JP3647409B2 - Charging device, process cartridge, image forming apparatus, roller-shaped charging member - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンターなどの帯電装置、該帯電装置を有するプロセスカートリッジおよび画像形成装置、および、該帯電装置用のローラー形状の帯電部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コロナ帯電装置に比べて低オゾンや低電力など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。
【0003】
接触帯電装置は、像担持体などの被帯電体に、ローラー型(帯電ローラー)、ファーブラシ型、磁気ブラシ型またはブレード型などの導電性の帯電部材を接触させ、この帯電部材(接触帯電部材)に所定の帯電バイアスを印加して、被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【0004】
接触帯電の帯電機構(帯電のメカニズム、帯電原理)には、(1)放電帯電機構と(2)直接注入帯電機構との2種類の帯電機構が混在しており、どちらが支配的であるかにより各々の特性が現れる。図7にそれぞれの代表的な帯電特性を示す。
【0005】
(1)放電帯電機構
接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象により被帯電体表面が帯電する機構である。
【0006】
コロナ帯電のような放電帯電系は、接触帯電部材と被帯電体に一定の放電閾値を有するため、帯電電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯電装置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、オゾンなどの活性イオンによる弊害は避けられない。
【0007】
接触帯電方式の中でも、接触帯電部材として帯電ローラーを用いたローラー帯電方式は帯電の安定性という点で好ましく、広く用いられているが、このローラー帯電ではその帯電機構は放電帯電機構が支配的である。
【0008】
すなわち、帯電ローラーは導電あるいは中抵抗のゴム材あるいは発泡体を用いて作製される。また、これらを積層して所望の特性を得たものもある。帯電ローラーは、被帯電体との一定の接触を得るために弾性を持たせているが、そのため摩擦抵抗が大きく、多くの場合、被帯電体に従動あるいは若干の速度差をもって駆動される。したがって、ローラー上の形状のムラや被帯電体の付着物により非接触状態が避けられないため、従来のローラー帯電ではその帯電機構は放電帯電機構が支配的となる。
【0009】
より具体的に説明すると、被帯電体として、感光層の厚さが25μmの有機電子写真感光体に対して帯電ローラーを加圧当接させて帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラーに対して約640V以上の電圧を印加すれば電子写真感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に電子写真感光体の表面電位が増加する。
【0010】
以下、この閾値電圧を帯電開始電圧(Vth)と定義する(図7の点線70A)。
【0011】
つまり、電子写真に必要とされる電子写真感光体の表面電位Vdを得るためには、帯電ローラーにはVd+Vthという必要とされる以上のDC電圧が必要となる。このようにしてDC電圧のみを接触帯電部材に印加して像担持体の帯電を行う方式は、一般に「DC帯電方式」と称される。
【0012】
しかし、DC帯電方式においては、環境変動などによって接触帯電部材の抵抗が変動するため、また、被帯電体としての電子写真感光体が削れることによって感光層の膜厚が変化するとVthが変動するため、電子写真感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。
【0013】
このため、さらなる帯電の均一化を図るために特開昭63−149669号公報などに開示されているように、所望のVdに相当するDC電圧にVthの2倍以上のピーク間電圧を持つAC成分を重畳した振動電圧を接触帯電部材に印加して被帯電体の帯電を行う、一般に「AC帯電方式」と称される方式が用いられる。これは、ACによる電位のならし効果を目的としたものであり、被帯電体の電位はAC電圧のピークの中央であるVdに収束し、環境などの外乱には影響されることはない。
【0014】
しかしながら、このような接触帯電装置においても、その本質的な帯電機構は帯電部材から被帯電体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に必要とされる電圧は、(像担持体表面電位+放電閾値以上)の値が必要とされ、微量のオゾンなどの放電生成物は発生する。
【0015】
また、帯電均一化のためにAC帯電を行った場合にはさらなるオゾンなどの放電生成物の発生、AC電圧の電界による接触帯電部材と被帯電体の振動騒音(AC帯電音)の発生、また、放電による被帯電体の表面の劣化が顕著になり、新たな問題点となっていた。
【0016】
(2)直接注入帯電機構
一方、直接注入帯電機構とは、接触帯電部材から被帯電体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り、特開平6−3921号公報などに開示されている。
【0017】
中抵抗の接触帯電部材が被帯電体表面に接触して、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7の実線70B)。この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。
【0018】
より具体的には、帯電ローラー、帯電ブラシまたは帯電磁気ブラシなどの接触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準位または電荷注入層の導電性粒子など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体表面のみであり、オゾンなどの放電生成物の発生も無い。
【0019】
特に、接触帯電部材として、スポンジローラーのような多孔状のローラーに、導電性微粒子をコートしたものを用いる場合には、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、良好な帯電性を得易かった。
【0020】
さらに、帯電部材を被帯電体表面に対して速度差をもって回転させることで、オゾンなどの放電生成物の発生がなく、簡易な構成での接触帯電である注入帯電においてもより良好な帯電性を得ることができた。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成をもってしても、クリーニングをすり抜けたトナーが徐々に帯電ローラーに蓄積することにより、帯電性能が低下する場合があった。特に、転写後一次帯電前に転写後に被帯電体上に残留したトナー(転写残トナー)を回収、貯蔵する独立したクリーニング手段を有さず、現像手段が実質的なクリーニング手段を兼ねる、いわゆるクリーナーレスシステムの場合には、転写残トナーの帯電ローラー表面への蓄積がより顕著なので、帯電性能の低下を非常に起こし易かった。
【0022】
そこで、上述の問題点を改善する方法として、特開2001−188404号公報に、帯電ローラー表面に凹状の空孔(セル)を持ち、その空孔(セル)のエッジ長が15mm/mm〜60mm/mmであることで帯電性能が向上することが開示されている。しかしながら、長期に帯電を行う場合は、さらなる帯電性能の向上が求められている。
【0023】
本発明の目的は、帯電均一性に優れており、かつオゾンなどの放電生成物がほとんど発生しない接触帯電方式の帯電装置を提供することにある。
【0024】
本発明の別の目的は、接触帯電方式である注入帯電方法を用い、長期使用においても安定した帯電性能を維持でき、かつ長期の印字においても帯電ムラのない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は被帯電体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該被帯電体の接触面には導電性粒子が存在する帯電装置において、
該帯電部材の表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
該帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下である、
ことを特徴とする帯電装置である。
【0026】
また、本発明は、電子写真感光体と、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を該電子写真感光体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は該電子写真感光体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該電子写真感光体の接触面には導電性粒子が存在するプロセスカートリッジにおいて、
該帯電部材の表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
該帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下である、
ことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0027】
また、本発明は、電子写真感光体、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を該電子写真感光体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置、該電子写真感光体に露光により静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像を現像剤で可視化する現像手段および該現像手段によって可視化された像を転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は該電子写真感光体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該電子写真感光体の接触面には導電性粒子が存在する画像形成装置において、
該帯電部材の表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
該帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下である、
ことを特徴とする画像形成装置である。
【0028】
また、本発明は、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置用のローラー形状の帯電部材であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は被帯電体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該被帯電体の接触面には導電性粒子が存在する帯電装置用のローラー形状の帯電部材において、
表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下である、
ことを特徴とするローラー形状の帯電部材である。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明においては、電圧を印加した、表面層が弾性発泡体で構成されたローラー形状の帯電部材(帯電ローラー)を被帯電体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置を用いる。
【0030】
本発明の帯電装置が表面を帯電する被帯電体としては、電子写真装置、静電記録装置、磁気記録装置などに用いられる像担持体などが挙げられるが、その中でも、電子写真装置の像担持体として用いられる電子写真感光体を本発明の被帯電体として適用した場合、特に本発明の効果を顕著に発揮される。
【0031】
上記帯電部材の表面の空孔率は50%以上90%以下であるが、特には、60%以上、さらには70%以上であることが好ましい。50%未満では、帯電部材の表面の動きがダイナミックでなくなり、電子写真に適用した場合、現像剤(トナー)の摩擦が不十分となってしまう。一方、90%を超えると、骨格としての材料が少なくなるので、発泡体が帯電部材としての性能を維持することが困難となってしまう。
【0032】
また、後述のクリーナーレス画像形成装置においては、転写残トナーの帯電装置への混入量多いので、ローラー表面の空孔率が50%未満では、転写残トナーを十分に保持できず、転写残トナーの摩擦帯電が不十分となることがある。
【0033】
本発明における帯電部材の表面の空孔率は、帯電部材の表面の拡大写真(倍率200倍)の空孔部分と空孔以外の部分の面積比率により算出している。
【0034】
また、上記帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下である。電子写真に適用した場合、5μm未満であると、空孔内に現像剤(トナー)や導電性粒子を十分に担持できず、摩擦を得る機会が減り、トナーが1回の帯電ローラーと電子写真感光体との接触部通過で十分な帯電を得ることができない。一方、150μmを超えると、電子写真感光体に対する接触性均一性が不十分となり、十分均一な注入帯電が行えなくなる。
【0035】
さらに、被帯電体である電子写真感光体上に残留した現像剤を回収する手段を兼ねた現像手段を有するクリーナーレス画像形成装置に上記帯電部材を用いる場合は特に、20μm以上100μm以下が好ましい。20μm未満であると、空孔内に転写残トナーや導電性粒子を十分に担持し難く、摩擦を得る機会が減り、トナーが1回のローラーとドラムとの接触部通過で十分な帯電を得難くなる。また、クリーナーレス構成では転写残トナーが多く存在するため、空孔径が100μmを超えると、電子写真感光体に対する接触均一性が不十分となり、均一な注入帯電が行い難くなる。
【0036】
このような空孔持つ発泡体を得る方法として、例えば次のような方法が挙げられる。
【0037】
液体に可溶な粒子をあらかじめ抵抗調整をした高分子物質に混合し、成形した後、液体中に放置し、可溶性の粒子を溶出することで、発泡体を得ることができる。
【0038】
また、あらかじめ抵抗調整し、発泡剤を含有した液状の高分子物質を型内に流し込み発泡させ、発泡体を得ることができる。
【0039】
また、カプセル状の発泡粒子を高分子物質中に混合させて発泡体を得る方法、液状の高分子物質を攪拌中に泡を発生させて発泡体を得ることができる。
【0040】
これらの方法の中で、溶出による方法は、溶出させる粒子の粒径を調整することで所望の空孔径を得やすく、また、カプセルを用いる方法でも、カプセルの大きさで空孔径を調整することは容易である。
【0041】
帯電ローラーの表面の空孔径の測定には、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、最大弦長をもって空孔径を算出し、その個数基準での平均径を平均空孔径とした。
【0042】
また、上記帯電部材表面の空孔をすべてを真円に形成する(平均長短軸比b/a=1)に形成することは非常に困難であり、実際は、平均長短軸比b/a<1の帯電部材表面しか得ることはできない。しかしながら、注入帯電性の観点からは空孔は真円に近いほど好ましく、具体的には平均長短軸比b/aは0.2以上が好ましい。
【0043】
ここで、平均長短軸比b/aとは、本発明においては次のように定義される。
【0044】
光学あるいは電子顕微鏡による観察から、空孔を100個以上抽出し、各空孔の最大弦長をaとし、フェレ径最小幅をbとして、長短軸比b/aを算出し、その個数基準での平均を平均長短軸比b/aとした。
【0045】
上述した方法の中で、カプセルを用いる方法と、型内で発泡させる方法は、比較的真円に近い形状の空孔を形成しやすい。
【0046】
上述のとおり、本発明の帯電装置はローラー形状の帯電部材(帯電ローラー)を有しており、帯電促進を目的として、帯電部材と上記被帯電体の接触面には導電性粒子が存在している。帯電ローラーの表面には、あらかじめ導電性粒子が塗布されており、この導電性粒子を担持した状態で電子写真感光体など被帯電体の帯電が行われる。帯電ローラーと被帯電体の間に導電性粒子を介在させ、両者の間で速度差を設けるため、高い接触性を得ることができる。例えば、帯電ローラーを回転駆動あるいは固定して電子写真感光体と帯電部材に速度差を設ける構成を採ることができる。帯電部材の回転方向は、電子写真感光体表面の移動方向とは逆方向になるよう構成することが好ましい。
【0047】
また、帯電ローラーは電極として機能す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、電子写真感光体などの被帯電体を帯電するために十分低い抵抗を有する必要がある。一方では、電子写真感光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。したがって、十分な帯電性と耐リーク性を得るには10〜10Ωの抵抗が好ましい。
【0048】
帯電ローラーの抵抗は、長さ200mmの帯電ローラーの芯金に総圧1kgの加重がかかるよう直径30mmのアルミニウムドラムに圧着した状態で、芯金とアルミニウムドラムに100Vを印加し、計測した。
【0049】
また、帯電ローラーは、硬度が低すぎると形状が安定しないために接触性が悪くなり、高すぎると帯電ローラーと電子写真感光体などの被帯電体との接触部を確保できないだけでなく、被帯電体の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〜50度が好ましい範囲である。
【0050】
帯電ローラーが帯電する被帯電体が電子写真感光体である場合には、通常ゴム弾性体、発泡剤、導電性付与剤や、必要に応じて、加硫剤、加硫促進剤や、オイル、可塑剤、亜鉛華、ステアリン酸、炭酸カルシウム、マグネシアなどのゴム用添加剤を含有する、いわば導電性ゴム発泡体形成材料を用い、ローラー形状に成形することにより、作製することができる。
【0051】
上記ゴム弾性体としては、例えば、EPDMゴム(エチレンプロピレンジエンゴム)、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、アクリルゴムなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0052】
上記発泡剤としては、公知の無機発泡剤および有機発泡剤の中から適宜選択して用いることができる。ここで、無機発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、水素化ホウ酸ナトリウムなどが挙げられ、有機発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート、ジニトロペンタメチレンテトラミン、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、p−トルエンスルホニルヒドラジドなどが挙げられる。これらの発泡剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0053】
導電性付与剤としては、例えば、カーボンブラック;ニッケルや銅などの金属粉末;酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粉末やその他導電性金属複酸化物粉末;金属やアンモニウムなどの過塩素酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、ホウフッ化水素酸塩などのイオン導電剤の中から適宜選択して用いることができる。これらの導電性付与剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、所望の固有抵抗値をもつ導電性ゴム発泡体が得られるように、導電性付与剤の種類に応じて適宜選定することができる。
【0054】
上記発泡剤などの材料の種類、発泡条件など適宜選択することによって、表面に所定の空孔を有する帯電ローラーを形成することができる。
【0055】
また、上記特定の空孔径を帯電ローラーに付与するために、発泡剤を用いずに、所定の空孔が得られる型に材料を流し込んで形成することもできるが、帯電ローラー全体に弾性を付与するためには、上記発泡剤を用いて作製する方法が好ましい。
【0056】
このような構成を採ることで、接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象により被帯電体表面が帯電する方式では得られなかった高い帯電効率を得られ、帯電部材に印加した電位とほぼ同等の電位を感光ドラムに与えることができる。帯電に必要なバイアスは、電子写真感光体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帯電方式を実現する。
【0057】
本発明に用いられる導電性粒子の抵抗値は、粒子を介した電荷の授受を行うため、1×1012Ω・cm以下であることが好ましい。
【0058】
本発明では、抵抗値は錠剤法により測定し正規化して求めた。底面積2.26cmの円筒内に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、抵抗値を計測した。
【0059】
上記導電性粒子の粒径は、良好な帯電均一性を得るために帯電部材の表面の空孔の空孔径以下が好ましく、さらには空孔径の1/10以下がより好ましい。
【0060】
また、粒子として安定に得るためには平均粒径は10nm以上であることが好ましく、さらには、長期の画像形成にわたって良好な帯電性能を維持するためには空孔径の1/100以上であることが好ましい。
【0061】
またさらに、画素ごとのデジタル露光が可能なレーザー光を走査露光して被帯電体である電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段を有する画像形成装置に上記導電性粒子を用いる場合は特に、導電性粒子の平均粒径は1画素の直径以下であることが好ましい。1画素より大きいと画像露光時に粒子による光散乱を起こす場合がある。
【0062】
本発明においては、1インチを解像度(DPI)で除したものを画素の大きさとした。例えば、600DPIの画像形成装置ならば、1インチ=25400μmなので、この画像形成装置において画素の大きさは、
25400/600=42.33μm
となる。
【0063】
また、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。
【0064】
平均粒径の測定には、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、最大弦長をもって粒径を算出し、その個数基準の平均径を平均粒径とした。
【0065】
導電性粒子の材料としては、金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物が挙げられ、また、これらに表面処理を施した各種導電性粒子が使用可能である。
【0066】
さらに、上記帯電装置を電子写真に適用する場合には、潜像露光時に妨げにならないためには、無色あるいは白色の導電性粒子が好ましい。
【0067】
また、カラー画像形成の場合では特に、導電性粒子が電子写真感光体上から記録紙に一部転写されてしまうことを考慮すれば、無色あるいは白色の導電性粒子が好ましい。
【0068】
なお、本発明は、上述のように、表面に上記特定の空孔を有する帯電ローラーを用い、帯電ローラーと被帯電体との間に速度差を持たせ、帯電ローラーと被帯電体の接触面には導電性粒子が存在させることによって、上記効果が得るものであり、これらの条件さえ満たしていれば、上記帯電ローラーの作製方法および材料、導電性粒子の種類などに一切限定されるものではない。
【0069】
一方、本発明に用いられる被帯電体の表面層の体積抵抗値は、粒子を介した電荷の授受を行うため、1×1014Ω・cm以下であることが好ましく、被帯電体が像担持体である電子写真感光体である場合には、静電潜像を一定時間保持する必要があるため1×10Ω・cm以上であることが好ましい。
【0070】
図1に本発明の帯電装置を有するプロセスカートリッジを用いた装置の概略構成を示す。
【0071】
図1に示す画像形成装置は、電子写真感光体1の周囲に配置された、帯電装置2、露光光L、現像装置3、転写帯電装置4、定着装置5、クリーニング装置7から構成される。ここで、感光ドラム1、帯電装置2、現像装置3、クリーニング装置7は一体型のカートリッジ6に内包される構成を採る。
【0072】
帯電ローラー1021は、芯金1021a上に弾性発泡体の中抵抗層1021bを形成することにより作製されており、その表面には、あらかじめ導電性粒子1022が導電性粒子供給手段108によって塗布されている。
【0073】
導電性粒子供給手段108は、導電性粒子供給部材1081、該導電性粒子供給部材の支持体1082、導電性粒子供給部材を収容させたハウジング1083などから構成してあり、帯電ローラー1021の上側に配設して、ハウジング1083内の導電性粒子供給部材1081の下面を、帯電ローラー1021の上面に接離できる構成となっている。
【0074】
導電性粒子供給部材1081の接離は、カム式、電磁コイル式などで行うことが可能であり、非画像形成時の帯電ローラー1021が1周以上回転する一定時間に、導電性粒子供給部材1081がカムにより帯電ローラー1021に接して、粒子の供給を行う。非画像形成時に導電性粒子1022の供給を行うのは、画像形成時に導電性粒子1022を供給すると、導電性粒子が過剰に供給された場合に、帯電ローラー1021から電子写真感光体101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。導電性粒子供給部材1081は、導電性粒子1022をチップ状に結着固形化した部材(導電性粒子チップ)であり、回転する帯電ローラー1021との当接により、白墨のように自ら削れることで導電性粒子1022を帯電ローラー1021の表面に塗布供給する部材である。
【0075】
帯電ローラー1021表面は、この導電性粒子1022を担持することで、電子写真感光体との間の駆動トルクが低減でき、電子写真感光体との間で速度差を設けることが可能になる。この速度差によって、帯電ローラー表面の導電粒子と電子写真感光体との間に高い接触性を得ることができる。具体的な構成としてはは、帯電ローラーを回転駆動あるいは固定して電子写真感光体と帯電ローラーに速度差を設けることになる。
【0076】
以下、速度差について説明する。
【0077】
本発明においては、速度差を以下のように周速比で定義する。
【0078】
【外1】

Figure 0003647409
【0079】
帯電ローラーが電子写真感光体に対して従動回転している場合は、両者の表面において速度差がない状態である。帯電ローラー周速は、感光体周速と同じ方向に移動するときを正とする。
【0080】
速度差は−400%以上−100%未満が好ましい。速度差が−400%未満の場合、帯電ローラーと被帯電体との摺擦によって被帯電体の寿命が低下する場合があり、また、速度差が−100%、すなわち、帯電ローラーが回転しない場合、帯電ローラーと被帯電体が接している部分(ニップ部)に紙粉や残りトナーが堆積しやすく、帯電不良が発生する場合がある。
【0081】
以上の構成をとることで、従来のローラー帯電では得られなかった高い帯電効率を得られ、帯電部材に印加した電位とほぼ同等の電位を感光ドラムに与えることができる。帯電に必要なバイアスは、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帯電方式を実現する。
【0082】
このように、帯電ローラー1021によって表面が均一帯電された電子写真感光体101は、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強調変調された露光光10Lを受ける。こうして電子写真感光体101の周面に対し、目的の画像情報に対応した静電潜像が順次形成されていく。
【0083】
形成された静電潜像は、次いで、現像装置103によりトナー現像される。現像装置103は、マグネットロール103cを内包した現像スリーブ103b、規制ブレード103dから構成される。現像装置内のトナー103aは、スリーブ上を搬送される過程において、規制ブレード103dで層厚規制および電荷付与され、現像部位に導入され、電子写真感光体101上に形成された静電潜像を現像する。
【0084】
次に、不図示の給紙部から電子写真感光体101と転写装置104との間に電子写真感光体101の回転と同期して取り出されて給紙された転写材10Pに、電子写真感光体101の表面に形成担持されているトナー画像が転写装置104により順次転写されていく。
【0085】
トナー画像の転写を受けた転写材10Pは、電子写真感光体面から分離されて定着装置105へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
【0086】
像転写後の電子写真感光体101の表面は、クリーニング装置107によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返し画像形成に使用される。
【0087】
本発明においては、本発明の帯電手段と、電子写真感光体101、現像装置103およびクリーニング装置107などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジ106として一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジ106を複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、本発明の帯電装置と電子写真感光体101とを一体に支持してカートリッジ化して、装置本体のレールなどの案内手段(不図示)を用いて装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ106とすることができる。
【0088】
また、露光光10Lは、電子写真装置が複写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、この信号にしたがって行われるレーザービームの走査、LEDアレイの駆動および液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光である。
【0089】
また、図2に本発明の帯電装置を有するプロセスカートリッジを用いた電子写真装置の別の概略構成を示す。
【0090】
この図に示す画像形成装置は、クリーニング装置を装備することなく、トナーリサイクルを可能にしたクリーナーレスの画像形成装置である。
【0091】
また、導電性粒子供給装置を有さず、代わりに導電性粒子を含有する現像剤(トナー)を有する点で、図1に示す画像形成装置と異なる。
【0092】
このことにより、導電性粒子を供給する装置が必要なくなり、簡易な構成が実現できるため装置コストを安くすることができる。
【0093】
図において、201は被帯電体としての電子写真感光体であり、矢印20Aの方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体201は、回転過程において、本発明の帯電装置の帯電ローラー2021および帯電促進を目的とした導電性粒子2022によりその周面に帯電装置への印加電圧とほぼ同電位の均一帯電を受ける。
【0094】
帯電ローラー2021は、芯金2021a上に弾性発泡体の中抵抗層2021bを形成することにより作製されている。
【0095】
帯電ローラー2021によって表面が均一帯電された電子写真感光体201は、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強調変調された露光光20Lを受ける。こうして電子写真感光体201の周面に対し、目的の画像情報に対応した静電潜像が順次形成されていく。
【0096】
形成された静電潜像は、次いで、現像装置203によりトナー現像される。現像装置203は、マグネットロール203cを内包した現像スリーブ203b、規制ブレード203dから構成される。現像装置内のトナー203aは、スリーブ上を搬送される過程において、規制ブレード203dで層厚規制および電荷付与され、現像部位に導入され、電子写真感光体201上に形成された静電潜像を現像する。
【0097】
なお、トナー203aは導電性粒子2022を含有しており、現像装置203からトナー203aと共に供給された導電性粒子2022は電子写真感光体201の表面に移行し、その後、上記帯電装置に供給される。
【0098】
次に、不図示の給紙部から電子写真感光体201と転写装置204との間に電子写真感光体201の回転と同期して取り出されて給紙された転写材20Pに、電子写真感光体201の表面に形成担持されているトナー画像が転写装置204により順次転写されていく。
【0099】
トナー画像の転写を受けた転写材20Pは、電子写真感光体面から分離されて定着装置205へ導入されて像定着を受けることにより画像形成物(プリント、コピー)として装置外へプリントアウトされる。
【0100】
本発明においては、本発明の帯電手段と、電子写真感光体201、現像装置023などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジ206として一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジ206を複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。例えば、本発明の帯電装置と電子写真感光体201とを一体に支持してカートリッジ化して、装置本体のレールなどの案内手段(不図示)を用いて装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ206とすることができる。
【0101】
また、露光光20Lは、電子写真装置が複写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、この信号にしたがって行われるレーザービームの走査、LEDアレイの駆動および液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光である。
【0102】
さて、現像により電子写真感光体上に得られた画像は転写材に転写されるが、トナーの一部は転写残りとして電子写真感光体上に残ることになる。従来、トナーは絶縁体であるため、電子写真感光体の帯電において著しい帯電不良が生じる。
【0103】
しかしながら、図2に示す画像形成装置においては、帯電ローラー2021の表面には、あらかじめ塗布された導電性粒子が存在することと、帯電装置からトナー203aと共に供給された導電性粒子が存在することにより、帯電装置にトナーが混入した場合でも、導電性粒子の存在で電子写真感光体への接触性と接触抵抗を維持できるため直接注入による帯電を行うことができる。
【0104】
そして、混入した転写残りのトナーは、帯電ローラー2021内部に入り込むことなく、電子写真感光体201や導電性粒子2022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、帯電ローラー2021の表面から排出され、次現像工程で現像装置にて再度回収あるいは現像される。
【0105】
以上の行程を繰り返すことにより、トナーリサイクルを可能にしながら、帯電ローラー表面が常に安定して接触帯電ができる状態にあるので、長期にわた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。
【0106】
なお、本発明のプロセスカートリッジおよび画像形成装置の構成はこれらに限定するものではない。
【0107】
次に、図3と図4を用いて、帯電ローラー表面のトナーの動きなどを説明する。ここでは、トナー303a、403aをわかりやすくするため大きめに表示している。
【0108】
図3では、クリーニングをすり抜けたトナー303aと電子写真感光体301上に残っている導電性粒子3022が、帯電ローラー3021と電子写真感光体301との接触部上流の領域Nuに、電子写真感光体301の回転方向である矢印30Aの方向で突入してくる。一方、帯電ローラー3021は、矢印30Bの方向に回転しているので、帯電ローラー3021のスポンジ状の中抵抗層3021bの表面の突起は、矢印30Cの方向に圧を開放された形で広がり、このときに電子写真感光体301上のトナー303aや導電性粒子3022をそれぞれ摩擦させ、トナーが本来持つべき帯電量に帯電する。よって、空孔率が大きく、空孔径が大きい方が、よりトナーの動きが大きくなる。
【0109】
図4は、帯電ローラー4021と電子写真感光体401との接触部下流の様子を示している。帯電ローラー4021のスポンジ状の中抵抗層4021bは、矢印40Bの方向に移動しながら、帯電ローラー4021と電子写真感光体401との接触部下流領域Ndに突入する。ここでは、トナーが十分に帯電されているために、帯電ローラー4021と電子写真感光体401の微小な電位差で電子写真感光体401上に排出され、かつ、帯電ローラー4021の表面の空孔が矢印40Cの方向につぶされ、内部のトナーも排出されて、電子写真感光体401の表面に移り、現像装置に回収される。矢印40Aは電子写真感光体401の回転方向である。
【0110】
図5は、電子写真感光体の層構成の一例である。
【0111】
この図で例示する電子写真感光体は、アルミニウムなどの支持体5011上に下引き層5012、正電荷注入防止層5013、電荷発生層5014、電荷輸送層5015の順に重ねて塗工された一般的な有機電子写真感光体である。
【0112】
図6は、表面に電荷注入層を有する電子写真感光体の層構成の一例である。
【0113】
次に、図6を用いて、注入帯電効率が向上する電子写真感光体について説明する。
【0114】
具体的には、電子写真感光体の表面層の抵抗を調整することにより、さらに安定して均一に帯電を行う。つまり、帯電装置の性能が低下した場合でも、導電性粒子の介在と電子写真感光体側の表面抵抗を潜像形成可能な領域で低く設定することにより、一層効率良く電荷の授受を行うものである。以下に電荷注入層について詳しく述べる。
【0115】
図6に本実施例で用いた電子写真感光体の断面図を示す。
【0116】
電子写真感光体は、アルミニウムなどの支持体6011上に下引き層6012、正電荷注入防止層6013、電荷発生層6014、電荷輸送層6015の順に重ねて塗工された一般的な有機電子写真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電子写真感光体を用いた。
【0117】
電荷注入層は、光硬化型のアクリル樹脂にSnO超微粒子16a(径が約0.03μm)、ポリテトラフルオロエチレンなどの滑剤、重合開始剤などを混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものである。電荷注入層として重要な点は、表層の抵抗にある。電荷の直接注入による帯電方式においては、感光ドラム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、電子写真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、最表面層、本実施例では電荷注入層16の体積抵抗値が好ましくは1×1014Ω・cm以下、特には1×10〜1×1014Ω・cmの範囲であることが好ましい。つまり、電荷注入層を用いていない場合でも、電子写真感光体の最表面が上記抵抗範囲にある場合は同等の効果が得られる。例えば、表層の体積抵抗が約1013Ω・cmであるアモルファスシリコン電子写真感光体などを用いても同様な効果が得られる。
【0118】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0119】
(実施例1)
本実施例では、キヤノン(株)製LBP−1760(600DPI)に以下の改造を施した改造機、つまり、図1に示す構成を有する画像形成装置を用いて画像形成を行った。改造箇所は、帯電ローラーと導電性粒子供給手段である。
(改造前→改造後)
帯電部材:EP−52帯電ローラー→本発明の帯電ローラー+導電粒子
帯電部材の駆動:電子写真感光体に対して従動→周速差
粒子供給手段:なし→粒子供給手段あり
なお、EP−52とは、上記LBP1760用のカートリッジである。
【0120】
電子写真感光体は直径30mmのドラム状であり、図1中の矢印10Aの方向に94mm/sの一定の周速で回転する。帯電ローラーは、ローラー表面が電子写真感光体と互いに逆方向に等速度で移動するよう150rpmで駆動する。ローラーの芯金に−620Vの直流電圧を印加した。
【0121】
帯電ローラーを、SUS芯金上に弾性発泡体の中抵抗層を形成することにより作製した。中抵抗層は、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、発泡剤などにより処方し、上記芯金上にローラー状に形成した。その後、表面を研磨して直径12mm、母線方向長さ200mmの帯電ローラーを作製した。
【0122】
本実施例の帯電ローラー表面の空孔率は57%、平均空孔径は120μmであった。帯電ローラーの抵抗は100kΩであった。
【0123】
導電性粒子として、体積抵抗値が10Ω・cm、平均粒径1.5μmの導電性酸化亜鉛粒子を帯電ローラー表面に均一に塗布した。
【0124】
導電性粒子は凝集体を構成しており、粒径は凝集体の平均粒径である。
【0125】
また、導電性粒子チップとして、導電性粒子を溶剤中で結着樹脂で結着したチップ状のものを用いた。具体的処方は次のとおりである。
【0126】
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂をエタノール中に5質量%の濃度で溶解し、質量にして結着樹脂に対して7倍の酸化亜鉛粒子を混合した。この溶液を型に入れて成形し、乾燥することで、酸化亜鉛をチップ状に結着固形化した形態の導電性粒子供給部材が得た。
【0127】
チップ用の導電性粒子としては、抵抗値が3×10Ω・cm、平均粒径1.5μmの導電性酸化亜鉛粒子を用いた。
【0128】
本実施例で使用した導電性チップは、ブロック状の形態をしており、カム式の機構が画像形成終了後に導電性チップが帯電ローラーに接し、画像形成開始前に帯電ローラーから離れ、帯電ローラー表面に導電粒子を供給している。
【0129】
上述の画像形成装置において画像形成を行い、初期(1枚目)、100枚耐久後、5000枚耐久後、10000枚耐久後の画像評価を行った。評価方法は以下のとおりである。
【0130】
a)カブリ評価
カブリとは、本来印字しない白部(未露光部)において、トナーがわずかに現像され、地汚れのように現れる画像不良のことである。帯電不足のところがあると、本来の電位に比べて低くなるため、その場所はカブリとして現れる。カブリ量は光学反射率測定器(東京電色株式会社製TC−6DS)によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し記録紙のみに反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量は記録紙上を10点以上測定しその平均値を求めた。
【0131】
評価基準は次のとおりである。
A:カブリ量が2%未満である。
:カブリ量が2〜10%である。
B:カブリ量が10%を超える。
【0132】
b)中間調画像評価
微小領域の帯電不良、つまり帯電の不均一さは上述の白地部のカブリよりも、中間調で目立ちやすいため、白地部のカブリが良好であっても、中間調には微小な黒点または黒スジとして帯電不良が現れる場合がある。そこで、帯電均一性の評価として、異なる2水準の中間調で帯電均一性の評価を行った。用いた中間調は、600dpiの横線の1ドット2スペースと、2ドット3スペースで、1ドット2スペースの方が帯電の不均一が目立ちやすい。
【0133】
評価基準は次のとおりである。
A:黒点または黒スジが1ドット2スペースと、2ドット3スペースともに無い。
:黒点または黒スジが2ドット3スペースに無く、1ドット2スペースにほとんど無い。
B:黒点または黒スジが1ドット2スペースと、2ドット3スペースともに有る。
なお、上記評価基準のうち、Bは本発明の効果が十分に得られていないと判断した。
【0134】
評価条件および評価結果を表1に示す。
【0135】
(実施例2〜15、比較例1〜5)
画像形成装置、注入層の有無、帯電ローラーの空孔率および空孔径、帯電ローラーと電子写真感光体との速度差を表1に示すとおりにした以外は、実施例1と同様である。
【0136】
なお、実施例10〜15では、キヤノン(株)製LBP−1760(600DPI)に以下の改造を施した改造機、つまり、図2に示す構成を有する画像形成装置を用いて画像形成を行った。改造箇所は、帯電ローラーと導電性粒子供給手段である。
(改造前→改造後)
帯電部材:EP−52帯電ローラー→本発明の帯電ローラー+導電粒子
帯電部材の駆動:電子写真感光体に対して従動→周速差
現像剤:EP−52トナー→EP−52トナーに導電粒子混合
クリーニング:あり→なし
なお、EP−52とは、上記LBP1760用のカートリッジである。
【0137】
また、実施例1〜15および比較例1〜5の帯電ローラーの作製(表面の空孔径、空孔率の調整)は、以下の方法で行った。
・実施例1、6から15、比較例5
あらかじめ導電性カーボンで抵抗調整し、発泡剤を含有した液状ウレタンを帯電ローラーの形状の型内に芯金も存在させて発泡させた後、表面研磨を行った。空孔径および空孔率は、発泡剤の量や粒径を変化させることで調整した。
・実施例2〜5、比較例1〜4
液体に可溶性の粒子をあらかじめカーボンで抵抗調整をしたウレタン樹脂に混合し、チューブ形状に成形した後、液体中に放置し、可溶性の粒子を溶出することで、チューブ形状の発泡体を得た。このチューブに芯金を圧入接着後、表面を研磨した。ここで、空孔率は可溶性粒子の混合量を変化させることで調整した。
【0138】
また、実施例10〜15で用いた図2で示す画像形成装置は、LBP−1760およびそのカートリッジであるEP−52を以下のように改造した。
【0139】
評価条件および評価結果を表1に示す。
【0140】
【表1】
Figure 0003647409
【0141】
本実施例では、10000枚まで良好な画像を出力できることがわかった。
【0142】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表面の空孔率が高く、かつ、平均空孔径が微細な帯電ローラーを用いることで、常に帯電ローラー表面を汚染の少ない状態に維持できるため、放電生成物を発生しない注入帯電を安定して行い、長期使用においても安定した帯電性能および画像性能を維持できる画像形成装置を提供することが可能となった。
【0143】
また、特にクリーナーレスシステムを採用した画像形成装置においても、放電生成物を発生しない注入帯電を安定して行い、かつ長期の印字においても帯電ムラのない良好な画像を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を実施した画像形成装置の構成図である。
【図2】本発明の実施例1の帯電ローラー表面のトナーの動きなどを説明する図である。
【図3】本発明の実施例1の帯電ローラー表面のトナーの動きなどを説明する別の図である。
【図4】本発明の実施例2を実施した画像形成装置の構成図である。
【図5】実施例1〜14および比較例1〜5で用いた電子写真感光体の断面図である。
【図6】実施例15で用いた電子写真感光体の断面図である。
【図7】注入帯電特性を示すグラフである。
【符号の説明】
101 電子写真感光体
1021 帯電ローラー
1021a 芯金
1021b 中抵抗層
1022 導電性粒子
103 現像装置
103a トナー
103b 現像スリーブ
103c マグネットロール
103d 規制ブレード
104 転写装置
105 定着装置
106 プロセスカートリッジ
107 クリーニング装置
108 導電性粒子供給手段
1081 導電性粒子供給部材
1082 該導電性粒子供給部材の支持体1082
1083 導電性粒子供給部材を収容させたハウジング
10A 電子写真感光体の回転方向
10B 帯電ローラーの回転方向
10L 露光光
10P 転写材
10S1 帯電用電源
10S2 現像用電源
10S3 転写用電源
201 電子写真感光体
2021 帯電ローラー
2021a 中抵抗層
2021b 中抵抗層
2022 導電性粒子
203 現像装置
203a トナー
203b 現像スリーブ
203c マグネットロール
203d 規制ブレード
204 転写装置
205 定着装置
206 プロセスカートリッジ
20A 電子写真感光体の回転方向
20B 帯電ローラーの回転方向
20L 露光光
20P 転写材
20S1 帯電用電源
20S2 現像用電源
20S3 転写用電源
301 電子写真感光体
3021 帯電ローラー
3021b 中抵抗層
3022 導電性粒子
303a トナー
30A 電子写真感光体の回転方向
30B 帯電ローラーの回転方向
30C 中抵抗層表面の突起の広がり方向
Nu 接触部上流の領域
401 電子写真感光体
4021 帯電ローラー
4021b 中抵抗層
4022 導電性粒子
403a トナー
40A 電子写真感光体の回転方向
40B 帯電ローラーの回転方向
40C 中抵抗沿う表面の突起の広がり方向
Nd 接触部下流の領域
5011 支持体
5012 下引き層
5013 正電荷注入防止層
5014 電荷発生層
5015 電荷輸送層
6011 支持体
6012 下引き層
6013 正電荷注入防止層
6014 電荷発生層
6015 電荷輸送層
6016 電荷注入層
6016a 超微粒子
70A 接触帯電
70B 直接注入帯電[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging device such as a copying machine or a printer, a process cartridge and an image forming apparatus having the charging device, and a roller-shaped charging member for the charging device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there are advantages such as low ozone and low power compared to corona charging devices. Therefore, a contact-type charging device (contact charging) that charges a charged object by contacting a charged member to which a voltage is applied to the charged object. Apparatus) has been put into practical use.
[0003]
The contact charging device contacts a charged member such as an image carrier with a conductive charging member such as a roller type (charging roller), a fur brush type, a magnetic brush type or a blade type, and this charging member (contact charging member) ) Is applied with a predetermined charging bias to charge the surface of the object to be charged to a predetermined polarity and potential.
[0004]
There are two types of contact charging mechanism (charging mechanism, charging principle): (1) discharge charging mechanism and (2) direct injection charging mechanism, depending on which is dominant. Each characteristic appears. FIG. 7 shows typical charging characteristics of each.
[0005]
(1) Discharge charging mechanism
This is a mechanism for charging the surface of the member to be charged by a discharge phenomenon that occurs in a minute gap between the contact charging member and the member to be charged.
[0006]
Since a discharge charging system such as corona charging has a constant discharge threshold value for the contact charging member and the member to be charged, it is necessary to apply a voltage larger than the charging potential to the contact charging member. Moreover, since the generation amount is remarkably smaller than that of a corona charging device, it is unavoidable in principle to generate a discharge product, and thus harmful effects due to active ions such as ozone are unavoidable.
[0007]
Among contact charging methods, a roller charging method using a charging roller as a contact charging member is preferable in terms of charging stability and is widely used, but in this roller charging, the charging mechanism is dominated by the discharge charging mechanism. is there.
[0008]
That is, the charging roller is manufactured using a conductive or medium resistance rubber material or foam. There are also those obtained by laminating these to obtain desired characteristics. The charging roller has elasticity to obtain a certain contact with the member to be charged, but has a large frictional resistance, and is often driven by the member to be charged or with a slight speed difference. Therefore, a non-contact state is unavoidable due to uneven shape on the roller and deposits on the object to be charged, so in conventional roller charging, the charging mechanism is dominant in the charging mechanism.
[0009]
More specifically, when the charging roller is pressed and brought into contact with an organic electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer thickness of 25 μm as a member to be charged, When a voltage of about 640 V or higher is applied, the surface potential of the electrophotographic photosensitive member starts to rise, and thereafter, the surface potential of the electrophotographic photosensitive member increases linearly with a slope of 1 with respect to the applied voltage.
[0010]
Hereinafter, this threshold voltage is defined as a charging start voltage (Vth) (dotted line 70A in FIG. 7).
[0011]
That is, in order to obtain the surface potential Vd of the electrophotographic photosensitive member required for electrophotography, the charging roller requires a DC voltage higher than that required, that is, Vd + Vth. A method for charging the image carrier by applying only the DC voltage to the contact charging member in this way is generally called a “DC charging method”.
[0012]
However, in the DC charging method, the resistance of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuations, etc., and Vth fluctuates when the thickness of the photosensitive layer changes due to the electrophotographic photosensitive member being scraped off. It was difficult to set the potential of the electrophotographic photosensitive member to a desired value.
[0013]
For this reason, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-149669, etc., in order to further equalize the charging, an AC having a peak-to-peak voltage more than twice Vth to a DC voltage corresponding to a desired Vd. A method generally referred to as an “AC charging method” is used in which an oscillating voltage in which components are superimposed is applied to a contact charging member to charge an object to be charged. This is for the purpose of smoothing the potential due to AC, and the potential of the charged body converges to Vd, which is the center of the peak of the AC voltage, and is not affected by disturbances such as the environment.
[0014]
However, even in such a contact charging device, the essential charging mechanism uses a discharge phenomenon from a charging member to an object to be charged. Therefore, as described above, the voltage required for charging is ( A value of (image carrier surface potential + discharge threshold value or more) is required, and a small amount of discharge product such as ozone is generated.
[0015]
In addition, when AC charging is performed for uniform charging, further generation of discharge products such as ozone, vibration noise (AC charging sound) between the contact charging member and the object to be charged due to the electric field of AC voltage, As a result, the deterioration of the surface of the member to be charged due to the discharge becomes remarkable, which is a new problem.
[0016]
(2) Direct injection charging mechanism
On the other hand, the direct injection charging mechanism is a mechanism for charging the surface of a charged body by directly injecting a charge from a contact charging member to the charged body, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-3921, etc. .
[0017]
The medium-resistance contact charging member comes into contact with the surface of the member to be charged and directly injects charges into the surface of the member to be charged without going through a discharge phenomenon, that is, basically without using a discharge mechanism. Therefore, even if the voltage applied to the contact charging member is equal to or lower than the discharge threshold, the object to be charged can be charged to a potential corresponding to the applied voltage (solid line 70B in FIG. 7). Since this direct injection charging mechanism does not involve the generation of ions, no adverse effect due to the generation of discharge occurs.
[0018]
More specifically, a voltage is applied to a contact charging member such as a charging roller, a charging brush, or a charging magnetic brush, and a trap level on the surface of an object to be charged (image carrier) or conductive particles of a charge injection layer, etc. This mechanism directly injects and charges by injecting charges into the charge holding member. Since the discharge phenomenon is not dominant, the voltage required for charging is only the desired image carrier surface, and there is no generation of discharge products such as ozone.
[0019]
In particular, when the contact charging member is a porous roller such as a sponge roller coated with conductive fine particles, the contact between the contact charging member and the object to be charged can be made extremely dense. It was easy to obtain good chargeability.
[0020]
Furthermore, by rotating the charging member with a speed difference with respect to the surface of the object to be charged, there is no generation of discharge products such as ozone, and better chargeability can be obtained even in the injection charging which is a contact charging with a simple configuration. I was able to get it.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, even with such a configuration, the charging performance may deteriorate due to the toner passing through the cleaning gradually accumulating on the charging roller. In particular, a so-called cleaner that does not have an independent cleaning means for collecting and storing toner (transfer residual toner) remaining on a charged body after transfer before primary charging after transfer, and the developing means also serves as a substantial cleaning means. In the case of the less system, the accumulation of the transfer residual toner on the surface of the charging roller is more remarkable, and thus the charging performance is very easily deteriorated.
[0022]
Therefore, as a method for improving the above-mentioned problems, JP 2001-188404 A has a concave hole (cell) on the surface of the charging roller, and the edge length of the hole (cell) is 15 mm / mm. 2 ~ 60mm / mm 2 It is disclosed that the charging performance is improved. However, when charging is performed for a long time, further improvement in charging performance is required.
[0023]
An object of the present invention is to provide a contact charging type charging device which is excellent in charging uniformity and hardly generates discharge products such as ozone.
[0024]
Another object of the present invention is to use an injection charging method, which is a contact charging method, to maintain a stable charging performance even in long-term use, and to obtain a good image without uneven charging even in long-term printing. It is to provide a forming apparatus.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a charging device that charges a surface of a charged body by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the charged body, and the surface layer of the charging member is an elastic foam, In the charging device in which the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the member to be charged, and conductive particles exist on the contact surface between the charging member and the member to be charged.
The porosity of the surface of the charging member is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the pores on the surface of the charging member is 5 μm or more and 150 μm or less.
This is a charging device.
[0026]
In addition, the present invention integrally supports an electrophotographic photosensitive member and a charging device that charges a surface of a member to be charged by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the electrophotographic photosensitive member to form an image. A process cartridge that is detachable from the apparatus main body, wherein the surface layer of the charging member is an elastic foam, and the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member. In the process cartridge in which conductive particles exist on the contact surface between the charging member and the electrophotographic photosensitive member,
The porosity of the surface of the charging member is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the pores on the surface of the charging member is 5 μm or more and 150 μm or less.
This is a process cartridge.
[0027]
The present invention also provides an electrophotographic photosensitive member, a charging device for charging a surface of an object to be charged by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the electrophotographic photosensitive member, and static exposure to the electrophotographic photosensitive member by exposure. An image forming apparatus comprising: an exposure unit that forms an electrostatic latent image; a developing unit that visualizes the electrostatic latent image with a developer; and a transfer unit that transfers an image visualized by the developing unit to a transfer material. The surface layer of the member is an elastic foam, the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the contact surface between the charging member and the electrophotographic photosensitive member is electrically conductive. In an image forming apparatus in which particles exist,
The porosity of the surface of the charging member is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the pores on the surface of the charging member is 5 μm or more and 150 μm or less.
An image forming apparatus characterized by the above.
[0028]
The present invention also relates to a roller-shaped charging member for a charging device in which a roller-shaped charging member to which a voltage is applied is brought into contact with the member to be charged to charge the surface of the member to be charged, the surface layer of the charging member Is an elastic foam, the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the member to be charged, and the charging member and the member to be charged have conductive particles on the contact surface. In the roller-shaped charging member of
The surface porosity is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the surface pores is 5 μm or more and 150 μm or less,
This is a roller-shaped charging member.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, a charging device is used that charges a surface of a member to be charged by bringing a roller-shaped charging member (charging roller) having a surface layer made of an elastic foam into contact with the member to be charged.
[0030]
Examples of the charged body whose surface is charged by the charging device of the present invention include an image carrier used in an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, a magnetic recording apparatus, and the like. When the electrophotographic photosensitive member used as the photosensitive member is applied as the member to be charged of the present invention, the effects of the present invention are particularly remarkably exhibited.
[0031]
The porosity of the surface of the charging member is 50% or more and 90% or less, but is particularly preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. If it is less than 50%, the movement of the surface of the charging member is not dynamic, and when applied to electrophotography, the developer (toner) friction becomes insufficient. On the other hand, if it exceeds 90%, the material as the skeleton is reduced, and it becomes difficult for the foam to maintain the performance as the charging member.
[0032]
Further, in the cleanerless image forming apparatus described later, since the amount of transfer residual toner mixed into the charging device is large, if the porosity of the roller surface is less than 50%, the transfer residual toner cannot be retained sufficiently, and the transfer residual toner In some cases, the triboelectric charging of the resin becomes insufficient.
[0033]
The porosity of the surface of the charging member in the present invention is calculated by the area ratio of the hole portion and the portion other than the hole in the enlarged photograph (magnification 200 times) of the surface of the charging member.
[0034]
The average hole diameter of the holes on the surface of the charging member is 5 μm or more and 150 μm or less. When it is applied to electrophotography, if it is less than 5 μm, the developer (toner) and conductive particles cannot be sufficiently carried in the pores, and the chance of obtaining friction is reduced. Sufficient charge cannot be obtained by passing through the contact portion with the photoreceptor. On the other hand, when the thickness exceeds 150 μm, the contact uniformity with the electrophotographic photosensitive member becomes insufficient, and sufficiently uniform injection charging cannot be performed.
[0035]
Further, when the charging member is used in a cleaner-less image forming apparatus having a developing means that also serves as a means for collecting the developer remaining on the electrophotographic photosensitive member, which is a member to be charged, 20 μm or more and 100 μm or less is preferable. If it is less than 20 μm, it is difficult to sufficiently carry the transfer residual toner and conductive particles in the pores, the chance of obtaining friction is reduced, and the toner is sufficiently charged by passing through the contact portion between the roller and the drum once. It becomes difficult. In addition, since there is a large amount of untransferred toner in the cleaner-less configuration, if the hole diameter exceeds 100 μm, the contact uniformity with the electrophotographic photosensitive member becomes insufficient, and uniform injection charging becomes difficult.
[0036]
Examples of a method for obtaining such a foam having pores include the following method.
[0037]
A foam can be obtained by mixing particles soluble in a liquid with a polymer substance whose resistance has been adjusted in advance, forming the mixture, and then leaving it in the liquid to elute the soluble particles.
[0038]
Further, the resistance can be adjusted in advance, and a liquid polymer material containing a foaming agent can be poured into the mold and foamed to obtain a foam.
[0039]
Also, a foam can be obtained by mixing foamed particles in a polymer material to obtain a foam, or generating bubbles while stirring a liquid polymer material.
[0040]
Among these methods, the elution method makes it easy to obtain the desired pore size by adjusting the particle size of the particles to be eluted, and the method using a capsule also adjusts the pore size with the size of the capsule. Is easy.
[0041]
For the measurement of the hole diameter on the surface of the charging roller, 100 or more were extracted from observation with an optical or electron microscope, the hole diameter was calculated with the maximum chord length, and the average diameter on the basis of the number was defined as the average hole diameter.
[0042]
In addition, it is very difficult to form all the holes on the surface of the charging member in a perfect circle (average long / short axis ratio b / a = 1). In practice, the average long / short axis ratio b / a <1. Only the surface of the charging member can be obtained. However, from the viewpoint of injection charging properties, it is preferable that the holes are closer to a perfect circle, and specifically, the average major / minor axis ratio b / a is preferably 0.2 or more.
[0043]
Here, the average major / minor axis ratio b / a is defined as follows in the present invention.
[0044]
From observation with an optical or electron microscope, 100 or more holes are extracted, the maximum chord length of each hole is a, the minimum width of the ferret diameter is b, and the long / short axis ratio b / a is calculated. Was the average major / minor axis ratio b / a.
[0045]
Among the methods described above, the method using a capsule and the method of foaming in a mold tend to form pores having a shape that is relatively close to a perfect circle.
[0046]
As described above, the charging device of the present invention has a roller-shaped charging member (charging roller), and for the purpose of promoting charging, conductive particles are present on the contact surface between the charging member and the object to be charged. Yes. Conductive particles are coated on the surface of the charging roller in advance, and a charged object such as an electrophotographic photosensitive member is charged while the conductive particles are supported. Since conductive particles are interposed between the charging roller and the member to be charged and a speed difference is provided between them, high contactability can be obtained. For example, it is possible to adopt a configuration in which a speed difference is provided between the electrophotographic photosensitive member and the charging member by rotating or fixing the charging roller. The rotation direction of the charging member is preferably configured to be opposite to the moving direction of the surface of the electrophotographic photosensitive member.
[0047]
It is important that the charging roller functions as an electrode. In other words, it is necessary to have a sufficiently low resistance for charging a charged object such as an electrophotographic photosensitive member while at the same time providing elasticity and a sufficient contact state. On the other hand, when a defective portion such as a pinhole is present in the electrophotographic photosensitive member, it is necessary to prevent voltage leakage. Therefore, to obtain sufficient chargeability and leakage resistance, 10 4 -10 7 A resistance of Ω is preferred.
[0048]
The resistance of the charging roller was measured by applying 100 V to the core metal and the aluminum drum in a state where the core metal of the charging roller having a length of 200 mm was pressure-bonded to the aluminum drum with a diameter of 30 mm so that a total pressure of 1 kg was applied.
[0049]
If the hardness of the charging roller is too low, the shape will not be stable and the contact will be poor.If the hardness is too high, the contact portion between the charging roller and the charged object such as an electrophotographic photosensitive member cannot be secured. Since the micro contact property to the surface of the charged body is deteriorated, the preferred Asker C hardness is 25 to 50 degrees.
[0050]
When the charged body charged by the charging roller is an electrophotographic photosensitive member, usually a rubber elastic body, a foaming agent, a conductivity imparting agent, and, if necessary, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, oil, It can be produced by forming into a roller shape using a so-called conductive rubber foam-forming material containing a rubber additive such as a plasticizer, zinc white, stearic acid, calcium carbonate, and magnesia.
[0051]
Examples of the rubber elastic body include EPDM rubber (ethylene propylene diene rubber), urethane rubber, nitrile rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, butyl rubber, and acrylic rubber. These may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
[0052]
The foaming agent can be appropriately selected from known inorganic foaming agents and organic foaming agents. Here, examples of the inorganic foaming agent include sodium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium borohydride, and the like, and examples of the organic foaming agent include azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, barium azo Examples thereof include dicarboxylate, dinitropentamethylenetetramine, p, p′-oxybis (benzenesulfonylhydrazide), p-toluenesulfonylhydrazide and the like. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
[0053]
Examples of the conductivity imparting agent include carbon black; metal powder such as nickel and copper; metal oxide powder such as tin oxide, titanium oxide and zinc oxide; and other conductive metal double oxide powder; It can be appropriately selected from ionic conductive agents such as chlorate, alkyl sulfate, carboxylate, and borofluoride. These conductivity-imparting agents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the compounding quantity can be suitably selected according to the kind of electroconductivity imparting agent so that the electroconductive rubber foam which has a desired specific resistance value is obtained.
[0054]
By appropriately selecting the type of material such as the foaming agent, foaming conditions, and the like, a charging roller having a predetermined hole on the surface can be formed.
[0055]
Moreover, in order to give the above-mentioned specific hole diameter to the charging roller, it can be formed by pouring material into a mold that can obtain a predetermined hole without using a foaming agent, but it gives elasticity to the entire charging roller. In order to do so, the method of producing using the said foaming agent is preferable.
[0056]
By adopting such a configuration, it was possible to obtain a high charging efficiency that could not be obtained by a method in which the surface of the charged body was charged by a discharge phenomenon that occurred in a minute gap between the contact charging member and the charged body, and applied to the charging member. A potential substantially equal to the potential can be applied to the photosensitive drum. As the bias necessary for charging, a voltage corresponding to the potential required for the electrophotographic photosensitive member is sufficient, and a stable and safe charging method using no discharge phenomenon is realized.
[0057]
The resistance value of the conductive particles used in the present invention is 1 × 10 in order to transfer charges through the particles. 12 It is preferable that it is below Ω · cm.
[0058]
In the present invention, the resistance value is obtained by measuring and normalizing by the tablet method. Bottom area 2.26cm 2 A 0.5 g powder sample was placed in the cylinder, and 15 kg of pressure was applied to the upper and lower electrodes. At the same time, a voltage of 100 V was applied, and the resistance value was measured.
[0059]
The particle diameter of the conductive particles is preferably not more than the hole diameter of the holes on the surface of the charging member in order to obtain good charging uniformity, and more preferably not more than 1/10 of the hole diameter.
[0060]
In order to obtain particles stably, the average particle size is preferably 10 nm or more, and more preferably 1/100 or more of the pore diameter in order to maintain good charging performance over long-term image formation. Is preferred.
[0061]
Further, the conductive particles are applied to an image forming apparatus having an exposure unit that scans and exposes a laser beam capable of digital exposure for each pixel to form an electrostatic latent image on the surface of an electrophotographic photosensitive member that is a charged body. When used, it is preferable that the average particle diameter of the conductive particles is not more than the diameter of one pixel. If it is larger than one pixel, light scattering by particles may occur during image exposure.
[0062]
In the present invention, the pixel size is obtained by dividing 1 inch by the resolution (DPI). For example, in the case of an image forming apparatus of 600 DPI, since 1 inch = 25400 μm, the pixel size in this image forming apparatus is
25400/600 = 42.33 μm
It becomes.
[0063]
In the present invention, the particle diameter when the particles constitute an aggregate is defined as the average particle diameter of the aggregate.
[0064]
For the measurement of the average particle diameter, 100 or more samples were extracted from observation with an optical or electron microscope, the particle diameter was calculated with the maximum chord length, and the average diameter based on the number was defined as the average particle diameter.
[0065]
Examples of the material for the conductive particles include conductive inorganic particles such as metal oxides and mixtures with organic substances, and various conductive particles obtained by subjecting them to surface treatment can be used.
[0066]
Furthermore, when the charging device is applied to electrophotography, colorless or white conductive particles are preferable in order not to disturb the latent image exposure.
[0067]
In particular, in the case of color image formation, colorless or white conductive particles are preferable in consideration of partial transfer of the conductive particles from the electrophotographic photosensitive member to the recording paper.
[0068]
In the present invention, as described above, the charging roller having the specific holes on the surface is used, a speed difference is provided between the charging roller and the member to be charged, and the contact surface between the charging roller and the member to be charged is provided. The above-mentioned effects can be obtained by the presence of conductive particles, and as long as these conditions are satisfied, the method and material for forming the charging roller, the type of conductive particles, etc. are not limited at all. Absent.
[0069]
On the other hand, the volume resistance value of the surface layer of the member to be charged used in the present invention is 1 × 10 in order to exchange charges through particles. 14 Ω · cm or less is preferable, and when the object to be charged is an electrophotographic photosensitive member that is an image carrier, it is necessary to hold the electrostatic latent image for a certain period of time. 9 It is preferable that it is Ω · cm or more.
[0070]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus using a process cartridge having a charging device of the present invention.
[0071]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a charging device 2, an exposure light L, a developing device 3, a transfer charging device 4, a fixing device 5, and a cleaning device 7 arranged around the electrophotographic photoreceptor 1. Here, the photosensitive drum 1, the charging device 2, the developing device 3, and the cleaning device 7 are configured to be included in an integrated cartridge 6.
[0072]
The charging roller 1021 is manufactured by forming a middle resistance layer 1021b of an elastic foam on a cored bar 1021a, and conductive particles 1022 are coated on the surface in advance by the conductive particle supplying means 108. .
[0073]
The conductive particle supply means 108 includes a conductive particle supply member 1081, a support 1082 for the conductive particle supply member, a housing 1083 in which the conductive particle supply member is accommodated, and the like above the charging roller 1021. It is arranged so that the lower surface of the conductive particle supply member 1081 in the housing 1083 can be brought into contact with and separated from the upper surface of the charging roller 1021.
[0074]
The contact and separation of the conductive particle supply member 1081 can be performed by a cam type, an electromagnetic coil type, or the like, and the conductive particle supply member 1081 is formed within a certain time during which the charging roller 1021 rotates one or more times during non-image formation. In contact with the charging roller 1021 by a cam to supply particles. The conductive particles 1022 are supplied at the time of non-image formation. If the conductive particles 1022 are supplied at the time of image formation, the conductive particles 1022 are transferred from the charging roller 1021 onto the electrophotographic photosensitive member 101 when the conductive particles are excessively supplied. However, this is because there are problems such as light shielding in the exposure part and development leak in the development part. The conductive particle supply member 1081 is a member (conductive particle chip) obtained by binding and solidifying the conductive particles 1022 in a chip shape, and can be shaved like white ink by contact with the rotating charging roller 1021. A member that supplies and supplies conductive particles 1022 to the surface of the charging roller 1021.
[0075]
By carrying the conductive particles 1022 on the surface of the charging roller 1021, the driving torque with the electrophotographic photosensitive member can be reduced, and a speed difference can be provided between the charging roller 1021 and the electrophotographic photosensitive member. Due to this speed difference, high contact can be obtained between the conductive particles on the surface of the charging roller and the electrophotographic photosensitive member. As a specific configuration, the charging roller is rotationally driven or fixed to provide a speed difference between the electrophotographic photosensitive member and the charging roller.
[0076]
Hereinafter, the speed difference will be described.
[0077]
In the present invention, the speed difference is defined by the peripheral speed ratio as follows.
[0078]
[Outside 1]
Figure 0003647409
[0079]
When the charging roller is driven to rotate with respect to the electrophotographic photosensitive member, there is no speed difference between both surfaces. The charging roller peripheral speed is positive when moving in the same direction as the photosensitive member peripheral speed.
[0080]
The speed difference is preferably −400% or more and less than −100%. When the speed difference is less than −400%, the life of the charged body may be shortened by rubbing between the charging roller and the charged body, and the speed difference is −100%, that is, the charging roller does not rotate. In addition, paper dust and remaining toner are likely to be deposited on the portion (nip portion) where the charging roller and the member to be charged are in contact, and charging failure may occur.
[0081]
By adopting the above configuration, it is possible to obtain high charging efficiency that cannot be obtained by conventional roller charging, and to apply a potential substantially equal to the potential applied to the charging member to the photosensitive drum. As the bias necessary for charging, a voltage corresponding to the potential required for the photosensitive drum is sufficient, and a stable and safe charging method using no discharge phenomenon is realized.
[0082]
As described above, the electrophotographic photosensitive member 101 whose surface is uniformly charged by the charging roller 1021 is then subjected to time series electricity of target image information output from exposure means (not shown) such as slit exposure or laser beam scanning exposure. The exposure light 10L that is enhanced and modulated corresponding to the digital image signal is received. In this way, electrostatic latent images corresponding to target image information are sequentially formed on the peripheral surface of the electrophotographic photosensitive member 101.
[0083]
The formed electrostatic latent image is then developed with toner by the developing device 103. The developing device 103 includes a developing sleeve 103b including a magnet roll 103c and a regulating blade 103d. The toner 103a in the developing device is subjected to layer thickness regulation and charge application by the regulation blade 103d in the process of being conveyed on the sleeve, introduced into the development site, and an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member 101. develop.
[0084]
Next, the electrophotographic photosensitive member is transferred to the transfer material 10P, which is taken out from the paper feeding unit (not shown) between the electrophotographic photosensitive member 101 and the transfer device 104 in synchronization with the rotation of the electrophotographic photosensitive member 101 and fed. The toner images formed and supported on the surface 101 are sequentially transferred by the transfer device 104.
[0085]
The transfer material 10P that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the electrophotographic photosensitive member, introduced into the fixing device 105, and subjected to image fixing, thereby being printed out as an image formed product (print, copy).
[0086]
The surface of the electrophotographic photosensitive member 101 after the image transfer is cleaned by the cleaning device 107 after the transfer residual toner is removed, and used repeatedly for image formation.
[0087]
In the present invention, the charging unit of the present invention and a plurality of components such as the electrophotographic photosensitive member 101, the developing device 103, and the cleaning device 107 are housed in a container and integrally coupled as a process cartridge 106. The process cartridge 106 may be configured to be detachable from an electrophotographic apparatus main body such as a copying machine or a laser beam printer. For example, the charging device of the present invention and the electrophotographic photosensitive member 101 are integrally supported to form a cartridge, and the process cartridge 106 is detachably attached to the apparatus main body using guide means (not shown) such as a rail of the apparatus main body. be able to.
[0088]
Further, when the electrophotographic apparatus is a copying machine or a printer, the exposure light 10L is a reflected light or transmitted light from the original, or a signal read from the original by a sensor and converted into a signal. The light is emitted by scanning, driving the LED array, driving the liquid crystal shutter array, and the like.
[0089]
FIG. 2 shows another schematic configuration of an electrophotographic apparatus using a process cartridge having the charging device of the present invention.
[0090]
The image forming apparatus shown in this figure is a cleanerless image forming apparatus that enables toner recycling without being equipped with a cleaning device.
[0091]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is different from the image forming apparatus shown in FIG. 1 in that it does not have a conductive particle supply device but instead has a developer (toner) containing conductive particles.
[0092]
This eliminates the need for a device for supplying conductive particles, and can realize a simple configuration, thereby reducing the device cost.
[0093]
In the figure, reference numeral 201 denotes an electrophotographic photosensitive member as a member to be charged, which is rotationally driven in the direction of arrow 20A at a predetermined peripheral speed. In the rotating process, the electrophotographic photosensitive member 201 is charged uniformly on the peripheral surface with the charging roller 2021 of the charging device of the present invention and the conductive particles 2022 for the purpose of promoting charging at substantially the same potential as the voltage applied to the charging device. receive.
[0094]
The charging roller 2021 is manufactured by forming an intermediate resistance layer 2021b of an elastic foam on a core metal 2021a.
[0095]
The electrophotographic photosensitive member 201 whose surface is uniformly charged by the charging roller 2021 is then converted into a time-series electric digital image signal of target image information output from exposure means (not shown) such as slit exposure or laser beam scanning exposure. Correspondingly enhanced exposure light 20L is received. In this way, electrostatic latent images corresponding to target image information are sequentially formed on the peripheral surface of the electrophotographic photosensitive member 201.
[0096]
The formed electrostatic latent image is then developed with toner by the developing device 203. The developing device 203 includes a developing sleeve 203b including a magnet roll 203c and a regulating blade 203d. The toner 203a in the developing device is subjected to layer thickness regulation and charge application by the regulation blade 203d in the process of being conveyed on the sleeve, introduced into the development site, and an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member 201 is formed. develop.
[0097]
The toner 203a contains conductive particles 2022, and the conductive particles 2022 supplied together with the toner 203a from the developing device 203 move to the surface of the electrophotographic photosensitive member 201 and are then supplied to the charging device. .
[0098]
Next, the electrophotographic photosensitive member is transferred to the transfer material 20 </ b> P that is taken out from the paper feeding unit (not shown) between the electrophotographic photosensitive member 201 and the transfer device 204 in synchronization with the rotation of the electrophotographic photosensitive member 201 and fed. The toner images formed and supported on the surface 201 are sequentially transferred by the transfer device 204.
[0099]
The transfer material 20P that has received the transfer of the toner image is separated from the surface of the electrophotographic photosensitive member, introduced into the fixing device 205, and subjected to image fixing to be printed out as an image formed product (print, copy).
[0100]
In the present invention, the charging unit of the present invention and a plurality of components such as the electrophotographic photosensitive member 201 and the developing device 023 are housed in a container and integrally combined as a process cartridge 206, and this process is performed. The cartridge 206 may be configured to be detachable from an electrophotographic apparatus main body such as a copying machine or a laser beam printer. For example, the charging device of the present invention and the electrophotographic photosensitive member 201 are integrally supported to form a cartridge, and the process cartridge 206 is detachably attached to the apparatus main body using guide means (not shown) such as a rail of the apparatus main body. be able to.
[0101]
Further, when the electrophotographic apparatus is a copying machine or a printer, the exposure light 20L is a reflected light or transmitted light from a document, or a signal is read from a document by a sensor, and a laser beam performed in accordance with this signal. Light emitted by scanning, driving of the LED array, driving of the liquid crystal shutter array, and the like.
[0102]
Now, the image obtained on the electrophotographic photosensitive member by the development is transferred onto the transfer material, but a part of the toner remains on the electrophotographic photosensitive member as a transfer residue. Conventionally, since toner is an insulator, significant charging failure occurs in charging the electrophotographic photosensitive member.
[0103]
However, in the image forming apparatus shown in FIG. 2, there are conductive particles applied in advance on the surface of the charging roller 2021 and conductive particles supplied together with the toner 203 a from the charging device. Even when toner is mixed in the charging device, the contact property and contact resistance to the electrophotographic photosensitive member can be maintained by the presence of the conductive particles, so that charging by direct injection can be performed.
[0104]
The mixed transfer residual toner does not enter the charging roller 2021, and is charged to a proper polarity by friction with the electrophotographic photosensitive member 201 and the conductive particles 2022, and is discharged from the surface of the charging roller 2021. Then, it is recovered or developed again by the developing device in the next development step.
[0105]
By repeating the above steps, the surface of the charging roller is always in a state where contact charging can be performed stably while enabling toner recycling, so that a uniform chargeability can be obtained over a long period and a good image can be maintained. .
[0106]
The configurations of the process cartridge and the image forming apparatus of the present invention are not limited to these.
[0107]
Next, the movement of toner on the surface of the charging roller will be described with reference to FIGS. Here, the toners 303a and 403a are displayed in a larger size for easy understanding.
[0108]
In FIG. 3, the toner 303 a that has passed through the cleaning and the conductive particles 3022 remaining on the electrophotographic photosensitive member 301 are placed in the region Nu upstream of the contact portion between the charging roller 3021 and the electrophotographic photosensitive member 301. It enters in the direction of arrow 30A, which is the rotation direction of 301. On the other hand, since the charging roller 3021 rotates in the direction of the arrow 30B, the protrusion on the surface of the sponge-like medium resistance layer 3021b of the charging roller 3021 spreads in a form in which the pressure is released in the direction of the arrow 30C. Occasionally, the toner 303a and the conductive particles 3022 on the electrophotographic photosensitive member 301 are rubbed to charge the toner to the charge amount that the toner should have. Therefore, the toner movement increases as the porosity increases and the hole diameter increases.
[0109]
FIG. 4 shows a state downstream of the contact portion between the charging roller 4021 and the electrophotographic photosensitive member 401. The sponge-like medium resistance layer 4021b of the charging roller 4021 enters the contact portion downstream region Nd between the charging roller 4021 and the electrophotographic photosensitive member 401 while moving in the direction of the arrow 40B. Here, since the toner is sufficiently charged, the toner is discharged onto the electrophotographic photosensitive member 401 by a small potential difference between the charging roller 4021 and the electrophotographic photosensitive member 401, and the holes on the surface of the charging roller 4021 are indicated by arrows. The toner is crushed in the direction of 40C, the toner inside is also discharged, moves to the surface of the electrophotographic photosensitive member 401, and is collected by the developing device. An arrow 40 </ b> A is the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member 401.
[0110]
FIG. 5 shows an example of the layer structure of the electrophotographic photosensitive member.
[0111]
The electrophotographic photosensitive member illustrated in this figure is generally applied by laminating an undercoat layer 5012, a positive charge injection preventing layer 5013, a charge generation layer 5014, and a charge transport layer 5015 in this order on a support 5011 such as aluminum. Organic electrophotographic photoreceptor.
[0112]
FIG. 6 shows an example of the layer structure of an electrophotographic photosensitive member having a charge injection layer on the surface.
[0113]
Next, an electrophotographic photosensitive member with improved injection charging efficiency will be described with reference to FIG.
[0114]
Specifically, charging is performed more stably and uniformly by adjusting the resistance of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member. In other words, even when the performance of the charging device is deteriorated, charges are transferred more efficiently by setting the interposition of conductive particles and the surface resistance on the electrophotographic photosensitive member side to be low in a region where a latent image can be formed. . The charge injection layer will be described in detail below.
[0115]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the electrophotographic photosensitive member used in this example.
[0116]
The electrophotographic photosensitive member is a general organic electrophotographic photosensitive member in which an undercoat layer 6012, a positive charge injection preventing layer 6013, a charge generation layer 6014, and a charge transport layer 6015 are sequentially laminated on a support 6011 such as aluminum. An electrophotographic photoreceptor having improved charging performance by applying the charge injection layer 16 to the body drum was used.
[0117]
The charge injection layer is made of SnO on a photocurable acrylic resin. 2 Ultrafine particles 16a (diameter of about 0.03 μm), a lubricant such as polytetrafluoroethylene, a polymerization initiator and the like are mixed and dispersed, and after coating, a film is formed by a photocuring method. The important point as the charge injection layer is the resistance of the surface layer. In the charging method using direct injection of charges, charges can be exchanged more efficiently by reducing the resistance on the photosensitive drum side. On the other hand, when used as an electrophotographic photosensitive member, the electrostatic latent image needs to be held for a certain period of time. 14 Ω · cm or less, especially 1 × 10 9 ~ 1x10 14 A range of Ω · cm is preferred. That is, even when the charge injection layer is not used, the same effect can be obtained when the outermost surface of the electrophotographic photosensitive member is in the resistance range. For example, the volume resistance of the surface layer is about 10 13 A similar effect can be obtained by using an amorphous silicon electrophotographic photosensitive member of Ω · cm.
[0118]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0119]
(Example 1)
In this embodiment, image formation was performed using a modified machine obtained by modifying the following LBP-1760 (600 DPI) manufactured by Canon Inc., that is, an image forming apparatus having the configuration shown in FIG. The modified parts are a charging roller and conductive particle supply means.
(Before modification → After modification)
Charging member: EP-52 charging roller → charging roller of the present invention + conductive particles
Charging member drive: Followed by electrophotographic photoreceptor → peripheral speed difference
Particle supply means: None → With particle supply means
Note that EP-52 is a cartridge for the LBP 1760.
[0120]
The electrophotographic photosensitive member has a drum shape with a diameter of 30 mm, and rotates at a constant peripheral speed of 94 mm / s in the direction of an arrow 10A in FIG. The charging roller is driven at 150 rpm so that the roller surface moves at the same speed in the opposite direction to the electrophotographic photosensitive member. A DC voltage of -620 V was applied to the roller core.
[0121]
A charging roller was prepared by forming a medium resistance layer of an elastic foam on a SUS mandrel. The middle resistance layer was formulated with a urethane resin, carbon black as conductive particles, a foaming agent, and the like, and formed in a roller shape on the core metal. Thereafter, the surface was polished to prepare a charging roller having a diameter of 12 mm and a length in the busbar direction of 200 mm.
[0122]
In this example, the porosity of the charging roller surface was 57%, and the average pore diameter was 120 μm. The resistance of the charging roller was 100 kΩ.
[0123]
As the conductive particles, the volume resistance value is 10 3 Conductive zinc oxide particles having an Ω · cm and an average particle size of 1.5 μm were uniformly applied to the surface of the charging roller.
[0124]
The conductive particles constitute an aggregate, and the particle diameter is the average particle diameter of the aggregate.
[0125]
As the conductive particle chip, a chip-shaped chip in which conductive particles are bound with a binder resin in a solvent was used. The specific prescription is as follows.
[0126]
A styrene acrylic resin as a binder resin was dissolved in ethanol at a concentration of 5% by mass, and zinc oxide particles having a mass seven times that of the binder resin were mixed. The solution was put into a mold, molded, and dried to obtain a conductive particle supply member in a form in which zinc oxide was bound and solidified in a chip shape.
[0127]
As the conductive particles for the chip, the resistance value is 3 × 10 3 Conductive zinc oxide particles having an Ω · cm and an average particle diameter of 1.5 μm were used.
[0128]
The conductive chip used in this example has a block shape, and the cam-type mechanism comes into contact with the charging roller after completion of image formation, and is separated from the charging roller before starting image formation. Conductive particles are supplied to the surface.
[0129]
Image formation was performed in the above-described image forming apparatus, and image evaluation was performed after initial (first sheet), endurance of 100 sheets, endurance of 5000 sheets, and endurance of 10,000 sheets. The evaluation method is as follows.
[0130]
a) Fog evaluation
The fog is an image defect in which a toner is slightly developed in a white portion (unexposed portion) which is not originally printed, and appears like a background stain. If there is an insufficiently charged part, it becomes lower than the original potential, and the place appears as fog. The amount of fog is measured with an optical reflectance meter (TC-6DS, manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.), and the amount of fog is measured by subtracting the reflectance from the reflectance only on the recording paper and evaluated as the amount of fog. did. The fog amount was measured at 10 or more points on the recording paper, and the average value was obtained.
[0131]
The evaluation criteria are as follows.
A: The fog amount is less than 2%.
A : The fog amount is 2 to 10%.
B: The fog amount exceeds 10%.
[0132]
b) Halftone image evaluation
The charging failure in the micro area, that is, the non-uniformity of charging, is more noticeable in the halftone than in the above-mentioned fog on the white background. Therefore, even if the fog on the white background is good, the black As a result, a charging failure may appear. Therefore, as an evaluation of charging uniformity, charging uniformity was evaluated with two different levels of halftone. The halftone used is 1 dot 2 space of 600 dpi horizontal line and 2 dots 3 space, and the unevenness of charging is more conspicuous in 1 dot 2 space.
[0133]
The evaluation criteria are as follows.
A: There are no black dots or black stripes in both 1 dot 2 space and 2 dot 3 space.
A : There are no black dots or black stripes in 2 dots and 3 spaces, and there are almost no 1 dots and 2 spaces.
B: There are black dots or black stripes in both 1 dot 2 space and 2 dot 3 space.
Of the above evaluation criteria, B judged that the effects of the present invention were not sufficiently obtained.
[0134]
Table 1 shows the evaluation conditions and the evaluation results.
[0135]
(Examples 2-15, Comparative Examples 1-5)
Example 1 is the same as Example 1 except that the image forming apparatus, the presence or absence of the injection layer, the porosity and hole diameter of the charging roller, and the speed difference between the charging roller and the electrophotographic photosensitive member are as shown in Table 1.
[0136]
In Examples 10 to 15, image formation was performed using a modified machine obtained by modifying the following LBP-1760 (600 DPI) manufactured by Canon Inc., that is, an image forming apparatus having the configuration shown in FIG. . The modified parts are a charging roller and conductive particle supply means.
(Before modification → After modification)
Charging member: EP-52 charging roller → charging roller of the present invention + conductive particles
Charging member drive: Followed by electrophotographic photoreceptor → peripheral speed difference
Developer: EP-52 toner → EP-52 toner mixed with conductive particles
Cleaning: Yes → No
Note that EP-52 is a cartridge for the LBP 1760.
[0137]
Moreover, preparation of the charging rollers of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 5 (adjustment of surface pore diameter and porosity) was performed by the following method.
Examples 1 and 6 to 15, Comparative Example 5
The resistance was adjusted with conductive carbon in advance, and liquid urethane containing a foaming agent was foamed in the form of a charging roller in the form of a core metal, and then surface polishing was performed. The pore diameter and porosity were adjusted by changing the amount and particle size of the foaming agent.
-Examples 2-5, Comparative Examples 1-4
Particles soluble in liquid were mixed with urethane resin whose resistance was adjusted with carbon in advance, molded into a tube shape, and then left in the liquid to elute soluble particles to obtain a tube-shaped foam. The core metal was press-bonded to the tube and the surface was polished. Here, the porosity was adjusted by changing the mixing amount of the soluble particles.
[0138]
In the image forming apparatus shown in FIG. 2 used in Examples 10 to 15, LBP-1760 and its cartridge EP-52 were modified as follows.
[0139]
Table 1 shows the evaluation conditions and the evaluation results.
[0140]
[Table 1]
Figure 0003647409
[0141]
In this embodiment, it was found that a good image can be output up to 10,000 sheets.
[0142]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a charging roller having a high surface porosity and a fine average pore diameter, the surface of the charging roller can always be maintained in a less contaminated state. It has become possible to provide an image forming apparatus capable of stably performing injection charging without generating a product and maintaining stable charging performance and image performance even during long-term use.
[0143]
In particular, even in an image forming apparatus adopting a cleanerless system, it is possible to stably perform injection charging without generating a discharge product and obtain a good image without charging unevenness even in long-term printing. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus that implements Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating toner movement on the surface of a charging roller according to the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is another diagram illustrating the movement of the toner on the surface of the charging roller according to the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of an image forming apparatus that implements Embodiment 2 of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the electrophotographic photosensitive member used in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 5. FIG.
6 is a cross-sectional view of an electrophotographic photosensitive member used in Example 15. FIG.
FIG. 7 is a graph showing injection charging characteristics.
[Explanation of symbols]
101 Electrophotographic photoreceptor
1021 Charging roller
1021a cored bar
1021b Medium resistance layer
1022 conductive particles
103 Developing device
103a toner
103b Development sleeve
103c Magnet roll
103d Regulating blade
104 Transfer device
105 Fixing device
106 Process cartridge
107 Cleaning device
108 Conductive particle supply means
1081 Conductive Particle Supply Member
1082 Support 1082 of the conductive particle supply member
1083 Housing housing conductive particle supply member
10A Rotation direction of electrophotographic photosensitive member
10B Direction of rotation of charging roller
10L exposure light
10P transfer material
10S1 Charging power supply
10S2 Development power supply
10S3 Transfer power supply
201 electrophotographic photoreceptor
2021 Charging roller
2021a Medium resistance layer
2021b Middle resistance layer
2022 conductive particles
203 Developing Device
203a Toner
203b Development sleeve
203c Magnet roll
203d Regulating blade
204 Transfer device
205 Fixing device
206 Process cartridge
20A Direction of rotation of electrophotographic photosensitive member
20B Charging roller rotation direction
20L exposure light
20P transfer material
20S1 Charging power supply
20S2 Development power supply
20S3 Transfer power supply
301 Electrophotographic photoreceptor
3021 Charging roller
3021b Medium resistance layer
3022 conductive particles
303a Toner
30A Rotation direction of electrophotographic photosensitive member
30B Charging roller rotation direction
30C Propagation direction of medium resistance layer surface
Nu upstream area
401 Electrophotographic photoreceptor
4021 Charging roller
4021b Middle resistance layer
4022 Conductive particles
403a Toner
Rotation direction of 40A electrophotographic photoreceptor
40B Rotation direction of charging roller
40C Spreading direction of surface protrusion along the middle resistance
Nd Contact area downstream
5011 Support
5012 Undercoat layer
5013 Positive charge injection preventing layer
5014 Charge generation layer
5015 Charge transport layer
6011 Support
6012 Undercoat layer
6013 Positive charge injection preventing layer
6014 Charge generation layer
6015 Charge transport layer
6016 charge injection layer
6016a Ultra fine particles
70A Contact charging
70B Direct injection charging

Claims (25)

電圧を印加したローラー形状の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は被帯電体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該被帯電体の接触面には導電性粒子が存在する帯電装置において、
該帯電部材の表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
該帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下であ
とを特徴とする帯電装置。
A charging device for charging a surface of a charged body by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the charged body, wherein the surface layer of the charging member is an elastic foam, and the surface of the charging member is In a charging device that has a speed difference with respect to the surface of the member to be charged, and in which conductive particles exist on the contact surface between the charging member and the member to be charged,
The porosity of the surface of the charging member is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the pores in the surface of the charging member is Ru der least 150μm below 5μm
A charging device, wherein the this.
前記帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が20μm以上100μm以下である請求項1に記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein an average hole diameter of holes on the surface of the charging member is 20 μm or more and 100 μm or less. 前記導電性粒子の平均粒径が10nm以上である請求項1または2に記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein an average particle diameter of the conductive particles is 10 nm or more. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径の1/100以上である請求項3に記載の帯電装置。The charging device according to claim 3, wherein an average particle diameter of the conductive particles is 1/100 or more of the average pore diameter. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径以下である請求項1〜4のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein an average particle diameter of the conductive particles is equal to or less than the average pore diameter. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径の1/10以下である請求項5に記載の帯電装置。The charging device according to claim 5, wherein an average particle diameter of the conductive particles is 1/10 or less of the average pore diameter. 前記導電性粒子の抵抗値が1×1012Ω・cm以下である請求項1〜6のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 1 to 6 the resistance of the conductive particles is not more than 1 × 10 12 Ω · cm. 前記帯電部材が前記被帯電体に対してカウンターで回転する請求項1〜のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 1 to 7, wherein the charging member is rotated in the counter relative to the member to be charged. 前記被帯電体の表面層の体積抵抗が1×1014Ω・cm以下である請求項1〜のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 1-8 volume resistivity of the surface layer of the member to be charged is not more than 1 × 10 14 Ω · cm. 前記被帯電体が像担持体である請求項1〜9のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein the member to be charged is an image carrier. 前記像担持体が電子写真感光体である請求項10に記載の帯電装置。The charging device according to claim 10, wherein the image carrier is an electrophotographic photosensitive member. 電子写真感光体と、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を該電子写真感光体に接触させて該電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は該電子写真感光体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該電子写真感光体の接触面には導電性粒子が存在するプロセスカートリッジにおいて、
該帯電装置が請求項11に記載の帯電装置である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
An electrophotographic photosensitive member and a charging device that charges a surface of the electrophotographic photosensitive member by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the electrophotographic photosensitive member are integrally supported and attached to and detached from the image forming apparatus main body. A process cartridge that is free, wherein the surface layer of the charging member is an elastic foam, and the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member. In the process cartridge in which conductive particles are present on the contact surface of the electrophotographic photosensitive member,
The process cartridge according to claim 11, wherein the charging device is the charging device according to claim 11 .
前記電子写真感光体の表面層の体積抵抗が1×10Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下である請求項12に記載のプロセスカートリッジ。The process cartridge according to claim 12 , wherein the volume resistance of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member is 1 × 10 9 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. 前記導電性粒子を含有する現像剤を有する現像手段を有する請求項12または13に記載のプロセスカートリッジ。The process cartridge according to claim 12, further comprising a developing unit having a developer containing the conductive particles. 前記電子写真感光体上に残留した現像剤を回収する手段を兼ねた現像手段を有する請求項1214のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。The process cartridge according to any one of claims 12 to 14 having a developing means which also serves as a means for recovering the developer remaining on the electrophotographic photoconductor. 電子写真感光体、電圧を印加したローラー形状の帯電部材を該電子写真感光体に接触させて該電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置、該電子写真感光体に露光により静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像を現像剤で可視化する現像手段および該現像手段によって可視化された像を転写材に転写する転写手段を有する画像形成装置であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は該電子写真感光体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該電子写真感光体の接触面には導電性粒子が存在する画像形成装置において、
該帯電装置が請求項11に記載の帯電装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
An electrophotographic photosensitive member, a charging device for charging a surface of the electrophotographic photosensitive member by bringing a roller-shaped charging member to which voltage is applied into contact with the electrophotographic photosensitive member, and exposing the electrostatic latent image to the electrophotographic photosensitive member An image forming apparatus comprising: an exposure unit for forming; a developing unit for visualizing the electrostatic latent image with a developer; and a transfer unit for transferring an image visualized by the developing unit to a transfer material, the surface layer of the charging member Is an elastic foam, the surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the electrophotographic photosensitive member, and conductive particles are present on the contact surface of the charging member and the electrophotographic photosensitive member. In the image forming apparatus,
The image forming apparatus according to claim 11, wherein the charging apparatus is the charging apparatus according to claim 11 .
前記電子写真感光体の表面層の体積抵抗が1×10Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下である請求項16に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 16 , wherein the volume resistance of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member is 1 × 10 9 Ω · cm to 1 × 10 14 Ω · cm. 前記現像手段が前記導電性粒子を含有する現像剤を有する現像手段である請求項16または17に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 16, wherein the developing unit is a developing unit having a developer containing the conductive particles. 前記現像手段が前記電子写真感光体上に残留した現像剤を回収する手段を兼ねた現像手段である請求項1618のいずれかに記載の画像形成装置。The developing unit is an image forming apparatus according to any one of the electrophotographic on the photoreceptor is a developing means which also serves as a means for recovering the developer remaining claims 16-18. 前記露光手段が画素ごとのデジタル露光が可能なレーザー光を走査露光して前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段であって、前記導電性粒子の平均粒径が1画素の直径以下である請求項1619のいずれかに記載の画像形成装置。The exposure means is an exposure means for forming an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic photosensitive member by scanning exposure with a laser beam capable of digital exposure for each pixel, and the average particle diameter of the conductive particles is 1. the image forming apparatus according to any one of claims 16-19 or less the diameter of the pixel. 電圧を印加したローラー形状の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体の表面を帯電する帯電装置用のローラー形状の帯電部材であって、該帯電部材の表面層が弾性発泡体であり、該帯電部材の表面は被帯電体の表面に対して速度差を持っており、該帯電部材と該被帯電体の接触面には導電性粒子が存在する帯電装置用のローラー形状の帯電部材において、
表面の空孔率が50%以上90%以下であり、
表面の空孔の平均空孔径が5μm以上150μm以下であ
とを特徴とするローラー形状の帯電部材。
A roller-shaped charging member for a charging device that charges a surface of a charged body by bringing a roller-shaped charging member to which a voltage is applied into contact with the charged body, and the surface layer of the charging member is an elastic foam The surface of the charging member has a speed difference with respect to the surface of the member to be charged, and the roller-shaped charging member for a charging device in which conductive particles are present on the contact surface between the charging member and the member to be charged. In
The surface porosity is 50% or more and 90% or less,
The average pore diameter of the pores in the surface Ru der least 150μm below 5μm
The roller-shaped charging member, wherein the this.
前記帯電部材の表面の空孔の平均空孔径が20μm以上100μm以下である請求項21に記載のローラー形状の帯電部材。The roller-shaped charging member according to claim 21 , wherein an average hole diameter of holes on the surface of the charging member is 20 µm or more and 100 µm or less. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径の1/100以上である請求項21または22に記載のローラー形状の帯電部材。The roller-shaped charging member according to claim 21 or 22 , wherein an average particle diameter of the conductive particles is 1/100 or more of the average pore diameter. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径以下である請求項2123のいずれかに記載のローラー形状の帯電部材。The roller-shaped charging member according to any one of claims 21 to 23 , wherein an average particle diameter of the conductive particles is equal to or less than the average pore diameter. 前記導電性粒子の平均粒径が前記平均空孔径の1/10以下である請求項24に記載のローラー形状の帯電部材。The roller-shaped charging member according to claim 24 , wherein an average particle diameter of the conductive particles is 1/10 or less of the average pore diameter.
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