JP3805113B2 - Charging method, charging device, and image recording apparatus using the charging device - Google Patents

Charging method, charging device, and image recording apparatus using the charging device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被帯電体を帯電する帯電方法と帯電装置に関する。より詳しくは、被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により、被帯電体表面を帯電する帯電方法と帯電装置に関する。
【0002】
また該帯電装置を像担持体の帯電処理手段として使用した、複写機やプリンタ等の画像記録装置(画像形成装置)に関する。
【0003】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真装置や静電記録装置等の画像記録装置において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体(被帯電体)を所要の極性・電位に一様に帯電処理(除電処理も含む)する帯電装置としてはコロナ帯電器(コロナ放電器)がよく使用されていた。
【0004】
コロナ帯電器は非接触型の帯電装置であり、例えば、ワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシールド電極を備え、放電開口部を被帯電体である像担持体に対向させて非接触に配設し、放電電極とシールド電極に高圧を印加することにより生じる放電電流(コロナシャワー)に像担持体面をさらすことで像担持体面を所定に帯電させるものである。
【0005】
近時は、中・低速機種の画像記録装置にあっては、像担持体等の被帯電体の帯電装置として、コロナ帯電器に比べて低オゾン・低電力等の利点があることから接触帯電装置が多く提案され、また実用化されている。
【0006】
接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体に、ローラ型(帯電ローラ)、ファーブラシ型、磁気ブラシ型、ブレード型等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・接触帯電器、以下、接触帯電部材と記す)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。
【0007】
接触帯電の帯電機構(帯電のメカニズム、帯電原理)には、▲1▼.放電帯電系と▲2▼.直接帯電系の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。
【0008】
▲1▼.放電帯電系(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系である。
【0009】
放電帯電系は接触帯電部材と被帯電体に一定の放電しきい値を有するため、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、コロナ帯電器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、オゾンなど活性イオンによる弊害は避けられない。
【0010】
▲2▼.直接帯電系(直接注入帯電機構)
接触帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入されることで被帯電体表面が帯電する系である。直接帯電、あるいは注入帯電、あるいは電荷注入帯電とも称される。
【0011】
より詳しくは、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の印加電圧であっても、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。この直接帯電系はイオンの発生を伴わないため放電生成物による弊害は生じない。
【0012】
しかし、直接帯電であるため、接触帯電部材の被帯電体への接触性が帯電性に大きく効いてくる。そこで接触帯電部材はより密に構成し、また被帯電体との速度差を多く持ち、より高い頻度で被帯電体に接触する構成をとる必要がある。
【0013】
A)ローラ帯電
接触帯電装置は、接触帯電部材として導電ローラ(帯電ローラ)を用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点で好ましく、広く用いられている。
【0014】
このローラ帯電はその帯電機構は前記▲1▼の放電帯電系が支配的である。
【0015】
帯電ローラは、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成される。さらにこれらを積層して所望の特性を得たものもある。
【0016】
帯電ローラは被帯電体(以下、感光体と記す)との一定の接触状態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、感光体に従動あるいは若干の速度差をもって駆動される。従って、直接帯電しようとしても、絶対的帯電能力の低下や接触性の不足やローラ上のムラや感光体の付着物による帯電ムラは避けられないため、従来のローラ帯電ではその帯電機構は放電帯電系が支配的である。
【0017】
図7は接触帯電における帯電効率例を表わしたグラフである。横軸に接触帯電部材に印加したバイアス(印加DC電圧)、縦軸にはその時得られた感光体帯電電位(ドラム電位)を表わすものである。
【0018】
従来のローラ帯電の場合の帯電特性はAで表わされる。即ち凡そ−500Vの放電閾値を過ぎてから帯電が始まる。従って、−500Vに帯電する場合は−1000Vの直流電圧を印加するか、あるいは、−500V直流の帯電電圧に加えて、放電閾値以上の電位差を常に持つようにピーク間電圧1200Vの交流電圧を印加して感光体電位を帯電電位に収束させる方法が一般的である。
【0019】
より具体的に説明すると、厚さ25μmのOPC感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、約640V以上の電圧を印加すれば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で線形に感光体表面電位が増加する。この閾値電圧を帯電開始電圧Vthと定義する。
【0020】
つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位Vdを得るためには帯電ローラには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帯電を行なう方法を「DC帯電方式」と称する。
【0021】
しかし、DC帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、感光体が削れることによって膜厚が変化するとVthが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。
【0022】
このため、更なる帯電の均一化を図るために特開昭63−149669号公報に開示されるように、所望のVdに相当するDC電圧に2×Vth以上のピーク間電圧を持つAC成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する「AC帯電方式」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、環境等の外乱には影響されることはない。
【0023】
ところが、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、接触帯電部材から感光体への放電現象を用いているため、先に述べたように接触帯電部材に印加する電圧は感光体表面電位以上の値が必要とされ、微量のオゾンは発生する。
【0024】
また、帯電均一化のためにAC帯電を行なった場合にはさらなるオゾンの発生、AC電圧の電界による接触帯電部材と感光体の振動騒音(AC帯電音)の発生、また、放電による感光体表面の劣化等が顕著になり、新たな問題点となっていた。
【0025】
B)ファーブラシ帯電
ファーブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性繊維のブラシ部を有する部材(ファーブラシ帯電器)を用い、その導電性繊維ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【0026】
このファーブラシ帯電もその帯電機構は前記▲1▼の放電帯電系が支配的である。
ファーブラシ帯電器は固定タイプとロールタイプが実用化されている。中抵抗の繊維を基布に折り込みパイル状に形成したものを電極に接着したものが固定タイプで、ロールタイプはパイルを芯金に巻き付けて形成する。繊維密度としては100本/mm2 程度のものが比較的容易に得られるが、直接帯電により十分均一な帯電を行うにはそれでも接触性は不十分であり、直接帯電により十分均一な帯電を行うには感光体に対し機械構成としては困難なほどに速度差を持たせる必要があり、現実的ではない。
【0027】
このファーブラシ帯電の直流電圧印加時の帯電特性は図7のBに示される特性をとる。従って、ファーブラシ帯電の場合も、固定タイプ、ロールタイプどちらも多くは、高い帯電バイアスを印加し放電現象を用いて帯電を行っている。
【0028】
C)磁気ブラシ帯電
磁気ブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性磁性粒子をマグネットロール等で磁気拘束してブラシ状に形成した磁気ブラシ部を有する部材(磁気ブラシ帯電器)を用い、その磁気ブラシ部を被帯電体としての感光体に接触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。
【0029】
この磁気ブラシ帯電の場合はその帯電機構は前記▲2▼の直接帯電系が支配的である。
【0030】
磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子として粒径5〜50μmのものを用い、感光体と十分速度差を設けることで、均一に直接帯電を可能にする。
【0031】
図7の帯電特性グラフのCにあるように、印加バイアスとほぼ比例した帯電電位を得ることが可能になる。
【0032】
しかしながら、機器構成が複雑であること、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子が脱落して感光体に付着する等他の弊害もある。
【0033】
特開平6−3921号公報等には感光体表面にあるトラップ準位または電荷注入層の導電粒子等の電荷保持部材に電荷を注入して接触注入帯電を行なう方法が提案されている。放電現象を用いないため、帯電に必要とされる電圧は所望する感光体表面電位分のみであり、オゾンの発生もない。さらに、AC電圧を印加しないので、帯電音の発生もなく、ローラ帯電方式と比べると、オゾンレス、低電力の優れた帯電方式である。
【0034】
D)トナーリサイクルシステム(クリーナレス)
転写方式の画像記録装置においては、転写後の感光体(像担持体)に残存する転写残りの現像剤(トナー)はクリーナ(クリーニング装置)によって感光体面から除去されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ないことが望ましい。そこでクリーナをなくし、転写後の感光体上の転写残トナーは現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体上から除去し現像装置に回収・再用する装置構成にしたトナーリサイクルシステム(またはトナーリサイクルプロセス)の画像記録装置も出現している。
【0035】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に残留したトナーを次工程以降の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の現像時にかぶり取りバイアス(現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以後に再用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることでスペース面での利点も大きく、画像記録装置を大幅に小型化できるようになる。
【0036】
トナーリサイクルシステムは上記のように転写残トナーを専用のクリーナによって感光体面から除去するのではなく、帯電手段部を経由させて現像装置に至らせて再度現像プロセスにて利用するものであるため、感光体の帯電手段として接触帯電を用いた場合においては感光体と接触帯電部材との接触部に絶縁性であるトナーが介在した状態で如何にして感光体を帯電するかが課題になっている。上記したローラ帯電やファーブラシ帯電においては、感光体上の転写残トナーを拡散し非パターン化するとともに、大きなバアイスを印加し放電による帯電を用いることが多い。磁気ブラシ帯電においては接触帯電部材として粉体を用いるため、その粉体である導電性磁性粒子の磁気ブラシ部が感光体に柔軟に接触し感光体を帯電できる利点があるが、機器構成が複雑であること、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子の脱落による弊害が大きい。
【0037】
E)接触帯電部材に対する粉末塗布
接触帯電装置について、帯電ムラを防止し安定した均一帯電を行なうために、接触帯電部材に被帯電体面との接触面に粉末を塗布する構成が特公平7−99442号公報に開示されているが、接触帯電部材(帯電ローラ)が被帯電体(感光体)に従動回転(速度差駆動なし)であり、スコロトロン等のコロナ帯電器と比べるとオゾン生成物の発生は格段に少なくなっているものの、帯電原理は前述のローラ帯電の場合と同様に依然として放電による帯電を主としている。特に、より安定した帯電均一性を得るためにはDC電圧にAC電圧を重畳した電圧を印加するために、放電によるオゾン生成物の発生はより多くなってしまう。よって、長期に装置を使用した場合や、クリーナレスの画像記録装置を長期に使用した場合において、オゾン生成物による画像流れ等の弊害が現れやすい。
【0038】
また、特開平5−150539号公報には、接触帯電を用いた画像形成方法において、長時間画像形成を繰り返すうちにトナー粒子やシリカ微粒子が帯電手段の表面に付着することによる帯電阻害を防止するために、現像剤中に、少なくとも顕画粒子と、顕画粒子より小さい平均粒径を有する導電性粒子を含有することが開示されている。しかし、この接触帯電は放電帯電機構によるもので、直接注入帯電機構ではなく、放電帯電による前述の問題がある。
【0039】
【発明が解決しようとする課題】
1)上記の従来の技術の項に記載したように、従来の接触帯電において、接触帯電部材として帯電ローラあるいはファーブラシなどを用いた簡易な構成では直接帯電を行なうには該接触帯電部材の表面が粗くて被帯電体との密な接触が確保されず、直接帯電は不可能であった。
【0040】
また、接触帯電部材は被帯電体面から異物を拾って汚れやすく、その付着汚れが絶縁性であると帯電不良を生じやすい。
【0041】
そのため接触帯電においては、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いた場合でも、また接触帯電部材の汚染にかかわらず、より帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した直接帯電を実現する、即ち、低印加電圧でオゾンレスの注入帯電を簡易な構成で実現することが期待されている。
【0042】
本発明は、接触帯電方法、接触帯電装置について、上記の要望に応えることを目的とする。
【0043】
2)画像記録装置において、像担持体の帯電手段に接触帯電装置を採択した場合、接触帯電部材として帯電ローラあるいはファーブラシなどを用いた簡易な構成で低印加電圧でオゾンレスの注入帯電を実現することができれば装置構成上・性能上等で極めて有効である。
【0044】
また像担持体の帯電手段に接触帯電装置を採択した転写式画像記録装置の場合の接触帯電部材の汚染に関して、像担持体に形成担持させた現像剤像(トナー像)を被記録体へ転写した後の像担持体上の転写残トナーを除去する専用のクリーナを具備させている画像記録装置の場合であっても、像担持体上の転写残トナーをクリーナで完全に除去することは困難であり、僅かながらもクリーナをすり抜けるトナーが像担持体面の移動で接触帯電部材と像担持体との接触部である帯電部に持ち運ばれて接触帯電部材に付着・混入して接触帯電部材は次第にトナーで汚染されていく。
【0045】
従来トナーは絶縁体であるため、接触帯電部材と像担持体との接触部である帯電部にトナーが存在したり、接触帯電部材がトナーで汚染されることは、帯電阻害因子であり、帯電不良を生じさせることになる。
【0046】
特に、トナーリサイクルシステム(クリーナレス)の画像記録装置にあっては、転写後の像担持体面上の転写残トナーを除去する専用のクリーナを用いないため、転写後の像担持体面の転写残トナーが像担持体と接触帯電部材の接触部である帯電部に像担持体面の移動でそのまま持ち運ばれるので、接触帯電部材は著しくトナー汚染される。
【0047】
そこで本発明は、接触帯電方式の画像記録装置、接触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記録装置について、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また該接触帯電部材のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電とトナーリサイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持させること等を目的とする。
【0048】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする、帯電方法、帯電装置及び該帯電装置を用いた画像記録装置である。
【0049】
(1)被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により、被帯電体表面を帯電する帯電方法であり、
帯電部材は被帯電体に対して速度差をもって移動し、帯電部材に帯電促進粒子を供給する帯電促進粒子供給手段を有し、
帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うAモードと、Aモードの後に、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行わず被帯電体を帯電するBモードを有することを特徴とする帯電方法。
【0050】
(2)Aモードは、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うA1モードと、A1モードの後に被帯電体及び帯電部材を駆動し帯電促進粒子を帯電部材に馴染ませるA2モードからなることを特徴とする(1)に記載の帯電方法。
【0051】
(3)帯電促進粒子の体積抵抗が1012Ω・cm以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の帯電方法。
【0052】
(4)帯電促進粒子の体積抵抗が1010Ω・cm以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の帯電方法。
【0053】
(5)帯電部材には電圧が印加されることを特徴とする(1)ないし(4)の何れか1つに記載の帯電方法。
【0054】
(6)被帯電体と帯電部材はニップ部において互いに逆方向に移動することを特徴とする(1)ないし(5)の何れか1つに記載の帯電方法。
【0055】
(7)被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により、被帯電体表面を帯電する帯電装置であり、
帯電部材は被帯電体に対して速度差をもって移動し、帯電部材に帯電促進粒子を供給する帯電促進粒子供給手段を有し、
装置の動作モードとして、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うAモードと、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行わず被帯電体を帯電するBモードを有することを特徴とする帯電装置。
【0056】
(8)Aモードは、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うA1モードと、被帯電体及び帯電部材を駆動し帯電促進部材を帯電部材に馴染ませるA2モードからなることを特徴とする(7)に記載の帯電装置。
【0057】
(9)帯電促進粒子の体積抵抗が1012Ω・cm以下であることを特徴とする(7)または(8)に記載の帯電装置。
【0058】
(10)帯電促進粒子の体積抵抗が1010Ω・cm以下であることを特徴とする(7)または(8)に記載の帯電装置。
【0059】
(11)帯電部材には電圧が印加されることを特徴とする(7)ないし(10)の何れか1つに記載の帯電装置。
【0060】
(12)被帯電体と帯電部材はニップ部において互いに逆方向に移動することを特徴とする(7)ないし(11)の何れか1つに記載の帯電装置。
【0061】
(13)像担持体に、該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像記録を実行する画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が(7)ないし(12)の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
【0062】
(14)像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤で可視化する現像手段と、その現像剤像を被記録体に転写する転写手段と、転写後の像担持体を清掃するクリーニング手段を有し、像担持体は繰り返して作像に供される画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が(7)ないし(12)の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
【0063】
(15)像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤で可視化する現像手段と、その現像剤像を被記録体に転写する転写手段を有し、前記現像手段が現像剤像を被記録体に転写した後に像担持体上に残留した現像剤を少なくとも帯電手段に一時担持させ、像担持体を通して再度現像手段に回収する像担持体クリーナレス構成の画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が(7)ないし(12)の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
【0064】
(16)像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴とする(14)または(15)に記載の画像記録装置。
【0065】
〈作 用〉
a)帯電促進粒子は帯電補助を目的とした導電性の粒子であり、この粒子を用いたことで均一で安定な直接帯電を実現している。該帯電促進粒子の体積抵抗は1×1012Ω・cm以下、更に好ましくは1×1010Ω・cm以下であることが望ましい。
【0066】
即ち、上記の帯電促進粒子が被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材に対して、該帯電部材に接触する帯電促進粒子供給部材から、あるいは帯電促進粒子塗布部材を介して帯電促進粒子供給部材から供給されることで、被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に帯電促進粒子が存在した状態で被帯電体の接触帯電が行なわれる。
【0067】
b)被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に帯電促進粒子が存在することで、該粒子の滑剤効果により、摩擦抵抗が大きくてそのままでは被帯電体に対して速度差を持たせて接触させることが困難であった帯電ローラであっても、それを被帯電体面に対して無理なく容易に効果的に速度差を持たせて接触させた状態にすることが可能となると共に、帯電促進粒子は接触帯電部材の凹凸を埋め被帯電体に対する接触性を向上させ、該接触帯電部材が該粒子を介して被帯電体面に密に接触してより高い頻度で被帯電体面に接触する構成となる。
【0068】
接触帯電部材と被帯電体との間に速度差を設けることができることで、接触帯電部材と被帯電体のニップ部において帯電促進粒子が被帯電体に接触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、接触帯電部材と被帯電体のニップ部に存在する帯電促進粒子が被帯電体表面を隙間なく摺擦することで被帯電体に電荷を直接注入できるようになり、接触帯電部材による被帯電体の接触帯電は帯電促進粒子の介存により直接帯電(注入帯電)が支配的となる。
【0069】
c)速度差を設ける構成としては、接触帯電部材を回転駆動して被帯電体と速度差を設けることになる。接触帯電部材を被帯電体表面の移動方向と同じ方向に移動させて速度差をもたせることも可能であるが、注入帯電の帯電性は被帯電体の周速と接触帯電部材の周速の比に依存するため、逆方向と同じ周速比を得るには順方向では接触帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて大きくなるので、接触帯電部材を逆方向に移動させる方が回転数の点で有利である。
【0070】
ここで記述した周速比は
周速比(%)=(帯電部材周速−被帯電体周速)/被帯電体周速×100
である(帯電部材周速はニップ部において帯電部材表面が被帯電体表面と同じ方向に移動するとき正の値である)。
【0071】
d)被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に帯電阻害因子である絶縁性の物質が介在していたり、接触帯電部材がそのような絶縁性の物質で汚染されている場合でも、帯電促進粒子が被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に介存することにより、接触帯電部材の被帯電体への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期にわたり安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることができる。
【0072】
e)帯電促進粒子を接触帯電部材に供給する供給手段を具備させたことで、装置の使用に伴い被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部から帯電促進粒子が脱落しても該帯電部に対する帯電促進粒子の補充がなされ、帯電促進粒子の帯電部からの脱落・減少による帯電特性の低下が防止されて、上記の直接帯電性を長期に渡り安定に維持させることができる。
【0073】
f)被帯電体と接触帯電部材とのニップ部である帯電部に介在する帯電促進粒子は帯電動作とともに被帯電体に付着し、接触帯電部材まわりに存在する帯電促進粒子は補給されなければ減少しいずれはなくなるが、本発明においては接触帯電部材には帯電促進粒子供給手段で帯電促進粒子が塗布供給される。
【0074】
しかしながら、接触帯電部材に塗布供給された帯電促進粒子は帯電を繰り返すことで被帯電体に過剰に付着して後行程に悪影響を及ぼすことがある。画像記録装置においては、被帯電体すなわち像担持体上に存在する過剰の帯電促進粒子により、後行程で画像露光による潜像形成時に露光光を遮るなどの弊害が生じることがある。また、さらにその後のトナーによる現像行程においても弊害が生じることがある。
【0075】
従って、接触帯電部材に対する帯電促進粒子の塗布供給においては、帯電促進粒子を安定して供給し均一な帯電性を得るとともに、帯電促進粒子の被帯電体への付着は可及的に減少させ、画像欠陥のない記録画像を形成させることが肝要である。
【0076】
本発明においては、帯電促進粒子供給手段から接触帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うAモードと、Aモードの後に、帯電促進粒子供給手段から接触帯電部材に帯電促進粒子の供給を行わず被帯電体を帯電するBモードを設ける事で、均一帯電を要求される動作時には、Bモードでの動作により帯電促進粒子が被帯電体に脱落するのを防止し、均一帯電を要求されない動作中にAモードとして帯電促進粒子を接触帯電部材に供給する。
【0077】
これにより、放電を伴わない直接電荷注入による帯電を行いつつ、帯電促進粒子で被帯電体を過度に汚染することのない優れた帯電処理を実行させることができる。
【0078】
また、Aモードは、帯電促進粒子供給手段から接触帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うA1モードと、A1モードの後に被帯電体及び接触帯電部材を駆動し帯電促進粒子を帯電部材に馴染ませるA2モードからなる事にすることにより、より確実に帯電促進粒子の脱落を十分に減らすことができる。
【0079】
加えて、被帯電体と接触帯電部材はニップ部において互いに逆方向に移動するように駆動されることにより、より帯電効率が向上するとともに、帯電促進粒子の脱落もより十分に減らすことができる。
【0080】
したがって、画像記録装置にあっては、像担持体上に脱落する過剰の帯電促進粒子に起因する悪影響を防止できる、即ち、帯電行程後の露光や現像時に画像欠陥などの画像不良を生じることを防止することができる。
【0081】
またクリーナレス構成の画像記録装置にあっては、トナーリサイクルと直接注入帯電を実現するとともに、接触帯電部材からの帯電粒子の脱落を十分に減らして画像欠陥の生じない優れた画像記録装置を構成可能である。
【0082】
g)かくして、従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、接触帯電部材に印加した電圧とほぼ同等の帯電電位を被帯電体に与えることができ、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシなど簡易な部材を用いた場合でも、また該接触帯電部材の汚染にかかわらず、該接触帯電部材に対する帯電に必要な印加バイアスは被帯電体に必要な帯電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接触帯電装置、即ち低印加電圧・オゾンレスで、帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した性能の直接帯電装置を簡易な構成で実現することができる。
【0083】
h)上記の帯電装置を像担持体の帯電手段として用いることで、接触帯電方式の画像記録装置、接触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記録装置について、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また該接触帯電部材のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電とトナーリサイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持させること等ができる。
【0084】
トナーリサイクルシステム(クリーナレス)の画像記録装置にあっては、接触帯電部材が像担持体に対して速度差を持って接触していることで、転写部から、接触帯電部材と像担持体のニップ部である帯電部へ至った転写残トナーのパターンが撹乱されて崩され、中間調画像において、前回の画像パターン部分がゴーストとなって現れることがなくなる。
【0085】
接触帯電部材と像担持体のニップ部である帯電部に帯電促進粒子が介存することにより、接触帯電部材の像担持体への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、接触帯電部材の転写残トナーによる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期に渡り安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることが出来る。
【0086】
i)接触帯電部材に付着・混入した転写残トナーは接触帯電部材から徐々に像担持体上に吐き出されて像担持体面の移動とともに現像部位に至り、現像手段において現像同時クリーニング(回収)される(トナーリサイクル)。
【0087】
【発明の実施の形態】
〈実施例1〉(図1)
図1は本発明に従う画像記録装置の一例の概略構成模型図である。
【0088】
本実施例の画像記録装置は、転写式電子写真プロセス利用、接触帯電方式のレーザプリンタである。
【0089】
(1)プリンタの全体的概略構成
1は像担持体であり、本実施例はφ30mmの回転ドラム型の負極性OPC感光体(ネガ感光体、以下感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は矢印の時計方向に周速度50mm/sec(=プロセススピードPS、印字速度)の一定速度をもって回転駆動される。
【0090】
2は感光ドラム1に所定の押圧力をもって接触させて配設した接触帯電部材としての導電性弾性ローラ(以下、帯電ローラと記す)である。
【0091】
nは感光ドラム1と帯電ローラ2とのニップ部である帯電ニップ部である。
3Aは帯電ローラ2に対する帯電促進粒子供給手段であり、この帯電促進粒子供給手段3Aにより帯電ローラ2の外周面に帯電促進粒子mが塗布供給されて、感光ドラム1と帯電ローラ2とのニップ部である帯電ニップ部nに帯電促進粒子mが介在する。
【0092】
帯電ローラ2はこの帯電ニップ部nにおいて感光ドラム1の回転方向と逆方向(カウンター)で回転駆動され、感光ドラム1面に対して速度差を持って接触する。Mは該帯電ローラ2の駆動源である。
【0093】
また帯電ローラ2には帯電バイアス印加電源S1から所定の帯電バイアス、本例では−700Vの直流電圧が印加される。
【0094】
これにより、回転感光ドラム1の周面が直接帯電(注入帯電)方式で帯電ローラ2に対する印加帯電バイアスと略同じ電位に一様に接触帯電処理される。
【0095】
上記の帯電ローラ2、帯電促進粒子供給手段3A、直接帯電等については別項で詳述する。
【0096】
4はレーザダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザビームスキャナ(露光装置)である。このレーザビームスキャナ4は目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザ光を出力し、該レーザ光で上記回転感光ドラム1の一様帯電面を走査露光Lする。
【0097】
この走査露光Lにより回転感光ドラム1の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0098】
5は現像器である。回転感光ドラム1面の静電潜像はこの現像器5により現像部位aにてトナー画像として現像される。
【0099】
本実施例の現像器5は現像剤tとして一成分磁性トナー(ネガトナー)を用いた反転現像器である。5aはマグネットロール5bを内包させた、現像剤担持搬送部材としての非磁性回転現像スリーブであり、現像器5内の現像剤としてのトナーtは回転現像スリーブ5a上を搬送される過程において、規制ブレード5cで層厚規制及び電荷付与を受ける。
【0100】
回転現像スリーブ5aにコートされたトナーtはスリーブ5aの回転により、感光ドラム1とスリーブ5aの対向部である現像部位(現像領域部)aに搬送される。またスリーブ5aには現像バイアス印加電源S2より現像バイアス電圧が印加される。
【0101】
本実施例において、現像バイアス電圧は
DC電圧:−500V
AC電圧:ピーク間電圧1600V、周波数1.8kHz、矩形波
の重畳電圧とした。
【0102】
これにより、感光ドラム1側の静電潜像がトナーtにより反転現像される。
【0103】
現像剤である一成分磁性トナーtは、結着樹脂、磁性体粒子、電荷制御剤を混合し、混練、粉砕、分級の各工程を経て作成し、更に流動化剤等を外添剤として添加して作成されたものである。トナーの重量平均粒径(D4)は7μmであった。
【0104】
6は接触転写手段としての中抵抗の転写ローラであり、感光ドラム1に所定に圧接させて転写ニップ部bを形成させてある。この転写ニップ部bに不図示の給紙部から所定のタイミングで被記録体としての転写材30が給紙され、かつ転写ローラ6に転写バイアス印加電源S3から所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム1側のトナー像が転写ニップ部bに給紙された転写材30の面に順次に転写されていく。
【0105】
本実施例で使用の転写ローラ6は、芯金6aに中抵抗発泡層6bを形成した、ローラ抵抗値5×108 Ωのものであり、+2.0kVの電圧を芯金6aに印加して転写を行なった。転写ニップ部bに導入された転写材30はこの転写ニップ部bを挟持搬送されて、その表面側に回転感光ドラム1の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【0106】
7は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部bに給紙されて感光ドラム1側のトナー画像の転写を受けた転写材30は回転感光ドラム1の面から分離されてこの定着装置7に導入され、トナー画像の定着を受けて画像形成物(プリント、コピー)として装置外へ排出される。
【0107】
8は感光ドラムのクリーナ(クリーニング装置)である。転写材Pに対するトナー画像転写後の回転感光ドラム1は、ドラム面に残留の転写残トナーがこのクリーナ8のクリーニング部材8a、本例では感光ドラム1面に当接させたクリーニングブレード(弾性ブレード)によりかき取られて清掃され、繰り返して作像に供される。感光ドラム1面からクリーニングブレード8aによりかき取られた転写残トナーはクリーナ容器内に廃トナーとして蓄積される。
【0108】
(2)帯電ローラ2
本実施例における可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ2は芯金2a上にゴムあるいは発泡体の中抵抗層2bを形成することにより作成される。
【0109】
中抵抗層2bは樹脂(例えばウレタン)、導電性粒子(例えばカーボンブラック)、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金2aの上にローラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直径12mm、長手長さ200mmの導電性弾性ローラである帯電ローラ2を作成した。
【0110】
本実施例の帯電ローラ2のローラ抵抗を測定したところ100kΩであった。ローラ抵抗は、帯電ローラ2の芯金2aに総圧1kgの加重がかかるようφ30mmのアルミドラムに帯電ローラ2を圧着した状態で、芯金2aとアルミドラムとの間に100Vを印加し、計測した。
【0111】
ここで、接触帯電部材である帯電ローラ2は電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの低耐圧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。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場合、十分な帯電性と耐リークを得るには104 〜107 Ωの抵抗が望ましい。
【0112】
帯電ローラ2の表面は帯電促進粒子mを保持できるようミクロな凹凸があるものが望ましい。
【0113】
帯電ローラ2の硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部nを確保できないだけでなく、被帯電体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度から50度が好ましい範囲である。
【0114】
帯電ローラ2の材質としては、弾性発泡体に限定するものでは無く、弾性体の材料として、EPDM、ウレタン、NBR、シリコーンゴムや、IR等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。
【0115】
帯電ローラ2は被帯電体としての感光ドラム1に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配設し、本実施例では幅数mmの帯電ニップ部nを形成させてある。
【0116】
また本実施例では、この帯電ローラ2を帯電ニップ部nにおいて帯電ローラ表面と感光体表面とが互いに逆方向に等速で移動するよう凡そ80rpmで矢印の時計方向に回転駆動させた。即ち接触帯電部材としての帯電ローラ2の表面は被帯電体としての感光ドラム1の面に対して速度差を持たせるようにした。
【0117】
そして帯電ローラ2の芯金2aに電源S1から帯電バイアスとして−700Vの直流電圧を印加するようにした。
【0118】
(3)帯電促進粒子供給手段3A
図2は帯電促進粒子供給手段3Aの拡大模型図である。本実施例において、帯電促進粒子供給手段3Aは、帯電促進粒子供給部材31、該帯電促進粒子供給部材の支持体32、該支持体に接続し帯電促進粒子供給部材31の帯電ローラ2への押圧動作を制御する押圧制御手段36、制御手段から動力を伝える伝達手段34、及び帯電促進粒子供給部材31を収容させたハウジング33等から構成してあり、帯電ローラ2の上側に配設して、ハウジング33内の帯電促進粒子供給部材31の下面を、帯電促進粒子供給部材31と該部材の支持体32の自重で帯電ローラ2の上面に常時当接させてある。
【0119】
押圧制御手段36は、たとえばソレノイドコイルなどにより構成し、押圧の動作及び解除の動作を行う。押圧制御手段であるソレノイド36はソレノイド内のコイルに通電を行ったときヨーク(プランジャー)36aを押し出す構成のものを用いた。
【0120】
ソレノイド36のコイルに通電を行うと(ソレノイド−オン)、図2の(A)に示すように、ソレノイドのヨーク36aがバネ35に抗して伝達手段34を押し下げ、帯電促進粒子供給部材31が支持体32を含む自重でもって当接した状態となる。
【0121】
一方、ソレノイド36のコイルに通電を行わないときは(ソレノイド−オフ)、図2の(B)に示すように、伝達手段34がバネ35により押し上げられ、それに伴い帯電促進粒子供給部材31の支持体32が引き上げられて帯電促進粒子供給部材31が帯電ローラ2に対して非接触の状態となる。
【0122】
このようにしてソレノイド36がオン・オフ制御されることで、帯電促進粒子供給部材31の帯電ローラ2に対する当接、解除が制御される。
【0123】
帯電促進粒子供給部材31は、帯電促進粒子mをチップ状に結着固形化した部材(帯電促進粒子チップ部材)であり、回転する帯電ローラ2との当接により白墨や蝋石のように自ら削れることで帯電促進粒子mを帯電ローラ2の表面に塗布供給する部材である。
【0124】
例えば、酸化亜鉛粒子やアルミナ粉等の帯電促進粒子mを溶剤中にバインダー樹脂で結着したチップ状のものである。具体的処方としては、バインダー樹脂としてスチレンアクリル樹脂をエタノール中に5wt%の濃度で溶解し、重量にしてバインダー樹脂1に対して7倍の酸化亜鉛粒子等の帯電促進粒子mを混合する。そしてこの溶液を型にいれて整形し乾燥することで、帯電促進粒子mをチップ状に結着固形化した形態の帯電促進粒子供給部材31が得られる。
【0125】
本実施例では、帯電促進粒子mとして、比抵抗が106 Ω・cm、平均粒径3μmのアルミナ粉を用いた。
【0126】
帯電促進粒子mの材料としては、他の金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物、あるいは、これらに表面処理を施したものなど各種導電粒子が使用可能である。
【0127】
粒子抵抗は粒子を介した電荷の授受を行うため比抵抗としては1012Ω・cm以下が必要で、より好ましくは1010Ω・cm以下が望ましい。
【0128】
抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。即ち、底面積2.26cm2 の円筒内に凡そ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、その後正規化して比抵抗を算出した。
【0129】
粒径は良好な帯電均一性を得るために50μm以下が望ましい。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。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、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出し、その50%平均粒径をもって決定した。
【0130】
帯電促進粒子は、一次粒子の状態で存在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在することもなんら問題はない。どのような凝集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機能が実現できればその形態は重要ではない。
【0131】
帯電促進粒子は特に感光体の帯電に用いる場合に潜像露光時に妨げにならないよう、無色あるいは白色の粒子が適切である。
【0132】
また帯電促進粒子は露光の妨げにならないように白色または透明に近いことが望ましく非磁性であることが好ましい。
【0133】
さらに、帯電促進粒子が感光体上から被記録体Pに一部転写されてしまうことを考えるとカラー記録では無色、あるいは白色のものが望ましい。また、画像露光時に粒子による光散乱を防止するためにもその粒径は構成画素サイズ以下であることが望ましい。粒径の下限値としては、粒子として安定に得られるものとして10nmが限界と考えられる。
【0134】
(4)直接帯電
帯電ローラ2に対して該帯電ローラに当接する帯電促進粒子供給手段3Aの帯電促進粒子チップ部材31で帯電促進粒子mが塗布供給されることで、感光ドラム1と帯電ローラ2との帯電ニップ部nに帯電促進粒子mが存在した状態で感光ドラム1の接触帯電が行なわれる。
【0135】
即ち、感光ドラム1と帯電ローラ2との帯電ニップ部nに帯電促進粒子mが存在することで、該粒子mの滑剤効果により、摩擦抵抗が大きくてそのままでは感光ドラム1に対して速度差を持たせて接触させることが困難であった帯電ローラであっても、それを感光ドラム1面に対して無理なく容易に効果的に速度差を持たせて接触させた状態にすることが可能となると共に、該帯電ローラ2が該粒子mを介して感光ドラム1面に密に接触して、すなわち帯電促進粒子は接触帯電部材である帯電ローラの凹凸を埋め被帯電体である感光ドラム1に対する接触性を向上させて、より高い頻度で感光ドラム1面に接触する構成となる。
【0136】
帯電ローラ2と感光ドラム1との間に速度差を設けることができることで、帯電ローラ2と感光ドラム1のニップ部において帯電促進粒子mが感光ドラム1に接触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、帯電ローラ2と感光ドラム1のニップ部に存在する帯電促進粒子mが感光ドラム1表面を隙間なく摺擦することで感光ドラム1に電荷を直接注入できるようになり、帯電ローラ2による感光ドラム1の接触帯電は帯電促進粒子の介存により直接帯電(注入帯電)が支配的となる。
【0137】
本実施例の画像記録装置(プリンタ)には転写後の感光ドラム1面から転写残トナーを除去するクリーナ8を具備させているが、実際には感光ドラム1面から転写残トナーを完全に除去することは困難であり、特に本実施形態で使用している弾性ブレード8aによるクリーニングでは小粒径の微粉がブレード8aをすり抜けることによりブレードがめくれることなく当接することができる。従って、クリーナ8を具備させてある画像記録装置でもクリーナをわずかではあるが抜けでる帯電阻害因子であるトナー(絶縁性物質)が帯電ニップ部nに持ち運ばれて介在した状態になったり、帯電ローラ2がトナーで汚染された状態になる。
【0138】
このような場合でも、帯電促進粒子mが感光ドラム1と帯電ローラ2との帯電ニップ部nに介存することにより、帯電ローラ2の汚れ防止とトナーによる接触性低下が補われて帯電ローラ2の感光ドラム1への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期にわたり安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることができる。
【0139】
帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給する供給部材(帯電促進粒子チップ部材)31を具備させたことで、装置の使用に伴い感光ドラム1と帯電ローラ2との帯電ニップ部nから帯電促進粒子mが脱落しても該帯電ニップ部nに対する帯電促進粒子mの補充がなされ、帯電促進粒子mの帯電ニップ部nからの脱落・減少による帯電特性の低下が防止されて、上記の直接帯電性を長期に渡り安定に維持させることができる。
【0140】
本実施例において、帯電ローラ2に対する帯電促進粒子mの供給は、帯電促進粒子供給部材としての帯電促進粒子チップ31自らが削れることで帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給する、帯電促進粒子を固形化したチップ状の部材にして、帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給するようにしたので、帯電促進粒子を飛散させることなく、また扱い易く、安定して帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給することができる。
【0141】
かくして、接触帯電装置として従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ2に印加した電圧とほぼ同等の帯電電位を感光ドラム1に与えることができ、接触帯電部材として簡易な帯電ローラ2を用いた場合でも、また帯電ローラ2の汚染にかかわらず、該帯電ローラ2に対する帯電に必要な印加バイアスは感光ドラム1に必要な帯電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接触帯電装置、即ち低印加電圧・オゾンレスで、帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した性能の直接帯電装置を簡易な構成で実現することができる。
【0142】
接触帯電方式の画像記録装置、接触帯電方式・転写方式の画像記録装置にあっては、接触帯電部材として簡易な帯電ローラ2を用いて、また該帯電ローラ2のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を問題なく実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持させること等ができる。
【0143】
像担持体としての感光ドラム1と接触帯電部材としての帯電ローラ2との帯電ニップ部nにおける帯電促進粒子の介在量は、少なすぎると、該粒子による潤滑効果が十分に得られず、帯電ローラ2と感光ドラム1との摩擦が大きくて帯電ローラ2を感光ドラム1に速度差を持って回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルクが過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ2や感光ドラム1の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能が得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進粒子の帯電ローラ2からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が出る。
【0144】
実験によると該介在量は102 個/mm2 以上が望ましい。102 個/mm2 より低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下が生じる。
【0145】
より望ましくは103 〜5×105 個/mm2 の該介在量が好ましい。5×105 個/mm2 を超えると、該粒子の感光体1へ脱落が著しく増加し、粒子自体の光透過性を問わず、感光ドラム1への露光量不足が生じる。5×105 個/mm2 以下では脱落する粒子量も低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲において感光ドラム1上に脱落した粒子の存在量を測ると102 〜105 個/mm2 であったことから、作像上弊害がない該存在量としては105 個/mm2 以下が望まれる。換言すると、帯電ニップ部nにおける帯電促進粒子の存在量がそのような介在量になるようにとしての帯電促進粒子チップ部材31による帯電ローラ2に対する帯電促進粒子の塗布供給具合を設定する。
【0146】
本実施例では、平均的に500個/mm2 の存在量であった。塗布量は105 個/mm2 以下が望ましいが、更に中間調画像や細線を正確に記録するためには更に少ない存在量104 個/mm2 以下、さらには103 個/mm2 以下の存在量が望ましい。本構成の帯電促進粒子供給手段3Aにおいて、連続して帯電促進粒子を供給した場合、凡そ3000個/mm2 の存在量であったが、本実施例では、後述するように、帯電促進粒子供給手段3Aによる帯電ローラ2に対する帯電促進粒子塗布を間欠動作させることで、帯電促進粒子の感光ドラム1上の存在量を適正値に減少させることが可能となった。
【0147】
該介在量及び感光ドラム1上の該存在量の測定方法について述べる。該介在量は帯電ローラ2と感光ドラム1の帯電ニップ部nを直接測ることが望ましいが、帯電ローラ2に接触する前に感光ドラム1上に存在した粒子の多くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ2に剥ぎ取られることから、本発明では帯電ニップ部nに到達する直前の帯電ローラ2表面の粒子量をもって該介在量とした。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感光ドラム1及び帯電ローラ2の回転を停止し、感光ドラム1及び帯電ローラ2の表面をビデオマイクロスコープ(OLYMPUS製OVM1000N)及びデジタルスチルレコーダ(DELTIS製SR−3100)で撮影した。帯電ローラ2については、帯電ローラ2を感光ドラム1に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープにて該接触面を1000倍の対物レンズで10箇所以上撮影した。得られたデジタル画像から個々の粒子を領域分離するため、ある閾値を持って2値化処理し、粒子の存在する領域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。また、感光ドラム1上の該存在量についても感光ドラム1上を同様のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処理を行い計測した。
【0148】
(5)帯電促進粒子塗布の動作モード
帯電ニップ部nに介在する帯電促進粒子mは帯電動作とともに被帯電体としての感光ドラム1に付着し、接触帯電部材としての帯電ローラ2まわりに存在する帯電促進粒子は補給されなければ減少しいずれはなくなるが、本実施例では前述したように帯電ローラ2には帯電促進粒子供給手段3Aで帯電促進粒子mが塗布供給される。
【0149】
しかしながら、帯電ローラ2に塗布供給された帯電促進粒子は帯電を繰り返すことで感光ドラム1に過剰に付着し後行程に悪影響を及ぼすことがある。即ち感光ドラム1上に過剰に存在する帯電促進粒子により、帯電後の画像露光行程で露光光を遮るなどの弊害が生じることがある。また、さらにその後のトナーによる現像行程においても弊害が生じることがある。
【0150】
従って、接触帯電部材としての帯電ローラ2に対する帯電促進粒子の塗布供給においては、帯電促進粒子を安定して供給し均一な帯電性を得るとともに、帯電促進粒子の像担持体としての感光ドラム1への付着を十分に減少させ、画像欠陥のない記録画像を形成させることが肝要である。
【0151】
そこで本実施例においては帯電促進粒子塗布は次のような動作モードにより行なわせた。即ち帯電促進粒子供給手段3Aの基本的な動作モードは次のAモードとBモードである。
【0152】
Aモード:帯電ローラ2に対する帯電促進粒子の塗布を行う
Bモード:帯電ローラ2に対する帯電促進粒子の塗布を行わず、画像記録を行う
a)プリンタをはじめに起動する場合、Aモードを行い、帯電促進粒子を帯電ローラ2に一様に塗布する。
【0153】
b)その後、Bモードに変更し、本実施例の場合、積算で30分又は100枚印字時にBモード動作を行った後、Aモードに移行する。
【0154】
c)Aモード終了後再度Bモードに戻る。
【0155】
d)これらを繰り返すことで、帯電促進粒子の担持量を一定にかつ均一に帯電ローラ2上に保持する事ができるのである。
【0156】
さらに、次に示すようにAモードを更に二つのモードにわけた方がより好ましい。
【0157】
A1モード:帯電促進粒子供給部材31を帯電ローラ2に当接させて帯電促進粒子の塗布動作を行う
A2モード:帯電促進粒子供給部材31を帯電ローラ2から離間し、感光ドラム1と帯電ローラ2の駆動を行う
即ち、Aモードに移行したとき、まずA1モードを行い帯電ローラ2への帯電促進粒子の塗布を行う。しかしながら、このまま、Bモードに移行した場合、帯電ローラ2上の帯電促進粒子が十分帯電ローラ表面に馴染んでいないことがある。従って、Bモードにはいってしばらくは帯電促進粒子の脱落が目立つことがある。そこで、Aモードの後半でA2モードを設けて帯電促進粒子を帯電ローラ表面に十分馴染ませることが効果的である。
【0158】
このようにして、非画像記録中に帯電促進粒子塗布を行い、帯電ローラ上に帯電促進粒子を十分に馴染ませてから画像記録動作にはいることで、帯電促進粒子の感光ドラム1への脱落を十分に減少させ、画像欠陥を改善した。
【0159】
本構成は、接触帯電部材に対し拘束力の小さい帯電促進粒子の被帯電体もしくは像担持体への実質的な付着防止のためには非常に有効であり、付着量の低減は帯電促進粒子の節約からも大きなメリットである。
【0160】
また、帯電促進粒子を接触帯電部材上に均一に塗布することが困難であるため、塗布動作を止めてから回転することで接触帯電部材上の帯電促進粒子を均一化する効果もある。
【0161】
さらに、帯電促進粒子塗布手段3Aが接触帯電部材としての帯電ローラ2のトナーによる汚染も防止する作用をして、より長寿命の画像記録装置を構成可能である。
【0162】
〈実施例2〉(図3)
本実施例は帯電促進粒子供給手段の他の構成例であり、図3はその帯電促進粒子供給手段3Bの構成模型図である。
【0163】
本実施例では、帯電ローラ2にファーブラシローラ37を当接して帯電促進粒子mを供給する手段構成を採用した。
【0164】
ファーブラシローラ37は、帯電ローラ2上をリフレッシュするとともに、繊維間に多くの帯電促進粒子mを保持することができ、かつそれを帯電ローラ2の外面に容易に転写できるため帯電促進粒子の塗布を安定して行なうことができる。
【0165】
本実施例の帯電促進粒子供給手段3Bは、ハウジング容器38、ファーブラシローラ37、規制部材39a、シーリングシート39b、帯電促進粒子m等からなる。
【0166】
ハウジング容器38は、帯電ローラ2とほぼ同じ長さで下面側を開口させた横長の容器であり、内部にファーブラシローラ37と帯電促進粒子mを収容させてある。
【0167】
ファーブラシローラ37は、ハウジング容器38の下面側開口部において帯電ローラ2に該ローラのほぼ全長部に渡って接触して帯電ローラ外面を摺擦して帯電ローラ2上のリフレッシュと帯電促進粒子塗布の役目をするもので、ハウジング容器38内に両端軸部をハウジング容器38の両端板間に回転自由に軸受けさせて配設してあり、帯電ローラ2とほぼ同じ長さの横長の部材である。
【0168】
このファーブラシローラ37は、繊維を基布に織り込みパイル状にしてなるファーブラシ37aを芯金37bに巻き付け固定し作成される。繊維密度は基布上の折り込み密度で500本/mm2 程度のもので、毛足の長さ(自由長)は3mmであった。この3mmの毛足に対して、芯金37bの表層から2〜3mmの位置に帯電ローラ2の表層があるように帯電ローラ2の芯金37bとファーブラシローラ37の芯金37b間の距離を調整してファーブラシローラ37を帯電ローラ2に接触させた状態にした。
【0169】
規制部材39aは、帯電ローラ2に過剰に供された帯電促進粒子を規制する役目をするもので、帯電ローラ2とほぼ同じ長さの横長のブレード部材であり、ハウジング容器38の帯電ローラ2の回転方向下流側の側壁板の内面側に該側壁板の長手に沿って固定配設し、下辺を帯電ローラ2の外面に極めて近接もしくは軽く接触させてある。
【0170】
シーリングシート39bは、比較的腰がある横長のプラスチックシート片であり、ハウジング容器38の帯電ローラ2の回転方向上流側の側壁板の下辺部と帯電ローラ2との隙間からの帯電促進粒子の漏洩を阻止する役目をする。ハウジング容器38の帯電ローラ2の回転方向上流側の側壁板の下辺部に長手に沿って内向き折り曲げ縁部を形成具備させて、この内向き折り曲げ縁部の下面に該縁部の長手に沿ってシーリングシート39bの基部側を接着固定し、先端辺を帯電ローラ2の外面に極めて近接もしくは軽く接触させてある。このシーリングシート39bによりハウジング容器38の帯電ローラ2の回転方向上流側の側壁板の下辺部と帯電ローラ2との隙間が実質的に閉塞されて帯電促進粒子の漏洩が阻止される。
【0171】
ハウジング容器38内に蓄える帯電促進粒子mは、ハウジング容器38、規制部材39a、シーリングシート39b、帯電ローラ2の上面部で囲われる実質的に密閉の空間部内に収容された状態に保存されることでハウジング容器38外への漏洩飛散が防止される。そして同じくハウジング容器38内に配設のファーブラシローラ37のファーブラシ37aに多くの帯電促進粒子mが保持される。
【0172】
本実施例の帯電促進粒子供給手段3Bにおいて帯電ローラ2に対する帯電促進粒子mの塗布動作のオン・オフはファーブラシローラ37の駆動を制御して行う。ファーブラシローラ37は帯電促進粒子mを保持し帯電ローラ2への供給を行っているので、ファーブラシ37を停止することで帯電ローラ2への粒子供給を著しく減少させることができる。動作タイミングとしては実施例1と同様のタイミング(A・Bモード、A1・A2モード)でファーブラシ37の駆動を制御する。
【0173】
〈実施例3〉(図4)
本実施例は帯電促進粒子供給手段の他の構成例であり、図4はその帯電促進粒子供給手段3Cの構成模型図である。
【0174】
本実施例では帯電促進粒子mを帯電ローラ2に塗布する行程において、途中で一度塗布ローラ39cに塗布を行い、その後塗布ローラ39cから帯電ローラ2に転写するように構成した。塗布ローラ39cは芯金39dと弾性層39eからなる。
【0175】
塗布ローラ39cに対する帯電促進粒子の塗布供給は本実施例では実施例2と同様の、帯電促進粒子mを入れたハウジング容器38内にファーブラシ37を内包させた帯電促進粒子供給手段を用いて、塗布ローラ39cに対する帯電促進粒子の塗布供給を安定して行わせた。
【0176】
塗布ローラ39cを帯電ローラ2に当接させ、塗布ローラ39cを帯電ローラ2に対して100〜150%で早回し回転しながらハウジング容器38内に充填されている帯電促進粒子mを帯電ローラ表面に塗布する構成をとる。
【0177】
そして塗布ローラ39c、ハウジング容器38を含む帯電促進粒子供給手段3Cの全体を帯電ローラ2に対して不図示の接離移動手段により接離移動制御して塗布ローラ39cを帯電ローラ2に当接あるいは離間させることで塗布動作のオン・オフを行う。
【0178】
本実施例では、実施例1と同様のタイミング(A・Bモード、A1・A2モード)で帯電促進粒子供給手段3Cを接離移動制御して塗布ローラ39cを帯電ローラ2に当接あるいは離間させて塗布動作のオン・オフ制御を行う。
【0179】
〈実施例4〉(図5)
本実施例は前述実施例1のプリンタからクリーナ8をなくしたトナーリサイクルシステム(クリーナレス)のプリンタである。
【0180】
本実施例では、帯電促進粒子供給手段3Aの帯電促進粒子チップ部材31を構成させる帯電促進粒子mとして導電性の酸化亜鉛粒子を用いた。
【0181】
その他の装置構成は実施例1のプリンタと同様であるので再度の説明は省略する。
【0182】
クリーナレスの画像記録装置にあっては、転写後の感光ドラム面上の転写残トナーを除去する専用のクリーナを用いないため、転写後の感光ドラム面の転写残トナーが感光ドラム1と帯電ローラ2の帯電ニップ部nに感光ドラム面の移動でそのまま持ち運ばれるので、実施例1のクリーナ8を具備させてあるプリンタよりも帯電ニップ部nに介存するトナー量は多くなり、また帯電ローラ2に付着・混入するトナー量は多くなる。
【0183】
しかしこのような場合でも、帯電促進粒子mが感光ドラム1と帯電ローラ2との帯電ニップ部nに介存することにより、帯電ローラ2の汚れ防止とトナーによる接触性低下が補われて帯電ローラ2の感光ドラム1への緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電を長期にわたり安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることができる。
【0184】
帯電ローラ2が感光ドラム1に対して速度差を持って接触していることで、転写部bから、帯電ローラ2と感光ドラム1の帯電ニップ部nへ至った転写残トナーのパターンが撹乱されて崩され、中間調画像において、前回の画像パターン部分がゴーストとなって現れることがなくなる。
【0185】
帯電ローラ2は転写残トナーを一時的に回収し均すために回転駆動し、さらに、その回転方向は感光ドラム表面の移動方向とは逆方向に回転するよう構成することが望ましい。
【0186】
帯電ローラ2に対する帯電促進粒子mの供給は、実施例1のプリンタの場合と同様に、自らが削れることで帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給する、帯電促進粒子を固形化したチップ状の部材31にして、帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給するようにしたので、帯電促進粒子を飛散させることなく、また扱い易く、安定して帯電促進粒子mを帯電ローラ2に供給することができるとともに、特に本例のようにトナーリサイクルシステム(クリーナレス)の構成において、帯電ローラ2に転写残トナーを滞らせることなく循環させ、帯電促進粒子を供給できる大きな効果がある。即ち、帯電ローラ2に対する帯電促進粒子mの供給と帯電ローラ上のトナー均しが同時に行なわれる。
【0187】
帯電ローラ2に付着・混入した転写残トナーは帯電ローラ2から徐々に感光ドラム上に吐き出されて感光ドラム面の移動とともに現像部位aに至り、現像器5により現像同時クリーニング(回収)される(トナーリサイクル)。
【0188】
現像同時クリーニングは前述したように、転写後に感光体1上に残留したトナーを引き続く画像形成工程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、その潜像の現像時において、現像装置のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vbackによって回収するものである。本実施例におけるプリンタのように反転現像の場合では、この現像同時クリーニングは、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位へトナーを付着させる電界の作用でなされる。
【0189】
本実施例においては帯電ローラ2に供給する帯電促進粒子mとして酸化亜鉛粒子を使用しており、この帯電促進粒子mとしての酸化亜鉛粒子はトナーとの摩擦帯電特性においてトナーをネガに帯電しやすい特性を有している。つまり、帯電ローラ2上でトナーをネガにならす効果があり、トナーの吐き出し性を向上する効果もある。
【0190】
帯電促進粒子チップ部材31を帯電ローラ2に当接させて帯電促進粒子mを供給することにより、転写残トナーを滞らせることなく循環させると同時に帯電促進粒子を帯電ローラに供給することが可能になる。またこのとき帯電ローラ上のトナーの電荷を正規に摩擦帯電する効果もある。
【0191】
加えて、本実施例では、実施例1のごとく帯電促進粒子を固形化したチップ部材31を、帯電ローラ2に対し接離可能に取り付け所望のタイミングで帯電促進粒子の帯電ローラ2への供給を行うよう制御される。
【0192】
またチップ部材離間時は転写残トナーを乱す機能が低下するため、ファーブラシ39fなど当接し転写残パターンの非パターン化を行った。
【0193】
〈比較例1〜4〉
比較例1〜4は実施例1〜4にそれぞれ基本的に対応するものであるが、帯電促進粒子の塗布動作のみ異なる。比較例においては、塗布動作を常時行っており、感光ドラム1及び帯電ローラ2の駆動と同期して帯電促進粒子供給手段3A・3B・3Cを動作する。ただ、比較例4においては、実施例4に具備させた乱し部材であるファーブラシ39fは装備しない構成をとる。
【0194】
評価結果:表1に各実施例1〜4及び比較例1〜4の評価結果を示すとともに、本実施例の有効性について述べる。
【0195】
【表1】

Figure 0003805113
画像欠陥評価は中間調画像を出力して、画像の欠陥数から評価を行った。本画像形成装置(プリンタ)は600dpiレーザスキャナを使用し画像形成を行った。本評価において中間調画像とは、主走査方向の1ラインを記録し、その後2ラインを非記録とする縞模様を意味し全体として中間調の濃度を再現している。本実施例では反転現像系で画像形成を行っているので、画像露光が阻害された場合、現像時にリークが生じた場合何れも、白点として画像に現れる。これらの欠陥部位の数を以下の基準で評価した。
【0196】
×:中間調画像中に直径0.3mm以上の白点が50以上存在する
○:中間調画像中に直径0.3mm以上の白点が6〜49存在する
◎:中間調画像中に直径0.3mm以上の白点が5以下である
また、評価はA4紙を用い100枚(A4縦方向)の印字を行った後に行った。
【0197】
比較例1においては、帯電促進粒子の脱落が多く、その後の露光あるいは現像時に画像欠陥を生じている。比較例において粒子の脱落が多いことは次のように予想するものである。
【0198】
帯電促進粒子mは、帯電ローラ2の相互に働く力は多くはファンワールス力による付着力や、帯電促進粒子が導電性若干の摩擦帯電特性をもつために生じる静電引力によるものと思われる。しかしながら、これらの力の大きさは決して多くなく帯電促進粒子は容易に感光ドラム1へと脱落してしまう。更に、これらの力は帯電促進粒子mが何層にも帯電ローラ2に塗布された場合、最表面の粒子の拘束力は更に小さなものとなり粒子の脱落が生じると予想される。帯電ローラ2上で帯電促進粒子mの層厚規制するため場所により粒子層が多くなる箇所が生じることは避け難い状況である。
【0199】
感光ドラム1へと脱落した帯電促進粒子mは、レーザスキャナなどによる画像情報記録時に未露光部を作り記録画像に欠陥を生じる。また、現像時には、感光ドラム1に上に存在する帯電促進粒子がトナーが感光ドラムに転写現像されるのを妨害する。あるいは、現像ローラに印加された現像バイアスのリークなどの弊害を生じ画像不良を起こす。
【0200】
一方、実施例1においては、粒子の塗布を非画像記録時に行い、帯電ローラ2上に帯電促進粒子を馴染ませることで、何層にも粒子が塗布されている部分をなくし、均一に帯電ローラ2上に分布させる。この状態で画像記録を行うことで、帯電促進粒子mの脱落量を著しく減少させ画像欠陥を改善した。
【0201】
同様にして、実施例2においても、塗布形態はちがうものの、帯電促進粒子mを搬送塗布するファーブラシ37の駆動を制御することで同問題を解決した。
【0202】
さらに、実施例3においては、塗布ローラ39cを介して帯電ローラ2に塗布を行うよう構成し、塗布ローラ39cを帯電ローラ2に離間可能に取り付けたことにより、同問題を解決した。
【0203】
実施例4においては、ドラムクリーナを配さずトナーリサイクルを実現する構成においても、帯電促進粒子の供給を非画像記録時におこなう事で同様の効果を得ている。
【0204】
〈その他〉
1)本発明において、像担持体としての感光体1の表面に電荷注入層を設けて感光体表面の抵抗を調節して用いた方が好ましい。
【0205】
図6は表面に電荷注入層16を設けた感光体1の層構成模型図である。即ち該感光体1は、アルミドラム基体(Alドラム基体)11上に下引き層12、正電荷注入防止層13、電荷発生層14、電荷輸送層15の順に重ねて塗工された一般的な有機感光体に電荷注入層16を塗布することにより、帯電性能を向上したものである。
【0206】
電荷注入層16は、バインダーとしての光硬化型のアクリル樹脂に、導電性粒子(導電フィラー)としてのSnO2 超微粒子16a(径が約0.03μm)、重合開始剤等を混合分散し、塗工後、光硬化法により膜形成したものである。
【0207】
また、加えて4フッ化エチレン樹脂(商品名テフロン)などの滑剤も内包させることにより、感光体表面の表面エネルギーを抑えて、帯電促進粒子mの付着を全般的に抑える効果がある。
【0208】
電荷注入層16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、被帯電体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、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、電荷注入層16の体積抵抗値としては1×109 〜1×1014(Ω・cm)の範囲が適当である。
【0209】
また本構成のように電荷注入層16を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層15が上記抵抗範囲に或る場合は同等の効果が得られる。
【0210】
さらに、表層の体積抵抗が約1013Ωcmであるアモルファスシリコン感光体等を用いても同様な効果が得られる。
【0211】
2)可撓性の接触帯電部材としての帯電ローラ2は実施形態例の帯電ローラに限られるものではない。
【0212】
また可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの材質・形状のものも使用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性と導電性を得ることも可能である。
【0213】
3)接触帯電部材2や現像スリーブ4aに対する印加バイアスにAC電圧(交番電圧)を含ませる場合におけるそのAC電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン/オフすることによって形成された矩形波であっても良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。
【0214】
4)静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザ走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やLEDなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【0215】
5)像担持体は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【0216】
6)現像手段4は実施形態例では一成分磁性トナーによる反転現像器を例に説明したが、現像器構成について特に限定するものではない。正規現像器であってもよい。
【0217】
7)像担持体からトナー画像の転写を受ける被記録体は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。
【0218】
8)トナー粒度の測定方法の1例を述べる。測定装置としては、コールターカウンターTA−2型(コールター社製)を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。
【0219】
測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜5ml加え、更に測定試料を0.5〜50mg加える。
【0220】
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−2型により、アパーチャーとして100μアパーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均分布より体積平均粒径を得る。
【0221】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシなど簡易な部材を用いた場合でも、また接触帯電部材の汚染にかかわらず、該接触帯電部材に対する帯電に必要な印加バイアスは被帯電体に必要な帯電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接触帯電装置、即ち低印加電圧・オゾンレスで、帯電均一性に優れ且つ長期に渡り安定した性能の直接帯電装置を簡易な構成で実現することができる。
【0222】
そしてこの帯電装置を像担持体の帯電手段として用いることで、接触帯電方式の画像記録装置、接触帯電方式・転写方式の画像記録装置、さらには接触帯電方式・転写方式・トナーリサイクルシステムの画像記録装置について、接触帯電部材として帯電ローラやファーブラシ等の簡易な部材を用いて、また該接触帯電部材のトナー汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接帯電とトナーリサイクルシステムを問題なく実行可能にし、高品位な画像形成を長期に渡り維持させること、画像比率の高い画像を出力した後でも高品位な画像形成を長期に渡り維持させること等ができる。
【0223】
非画像記録中に接触帯電部材に対する帯電促進粒子塗布を行い、接触帯電部材上に帯電促進粒子を十分に馴染ませてから画像記録動作にはいることで、帯電促進粒子の像担持体への脱落を十分に減少させて、画像欠陥を改善した。
【0224】
本構成は、接触帯電部材に対し拘束力の小さい帯電促進粒子の被帯電体もしくは像担持体への実質的な付着防止のためには非常に有効であり、付着量の低減は帯電促進粒子の節約からも大きなメリットである。
【0225】
また、帯電促進粒子を接触帯電部材上に均一に塗布することが困難であるため、塗布動作を止めてから回転することで接触帯電部材上の帯電促進粒子を均一化する効果もある。
【0226】
さらに、実施例1、同3特に同4においては、帯電促進粒子塗布手段がトナーによる汚染も防止でき、より長寿命の画像記録装置を構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の画像記録装置の概略構成図
【図2】帯電促進粒子塗布手段の拡大模型図
【図3】実施例2の帯電促進粒子塗布手段の拡大模型図
【図4】実施例3の帯電促進粒子塗布手段の拡大模型図
【図5】実施例4の画像記録装置(クリーナレス)の概略構成図
【図6】表面に電荷注入層を設けた感光体の一例の層構成模型図
【図7】帯電特性グラフ
【符号の説明】
1 感光ドラム(像担持体、被帯電体)
2 帯電ローラ(接触帯電部材)
3A・3B・3C 帯電促進粒子塗布手段
30 転写材(被記録体)
31 帯電促進粒子供給部材(帯電促進粒子チップ部材)
m 帯電促進粒子
32 チップ支持体
33 ハウジング
36 ソレノイド
37 ファーブラシローラ
39f ファーブラシ
4 レーザビームスキャナ(露光器)
5 現像器
5a 現像スリーブ
t 現像剤(トナー)
6 転写ローラ
7 定着装置
8 クリーナ(感光ドラムクリーニング装置)
S1〜S3 バイアス印加電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging method and a charging device for charging an object to be charged. More specifically, the present invention relates to a charging method and a charging device for charging a surface of a member to be charged with a flexible charging member that forms a nip portion with the member to be charged.
[0002]
The present invention also relates to an image recording apparatus (image forming apparatus) such as a copying machine or a printer using the charging apparatus as a charging processing unit for an image carrier.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, for example, in an image recording apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, an image carrier (an object to be charged) such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric is uniformly charged to a required polarity and potential. A corona charger (corona discharger) is often used as a charging device for processing (including charge removal processing).
[0004]
A corona charger is a non-contact type charging device. For example, a corona charger is provided with a discharge electrode such as a wire electrode and a shield electrode surrounding the discharge electrode, and a discharge opening is opposed to an image carrier as a charged body. The image carrier surface is charged to a predetermined level by exposing the image carrier surface to a discharge current (corona shower) generated by applying a high voltage to the discharge electrode and the shield electrode.
[0005]
Recently, medium- and low-speed image recording devices have advantages such as low ozone and low power compared to corona chargers as charging devices for charged objects such as image carriers. Many devices have been proposed and put into practical use.
[0006]
The contact charging device contacts a charged object 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 the charging member (contact charging member). A predetermined charging bias is applied to a contact charger (hereinafter referred to as a contact charging member) to charge the charged object surface to a predetermined polarity and potential.
[0007]
For charging mechanism of contact charging (charging mechanism, charging principle), (1). Discharge charging system and (2). Two types of charging mechanisms of the direct charging system coexist, and each characteristic appears depending on which is dominant.
[0008]
(1). Discharge charging system (discharge charging mechanism)
In this system, the surface of the member to be charged is charged by a discharge phenomenon generated in a minute gap between the contact charging member and the member to be charged.
[0009]
Since the discharge charging system 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. Further, although the generation amount is remarkably smaller than that of the corona charger, it is unavoidable that a discharge product is generated in principle, and thus harmful effects due to active ions such as ozone are unavoidable.
[0010]
(2). Direct charging system (direct injection charging mechanism)
In this system, the surface of the charged body is charged by directly injecting the charge from the contact charging member to the charged body. It is also called direct charging, injection charging, or charge injection charging.
[0011]
More specifically, a medium-resistance contact charging member comes into contact with the surface of the member to be charged, and charge is directly injected into the surface of the member to be charged without going through a discharge phenomenon, that is, basically using no discharge. Therefore, even if the applied voltage to the contact charging member is an applied voltage that 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. Since this direct charging system does not involve the generation of ions, no adverse effects caused by the discharge products occur.
[0012]
However, since it is directly charged, the contact property of the contact charging member to the member to be charged greatly affects the charging property. Therefore, the contact charging member needs to be configured more densely, have a large speed difference from the object to be charged, and must be configured to contact the object to be charged more frequently.
[0013]
A) Roller charging
In the contact charging device, a roller charging method using a conductive roller (charging roller) as a contact charging member is preferable in terms of charging stability and is widely used.
[0014]
The charging mechanism of the roller charging is dominated by the discharge charging system (1).
[0015]
The charging roller is made of a conductive or medium resistance rubber material or foam. In addition, there are those obtained by laminating these to obtain desired characteristics.
[0016]
The charging roller has elasticity in order to obtain a certain contact state with a member to be charged (hereinafter referred to as a photosensitive member), but has a large frictional resistance, and is often driven by the photosensitive member or at a slight speed. Driven with a difference. Therefore, even if direct charging is attempted, a decrease in absolute charging ability, lack of contactability, unevenness on the roller, and uneven charging due to the adherence of the photosensitive member cannot be avoided. The system is dominant.
[0017]
FIG. 7 is a graph showing an example of charging efficiency in contact charging. The horizontal axis represents the bias (applied DC voltage) applied to the contact charging member, and the vertical axis represents the photosensitive member charging potential (drum potential) obtained at that time.
[0018]
The charging characteristic in the case of conventional roller charging is represented by A. That is, charging starts after the discharge threshold of about −500V. Therefore, when charging to -500 V, apply a DC voltage of -1000 V, or in addition to a charging voltage of -500 V DC, apply an AC voltage with a peak-to-peak voltage of 1200 V so as to always have a potential difference greater than the discharge threshold. Thus, a method of converging the photoreceptor potential to the charging potential is common.
[0019]
More specifically, when the charging roller is brought into pressure contact with an OPC photoconductor having a thickness of 25 μm, the surface potential of the photoconductor starts to rise when a voltage of about 640 V or more is applied. Thereafter, the photosensitive member surface potential increases linearly with a slope of 1 with respect to the applied voltage. This threshold voltage is defined as the charging start voltage Vth.
[0020]
That is, in order to obtain the photoreceptor surface potential Vd required for electrophotography, the charging roller requires a DC voltage higher than that required, that is, Vd + Vth. A method of charging by applying only the DC voltage to the contact charging member in this way is referred to as a “DC charging method”.
[0021]
However, in DC charging, the resistance value of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuations, and Vth fluctuates when the film thickness changes due to the photoconductor being scraped. Therefore, the potential of the photoconductor is set to a desired value. It was difficult.
[0022]
Therefore, an AC component having a peak-to-peak voltage of 2 × Vth or more is added to a DC voltage corresponding to a desired Vd, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-149669, in order to further uniform charge. An “AC charging method” is used in which the superimposed voltage is applied to the contact charging member. 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.
[0023]
However, even in such a contact charging device, the essential charging mechanism uses a discharge phenomenon from the contact charging member to the photosensitive member, so that the voltage applied to the contact charging member is photosensitive as described above. A value higher than the body surface potential is required, and a trace amount of ozone is generated.
[0024]
Further, when AC charging is performed for uniform charging, further generation of ozone, generation of vibration noise (AC charging sound) between the contact charging member and the photosensitive member due to an AC voltage electric field, and surface of the photosensitive member due to discharge As a result, the deterioration and the like became remarkable, which was a new problem.
[0025]
B) Fur brush charging
Fur brush charging uses a member (fur brush charger) having a conductive fiber brush portion as a contact charging member, and the conductive fiber brush portion is brought into contact with a photosensitive member as a member to be charged, and a predetermined charging bias is applied. This is applied to charge the photoreceptor surface to a predetermined polarity and potential.
[0026]
The charging mechanism of the fur brush charging is dominated by the discharge charging system (1).
Fur brush chargers are available in fixed and roll types. A fixed type is a medium-resistance fiber folded into a base fabric and bonded to an electrode. The roll type is formed by winding a pile around a metal core. The fiber density is 100 / mm 2 However, the contact is still insufficient for sufficiently uniform charging by direct charging, and the mechanical structure for the photoreceptor is sufficient for sufficiently uniform charging by direct charging. It is necessary to have a speed difference that is difficult, which is not realistic.
[0027]
The charging characteristics of the fur brush charged when a DC voltage is applied are the characteristics shown in FIG. Accordingly, in the case of fur brush charging, both the fixed type and the roll type are charged using a discharge phenomenon by applying a high charging bias.
[0028]
C) Magnetic brush charging
Magnetic brush charging uses a member (magnetic brush charger) having a magnetic brush portion formed in a brush shape by magnetically constraining conductive magnetic particles with a magnet roll or the like as a contact charging member, and the magnetic brush portion is to be charged. And a predetermined charging bias is applied to charge the surface of the photosensitive member to a predetermined polarity and potential.
[0029]
In the case of this magnetic brush charging, the direct charging system (2) is dominant in the charging mechanism.
[0030]
By using conductive magnetic particles having a particle diameter of 5 to 50 μm constituting the magnetic brush portion and providing a sufficient speed difference from the photoreceptor, uniform direct charging is possible.
[0031]
As indicated by C in the charging characteristic graph of FIG. 7, it is possible to obtain a charging potential substantially proportional to the applied bias.
[0032]
However, there are other disadvantages such as a complicated apparatus configuration and conductive magnetic particles constituting the magnetic brush portion falling off and adhering to the photoreceptor.
[0033]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-3921 proposes a method of injecting charges into a charge holding member such as a trap level on the surface of a photoreceptor or a conductive particle of a charge injection layer to perform contact injection charging. Since the discharge phenomenon is not used, the voltage required for charging is only the desired photoreceptor surface potential, and ozone is not generated. Furthermore, since no AC voltage is applied, no charging noise is generated, and this is an excellent charging system that is ozone-free and has low power compared to the roller charging system.
[0034]
D) Toner recycling system (cleanerless)
In the transfer type image recording apparatus, the developer (toner) remaining on the photoconductor (image carrier) after transfer is removed from the photoconductor surface by a cleaner (cleaning device) to become waste toner. It is desirable that waste toner does not come out from the viewpoint of environmental protection. Therefore, the toner recycling system (or toner recycling system) is configured to eliminate the cleaner and remove the transfer residual toner on the photosensitive member after transfer from the photosensitive member by “development simultaneous cleaning” by the developing device and collect and reuse it in the developing device. Process) image recording devices have also appeared.
[0035]
Simultaneous development cleaning refers to the toner remaining on the photoconductor after the transfer, during the subsequent development, that is, the photoconductor is subsequently charged and exposed to form a latent image, and a fog removal bias ( This is a method of recovery by a fog removal potential difference Vback, which is a potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor. According to this method, since the transfer residual toner is collected by the developing device and reused after the next step, waste toner can be eliminated, and troublesome maintenance can be reduced. In addition, the cleanerless has a great space advantage, and the image recording apparatus can be greatly downsized.
[0036]
Since the toner recycling system does not remove the transfer residual toner from the surface of the photosensitive member by a dedicated cleaner as described above, it reaches the developing device via the charging unit and is used again in the development process. When contact charging is used as the charging means for the photosensitive member, how to charge the photosensitive member with an insulating toner interposed in the contact portion between the photosensitive member and the contact charging member is a problem. . In the above-described roller charging or fur brush charging, the transfer residual toner on the photosensitive member is diffused and non-patterned, and charging by discharging by applying a large ba ice is often used. In magnetic brush charging, powder is used as the contact charging member, so there is an advantage that the magnetic brush portion of the conductive magnetic particles, which is the powder, can flexibly contact the photoconductor to charge the photoconductor, but the device configuration is complicated. That is, the harmful effect caused by dropping off of the conductive magnetic particles constituting the magnetic brush portion is great.
[0037]
E) Powder application to contact charging member
Japanese Patent Publication No. 7-99442 discloses a contact charging device in which powder is applied to a contact surface between a contact charging member and a surface to be charged in order to prevent uneven charging and perform stable uniform charging. The contact charging member (charging roller) is driven to rotate (no speed difference drive), and the generation of ozone products is significantly less than that of corona chargers such as scorotron. As in the case of the roller charging described above, the charging principle is still mainly based on charging by discharge. In particular, in order to obtain more stable charging uniformity, a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied, and therefore, more ozone products are generated due to discharge. Therefore, when the apparatus is used for a long period of time or when a cleanerless image recording apparatus is used for a long period of time, adverse effects such as image flow due to ozone products tend to appear.
[0038]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-150539 discloses that in an image forming method using contact charging, charging inhibition due to toner particles and silica fine particles adhering to the surface of the charging means during repeated image formation for a long time is prevented. For this reason, it is disclosed that the developer contains at least visible particles and conductive particles having an average particle size smaller than the visible particles. However, this contact charging is based on the discharge charging mechanism, not the direct injection charging mechanism, and has the above-described problems due to discharge charging.
[0039]
[Problems to be solved by the invention]
1) As described in the section of the prior art, in the conventional contact charging, the surface of the contact charging member can be directly charged with a simple structure using a charging roller or a fur brush as the contact charging member. However, the contact with the member to be charged was not ensured, and direct charging was impossible.
[0040]
Further, the contact charging member is likely to be contaminated by picking up foreign matter from the surface of the charged body, and if the adhered dirt is insulative, charging failure is likely to occur.
[0041]
Therefore, in contact charging, even when a simple member such as a charging roller or a fur brush is used as the contact charging member, direct charging that is superior in charging uniformity and stable over a long period of time regardless of contamination of the contact charging member. That is, it is expected to realize ozone-less injection charging with a simple configuration at a low applied voltage.
[0042]
An object of the present invention is to meet the above-described demand for a contact charging method and a contact charging device.
[0043]
2) In the image recording apparatus, when a contact charging device is adopted as the charging means of the image carrier, ozone-less injection charging is realized at a low applied voltage with a simple configuration using a charging roller or a fur brush as a contact charging member. If possible, it is extremely effective in terms of apparatus configuration and performance.
[0044]
In addition, in the case of a transfer type image recording apparatus adopting a contact charging device as a charging means for the image carrier, a developer image (toner image) formed and supported on the image carrier is transferred to the recording material with respect to contamination of the contact charging member. Even in the case of an image recording apparatus equipped with a dedicated cleaner for removing the transfer residual toner on the image carrier after the transfer, it is difficult to completely remove the transfer residual toner on the image carrier with the cleaner. The toner that slightly passes through the cleaner is carried to the charging part, which is the contact part between the contact charging member and the image carrier, by the movement of the surface of the image carrier, and adheres to and mixes with the contact charging member. Gradually contaminated with toner.
[0045]
Since conventional toner is an insulator, the presence of toner in the charging portion, which is the contact portion between the contact charging member and the image carrier, or contamination of the contact charging member with the toner is a charge inhibiting factor, and charging It will cause defects.
[0046]
In particular, the image recording apparatus of the toner recycling system (cleanerless) does not use a dedicated cleaner for removing the transfer residual toner on the surface of the image carrier after the transfer, and therefore the transfer residual toner on the surface of the image carrier after the transfer. Is carried as it is by the movement of the surface of the image carrier to the charging portion which is the contact portion between the image carrier and the contact charging member, so that the contact charging member is significantly contaminated with toner.
[0047]
Accordingly, the present invention relates to a contact charging type image recording apparatus, a contact charging type / transfer type image recording apparatus, and a contact charging type / transfer type / toner recycling system image recording apparatus. Using a simple member such as a brush, and regardless of toner contamination of the contact charging member, ozone-less direct charging and toner recycling system can be executed without problems at a low applied voltage, and high-quality image formation can be performed over a long period of time. The purpose is to maintain high-quality image formation over a long period of time even after outputting an image with a high image ratio.
[0048]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a charging method, a charging device, and an image recording apparatus using the charging device, characterized by the following configuration.
[0049]
(1) A charging method for charging the surface of a member to be charged with a flexible charging member that forms a nip portion with the member to be charged;
The charging member moves with a speed difference with respect to the member to be charged, and has charging promoting particle supplying means for supplying charging promoting particles to the charging member,
A mode for supplying the charge promoting particles from the charge promoting particle supplying means to the charging member; After A mode, A charging method comprising: a B mode in which an object to be charged is charged without supplying charging promoting particles from a charging promoting particle supplying unit to a charging member.
[0050]
(2) The A mode is an A1 mode in which the charge promoting particles are supplied from the charge promoting particle supplying means to the charging member; After A1 mode The charging method according to (1), which comprises an A2 mode in which the charged body and the charging member are driven and the charge accelerating particles are adapted to the charging member.
[0051]
(3) The volume resistance of the charge promoting particles is 10 12 The charging method according to (1) or (2), wherein the charging method is Ω · cm or less.
[0052]
(4) The volume resistance of the charge promoting particles is 10 Ten The charging method according to (1) or (2), wherein the charging method is Ω · cm or less.
[0053]
(5) The charging method according to any one of (1) to (4), wherein a voltage is applied to the charging member.
[0054]
(6) The charging method according to any one of (1) to (5), wherein the member to be charged and the charging member move in opposite directions at the nip portion.
[0055]
(7) A charging device that charges the surface of a member to be charged with a flexible charging member that forms a nip portion with the member to be charged;
The charging member moves with a speed difference with respect to the member to be charged, and has charging promoting particle supplying means for supplying charging promoting particles to the charging member,
As an operation mode of the apparatus, A mode in which the charge promoting particles are supplied from the charge promoting particle supplying means to the charging member, and B to charge the object to be charged without supplying the charge promoting particles from the charging promoting particle supplying means to the charging member. A charging device having a mode.
[0056]
(8) The A mode includes an A1 mode in which the charge accelerating particles are supplied from the charge accelerating particle supply means to the charging member, and an A2 mode in which the charged object and the charging member are driven to adjust the charging accelerating member to the charging member. (6) The charging device according to (7).
[0057]
(9) The volume resistance of the charge promoting particles is 10 12 The charging device according to (7) or (8), wherein the charging device is Ω · cm or less.
[0058]
(10) The volume resistance of the charge promoting particles is 10 Ten The charging device according to (7) or (8), wherein the charging device is Ω · cm or less.
[0059]
(11) The charging device according to any one of (7) to (10), wherein a voltage is applied to the charging member.
[0060]
(12) The charging device according to any one of (7) to (11), wherein the member to be charged and the charging member move in opposite directions at the nip portion.
[0061]
(13) An image recording apparatus that performs image recording by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The process means for charging the image bearing member is the charging device according to any one of (7) to (12),
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
[0062]
(14) Image carrier, charging means for charging the image carrier, information writing means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the image carrier, and development for visualizing the electrostatic latent image with a developer And an image recording apparatus that is repeatedly used for image formation, and a transfer unit that transfers the developer image to the recording medium, and a cleaning unit that cleans the transferred image carrier. ,
The process means for charging the image bearing member is the charging device according to any one of (7) to (12),
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
[0063]
(15) Image carrier, charging means for charging the image carrier, information writing means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the image carrier, and development for visualizing the electrostatic latent image with a developer And a transfer means for transferring the developer image to the recording medium. The developer remaining on the image carrier after the developing means transfers the developer image to the recording medium is temporarily transferred to at least the charging means. An image recording apparatus having an image carrier cleaner-less configuration that is carried and collected again by the developing means through the image carrier,
The process means for charging the image bearing member is the charging device according to any one of (7) to (12),
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
[0064]
(16) The image recording apparatus according to (14) or (15), wherein the information writing means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the image carrier is an image exposure means.
[0065]
<Operation>
a) The charge accelerating particles are conductive particles for the purpose of assisting charging, and uniform and stable direct charging is realized by using these particles. The volume resistance of the charge promoting particles is 1 × 10 12 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 Ten It is desirable that it is below Ω · cm.
[0066]
That is, the above-described charging promoting particles are charged from a charging promoting particle supplying member that contacts the charging member or via a charging promoting particle applying member with respect to a flexible charging member that forms a nip portion with a charged body. By being supplied from the accelerating particle supply member, contact charging of the object to be charged is performed in a state where the charge accelerating particles are present in the charging part which is a nip part between the object to be charged and the contact charging member.
[0067]
b) Since the charge promoting particles are present in the charging portion, which is the nip portion between the charged body and the contact charging member, the frictional effect of the particles increases the frictional resistance, so that the speed difference with respect to the charged body remains as it is. Even a charging roller that was difficult to hold and contact can be brought into contact with the surface of the object to be charged easily and effectively with a speed difference. At the same time, the charge accelerating particles fill the unevenness of the contact charging member to improve the contact property with respect to the object to be charged, and the contact charging member comes into close contact with the surface of the object to be charged through the particles and more frequently contacts the surface of the object to be charged. It becomes the structure which contacts.
[0068]
By providing a speed difference between the contact charging member and the member to be charged, the chance of the charge accelerating particles coming into contact with the member to be charged at the nip portion between the contact charging member and the member to be charged is greatly increased and high contact is achieved. The charge accelerating particles present in the nip portion between the contact charging member and the object to be charged can rub the surface of the object to be charged without any gap so that the charge can be directly injected into the object to be charged. Direct charging (injection charging) is dominant in the contact charging of the member to be charged by the charging member due to the presence of the charge accelerating particles.
[0069]
c) As a configuration for providing a speed difference, the contact charging member is rotationally driven to provide a speed difference with the charged body. Although it is possible to move the contact charging member in the same direction as the movement direction of the surface of the member to be charged, a difference in speed is possible, but the charging property of injection charging is the ratio of the peripheral speed of the member to be charged and the peripheral speed of the contact charging member. Therefore, in order to obtain the same peripheral speed ratio as in the reverse direction, the rotational speed of the contact charging member is larger in the forward direction than in the reverse direction. This is advantageous.
[0070]
The peripheral speed ratio described here is
Peripheral speed ratio (%) = (charging member peripheral speed−charged object peripheral speed) / charged object peripheral speed × 100
(The charging member peripheral speed is a positive value when the surface of the charging member moves in the same direction as the surface of the member to be charged in the nip portion).
[0071]
d) When an insulating material that is a charge-inhibiting factor is present in the charging portion, which is the nip portion between the object to be charged and the contact charging member, or the contact charging member is contaminated with such an insulating material. However, since the charge promoting particles are present in the charging portion, which is the nip portion between the charged body and the contact charging member, the contact charging member can be kept in close contact with the charged body and the contact resistance can be maintained. Ozone-less direct charging can be stably maintained over a long period of time by voltage, and uniform chargeability can be provided.
[0072]
e) By providing a supply means for supplying the charge accelerating particles to the contact charging member, even if the charge accelerating particles fall off from the charging portion, which is the nip portion between the charged object and the contact charging member, as the apparatus is used. The charging portion is replenished with the charging portion, and the charging characteristics are prevented from being lowered due to dropping / decreasing of the charging promoting particle from the charging portion, so that the direct charging property can be stably maintained over a long period of time.
[0073]
f) Charge accelerating particles intervening in the charging portion, which is the nip portion between the member to be charged and the contact charging member, adhere to the member to be charged together with the charging operation, and decrease if the charge accelerating particles existing around the contact charging member are not replenished. However, in the present invention, the charge promoting particles are applied and supplied to the contact charging member by the charge promoting particle supplying means.
[0074]
However, the charge accelerating particles applied and supplied to the contact charging member may adhere excessively to the member to be charged due to repeated charging, which may adversely affect the subsequent process. In the image recording apparatus, the excessive charge promoting particles existing on the member to be charged, that is, the image carrier, may cause problems such as blocking exposure light when forming a latent image by image exposure in the subsequent process. Further, adverse effects may occur in the subsequent development process using toner.
[0075]
Accordingly, in the application and supply of the charge accelerating particles to the contact charging member, the charge accelerating particles are stably supplied to obtain uniform chargeability, and the adhesion of the charge accelerating particles to the charged body is reduced as much as possible. It is important to form a recorded image without image defects.
[0076]
In the present invention, A mode for supplying the charge promoting particles from the charge promoting particle supplying means to the contact charging member, After A mode, By providing a B mode that charges the object to be charged without supplying the charge accelerating particles from the charge accelerating particle supplying means to the contact charging member, the charge accelerating particles are moved by the operation in the B mode when the operation requires uniform charging. The charge-promoting particles are supplied to the contact charging member in the A mode during an operation in which the charging target is prevented from falling off and uniform charging is not required.
[0077]
Accordingly, it is possible to perform an excellent charging process that does not excessively contaminate the charged object with the charge accelerating particles while performing charging by direct charge injection without discharge.
[0078]
The A mode is an A1 mode in which the charge promoting particles are supplied from the charge promoting particle supplying means to the contact charging member, After A1 mode By adopting the A2 mode in which the charged body and the contact charging member are driven and the charge promoting particles are made to conform to the charging member, dropping of the charge promoting particles can be more reliably reduced.
[0079]
In addition, the object to be charged and the contact charging member are driven so as to move in opposite directions at the nip portion, so that charging efficiency can be further improved and dropping of the charge accelerating particles can be sufficiently reduced.
[0080]
Therefore, in the image recording apparatus, it is possible to prevent adverse effects caused by excessive charge accelerating particles that fall off on the image carrier, that is, image defects such as image defects occur during exposure and development after the charging process. Can be prevented.
[0081]
In an image recording apparatus having a cleaner-less structure, toner recycling and direct injection charging are realized, and dropping of charged particles from the contact charging member is sufficiently reduced. , No image defects , An excellent image recording apparatus can be configured.
[0082]
g) Thus, a high charging efficiency that could not be obtained by conventional roller charging or the like can be obtained, and a charging potential almost equal to the voltage applied to the contact charging member can be given to the member to be charged. Even when a simple member such as a brush or a fur brush is used, a voltage equivalent to the charging potential necessary for the object to be charged is sufficient as the bias applied to the contact charging member regardless of contamination of the contact charging member. In addition, a stable and safe contact charging device that does not use a discharge phenomenon, that is, a direct charging device that has low applied voltage and ozoneless, excellent charging uniformity, and stable performance over a long period of time can be realized with a simple configuration.
[0083]
h) By using the above charging device as the charging means of the image carrier, contact charging type image recording device, contact charging type / transfer type image recording device, and further contact charging type / transfer type / toner recycling system For image recording devices, a simple member such as a charging roller or fur brush is used as a contact charging member, and ozone-less direct charging and toner recycling system can be performed at low voltage regardless of toner contamination. This makes it possible to maintain high-quality image formation over a long period of time, and maintain high-quality image formation over a long period of time even after outputting an image with a high image ratio.
[0084]
In the image recording apparatus of the toner recycling system (cleanerless), since the contact charging member is in contact with the image carrier with a speed difference, the contact charging member and the image carrier are separated from the transfer unit. The pattern of the residual toner that has reached the charging portion, which is the nip portion, is disturbed and broken, and the previous image pattern portion does not appear as a ghost in the halftone image.
[0085]
Since the charge-promoting particles are present in the charging portion that is the nip portion between the contact charging member and the image carrier, the contact charging member can be maintained in close contact with the image carrier and the contact resistance can be maintained. Regardless of contamination by residual toner, ozone-less direct charging can be stably maintained over a long period of time with a low applied voltage, and uniform charging properties can be provided.
[0086]
i) The transfer residual toner adhering to and mixed in the contact charging member is gradually discharged from the contact charging member onto the image carrier, reaches the development site along with the movement of the image carrier surface, and is simultaneously cleaned (collected) by the developing means. (Toner recycling).
[0087]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Example 1> (FIG. 1)
FIG. 1 is a schematic structural model diagram of an example of an image recording apparatus according to the present invention.
[0088]
The image recording apparatus of the present embodiment is a contact charging type laser printer using a transfer type electrophotographic process.
[0089]
(1) Overall schematic configuration of printer
Reference numeral 1 denotes an image carrier, and in this embodiment, a φ30 mm rotating drum type negative-polarity OPC photoreceptor (negative photoreceptor, hereinafter referred to as a photosensitive drum). The photosensitive drum 1 is rotationally driven at a constant speed of 50 mm / sec (= process speed PS, printing speed) in the clockwise direction of the arrow.
[0090]
Reference numeral 2 denotes a conductive elastic roller (hereinafter referred to as a charging roller) as a contact charging member disposed in contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force.
[0091]
n is a charging nip portion which is a nip portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2.
Reference numeral 3A denotes a charge accelerating particle supply means for the charging roller 2. The charge accelerating particle supply means 3A applies and supplies the charge accelerating particles m to the outer peripheral surface of the charging roller 2, and the nip portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is supplied. The charge promoting particles m are interposed in the charging nip n.
[0092]
The charging roller 2 is rotationally driven in the reverse direction (counter) with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1 at the charging nip n, and contacts the surface of the photosensitive drum 1 with a speed difference. M is a drive source of the charging roller 2.
[0093]
A predetermined charging bias, in this example, a DC voltage of −700 V, is applied to the charging roller 2 from the charging bias application power source S1.
[0094]
As a result, the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly contact-charged to substantially the same potential as the applied charging bias applied to the charging roller 2 by a direct charging (injection charging) method.
[0095]
The charging roller 2, the charge accelerating particle supply means 3A, direct charging and the like will be described in detail in another section.
[0096]
Reference numeral 4 denotes a laser beam scanner (exposure device) including a laser diode, a polygon mirror, and the like. This laser beam scanner 4 performs time-series electrical processing of target image information. Digital A laser beam whose intensity is modulated corresponding to the pixel signal is output, and the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 is scanned and exposed L with the laser beam.
[0097]
By this scanning exposure L, an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the surface of the rotary photosensitive drum 1.
[0098]
Reference numeral 5 denotes a developing device. The electrostatic latent image on the surface of the rotary photosensitive drum 1 is developed as a toner image by the developing unit 5 at the development site a.
[0099]
The developing device 5 of this embodiment is a reversal developing device using a one-component magnetic toner (negative toner) as the developer t. Reference numeral 5a denotes a non-magnetic rotating developing sleeve as a developer carrying member enclosing a magnet roll 5b. The toner t as a developer in the developing device 5 is regulated in the process of being conveyed on the rotating developing sleeve 5a. The blade 5c is subjected to layer thickness regulation and charge application.
[0100]
The toner t coated on the rotating developing sleeve 5a is conveyed to a developing portion (developing region) a which is a portion facing the photosensitive drum 1 and the sleeve 5a by the rotation of the sleeve 5a. A developing bias voltage is applied to the sleeve 5a from a developing bias applying power source S2.
[0101]
In this embodiment, the developing bias voltage is
DC voltage: -500V
AC voltage: Peak-to-peak voltage 1600V, frequency 1.8kHz, rectangular wave
The superimposed voltage was
[0102]
As a result, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 side is reversely developed with the toner t.
[0103]
The one-component magnetic toner t, which is a developer, is prepared by mixing binder resin, magnetic particles, and charge control agent, and kneading, pulverizing, and classifying, and then adding a fluidizing agent as an external additive. It was created. The weight average particle diameter (D4) of the toner was 7 μm.
[0104]
Reference numeral 6 denotes a medium resistance transfer roller as a contact transfer means, which is brought into pressure contact with the photosensitive drum 1 to form a transfer nip portion b. A transfer material 30 as a recording medium is fed to the transfer nip b from a paper feed unit (not shown) at a predetermined timing, and a predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 6 from a transfer bias application power source S3. As a result, the toner image on the photosensitive drum 1 side is sequentially transferred onto the surface of the transfer material 30 fed to the transfer nip b.
[0105]
The transfer roller 6 used in this embodiment has a roller resistance value of 5 × 10, in which a medium resistance foam layer 6b is formed on a cored bar 6a. 8 The transfer was performed by applying a voltage of +2.0 kV to the cored bar 6a. The transfer material 30 introduced into the transfer nip portion b is nipped and conveyed by the transfer nip portion b, and the toner images formed and supported on the surface of the rotary photosensitive drum 1 on the surface side thereof are successively subjected to electrostatic force and pressing force. Will be transcribed.
[0106]
Reference numeral 7 denotes a fixing device such as a heat fixing method. The transfer material 30 that has been fed to the transfer nip b and has received the transfer of the toner image on the photosensitive drum 1 side is separated from the surface of the rotating photosensitive drum 1 and introduced into the fixing device 7 to receive the toner image fixing. It is discharged out of the apparatus as an image formed product (print, copy).
[0107]
Reference numeral 8 denotes a photosensitive drum cleaner (cleaning device). The rotary photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image to the transfer material P has a cleaning blade (elastic blade) in which the residual toner remaining on the drum surface is in contact with the cleaning member 8a of the cleaner 8, in this example, the photosensitive drum 1 surface. Is scraped off, cleaned, and repeatedly used for image formation. Transfer residual toner scraped from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning blade 8a is accumulated as waste toner in the cleaner container.
[0108]
(2) Charging roller 2
The charging roller 2 as a flexible contact charging member in this embodiment is formed by forming a middle resistance layer 2b of rubber or foam on a core metal 2a.
[0109]
The middle resistance layer 2b is formulated with a resin (for example, urethane), conductive particles (for example, carbon black), a sulfurizing agent, a foaming agent, and the like, and is formed in a roller shape on the core metal 2a. Thereafter, the surface was polished as necessary to prepare a charging roller 2 which is a conductive elastic roller having a diameter of 12 mm and a longitudinal length of 200 mm.
[0110]
The roller resistance of the charging roller 2 of this example was measured and found to be 100 kΩ. The roller resistance is measured by applying 100 V between the core metal 2a and the aluminum drum in a state where the charging roller 2 is pressure-bonded to a 30 mm diameter aluminum drum so that the total pressure of 1 kg is applied to the core metal 2a of the charging roller 2. did.
[0111]
Here, it is important that the charging roller 2 as a contact charging member functions as an electrode. In other words, it is necessary to provide a sufficient contact state with the member to be charged by providing elasticity, and at the same time to have a sufficiently low resistance to charge the moving member to be charged. On the other hand, it is necessary to prevent voltage leakage when a low-voltage defect site such as a pinhole is present in the member to be charged. When an electrophotographic photosensitive member is used as the member to be charged, 10 is necessary to obtain sufficient chargeability and leakage resistance. Four -10 7 A resistance of Ω is desirable.
[0112]
It is desirable that the surface of the charging roller 2 has micro unevenness so that the charge accelerating particles m can be held.
[0113]
If the hardness of the charging roller 2 is too low, the shape is not stable, so that the contact with the member to be charged is deteriorated. If the hardness is too high, the charging nip n cannot be secured between the member and the member to be charged. Since the micro contact property to the surface of the member to be charged is deteriorated, the preferred Asker C hardness is 25 to 50 degrees.
[0114]
The material of the charging roller 2 is not limited to the elastic foam, and the material of the elastic body may be EPDM, urethane, NBR, silicone rubber, or the like such as carbon black or metal oxide for resistance adjustment to IR or the like. Examples thereof include a rubber material in which a conductive material is dispersed and a foamed material of these materials. It is also possible to adjust the resistance using an ion conductive material without dispersing the conductive substance.
[0115]
The charging roller 2 is disposed in contact with the photosensitive drum 1 as a member to be charged against elasticity with a predetermined pressing force, and in this embodiment, a charging nip portion n having a width of several millimeters is formed.
[0116]
In this embodiment, the charging roller 2 is driven to rotate in the clockwise direction of the arrow at about 80 rpm so that the surface of the charging roller and the surface of the photosensitive member move at the same speed in the opposite directions in the charging nip portion n. That is, the surface of the charging roller 2 as the contact charging member has a speed difference with respect to the surface of the photosensitive drum 1 as the member to be charged.
[0117]
Then, a DC voltage of −700 V was applied as a charging bias from the power source S1 to the metal core 2a of the charging roller 2.
[0118]
(3) Charge accelerating particle supply means 3A
FIG. 2 is an enlarged model view of the charge accelerating particle supply means 3A. In this embodiment, the charge accelerating particle supply means 3A includes a charge accelerating particle supply member 31, a support 32 of the charge accelerating particle supply member, and a pressure applied to the charge roller 2 by the charge accelerating particle supply member 31 connected to the support. The pressure control means 36 for controlling the operation, the transmission means 34 for transmitting the power from the control means, the housing 33 in which the charge accelerating particle supply member 31 is accommodated, and the like are disposed on the upper side of the charging roller 2. The lower surface of the charge accelerating particle supply member 31 in the housing 33 is always in contact with the upper surface of the charging roller 2 by the weight of the charge accelerating particle supply member 31 and the support 32 of the member.
[0119]
The pressing control means 36 is constituted by, for example, a solenoid coil, and performs a pressing operation and a releasing operation. The solenoid 36 that is the pressing control means is configured to push out the yoke (plunger) 36a when the coil in the solenoid is energized.
[0120]
When the coil of the solenoid 36 is energized (solenoid-on), as shown in FIG. 2A, the solenoid yoke 36a pushes down the transmission means 34 against the spring 35, and the charge accelerating particle supply member 31 It will be in the state contact | abutted with the dead weight containing the support body 32. FIG.
[0121]
On the other hand, when the coil of the solenoid 36 is not energized (solenoid-off), the transmission means 34 is pushed up by the spring 35 as shown in FIG. The body 32 is pulled up, and the charge accelerating particle supply member 31 is not in contact with the charging roller 2.
[0122]
The solenoid 36 is controlled to be turned on / off in this manner, whereby the contact and release of the charge accelerating particle supply member 31 with respect to the charging roller 2 are controlled.
[0123]
The charge accelerating particle supply member 31 is a member obtained by binding and solidifying the charge accelerating particles m in a chip shape (charge accelerating particle chip member), and can be cut by itself like white ink or wax stone by contact with the rotating charging roller 2. This is a member for applying and supplying the charge accelerating particles m to the surface of the charging roller 2.
[0124]
For example, it is a chip-like one in which charging promoting particles m such as zinc oxide particles and alumina powder are bound in a solvent with a binder resin. As a specific formulation, a styrene acrylic resin as a binder resin is dissolved in ethanol at a concentration of 5 wt%, and the charge promoting particles m such as zinc oxide particles 7 times by weight with respect to the binder resin 1 are mixed. Then, this solution is put into a mold, shaped and dried to obtain the charge accelerating particle supply member 31 in a form in which the charge accelerating particles m are bound and solidified in a chip shape.
[0125]
In this embodiment, the charge promoting particles m have a specific resistance of 10 6 An alumina powder having an Ω · cm and an average particle diameter of 3 μm was used.
[0126]
As the material of the charge accelerating particles m, various conductive particles such as conductive inorganic particles such as other metal oxides, mixtures with organic substances, or those obtained by subjecting them to surface treatment can be used.
[0127]
The particle resistance is 10 to 10 because the specific resistance is exchanged through particles. 12 Ω · cm or less is required, more preferably 10 Ten Ω · cm or less is desirable.
[0128]
The resistance was measured by the tablet method and normalized. That is, the bottom area 2.26cm 2 Approximately 0.5 g of a 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 to measure the resistance value, and then normalized to calculate the specific resistance.
[0129]
The particle size is desirably 50 μm or less in order to obtain good charging uniformity. In the present invention, the particle diameter when the particles constitute an aggregate is defined as the average particle diameter as the aggregate. For the measurement of the particle size, 100 or more samples were extracted from observation with an optical or electron microscope, the volume particle size distribution was calculated with the maximum horizontal chord length, and the 50% average particle size was determined.
[0130]
There is no problem that the charge promoting particles exist not only in the state of primary particles but also in the state of aggregation of secondary particles. In any aggregate state, the form is not important as long as the function as the charge promoting particles can be realized as the aggregate.
[0131]
As the charge accelerating particles, colorless or white particles are suitable so as not to interfere with the latent image exposure particularly when used for charging the photoreceptor.
[0132]
Further, it is desirable that the charge accelerating particles are white or transparent so as not to hinder exposure, and are preferably non-magnetic.
[0133]
Further, considering that the charge accelerating particles are partially transferred from the photoreceptor to the recording medium P, it is desirable that the color recording is colorless or white. In order to prevent light scattering by particles during image exposure, the particle size is desirably equal to or smaller than the constituent pixel size. As the lower limit of the particle size, 10 nm is considered to be the limit as a particle that can be stably obtained.
[0134]
(4) Direct charging
The charge accelerating particle m is applied and supplied by the charge accelerating particle chip member 31 of the charge accelerating particle supply means 3A that comes into contact with the charging roller 2 so that the charging nip portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is supplied. Contact charging of the photosensitive drum 1 is performed in a state where the charge promoting particles m exist in n.
[0135]
That is, the presence of the charge accelerating particles m in the charging nip n between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 results in a large frictional resistance due to the lubricant effect of the particles m, and the speed difference with respect to the photosensitive drum 1 is left as it is. Even a charging roller that is difficult to hold and contact can be brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 without difficulty and with an effective speed difference. At the same time, the charging roller 2 comes into close contact with the surface of the photosensitive drum 1 through the particles m, that is, the charge accelerating particles fill the unevenness of the charging roller which is a contact charging member, with respect to the photosensitive drum 1 which is an object to be charged. The contact property is improved and the photosensitive drum 1 surface is contacted more frequently.
[0136]
Since a speed difference can be provided between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, the chance of the charge accelerating particles m contacting the photosensitive drum 1 at the nip portion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 is remarkably increased. The contact property can be obtained, and the charge accelerating particles m existing in the nip portion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 can rub the surface of the photosensitive drum 1 without gap so that the charge can be directly injected into the photosensitive drum 1. The contact charging of the photosensitive drum 1 by the charging roller 2 is dominated by direct charging (injection charging) due to the presence of the charge accelerating particles.
[0137]
The image recording apparatus (printer) of this embodiment is provided with a cleaner 8 for removing the transfer residual toner from the surface of the photosensitive drum 1 after transfer, but actually the transfer residual toner is completely removed from the surface of the photosensitive drum 1. In particular, in the cleaning with the elastic blade 8a used in the present embodiment, the fine powder having a small particle diameter can pass through the blade 8a so that the blade does not turn over. Therefore, even in the image recording apparatus provided with the cleaner 8, the toner (insulating substance), which is a charging inhibiting factor that can be slightly removed from the cleaner, is carried to the charging nip portion n and is in an intervening state. The roller 2 becomes contaminated with toner.
[0138]
Even in such a case, the charge accelerating particles m are present in the charging nip portion n between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2, so that the charging roller 2 is prevented from being contaminated and the contact property of the charging roller 2 is reduced. Since the close contact property and contact resistance to the photosensitive drum 1 can be maintained, ozone-less direct charging can be stably maintained over a long period of time with a low applied voltage, and uniform chargeability can be provided.
[0139]
By providing a supply member (charging accelerating particle chip member) 31 for supplying the charging accelerating particles m to the charging roller 2, the charging accelerating particles are discharged from the charging nip n between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 as the apparatus is used. Even if m falls off, the charging accelerating particle m is replenished to the charging nip portion n, and the charging characteristics are prevented from being deteriorated due to dropping / decreasing of the charging accelerating particle m from the charging nip portion n. Can be maintained stably over a long period of time.
[0140]
In this embodiment, the charge accelerating particles m are supplied to the charging roller 2 by supplying the charge accelerating particles m supplied to the charging roller 2 by scraping the charge accelerating particle chip 31 itself as a charging accelerating particle supplying member. Since the charge promoting particles m are supplied to the charging roller 2 as a solidified chip-like member, the charging promoting particles m are stably handled without being scattered and easily handled. Can be supplied to.
[0141]
Thus, a high charging efficiency that cannot be obtained by conventional roller charging as a contact charging device can be obtained, and a charging potential almost equal to the voltage applied to the charging roller 2 can be applied to the photosensitive drum 1. Even when a simple charging roller 2 is used, regardless of contamination of the charging roller 2, a voltage corresponding to the charging potential required for the photosensitive drum 1 is sufficient as the bias applied to the charging roller 2, and the discharge is sufficient. A stable and safe contact charging device that does not use a phenomenon, that is, a direct charging device that has low applied voltage and ozoneless, excellent charging uniformity, and stable performance over a long period of time can be realized with a simple configuration.
[0142]
In a contact charging type image recording apparatus and a contact charging type / transfer type image recording apparatus, a simple charging roller 2 is used as a contact charging member, and the application of low voltage regardless of toner contamination of the charging roller 2. Ozone-free direct charging with voltage can be performed without problems, maintaining high-quality image formation for a long time, maintaining high-quality image formation for a long time even after outputting an image with a high image ratio, etc. it can.
[0143]
If the amount of charge-promoting particles intervened in the charging nip n between the photosensitive drum 1 as the image carrier and the charging roller 2 as the contact charging member is too small, the lubricating effect by the particles cannot be sufficiently obtained, and the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 is so large that it is difficult to drive the charging roller 2 to the photosensitive drum 1 with a speed difference. That is, the driving torque becomes excessive, and if the surface is rotated forcibly, the surfaces of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 are scraped. Furthermore, the effect of increasing the contact opportunity by the particles may not be obtained, and sufficient charging performance cannot be obtained. On the other hand, when the amount of the inclusion is too large, dropping of the charge accelerating particles from the charging roller 2 is remarkably increased, which adversely affects image formation.
[0144]
According to experiments, the amount of intervention is 10 2 Piece / mm 2 The above is desirable. 10 2 Piece / mm 2 If it is lower, a sufficient lubrication effect and an effect of increasing the contact opportunity cannot be obtained, resulting in a decrease in charging performance.
[0145]
More desirably 10 Three ~ 5x10 Five Piece / mm 2 This amount of inclusion is preferred. 5 × 10 Five Piece / mm 2 If the value exceeds 1, the dropout of the particles to the photoreceptor 1 is remarkably increased, and the exposure amount to the photosensitive drum 1 is insufficient regardless of the light transmittance of the particles themselves. 5 × 10 Five Piece / mm 2 In the following, the amount of dropped particles can be kept low, and the adverse effect can be improved. When the abundance of particles dropped on the photosensitive drum 1 in the intervening amount range is measured, 10 is obtained. 2 -10 Five Piece / mm 2 Therefore, the abundance that is not harmful to image formation is 10 Five Piece / mm 2 The following is desired: In other words, the condition for applying and supplying the charge accelerating particles to the charging roller 2 by the charge accelerating particle chip member 31 is set so that the amount of the charge accelerating particles in the charging nip n is such an intervening amount.
[0146]
In this embodiment, an average of 500 pieces / mm 2 Abundance. The coating amount is 10 Five Piece / mm 2 The following is preferable, but in order to record a halftone image and fine lines more accurately, a smaller abundance 10 Four Piece / mm 2 Below, further 10 Three Piece / mm 2 The following abundance is desirable. In the charge accelerating particle supply means 3A of this configuration, when the charge accelerating particles are continuously supplied, about 3000 particles / mm 2 In this embodiment, as will be described later, the charge accelerating particles are applied on the charging roller 2 by the charge accelerating particle supply means 3A, so that the charge accelerating particles are present on the photosensitive drum 1. It became possible to reduce the amount to an appropriate value.
[0147]
A method for measuring the intervening amount and the existing amount on the photosensitive drum 1 will be described. It is desirable that the amount of intervening is directly measured at the charging nip n between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, but most of the particles present on the photosensitive drum 1 before contacting the charging roller 2 move in the opposite direction while contacting. Therefore, in the present invention, the amount of particles on the surface of the charging roller 2 immediately before reaching the charging nip portion n is used as the intervening amount. Specifically, the rotation of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is stopped in a state where no charging bias is applied, and the surfaces of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are video microscope (OLYMPUS OVM1000N) and digital still recorder (DELTIS manufactured). SR-3100). The charging roller 2 is in contact with the slide glass under the same conditions as the case where the charging roller 2 is in contact with the photosensitive drum 1, and the contact surface of the charging roller 2 is 10 or more with a 1000 × objective lens from the back surface of the slide glass. I took a picture. In order to separate individual particles from the obtained digital image, binarization processing was performed with a certain threshold value, and the number of regions where particles were present was measured using desired image processing software. Further, the abundance on the photosensitive drum 1 was also measured by photographing the same on the photosensitive drum 1 with a similar video microscope.
[0148]
(5) Operation mode of charging promotion particle application
The charge accelerating particles m intervening in the charging nip n adhere to the photosensitive drum 1 as the member to be charged along with the charging operation, and the charge accelerating particles existing around the charging roller 2 as the contact charging member are reduced unless replenished. However, in this embodiment, as described above, the charge accelerating particles m are applied and supplied to the charging roller 2 by the charge accelerating particle supply means 3A.
[0149]
However, the charge accelerating particles applied and supplied to the charging roller 2 may adhere excessively to the photosensitive drum 1 due to repeated charging, which may adversely affect the subsequent process. In other words, the charge accelerating particles that are excessively present on the photosensitive drum 1 may cause adverse effects such as blocking exposure light in the image exposure process after charging. Further, adverse effects may occur in the subsequent development process using toner.
[0150]
Therefore, in the application and supply of the charge accelerating particles to the charging roller 2 as the contact charging member, the charge accelerating particles are stably supplied to obtain uniform charging properties, and the charge accelerating particles are supplied to the photosensitive drum 1 as the image carrier. Therefore, it is important to form a recorded image free from image defects.
[0151]
Therefore, in this embodiment, the charge accelerating particle application was performed in the following operation mode. That is, the basic operation modes of the charge accelerating particle supply means 3A are the following A mode and B mode.
[0152]
A mode: The charge accelerating particles are applied to the charging roller 2.
B mode: image recording is performed without applying charging promoting particles to the charging roller 2
a) When starting the printer for the first time, the A mode is performed, and the charge accelerating particles are uniformly applied to the charging roller 2.
[0153]
b) Thereafter, the mode is changed to the B mode, and in the case of the present embodiment, the B mode operation is performed at the time of printing for 30 minutes or 100 sheets, and then the mode is shifted to the A mode.
[0154]
c) Return to B mode again after A mode ends.
[0155]
d) By repeating these steps, it is possible to hold the charge promoting particles on the charging roller 2 uniformly and uniformly.
[0156]
Furthermore, it is more preferable to divide the A mode into two modes as shown below.
[0157]
A1 mode: The charge accelerating particle supply member 31 is brought into contact with the charging roller 2 to perform the application operation of the charge accelerating particles.
A2 mode: The charge promoting particle supply member 31 is separated from the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are driven.
That is, when the mode is shifted to the A mode, the A1 mode is first performed to apply the charge accelerating particles to the charging roller 2. However, when the mode is shifted to the B mode, the charge accelerating particles on the charging roller 2 may not be sufficiently familiar with the surface of the charging roller. Accordingly, the charge-promoting particles may fall off for a while after entering the B mode. Therefore, it is effective to provide the A2 mode in the latter half of the A mode so that the charge accelerating particles are sufficiently adapted to the surface of the charging roller.
[0158]
In this manner, the charge promoting particles are applied during non-image recording, and the charge promoting particles are sufficiently acclimated onto the charging roller before entering the image recording operation. Was sufficiently reduced and image defects were improved.
[0159]
This configuration is very effective for preventing substantial adhesion of the charge promoting particles having a small binding force to the contact charging member to the object to be charged or the image bearing member. It is a big merit from saving.
[0160]
Further, since it is difficult to uniformly apply the charge accelerating particles onto the contact charging member, there is an effect of making the charge accelerating particles on the contact charging member uniform by rotating after stopping the application operation.
[0161]
Further, the charge accelerating particle applying means 3A prevents the toner on the charging roller 2 as the contact charging member from being contaminated, so that a longer life image recording apparatus can be configured.
[0162]
<Example 2> (FIG. 3)
The present embodiment is another configuration example of the charge accelerating particle supply unit, and FIG. 3 is a schematic diagram of the configuration of the charge accelerating particle supply unit 3B.
[0163]
In the present embodiment, a configuration in which the fur brush roller 37 is brought into contact with the charging roller 2 to supply the charge accelerating particles m is employed.
[0164]
The fur brush roller 37 refreshes the surface of the charging roller 2 and can hold a large number of charge promoting particles m between the fibers, and can easily transfer the particles to the outer surface of the charging roller 2. Can be performed stably.
[0165]
The charge accelerating particle supply means 3B of this embodiment includes a housing container 38, a fur brush roller 37, a regulating member 39a, a sealing sheet 39b, and charge accelerating particles m.
[0166]
The housing container 38 is a horizontally long container that is substantially the same length as the charging roller 2 and has an opening on the lower surface side, and accommodates the fur brush roller 37 and the charge promoting particles m therein.
[0167]
The fur brush roller 37 contacts the charging roller 2 over almost the entire length of the roller at the lower surface side opening of the housing container 38 and rubs the outer surface of the charging roller to apply refreshing and charging promoting particles on the charging roller 2. In the housing container 38, both end shaft portions are rotatably supported between both end plates of the housing container 38, and are horizontally long members having substantially the same length as the charging roller 2. .
[0168]
The fur brush roller 37 is formed by winding and fixing a fur brush 37a formed by weaving fibers into a base fabric to form a pile. The fiber density is 500 / mm as the folding density on the base fabric. 2 The length of the bristle (free length) was 3 mm. The distance between the core metal 37b of the charging roller 2 and the core metal 37b of the fur brush roller 37 is set such that the surface layer of the charging roller 2 is located at a position of 2 to 3 mm from the surface layer of the core metal 37b with respect to the 3 mm bristle. The fur brush roller 37 was adjusted and brought into contact with the charging roller 2.
[0169]
The regulating member 39a serves to regulate the charge accelerating particles excessively supplied to the charging roller 2, and is a horizontally long blade member having the same length as that of the charging roller 2. The side wall plate is fixedly disposed along the length of the side wall plate on the downstream side in the rotation direction, and the lower side is in close contact with or lightly in contact with the outer surface of the charging roller 2.
[0170]
The sealing sheet 39b is a horizontally long plastic sheet piece having a relatively low waist. Leakage of charge promoting particles from the gap between the lower side portion of the side wall plate on the upstream side in the rotation direction of the charging roller 2 of the housing container 38 and the charging roller 2. It serves to prevent An inwardly bent edge is formed along the length of the lower side of the side wall plate on the upstream side of the rotation direction of the charging roller 2 of the housing container 38, and the lower surface of the inwardly bent edge extends along the length of the edge. Thus, the base side of the sealing sheet 39b is bonded and fixed, and the leading end is brought into close contact with or lightly in contact with the outer surface of the charging roller 2. The sealing sheet 39b substantially closes the gap between the lower side of the side wall plate on the upstream side of the rotation direction of the charging roller 2 of the housing container 38 and the charging roller 2, thereby preventing leakage of the charge promoting particles.
[0171]
The charge accelerating particles m stored in the housing container 38 are stored in a state of being accommodated in a substantially sealed space surrounded by the housing container 38, the regulating member 39a, the sealing sheet 39b, and the upper surface portion of the charging roller 2. Thus, leakage and scattering outside the housing container 38 is prevented. A large number of charge promoting particles m are held on the fur brush 37 a of the fur brush roller 37 disposed in the housing container 38.
[0172]
In the charge accelerating particle supply means 3B of this embodiment, the application of the charge accelerating particles m to the charging roller 2 is turned on / off by controlling the driving of the fur brush roller 37. Since the fur brush roller 37 holds the charge accelerating particles m and supplies them to the charging roller 2, the supply of particles to the charging roller 2 can be remarkably reduced by stopping the fur brush 37. As the operation timing, the driving of the fur brush 37 is controlled at the same timing (A / B mode, A1 / A2 mode) as in the first embodiment.
[0173]
<Example 3> (FIG. 4)
The present embodiment is another configuration example of the charge accelerating particle supply means, and FIG. 4 is a structural model diagram of the charge accelerating particle supply means 3C.
[0174]
In this embodiment, in the process of applying the charge accelerating particles m to the charging roller 2, the application is performed once on the application roller 39 c in the middle, and then transferred from the application roller 39 c to the charging roller 2. The application roller 39c includes a cored bar 39d and an elastic layer 39e.
[0175]
In the present embodiment, the application and supply of the charge accelerating particles to the application roller 39c is the same as in the second embodiment by using the charge accelerating particle supply means in which the fur brush 37 is included in the housing container 38 containing the charge accelerating particles m. The application of the charge accelerating particles to the application roller 39c was stably performed.
[0176]
The coating roller 39c is brought into contact with the charging roller 2, and the charging roller m is charged on the surface of the charging roller while rotating the coating roller 39c at a speed of 100 to 150% with respect to the charging roller 2 while rotating. The composition to apply is taken.
[0177]
Then, the entire charging accelerating particle supply means 3C including the application roller 39c and the housing container 38 is controlled to come into contact with and separate from the charging roller 2 by means of a contact / separation moving means (not shown). The coating operation is turned on / off by separating the coating.
[0178]
In this embodiment, the charge accelerating particle supply means 3C is controlled to move toward and away at the same timing (A / B mode, A1 / A2 mode) as in Embodiment 1, and the application roller 39c is brought into contact with or separated from the charging roller 2. To turn on / off the coating operation.
[0179]
<Example 4> (FIG. 5)
This embodiment is a printer of a toner recycling system (cleaner-less) in which the cleaner 8 is eliminated from the printer of the first embodiment.
[0180]
In the present embodiment, conductive zinc oxide particles are used as the charge promoting particles m constituting the charge promoting particle tip member 31 of the charge promoting particle supply means 3A.
[0181]
Since the other apparatus configuration is the same as that of the printer of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
[0182]
In the cleanerless image recording apparatus, a dedicated cleaner for removing the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum after transfer is not used, so that the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum after transfer is transferred to the photosensitive drum 1 and the charging roller. 2 is carried as it is by the movement of the photosensitive drum surface, the amount of toner present in the charging nip n is larger than that of the printer provided with the cleaner 8 of Example 1, and the charging roller 2 The amount of toner adhering to and mixed in increases.
[0183]
However, even in such a case, the charge accelerating particles m are present in the charging nip n between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2, so that the charging roller 2 is prevented from being contaminated and the contact with the toner is reduced. Therefore, ozone-less direct charging can be stably maintained over a long period of time with a low applied voltage, and uniform chargeability can be provided.
[0184]
Since the charging roller 2 is in contact with the photosensitive drum 1 with a speed difference, the pattern of untransferred toner from the transfer portion b to the charging nip portion n of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 is disturbed. In the halftone image, the previous image pattern portion does not appear as a ghost.
[0185]
It is desirable that the charging roller 2 is rotationally driven to temporarily collect and level the transfer residual toner, and the rotational direction of the charging roller 2 is opposite to the moving direction of the photosensitive drum surface.
[0186]
As in the case of the printer of the first embodiment, supply of the charge accelerating particles m to the charging roller 2 is performed by supplying the charge accelerating particles m to the charging roller 2 by shaving itself. Since the charge accelerating particles m are supplied to the charging roller 2 as the member 31, the charging accelerating particles m can be supplied to the charging roller 2 stably and easily without scattering. In addition, particularly in the configuration of the toner recycling system (cleanerless) as in this example, there is a great effect that the transfer residual toner can be circulated in the charging roller 2 without stagnation and the charge accelerating particles can be supplied. That is, the supply of the charge promoting particles m to the charging roller 2 and the toner leveling on the charging roller are performed simultaneously.
[0187]
The transfer residual toner adhering to and mixed in the charging roller 2 is gradually discharged from the charging roller 2 onto the photosensitive drum, reaches the development site a as the photosensitive drum surface moves, and is simultaneously cleaned (collected) by the developing device 5 (development). Toner recycling).
[0188]
As described above, the simultaneous development cleaning is performed in the image forming process in which the toner remaining on the photoreceptor 1 after the transfer is continued, that is, the photoreceptor is continuously charged and exposed to form a latent image, and the latent image is developed. At this time, the image is recovered by the fog removal bias of the developing device, that is, the fog removal potential difference Vback which is the potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photosensitive member. In the case of reversal development as in the printer in this embodiment, this simultaneous development cleaning is performed by attaching toner from the dark portion potential of the photosensitive member to the developing sleeve and from the developing sleeve to the bright portion potential of the photosensitive member. Made by the action of an electric field.
[0189]
In this embodiment, zinc oxide particles are used as the charge accelerating particles m to be supplied to the charging roller 2, and the zinc oxide particles as the charge accelerating particles m tend to charge the toner negatively in the frictional charging characteristics with the toner. It has characteristics. That is, there is an effect of making the toner negative on the charging roller 2 and an effect of improving the toner discharge performance.
[0190]
By supplying the charge accelerating particle chip member 31 to the charging roller 2 and supplying the charge accelerating particle m, it is possible to circulate the transfer residual toner without stagnation and simultaneously supply the charge accelerating particle to the charging roller. Become. At this time, the toner charge on the charging roller is normally frictionally charged.
[0191]
In addition, in the present embodiment, the chip member 31 in which the charge accelerating particles are solidified as in the first embodiment is attached to the charging roller 2 so as to be able to contact and separate, and the charging accelerating particles are supplied to the charging roller 2 at a desired timing. Controlled to do.
[0192]
Further, since the function of disturbing the transfer residual toner is reduced when the chip member is separated, the transfer residual pattern is made non-patterned by contact with the fur brush 39f or the like.
[0193]
<Comparative Examples 1-4>
Comparative Examples 1 to 4 basically correspond to Examples 1 to 4, respectively, but differ only in the application operation of the charge accelerating particles. In the comparative example, the coating operation is always performed, and the charge accelerating particle supply means 3A, 3B, and 3C are operated in synchronization with the driving of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2. However, in the comparative example 4, the fur brush 39f which is a disturbance member provided in the fourth embodiment is not equipped.
[0194]
Evaluation results: Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, and describes the effectiveness of this example.
[0195]
[Table 1]
Figure 0003805113
In the image defect evaluation, a halftone image was output, and evaluation was performed from the number of image defects. This image forming apparatus (printer) performed image formation using a 600 dpi laser scanner. In this evaluation, the halftone image means a striped pattern in which one line in the main scanning direction is recorded and then two lines are not recorded, and the halftone density is reproduced as a whole. In this embodiment, since image formation is performed in a reversal development system, both when image exposure is hindered and when leakage occurs during development, it appears in the image as a white spot. The number of these defect sites was evaluated according to the following criteria.
[0196]
×: 50 or more white spots having a diameter of 0.3 mm or more exist in the halftone image
○: There are 6 to 49 white spots with a diameter of 0.3 mm or more in the halftone image.
A: The white spot having a diameter of 0.3 mm or more is 5 or less in the halftone image.
The evaluation was performed after printing 100 sheets (A4 lengthwise direction) using A4 paper.
[0197]
In Comparative Example 1, the charge accelerating particles often fall off, and image defects occur during subsequent exposure or development. In the comparative example, it is expected that the particles fall off as follows.
[0198]
It is considered that the charge-promoting particles m are mostly caused by the mutual force of the charging roller 2 due to the adhesion force due to the Van Waals force and the electrostatic attractive force generated because the charge-promoting particles have a slight conductive triboelectric property. However, the magnitude of these forces is never large, and the charge accelerating particles easily fall off to the photosensitive drum 1. Further, it is expected that when these charge accelerating particles m are applied to the charging roller 2 in several layers, the binding force of the outermost particles becomes smaller and the particles fall off. In order to regulate the layer thickness of the charge accelerating particles m on the charging roller 2, it is difficult to avoid the occurrence of a location where the particle layer increases depending on the location.
[0199]
The charge accelerating particles m that have fallen onto the photosensitive drum 1 form an unexposed portion when image information is recorded by a laser scanner or the like, causing defects in the recorded image. Further, at the time of development, the charge accelerating particles present on the photosensitive drum 1 prevent the toner from being transferred and developed on the photosensitive drum. Alternatively, image defects occur due to problems such as leakage of the developing bias applied to the developing roller.
[0200]
On the other hand, in Example 1, the particles are applied during non-image recording, and the charge-accelerating particles are acclimated onto the charging roller 2, thereby eliminating the number of layers where the particles are applied and uniformly charging the roller. 2 is distributed. By performing image recording in this state, the amount of charge-promoting particles m falling off was significantly reduced and image defects were improved.
[0201]
Similarly, in Example 2, although the application form was different, the problem was solved by controlling the driving of the fur brush 37 for conveying and applying the charge accelerating particles m.
[0202]
Further, in the third embodiment, the application roller 39c is applied to the charging roller 2, and the application roller 39c is attached to the charging roller 2 so as to be separable.
[0203]
In the fourth embodiment, the same effect can be obtained by supplying the charge accelerating particles during non-image recording even in a configuration in which toner recycling is realized without providing a drum cleaner.
[0204]
<Others>
1) In the present invention, it is preferable that a charge injection layer is provided on the surface of the photoreceptor 1 as an image carrier to adjust the resistance of the photoreceptor surface.
[0205]
FIG. 6 is a model diagram of the layer structure of the photoreceptor 1 having the charge injection layer 16 on the surface. That is, the photosensitive member 1 is generally coated on an aluminum drum substrate (Al drum substrate) 11 in the order of an undercoat layer 12, a positive charge injection preventing layer 13, a charge generation layer 14, and a charge transport layer 15. The charge performance is improved by applying the charge injection layer 16 to the organic photoreceptor.
[0206]
The charge injection layer 16 is made of SnO as conductive particles (conductive filler) on a photo-curable acrylic resin as a binder. 2 Ultrafine particles 16a (diameter of about 0.03 μm), a polymerization initiator and the like are mixed and dispersed, and after coating, a film is formed by a photocuring method.
[0207]
In addition, by incorporating a lubricant such as tetrafluoroethylene resin (trade name Teflon), the surface energy on the surface of the photoreceptor is suppressed, and the adhesion of the charge accelerating particles m is generally suppressed.
[0208]
An important point as the charge injection layer 16 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 charged object side. On the other hand, since the electrostatic latent image needs to be held for a certain time when used as a photoconductor, the volume resistance value of the charge injection layer 16 is 1 × 10 6. 9 ~ 1x10 14 A range of (Ω · cm) is appropriate.
[0209]
Even when the charge injection layer 16 is not used as in this configuration, for example, when the charge transport layer 15 is within the resistance range, the same effect can be obtained.
[0210]
Furthermore, the volume resistance of the surface layer is about 10 13 A similar effect can be obtained by using an amorphous silicon photoconductor having an Ωcm.
[0211]
2) The charging roller 2 as a flexible contact charging member is not limited to the charging roller of the embodiment.
[0212]
In addition to the charging roller, the flexible contact charging member can be made of a material or shape such as a fur brush, felt, or cloth. Moreover, these can be laminated | stacked and it can also obtain more suitable elasticity and electroconductivity.
[0213]
3) When an AC voltage (alternating voltage) is included in the bias applied to the contact charging member 2 and the developing sleeve 4a, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like can be used as appropriate. Further, it may be a rectangular wave formed by periodically turning on / off a DC power source. In this way, a bias that changes the voltage value periodically can be used as the waveform of the alternating voltage.
[0214]
4) The image exposure means for forming the electrostatic latent image is not limited to the laser scanning exposure means for forming a digital latent image as in the embodiment, but a normal analog image exposure or Other light emitting elements such as LEDs may be used, and any combination of a light emitting element such as a fluorescent lamp and a liquid crystal shutter may be used as long as it can form an electrostatic latent image corresponding to image information.
[0215]
5) The image carrier may be an electrostatic recording dielectric or the like. In this case, the dielectric surface is uniformly primary-charged to a predetermined polarity and potential, and then selectively neutralized by a neutralizing means such as a static elimination needle head or an electron gun to write and form a target electrostatic latent image.
[0216]
6) In the embodiment, the developing unit 4 has been described by taking a reversal developing unit using a one-component magnetic toner as an example, but the configuration of the developing unit is not particularly limited. A regular developing device may be used.
[0217]
7) The recording medium that receives the transfer of the toner image from the image carrier may be an intermediate transfer body such as a transfer drum.
[0218]
8) An example of a toner particle size measuring method will be described. As a measuring device, a Coulter counter TA-2 type (manufactured by Coulter Inc.) was used, and an interface (manufactured by Nikka) and a CX-1 personal computer (manufactured by Canon) that output number average distribution and volume average distribution were connected, and electrolysis was performed. Prepare 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride.
[0219]
As a measuring method, a surfactant, preferably 0.1 to 5 ml of alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the aqueous electrolytic solution, and 0.5 to 50 mg of a measurement sample is further added.
[0220]
The electrolyte in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of 2 to 40 μm particles is measured using the 100 μ aperture as the aperture by the Coulter Counter TA-2 type. Then, the volume average distribution is obtained. The volume average particle diameter is obtained from the obtained volume average distribution.
[0221]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when a simple member such as a charging roller or a fur brush is used as the contact charging member, the application necessary for charging the contact charging member is possible regardless of contamination of the contact charging member. The voltage equivalent to the charging potential required for the object to be charged is sufficient, and it is a stable and safe contact charging device that does not use the discharge phenomenon, that is, low applied voltage and ozoneless, excellent charging uniformity and stable for a long time. A direct charging device with high performance can be realized with a simple configuration.
[0222]
By using this charging device as a charging means for the image carrier, contact charging type image recording device, contact charging type / transfer type image recording device, and further contact charging type / transfer type / toner recycling system image recording. With regard to equipment, simple members such as charging rollers and fur brushes can be used as contact charging members, and ozone-less direct charging and toner recycling systems can be executed without problems regardless of toner contamination on the contact charging members. In addition, high-quality image formation can be maintained over a long period of time, and high-quality image formation can be maintained over a long period of time even after an image with a high image ratio is output.
[0223]
By applying charge-accelerating particles to the contact charging member during non-image recording and fully charging the charge-accelerating particles on the contact charging member before entering the image recording operation, the charge-accelerating particles drop off from the image carrier. Was sufficiently reduced to improve the image defects.
[0224]
This configuration is very effective for preventing substantial adhesion of the charge promoting particles having a small binding force to the contact charging member to the object to be charged or the image bearing member. It is a big merit from saving.
[0225]
Further, since it is difficult to uniformly apply the charge accelerating particles onto the contact charging member, there is an effect of making the charge accelerating particles on the contact charging member uniform by rotating after stopping the application operation.
[0226]
Further, in Embodiments 1 and 3 and 4 in particular, the charge accelerating particle applying means can prevent contamination with toner, and a longer-life image recording apparatus can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image recording apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged model view of the charging accelerating particle applying means.
FIG. 3 is an enlarged model view of the charge accelerating particle applying unit of Example 2.
FIG. 4 is an enlarged model view of the charge accelerating particle applying unit of Example 3.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image recording apparatus (cleanerless) according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a model diagram of a layer structure of an example of a photoreceptor having a charge injection layer on the surface.
[Fig. 7] Charging characteristic graph
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier, charged body)
2 Charging roller (contact charging member)
3A / 3B / 3C Charge Accelerating Particle Coating Means
30 Transfer material (recording medium)
31 Charge Accelerated Particle Supply Member (Charge Accelerated Particle Chip Member)
m Charge accelerating particles
32 Chip support
33 Housing
36 Solenoid
37 Fur Brush Roller
39f Fur brush
4 Laser beam scanner (exposure device)
5 Developer
5a Development sleeve
t Developer (toner)
6 Transfer roller
7 Fixing device
8 Cleaner (Photosensitive drum cleaning device)
S1 to S3 Bias applied power supply

Claims (16)

被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により、被帯電体表面を帯電する帯電方法であり、
帯電部材は被帯電体に対して速度差をもって移動し、帯電部材に帯電促進粒子を供給する帯電促進粒子供給手段を有し、
帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うAモードと、Aモードの後に、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行わず被帯電体を帯電するBモードを有することを特徴とする帯電方法。
A charging method of charging the surface of a charged body with a flexible charging member that forms a nip portion with the charged body,
The charging member moves with a speed difference with respect to the member to be charged, and has charging promoting particle supplying means for supplying charging promoting particles to the charging member,
A mode in which the charge promoting particles are supplied from the charge promoting particle supply means to the charging member, and a B mode in which the charge promoting particles are not supplied from the charge promoting particle supply means to the charging member after the A mode. A charging method characterized by comprising:
Aモードは、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うA1モードと、A1モードの後に被帯電体及び帯電部材を駆動し帯電促進粒子を帯電部材に馴染ませるA2モードからなることを特徴とする請求項1に記載の帯電方法。The A mode includes an A1 mode in which the charge accelerating particles are supplied from the charge accelerating particle supply unit to the charging member, and an A2 mode in which the charged body and the charging member are driven after the A1 mode so that the charging accelerating particles become familiar with the charging member. The charging method according to claim 1, wherein: 帯電促進粒子の体積抵抗が1012Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電方法。The charging method according to claim 1, wherein the volume resistance of the charge accelerating particles is 10 12 Ω · cm or less. 帯電促進粒子の体積抵抗が1010Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の帯電方法。3. The charging method according to claim 1, wherein the volume resistance of the charge accelerating particles is 10 10 Ω · cm or less. 帯電部材には電圧が印加されることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1つに記載の帯電方法。The charging method according to claim 1, wherein a voltage is applied to the charging member. 被帯電体と帯電部材はニップ部において互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項1ないし5の何れか1つに記載の帯電方法。6. The charging method according to claim 1, wherein the member to be charged and the charging member move in opposite directions at the nip portion. 被帯電体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により、被帯電体表面を帯電する帯電装置であり、
帯電部材は被帯電体に対して速度差をもって移動し、帯電部材に帯電促進粒子を供給する帯電促進粒子供給手段を有し、
装置の動作モードとして、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うAモードと、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行わず被帯電体を帯電するBモードを有することを特徴とする帯電装置。
A charging device that charges the surface of a charged body with a flexible charging member that forms a nip portion with the charged body,
The charging member moves with a speed difference with respect to the member to be charged, and has charging promoting particle supplying means for supplying charging promoting particles to the charging member,
As an operation mode of the apparatus, A mode in which the charge promoting particles are supplied from the charge promoting particle supplying means to the charging member, and B to charge the object to be charged without supplying the charge promoting particles from the charging promoting particle supplying means to the charging member. A charging device having a mode.
Aモードは、帯電促進粒子供給手段から帯電部材に帯電促進粒子の供給を行うA1モードと、被帯電体及び帯電部材を駆動し帯電促進部材を帯電部材に馴染ませるA2モードからなることを特徴とする請求項7に記載の帯電装置。The A mode includes an A1 mode in which the charge accelerating particles are supplied from the charge accelerating particle supply means to the charging member, and an A2 mode in which the charged object and the charging member are driven to make the charging accelerating member conform to the charging member. The charging device according to claim 7. 帯電促進粒子の体積抵抗が1012Ω・cm以下であることを特徴とする請求項7または8に記載の帯電装置。The charging device according to claim 7 or 8, wherein the volume resistance of the charge accelerating particles is 10 12 Ω · cm or less. 帯電促進粒子の体積抵抗が1010Ω・cm以下であることを特徴とする請求項7または8に記載の帯電装置。The charging device according to claim 7 or 8, wherein the volume resistance of the charge accelerating particles is 10 10 Ω · cm or less. 帯電部材には電圧が印加されることを特徴とする請求項7ないし10の何れか1つに記載の帯電装置。The charging device according to claim 7, wherein a voltage is applied to the charging member. 被帯電体と帯電部材はニップ部において互いに逆方向に移動することを特徴とする請求項7ないし11の何れか1つに記載の帯電装置。The charging device according to claim 7, wherein the member to be charged and the charging member move in opposite directions at the nip portion. 像担持体に、該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像記録を実行する画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が請求項7ないし12の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
An image recording apparatus that performs image recording by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The process means for charging the image carrier is the charging device according to any one of claims 7 to 12,
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤で可視化する現像手段と、その現像剤像を被記録体に転写する転写手段と、転写後の像担持体を清掃するクリーニング手段を有し、像担持体は繰り返して作像に供される画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が請求項7ないし12の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
An image carrier, a charging means for charging the image carrier, an information writing means for forming an electrostatic latent image on a charging surface of the image carrier, and a developing means for visualizing the electrostatic latent image with a developer, A transfer unit that transfers the developer image to a recording medium; and a cleaning unit that cleans the image carrier after the transfer.
The process means for charging the image carrier is the charging device according to any one of claims 7 to 12,
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、その静電潜像を現像剤で可視化する現像手段と、その現像剤像を被記録体に転写する転写手段を有し、前記現像手段が現像剤像を被記録体に転写した後に像担持体上に残留した現像剤を少なくとも帯電手段に一時担持させ、像担持体を通して再度現像手段に回収する像担持体クリーナレス構成の画像記録装置であり、
像担持体を帯電する工程手段が請求項7ないし12の何れか1つに記載の帯電装置であり、
Aモード時は、画像記録は行わず、Bモード時内に画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
An image carrier, a charging means for charging the image carrier, an information writing means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the image carrier, and a developing means for visualizing the electrostatic latent image with a developer, A transfer unit that transfers the developer image to a recording medium, and the developer that has transferred the developer image to the recording medium after the developer unit has transferred the developer image to the recording medium, at least temporarily charged on the charging unit; An image recording apparatus having an image carrier cleaner-less configuration that is again collected by the developing means through the image carrier,
The process means for charging the image carrier is the charging device according to any one of claims 7 to 12,
An image recording apparatus, wherein image recording is not performed in the A mode, but image recording is performed within the B mode.
像担持体の帯電面に静電潜像を形成する情報書き込み手段が像露光手段であることを特徴とする請求項14または15に記載の画像記録装置。16. The image recording apparatus according to claim 14, wherein the information writing means for forming an electrostatic latent image on the charging surface of the image carrier is an image exposure means.
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