JP5072276B2 - 帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
特に複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置に使用する帯電部材、前記帯電部材を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
帯電ローラを用いた帯電方式として、帯電ローラの経時性能を良好に保つために、非接触方式が開示されている(特許文献1、特許文献2)。帯電ローラと感光体との最近接距離(空隙)が50〜200μmになるように対向させ、帯電ローラに電圧を印加することにより、感光体の帯電を行うものである。この近接帯電方式では、帯電装置と感光体が接触していないために、接触帯電方式で問題となる「帯電ローラを構成している物質の感光体への付着」、「感光体を長期停止したときに生ずる、永久変形」は問題とならない。
また、「感光体上のトナー等が帯電ローラに付着することによる帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため、近接帯電方式が優れている。
しかしながら、近接帯電方式は接触帯電方式に比べ前述の利点があるが、以下の2つの問題があり、実用化が難しい。
(i)帯電部材と感光体との空隙の均一性確保
(ii)帯電部材と感光体との空隙が変動することによる帯電むら
帯電部材と感光体との最近接部での距離の均一性確保については、近接帯電装置で感光体の帯電を行う場合、画像を形成したときに帯電むらによる画像不良が発生しないためには、帯電部材と感光体との最近接部での距離のばらつきを小さく(望むべくは20μm程度に)抑える必要がある。
特許文献3では、帯電ローラに用いられている弾性ゴムを用い、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持部材により、初期的にはこれらの不具合を解決している。しかしながら、前記方法で帯電ローラに用いられている弾性ゴムは経時での寸法変化が発生しやすく、長期間の使用において、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できないという問題点がある。また、テープ状部材の磨耗、帯電ローラとテープ状部材間へのトナーの進入、固着等により、長期間の使用において、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できないという問題点がある。
そこで、以上の問題点を解消する構成として、帯電ローラの両端部に空隙保持部材を設けた、特許文献4が提案されている(図9参照)。ローラの電気抵抗調整層と空隙保持部材の構成は、電気抵抗調整層の端部に空隙保持部材が形成され、空隙保持部材は、電気抵抗調整層の端面及び導電性支持体と接している。これにより、テープ状の空隙保持部材より長期の信頼性が向上した。
また、空隙量の精密制御による異常放電の発生を防止し、環境変動時の空隙隙保持部と電気抵抗調整層部の空隙量変化の防止する帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
本発明の帯電部材は、長尺状の導電性支持体と、前記導電性支持体上の外周面にイオン導電剤を有する電気抵抗調整層と、を有し、前記導電性支持体と像担持体とを一定の距離をおいて近接させる空隙保持部材を前記電気抵抗調整層の両端部夫々に別体で設けた帯電部材において、前記空隙保持部材は、前記導電性支持体の長手方向両端面に設けられた補強部を有し、且つ外径が端部側から内側に向けて減少する形状であり、該空隙保持部材の外径の最大突出部が前記補強部の外周面を含んでおり、該最大突出部を、前記電気抵抗調整層の外側であり、且つ前記像担持体表面の画像形成領域外の領域に当接するように配置したことを特徴とする。
本発明の帯電部材は、さらに、前記空隙保持部材の外径が端部側から内側に向けて減少する範囲が、前記電気抵抗調整層の範囲内であることを特徴とする。
本発明のプロセスカートリッジは、前記帯電部材が、像担持体上に近接配置されていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記帯電部材を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記プロセスカートリッジを有することを特徴とする。
また、空隙量の精密制御による異常放電の発生を防止し、環境変動時の空隙隙保持部と電気抵抗調整層部の空隙量変化の防止する帯電部材、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となった。
帯電ローラ102は、近接帯電方式であって、導電性支持体201と、電気抵抗調整層202と、空隙保持部材203とを備えている。導電性支持体201は、長尺の円柱形状を呈しており、この端部には、帯電ローラ102に電圧を印加するためのパワーパック105(電圧印加電源)が接続される。
電気抵抗調整層202は、導電性支持体201を中心軸として周面部に設置された円筒状である。
空隙保持部材203は、電気抵抗調整層202の両端外周面に設置された円筒状を呈している。
さらに、帯電ローラ102は、空隙保持部材203が感光体ドラムの画像形成領域外の領域(非画像形成領域)に当接するようにして設置されている。この状態で帯電ローラ102に電圧を印加することにより、感光体ドラム101の画像形成領域を帯電させることが可能である。
また、感光体ドラム101と帯電ローラ102とは互いに円筒形状を呈している必要は必ずしもなく、楕円筒状であってもよい。これは、感光体ドラム101の外周表層と、帯電ローラ102の電気抵抗層202の空隙が同一であることを前提とし、例えば、帯電ローラ102の電気抵抗層202と空隙保持部材203の突出量略一定であるような形状が望ましい。
空隙保持部材203は、帯電ローラ102の両端部に補強部を設けて、外側から嵌め込むように構成している。突き当て部は、この補強部の外周面を含んで構成している。補強部の外周と、幅において必ずしも一致しなくても、補強部を含んでいれば、強度も確保でき、また経時で電気抵抗層202が膨張しても影響を受け難くなり、好ましい。
空隙保持部材203の外径は、帯電ローラの端部から、画像領域内へ向かい、順次小さく構成する。外径を小さくする手段としては、テーパ−状の形状(図3参照)、面取り(図4参照)、R形状(図5参照)等のどれでも効果は同じである。外径の変化の開始点は、任意でも良いが、帯電ローラの電気抵抗層202の範囲内において行うことで、経時に電気抵抗層202の膨張が大きいことによる空隙保持安定としては効果が大きい。電気抵抗層202が膨張して、外径が大きくなることで、空隙保持部材203の電気抵抗層とオーバーラップした部分が押し広げられたことにより、外径が大きくなるが、その分、テーパ−などで外径を減らして、感光体ドラムとの接触を軽減できる(図6参照)。
また、図8に示すように、感光体ドラム101、帯電ローラ102、現像ローラ104、クリーニング装置108を包括するプロセスカートリッジが画像形成装置内に設置される場合もある。
そして、画像形成装置では次のような手段で、画像の形成を行う。
(1)帯電ローラ102が、感光体ドラム101の表面を所望の電位に帯電する。
(2)露光装置が、感光体ドラム101に画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を、感光体ドラム101上に形成する。
(3)現像ローラ104が、静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム101上にトナー像(顕像)を形成する。
(4)転写ローラ106が、感光体ドラム101上のトナー像を、記録紙107に転写する。
(5)クリーニング装置108が、転写されず感光体ドラム101上に残留したトナーを清掃する。
(6)転写ローラ106によって、トナー像を転写された記録紙107は、不図示の定着装置へと搬送される。定着装置は、トナーを加熱及び加圧して記録紙107上に定着する。
上記の(1)から(6)の手順を繰り返すことによって、記録紙107上に所望の画像が形成されていく。
また、帯電部材102の最も経時寸法変動が大きい電気抵抗調整層202の範囲において、空隙部材の突出量を減じているため、経時寸法変動の影響を受け難くできる。
さらに、空隙保持部材203の最大外径部を寸法変化の最も少ない電気抵抗調整層202の外側に設けることで、初期・経時に渡って、帯電部材102と像担持体101の距離を一定に維持できる。
また、帯電部材102をプロセスカートリッジに組み込むことで、交換容易なカートリッジを提供でき、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置に搭載することで、高画質を得ることができると共に、長期に渡って安定した画像を得ることができる。
102 帯電ローラ(帯電部材)
103 露光
104 現像ローラ
105 パワーパック(電圧印加電源)
106 転写ローラ
107 記録紙
108 クリーニング装置
109 表面電位計
201 導電性支持体
202 電気抵抗調整層
203 空隙保持部材
Claims (5)
- 長尺状の導電性支持体と、
前記導電性支持体上の外周面にイオン導電剤を有する電気抵抗調整層と、
を有し、
前記導電性支持体と像担持体とを一定の距離をおいて近接させる空隙保持部材を前記電気抵抗調整層の両端部夫々に別体で設けた
帯電部材において、
前記空隙保持部材は、前記導電性支持体の長手方向両端面に設けられた補強部を有し、且つ外径が端部側から内側に向けて減少する形状であり、
該空隙保持部材の外径の最大突出部が前記補強部の外周面を含んでおり、
該最大突出部を、前記電気抵抗調整層の外側であり、且つ前記像担持体表面の画像形成領域外の領域に当接するように配置した
ことを特徴とする帯電部材。 - 請求項1に記載の帯電部材において、
前記空隙保持部材の外径が端部側から内側に向けて減少する範囲が、前記電気抵抗調整層の範囲内である
ことを特徴とする帯電部材。 - 請求項1又は2に記載の帯電部材が、像担持体上に近接配置されている
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1又は2に記載の帯電部材を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3に記載のプロセスカートリッジを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
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