JP2003207967A - 電子写真用ローラ及び画像形成装置 - Google Patents
電子写真用ローラ及び画像形成装置Info
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
き、画像不良を発生することのない電子写真用ローラ、
及びそれを用いた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも導電性弾性層と、表面層とか
ら構成され、表面の10点平均粗さ(Rz)が、0.1
μm≦Rz≦6μmである電子写真用ローラにおいて、
前記10点平均粗さ(Rz)の位置バラツキが、(Rz
の最大値−Rzの最小値)≦2μmであり、凹凸の平均
間隔(Sm)が、75μm≦Sm≦500μmであり、
かつ外径振れ精度が40μm以下であることを特徴とす
る電子写真用ローラ及びそれを用いた画像形成装置。
Description
形成装置に用いられる電子写真用ローラ及びそれを用い
た画像形成装置に関する。
電記録装置等の電子写真画像形成装置は、像担持体を帯
電せしめる一次帯電手段、像担持体上の現像剤を被印刷
物上に引き寄せる転写手段等というような、被帯電体を
均一に帯電する手段を含んでいる。
れる帯電法として、従来のコロナ帯電法よりもオゾン発
生量が大幅に少ない接触式帯電法の検討が行なわれ、最
近では一部において実用化されている。
材を被帯電体に当接させて被帯電体を帯電させるもので
あるが、当接部近傍の微小間隙で生じる放電現象を利用
して被帯電体を帯電させる場合が一般的である。接触式
帯電部材としては、少なくとも弾性層に被帯電体と接触
する表面層の2層を含む構成のものが広く用いられてい
る。
性として、感光体に対する均一帯電性が挙げられる。
抗分布の均一化及び表面性の向上が検討されてきた。例
えば、前者については、表面層中の導電性物質の分散を
向上させる、体積固有抵抗が比較的低い樹脂を表面層の
結着材料に用いる、接触帯電部材を構成する各層の膜厚
を均一に調整する、後者については、表面層にレベリン
グ剤を添加する、弾性層の表面性を向上させる等の方策
である。
41620号公報では、最外層を表面粗さ5μm以下と
することで直流電圧のみを印加して被帯電体を帯電処理
する場合でも均一帯電性が得られる、特開平8−286
468号公報では、表面粗さがJIS・10点平均表面
粗さRzスケールで20μm以下であることにより、帯
電電位の均一性を常に確保し、良好な画像が得られる、
等の提案がなされている。
上はほぼ図られたが、帯電均一性の安定化[長期使用に
伴い接触帯電部材表面に汚損物質(現像剤、紙粉等)が
徐々に付着するが、その際、部分的な付着ムラを発生し
やすく、それが原因で帯電均一性が低下することがあ
る。特に、直流電圧のみを印加して被帯電体を帯電処理
する場合、顕著に現れる]という面では不十分なのが現
状である。
い、即ち、長期の使用においても帯電均一性が確保で
き、画像不良を発生することのない電子写真用ローラ、
及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
とも導電性弾性層と、表面層とから構成され、表面の1
0点平均粗さ(Rz)が、0.1μm≦Rz≦6μmで
ある電子写真用ローラにおいて、前記10点平均粗さ
(Rz)の位置バラツキが、 (Rzの最大値−Rzの最小値)≦2μm であり、凹凸の平均間隔(Sm)が、 75μm≦Sm≦500μm であり、かつ外径振れ精度が40μm以下であることを
特徴とする電子写真用ローラである。
も球状粒子を含有し、球状粒子の平均粒径をd[μ
m]、表面層膜厚をl[μm]とした時、 d≦10μm 0.01≦d/l≦0.90 を満足する上記(1)の電子写真用ローラである。
数SF−1が100以上150以下である上記(1)、
(2)の電子写真用ローラである。
上記(1)〜(3)の電子写真用ローラである。
上記(1)〜(3)の電子写真用ローラである。
させた帯電部材に電圧を印加して前記被帯電体面を帯電
処理する接触帯電手段と、帯電された前記被帯電体面を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像
に現像剤中のトナーを付着させてトナー像を形成する現
像手段と、前記感光体上のトナー像を転写部材により転
写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置にお
いて、現像手段が、接触現像法を行う現像ローラを有
し、前記現像手段によって前記静電潜像に付着されるト
ナーとして、重合法によって生成されたトナーを使用
し、前記帯電部材として上記(4)の電子写真用ローラ
を使用する画像形成装置である。
させた帯電部材に電圧を印加して前記被帯電体面を帯電
処理する接触帯電手段と、帯電された前記被帯電体面を
露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像
に現像剤中のトナーを付着させてトナー像を形成する現
像手段と、前記感光体上のトナー像を転写部材により転
写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置にお
いて、現像手段が、接触現像法を行う現像ローラを有
し、前記現像手段によって前記静電潜像に付着されるト
ナーとして、重合法によって生成されたトナーを使用
し、前記転写部材として上記(5)記載の電子写真用ロ
ーラを使用する画像形成装置である。
ーラを帯電部材として用いた場合について以下説明す
る。
に、帯電部材の断面図を図2に示す。
は直流電圧と交流電圧の重畳電圧等の振動電圧を印加す
る導電性基体である芯金2a、弾力性を付与する導電性
弾性層2b、被帯電体と接触する表面層である被覆層2
cからなり、必要に応じて帯電部材の抵抗を制御する抵
抗制御層2dが弾性層2bの外側に設けられる。該帯電
部材2は、図示しない押圧手段により所定の当接力をも
って被帯電体1に当接している。図1の画像形成装置に
おいて、帯電部材2と被帯電体1はそれぞれ矢印の方向
に回転し、電源3により印加される電圧により帯電部材
2が当接する被帯電体の感光層1bが帯電し、それは露
光手段4、現像手段5を経て感光層1b上の画像とな
り、転写手段6において被印刷物7上に転写された画像
を形成する。8は感光層1bの清掃手段を示す。1aは
導電性支持体である。
段を講じることにより帯電部材の長期的な帯電均一性向
上が図られることを見出し、本発明に至った。
(Rz)を0.1μm≦Rz≦6μmとすることで、初
期的な帯電均一性を確保できるが、長期使用において、
汚損物質の付着ムラに起因した帯電不均一性(画像濃度
ムラ)を発生させないようにする上で、Rzの位置バラ
ツキが、 (Rzの最大値−Rzの最小値)≦2μm であることが必要であり、好ましくは、≦1.5μmで
あり、凹凸の平均間隔(Sm)が 75μm≦Sm≦500μm であることが必要であり、好ましくは、100μm≦S
m≦450μmであり、かつ外径振れ精度が40μm以
下であることが必要であり、好ましくは、30μm以
下、より好ましくは、20μm以下である。
と、汚損物質の付着量と、帯電均一性(画像濃度均一
性)の関係を調べたところ、Rzの位置バラツキが、2
μmを超えると、汚損物質の付着量ムラに起因した画像
濃度ムラを発生しやすいことが分かった。
質の付着量と、帯電均一性(画像濃度均一性)の関係を
調べたところ、Smが、75μm未満になると、画像に
スジ状のムラを発生しやすく(汚損物質が凹凸の隙間に
入り込み帯電部材表面に固着するためと考えられる)、
Smが、500μmを超えると画像濃度ムラを発生しや
すい(凹凸の凸部分と凹部分に付着する汚損物質の付着
量ムラと考えられる)ことが分かった。
なると、被帯電体との当接ニップ圧及び当接ニップ幅が
安定せず不均一となり、汚損物質の付着量にムラを生
じ、画像濃度ムラを発生しやすいことが分かった。
ては、例えば下記の方法が挙げられる。 (i) 弾性層表面の粗さ制御(研磨等)により、表面性
を調整する。 (ii) 表面層形成後、研磨等により表面性を調整する。 (iii)表面層の形成条件で表面性を制御する。(例え
ば、塗料コートの場合、乾燥温度、時間等) (iv) 表面層に表面性調整剤としての球状粒子を添加す
る。
性層に対する後加工、表面層形成(塗料の浸漬塗布やコ
ーター塗布及びチューブ被覆等)後の後加工、あるいは
厳密な製造条件の管理等が必要となり、帯電部材を製造
する際、コストアップに繋がる。
面層は少なくとも球状粒子を含有し、球状粒子の平均粒
径をd[μm]、表面層膜厚をl[μm]とした時、 d≦10μm 0.01≦d/l≦0.90 を満足することが望ましい。
添加することで、Rzの位置バラツキを激減でき、かつ
Smを所定の範囲に安定して制御可能なことが分かっ
た。
ミクロ的な抵抗均一性が悪化し、帯電の不均一性を招き
やすく好ましくない。
状粒子の粒径が表層膜厚に比べて小さすぎるため表面性
調整剤としての効果が小さく、d/l>0.90である
と、球状粒子の粒径が表層膜厚に比べて大きすぎるた
め、表面層内の抵抗均一性が悪化し、帯電の不均一性を
招きやすく好ましくない。
数SF−1が100以上150以下であることが望まし
い。
合を示す数値であり、球状物質を2次元平面上に投影し
てできる楕円状図形の最大長MXLNGの二乗を図形面
積AREAで割って、100π/4を乗じた値で表され
る。
π/4) で定義されるものである。
を用い、絶縁性粒子を100回無作為にサンプリング
し、その画像情報は、インターフェースを介して、ニレ
コ社製画像解析装置(LUZEX3)に導入して解析を
行い、上式より算出したものである。
度のRz、同程度のRzの位置バラツキであっても、表
面のプロファイルが不規則(例えばSmの位置バラツキ
が大きくなる)となり、帯電に微少のムラが発生する。
ないが、より帯電均一性が求められる高精細画像の印刷
においては、考慮する必要がある。
帯電部材に電圧を印加して前記被帯電体面を帯電処理す
る接触帯電手段と、帯電された前記被帯電体面を露光し
て静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像に現像
剤中のトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段
と、前記感光体上のトナー像を転写部材により転写材上
に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
現像手段が、接触現像法を行う現像ローラを有し、前記
現像手段によって前記静電潜像に付着されるトナーとし
て、重合法によって生成されたトナーを使用し、前記帯
電部材として(4)記載の電子写真用ローラを使用する
ことが望ましい。
成されたトナーを用いるシステムは、静電潜像の再現性
に優れた、即ち、高画質化に適したシステムである。本
発明の帯電部材は、被帯電体面を均一に帯電処理できる
ことから、本発明の画像形成装置に適した部材であると
言える。
流電圧の重畳電圧や直流電圧のみ等の電圧印加により、
被帯電体面を均一帯電処理する接触帯電部材として使用
できるが、特に重畳電圧の印加の場合の方が直流電圧の
みの印加の場合よりその性能を発揮する。
直流電圧のみを印加して帯電処理する場合汚損物質の付
着ムラ起因の帯電不良を発生しやすいためである。
BR、SBR、CR及びシリコーンゴム等のゴム粒子、
ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ
ウレタン、ポリエステル及びポリアミド系の熱可塑性エ
ラストマー(TPE)等のエラストマー粒子、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ナフタレン樹
脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合
体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体及びポリアク
リロニトリル樹脂等の樹脂粒子並びにそれら樹脂粒子
に、ポリアセチレン、ポリピロール及びポリチオフェン
等の導電性高分子、カーボン、導電性金属酸化物、金属
及びイオン導電性物質等を分散させて導電化処理した微
粒子や炭素微粒子等が挙げられる。いずれの材料も本発
明に好適であるが、例えば、塗料に混合して用いる場
合、下記の点を考慮すべきである。 ・必要に応じて、分散性を向上させる目的で粒子の表面
処理(シラン系またはチタネート系カップリング剤処理
等)を行う ・結着材料と混合性の良い粒子を選択する ・耐溶剤性を考慮して使用溶剤に対し溶解しない、また
はしにくい粒子を選択する ・熱硬化型塗料の場合、なるべくTgが高く熱変形しに
くい粒子を選択する 平均粒径としては、上述の如く10μm以下が望ましい
が、加えて、粒度分布が極めて狭い、変動係数〔粒径標
準偏差σ/平均粒子径D×100(%)〕が小さい(3
0%以下)ほど本発明に好適である。
3Ωcm以上であることが望ましい。
抵抗率が106〜1013Ωcmの範囲が好ましい。ま
た、特開平1−73364号公報に示されるように表面
層の体積抵抗率は表面層に接する下層の体積抵抗率より
大きいことが必要である。下層の体積抵抗としては10
0〜1011Ωcm、特には102〜1010Ωcmの範囲が
好ましい。
ム、鉄及び銅等の金属;ポリアセチレン、ポリピロール
及びポリチオフエン等の導電性高分子;カーボン、導電
性金属酸化物、金属及びイオン導電性物質等を分散させ
て導電化処理したゴムや絶縁性樹脂など(例えば、ヒド
リンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ニト
リルゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SB
R)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(I
R)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム(AC
M)、シリコーンゴム及びフッ素ゴム等のゴム材料、ポ
リスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウ
レタン、ポリエステル及びポリアミド系等の熱可塑性エ
ラストマー等)を用いることができる。
ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びシ
リコーン樹脂等、また必要に応じて、上記の導電性処理
材を分散させたものを用いることができる。
は0.2〜250μmの範囲が好ましい。
に説明する。
サーにて10分間混練して、原料コンパウンドを調製す
る。このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリン
ゴム100質量部に対し加硫剤としての硫黄1質量部、
加硫促進剤としてのDM 1質量部、TS 0.5質量
部を加え、20℃に冷却した2本ロール機にて10分間
混練する。得られたコンパウンドを、φ6ステンレス製
芯金の周囲に外径φ15のローラ状になるように押出し
成型機にて作製し、加熱蒸気加硫した後、外系がφ12
になるように精密研磨加工を行い、振れ精度が20μm
の弾性ローラを得た。(振れ精度の測定は後述)
クリルポリオール(OH価 90KOHmg/g)10
0質量部、メチルイソブチルケトン220質量部、導電
性酸化錫(シランカップリング剤表面処理、粉体抵抗1
00Ωcm、平均粒径0.02μm)90質量部、架橋
ポリメタクリル酸メチル微粒子(平均粒径5μm、SF
−1 110)7質量部、変性ジメチルシリコーンオイ
ル0.08質量部の割合で配合した混合液をビーズミル
にて分散させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート
(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)
の各ブタノンオキシムブロック体の1:1混合物をNC
O/OH=1.0となるように添加し、溶解して表面層
用塗料を調製した。
前記弾性ローラの上に、まず浸漬塗布し、10分間風乾
した後、上下を逆さにして、浸漬塗布し、30分風乾し
た後、150℃−1時間乾燥することにより、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。
め、塗布速度の精密制御(引き上げ速度の多段階制御)
を行い、表層の厚みムラを±1μm以内に制御した。 IV.帯電部材の評価:上記の帯電部材について、下記評
価を行った。
300Hを用い、測定条件としては、カットオフ0.8
mm、測定距離8mm、送り速度0.1mm/sにて、
帯電部材長手方向10mm間隔、周方向3個所(任意の
場所を起点に120°刻み)のRz、Smを測定し、R
z、Smの最大値、最小値を求めた。
ラ)]の振れ精度の測定は、ミツトヨ(株)製高精度レ
ーザー測定機LSM−430vを用いて行う。本測定機
により、外径を測定し、最大外径値と最小外径値の差を
外径振れ精度とする。また、この測定をローラに対して
各5点行い、この平均値をローラ外径振れ精度とする。
後、レーザービームプリンター(レーザージェット4s
i ヒューレットパッカード製)に用いられるカートリ
ッジの一次帯電器位置に取り付け、直流電圧−1200
Vのバイアス条件で10k枚の耐久試験を行い、画像評
価を行った。
フトーン画像の濃度均一性を評価した。 ◎ :濃度ムラなし ○ :極わずかに濃度ムラ確認される △ :わずかに濃度ムラ確認される × :濃度ムラが激しい 1)、2)の結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径5μm、SF−1 110)を3.5
質量部とした以外は実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径5μm、SF−1 110)を無添加
(0質量部)とした以外は実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を形成した後、表面を研磨処理し、帯電部
材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径1μm、SF−1 110)を7質量
部、メチルイソブチルケトン130質量部とした以外は
実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ10
0μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径9μm、SF−1 110)を7質量
部、メチルイソブチルケトン260質量部とした以外は
実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ10
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径5μm、SF−1 110)を無添加
(0質量部)とした以外は実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:乾燥条件を、135℃−1.5時
間とした以外は、実施例1と同様にして、厚さ20μm
の表面層を有する帯電部材を得た IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
微粒子(平均粒径5μm、SF−1 150)を7質量
部とした以外は実施例1と同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
度が30μmの弾性ローラを得た以外は実施例1に同
じ。 II.表面層用塗料の調製:実施例1に同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
で研磨条件を変え、振れ精度が40μmの弾性ローラを
得た以外は実施例1に同じ。 II.表面層用塗料の調製:実施例1に同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
部、メタノール88質量部、導電性酸化錫6質量部の割
合で配合した混合液をビーズミルにて分散させ、表面層
用塗料を調製した。 III.帯電部材の作成:上記表面層用塗料を前記弾性ロー
ラの上に、まず浸漬塗布し、10分間風乾した後、上下
を逆さにして、浸漬塗布し、30分風乾した後、120
℃−1時間乾燥することにより厚さ20μmの表面層を
有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
度が50μmの弾性ローラを得た以外は実施例1に同
じ。 II.表面層用塗料の調製:実施例1に同じ。 III.帯電部材の作成:実施例1と同様にして、厚さ20
μmの表面層を有する帯電部材を得た。 IV.帯電部材の評価:上記帯電部材を、実施例1と同じ
条件で評価した。結果を表1に示す。
でき、画像不良を発生することのない電子写真用ロー
ラ、及びそれを用いた画像形成装置を提供することがで
きる。
装置の一例を示す概略構成図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも導電性弾性層と、表面層とか
ら構成され、表面の10点平均粗さ(Rz)が、0.1
μm≦Rz≦6μmである電子写真用ローラにおいて、
前記10点平均粗さ(Rz)の位置バラツキが、 (Rzの最大値−Rzの最小値)≦2μm であり、凹凸の平均間隔(Sm)が、 75μm≦Sm≦500μm であり、かつ外径振れ精度が40μm以下であることを
特徴とする電子写真用ローラ。 - 【請求項2】 表面層が少なくとも球状粒子を含有し、
球状粒子の平均粒径をd[μm]、表面層膜厚をl[μ
m]とした時、 d≦10μm 0.01≦d/l≦0.90 を満足する請求項1記載の電子写真用ローラ。 - 【請求項3】 球状粒子の形状係数SF−1が100以
上150以下である請求項1または2に記載の電子写真
用ローラ。 - 【請求項4】 帯電用部材であることを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載の電子写真用ローラ。 - 【請求項5】 転写用部材であることを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載の電子写真用ローラ。 - 【請求項6】 被帯電体面に接触させた帯電部材に電圧
を印加して前記被帯電体面を帯電処理する接触帯電手段
と、帯電された前記被帯電体面を露光して静電潜像を形
成する露光手段と、前記静電潜像に現像剤中のトナーを
付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記感光体
上のトナー像を転写部材により転写材上に転写する転写
手段とを備えた画像形成装置において、現像手段が、接
触現像法を行う現像ローラを有し、前記現像手段によっ
て前記静電潜像に付着されるトナーとして、重合法によ
って生成されたトナーを使用し、前記帯電部材として請
求項4記載の電子写真用ローラを使用することを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項7】 被帯電体面に接触させた帯電部材に電圧
を印加して前記被帯電体面を帯電処理する接触帯電手段
と、帯電された前記被帯電体面を露光して静電潜像を形
成する露光手段と、前記静電潜像に現像剤中のトナーを
付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記感光体
上のトナー像を転写部材により転写材上に転写する転写
手段とを備えた画像形成装置において、現像手段が、接
触現像法を行う現像ローラを有し、前記現像手段によっ
て前記静電潜像に付着されるトナーとして、重合法によ
って生成されたトナーを使用し、前記転写部材として請
求項5記載の電子写真用ローラを使用することを特徴と
する画像形成装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2002-01-16 JP JP2002007665A patent/JP2003207967A/ja active Pending
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