JP2006091554A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも、像担持体と、潜像形成手段と、現像手段と、1次転写部材と、2次転写部材と、を備える画像形成装置において、トナー除去手段のクリーニング部材としてブラシが備えられ、中間転写体に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)、2次転写部材に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)とFb(BT)とを下記式(1)の関係とすることを特徴とする画像形成装置である。
Fb(IBT)>Fb(BT) ・・・ 式(1)
【選択図】 なし
Description
また、1次転写クリーナ及び2次転写クリーナにクリーニング部材としてブラシを使う場合、電源数が増えてしまうために、電源を共通に使えるようにすることがコスト低減の点から要求される。
すなわち、本発明は、2次転写部材により中間転写体上のトナー像を用紙に2次転写する中間転写方式の画像形成装置において、2次転写部材へのトナー付着、用紙の裏面汚れを発生させることなく、さらにその他の部材においてもクリーニング不良による画質欠陥等が発生しない画像形成装置の提供を目的とする。
<1> 少なくとも、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像することにより該像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する1次転写部材と、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する2次転写部材と、を備える画像形成装置において、
前記中間転写体及び前記2次転写部材に近接して設けられたトナー除去手段のクリーニング部材としてブラシが備えられ、中間転写体に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)、2次転写部材に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)とFb(BT)とを下記式(1)の関係とすることを特徴とする画像形成装置である。
Fb(IBT)>Fb(BT) ・・・ 式(1)
F(PC)>Fb(IBT) ・・・ 式(2)
D(IBT)>D(BT) ・・・ 式(3)
Vb(IBT)>Vb(BT) ・・・ 式(4)
R(IBT)>R(BT) ・・・ 式(5)
本発明の画像形成装置は、少なくとも、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像することにより該像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する1次転写部材と、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する2次転写部材と、を備える画像形成装置において、前記中間転写体及び前記2次転写部材に近接して設けられたトナー除去手段のクリーニング部材としてブラシが備えられ、中間転写体に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)、2次転写部材に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)とFb(BT)とを下記式(1)の関係とすることを特徴とする。
Fb(IBT)>Fb(BT) ・・・ 式(1)
図1に示すように、画像記録装置10は、表面に感光体層を備えてドラム状とされた像担持体としての感光体ドラム12を備える。感光体ドラム12は、アルミニウム等の金属製支持体(ドラム)に、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層させた所謂機能分離型の感光体であり、感光体ドラム12の外径は直径84mmとされ、図1における時計回り方向(矢印A方向)に回転する。この感光体ドラム12を囲む円周上には、帯電器14、露光装置16、現像装置18、転写ベルト20、およびクリーニング装置34が、図1における時計回り方向(矢印A方向)に順次配設されている。
本発明における現像剤に用いられるトナーの製造方法は、例えば、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、液中乾燥造粒法、等が挙げられるが、超小粒径トナーを工業的な製造コストで得るためには懸濁重合法、乳化重合法、液中乾燥造粒法が望ましく、乳化重合法によるトナー製造法が最も望ましい。
GSDvが1.3よりも大きいと、トナー中の粗粉が多くなり、画像の飛び散りが発生する場合がある。GSDpが1.4よりも大きいと、トナー中の微粉が多くなり、トナー飛散による機内のトナー汚染が多くなる場合がある。
そして、体積粒度分布指数GSDvは、(D84v/D16v)1/2として算出され、数平均粒度分布指数GSDpは、(D84p/D16p)1/2として算出される。
なお、上記SF1は110〜145の範囲がより好ましい。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 ・・・ 式(6)
上記式(6)中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
トナーとキャリアとを混合した2成分現像剤としては、例えば、トナー濃度(TC:Toner Concentration)を8質量%とし、現像剤中トナー帯電量を絶対値で20〜30μC/gとしたものを適用することができる。ここで、TCは次式で求められる。
トナーとキャリアとを混合して現像剤としたときのトナーの電荷量は、高すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が高くなりすぎてトナーが現像されないという現象が発生する。一方、電荷量が低すぎると、トナーのキャリアに対する付着力が弱くなり、遊離トナーによるトナークラウドが発生し、プリント時に本来白抜けとなるべき非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる現象(かぶり)が発生して問題となる。トナーを転移して良好な現像を行うためには、現像剤中のトナーの電荷量は、絶対値で5〜50μC/gとするのが好ましく、より好ましくは、10〜40μC/gであり、本実施形態では、30μC/gとした。
中間転写ベルト20の基体及び弾性層には、抵抗制御のために、例えば、4級アンモニウム塩類、カーボンブラック、金属酸化物等の導電性顔料、ポリアニリン及びポリピロールなどの導電性材料、並びにこれら2種以上の混合物を分散させることがよい。特に、弾性層は体積抵抗率を104 〜1014Ω・cmに調整したものが好ましい。
この1次転写ロール22には、プラスの電圧が印加されている。1次転写ロール22は、中間転写ベルト20に圧力を加えながら回転するので、中間転写ベルト20には、感光体ドラム12の表面12Aに形成されたトナー像が転写されるようになっている。
なお、本発明において2次転写部材は、用紙に中間転写ベルト上のトナー像を転写する転写ロールを備えるものであってもよいし、用紙を搬送して前記トナー像を転写する転写搬送ベルトを備えるものであってもよい。
図2に示すように、トナー除去装置(1次転写クリーナ)30は、導電性シート81、2つのブラシロール83、86、トナー回収ケース88及び回転支軸89を有し、回転支軸89を軸として揺動する。この揺動により、トナー除去装置30は、導電性シート81、ブラシロール86及び83が中間転写ベルト20に接触する接触位置と、中間転写ベルト20から離間する離間位置との間を移動する。
なお、本実施形態においては、前段ブラシロール86と後段ブラシロール83とは、同様の材質により構成された同様の外径のブラシを備え、同様の回転数で回転する。
そして本発明においては、中間転写ベルト(中間転写体)20に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)、転写搬送ベルト(2次転写部材)32に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)とFb(BT)とを下記式(1)の関係とすることが必要とされる。
Fb(IBT)>Fb(BT) ・・・ 式(1)
したがって、2次転写クリーナにおけるブラシの先端力Fb(BT)はトナーのすり抜けが起こらない程度で極力小さくすることが望ましく、0.2〜1.5N/mの範囲が好ましく、0.3〜0.8N/mの範囲がより好ましい。
測定は、まず一端を支点94にて固定した長さ50mm、幅100mmのアルミプレート95の先端を、1mmにわたって直径19mmのブラシロール92内に突入させてこのブラシロール92を回転させる。そして、このときのアルミプレート95のたわみを、これの中間部に固着したロードセル96にて測定し、この値をブラシの先端力Fbとした。
D(IBT)>D(BT) ・・・ 式(3)
より具体的には、D(IBT)は3.3〜22デシテックス(3〜20デニール)の範囲とすることが好ましく、4.4〜11デシテックス(4〜10デニール)の範囲とすることがより好ましい。また、D(BT)は0.8〜6.6デシテックス(0.7〜6デニール)の範囲とすることが好ましく、1.1〜3.3デシテックス(1.0〜3デニール)の範囲とすることがより好ましい。
Vb(IBT)>Vb(BT) ・・・ 式(4)
より具体的には、Vb(IBT)は中間転写ベルトの循環速度(100〜500mm/sec程度)に対して−0.5〜−2.0倍(−は中間転写ベルトの循環方向に対し逆方向を意味する、以下Vb(BT)の場合も同様)の範囲とすることが好ましく、−1.0〜−1.5倍の範囲とすることがより好ましい。また、Vb(BT)は転写搬送ベルトの循環速度(100〜500mm/sec程度)に対して−0.1〜−1.0倍の範囲とすることが好ましく、−0.2〜−0.5倍の範囲とすることがより好ましい。
R(IBT)>R(BT) ・・・ 式(5)
例えば、ブラシ外径が17.5mm、シャフト径が12mm、ブラシ幅が320mmのブラシロールの場合には、金属板への食い込み量を1.0mmとし、抵抗計(アドバンテスト社製、R8340A)により300V印加して測定することができる。
クリーニング装置34は、感光体ドラム12に近接して配置され、感光体ドラム12に対向する側に開口するクリーナハウジング36を備えている。クリーナハウジング36の下側開口端部には、シール部材38が固定されている。シール部材38は、感光体ドラム12とクリーニング装置34との間の隙間をほぼ塞ぎ、クリーニング装置34内の廃トナーT等が外部へ漏れるのを防ぐ。
F(PC)>Fb(IBT) ・・・ 式(2)
そして、本発明においてF(PC)は4〜20N/mの範囲であることが好ましく、5〜12N/mの範囲であることがより好ましい。
上記実施形態の作用を確認するため、以下のような比較試験を行った。
(評価装置)
富士ゼロックス製カラー複合機DocuCentre Color 500の2次転写部を、図1に示すような、クロロプレンゴムを用いた転写搬送ベルト(厚さ:0.6mm、抵抗:8logΩ)に導電性ブラシを備えた2次転写クリーナを設けた構成とし、中間転写ベルトとしてポリイミド基材上にエピクロルヒドリンゴム層とフッ素樹脂の表面層とを設けたベルト(厚さ:0.7mm、抵抗:9logΩ)使用し、同様に導電性ブラシを備えた1次転写クリーナを設けて、評価用の画像形成装置とした。
なお、ブラシロールのブラシ抵抗は106Ωであった。
なお、ブラシロールのブラシ抵抗は107Ωであった。
(現像剤)
トナーとしては、スチレン/n−ブチルアクリレート/β−カルボキシエチルアクリレート共重合体からなる樹脂微粒子と、マゼンタ顔料を含む着色剤粒子と、ポリエチレンワックスを含む離型剤微粒子とを用いて、乳化重合凝集法により作製したマゼンタトナー(体積平均粒径:3.6μm、形状係数SF1:115(クリーニングに対するストレスが大きい球状形状)を使用し、これをシリカ処理したものと、フェライト粒子表面にカーボンブラックが導電剤として分散されたポリメチルメタクレート共重合体をコートした体積平均粒径が45μmのキャリアとを、トナー濃度(TC)が8質量%となるように混合した2成分現像剤を用いた。
装置としては、クリーニングに対するストレス条件を付加するため、帯電器をスコロトロンから接触式の帯電ロール(弾性層がカーボンブラックを含むSBRからなり、その表面にイオン導電剤を含有するECOを成膜し、さらにその表面にカーボンブラックとSnO2を含有するポリアミド表面層を形成したもの、体積抵抗率:1×108Ωcm)に置き換え、帯電ロールへの印加電圧をAC電圧で1.6kV(Peak to Peak)、周波数を2kHzとした。このような接触式の帯電は、放電により感光体表面エネルギーを増大させて濡れ性を増加させ、その結果摩擦力を向上させることからクリーニングには大きなストレスとなる。さらに試験環境は、放電生成物によるクリーニングへのストレスが大きい高温高湿環境(28℃、85%RH)下とした。
その結果、この条件では用紙裏面汚れは発生せず、感光体クリーニング不良による画質欠陥もなかった。
12 感光体ドラム(像担持体)
18 現像装置(現像手段)
20 中間転写ベルト(中間転写体)
22 1次転写ローラ
24 2次転写ローラ
30、40 トナー除去装置
32 転写搬送ベルト(2次転写部材)
34 クリーニング装置
50 クリーニングブレード
81 帯電制御シート
83、86、92 ブラシロール
88 トナー回収ケース
89 回転支軸
95 アルミプレート
96 ロードセル
T 廃トナー
Claims (1)
- 少なくとも、表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像することにより該像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する1次転写部材と、前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する2次転写部材と、を備える画像形成装置において、
前記中間転写体及び前記2次転写部材に近接して設けられたトナー除去手段のクリーニング部材としてブラシが備えられ、中間転写体に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)、2次転写部材に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)とFb(BT)とを下記式(1)の関係とすることを特徴とする画像形成装置。
Fb(IBT)>Fb(BT) ・・・ 式(1)
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