JP3975962B2

JP3975962B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3975962B2
Application number: JP2003122211A
Authority: JP
Inventors: 丈信木村; 洋太郎佐藤
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004325924A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方法による画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複写機、プリンタなどにおいて用いられる電子写真方式による画像形成方法においては、形成される可視画像における細線やドットなどの画質の向上を図り、印刷並みの高画質の画像を形成するために、小粒径化されたトナー粒子が用いられている。
【０００３】
小粒径化されたトナー粒子を得る方法としては、いわゆる重合法によるトナーの製造方法が知られている。しかし、重合法により製造されたトナーは、その粒子の形状が、粉砕法で製造されたトナー粒子に比べ、球形に近くて径が小さいために、像担持体上の残留トナーを十分にクリーニングすることが困難であり、その結果、形成される可視画像に、クリーニング不良による背景汚れ、黒スジなどの画像欠陥が発生し易い、という欠点を有している。
【０００４】
上記のような欠点を解消するために、従来から、クリーニングブレードの像担持体に対する押圧力を高くすることや、像担持体の表面の摩擦係数を低減させることを目的として像担持体の最表面に低摩擦層を形成させること、並びに像担持体の表面に潤滑剤を塗布することなどが行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００５】
しかしながら、クリーニングブレードの像担持体に対する押圧力が高い画像形成装置においては、潤滑剤や低摩擦層が削り取られてしまってその下層が表面に現れることによって、クリーニング効果が低下し、この結果、クリーニング不良が発生するおそれがある、という問題がある。
また、潤滑剤の塗布が行われる画像形成装置において、潤滑剤の塗布量が過度に多い場合には、像担持体が感光体としての機能を十分に発揮することができない、という問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１３１９６０号公報
【特許文献２】
特開平８−３０５２３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、優れた画質の画像を形成することのできるようその形状が特定の条件を満たす小径の球形トナーを用いる画像形成装置において、潤滑剤が塗布されて像担持体の表面が十分な滑面性を有し、像担持体の表面を過度に傷つけることなく残留トナーを確実に除去することができ、クリーニング不良による画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記の（１）および（２）に示す画像形成装置により達成される。
（１）回転される像担持体と、この像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードを具えたクリーニング手段と、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを有し、トナーとして、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、体積平均粒径が３〜６μｍの範囲で、下記式（１）で定義されるワーデルの真の球形化度Ψが０．９４〜０．９８の範囲のものが用いられる画像形成装置において、
クリーニング手段のクリーニングブレードの像担持体に対する押圧力が１９６ｍＮ／ｃｍ以上であり、
１以上の可視画像を連続して取得する可視画像取得処理中に測定された像担持体の回転トルクの大きさに基づいて、可視画像取得処理の後に引き続き行われる後処理動作における、像担持体の回転が停止されるまでの像担持体の空走距離の大きさを制御する空走距離制御機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
式（１）
Ψ＝（粒度分布より真球と仮定して算出された比表面積／ＢＥＴ比表面積）
【００１２】
上記の（１）に示される画像形成装置においては、像担持体を構成する感光層が複数の層より形成され、その最表層の層厚が１〜５μｍであることが好ましい。
【００１３】
（２）回転される像担持体と、この像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレード、前記クリーニングブレードと前記像担持体との当接位置より前記像担持体の回転による移動方向における上流側の位置に設けられた導電性のクリーニングローラ、このクリーニングローラからトナーを除去するためのトナー除去機構を具えたクリーニング手段と、クリーニング手段のクリーニングローラにトナー除去用の電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
トナーとして、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、体積平均粒径が３〜６μｍの範囲で、上記式（１）で定義されるワーデルの真の球形化度Ψが０．９４〜０．９８の範囲のものが用いられる画像形成装置において、
クリーニング手段のクリーニングブレードの像担持体に対する押圧力が１９６ｍＮ／ｃｍ以上であり、
像担持体の回転トルクの大きさに基づいて、前記クリーニングローラに印加されるトナー除去用の電圧の大きさを制御する電圧制御機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
【作用】
上記の（１）に示される画像形成装置によれば、優れた画質の画像を形成することのできるようその形状が特定の条件を満たす小径の球形トナーを用いながら、いわゆるジョブと呼ばれる１以上の可視画像を連続して取得する可視画像取得処理中に測定された回転トルクの大きさに基づいて検出されるこの像担持体の表面の滑面性に応じて、このジョブの後に引き続き行われる後処理動作において、空走距離制御機構により像担持体の回転が停止されるまでの空走距離を制御し、これにより、像担持体上における潤滑剤が塗布される領域が適切に調整される構成とされているために、次回のジョブの開始時において像担持体の表面が十分な滑面性を有してトナーの付着力が低減された状態とされ、像担持体に対する押圧力が所期の値に設定されたクリーニングブレードによって残留トナーを確実に除去することができる。
【００１９】
また、上記の（２）に示される画像形成装置によれば、優れた画質の画像を形成することのできるようその形状が特定の条件を満たす小径の球形トナーを用いながら、像担持体の回転トルクの大きさに基づいて検出されるこの像担持体の表面の滑面性に応じて、電圧制御機構がクリーニングローラに印加されるトナー除去用の電圧の大きさを適切に制御する構成とされているために、このクリーニングローラにより除去することのできる残留トナーの量を、像担持体に対する押圧力が所期の値に設定されたクリーニングブレードによって除去されるべき残留トナーの量との関係において制御することができるので、確実に残留トナーを除去することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施に用いられる画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、図１において矢印の方向に回転されるドラム状の感光体よりなる像担持体１０と、各々、この像担持体１０の外周面領域に、その回転方向に沿って動作順に並ぶよう配設された、像担持体１０の表面を帯電させる帯電装置１１、像担持体１０の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１２、トナーを含む現像剤により静電潜像を顕在化させてトナー像を形成する現像器１３、このトナー像を転写領域において記録材Ｐに転写する転写手段１４、像担持体１０から記録材Ｐを分離させる分離装置１５および転写領域を通過した像担持体１０上の残留トナーを除去するクリーニングブレード２０１を有するクリーニング手段２０を具えてなるものである。
また、１６は、転写領域より搬送される記録材Ｐ上の未定着トナー像を定着させて画像を形成する定着装置である。
この画像形成装置においては、帯電装置１１、露光装置１２および現像器１３によりトナー像形成手段が構成されている。
【００２４】
像担持体１０は、例えば、ドラム状金属基体の外周面に有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層を有するものであり、図１において紙面に垂直な方向に伸びる状態で配設されている。
像担持体１０を構成する感光層は複数の層からなり、その最表面の層は、クリーニングの性能を向上させる観点から、摩擦係数が低いものである低摩擦層であることが好ましく、この最表面の層の厚さは１〜５μｍであることが好ましい。最表面の層の厚さが５μｍより厚いものであると、像担持体１０が感光体としての機能を十分に果たすことができない可能性があり、１μｍより薄いものであると、クリーニング手段２０のクリーニングブレード２０１によって摺擦されてこの最表面の層が早期に摩耗されてしまう可能性がある。
【００２５】
この像担持体１０には、図１において紙面に垂直な方向に伸びる回転軸１０Ａが設けられており、この回転軸１０Ａに接続された駆動用直流モータ（図示せず）により、像担持体１０が回転駆動される。
【００２６】
帯電装置１１は、例えば制御グリッドと帯電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２は、例えばレーザ照射装置よりなる。
【００２７】
現像器１３は、例えば、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１３１および像担持体１０とこの現像スリーブ１３１との間に直流および／または交流バイアス電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）が設けられてなるものである。
【００２８】
転写手段１４は、例えば、像担持体１０の表面に押圧された状態で転写領域を形成するよう配設された転写ローラ１４１と、この転写ローラ１４１に接続された、例えば定電流電源よりなる転写電流印加機構（図示せず）とにより構成されており、この転写電流印加機構によって転写ローラ１４１に電流が供給されることにより、像担持体１０上のトナー像を、例えば転写紙からなる記録材Ｐに転写する、いわゆる接触転写方式のものである。
【００２９】
分離装置１５は、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐの電荷を除去することにより記録材Ｐを像担持体１０から分離させるものであり、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。
【００３０】
定着装置１６は、例えば、内部に加熱源を具えた加熱ローラ１６１と、この加熱ローラ１６１に定着ニップ部が形成されるよう圧接された状態で設けられた加圧ローラ１６２とにより構成されてなる熱ローラ定着方式のものである。
【００３１】
クリーニング手段２０のクリーニングブレード２０１は、例えば、ウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材２０１ａによって支持されると共に、先端部分が像担持体１０の表面に当接されるよう設けられており、このクリーニングブレード２０１の基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０の回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。
【００３２】
この画像形成装置において、クリーニングブレード２０１の像担持体１０に対する押圧力は、１９６ｍＮ／ｃｍ以上とされており、好ましくは１９６〜２９４ｍＮ／ｃｍとされる。この押圧力が１９６ｍＮ／ｃｍ以上であることにより、クリーニングブレード２０１が良好なクリーニング性能を発揮することができ、また、この押圧力が１９６〜２９４ｍＮ／ｃｍであることにより、このクリーニングブレード２０１によって像担持体１０の表面を過度に傷つけることがない。
【００３３】
このクリーニングブレード２０１を構成する弾性体のＪＩＳＡ硬度が６５〜８０°であるものよりなることが好ましく、また、２５℃で測定された反発弾性係数が４０〜７０％であるものよりなることが好ましい。さらに、クリーニングブレード２０１の像担持体１０に対する実効当接角が７〜２０°に設定されていることが好ましい。
【００３４】
クリーニングブレード２０１が像担持体１０に当接する位置より、像担持体１０の回転による移動方向における上流側の位置には、この像担持体１０の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段３０が、クリーニング手段２０の外匣２０５内に設けられている。
【００３５】
潤滑剤塗布手段３０は、例えば、ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩からなる固形状の潤滑剤により形成された潤滑剤ストック３０２と、回転駆動されて潤滑剤ストック３０２の表面を摺擦し、これにより掻き取った潤滑剤を像担持体１０に塗布するブラシローラ３０１と、潤滑剤ストック３０２をブラシローラ３０１に対して押圧するよう支持する、例えばスプリングからなる押圧装置３０３とを具えている。
【００３６】
上記の潤滑剤塗布手段３０を構成するブラシローラ３０１は、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂製のブラシ繊維がローラ基体の周面に高密度に植設されてなるものであり、このブラシローラ３０１は、例えば、像担持体１０との当接箇所において、像担持体１０の回転による移動方向と逆方向に移動されるよう、適宜の駆動機構によって回転される構成とされている。押圧装置３０３は、ブラシローラ３０１の像担持体１０に対する押圧力が調整された状態で、潤滑剤ストック３０２を像担持体１０に接近する方向に押圧するものが用いられている。
【００３７】
而して、この画像形成装置においては、像担持体１０の回転トルクの大きさを測定する機能を有するトルク測定手段が具えられている。このトルク測定手段によって測定される像担持体１０の回転トルクの大きさ（以下、「回転トルク値」ともいう。）は、像担持体１０を回転させる駆動用直流モータに流れる駆動用電流の大きさによって測定されるものである。ここで、回転トルク値とは像担持体１０を適宜の一定速で回転駆動させるために要する力である。
【００３８】
また、この画像形成装置においては、空走距離制御機構が設けられており、この空走距離制御機構は、駆動用直流モータを調整することにより、像担持体が空回転される数を変化させて、後処理動作において像担持体の空回転が停止されるまでの像担持体の空走距離の大きさを制御する機能を有している。
「空回転」とは、画像形成動作を伴わない像担持体１０の回転のことであり、「空走距離」とは、後処理動作において像担持体１０が空回転することにより例えばクリーニングブレード２０１の先端が通過する距離をいう。
【００３９】
また、この画像形成装置においては、潤滑剤の交換をすべき範囲を表示する潤滑剤残存量検知機構（図示せず）が具えられており、この潤滑剤残存量検知機構としては、例えば、目視により検知結果を確認することができる表示画面を具える構成のものや、アラームなどの警報、または音声による案内により聴覚にて検知結果を確認させる構成のものなどを挙げることができる。潤滑剤残存量検知機構を設ける代わりに、検知結果に基づいて画像形成装置を強制的に停止させる機能を有する構成としてもよい。
【００４０】
以上の画像形成装置において用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜６μｍの範囲のものである。体積平均粒径が３〜６μｍの範囲であるトナーを用いることにより、定着装置１６における定着工程において、記録材Ｐに対する付着力の過度なトナーや付着力の弱いトナーなどの存在を減らすことができ、安定した現像性を長期間にわたって得ることができると共に、高い転写効率が得られてハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した可視画像が形成される。
【００４１】
また、トナーは、その球形化度が０．９４〜０．９８の範囲のものが用いられ、特に、０．９５〜０．９７の範囲のものが好ましく用いられる。球形化度が０．９８より大きいトナーは、粒子が真球に近すぎるものであるため、クリーニング性が劣ったものとなり、一方、球形化度が０．９４より小さいトナーは、粒子の凹凸が大きくなり、機械内での圧力により破壊されやすく、また現像器１３においてトナー粒子が一様に帯電されないため、良好な可視画像を形成することができない。
【００４２】
ここで「球形化度」とは、ワーデルの真の球形化度Ψをいい、下記式（１）で定義されるものである。
【００４３】
【数１】
式（１）
Ψ＝（粒度分布より真球と仮定して算出された比表面積／ＢＥＴ比表面積）
【００４４】
上記式（１）における「粒度分布より真球と仮定して算出された比表面積」は、「レーザ回折式粒度分布測定装置ヘロス（ＨＥＲＯＳ）」（日本電子社販売）により測定されたものであり、トナー粒子の分散は、５０ｃｃのビーカに測定試料と界面活性剤と分散媒である水とを入れた後、出力１５０Ｗの超音波ホモジナイザーにより６０秒間にわたって行われる。
また、上記式（１）における「ＢＥＴ比表面積」は、「マイクロメリテックス・フローソープII２３００型」（島津製作所）により測定されたものである。
【００４５】
以上のトナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤などを添加して会合する方法で製造する乳化重合会合法などの、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造することができる。
上記における水系媒体とは、少なくとも水が５０質量％以上含有されたものをいう。
【００４６】
現像剤としては、例えば、以上のトナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が６５μｍであるフェライトキャリアを、トナーが５０ｇ、キャリアが９５０ｇとなる割合で混合することにより製造されたものとすることができる。
本発明の画像形成装置においては、以上のような、その形状が特定の条件を満たす小径の球形のトナーを含有する現像剤を用いることにより、ハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの微細画の画質が向上した優れた画質の可視画像を形成することができる。
【００４７】
画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。
すなわち、駆動用直流モータによる動力が適宜の動力伝達手段（図示せず）により伝達されて像担持体１０が回転駆動されると、この像担持体１０の表面が帯電装置１１によって所定の極性、例えば負極性に帯電され、次いで、露光装置１２によって露光されることにより、照射箇所（露光領域）の電位が低下されて原稿画像に対応した静電潜像が像担持体１０上に形成され、現像器１３によって、像担持体１０の表面電位と同じ極性、例えば負極性に帯電されたトナーが像担持体１０上の静電潜像に付着して反転現像が行われ、これによりトナー像が形成される。
次いで、転写電流印加機構により転写ローラ１４１に電流が供給されることにより、転写領域において像担持体１０上のトナー像が記録材Ｐに転写された後、分離装置１５により、像担持体１０と密着した状態にある記録材Ｐが像担持体１０から分離され、その後、定着装置１６によって定着工程が行われて画像が形成される。
【００４８】
一方、転写領域を通過して像担持体１０上に残留する残留トナーは、クリーニング手段２０のクリーニングブレード２０１により除去され、その後、次の画像形成動作が開始されて像担持体１０が再び帯電装置１１により帯電される。
【００４９】
この例の画像形成装置においては、回転トルク値によってこの像担持体１０の表面の滑面性が検出される。
例えば、像担持体１０の表面が十分な滑面性を有する場合に比して、十分な滑面性を有さない場合においては、像担持体１０の表面の摩擦係数が増大した状態となり、クリーニングブレード２０１などの当該像担持体１０に当接される部材による摩擦が大きなものとなるため、像担持体１０を適宜の一定速で回転駆動することに対してより大きな負荷が駆動用直流モータにかかり、結果として、回転トルク値が増大する。
【００５０】
この画像形成装置においては、下記（イ）〜（ハ）のうち、少なくとも一つの制御あるいは検知を行うものとされる。本発明の画像形成装置においては、（イ）〜（ハ）の全ての制御および検知を行うよう構成することもできる。
【００５１】
（イ）潤滑剤の塗布量の制御
回転トルク値に基づいて、潤滑剤の塗布量が変化するよう潤滑剤塗布手段が制御される。具体的には、この回転トルク値が設定された基準値よりも大きい場合に、潤滑剤の塗布量を増加させるよう、潤滑剤塗布手段３０が塗布量制御機構により制御される。
この制御がなされることにより、像担持体１０の表面に適切な量の潤滑剤が塗布されてこの像担持体１０の表面が所期の滑面性を有するものとなり、従って、像担持体１０に対するトナーの付着力が低減された状態で、所期の値に設定されたクリーニングブレード２０１が像担持体１０に対して押圧されるために、このクリーニングブレード２０１により残留トナーを確実に除去することができる。
【００５２】
ここで、塗布量制御機構は、潤滑剤塗布手段３０のブラシローラ３０１の像担持体１０に対する押圧力を制御することにより、潤滑剤の塗布量が変化することが好ましい。例えば、押圧装置３０３のスプリングの付勢する力を調整することにより潤滑剤の塗布量が変化するものとされる。
具体的な機械的構成はその目的が達成されるのであれば特に限定されず、従来公知の種々のものを採用することができる。
押圧装置３０３による潤滑剤ストック３０２のブラシローラ３０１に対する当接荷重は、実質上、ブラシローラ３０１の像担持体１０に対する当接荷重と同等の大きさであり、このブラシローラ３０１の像担持体１０に対する当接荷重は０．５〜２０Ｎ、好ましくは５〜１０Ｎとされる。
【００５３】
（ロ）像担持体の空走距離の制御
いわゆるジョブと呼ばれる１以上の可視画像を連続して取得する可視画像取得処理中に測定された回転トルク値に基づいて、このジョブの後に引き続き行われる後処理動作における空走距離の大きさが制御される。
具体的には、回転トルク値が設定された基準値よりも大きい場合に、像担持体１０の空走距離の大きさが大きくなるよう、空走距離制御機構が駆動用直流モータを調整してこの像担持体１０が空回転する数が変化される。
この制御がなされることにより、像担持体上の適切な領域に潤滑剤が塗布されて後処理動作が終了され、像担持体１０の表面が十分な滑面性を有する状態において次回のジョブが開始されるので、像担持体１０に対するトナーの付着力が低減された状態で、像担持体に対する押圧力が所期の値に設定されたクリーニングブレード２０１によりクリーニングが行われて残留トナーを確実に除去することができる。
【００５４】
（ハ）潤滑剤の交換をすべき範囲の検知
回転トルク値に基づいて、潤滑剤塗布手段３０の潤滑剤の残存量が潤滑剤の交換をすべき範囲であることを検知し、この検知結果を表示する。
具体的には、例えば、回転トルク値が、設定した基準値よりも大きい状態が予め設定された一定時間以上続いた場合、これを潤滑剤の交換をすべき範囲として検知する。
そして、この検知結果が潤滑剤残存量検知機構によって表示されることにより、使用者は使用の限界値に至った潤滑剤を新たな潤滑剤と交換をすることができ、この結果、常に潤滑剤を供することができる状態とされるので、常に十分なクリーニング効果を得ることができる。
【００５５】
この潤滑剤の交換をすべき範囲の検知が、前述した潤滑剤の塗布量の制御または像担持体の空走距離の制御と共に行われる構成においては、回転トルク値が設定した基準値よりも大きい場合に、潤滑剤の塗布量の制御または像担持体の空走距離の制御によりこの回転トルク値を低減させるよう、潤滑剤塗布手段または像担持体の回転数がそれぞれ制御されたにも関わらず、その回転トルク値が低減しない場合を、潤滑剤の交換をすべき範囲として検知する構成とすることもできる。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、上記の第１の実施の形態において、クリーニング手段２０が、クリーニングブレード２０１とクリーニングローラ２０２よりなるものである他は、第１の実施の形態と同じ構成のものである。
【００５７】
図２に示されているように、クリーニング手段２０にはクリーニングブレード２０１と導電性のクリーニングローラ２０２とが共に具えられている。
クリーニングローラ２０２としては、例えば導電性の発泡ウレタンゴムローラや導電性のアクリル製ファーブラシローラを挙げることができ、このクリーニングローラ２０２は、クリーニングブレード２０１と像担持体１０との当接位置より像担持体１０の回転による移動方向における上流側の位置に、像担持体１０の表面に接触した状態でクリーニング手段２０の外匣２０５内に設けられており、このクリーニングローラ２０２に接続された電圧印加機構（図示せず）によりトナー除去用の電圧が印加されて、このクリーニングローラ２０２が像担持体１０の表面を摺擦することにより残留トナーを除去する機能を有する。
【００５８】
具体的には、像担持体１０上の残留トナーにトナー除去用の電圧が印加されることにより、残留トナーの像担持体１０に対する静電的な付着力を低減させることができ、クリーニングローラ２０２が回転されて像担持体１０の表面を摺擦することにより、付着力の弱まったトナーの多くを除去することができる。
このクリーニングローラ２０２がファーブラシローラである場合においては、当該クリーニングローラ２０２からトナーを除去するための、例えば鉄製のフリッカー棒などによるトナー除去機構が具えられていてもよく、さらに、このフリッカー棒に付着したトナーを機械的に除去するための、例えばポリエチレンテレフタラート製のスクレーパ部材が設けられていてもよい。
ここで、残留トナーに印加されるトナー除去用の電圧は、トナーと逆極の電圧とされる。
【００５９】
この画像形成装置における電圧印加機構においては、例えば、従来公知の種々の機械的構成により、トナー除去用の電圧として、例えば０Ｖ、２００Ｖの電圧の切り換えが可能であるものとされる。
また、例えばクリーニングローラとしてファーブラシローラを用いる場合には、ファーブラシローラは像担持体と毛倒れのない状態で像担持体に対する食い込み量が１．５ｍｍとなるような位置に固定されてギアで駆動され、像担持体との当接箇所における移動方向が順方向に線速比１．１で回転されるものである。
ここで、「像担持体に対する食い込み量」とは、像担持体が存在しなかったときの、ファーブラシローラに植設されたブラシ繊維の先端が像担持体内に入り込む最大値であり、「線速比」とは、像担持体の線速の大きさに対するファーブラシローラの線速の大きさの比である。
【００６０】
そして、この例の画像形成装置においては、回転トルク値に基づいて、電圧制御機構が電圧印加機構を調整して、これにより、クリーニングローラ２０２に印加されるトナー除去用の電圧の大きさが制御される構成とされる。
具体的には、回転トルク値が設定された基準値よりも大きい場合に、クリーニングローラ２０２に印加される電圧が増大するよう制御される。これにより、残留トナーに印加されるトナー除去用の電圧が増大されて、トナーの像担持体１０に対する静電的な付着力が低減され、クリーニングローラ２０２により除去することのできる残留トナーの量が増大される、すなわち、当該クリーニングローラ２０２の下流側に位置するクリーニングブレード２０１によって除去すべき残留トナーの量が減少される。
この制御がなされることにより、像担持体の表面の滑面性に応じて、例えば、像担持体１０の表面が十分な滑面性を有さない状態においても、トナー除去用の電圧が制御されて多くの残留トナーがクリーニングローラ２０２によって除去されることによって、除去されるべき残留トナーの量が低減した状態でクリーニングブレード２０１により十分にこの残留トナーを除去することができる。
【００６１】
この制御に加えて、第１の実施の形態において詳述した潤滑剤の交換をすべき範囲の検知を行うものとすることもできる。
【００６２】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態は、クリーニング手段２０に、クリーニングブレード２０１を像担持体１０に対して押圧させる押圧手段（図示せず）およびこの押圧手段を制御する荷重制御機構（図示せず）が設けられている他は、第１の実施の形態と同じ構成のものである。
【００６３】
この画像形成装置においては、像担持体１０の回転トルクの大きさに基づいて荷重制御機構が押圧手段を調整して、これにより、押圧手段によるクリーニングブレード２０１の像担持体１０に対する押圧力が制御される構成とされる。
具体的には、回転トルク値が設定された基準値よりも大きい場合に、クリーニングブレード２０１の押圧力を増大させるよう制御される。これにより、例えば、像担持体１０の表面が十分な滑面性を有さず、像担持体に対するトナーの付着力が十分に低減されていない状態においても、クリーニングブレード２０１の像担持体１０に対する押圧力が増大されることによって、十分なクリーニング効果を得ることができてクリーニング不良の発生を防ぐことができる。
押圧手段によるクリーニングブレード２０１の像担持体１０に対する押圧力を制御する荷重制御機構の具体的な機械的構成は、その目的を達成することができれば特に限定されないが、例えば、従来公知の種々のカム機構の構成を採用することができる。
【００６４】
この制御に加えて、第１の実施の形態において詳述した潤滑剤の交換をすべき範囲の検知を行うものとすることもできる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明の画像形成装置はモノクロ画像形成装置として用いられた場合に限定されず、カラー画像形成装置として用いられてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、優れた画質の画像を形成することのできるようその形状が特定の条件を満たす小径の球形トナーを用いながら、いわゆるジョブと呼ばれる１以上の可視画像を連続して取得する可視画像取得処理中に測定された回転トルクの大きさに基づいて検出されるこの像担持体の表面の滑面性に応じて、このジョブの後に引き続き行われる後処理動作において、空走距離制御機構により像担持体の回転が停止されるまでの像担持体の空走距離を制御し、これにより、像担持体上における潤滑剤が塗布される領域が適切に調整される構成とされているために、次回のジョブの開始時において像担持体の表面が十分な滑面性を有してトナーの付着力が低減された状態とされ、像担持体に対する押圧力が所期の値に設定されたクリーニングブレードによって残留トナーを確実に除去することができ、画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる。
【００６８】
また、本発明の画像形成装置によれば、優れた画質の画像を形成することのできるようその形状が特定の条件を満たす小径の球形トナーを用いながら、像担持体の回転トルクの大きさに基づいて検出されるこの像担持体の表面の滑面性に応じて、電圧制御機構がクリーニングローラに印加されるトナー除去用の電圧の大きさを適切に制御する構成とされているために、このクリーニングローラにより除去することのできる残留トナーの量を、像担持体に対する押圧力が所期の値に設定されたクリーニングブレードによって除去されるべき残留トナーの量との関係において制御することができるので、確実に残留トナーを除去することができ、画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いられる画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施に用いられる画像形成装置の他の構成の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０像担持体
１０Ａ回転軸
１１帯電装置
１２露光装置
１３現像器
１３１現像スリーブ
１４転写手段
１４１転写ローラ
１５分離装置
１６定着装置
１６１加熱ローラ
１６２加圧ローラ
２０クリーニング手段
２０１クリーニングブレード
２０１ａ支持部材
２０２クリーニングローラ
２０５外匣
３０潤滑剤塗布手段
３０１ブラシローラ
３０２潤滑剤ストック
３０３押圧装置
Ｐ記録材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method.
[0002]
[Prior art]
For example, in an electrophotographic image forming method used in a copying machine, a printer, etc., in order to improve image quality such as fine lines and dots in a visible image to be formed, and to form a high quality image equivalent to printing, Toner particles having a reduced particle size are used.
[0003]
As a method for obtaining toner particles having a reduced particle size, a toner production method by a so-called polymerization method is known. However, since the toner produced by the polymerization method has a particle shape that is nearly spherical and smaller in diameter than toner particles produced by the pulverization method, the toner remaining on the image carrier is sufficiently cleaned. As a result, the formed visible image has a drawback that image defects such as background stains and black stripes due to poor cleaning are likely to occur.
[0004]
In order to eliminate the above drawbacks, the outermost surface of the image carrier has been conventionally used for the purpose of increasing the pressing force of the cleaning blade against the image carrier and reducing the coefficient of friction of the surface of the image carrier. For example, a low-friction layer is formed, and a lubricant is applied to the surface of the image carrier (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0005]
However, in an image forming apparatus in which the pressing force of the cleaning blade against the image carrier is high, the cleaning effect is deteriorated because the lubricant and the low friction layer are scraped off and the lower layer appears on the surface. There is a problem that defects may occur.
In addition, in an image forming apparatus in which a lubricant is applied, there is a problem that when the amount of lubricant applied is excessively large, the image carrier cannot sufficiently function as a photoconductor.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-131960 A
[Patent Document 2]
JP-A-8-305236
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the circumstances as described above, and an object of the present invention is to use an image using a small-diameter spherical toner whose shape satisfies a specific condition so that an image with excellent image quality can be formed. In the forming apparatus, the surface of the image carrier has a sufficient smoothness because the lubricant is applied, and the residual toner can be reliably removed without excessively damaging the surface of the image carrier. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a good visible image free from image defects.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The object of the present invention is achieved by the image forming apparatus shown in the following (1) and (2).
(1) A rotating image carrier, toner image forming means for developing a latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image, and toner formed on the image carrier A transfer means for transferring an image onto a recording material; a cleaning means having a cleaning blade for removing residual toner on the image carrier; and a lubricant application means for applying a lubricant to the surface of the image carrier. As a toner, the volume average particle size produced by a method of polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium is 3 to 6 μm., Wadell's true sphericity Ψ defined by the following formula (1)In the image forming apparatus in which the range of 0.94 to 0.98 is used,
  The pressing force of the cleaning means against the image carrier of the cleaning blade is 196 mN / cm or more,
  An image carrier in a post-processing operation that is subsequently performed after the visible image acquisition process based on the magnitude of the rotational torque of the image carrier measured during the visible image acquisition process that continuously acquires one or more visible images An image forming apparatus, comprising: an idling distance control mechanism that controls the idling distance of the image carrier until the rotation of the image carrier is stopped.
Formula (1)
  Ψ = (specific surface area calculated from particle size distribution assuming a true sphere / BET specific surface area)
[0012]
  above(1)In the image forming apparatus shown in FIG. 2, it is preferable that the photosensitive layer constituting the image carrier is formed of a plurality of layers, and the outermost layer has a thickness of 1 to 5 μm.
[0013]
(2) a rotating image carrier, toner image forming means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image, and toner formed on the image carrier Transfer means for transferring an image onto a recording material, a cleaning blade for removing residual toner on the image carrier, and an upstream position in a moving direction due to rotation of the image carrier from a contact position between the cleaning blade and the image carrier Conductive cleaning roller provided at the side position, cleaning means having a toner removing mechanism for removing toner from the cleaning roller, and voltage applying means for applying a toner removing voltage to the cleaning roller of the cleaning means And
  As a toner, produced by a method of polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium, the volume average particle diameter is in the range of 3 to 6 μm., Wadel's true sphericity Ψ defined by the above equation (1)In the image forming apparatus in which the range of 0.94 to 0.98 is used,
  The pressing force of the cleaning means against the image carrier of the cleaning blade is 196 mN / cm or more,
  An image forming apparatus, comprising: a voltage control mechanism for controlling a magnitude of a toner removing voltage applied to the cleaning roller based on a magnitude of a rotational torque of an image carrier.
[0017]
[Action]
  According to the image forming apparatus shown in (1) above, while using a small-diameter spherical toner whose shape satisfies a specific condition so that an image with excellent image quality can be formed,Depending on the smoothness of the surface of this image carrier detected based on the magnitude of the rotational torque measured during the visible image acquisition process that continuously acquires one or more visible images called so-called jobs, In the post-processing operation that is performed after the job, the idle travel distance control mechanism controls the idle travel distance until the rotation of the image carrier is stopped, whereby the lubricant is applied on the image carrier. Therefore, when the next job is started, the surface of the image carrier has a sufficient smoothness so that the toner adhesion is reduced, and the image is carried. Residual toner can be reliably removed by a cleaning blade whose pressing force on the body is set to a desired value.
[0019]
  Also, above(2)According to the image forming apparatus shown in FIG. 1, the shape of the image carrier is based on the rotational torque of the image carrier while using a small diameter spherical toner that satisfies a specific condition so that an image of excellent image quality can be formed. Since the voltage control mechanism appropriately controls the magnitude of the toner removal voltage applied to the cleaning roller in accordance with the smoothness of the surface of the image carrier detected, the cleaning is performed. The amount of residual toner that can be removed by the roller can be controlled in relation to the amount of residual toner that should be removed by the cleaning blade whose pressing force on the image carrier is set to the desired value. Residual toner can be reliably removed.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus used for carrying out the present invention.
The image forming apparatus includes an image carrier 10 formed of a drum-shaped photosensitive member rotated in the direction of an arrow in FIG. 1 and an outer peripheral surface region of the image carrier 10 in the order of operation along the rotation direction. A charging device 11 for charging the surface of the image carrier 10 arranged in a line, an exposure device 12 for exposing the surface of the image carrier 10 to form an electrostatic latent image, and a developer containing toner A developing unit 13 that makes a toner image visible and a transfer unit 14 that transfers the toner image to a recording material P in a transfer region; a separation device 15 that separates the recording material P from the image carrier 10; and a transfer region. The cleaning unit 20 includes a cleaning blade 201 that removes residual toner on the image carrier 10 that has passed therethrough.
Reference numeral 16 denotes a fixing device that fixes an unfixed toner image on the recording material P conveyed from the transfer region to form an image.
In this image forming apparatus, the charging device 11, the exposure device 12, and the developing device 13 constitute a toner image forming means.
[0024]
The image carrier 10 has, for example, a photosensitive layer made of a resin containing an organic photoconductor on the outer peripheral surface of a drum-shaped metal substrate, and is arranged in a state extending in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. ing.
The photosensitive layer constituting the image carrier 10 is composed of a plurality of layers, and the outermost layer is preferably a low friction layer having a low friction coefficient from the viewpoint of improving cleaning performance. The thickness of the surface layer is preferably 1 to 5 μm. If the thickness of the outermost layer is thicker than 5 μm, the image carrier 10 may not fully function as a photoconductor. If the thickness of the outermost layer is thinner than 1 μm, There is a possibility that this outermost layer is worn early by rubbing by the cleaning blade 201.
[0025]
The image carrier 10 is provided with a rotary shaft 10A extending in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, and the image carrier 10 is driven by a driving DC motor (not shown) connected to the rotary shaft 10A. Is driven to rotate.
[0026]
The charging device 11 is composed of, for example, a scorotron charger having a control grid and a band electrode, and the exposure device 12 is composed of, for example, a laser irradiation device.
[0027]
The developing device 13 includes, for example, a developing sleeve 131 that contains a magnet and rotates while holding the developer, and a voltage applying device that applies a DC and / or AC bias voltage between the developing sleeve 131 and the image carrier 10 ( (Not shown) is provided.
[0028]
The transfer unit 14 includes, for example, a transfer roller 141 disposed so as to form a transfer region while being pressed against the surface of the image carrier 10, and a transfer composed of, for example, a constant current power source connected to the transfer roller 141. A current application mechanism (not shown) is configured, and a current is supplied to the transfer roller 141 by the transfer current application mechanism, whereby the toner image on the image carrier 10 is transferred to a recording material made of, for example, transfer paper. It is a so-called contact transfer system that transfers to P.
[0029]
The separation device 15 separates the recording material P from the image carrier 10 by removing the electric charge of the recording material P that is in close contact with the image carrier 10. For example, the separation device 15 includes a corotron charger. .
[0030]
The fixing device 16 includes, for example, a heating roller 161 provided with a heating source therein, and a pressure roller 162 provided in pressure contact with the heating roller 161 so as to form a fixing nip portion. The heat roller fixing method.
[0031]
The cleaning blade 201 of the cleaning unit 20 is made of, for example, an elastic body such as urethane rubber, and the base end portion thereof is supported by the support member 201a, and the tip end portion is provided so as to be in contact with the surface of the image carrier 10. The direction extending from the base end side of the cleaning blade 201 is a so-called counter direction, which is the direction opposite to the moving direction due to the rotation of the image carrier 10 at the contact portion.
[0032]
In this image forming apparatus, the pressing force of the cleaning blade 201 against the image carrier 10 is 196 mN / cm or more, preferably 196 to 294 mN / cm. When the pressing force is 196 mN / cm or more, the cleaning blade 201 can exhibit good cleaning performance. When the pressing force is 196 to 294 mN / cm, the cleaning blade 201 can display an image. The surface of the carrier 10 is not damaged excessively.
[0033]
The elastic body constituting the cleaning blade 201 is preferably made of a material having a JIS A hardness of 65 to 80 °, and a rebound resilience coefficient measured at 25 ° C. of 40 to 70%. preferable. Further, the effective contact angle of the cleaning blade 201 with respect to the image carrier 10 is preferably set to 7 to 20 °.
[0034]
Lubricant applying means 30 for applying a lubricant to the surface of the image carrier 10 is located upstream of the position where the cleaning blade 201 contacts the image carrier 10 in the movement direction of the image carrier 10. The cleaning means 20 is provided in the outer casing 205.
[0035]
The lubricant application means 30 is rotatively driven and rubbed on the surface of the lubricant stock 302, for example, with a lubricant stock 302 formed of a solid lubricant made of a fatty acid metal salt such as zinc stearate. The brush roller 301 for applying the lubricant scraped off by the above to the image carrier 10 and a pressing device 303 made of, for example, a spring for supporting the lubricant stock 302 to press against the brush roller 301 are provided.
[0036]
The brush roller 301 that constitutes the lubricant application means 30 is formed by, for example, resin brush fibers such as polypropylene being densely implanted on the peripheral surface of the roller base. For example, it is configured to be rotated by an appropriate drive mechanism so that the image carrier 10 is moved in a direction opposite to the moving direction due to the rotation of the image carrier 10 at the contact point with the image carrier 10. The pressing device 303 is used to press the lubricant stock 302 in a direction approaching the image carrier 10 in a state where the pressing force of the brush roller 301 against the image carrier 10 is adjusted.
[0037]
Thus, the image forming apparatus includes a torque measuring unit having a function of measuring the magnitude of the rotational torque of the image carrier 10. The magnitude of the rotational torque (hereinafter also referred to as “rotational torque value”) of the image carrier 10 measured by this torque measuring means is the magnitude of the driving current flowing in the driving DC motor that rotates the image carrier 10. It is measured by the above. Here, the rotational torque value is a force required to rotationally drive the image carrier 10 at an appropriate constant speed.
[0038]
Further, this image forming apparatus is provided with an idling distance control mechanism, and this idling distance control mechanism changes the number of idling of the image carrier by adjusting the driving DC motor. Thus, the post-processing operation has a function of controlling the size of the idling distance of the image carrier until the idling of the image carrier is stopped.
The “idle rotation” refers to the rotation of the image carrier 10 that is not accompanied by an image forming operation. The “idle running distance” refers to, for example, the cleaning blade 201 caused by the idling of the image carrier 10 in the post-processing operation. The distance that the tip of passes through.
[0039]
Further, the image forming apparatus includes a lubricant remaining amount detection mechanism (not shown) that displays a range in which the lubricant should be replaced. The display screen can be used to check the detection result, and the display screen can be confirmed by an alarm such as an alarm or by voice guidance. Instead of providing the lubricant remaining amount detection mechanism, the image forming apparatus may be configured to forcibly stop based on the detection result.
[0040]
The toner used in the above image forming apparatus has a volume average particle size in the range of 3 to 6 μm. By using a toner having a volume average particle diameter in the range of 3 to 6 μm, it is possible to reduce the presence of toner having excessive adhesion or weak adhesion to the recording material P in the fixing process in the fixing device 16. In addition, stable developability can be obtained over a long period of time, high transfer efficiency is obtained, the image quality of halftone is improved, and a visible image with improved image quality of fine images such as fine lines and dots is formed.
[0041]
In addition, toner having a sphericity in the range of 0.94 to 0.98 is used, and in particular, a toner in the range of 0.95 to 0.97 is preferably used. A toner having a sphericity of greater than 0.98 has poor cleaning properties because the particles are too close to a true sphere, whereas a toner having a sphericity of less than 0.94 has particle irregularities. It becomes large and is easily broken by the pressure in the machine, and the toner particles are not uniformly charged in the developing device 13, so that a good visible image cannot be formed.
[0042]
Here, the “sphericity” refers to the Wadel's true sphericity ψ, which is defined by the following equation (1).
[0043]
[Expression 1]
Formula (1)
Ψ = (specific surface area calculated from particle size distribution assuming a true sphere / BET specific surface area)
[0044]
The “specific surface area calculated by assuming a true sphere from the particle size distribution” in the above formula (1) is measured by “Laser diffraction particle size distribution measuring device HEROS” (sold by JEOL Ltd.). The toner particles are dispersed for 60 seconds by an ultrasonic homogenizer with an output of 150 W after putting a measurement sample, a surfactant, and water as a dispersion medium into a 50 cc beaker.
The “BET specific surface area” in the above formula (1) is measured by “Micromeritex Flow Soap II type 2300” (Shimadzu Corporation).
[0045]
The above toners are produced by emulsion polymerization of monomers in a suspension polymerization method or a solution obtained by adding an emulsion of necessary additives to produce fine polymer particles, and then an organic solvent, an aggregating agent, etc. It can manufacture by the method of superposing | polymerizing a polymerizable monomer in an aqueous medium, such as the emulsion polymerization association method manufactured by the method of adding and associating.
The aqueous medium in the above means a medium containing at least 50% by mass of water.
[0046]
As the developer, for example, the above toner and a ferrite carrier coated with a styrene-methacrylate copolymer and having an average particle diameter of 65 μm are mixed at a ratio of 50 g of toner and 950 g of carrier. Can be.
In the image forming apparatus of the present invention, by using a developer containing a small-diameter spherical toner whose shape satisfies a specific condition as described above, halftone image quality is improved, and fine lines, dots, and the like are improved. It is possible to form a visible image with excellent image quality with improved fine image quality.
[0047]
In the image forming apparatus, an image forming operation is performed as follows.
That is, when the power from the driving DC motor is transmitted by an appropriate power transmission means (not shown) and the image carrier 10 is rotationally driven, the surface of the image carrier 10 has a predetermined polarity by the charging device 11. For example, it is charged negatively and then exposed by the exposure device 12, whereby the potential of the irradiated portion (exposure area) is lowered, and an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the image carrier 10. The developing unit 13 causes toner charged to the same polarity as the surface potential of the image carrier 10, for example, negative polarity, to adhere to the electrostatic latent image on the image carrier 10 to perform reversal development. It is formed.
Next, when a current is supplied to the transfer roller 141 by the transfer current application mechanism, the toner image on the image carrier 10 is transferred to the recording material P in the transfer region, and then the separation device 15 and the image carrier 10 The recording material P that is in close contact is separated from the image carrier 10, and then a fixing process is performed by the fixing device 16 to form an image.
[0048]
On the other hand, residual toner that passes through the transfer region and remains on the image carrier 10 is removed by the cleaning blade 201 of the cleaning unit 20, and then the next image forming operation is started so that the image carrier 10 is again charged. 11 is charged.
[0049]
In the image forming apparatus of this example, the smoothness of the surface of the image carrier 10 is detected by the rotational torque value.
For example, compared to the case where the surface of the image carrier 10 has sufficient smoothness, when the surface of the image carrier 10 does not have sufficient smoothness, the friction coefficient of the surface of the image carrier 10 is increased. Since friction caused by a member in contact with the image carrier 10 such as the cleaning blade 201 becomes large, a larger load is applied to the drive DC motor when the image carrier 10 is rotationally driven at an appropriate constant speed. As a result, the rotational torque value increases.
[0050]
In this image forming apparatus, at least one of the following (a) to (c) is controlled or detected. The image forming apparatus of the present invention can be configured to perform all the controls and detections (a) to (c).
[0051]
(A) Control of the amount of lubricant applied
Based on the rotational torque value, the lubricant application means is controlled so that the amount of lubricant applied changes. Specifically, when the rotational torque value is larger than a set reference value, the lubricant application unit 30 is controlled by the application amount control mechanism so as to increase the lubricant application amount.
As a result of this control, an appropriate amount of lubricant is applied to the surface of the image carrier 10 so that the surface of the image carrier 10 has the desired smoothness. Since the cleaning blade 201 set to the desired value is pressed against the image carrier 10 in a state where the adhesion force of the toner to the toner is reduced, the residual toner is surely removed by the cleaning blade 201. Can do.
[0052]
Here, it is preferable that the coating amount control mechanism changes the coating amount of the lubricant by controlling the pressing force of the brush roller 301 against the image carrier 10 of the lubricant coating unit 30. For example, the application amount of the lubricant is changed by adjusting the urging force of the spring of the pressing device 303.
The specific mechanical configuration is not particularly limited as long as the object is achieved, and various conventionally known ones can be adopted.
The contact load of the lubricant stock 302 to the brush roller 301 by the pressing device 303 is substantially equal to the contact load of the brush roller 301 to the image carrier 10, and the image carrier 10 of this brush roller 301 is the same. The contact load with respect to is 0.5 to 20 N, preferably 5 to 10 N.
[0053]
(B) Control of the idling distance of the image carrier
Based on the rotational torque value measured during the visible image acquisition process that continuously acquires one or more visible images called a so-called job, the size of the idling distance in the post-processing operation performed after this job is controlled. Is done.
Specifically, when the rotational torque value is larger than the set reference value, the idling distance control mechanism adjusts the driving DC motor so that the magnitude of the idling distance of the image carrier 10 increases. The number of idling of the image carrier 10 is changed.
With this control, the lubricant is applied to an appropriate area on the image carrier, the post-processing operation is completed, and the next job is executed in a state where the surface of the image carrier 10 has sufficient smoothness. Since the toner adhesion force to the image carrier 10 is reduced, cleaning is performed by the cleaning blade 201 in which the pressing force against the image carrier is set to an intended value to ensure residual toner Can be removed.
[0054]
(C) Detection of the range where lubricant should be replaced
Based on the rotational torque value, it is detected that the remaining amount of lubricant in the lubricant applying means 30 is within a range where the lubricant should be replaced, and the detection result is displayed.
Specifically, for example, when a state where the rotational torque value is larger than the set reference value continues for a predetermined time or more, this is detected as a range in which the lubricant should be replaced.
The detection result is displayed by the lubricant remaining amount detection mechanism, so that the user can replace the lubricant that has reached the limit of use with a new lubricant. Therefore, a sufficient cleaning effect can always be obtained.
[0055]
In the configuration in which the detection of the range in which the lubricant should be replaced is performed together with the control of the lubricant application amount or the control of the idling distance of the image carrier, the rotational torque value is larger than the set reference value. In this case, the rotational speed of the lubricant application means or the image carrier is controlled so as to reduce the rotational torque value by controlling the amount of lubricant applied or by controlling the free running distance of the image carrier. The case where the rotational torque value is not reduced may be detected as a range in which the lubricant should be replaced.
[0056]
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment except that the cleaning means 20 is composed of a cleaning blade 201 and a cleaning roller 202 in the first embodiment. belongs to.
[0057]
As shown in FIG. 2, the cleaning unit 20 includes both a cleaning blade 201 and a conductive cleaning roller 202.
Examples of the cleaning roller 202 include a conductive foamed urethane rubber roller and a conductive acrylic fur brush roller. The cleaning roller 202 is configured to carry an image from a contact position between the cleaning blade 201 and the image carrier 10. A voltage applying mechanism connected to the cleaning roller 202 is provided in the outer casing 205 of the cleaning means 20 in a state in contact with the surface of the image carrier 10 at a position on the upstream side in the moving direction by the rotation of the body 10. The cleaning roller 202 has a function of removing the residual toner by rubbing the surface of the image carrier 10 when a voltage for toner removal is applied by (not shown).
[0058]
Specifically, by applying a toner removal voltage to the residual toner on the image carrier 10, the electrostatic adhesion force of the residual toner to the image carrier 10 can be reduced, and the cleaning roller 202. Is rotated to rub the surface of the image carrier 10, so that much of the toner with weak adhesion can be removed.
When the cleaning roller 202 is a fur brush roller, a toner removing mechanism such as an iron flicker bar for removing toner from the cleaning roller 202 may be provided. For example, a scraper member made of, for example, polyethylene terephthalate may be provided for mechanically removing the adhered toner.
Here, the voltage for toner removal applied to the residual toner is a voltage opposite to that of the toner.
[0059]
In the voltage application mechanism in the image forming apparatus, for example, it is possible to switch between 0 V and 200 V as the toner removal voltage by various conventionally known mechanical configurations.
Further, for example, when a fur brush roller is used as the cleaning roller, the fur brush roller is fixed to a position where the bite amount with respect to the image carrier is 1.5 mm without a hair fall with the image carrier. Driven, the moving direction at the contact point with the image carrier is rotated in the forward direction at a linear speed ratio of 1.1.
Here, “the amount of biting into the image carrier” is the maximum value at which the tip of the brush fiber implanted in the fur brush roller enters the image carrier when the image carrier is not present. The “speed ratio” is the ratio of the linear velocity of the fur brush roller to the linear velocity of the image carrier.
[0060]
In the image forming apparatus of this example, the voltage control mechanism adjusts the voltage application mechanism based on the rotational torque value, thereby controlling the magnitude of the toner removal voltage applied to the cleaning roller 202. It is set as the structure.
Specifically, when the rotational torque value is larger than a set reference value, the voltage applied to the cleaning roller 202 is controlled to increase. As a result, the toner removal voltage applied to the residual toner is increased, the electrostatic adhesion force of the toner to the image carrier 10 is reduced, and the amount of residual toner that can be removed by the cleaning roller 202 is reduced. That is, the amount of residual toner to be removed by the cleaning blade 201 located on the downstream side of the cleaning roller 202 is reduced.
With this control, the toner removal voltage is controlled according to the smoothness of the surface of the image carrier, for example, even when the surface of the image carrier 10 does not have sufficient smoothness. As a result, a large amount of residual toner is removed by the cleaning roller 202, so that the residual toner can be sufficiently removed by the cleaning blade 201 in a state where the amount of residual toner to be removed is reduced.
[0061]
In addition to this control, it is also possible to detect the range where the lubricant should be replaced as described in detail in the first embodiment.
[0062]
<Third Embodiment>
In the third embodiment of the present invention, a pressing unit (not shown) for causing the cleaning unit 20 to press the cleaning blade 201 against the image carrier 10 and a load control mechanism (not shown) for controlling the pressing unit. The configuration is the same as that of the first embodiment except that () is provided.
[0063]
In this image forming apparatus, the load control mechanism adjusts the pressing means based on the magnitude of the rotational torque of the image carrier 10, thereby controlling the pressing force of the cleaning blade 201 against the image carrier 10 by the pressing means. It is set as the structure.
Specifically, control is performed to increase the pressing force of the cleaning blade 201 when the rotational torque value is larger than a set reference value. Thereby, for example, even when the surface of the image carrier 10 does not have sufficient smoothness and the adhesion force of the toner to the image carrier is not sufficiently reduced, the cleaning blade 201 against the image carrier 10 can be obtained. By increasing the pressing force, a sufficient cleaning effect can be obtained and the occurrence of defective cleaning can be prevented.
The specific mechanical configuration of the load control mechanism for controlling the pressing force of the cleaning blade 201 against the image carrier 10 by the pressing means is not particularly limited as long as the object can be achieved. For example, various conventionally known cams The structure of the mechanism can be adopted.
[0064]
In addition to this control, it is also possible to detect the range where the lubricant should be replaced as described in detail in the first embodiment.
[0065]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said aspect, A various change can be added.
For example, the image forming apparatus of the present invention is not limited to being used as a monochrome image forming apparatus, and may be used as a color image forming apparatus.
[0066]
【The invention's effect】
  According to the image forming apparatus of the present invention, while using a small-diameter spherical toner whose shape satisfies a specific condition so that an image of excellent image quality can be formed,Depending on the smoothness of the surface of this image carrier detected based on the magnitude of the rotational torque measured during the visible image acquisition process that continuously acquires one or more visible images called so-called jobs, In a post-processing operation that is performed after the job, the idle running distance control mechanism controls the idle running distance of the image carrier until the rotation of the image carrier is stopped. Since the area to be applied is appropriately adjusted, the surface of the image carrier has sufficient smoothness at the start of the next job, and the toner adhesion force is reduced. The residual toner can be reliably removed by the cleaning blade in which the pressing force against the image carrier is set to an intended value,A good visible image free from image defects can be formed.
[0068]
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, the rotational torque of the image carrier can be increased while using a small-diameter spherical toner whose shape satisfies a specific condition so that an image of excellent image quality can be formed. Since the voltage control mechanism appropriately controls the magnitude of the toner removal voltage applied to the cleaning roller in accordance with the smoothness of the surface of the image carrier detected based on the above, The amount of residual toner that can be removed by the cleaning roller can be controlled in relation to the amount of residual toner that should be removed by a cleaning blade whose pressing force on the image carrier is set to a desired value. Therefore, the residual toner can be surely removed, and a good visible image free from image defects can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus used in the practice of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of another configuration of the image forming apparatus used in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Image carrier
10A rotation axis
11 Charging device
12 Exposure equipment
13 Developer
131 Development sleeve
14 Transfer means
141 Transfer roller
15 Separation device
16 Fixing device
161 Heating roller
162 Pressure roller
20 Cleaning means
201 Cleaning blade
201a Support member
202 Cleaning roller
205 Bund
30 Lubricant application means
301 Brush roller
302 Lubricant stock
303 Pressing device
P Recording material

Claims

回転される像担持体と、この像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードを具えたクリーニング手段と、像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを有し、
トナーとして、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、体積平均粒径が３〜６μｍの範囲で、下記式（１）で定義されるワーデルの真の球形化度Ψが０．９４〜０．９８の範囲のものが用いられる画像形成装置において、
クリーニング手段のクリーニングブレードの像担持体に対する押圧力が１９６ｍＮ／ｃｍ以上であり、
１以上の可視画像を連続して取得する可視画像取得処理中に測定された像担持体の回転トルクの大きさに基づいて、可視画像取得処理の後に引き続き行われる後処理動作における、像担持体の回転が停止されるまでの像担持体の空走距離の大きさを制御する空走距離制御機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
式（１）
Ψ＝（粒度分布より真球と仮定して算出された比表面積／ＢＥＴ比表面積） A rotating image carrier, toner image forming means for forming a toner image by developing an electrostatic latent image formed on the image carrier with toner, and recording a toner image formed on the image carrier Transfer means for transferring onto the material, cleaning means having a cleaning blade for removing residual toner on the image carrier, and lubricant application means for applying a lubricant to the surface of the image carrier,
A Wadel's true sphericity degree Ψ defined by the following formula (1) produced by a method in which a polymerizable monomer is polymerized in an aqueous medium as a toner and having a volume average particle diameter in the range of 3 to 6 μm. In the image forming apparatus in which the range of 0.94 to 0.98 is used,
The pressing force of the cleaning means against the image carrier of the cleaning blade is 196 mN / cm or more,
An image carrier in a post-processing operation that is subsequently performed after the visible image acquisition process based on the magnitude of the rotational torque of the image carrier measured during the visible image acquisition process that continuously acquires one or more visible images An image forming apparatus, comprising: an idling distance control mechanism that controls the idling distance of the image carrier until the rotation of the image carrier is stopped.
Formula (1)
Ψ = (specific surface area calculated from particle size distribution assuming a true sphere / BET specific surface area)

像担持体を構成する感光層が複数の層より形成され、その最表層の層厚が１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive layer constituting the image carrier is formed of a plurality of layers, and the outermost layer has a thickness of 1 to 5 [mu] m.

回転される像担持体と、この像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレード、前記クリーニングブレードと前記像担持体との当接位置より前記像担持体の回転による移動方向における上流側の位置に設けられた導電性のクリーニングローラ、このクリーニングローラからトナーを除去するためのトナー除去機構を具えたクリーニング手段と、クリーニング手段のクリーニングローラにトナー除去用の電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
トナーとして、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、体積平均粒径が３〜６μｍの範囲で、下記式（１）で定義されるワーデルの真の球形化度Ψが０．９４〜０．９８の範囲のものが用いられる画像形成装置において、
クリーニング手段のクリーニングブレードの像担持体に対する押圧力が１９６ｍＮ／ｃｍ以上であり、
像担持体の回転トルクの大きさに基づいて、前記クリーニングローラに印加されるトナー除去用の電圧の大きさを制御する電圧制御機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
式（１）
Ψ＝（粒度分布より真球と仮定して算出された比表面積／ＢＥＴ比表面積） A rotating image carrier, toner image forming means for forming a toner image by developing an electrostatic latent image formed on the image carrier with toner, and recording a toner image formed on the image carrier A transfer means for transferring onto the material, a cleaning blade for removing residual toner on the image carrier, and a position upstream of the contact position between the cleaning blade and the image carrier in the moving direction due to the rotation of the image carrier A conductive cleaning roller, a cleaning unit having a toner removing mechanism for removing toner from the cleaning roller, and a voltage applying unit for applying a toner removing voltage to the cleaning roller of the cleaning unit. And
A Wadel's true sphericity degree Ψ defined by the following formula (1) produced by a method in which a polymerizable monomer is polymerized in an aqueous medium as a toner and having a volume average particle diameter in the range of 3 to 6 μm. In the image forming apparatus in which the range of 0.94 to 0.98 is used,
The pressing force of the cleaning means against the image carrier of the cleaning blade is 196 mN / cm or more,
An image forming apparatus, comprising: a voltage control mechanism for controlling a magnitude of a toner removing voltage applied to the cleaning roller based on a magnitude of a rotational torque of an image carrier.
Formula (1)
Ψ = (specific surface area calculated from particle size distribution assuming a true sphere / BET specific surface area)