JP4769436B2 - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、詳しくは像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段で形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で現像された像を転写材に転写する転写手段と、この転写手段の像担持体回転方向の下流側であって、かつ前記帯電手段の上流側に潤滑剤を像担持体に供給する潤滑剤供給手段と、を有する画像形成装置において、像担持体表面に塗布された劣化潤滑剤を除去する機構に係るものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and a process cartridge, and more particularly to an image carrier, a charging unit that charges the image carrier, and an image carrier charged by the charging unit. Exposure means for forming an electrostatic latent image by exposure, developing means for developing the electrostatic latent image formed by the exposure means, transfer means for transferring the image developed by the developing means to a transfer material, In the image forming apparatus, comprising: a lubricant supply unit that supplies a lubricant to the image carrier on the downstream side of the transfer unit in the rotation direction of the image carrier and on the upstream side of the charging unit. The present invention relates to a mechanism for removing the deteriorated lubricant applied to the surface.
従来、潤滑剤を除去する機構の一例として、過剰な潤滑用オイルを、オイル回収用トナー像TXを形成し、それを二次転写させずにクリーニング手段により除去するのが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような方式の場合は、トナー消費量が増大するという不具合が生じる。また、余分な潤滑剤の除去を現像装置で行っているものも知られている(例えば、特許文献2参照)。しかし、このような方法で実施すると、潤滑剤が現像剤に混入し、現像剤の帯電量が低下し、それに伴い異常画像が発生するという不具合が起こる。さらに、本出願人から提案した、像担持体の表面に塗布された潤滑剤を、帯電部と現像部間で薄く均一に付着、かつ大きい径の潤滑剤はせき止めるためのブレード状の補助部材を持った例もある(例えば、特許文献3参照)。しかし、この発明は潤滑剤を帯電ローラに塗布した後、感光体に転移させる構成となっているため、帯電ローラに潤滑剤を塗布すると、感光体を帯電するときに帯電ローラ上の潤滑剤が劣化してしまい、感光体に転移した潤滑剤は本来の潤滑作用が発揮できないという不具合が生じる。 Conventionally, as an example of a mechanism for removing a lubricant, it is known that excessive lubricating oil forms an oil recovery toner image TX and is removed by a cleaning unit without secondary transfer (for example, , See Patent Document 1). However, in the case of such a method, there is a problem that the toner consumption increases. In addition, there is also known one that removes excess lubricant with a developing device (see, for example, Patent Document 2). However, when this method is used, there is a problem that the lubricant is mixed in the developer, the charge amount of the developer is reduced, and an abnormal image is generated accordingly. Furthermore, a blade-like auxiliary member proposed by the present applicant is applied to the lubricant applied to the surface of the image carrier thinly and uniformly between the charging unit and the developing unit, and the large-diameter lubricant is blocked. There are also examples (see, for example, Patent Document 3). However, since the present invention is configured such that the lubricant is applied to the charging roller after being applied to the charging roller, when the lubricant is applied to the charging roller, the lubricant on the charging roller is not charged when the photosensitive member is charged. The lubricant that has deteriorated and has been transferred to the photosensitive member has a problem in that the original lubricating action cannot be exhibited.
そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、トナー消費量が増大することがなく、潤滑剤の現像手段への混入による現像剤の帯電量低下を防止し、潤滑剤を塗布することで低減した現像剤(トナー)と像担持体間の剥離力を維持し、これにより異常画像の発生を抑制するとともに、潤滑剤の劣化もなくて潤滑剤の潤滑作用を図ることができて、像担持体の長寿命化を図ることができる画像形成装置と、該装置に用いられるプロセスカートリッジを提供することにある。 Therefore, the present invention solves the problems of the conventional one, prevents the toner consumption from increasing, prevents the charge amount of the developer from being reduced due to mixing of the lubricant into the developing means, and applies the lubricant. Maintains the peeling force between the developer (toner) and the image carrier reduced in step 1, thereby suppressing the occurrence of abnormal images, and without causing deterioration of the lubricant. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of extending the life of an image carrier and a process cartridge used in the apparatus.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、像担持体と、この像担持体を帯電する帯電手段と、この帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段で形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で現像された像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、前記転写手段の像担持体回転方向の下流側であって、かつ前記帯電手段の上流側に潤滑剤を像担持体に供給する潤滑剤供給手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電手段の像担持体回転方向下流側であって、かつ前記露光手段の上流側に像担持体上の潤滑剤を除去する潤滑剤除去手段を有したことを特徴とする画像形成装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, and an electrostatic charge by exposure to the image carrier charged by the charging unit. Exposure means for forming a latent image, development means for developing the electrostatic latent image formed by the exposure means, transfer means for transferring the image developed by the development means to a transfer material, and the image carrier Cleaning means for cleaning the residual toner on the upper side; lubricant supply means for supplying lubricant to the image carrier downstream of the transfer means in the image carrier rotation direction and upstream of the charging means; The image forming apparatus includes a lubricant removing unit that removes the lubricant on the image carrier on the downstream side in the rotation direction of the image carrier of the charging unit and on the upstream side of the exposure unit. An image forming apparatus.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、カウンタ方向に押し当てられたブレードであることを特徴とする。請求項3に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、像担持体接触位置でカウンタ方向に回転するローラであることを特徴とする。請求項4に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、像担持体接触位置でカウンタ方向に回転するベルトであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the lubricant removing means is a blade pressed in the counter direction with respect to the rotation direction of the image carrier. According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the lubricant removing means is a roller that rotates in the counter direction at the image carrier contact position with respect to the rotation direction of the image carrier. According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the lubricant removing means is a belt that rotates in the counter direction at the image carrier contact position with respect to the rotation direction of the image carrier.
請求項5に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、トレーリング方向に押し当てられたブレードであることを特徴とする。請求項6に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、像担持体接触位置で連れ回り方向に回転するローラであることを特徴とする。請求項7に記載の発明は、請求項1において、潤滑剤除去手段が、像担持体の回転方向に対し、像担持体接触位置で連れ回り方向に回転するベルトであることを特徴とする。
The invention described in
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかにおいて、潤滑剤供給手段が、ファーブラシと潤滑部材とを有することを特徴とする。請求項9に記載の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかにおいて、潤滑剤供給手段が、ファーブラシとは別の回転体と潤滑部材とを有することを特徴とする。請求項10に記載の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれかにおいて、潤滑剤供給手段の像担持体回転方向の下流側であって、かつ前記帯電手段の上流側に潤滑剤微粉化手段が設けられていることを特徴とする。
The invention described in
請求項11に記載の発明は、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の画像形成装置を複数個有し、カラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。請求項12に記載の発明は、像担持体と、この像担持体の周りにその回転方向上流側から下流側にわたり順次配置される、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記帯電手段で帯電された像担持体に対して露光により静電潜像を形成する露光手段、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング手段、及び前記像担持体上の潤滑剤を、前記帯電手段の像担持体回転方向下流側であって、かつ前記露光手段の上流側において除去する潤滑剤除去手段のうち、少なくとも前記潤滑剤除去手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱可能に装着されることを特徴とするプロセスカートリッジである。請求項13に記載の発明は、請求項12に記載のプロセスカートリッジを1個又は複数個、画像形成装置本体に着脱可能に装着したことを特徴とする画像形成装置である。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a plurality of the image forming apparatuses according to any one of the first to tenth aspects and forming a color image. According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, which is sequentially arranged around the image carrier from the upstream side to the downstream side in the rotation direction, and charged by the charging unit. An exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image bearing member by exposure, a cleaning unit that cleans residual toner on the image bearing member, and a lubricant on the image bearing member. Of the lubricant removing means to be removed on the downstream side in the rotation direction of the carrier and upstream of the exposure means, at least the lubricant removing means is integrally supported, and is detachably attached to the image forming apparatus main body. A process cartridge. A thirteenth aspect of the invention is an image forming apparatus in which one or a plurality of process cartridges according to the twelfth aspect are detachably attached to the main body of the image forming apparatus.
この発明は、前記のようであって、帯電手段の像担持体回転方向下流側であって、かつ露光手段の上流側に像担持体上の潤滑剤を除去する潤滑剤除去手段を有し、この潤滑剤除去手段により劣化した潤滑剤を現像手段に行く前に除去することが可能となるので、現像剤の帯電量低下を防止でき、トナーと像担持体間の剥離力を維持できる。したがって、画像品質も良好となり、潤滑剤の劣化もないため像担持体の長寿命化を図ることができる。しかも、トナー消費量も少なくて済む等の優れた効果がある。 The present invention is as described above, and has a lubricant removing means for removing the lubricant on the image carrier on the downstream side in the rotation direction of the image carrier of the charging means and on the upstream side of the exposure means , The lubricant that has deteriorated by the lubricant removing means can be removed before going to the developing means, so that the charge amount of the developer can be prevented from being lowered, and the peeling force between the toner and the image carrier can be maintained. Therefore, the image quality is improved and the lubricant is not deteriorated, so that the life of the image carrier can be extended. In addition, there are excellent effects such as less toner consumption.
[実施の形態1]
図1は、電子写真複写機(以下、複写機という)に適用した例を示すもので、一般白黒画像用複写機としての画像形成装置の全体構成を示す概略図、図2は、その像担持体の周りの拡大図である。ここに示した画像形成装置は、画像形成装置本体1内に配置された像担持体2を有している。この像担持体2は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体により構成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもできる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows an example applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as a copying machine). FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus as a general black-and-white image copying machine. FIG. It is an enlarged view around the body. The image forming apparatus shown here has an
像担持体2は、画像形成動作時に時計方向に回転駆動され、このとき像担持体2が帯電手段3によって所定の極性に帯電される。図1では帯電手段3として非接触帯電ローラを使用しているが、これに限定するわけではなく、接触帯電ローラを用いてもよい。帯電手段3によって帯電された像担持体2には、露光手段4の一例であるレーザ書き込みユニットから出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体2に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体2表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像(画像部)となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。この静電潜像は、現像手段5を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。尚、露光手段4としては、前記のレーザ書き込みユニットのほか、LEDアレイを有する露光手段や、原稿面を照明し、その原稿画像を像担持体上に結像する露光手段などを用いることもできる。
The
一方、給紙手段9から、例えば転写(記録)紙より成る転写材が送り出され、像担持体2に対置された転写手段6と像担持体2との間に、その転写材が所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体2上に形成されたトナー像が転写材上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材は、引き続き定着手段10を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段10を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体表面に残された転写残トナーは、クリーニング手段7によって除去される。定着手段10は図では二本ローラの構成を示しているが、他の構造例えば、ベルトとローラ等の構成でも何ら問題はない。
On the other hand, a transfer material made of, for example, transfer (recording) paper is sent out from the paper supply unit 9, and the transfer material is placed at a predetermined timing between the
現像手段5は、乾式の現像剤を収容した現像ケース5aと、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラ5bを有している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを有する乾式の現像剤や、キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることができる。また、液状の現像剤を用いる現像手段を採用することもできる。現像ローラ5bが矢印方向に回転駆動され、このとき現像ローラ5bの周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラ5bと像担持体2の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
The developing
転写手段6は、像担持体2上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器より成る転写手段などを用いることもできる。また、像担持体2上のトナー像を直に最終記録媒体としての転写材に転写する代りに、像担持体上のトナー像を、中間転写体より成る転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
The transfer means 6 is constituted by a transfer roller to which a transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner on the
クリーニング手段7は、図示のようにクリーニングブレードからなっているが、ほかにクリーニングケース7aに回転自在に支持されたファーブラシ7bより成るクリーニング部材を有し、これらのクリーニング部材が像担持体2の表面に当接してその表面に付着する転写残トナーを清掃する。前記のようにクリーニング手段7であるクリーニングブレードは、例えばポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知の材料を適宜選択し、その弾性率、厚さ、像担持体に対する当接角度等を適宜設定し使用することができる。図1では図示していないが、図2で図示のように除電手段8を用いて、像担持体2の残留電荷を除電してもよい。
The cleaning means 7 is composed of a cleaning blade as shown in the figure. In addition, the cleaning means 7 has a cleaning member made of a
また、ファーブラシ7bは、潤滑部材102と潤滑剤供給手段103を構成しており、該ファーブラシにより潤滑部材102から潤滑剤が像担持体2に適宜供給される。通常は潤滑部材102から潤滑剤が連続供給されるが、潤滑部材をファーブラシ7bと接離するように一般的なカムや電磁クラッチ等で構成して間欠供給を行ってもよい。また、像担持体2のトルク、駆動モータの電流、及び像担持体2の反射率等を監視して必要な時にのみ潤滑剤を供給するように制御してもよい。
Further, the
また、供給する潤滑剤としては、脂肪酸金属塩を使用することができ、その像担持体への供給態様により、粉状、固形状に形成して使用することができる。飛散等の問題を無くすためにも固形状で使用するのが望ましい。尚、その脂肪酸金属塩を構成する金属元素としては、例えば亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、鉛、ニッケル等を挙げることができ、その脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、例えばステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等を挙げることができる。なかでも、固形状として用いる場合はステアリン酸亜鉛が好ましい。 As the lubricant to be supplied, a fatty acid metal salt can be used, and it can be used in the form of powder or solid depending on the supply mode to the image carrier. In order to eliminate problems such as scattering, it is desirable to use it in a solid state. Examples of the metal element constituting the fatty acid metal salt include zinc, lithium, sodium, magnesium, aluminum, lead, nickel and the like. Examples of the fatty acid constituting the fatty acid metal salt include stearic acid, Examples thereof include lauric acid and palmitic acid. Of these, zinc stearate is preferred when used as a solid.
帯電手段3の像担持体回転方向下流側であって、かつ露光手段4の上流側に像担持体上の潤滑剤を除去する潤滑剤除去手段が設置されている。ここでは潤滑剤除去手段としてブレード111を用いており、像担持体2に対してカウンタ方向(ブレードと像担持体の成す角度が像担持体の回転方向下流側に広がるよう)に当てている。潤滑剤を堰き止める能力の点で、ブレード111をカウンタ方向に当てる方式は優れており、このように当てることで大部分の潤滑剤を堰き止め、ブレード111以降の下流側へ大部分の潤滑剤が行かなくなる。
Lubricant removing means for removing the lubricant on the image carrier is provided downstream of the charging means 3 in the image carrier rotation direction and upstream of the exposure means 4 . Here, a
ブレード111は、クリーニングブレードと同様の材質を用いてもよい。即ち、材質として、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知の材料でよい。また、その弾性率は、20から80%、厚さは1から6mm、像担持体に対する当接角度は、15から45°程度がよい。また、ブレード111の位置は、図のように帯電手段3の下流側で露光手段4の上流側が好適であるが、露光手段4の下流で現像手段5の上流でも構わない。
The
図3は、潤滑剤除去手段の変形例を示す。この例では潤滑剤除去手段として用いるブレード114をトレーリング方向(ブレードと像担持体の成す角度が像担持体の回転方向下流側に狭まるよう)に当てている。このようにトレーリング方向に当てると堰き止める能力が低下し、潤滑剤を少量除去するのに好都合である。
FIG. 3 shows a modification of the lubricant removing means. In this example, the
[実施の形態2]
図4は実施の形態2を示し、この実施の形態では潤滑剤除去手段として、ローラ112を用いている。このローラ112の中にはブラシローラも含まれる。前記ローラの回転方向は、像担持体2の回転方向と同じく時計回りとなっている。ローラ112をこのように回転させることで大部分の潤滑剤を堰き止め、ローラ112以降の下流側へ大部分の潤滑剤が行かなくなる。したがって、潤滑剤の除去量が増加する。前記のように潤滑剤の大部分を除去するためには、ローラ112を像担持体2の回転方向と同じく時計回りとするのが好適だが、像担持体2の回転方向と反対方向、即ち反時計回り(連れ回り)方向に回転させてもよい。図5は、その変形例を示す。この例では潤滑剤除去手段として用いるローラ115が反時計回りに回転するので、潤滑剤の除去量が減少し、少量除去の場合に好都合である。
[Embodiment 2]
FIG. 4 shows a second embodiment. In this embodiment, a
ローラ115を反時計回りに回転させる場合は、像担持体表面の速度に対し、ローラの速度を変えた方がよく、像担持体表面の速度をV1とすると、ローラの速度V2を下記式の範囲にするのが好適である。
0.5V1≦V2≦5V1(但し、V1≠V2)…(式1)
時計回りに回転させる場合も上記式の範囲で特に問題はない。
When rotating the
0.5V1 ≦ V2 ≦ 5V1 (where V1 ≠ V2) (Equation 1)
When rotating clockwise, there is no particular problem within the range of the above formula.
また、ブラシローラを使用する場合、ブラシの密度は、2000本/cm2以上1000本/cm2以下が好適であり、更には、3000本/cm2以上8000本/cm2がより好適である。上記範囲の下限は、実験にて像担持体に異常画像が出なかった結果を元に決めた値である。そして、上記範囲の上限は、製造上の限界を示しているにすぎないが、今後製造技術が上がり、これ以上の密度も可能となり得る。したがって、上限は特に限定されるものではない。加えて、ローラの帯電極性は、潤滑剤よりプラス極性であることが望ましい。この理由は、像担持体がマイナス帯電であり、潤滑剤もマイナスに帯電し易いため、ローラの帯電極性をマイナスにすると、潤滑剤がローラに引き付けられないからである。即ち、像担持体から除去したいにも拘わらず、像担持体に残る量が多くなるためである。ローラの場合は、ブレードと異なり、除去量を回転数である程度制御できるのがよいところである。 Moreover, when using a brush roller, the density of the brush is preferably 2000 / cm 2 or more and 1000 / cm 2 or less, and more preferably 3000 / cm 2 or more and 8000 / cm 2. . The lower limit of the above range is a value determined based on the result of no abnormal image appearing on the image carrier in the experiment. The upper limit of the above range only indicates a manufacturing limit, but manufacturing technology will increase in the future, and higher densities may be possible. Therefore, the upper limit is not particularly limited. In addition, it is desirable that the charging polarity of the roller is more positive than that of the lubricant. This is because the image carrier is negatively charged and the lubricant is easily negatively charged, so that if the charging polarity of the roller is negative, the lubricant cannot be attracted to the roller. That is, the amount remaining on the image carrier increases although it is desired to be removed from the image carrier. In the case of a roller, unlike the blade, the removal amount should be controlled to some extent by the number of rotations.
ローラの材質としては、芯金にはステンレスや軟鋼等の金属及び強化プラスチック等が、また、前記芯金の外側のゴム材料としては、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等の公知の材料でよい。更に、前記ゴム材料の表層に、トナーや潤滑剤が付着し難い被覆層を設けてもよい。前記ローラ材質として求められる特徴は、内部からの分泌物(オイル)が染み出さないことは勿論、変質が少なく、トナーや潤滑剤が付着し難いことが条件である。 As the material of the roller, metals such as stainless steel and mild steel and reinforced plastics are used for the core metal, and as the rubber material outside the core metal, known materials such as polyurethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, and chloroprene rubber are used. Material can be used. Furthermore, a coating layer on which the toner or lubricant hardly adheres may be provided on the surface layer of the rubber material. The characteristic required for the roller material is that not only the secretion (oil) from the inside does not bleed out, but also the change is small and the toner and lubricant are difficult to adhere.
[実施の形態3]
図6は実施の形態3を示し、この実施の形態では潤滑剤除去手段として、ベルト113を用いている。図6は2つのローラに巻き掛けられた無端ベルトの一方のローラ側を像担持体2に接触させる構造である。また、図示していないが、像担持体と接触する面積を広く取るために、3本あるいは3本以上のローラに無端ベルトを回転支持し、その内の2本のローラを像担持体に接触させる構造を採ってもよい。このような構造を採ることで、潤滑剤の除去量をより多くすることが出来る。ベルト113の回転方向は、像担持体表面の移動方向に逆らって前記無端ベルトの表面が動くようになっている。ベルト113をこのように回転させることで大部分の潤滑剤を堰き止め、ベルト113以降の下流側へ大部分の潤滑剤が行かなくなる。したがって、潤滑剤の除去量が増加する。前記のように潤滑剤の大部分を除去するためには、ベルト113を像担持体表面の移動方向に逆らって動くようにするのが好適だが、ベルトを像担持体表面の移動方向に沿って、前記無端ベルトの表面が動くような構成でもよい。図7は、その変形例を示す。この例では潤滑剤除去手段として用いるベルト116が像担持体表面の移動方向に沿って動くので、潤滑剤の除去量が減少し、少量除去の場合に好都合である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 shows a third embodiment, and in this embodiment, a
ベルト表面の移動速度は、式1に示した範囲でよい。加えて、ベルトの構成は、少なくとも基層と弾性層と表面層の3層を有していることが好ましいが、この構成に限定するわけではない。例えば、基層と表面層の2層構成で、支持ローラ側に弾性層を持たせてもよい。ベルトの駆動は、像担持体から離れたローラから取るのがよいが、それ以外の像担持体に接触したローラから取っても構わないし、あまり好ましくはないが、像担持体と連れ回りにしても構わない。 The moving speed of the belt surface may be in the range shown in Equation 1. In addition, the belt configuration preferably includes at least three layers of a base layer, an elastic layer, and a surface layer, but is not limited to this configuration. For example, an elastic layer may be provided on the support roller side in a two-layer configuration of a base layer and a surface layer. The belt may be driven from a roller away from the image carrier, but it may be taken from a roller in contact with the other image carrier. It doesn't matter.
前記のような潤滑剤供給手段103と潤滑剤除去手段によって、潤滑剤が像担持体2上でどのような状態になっていればよいかは、完全に把握できていない。しかしながら、像担持体表面に存在する脂肪酸金属塩に含まれる金属元素の元素割合[%]が、XPSによる測定で、
1.52×10-4×{Vpp−2×Vth}×f/v [%]…(式2)
以上であれば、被帯電体である像担持体(感光体)表面の変質(白濁)を防止することが出来ることが判っている。ただし、Vppは帯電手段に印加する交流成分の振幅[V]、fは帯電手段に印加する交流成分の周波数[Hz]、Gpは帯電手段表面と像担持体表面との最近接距離[μm]、Vは帯電手段と対向する像担持体表面の移動速度[mm/sec]、Vthは放電開始電圧である。またVthの値は、像担持体の膜圧をd[μm]、像担持体の比誘電率をεopc、像担持体と帯電手段の間の空間における比誘電率をεairとしたとき、312+6.2×(d/εopc+Gp/εair)+√(7737.6×d/ε)である。
It has not been fully understood what state the lubricant should be on the
1.52 × 10 −4 × {Vpp−2 × Vth} × f / v [%] (Formula 2)
If it is above, it turns out that the quality change (white turbidity) of the surface of the image carrier (photosensitive body) which is a to-be-charged body can be prevented. Where Vpp is the amplitude [V] of the AC component applied to the charging means, f is the frequency [Hz] of the AC component applied to the charging means, and Gp is the closest distance [μm] between the charging means surface and the image carrier surface. , V is the moving speed [mm / sec] of the surface of the image carrier facing the charging means, and Vth is the discharge start voltage. The value of Vth is 312 + 6. Where the film pressure of the image carrier is d [μm], the relative dielectric constant of the image carrier is εopc, and the relative dielectric constant in the space between the image carrier and the charging means is εair. 2 × (d / εopc + Gp / εair) + √ (7737.6 × d / ε).
図8,9は、図3から図8の変形例で、潤滑剤供給手段が異なる場合を示している。すなわち、図8に示すように潤滑剤を前記ファーブラシ7bとは異なる潤滑剤供給手段105を用いて像担持体に供給する構成にしてもよい。この潤滑剤供給手段105は回転ブラシ106と潤滑部材102とを有しているが、回転ブラシ106については回転ローラでもよく、要するに回転体であればよい。この場合、ファーブラシ7bは潤滑剤の供給機能ではなく、クリーニング機能を果たす。
8 and 9 show a modification of FIGS. 3 to 8 in which the lubricant supply means are different. That is, as shown in FIG. 8, the lubricant may be supplied to the image carrier using the lubricant supply means 105 different from the
更に、図9に示すように潤滑剤供給手段105と除電手段8の間に潤滑剤微粉化手段110を設け、潤滑剤を像担持体に供給した後、潤滑剤微粉化手段110を用いて潤滑剤を像担持体上で微粉化及び薄層化するような構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, a lubricant pulverizing means 110 is provided between the
潤滑剤供給手段105は、例えば像担持体2に接触する回転ブラシ106や回転ローラ等に固形潤滑剤を当接し、潤滑剤をこれらの回転ブラシ等を介して像担持体に供給することが好ましいが、装置の小型化、低コスト化等の観点からは、潤滑剤を直接像担持体に当接して供給してもよい。
The lubricant supply means 105 preferably contacts the solid lubricant with, for example, the rotating
前記した図8,9では潤滑剤除去手段の一例として、それぞれ図4,5と対応するローラ112,115を示したが、必ずしもこれに限定するものではなく、図2,3と対応するブレード111,114や、図6,7と対応するベルト113,116でもよいことは言うまでもない。
In FIGS. 8 and 9, the
図1に示した画像形成装置においては、帯電手段3など像担持体2の周りに配置された各手段を実施の形態1,2,3に図示したようにしているが、ほかにこれら各手段のいくつかを図10に示すようにプロセスカートリッジ化にしてもよい。すなわち、このプロセスカートリッジ107は、帯電手段3を回転自在に支持するケーシングと、クリーニング手段7を支持するクリーニングケースが、一体のユニットケース108として構成され、このユニットに像担持体2が回転自在に組み付けられているとともに、その周りに潤滑剤供給手段、クリーニング手段7、帯電手段3及び潤滑剤除去手段としてのローラ112が組み付けられている。このようにして、帯電手段3等と、像担持体2とが一体的に組み付けられて成る作像ユニットが構成され、その作像ユニットが画像形成装置本体1に着脱可能に装着されている。帯電手段3等と像担持体2は、微小ギャップGが一定に保たれた状態でユニットケース108に組み込まれていて、その微小ギャップGを一定に保ったまま、作像ユニットを画像形成装置本体1に対して着脱できるのである。このため、作像ユニットを着脱する際に、微小ギャップGの大きさが大きく変動してしまう不具合を阻止できる。像担持体2と帯電手段3等を画像形成装置本体1に別々に着脱できるように構成してもよいが、この構成によると、像担持体2や帯電手段3等の着脱時に微小ギャップGが変化するおそれがあり、均一な帯電が出来なくなる恐れがある。尚、プロセスカートリッジ107と像担持体2を挟んで対峙した位置に配置された現像手段5も図示のようにプロセスカートリッジ化され、プロセスカートリッジ107と一体又は別体に構成されている。
In the image forming apparatus shown in FIG. 1, each means arranged around the
前記潤滑剤供給手段等の部材をそれぞれ別々に画像形成装置本体1に着脱できるように構成してもよいが、このようにすると、手段等の着脱時にこれらの部材が像担持体に接触したまま移動するので、その像担持体に大きな外力が加えられ、これによって微小ギャップGが変動してしまうおそれがある。これに対し、接触する部材も作像ユニットの要素にすれば、作像ユニットを画像形成装置本体1に対して着脱するとき、クリーニング手段7と潤滑剤供給手段及び潤滑剤除去手段も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体に対して相対的に動くことはなく、これにより微小ギャップGが大きく変動するおそれはなく、接触による像担持体への傷等の発生も防止することが出来る。 The members such as the lubricant supply means may be configured to be detachable from the image forming apparatus main body 1 separately, but in this case, these members remain in contact with the image carrier when the means are attached / detached. Since it moves, a large external force is applied to the image carrier, which may cause the minute gap G to fluctuate. On the other hand, if the contacting member is also an element of the image forming unit, when the image forming unit is attached to or detached from the image forming apparatus main body 1, the cleaning means 7, the lubricant supplying means, and the lubricant removing means are both attached and detached. Therefore, these members do not move relative to the image carrier, and there is no possibility that the minute gap G will fluctuate greatly, and it is possible to prevent the image carrier from being damaged due to contact. I can do it.
また像担持体2が、例えば0.1μm以下のアルミナ粉などの充填材で補強された表面層を有する有機感光体、または架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体、またはその両方の特徴を有する有機感光体として構成されていると、その表面硬度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
Further, the
図11,12は、カラー画像形成装置に前記した図4の潤滑剤除去手段としてのローラ112を搭載した例である。図11に示すカラー画像形成装置にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの複数の像担持体2のそれぞれの周りにローラ112が配置されている。複数の像担持体2には下方から水平に延在する転写ベルト16が当接され、該転写ベルトは矢印で示すように移動して転写材15を転写搬送するようになっている。また、図12に示すカラー画像形成装置にも同様に複数の像担持体のそれぞれの周りにローラ112が配置されている。複数の像担持体2には下方から中間転写ベルト17が当接され、該転写ベルトは矢印で示すように移動して転写材15を転写搬送するようになっている。
11 and 12 show an example in which the
尚、図11,12に示したカラー画像形成装置は一例であり、これ以外の1つの像担持体に少なくとも2つ以上の現像機を設置した2色あるいはカラー画像形成装置にも図2から7の潤滑剤除去手段を搭載することも可能である。また、潤滑剤除去手段として、図4に示すローラ112を示したが、図5に示すローラ115や、図2,3に示すブレード111,114や、図6,7に示すベルト113,116でもよい。また、帯電手段3など像担持体2の周りに配置された各手段の任意のものを像担持体とともにプロセツカートリッジとしてもよい。
The color image forming apparatus shown in FIGS. 11 and 12 is an example, and other two-color or color image forming apparatuses in which at least two developing machines are installed on one image carrier are also shown in FIGS. It is also possible to mount the lubricant removing means. Further, as the lubricant removing means, the
請求項2,3,4に記載の発明は、請求項1に記載の発明と同じ効果が期待できる。加えて、それぞれブレード、ローラ、ベルトとしてカウンタ方向に像担持体に接触するようにしたので、潤滑剤除去率が向上し、現像剤の帯電量低下を防止することが出来る。
The invention described in
請求項5,6,7に記載の発明も、請求項1に記載の発明と同じ効果が期待できる。加えて、それぞれブレード、ローラ、ベルトとしてトレーリング方向に像担持体に接触するようにしたので、潤滑剤除去率が低減する。
The inventions described in
請求項8,9,10に記載の発明は、請求項1に記載の発明と同じ効果が期待できる。加えて、請求項9に記載の発明のようにファーブラシとは別の回転体と潤滑部材からなる潤滑剤供給手段を用いれば、ファーブラシとは別の専用機能として用いることができる。また、請求項10に記載の発明のように潤滑剤微粉化手段を用いれば、潤滑剤を像担持体上で微粉化及び薄層化することができる。
The invention described in
請求項11に記載の発明は、潤滑剤除去が良好なカラー画像形成装置を得ることができる。請求項12に記載の発明は、潤滑剤除去が良好なプロセスカートリッジを得ることができ、このようなプロセスカートリッジを用いれば像担持体と潤滑剤除去手段間の接触状態の維持が容易になるとともに、サービス性が向上する。請求項13に記載の発明は、プロセスカートリッジが組み込まれた画像形成装置を得ることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to obtain a color image forming apparatus with good lubricant removal. According to the invention of claim 12, a process cartridge with good lubricant removal can be obtained, and if such a process cartridge is used, the contact state between the image carrier and the lubricant removing means can be easily maintained. , Serviceability is improved. According to the thirteenth aspect of the present invention, an image forming apparatus incorporating a process cartridge can be obtained.
1 画像形成装置本体 2 像担持体
3 帯電手段 4 露光手段
5 現像手段 6 転写手段
7 クリーニング手段 8 除電手段
9 給紙手段 10 定着手段
15 転写材 16 転写ベルト
17 中間転写ベルト 102 潤滑部材
103,105 潤滑剤供給手段 106 回転ブラシ
107 プロセスカートリッジ 108 ユニットケース
110 潤滑剤微粉化手段
111,114 ブレード(潤滑剤除去手段)
112,115 ローラ(潤滑剤除去手段)
113,116 ベルト(潤滑剤除去手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus
112, 115 roller (lubricant removing means)
113, 116 belt (lubricant removing means)
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