JP2002333758A - 帯電装置 - Google Patents
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Abstract
コントロールした層がない場合においても、安定した帯
電均一性を維持出来る注入帯電装置を提供する。 【解決手段】電圧を印加した帯電部材2を被帯電体1に
接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、帯電
部材が弾性体で構成され、かつ、帯電部材表面は被帯電
体面に対して速度差を持っており、かつ、少なくとも帯
電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在し、被帯
電体の面速度をVd(mm/sec)、帯電部材の面速
度をVc(mm/sec)、帯電部材と被帯電体との接
触幅をN(mm)、帯電部材表面における導電粒子の被
覆率をRc(%)、としたときに、N・Rc・|Vc−
Vd|/Vd≧0.2の関係式が成り立つこと。被帯電
体の最表面層の体積抵抗が1×1014(Ω・cm)より
高い場合には、N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧2の
関係式が成り立つこと。
Description
接触帯電方式の帯電装置に関する。
装置等の画像記録装置において、電子写真感光体・静電
記録誘電体などの像担持体(被帯電体)を所要の極性・
電位に一様に帯電処理(除電処理も含む)する帯電装置
としてはコロナ帯電器(コロナ放電器)がよく使用され
ていた。
低電力等の利点があることから、被帯電体に電圧を印加
した帯電部材を当接させて被帯電体を帯電する接触方式
の帯電装置(接触帯電装置)が実用化されてきている。
器に比べれば発生量は格段に少ないけれども放電生成物
を生じることが原理的に避けられないため、オゾンなど
活性イオンによる弊害は避けられない。
明する注入帯電が提案されている。
へ電荷が直接注入されることで、被帯電体表面を帯電す
る機構である。特開平06−003921号公報等で提
案されている。
触して、放電現象を介さずに、つまり放電機構を基本的
に用いないで、被帯電体表面に直接電荷注入を行うもの
である。よって、接触帯電部材への印加電圧が放電閾値
以下であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯電
することができる。図5に注入帯電の帯電特性B(実
線)を従来の放電帯電の帯電特性A(点線)と比較して
示す。直接注入帯電機構はイオンの発生を伴わないため
放電生成による弊害は生じない。
帯電部材に電圧を印加し、被帯電体(像担持体)表面に
あるトラップ順位または電荷注入層の導電粒子等の電荷
保持部材に電荷を注入して直接注入帯電を行う機構であ
る。放電現象が支配的でないため、帯電に必要とされる
電圧は所望する像担持休表面のみであり、オゾンの発生
も無い。
材として磁気ブラシを用いた場合、帯電均一性を良くす
るために、帯電磁性粒子の微粒子化が考えられるが、そ
のまま磁性粒子を小さくすると、帯電器から脱落しやす
くなり、現像器に混入して現像性能を悪化させたり、転
写・定着を経て画像に現れたり等して、画像不良を引き
起こしてしまう。また、帯電器から帯電磁性微粒子が脱
落しないように、帯電磁性粒子を保持するマグネットを
強くしたり、帯電磁性粒子の磁気特性を向上させること
なども考えられるが、どちらもコストアップにつながっ
てしまう。
帯電均一性の向上が困難である。
ンジローラのような多孔状のローラに、接触帯電性を向
上させるための導電性微粒子(導電粒子)をコートした
ものを用いる構成が提案されている。本構成では、接触
帯電部材と被帯電体間の接触を極めて密にすることが可
能であり、良好な帯電性を得る事が可能となる。
オゾン生成物がほとんどない直接帯電方式である注入帯
電方法を用いて、長期使用においても安定した帯電均一
性を維持出来る帯電装置を提供することを目的とする。
コントロールした層がない場合においても、帯電均一性
に優れており、且つオゾン生成物がほとんどない直接帯
電方式である注入帯電方法を用いて、長期使用において
も安定した帯電均一性維持出来る帯電装置を提供するこ
とを目的とする。
徴とする帯電装置である。
に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、前
記帯電部材が弾性体で構成され、かつ、前記帯電部材表
面は被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少
なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存
在し、被帯電体の面速度をVd(mm/sec)、帯電
部材の面速度をVc(mm/sec)、帯電部材と被帯
電体との接触幅をN(mm)、帯電部材表面における導
電粒子の被覆率をRc(%)、としたときに、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧0.2 の関係式が成り立つことを特徴とする帯電装置。
ロールした層がない場合においても、帯電均一性に優れ
ており、且つオゾン生成物がほとんどない直接帯電方式
である注入帯電方法を用いて、長期使用においても安定
した帯電均一性維持出来る帯電装置を提供することを目
的帯電均一性に優れており、且つオゾン生成物がほとん
どない直接帯電方式である注入帯電方法を用いて、長期
使用においても安定した帯電均一性を維持出来る帯電装
置を得ることが出来る。
おいて、他の画像弊害がなく均一な帯電性能を得ること
が出来る。よって、オゾンレスでかつ均一な帯電性が得
られ、長期使用においても均一で良好な画像を得ること
ができる。
に接触させて被帯電体面を帯電するローラ形状の少なく
とも表面に多孔体を有する弾性体で構成され、かつ、前
記帯電部材表面は被帯電体面に対して速度差を持ってお
り、かつ、少なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には
導電粒子が存在し、前記被帯電体の最表面層の体積抵抗
が1×1014(Ω・cm)より高く、被帯電体の面速度
をVd(mm/sec)、帯電部材の面速度をVc(m
m/sec)、帯電部材と被帯電体との接触幅をN(m
m)、帯電部材表面における導電粒子の被覆率をRc
(%)、としたときに、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧2 の関係式が成り立つことを特徴とする帯電装置。
ロールした層がない場合においても、帯電均一性に優れ
ており、且つオゾン生成物がほとんどない直接帯電方式
である注入帯電方法を用いて、長期使用においても安定
した帯電均一性維持出来る帯電装置を得ることができ
る。
ルした層がない場合においても、注入帯電を用いた画像
形成装置において、他の画像弊害がなく均一な帯電性能
を得ることが出来る。よって、オゾンレスでかつ均一な
帯電性を得られ、長期使用においても均一で良好な画像
を得ることができる。
る。本実施例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロ
セス利用、導電粒子(以下、帯電導電粒子と記す)を用
いた直接注入帯電方式、反転現像方式、プロセスカート
リッジ方式のレーザービームプリンタである。
光体(以下、感光ドラムと記す)、2は接触帯電部材と
しての導電性帯電ローラ(以下、帯電ローラと記す)、
3は現像器、4は転写帯電器としての転写ローラ、5は
像定着装置、6は像露光器としてのレーザービームスキ
ャナ、7はクリーニング装置、8は帯電導電粒子供給手
段、9はプロセスカートリッジである。
計方向に所定の面速度(周速度、プロセススピード)V
dmm/secをもって回転駆動される。その回転過程
で、あらかじめ帯電導電粒子mが塗布され、また帯電導
電粒子供給手段8により帯電導電粒子が塗布され、感光
ドラム1に対して所定の押圧力をもって圧接させた帯電
ローラ2により帯電部位(=帯電ニップ部)aにおいて
外周面が所定の極性・電位に一様に直接注入帯電処理さ
れる。本実施例ではほぼ−700Vに一様に帯電処理さ
れる。
ラム1の回転方向Aに対してカウンター方向の矢印Bの
方向に所定の面速度(周速度)Vcmm/secをもっ
て回転駆動される。
帯電処理面に対して露光部位bにおいてレーザービーム
スキャナ6によるレーザー光走査露光Lがなされて目的
のプリントパターン(画像情報)に対応した静電潜像が
形成される。
オード・ポリゴンミラー等を含み、プリントパターンの
時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調された
レーザー光Lを出力し、該レーザー光Lで回転感光ドラ
ム1の一様帯電面を走査露光(画像部露光)する。
潜像が現像器3により現像部位cにおいてトナー画像と
して反転現像される。
成分磁性ネガトナーを用いた反転現像器である。
現像スリーブであり、矢印の反時計方向に所定の周速度
にて回転駆動される。
現像スリーブ3b内に挿入してある。現像器内の現像剤
3aは現像スリーブ近傍部の現像剤がマグネットロール
3cの磁力により現像スリーブ3bの外面に磁気ブラシ
層として担持されて現像スリーブ3bの回転で搬送さ
れ、規制ブレード3dで層厚規制及び摩擦帯電(電荷付
与)を受け、感光ドラム1と現像スリーブ3bの対向部
である現像部位cに搬送される。
源S2から所定の現像バイアスが印加される。本実施例
において現像バイアス電圧は、 DC電圧:−500V AC電圧:ピーク間電圧1600V、周波数1.8kH
z、矩形波 のDC・AC重畳電圧である。
露光明部(画像部)にネガトナーが選択的に付着して静
電潜像が反転現像される。
着樹脂、磁性粒子、電荷制御剤等を混合し、混練、粉
砕、分級の各工程を経て作成し、さらに流動化剤などの
外添剤を添加して作成されたものである。トナーの平均
粒径(D)は7μmであった。
ー像は中抵抗の転写ローラと感光ドラム1面との接触部
である転写部位(=転写ニップ部)dにおいて記録材P
の面に対して順次に転写される。
の制御タイミングにて記録材Pが給送されて、該記録材
Pが転写部位dを挟持搬送されると共に転写ローラ4に
転写バイアス印加電源S3から所定の転写バイアス電
圧、本実施例では+2kVのDC電圧が印加されること
で、感光ドラム1面側のトナー像が転写部位dを挟持搬
送される記録材P面に順次に静電転写される。
は回転感光ドラム1の面から分離され像定着装置5に導
入されてトナー画像の定着処理を受け、画像形成物(プ
リント・コピー)として機外に排紙される。
光ドラム1面はクリーニング装置7による転写残トナー
の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
電ローラ2、現像器3、クリーニング装置7、帯電導電
粒子供給手段8の5つのプロセス機器を一括してプリン
タ本体に対して着脱・交換自在のプロセスカートリッジ
9としてある。
手段、現像手段またはクリーニング手段と像担持体とを
一体的にカートリッジ化し、そのカートリッジを画像形
成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯
電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つ
と像担持体とを一体的にカートリッジ化し、そのカート
リッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもの
である。更に少なくとも現像手段と像担持体とを一体的
にカートリッジ化し、そのカートリッジを画像形成装置
本体に対して着脱可能とするものをいう。
成した感光体である。図2に本実施例で用いた感光ドラ
ムの層構成模型図を示す。この感光ドラム1は、アルミ
ドラム基体11上に、下引き層12、正電荷注入防止層
13、電荷発生層14、電荷輸送層15の順に重ねて塗
工された一般的な有機感光体ドラムに電荷注入層16を
塗布することにより、帯電性能を向上した感光体であ
る。
にSnO2超微粒子16a(粒子径が約0.03μ
m)、テフロン(商品名)などの滑剤、重合開始剤等を
混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したもので
ある。
抗にある。電荷の直接注入による帯電方式においては、
被帯電体側の抵抗を下げることでより効率良く電荷の授
受が行えるようになる。一方、感光体として用いる場合
には静電潜像を一定時間保持する必要があるため、電荷
注入層16の体積抵抗値としては1×109〜1×10
14(Ω・cm)の範囲が適当である。本実施例では、体
積抵抗値が1×1014(Ω・cm)の電荷注入層を用い
た。
ていない場合でも、例えば電荷輸送層15が上記抵抗範
囲にある場合は同等の効果が得られる。さらに、表層の
体積抵抗が約1013Ωcmであるアモルファスシリコン
感光体等を用いても同様な効果が得られる。
を形成することにより作成される。中抵抗層2bは樹脂
(例えばウレタン)、導電性粒子(例えばカーボンブラ
ック)、発泡剤等により処方され、芯金2aの上にロー
ラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直
径12mm、長手長さ200mmの弾性導電ローラ2を
作成した。
00kΩであった。帯電ローラ2の芯金2aに総圧1k
gの加重がかかるようφ30mmのアルミドラムに圧着
した状態で、芯金2aとアルミドラムに100Vを印加
し、計測した。
ることが重要である。つまり、弾性を持たせ十分な接触
状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十
分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電体にピ
ンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧のリーク
を防止する必要がある。従って、十分な帯電性と耐リー
ク性を得るには104〜107Ωの抵抗が望ましい。
形状安定しないために接触性が悪くなり、高すぎると帯
電接触を確保できないだけでなく、感光体表面へのミク
ロな接触性が悪くなるので、アスカーC硬度で25度か
ら50度が好ましい範囲である。
DM、ウレタン、NBR、シリコーンゴムや、IR等に
抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導
電性物質を分散したゴム剤があげられる。また、特に導
電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵
抗調整をすることも可能であり、さらには、金属酸化物
とイオン導電性の材料を混合して抵抗調整することも可
能である。
手段8 本実施例では、帯電導電粒子mとして、比抵抗が103
Ω・cm、平均粒径1.5μmの導電性酸化亜鉛粒子を
用いた。これを使用前の帯電ローラ2の表面に均一に塗
布した。帯電導電粒子mが帯電ローラ表面に付着してい
る力のほとんどは鏡映力であるため、初期に帯電ローラ
表面に付着している帯電導電粒子mはほぼ1層である。
性微粒子同士の付着力は小さく、帯電ローラ最表面のも
の以外はすぐに脱落してしまう。
酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物、ある
いは、これらに表面処理を施したなど各種導電粒子が使
用可能である。
ため比抵抗としては1012Ω・cm以下が望ましい。
規化して求めた。底面積2.26mm2の円筒内に凡そ
0.5gの粉体試料を入れ上下電極に15kgの加圧を
行うと同時に100Vの電圧を印加し抵抗値を計測、そ
の後、正規化して比抵抗を算出した。
に50μm以下が望ましい。本発明において、粒子が凝
集体を構成している場合の粒径は、その凝集体としての
平均粒径として定義した。粒径の測定には、光学あるい
は電子顕微鏡による観察から、100個以上抽出し、水
平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出しその50
%平均粒径をもって決定した。
体の帯電に用いる場合には帯電部から脱落した場合に潜
像露光時に妨げにならないよう、さらに、帯電導電粒子
が感光体上から記録紙に一部転写されてしまう場合を考
慮すると、無色、あるいは白色のものが望ましい。
8は、帯電導電粒子供給部材81(m)、該帯電導電粒
子供給部材81の支持体82、帯電導電粒子供給部材8
1を収容させたハウジング83等から構成してあり、帯
電ローラ2の上側に配設して、ハウジング83内の帯電
導電粒子供給部材81の下面を帯電ローラ2の上面に接
離出来る構成となっている。
式、電磁コイル式などで行うことが可能であり、本実施
例では、画像形成300枚ごとに、非画像形成時の帯電
ローラ2が一周以上回転する一定時間に、帯電導電粒子
供給部材81がカムにより帯電ローラ2に接して、粒子
mの供給を行なっている。非画像形成時に帯電導電粒子
mの供給を行うのは、画像形成時に帯電導電粒子mを供
給すると、帯電導電粒子mが過剰に供給された場合に、
帯電ローラ2から感光ドラム1上に移行し、露光部での
遮光や、現像部での現像リークなどの弊害を生じるため
である。
子mをチップ状に結着固形化した部材(帯電導電粒子チ
ップ)であり、回転する帯電ローラ2との当接により白
墨のように自ら削れることで帯電導電粒子mを帯電ロー
ラ2の表面に塗布供給する部材である。
電粒子mを溶剤中にバインダー樹脂で結着したチップ状
のものである。具体的処方としては、バインダー樹脂と
してスチレンアクリル樹脂をエタノール中に5wt%の
濃度で溶解し、重量にしてバインダー樹脂1に対して7
倍の酸化亜鉛粒子等の帯電導電粒子mを混合する。そし
てこの溶液を型に入れて成形し、乾燥することで、帯電
導電粒子mをチップ状に結着固形化した形態の帯電導電
粒子供給部材81が得られる。
て、比抵抗が3×103Ω・cm、平均粒径1.5μm
の酸化亜鉛粉を用いた。
向Aに対してはカウンター方向の矢印Bの方向に回転駆
動させた。即ち帯電ローラ2は感光ドラム1面に対して
速度差をもって接触する。帯電ローラ2と感光ドラム1
との圧接ニップ部が帯電部位aであり、帯電部位aには
帯電導電粒子mが介存している。
電バイアス印加電源S1から所定の帯電バイアス電圧、
本実施例では−700VのDC電圧が印加される。
度差をもって接触し、感光ドラム1への接触部である帯
電部位aでは帯電ローラ表面に存在する帯電導電粒子m
が感光ドラム表面に接触することで、帯電導電粒子mの
潤滑性により帯電ローラ2を感光ドラム1に対して周速
差をもたせて容易に回転させることが可能となり、帯電
ローラ表面の感光ドラム表面への接触性が向上してい
る。即ち帯電ローラ2は帯電導電粒子mの介在によりま
んべんなく感光ドラム表面を摺擦し、十分に帯電ローラ
表面と感光ドラム表面が接触することが出来、直接電荷
の受け渡しが可能となり、直接注入帯電機構が支配的と
なる。従って、従来の放電帯電機構を主にしたローラ帯
電では得られなかった高い帯電性が得られ、帯電ローラ
2に印加した電位とほぼ同等の電位を感光ドラム1に与
えることができる。
である感光ドラムに必要な電位相当の電圧で十分であ
り、放電現象を用いない安定かつ安全な直接注入帯電が
実現できる。
−700Vの直流電圧を印加した。これにより、感光ド
ラム表面は印加電圧−700Vとほぼ等しい電位に帯電
される。
る侵入量を持って当接させ帯電接触部の幅N(mm)を
形成している。
り、ドラムの面速度をVd(mm・sec)とする。
に同方向に移動する方向を正の値とし、面速度をVc
(mm/sec)とする。逆方向に移動した場合は負の
値とする。そのローラ芯金2aに−700Vの直流電圧
を印加した。これにより、感光体表面は印加電圧と等し
い電位に帯電される。
の被覆率Rc(%)を以下の方法で求めた。
るのと同じ条件でスライドガラスを当接させ、その当後
面を光学顕微鏡で観察し、白色を呈している比率を被覆
率とした。サンブルにより白色度は異なるので、予め、
帯電ローラ2の白色度(黒色度)と、帯電導電粒子mの
白色度を測定し、さらには、帯電ローラ2上に帯電導電
粒子mが50%存在時の白色度を測定し、精度良く被覆
率を求めた。
色に近い場合には、光学的に被覆率を求めることが困難
なため、蛍光X線等での元素分析により物質を同定し、
被覆率を求めることも可能である。ただし、この場合
は、当接状態を実際の場合と同じ状態で、(先で述べた
ように、スライドガラスなどを当接させる方法)測定す
ることが困難なため、予め、当接状態を変化させて、光
学顕微鏡等での測定と元素分析での測定を比較しておく
必要がある。
凹があるが、実際に感光ドラム表面に接触しているとき
は、ある程度の侵入量を持って接触しており、その面が
感光ドラムとの接触により潰され、帯電ローラ表面がミ
クロに感光ドラム表面に密着している。
帯電性能を得るには、帯電部材をミクロなレベルで均一
に感光体表面に接触させることが重要である。帯電部材
と感光体の接触に関わる主なパラメータは以下である。
電部材表面における帯電導電粒子mの被覆率:Rc(1
00%を1とする)である。この数値は、装置使用の初
期においては、帯電導電粒子mが存在しない帯電ローラ
2表面も、感光体表面に接触すれば、感光体表面に電荷
を注入し注入帯電を行うことが出来るため、帯電均一性
ヘの寄与は少ない。しかし、装置使用において、クリー
ニングブレードより転写残トナーや外添剤さらには紙粉
などがすり抜け、帯電部に到達し、帯電ローラ表面を汚
染してしまうと、これらの汚染物は高抵抗の物質が多
く、注入帯電を阻害するため、帯電導電粒子が存在する
か否かが、注入帯電均一性を決める上で重要になる。そ
れが、この帯電導電粒子の被覆率によって大きく左右さ
れる。
c−Vd|/Vd 正負どちらの場合においても、周速差が大きくなればな
るほど、多くの帯電ローラ表面(ミクロには帯電導電粒
子、または、汚染してないローラ表面)がある感光ドラ
ム上の1点に接触することができ、感光ドラム表面の触
り残しがなくなる。
幅:N(mm) 感光ドラム1と帯電ローラ2は、マクロな接触幅を持っ
て接触しており、この接触幅が太い方がある感光ドラム
1上の1点において、接触部通過時にミクロに接触でき
る帯電ローラ表面の面積は増加するので、より均一力接
触性を得ることができる。
電の様子を図3を用いて説明する。この図は、帯電ロー
ラ2の側から感光ドラム1との接触部を透視したモデル
図であり、帯電導電粒子mの存在量や、感光ドラム1上
の帯電状態は説明をしやすくするために間引いてある。
に従って、図の左方から移動してきて、帯電接触部に進
入するが、ミクロに見ると、導電体である帯電ローラ表
面または帯電導電粒子が接触しないと電荷が注入されな
い。例えば、点線で示した帯電導電粒子の一部であるド
ラムに接触できるC1点がローラ回転方向に従って、図
の右方から移動してきて、P1点に接触することで、電
荷を注入することが可能である。図3において、斜線帯
状のところがドラム上で注入帯電出来たところである。
実際には、帯電導電粒子だけでなく、帯電ローラ表面の
1部もドラム表面に接触して注入帯電を行い、さらに、
帯電ローラとドラムとの周速差により、より接触の機会
を増やすものである。
帯電ローラ表面の感光ドラムヘの接触性の度合いを示す
ものであり、これらのバラメータは以下のように、帯電
部材と被帯電体との接触幅に帯電導電粒子の被覆率を乗
じることでマクロな接触部中の有効接触部をあらわし、
さらに周速差を乗じることで、ドラム上のある1点にお
ける帯電導電粒子の接触具合を表す数値となる。ここ
で、この数植は数値が大きい方が帯電ローラ表面の感光
体表面への接触性が良くなり、注入帯電均一性が良好と
なるのだが、0.2より小さくなってしまうと、本構成
の注入帯電において、帯電均一性が不十分であるため、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧0.2 が望ましい関係である。
タを変化させて、1000枚印字を行った場合の帯電均
一性の結果を以下の表1に示す。
ムの侵入量を変えて、変化させた。
電ローラ2ヘの当接状態を変化させて変化させた。
各々変化させた。
来き、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧1 とすることで、より均一性の良好な注入帯電を行うこと
が出来る。
る帯電導電粒子mの供給をチップ状の部材81を帯電ロ
ーラ2に接触することで行ったが、これに限定するもの
ではなく、粉体での帯電ローラヘの供給や、転写後の感
光ドラム1上への供給などの方法でも良い。
面の抵抗を実施例1のように調整せず、最表面層の体積
抵抗が1×1014(Ω・cm)より高い場合に本発明を
施した場合について説明する。特に説明をしないところ
は、実施例1と同様である。
で用いた図2の感光ドラムにおいて表面層である電荷注
入層16を省いた感光ドラムである。すなわち、アルミ
ドラム基体1上に、下引き層12、正電荷注入防止層1
3、電荷発生層14、電荷輸送層15の順に重ねて塗工
された一般的な有機感光体ドラムそのものである。
例1で記述した感光ドラムに比べて低いために、注入方
式でマイナス帯電を行う場合、実施例1の感光ドラムに
比べて電子が受け取り難く、実施例1と同じ条件では注
入帯電均一性が劣る。
は、マイナス帯電の場合には電子の移動度であり、プラ
ス帯電の場合には正孔の移動度であるが、本件では抵抗
で代用している。
せるためには、より、帯電ローラ表面と感光ドラム表面
との接触性を向上させる必要があり、接触性を示す各パ
ラメータを乗じた値を実施例1よりも、少なくとも10
倍向上させる必要があり、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧2 が望ましい関係である。ここで、10倍以上というの
は、感光体の表面抵抗の差を考慮しての値である。
の感光ドラムを組み込み、各パラメータを変化させて、
1000枚印字を行った場合の帯電均一性の結果を以下
の表2に示す。
面層に抵抗調整をした表層を設けなくとも、均一な注入
帯電を行うことが出来る。
る。本実施例の画像形成装置は実施例1のプリンタにお
いて、クリーニング装置7を無しにしてクリーナレス
(トナーリサイクル)のプリンタにしたものである。ま
た帯電ローラ2に対す帯電導電粒子供給手段8を無しに
し、帯電ローラ2に対す帯電導電粒子mの供給は現像器
3で行うようにしてある。特に記述しないものは、実施
例1と同様である。
を持つドラムを用いた。
た、感光ドラム1に非接触の現像器である。現像器3は
マグネットロール3cを内包した現像スリーブ3b、規
制ブレード3dから構成される。現像器3内のトナー3
aはスリーブ3b上を搬送される過程において、規制ブ
レード3dで層厚規制及び電荷付与され、現像部位cに
導入され、感光ドラム1上に形成された静電潜像を現像
する。現像剤であるトナー3aの重量平均粒径(D4)
は7μであった。この現像剤であるトナー3aには帯電
導電粒子mを予め所定の配合量で添加混合させてある。
この帯電導電粒子mは、平均粒径が1.5μmの酸化亜
鉛粒子で添加量は重量部で2部である。
帯電粒子mは、現像器3による感光ドラム1側の静電潜
像のトナー現像時に現像部位cにおいてトナー3aとと
もに適当量が感光ドラム1側に移行する。
dにおいて転写バイアスの影響で記録材P側に引かれて
積極的に転移するが、感光ドラム1上の帯電導電粒子m
は導電性であることで記録材P側には積極的には転移せ
ず、感光ドラム1上に実質的に付着保持されて残留す
る。
で、転写後の感光ドラム1面に残存の上記の帯電導電粒
子mは感光ドラム1と帯電ローラ2の圧接部である帯電
部位aに感光ドラム1面の移動でそのまま持ち運ばれて
帯電ローラ2に付着し、帯電ローラ2に対して供給され
る。
脱落しても、プリンタが稼働されることで、現像器3の
現像剤3aに含有させてある帯電導電粒子mが現像部位
cで感光ドラム1体面に移行し該感光ドラム1面の移動
により転写部位dを経て帯電部位aに持ち運ばれて帯電
ローラ2に逐次に供給される。
は現像器3に回収されて現像剤3aに混入して循環使用
される。
写後の感光ドラム1面に残存の転写残トナーは帯電部位
aに感光ドラム1面の移動でそのまま持ち運ばれて帯電
ローラ2に付着・混入する。このように転写残トナーが
帯電ローラ2に付着・混入しても、帯電導電粒子mが帯
電部位aに介存することにより、帯電ローラ2の感光ド
ラム1への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、
帯電ローラ2の転写残トナーによる汚染にかかわらず、
低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に渡り安
定に維持させることができ、均一な帯電性を与えること
が出来る。
差を持って接触していることで、転写部位dから帯電部
位aへ至った転写残トナーはパターンが撹乱されて崩さ
れ、中間調画像において、前回の画像パターン部分がゴ
ーストとなって現れることがなくなる。
ーは帯電ローラ2から感光ドラム1上に徐々に吐き出さ
れて感光ドラム1面の移動とともに現像部位cに至り、
現像器3において現像同時クリーニング(回収)され
る。
上に残留したトナーを引き続く画像形成工程の現像時、
即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、
その潜像の現像時において、現像装置のかぶり取りバイ
アス、即ち現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面
電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vbackによ
って回収するものである。本実施例におけるプリンタの
ように反転現像の場合では、この現像同時クリーニング
は、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収
する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位ヘトナ
ーを付着させる電界の作用でなされる。
なったトナーはトナーリサイクルのため、帯電ローラ表
面の微小な突起により帯電接触へ撹乱されつつ混入する
が、トナーと同時に帯電導電粒子も帯電ローラ表面に保
持されるため、感光ドラムに対し緻密な接触性と接触抵
抗を保つことができる。従って、直接帯電が可能にな
る。そして、混入したトナーは帯電ローラ内部に入り込
むことなく、対ドラムや対帯電導電粒子との摩擦によっ
てトナーが本来なるべき極性に帯電され(本実施例では
ネガ帯電)帯電ローラ表面から排出され次回現像工程で
現像器にて再度回収あるいは現像される。
タを変化させて、1000枚印字を行った場合の帯電均
一性の結果を以下の表3に示す。
ため、帯電ローラ表面には、帯電導電粒子やトナー以外
にトナーの外添剤や紙粉が多く存在するため、白色度を
計測するだけでは、表面の帯電導電粒子の被覆率が確認
できないため、蛍光X線分光装置(Rigaku社製R
IX3000)での元素分析も同時に行い、被覆率を求
めた。
入帯電の均一性に関わる各パラメータを N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧2 の様に設定することで、転写残のトナーが帯電部位に混
入しても、帯電ローラ表面から感光ドラム表面に電荷を
渡せる十分な経路を確保して、均一な注入帯電が出来
る。
リサイクルを可能にしながら、直接帯電を行い、特に本
発明ではクリーナレス装置であっても十分安定した帯電
ローラ表面と感光ドラム表面の接触性が維持できるの
で、長期に亙り均一な帯電性が得られ良好な画像を維持
することができる。
ローラに限られるものではない。
ァーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使
用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性
(可捲性)と導電性を得ることも可能である。
等の弾性体も使用可能である。例えば、抵抗調整された
繊維(ユニチカ製−Rec等)を植え密度155本/m
m2、繊維長3mmでパイル状に形成し、その後そのパ
イルをφ6mmの芯金に巻き固定し、ローラ状に成形し
たファーブラシローラ等である。
する印加帯電バイアスあるいは印加現像バイアスは直流
電圧に交番電圧(交流電圧)を重畳してもよい。
波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周
期的にオン/オフすることによって形成された矩形波で
あっても良い。このように交番電圧の波形としては周期
的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用でき
る。
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やLEDなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。
も良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に
一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電
手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成
する。
トナーによる反転現像器を例に説明したが、現像器の構
成について特に限定するものではない。正規現像器であ
ってもよい。
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法(1成分非接触現像)と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対し
て磁性のキャリアを混合したものを現像剤(2成分現像
剤)として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分
接触現像)と、上記の2成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分非
接触現像)との4種類に大別される。
ルト転写などにすることもできる。
体などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等に
より多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であ
ってもよい。
電均一性に優れており、且つオゾン生成物がほとんどな
い直接帯電方式である注入帯電方法を用いて、長期使用
においても安定した帯電均一性を維持出来る帯電装置を
提供することができる。
コントロールした層がない場合においても、帯電均一性
に優れており、且つオゾン生成物がほとんどない直接帯
電方式である注入帯電方法を用いて、長期使用において
も安定した帯電均一性維持出来る帯電装置を提供するこ
とができる。
・・弾性体ローラ、m・・帯電導電粒子、3・・現像
器、3a・・現像剤(トナー)、3b・・現像スリー
ブ、3c・・マグネット、3d・・規制ブレード、8・
・帯電導電粒子供給装置
2)
に接触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、前
記帯電部材が弾性体で構成され、かつ、前記帯電部材表
面は被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少
なくとも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存
在し、前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が1×10 9
〜1×1014(Ω・cm)であり、被帯電体の面速度を
Vd(mm/sec)、帯電部材の面速度をVc(mm
/sec)、帯電部材と被帯電体との接触幅をN(m
m)、帯電部材表面における導電粒子の被覆率をRc
(%)、としたときに、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧1 の関係式が成り立つことを特徴とする帯電装置。
るのと同じ条件でスライドガラスを当接させ、その当接
面を光学顕微鏡で観察し、白色を呈している比率を被覆
率とした。サンブルにより白色度は異なるので、予め、
帯電ローラ2の白色度(黒色度)と、帯電導電粒子mの
白色度を測定し、さらには、帯電ローラ2上に帯電導電
粒子mが50%存在時の白色度を測定し、精度良く被覆
率を求めた。
入帯電の均一性に関わる各パラメータを N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧1 の様に設定することで、転写残のトナーが帯電部位に混
入しても、帯電ローラ表面から感光ドラム表面に電荷を
渡せる十分な経路を確保して、均一な注入帯電が出来
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接
触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、前記帯
電部材が弾性体で構成され、かつ、前記帯電部材表面は
被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少なく
とも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在
し、 被帯電体の面速度をVd(mm/sec)、 帯電部材の面速度をVc(mm/sec)、 帯電部材と被帯電体との接触幅をN(mm)、 帯電部材表面における導電粒子の被覆率をRc(%)、
としたときに、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧0.2 の関係式が成り立つことを特徴とする帯電装置。 - 【請求項2】 電圧を印加した帯電部材を被帯電体に接
触させて被帯電体面を帯電する帯電装置であり、前記帯
電部材が弾性体で構成され、かつ、前記帯電部材表面は
被帯電体面に対して速度差を持っており、かつ、少なく
とも帯電部材と被帯電体の接触面には導電粒子が存在
し、前記被帯電体の最表面層の体積抵抗が1×10
14(Ω・cm)より高く、 被帯電体の面速度をVd(mm/sec)、 帯電部材の面速度をVc(mm/sec)、 帯電部材と被帯電体との接触幅をN(mm)、 帯電部材表面における導電粒子の被覆率をRc(%)、
としたときに、 N・Rc・|Vc−Vd|/Vd≧2 の関係式が成り立つことを特徴とする帯電装置。
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