JP2005017317A

JP2005017317A - 画像形成装置および複写装置

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Publication number: JP2005017317A
Application number: JP2003177727A
Authority: JP
Inventors: Norio Kikuchi; 宣男菊地
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】接触帯電部材表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供する。
【解決手段】感光体９表面に形成された潜像領域に対して体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを付着させることによりトナー像を形成する電子写真方式のプリンタで、表面粗さＲｚを１０μｍ以下とし外周面を感光体の表面に接触させた接触帯電部材１０ａによって感光体９表面を帯電させ、この接触帯電部材１０ａの表面からトナーを除去する帯電部材クリーナ１０ｂを設けることで、高精細化・高解像化を図るためにトナーを小粒径化させることによって感光体上の残留トナー量が増加し、この残留トナー量の増加に伴って残留トナーが接触帯電部材１０ａ表面に付着した場合にも、付着した残留トナーを容易に除去することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置および複写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成動作は、一般に、光導電性物質を利用して種々の手段により感光体上に形成した電気的潜像をトナーを用いて現像し、紙等にトナー像を転写した後、加熱や加圧等により定着することで画像を得る（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
電気的潜像を現像する方式には、大別して、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード法や磁気ブラシ法あるいはパウダークラウド法等のように天然または合成樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散したトナーを用いる乾式現像方式とがある。乾式現像方式には、一成分現像方式と、キャリアを用いる二成分現像方式とがある。
【０００４】
近年では、複写あるいはプリント画像のより高精細化・高解像化が強く望まれているため、このような要望に伴いトナー粒径を小粒径化する方向にある。
【０００５】
例えば、高精細・高解像度の画像を得るために、平均粒径が５μｍ以下のトナー粒子の含有量およびその分布を規定した現像剤が提案されている（例えば、特許文献４〜６参照）。この技術においては、５μｍ以下のトナー粒子は高精細、高解像度の画像を形成するための必須成分であり、この粒径のトナーが潜像の現像時に円滑に供給される場合には、潜像に忠実な、すなわち、潜像からはみ出すことのない再現性に優れた画像が得られるとしている。
【０００６】
電気的潜像を現像する方式における帯電方式としては、例えば、感光体に接触する帯電ローラを有する帯電ローラ方式（例えば、特許文献７参照）がある。
【０００７】
この帯電ローラ方式を採用した画像形成装置では、帯電ローラの清掃を可能としたものがあり、帯電ローラの清掃方法として従来より各種技術が開示されている（例えば、特許文献８〜１０参照）。
【０００８】
なお、帯電ローラ方式を採用した画像形成装置のうち、例えば、低速・普及層のプリンタやコピー機では、数万回程度の印字動作で帯電ローラを備える帯電装置や、この帯電装置を含むプロセスカートリッジの交換を可能としたものがある。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第２２９７６９１号
【特許文献２】
特公昭４９−２３９１０号公報
【特許文献３】
特公昭４３−２４７４８号公報
【特許文献４】
特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献５】
特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献６】
特開平７−２９５２８３号公報
【特許文献７】
特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献８】
特開平０７−１４０７６２号公報
【特許文献９】
特開平０７−１４０８６８号公報
【特許文献１０】
特開平０２−３０１７７７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、特許文献８〜１０に記載された技術では、帯電ローラを清掃した後にも、帯電ローラ表面に微量のトナーが残留することがある。帯電ローラ表面に微量であってもトナーが残留すると、帯電ローラ表面にトナーが徐々に堆積するため、経時による帯電性能の低下を招いてしまう。
【００１１】
ところで、一般的に、電子写真方式の画像形成装置では、記録媒体へのトナー転写後の感光体上に残留する残留トナーをクリーニングブレード等によって除去するクリーニング装置を備えているが、粒径の小さいトナーを用いることによりクリーニングブレードからすり抜けてしまうトナーが増えてしまう。このため、上述したような感光体上の残留トナーによる帯電性能の低下は、画像の高精細化・高解像化を図るために、使用するトナー粒子の粒径を小さくする程顕著に現れる。
【００１２】
帯電ローラ表面におけるトナー残留による帯電性能の低下は、数万回程度の印字動作で帯電装置や帯電装置を含むプロセスカートリッジ交換する低速・普及層のプリンタやコピー機では問題ならないが、交換サイクルが数十万回印字動作以上の中・高速機のプリンタやコピー機においては、清掃不良により帯電能力が経時で低下することにより、地肌汚れ等、出力画像の異常を発生させてしまう。
【００１３】
本発明の目的は、接触帯電部材表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、外周面を感光体の表面に接触させた接触帯電部材を備え前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、帯電された前記感光体表面に形成された潜像領域にトナーを付着させる現像装置と、前記接触帯電部材表面からトナーを除去する帯電部材クリーナと、を具備し、前記現像装置は、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを保持し、前記接触帯電部材の表面粗さは、Ｒｚが１０μｍ以下に設定されている。
【００１５】
したがって、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを用いることで高精細化・高解像化を図るとともに、トナーが小粒径化することによる感光体上の残留トナー量の増加に伴い、この残留トナーが接触帯電部材表面に付着した場合にも、付着した残留トナーを容易に除去することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記接触帯電部材の表面硬度は、３０〜７０（ＪＩＳＡ）に設定されている。
【００１７】
ここで、接触帯電部材の表面硬度が高い程、感光体との間でトナーに与える圧力が増加するため接触帯電装置表面に対して残留トナーが付着しやすくなる。また、接触帯電部材の表面硬度が低い程、感光体に対する接触帯電が不十分となって帯電不良が発生し易くなる。
【００１８】
したがって、接触帯電部材の表面への残留トナーの付着を抑制するとともに、帯電不良の発生を防止することができる。また、接触帯電部材表面全体に亘って帯電部材クリーナを均一に当接させて、帯電部材クリーナによるクリーニング性能の低下を防止することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記接触帯電部材の表面抵抗は、２０〜１６０ＭΩに設定されている。
【００２０】
ここで、接触帯電部材の表面抵抗が低い程、感光体上の残留トナーが接触帯電部材に接触した際に発生する電荷注入（カウンターチャージ）が発生しにくく、残留トナーが静電的に付着しにくい傾向にある。しかしながら、接触帯電部材の表面抵抗が低すぎると、一度付着した残留トナーと接触帯電部材との間に電気的吸着力が強く作用し、除去しにくくなる傾向にある。
【００２１】
したがって、接触帯電部材への残留トナーの付着をより効果的に抑制し、また、付着した場合にも帯電部材クリーナによって良好にクリーニングすることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の画像形成装置において、装置本体に対して着脱自在とされたカートリッジケースを備えるプロセスカートリッジを具備し、前記感光体は、前記カートリッジケース内に保持されている。
【００２３】
したがって、例えば、トナーの小粒径化により感光体上の残留トナー量が増加してきた場合に、プロセスカートリッジを交換することにより、接触帯電部材表面への残留トナーの付着を確実に抑制することができる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、帯電された前記感光体表面を露光走査する露光走査装置と、前記現像装置によって前記感光体表面に付着させたトナーを記録媒体に転写させる転写装置と、前記転写装置によるトナー転写後の前記感光体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置と、を具備し、前記プロセスカートリッジは、前記帯電装置、前記現像装置、前記露光走査装置、前記クリーニング装置のうち少なくとも一つを前記カートリッジケース内に保持する。
【００２５】
したがって、例えば、トナーの小粒径化により感光体上の残留トナー量が増加してきた場合に、プロセスカートリッジを交換することにより、接触帯電部材表面への残留トナーの付着を確実に抑制することができる。
【００２６】
請求項６記載の発明の複写装置は、画像データを入力する画像入力装置と、前記画像入力装置が入力した画像データに基づく画像を形成する請求項１、２、３、４または５記載の画像形成装置と、を具備する。
【００２７】
したがって、請求項１、２、３、４または５記載の発明の作用を有する複写装置を得ることが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１および図２を参照して説明する。本実施の形態は、電子写真方式の画像形成装置として電子写真方式のプリンタへの適用例を示す。
【００２９】
図１は、本実施の形態のプリンタを示す縦断正面図である。プリンタ１は、記録媒体としてのシート状の記録材２を積層保持する給紙トレイ３または手差しトレイ４から、電子写真方式のプリンタエンジン５および定着機構６を経由して、画像形成後の記録材２が排出される排紙トレイ７へ至る記録材経路８を備えている。定着機構６は、記録材２に転写されたトナー像を定着させる機能を果たす。
【００３０】
図２は、プリンタエンジン５を示す縦断正面図である。プリンタエンジン５は、図２に示すように、感光体としての感光体ドラム９を備えている。
【００３１】
感光体ドラム９の周囲には、感光体ドラム９表面を一様に帯電させる帯電装置１０、一様に帯電された感光体ドラム９表面を露光する露光走査装置１１や、この露光走査装置１１による露光処理によって感光体ドラム９表面に形成された静電潜像を現像する現像ユニット１２、記録材面に感光体ドラム９上のトナー像を転写する転写装置としての転写チャージャ１３、転写に際して感光体ドラム９に密着した記録材を電気的に分離する分離チャージャ１４等が配置されている。
【００３２】
現像ユニット１２は、静電潜像に対してトナーを付着（現像）させる磁気ブラシローラ１２ａを備えている。
【００３３】
なお、本実施の形態では、転写チャージャ１３によるトナー像の転写が可能な位置を転写部とする。
【００３４】
ここで、現像ユニット１２が保持するトナーについて説明する。本実施の形態の現像ユニット１２が保持するトナーは、樹脂成分、着色剤から構成されている。本実施の形態のトナーにおいては、ワックス成分や無機微粒子を添加することも可能である。トナーの製造方法は、特に限定するものでなく、粉砕方式、重合方式いずれの方式でも使用できる。
【００３５】
樹脂成分としては、従来公知の各種樹脂を使用することが可能である。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独で使用することも可能であるが、二種類以上併用しても良い。
【００３６】
着色剤としては、公知のものとして、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラックなどが挙げられる。着色剤は、上記着色剤に特に限定されるものではない。
【００３７】
ワックス成分としては、公知のものとして、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックスなどが挙げられる。ワックス成分は、上記ワックス成分に特に限定されるものではない。
【００３８】
無機微粒子としては、公知のものとして、シリカ、酸化チタン微粉末などが挙げられる。無機微粒子は、上記無機微粒子に特に限定されるものではない。
【００３９】
本実施の形態では、トナーを構成する上述の各種材料の体積平均粒径が５〜１０μｍに設定されている。そして、トナーを構成する各種材料の平均粒径が５μｍ以下である粒子が６０〜８０個数％に設定されている。以下に示す表１は、本実施の形態のトナーの粒径分布を示している。
【００４０】
【表１】

【００４１】
また、感光体ドラム９の周面には、クリーニング装置としてのクリーニングユニット１５と、クエンチングランプ（以下，ＱＬという）１６と、転写前チャージャ１７と、電位センサ１８と、転写前ランプ（ＰＴＬ）１９とが配置されている。
【００４２】
クリーニングユニット１５は、感光体ドラム９に当接されたファーブラシ１５ａおよびクリーニングブレード１５ｂを備えている。なお、感光体ドラム９に対するクリーニングブレード１５ｂの当接方向は、トレーリング当接するような方向であってもよいし、カウンター当接するような方向であってもよい。クリーニングユニット１５は、ファーブラシ１５ａおよびクリーニングブレード１５ｂを用いて、転写処理が終了した感光体ドラム９上に残留するトナーを回収する。
【００４３】
ＱＬ１６は、蛍光管の照射光によりクリーニング処理後の感光体ドラム９面の残留電位をゼロに初期化する。
【００４４】
転写前チャージャ１７は、転写処理前に感光体ドラム９上に形成されたトナー像の帯電量をより均一化して転写効率を向上させる。
【００４５】
電位センサ１８は、感光体ドラム９面の主走査方向に対向して配設し、その表面電位を読み取り、制御部へフィードバックする。
【００４６】
ＰＴＬ１９は、転写処理前のトナー像を蛍光管の光により感光体ドラム９の表面電位を低下させて転写性能を向上させる。
【００４７】
記録材経路８において感光体ドラム９よりも記録材搬送方向上流側には、レジストローラ２０が配設されている。レジストローラ２０は、その軸心方向が感光体ドラム９の軸心方向と平行に配設されており、感光体ドラム９へ向けて供給される記録材の先端が感光体ドラム９上に形成されたトナー像の先端に合うように記録材の搬送タイミングを調整する。
【００４８】
帯電装置１０は、外周面が感光体ドラム９の外周面に接触するように配置されて、感光体ドラム９とともに回転する接触帯電部材としての接触帯電ローラ１０ａを備えている。特に図示しないが、帯電ローラ１０ａには、装置本体内に設けられた帯電用電源部が接続されている。後述する画像形成動作に際しては、帯電用電源部によって帯電ローラ１０ａに対して電圧を印加することで帯電ローラ１０ａと感光体ドラム９との間に電位差を生じさせて、感光体ドラム９表面を目標帯電電圧に帯電させる。
【００４９】
接触帯電ローラ１０ａは、ヒドリンゴムによって形成されている。接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚは、１０μｍ以下に設定されている。
【００５０】
ここで、表面粗さＲｚとは、物体表面の凸凹の形や大きさを数値化して表すものであり、算術平均粗さＲａ、最大の高さＲｙ、十点平均粗さＲｚ等によって表すことが可能である。
【００５１】
なお、本実施の形態では、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さを十点平均粗さＲｚによって示しており、以降、単に表面粗さという。
【００５２】
表面粗さＲｚは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう（（１）式参照）。なお、粗さ曲線とは、断面曲線から所定の波長より長い表面うねり成分をカットオフした曲線である。なお、表面粗さＲｚおよび粗さ曲線については公知の技術であるため説明を省略する。
Ｒｚ＝（｜Ｙｐ１＋Ｙｐ２＋Ｙｐ３＋Ｙｐ４＋Ｙｐ５｜＋｜Ｙｖ１＋Ｙｖ２＋Ｙｖ３＋Ｙｖ４＋Ｙｖ５｜）／５・・・（１）
また、接触帯電ローラ１０ａの表面硬度は、３０〜７０（ＪＩＳＡ規格）に設定されている。さらに、接触帯電ローラ１０ａの表面抵抗は、２０〜１６０ＭΩに設定されている。
【００５３】
帯電装置１０は、接触帯電ローラ１０ａのローラ表面に接触するように配置された帯電部材クリーナとしての帯電ローラクリーナ１０ｂを備えている。本実施の形態の帯電ローラクリーナ１０ｂは、不織布製であり、接触帯電ローラ１０ａの表面をクリーニングする機能を果たす。なお、本実施の形態の帯電ローラクリーナ１０ｂは不織布製であるが、これに限るものではなく、スポンジ部材、ファーブラシ、ゴムブレード等によって帯電ローラクリーナ１０ｂを形成してもよい。また、帯電ローラクリーナ１０ｂは、回転可能なローラ形状でもよい。
【００５４】
加えて、プリンタ１にはパーソナルコンピュータやスキャナ装置等の図示しない外部装置が接続されている。
【００５５】
特に図示しないが、プリンタ１は、プリンタ１が備える各部を駆動制御する制御部を備えている。制御部は、プリンタ１が備える各部を駆動制御するＣＰＵや、ＣＰＵが実行する各種制御プログラムを記憶したりＣＰＵのワークエリアとして機能したりする記憶装置等から構成されている。
【００５６】
また、特に図示しないが、制御部は、外部装置との間でデータ通信自在とする通信Ｉ／Ｆを備えている。制御部は、外部装置から送信された画像データを通信Ｉ／Ｆを介して受信すると、受信した画像データに基づく画像形成動作を行う。
【００５７】
次に、このようなプリンタ１における画像形成動作について説明する。画像形成動作は、例えば、外部装置から送信されて通信Ｉ／Ｆを介して画像データを受信した場合に開始する。
【００５８】
画像データを受信すると、給紙トレイ３または手差しトレイ４からの記録材の給紙を開始するとともに、帯電装置１０による感光体ドラム９表面の帯電を開始する。そして、一様に帯電された感光体ドラム９に対して、露光走査装置によって画像データに基づく露光走査を行う。この露光走査により、露光された部分の電荷が露光光の強弱により消去されて、静電潜像が形成される。この静電潜像に対して、現像ユニット１２によって磁気ブラシローラ１２ａを用いてトナーを付着させ感光体ドラム９上にトナー像を形成する。
【００５９】
そして、給紙トレイ３または手差しトレイ４から給紙された記録材の先端が、感光体ドラム９上に形成されたトナー像の先端に合うように、レジストローラ２０によって搬送タイミングを合わせた記録材を、転写部へ搬送する。
【００６０】
転写チャージャ１３は、レジストローラ２０によって搬送されてきた記録材に感光体ドラム９上に形成されたトナー像を転写する。その後、転写処理が終了した記録材は、分離チャージャ１４により感光体ドラム９から分離されて、定着部へ送り込まれる。定着機構６は、送り込まれた記録材２に対して定着処理を施した後、この記録材を排紙トレイ７へ排紙する。
【００６１】
上述した画像形成動作に際しては、クリーニングユニット１５により、転写処理後の感光体ドラム９上に残留する残留トナーを除去する。
【００６２】
その後、感光体ドラム９は，ＱＬ１６により残留電荷が消去されて初期化され、次の画像処理指令があるまで待機状態となる。
【００６３】
ここで、表２は、トナーに含まれる粒子の体積平均粒径および体積平均粒径が５μｍ以下の粒子の全体に対する個数％に応じた画質の変動を示している。表２では、１ｍｍあたりの縦線および横線が、それぞれ２．０、２．２、２．５、２．８、３．２、３．６、４．０、４．５、５．０、５．６、６．３、７．１本の線が等間隔に並んでいる線画像に対して、複写画像が線間をどこまで忠実に再現できるかに応じて解像度の評価を行った。
【００６４】
【表２】

【００６５】
表２からも判るように、体積平均粒径が５〜１０μｍ、体積平均粒径が５μｍ以下の粒子が６０〜８０個数％にするトナーを用いることにより、画像の高精細化・高解像化が可能になっていることが判る。
【００６６】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、粒径の小さいトナーを用いることによりクリーニングブレード１５ｂからすり抜けてしまうトナーが増えてしまう。このため、上述したような感光体上の残留トナーによる帯電性能の低下は、画像の高精細化・高解像化を図るために、使用するトナー粒子の粒径を小さくする程顕著に現れる。
【００６７】
接触帯電ローラ１０ａ表面におけるトナー残留による帯電性能の低下は、経時でさらに顕著となり、地肌汚れ等、出力画像の異常を発生させてしまう。
【００６８】
これに対し、本実施の形態では、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚ、表面硬度および表面抵抗を上述のように設定することにより、接触帯電ローラ１０ａに付着した残留トナーを容易に除去することができる。
【００６９】
ここで、表３および表４は、本実施の形態のプリンタ１において、３０万枚のプリントテストを行った結果を示している。具体的に、表３は、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚを１５μｍに設定し、表面硬度と表面抵抗とをそれぞれ数段階に設定し、接触帯電ローラ１０ａの汚れおよび帯電性能を条件毎に評価した結果を示している。また、表４は、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚを１０μｍに設定し、表面硬度と表面抵抗とをそれぞれ数段階に設定し接触帯電ローラ１０ａの汚れおよび帯電性能を条件毎に評価した結果を示している。なお、表３および表４中、△は接触帯電ローラ１０ａにおける若干のトナー汚れは見られたが帯電性能の低下による地肌汚れは未発生であることを示し、○は接触帯電ローラ１０ａにおけるトナー汚れもなく帯電性能への影響もないことを示しており、×は接触帯電ローラ１０ａにおけるトナー汚れが見られ帯電性能の低下による地肌汚れが発生したことを示している。
【００７０】
【表３】

【００７１】
表３からも判るように、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚを１５μｍに設定した場合には、全ての条件において接触帯電ローラ１０ａ表面がトナーで汚れ、帯電性能の低下による地肌汚れが発生した。
【００７２】
【表４】

【００７３】
一方、表４からも判るように、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚを１０μｍに設定した場合には、表面硬度が３０〜７０（ＪＩＳＡ規格）の範囲内、および、表面抵抗が２０〜１６０ＭΩの範囲内に設定された接触帯電ローラ１０ａにおいては、表面のトナー汚れおよび帯電性能の低下による地肌汚れが発生していないことが判る。
【００７４】
このように本実施の形態のプリンタ１によれば、外周面を感光体としての感光体ドラム９の表面に接触させた接触帯電部材としての接触帯電ローラ１０ａを備え感光体ドラム９表面を帯電させる帯電装置１０と、帯電された感光体ドラム９表面に形成された潜像領域にトナーを付着させる現像装置１２と、接触帯電ローラ１０ａ表面からトナーを除去する帯電部材クリーナとしての帯電ローラクリーナ１０ｂと、を具備し、現像装置１２は、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを保持し、接触帯電ローラ１０ａの表面粗さは、Ｒｚが１０μｍ以下に設定されているため、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを用いることで高精細化・高解像化を図るとともに、トナーが小粒径化することによる感光体ドラム９上の残留トナー量の増加に伴い、この残留トナーが接触帯電ローラ１０ａ表面に付着した場合にも、付着した残留トナーを容易に除去することができるので、接触帯電ローラ１０ａ表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００７５】
また、本実施の形態のプリンタ１によれば、接触帯電ローラ１０ａの表面硬度は、３０〜７０（ＪＩＳＡ）に設定されているため、接触帯電ローラ１０ａの表面への残留トナーの付着を抑制するとともに、帯電不良の発生を防止することができ、また、接触帯電ローラ１０ａ表面全体に亘って帯電ローラクリーナ１０ｂを均一に当接させて、帯電ローラクリーナ１０ｂによるクリーニング性能の低下を防止することができるので、長期に亘ってより良好な帯電性能を提供することができる。
【００７６】
さらに、本実施の形態のプリンタによれば、接触帯電部材の表面抵抗は、２０〜１６０ＭΩに設定されているため、接触帯電ローラ１０ａへの残留トナーの付着をより効果的に抑制し、また、付着した場合にも帯電ローラクリーナ１０ｂによって良好にクリーニングすることができるので、接触帯電ローラ１０ａ表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００７７】
次に、本発明の別の実施の形態について図３を参照して説明する。本実施の形態は、プリンタエンジン５を構成する各部材の一部が、プロセスカートリッジとしてユニット化されている。
【００７８】
図３は、本発明の別の実施の形態のプリンタ１’を示す縦断正面図である。本実施の形態のプリンタ１’は、感光体ドラム９、帯電装置１０、現像装置１２およびクリーニングユニット１５をカートリッジケース３０内に保持するプロセスカートリッジ３１を備えている。
【００７９】
カートリッジケース３０には、露光走査装置１１から感光体ドラム９に向けて出射される光を透過させる開口部３２が形成されている。
【００８０】
プロセスカートリッジ３１は、プリンタ１’本体に対して着脱自在に設けられており、感光体ドラム９、接触帯電ローラ１０ａ、磁気ブラシローラ１２ａ等は離断可能な状態で、装置本体内に設けられた図示しない電源に電気的に接続されている。
【００８１】
なお、プロセスカートリッジ３１に組み込まれた帯電装置１０における接触帯電ローラ１０ａの表面粗さＲｚ、表面硬度、および、表面抵抗は上述した実施の形態と同様である。
【００８２】
ところで、一般的に、接触帯電ローラ表面におけるトナー残留による帯電性能の低下は、数万回程度の印字動作で帯電装置あるいは帯電装置を含むプロセスカートリッジを交換する低速・普及層のプリンタやコピー機では問題ならないが、交換サイクルが数十万回印字動作以上の中・高速機のプリンタやコピー機においては、清掃不良により帯電能力が経時で低下することにより、地肌汚れ等、出力画像の異常を発生させてしまう。
【００８３】
これに対し本実施の形態では、感光体ドラム９をカートリッジケース３０内に保持するプロセスカートリッジ３１を装置本体に対して着脱自在とすることにより、例えば、トナーの小粒径化により感光体ドラム９上の残留トナー量が増加してきた場合に、プロセスカートリッジ３１を交換することにより、接触帯電ローラ１０ａ表面への残留トナーの付着を確実に抑制することができるので、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００８４】
また、プロセスカートリッジ３１を交換することにより、プロセスカートリッジ３１を構成する各部材よりも寿命の長いプリンタ１’本体側はそのまま利用してプロセスカートリッジ３１のみを交換することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム９、帯電装置１０、現像装置１２およびクリーニングユニット１５をカートリッジケース３０内に保持するプロセスカートリッジ３１としたが、これに限るものではなく、少なくとも感光体ドラム９をカートリッジケース４１内に保持するプロセスカートリッジであればよい。また、感光体ドラム９と、帯電装置１０、現像装置１２またはクリーニングユニット１５とをカートリッジケース内に保持するプロセスカートリッジであればよい。
【００８６】
次に、本発明のまた別の実施の形態について図４を参照して説明する。本実施の形態は、複写装置への適用例を示す。
【００８７】
図４は、本発明のまた別の実施の形態の複写装置を示す縦断正面図である。複写装置５０は、原稿の画像を読み取る画像入力装置としてのスキャナ５１と、スキャナ５１が読み取った画像を記録材に形成する画像形成装置としてのプリンタ１’と、を備えている。
【００８８】
スキャナ５１は、図示しない原稿が載置されるコンタクトガラス５２を備えている。原稿は、原稿面をコンタクトガラス５２に対向させて載置される。コンタクトガラス５２の上側には、コンタクトガラス５２上に載置された原稿を押さえる原稿圧板５３が設けられている。
【００８９】
コンタクトガラス５２の下方には、光を発光する光源５４およびミラー５５を搭載する第一走行体５６と、二枚のミラー５７，５８を搭載する第二走行体５９と、ミラー５５，５７，５８によって導かれる光を結像レンズ６０を介して受光するＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサ６１等によって構成される読取光学系６２が設けられている。ＣＣＤイメージセンサ６１は、ＣＣＤイメージセンサ６１上に結像される原稿からの反射光を光電変換した光電変換データを生成する光電変換素子として機能する。ＣＣＤイメージセンサ６１で光電変換された光電変換データは、図示しない画像処理系によってデータ処理されてデジタル画像データとされる。第一、第二走行体５６，５９は、コンタクトガラス５２に沿って往復動自在に設けられており、図示しないモータ等の移動装置によって２：１の速度比で走行する。
【００９０】
プリンタ１’は、ＣＣＤイメージセンサ６１で光電変換されて図示しない画像処理系によってデータ処理されたデジタル画像データに基づいてプリンタエンジン５を駆動制御することで、デジタル画像データに基づく画像を記録材２に形成する。
【００９１】
このように、プリンタ１’を有する複写装置５０とすることで、接触帯電部材表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができるので、良好な複写性能を長期に亘って提供することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、デジタル画像データに基づく画像を形成するプリンタ１’を画像形成装置としたが、これに限るものではなく、読取光学系６２で読み取った画像光をＣＣＤイメージセンサではなく感光体ドラム９上に直接露光走査するアナログ方式の画像形成装置であってもよい。
【００９３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを用いることで高精細化・高解像化を図るとともに、トナーが小粒径化することによる感光体上の残留トナー量の増加に伴い、この残留トナーが接触帯電部材表面に付着した場合にも、付着した残留トナーを容易に除去することができるので、接触帯電部材表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００９４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、接触帯電部材の表面への残留トナーの付着を抑制するとともに、帯電不良の発生を防止することができ、また、接触帯電部材表面全体に亘って帯電部材クリーナを均一に当接させて、帯電部材クリーナによるクリーニング性能の低下を防止することができるので、長期に亘ってより良好な帯電性能を提供することができる。
【００９５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の画像形成装置において、接触帯電部材への残留トナーの付着をより効果的に抑制し、また、付着した場合にも帯電部材クリーナによって良好にクリーニングすることができるので、接触帯電部材表面への残留トナーの付着による帯電性能の低下を防止し、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００９６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１、２または３記載の画像形成装置において、例えば、トナーの小粒径化により感光体上の残留トナー量が増加してきた場合に、プロセスカートリッジを交換することにより、接触帯電部材表面への残留トナーの付着を確実に抑制することができるので、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００９７】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の画像形成装置において、例えば、トナーの小粒径化により感光体上の残留トナー量が増加してきた場合に、プロセスカートリッジを交換することにより、接触帯電部材表面への残留トナーの付着を確実に抑制することができるので、長期に亘って良好な帯電性能を提供することができる。
【００９８】
請求項６記載の発明の複写装置によれば、請求項１、２、３、４または５記載の発明の効果を奏する複写装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のプリンタを示す縦断正面図である。
【図２】プリンタエンジンを示す縦断正面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態のプリンタを示す縦断正面図である。
【図４】本発明のまた別の実施の形態の複写装置を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
１’ 画像形成装置
９感光体
１０帯電装置
１０ａ接触帯電部材
１０ｂ帯電部材クリーナ
１１露光走査装置
１２現像装置
１３転写装置
１５クリーニング装置
３０カートリッジケース
３１プロセスカートリッジ
５０複写装置
５１画像入力装置

Claims

外周面を感光体の表面に接触させた接触帯電部材を備え前記感光体表面を帯電させる帯電装置と、
帯電された前記感光体表面に形成された潜像領域にトナーを付着させる現像装置と、
前記接触帯電部材表面からトナーを除去する帯電部材クリーナと、
を具備し、
前記現像装置は、体積平均粒径が５〜１０μｍであり粒径５μｍ以下の粒子が含まれる割合が６０〜８０個数％に設定されたトナーを保持し、
前記接触帯電部材の表面粗さは、Ｒｚが１０μｍ以下に設定されている画像形成装置。
前記接触帯電部材の表面硬度は、３０〜７０（ＪＩＳＡ）に設定されている請求項１記載の画像形成装置。
前記接触帯電部材の表面抵抗は、２０〜１６０ＭΩに設定されている請求項１または２記載の画像形成装置。
装置本体に対して着脱自在とされたカートリッジケースを備えるプロセスカートリッジを具備し、
前記感光体は、前記カートリッジケース内に保持されている請求項１、２または３記載の画像形成装置。
帯電された前記感光体表面を露光走査する露光走査装置と、
前記現像装置によって前記感光体表面に付着させたトナーを記録媒体に転写させる転写装置と、
前記転写装置によるトナー転写後の前記感光体表面に残留する残留トナーを除去するクリーニング装置と、
を具備し、
前記プロセスカートリッジは、前記帯電装置、前記現像装置、前記露光走査装置、前記クリーニング装置のうち少なくとも一つを前記カートリッジケース内に保持する請求項４記載の画像形成装置。
画像データを入力する画像入力装置と、
前記画像入力装置が入力した画像データに基づく画像を形成する請求項１、２、３、４または５記載の画像形成装置と、
を具備する複写装置。