JP5446165B2 - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とを有し、
前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されている構成において、
該現像剤担持体全体として体積抵抗値より表面抵抗値が大きいこととした。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載した現像装置において、前記現像剤担持体を軸長手方向から見た状態で、前記現像剤担持体の円周表面に沿って複数の部材が互いの間隔を空けて配置されることにより、隣り合うこれら部材間の間隔が複数存在する場合に、これら複数の間隔のうち、該間隔の大きさが最小となる円周区間での該現像剤担持体の表面電気抵抗値を前記表面抵抗値とした。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載した現像装置において、前記複数の部材が、前記潜像担持体、前記現像剤供給部材および前記現像剤層規制部材であることとした。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の現像装置において、前記複数の部材として、前記現像剤担持体上の現像剤を除電させる現像剤除電部材が含まれることとした。
請求項5に係る発明は、帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置より選ばれる少なくとも一つの手段と潜像担持体を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、当該プロセスカートリッジが前記現像装置を含むものであるとき、当該プロセスカートリッジに含まれる現像装置は、請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカ−トリッジとした。
請求項6に係る発明は、少なくとも潜像担持体と、請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置、又は請求項5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とした。
なお、以下の手段とすることもできる。
第1の手段は、潜像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体と、該現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材と、該現像剤担持体に接触して該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有し、該現像剤担持体に所定の電圧を印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とにより構成し、前記芯金から前記基層を含む該中間層表面までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されていることとした。
第2の手段は、潜像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体と、該現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材と、該現像剤担持体に接触して該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有し、該現像剤担持体に所定の電圧を印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とにより構成し、前記芯金から前記基層を含む該中間層表面までの電気抵抗値は前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されており、該現像剤担持体全体として体積抵抗値より表面抵抗値が大きいこととした。
第3の手段は、請求項1又は請求項2に記載した現像装置において、
該現像剤供給部材は導電性部材からなり、該現像剤供給部材に電圧を印加する電圧印加手段を有し、該現像装置は温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、該温湿度検知手段によって検知された温湿度の値によって前記現像剤担持体と該現像剤供給部材の電位差を正又は負に切り替えることができることとした。
第4の手段は、潜像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体と、該現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材と、該現像剤担持体に接触して該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、該現像剤担持体の現像剤を除電する現像剤除電部材とを有し、該現像剤担持体に所定の電圧を印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とにより構成し、前記芯金から前記基層を含む該中間層表面までの電気抵抗値は前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されていることとした。
第5の手段は、潜像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体と、該現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材と、該現像剤担持体に接触して該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、該現像剤担持体の現像剤を除電する現像剤除電部材とを有し、該現像剤担持体に所定の電圧を印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とにより構成し、前記芯金から前記基層を含む該中間層表面までの電気抵抗値は前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されており、該現像剤担持体全体として体積抵抗値より表面抵抗値が大きいこととした。
第6の手段は、第4又は第5の手段に記載した現像装置において、
該現像剤を除電する現像剤除電部材は導電性部材からなり、該現像剤除電部材に電圧を印加する手段を有し、該現像装置は温湿度を検知する温湿度検知手段を有し、該温湿度検知手段によって検知された温湿度の値によって前記現像剤担持体と該現像剤除電部材の電位差を正又は負に切り替えることとした。
第7の手段は、第4乃至第6の手段の何れかに記載した現像装置において、
該現像剤供給部材と該現像剤除電部材のそれぞれに電圧を印加する手段を有し、該現像装置は温湿度を検知する手段を有し、該検知手段によって検知された温湿度の値によって該現像剤供給部材と該現像剤除電部材の電位差を正又は負切り替えることとした。
第8の手段は、帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置より選ばれる少なくとも一つの手段と潜像担持体を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、当該プロセスカートリッジが前記現像装置を含むものであるとき、当該プロセスカートリッジに含まれる現像装置は、第1乃至第7の手段の何れかに記載の現像装置とした。
第9の手段、少なくとも潜像担持体と、第1乃至第7の手段の何れかに記載の現像装置、又は第8の手段に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置とした。
[1]画像形成装置の概要
図1により、均一に帯電された潜像担持体に光書き込み手段から光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を本発明にかかる現像装置で可視像化しさらに記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置の一例としてカラー画像形成装置の例を説明する。
現像ローラ103の構成に関し、外径6mmの芯金103aを内径12mmの円筒状金型内に同心となるように配置し、弾性を有する基層103bとして液状導電性シリコーンゴム(基層素材の体積抵抗率2.0×10E7Ω・cm品)を注入後、130度Cのオーブンに入れ20分加熱成型し、脱型後、200度Cのオーブンで4時間2次加硫を行い、弾性基層103bによる厚み3mmのローラを得た。
弾性を有する基層103aは実施例1と同様に作成し、次いで、ウレタン塗料を固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラック(CB)を固形分に対して5重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し10重量部添加、攪拌した塗料を中間層103cとして、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚10μmとなるように塗布し、80度Cのオーブンで15分乾燥後、140度Cのオーブンで4時間硬化し、現像ローラを得た。
弾性を有する基層103b及び中間層103cは実施例2と同様に作成し、表面層103dは、ウレタン塗料とアクリル塗料をブレンドし、固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラック(CB)を固形分に対して30重量部、表面粗し材としてのアクリルビーズを固形分に対し20重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し10重量部添加、攪拌した塗料を表面層103dとして、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚10μmとなるように塗布し、80度Cのオーブンで15分乾燥後、140度Cのオーブンで4時間硬化し、現像ローラを得た。出来上がった表面層コート後の現像ローラの電気抵抗は、芯金103aの両端に500gの荷重をかけ電極ローラに押し当てて、芯金103aと電極ローラ間に100vの電圧を印加して測定する方法にて、4.3×10E6Ωであった。
弾性を有する基層103bとして基層素材としての液状導電性シリコーンゴム(体積抵抗率10E8Ω・cm品)を用いた以外は、実施例1と同様にして現像ローラを得た。出来上がった現像ローラの電気抵抗は、芯金103aの両端に500gの荷重をかけ電極ローラに押し当てて、芯金103aと電極ローラ間に100vの電圧を印加して測定する方法にて測定した結果、4.0×10E4Ωであった。
弾性を有する基層103bとして基層素材としての液状導電性シリコーンゴム(体積抵抗率10E8Ω・cm品)を用いた以外は、実施例3と同様にして現像ローラを得た。出来上がった現像ローラの電気抵抗は、芯金103aの両端に500gの荷重をかけ電極ローラに押し当てて、芯金103aと電極ローラ間に100vの電圧を印加して測定する方法にて測定した結果、1.2×10E7Ωであった。
弾性を有する基層103bは、実施例1と同様に作成し、中間層103cとして、ウレタン塗料を固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラック(CB)を固形分に対して40重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し10重量部添加、攪拌した塗料を、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚10μmとなるように塗布し、80度Cのオーブンで15分乾燥後、140度Cのオーブンで4時間硬化し、現像ローラを得た。
弾性を有する基層103bと中間層103cは、比較例1と同様に作成し、表面層103dは、ウレタン塗料とアクリル塗料をブレンドし、固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラック(CB)を固形分に対して10重量部、表面粗し材としてのアクリルビーズを固形分に対し20重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し10重量部添加、攪拌した塗料を、表面層103dとして先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚10μmとなるように塗布し、80度Cのオーブンで15分乾燥後、140度Cのオーブンで4時間硬化し、現像ローラを得た。
弾性を有する基層103bと中間層103cは、実施例4と同様に作成し、表面層103dは、比較例2と同様に作成した。出来上がった現像ローラの電気抵抗は、芯金103aの両端に500gの荷重をかけ電極ローラに押し当てて、芯金103aと電極ローラ間に100vの電圧を印加して測定する方法にて測定した結果、7.7×10E6Ωであった。
上記にて作成した現像ローラを用いた図2のプロセスカートリッジ、図1の画像形成装置(カラーレーザープリンタ)で封止シール109として絶縁性の材料を用い、画像を出力し、低温、低湿環境(10度C、15%RH)におけるハーフトーン画像のトナーのチャージアップによるムラの発生と、高温、高湿環境(32度C、80%RH)における感光体ピンホールによる横スジの発生を判定した。結果を表1に示す。
弾性を有する基層103bと中間層103cは、実施例2と同様に作成し、表面層103dは、ウレタン塗料とアクリル塗料をブレンドし、固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラック(CB)を固形分に対して50重量部、表面粗し材としてのアクリルビーズを固形分に対し20重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し10重量部添加、攪拌した塗料を、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚10μmとなるように塗布し、80度Cのオーブンで15分乾燥後、140度Cのオーブンで4時間硬化し、現像ローラを得た。
弾性有する基層103bと中間層103cは、実施例2と同様に作成し、表面層103dは、比較例2と同様に作成した。出来上がった現像ローラの表面層コート後の電気抵抗は、芯金103aの両端に500gの荷重をかけ電極ローラに押し当てて、芯金103aと電極ローラ間に100vの電圧を印加して測定する方法にて測定した結果、1.3×10E7Ωであった。
(比較例5):
上記参考例1と同じ現像ローラを用いて、供給ローラの該バイアス環境切替制御無しで、環境試験を行った。
本例は、図2のプロセスカートリッジ、図1の画像形成装置(カラーレーザープリンタ)で封止シール109として導電性の材料を用いて接地し、現像ローラ103上の現像剤を除電するようにし、現像ローラ103として、表1に示した実施例1〜5と同等のものを使用して画像を出力し、低温、低湿環境(10度C、15%RH)におけるハーフトーン画像のトナーのチャージアップによるムラの発生と、高温、高湿環境(32度C、80%RH)における感光体ピンホールによる横スジの発生を判定した。結果は表1に示したものと同等であった。
図2のプロセスカートリッジ、図1の画像形成装置(カラーレーザープリンタ)で封止シール109として導電性の材料を用いて接地し、現像ローラ103上の現像剤を除電するようにし、現像ローラ103として、表2に示した実施例1と同等のものを使用して画像を出力し、高温、高湿環境(32度C、80%RH)におけるオフセットバイアス漏れによるベタ画像ムラの発生を判定した。結果は表2に示したものと同等であった。
実施例1と同じ現像ローラを用いて、現像装置4を含む図1の画像形成装置内に温湿度を検知する手段を設け、所定の温湿度(高温高湿)に達した場合、導電性で構成した封止シール109のバイアスをトナー荷電極性に切り替える制御を入れ、低印字画像パターンの間欠印刷の環境試験を行った。
参考例3と同じ現像ローラを用いて、供給ローラ105のバイアス環境切替制御無しで、低印字画像パターンの間欠印刷の環境試験を行った。参考例3と比較例6の結果を表4に示す。
現像ローラ103については、参考例3、比較例6と同等のものを用い、現像装置4を含む図1の画像形成装置内に温湿度を検知する手段を設け、所定の温湿度(高温高湿)に達した場合、導電性で構成した封止シール109のバイアスをトナー荷電極性に切り替える制御を入れると共に、所定の低温低湿環境で供給ローラバイアス切替制御を行なう場合と、これらのバイアス制御を行なわない場合とを比較した。
2 感光体
3 帯電装置
4 現像装置
5 搬送スクリュー
7 中間転写ベルト
8 1次転写装置
9 ベルトクリーニング装置
11 2次転写装置
13 クリーニングブレード
14 感光体のクリーニング装置
101 現像剤収容室
102 現像剤供給室
103 現像剤担持体(現像ローラ)
103a 芯金
103b 基層
103c 中間層
103d 表面層
104 現像剤層規制部材
105 現像剤供給部材(供給ローラ)
106 現像剤搬送部材
107 返送口としての開口
111 供給口としての開口
108 現像剤攪拌部材
109 封止シール(現像剤除電部材)
110 仕切り部材
112 パドル
θ1、θ2、θ3、θ4、θS 角度
A、B 電極
Claims (6)
- 潜像担持体に近接または接触して回転可能に設けられた現像剤担持体と、該現像剤担持体上に粉体である現像剤を供給するために回転可能に設けられた現像剤供給部材と、該現像剤担持体に接触して該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有し、該現像剤担持体に所定の電圧を印加して該潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装置であって、
該現像剤担持体は、芯金の外周部に導電性を有する弾性体からなる基層と現像剤に荷電を付与する導電性を有する表面層と、該基層と該表面層を接着しかつ該基層の抵抗ムラを均一化するための導電性を有する中間層とを有し、
前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層までの電気抵抗値より大きく、前記芯金から前記基層および前記中間層を含む前記表面層までの電気抵抗値が前記芯金から前記基層を含む前記中間層表面までの電気抵抗値より小さく規制されている構成において、
該現像剤担持体全体として体積抵抗値より表面抵抗値が大きいことを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載した現像装置において、前記現像剤担持体を軸長手方向から見た状態で、前記現像剤担持体の円周表面に接して複数の部材が互いの間隔を空けて配置されることにより、隣り合うこれら部材間の間隔が複数存在する場合に、これら複数の間隔のうち、該間隔の大きさが最小となる円周区間での該現像剤担持体の表面電気抵抗値を前記表面抵抗値とすることを特徴とする現像装置。
- 請求項2に記載した現像装置において、前記複数の部材が、前記潜像担持体、前記現像剤供給部材および前記現像剤層規制部材であることを特徴とする現像装置。
- 請求項3に記載の現像装置において、前記複数の部材として、前記現像剤担持体上の現像剤を除電させる現像剤除電部材が含まれることを特徴とする現像装置。
- 帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置より選ばれる少なくとも一つの手段と潜像担持体を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、当該プロセスカートリッジが前記現像装置を含むものであるとき、当該プロセスカートリッジに含まれる現像装置は、請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
- 少なくとも潜像担持体と、請求項1乃至4の何れかに記載の現像装置、又は請求項5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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