JP3227333B2 - 帯電部材及び帯電装置 - Google Patents
帯電部材及び帯電装置Info
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Description
ムプリンタ等に用いられる、被帯電体を帯電する帯電部
材及び帯電装置に関する。
としては、コロナ帯電装置が広く一般に使用されてきた
が、近年、電圧を印加した帯電部材を一定荷重で被帯電
体に加圧当接させて被帯電体を帯電する接触帯電装置が
実用化されている。接触帯電装置においては、コロナ帯
電装置に比べ、大きな電源を必要としない、オゾンをほ
とんど発生しない等の利点がある。
364号に示すように被帯電体である感光体に接触する
帯電ローラを備え、帯電ローラは、電圧が印加される基
体と、基体上の導電弾性層と、導電弾性層の上の抵抗層
と、を有することが知られている。
では、主として帯電部材と被帯電体との間のギャップで
の放電を利用しているために、被帯電体である感光体に
おいて、膜厚が薄い部分があるとその部分の抵抗が低い
ため放電が集中しやすくなり、その結果、感光体の表面
を劣化させ局部的な削れが発生する。この現象は特に被
帯電体として有機感光体を用いた場合有機感光体の母線
方向端部に発生しやすい。これは、有機感光体は主にデ
ィッピングと呼ばれる塗工方法によって作られるため、
有機感光体の片側塗り初め部分の膜厚が薄くなるためで
ある。このように、有機感光体の削れが発生すると、画
像上にカブリやリーク等の画像不良が発生する。また、
プリンターを高速化すると、それに伴って帯電部材に流
す電流量も増大させる必要があるため、この現象が助長
される。
4−157483に見られるように、感光体端部に相対
する帯電部材の端部や非画像領域を高抵抗化することに
よって、感光体の削れを防止することが知られている。
電部材の端部削れといった問題があった。
材との当接状態が変化することによって帯電が不安定に
なったり、帯電部材の端部から感光体へリークが生じる
ことがあった。
端部における帯電部材の削れを防止する帯電部材及び帯
電装置を提供することである。
るリークを防止する帯電部材及び帯電装置を提供するこ
とである。
帯電体を帯電するために被帯電体に接触可能な帯電部材
であって、基体と、この基体上に設けられた導電性弾性
層と、この導電性弾性層上に設けられた抵抗層と、を備
え、前記導電性弾性層及び前記抵抗層はそれぞれ前記帯
電部材の長手方向において端部領域及び中央部領域に設
けられる帯電部材において、前記端部領域における前記
抵抗層のマイクロ硬度は、前記中央部領域における前記
抵抗層のマイクロ硬度よりも大きく、前記帯電部材の表
面は前記端部領域と前記中央部領域とで同じ材料である
ことを特徴とするものである。
像形成装置の一例の概略構成図である。
用の転写式複写機もしくはレーザービームプリンターで
ある。
型感光体であり、矢示の時計方向に所定の周速度(プロ
セススピード)をもって回転駆動される。
材(以下、帯電ローラとも記す)であり、本例の場合は
感光体1の回転に従動して回転する。
ス印加電源であり、この電源3から帯電ローラ2に対し
て所定の極性・電位の直流電圧(DC印加方式)、或い
は直流電圧と交流電圧を重畳する等した振動電圧(AC
印加方式)を印加することにより、回転感光体1の周面
が所定の極性・電位に一次帯電処理される。
図示の露光手段(原稿画像のスリット結像露光手段、レ
ーザービーム走査露光手段等)により目的の画像情報の
露光Lがなされることで、感光体1の面に静電潜像が形
成される。
として現像される。5は現像バイアス印加電源である。
1と転写ローラ6との圧接ニップ部である転写部へ不図
示の給紙部から1枚分離給送されレジストローラ対8に
より所定のタイミングで搬送された記録材Pに対して転
写されていく。7は転写ローラ6に対する転写バイアス
印加電源である。
Pは、回転感光体1から分離されて不図示の定着機へ導
入されてトナー画像の定着処理を受け、排出部へ排出さ
れる。或は多重もしくは両面画像形成モードの場合は記
録材Pは不図示の再循環給送機構で転写部へ再給送され
て第2回目又は第2面へのトナー画像の転写を受け、回
転感光体1から分離されて定着機へ導入されて定着処理
を受け、排出部へ排出される。
1はクリーナ9により転写残りトナー等の残留付着物の
除去を受けて清浄面化され、またイレーサランプ10に
より除電露光11を受けて、繰り返して作像に供され
る。
ジ着脱方式の装置である。即ち本例装置は、感光体1、
帯電ローラ2、現像機4、クリーナ9の4つのプロセス
機器を一括して画像形成装置本体に対して着脱自在のプ
ロセスカートリッジ12として構成してある。このプロ
セスカートリッジ12は、少なくとも感光体1と帯電ロ
ーラ2とを備えていれば良い。
着案内部材である。プロセスカートリッジ12は装置本
体に対して所定に装着されることにより、装置本体側の
駆動系及び電気系と接続状態となる。
に有機観光層を設けたもので、必要に応じて両者間にバ
リアー機能と接着機能を持つ下引層を設けても良い。
帯電性が良好、生産性が良い、安価である等の特長があ
る理由から画像形成装置の像担持体として用いられるこ
とが多いが、反面、下記に示す通り、結着剤として樹脂
が用いられることが一般的であるため、放電による分子
量低下などの影響をうけやすい。
より、有機感光体の特徴を生かしつつ高耐久化が可能と
なる。
としては、例えば以下に示したものを使用することがで
きる。
テンレス、銅等の金属 b.ガラス、樹脂、紙などの非導電性支持体や、前記a
項の導電性支持体の表面にアルミニウム、パラジウム、
ロジウム、金、白金などの金属を蒸着もしくはラミネー
トすることにより薄膜を形成したもの c.ガラス、樹脂、紙などの非導電性支持体や、前記a
項の導電性支持体の表面に導電性高分子、酸化スズ、酸
化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗
布することにより形成したもの。
ルアルコール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロー
ス、メチルセルロース、カゼイン、ポリアミド、ニカ
ワ、ゼラチンなどが用いられる。
らなり、たとえば電荷注入制御のために感光層の上に保
護層を設けてもよい。
剤に分散し、これを導電性支持体上に塗工することによ
り形成することができる。又、導電性支持体上に蒸着、
スパッタ、CVDなどの乾式法で薄膜を形成することも
できる。
な物質が挙げられる。これらの電荷発生物質は単独で用
いても良い、2種類以上組み合わせて用いることもでき
る。
フタロシアニン系顔料 d.ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドなどのペリレ
ン系顔料 e.アンスラキノン、ヒドロキノンなどの多環キノン系
顔料 f.スクワリリウム色素 g.ピリリウム塩、チオピリリウム塩類 h.トリフェニルメタン系色素
ら選択でき、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポ
リスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリス
ルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、アルキ
ッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。またこれらの限
定されるものではない。そしてこれらは単独または共重
合体ポリマーとして1種または2種以上混合してもよ
い。
%以下、好ましくは40重量%以下が好ましい。また、
電荷発生層の膜厚は5μm以下、特に0.01μm〜2
μmの薄膜層とすることが好ましい。電荷発生層はさら
に種々の増感剤を添加してもよい。
樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工・乾燥して成形
する。電荷輸送物質としては各種のトリアリールアミン
系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラ
ゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系
化合物、トリアリールメタン系化合物などが挙げられ
る。また、結着樹脂としては上述したものを用いること
ができる。
れたディッピング法、スプレーコーティング法、スピン
ナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレード
コーティング法、ビームコーティング法、ロールコーテ
ィング法などいずれの方法も用いることができる。
し、プロセスカートリッジなどに使用する。
低減、さらには、資源保護や廃棄物等の環境対策として
の繰り返し再利用、等の要求により、帯電部材自体の高
耐久化が求められるようになっている。この場合、上記
従来例の様に、帯電部材の端部や非画像領域を高抵抗化
する方法では、次の様な欠点があった。
部材は被帯電体である有機感光体に、一定荷重で圧接し
ているが、この状態で有機感光体が回転すると帯電部材
と有機感光体の間に摩擦力が生じるため、有機感光体表
面に比べ柔らかい帯電部材表面の摩耗が発生する。通
常、帯電部材は両端で保持加圧されているため、両端部
に向かうほど荷重が大きくなり、従って、両端部ほど帯
電部材表面の摩耗量が大きくなる。さらに、帯電部材に
は電圧が印加されるため、通電の影響によりこの現象は
増大する。また、両端部ほど摩擦係数が大きければ、こ
の傾向は一層顕著である。
材表面の磨耗が大きくなると、以下のような様々な問題
が生じる場合がある。
成の帯電部材では、帯電部材表面が摩耗すると、被覆層
の膜厚が薄くなるため、導電性弾性層からのしみだし物
質の帯電部材表面への移行を阻害する効果が低下する。
に付着しやすくなり、場合によっては、有機感光体表面
の劣化を生じさせ、画像の低下を引き起こすことがあ
る。
被覆層のインピーダンスに比べ低い場合には、被覆層が
薄くなった部分での電界集中が起きやすく、甚だしい場
合には、絶縁破壊が生じる場合がある。この場合には、
画像の低下のみならず、帯電部材の寿命も尽きてしま
う。
帯電することができ、かつ高速、高耐久化に対応できる
ようにするために帯電部材の長手方向における帯電部材
の端部の表面のマイクロ硬度を帯電部材の長手方向にお
ける帯電部材の中央部の表面のマイクロ硬度よりも大き
くすることが好ましい。
光体の非画像領域における帯電部材のマイクロ硬度を感
光体の画像領域における帯電部材のマイクロ硬度よりも
大きくすることが望ましい。
を帯電部材の中央部のマイクロ硬度よりも大きくするこ
とによって帯電部材表面の端部の磨耗を防ぐことができ
る。従って帯電部材と感光体の当接状態の変化による帯
電不安定を防げる。この場合、該帯電部材の端部領域に
おけるマイクロ硬度が、中央部領域におけるマイクロ硬
度よりも4°以上高いことが望ましく、より好ましくは
6°以上である。端部と中央部のマイクロ硬度の差が4
°未満では、帯電部材表面の磨耗を防ぐ効果が不十分で
あり、好ましくない。
ロ硬度は90°以下より好ましくは85°以下であり、
それよりも高いと、トナー融着が発生しやすくなる場合
があるので好ましくない。
し、該帯電部材は、少なくとも導電性弾性層と、その上
に設けられた1層以上の被覆層とを有する場合、特に帯
電部材の端部削れによるリークを防止する効果が大き
い。帯電部材端部領域におけるマイクロ硬度が、帯電部
材の中央部領域におけるマイクロ硬度よりも高くする方
法としては、導電性弾性層または/及び被覆層の端部領
域のマイクロ硬度を中央部領域に比べ高くすればよい。
中央部領域に比べ高くするには、例えば、図8に示す様
に、帯電部材は、感光体の非画像形成領域には、ソリッ
ド2bを使用し、感光体の画像形成領域には、スポンジ
2b′を使用する、など非画像領域にマイクロ硬度の高
い材料を使ったり、加硫条件を変えることによって非画
像形成領域におけるマイクロ硬度を高くすればよい。も
ちろん、このようにして作成した導電性弾性層上に必要
に応じて被覆層を設けてもよい。
央部領域の帯電部材の最大直径の1.0010倍以上
1.5000倍未満であることが好ましい。
クロ硬度を画像形成領域部分のそれに比べ高くするに
は、例えば、図2、図3、図4、図5、図6、図7、図
11、図12、図13、図15に示すように、非画像形
成領域に、画像形成領域に比べマイクロ硬度の高い材料
を使用すればよく、また、別の手段としては、例えば図
9、図10、図14に示すように画像形成領域の被覆層
の膜厚よりも非画像形成領域の被覆層の膜厚を厚くすれ
ばよい。もちろん、前者と後者を組み合わせて実施する
こともできる。
も構わない。導電性弾性層上に被覆層を形成する手段と
しては、例えば、浸漬塗工、ロール塗工、スプレー塗工
等の塗工手段やあらかじめチューブ状に成形したもので
被覆する手段等を挙げることができるが、もちろんこれ
らの手段に限定されるものではない。
方向の両端部においてバネ20によってA方向に付勢さ
れることにより、感光体1に押圧される。帯電ローラ2
の両端部は不図示の軸受部材で支持される。なお、バネ
20は、図3〜図15においては図示を省略する。
層は、例えば、天然(NR)、イソプレンゴム(I
R)、エチレンプロピレンゴム(EPDM、EPM)、
ブチルゴム(IIR)、ブタジエンゴム(BR)、ニト
リルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(H−NB
R)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレ
ンゴム(CR)、クロロスルホン化ポリエチレン(CS
M)、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ポリノルボーネ
ンゴム、等のゴムや、例えば、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマー(TPO)、ウレタン系熱可塑性エラストマ
ー(TPU)スチレン系熱可塑性エラストマー(TP
S)等の熱可塑性エラストマー(TPE)類、あるい
は、例えば、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸
ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、A
BS樹脂、アイオノマー樹脂、アクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂類等の高分子材料
に、導電性付与剤を添加し、所定の導電性に調整して使
用することができ、必要な硬度によって、適宜ソリッド
あるいはスポンジを選択すればよい。なお、ここで使用
される高分子材料は、1種類でも2種類以上を混合して
使用してもよい。
ては、電子導電体及びイオン導電体がある。電子導電体
としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、
カーボン繊維、金属粉(金、銀、銅、ニッケル、及びア
ルミニウム等)、金属酸化物(導電性酸化亜鉛、導電性
酸化スズ、導電性酸化チタン等)、導電化処理を施した
被金属化合物及び導電性ポリマー(ポリアニリン、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピリ
ジン、ポリアズレン等)等を挙げることができる。ま
た、イオン導電体としては、例えば、金属塩及びアンモ
ニウム塩が挙げられる。金属塩としてはI族、又はII
族の金属塩が挙げられ、中でも陽イオン半径の比較的小
さいLi、Na、及びKの金属塩が特に好ましい。これ
らの金属塩を構成する陰イオンとしては、ハロゲン
(F、Cl、Br、およびI等)、チオシアン酸イオ
ン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルフォン酸
イオン及びフルオロホウ酸イオン等が挙げられ、特に、
過塩素酸イオンが好ましい。また、アンモニウム塩とし
ては、カルボン酸、リン酸、ホウ酸、およびスルフォン
酸等を挙げることができる。これらの導電性付与材は、
2種以上混合して使用してもよいが、もちろんこれらに
限定されるわけではない。
層に用いられる材料については、導電性弾性層よりも体
積抵抗率が大きく、導電性弾性層に用いたものと同様の
材料を使用できるが、特に、被帯電体と接触する層につ
いては、非被帯電体汚染の観点から、アクリル樹脂、ウ
レタン樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂の中から選
ばれた1種、または2種以上の混合物又は共重合体を結
着樹脂として使用することが好ましく、特には、水系の
塗料であれば、安全衛生面、環境保護面から一層好まし
く、必要に応じて導電性付与剤を添加しても良い。導電
性付与剤は導電性弾性層に使用したものと同様のものが
使用できる。
ために、最外層の結着樹脂中に、例えばナイロン樹脂
粉、フッ素樹脂粉、シリコーン樹脂粉、等の樹脂粉類、
シリコーンオイル、固体潤滑剤、フッ化カーボン及びそ
の他の摩擦調整剤を添加することもできる。
ンピーダンスが、中央部領域におけるインピーダンスよ
りも高くすることで、有機感光体端部の削れをも防止す
ることができるため、カートリッジとしての耐久性も向
上し、より好ましい。この場合、中央部領域から端部領
域に向かうに従ってインピーダンスが徐々に高くなるこ
とが好ましく、端部のインピーダンスが中央部のインピ
ーダンスの6倍以上更に好ましくは10倍以上とするこ
とで所望の効果を得ることができる。
電部材と被帯電体の距離が帯電部材の端部に向かうに従
って、直線的に大きくなる面取り面を有する構成や帯電
部材と被帯電体の距離が帯電部材の端部に向かうに従っ
て曲線的に大きくなる構成とすることによって、上記効
果的は一層向上する。これらの場合においては、該面取
り面と被帯電体が画像形成領域において帯電部材と接触
する面とのなす角度が10°以上°70°以下であるこ
と、または、曲線的に大きくなる形状が曲率Rを有し、
Rが1mm以上Rが10mm以下であることが好まし
い。
帯電部材の中央部の最大直径の1.0010倍以上1.
5000倍未満であるのが良い。帯電部材は、一次帯電
用、転写帯電用、除電用のいずれかにも使用でき、同時
に使用してもよい。
ラーを作成して、その評価をした。
かじめ接着剤を塗布したステンレス製芯金 (b)導電性弾性用コンパウンド1:EPDM100重
量部、導電性カーボンブラック10重量部、パラフィン
オイル40重量部、酸化亜鉛5重量部、高級脂肪酸1重
量部、イオウ2重量部、加硫促進剤3重量部、発泡剤5
重量部 (c)被覆層2c用塗料:自己乳化型ポリエーテル系ウ
レタンエマルジョン(固形分10%)100重量部に対
し、導電性カーボンブラック1.5重量部を添加し、分
散させる。
リル−ウレタンエマルジョン(固形分62%、アクリル
/ウレタン比=4/1)100重量部に対し導電性酸化
スズ10重量部を分散させる。
化ナイロン100重量部、メタノール400重量部、導
電性酸化スズ40重量部、架橋剤2重量部 (f)帯電部材の作成:上記(a)の芯金の周囲に、
(b)の導電性弾性層用コンパウンド1を押出し成形に
より外径約12mmになるように形成し、160℃の雰
囲気中に2時間放置し加硫発泡させた後、両端カット、
外周研磨を行ない、導電性弾性体層の外径が12.0m
m、長さ235mmの導電性弾性層が発泡体からなる導
電性発泡体ローラーを得た。
面に、(c)の通り調整した塗料を用いて浸漬塗工後1
30℃の雰囲気中に30分放置乾燥して、5μmの被覆
層2cを設けた。また、このローラーの感光体の非画像
形成領域に当たる、導電性弾性層の形成部分端部から1
0mmずつ、(d)の通り調整した塗料を用いて浸漬塗
工後130℃で30分乾燥して厚さ60μmの被覆層2
dを設けた。さらに、この上に、(e)の通り調整した
塗料を、導電性弾性層が形成されている全域に亘って浸
漬塗工後、120℃/15分乾燥し表面にナイロンから
なる被覆層2eを厚さ20μmに形成し、図2に示す様
なローラー形状の帯電部材を2を得た。
る硬度の測定。
成領域としては、この帯電部材の中央部分を選び、その
部分における幅10mm内で、円周方向に4等分し、そ
れぞれの部分における硬度を、高分子計器(株)製MI
CRO DUROMETERMD−1を用いて測定し、
それらの単純平均を、画像形成領域のマイクロ硬度(H
1)とした。また、非画像形成領域におけるマイクロ硬
度も同様にして、帯電部材両端部において各々幅10m
m内で、円周方向に4等分し、それぞれの部分における
硬度の単純平均を、各々の非画像形成領域のマイクロ硬
度(H2、H3)とした。
電部材2の内の一本(帯電部材(A))について、硬度
を測定したところ、H1=61.5°、H2=67.0
°、H3=67.5°であった。また、同様にして作成
した帯電部材1の内の別の一本(帯電部材(B))につ
いて、硬度を測定したところ、H1=62.0°、H2
=67.5°、H3=68.5°であった。
成領域におけるインピーダンス(Z)の測定。
0mm、幅10mmのSUSの製電極を、画像形成領域
として帯電部材中央部に、非画像形成領域として両端
に、それぞれ当接させ、20rpmで回転させながら、
交流電圧VAC=300V(ピーク間電圧)を印加し、流
れた電流(IAC)から、Z=VAC=(300V)/IAC
により求めた。
成領域のインピーダンス(Z1)と非画像形成領域のイ
ンピーダンス(Z2、Z3)は、それぞれ、Z1=7.
1×104 Ω、Z2=7.3×105 Ω、Z3=8.0
×105 Ωであった。また帯電部材(B)ではZ1=
5.6×104 Ω、Z2=5.8×105 Ω、Z3=
6.0×105 Ωであった。
製)に用いるカートリッジの一次帯電器位置に取付け、
直流電圧VDC=−700V、交流電圧VAC=2.0kV
pp、周波数f=470Hzのバイアスを印加し、常
温、常湿環境(23℃/50%RH)で、16000枚
の印字テストを行なったところ、感光体の削れ量は、感
光体の中央部で12μmであり、両端部でそれぞれ12
μm、11μmであったので、初期から16000枚を
通して良好な画像が得られ、安定した帯電が行なわれて
いることがわかり、耐久性が高いことがわかった。
枚の印字テストを行なったところ、感光体の削れ量は、
感光体の中央部で6μm、両端部でそれぞれ6μm、5
μmであり、初期から8000枚を通して良好な画像が
得られ、安定した帯電が行なわれていることがわかっ
た。この8000枚の印字テストに使用した帯電部材を
用い、帯電部材以外は新しい部材を使用して、同様の印
字テストを行なったところ、やはり、感光体の削れ量
は、感光体の中央部で6μmであり、両端部でそれぞれ
5μm、7μmであり、ひき続き良好な画像が得られ
た。これらの結果から、耐久性が高いだけでなく、繰り
返し使用性にも優れていることがわかった。
電部材(B)の表面をきれいに空拭き後、それぞれ図1
のプロセスカートリッジに組み込んだ状態で40℃、9
5%の雰囲気中に2週間放置した後の画像を確認したと
ころ良好な画像が得られ、また、感光体上も特に変化は
なく、高湿度下においても長期にわたって安定な特性を
有することがわかった。
ラーを作成して、その評価をした。
パウンド1 (c)被覆層2e用塗料:自己乳化型アクリル−ウレタ
ンエマルジョン(固形分62%、アクリル/ウレタン比
=4/1) (d)被覆層2d用塗料 自己乳化型アクリル−ウレタンエマルジョン(固型分6
2%、アクリル/ウレタン比=1/1)100重量部に
対し、導電性酸化スズを25重量部添加し、分散 (e)被覆層2e用塗料 フッ素ゴムラテックス(固形分50%)100重量部に
対し導電性酸化スズを20重量部、硬化剤2重量部を添
加し、混合、分散。
部から10mmずつをマスキングし、(d)の通り調整
した塗料を用いて浸漬塗工し、130℃/10分乾燥し
て、膜厚60μmの被覆層2dを設けた。次いでマスキ
ングをはずし、両端部10mmずつをそれぞれ(c)の
通り調整した塗料を用いて浸漬塗工後、130℃/10
分乾燥して膜厚60μmの被覆層2cを設けた。さら
に、この上に(e)の通り調整した塗料を用いて、浸漬
塗工を行ない、130℃/30分乾燥して、表面にフッ
素ゴム層からなる被覆層2eを厚さ20μmに形成し図
7に示す様なローラー形状の帯電部材2を得た。
(A)はH1=59.5°、H2=64.0、H3=6
4.5°であり、Z1=7.0×104 Ω、Z2=6.
0×105 Ω、Z3=4.4×105 Ωであった。
°、H2=66.0°、H3=65.0°、Z1=1.
1×105 Ω、Z2=7.5×105 Ω、Z3=9.1
×105 Ωであった。
ったところ、帯電部材(A)で、13000枚の印字テ
ストを行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の中
央部で、14μmであり、両端部でそれぞれ16μmで
あったので、初期から13000枚を通して良好な画像
が得られ、安定した帯電が行なわれていることがわか
り、耐久性が高いことがわかった。
枚の印字テストを行なったところ、感光体の削れ量は感
光体の中央部で7μm、両端部でそれぞれ6μm、8μ
mであり、初期から8000枚を通して良好な画像が得
られ、安定した帯電が行なわれていることがわかった。
この8000枚の印字テストに使用した帯電部材を用
い、帯電部材以外は新しい部材を使用して、同様の印字
テストを行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の
中央部で6μmであり、両端部でそれぞれ6μm、7μ
mであり、ひき続き良好な画像が得られた。これらの結
果から、耐久性が高いだけでなく、繰り返し使用性にも
優れていることがわかった。
電部材(B)の表面をきれいに空拭き後、それぞれカー
トリッジに組み込んだ状態で40℃、95%の雰囲気中
に2週間放置した後の画像を確認したところ良好な画像
が得られた。また、感光体上を観察したところ、帯電部
材の非画像形成領域に当接する部分の感光体上に、やや
付着物が認められたが、実用上問題のないことがわかっ
た。
ーラーを作成して、その評価をした。
ンパウンド1 (c)被覆層2c用塗料の調整 熱可塑性ウレタンエラストマー(比重1.21、軟化点
156℃)10重量部を、DMF90重量部に溶解す
る。
分30%)100重量部に、導電性酸化スズを12重量
部を添加し、混合する。
円筒状の金型に(a)の芯金をセットし、(b)の導電
性弾性層用ゴムコンパウンド1を金型内に注入、160
℃/10分間加硫後、取り出し、外径12mmで両端部
に曲率R=3mmを有し、かつ表面にスキン層を有する
導電性弾性体層が発泡体からなる導電性発泡体ローラー
を作成した。
成部分単部から13mmずつ、(c)の通り調整した塗
料を用いて、浸漬塗工後130℃/10分乾燥して30
μmの被覆層2cを設けた。
料を用いて浸漬塗工を行なう、130℃/30乾燥し表
面にウレタンからなる被覆層2dを厚さ60μmに形成
し、図12に示す様なローラー形状の帯電部材2を得
た。
(A)はH1=62.0°、H2=70.0°、H3=
67.0°であり、Z1=7.0×104 Ω、Z2=
8.5×105 Ω、Z3=9.0×105 Ωであった。
°、H2=68.0°、H3=67.5°、Z1=4.
2×104 Ω、Z2=6.0×105 Ω、Z3=7.3
×105 Ωであった。
ったところ、帯電部材(A)で、18000枚の印字テ
ストを行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の中
央部で14μmであり、両端部でそれぞれ14μm、1
3μmであったので、初期から18000枚を通して良
好な画像が得られ、安定した帯電が行なわれていること
がわかり、耐久性が非常に高いことがわかった。
枚の印字テストを行なったところ、感光体の削れ量は、
感光体の中央部で5μm、両端部でそれぞれ6μm、で
あり、初期から8000枚を通して良好な画像が得ら
れ、安定した帯電が行われていることがわかった。この
8000枚の印字テストに使用した帯電部材を用い、帯
電部材以外は新しい部材を使用して、同様の印字テスト
を行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の中央部
で6μmであり、両端部でそれぞれ7μm、5μmであ
り、ひき続き良好な画像が得られた。これらの結果か
ら、耐久性が高いだけでなく、繰り返し使用性にも優れ
ていることがわかった。
電部材(B)の表面をきれいに空拭き後、それぞれカー
トリッジに組み込んだ状態で40℃、95%の雰囲気中
に2週間放置した後の画像を確認したところ良好な画像
が得られ、また、感光体上も特に変化はなく、高湿度下
においても長期にわたって安定な特性を有することがわ
かった。
ローラーを作成してその評価をした。
量部、導電性カーボンブラック7重量部、DOP40重
量部、酸化亜鉛5重量部、高級脂肪酸1重量部、イオウ
2重量部、加硫促進剤3重量部、発泡剤5重量部 (c)被覆層2c用塗料の調整 実施例3の被覆層2d用塗料を使用 (d)被覆層2d用塗料の調整 実施例3の被覆層2c用塗料を使用 (e)帯電部材の作成 両端部に、面取り面の角度が45°となる、内径12m
mの円筒状の金型を使用し、導電性コンパウンド2を使
用したこと以外は、実施例3と同様に行ない、外径12
mmで、両端部に45°の面取り面を有し、かつ表面に
スキン層を有する、導電性弾性体層が発泡体からなる導
電性発泡体ローラーを作成した。
り調整した塗料を用いて、浸漬塗工後130℃/10分
乾燥し、厚さ60μmの被覆層2cを設けた。次に、導
電性弾性体層の形成部分他端部から10mmずつ(d)
の通り調整した塗料を用いて浸漬塗工を行ない、130
℃/30分乾燥し、ウレタンからなる被覆層2dを厚さ
10μm幅10mmに形成し、図13に示す様なローラ
ー形状の帯電部材2を得た。
(A)は、H1=63.5°、H2=68.0°、H3
=68.5°、Z1=5.5×104 Ω、Z2=4.2
×105 Ω、Z3=6.1×105 Ωまた、帯電部材
(B)はH1=63.0°、H2=68.5°、H3=
67.5°、Z1=2.2×104 Ω、Z2=1.0×
105 Ω、Z3=2.4×105 Ωであった。
ったところ、帯電部材(A)で、16000枚の印字テ
ストを行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の中
央部で、12μmであり、両端部でそれぞれ12μm、
13μmであったので、初期から16000枚を通して
良好な画像が得られ安定した帯電が行なわれていること
がわかり、耐久性が非常に高いことがわかった。
枚の印字テストを行なったところ、感光体の削れ量は、
感光体の中央部で6μm、両端部でそれぞれ6μmであ
り、初期から8000枚を通して良好な画像が得られ、
安定した帯電が行なわれていることがわかった。この8
000枚の印字テストに使用した帯電部材を用い、帯電
部材以外は新しい部材を使用して、同様の印字テストを
行なったところ、感光体の削れ量は、感光体の中央部で
6μmであり、両端部でそれぞれ6μm、7μmであ
り、ひき続き良好な画像が得られた。これらの結果か
ら、耐久性が高いだけでなく、繰り返し使用性にも優れ
ていることがわかった。
電部材(B)の表面をきれいに空拭き後、それぞれカー
トリッジに組み込んだ状態で40℃、95%の雰囲気中
に2週間放置した後の画像を確認したところ良好な画像
が得られ、また、感光体上も特に変化はなく、高湿度下
においても長期にわたって安定な特性を有することがわ
かった。
としたこと以外、実施例1と同様にして帯電部材を得
た。
電部材は、H1=61.5°、H2=64.5°、H3
=64.0°、Z1=3.3×104 Ω、Z2=7.7
×104 Ω、Z3=5.8×104 Ωであった。
ところ、13000枚の印字テストでは、良好な画像が
得られたが、印字テスト後の帯電部材表面をきれいに空
拭き後、カートリッジに組み込んだ状態で40℃、95
%の雰囲気中に2週間放置後の画像を確認したところ、
帯電部材が当接していた部分の画像端部に黒ポキ状の画
像不良が発生した。帯電部材を観察したところ、H3に
相当する部分で、磨耗が発生しており、特に磨耗がはげ
しいところでは、被覆層全体の膜厚が10μm程度しか
なく、高温、高湿環境において、膜厚の薄い部分での、
下層からのしみ出し物質の移行を防止する能力が低下し
たことによる画像不良であることがわかった。
には適さないことが判明した。
図15に示す帯電ローラにおいても帯電部材端部の削れ
を防止することができる。
ー形状のものであるが、帯電部材の形状形態はこれに限
らず、ブレード形状、ロッド形状、ブロック形状、パッ
ド形状、ワイヤ形状のものなど任意であり、これ等につ
いても本発明を適用して同様の効果を得ることがわか
る。
先に提案(特開昭63−149669号公報等)したよ
うに、振動電圧(時間と共に電圧値が周期的に変化する
電圧)、特には、直流電圧を印加したときの被帯電体の
帯電開始電圧の2倍以上ピーク間電圧を有する振動電圧
を帯電部材に印加して帯電を実行させる方式は、均一な
帯電(除電)を処理することが可能であり、有効であ
る。
しくは該AC成分と直流電圧成分(目標帯電電位に相当
する電圧、DC成分)との重畳電圧であり、AC成分の
波形としては正弦波・矩形波・三角波など適宜である。
直流電圧を周期的にオン・オフすることによって形成さ
れた矩形波電圧であってもよい。
以外、実施例1と同様にして帯電部材を得た。
帯電部材は、H1=61.0°、H2=61.5°、H
3=59.5°、Z1=6.3×104 Ω、Z2=9.
0×104 Ω、Z3=6.0×104 Ωであった。
ところ、8000枚印字テストを行なったところで、画
像の横方向に帯電部材ピッチで黒帯状の画像不良が発生
した。帯電部材を観察したところ、初期において硬度が
低かった側の端部が全体的に磨耗しており、特に、磨耗
がはげしいところでは被覆層全体の膜厚が5μm程度し
かなく、その部分からリークが発生したことによる画像
不良であり、十分な耐久性のないことがわかった。
電部材の端部の削れを防止できる。従って、高速、高耐
久性に対応できる優れた帯電部材および帯電装置を提供
することができる。
を示す概略側面図である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
Claims (20)
- 【請求項1】 被帯電体を帯電するために被帯電体に接
触可能な帯電部材であって、基体と、この基体上に設け
られた導電性弾性層と、この導電性弾性層上に設けられ
た抵抗層と、を備え、前記導電性弾性層及び前記抵抗層
はそれぞれ前記帯電部材の長手方向において端部領域及
び中央部領域に設けられる帯電部材において、 前記端部領域における前記抵抗層のマイクロ硬度は、前
記中央部領域における前記抵抗層のマイクロ硬度よりも
大きく、前記帯電部材の表面は前記端部領域と前記中央
部領域とで同じ材料であることを特徴とする帯電部材。 - 【請求項2】 前記帯電部材の前記端部領域のマイクロ
硬度は、前記帯電部材の前記中央部領域のマイクロ硬度
よりも4°以上大きく、 前記端部領域のマイクロ硬度は、90°以下であること
を特徴とする請求項1の帯電部材。 - 【請求項3】 前記抵抗層の前記被帯電体と接触する表
面は、アクリルポリマ、ウレタンポリマ、ナイロンポリ
マ、フッ素ポリマ、シリコーンポリマ、ポリエステルポ
リマ、ポリオレフィンポリマのうちの少なくとも1つの
共重合体又は混合物であることを特徴とする請求項1又
は2の帯電部材。 - 【請求項4】 前記抵抗層は、水系塗料であることを特
徴とする請求項1又は2の帯電部材。 - 【請求項5】 前記導電性弾性層は、発泡体を備えるこ
とを特徴とする請求項1又は2の帯電部材。 - 【請求項6】 前記帯電部材の前記端部領域における抵
抗は、前記帯電部材の前記中央部領域における抵抗より
も大きいことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかの
帯電部材。 - 【請求項7】 前記中央部領域から前記端部領域に向か
うに従って前記帯電部材の抵抗は徐々に大きくなること
を特徴とする請求項6の帯電部材。 - 【請求項8】 前記端部領域における前記帯電部材の抵
抗は、前記中央部領域における前記帯電部材の抵抗の6
倍以上であることを特徴とする請求項6の帯電部材。 - 【請求項9】 前記端部領域において前記帯電部材は、
面取り部を備えることを特徴とする請求項6の帯電部
材。 - 【請求項10】 前記面取り部は平面であり、面取り面
が前記被帯電体と前記帯電部材との接触する線に対して
10°以上70°以下であることを特徴とする請求項9
の帯電部材。 - 【請求項11】 前記面取り部は、曲率が1mm以上1
0mm以下の曲面であることを特徴とする請求項9の帯
電部材。 - 【請求項12】 前記端部領域の最大直径は、前記中央
部領域の最大直径の1.0010倍以上1.5000倍
未満であり、前記端部領域において前記帯電部材は平面
の面取り部を有し、面取り面は前記被帯電体と前記帯電
部材との接触する線に対して10°以上70°以下であ
ることを特徴とする請求項6の帯電部材。 - 【請求項13】 前記端部領域の前記帯電部材の最大直
径は、前記中央部領域の前記帯電部材の最大直径の1.
0010倍以上1.5000倍未満であり、前記端部領
域において前記帯電部材は、曲率が1mm以上10mm
以下の曲面の面取り部を備えることを特徴とする請求項
6の帯電部材。 - 【請求項14】 前記端部領域は、前記中央部領域より
も前記抵抗層の抵抗が大きく、前記抵抗層は、前記端部
領域において第1抵抗領域と、この第1抵抗領域よりも
抵抗が大きい第2抵抗領域と、を備え、前記第2抵抗領
域は、前記第1抵抗領域よりも前記中央部から離れてい
ることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかの帯電
部材。 - 【請求項15】 前記帯電部材は、ローラ形状であるこ
とを特徴とする請求項1乃至14のいずれかの帯電部
材。 - 【請求項16】 電子写真感光体と、前記感光体を帯電
する請求項1乃至14のいずれかの帯電部材と、を有す
ることを特徴とする帯電装置。 - 【請求項17】 前記端部領域は、前記感光体の非画像
領域であり、前記中央部領域は、前記感光体の画像領域
であることを特徴とする請求項16の帯電装置。 - 【請求項18】 前記帯電部材は、前記感光体を帯電す
るために電圧が印加されることを特徴とする請求項16
又は17の帯電装置。 - 【請求項19】 前記帯電装置は、画像形成装置に着脱
可能なプロセスカートリッジに設けられることを特徴と
する請求項16乃至18のいずれかの帯電装置。 - 【請求項20】 前記感光体は、像が形成され、前記感
光体から転写材へ像が転写されることを特徴とする請求
項16乃至19のいずれかの帯電装置。
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- 1995-03-07 JP JP04722795A patent/JP3227333B2/ja not_active Expired - Fee Related
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