JP5101432B2 - Image forming apparatus, process cartridge, and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潜像担持体が摩耗して画像が異常になる前に、潜像担持体の摩耗を予測し、潜像担持体交換時期を表示し、安定した高画質な画像を得ることができる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. More specifically, the latent image carrier is predicted to wear before the latent image carrier becomes worn and the image becomes abnormal, and the latent image carrier is replaced. The present invention relates to an image forming apparatus capable of displaying time and obtaining a stable high-quality image.
電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、潜像担持体(以下、電子写真感光体、感光体ともいう)に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を施すことにより画像形成が行われる。帯電工程で生成し感光体表面に残る放電生成物および転写工程後に感光体表面に残る残トナーまたはトナー成分はクリーニングプロセスを経て除去される。
複写機やプリンタ等に広く使用されている電子写真方法に用いられる電子写真感光体としては、安価、大量生産性、無公害性等の利点から、有機系の感光材料が汎用されている。ところが、有機系感光体は無機系感光体と比較して耐摩耗性が低い。
In an image forming apparatus using an electrophotographic process, image formation is performed by subjecting a latent image carrier (hereinafter also referred to as an electrophotographic photosensitive member or a photosensitive member) to a charging step, an exposure step, a development step, and a transfer step. Is called. The discharge product generated in the charging process and remaining on the surface of the photoreceptor and the residual toner or toner component remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer process are removed through a cleaning process.
Organic electrophotographic materials are widely used as electrophotographic photoreceptors used in electrophotographic methods widely used in copying machines, printers, and the like because of advantages such as low cost, mass productivity, and non-pollution. However, organic photoreceptors have lower abrasion resistance than inorganic photoreceptors.
一般に用いられるクリーニング方式として、安価で機構が簡単でクリーニング性に優れたゴムブレードが用いられる。しかし、ゴムブレードは感光体に押し当てて感光体表面の残留物を除去するため感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦による機械的ストレスが大きく、特に有機感光体においては感光体表面層やクリーニングブレードの摩耗が生じ、摩耗すると感光体が所定の性能を発揮できなくなるため、感光体やクリーニングブレードの寿命を短くする。近年は電子写真システムの小型化が望まれるようになってきて、感光体の小径化を余儀なくされており、感光体は小径ほど、寿命も短くなる。 As a generally used cleaning method, a rubber blade that is inexpensive, has a simple mechanism, and has excellent cleaning properties is used. However, since the rubber blade is pressed against the photoconductor to remove the residue on the surface of the photoconductor, mechanical stress due to friction between the surface of the photoconductor and the cleaning blade is large. The wear of the photoconductor and the photoconductor cannot exhibit the predetermined performance when worn, so the life of the photoconductor and the cleaning blade is shortened. In recent years, miniaturization of electrophotographic systems has been desired, and the diameter of the photoreceptor has been inevitably reduced. The smaller the diameter of the photoreceptor, the shorter the lifetime.
また、近年帯電工程においては、直流電圧に交流電圧を重畳して帯電する帯電ローラ等によるいわゆるAC帯電が用いられるようになってきた。このAC帯電は、感光体の帯電電位の均一性が高い、オゾンやNOx等の酸化性ガスの発生が少ない、装置を小型化できる等の優れた性能を有している反面、印加する交流電圧の周波数に応じ、1秒間に数百〜数千回もの正負放電が帯電部材と感光体の間で繰り返されるため、感光体はこの多数の放電を受けて表面層の劣化が加速される。
そのため、長期に渡って高画質を維持するには、摩擦やAC帯電による感光体やクリーニングブレード等の劣化を低減し、有機感光体の寿命を延ばし、クリーニング性を向上させる必要がある。
In recent years, in the charging process, so-called AC charging using a charging roller or the like for charging by superimposing an AC voltage on a DC voltage has been used. This AC charging has excellent performance such as high uniformity of the charging potential of the photoconductor, less generation of oxidizing gas such as ozone and NOx, and miniaturization of the apparatus, but the applied AC voltage. Depending on the frequency, the positive and negative discharges of several hundred to several thousand times per second are repeated between the charging member and the photoconductor, so that the photoconductor is subjected to this large number of discharges and the deterioration of the surface layer is accelerated.
Therefore, in order to maintain high image quality over a long period of time, it is necessary to reduce deterioration of the photoconductor and cleaning blade due to friction and AC charging, extend the life of the organic photoconductor, and improve the cleaning property.
この要求に対して、例えば、特許文献1に示す、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸ブロックにブラシ等を押し付けて微粉化して感光体に供給する方法などが採用されている。ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を用いることにより、それが保護剤として機能し、感光体表面の潤滑性は向上し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦を低減することができると供に、転写残トナーのクリーニング性も向上することから、非常に好ましい。
AC帯電による劣化に対しても、感光体に保護剤を塗布しておくと、AC帯電のエネルギーは、先ず保護剤に吸収され、感光体は到達し難くなるため、感光体は保護される。
In response to this requirement, for example, a method shown in
Even when the photosensitive member is deteriorated by AC charging, if the protective agent is applied to the photosensitive member, the AC charging energy is first absorbed by the protective agent, and the photosensitive member becomes difficult to reach, so that the photosensitive member is protected.
一方、有機感光体の耐摩耗性を向上させるアプローチもある。有機系感光体において耐摩耗性を向上させる方法としては、感光体表面に保護層を設けるものがある。例えば、表面層に酸化チタン、アルミナなどのフィラーを含有させたものが検討されており、特許文献2に開示されている。
上述のように感光体表面にフィラーを含んだ保護層を形成することで、機械的耐久性に優れた感光体を得ることができるが、その一方で、高耐摩耗性が高すぎる場合には経時的に感光体表面に放電生成物が蓄積してしまい、高温、高湿環境で画像流れ等の異常画像が発生してしまう場合がある。そこで、フィラー量や種類を調整し、感光体表面を適度に摩耗させることで、上記のような異常を抑える使用方法が主流である。
On the other hand, there is an approach for improving the wear resistance of the organic photoreceptor. As a method for improving the wear resistance of an organic photoreceptor, there is a method of providing a protective layer on the surface of the photoreceptor. For example, a surface layer containing a filler such as titanium oxide or alumina has been studied and disclosed in
By forming a protective layer containing a filler on the surface of the photoconductor as described above, a photoconductor excellent in mechanical durability can be obtained. On the other hand, when the high wear resistance is too high, Discharge products accumulate on the surface of the photoreceptor over time, and abnormal images such as image flow may occur in a high temperature and high humidity environment. In view of this, the mainstream method is to suppress the above-described abnormalities by adjusting the amount and type of filler and appropriately wearing the surface of the photoreceptor.
上記のような感光体の使用方法では、感光体を少しずつ摩耗させるため、感光体が所定の性能を発揮できなくなる。すなわち、感光体膜厚が薄くなるため、帯電が低くなって、解像度が悪くなったり、地汚れが出たり、画像濃度が低くなったり、耐圧が低くなるため放電を起こして異常画像が出たり、局部的に摩耗するとスジになったりする。このような異常画像が見られると、感光体は寿命となり、感光体を交換することになる。感光体ユニットとして交換する場合もある。しかし、このような異常画像を見てから交換するのでは、サービスマンによる交換の場合、サービスマン到着まで数時間あるいは数日を要し、その間プリントできないこともある。ユーザが交換できる場合でも、ダウンタイムを省くには、予備の感光体または感光体ユニットを準備しておく必要があり、予備の感光体や感光体ユニットを置いておくのは、スペースやコストの面から無駄である。特に、高画質高速度高生産性領域のプリンタにおいては、数時間の装置停止は、膨大な損害を招きかねないため、装置が停止してからのサービスマンへの連絡では、損失が大きい。 In the method of using the photoconductor as described above, the photoconductor is worn gradually, so that the photoconductor cannot exhibit a predetermined performance. That is, the photosensitive member film thickness is reduced, resulting in lower charging, lower resolution, background smudges, lower image density, and lower breakdown voltage, causing discharge and abnormal images. When it wears locally, it becomes a streak. When such an abnormal image is seen, the photoconductor is at the end of its life and the photoconductor is replaced. In some cases, the photosensitive unit is replaced. However, if the replacement is performed after seeing such an abnormal image, it may take several hours or several days until the serviceman arrives in the case of replacement by a serviceman, and printing may not be possible during that time. Even if the user can replace it, it is necessary to prepare a spare photoconductor or photoconductor unit in order to save downtime. It is useless from the aspect. In particular, in a printer with a high image quality, high speed, and high productivity area, stopping the apparatus for several hours can cause enormous damage, so there is a large loss in contacting a service person after the apparatus has stopped.
そこで、感光体表面の摩耗を検知し、摩耗が異常画像をもたらす程度となる前にユーザに感光体の寿命を予告する警告を出す手段が望まれる。
従来の感光体の寿命検知には、ドラムの回転数をカウントして一定の回転数に達した時に警告を出す方式や、帯電装置から感光体表面への流れ込み電流と感光体の膜厚変化との相関関係を利用して、前記流れ込み電流が基準値に達したときに警告を出す方式(特許文献3等)や、感光体表面の摩擦抵抗を測定し、摩擦抵抗が規定値に達した場合に感光体寿命警告を報知する方式(特許文献4等)が用いられてきた。
Therefore, a means for detecting wear on the surface of the photoconductor and giving a warning to the user of the life of the photoconductor before the wear reaches a level that causes an abnormal image is desired.
In conventional photoconductor life detection, the number of rotations of the drum is counted and a warning is issued when a certain number of rotations is reached, the current flowing from the charging device to the surface of the photoconductor and the change in film thickness of the photoconductor. Using the above correlation, a warning is issued when the inflow current reaches a reference value (
しかし、従来のドラム寿命検知方式には、以下のような欠点があった。感光体の回転数をカウントして一定の回転数に達した時に警告を出す方式は感光体の膜厚変化を直接的に検出する構成ではないため、正確な寿命検知を行うことができなかった。帯電装置から感光体表面への流れ込み電流を検出し、基準値に達したときに警告を出す方式と感光体表面の摩擦抵抗を測定する方式とでは、画像領域で電流や摩擦抵抗を測定しているため、それらの測定値が異常と判断された段階では、既に画像に異常が発生してしまっていることが多く、感光体摩耗のため解像度低下や地汚れ等が発生してしまう場合もある。上記のように、高画質高速度高生産性領域のプリンタにおいては、解像度低下や地汚れが発生すると、膨大なプリント数が無駄になる場合がある。経験から異常発生を予測しようとしても、感光体摩耗による電流や摩擦抵抗の変化は小さく、その変化が大きくなるのは異常が起きたときであり、その予測は困難であり、不正確である。流れ込み電流の場合は、軸方向の総電流となるため、異常発生を予測しようとしても、一部では大きな異常が起きている場合もある。そのため、高画質の正常な画像形成が行えている段階で、的確に感光体を交換する時期を知らせる手段が求められていた。 However, the conventional drum life detection method has the following drawbacks. The system that counts the number of rotations of the photoconductor and issues a warning when it reaches a certain number of rotations is not a configuration that directly detects changes in the film thickness of the photoconductor, so accurate life detection could not be performed. . The method that detects the current flowing from the charging device to the surface of the photoconductor and issues a warning when the reference value is reached, and the method that measures the frictional resistance of the photoconductor surface, measures the current and frictional resistance in the image area. Therefore, when these measured values are determined to be abnormal, there are many cases where abnormalities have already occurred in the image, and there is a case where the resolution is deteriorated or the background is stained due to photoconductor wear. . As described above, in a printer in a high-quality, high-speed, high-productivity region, when the resolution is reduced or background contamination occurs, a huge number of prints may be wasted. Even if an attempt is made to predict the occurrence of an abnormality from experience, changes in current and frictional resistance due to photoconductor wear are small, and the changes are large when an abnormality occurs, and the prediction is difficult and inaccurate. In the case of a flowing-in current, since it is the total current in the axial direction, even if it is attempted to predict the occurrence of an abnormality, a large abnormality may occur in some cases. For this reason, there has been a demand for means for accurately informing the timing for replacing the photoconductor at the stage where normal image formation with high image quality can be performed.
本発明は、前記従来の課題にかんがみ、潜像担持体表面に保護剤を供給する保護剤供給装置を用い、表面電位検知領域に保護剤供給量の少ない部分を設け、強制的に潜像担持体膜厚が画像領域内よりも早く摩耗する部分を形成し、膜厚が早く摩耗する部分の表面電位を検知して、潜像担持体の交換時期を決定することができ、異常画像を出さないうちに交換時期を知ることができ、ロスタイムがなく、継続して安定して良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, the present invention uses a protective agent supply device that supplies a protective agent to the surface of a latent image carrier, and provides a portion with a small amount of protective agent supply in the surface potential detection region to forcibly carry a latent image. A part where the body thickness wears earlier than in the image area is formed, and the surface potential of the part where the film thickness wears earlier can be detected to determine the replacement time of the latent image carrier, thus producing an abnormal image. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of knowing the replacement time before the occurrence, having no loss time, and capable of continuously obtaining a good image.
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)潜像担持体と、
該潜像形成前の該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、
可視像化されたトナー像を非転写体に転写する転写手段と、
転写後に該潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、
潜像担持体に潜像担持体の保護剤を供給する保護剤供給手段と、
を備えた画像形成装置において、
潜像担持体の画像領域外に、潜像担持体交換時期を決定するための表面電位検知領域を有し、
該表面電位検知領域において、画像領域内同様、少なくとも帯電と静電潜像形成と現像とクリーニングと保護剤供給とが施され、
該保護剤供給手段は、潜像担持体の表面電位検知領域において、画像領域内よりも、少量の保護剤を供給し、潜像担持体の表面電位検知領域に表面電位検知手段を有し、潜像担持体の交換時期決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
(2)潜像担持体の表面電位検知領域の表面電位検知手段は、非画像部(地肌部)の表面電位を検知することを特徴とする前記(1)に記載の画像形成装置。
(3)潜像担持体表面に保護層を持つことを特徴とする、前記(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(4)保護剤供給手段が、保護剤ブロックと、保護剤ブロックと潜像担持体との間に位置し両者に接触するブラシと、から成り、潜像担持体の画像領域内に接触する保護剤ブロックの高さよりも、潜像担持体表面電位検知領域に接触する保護剤ブロックの高さは低いことを特徴とする、前記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(5)保護剤供給手段が、保護剤ブロックと、保護剤ブロックと潜像担持体との間に位置し両者に接触するブラシと、から成り、潜像担持体の画像領域内に接触するブラシの繊維の毛足長さよりも、潜像担持体表面電位検知領域に接触するブラシの繊維の毛足長さは短いことを特徴とする、前記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(6)保護剤供給手段が、保護剤ブロックと、保護剤ブロックと潜像担持体との間に位置し両者に接触するブラシと、から成り、潜像担持体の画像領域内に接触するブラシの繊維の太さよりも、潜像担持体表面電位検知領域に接触するブラシの繊維の太さは細いことを特徴とする、前記(1)乃至(3)のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(7)少なくとも潜像担持体と、帯電手段と、クリーニング手段と、保護剤供給手段とを備えたプロセスカートリッジであって、前記(1)乃至(6)のいずれか1項に記載の画像形成装置に用いられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(8)潜像担持体表面を帯電した後に、
該潜像担持体の表面に静電潜像を形成し、
潜像担持体表面の潜像にトナーを供給してトナー像化し、
潜像担持体表面に形成されたトナー像を非転写体に転写し、
転写後に潜像担持体表面に残留するトナーをクリーニングし、
潜像担持体に潜像担持体の保護剤を供給する工程を有する画像形成方法において、
潜像担持体の画像領域外に、潜像担持体交換時期決定するための表面電位検知領域を有し、
該表面電位検知領域において、画像領域内同様、少なくとも帯電し静電潜像を形成し現像しクリーニングし保護剤を供給する工程を有し、
潜像担持体の表面電位検知領域には、画像領域内よりも少量の保護剤を供給し、潜像担持体の表面電位検知領域の表面電位を検知し、潜像担持体の交換時期を決定することを特徴とする画像形成方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) a latent image carrier;
Charging means for charging the surface of the latent image carrier before formation of the latent image;
An electrostatic latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier charged by the charging unit based on image data;
Developing means for visualizing the formed electrostatic latent image;
Transfer means for transferring the visualized toner image to a non-transfer body;
Cleaning means for removing toner remaining on the surface of the latent image carrier after transfer;
A protective agent supply means for supplying a protective agent for the latent image carrier to the latent image carrier;
In an image forming apparatus comprising:
Outside the image area of the latent image carrier, it has a surface potential detection area for determining the latent image carrier replacement time,
In the surface potential detection region, as in the image region, at least charging, electrostatic latent image formation, development, cleaning, and supply of a protective agent are performed.
The protective agent supply means supplies a smaller amount of protective agent in the surface potential detection region of the latent image carrier than in the image region, and has surface potential detection means in the surface potential detection region of the latent image carrier, An image forming apparatus comprising: a latent image carrier replacement time determination unit.
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein the surface potential detection means in the surface potential detection region of the latent image carrier detects the surface potential of the non-image portion (background portion).
(3) The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein a protective layer is provided on the surface of the latent image carrier.
(4) Protection that the protective agent supply means includes a protective agent block and a brush that is positioned between and contacts the protective agent block and the latent image carrier, and that is in contact with the image area of the latent image carrier. The image formation according to any one of (1) to (3), wherein the height of the protective agent block contacting the latent image carrier surface potential detection region is lower than the height of the agent block. apparatus.
(5) A brush in which the protective agent supply means includes a protective agent block and a brush located between and in contact with the protective agent block and the latent image carrier, and in contact with the image area of the latent image carrier. Any one of the above (1) to (3), wherein the length of the bristle of the fiber of the brush contacting the latent image carrier surface potential detection region is shorter than the length of the bristle of the fiber of The image forming apparatus described.
(6) A brush in which the protective agent supply means includes a protective agent block and a brush located between and in contact with the protective agent block and the latent image carrier, and in contact with the image area of the latent image carrier. The image formation according to any one of (1) to (3), wherein the thickness of the fibers of the brush contacting the latent image carrier surface potential detection region is thinner than the thickness of the fibers of apparatus.
(7) A process cartridge including at least a latent image carrier, a charging unit, a cleaning unit, and a protective agent supply unit, wherein the image is formed according to any one of (1) to (6). A process cartridge for use in an apparatus.
(8) After charging the surface of the latent image carrier,
Forming an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier;
Supplying toner to the latent image on the surface of the latent image carrier to form a toner image;
Transfer the toner image formed on the surface of the latent image carrier to a non-transfer body,
Cleaning the toner remaining on the latent image carrier surface after transfer,
In an image forming method comprising a step of supplying a latent image carrier protective agent to the latent image carrier,
Outside the image area of the latent image carrier, it has a surface potential detection area for determining the latent image carrier replacement time,
In the surface potential detection area, as in the image area, at least charged, forming an electrostatic latent image, developing, cleaning, and supplying a protective agent,
Supply a smaller amount of protective agent to the surface potential detection area of the latent image carrier than in the image area, detect the surface potential of the surface potential detection area of the latent image carrier, and determine when to replace the latent image carrier An image forming method.
本発明によると、感光体表面に保護剤を供給する保護剤供給装置を用い、表面電位検知領域に保護剤供給量の少ない部分を設け、強制的に感光体膜厚が画像領域内よりも早く摩耗する部分を形成し、膜厚が早く摩耗する部分の表面電位を検知して、感光体の交換時期を予測することによって、帯電低下による解像度不良や、地汚れ、放電破壊による異常画像などが出る前に、感光体の交換時期を知ることができ、高画質でない画像を出さなくて済む。感光体を交換する場合、サービスマンによる交換の場合でもサービスマン到着までの数時間あるいは数日のタイムロスを省くことができる。ユーザが感光体またはプロセスユニットを交換できる場合でも、交換時期でもないのに予備の感光体やプロセスユニットを準備しておく必要がなくなり、スペースやコストの無駄を省くことができる。 According to the present invention, a protective agent supply device that supplies a protective agent to the surface of the photosensitive member is used, and a portion where the protective agent supply amount is small is provided in the surface potential detection region, so that the photosensitive member film thickness is forcibly faster than in the image region. By detecting the surface potential of the part that wears out and the part where the film thickness wears quickly, and predicting the replacement time of the photoconductor, resolution failure due to charge reduction, ground contamination, abnormal images due to discharge destruction, etc. Before leaving, it is possible to know the replacement time of the photoconductor, and it is not necessary to produce a non-high quality image. When replacing the photoconductor, even when the serviceman replaces the photoconductor, it is possible to eliminate a time loss of several hours or days until the serviceman arrives. Even when the user can replace the photoconductor or the process unit, it is not necessary to prepare a spare photoconductor or process unit even though it is not time to replace the photoconductor or the process unit, and waste of space and cost can be saved.
また、表面電位検知領域の表面電位検知手段は、非画像部(地肌部)の表面電位を検知することによって、他の部分の表面電位を検知するよりも、画像との対比がよく、より正確に感光体交換時期を予測できる。
感光体表面に保護層を持つことによって、表面電位検知領域の保護層が摩耗した時点から予測する画像領域内の保護層が摩耗するであろう時点を交換時期とすることで、交換時期の決定が容易となる。
In addition, the surface potential detection means in the surface potential detection region has a better contrast with the image and more accurate than detecting the surface potential of other parts by detecting the surface potential of the non-image part (background part). In addition, the photoreceptor replacement time can be predicted.
By having the protective layer on the surface of the photoconductor, the replacement time is determined by setting the time when the protective layer in the image area predicted from the time when the protective layer in the surface potential detection area is worn to be worn. Becomes easy.
保護剤供給手段が、保護剤ブロックと、保護剤ブロックと潜像担持体との間に位置し両者に接するブラシと、から成り、感光体の画像領域内に接触する保護剤ブロックの高さよりも、感光体表面電位検知領域に接触する保護剤ブロックの高さが低いことにより、表面電位検知領域では、画像領域内よりも早く感光体を摩耗させることができ、画像領域内の感光体摩耗時期を予測することできる。
また、感光体の画像領域内に接触するブラシの繊維の毛足長さよりも、感光体表面電位検知領域に接触するブラシの繊維の毛足長さが短いことにより、表面電位検知領域では、画像領域内よりも早く感光体を摩耗させることができ、画像領域内の感光体摩耗時期を予測することできる。
さらに、感光体の画像領域内に接触するブラシの繊維の太さよりも、感光体表面電位検知領域に接触するブラシの繊維の太さは細いことにより、表面電位検知領域では、画像領域内よりも早く感光体を摩耗させることができ、画像領域内の感光体摩耗時期を予測することできる。
The protective agent supply means comprises a protective agent block, and a brush located between and in contact with the protective agent block and the latent image carrier, and is higher than the height of the protective agent block in contact with the image area of the photoreceptor. The height of the protective agent block in contact with the photosensitive member surface potential detection region makes it possible to wear the photosensitive member earlier in the surface potential detection region than in the image region. Can be predicted.
In addition, since the length of the bristles of the brush fibers that contact the photoconductor surface potential detection area is shorter than the length of the bristles of the fibers of the brush that contacts the image area of the photoconductor, The photoconductor can be worn earlier than in the area, and the photoconductor wear time in the image area can be predicted.
In addition, the thickness of the brush fibers in contact with the photoconductor surface potential detection area is smaller than the thickness of the brush fibers in contact with the image area of the photoconductor. The photoconductor can be worn quickly, and the photoconductor wear time in the image area can be predicted.
少なくとも感光体と、帯電手段と、クリーニング手段と、保護剤供給手段とを備えたプロセスカートリッジを、本発明の画像形成装置に用いることにより、表面電位検知領域の摩耗により画像領域内の摩耗を予測し、感光体を交換する時、交換がより容易となり、サービスマンによる交換の場合でもサービスマン到着までの数時間あるいは数日のタイムロスを省くことができる。また、ユーザが感光体またはプロセスユニットを交換できる場合でも、交換がより容易となり、交換時期でもないのに予備の感光体やプロセスユニットを準備しておく必要がなくなり、スペースやコストの無駄を省くことができる。 By using a process cartridge including at least a photosensitive member, a charging unit, a cleaning unit, and a protective agent supply unit in the image forming apparatus of the present invention, the wear in the image region is predicted due to the wear in the surface potential detection region. However, when the photoconductor is replaced, the replacement becomes easier, and even in the case of replacement by a serviceman, it is possible to omit a time loss of several hours or several days until arrival of the serviceman. Further, even when the user can replace the photoconductor or the process unit, it becomes easier to replace the photoconductor or the process unit, and it is not necessary to prepare a spare photoconductor or process unit even when it is not time to replace the photoconductor or the process unit. be able to.
表面電位検知領域も画像領域内と同様な作像プロセスを施し、感光体の表面電位検知領域には、画像領域内よりも少量の保護剤を供給し、感光体の表面電位検知領域の表面電位を検知し、感光体の交換時期を決定することにより、表面電位検知領域の摩耗により画像領域内の摩耗を予測し、感光体を交換する時、交換がより容易となり、サービスマンによる交換の場合でもサービスマン到着までの数時間あるいは数日のタイムロスを省くことができる。また、ユーザが感光体またはプロセスユニットを交換できる場合でも、交換がより容易となり、交換時期でもないのに予備の感光体やプロセスユニットを準備しておく必要がなくなり、スペースやコストの無駄を省くことができる。 The surface potential detection area is subjected to the same image formation process as in the image area, and a smaller amount of protective agent is supplied to the surface potential detection area of the photoconductor than in the image area, so that the surface potential of the surface potential detection area of the photoconductor is supplied. By detecting the photosensitive member and determining the replacement time of the photoconductor, the wear in the image area is predicted due to the wear of the surface potential detection region. When replacing the photoconductor, the replacement becomes easier. However, it can save time loss for several hours or days until arrival of the service person. Further, even when the user can replace the photoconductor or the process unit, it becomes easier to replace the photoconductor or the process unit, and it is not necessary to prepare a spare photoconductor or process unit even when it is not time to replace the photoconductor or the process unit. be able to.
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
なおドラム状の感光体について以下説明するが、本発明はこれに限定されず、シート状やエンドレスベルト状の感光体であってもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drum-shaped photoconductor is described below, but the present invention is not limited to this, and a sheet-shaped or endless belt-shaped photoconductor may be used.
図1は本発明を適用する画像形成装置の概略構成を示す図である。
同図において符号1は感光体、9は露光装置、51は一次転写ローラ、52、53、54はローラ、56は中間転写ベルト、57は中間転写ベルトクリーニング装置、61は二次転写ローラ、71は定着ベルト、72は加熱ローラ、73は定着ローラ、74は加圧ローラをそれぞれ示す。また、Y、M、C、Kは色を示す添字である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure,
画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト56を備えている。中間転写ベルト56は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、4つのローラ52、53、54に掛け回して支持され、図中矢印A方向に回転駆動される。中間転写ベルト56の上方にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色トナーに対応した4つの作像ユニットが中間転写ベルト56のベルト面に沿って並んでいる。
The image forming apparatus includes an
図2は4つの作像ユニットのうちの1つを拡大して示す図である。
同図において符号2は帯電装置、3は保護剤塗布装置、4は現像装置、8はクリーニング装置、Sは表面電位検査手段である表面電位検査センサをそれぞれ示す。
いずれの作像ユニットでも同様の構成であるので、この図においては、色の区別を示すY、M、C、Kの表示を省略する。各作像ユニットは感光体1を有し、各感光体1の周りには、感光体1表面に電荷を与える帯電装置2、感光体1表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置4、感光体1表面に保護剤を塗布する保護剤塗布装置3、トナー像転写後の感光体1表面のクリーニングをするクリーニング装置8がそれぞれ配置されている。
FIG. 2 is an enlarged view showing one of the four image forming units.
In the figure,
Since any image forming unit has the same configuration, Y, M, C, and K indicating color distinction are omitted in this figure. Each image forming unit has a
この作像ユニットをプロセスカートリッジと呼び、プロセスカートリッジ内のどこかの部品に異常が生じた場合、例えば感光体が摩耗して異常画像が出た場合には、異常個所となる部品単体、例えば感光体だけを交換しても良いし、プロセスカートリッジごと交換しても良い。
また、図1を参照すると、4つの作像ユニットの上方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置9が備えられている。
中間転写ベルト56を挟んで、各感光体1と対向する位置には、感光体1上に形成されたトナー像を中間転写ベルト56上に一次転写する一次転写ローラ51がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ51は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
This image forming unit is called a process cartridge. If an abnormality occurs in any part of the process cartridge, for example, if the photoconductor wears out and an abnormal image appears, the component itself that becomes the abnormal part, such as a photosensitive Only the body may be replaced, or the entire process cartridge may be replaced.
Referring to FIG. 1, an exposure device 9 is provided above the four image forming units to expose the surface of each charged photoconductor based on the image data of each color to form a latent image. .
A
中間転写ベルト56のローラ52で支持された部分の外側には、二次転写ローラ61が圧接されている。二次転写ローラ61は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ61と中間転写ベルト56との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト56上のトナー像が転写紙に転写される。
中間転写ベルト56のローラ53で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト56の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置57が設けられている。
A
An intermediate transfer
二次転写部の下流には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着装置70が備えられている。定着装置70は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ72および定着ローラ73に巻き掛けられた無端の定着ベルト71と、定着ベルト71を介して定着ローラ73に対向、圧接して配置される加圧ローラ74とから構成されている。
A fixing
以下に、本画像形成装置の特徴をより詳細に説明する。
図4及び図5は、本発明の画像形成装置に用いる積層型電子写真感光体の概略断面図である。
図4中101が導電性支持体、102が感光層で、電荷発生材料を主成分とする電荷発生層103と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層104とを積層して形成してある。
感光体としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。本発明の画像形成装置に用いる感光体(感光体)は、導電性支持体と、該導電性支持体上に少なくとも感光層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
Hereinafter, the features of the image forming apparatus will be described in more detail.
4 and 5 are schematic cross-sectional views of a multilayer electrophotographic photosensitive member used in the image forming apparatus of the present invention.
In FIG. 4, 101 is a conductive support, 102 is a photosensitive layer, and is formed by laminating a
There are no particular restrictions on the material, shape, structure, size, etc. of the photoconductor, and it can be appropriately selected from known ones, but the shape is preferably a drum shape, Examples thereof include inorganic photoreceptors such as amorphous silicon and selenium, and organic photoreceptors such as polysilane and phthalopolymethine. The photoreceptor (photoreceptor) used in the image forming apparatus of the present invention has a conductive support and at least a photosensitive layer on the conductive support, and further has other layers as necessary. Become.
前記感光層としては、公知の感光層を用いることができ、電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、又は電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、前記感光体の機械的強度、耐摩耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、図5に示すように、感光層102上に保護層105を設けることもできる。また、前記感光層と導電性支持体の間には下引き層106が設けられていてもよい。また、各層には必要に応じて可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
As the photosensitive layer, a known photosensitive layer can be used, a single layer type in which a charge generation material and a charge transport material are mixed, a forward layer type in which a charge transport layer is provided on the charge generation layer, or charge transport. There is a reverse layer type in which a charge generation layer is provided on the layer. Further, in order to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, etc. of the photoreceptor, a
前記導電性支持体としては、体積抵抗1.0×1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。 The conductive support is not particularly limited as long as it has a volume resistance of 1.0 × 10 10 Ω · cm or less, and can be appropriately selected according to the purpose. Metals such as nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver and platinum, metal oxides such as tin oxide and indium oxide, film or cylindrical plastic, paper coated or aluminum by vapor deposition or sputtering A plate made of aluminum alloy, nickel, stainless steel or the like, and a tube processed into a drum shape by a method such as extrusion or drawing, and then subjected to surface treatment such as cutting, superfinishing, or polishing can be used.
ドラム状の支持体としては、直径が20〜150mmが好ましく、24〜100mmがより好ましく、28〜70mmが更に好ましい。前記ドラム状の支持体の直径が20mm未満であると、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に困難となることがあり、150mmを超えると、画像形成装置が大きくなってしまうことがある。特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下が好ましく、60mm以下がより好ましい。
また、特開昭52−36016号公報に開示されているようなエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
The drum-shaped support preferably has a diameter of 20 to 150 mm, more preferably 24 to 100 mm, and still more preferably 28 to 70 mm. When the diameter of the drum-shaped support is less than 20 mm, it may be physically difficult to arrange each step of charging, exposure, development, transfer, and cleaning around the drum. When the diameter exceeds 150 mm, The image forming apparatus may become large. In particular, when the image forming apparatus is a tandem type, since it is necessary to mount a plurality of photoconductors, the diameter is preferably 70 mm or less, and more preferably 60 mm or less.
Further, an endless nickel belt or an endless stainless steel belt as disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.
前記感光体の下引き層は、一層であっても、複数の層で構成してもよく、例えば(1)樹脂を主成分としたもの、(2)白色顔料と樹脂を主成分としたもの、(3)導電性基体表面を化学的又は電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が挙げられる。これらの中でも、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。 The undercoat layer of the photoconductor may be composed of a single layer or a plurality of layers. For example, (1) the resin is the main component, and (2) the white pigment and the resin are the main components. And (3) a metal oxide film obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate. Among these, those containing a white pigment and a resin as main components are preferable.
前記白色顔料としては、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、これらの中でも、導電性支持体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンが特に好ましい。
前記樹脂としては、例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂;アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1〜10μmが好ましく、1〜5μmがより好ましい。
Examples of the white pigment include metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide. Among these, titanium oxide is particularly preferable because it is excellent in preventing injection of charges from the conductive support.
Examples of the resin include thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl alcohol, casein, and methyl cellulose; thermosetting resins such as acrylic, phenol, melamine, alkyd, unsaturated polyester, and epoxy. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said undercoat layer, According to the objective, it can select suitably, 0.1-10 micrometers is preferable and 1-5 micrometers is more preferable.
前記感光層における電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料又は染料;セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the charge generation material in the photosensitive layer include monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, tetrakisazo pigments and other azo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, oxazine dyes, xanthene dyes, Cyanine dyes, styryl dyes, pyrylium dyes, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium pigments, phthalocyanine pigments, etc. Organic pigments or dyes; selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, amorphous silicon, and other inorganic materials. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記感光層における電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the charge transport material in the photosensitive layer include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styryl hydrazone compounds, enamine compounds, butadiene compounds, distyryl. Examples thereof include compounds, oxazole compounds, oxadiazole compounds, thiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, aminostilbene derivatives, and triphenylmethane derivatives. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記感光層を形成するのに使用する結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及び光導電性樹脂等を使用することができる。該結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the binder resin used to form the photosensitive layer, it is electrically insulating and may be a known thermoplastic resin, thermosetting resin, photocurable resin, photoconductive resin, or the like. it can. Examples of the binder resin include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, Polyvinyl acetal, polyester, phenoxy resin, (meth) acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, ABS resin and other thermoplastic resins, phenol resin, epoxy resin, urethane resin, melamine resin, isocyanate Examples thereof include thermosetting resins such as resins, alkyd resins, silicone resins, thermosetting acrylic resins, polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。
前記フェノール系化合物としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
Examples of the antioxidant include phenolic compounds, paraphenylenediamines, hydroquinones, organic sulfur compounds, and organic phosphorus compounds.
Examples of the phenol compound include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3, 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl- 6-t-butylphenol), 4,4′-thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1,3 -Tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy Ben ) Benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis (4′-hydroxy-3 ′) -T-butylphenyl) butyric acid] cricol ester, tocopherols and the like.
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。 Examples of the paraphenylenediamines include N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl- Examples include p-phenylenediamine, N, N′-di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine, and the like.
前記ハイドロキノン類としては、例えば、2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなどが挙げられる。 Examples of the hydroquinones include 2,5-di-t-octyl hydroquinone, 2,6-didodecyl hydroquinone, 2-dodecyl hydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methyl. Examples include hydroquinone and 2- (2-octadecenyl) -5-methylhydroquinone.
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなどが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなどが挙げられる。
Examples of the organic sulfur compounds include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate, and the like. .
Examples of the organic phosphorus compounds include triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine, and the like.
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
前記酸化防止剤の添加量は、添加する層の総質量に対して0.01〜10質量%が好ましい。
These compounds are known as antioxidants such as rubbers, plastics and fats and oils, and commercially available products can be easily obtained.
The addition amount of the antioxidant is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to the total mass of the layer to be added.
前記可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂100質量部に対して0〜30質量部程度が適当である。 As the plasticizer, those used as plasticizers for general resins such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is about 0 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. Is appropriate.
また、前記感光層中にはレベリング剤を添加しても構わない。該レベリング剤としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類;測鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、又はオリゴマーが使用される。前記レベリング剤の使用量は、前記バインダー樹脂100質量部に対して、0〜1質量部が好ましい。 Further, a leveling agent may be added to the photosensitive layer. Examples of the leveling agent include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil; polymers having a perfluoroalkyl group in the chain or oligomers. As for the usage-amount of the said leveling agent, 0-1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of said binder resins.
前記感光体の保護層は、感光体の機械的強度、耐摩耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のために設けられる。該保護層としては、感光層よりも機械的強度の高い高分子、高分子に無機フィラーを分散させたものが好適である。また、前記保護層に用いる樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、該熱硬化性樹脂は機械的強度が高く、クリーニングブレードとの摩擦による摩耗を抑える能力が極めて高いため特に好ましい。前記保護層は薄い厚みであれば、電荷輸送能力を有していなくても支障はないが、電荷輸送能力を有しない保護層を厚く形成すると、感光体の感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇を引き起こしやすいため、保護層中に前述の電荷輸送物質を含有させたり、保護層に用いる高分子として電荷輸送能力を含有させたりしたものを用いることが好ましい。 The protective layer of the photoreceptor is provided to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, etc. of the photoreceptor. As the protective layer, a polymer having a mechanical strength higher than that of the photosensitive layer and a material in which an inorganic filler is dispersed in the polymer are suitable. The resin used for the protective layer may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, but the thermosetting resin has high mechanical strength and the ability to suppress wear due to friction with the cleaning blade. Is particularly preferable since it is extremely high. If the protective layer has a small thickness, there is no problem even if it does not have a charge transporting capability. However, if a protective layer having no charge transporting capability is formed thick, the sensitivity of the photoreceptor decreases, the potential increases after exposure, and the residual layer remains. Since the potential rise is likely to occur, it is preferable to use a protective layer containing the above-described charge transporting substance or a polymer used for the protective layer containing charge transporting ability.
前記感光層と保護層との機械的強度は一般に大きく異なるため、クリーニングブレードとの摩擦により保護層が摩耗し、消失すると、すぐに感光層は摩耗していってしまうため、保護層を設ける場合には、保護層は十分な厚みとすることが重要であり、0.1〜12μmが好ましく、1〜10μmがより好ましく、2〜8μmが更に好ましい。前記厚みが0.1μm未満であると、薄すぎてクリーニングブレードとの摩擦により部分的に消失しやすくなり、消失した部分から感光層の摩耗が進んでしまうことがあり、12μmを超えると、感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇が生じやすく、特に電荷輸送能力を有する高分子を用いる場合には、電荷輸送能力を有する高分子のコストが高くなってしまうことがある。 When the protective layer is provided, the mechanical strength of the photosensitive layer and the protective layer is generally greatly different, so the protective layer is worn away by friction with the cleaning blade, and the photosensitive layer is worn away as soon as it disappears. For this, it is important that the protective layer has a sufficient thickness, preferably 0.1 to 12 μm, more preferably 1 to 10 μm, and still more preferably 2 to 8 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, it is too thin and easily disappears due to friction with the cleaning blade, and wear of the photosensitive layer may proceed from the disappeared portion. In the case of using a polymer having a charge transport ability, the cost of the polymer having a charge transport ability may be increased.
前記保護層に用いる樹脂としては、画像形成時の書込み光に対して透明であり、絶縁性、機械的強度、接着性に優れたものが好ましく、例えばABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの高分子は熱可塑性樹脂であってもよいが、高分子の機械的強度を高めるため、多官能のアクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等を持つ架橋剤により架橋し、熱硬化性樹脂とすることで、保護層の機械的強度は増大し、クリーニングブレードとの摩擦による摩耗を大幅に減少させることができる。 The resin used for the protective layer is preferably one that is transparent to the writing light at the time of image formation and excellent in insulation, mechanical strength, and adhesiveness. For example, ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer are used. Polymer, chlorinated polyether, allyl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, Polymethylbenten, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, epoxy resin, etc. It is below. These polymers may be thermoplastic resins, but in order to increase the mechanical strength of the polymers, they are crosslinked with a crosslinking agent having a polyfunctional acryloyl group, carboxyl group, hydroxyl group, amino group, etc. By using a functional resin, the mechanical strength of the protective layer increases, and wear due to friction with the cleaning blade can be greatly reduced.
前記保護層は、電荷輸送能力を有していることが好ましく、保護層に電荷輸送能力を持たせるためには、保護層に用いる高分子と前述の電荷輸送物質を混合して用いる方法、電荷輸送能力を有する高分子を保護層に用いる方法が考えられ、後者の方法が、高感度で露光後電位上昇、残留電位上昇が少ない感光体を得ることができ好ましい。 The protective layer preferably has a charge transporting capability. In order to give the protective layer a charge transporting capability, a method of using a mixture of the polymer used for the protective layer and the above-described charge transporting substance, A method of using a polymer having a transport capability for the protective layer is conceivable, and the latter method is preferable because a photosensitive member having high sensitivity and a small increase in potential after exposure and a small increase in residual potential can be obtained.
前記電荷輸送層能力を有する高分子としては、高分子中に電荷輸送能力を有する基として、下記構造式(i)で表される基を有するものが好適に挙げられる。
ただし、前記構造式(i)中、Ar1は置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。Ar2、及びAr3は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
Preferred examples of the polymer having the charge transport layer ability include those having a group represented by the following structural formula (i) as a group having a charge transport ability in the polymer.
However, in the structural formula (i), Ar 1 represents an arylene group which may have a substituent. Ar 2 and Ar 3 may be the same as or different from each other, and each represents an aryl group that may have a substituent.
このような電荷輸送能力を有する基は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の機械的強度の高い高分子の側鎖に付加することが好ましく、モノマーの製造が容易で、塗工性、硬化性にも優れるアクリル樹脂を用いることが特に好ましい。
このような電荷輸送能力を有するアクリル樹脂は、上記構造式(i)の基を有する不飽和カルボン酸を重合させることにより機械的強度が高く、透明性にも優れ、電荷輸送能力も高い保護層を形成することができる。また、単官能の上記構造式(i)の基を有する不飽和カルボン酸に多官能の不飽和カルボン酸、好ましくは3官能以上の不飽和カルボン酸を混合することで、アクリル樹脂は架橋構造を形成し、熱硬化性高分子となり、保護層の機械的強度は極めて高いものとなる。前記多官能の不飽和カルボン酸には、上記構造式(i)の基を付加してもよいが、モノマーの製造コストが高くなってしまうため、多官能の不飽和カルボン酸には、上記構造式(i)の基を付加せず、光硬化性多官能モノマーを用いることが好ましい。
Such a group having a charge transporting ability is preferably added to a side chain of a polymer having high mechanical strength such as a polycarbonate resin and an acrylic resin, and the monomer can be easily produced, and the coating property and curability are also improved. It is particularly preferable to use an excellent acrylic resin.
The acrylic resin having such a charge transport capability is a protective layer having high mechanical strength, excellent transparency, and high charge transport capability by polymerizing the unsaturated carboxylic acid having the group of the structural formula (i). Can be formed. Further, the acrylic resin has a crosslinked structure by mixing a polyfunctional unsaturated carboxylic acid, preferably a tri- or higher functional unsaturated carboxylic acid, with the monofunctional unsaturated carboxylic acid having the group of the structural formula (i). When formed, it becomes a thermosetting polymer, and the mechanical strength of the protective layer is extremely high. The polyfunctional unsaturated carboxylic acid may be added with the group of the structural formula (i). However, since the production cost of the monomer is increased, the polyfunctional unsaturated carboxylic acid has the above structure. It is preferable to use a photocurable polyfunctional monomer without adding the group of the formula (i).
前記構造式(i)で表される基を有する単官能不飽和カルボン酸としては、下記構造式(ii)、又は構造式(iii)を例示することができる。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、R1は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、−COOR7(ただし、R7は水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す)、ハロゲン化カルボニル基、CONR8R9(ただし、R8及びR9は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す)を表す。 In the structural formula (ii) and the structural formula (iii), R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group which may have a cyano group, a nitro group, an alkoxy group which may have a substituent, -COOR 7 (wherein R 7 is a hydrogen atom, an alkyl which may have a substituent) Group, an aralkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, a carbonyl halide group, CONR 8 R 9 (where R 8 and R 9 are It may be the same or different, and has a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted aryl group).
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Ar1及びAr2は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Ar3及びAr4は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
前記構造式(ii)において、Xは、単結合、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、又は置換基を有していてもよいアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Zは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルキレンエーテル2価基、又は置換基を有していてもよいアルキレンオキシカルボニル2価基を表す。
m及びnは、それぞれ0〜3の整数を表す。
In Structural Formula (ii) and Structural Formula (iii), Ar 1 and Ar 2 may be the same as or different from each other, and represent an arylene group that may have a substituent.
In Structural Formula (ii) and Structural Formula (iii), Ar 3 and Ar 4 may be the same as or different from each other, and each represents an aryl group that may have a substituent.
In the structural formula (ii), X represents a single bond, an alkylene group which may have a substituent, a cycloalkylene group which may have a substituent, or an alkylene which may have a substituent. Represents an ether group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a vinylene group;
In the structural formula (ii) and the structural formula (iii), Z has an alkylene group which may have a substituent, an alkylene ether divalent group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted alkyleneoxycarbonyl divalent group.
m and n each represent an integer of 0 to 3.
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、R1の置換基中、アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基;メチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などにより置換されていてもよい。これらR1の置換基のうち、水素原子、又はメチル基が特に好ましい。 In the structural formula (ii) and the structural formula (iii), examples of the alkyl group in the substituent of R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group. These include halogen atoms, nitro groups, cyano groups; alkyl groups such as methyl groups and ethyl groups; alkoxy groups such as methoxy groups and ethoxy groups; aryloxy groups such as phenoxy groups; aryl groups such as phenyl groups and naphthyl groups; It may be substituted with an aralkyl group such as a benzyl group or a phenethyl group. Of these R 1 substituents, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferred.
前記Ar3及びAr4のアリール基としては縮合多環式炭化水素基、非縮合環式炭化水素基、又は複素環基が含まれる。
前記縮合多環式炭化水素基としては、環を形成する炭素数が18個以下のものが好ましく、例えばペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などが挙げられる。
The aryl group of Ar 3 and Ar 4 includes a condensed polycyclic hydrocarbon group, a non-condensed cyclic hydrocarbon group, or a heterocyclic group.
As the condensed polycyclic hydrocarbon group, those having 18 or less carbon atoms forming a ring are preferable. s-indacenyl group, fluorenyl group, acenaphthylenyl group, preadenyl group, acenaphthenyl group, phenalenyl group, phenanthryl group, anthryl group, fluoranthenyl group, acephenanthrenyl group, aceanthrylenyl group, triphenylyl group, pyrenyl group, Examples include a chrycenyl group and a naphthacenyl group.
前記非縮合環式炭化水素基としては、例えばベンゼン、ジフェニルエーテル、ポリエチレンジフェニルエーテル、ジフェニルチオエーテル、ジフェニルスルホン等の単環式炭化水素化合物の1価基;ビフェニル、ポリフェニル、ジフェニルアルカン、ジフェニルアルケン、ジフェニルアルキン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン、1,1−ジフェニルシクロアルカン、ポリフェニルアルカン、ポリフェニルアルケン等の非縮合多環式炭化水素化合物の1価基;9,9−ジフェニルフルオレン等の環集合炭化水素化合物の1価基などが挙げられる。
前記複素環基としては、例えばカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾール等の1価基などが挙げられる。
Examples of the non-condensed cyclic hydrocarbon group include monovalent groups of monocyclic hydrocarbon compounds such as benzene, diphenyl ether, polyethylene diphenyl ether, diphenyl thioether, diphenyl sulfone; biphenyl, polyphenyl, diphenylalkane, diphenylalkene, diphenylalkyne , Monovalent groups of non-condensed polycyclic hydrocarbon compounds such as triphenylmethane, distyrylbenzene, 1,1-diphenylcycloalkane, polyphenylalkane, and polyphenylalkene; ring assembly carbonization such as 9,9-diphenylfluorene And monovalent groups of hydrogen compounds.
Examples of the heterocyclic group include monovalent groups such as carbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, oxadiazole, and thiadiazole.
前記多官能の不飽和カルボン酸の含有量は、前記保護層全体の5〜75質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましく、20〜60質量%が更に好ましい。前記含有量が5質量%未満であると、保護層の機械的強度が不十分であり、75質量%を超えると、保護層に強い力が加わったときにクラックが発生しやすく、感度劣化も生じやすくなることがある。 The content of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid is preferably 5 to 75% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and still more preferably 20 to 60% by mass of the entire protective layer. When the content is less than 5% by mass, the mechanical strength of the protective layer is insufficient, and when it exceeds 75% by mass, cracks are likely to occur when a strong force is applied to the protective layer, and the sensitivity deteriorates. May be more likely to occur.
前記保護層にアクリル樹脂を用いる場合には、上記不飽和カルボン酸を感光体に塗工後、電子線照射あるいは、紫外線等の活性光線を照射してラジカル重合を生じさせ、保護層を形成することができる。活性光線によるラジカル重合を行う場合には、不飽和カルボン酸に光重合開始剤を溶解したものを用いる。光重合開始剤は通常、光硬化性塗料に用いられる材料を用いることができる。 When an acrylic resin is used for the protective layer, after applying the unsaturated carboxylic acid to the photoreceptor, irradiation with an electron beam or actinic rays such as ultraviolet rays causes radical polymerization to form a protective layer. be able to. When performing radical polymerization with actinic rays, a solution obtained by dissolving a photopolymerization initiator in an unsaturated carboxylic acid is used. As the photopolymerization initiator, materials used for photocurable paints can be used.
前記保護層中には該保護層の機械的強度を高めるために金属微粒子、金属酸化物微粒子、その他の微粒子など含有することが好ましい。前記金属酸化物としては、例えば酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、TiO、TiN、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。その他の微粒子としては、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、又はこれらの樹脂に無機材料を分散したものなどが挙げられる。
保護層を用いると、保護層を用いない場合に比べ、一般的に感光体の摩耗速度は大幅に遅くなる。そのため、保護層が摩耗しつくすと、その個所の摩耗速度は急激に増大し、感光体の表面電位の変化も急激になる。
The protective layer preferably contains metal fine particles, metal oxide fine particles, and other fine particles in order to increase the mechanical strength of the protective layer. Examples of the metal oxide include titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, TiO, TiN, zinc oxide, indium oxide, and antimony oxide. Examples of the other fine particles include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, silicone resins, or those obtained by dispersing inorganic materials in these resins for the purpose of improving wear resistance.
In general, when the protective layer is used, the wear rate of the photosensitive member is significantly reduced as compared with the case where the protective layer is not used. Therefore, when the protective layer is worn out, the wear rate at that portion increases rapidly, and the surface potential of the photoconductor also changes rapidly.
帯電装置2は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ2aを備える。帯電ローラ2aは、感光体1に対して微小な間隙をもって配設されることが好ましい。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ2aの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体1表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ2aには、帯電ローラ2a表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材2bが設けられている。
本発明において、帯電ローラ2aは、感光体の画像領域内と同様に、画像領域外の表面電位検知領域も帯電させるものである。
前記帯電部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記帯電ローラ以外にも、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等を用いることができる。
The charging
In the present invention, the charging
The charging member is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. In addition to the charging roller, a known contact charger including a brush, a film, a rubber blade, etc., a corotron, A non-contact charger using a corona discharge such as a scorotron can be used.
本発明において用いる帯電ローラ2aは、感光体に対して接触、または非接触近接に配置して近接放電を起こすことにより感光体表面を帯電させる方式のものを用いる。
上記で、接触とは感光体に帯電ローラが直接接触していることであり、非接触近接とは感光体と帯電ローラの間に200μm以下の空隙が存在していることを言う。非接触近接方式は帯電部材の表面が感光体表面に残留したトナー等によって汚染されにくいというメリットがある。
The charging
In the above, contact means that the charging roller is in direct contact with the photosensitive member, and non-contact proximity means that a gap of 200 μm or less exists between the photosensitive member and the charging roller. The non-contact proximity method has an advantage that the surface of the charging member is hardly contaminated by toner remaining on the surface of the photosensitive member.
帯電ローラは、例えばSUM−Niメッキ(鋼の表面をニッケルメッキ仕上げ)で形成した例えば外形φ8mmの金属軸である芯金の外周に、例えばエピクロルヒドリンゴムからなり、体積固有抵抗値を1×103〜1×108Ω・cmとした弾性ローラ部を例えば肉厚1.5mmの層として形成したものである。さらに弾性ローラ部は、例えばゴム自体のテストピース硬度が60度のものを使用する。また、表面が硬質な帯電ローラ2aの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンおよびその共重合体等)により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。
The charging roller is made of, for example, epichlorohydrin rubber on the outer periphery of a metal core that is, for example, a metal shaft having an outer diameter of 8 mm formed by SUM-Ni plating (steel surface is nickel-plated), and has a volume resistivity of 1 × 10 3. An elastic roller portion having a thickness of ˜1 × 10 8 Ω · cm is formed as a layer having a thickness of 1.5 mm, for example. Furthermore, the elastic roller part uses that whose test piece hardness of rubber itself is 60 degrees, for example. Further, specific examples of the charging
また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われてもよい。また、帯電ローラ部の両端部に、それぞれ例えばポリエステル、またはポリエチレンテレフタレートからなる片面が粘着面に形成された粘着シートを貼ることによって、感光体と帯電ローラの間に空隙を作ることができ、非接触近接方式を実現できる。そして、帯電ローラ芯金に直流電圧または交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加することによって、近接放電を起こして感光体の表面を帯電できる。これにより、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。 The cured film treatment is performed, for example, by immersing the resistance adjustment layer in a treatment solution containing an isocyanate-containing compound, but may be performed by forming a cured treatment film layer on the surface of the resistance adjustment layer. In addition, a gap can be created between the photosensitive member and the charging roller by sticking an adhesive sheet having one side made of polyester or polyethylene terephthalate, for example, to each end of the charging roller unit. A contact proximity method can be realized. Then, by applying a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a DC voltage to the charging roller mandrel, the surface of the photoreceptor can be charged by causing a proximity discharge. This makes it possible to significantly suppress the amount of ozone generated during charging as compared to a so-called corotron or scorotron using a discharge wire.
均一に帯電された感光体1には、図示せぬ露光手段から発した画像情報に応じた露光Lにより静電潜像を形成する。露光手段としてはレーザーダイオード(LD)、発光ダイオード(LED)等を用いることができる。
感光体の画像領域外では、常時全面ベタ画像となるよう、露光Lにより露光する。
An electrostatic latent image is formed on the uniformly charged
Outside the image area of the photoreceptor, exposure is performed by exposure L so that the entire surface is always solid.
感光体1上に形成した静電潜像は、現像装置4により現像し、トナー像が形成される。
現像装置4は、感光体1に対向している現像ローラ4a、現像ローラ4aに近接して紙面の表面から裏面方向に現像剤を搬送する第一の搬送スクリュウ4b1、紙面の裏面から表面方向に現像剤を搬送する第二の搬送スクリュウ4b2を互いに平行に備えている。現像ローラ4は、図示は省略するが外周側の回転自在なスリーブと内側に固定した磁石から構成する。第二の搬送スクリュウ4b2の搬送方向上流側にはトナー補給口を設け、第二の搬送スクリュウ4cの搬送方向下流側に設けたトナー濃度センサの出力に応じて、これも図示せぬトナー補給装置からトナーを補給する。トナー補給装置からスクリュウ4b2に補給されるトナーを現像剤と混合し、撹拌しながらスクリュウ4b1を経て、現像スリーブ4aへくみ上げる。
The electrostatic latent image formed on the
The developing
現像スリーブ4aによって汲み上げられるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、ドクターブレード4cによって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブ4aに担持される。現像スリーブ4aは、感光体1との対向位置において同方向または逆方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体1の潜像面に供給する。
なお、図1においては、二成分現像方式の現像装置4の構成を示したが、これに限るものではなく、一成分現像方式の現像装置であっても適用可能である。
また、現像装置は、感光体の画像領域の静電潜像と同様に、画像領域外の表面電位検知領域の静電潜像も現像し、トナー像を形成する。
The developer composed of toner and magnetic carrier pumped up by the developing
In FIG. 1, the configuration of the two-component developing
Further, the developing device develops the electrostatic latent image in the surface potential detection area outside the image area as well as the electrostatic latent image in the image area of the photoconductor to form a toner image.
現像剤はトナーとキャリアからなる二成分現像剤であり、キャリアは粒径50μm程度のフェライト、マグネタイト、鉄等の磁性体表面にシリコーン樹脂等の樹脂をスプレー等の方法で表面処理されたものを使用する。トナーはエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等の結着樹脂と顔料及び帯電制御剤を混練粉砕し、分級したものに、シリカ、チタニア等の外添剤を加えたものであり、粒径は7μm程度である。 The developer is a two-component developer composed of a toner and a carrier. The carrier is a surface of a magnetic material such as ferrite, magnetite, iron, etc. having a particle size of about 50 μm and surface-treated by a method such as spraying a resin such as a silicone resin. use. The toner is obtained by kneading and pulverizing a binder resin such as ester resin, acrylic resin or styrene resin, a pigment and a charge control agent, and adding an external additive such as silica or titania to a particle size of 7 μm. Degree.
トナーには、必要に応じてワックスやオイル等の定着助剤を内添したり、ステアリン酸亜鉛やフッ素樹脂等の潤滑剤の粉末を外添したりする場合がある。定着助剤を添加することで定着装置をなす定着ローラにシリコーンオイル等の定着オイルを塗布しなくても定着オフセットを防止することができ、コストダウンが図れる上、定着オイルがこぼれて床を汚したりする心配もなくせる。潤滑剤は、感光体の表面エネルギーを低減させ、紙粉やトナーによる感光体フィルミングを防止したり、転写中抜け等の異常画像の発生を防止したりする作用がある。 In some cases, the toner may be internally added with a fixing aid such as wax or oil, or may be externally added with a powder of a lubricant such as zinc stearate or a fluororesin. By adding a fixing aid, it is possible to prevent fixing offset without applying fixing oil such as silicone oil to the fixing roller forming the fixing device, which can reduce costs and spill the fixing oil to stain the floor. You don't have to worry about The lubricant acts to reduce the surface energy of the photoconductor, to prevent photoconductor filming due to paper dust and toner, and to prevent the occurrence of abnormal images such as omission in transfer.
保護剤供給手段としての保護剤塗布装置3は、固定されたケースに収容された固形保護剤3bと、固形保護剤3bに接触して保護剤を削り取り、感光体1に塗布するブラシローラ3aとを備える。固形保護剤3bは、ブロック状に形成されており、加圧部材3cによってブラシローラ3a側に付勢されている。加圧部材3cは、板バネ、圧縮バネ等のバネがよく、特に図に示すように圧縮バネを好適に用いることができる。固形保護剤3bはブラシローラ3aによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材3cで加圧されているために常時ブラシローラ3aに当接している。ブラシローラ3aは、回転しながら削り取った保護剤を感光体1表面に塗布する。
The protective
図2に示す作像ユニットおいて、この保護剤塗布装置3の下流には、クリーニング装置8が設置されている。
クリーニング装置8は、クリーニングブレード8a、支持部材8b、トナー回収コイル8c、ブレード加圧スプリング8dを備える。クリーニングブレード8aは、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴムを板状に形成してなり、そのエッジが感光体1表面に当接するようにして設けられ、転写後に残留する感光体1上のトナーを除去する。クリーニングブレード8aは、金属、プラスチック、セラミック等からなる支持部材8bに貼着されて支持され、感光体1表面に対し所定の角度で設置される。また、ブレード加圧スプリング8dによって所定の当接圧、食い込み量で感光体1表面に当接する。
クリーニングブレード8aは感光体1上のトナーを除去するとともに、保護剤塗布装置3で感光体上に塗布された保護剤を薄い膜状に延ばす塗布ブレードの役割も行う。
また、表面電位検知領域に形成されたトナー像は、転写されずに残り、画像領域内の転写残トナーとともに除去される。
In the image forming unit shown in FIG. 2, a cleaning device 8 is installed downstream of the protective
The cleaning device 8 includes a
The
Further, the toner image formed in the surface potential detection area remains without being transferred, and is removed together with the transfer residual toner in the image area.
図3は保護剤塗布装置の他の実施形態を示す図である。
保護剤塗布装置3は、固定されたケースに収容された固形保護剤3bと、固形保護剤3bに接触して保護剤を削り取り、感光体1に塗布するブラシローラ3aとを備える。固形保護剤3bは、ブロック状に形成されており、加圧部材3cによってブラシローラ3a側に付勢されている。加圧部材3cは、板バネ、圧縮バネ等のバネがよく、特に図に示すように圧縮バネを好適に用いることができる。固形保護剤3bはブラシローラ3aによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材3cで加圧されているために常時ブラシローラ3aに当接している。ブラシローラ3aは、回転しながら削り取った保護剤を感光体1表面に塗布する。さらにブラシローラ3aの下流側に均しブレード3dと支持部材3eと加圧スプリング3fが設置されている。ブラシローラ3aで感光体上に塗布された粒状の保護剤は、均しブレード3dによって感光体上に均一な膜に形成される。
FIG. 3 is a view showing another embodiment of the protective agent coating apparatus.
The protective
この保護剤塗布装置3の上流には、次に説明するクリーニング装置8が設置されている。
クリーニング装置で感光体1上の転写残トナーを除去した上で保護滑剤を塗布するため、トナー入力に左右されずに均一に感光体上に保護剤を塗布することができる。
クリーニング装置8は、クリーニングブレード8a、支持部材8b、トナー回収コイル8c、ブレード加圧スプリング8dを備える。クリーニングブレード8aは、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴムを板状に形成してなり、そのエッジが感光体1表面に当接するようにして設けられ、転写後に残留する感光体1上のトナーを除去する。クリーニングブレード8aは、金属、プラスチック、セラミック等からなる支持部材8bに貼着されて支持され、感光体1表面に対し所定の角度で設置される。また、ブレード加圧スプリング8dによって所定の当接圧、食い込み量で感光体1表面に当接する。
また、表面電位検知領域に形成されたトナー像は、転写されずに残り、画像領域内の転写残トナーとともに除去される。
A cleaning device 8 described below is installed upstream of the protective
Since the protective lubricant is applied after removing the transfer residual toner on the
The cleaning device 8 includes a
Further, the toner image formed in the surface potential detection area remains without being transferred, and is removed together with the transfer residual toner in the image area.
保護剤塗布装置3についてより詳細に説明する。
固形保護剤3bは、脂肪酸金属塩(金属石鹸)、フッ素系樹脂等からなるものが使用できるが、特に脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の直鎖状炭化水素の脂肪酸金属塩が挙げられ、金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、あるいはステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物が感光体の保護効果が高く、好ましい。
The protective
As the solid
また保護剤として以下のような構成のものも適している。
疎水性有機化合物(A)、および両親媒性の有機化合物(B)を必須の成分として含んでいるもの。
疎水性有機化合物(A)の例としては、前述のような、脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素、脂環式不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に分類される炭化水素類の他に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパーフルオロアルキルエーテル(PFA)、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂やフッ素系ワックス類、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂やシリコーン系ワックス類等が挙げられるが、これに限るものではない。
Moreover, the following structures are also suitable as the protective agent.
What contains hydrophobic organic compound (A) and amphiphilic organic compound (B) as an essential component.
Examples of the hydrophobic organic compound (A) include aliphatic saturated hydrocarbons, aliphatic unsaturated hydrocarbons, alicyclic saturated hydrocarbons, alicyclic unsaturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons as described above. In addition to the classified hydrocarbons, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyperfluoroalkyl ether (PFA), perfluoroethylene-perfluoropropylene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene -Examples include, but are not limited to, fluorine resins such as tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) and fluorine waxes, silicone resins such as polymethyl silicone and polymethyl phenyl silicone, and silicone waxes. .
他方、両親媒性の有機化合物(B)としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
陰イオン系界面活性剤の例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、リン酸アルキル塩、長鎖脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン(アニオン)を有し、これと、ナトリウム、
カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン、アンモニウムイオン等が結合した化合物が挙げられる。
On the other hand, examples of the amphiphilic organic compound (B) include an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant as described above.
Examples of anionic surfactants include alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, alkane sulfonate, alkyl sulfate, alkyl polyoxyethylene sulfate, alkyl phosphate, long chain fatty acid salt, α -Having an anion (anion) at the end of the hydrophobic site, such as sulfo fatty acid ester salt and alkyl ether sulfate, and sodium,
Examples include compounds in which alkali metal ions such as potassium, alkaline earth metal ions such as magnesium and calcium, metal ions such as aluminum and zinc, ammonium ions, and the like are bonded.
陽イオン系界面活性剤の例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等の、疎水性部位の末端に陽イオン(カチオン)を有し、これと、塩素、フッ素、臭素等や、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、チオ硫酸イオン、炭酸イオン、水酸イオン等が結合した化合物が挙げられる。 Examples of cationic surfactants include a cation (cation) at the end of a hydrophobic site, such as alkyltrimethylammonium salt, dialkylmethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, etc., and chlorine, fluorine , Bromine and the like, and compounds in which phosphate ions, nitrate ions, sulfate ions, thiosulfate ions, carbonate ions, hydroxide ions, and the like are bonded.
両イオン系界面活性剤の例としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、N−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体、アルキルアミノ酸等が挙げられる。
非イオン系界面活性剤の例としては、長鎖アルキルアルコール、アルキルポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコキシド、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等のアルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物等が挙げられる。また、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の長鎖アルキルカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール等の多価アルコールやこれらの部分無水物とのエステル化合物も好ましい形態として挙げられる。
Examples of amphoteric surfactants include dimethylalkylamine oxide, N-alkylbetaines, imidazoline derivatives, alkyl amino acids and the like.
Examples of nonionic surfactants include alcohol compounds such as long-chain alkyl alcohols, alkyl polyoxyethylene ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, fatty acid diethanolamides, alkyl polyglucooxides, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, ethers Examples thereof include compounds and amide compounds. In addition, long-chain alkyl carboxylic acids such as lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, montanic acid, and melicic acid, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, erythritol, and hexitol And ester compounds with these partial anhydrides are also preferred.
エステル化合物のより具体的な例としては、モノステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリセリル、モノパルチミン酸グリセリル、ジラウリン酸グリセリル、トリラウリン酸グリセリル、ジパルチミン酸グリセリル、トリパルチミン酸グリセリル、ジミリスチン酸グリセリル、トリミリスチン酸グリセリル、パルチミン酸ステアリン酸グリセリル、モノアラキジン酸グリセリル、ジアラキジン酸グリセリル、モノベヘン酸グリセリル、ステアリン酸ベヘン酸グリセリル、セロチン酸ステアリン酸グリセリル、モノモンタン酸グリセリル、モノメリシン酸グリセリル等のアルキルカルボン酸グリセリルやこの置換物、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノパルチミン酸ソルビタン、ジパルチミン酸ソルビタン、トリパルチミン酸ソルビタン、ジミリスチン酸ソルビタン、トリミリスチン酸ソルビタン、パルチミン酸ステアリン酸ソルビタン、モノアラキジン酸ソルビタン、ジアラキジン酸ソルビタン、モノベヘン酸ソルビタン、ステアリン酸ベヘン酸ソルビタン、セロチン酸ステアリン酸ソルビタン、モノモンタン酸ソルビタン、モノメリシン酸ソルビタン等のアルキルカルボン酸ソルビタンやこの置換物等が挙げられるが、これに限るものではない。
また、これらの両親媒性有機化合物は複数種類を併用しても良い。
More specific examples of ester compounds include glyceryl monostearate, glyceryl distearate, glyceryl monopartic acid, glyceryl dilaurate, glyceryl trilaurate, glyceryl dipartimate, glyceryl tripartinate, glyceryl dimyristate, trimyristate Glyceryl palmitate, glyceryl stearate, glyceryl monoarachidate, glyceryl diarachidate, glyceryl monobehenate, glyceryl stearate, glyceryl stearate, glyceryl monomontanate, and glyceryl monomelinate Sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monopartitic acid, sorbitan dipartitic acid, Sorbitan lipartinate, sorbitan dimyristate, sorbitan trimyristate, sorbitan palmitate stearate, sorbitan monoarachidate, sorbitan diarachidate, sorbitan monobehenate, sorbitan behenate stearate, sorbitan stearate sorbitan monomontanate, monomelicine Examples of the alkyl carboxylic acid sorbitan such as sorbitan acid and the substitution thereof are not limited thereto.
These amphiphilic organic compounds may be used in combination.
保護剤の保護効果は、基本的には保護剤の供給量に依存し、保護剤の供給量が多いほど、感光体は保護され、摩耗速度は低下する。従って、本発明のように、保護剤の供給量が少ない表面電位検知領域では摩耗速度が比較的速く、保護剤の供給量が多い画像領域内では摩耗速度が比較的遅くなる。 The protective effect of the protective agent basically depends on the supply amount of the protective agent. The larger the supply amount of the protective agent, the more the photoreceptor is protected and the wear rate is reduced. Therefore, as in the present invention, the wear rate is relatively fast in the surface potential detection region where the supply amount of the protective agent is small, and the wear rate is relatively slow in the image region where the supply amount of the protective agent is large.
本発明の感光体の保護剤を、一定の形状、例えば角柱状や円柱状等のブロックに成型するための方法としては、固体物質の成型方法として公知の方法を、用いることができる。
例としては、溶融成型方法、粉末成型法、熱プレス成型法、冷間等方圧プレス法(CIP)、熱間等方圧プレス法(HIP)などが挙げられるが、これに限られるものではない。
As a method for molding the photoconductor protective agent of the present invention into a block having a certain shape, for example, a prismatic shape or a cylindrical shape, a method known as a solid material molding method can be used.
Examples include, but are not limited to, melt molding, powder molding, hot press molding, cold isostatic pressing (CIP), hot isostatic pressing (HIP), etc. Absent.
溶融成型方法を例に、具体的な保護剤の成型方法を説明する。
予め保護剤の溶融温度以上に加熱した、所定形状の型枠中に、加熱溶融したアルキルカルボン酸グリセリルの所定量を注ぎ込み、必要に応じて融点以上の温度で一定時間維持後、放冷もしくは徐冷により冷却し、成型体を得ることができる。また、成型体の内部歪みを除去するために、冷却の途中で、保護剤成分の相転移温度を下回る温度まで冷却が進んだ後に、再度、相転移温度以上の温度まで緩やかに再加熱しても良い。
室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、保護剤の成型体を得る。
また、この後、更に切削加工などにより、保護剤の形状を整えても良い。
Taking a melt molding method as an example, a specific method for molding a protective agent will be described.
A predetermined amount of heat-melted glyceryl alkylcarboxylate is poured into a mold having a predetermined shape that has been heated above the melting temperature of the protective agent in advance, and if necessary, maintained at a temperature above the melting point for a certain period of time, and then allowed to cool or gradually. A molded body can be obtained by cooling with cooling. In addition, in order to remove internal distortion of the molded body, after cooling proceeds to a temperature lower than the phase transition temperature of the protective agent component in the middle of cooling, it is gradually reheated to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature again. Also good.
After cooling to a temperature close to room temperature, the molded body is removed from the mold to obtain a molded body of the protective agent.
After that, the shape of the protective agent may be further adjusted by cutting or the like.
上述の型枠としては、熱伝導性のよさ、寸法精度の良さから鋼材、ステンレス、アルミニウムなどの金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングすることが好ましい。 As the above-mentioned formwork, metal formwork such as steel, stainless steel, and aluminum is preferable because of good thermal conductivity and good dimensional accuracy. The inner wall surface of the mold is preferably coated with a release agent such as a fluororesin or a silicone resin in order to improve the releasability.
上記のような脂肪酸金属塩を直方体状に成型した固形保護剤3bは、図示しない保護剤保持部材に固定されている。固形保護剤3bを収容するケースには、ブラシローラ3a側に付勢する複数の加圧部材3cが、長手方向に並んで設けられている。
The solid
固形保護剤3bのブラシローラ3aへの加圧力は、複数の加圧部材3cの、加圧力の総圧で200〜1000mNの範囲になるようにする。総圧が200mN未満では、ブラシローラ3aで十分に固形保護剤3bの掻き取りが行われず、感光体1表面への保護剤塗布量が不足する。これにより、クリーニングブレード8aや感光体1表面の摩耗を促進し、転写残トナー等のクリーニング不良が発生しやすくなる。また、総圧が1000mNを超えると、感光体1表面への保護剤塗布量が過多となる。これは、固形保護剤3bの消耗が早まるばかりでなく、感光体1表面が、吸湿性の脂肪酸金属塩等からなる保護剤が過剰に塗布されることで湿度の影響を受けて、静電潜像が流れ、画像ボケを発生するという不具合の要因となる。したがって、固形保護剤3bは、ブラシローラ3aに対し総圧200〜1000mNで加圧されるのが好ましい。
The pressure applied to the
ブラシローラはステンレス、鉄などからなる芯金に繊維からなるシートが接着されている。図3の例では、芯金の外径は6mm、ブラシローラの外径としては14mmである。
ブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から1種ないし2種以上を選択して使用する事ができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン);ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂(例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテルおよびポリビニルケトン);塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−ブタジエン樹脂;フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン);ポリエステル;ナイロン;アクリル;レーヨン;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;アミノ樹脂(例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂);などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
In the brush roller, a sheet made of fiber is bonded to a cored bar made of stainless steel or iron. In the example of FIG. 3, the outer diameter of the metal core is 6 mm, and the outer diameter of the brush roller is 14 mm.
As a specific material of the brush fiber, one or more kinds selected from generally known materials can be selected and used. Specifically, polyolefin resins (for example, polyethylene, polypropylene); polyvinyl and polyvinylidene resins (for example, polystyrene, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether and Polyvinyl chloride); vinyl chloride-vinyl acetate copolymer; styrene-acrylic acid copolymer; styrene-butadiene resin; fluorine resin (for example, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene); Polyester; Nylon; Acrylic; Rayon; Polyurethane; Polycarbonate; Phenol resin; Amino resin (eg urea-formaldehyde resin, mela Down resins, benzoguanamine resins, urea resins, polyamide resins); Among such, it may be a resin having flexibility.
Also, in order to adjust the degree of bending, diene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene propylene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, silicone rubber, hydrin rubber, norbornene rubber, etc. are used in combination. Also good.
また、ブラシ表面には必要に応じてブラシの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定されること無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品(例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品);パーフルオロアルキルエーテル、ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂;ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。 Moreover, you may provide a coating layer in the brush surface for the purpose of stabilizing the surface shape of a brush, environmental stability, etc. as needed. As a component constituting the coating layer, it is preferable to use a coating layer component that can be deformed according to the bending of the brush fiber, and these are not limited as long as the material can maintain flexibility. Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, etc .; polystyrene, acrylic (for example, polymethyl methacrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, Polyvinyl and polyvinylidene resins such as polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polyvinyl ketone; vinyl chloride-vinyl acetate copolymer; silicone resin composed of an organosiloxane bond or a modified product thereof (for example, alkyd) Modified products with oils, polyester resins, epoxy resins, polyurethane, etc.); Fluorine resins such as perfluoroalkyl ether, polyfluorovinyl, polyfluorovinylidene, polychlorotrifluoroethylene; polyamides; polyesters; polyurethanes; polycarbonates; urea-formaldehyde resins An amino resin such as an epoxy resin or a composite resin thereof.
感光体が摩耗して異常画像が出る前に感光体摩耗を検知するには、画像領域外に表面電位検知領域を設け、その表面電位検知領域に、画像領域内よりも早く摩耗する部分を、意図的に形成する。画像領域内とは、通常、画像を形成する、A3やA4等、紙サイズに合わせた領域を指す。いわゆる文字間等の地肌部の非画像部ではない。画像領域外とは、画像領域内以外の領域を指す。 In order to detect photoconductor wear before an abnormal image appears due to wear of the photoconductor, a surface potential detection region is provided outside the image region, and a portion of the surface potential detection region that wears out earlier than in the image region, Intentionally formed. The term “inside the image area” usually refers to an area that forms an image, such as A3 or A4, that matches the paper size. It is not a non-image portion of the background portion such as so-called character spacing. Outside the image area refers to an area other than the inside of the image area.
感光体の摩耗を防ぐためには、前述したように、保護剤として、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸ブロックにブラシ等を押し付けて微粉化して感光体に供給する方法が採用されている。ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を用いることにより、感光体表面の潤滑性は向上し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦を低減することができる。(特開2004‐341480号参照)このように、保護剤を感光体に供給することで感光体の摩耗を低減することができ、保護剤を供給しないと感光体は摩耗する。また、保護剤の量によって感光体の摩耗状態に差が出ることも知られている(特許第3732109号段落[0029]参照)。すなわち、保護剤が多い方が摩耗が少なく、少ない方が摩耗が多くなる。 In order to prevent abrasion of the photoreceptor, as described above, a method is adopted in which a brush or the like is pressed against a metal soap block such as zinc stearate to be finely powdered and supplied to the photoreceptor as a protective agent. By using a metal soap such as zinc stearate, the lubricity of the surface of the photoreceptor is improved, and friction between the photoreceptor and the cleaning blade can be reduced. As described above, the wear of the photoconductor can be reduced by supplying the protective agent to the photoconductor, and the photoconductor is worn if the protective agent is not supplied. It is also known that the wear state of the photoreceptor varies depending on the amount of the protective agent (see Japanese Patent No. 3732109, paragraph [0029]). That is, the more the protective agent, the less the wear, and the less, the more the wear.
表面電位検知領域に、画像領域内よりも早く摩耗する部分を形成するためには、感光体の画像領域内対応部と表面電位検知領域対応部とで保護剤ブロックの高さを変えるとよい。画像領域内の通常の保護剤ブロック高さ(H_in)に比べ、表面電位検知領域対応部では、保護剤ブロックの高さを低くする(H_out)。図6の場合、画像形成装置でプリントする時、交換部品である、感光体、あるいはプロセスカートリッジの使用を始めてから、初期には、表面電位検知領域では保護剤ブロックはブラシローラに接触しないため、表面電位検知領域には保護剤は塗布されない。プリントを重ねることにより、保護剤ブロックがブラシローラによって段々削られる。保護剤ブロックが削られて低くなっても保護剤ブロックはブラシローラに当接しつづけるように、加圧部材3cによって保護剤ブロックはブラシローラに加圧されている。感光体の画像領域内と表面電位検知領域とに対応する部分の保護剤ブロックの高さがほぼ等しくなると、表面電位検知領域にも保護剤が塗布され始める。感光体の寿命として、保護剤が塗布される期間が、画像領域内と表面電位検知領域とで違いが出ることになる。よって、感光体の表面電位検知領域では、画像領域内よりも供給される保護剤が少量となり、ある摩耗程度になるのが、画像領域内よりも早くなる。
In order to form a portion that wears faster in the surface potential detection region than in the image region, the height of the protective agent block may be changed between the corresponding portion in the image region of the photoconductor and the corresponding portion of the surface potential detection region. Compared with the normal protective agent block height (H_in) in the image area, the surface potential detection area corresponding part lowers the height of the protective agent block (H_out). In the case of FIG. 6, since the protective agent block does not come into contact with the brush roller in the surface potential detection region in the initial stage after the use of the photoconductor or process cartridge which is a replacement part when printing with the image forming apparatus, A protective agent is not applied to the surface potential detection region. By overlapping the prints, the protective agent block is gradually scraped by the brush roller. Even if the protective agent block is shaved and lowered, the protective agent block is pressed against the brush roller by the pressurizing
上記では、画像領域内よりも早く摩耗する部分を表面電位検知領域に意図的に形成するために、保護剤ブロックの高さを変えたが、ブラシローラ3aの、毛足の長さを変えても良い。ブラシローラは毛足長さの異なる2種類の繊維から構成されている。画像領域内では長い繊維(H_B_in)、表面電位検知領域では短い繊維(H_B_out)が、感光体や保護剤ブロックに当接するようにする。
In the above, the height of the protective agent block was changed in order to intentionally form a portion that wears faster than in the image area in the surface potential detection area, but the length of the bristle of the
ブラシローラの長い方の繊維は、例えば毛足長さが5mmで保護剤ブロックに比較的深く食い込み強く接触するのに対して、ブラシローラの短い方の繊維は、例えば毛足長さが3mmである。短い方の繊維は保護剤ブロックに比較的浅く食い込み弱く接触するよう、感光体に対するブラシの軸の位置、ブラシに対する固形潤滑剤の当接圧が調整されている。表面電位検知領域では、画像領域よりもブラシローラの保護剤ブラックに対する接触が弱く、供給される保護剤が画像領域よりも少量となり、ある摩耗程度になるのが、画像領域内よりも早くなる。
ブラシ繊維の太さは、0.5〜3デニール、ブラシ繊維の密度は10万〜60万本/inch2が好ましい。
ブラシローラは図7に示すように、画像領域内対応部には毛足の長いブラシ繊維が当接するよう、表面電位検知領域対応部には毛足の短いブラシ繊維が当接するよう、ブラシローラを作製する。なお、図7は、便宜上、ブラシローラと感光体、ブラシローラと保護剤ブロックとを離して描いた。
The longer fiber of the brush roller, for example, has a bristle length of 5 mm and bites into the protective agent block relatively deeply and makes strong contact, whereas the shorter fiber of the brush roller has, for example, a bristle length of 3 mm. is there. The position of the shaft of the brush with respect to the photosensitive member and the contact pressure of the solid lubricant with respect to the brush are adjusted so that the shorter fiber bites into the protective agent block relatively shallowly and weakly contacts. In the surface potential detection region, the contact of the brush roller with the protective agent black is weaker than that in the image region, and the supplied protective agent is smaller than in the image region, and a certain degree of wear is earlier than in the image region.
The thickness of the brush fiber is preferably 0.5 to 3 denier, and the density of the brush fiber is preferably 100,000 to 600,000 / inch 2 .
As shown in FIG. 7, the brush roller is arranged so that the brush fibers with long bristles abut on the corresponding part in the image region, and the brush fibers with short bristles abut on the surface potential detection region corresponding part. Make it. In FIG. 7, for the sake of convenience, the brush roller and the photoconductor, and the brush roller and the protective agent block are illustrated separately.
画像領域内よりも早く摩耗する部分を表面電位検知領域に意図的に形成するために、ブラシローラ3aの、毛足の太さを変えても良い。ブラシローラは毛足太さの異なる2種類の繊維から構成されている。画像領域内では太い繊維、表面電位検知領域では短い繊維が、感光体や保護剤ブロックに当接するようにする。
ブラシローラの太い方の繊維は6〜20デニール、ブラシ繊維の密度が1万〜5万本/inch2が好ましい。繊維が太いため保護剤ブロックに比較的強く接触するのに対して、ブラシローラの細い方の繊維は0.5〜3デニール、ブラシ繊維の密度は10万〜60万本/inch2が好ましく、保護剤ブロックに弱く接触する。表面電位検知領域では、画像領域よりもブラシローラの保護剤ブラックに対する接触が弱く、供給される保護剤が画像領域よりも少量となり、ある摩耗程度になるのが、画像領域内よりも早くなる。
ブラシローラの毛足の長さは例えば4mmである。
ブラシローラは図8に示すように、画像領域内対応部には繊維の太いブラシ繊維が当接するよう、表面電位検知領域対応部には繊維の細いブラシ繊維が当接するよう、ブラシローラを作製する。なお、図8は、便宜上、ブラシローラと感光体、ブラシローラと保護剤ブロックとを離して描いた。
In order to intentionally form a portion that wears faster than in the image area in the surface potential detection area, the thickness of the bristle of the
The thicker fibers of the brush roller are preferably 6 to 20 denier, and the density of the brush fibers is preferably 10,000 to 50,000 fibers / inch 2 . Since the fiber is thick, it is relatively strong in contact with the protective agent block, whereas the thin fiber of the brush roller is preferably 0.5 to 3 denier, and the density of the brush fiber is preferably 100,000 to 600,000 / inch 2 Weakly contact the protective agent block. In the surface potential detection region, the contact of the brush roller with the protective agent black is weaker than that in the image region, and the supplied protective agent is smaller than in the image region, and a certain degree of wear is earlier than in the image region.
The length of the bristle feet of the brush roller is 4 mm, for example.
As shown in FIG. 8, the brush roller is manufactured so that thick brush fibers contact the corresponding part in the image region, and thin brush fibers contact the surface potential detection region corresponding part. . In FIG. 8, for the sake of convenience, the brush roller and the photoconductor, and the brush roller and the protective agent block are illustrated separately.
摩耗程度を検知するには、感光体の表面電位を測定する。図2のSは表面電位センサを示す。摩耗検知のためには、感光体の表面電位検知領域に表面電位検知手段である表面電位センサを設置し、表面電位検知領域の表面電位を測定する。
このとき、表面電位検知領域でも画像領域内と同様な通常の作像プロセスを施す。ただし、中間転写ベルトや中間転写ドラム、転写チャージャ、転写ローラ、転写材等は、画像領域内のみでも良い。表面電位を検知して摩耗を検知するので、現像プロセスも直接は必要ではないが、感光体の摩耗には、クリーニング時の、トナーの存在の影響が大きいので、表面電位検知領域では、画像領域内と同様なプロセスを施すことが望ましい。
In order to detect the degree of wear, the surface potential of the photoreceptor is measured. S in FIG. 2 indicates a surface potential sensor. In order to detect wear, a surface potential sensor as surface potential detection means is installed in the surface potential detection region of the photoreceptor, and the surface potential of the surface potential detection region is measured.
At this time, the normal image forming process similar to that in the image area is performed in the surface potential detection area. However, the intermediate transfer belt, the intermediate transfer drum, the transfer charger, the transfer roller, the transfer material, and the like may be provided only in the image area. Since the wear is detected by detecting the surface potential, the development process is not directly required, but the wear of the photoreceptor is greatly affected by the presence of toner during cleaning. It is desirable to apply the same process as in the above.
感光体表面電位として帯電電位(帯電後書込み前の表面電位)を検知する場合について説明する。感光体の摩耗に伴い、帯電電位(帯電後書込み前の表面電位)は正常な時より低くなる。また、摩耗は局部的に進む場合もあり、局部的に摩耗していると、帯電時に局部的摩耗部に電界が集中し、それに伴い放電破壊を生じ、その部分帯電電位は異常に低くなる。 A case where a charging potential (surface potential after charging and before writing) is detected as the photoreceptor surface potential will be described. As the photoconductor wears, the charging potential (surface potential after charging and before writing) becomes lower than normal. In some cases, the wear proceeds locally. If the wear is locally, the electric field concentrates on the locally worn portion during charging, resulting in discharge breakdown, and the partially charged potential becomes abnormally low.
感光体帯電電位を検知して、感光体交換時期を決定するには、以下の方法で決定する。
まず、感光体の画像領域内対応部と表面電位検知領域対応部とで保護剤ブロックの高さを変えて、表面電位検知領域に、画像領域内よりも早く摩耗する部分を形成した場合について説明する。
最初に、プリント枚数と画像領域内の保護剤ブロックの摩耗量との関係(図9(a))を把握しておく。さらに、プリント枚数と感光体の摩耗量との関係(図9(b))について、保護剤ブロック有無の場合(画像領域と同様に保護剤を供給した場合と、保護剤を供給しない場合)について、把握しておく。感光体の画像領域内が摩耗し、異常が出るどの位前に異常を検知したいか、感光体交換時期を決定したいか(=表面電位検知領域において異常が出た後、何枚プリント後に画像領域内において異常が出るか)によって、保護剤ブロックの、感光体画像領域内対応部と表面電位検知領域対応部との段差を決定する(図9(c))。
一方、感光体摩耗量と感光体帯電電位との関係(図9(d)を把握しておく。さらに、感光体帯電電位と、例えば紙上画像の非画像部(地肌部)OD(光学画像濃度)との関係(図9(e))を把握しておく。非画像部ODの許容値Tを決めておき、非画像部ODが許容値Tを上回り、異常を示す帯電電位となる感光体摩耗量を把握しておく。この時の感光体摩耗量と、上記プリント枚数と感光体の摩耗量との関係とから、感光体の画像領域内が摩耗し、異常が出るどの位前(K)に異常を検知したいか、感光体交換時期を決定したいか(=表面電位検知領域において異常が出た後、何枚プリント後に画像領域内において異常が出るか)を決定する。
In order to determine the photosensitive member replacement timing by detecting the photosensitive member charging potential, the following method is used.
First, the case where the height of the protective agent block is changed between the corresponding part in the image area of the photoconductor and the corresponding part in the surface potential detection area, and a part that wears faster than in the image area is formed in the surface potential detection area will be described. To do.
First, the relationship between the number of prints and the wear amount of the protective agent block in the image area (FIG. 9A) is grasped. Furthermore, with respect to the relationship between the number of printed sheets and the amount of wear of the photoconductor (FIG. 9B), with or without a protective agent block (when the protective agent is supplied as in the image area or when the protective agent is not supplied). Keep track of. How long do you want to detect an abnormality in the image area of the photoconductor, and how much you want to determine when to replace the photoconductor (= Image area after printing after an abnormality occurs in the surface potential detection area) The level difference between the corresponding part in the photoreceptor image area and the corresponding part in the surface potential detection area of the protective agent block is determined depending on whether or not an abnormality occurs in the protective agent block (FIG. 9C).
On the other hand, the relationship between the photoconductor wear amount and the photoconductor charge potential (FIG. 9D is grasped. Further, the photoconductor charge potential and, for example, a non-image portion (background portion) OD (optical image density) of the image on paper. 9) (see FIG. 9E) The allowable value T of the non-image portion OD is determined, and the non-image portion OD exceeds the allowable value T and has a charged potential indicating abnormality. From the relationship between the amount of photoconductor wear at this time and the number of printed sheets and the amount of photoconductor wear, the amount of wear (K) ) To determine whether or not to detect an abnormality or to determine the photosensitive member replacement time (= after an abnormality occurs in the surface potential detection area, how many sheets are abnormal in the image area after printing).
例えば、図9(e)より、非画像部ODが許容できない=Tよりも高くなる時の感光体帯電電位は500V、図9(d)より、感光体帯電電位が500Vとなる感光体摩耗量は約5μm、図9(b)より感光体摩耗量が約5μmとなるのは、保護剤有りの場合、約50,000枚プリントした時である。図9(c)に、画像領域内(保護剤有り)の場合の摩耗量として、図9(b)同様プロットし(画像領域内の線)、感光体の画像領域内が摩耗し異常が出る5,000枚(=K)前に異常を検知したい場合、画像領域内の線から5,000枚分ずらして、表面電位検知領域の摩耗量の線として画像領域内の摩耗量の線と平行な線を引く。ただし、表面電位検知領域の摩耗量は、プリント開始時(初期)には、保護剤がないためプリント枚数に対する摩耗量の傾きは急なので、図9(b)から保護剤無の場合の摩耗量も図9(c)にプロットする。表面電位検知領域では、この保護剤有り(a)と保護剤無し(b)との組合せが摩耗量となる。つまり、その交点、感光体摩耗量約1.5μmのときの、プリント枚数10,000枚時に、保護剤ブロックは表面電位検知領域でも感光体に接触し始める。図9(a)より、プリント枚数10,000枚の時、保護剤ブロックの摩耗量は約1mmである。よって表面電位検知領域の保護剤ブロックは画像領域内の保護剤ブロックよりも高さ1mm低くしておくと、表面電位検知領域が摩耗して表面電位検知手段が帯電電位500Vを検知した時(非画像部ODが非許容範囲となった時)から約5,000枚後に画像領域内で異常画像が出ると予測できる。 For example, from FIG. 9 (e), the non-image portion OD is unacceptable = photoreceptor charging potential when it is higher than T, and the photoreceptor wear amount at which the photoreceptor charging potential is 500V from FIG. 9 (d). Is about 5 μm, and the wear amount of the photosensitive member is about 5 μm from FIG. 9B when about 50,000 sheets are printed in the presence of the protective agent. In FIG. 9C, the amount of wear in the image area (with a protective agent) is plotted (line in the image area) as in FIG. 9B, and the image area of the photoconductor is worn and abnormal. When it is desired to detect anomalies before 5,000 sheets (= K), it is shifted by 5,000 sheets from the line in the image area and parallel to the wear amount line in the image area as the wear amount line in the surface potential detection area. Draw a straight line. However, the amount of wear in the surface potential detection region is steeply inclined with respect to the number of printed sheets because there is no protective agent at the start of printing (initial stage). Is also plotted in FIG. In the surface potential detection region, the combination of the presence of the protective agent (a) and the absence of the protective agent (b) is the amount of wear. That is, when the number of prints is 10,000 when the intersection, the photoreceptor wear amount is about 1.5 μm, the protective agent block begins to contact the photoreceptor even in the surface potential detection region. From FIG. 9A, when the number of printed sheets is 10,000, the wear amount of the protective agent block is about 1 mm. Therefore, if the protective agent block in the surface potential detection region is 1 mm lower than the protective agent block in the image region, the surface potential detection region is worn and the surface potential detection means detects a charged potential of 500V (non- It can be predicted that an abnormal image will appear in the image area after about 5,000 sheets from the time when the image portion OD is in an unacceptable range.
感光体帯電電位を検知して、感光体交換時期を決定する方法を、ブラシの長さを変える場合について説明する。あらかじめ、感光体帯電電位と、例えば紙上画像の非画像部(地肌部)ODとの関係(図9(e))を把握しておく。一方、感光体摩耗量と感光体帯電電位との関係(図9(d)を把握しておく。非画像部ODの許容値Tを決めておき、非画像部ODが許容値Tを上回り、異常を示す帯電電位となる感光体摩耗量を把握しておく。さらに、ブラシ長さの違う複数のブラシについて、プリント枚数と感光体の摩耗量との関係(図9(f))を把握しておく。この時、ブラシの長さは、ブラシa>ブラシb>ブラシcの順でブラシaが最も長い。
例えば、図9(e)より、非画像部ODが許容できない=Tよりも高くなる時の感光体帯電電位は500V、図9(d)より、感光体帯電電位が500Vとなる感光体摩耗量は約5μm、図9(f)より感光体摩耗量が約5μmとなるのは、ブラシaの場合約50,000枚、ブラシbの場合約45,000枚、ブラシcの場合約40,000枚、プリントした時である。画像領域内用(図7H_B_in)としてブラシaを用い、画像領域外の表面電位探知領域用(図7H_B_out)としてブラシbを使用すると、表面電位検知領域が摩耗して表面電位検知手段が帯電電位500Vを検知した時(非画像部ODが非許容範囲となった時)から約5,000枚後に画像領域内で異常画像が出ると予測できる。
A method of detecting the photosensitive member charging potential and determining the photosensitive member replacement time will be described in the case of changing the brush length. The relationship between the photosensitive member charging potential and the non-image portion (background portion) OD of the on-paper image is grasped in advance (FIG. 9E). On the other hand, the relationship between the photosensitive member wear amount and the photosensitive member charging potential (see FIG. 9D) is determined. The allowable value T of the non-image portion OD is determined, and the non-image portion OD exceeds the allowable value T. Know the amount of photoconductor wear, which is a charging potential that indicates an anomaly, and understand the relationship between the number of prints and the amount of photoconductor wear (Fig. 9 (f)) for multiple brushes with different brush lengths. At this time, the brush a has the longest length in the order of brush a> brush b> brush c.
For example, from FIG. 9 (e), the non-image portion OD is unacceptable = photoreceptor charging potential when it is higher than T, and the photoreceptor wear amount at which the photoreceptor charging potential is 500V from FIG. 9 (d). Is about 5 μm, and the photosensitive member wear amount is about 5 μm from FIG. 9 (f). About 50,000 sheets for the brush a, about 45,000 sheets for the brush b, and about 40,000 for the brush c. This is when a sheet is printed. When the brush a is used for the inside of the image area (FIG. 7H_B_in) and the brush b is used for the surface potential detection area outside the image area (FIG. 7H_B_out), the surface potential detecting area is worn and the surface potential detecting means is charged to 500V. It can be predicted that an abnormal image will appear in the image area after about 5,000 sheets from the time when the image is detected (when the non-image portion OD is in an unacceptable range).
感光体帯電電位を検知して、感光体交換時期を決定する方法を、ブラシの太さを変える場合について説明する。あらかじめ、感光体帯電電位と、例えば紙上画像の非画像部(地肌部)ODとの関係(図9(e))を把握しておく。一方、感光体摩耗量と感光体帯電電位との関係(図9(d)を把握しておく。非画像部ODの許容値Tを決めておき、非画像部ODが許容値Tを上回り、異常を示す帯電電位となる感光体摩耗量を把握しておく。さらに、ブラシ太さの違う複数のブラシについて、プリント枚数と感光体の摩耗量との関係(図10(b))を把握しておく。この時、ブラシの太さは、ブラシx>ブラシy>ブラシzの順でブラシaが最も太い。
例えば、図9(e)より、非画像部ODが許容できない=Tよりも高くなる時の感光体帯電電位は500V。図9(d)より、感光体帯電電位が500Vとなる感光体摩耗量は約5μm。図10(a)より感光体摩耗量が約5μmとなるのは、ブラシxの場合約50,000枚、ブラシyの場合約45,000枚、ブラシzの場合約40,000枚、プリントした時である。画像領域内用としてブラシxを用い、画像領域外の表面電位探知領域用としてブラシyを使用すると、表面電位検知領域が摩耗して表面電位検知手段が帯電電位500Vを検知した時(非画像部ODが非許容範囲となった時)から約5,000枚後に画像領域内で異常画像が出ると予測できる。
A method of detecting the photosensitive member charging potential and determining the photosensitive member replacement time will be described in the case of changing the thickness of the brush. The relationship between the photosensitive member charging potential and the non-image portion (background portion) OD of the on-paper image is grasped in advance (FIG. 9E). On the other hand, the relationship between the photosensitive member wear amount and the photosensitive member charging potential (see FIG. 9D) is determined. The allowable value T of the non-image portion OD is determined, and the non-image portion OD exceeds the allowable value T. Know the amount of photoconductor wear that is an abnormal charging potential, and understand the relationship between the number of prints and the amount of photoconductor wear (Fig. 10 (b)) for multiple brushes with different brush thicknesses. At this time, the brush a is thickest in the order of brush x> brush y> brush z.
For example, as shown in FIG. 9E, the non-image portion OD is unacceptable = the photosensitive member charging potential is 500 V when T is higher than T. From FIG. 9 (d), the photoreceptor wear amount at which the photoreceptor charge potential is 500V is about 5 μm. From FIG. 10 (a), the photoreceptor wear amount is about 5 μm. About 50,000 sheets for the brush x, about 45,000 sheets for the brush y, and about 40,000 sheets for the brush z are printed. It's time. When the brush x is used for the inside of the image area and the brush y is used for the surface potential detection area outside the image area, the surface potential detecting area is worn and the surface potential detecting means detects the charged potential 500V (non-image portion) It can be predicted that an abnormal image appears in the image area after about 5,000 sheets from the time when the OD is in an unacceptable range.
表面電位検知領域の電位測定は、常に測定しても良いが、表面電位検知領域で電位の異常が認められても、画像領域内において、即座に異常が発生するわけではない。そのため、例えば、10〜1000枚、好ましくは50〜500枚画像形成毎に表面電位検知を行えば良い。また、電位の異常を一回検知した場合には、即座に感光体交換時期と判断しても良いが、異常が連続して認められた場合に至って、感光体交換時期と判断しても良い。これらの設定は、要求する画像によって決定する。
上記表面電位検知手段は、帯電後書込み前の帯電電位を検知しても良いが、書込み後の非画像部(地肌部)の表面電位を検知してもよい。書込み後の方がより現像部に近く、画像との相関がより良い。画像領域外の表面電位探知領域では、作像時100%露光し、ベタ画像を作像しているため、書込み後の表面電位を検知する場合には、表面電位検知のタイミングに合わせ、露光しない時間を設け、非画像部の表面電位を検知するとよい。
The potential measurement in the surface potential detection region may always be performed, but even if a potential abnormality is recognized in the surface potential detection region, the abnormality does not immediately occur in the image region. Therefore, for example, the surface potential may be detected every 10 to 1000 sheets, preferably 50 to 500 sheets. In addition, when a potential abnormality is detected once, it may be immediately determined as a photoconductor replacement time. However, when abnormality is continuously recognized, it may be determined as a photoconductor replacement time. . These settings are determined by the requested image.
The surface potential detection means may detect a charging potential after writing and before writing, or may detect a surface potential of a non-image portion (background portion) after writing. After writing, the image is closer to the developing portion, and the correlation with the image is better. In the surface potential detection area outside the image area, 100% exposure is performed at the time of image formation and a solid image is formed. Therefore, when detecting the surface potential after writing, exposure is not performed in accordance with the timing of surface potential detection. It is preferable to provide time and detect the surface potential of the non-image area.
本発明の画像形成装置は潜像担持体の交換時期決定手段を有する。この潜像担持体の交換時期決定手段は、例えば、表面電位検知手段が所定の設定値を超える信号を発生したとき、これを交換時期と判断して、この信号を適宜の警告手段に送って警告信号を発生する手段である。
感光体やプロセスカートリッジの交換時期の警告は、画像形成装置本体の液晶等の表示部にメッセージを表示したり、警告ランプやLED等の点灯やブザー等によりユーザに報じたりする。上記電位情報をサービスコールシステムに接続して、直接サービスマンに知らせるようにすると、さらに便利である。
また、高速高生産な装置のように、予備の感光体やプロセスカートリッジ等を余分に搭載している場合には、自動的に交換するよう、設定しても良い。
The image forming apparatus of the present invention has a replacement time determining means for the latent image carrier. For example, when the surface potential detection means generates a signal exceeding a predetermined set value, the latent image carrier replacement time determination means determines that this is the replacement time and sends this signal to an appropriate warning means. Means for generating a warning signal.
A warning about the replacement timing of the photosensitive member or the process cartridge is displayed on a display unit such as a liquid crystal of the main body of the image forming apparatus, or is reported to the user by turning on a warning lamp, an LED, or a buzzer. It is more convenient to connect the potential information to the service call system so as to notify the service person directly.
Further, when an extra photoconductor, process cartridge, or the like is mounted as in a high-speed and high-production device, it may be set so that it is automatically replaced.
潜像担持体表面に保護層を持つと、摩耗したことがわかりやすい。
本発明における電子写真感光体には、感光層102の保護及び耐久性の向上のために、図5のように、フィラーを含有する保護層105を感光層102上に形成してもよい。図11(a)のように、保護層があると、保護層が摩耗してしまって保護層がなくなった時、摩耗の速度が急激に変化する。そのため図11(b)のように、プリント枚数と帯電電位との関係は、保護層がなくなると、保護層がある場合と比較して変化し、保護層がなくなると帯電電位は急激に変化するので、保護層の摩耗を検知しやすい。
そこで保護層を設けた感光体の場合、感光体上表面電位検知領域の保護層が摩耗してしまった時点を交換時点とするよう、プリント枚数と感光体保護層摩耗量と感光体帯電電位との関係を前もって把握し、感光体保護層の膜厚を選択しておくとよい。
If the surface of the latent image carrier has a protective layer, it is easy to see that it is worn.
In the electrophotographic photoreceptor of the present invention, a
Therefore, in the case of a photoconductor provided with a protective layer, the number of prints, the photoconductor protective layer wear amount, the photoconductor charging potential, It is preferable to grasp the relationship in advance and select the film thickness of the photoconductor protective layer.
タンデム型カラー画像形成装置imagio MP C3500を改造し、全体構成は図1、感光体周りは図3の構成になるように、図6に示した保護剤ブロック3bを配置し、感光体の線速を280mm/sとした。感光体1は、表面保護層を設けないものを用い、摩耗程度を検知するための、表面電位検知領域(保護剤ブロック3bのH_out部)を設けるため、従来よりも長くし、320mmとした。保護剤ブロック3bの幅は5mm、高さは、H_in部は8mm、H_out部は7mm、長さは、H_in部は305mm、H_out部は15mmとした。固形保護剤のブラシローラへの加圧力は、複数の加圧部材の、加圧力の総圧で400mNとした。また、帯電は帯電ローラにより感光体に対して−600Vの直流電圧と振幅1.2kVで周波数が2kHzの交流を印加するように改造した。
The tandem type color image forming apparatus imagio MP C3500 is modified, and the
摩耗程度を検知するために、感光体1の表面電位を測定する。摩耗検知のために、感光体1の表面電位検知領域に表面電位検知手段である表面電位センサを設置し、表面電位検知領域の表面電位を測定する。表面電位検知領域でも画像領域内と同様な通常の作像プロセスを施す。ただし、ここでは、転写プロセスは除外し、帯電、露光、現像、クリーニングを施した。現像されたトナーは転写されないので、全てをクリーニングで回収した。表面電位センサは露光後に設置し、画像形成100枚ごとに表面電位を測定した。表面電位探知領域では、作像時は100%露光してベタ画像を作像するが、表面電位検知のタイミングに合わせ、露光しない時間を設け、非画像部の表面電位を検知した。表面電位検知のための露光しない時間は、表面電位計の仕様によるが、1秒あれば十分である。
In order to detect the degree of wear, the surface potential of the
感光体1と保護剤ブロック3bとを用いて、プロセスカートリッジを4つずつ作製し、改造したタンデム型画像形成装置に搭載し、画像濃度が7%のテストチャートを、22℃、40%の環境で、連続で画像形成した。この時の、4色のうち、ブラックの画像領域外である表面電位探知領域の表面電位の測定結果を図9(f)に示す。画像形成当初は約600Vであった表面電位は、画像形成10,000枚時には、約570V、その後、画像形成を続けるに従い、表面電位は低下し、約500Vになった時の画像形成は約45,000枚であった。その時の画像を評価したところ、紙上画像の非画像部ODが約0.09であり、許容範囲ではあるものの、目視でも地汚れがやや目立つようになっていた。画像形成当初の非画像部ODは約0.05であり、目視では地汚れは気にならなかった。ここでプロセスカートリッジの交換時期を警告するところであるが、確認のためさらに連続画像形成を続けたところ、約50,000枚時、表面電位探知領域の表面電位は約490V、非画像部ODが約1.0であった。
Using the
プロセスカートリッジの交換時期を警告するために、画像形成装置本体の液晶表示部に交換時期のメッセージを表示するようにした。
この機構は全色の感光体に載せると確実に各色のプロセスカートリッジの交換時期を予測できるが、一般に使用量が多く、早めに感光体が消耗するブラックのみに載せ、ブラックのプロセスカートリッジ交換時に全色のプロセスカートリッジを交換しても良い。また、カラーは4色同様な傾向を示すことが多いので、ブラックに加え、カラーのうち1色に搭載しても良い。
In order to warn of the replacement timing of the process cartridge, a message of replacement timing is displayed on the liquid crystal display unit of the image forming apparatus main body.
Although this mechanism can reliably predict the replacement timing of each color process cartridge when it is mounted on all color photoconductors, it is generally used only on black where the photoconductor is consumed at an early stage. The color process cartridge may be replaced. Further, since colors tend to have the same tendency as four colors, they may be mounted on one of the colors in addition to black.
1 感光体
9 露光装置
51 一次転写ローラ
52、53、54 ローラ
56 中間転写ベルト
57 中間転写ベルトクリーニング装置
61 二次転写ローラ
71 定着ベルト
72 加熱ローラ
73 定着ローラ
74 加圧ローラ
101 導電性支持体
102 感光層
103 電荷発生層
104 電荷輸送層
105 保護層
106 下引き層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該潜像形成前の該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
形成された静電潜像を可視像化する現像手段と、
可視像化されたトナー像を非転写体に転写する転写手段と、
転写後に該潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、
潜像担持体に潜像担持体の保護剤を供給する保護剤供給手段と、
を備えた画像形成装置において、
潜像担持体の画像領域外に、潜像担持体交換時期を決定するための表面電位検知領域を有し、
該表面電位検知領域において、画像領域内同様、少なくとも帯電と静電潜像形成と現像とクリーニングと保護剤供給とが施され、
該保護剤供給手段は、潜像担持体の表面電位検知領域において、画像領域内よりも、少量の保護剤を供給し、潜像担持体の表面電位検知領域に表面電位検知手段を有し、潜像担持体の交換時期決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
Charging means for charging the surface of the latent image carrier before formation of the latent image;
An electrostatic latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier charged by the charging unit based on image data;
Developing means for visualizing the formed electrostatic latent image;
Transfer means for transferring the visualized toner image to a non-transfer body;
Cleaning means for removing toner remaining on the surface of the latent image carrier after transfer;
A protective agent supply means for supplying a protective agent for the latent image carrier to the latent image carrier;
In an image forming apparatus comprising:
Outside the image area of the latent image carrier, it has a surface potential detection area for determining the latent image carrier replacement time,
In the surface potential detection region, as in the image region, at least charging, electrostatic latent image formation, development, cleaning, and supply of a protective agent are performed.
The protective agent supply means supplies a smaller amount of protective agent in the surface potential detection region of the latent image carrier than in the image region, and has surface potential detection means in the surface potential detection region of the latent image carrier, An image forming apparatus comprising: a latent image carrier replacement time determination unit.
該潜像担持体の表面に静電潜像を形成し、
潜像担持体表面の潜像にトナーを供給してトナー像化し、
潜像担持体表面に形成されたトナー像を非転写体に転写し、
転写後に潜像担持体表面に残留するトナーをクリーニングし、
潜像担持体に潜像担持体の保護剤を供給する工程を有する画像形成方法において、
潜像担持体の画像領域外に、潜像担持体交換時期決定するための表面電位検知領域を有し、
該表面電位検知領域において、画像領域内同様、少なくとも帯電し静電潜像を形成し現像しクリーニングし保護剤を供給する工程を有し、
潜像担持体の表面電位検知領域には、画像領域内よりも少量の保護剤を供給し、潜像担持体の表面電位検知領域の表面電位を検知し、潜像担持体の交換時期を決定することを特徴とする画像形成方法。 After charging the latent image carrier surface,
Forming an electrostatic latent image on the surface of the latent image carrier;
Supplying toner to the latent image on the surface of the latent image carrier to form a toner image;
Transfer the toner image formed on the surface of the latent image carrier to a non-transfer body,
Cleaning the toner remaining on the latent image carrier surface after transfer,
In an image forming method comprising a step of supplying a latent image carrier protective agent to the latent image carrier,
Outside the image area of the latent image carrier, it has a surface potential detection area for determining the latent image carrier replacement time,
In the surface potential detection area, as in the image area, at least charged, forming an electrostatic latent image, developing, cleaning, and supplying a protective agent,
Supply a smaller amount of protective agent to the surface potential detection area of the latent image carrier than in the image area, detect the surface potential of the surface potential detection area of the latent image carrier, and determine when to replace the latent image carrier An image forming method.
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