JP7375529B2 - Charging device, image forming unit, and image forming device - Google Patents
Charging device, image forming unit, and image forming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7375529B2 JP7375529B2 JP2019233417A JP2019233417A JP7375529B2 JP 7375529 B2 JP7375529 B2 JP 7375529B2 JP 2019233417 A JP2019233417 A JP 2019233417A JP 2019233417 A JP2019233417 A JP 2019233417A JP 7375529 B2 JP7375529 B2 JP 7375529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image forming
- charging
- photosensitive drum
- roller
- toner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 63
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 34
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 19
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 11
- -1 oxytitanium Chemical compound 0.000 description 11
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 4
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 4
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 4
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=CC=C1CN=C=O FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXHZWRZAWJVPIC-UHFFFAOYSA-N 1,2-diisocyanatonaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=C(N=C=O)C(N=C=O)=CC=C21 ZXHZWRZAWJVPIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 2
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- KIQKWYUGPPFMBV-UHFFFAOYSA-N diisocyanatomethane Chemical compound O=C=NCN=C=O KIQKWYUGPPFMBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N Oxazole Chemical compound C1=COC=N1 ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001448 anilines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- QUYWYNLWBNODFK-UHFFFAOYSA-I copper indium(3+) pentachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cu++].[In+3] QUYWYNLWBNODFK-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- NYGZLYXAPMMJTE-UHFFFAOYSA-M metanil yellow Chemical group [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC(N=NC=2C=CC(NC=3C=CC=CC=3)=CC=2)=C1 NYGZLYXAPMMJTE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- WCPAKWJPBJAGKN-UHFFFAOYSA-N oxadiazole Chemical compound C1=CON=N1 WCPAKWJPBJAGKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N pyrazoline Chemical compound C1CN=NC1 DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical class C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- VLLMWSRANPNYQX-UHFFFAOYSA-N thiadiazole Chemical compound C1=CSN=N1.C1=CSN=N1 VLLMWSRANPNYQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Description
本発明は、帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものであり、例えば、帯電装置を備えた画像形成ユニットを有する電子写真方式を用いた画像形成装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a charging device, an image forming unit, and an image forming apparatus, and is suitable for application to, for example, an image forming apparatus using an electrophotographic method and having an image forming unit equipped with a charging device.
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、均一に帯電された感光ドラムの表面を露光装置で露光することにより感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像することにより感光ドラムの表面にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写するようになっている。 In image forming devices that use electrophotography, such as printers, copiers, facsimile machines, and multifunction devices, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum by exposing the uniformly charged surface of the photosensitive drum to light using an exposure device. By developing this electrostatic latent image with toner, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum, and this toner image is transferred to a recording medium.
この種の画像形成装置では、感光ドラムの表面を均一に帯電する為の帯電部材として、帯電ローラが感光ドラムの表面に接触することで感光ドラムの表面を帯電させる接触帯電方式のものが多く用いられている(例えば特許文献1参照)。 In this type of image forming apparatus, a contact charging type is often used as a charging member to uniformly charge the surface of the photosensitive drum, in which a charging roller contacts the surface of the photosensitive drum to charge the surface of the photosensitive drum. (For example, see Patent Document 1).
しかしながら、接触帯電方式では、帯電ローラの表面の粗さなどにより帯電ローラの軸方向に帯電電位のムラが発生し易く、このことが、感光ドラムの表面に帯電電位のムラが発生し易くなる要因となっていた。つまり、従来の技術では、感光ドラムの表面に帯電電位のムラが発生し易く、この為、用紙の非印字部(白地となるべき部分)にトナーがのる所謂カブリが発生し易いという問題を有していた。 However, in the contact charging method, unevenness in the charging potential tends to occur in the axial direction of the charging roller due to the roughness of the surface of the charging roller, and this is a factor that tends to cause unevenness in the charging potential on the surface of the photosensitive drum. It became. In other words, with the conventional technology, uneven charging potential tends to occur on the surface of the photosensitive drum, and as a result, so-called fog, in which toner is deposited on the non-printing area of the paper (the area that should be a white background), tends to occur. had.
本発明は以上の点を考慮したものであり、カブリを抑制し得る帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to propose a charging device, an image forming unit, and an image forming apparatus that can suppress fog.
本発明は、静電潜像を表面に担持する像担持体の前記表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる帯電部材を備え、前記帯電部材の表面における、尖り度Sku(ISO 25178で規定)が2.30以上、5.02以下であり、且つ、前記帯電部材の表面と前記像担持体の表面との接触部分における前記帯電部材の軸方向の長さを評価長さL、当該評価長さLから切り出した一定の長さを基準長さlとして、前記帯電部材の表面における、当該基準長さl内での、前記帯電部材の軸方向の凹凸の平均間隔Sm(JIS B 0601-1994で規定)が0.17mm以上、基準長さl以下であるとした。 The present invention includes a charging member that charges the surface of an image carrier carrying an electrostatic latent image on its surface while rotating in contact with the surface of the image carrier. regulation) is 2.30 or more and 5.02 or less, and the length in the axial direction of the charging member at the contact portion between the surface of the charging member and the surface of the image carrier is the evaluation length L, and the Assuming that a certain length cut out from the evaluation length L is a reference length l, the average interval Sm of unevenness in the axial direction of the charging member on the surface of the charging member within the reference length l (JIS B 0601 -1994) is 0.17 mm or more and the reference length l or less.
こうすることで、帯電部材の表面と像担持体の表面との距離のバラツキが小さくなり、像担持体の表面に帯電電位のムラが発生し難くなる。 By doing so, variations in the distance between the surface of the charging member and the surface of the image carrier are reduced, and unevenness in charging potential is less likely to occur on the surface of the image carrier.
本発明は、カブリを抑制し得る帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を実現できる。 The present invention can realize a charging device, an image forming unit, and an image forming apparatus that can suppress fog.
以下、発明を実施するための形態(以下、これを実施の形態と呼ぶ)について、図面を用いて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail using the drawings.
[1.画像形成装置の印刷機構]
図1に、画像形成装置1の印刷機構を示す。尚、図1は、画像形成装置1の印刷機構を示す側断面図となっている。図1に示す画像形成装置1は、用紙やフィルムなどの媒体Pに対し、電子写真方式を用いてカラー画像を形成するプリンタである。尚、ここでは、図中右側を画像形成装置1の前側、図中左側を後側として、画像形成装置1の前側から後側への方向を後方向、後側から前側への方向を前方向、画像形成装置1の下側から上側への方向を上方向、上側から下側への方向を下方向、画像形成装置1の図中手前側から奥側への方向を右方向、図中奥側から手前側への方向を左方向とする。
[1. Printing mechanism of image forming device]
FIG. 1 shows a printing mechanism of an
この画像形成装置1は、内部に、媒体Pの通り道となる搬送路Rが設けられ、さらにこの搬送路Rに沿って、媒体供給部2と、搬送部3と、画像形成部4と、転写部5と、定着部6とが設けられている。
This
媒体供給部2は、図中矢印Ar1で示す媒体Pの搬送方向(以下、これを媒体搬送方向と呼ぶ)の最上流に位置していて、カセット(給紙トレイ)21と、ホッピングローラ(給紙ローラ)22とを有している。カセット21は、媒体Pを積層した状態で収納する部材であり、例えば、画像形成装置1の下部に着脱自在に装着されている。ホッピングローラ22は、カセット21に収納されている媒体Pを1番上から順に1枚ずつ分離して搬送路Rへと繰り出す部材である。
The
搬送部3は、媒体供給部2よりも媒体搬送方向下流に位置していて、搬送路Rを挟んで対向配置された2つの搬送ローラで構成される搬送ローラ対31(31A、31B)を有している。具体的には、搬送部3は、媒体搬送方向の上流側(つまり媒体供給部2に近い側)に位置する搬送ローラ対31Aと、媒体搬送方向の下流側(つまり媒体供給部2から遠い側)に位置する搬送ローラ対31Bとを有している。搬送ローラ対31(31A、31B)は、媒体供給部2によって搬送路Rへと繰り出された媒体Pを、2つの搬送ローラの間に挟持して搬送するとともに、媒体Pの斜行を修正する部材である。
The
画像形成部4と転写部5は、搬送部3よりも媒体搬送方向下流に位置していて、搬送路Rを挟んで上側に画像形成部4、下側に転写部5となる位置関係で対向配置されている。尚、画像形成部4及び転写部5は、本発明による画像形成ユニットの具体例である。
The
画像形成部4は、複数の現像部41(41K、41C、41M、41Y)を有している。具体的には、画像形成部4は、媒体搬送方向の上流側から順に並べられた、4つの現像部41K、41C、41M、41Yを有している。
The
現像部41K、41C、41M、41Yは、それぞれ異なる色のトナー(現像剤)を用いて、媒体P上にトナー像(現像剤像)を形成する装置である。具体的には、現像部41Kはブラックトナーを用いて黒色のトナー像を、現像部41Cはシアントナーを用いてシアン色のトナー像を、現像部41Yはイエロートナーを用いて黄色のトナー像を、現像部41Mはマゼンタトナーを用いてマゼンタ色のトナー像をそれぞれ媒体P上に形成する。
The developing
現像部41K、41C、41M、41Yは、用いるトナーが異なる点を除いて同一構成であり、それぞれ、感光ドラム42と、帯電部43と、露光装置44と、現像ローラ45と、トナー供給部46と、クリーニングブレード47とを有している。現像部41K、41C、41M、41Yは、それぞれ帯電部43によって均一に帯電させた感光ドラム42の表面に露光装置44からの光を照射して露光することで、感光ドラム42の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナー供給部46から供給されるトナーを現像ローラ45を介して付着させることで、感光ドラム42の表面にトナー像を形成する。このようにして感光ドラム42の表面に形成されたトナー像は、後述する転写部5によって媒体Pに転写される。また現像部41K、41C、41M、41Yは、それぞれ媒体Pに転写されずに感光ドラム42の表面に残ったトナーをクリーニングブレード47によって掻き取ることで除去する。尚、現像部41K、41C、41M、41Yの構成の詳細については後述する。
The developing
一方、転写部5は、搬送ベルト51と、駆動ローラ52と、従動ローラ53と、転写ローラ54と、クリーニングブレード55とを有している。搬送ベルト51は、画像形成部4の下方に設けられた環状の部材であり、転写部5の媒体搬送方向上流側(前側)に位置する駆動ローラ52と、転写部5の媒体搬送方向下流側(後側)に位置する従動ローラ53とによって張架されている。搬送ベルト51は、搬送路Rに沿って画像形成部4の媒体搬送方向上流側から下流側へと延びる上側の直線部分51Uと、上側の直線部分51Uと並行な下側の直線部分51Lとを有している。この搬送ベルト51は、駆動ローラ52によって上側の直線部分51Uが図中矢印Ar1で示す媒体搬送方向と同一方向に移動するように走行することで、搬送部3によって搬送されてきた媒体Pを、現像部41K、41C、41M、41Yの下側を順に通過するように搬送する。
On the other hand, the transfer section 5 includes a
駆動ローラ52は、図中省略した駆動モータの動力によって回転することで、搬送ベルト51を走行させるローラである。従動ローラ53は、搬送ベルト51の走行にともなって回転するローラである。
The
転写ローラ54は、現像部41K、41C、41M、41Yの感光ドラム42ごとに1つずつの計4個設けられている。各転写ローラ54は、搬送ベルト51の上側の直線部分51Uを間に挟んで、各感光ドラム42の下方に対向配置されている。各転写ローラ54は、搬送ベルト51によって搬送されてくる媒体Pが、各転写ローラ54と各感光ドラム42との間を通過する際に、媒体Pをトナーとは逆極性に帯電させることで、各感光ドラム42に形成されたトナー像を媒体Pに転写させる部材である。クリーニングブレード55は、搬送ベルト51の下側の直線部分51L上に付着したトナーを掻き取ることで除去する部材である。
A total of four
定着部6は、画像形成部4及び転写部5よりも媒体搬送方向下流に位置している。この定着部6は、転写部5によって媒体Pに転写されたトナー像を加熱及び加圧することで、媒体Pに定着させる為の装置である。この定着部6は、搬送路Rを挟んで上側に配置された加熱ローラ61と、下側に配置された加圧ローラ62とを有している。加熱ローラ61は、内部にヒータを有していて、加熱ローラ61と加圧ローラ62との間を媒体Pが通過する際に、媒体Pに転写されたトナー像を加熱する部材である。加圧ローラ62は、加熱ローラ61側に付勢されるようになっていて、加熱ローラ61と加圧ローラ62との間を媒体Pが通過する際に、媒体Pに転写されたトナー像を加圧する部材である。画像形成装置1の印刷機構は、以上のようになっている。
The fixing
尚、画像形成装置1の前側に図示しない手差しトレイを取り付け、この手差しトレイにセットされた媒体Pが、手差しトレイから画像形成装置1の内部へと(具体的には搬送部3の搬送ローラ対31Bへと)送り出されるようにしてもよい。こうすることで、画像形成装置1では、手差しトレイにセットされた媒体Pを用いて印刷できるようになる。
Note that a manual feed tray (not shown) is attached to the front side of the
ここで、画像形成装置1によるカラー印刷時の印刷動作について簡単に説明する。画像形成装置1は、媒体供給部2のカセット21に収納されている媒体Pをホッピングローラ22により1枚ずつ搬送路Rへと繰り出す。搬送路Rへと繰り出された媒体Pは、搬送部3により転写部5へと搬送され、転写部5の搬送ベルト51により画像形成部4の現像部41K、41C、41M、41Yを順に通過するように搬送される。ここで、現像部41K、41C、41M、41Yは、それぞれの感光ドラム42上に各色のトナー像を形成する。このようにして各感光ドラム42上に形成された各色のトナー像は、転写部5の各転写ローラ54により媒体P上に転写され、これにより媒体P上にカラーのトナー像が形成される。
Here, the printing operation during color printing by the
カラーのトナー像が形成された媒体Pは、搬送ベルト51により定着部6へと搬送される。定着部6は、カラーのトナー像を媒体Pに定着させる。これにより、媒体P上にカラー画像が印刷されたことになる。その後、この媒体Pは、画像形成装置1の外部に設けられた図示しないスタッカ上に排出される。画像形成装置1のカラー印刷時の動作は、以上のようになっている。
The medium P on which the color toner image is formed is conveyed to the
[2.現像部の構成]
次に、現像部41K、41C、41M、41Yの構成の詳細について説明する。尚、上述したように、現像部41K、41C、41M、41Yは、用いるトナーが異なる点を除いて同一構成である為、ここでは、現像部41Kの構成の詳細についてのみ説明する。
[2. Configuration of developing section]
Next, details of the configuration of the developing
図1に示すように、現像部41Kは、感光ドラム42と、帯電部43と、露光装置44と、現像ローラ45と、トナー供給部46と、クリーニングブレード47とを有している。
As shown in FIG. 1, the developing
感光ドラム42は、表面に静電潜像を担持する部材であり、所定の周速度で回転するようになっている。尚、感光ドラム42は、本発明による像担持体の具体例である。この感光ドラム42は、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム42は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼からなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層と電荷輸送層とを順に積層した構造を有している。
The
電荷発生層は、電荷発生物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷発生物質としては各種有機顔料及び有機染料が使用できる。なかでも無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウムなどの金属もしくはその酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類、またはモノアゾ、ヒスアゾ、トリスアゾもしくはポリアゾ類などのアゾ顔料などが好ましい。電荷発生層は、これらの電荷発生物質の微粒子を、例えばポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステルまたはセルロースエーテルなどの各種バインダー樹脂で結着させた分散層として使用される。 The charge generation layer mainly contains a charge generation substance and a binder resin. Various organic pigments and organic dyes can be used as the charge generating substance. Among them, metal-free phthalocyanines, copper indium chloride, gallium chloride, tin, oxytitanium, zinc, vanadium and other metals or their oxides, chloride-coordinated phthalocyanines, or azos such as monoazo, hisazo, trisazo or polyazo. Pigments and the like are preferred. The charge generating layer is made of fine particles of these charge generating substances, such as polyester resin, polyvinyl acetate, polyacrylic ester, polymethacrylic ester, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetoacetal, polyvinyl propional, polyvinyl butyral, phenoxy resin, epoxy resin, etc. It is used as a dispersion layer bound with various binder resins such as resin, urethane resin, cellulose ester, or cellulose ether.
電荷輸送層は、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷輸送物質としては、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾールなどの複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、またはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側鎖に有する重合体などの電子供与性物質が使用される。また電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂またはこれらの重合体もしくは部分的架橋硬化物などが挙げられ、特にポリカーボネートが好ましい。また必要に応じてバインダー樹脂に酸化防止剤や増感剤などの各種添加物が含まれていてもよい。 The charge transport layer mainly contains a charge transport substance and a binder resin. Examples of the charge transport substance include heterocyclic compounds such as carbazole, indole, imidazole, oxazole, pyrazole, oxadiazole, pyrazoline, and thiadiazole, aniline derivatives, hydrazone compounds, aromatic amine derivatives, stilbene derivatives, or compounds thereof. Electron-donating substances such as polymers having groups in their main chains or side chains are used. Binder resins in the charge transport layer include polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, vinyl polymers such as polyvinyl chloride, polyester, polyester carbonate, polysulfone, polyimide, phenoxy, epoxy, silicone resins, or polymers or partial polymers thereof. Examples include crosslinked cured products, and polycarbonate is particularly preferred. Furthermore, the binder resin may contain various additives such as an antioxidant and a sensitizer, if necessary.
帯電部43は、感光ドラム42の表面を帯電させる装置であり、図2に拡大図を示すように、感光ドラム42の表面に接するように配置された帯電ローラ43Aと、帯電ローラ43Aの表面に摺設するように配置されたクリーニングローラ43Bとを有している。尚、帯電部43は、本発明による帯電装置の具体例であり、帯電ローラ43Aは、本発明による帯電部材の具体例である。
The charging
帯電ローラ43Aは、帯電ローラ用電源43Vにより電圧が印可されることにより、感光ドラム42の表面を帯電させるローラであり、感光ドラム42の表面と接触して、感光ドラム42に従動するようにして回転する。尚、帯電ローラ43Aは、感光ドラム42と平行に配置されている為、帯電ローラ43Aの軸方向と、感光ドラム42の軸方向は、同一方向とみなすことができる。この帯電ローラ43Aは、導電性を有する材料からなる芯金43A1と、芯金43A1の外周面に形成された導電性を有する弾性層43A2とを有している。芯金43A1には、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたSUMや、SUSなどの金属製の軸体を用いることが多い。弾性層43A2には、感光ドラム42との適正な放電を得る為、感光ドラム42とニップできるように、ゴムや熱可塑性エラストマー、樹脂などを用いることが多い。また弾性層43A2は、単層に限らず、必要に応じて2層以上の多層構造を有していてもよい。
The charging
帯電ローラ43Aの弾性層43A2を構成する材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO、GECO)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル-ブタジエンゴム(H-NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどのうちの一種もしくは二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を用いることができる。なかでも特に、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を主成分としたゴムや、エピクロルヒドリンゴム(ECO)とアクリロニトリルーブタジエンゴム(NBR)とを混合したものを主成分としたゴムが弾性層43A2として用いられることが多い。ちなみに、本実施の形態では、弾性層43A2として、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を主成分としたゴムを用いた。
Examples of the material constituting the elastic layer 43A2 of the charging
この弾性層43A2の導電特性については、一般に抵抗(電気抵抗)が大きすぎると、感光ドラム42の表面の帯電ムラや帯電不良による画像不良が発生し、抵抗(電気抵抗)が小さすぎると、感光ドラム42の表面の傷などによってリークが発生してしまい画像不良となる。したがって、弾性層43A2の導電特性には、適正な抵抗領域が存在する。適正な抵抗領域を得る為に、弾性層43A2には、イオン導電性の材料や、イオン導電剤、カーボンブラックや金属製酸化物などを用いて所定の導電性を与えるようになっている。尚、弾性層43A2は、電子導電性またはイオン導電性のものを用いることができるが、部分的な抵抗ムラが感光ドラム42の帯電ムラに影響し易いこともあり、抵抗ムラを抑制する為に、イオン導電性のものが用いられることが多い。
Regarding the conductive properties of the elastic layer 43A2, in general, if the resistance (electrical resistance) is too large, image defects will occur due to charging unevenness or poor charging on the surface of the
具体的には、この弾性層43A2には、体積抵抗値が106~109Ωとなる抵抗層が望ましい。尚、帯電ローラ43Aの抵抗値(つまり弾性層43A2の体積抵抗値)は、イオン導電性の場合は、温度や湿度、測定電圧により異なる値を示すが、ここでは温度20℃湿度50%RHの環境下で測定した。
Specifically, this elastic layer 43A2 is preferably a resistance layer having a volume resistivity of 10 6 to 10 9 Ω. Note that the resistance value of the charging
またこの弾性層43A2は、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との間に微小のギャップ(隙間)を形成して、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域を確保する必要がある。この為、弾性層43A2については、感光ドラム42の表面との間に適正なニップが得られるように、硬さが調整されている。弾性層43A2の硬さについては、例えば、高分子計器(株)製のマイクロゴム硬度計(MD-1capaタイプA)などを用いてピーク測定を行う。具体的には、試料台上に帯電ローラ43Aを載せて押針を当て、マイクロゴム硬度計に表示される測定値を整数値で読み取る。このとき、読み取った測定値(つまり弾性層43A2の硬度)が35度から80度の範囲であることが好ましい。また一方で、弾性層43A2の硬さの範囲については、帯電ローラ43Aや感光ドラム42の円筒振れや形状のバラツキを吸収する目的も含んでいる為、感光ドラム42に対する適正なニップが得られれば、この範囲(つまり35度から80度)にこだわる必要はない。ちなみに、本実施の形態では、弾性層43A2の実測値は45度から57度の範囲に入っている。
Further, this elastic layer 43A2 needs to form a minute gap between the surface of the charging
さらにこの弾性層43A2の表面(つまり感光ドラム42の表面と対向する面の形状)には、切削、研磨工程、または型成型により所定の研磨目及び表面粗さが形成される。さらにこの弾性層43A2の表面に、表面処理やコーティングを行うこともできる。 Further, predetermined polishing marks and surface roughness are formed on the surface of the elastic layer 43A2 (that is, the shape of the surface facing the surface of the photosensitive drum 42) by cutting, polishing, or molding. Furthermore, the surface of this elastic layer 43A2 can be subjected to surface treatment or coating.
具体的には、弾性層43A2の表面に、例えば、紫外線照射や電子線照射などの表面処理を行うようにしてもよい。またコーティングについては、ディッピング、スプレー、コーターなどで塗布する方法がある。塗布する材料(つまりコーティング剤)としては、例えば、イソシアネート化合物やポリオールなどがある。ここでいうイソシアネート化合物やポリオールとしては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、メチレンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、そしてイソホロンジイソシアネート(IPDI)、さらにポリエステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールやシリコーン系ジオール、アクリルフッ素系ポリマー、アクリルシリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー及びこれらの多重体、変性体などが挙げられる。尚、コーティング剤には、必要に応じて、カーボンブラックやイオン導電剤などの導電剤を添加する。またコーティング剤に、粒子を混合させることもできる。混合する粒子としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂などを一種もしくは二種以上併用したものが挙げられる。 Specifically, the surface of the elastic layer 43A2 may be subjected to surface treatment such as ultraviolet irradiation or electron beam irradiation. Regarding coating, there are methods such as dipping, spraying, and coating. Examples of the material to be applied (ie, coating agent) include isocyanate compounds and polyols. The isocyanate compounds and polyols mentioned here include, for example, toluene diisocyanate (TDI), methylene diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate (XDI), naphthalene diisocyanate (NDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and isophorone diisocyanate (IPDI). Further examples include polyester polyols, polycarbonate polyols, silicone diols, acrylic fluoropolymers, acrylic silicone polymers, fluoropolymers, and multiples and modified products thereof. Incidentally, a conductive agent such as carbon black or an ion conductive agent is added to the coating agent, if necessary. Particles can also be mixed into the coating agent. Examples of the particles to be mixed include one or a combination of two or more of acrylic resin, urethane resin, fluororesin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyester resin, isocyanate resin, and the like.
クリーニングローラ43Bは、帯電ローラ43Aの表面に付着した異物を除去するローラであり、帯電ローラ43Aの表面に加圧接触し、帯電ローラ43Aに従動するようにして回転する。このクリーニングローラ43Bは、芯体43B1と、芯体43B1の外周面に形成された弾性層43B2とを有している。芯体43B1には、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたSUMや、SUSなどの金属製の軸体、ポリアセタール(POM)などの樹脂を用いることができる。弾性層43B2については、単層でも2層以上の積層構造でも構わない。また弾性層43B2は、発泡体を含んで構成されていてもよいし、ソリッド層と発泡層との2層で構成されていてもよい。さらに弾性層43B2は、芯体43B1の表面の全体(軸方向の両端部は除く)を覆うようになっていてもよいし、芯体43B1の表面上に螺旋状に配置されるようになっていてもよい。要は、弾性層43B2が、帯電ローラ43Aの表面をクリーニングする構成となっていればよい。
The cleaning
この弾性層43B2を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、またはポリプロピレンなどの発泡性の樹脂、またはシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル-ブタジエンゴム(H-NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)などのうちの一種または二種以上を混合したものを用いることができる。尚、これらの材料に、必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤、加硫促進剤などの助剤を加えてもよい。 The material constituting the elastic layer 43B2 includes, for example, foamable resin such as polyurethane, polyethylene, polyamide, or polypropylene, silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber (EPM, EPDM), acrylonitrile-butadiene, etc. One or two types of rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), etc. A mixture of the above can be used. In addition, auxiliary agents such as a foaming aid, a foam stabilizer, a catalyst, a curing agent, a plasticizer, and a vulcanization accelerator may be added to these materials as necessary.
尚、弾性層43B2を構成する材料として好ましいのは、帯電ローラ43Aの表面の異物除去のし易さなどの観点から、気泡を有する材料(所謂発泡体)である。特に、擦れによって帯電ローラ43Aの表面に傷を付けない為に、また長期にわたり千切れや破損などが生じないようにする為に、引き裂き、引っ張りなどに強いポリウレタンの発泡体を、弾性層43B2として用いることが好ましい。より具体的には、密度(JIS K7222で規定)が20~80kg/m3、硬さ(JIS K6400-2、D法で規定)が100~410N、引張強度(JIS K6400-5で規定)が60~300kPa、伸び(JIS K6400-5で規定)が100~220%でなるポリウレタンの発泡体が好ましい。帯電部43の構成は、以上のようになっている。
Note that from the viewpoint of ease of removing foreign matter from the surface of the charging
図1に戻り、露光装置44は、感光ドラム42の表面に光(照射光)を照射して露光することにより、感光ドラム42の表面(表層部分)に静電潜像を形成する装置である。この露光装置44は、例えば、画像形成装置1の筐体(図示せず)に支持されている。露光装置44は、例えば、照射光を発する複数の光源と、この照射光を感光ドラム42の表面に結像させるレンズアレイとを有している。尚、露光装置44の光源としては、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザ素子などが用いられる。
Returning to FIG. 1, the
現像ローラ45は、感光ドラム42の表面に形成された静電潜像を現像する為のトナーを表面に担持する部材であり、感光ドラム42の表面に接するように配置され、例えば、所定の周速度で感光ドラム42とは逆方向に回転するようになっている。この現像ローラ45は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。この現像ローラ45には、図示しない供給ローラなどによってトナー供給部46内に収容されているトナーが供給されるようになっている。
The developing
トナー供給部46は、トナーが収容されている容器を有している。つまり現像部41Kのトナー供給部46にはブラックのトナーが収容されている。同様に、現像部41Cのトナー供給部46にはシアンのトナーが収容され、現像部41Mのトナー供給部46にはマゼンタのトナーが収容され、現像部41Yのトナー供給部46にはイエローのトナーが収容されている。
The
尚、各色のトナーは、それぞれ所定の着色剤、離型剤、帯電制御剤及び処理剤などを含んだ構成であり、これらの各成分が適宜混合され、あるいは表面処理されることによって製造される。これらの各成分のうち、着色剤、離型剤及び帯電制御剤については、それぞれ内部添加剤として機能する。またトナーは、内部添加材にくわえて、例えばシリカや酸化チタンなどの外部添加剤と、例えばポリエステル樹脂などの結着樹脂とを含んでいる。 The toners of each color each contain a predetermined coloring agent, release agent, charge control agent, treatment agent, etc., and are manufactured by appropriately mixing these components or subjecting them to surface treatment. . Among these components, the colorant, mold release agent, and charge control agent each function as internal additives. In addition to the internal additives, the toner also contains external additives such as silica and titanium oxide, and a binder resin such as polyester resin.
クリーニングブレード47は、媒体Pに転写されずに感光ドラム42の表面に残留したトナーを掻き取ることで除去する部材であり、その一端が感光ドラム42の表面に当接するように配置されている。このクリーニングブレード47は、例えば、可撓性のゴム材またはプラスチック材などで構成されている。現像部41Kの構成は、以上のようになっている。現像部41C、41M、41Yの構成についても、トナー供給部46に収納されているトナーが異なる点を除いて、現像部41Kと同一構成となっている。
The
[3.画像形成装置の制御機構]
次に、図3を用いて、画像形成装置1の制御機構について説明する。尚、図3は、画像形成装置1の制御機構と、その制御対象とを示すブロック図となっている。図3に示すように、画像形成装置1は、制御機構として、例えば、制御部70と、受信メモリ71と、画像データ編集メモリ72と、操作部73と、センサ群74と、電源回路80とを有している。
[3. Control mechanism of image forming device]
Next, the control mechanism of the
制御部70は、インターフェイス(以下、I/F)制御部75と、主制御部76と、露光装置制御部44Sと、定着制御部6Sと、搬送モータ制御部3Sと、駆動制御部4Sとを有している。
The
I/F制御部75は、パーソナルコンピュータなどの図示しない外部装置から送られてくる印刷データや制御コマンドを受信したり、画像形成装置1の装置状態を示す情報を外部装置に送信したりする。主制御部76は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM及び入出力ポートなどにより構成され、例えば、あらかじめ定められたプログラムを実行することにより、画像形成装置1の動作を制御する。具体的には、主制御部76は、I/F制御部75で受信した印刷データや制御コマンドをI/F制御部75から受け取り、露光装置制御部44S、定着制御部6S、搬送モータ制御部3S及び駆動制御部4Sの制御を統括して印刷動作を行う。
The I/
受信メモリ71は、I/F制御部75で受信した印刷データを一時的に格納する。画像データ編集メモリ72は、受信メモリ71に格納された印刷データを編集して得られる画像データを格納する。操作部73は、例えば画像形成装置1の装置状態を表示する為の表示部(LEDランプなど)や、使用者が指示を画像形成装置1に与える為の入力部(ボタンやタッチパネルなど)を有する。センサ群74は、画像形成装置1の動作状態を監視する各種センサを有する。具体的には、センサ群74には、媒体Pの位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ及びトナー残量検知センサなどが含まれる。
The
露光装置制御部44Sは、画像データ編集メモリ72に格納されている画像データを露光装置44へ送るとともに、露光装置44の駆動制御を行う。定着制御部6Sは、媒体Pに転写されたトナー像を媒体Pに定着させる際に、定着部6に印可される電圧を制御する。搬送モータ制御部3Sは、搬送部3(搬送ローラ対31A、31B)が媒体Pを搬送する際に、搬送部3の動作制御を行う。駆動制御部4Sは、感光ドラム42を駆動する為の駆動モータ48の動作制御を行う。
The exposure
電源回路80は、帯電ローラ用電源43Vと、現像ローラ用電源45Vと、トナー供給部用電源46Vと、転写ローラ用電源54Vとを有する。これら帯電ローラ用電源43V、現像ローラ用電源45V、トナー供給部用電源46V及び転写ローラ用電源54Vは、それぞれ主制御部76の指示に基づく電圧を、帯電ローラ43A、現像ローラ45、トナー供給部46及び転写ローラ54へ印加する。
The
帯電ローラ用電源43Vにより帯電ローラ43Aへ電圧が印加されることにより、感光ドラム42の表面が帯電する。また現像ローラ用電源45Vにより現像ローラ45へ電圧が印加されることにより、現像ローラ45が担持するトナーが、感光ドラム42の表面に形成された静電潜像に付着して現像される。さらにトナー供給部用電源46Vによりトナー供給部46の例えば図示しない供給ローラへ電圧が印加されることにより、トナー供給部46から供給ローラを介して現像ローラ45にトナーが供給される。さらに転写ローラ用電源54Vにより転写ローラ54へ電圧が印加されることにより、感光ドラム42の表面に形成されたトナー像を媒体Pに転写することができる。画像形成装置1の制御機構は、以上のようになっている。尚、画像形成装置1が、図3に示した制御機構以外の制御機構をさらに有していても構わない。
The surface of the
[4.帯電ローラの表面粗さ]
次に、帯電ローラ43Aの表面粗さについて説明する。本実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面粗さに関するパラメータである尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smとに着目して、これらの値を変えることで、カブリの発生がどのように変化するのかを検証した。
[4. Charging roller surface roughness]
Next, the surface roughness of the charging
検証では、以下に試料1~11として示す11種類の帯電ローラ43Aを作成し、これらをそれぞれ画像形成装置1に実装して印刷を行うことで、媒体P上のカブリを評価した。試料1~11の帯電ローラ43Aは、それぞれ弾性層43A2の表面粗さが異なるように作成されている。試料1~5は、粒子で弾性層43A2の表面粗さを形成し、表面を研磨していない非研磨品であり、試料6、7は、弾性層43A2に粒子が含まれてなく、表面を研磨していない非研磨品であり、試料8~10は、弾性層43A2に粒子が含まれてなく、表面を研磨した研磨品であり、試料11は、試料1~5と同様、粒子で弾性層43A2の表面粗さを形成し、表面を研磨していない非研磨品である。
In the verification, 11 types of charging
ここで、試料1~5、11については、弾性層43A2に含まれる粒子の平均粒径をφ20μmとし、粒子の含有量を調整することで、表面粗さを調整した。弾性層43A2に含まれる粒子の成分としては、アクリル粒子、ウレタン粒子、ポリアミド樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、フェノール樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、オレフィン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、カーボン、グラファイト、炭化バルン、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ酸、タルク、カリオンクレー、珪藻土、ガラスビーズ、中空ガラス球などが挙げられる。
Here, for
さらに、試料8~10については、弾性層43A2の表面を研磨機で研磨して所定の寸法(厚さ)に合わせた後、研磨砥石による乾式研磨を行うことにより、表面粗さを調整した。具体的には、乾式研磨は、例えば、帯電ローラ43Aを回転させた状態で、弾性層43A2の表面に、回転する研磨砥石を当接させながら、この研磨砥石を帯電ローラ43Aの軸方向に移動させるようにして行う。試料8~10では、研磨砥石の回転数を、例えば、試料8では1000rpm、試料9では2000rpm、試料10では3000rpmなどのように変えることで、弾性層43A2の表面粗さを調整した。
Furthermore, for
試料6、7については、弾性層43A2の形成方法(切削、型成型、表面処理、コーティングなど)の違いにより、弾性層43A2の表面粗さが異なっている。
Regarding
試料1~11については、このようにしてそれぞれの表面粗さが異なるように作成されている。実際、これら試料1~11については、ハイブリッドレーザーコンフォーカル顕微鏡を用いて、表面粗さの指標となる、尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smと、凹凸の二乗平均平方根傾斜Sdqとを測定した。具体的には、帯電ローラ43Aの軸方向の両端と中央の3箇所で、それぞれ表面の尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smと、二乗平均平方根傾斜Sdqとを測定し、3箇所の平均値を、尖り度Sku、凹凸の平均間隔Sm、二乗平均平方根傾斜Sdqのそれぞれの測定値とした。尚、このときのハイブリッドレーザーコンフォーカル顕微鏡の測定条件は、倍率:20倍、分解能:0.18μm、ゲイン:334、チャンネル:Blueである。
ここで、尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smと、二乗平均平方根傾斜Sdqの定義について簡単に説明する。尖り度Skuは、ISO 25178で定義されているパラメータであり、表面に形成されている凹凸の高さ分布の鋭さを表すものである。この尖り度Skuは、図4(A)~(C)のグラフに示すように、尖り度Sku=3の場合に、凹凸の高さ分布が正規分布となり、尖り度Sku>3の場合、平均値付近の高さをもつ凹凸がより多くなり(つまり凹凸の高さが平均値付近の高さで揃うようになり)、尖り度Sku<3の場合、平均値付近の高さをもつ凹凸がより少なくなる(つまり凹凸の高さがばらつくようになる)ことを意味する。つまり、この尖り度Skuは、凹凸の高さのバラツキ具合を示しているとも言える。 Here, the definitions of the kurtosis Sku, the average interval Sm of unevenness, and the root mean square slope Sdq will be briefly explained. The kurtosis Sku is a parameter defined by ISO 25178, and represents the sharpness of the height distribution of the unevenness formed on the surface. As shown in the graphs of FIGS. 4(A) to (C), when the kurtosis Sku=3, the height distribution of the unevenness becomes a normal distribution, and when the kurtosis Sku>3, the average There are more irregularities with heights near the average value (in other words, the heights of the irregularities become uniform around the average value), and when the kurtosis is Sku < 3, the irregularities with heights around the average value become more common. This means that the height of the unevenness becomes smaller (that is, the height of the unevenness becomes more variable). In other words, it can be said that the sharpness Sku indicates the degree of variation in the height of the unevenness.
凹凸の平均間隔Smは、JIS B 0601-1994で規定されているパラメータであり、図5(A)に示すように、基準長さl内における、1つの山(凸)及びそれに隣り合う1つの谷(凹)に対応する長さXsi(i=1~m)の平均値をミリメートル(mm)で表すものである。ここで、基準長さlとは、JIS B 0601に定義されていて、図5(B)に示すように、標準で評価長さLの5分の1の長さとなっている。またここでは、帯電ローラ43Aの表面(つまり弾性層43A2の表面)における、感光ドラム42の表面との接触部分(つまり帯電ローラ43Aのニップ部)の軸方向の長さを評価長さLとしている。具体的には、帯電ローラ43Aのニップ部の長さは、A4サイズの媒体Pに対応する224.15mmとなっていて、基準長さlは、224.15/5の44.83mmとなっている。このように、凹凸の平均間隔Smは、帯電ローラ43Aのニップ部における、軸方向の凹凸の平均間隔を示している。このSmが大きいほど、帯電ローラ43Aのニップ部における、軸方向の凹凸の間隔が大きくなり、軸方向に存在する凹凸の数が少なくなることを意味する。尚、基準長さlについては、評価長さLから切り出した一定の長さであればよいが、ここでは、標準的なものとして、評価長さLの5分の1の長さとした。
The average spacing Sm of unevenness is a parameter defined in JIS B 0601-1994, and as shown in FIG. The average value of the length Xsi (i=1 to m) corresponding to the valley (concave) is expressed in millimeters (mm). Here, the reference length l is defined in JIS B 0601, and is one-fifth of the evaluation length L as a standard, as shown in FIG. 5(B). Further, here, the length in the axial direction of the contact portion of the surface of the charging
二乗平均平方根傾斜Sdqは、ISO 25178で規定されているパラメータであり、表面の起伏の激しさを表すものである。この二乗平均平方根傾斜Sdqは、図6(A)に示すように、表面が完全に平坦な面の場合は0となり、図6(B)に示すように、表面に傾斜があると(つまり凹凸があると)大きくなる。図6(B)は、45°の傾斜成分をもつ平面であり、この場合、二乗平均平方根傾斜Sdqは1となる。つまり、この二乗平均平方根傾斜Sdqが大きいほど、起伏が激しい(つまり表面の凹凸が鋭い)表面であることを意味する。 The root mean square slope Sdq is a parameter defined by ISO 25178, and represents the severity of surface undulations. As shown in FIG. 6(A), this root mean square slope Sdq is 0 when the surface is completely flat, and as shown in FIG. 6(B), when the surface is sloped (that is, uneven ) becomes larger. FIG. 6(B) shows a plane having a tilt component of 45°, and in this case, the root mean square tilt Sdq is 1. In other words, the larger the root mean square slope Sdq, the more rugged the surface is (that is, the surface has sharper unevenness).
ここで、図7の表に、試料1~11について実際に測定した尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smと、二乗平均平方根傾斜Sdqの値を示す。この表に示すように、試料1~11(表内では〇囲み数字で示す)は、それぞれ尖り度Sku、凹凸の平均間隔Sm、二乗平均平方根傾斜Sdqが異なっていて、表面粗さが異なっている。
Here, the table of FIG. 7 shows the values of the kurtosis Sku, the average spacing Sm of concavities and convexities, and the root mean square slope Sdq actually measured for
次に、上述した試料1~11を、それぞれ画像形成装置1に実装して行ったカブリの評価方法について説明する。本実施の形態では、カブリの評価値として色差を示すΔEを用いた。ΔEは、CIEで定義されていて、具体的には、L*a*b*色空間において、2つの色(L1
*、a1
*、b1
*)及び(L2
*、a2
*、b2
*)を用いて、次式で表される。
Next, a description will be given of a fog evaluation method performed by mounting each of the above-mentioned
(式)…ΔE=√(L2 *-L1 *)2+(a2 *-a1 *)2+(b2 *-b1)2 (Formula)...ΔE=√(L 2 * - L 1 * ) 2 + (a 2 * - a 1 * ) 2 + (b 2 * - b 1 ) 2
尚、L*a*b*色空間は、補色空間の1つで、明度を意味する次元Lと補色次元a、bをもち、XYZ空間の座標を非線形に圧縮したものに基づいている。 Note that the L * a * b * color space is one of the complementary color spaces, has a dimension L meaning lightness, and complementary color dimensions a and b, and is based on a nonlinear compression of the coordinates of the XYZ space.
本実施の形態では、試料1~11の帯電ローラ43Aを、それぞれ画像形成装置1に実装してこのΔEを測定した。ここで、このΔEの測定方法について説明する。本実施の形態では、現像部41K、41C、41M、41Yのうちの1つ(例えば現像部41M)の帯電ローラ43Aを、試料1~11の帯電ローラ43Aに順に入れ替えてΔEを測定するようにした。
In this embodiment, the charging
このとき、画像形成装置1では、各種電圧の補正値が±0に設定されていて、温度20℃湿度80%の環境下で、手差しトレイにセットされた普通紙よりもやや厚い白紙(エクセレントホワイト)の媒体Pへの印刷動作を開始するようにした。
At this time, in the
具体的には、まず非露光条件(つまり白紙印刷)で媒体Pを手差しトレイにセットして、手差しトレイから画像形成装置1内部へと媒体Pを送り出す。ここで、媒体Pが例えば現像部41Mの下方に位置する転写ローラ54に到達する直前で、媒体Pの搬送を停止させ、現像部41Mの感光ドラム42の表面の所定領域にメンディングテープを張り付けてからはがす。
Specifically, first, the medium P is set in the manual feed tray under non-exposure conditions (that is, blank printing), and the medium P is fed into the
このときメンディングテープを張り付ける領域は、図8(A)に示すように、感光ドラム42の下端から、感光ドラム42の回転方向(図中矢印Ar2で示す方向)の上流側に距離D1だけ離れた地点までの範囲とする。またこのときの距離D1は、例えば16.9mmとする。つまり、感光ドラム42の表面におけるメンディングテープを張り付ける領域は、媒体Pが転写ローラ54に到達してから大よそ距離D1だけ搬送される間に、媒体Pの印刷面と接触する部分であると言える。
At this time, as shown in FIG. 8A, the area where the mending tape is pasted is a distance D1 from the lower end of the
また図8(B)に、このとき用いるメンディングテープMtを示す。メンディングテープMtは帯状であり、短手方向の長さ(これを幅とする)D2がD1より長い18.0mm、長手方向の長さD3が感光ドラム42の軸方向の長さと同程度になっている。
Further, FIG. 8(B) shows the mending tape Mt used at this time. The mending tape Mt is in the form of a band, and the length D2 in the transverse direction (width) is 18.0 mm, which is longer than D1, and the length D3 in the longitudinal direction is approximately the same as the length in the axial direction of the
ところで、このときの印刷は非露光条件の為、感光ドラム42の表面の所定領域にはトナーが付着しないはずだが、感光ドラム42の表面に発生する帯電ムラなどによってトナーが付着してしまう。よって、メンディングテープMtを、感光ドラム42の表面の所定領域に張り付けてからはがすと、感光ドラム42の表面の所定領域に付着していたトナーがメンディングテープMtに移ることになる。このメンディングテープMtに移ったトナーの量が多いほど、媒体P上にカブリが発生し易いと言える。
Incidentally, since the printing at this time is performed under non-exposure conditions, toner should not adhere to a predetermined area on the surface of the
本実施の形態では、トナーが全く付着していない(つまり感光ドラム42に張り付けていない)メンディングテープMtの色と、感光ドラム42の表面から移ったトナーが付着しているメンディングテープMtの色との差分を測定することで、カブリの評価値であるΔEを測定するようにした。
In this embodiment, the color of the mending tape Mt to which no toner has adhered (that is, it is not attached to the photosensitive drum 42) and the color of the mending tape Mt to which toner transferred from the surface of the
すなわち、図9に示すように、まず所定の白紙(エクセレントホワイト)Wpに、トナーが全く付着していないメンディングテープ(以下、基準テープと呼ぶ)MtNを張り付ける。さらにこの白紙Wpに、感光ドラム42の表面からはがした、トナーが付着しているメンディングテープMtを張り付ける。そして、トナーが全く付着していない基準テープMtNの色を1つ目の色、トナーが付着しているメンディングテープMtの色(ハッチングを付与した領域の色)を2つ目の色として、これらの色差であるΔEを、コニカミノルタ社製の分光側色計(CM-2600d)を用いて測定した。このとき、基準テープMtNの色と、トナーが付着しているメンディングテープMtの5カ所Pt1~Pt5の色のそれぞれとで、ΔEを測定するようにして、最後に5つのΔEの平均値を算出して、これをΔEの測定値とする。
That is, as shown in FIG. 9, first, a mending tape (hereinafter referred to as reference tape) MtN to which no toner is attached is pasted onto a predetermined blank paper (excellent white) Wp. Furthermore, a mending tape Mt to which toner is attached, which has been peeled off from the surface of the
本実施の形態では、このようなΔEの測定を、試料1~11ごとに行う。このようにして測定された試料1~11ごとのΔEの値を、図7の表に示す。このΔEは、上述したように、基準テープMtNの色と、トナーが付着しているメンディングテープMtの色との色差を表している為、このΔEが大きいほど、メンディングテープMtに付着しているトナーの量が多いことを意味する。メンディングテープMtに付着しているトナーの量が多いということは、感光ドラム42から媒体Pの非印字部に転写されるトナーの量が多く、カブリが発生し易いことを意味する。
In this embodiment, such ΔE measurement is performed for each of
実際に、媒体P上にカブリが発生しているかどうかを目視確認したところ、ΔEが1.8未満であれば、カブリの発生を認識することはできず、ΔEが1.8以上になると、カブリの発生を認識できた。このことから、図7の表では、ΔEが1.8未満となる試料4~7については、カブリの発生を抑制できたとして評価結果(判定)を〇、ΔEが1.8以上となる試料1~3と、試料8~11については、カブリの発生を抑制できなかったとして評価結果を×とした。
In fact, when we visually checked whether fog had occurred on the medium P, we found that if ΔE was less than 1.8, we could not recognize the occurrence of fog, and if ΔE was 1.8 or more, I was able to recognize the occurrence of fog. Therefore, in the table of FIG. 7,
本実施の形態では、図7の表に示す試料1~11の評価結果に基づいて、帯電ローラ43Aの表面粗さに関する尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を規定した。ここで、図10に示す、縦軸を尖り度Sku、横軸を凹凸の平均間隔Smとするグラフを用いて、尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smの良好範囲について説明する。
In this embodiment, based on the evaluation results of
尚、このグラフ上には、試料1~11が、それぞれの尖り度Skuと、凹凸の平均間隔Smとに基づいてプロットされている。また試料1~11のうち、評価結果が〇のものについては〇囲み数字の横に〇印を付け、評価結果が×のものについては〇囲み数字の横に×印を付けている。
Incidentally, on this graph,
このグラフから、評価結果が〇の試料4~7については、尖り度Skuの最小値が2.30であり、最大値が5.02であることがわかる。このことから、尖り度Skuの良好範囲については、2.30以上、5.02以下とした。
From this graph, it can be seen that for
ここで、図11に、帯電ローラ43Aの表面形状(つまり弾性層43A2の表面形状)と、尖り度Sku及び凹凸の平均間隔Smとの関係について示す。この図11は、左上、左下、右上、右下の4つの部分に分けられていて、左上部分は、尖り度Skuが大で、凹凸の平均間隔Smが小の場合の帯電ローラ43Aの表面形状、左下部分は、尖り度Skuが小で、凹凸の平均間隔Smも小の場合の帯電ローラ43Aの表面形状、右上部分は、尖り度Skuが大で、凹凸の平均間隔Smも大の場合の帯電ローラ43Aの表面形状、右下部分は、尖り度Skuが大で、凹凸の平均間隔Smも大の場合の帯電ローラ43Aの表面形状を示している。尚、図11に示す帯電ローラ43Aの表面形状は、デフォルメしたものとなっている。また図11に示す4つの部分のうち、尖り度Skuと凹凸の平均間隔Smとが良好範囲に入っている場合の帯電ローラ43Aの表面形状は、右上部分である。
Here, FIG. 11 shows the relationship between the surface shape of the charging
この図11の例えば右上部分に示すように、帯電ローラ43Aの表面の尖り度Skuが大きくなるほど、帯電ローラ43Aの表面に形成された凸部の高さが揃う為、凸部と感光ドラム42の表面との距離のバラツキが小さくなり、この結果、感光ドラム42の表面の帯電ムラが抑制され、カブリが抑えられるものと考えられる。このことから、尖り度Skuの最小値については、凹凸の高さ分布が正規分布となる3以上が好ましいと考えられるが、2.30でもカブリが抑えられたのは、尖り度Skuとともに、凹凸の平均間隔Smが規定されている為と考えられる。
For example, as shown in the upper right part of FIG. 11, as the sharpness Sku of the surface of the charging
また図10のグラフから、評価結果が〇の試料4~7については、凹凸の平均間隔Smの最小値が0.17mmであり、最大値が0.41mmであることがわかる。ここで、凹凸の平均間隔Smの良好範囲については、0.17mm以上、0.41mm以下ではなく、0.17mm以上、基準長さl(l=44.83mm)以下とした。
Furthermore, from the graph of FIG. 10, it can be seen that for
ここで、図11と図12を用いて、凹凸の平均間隔Smの良好範囲の最大値を、基準長さlとした理由について説明する。図12は、凹凸の平均間隔Smを、基準長さlとした場合の帯電ローラ43Aの表面形状(つまり弾性層43A2の表面形状)を示している。この図12に示す帯電ローラ43Aの表面形状も、デフォルメしたものとなっている。
Here, using FIGS. 11 and 12, the reason why the maximum value of the good range of the average spacing Sm of the unevenness is set as the reference length l will be explained. FIG. 12 shows the surface shape of the charging
図11の例えば右上部分に示すように、帯電ローラ43Aの表面の凹凸の平均間隔Smが大きくなるほど、帯電ローラ43Aの表面の凸部の間に位置する平坦部が大きくなる。この結果、帯電ローラ43Aの平坦部と感光ドラム42との間で放電が発生する確率が高くなる為、感光ドラム42の表面の帯電ムラが抑制され、カブリが抑えられるものと考えられる。この為、凹凸の平均間隔Smは、大きい方が好ましいが、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との間に微小なギャップを形成する為には、図12に示すように、少なくとも、基準長さlの両端に1つずつ凸部が必要になってくる。このことから、本実施の形態では、凹凸の平均間隔Smの良好範囲の最大値を、基準長さlとした。
For example, as shown in the upper right portion of FIG. 11, the larger the average interval Sm between the unevenness on the surface of the charging
ここで、尖り度Skuと凹凸の平均間隔Smの良好範囲外についても考えてみる。具体的には、尖り度Skuが5.02よりも大きい場合と、凹凸の平均間隔Smが0.17よりも小さい場合とについて考えてみると、これらの場合、図7の表からもわかるように、二乗平均平方根傾斜Sdqが大きくなり、帯電ローラ43Aの表面の起伏が激しくなる(表面の凹凸が鋭くなる)。帯電ローラ43Aの表面の起伏が激しくなると、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との距離のバラツキが大きくなる為、感光ドラム42の表面の帯電ムラを抑制できず、カブリを抑えることができなくなると考えられる。
Here, let us also consider the case where the kurtosis degree Sku and the average spacing Sm of unevenness are outside the good range. Specifically, if we consider the case where the kurtosis Sku is larger than 5.02 and the case where the average spacing Sm of unevenness is smaller than 0.17, in these cases, as can be seen from the table in FIG. Then, the root mean square slope Sdq increases, and the surface of the charging
以上のことから、本実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面における尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、5.02以下に規定するとともに、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.17mm以上、基準長さl(l=44.83mm)以下と規定した。こうすることで、本実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との距離のバラツキが小さくなり、この結果、感光ドラム42の表面の帯電ムラを抑制して、カブリを抑えることができる。
From the above, in this embodiment, the good range of the kurtosis Sku on the surface of the charging
[5.まとめと効果]
ここまで説明したように、本実施の形態では、感光ドラム42の表面に回転しながら接触して当該表面を帯電させる帯電ローラ43Aの表面における、尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、5.02以下と規定するとともに、帯電ローラ43Aの表面における、帯電ローラ43Aの軸方向の凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.17mm以上、基準長さl以下と規定した。
[5. Summary and effects]
As described so far, in this embodiment, the favorable range of the kurtosis Sku on the surface of the charging
こうすることで、本実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との距離のバラツキが小さくなり、感光ドラム42の表面に帯電電位のムラが発生し難くなる。かくして、本実施の形態によれば、媒体P上のカブリを抑制することができ、画像形成装置1による印刷品質を向上させることができる。
By doing so, in this embodiment, variations in the distance between the surface of the charging
[6.他の実施の形態]
[6-1.他の実施の形態1]
尚、上述した実施の形態では、カブリの評価値であるΔEが1.80未満であれば、媒体P上のカブリを目視で認識できなくなることから、ΔEが1.80未満となる試料4~6の尖り度Skuの範囲と、凹凸の平均間隔Smの範囲とに基づいて、尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、5.02以下、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.17mm以上、基準長さlmm以下と規定した。ここで、例えば、トナーがのり易い、より高品質な媒体P(例えば光沢紙)を用いて、画像形成装置1で印刷を行ったところ、ΔEが1.80未満でも、媒体P上のカブリを目視で認識できる場合があり、ΔEが0.70未満であれば、媒体P上のカブリを目視で認識できなくなることがわかった。
[6. Other embodiments]
[6-1. Other embodiment 1]
In the above-described embodiment, if the fog evaluation value ΔE is less than 1.80, the fog on the medium P cannot be visually recognized. Based on the range of kurtosis Sku of 6 and the range of average spacing Sm of unevenness, the good range of kurtosis Sku is 2.30 or more and 5.02 or less, and the good range of average spacing Sm of unevenness is 0.17 mm. Above, the standard length was defined as 1 mm or less. Here, for example, when printing is performed with the
よってこのような媒体Pに印刷することを想定する場合には、試料4~7のうち、ΔEが0.70未満となる試料6、7の尖り度Skuの範囲と、凹凸の平均間隔Smの範囲とに基づいて、尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、3.61以下、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.25mm以上、0.35mm以下と規定してもよい。
Therefore, when it is assumed that printing will be performed on such a medium P, the range of kurtosis Sku of
つまり、一般的なコピー用紙などの普通紙への印刷のみを考慮する場合には、帯電ローラ43Aの表面における、尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、5.02以下、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.17mm以上、基準長さlmm以下と規定すればよく、より高品質な光沢紙などへの印刷も考慮する場合には、尖り度Skuの良好範囲を2.30以上、3.61以下、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.25mm以上、0.35mm以下と規定すればよい。別の言い方をすると、帯電ローラ43Aの表面における、尖り度Skuの良好範囲を、2.30以上、5.02以下、より好ましくは2.30以上、3.61以下にするとともに、凹凸の平均間隔Smの良好範囲を0.17mm以上、基準長さlmm以下、より好ましくは0.25mm以上、0.35mm以下にすればよい。
In other words, when only printing on plain paper such as general copy paper is considered, the favorable range of the kurtosis Sku on the surface of the charging
[6-2.他の実施の形態2]
また上述した実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面における、尖り度Skuの良好範囲と、凹凸の平均間隔Smの良好範囲とを規定したが、これに加えて、二乗平均平方根傾斜Sdqの良好範囲を規定するようにしてもよい。具体的には、図7の表に示すように、評価結果が〇の試料4~7については、二乗平均平方根傾斜Sdqの最大値が8.15となっている。また二乗平均平方根傾斜Sdqについては、小さいほど、帯電ローラ43Aの表面の起伏が緩やかとなり、帯電ローラ43Aの表面と感光ドラム42の表面との距離のバラツキが小さくなる。これらのことから、二乗平均平方根傾斜Sdqの良好範囲を、8.15以下と規定してもよい。
[6-2. Other Embodiment 2]
Further, in the embodiment described above, a good range of kurtosis Sku and a good range of average interval Sm of unevenness on the surface of the charging
[6-3.他の実施の形態3]
さらに上述した実施の形態では、帯電ローラ43Aの表面における、感光ドラム42の表面との接触部分(つまり帯電ローラ43Aのニップ部)の軸方向の長さを評価長さLとして、この評価長さLを224.15mm、評価長さLの5分の1の長さを基準長さlとして、この基準長さlを、44.83mmとした。これに限らず、画像形成装置1が、例えばA3サイズの媒体Pに対応していて、帯電ローラ43Aのニップ部の軸方向の長さが、上述した実施の形態とは異なる場合には、帯電ローラ43Aのニップ部の軸方向の長さに合わせて、評価長さLと基準長さlの数値を変えるようにしてもよい。この場合、凹凸の平均間隔Smの良好範囲の最大値も44.83mmから変わることになる。
[6-3. Other Embodiment 3]
Furthermore, in the embodiment described above, the length in the axial direction of the surface of the charging
[6-4.他の実施の形態4]
さらに上述した実施の形態では、像担持体の表面と接触して回転しながら当該表面を帯電させる為の帯電部材(帯電ローラ43A)を備える帯電装置の具体例である帯電部43に本発明を適用した。これに限らず、帯電ローラ43Aと同一の表面形状を有する帯電部材を備えるものであれば、帯電部43とは異なる構成の帯電装置に適用してもよい。例えば、ローラではなくベルトでなる帯電部材を備える帯電装置に適用してもよい。さらに上述した実施の形態では、帯電装置を備える画像形成ユニットの具体例である画像形成部4及び転写部5に、本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を備えるものであれば、画像形成部4及び転写部5とは異なる構成の画像形成ユニットに適用してもよい。例えば、単色もしくは5色以上に対応する画像形成ユニットや、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから媒体に二次転写する所謂二次転写方式の画像形成ユニットに適用してもよい。
[6-4. Other embodiment 4]
Furthermore, in the embodiments described above, the present invention is applied to the charging
[6-5.他の実施の形態5]
さらに上述した実施の形態では、電子写真方式のカラープリンタである画像形成装置1に本発明を適用した。これに限らず、帯電装置を有する画像形成ユニットを備えるものであれば、画像形成装置1とは異なる構成の画像形成装置に適用してもよい。例えば、モノクロプリンタである画像形成装置や、中間転写ベルトを備える構成の画像形成装置などに適用してもよく、またプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ装置、複合機などの画像形成装置に適用してもよい。
[6-5. Other Embodiment 5]
Further, in the embodiment described above, the present invention is applied to the
[6-6.他の実施の形態6]
さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
[6-6. Other embodiment 6]
Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, the scope of the present invention extends to embodiments in which a part or all of the above-described embodiments are arbitrarily combined, and embodiments in which a part is extracted.
本発明は、電子写真方式を用いたプリンタなどの画像形成装置で広く利用することができる。 The present invention can be widely used in image forming apparatuses such as printers using electrophotography.
1……画像形成装置、4……画像形成部、5……転写部、41K、41C、41M、41Y……現像部、42……感光ドラム、43……帯電部、44……露光装置、45……現像ローラ、46……トナー供給部、47……クリーニングブレード、43A1……芯金、43A2……弾性層、Sku……尖り度、Sm……凹凸の平均間隔、Sdq……二乗平均平方根傾斜、ΔE……カブリの評価値、Mt……メンディングテープ、MtN……基準テープ、P……媒体。 1... Image forming device, 4... Image forming section, 5... Transfer section, 41K, 41C, 41M, 41Y... Developing section, 42... Photosensitive drum, 43... Charging section, 44... Exposure device, 45...Developing roller, 46...Toner supply unit, 47...Cleaning blade, 43A1...Core metal, 43A2...Elastic layer, Sku...Kurarity, Sm...Average interval of unevenness, Sdq...Root mean square Square root slope, ΔE...Fog evaluation value, Mt...Mending tape, MtN...Reference tape, P...Medium.
Claims (7)
前記帯電部材の表面における、尖り度Sku(ISO 25178で規定)が2.30以上、5.02以下であり、且つ、前記帯電部材の表面と前記像担持体の表面との接触部分における前記帯電部材の軸方向の長さを評価長さL、当該評価長さLから切り出した一定の長さを基準長さlとして、前記帯電部材の表面における、当該基準長さl内での、前記帯電部材の軸方向の凹凸の平均間隔Sm(JIS B 0601-1994で規定)が0.17mm以上、前記基準長さl以下である
ことを特徴とする帯電装置。 comprising a charging member that charges the surface while rotating in contact with the surface of an image carrier carrying an electrostatic latent image on the surface;
The surface of the charging member has a sharpness Sku (defined in ISO 25178) of 2.30 or more and 5.02 or less, and the charging member has a contact portion between the surface of the charging member and the surface of the image carrier. The electrification on the surface of the charging member within the reference length l, where the length in the axial direction of the member is an evaluation length L, and a constant length cut out from the evaluation length L is a reference length l. A charging device characterized in that an average interval Sm (defined in JIS B 0601-1994) of unevenness in the axial direction of the member is 0.17 mm or more and the reference length l or less.
ことを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。 The charging device according to claim 1, wherein the reference length l is 44.83 mm, and the evaluation length L is five times the reference length l.
ことを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。 A claim characterized in that, on the surface of the charging member, the sharpness Sku is 2.30 or more and 3.61 or less, and the average interval Sm of the unevenness is 0.25 mm or more and 0.35 mm or less. 1. The charging device according to 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の帯電装置。 The charging device according to claim 1 or 2, wherein the root mean square slope Sdq (defined in ISO 25178) on the surface of the charging member is 8.15 or less.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の帯電装置。 The charging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the charging member is a charging roller.
ことを特徴とする画像形成ユニット。 An image forming unit comprising the charging device according to claim 1.
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the image forming unit according to claim 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019233417A JP7375529B2 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Charging device, image forming unit, and image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019233417A JP7375529B2 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Charging device, image forming unit, and image forming device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021103200A JP2021103200A (en) | 2021-07-15 |
JP7375529B2 true JP7375529B2 (en) | 2023-11-08 |
Family
ID=76755085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019233417A Active JP7375529B2 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Charging device, image forming unit, and image forming device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7375529B2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003207966A (en) | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Canon Inc | Member for electrophotography and image forming apparatus |
JP2006301092A (en) | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2008122915A (en) | 2006-06-26 | 2008-05-29 | Oki Data Corp | Charging device and image forming apparatus |
JP2014056109A (en) | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | Toner holder, developing device using the same, process cartridge, and image forming apparatus |
JP2017134196A (en) | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 信越ポリマー株式会社 | Developing roller, developing device, and image forming apparatus |
JP2018087841A (en) | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 株式会社沖データ | Development device and image formation apparatus |
JP2018112704A (en) | 2017-01-13 | 2018-07-19 | エスプリンティンソリューション株式会社 | Image forming apparatus |
JP2019184738A (en) | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | Cleaning member, image formation device unit, and image formation device |
JP2019197163A (en) | 2018-05-10 | 2019-11-14 | キヤノン株式会社 | Electrostatic roller, cartridge, and image forming device |
-
2019
- 2019-12-24 JP JP2019233417A patent/JP7375529B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003207966A (en) | 2002-01-16 | 2003-07-25 | Canon Inc | Member for electrophotography and image forming apparatus |
JP2006301092A (en) | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2008122915A (en) | 2006-06-26 | 2008-05-29 | Oki Data Corp | Charging device and image forming apparatus |
JP2014056109A (en) | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | Toner holder, developing device using the same, process cartridge, and image forming apparatus |
JP2017134196A (en) | 2016-01-27 | 2017-08-03 | 信越ポリマー株式会社 | Developing roller, developing device, and image forming apparatus |
JP2018087841A (en) | 2016-11-28 | 2018-06-07 | 株式会社沖データ | Development device and image formation apparatus |
JP2018112704A (en) | 2017-01-13 | 2018-07-19 | エスプリンティンソリューション株式会社 | Image forming apparatus |
JP2019184738A (en) | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | Cleaning member, image formation device unit, and image formation device |
JP2019197163A (en) | 2018-05-10 | 2019-11-14 | キヤノン株式会社 | Electrostatic roller, cartridge, and image forming device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021103200A (en) | 2021-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5613711B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2006243278A (en) | Transfer device and image forming apparatus | |
US10042314B2 (en) | Cleaning device, process cartridge incorporating the cleaning device, and image forming apparatus incorporating the cleaning device | |
JP2010217598A (en) | Image forming unit and image forming apparatus | |
JP2017120381A (en) | Image forming apparatus | |
US20170184992A1 (en) | Image forming apparatus | |
US10359716B2 (en) | Image forming unit and image forming apparatus | |
US8867971B2 (en) | Developer regulator, development device, and image forming apparatus incorporating same | |
US20110076053A1 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP2020003684A (en) | Image forming apparatus | |
US10788768B2 (en) | Charging device, image former, and image forming apparatus that electrically charge a surface of a charging target member | |
CN106556987B (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP6812117B2 (en) | Image forming device | |
JP7375529B2 (en) | Charging device, image forming unit, and image forming device | |
US9405215B2 (en) | Developer supply member, developing unit, and image forming apparatus | |
US11188006B2 (en) | Development unit and image formation apparatus | |
JP2015161884A (en) | image forming apparatus | |
JP2022064152A (en) | Electrification device, image forming unit, and image forming apparatus | |
JP2021117236A (en) | Drum unit and image forming apparatus | |
JP6218143B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
JP7540294B2 (en) | Developing unit and image forming apparatus | |
JP6903958B2 (en) | Image forming device | |
JP6932880B2 (en) | Image forming device | |
JP6427431B2 (en) | Image forming device | |
JP2022178911A (en) | Image forming apparatus and program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20210617 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220809 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230516 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231009 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7375529 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |