像形成装置の荷電制御部材は,ローラ状の回転体であることとするとよりよい。これにより,残留トナーや像担持体に摺動による機械的なストレスを与えずトナーの荷電量を調節できる。さらに,回転体であるため,押圧力を高めに設定しても機械的にトナーを掻き取ることがない。   Further, the charge control member of the image forming apparatus of the present invention is preferably a roller-like rotating body. As a result, the toner charge amount can be adjusted without applying mechanical stress due to sliding to the residual toner or the image carrier. Furthermore, since it is a rotating body, the toner is not mechanically scraped off even if the pressing force is set high.

また,本発明の画像形成装置の荷電制御部材は,パッド状の非回転体であってもよい。これにより,回転体と比べて小サイズにできる。また,固定式であっても圧力調整とバイアス設定によりトナーの通過性を向上させることができる。さらに,固定式とすることでニップ幅が広くなり,より荷電調節可能となる。   Further, the charge control member of the image forming apparatus of the present invention may be a pad-like non-rotating body. As a result, the size can be reduced compared to the rotating body. Even in the case of a fixed type, the toner passage can be improved by adjusting the pressure and setting the bias. In addition, the fixed type increases the nip width and allows more charge control.

また,本発明の画像形成装置の荷電制御部材に印加するバイアスは,環境とモードとの少なくとも一方によって可変であることとするとよりよい。すなわち,荷電制御部材による荷電量の制御は,環境変化の影響を受け易い。そこで,環境の変化(例えば,高温高湿時と低温低湿時)に応じて,印加するバイアスの値をその環境に最適な値に切り換える。また,荷電モード,除電モード,清掃モードなどのモードの違いによって印加するバイアスの値を切り換える。これにより,より精細な荷電制御を行うことができる。   The bias applied to the charge control member of the image forming apparatus of the present invention is preferably variable depending on at least one of the environment and the mode. That is, the control of the charge amount by the charge control member is easily affected by environmental changes. Therefore, the bias value to be applied is switched to the optimum value for the environment according to the environmental change (for example, at high temperature and high humidity and at low temperature and low humidity). In addition, the bias value to be applied is switched depending on the mode such as the charge mode, the charge removal mode, and the cleaning mode. Thereby, finer charge control can be performed.

本発明によれば,マイクロセル構造を有する導電性発泡体の荷電制御部材を設けることにより,荷電制御部材によるトナーの取り込みが低減される。よって,荷電制御部材でのトナーの蓄積を回避し,トナーの荷電量の調節が良好な画像形成装置が実現している。   According to the present invention, by providing a charge control member of a conductive foam having a microcell structure, toner uptake by the charge control member is reduced. Therefore, an image forming apparatus is realized in which toner accumulation in the charge control member is avoided and the toner charge amount is well adjusted.

以下,本発明にかかる画像形成装置を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,タンデム型のカラープリンタに本発明を適用したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a tandem type color printer.

本形態の画像形成装置は,タンデム方式のフルカラープリンタであり,図1に示すように並列に配置された4つの画像形成ユニットを有するものである。具体的に,本形態のカラープリンタ100は,4色の画像形成ユニット1K,1C,1M,1Yを有している。また,その他に中間転写ベルト8,2次転写ローラ9,クリーニングブレード10等を有している。各画像形成ユニットは,中間転写ベルト8上に各色の画像を形成するものである。各画像形成ユニットは,画像形成ユニット1Kがブラック(K),画像形成ユニット1Cがシアン(C),画像形成ユニット1Mがマゼンタ(M),画像形成ユニット1Yがイエロー(Y)の各色に対応している。なお,各画像形成ユニットの配置は上記の順序に限定されるものではない。   The image forming apparatus of this embodiment is a tandem full-color printer, and has four image forming units arranged in parallel as shown in FIG. Specifically, the color printer 100 according to this embodiment includes four color image forming units 1K, 1C, 1M, and 1Y. In addition, an intermediate transfer belt 8, a secondary transfer roller 9, a cleaning blade 10 and the like are provided. Each image forming unit forms an image of each color on the intermediate transfer belt 8. Each image forming unit corresponds to each color of black (K) for the image forming unit 1K, cyan (C) for the image forming unit 1C, magenta (M) for the image forming unit 1M, and yellow (Y) for the image forming unit 1Y. ing. The arrangement of the image forming units is not limited to the above order.

また,画像形成ユニット1Kは,図2に示すようにトナー像を担持する感光体ドラム2を有している。感光体ドラム2は,図2中の矢印方向に一定の速度で回転するようになっている。また,感光体ドラム2の周囲には,その回転方向に沿って,帯電装置3,現像器4,転写装置5,荷電制御部材6が順次配置されている。なお,帯電装置3と現像器4との間には,潜像が形成される露光部が設けられている。その他の画像形成ユニットについても同様の構成となっている。   Further, the image forming unit 1K has a photosensitive drum 2 that carries a toner image as shown in FIG. The photosensitive drum 2 rotates at a constant speed in the direction of the arrow in FIG. Further, around the photosensitive drum 2, a charging device 3, a developing device 4, a transfer device 5, and a charge control member 6 are sequentially arranged along the rotation direction. An exposure unit for forming a latent image is provided between the charging device 3 and the developing device 4. The other image forming units have the same configuration.

帯電装置3は,感光体ドラム2の表面を均一に帯電させるものである。帯電装置3としては,コロナ放電により帯電させる非接触型のコロナ帯電装置の他,導電性の接触帯電部材を感光体ドラム2の表面に接触させて帯電させる接触型の帯電装置が適用可能である。接触型の帯電装置としては,ローラ型,ブレード型,ブラシ型,シート型など各種のものがある。   The charging device 3 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 2. As the charging device 3, in addition to a non-contact type corona charging device that is charged by corona discharge, a contact type charging device that charges a conductive contact charging member in contact with the surface of the photosensitive drum 2 can be applied. . There are various types of contact-type charging devices such as a roller type, a blade type, a brush type, and a sheet type.

また,本形態の帯電装置3では,画像形成時と非画像形成時とで異なるバイアスが印加される。帯電装置3への印加バイアス(帯電バイアス)の形態は,感光体ドラム2の表面電位を所定の値に設定できるものであればどのようなものであってもよい。例えば,直流電圧や交流電圧であってもよいし,直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧であってもよい。また,パルス電圧,その他の波形の電圧でもよい。また,感光体ドラム2の表面電位は,マイナス側に限るものではなく,プラス側であってもよい。   Further, in the charging device 3 of this embodiment, different biases are applied during image formation and during non-image formation. The form of the bias applied to the charging device 3 (charging bias) may be any as long as the surface potential of the photosensitive drum 2 can be set to a predetermined value. For example, it may be a DC voltage or an AC voltage, or may be an oscillating voltage obtained by superimposing the AC voltage on the DC voltage. Also, a pulse voltage or other waveform voltage may be used. Further, the surface potential of the photosensitive drum 2 is not limited to the minus side, and may be the plus side.

現像器4は,潜像上にトナーを付与する機能に加え,トナーを回収する機能を有している。すなわち,静電潜像の白地部については感光体ドラム上の残留トナーを回収し,それ以外の部分についてはトナータンク内のトナーを付与する。現像器4としては,接触型であっても非接触型であってもよい。また,現像方式は,トナーとキャリアとからなる二成分現像方式であっても,キャリアを含まない一成分現像方式であってもよい。また,本形態では,マイナス帯電トナーを使用するが,トナー像の現像が可能であれば,プラス帯電トナーであってもよい。   The developing device 4 has a function of collecting toner in addition to a function of applying toner onto the latent image. That is, the residual toner on the photosensitive drum is collected for the white background portion of the electrostatic latent image, and the toner in the toner tank is applied to the other portions. The developing device 4 may be a contact type or a non-contact type. Further, the developing method may be a two-component developing method including toner and a carrier, or a one-component developing method not including a carrier. In this embodiment, a negatively charged toner is used. However, a positively charged toner may be used as long as the toner image can be developed.

荷電制御部材6は,残留トナーの荷電量の調整および付着量の調節を行うためのものである。荷電制御部材6は,セル径の分布が100μmから300μmの範囲内に集中(平均セル径±2σが100μmから300μmの範囲内,図3参照)し,かつ平均セル径が200μm以下であり,1mm2 あたりのセル数が50〜100個の範囲内である導電性発泡体からなる部材である。また,荷電制御部材6は,ローラ型であり回転可能に設けられている。導電性発泡体としては,例えば導電性物質を分散させたポリウレタン樹脂の発泡体が適用可能である。 The charge control member 6 is for adjusting the charge amount of the residual toner and the adhesion amount. The charge control member 6 has a cell diameter distribution concentrated in the range of 100 μm to 300 μm (average cell diameter ± 2σ is in the range of 100 μm to 300 μm, see FIG. 3), and the average cell diameter is 200 μm or less, 1 mm It is a member made of a conductive foam in which the number of cells per 2 is in the range of 50 to 100. The charge control member 6 is a roller type and is rotatably provided. As the conductive foam, for example, a polyurethane resin foam in which a conductive material is dispersed is applicable.

また,荷電制御部材6は,単泡タイプの発泡体である。なお,厳密には発泡の過程上,連泡となるセルも幾つか存在するが,製造上では単泡であることが想定されたものである。すなわち,単泡セルと連泡セルとが混在しており,単泡のセルの割合が高いものである。   The charge control member 6 is a single-bubble type foam. Strictly speaking, there are some cells that become open bubbles in the process of foaming, but it is assumed that they are single bubbles in manufacturing. In other words, single-bubble cells and open-cell cells are mixed, and the ratio of single-bubble cells is high.

また,荷電制御部材6は,ローラ型の部材であるが,常に回転する必要はなく,必要に応じて停止していてもよい。また,回転速度や回転方向も自在に設定可能である。なお,荷電制御部材6は,ローラ型等の回転体に限るものではない。例えば,図4に示すように,パッド型の非回転体であってもよい。なお,回転体であるローラ型の場合には,残留トナーの通過性や部材の押圧力の設計自由度の点で有利である。一方,非回転体であるパッド型の場合には,残留トナーの荷電性や装置のコンパクト化の点で有利である。また,荷電制御部材6にスライド機構や離間機構を設けてもよい。   Moreover, although the charge control member 6 is a roller-type member, it is not always necessary to rotate, and may be stopped as necessary. Also, the rotation speed and direction can be set freely. The charge control member 6 is not limited to a roller type rotating body. For example, as shown in FIG. 4, a pad-type non-rotating body may be used. In the case of a roller type rotating body, it is advantageous in terms of the degree of freedom in design of the passing ability of residual toner and the pressing force of members. On the other hand, the pad type which is a non-rotating body is advantageous in terms of chargeability of residual toner and compactness of the apparatus. Further, the charge control member 6 may be provided with a slide mechanism or a separation mechanism.

荷電制御部材6には,残留トナーの荷電量を制御するためのバイアスが印加される。一般的には,Vdcが−2000Vから+1000Vの範囲内となるDCもしくはACのバイアスが印加される。   A bias for controlling the charge amount of the residual toner is applied to the charge control member 6. Generally, a DC or AC bias is applied so that Vdc is within a range of −2000V to + 1000V.

荷電制御部材6に印加するバイアスは,システム,環境,モードなどによって可変となっている。すなわち,荷電制御部材による荷電量の制御は,環境変化の影響を受け易く,残留トナーの荷電量を厳密に調節することが非常に困難である。例えば,残留トナーへの電荷の付与が比較的容易な低温・低湿環境においては,荷電制御部材により残留トナーを必要以上に荷電してしまう。そのため,残留トナーと像担持体との鏡像力が強くなり,現像装置での回収不良が生じる。よって,残留トナーの回収不良により,像担持体へのトナー固着や画像ノイズが発生してしまう。一方,低温・低湿環境に合わせたバイアスを荷電制御部材に印加すると,通常環境や高温・高湿環境では荷電不足となる。そのため,荷電制御部材からのトナーの吐き出し性が悪く,荷電制御部材にトナーが蓄積してしまう。また,湿度や温度に応じて荷電制御部材への印加バイアスを変化させたとしても,必ずしもその湿度や温度で荷電特性が変化するとは限らない。また,荷電制御部材6の制御モードによっても異なる。   The bias applied to the charge control member 6 is variable depending on the system, environment, mode, and the like. That is, the control of the charge amount by the charge control member is easily affected by environmental changes, and it is very difficult to strictly adjust the charge amount of the residual toner. For example, in a low temperature and low humidity environment where it is relatively easy to apply a charge to the residual toner, the residual toner is charged more than necessary by the charge control member. As a result, the mirror image force between the residual toner and the image carrier is increased, resulting in poor recovery in the developing device. Therefore, due to poor collection of residual toner, toner sticking to the image carrier and image noise occur. On the other hand, if a bias tailored to a low temperature / low humidity environment is applied to the charge control member, the charge will be insufficient in a normal environment or a high temperature / high humidity environment. For this reason, the discharge property of the toner from the charge control member is poor, and the toner accumulates on the charge control member. Even if the bias applied to the charge control member is changed according to the humidity or temperature, the charge characteristics do not necessarily change depending on the humidity or temperature. Further, it varies depending on the control mode of the charge control member 6.

そこで本形態では,高温高湿環境(温度:30℃以上,湿度:85%以上),通常環境,および低温低湿環境(温度:10℃以下,湿度:15%以下)の3区分の環境パラメータを用意し,各環境に応じて最適なバイアスが選択される。また,モードごとに最適なバイアスが選択される。例えば,低温低湿環境では−300Vに,通常環境では−500Vに,高温高湿環境では−700Vに,逆極性のトナーの荷電を行う際には−1000Vに,高荷電のトナーを除電する際には+500Vに,清掃モードの際には−100Vに設定される。また,荷電制御部材6に印加するバイアスは,直流電圧と交流電圧とを重畳させた矩形波(Vpp:500V,周波数:2kHz,デューティ比:50%)とする。なお,これらの設定値はあくまでも例であり,これらに限るものではない。   Therefore, in this embodiment, the environmental parameters are classified into three categories: high temperature and high humidity environment (temperature: 30 ° C or higher, humidity: 85% or higher), normal environment, and low temperature and low humidity environment (temperature: 10 ° C or lower, humidity: 15% or lower). Prepare an optimum bias according to each environment. An optimum bias is selected for each mode. For example, it is -300V in a low temperature and low humidity environment, -500V in a normal environment, -700V in a high temperature and high humidity environment, and -1000V when charging a toner of reverse polarity. Is set to + 500V and -100V in the cleaning mode. The bias applied to the charge control member 6 is a rectangular wave (Vpp: 500 V, frequency: 2 kHz, duty ratio: 50%) in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. These setting values are merely examples, and are not limited to these.

また,荷電制御部材6への印加バイアスは,直流電圧であってもよい。また,パルス電圧,その他の波形の電圧でもよい。また,荷電制御部材6は,残留トナーに限らず感光体ドラム2の表面にも電荷を付与することから,帯電装置3による主帯電前の予備帯電としての機能も有する。   Further, the bias applied to the charge control member 6 may be a DC voltage. Also, a pulse voltage or other waveform voltage may be used. Further, since the charge control member 6 imparts charges not only to the residual toner but also to the surface of the photosensitive drum 2, the charge control member 6 also has a function as preliminary charging before main charging by the charging device 3.

続いて,本形態のカラープリンタ100にて画像を形成する場合の動作について説明する。まず,帯電装置3の負極性バイアスにより,感光体ドラム2の表面が所定の電位に帯電される。次に,露光部にて1ページ目の潜像が形成される。露光手段としては,静電潜像を形成可能なものであればよく,例えばレーザ露光が適用可能である。   Next, an operation when an image is formed by the color printer 100 of this embodiment will be described. First, the surface of the photosensitive drum 2 is charged to a predetermined potential by the negative bias of the charging device 3. Next, a latent image of the first page is formed at the exposure unit. Any exposure means may be used as long as it can form an electrostatic latent image. For example, laser exposure is applicable.

次に,現像器4により,負極性のトナーによる現像が行われ,感光体ドラム2上に1ページ目のトナー像が形成される。次に,転写装置5により,1ページ目のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される。すなわち,感光体ドラム2上のトナーは,転写装置5の正極性バイアスにより中間転写ベルト8に転写される。このとき,一部のトナーは,転写されずに感光体ドラム2上に残留し残留トナーとなる。さらに,残留トナーの一部は,正極性にシフトしている。   Next, development with a negative toner is performed by the developing device 4, and a first-page toner image is formed on the photosensitive drum 2. Next, the toner image of the first page is transferred onto the intermediate transfer belt 8 by the transfer device 5. That is, the toner on the photosensitive drum 2 is transferred to the intermediate transfer belt 8 by the positive polarity bias of the transfer device 5. At this time, a part of the toner remains on the photosensitive drum 2 without being transferred and becomes residual toner. Further, a part of the residual toner is shifted to positive polarity.

次に,荷電制御部材6により,残留トナーの荷電制御が行われる。また,感光体ドラム2の表面も負極性に帯電される。これにより,残留トナーの荷電量が高くなり,帯電装置3への残留トナーの付着が抑制される。その後,再び帯電装置3により感光体ドラム2の表面が帯電される。   Next, charge control of the residual toner is performed by the charge control member 6. Further, the surface of the photosensitive drum 2 is also charged to a negative polarity. Thereby, the charge amount of the residual toner is increased, and the adhesion of the residual toner to the charging device 3 is suppressed. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 2 is charged again by the charging device 3.

次に,露光部で2ページ目の静電潜像が形成される。次に,現像器4にて,現像と残留トナーの回収とが同時に行われる。すなわち,残留トナーのうち,白地部に存在するものは現像器4に回収され,それ以外の部分に存在するものはトナー像となって再度転写される。   Next, an electrostatic latent image of the second page is formed at the exposure unit. Next, development and recovery of residual toner are performed simultaneously in the developing device 4. That is, of the residual toner, the toner existing on the white background is collected by the developing device 4, and the toner existing on the other part is transferred as a toner image again.

このような動作を画像形成ユニットごとに繰り返し,中間転写ベルト8上にそれぞれの色のトナー画像を重ねる。そして,4色のトナー像が重ね合わせられることにより,中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。このカラー画像が2次転写ローラ9にて記録紙に転写される。そして,その記録紙が定着装置を介して排出トレイに出力される。   Such an operation is repeated for each image forming unit, and the toner images of the respective colors are superimposed on the intermediate transfer belt 8. A color image is formed on the intermediate transfer belt 8 by superimposing the four color toner images. This color image is transferred onto the recording paper by the secondary transfer roller 9. Then, the recording paper is output to the discharge tray via the fixing device.

続いて,荷電制御部材のセル径と荷電特性との関係について詳説する。本出願人は,セル径と荷電特性との関係を調査するため,2つの実験を行った。これらの実験では,発泡体ローラ型の各荷電制御部材(セル径:600μm,500μm,400μm,300μm,150μm)とブラシ型の荷電制御部材とを用意し,それぞれ同様の実験を繰り返し行った。   Next, the relationship between the cell diameter of the charge control member and the charge characteristics will be described in detail. The applicant conducted two experiments in order to investigate the relationship between the cell diameter and the charge characteristics. In these experiments, each foam roller type charge control member (cell diameter: 600 μm, 500 μm, 400 μm, 300 μm, 150 μm) and a brush type charge control member were prepared, and the same experiment was repeated.

第1の実験では,荷電制御部材に印加するバイアスを変化させ,荷電制御部材を通過する前後におけるトナーの付着量の変化,すなわちトナーの通過率を調べた。図5は,印加バイアスとトナーの通過率との関係を示している。図5に示すように,ブラシ型の荷電制御部材は,トナーの通過率が低く,トナーを取り込み易いことがわかる。特に,逆極性側(本実験ではプラス側)での通過率は極めて低く,殆どのトナーを取り込んでしまうことがわかる。   In the first experiment, the bias applied to the charge control member was changed, and the change in the toner adhesion amount before and after passing through the charge control member, that is, the toner passage rate was examined. FIG. 5 shows the relationship between the applied bias and the toner passage rate. As shown in FIG. 5, it can be seen that the brush-type charge control member has a low toner passage rate and is easy to take in the toner. In particular, it can be seen that the passing rate on the opposite polarity side (plus side in this experiment) is extremely low, and most of the toner is taken in.

一方,発泡体ローラ型の荷電制御部材は,ブラシ型のものと比較して通過率が高いことがわかる。しかしさらに,セル径に着目すると,平均セル径が300μm以上ある発泡体部材では,500V以上の印加バイアスでは逆極性側での通過率が60%以下となり,多くのトナーを取り込んでしまうことがわかる。一方,平均セル径が150μmの発泡体部材では,500V以上の印加バイアスでも通過率が80%以上となり,トナーの取り込みが少ないことがわかる。この実験から,逆極性側のバイアスを印加した際でも,平均セル径が150μmの発泡体部材であればトナーの取り込みを抑えることができることがわかる。   On the other hand, it can be seen that the foam roller type charge control member has a higher pass rate than the brush type. However, focusing on the cell diameter, it can be seen that a foam member having an average cell diameter of 300 μm or more has a passing rate of 60% or less on the reverse polarity side when an applied bias of 500 V or more is applied, and takes in a large amount of toner. . On the other hand, in the foam member having an average cell diameter of 150 μm, the passing rate is 80% or more even with an applied bias of 500 V or more, and it can be seen that the incorporation of toner is small. From this experiment, it can be seen that even when a bias on the reverse polarity side is applied, the incorporation of toner can be suppressed if the foam member has an average cell diameter of 150 μm.

第2の実験では,荷電制御部材に印加するバイアスを変化させ,荷電制御部材を通過する前後におけるトナーの荷電量の変化,すなわちトナーの荷電性を調べた。図6は,印加バイアスとトナーの荷電量との関係を示している。図6に示すように,ブラシ型の荷電制御部材は,平均セル径が300μm以上ある発泡体ローラ型の荷電制御部材と荷電性にそれほど差がないことがわかる。   In the second experiment, the bias applied to the charge control member was changed, and the change in the toner charge amount before and after passing through the charge control member, that is, the chargeability of the toner was examined. FIG. 6 shows the relationship between the applied bias and the charge amount of the toner. As shown in FIG. 6, it can be seen that the charge control member of the brush type is not much different in chargeability from the charge control member of the foam roller type having an average cell diameter of 300 μm or more.

一方,平均セル径が150μmの発泡体ローラ部材では,逆極性のバイアスを印加したときの変化が極めて大きいことがわかる。すなわち,除電効果が大きく,印加バイアスの値が小さくても除電効果があることがわかる。この実験から,平均セル径が150μmの発泡体ローラ型であれば,ブラシ部材やセル径が300μm以上の発泡体ローラ部材と比較して荷電性能が良好であることがわかる。   On the other hand, in the foam roller member having an average cell diameter of 150 μm, it can be seen that the change when a reverse polarity bias is applied is extremely large. That is, it can be seen that the static elimination effect is large and the static elimination effect is obtained even when the applied bias value is small. From this experiment, it can be seen that a foam roller type having an average cell diameter of 150 μm has better charging performance than a brush member or a foam roller member having a cell diameter of 300 μm or more.

以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ100は,導電性の発泡体であり,残留トナーの荷電量を調節する荷電制御部材6を有することとしている。この荷電制御部材6は,マイクロセル構造を有し,平均セル径が200μm以下であり,平均セル径±2σの範囲が100μm〜300μmの範囲に含まれることとしている。このような繊細なセル構造を設けることにより,残留トナーの取り込みを抑制することができる。そのため,逆極性のバイアスを印加してもトナーの取り込み量が少なく,荷電制御部材6内でのトナーの蓄積が抑制される。また,セル径を小さくすることで,荷電性能の向上を図ることができる。   As described above in detail, the color printer 100 of the present embodiment is a conductive foam and has the charge control member 6 that adjusts the charge amount of the residual toner. The charge control member 6 has a microcell structure, an average cell diameter of 200 μm or less, and an average cell diameter of ± 2σ is included in a range of 100 μm to 300 μm. By providing such a delicate cell structure, it is possible to suppress the intake of residual toner. For this reason, even when a reverse polarity bias is applied, the amount of toner taken in is small, and toner accumulation in the charge control member 6 is suppressed. Further, the charging performance can be improved by reducing the cell diameter.

また,荷電制御部材6は,湿度や温度などの環境の変化や,処理モードによって印加バイアスを切り換えることとしている。これにより,より精細な荷電制御を行うことができる。よって,荷電制御部材でのトナーの蓄積を回避し,トナーの荷電量の調節が良好な画像形成装置が実現している。   In addition, the charge control member 6 switches the applied bias according to environmental changes such as humidity and temperature and the processing mode. Thereby, finer charge control can be performed. Therefore, an image forming apparatus is realized in which toner accumulation in the charge control member is avoided and the toner charge amount is well adjusted.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,画像形成装置としては,プリンタ,複写機,スキャナ,FAX等であって電子写真方式にて画像を形成するものであれば適用可能である。また,カラー画像を形成するものであってもモノクロ画像専用のものであってもよい。また,タンデム方式であっても4サイクル方式であってもよい。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, as an image forming apparatus, a printer, a copier, a scanner, a FAX, or the like that can form an image by an electrophotographic method is applicable. Further, it may be one that forms a color image or one that is dedicated to a monochrome image. Further, a tandem method or a four-cycle method may be used.

また,本実施の形態では,各画像形成ユニットに1つの荷電制御部材が設けられているが,これに限るものではない。例えば,図7に示すように,2つの荷電制御部材を設けてもよい。勿論,3つ以上の荷電制御部材を設けてもよい。また,複数の荷電制御部材を設けた場合には,セル径が異なる荷電制御部材を配置してもよい。あるいは,一方の部材を図8に示すようにブラシ型のものとしてもよい。   In this embodiment, one charge control member is provided in each image forming unit, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, two charge control members may be provided. Of course, three or more charge control members may be provided. When a plurality of charge control members are provided, charge control members having different cell diameters may be arranged. Alternatively, one member may be of a brush type as shown in FIG.

複数の荷電制御部材を配置することで,例えば一方の部材をトナーの荷電量制御用として,他方の部材をトナーの搬送量制御用として利用することが可能となる。また,複数の荷電制御部材を配置することで,それぞれ異なるバイアスを印加することができる。そのため,より環境やモードに合わせた荷電制御を行うことができる。   By disposing a plurality of charge control members, for example, one member can be used for toner charge amount control and the other member can be used for toner transport amount control. Further, by arranging a plurality of charge control members, it is possible to apply different biases. For this reason, it is possible to perform charge control more suited to the environment and mode.

実施の形態に係るカラープリンタの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a color printer according to an embodiment. 実施の形態に係る画像形成ユニットの構成を示す概略図(ローラ型)である。1 is a schematic diagram (roller type) illustrating a configuration of an image forming unit according to an embodiment. 荷電制御部材のセル径の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the cell diameter of a charge control member. 実施の形態に係る画像形成ユニットの構成を示す概略図(パッド型)である。1 is a schematic diagram (pad type) illustrating a configuration of an image forming unit according to an embodiment. FIG. 印加バイアスとトナーの通過率との関係を示すグラフである。3 is a graph showing a relationship between an applied bias and a toner passing rate. 印加バイアスとトナーの荷電量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an applied bias and a charge amount of toner. 応用例に係る画像形成ユニットの構成を示す概略図(その1)である。It is the schematic (the 1) which shows the structure of the image forming unit which concerns on an application example. 応用例に係る画像形成ユニットの構成を示す概略図(その2)である。FIG. 6 is a schematic diagram (part 2) illustrating a configuration of an image forming unit according to an application example.

符号の説明Explanation of symbols

1K 画像形成ユニット
2 感光体ドラム(像担持体)
3 帯電装置(帯電部材)
4 現像装置(現像部材)
5 転写装置
6 荷電制御部材(荷電制御部材)
8 中間転写ベルト
100 カラープリンタ(画像形成装置)
1K Image forming unit 2 Photosensitive drum (image carrier)
3 Charging device (charging member)
4 Development device (developing member)
5 Transfer Device 6 Charge Control Member (Charge Control Member)
8 Intermediate transfer belt 100 Color printer (image forming device)

Claims (7)

トナー像を担持する像担持体と,前記像担持体の表面を所定の帯電させる帯電部材と,前記像担持体上にトナーを付与する機能および前記像担持体上にあるトナーを回収する機能を備えた現像部材と,前記像担持体と当接し前記像担持体上に付着するトナーの荷電量を調節するバイアスが印加される荷電制御部材とを有する画像形成装置において,
前記荷電制御部材は,平均セル径が200μm以下であり,平均セル径±2σ(σ:セル径の標準偏差)の範囲が100μm〜300μmの範囲に含まれる導電性発泡体であることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries a toner image, a charging member that charges the surface of the image carrier to a predetermined level, a function that applies toner to the image carrier, and a function that collects toner on the image carrier An image forming apparatus comprising: a developing member provided; and a charge control member to which a bias for adjusting a charge amount of toner that contacts the image carrier and adheres to the image carrier is applied.
The charge control member is a conductive foam having an average cell diameter of 200 μm or less and an average cell diameter of ± 2σ (σ: standard deviation of cell diameter) in a range of 100 μm to 300 μm. Image forming apparatus.
請求項1に記載する画像形成装置において,
前記荷電制御部材は,前記像担持体上のトナーに対して荷電するバイアスと,前記像担持体上のトナーに対して除電するバイアスとの切換えが可能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,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charge control member is capable of switching between a bias for charging the toner on the image carrier and a bias for discharging the toner on the image carrier.
請求項1または請求項2に記載する画像形成装置において,
前記荷電制御部材に印加されるバイアスの直流成分Vdcは,−2000V〜+1000Vの範囲内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, wherein:
An image forming apparatus, wherein a DC component Vdc of a bias applied to the charge control member is in a range of −2000V to + 1000V.
請求項1から請求項3のいずれか1つに記載する画像形成装置において,
前記荷電制御部材は,ローラ状の回転体であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus, wherein the charge control member is a roller-like rotating body.
請求項1から請求項3のいずれか1つに記載する画像形成装置において,
前記荷電制御部材は,パッド状の非回転体であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus, wherein the charge control member is a pad-like non-rotating body.
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載する画像形成装置において,
前記荷電制御部材に印加するバイアスは,環境とモードとの少なくとも一方によって可変であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the bias applied to the charge control member is variable depending on at least one of an environment and a mode.
トナー像を担持する像担持体と当接し,その像担持体上に付着するトナーの荷電量を調節する荷電制御部材において,
平均セル径が200μm以下であり,平均セル径±2σ(σ:セル径の標準偏差)の範囲が100μm〜300μmの範囲に含まれる導電性発泡体であることを特徴とする荷電制御部材。
In a charge control member that adjusts the charge amount of the toner that comes into contact with the image carrier carrying the toner image and adheres to the image carrier,
A charge control member, wherein the charge control member is an electrically conductive foam having an average cell diameter of 200 μm or less and an average cell diameter of ± 2σ (σ: standard deviation of cell diameter) in a range of 100 μm to 300 μm.
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