JP2007328137A - 帯電部材、画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高分子層に、粒径が0.08μm以上、かつ、トナー粒子の粒径の1/3以下の導電性微粒子を含有したことで、帯電効率を上げることができるとともに、濃度ムラを抑えた高品質な画像を得ることができる。これにより、帯電ローラに印加する交流電圧を表面が平滑なものに比べて、低く設定することができ、感光体が放電によって受けるエネルギーが小さくなり、感光体の寿命を延ばすことができる。また、これにより、放電時のオゾンなどの酸化性ガスの発生を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
しかし、ギャップは、感光体および帯電ローラの寸法精度、組み付け精度、振動(振れ)によってバラツキを生じるため、ギャップを一定の値に制御するには、これら全ての因子の精度を上げる必要があり、非常に困難である。そのため、非接触帯電においては、機械間のギャップの差や経時でのギャップの変動を生じやすい。よって、帯電条件を一定に保った場合、接触帯電においては、放電密度や強度が一定に保ちやすいが、非接触帯電においては、放電密度や強度にバラツキを生じやすい。このように、接触帯電に比べて、非接触帯電では帯電ローラと感光体間のギャップのバラツキによって帯電ムラが起こりやすいため、ギャップバラツキをより小さく抑えるため、帯電ローラはより平滑なものが用いられてきた。
また、請求項2の発明は、請求項1の帯電部材において、上記導電性微粒子として、円形度が0.95以上の導電性微粒子を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の帯電部材において、上記導電性粒子として、カーボン粒子を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の帯電部材において、上記カーボン粒子として、800℃〜2800℃の熱履歴を持つカーボン粒子を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3または4の帯電部材において、上記カーボン粒子の導電性支持体を除く当該帯電部材全体の重量に占める割合を40〜60Wt%にしたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの帯電部材において、上記高分子層をゴム層としたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの帯電部材において、上記交流電圧の周波数を800Hz〜1800Hzとしたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかの帯電部材において、当該帯電部材を上記被帯電体に対して所定の間隙をもって対向させたものであって、上記間隙の平均を、10〜100μmとしたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体を被帯電体として帯電する帯電部材と、該潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像をトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記帯電部材として、請求項1乃至8いずれかの帯電部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の画像形成装置において上記潜像担持体を複数備え、これら複数の該潜像担持体それぞれに異なる色のトナー像を形成し、該異なる色のトナー像を転写体に順に重ね合わせてカラー画像を得ることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項9または10の画像形成装置において、画像形成可能な最高の画像解像度が1000dpi以上であることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、少なくとも像担持体と、該像担持体とを帯電せしめる帯電部材とが一体に構成され、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記画像形成装置が請求項9乃至11いずれかの画像形成装置であることを特徴とするものである
また、特に、非接触帯電方式の場合においては、交流電圧を上げなくても、ギャップ変動による帯電ムラに対する余裕度を上げることができ、帯電部材や被帯電部材の酸化劣化を抑制し、かつ、帯電ムラによる濃度ムラを良好に抑制することができる。
感光体1の周囲には、電子写真プロセスによる画像形成を行うための帯電装置5、露光装置6、現像装置7、転写装置8、クリーニング装置12、除電装置4が配設されている。また、図示を省略するが、転写装置8の転写材搬送方向上流側には、転写紙P等の転写材を転写部(感光体1と転写装置8の対向部(転写ニップとも言う))に給紙する給紙装置(給紙カセット、給紙ローラ、レジストローラ等)が設けられており、転写装置8の転写材搬送方向下流側には定着装置9と、図示しない排紙装置(排紙ローラ、排紙トレイ等)が設けられている。
画像形成動作時には、感光体1は図1における時計方向に回転駆動され、その表面が図中の矢印A方向に移動する。このとき感光体表面に除電装置(例えば除電ランプ)4からの光が照射され、その表面が初期化され、次いで帯電装置5の帯電ローラ13によって感光体表面が所定の極性に帯電される。帯電装置5については後に詳しく説明する。
帯電装置5によって帯電された感光体表面には、露光装置6の一例であるレーザ走査式の書き込みユニット(あるいは発光ダイオード(LED)アレイ等を用いた書き込みユニット)から出射する光変調された光束Lが照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像は、現像装置7を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。
一方、感光体1に対置された転写装置(例えば転写ローラ)8と感光体1との間の転写部に、所定のタイミングで、図示しない給紙装置により例えば転写紙より成る転写材Pが給送され、このとき感光体上に形成されたトナー像が転写材P上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材Pは、引き続き定着装置9の定着ローラ10と加圧ロ―ラ11の間を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着され、定着画像が得られる。一方、転写材に転写されずに感光体表面に残された転写残トナーは、クリーニング装置12によって除去され、クリーニング後の感光体表面は除電装置4により除電される。
帯電装置5は、移動する被帯電体面(図示した例では感光体)1の表面に対向配置された帯電ローラ13と、その帯電ローラ13に電圧を印加する電源14とを有している。この電源14により、帯電ローラ13に直流電圧を重畳した交流電圧を印加し、帯電ローラ13と感光体1の表面との間に放電を生じさせて該感光体表面を所定の極性に帯電する。
本発明の画像形成装置においては、少なくとも感光体1と帯電ローラ13等を一体にし、交換部品として扱う、所謂プロセスカートリッジの形態にしておくと、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
図5は、プロセスカートリッジを用いた画像形成装置の構成例を示しており、この画像形成装置100では、一つのプロセスカートリッジ101の中に、感光体1、帯電ローラ13、現像装置7、クリーニング装置12、除電装置4を一体に組付けたものであり、このプロセスカートリッジ101は画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されている。従って、感光体1やその周囲の構成部材に不良が生じた場合にもカートリッジごと交換ができ、メンテナンス性が著しく向上する。
図2は、帯電ローラ13の断面図である。図に示すように、帯電ローラ13は、導電性支持体13b上に導電性微粒子としてのカーボン粒子を含有した高分子層13c、表面層13dが設けられている。帯電ローラの表面には、上記カーボン粒子が突出し、帯電ローラの表面にカーボン粒子によって微細な凹凸が形成されている。導電性支持体13bは、帯電ローラ13の電極及び支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、導電剤の樹脂等の導電性の材質で構成される。
高分子層を構成する樹脂としては、ポリエステル系、オレフィン系の熱可塑性エラストマー、ポリスチレン、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエンーアクリロニトリル共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂が挙げられる。また、高分子層を構成するゴム材料としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドしたゴム材料が挙げられる。ゴム材料は中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
各画像形成部100Y,100M,100C,100Bの感光体1と転写ローラ8の間には転写ベルト30が介在されており、この転写ベルト30は駆動ローラ31と従動ローラ32に張架されて図中の矢印方向に回動するようになっている。転写ベルト30の下方には、転写紙等の転写材Pを収納した複数段の給紙カセット40A,40Bが配置されており、各給紙カセット40A,40Bに対して、給紙ローラ41と分離搬送ローラ42が設けられている。また、転写ベルト30の転写材搬送方向上流側にはレジストローラ43が設けられており、転写ベルト30の転写材搬送方向下流側には定着装置9と図示しない排紙装置(排紙ローラ、排紙トレイ等)が設けられている。
このタンデム型のカラー画像形成装置では、画像形成動作が開始されると、各画像形成部100Y,100M,100C,100Bで図2と同様の除電、帯電、露光、現像の工程を行い、所定の時間差で各感光体1上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のトナー像が形成される。そして、この画像形成にタイミングを合わせて複数段の給紙カセット40A,40Bの一つから給紙ローラ41と分離搬送ローラ42により転写材Pが給紙され、レジストローラ43により転写ベルト30に給送される。転写ベルト30に給送された転写材Pは転写ベルト30に担持され、各画像形成部100Y,100M,100C,100Bの転写部に順次搬送され、各感光体1に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のトナー像が転写材Pに順次重ね合わせて転写される。トナー像を転写された転写材Pは、引き続き定着装置9の定着ローラ10と加圧ローラ11の間を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着され、カラー画像が得られる。一方、転写材Pに転写されずに各画像形成部の感光体表面に残された転写残トナーは、クリーニング装置12によって除去され、クリーニング後の感光体表面は除電装置4により除電される。
以上、タンデム型のカラー画像形成装置の一例を示したが、このようなタンデム型の画像形成装置においても、少なくとも感光体1と帯電ローラ13等を一体にし、交換部品として扱う、所謂プロセスカートリッジの形態にしておくと、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
図5は、プロセスカートリッジを用いたカラー画像形成装置の構成例を示しており、このカラー画像形成装置では、プロセスカートリッジ102の中に、各画像形成部100Y,100M,100C,100Bの感光体1、帯電ローラ13、現像装置7、クリーニング装置12、除電装置4を一体に組付けたものであり、このプロセスカートリッジ102は画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されている。また、図7の構成例では、露光装置60は、例えば一つの光偏向器と4系統の走査光学系を備えたレーザ走査式の書き込み装置であり、プロセスカートリッジ102外に設置されている。
この図5の構成例では、各画像形成部100Y,100M,100C,100Bの感光体1やその周囲の構成部材に不良が生じた場合にも、カートリッジ102ごと交換ができ、メンテナンス性が著しく向上する。
なお、4つの画像形成部100Y,100M,100C,100Bのそれぞれを図5に示したような個別のプロセスカートリッジ101としてもよいが、4つの画像形成部100Y,100M,100C,100Bを一つのプロセスカートリッジ102に収納することにより、4つの画像形成部100Y,100M,100C,100Bの配置関係が固定されるので、各画像形成部間の位置ずれによる色ずれ等の問題を解消することができる。また、メンテナンスや交換後に各画像形成部間の位置調整を行う必要も無くなるので、メンテナンス性をより向上することができる。
なお、図4や図5に示すタンデム型の画像形成装置は、転写ベルト30を用いた直接転写方式であるが、転写ベルトを中間転写ベルトに代えて、一旦中間転写ベルトに4色のトナー像を重ね合わせて1次転写した後、中間転写ベルト上のカラートナー像を二次転写部で転写材に一括して転写する中間転写方式の構成としてもよい。
まず、実験機(IPSIO CX400:タンデム型カラー画像形成装置、株式会社リコー製)の帯電ローラ13として、以下に示すような10種類(No1〜No10)の帯電ローラ13を5本づつ作成した。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子としてメソマイクロカーボンビーズから粒径1.2μmのものを分級し、1500℃で加熱した円形度0.97の粒子およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを高分子材料としてのエピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo1を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、56wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子として円形度0.98で粒径0.14μmのカーボンブラック(シーストG−116HM)およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを高分子材料としてのアクリルシリコン樹脂に配合した樹脂層を設け、この樹脂層に表面層を設けた帯電ローラNo2を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、43wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子としてメソマイクロカーボンビーズから粒径3μmのものを分級し、1500℃で加熱した円形度0.96の粒子およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを高分子材料としてのエピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo3を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、51wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子として円形度0.98で粒径0.018μmのカーボンブラック(シースト9H SAF−HS)およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを高分子材料としてのエピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo4を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、55wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子として円形度0.95で粒径1.7μmのカーボンブラックおよびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドをエピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo6を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、60wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子として円形度0.96で粒径0.095μmのカーボンブラック(シーストSP SPF−LS)およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドをエピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo7を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、40wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子としてメソマイクロカーボンビーズから粒径0.9μmのものを分級し、1500℃で加熱した円形度0.98の粒子およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを、エピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo8を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、31wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子としてピッチコークスを1200℃で焼成、粉砕し、0.2μmのものを分級した円形度0.92の粒子およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを、エピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo9を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、55wt%とした。
直径9mmの導電性支持体(SUM22−D9)上にカーボン粒子としてメソマイクロカーボンビーズから粒径1.6μmのものを分級し、600℃で加熱した円形度0.98の粒子およびイオン導電剤としてポリエーテルエステルアミドを、エピクロロヒドリンゴムに配合したゴム層を設け、このゴム層に表面層を設けた帯電ローラNo10を作成した。なお、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合を、57wt%とした。
まず、上述のようにして作成した直径11.5mmのNo1〜No10の帯電ローラの端部より13mmの位置に、それぞれ幅10mmのスペーサ13aを貼り付け、貼り付けるスペーサの厚さで帯電ローラと感光体間のギャップを制御した。そして、上述の実験機に設けられた感光体の真上に帯電ローラを配置し、スプリングで帯電ローラを感光体に押し付けた。感光体の線速を185m/sとし、帯電ローラに−600Vの直流電圧に周波数900Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳した電圧を印加して実験1を行った。なお、現像には平均粒径が52μmのトナーを有する2成分現像剤を用いた。
ブラック用感光体ユニットにNo1の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No1の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均50μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。
ブラック用感光体ユニットにNo2の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No2の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均70μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、かすかな地汚れが見られたため、交流電圧の振幅を1150Vに引き上げて同じ画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し評価したところ、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。
ブラック用感光体ユニットにNo3の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No3の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均69μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、かすかな地汚れが確認されたため、交流電圧の振幅を1150Vに引き上げて同じ画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し評価したところ、わずかな濃度ムラが確認された。粒子が大きくなることにより、帯電ローラ表面の凹凸の周期が長くなったために、粒子が小さい場合より帯電ムラが発生しやすくなり、現像した際に、人目に気づきやすい画像濃度ムラとして現れたものと思われる。
ブラック用感光体ユニットにNo4の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No4の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均46μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、感光体表面の帯電電位が不十分であり、良好な画像が得られなかった。そこで、交流電圧の振幅を1300Vまで引き上げて、上記と同様に画像を出力したところ、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。
振幅1100Vの交流電圧を重畳したときに感光体表面の帯電電位が不十分となった理由は、以下のように考えられる。すなわち、No4の帯電ローラに用いたカーボン粒子は、0.01μmと極めて微小であるため、帯電ローラ表面にカーボン粒子によって十分な高さを有する凸部を形成することができない。このため、この凸部の部分で十分な放電が起こらなかったため、振幅1100Vの交流電圧では、感光体表面の帯電電位が不十分になったと考えられる。
ブラック用感光体ユニットにNo5の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No5の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均52μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した結果、かすかな濃度ムラが見られた。これは、導電性微粒子たる導電性ゴム粉末の粒径が5μmであり、粒子によって形成される凸部の幅が大きくなり、周波数900Hzの交流電圧による正負放電では、感光体を均一帯電することができず、かすかな帯電ムラが生じ、現像された際に帯電ムラが人目に気づきやすい画像濃度ムラといして確認されたと思われる。
ブラック用感光体ユニットにNo6の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No6の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均97μmであった。そして、帯電条件を、周波数900Hz、振幅1350Vに変更し、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。
ブラック用感光体ユニットにNo7の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No7の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均10μmであった。そして、図6に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。なお、この実施例4の場合は、帯電ローラと感光体との最小ギャップ(約10μm)のところでは、放電せず、この最小ギャップ前後の、帯電ローラと感光体とのギャップが20μm以上のところで放電して、感光体を帯電している。
ブラック用感光体ユニットにNo8の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No8の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均96μmであった。そして、図4に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価したところ、地汚れが発生していたため、交流電圧の振幅を1350Vに引き上げて同じ画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し評価したが、地汚れは消えなかった。これは、No8の帯電ローラは、導電性支持体13bを除いた帯電ローラ全体の重量に対するカーボンブラックの混合量の割合が31wt%であり、40wt%未満である。このため、帯電ローラ表面のカーボン粒子による微細凹凸の頻度が低すぎて、十分な帯電効率を得ることができず感光体表面を所定の帯電電位に帯電できなかったためと考えられる。
ブラック用感光体ユニットにNo9の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No9の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均59μmであった。そして、図4に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価した。その結果、600dpiでの出力画像では高品質な画像が得られたが、1200dpiでの出力画像では局所的にかすかではあるが濃度ムラが見られた。そこで、交流電圧の周波数を950Hzに引き上げて同じ画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し評価したところ、いずれも濃度ムラがなく、高品質な画像が得られた。900Hzにおいてかすかな濃度ムラが見られたのは、カーボン粒子の円形度が0.92であり、粒子が角張っているため、放電が一箇所に集中し、また、粒子が角張っているため、カーボン粒子が帯電ローラ中に十分分散しなかったため帯電ムラが生じたためと考えられる。また、この帯電ムラは交流電圧の周波数を950Hzに引き上げることにより緩和され、濃度ムラのない高画質な画像の出力がなされたものと考えられる。
ブラック用感光体ユニットにNo10の帯電ローラと新品の感光体を組み込んだ。No10の帯電ローラと感光体とのギャップGを感光体および帯電ローラが静止している状態で測定したところ、平均48μmであった。そして、図4に示すに、A4用紙に2箇所、ブラックハーフトーン画像を600dpiと1200dpiで5枚づつ出力し、出力した画像について評価したところ、地汚れが発生していた。これは、カーボン粒子の熱履歴が800℃未満であるため、カーボン粒子そのものの導電性が低く、カーボン粒子が導電剤としての役割を十分に果たさなかったためと考えられる。
次に、上述の実験機のブラック用感光体ユニットにNo.1の帯電ローラと感光体を組み込み、シアン用感光体ユニットにNo.2の帯電ローラと感光体を組み込み、マゼンタ用感光体ユニットにNo.4の帯電ローラと感光体を組み込み、イエロー用感光体ユニットにNo.5の帯電ローラと感光体を組み込んだ。そして、1200dpiで図4に示すようなハーフトーン画像を5枚毎に計50000枚出力し、50000枚出力後の画像の評価を行った。また、続けて300000枚出力した後、再度画像の評価を行った。なお、No1、No5の帯電ローラには、−600Vの直流電圧に周波数900Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳した電圧を印加し、No2の帯電ローラには、−600Vの直流電圧に周波数900Hz、振幅1150Vの交流電圧を重畳した電圧を印加し、No4の帯電ローラには、−600Vの直流電圧に周波数900Hz、振幅1300Vの交流電圧を重畳した電圧を印加した。
また、本実施形態に係るプリンタ、いわゆるタンデム型画像形成装置によれば、酸化性ガスの発生が少なく、環境に優しい。
また、本実施形態に係るプロセスカートリッジによれば、メンテナンス性が向上する。
13 帯電ローラ
13a スペーサ
13b 導電性支持体
Claims (12)
- 導電性支持体上に高分子層を有し、被帯電体に対向して配置され直流電圧に交流電圧が重畳された電圧を印加することにより該被帯電体に向けて放電させて該被帯電体を帯電する帯電部材において、上記高分子層に、粒径が0.08μm以上、かつ、トナー粒子の粒径の1/3以下の導電性微粒子を含有したことを特徴とする帯電部材。
- 請求項1の帯電部材において、上記導電性微粒子として、円形度が0.95以上の導電性微粒子を用いたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項1または2の帯電部材において、上記導電性粒子として、カーボン粒子を用いたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項3の帯電部材において、上記カーボン粒子として、800℃〜2800℃の熱履歴を持つカーボン粒子を用いたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項3または4の帯電部材において、上記カーボン粒子の導電性支持体を除く当該帯電部材全体の重量に占める割合を40〜60Wt%にしたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項1乃至5いずれかの帯電部材において、上記高分子層をゴム層としたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項1乃至6いずれかの帯電部材において、上記交流電圧の周波数を800Hz〜1800Hzとしたことを特徴とする帯電部材。
- 請求項1乃至7いずれかの帯電部材において、当該帯電部材を上記被帯電体に対して所定の間隙をもって対向させたものであって、上記間隙の平均を、10〜100μmとしたことを特徴とする帯電部材。
- 潜像担持体と、該潜像担持体を被帯電体として帯電する帯電部材と、該潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像をトナー像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、上記帯電部材として、請求項1乃至8いずれかの帯電部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項9の画像形成装置において上記潜像担持体を複数備え、これら複数の該潜像担持体それぞれに異なる色のトナー像を形成し、該異なる色のトナー像を転写体に順に重ね合わせてカラー画像を得ることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項9または10の画像形成装置において、画像形成可能な最高の画像解像度が1000dpi以上であることを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも像担持体と、該像担持体とを帯電せしめる帯電部材とが一体に構成され、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記画像形成装置が請求項9乃至11いずれかの画像形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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