JP5492494B2

JP5492494B2 - 像担持体及びこれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP5492494B2
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Inventors: 正中島
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Description

本発明は、帯電体層を有する像担持体とその像担持体を用いた画像形成装置に関し、特に、プリンタ、ファクシミリ、複写機などのオンデマンド印刷装置に用いられる画像形成装置に関する。

オンデマンド印刷装置のうち、電子写真方式の印刷装置は、印刷速度が速く、記録媒体の材質の画像品質に与える影響が比較的小さい等の利点があることから、広く用いられてきている。

このような電子写真方式の印刷装置に用いられる画像形成装置は、例えば、図７に示されるように、帯電器１９により像担持体である感光体１'が負の電位に一様に帯電され、その後、レーザ発振走査装置等の露光手段２０によって感光体１'が露光され、静電潜像が感光体１'に形成される。また、現像剤容器６中の負極性の現像剤７が、導電性のスポンジローラ等からなる現像剤供給ローラ９によって導電性の弾性体からなる現像ローラ８に塗布され、現像ローラ８に現像剤７が担持される。その後、現像剤規制ブレード１０により、現像ローラ８上の現像剤７が規制されて薄層状の現像剤層が形成される。

そして、現像ローラ８の回転によって現像ローラ８上の現像剤７が静電画像が形成された感光体１'に接触し、現像剤７が感光体１'上の静電画像が形成された部分に移行し、静電潜像が現像され可視化されるというものである（特許文献１、２参照）。
さらに、この可視化された画像を普通紙等の記録媒体に印刷する場合は、図７に示されるように、記録媒体供給装置１１により搬送される普通紙等の記録媒体１２が、感光体１'及び転写ローラ１３等によりなる転写部に搬送され、感光体１'から現像剤７が転写ローラ１３に向かって移行することにより、記録媒体１２上に転写される。そして、記録媒体１２が定着装置１４に搬送され、そこで現像剤７が記録媒体１２に定着して印刷が完了する。

また、電子写真方式の印刷装置に用いられる画像形成装置として、電界カーテン装置を有する画像形成装置もある（特許文献３〜５参照）。
この電界カーテン装置を有する画像形成装置は、例えば、特許文献５に記載されているように、帯電器により像担持体である感光体が正の電位に一様に帯電され、その後、レーザ発振走査装置等の露光手段によって感光体が露光され、静電潜像が感光体に形成されるというものである。

この電子写真方式の印刷装置の画像形成装置は、画像形成装置によっても異なるが、像担持体である感光体、レーザ発振走査装置、帯電器とその電源、現像ローラ、現像剤供給ローラ、現像剤規制ブレード、電界カーテン装置等の多数の部品を含むものであり、画像形成装置の価格が高く、重量も重くなるという問題がある。特に、像担持体である感光体及びレーザ発振走査装置等は精密で高価な部品であり、画像形成装置、ひいては、印刷装置の価格を高くしている原因の一つである。
さらに、この電子写真方式の印刷装置では、帯電、露光、現像、転写、定着というように画像形成プロセスが複雑であるという問題もある。

そこで、部品の数を減らし、価格及び重量を低減することができる画像形成装置として、レーザ発振走査装置を用いずに針電極、書込電極等の安価な帯電装置により像担持体の表面に静電潜像を書き込む画像形成装置がある（特許文献６、７参照）。
例えば、特許文献６に記載の画像形成装置は、表面に絶縁性の無機ガラス層を有する像担持体に、針電極を用いて静電潜像を書き込むものであり、特許文献７に記載の画像形成装置は、アルミニウム等の導電性材料からなり、接地されている基材と、この基材の外周に形成された絶縁性を有する帯電体層からなる像担持体に、書込電極を用いて静電潜像を書き込むものである。

特許第３３８１９７５号公報特開平７−２３４５８４号公報特開昭６３−１３０６８号公報特公平５−３１１４６号公報特開２００８−５２０３４号公報特公昭６３−４５１０４号公報特開２００２−１７２８１３号公報

しかしながら、特許文献６に記載の基材の外周表面上に絶縁性の無機ガラス層を有する像担持体では、無機ガラス層は物理的吸着水特性が極めてよいことから、無機ガラスの表面に水分がよく吸着し、この吸着した水分によりガラス表面の電気伝導率が高められて像担持体の帯電電荷が漏洩し、画像の解像度が低下してしまうという問題がある。

さらに、特許文献７に記載のアルミニウム等の導電性基材の外周表面上に形成された絶縁性を有する帯電体層からなる像担持体では、具体的な帯電体層の材料等は開示されていない。仮に、帯電体層として無機ガラス層を形成した場合は、上記特許文献６と同様の問題が生じることになる。
また、帯電体層として樹脂を用いることも考えられるが、例えば、ホルマリン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂などの体積抵抗が低い樹脂では、高解像度の画像が得られないという問題があり、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの硬度が低い樹脂では、耐擦性が不足し、印刷枚数の増加に伴い画像に傷などの不具合が生じるという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような実情に鑑みて鋭意検討されたものであり、像担持体として、高い体積抵抗及び硬度を有する像担持体を提供することにより、画像形成装置に用いられる部品を減らし、画像形成装置の価格及び重量を低減し、画像形成プロセスを簡易化でき、高解像度の画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、像担持体の外周表面の帯電体層が、所定の体積抵抗及びロックウェルＭ硬度を有する樹脂で形成されている像担持体を採用することにより、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）画像形成装置に用いられる像担持体であって、当該像担持体の外周表面の帯電体層が、体積抵抗が１０¹⁵Ωｃｍ以上、かつロックウェルＭ硬度が７０度以上の樹脂で形成されている像担持体、
（２）帯電体層が基材の外周表面上に形成されている上記（１）に記載の像担持体、
（３）基材が導電性基材である上記（２）に記載の像担持体、
（４）像担持体が円筒である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の像担持体、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の像担持体、当該像担持体の帯電体層に静電潜像を形成するための帯電装置、現像剤を当該帯電体層に移行させるための現像ローラ、当該現像ローラに現像剤を付着させるための現像剤供給ローラ及び当該現像ローラ上の現像剤を規制するための現像剤規制ブレードを有する画像形成装置、
（６）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の像担持体、当該像担持体の帯電体層に静電潜像を形成するための帯電装置及び現像剤を当該帯電体層に移行させるための電界カーテン装置を有する画像形成装置、
を提供するものである。

本発明の像担持体を用いれば、画像形成装置に用いられる部品を減らすことができ、その結果、画像形成装置の価格及び重量を低減し、画像形成プロセスを簡易化でき、高解像度の画像が得られる画像形成装置を得ることができる。

本発明の像担持体の一構成例を示す斜視図である。本発明の像担持体の他の構成例を示す斜視図である。本発明の画像形成装置を用いて印刷をおこなう場合の一構成例を示す模式図である。本発明の画像形成装置を用いてカラー印刷をおこなう場合の一構成例を示す模式図である。本発明の画像形成装置を用いてカラー印刷をおこなう場合の他の構成例を示す模式図である。本発明の画像形成装置の他の構成例を示す模式図である。従来の画像形成装置を用いて印刷をおこなう場合の構成例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
〔像担持体〕
本発明の画像形成装置に用いられる像担持体は、像担持体の外周表面に帯電体層が形成されているものであり、像担持体全体が帯電体層となっていても、基材の外周表面上に帯電体層が形成されているものであってもよい。
図１は、本発明の実施の形態に係る像担持体の一構成例を示す斜視図である。図１において、１は像担持体であり、２は帯電体層である。図１では、円筒状の樹脂により帯電体層２が形成されており、この帯電体層２がそのまま像担持体１となっている。このような像担持体１（帯電体層２）は、樹脂を押出成形法等により製造することができる。
また、上記図１では、像担持体１を円筒状の像担持体としたが、円筒状の像担持体に限らず、ベルト状の像担持体とすることもできる。

帯電体層２は、体積抵抗が１０¹⁵Ωｃｍ以上、かつロックウェルＭ硬度が７０度以上の樹脂から形成されている。
体積抵抗が１０¹⁵Ωｃｍ未満では、静電潜像を形成する際に電荷の漏洩が生じ、潜像に隣接する領域のコントラストが不明瞭となり、高解像度の画像が得られにくくなるからである。体積抵抗の測定法は、ＪＩＳＫ６９１１を用い得る。また、ロックウェルＭ硬度が７０度未満では、耐擦性が不足するため、印刷枚数の増加に伴い帯電体層と後記する帯電装置や記録媒体との接触により帯電体層に傷等が発生し、画像の不具合が発生しやすくなるからである。
体積抵抗としては、１０¹⁶Ωｃｍ以上がさらに好ましい。また、ロックウェルＭ硬度としては、８０度以上がさらに好ましい。

ここで、樹脂の硬さの基準として、ロックウェルＭ硬度を採用したのは、ロックウェルＲ硬度やショア硬度と比較して、耐擦性の優れる高硬度領域の測定に適するからである。
このような体積抵抗及びロックウェルＭ硬度を有する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂を例示することができるが、特に、ポリカーボネートは、溶媒に溶解して塗料を作製することが容易であるため、帯電体層２を作製しやすいので好ましい。
また、これらの樹脂には、帯電性を調整するため、サリチル酸金属錯体等の帯電制御剤を混合してもよい。
帯電体層２をそのまま像担持体１として用いる場合の像担持体１（帯電体層２）の厚さは、０．５〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましく、１〜３ｍｍがさらに好ましい。この範囲であれば、電位を保持し、強度を保ち、重量を軽くすることができるからである。

また、図２は、本発明の像担持体の他の構成例を示す斜視図である。図２において、１は像担持体であり、２は帯電体層であり、３は基材である。図２では、円筒状の基材３の外周表面上に帯電体層２が形成されており、これにより、像担持体１が構成されている。
そして、基材３の外周表面上に形成される帯電体層２としては、上記したような体積抵抗が１０¹⁵Ωｃｍ以上、かつロックウェルＭ硬度が７０度以上の樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂を用いることができる。

また、基材３の材料は特に限定されず、例えば、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリスチレン、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート等の樹脂、これらの樹脂にカーボンファイバーやカーボンブラック等の導電性材料を添加して導電性を持たせた樹脂、アルミニウム、ステンレス、ジュラルミン、銅、鉄等の導電性を有する金属（合金を含む。以下同じ。）を用いることができる。特に軽量化を考慮した場合は、アルミニウム、ジュラルミンが好ましい。
導電性を持たせた樹脂及び導電性を有する金属のような導電性を有する材料を基材３として用いた場合は、帯電体層２を薄層とすることにより、帯電電位に対する帯電電荷量が少なくなるため、帯電・除電が容易になるため好ましい態様である。

基材３の材料として樹脂を用いる場合は、押出成形法等の製法により円筒状に製造した樹脂をそのまま用いたり、板状の樹脂を丸める等して円筒状にして用いたりすることができる。また、金属を用いる場合は、引き抜き等の製法により円筒状に製造した金属管をそのまま使用したり、板状の金属を丸める等して円筒状にしたものを用いることができる。
基材３の厚さは、０．５〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましく、１〜３ｍｍがさらに好ましい。この範囲であれば、像担持体の強度を保ち、重量を軽くすることができるからである。
帯電体層２の厚さは、基材３を被覆することができる程度の厚さを有していればよく、厚さ０．０５〜３００μｍが好ましく、０．１〜１００μｍがより好ましく、１〜１０μｍがさらに好ましい。この範囲であれば、電位を保持することができるからである。

このような円筒状の基材３の外周表面上に帯電体層２が形成された像担持体１は、円筒状の基材３の上に、溶融状態の樹脂を塗布したり、溶剤に樹脂を溶解して塗料を作製し、この塗料を塗布したり、熱、紫外線、電子線等で架橋できる樹脂を塗布した後に硬化させる等の方法により作製することができる。塗布方法は、ドクターブレード、グラビアロール等のロール、スプレー、ディッピング等により塗布する方法を用いることができる。
例えば、帯電体層２の樹脂としてポリカーボネート樹脂を用いる場合は、塩化メチレンとトリクロロエタンの混合溶媒にポリカーボネート樹脂を溶解して塗料とし、この塗料を上記した塗布方法により塗布して、円筒状の基材３の外周表面上に帯電体層２を形成することができる。

また、基材３を円筒状にする前に上記の方法により基材上に帯電体層２を形成し、その後、基材３を丸める等して円筒状にして像担持体１を作製してもよい。
このような円筒状の像担持体１は、その端部には樹脂又は金属のフランジ等が設置され、このフランジ等を駆動装置に接続させるようにして、画像形成装置に組み込むことができる。

〔帯電装置〕
帯電装置は、像担持体の帯電体層の所望の部分と接触しその部分に電荷を与えて、帯電体層に静電潜像を形成するためのものである。帯電装置は、絶縁性の基板に像担持体の軸方向と同一の方向に導電性の微細な電極が複数形成されており、像担持体の軸方向と直交する方向に一列又は複数列電極が配列されているような公知のものを用いることができる。例えば、いわゆる針電極や櫛形電極が形成された帯電装置、前記特許文献７（特開２００２−１７２８１３号公報）の図１７に開示されているような基板に微細な電極が複数配列された帯電装置を好ましく用いることができる。

帯電装置の電極及び電極間の幅は、静電潜像に高解像度が要求される場合は小さくする等静電潜像の解像度等を考慮して適宜決定することができる。
電極の幅は、例えば、３〜３５０μｍが好ましく、２０〜２００μｍがより好ましく、４０〜１００μｍがさらに好ましい。また、電極間の幅は、例えば、１〜１００μｍが好ましく、３〜５０μｍがより好ましく、５〜３０μｍがさらに好ましい。このような電極の幅及び電極間の幅の範囲であれば、電極の形成が容易であり、像担持体に高解像度の静電潜像を付与することができるようになるからである。

電極の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムにスクリーン板を用いて所定の位置に導電性ペーストを印刷する方法、基板上に所望の厚さの導電層を形成し、電極として残したい部分のみにレジストパターンを被覆した後、ブラスト材を噴射して電極部以外の導電性材料を切削除去するサンドブラスト法や、樹脂フィルム上に感光性樹脂を用いてレジストパターンを形成し、レジスト凹部へ導電性ペーストを埋め込んだ後レジストを除去するリフトオフ法（アディティブ法）や、所望の厚さの導電層を形成し、電極として残したい部分のみレジストパターンを被覆した後、化学的エッチングにより、電極部以外の導電性材料を除去するエッチング法など、種々の方法を採用することができる。また、基材上に銀等を蒸着等して、電極パターンを形成することもできる。
特に、帯電装置は、像担持体の帯電体層に接触するものであるから、帯電装置の基材は樹脂やゴムを主体とするある程度の軟らかさを有するものが好ましく、薄板状やフィルム状のものが好ましい。

〔像担持体を有する画像形成装置及びこれを用いた印刷〕
次に、本発明の像担持体を有する画像形成装置について説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を用いて印刷をおこなう場合の一構成例を示す模式図である。
１は像担持体であり、５は帯電装置であり、６は現像剤容器であり、７は現像剤であり、８は現像ローラであり、９は現像剤供給ローラであり、１０は現像剤規制ブレードであり、１１は記録媒体供給装置であり、１２は記録媒体であり、１３は転写ローラであり、１４は定着固定装置である。

像担持体１は、図１又は２に示すような構成の像担持体を用いる。帯電装置５は、像担持体１の帯電体層２の所望の部分に所定の解像度で電位を与えて帯電させることができるものであればよく、上記したような帯電装置を用いることができる。
この帯電装置５は、現像プロセスの上流に位置し、さらに上流には帯電体層２の電位を接地等により放電させる手段や、所定の電位と逆極性に帯電させる手段を設け、静電潜像を安定化させるようにしてもよい。

現像剤容器６内の現像剤７は、負極性を有するトナー、正極性を有するトナー等を用いることができる。例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の熱溶融性樹脂、サリチル酸金属錯体等の帯電制御剤、カーボンブラック、酸化銅、黄鉛、ニッケルチタンイエロー、ベンガラ、リソールレッド等の着色剤及び融点調整成分等を混練り粉砕等、又は内部ないし外部添加して重合した、粒子等の現像剤を用いることができる。

また、現像ローラ８、現像剤供給ローラ９及び現像剤規制ブレード１０は、電子写真方式の画像形成装置に通常用いられる現像ローラ、現像剤供給ローラ及び現像剤規制ブレードを用いることができる。現像ローラ８としては、例えば、金属のシャフト等の外周に、ポリウレタンフォーム、シリコーンゴム、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等を設けた導電性の弾性体等からなる現像ローラを例示できる。さらに、現像ローラ８の表面は、面粗度、電気抵抗あるいは現像剤の帯電性を調整する目的等のため、さらには、現像剤の現像ローラからの離型性を調整する目的等のために塗装してもよい。現像剤供給ローラ９としては、導電性のポリウレタンフォーム等の導電性のスポンジローラ等からなる現像剤供給ローラを例示できる。現像剤規制ブレード１０としては、金属板等の支持部材の一端に断面形状が凸状のポリウレタン、ゴム等の弾性体、ブラシからなるブレードを設けた現像剤規制ブレードを例示できる。
さらに、記録媒体供給装置１１、記録媒体１２、転写ローラ１３及び定着固定装置１４は、電子写真方式の印刷装置に通常用いられる記録媒体供給装置、記録媒体、転写ローラ１３及び定着固定装置を用いることができる。

本発明の画像形成装置及びこの画像形成装置を用いて印刷する場合の方法について、トナーが正帯電の場合を例に取り、以下に具体的に説明する。
像担持体１は、帯電装置５によって、例えば、像担持体１の帯電体層２の現像剤７を移行させない部分の電位をプラス３００Ｖに帯電させ、現像剤６を移行させたい部分を接地し電位をプラス５Ｖに帯電させる。これにより、静電潜像が像担持体１の帯電体層２に形成される。

また、現像剤容器６内に存在する現像剤７をプラス２００Ｖの電源に接続した現像剤供給ローラ９によりプラス２００Ｖの電源に接続した現像ローラ８に塗布して、現像ローラ８に現像剤７を担持させる。このとき、現像ローラ８上の現像剤７は、現像剤供給ローラ９により撹拌・摩擦され正帯電し、現像剤規制ブレード１０の一方端と現像ローラ８の表面との当接部で、現像ローラ８上の現像剤７を規制して薄層上の現像剤層を形成する。その後、現像ローラ８の回転により現像ローラ８上の現像剤７が像担持体１の帯電体層２に接触し、帯電体層２のプラス５Ｖに帯電した部分に現像剤７が移行する。そして、プラス３００Ｖに帯電した部分には現像剤７が移行しないので、これにより像担持体１の帯電体層２に形成された静電潜像が現像され可視化される。

そして、記録媒体供給装置１１により搬送される普通紙等の記録媒体１２が、像担持体１及び転写ローラ１３等によりなる転写部に搬送され、像担持体１の帯電体層２から現像剤７が例えば、マイナス２５０Ｖに帯電した転写ローラ１３に向かって移行することにより、記録媒体１２上に転写される。その後、記録媒体１２は定着固定装置１４に搬送され、現像剤７が記録媒体１２に定着され、印刷が完了する。
上記の方法では、現像ローラ８から像担持体１の帯電体層２の現像剤７を移行させる部分の電位をプラス５Ｖとしたが、現像剤７を移行させる部分を接地してゼロ電位としたり、転写ローラ１３よりはるかに低い−５〜−５０Ｖ程度の負電圧を印加して微弱に負帯電させたりすることもできる。特に、ゼロ電位から微弱に正帯電させた状態が好ましい。
さらに、像担持体１の帯電体層２は、所定の電位となるように電圧を印加するが、電圧印加に先立って、接地等の方法で放電させたり、所定の電位とは逆電極に帯電させたりする等の方法により、静電潜像を安定化させるのも好ましい態様である。

以上、現像剤７が正極性を有するトナーを用いた場合の画像形成装置及びこの画像形成装置を用いて印刷する場合の方法について説明したが、現像剤７が負極性を有するトナーを用いた場合は、像担持体１の帯電体層２はマイナスに帯電させることにより、帯電体層２に形成された静電潜像が反転現像され可視化され、転写ローラ１３をプラスに帯電させることにより、現像剤７を記録媒体１２に転写させることができる。なお、正極性を有するトナーを用いた方が、像担持体１の帯電体層２を帯電させる際のオゾン発生を抑制することができるので好ましい。
このように、本発明の像担持体１によれば、現像剤７の負極性、正極性のいずれによっても、像担持体を変える必要がなく、一つの像担持体によって、負極性及び正極性のいずれの現像剤も用いることができるという利点もある。

さらに、図３には図示していないが、本発明の画像形成装置に、従来の画像形成装置と同様に像担持体１の帯電体層２に付着している転写残りの現像剤７や、紙粉等の記録媒体１２からの移行物質を除去するクリーニング装置を設けることもできる。クリーニング装置を設ける場合は、転写部の下流側、静電潜像形成より上流側に配置する。

〔像担持体を有する画像形成装置を用いたカラー印刷〕
次に、本発明の画像形成装置を用いてカラー印刷をおこなう方法について説明する。
図４及び５は、本発明の画像形成装置を用いてカラー印刷をおこなう場合の構成例を示す模式図であり、図４は、いわゆる中間転写ベルト型のカラー印刷装置であり、図５は、いわゆる記録媒体タンデム型のカラー印刷装置である。

図４において、１５は中間転写ベルトであり、１６は２次転写ローラであり、１７は中間転写ベルトを回転させるための回転ローラである。図５において、１８は記録媒体搬送ベルトであり、１９は記録媒体搬送ベルトを回転させるための回転ローラである。さらに、図４及び５では、図面下方からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にそれぞれの色を有する現像剤を有する画像成形装置２１〜２４が配置されている。これらの画像形成装置２１〜２４の構成については、図３に示すような画像形成装置と同じであるので、ここでは省略する。また、図４及び５において、図３の部品と同じ部品については同じ番号を用いた。

図４の中間転写ベルト型のカラー印刷装置の場合は、まず、イエローの画像成形装置２１から中間転写ベルト１５へイエローの現像剤を転写ローラ（１次転写ローラ）１３で転写し、次いで、マゼンタの画像成形装置２２、シアンの画像成形装置２３、ブラックの画像成形装置２４により、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤を順次転写し、２次転写ローラで各現像剤をさらに記録媒体１２に転写して、定着固定装置１４により定着させ、カラー印刷が完了する。
また、必要に応じて、図示しない弾性ローラやブレードで中間転写ベルト１５をクリーニングしたり、除電したりすることができる。

図５の記録媒体タンデム型のカラー画像形成装置の場合は、まず、イエローの画像成形装置２１から記録媒体搬送ベルト１８により搬送された記録媒体１２へイエローの現像剤を転写ローラ１３で転写し、次いで、マゼンタの画像成形装置２２、シアンの画像成形装置２３、ブラックの画像成形装置２４により、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤を順次転写して、定着固定装置１４により定着させ、カラー印刷が完了する。
また、必要に応じて、図示しない弾性ローラやブレードで記録媒体搬送ベルトをクリーニングしたり、除電したりすることができる。

なお、図４及び５では、図面下方からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順にそれぞれの色を有する現像剤を有する画像成形装置が配置されているが、この順は適宜入れ替えることができる。
このほかにも、電子写真方式の４サイクル方式のカラー印刷も採用することができる。

〔電界カーテン装置を有する画像形成装置〕
本発明の像担持体は、上記したような画像形成装置に限らず、電界カーテン装置を有する画像形成装置等の像担持体として用いることができる。
図６は、本発明の画像形成装置の他の構成例を示す模式図であり、本発明の像担持体を用いた電界カーテン装置を有する画像形成装置の一構成例を示すものである。
１は像担持体であり、５は帯電装置であり、６は現像剤容器であり、７は現像剤であり、３１は電界カーテンパネルであり、３２は電極であり、３３は電界カーテン駆動用のｎ相交流電源である。

像担持体１及び帯電装置５については、上述したので、ここでは説明を省略する。
電界カーテンパネル３１上には、複数の電極３２が形成されており、電界カーテン駆動用のｎ相交流電源３３により、この複数の電極３２に電圧が印加されるようになっている。
また、現像剤容器６は、現像剤７、電界カーテンパネル３１等を収納しており、その一部が開口している開口部を有しており、その開口部で電界カーテンパネル３１上に形成された複数の電極３２の一部が像担持体１に対面している。

さらに、電界カーテンパネル３１及び複数の電極３２の一部が現像剤容器６内の現像剤だまりの中に入り込んでいる。そして、この複数の電極３２に、電界カーテン駆動用のｎ相交流電源３３により位相の異なる三相以上の交流電圧を印加すると、この複数の電極３２に移動電界が生じ、現像剤容器６内の現像剤だまりから現像剤７が次々に電極３２の上方に搬送されるようになっている。
ここで、電界カーテン装置とは、少なくとも、電界カーテンパネル３１、電界カーテンパネル３１上に形成された複数の電極３２及び電界カーテン駆動用のｎ相交流電源３３を含む装置を意味する。

このような画像形成装置では、例えば、現像剤７として負極性を有するトナーを用いた場合、帯電装置５によって、像担持体１の帯電体層２の現像剤７を移行させない部分の電位をマイナスに帯電させ、現像剤６を移行させたい部分をプラスに帯電させる。すると、像担持体１が電極３２の対面電極となり、電極３２上の現像剤７が像担持体１の帯電体層２のプラスに帯電した部分に移行する。そして、マイナスに帯電した部分には現像剤７が移行しないので、これにより像担持体１の帯電体層２に形成された静電潜像が反転現像され可視化されるようになる。
なお、図６では、電界カーテンパネル３１が水平に配置されている場合を示したが、水平に限らず、斜めでも、一部が斜めで一部が水平のものであってもよい。また、図６では、現像剤容器６の底面が水平の場合を示したが、像担持体１に移行されなかった現像剤７を現像剤だまりに回収できるように現像剤容器６の底面を斜めにしてもよい。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）像担持体
直径４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、長さ２２０ｍｍのアルミニウム製の円筒状の導電性基材３の外周表面上にポリカーボネート（三菱化学社製）を塩化メチレンとトリクロロエタンの混合溶媒に溶解した塗料を塗布・乾燥し、厚さ４０μｍの帯電体層２を形成し、図２に示すような、静電潜像を形成するための像担持体１（像担持体１ａ）を製造した。

そして、帯電体層２の材料であるポリカーボネートの体積抵抗を測定するために、直径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの試料を作製し、エーディーシー社製の絶縁抵抗計を用いてＪＩＳＫ６９１１法により測定したところ、その体積抵抗は１０¹⁶Ωｃｍであった。
また、帯電体層２の材料であるポリカーボネートのロックウェルＭ硬度を測定するために、直径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの試料を作製し、松沢精機社製の硬度計を用いてＪＩＳＫ６９１１法により測定したところ、そのロックウェルＭ硬度は８２度であった。

（２）帯電装置
帯電装置５として、櫛形の電極を有するフレキシブル・プリント基板からなる帯電装置を用いた。
（３）現像剤
スチレンアクリル樹脂（６０質量部）、カーボンブラック（３５質量部）、ワックス（４質量部）、樹脂酸変成シアン化合物の帯電制御剤（１質量部）等をミキサーで混練し、粉砕、分級して、粒径６μｍの正の帯電性を有する現像剤７を得た。

（４）現像ローラ
特許第２９９０００５号公報に記載されている方法により、末端にアリル型の第一級水酸基を有するポリブタジエン系のポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）との反応により得られたポリウレタン樹脂を金属シャフトの外周に有する外形が１６ｍｍの現像ローラ８を得た。
（５）現像剤供給ローラ
特許第２８５５３３５号公報に記載されている方法により、ポリウレタンフォームで、無電界メッキを施した直径６ｍｍの硫黄快削鋼軸を被覆し、ポリウレタン系熱溶融フィルム接着剤で接着し、フォーム部の外形が１２ｍｍとなるように切削して現像剤供給ローラを得た。

（６）現像剤規制ブレード
特開２００４−１６３６１５号公報に記載されているようなブレードの長さ方向に突出するリブが設けられている現像剤規制ブレード１０を用いた。
（７）画像形成装置
上記の像担持体１、帯電装置５、現像剤７、現像ローラ８、現像供給ローラ９等を有する図３に示すような画像形成装置を用いた。

（８）印刷条件
図３に示すような画像形成装置を用いて普通紙の記録媒体１２に印刷した。
このとき、記録媒体１２としてはゼロックス社製４４２０普通紙を用い、現像ローラ８と現像供給ローラ９の電位はプラス２００Ｖとし、転写ローラ１３の電位はマイナス２５０Ｖとした。
まず、帯電装置５により、像担持体１ａの帯電体層２の現像剤７を移行させない部分の電位をプラス３００Ｖに帯電させ、現像剤７を移行させたい部分の電位をプラス５Ｖに帯電させた。
次いで、記録媒体供給装置１１から搬送された普通紙の記録媒体１２を転写部に送り、像担持体１ａと転写ローラ１３とにより印刷し、定着固定装置１４により現像剤５を定着した。この印刷物を目視により観察したところ、良好な画像が得られていることを確認した。

実施例２
（１）像担持体
直径４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、長さ２２０ｍｍのポリカーボネート製（三菱化学社製）の円筒状の基材を押出成形法により形成し、それをそのまま図１に示すような、静電潜像を形成するための像担持体１（像担持体１ｂ）とした。
そして、この像担持体１ｂ（帯電体層２）の材料であるポリカーボネートは、実施例１と同じであるので、体積抵抗は１０¹⁶Ωｃｍであり、ロックウェルＭ硬度は８２度である。

（２）画像形成装置及び印刷条件
像担持体１ｂのほか、実施例１と同様の帯電装置５、現像剤７、現像ローラ８、現像剤供給ローラ９及び現像剤規制ブレード１０を用いて、図３に示すような画像形成装置を構成し、この画像形成装置用いて、実施例１と同様の印刷条件で、普通紙の記録媒体１２に印刷し、現像剤５を定着した。この印刷物を目視により観察したところ、実施例１と同様に良好な画像が得られていることを確認した。

実施例３
（１）像担持体
直径４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、長さ２２０ｍｍのポリアセタール（ポリプラスチック社製）の円筒状の基材を射出成形法により形成し、それをそのまま図１に示すような、静電潜像を形成するための像担持体１（像担持体１ｂ）とした。
そして、同材料を直径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板に成形した試料の体積抵抗及びロックウェルＭ硬度を実施例１と同様に測定したところ、体積抵抗は１０¹⁷Ωｃｍであり、ロックウェルＭ硬度は９０度であった。
（２）画像形成装置及び印刷条件
この像担持体１ｂを用いて、実施例２と同様の画像形成装置及び印刷条件で、印刷物を印刷した。この印刷物を目視により観察したところ、実施例１と同様に良好な画像が得られていることを確認した。

比較例１
（１）像担持体
直径４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、長さ２２０ｍｍのフェノール樹脂（日立化成社製）の円筒状の帯電体層２を射出成形法により形成し、それをそのまま図１に示すような、静電潜像を形成するための像担持体１（像担持体１ｂ）とした。
そして、帯電体層２の材料であるフェノール樹脂の体積抵抗及びロックウェルＭ硬度を実施例３と同様に測定したところ、体積抵抗は１０¹³Ωｃｍであり、ロックウェルＭ硬度は９５度であった。
（２）画像形成装置及び印刷条件
この像担持体１ｂを用いて、実施例２と同様の画像形成装置及び印刷条件で、印刷物を印刷した。この印刷物を目視により観察したところ、実施例１より画像の解像度が劣っており、高精彩な画像の輪郭がぼやけていた。

比較例２
（１）像担持体
比較例１と同様にして、ポリプロピレン樹脂（三井化学社製）の円筒状の基材を射出成形法により形成し、それをそのまま図１に示すような、静電潜像を形成するための像担持体１（像担持体１ｂ）とした。
そして、帯電体層２の材料であるフェノール樹脂の体積抵抗及びロックウェルＭ硬度を実施例３と同様に測定したところ、体積抵抗は１０¹⁶Ωｃｍであり、ロックウェルＭ硬度は６５度であった。
（２）画像形成装置及び印刷条件
この像担持体１ｂを用いて、実施例２と同様の画像形成装置及び印刷条件で、印刷物を印刷した。この印刷物を目視により観察したところ、当初は良好な画像が得られたが、印刷枚数の増加にともない、白い筋が発生するようになり、像担持体表面を観察したところ、周方向に傷が発生していた。

以上、実施例及び比較例の結果から、本発明の像担持体を用いれば、像担持体、帯電装置、現像ローラ、現像剤供給ローラ、現像剤規制ブレード等の部品により画像形成装置を構成することができ、精密で高価な感光体及びレーザ発振走査装置等、さらに重量のある帯電器とその電源を用いなくても良好な印刷ができ、画像形成装置に用いられる部品の数を減らし、画像形成装置の価格及び重量を低減することができ、画像成形プロセスを簡易化することができることを確認した。

本発明の帯電体層を有する像担持体及びその像担持体を用いた画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などのオンデマンド印刷装置に好適に用いることができる。

１像担持体
２帯電体層
３基材

Claims

画像形成装置に用いられる像担持体であって、当該像担持体の全体をなす帯電体層が、体積抵抗が１０¹⁵Ωｃｍ以上、かつロックウェルＭ硬度が７０度以上の樹脂で構成されている像担持体。
像担持体が円筒である請求項１に記載の像担持体。
請求項１又は２に記載の像担持体、当該像担持体の帯電体層に静電潜像を形成するための帯電装置、現像剤を当該像担持体の表面に移行させるための現像ローラ、当該現像ローラに現像剤を付着させるための現像剤供給ローラ及び当該現像ローラ上の現像剤を規制するための現像剤規制ブレードを有する画像形成装置。
請求項１又は２に記載の像担持体、当該像担持体の帯電体層に静電潜像を形成するための帯電装置及び現像剤を当該帯電体層に移行させるための電界カーテン装置を有する画像形成装置。