JP2003215889A - 帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

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JP2003215889A
JP2003215889A JP2002009284A JP2002009284A JP2003215889A JP 2003215889 A JP2003215889 A JP 2003215889A JP 2002009284 A JP2002009284 A JP 2002009284A JP 2002009284 A JP2002009284 A JP 2002009284A JP 2003215889 A JP2003215889 A JP 2003215889A
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image carrier
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charging
charging device
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Akiyo Namiki
章代 並木
Takayuki Maruta
貴之 丸田
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体と、その基体のまわりに固定された抵抗
層とを有する帯電部材を具備し、その帯電部材に設けた
2つのスペーサ部を像担持体に当接させ、両スペーサ部
の間の抵抗層部分を、像担持体表面に対して微小ギャッ
プをあけて対向配置させ、帯電部材に電圧を印加して、
像担持体を帯電する帯電装置において、微小ギャップの
経時変化を防止する。 【解決手段】 帯電部材60BKにおけるの抵抗層10
4BKの各端部領域を、その間の抵抗層部分よりも外方
に突出させ、その突出部によりスペーサ部105BKを
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体を帯電す
る帯電装置と、その帯電装置を有するプロセスカートリ
ッジと、当該帯電装置を有する画像形成装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】像担持体を帯電装置によって帯電し、そ
の帯電した像担持体を露光して静電潜像を形成し、その
静電潜像をトナー像として可視像化する画像形成装置は
従来より周知であり、かかる画像形成装置は、電子複写
機、ファクシミリ、プリンタ又はこれらの少なくとも2
つの機能を備えた複合機などとして構成される。また、
この種の画像形成装置に採用される帯電装置として、像
担持体表面に対向配置される帯電部材を有し、この帯電
部材に電圧を印加して該帯電部材と像担持体表面との間
に放電を生じさせて像担持体を帯電させる帯電装置も周
知である(例えば、特開平5−27555号公報参
照)。この種の帯電装置の帯電部材は、一般に導電性の
基体と、その基体に対して固定された抵抗層とを有し、
その抵抗層の各端部領域に設けられたスペーサ部が像担
持体に当接し、該スペーサ部の間の抵抗層部分が微小ギ
ャップをあけて像担持体表面に対向して位置している。
かかる帯電装置によれば、像担持体に対向する抵抗層部
分が像担持体表面から微小ギャップをあけて位置してい
るので、その抵抗層部分が像担持体表面に接触して当該
抵抗層の表面が汚れる不具合を抑制することができる。
しかも、この形式の帯電装置は、コロナ放電器を用いた
帯電装置に比べ、オゾンの発生量を減少させることがで
き、さらに帯電部材に印加する電圧を低くできる利点も
有している。
【0003】従来のこの種の帯電装置においては、その
抵抗層の各端部領域に粘着剤を介してギャップテープを
接合し、そのギャップテープを像担持体に当接させるこ
とにより、これらのギャップテープの間の抵抗層部分が
像担持体表面から微小ギャップをあけて離間するように
構成していた。ギャップテープによってスペーサ部を構
成していたのであるが、このようなギャップテープを用
いると次のような問題の発生することが明らかとなっ
た。
【0004】スペーサ部の間の抵抗層部分と像担持体表
面との間の微小ギャップの大きさは、長期に亘って一定
に保たれていることが好ましい。例えば、この微小ギャ
ップの大きさが経時的に小さくなってしまうと、スペー
サ部間の抵抗層部分が像担持体表面に接触するようにな
り、ここにトナーなどが付着して帯電部材が汚れてしま
う。このようになると、像担持体に対する帯電特性が変
化し、像担持体の帯電不良が発生し、像担持体に形成さ
れるトナー像の画質が劣化する。逆に微小ギャップが大
きくなりすぎても、放電不良が発生し、像担持体の帯電
不良、ひいてはトナー像の画質劣化が発生する。
【0005】ギャップテープは抵抗層の表面に接合され
ているものであるため、このギャップテープに外力が加
えられると、これが局部的に剥がれたりして損傷するお
それがある。ギャップテープがこのように損傷すると、
これらのギャップテープの間の抵抗層部分と像担持体表
面との間の微小ギャップの大きさが変化し、像担持体の
帯電不良と、これに伴う画質の劣化が発生するおそれが
ある。
【0006】一方、粘着剤を介して帯電部材の抵抗層表
面に接合されたギャップテープは像担持体に圧接する
が、このとき像担持体は硬い材料から構成されているの
で、粘着剤に大きな押圧力が加えられる。このため、そ
の粘着剤が抵抗層とギャップテープの間からはみ出して
しまうことがある。このようになると、そのはみ出た粘
着剤に、像担持体表面に付着した極く少量のトナーが少
しずつ付着して行く。このため、はみ出た粘着剤に付着
したトナーの厚みが経時的に拡大し、遂にはその厚み
が、ギャップテープとこれを接合する粘着剤の厚さより
も大きくなり、その付着トナーが像担持体に接するよう
になる。このようになると、微小ギャップの大きさは、
付着トナーにより規制されて当該ギャップが過度に大き
くなり、像担持体の帯電不良と、これに伴う画質の劣化
が発生するようになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した新
規な認識に基づきなされたものであり、その第1の目的
は、微小ギャップを長期に亘って一定に保つことの可能
な帯電装置を提供することにある。また本発明の第2の
目的は、上記帯電装置を有するプロセスカートリッジを
提供することにあり、さらに本発明の第3の目的は、上
記帯電装置を有する画像形成装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記第1の目
的を達成するため、像担持体表面に対向配置される帯電
部材を有し、該帯電部材に電圧を印加して像担持体を帯
電する帯電装置であって、前記帯電部材は、基体と、該
基体に対して固定された抵抗層を有していると共に、該
抵抗層の各端部領域には、像担持体に当接するスペーサ
部が設けられ、該スペーサ部の間の抵抗層部分が、微小
ギャップをあけて像担持体表面に対向して位置する帯電
装置において、前記抵抗層の各端部領域が、その間の抵
抗層部分よりも外方に突出しており、その突出した部分
によって前記スペーサ部が構成されていることを特徴と
する帯電装置を提案する(請求項1)。
【0009】また、本発明は、上記第1の目的を達成す
るため、像担持体表面に対向配置される帯電部材を有
し、該帯電部材に電圧を印加して像担持体を帯電する帯
電装置であって、前記帯電部材は、基体と、該基体に対
して固定された抵抗層と、該抵抗層の各端部領域に粘着
剤を介して接合されたギャップ保持部材より成るスペー
サ部とを有し、該ギャップ保持部材が像担持体に当接し
て該ギャップ保持部材の間の抵抗層部分が、微小ギャッ
プをあけて像担持体表面に対向して位置する帯電装置に
おいて、前記ギャップ保持部材が接合される抵抗層部分
に、該ギャップ保持部材の間の抵抗層部分よりも凹んだ
凹部が形成され、該凹部に前記粘着剤が配置されている
ことを特徴とする帯電装置を提案する(請求項2)。
【0010】さらに、上記請求項1又は2に記載の帯電
装置において、前記スペーサ部が、当該スペーサ部の間
の抵抗層部分よりも5〜500μmだけ外方に突出して
いると有利である(請求項3)。
【0011】また、上記請求項1、2又は3に記載の帯
電装置において、前記抵抗層が、前記基体に対して固定
された抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定された表層と
を有し、前記抵抗調整層のベース材料が、JIS A硬
度80度以上のゴム又は樹脂よりなる成ると有利である
(請求項4)。
【0012】さらに、上記請求項1、2、3又は4に記
載の帯電装置において、前記抵抗層が、前記基体に対し
て固定された抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定された
表層とを有し、前記抵抗調整層は、ベース材料と、30
〜90重量%の抵抗調整剤を含有していると有利である
(請求項5)。
【0013】また、上記請求項1、2、3、4又は5に
記載の帯電装置において、前記抵抗層が、前記基体に対
して固定された抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定され
た表層とを有し、前記スペーサ部の間の表層の厚みが1
〜20μmに設定されていると有利である(請求項
6)。
【0014】さらに、上記請求項1、2、3、4、5又
は6に記載の帯電装置において、前記帯電部材に接触し
て該帯電部材を清掃するクリーニング部材を有している
と有利である(請求項7)。
【0015】また、上記請求項7に記載の帯電装置にお
いて、前記帯電部材は回転する回転体として構成され、
前記クリーニング部材は、該帯電部材に接触して連れ回
りするように支持されていると有利である(請求項
8)。
【0016】さらに、上記請求項7又は8に記載の帯電
装置において、前記クリーニング部材は、帯電部材に接
触するブラシを有していると有利である(請求項9)。
【0017】また、上記請求項7、8又は9に記載の帯
電装置において、前記クリーニング部材は、前記帯電部
材に摺擦しながら揺動するように支持されていると有利
である(請求項10)。
【0018】さらに、本発明は、前述の第2の目的を達
成するため、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、
9又は10に記載の帯電装置と、該帯電装置により帯電
される像担持体を具備していることを特徴とするプロセ
スカートリッジを提案する(請求項11)。
【0019】また、本発明は、前述の第3の目的を達成
するため、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は
10に記載の帯電装置と、該帯電装置により帯電される
像担持体を具備していることを特徴とする画像形成装置
を提案する(請求項12)。
【0020】さらに、上記請求項12に記載の画像形成
装置において、前記像担持体は、フィラーを含有する表
層を有していると有利である(請求項13)。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って詳細に説明する。
【0022】図1は電子写真方式を用いた画像形成装置
の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置
は、給紙テーブル200と、これに支持された作像部1
00と、その上に取り付けられたスキャナ300と、さ
らにその上に取り付けられた原稿自動搬送装置400と
を有している。図1に示した画像形成装置は電子複写機
として構成されている。
【0023】スキャナ300は、図示していない原稿が
載置されるコンタクトガラス32と、その下方に配置さ
れていて、光源と第1ミラーを有する第1走行体33
と、第2及び第3ミラーを有する第2走行体34と、結
像レンズ35と、たとえばCCDより成る読み取りセン
サ36とを有している。
【0024】図1に示した画像形成装置を用いてコピー
を取るときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上
に原稿をセットするか、又は自動原稿搬送装置400を
開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿
をセットし、次いで原稿自動搬送装置400を閉じ、そ
の装置400によってコンタクトガラス32上の原稿を
押える。
【0025】そして、図示していないスタートスイッチ
を押下すると、原稿自動搬送装置400に原稿をセット
した場合には、その原稿がコンタクトガラス32上へ搬
送された後、或いはコンタクトガラス32上に原稿をセ
ットした場合には、直ちに、スキャナ300が作動を開
始して、第1及び第2走行体33,34が、そのホーム
ポジションから図1における右方に移動する。このと
き、第1走行体33の光源から発射する光によって、コ
ンタクトガラス32上に載置された原稿が照明され、そ
の反射光が第1走行体33の第1ミラー、第2走行体の
第2及び第3ミラーで反射して結像レンズ35を通り、
読み取りセンサ36に原稿画像が結像され、原稿画像の
内容が読み取られる。
【0026】一方、作像部100において、上述のよう
に読み取られた画像情報に対応する記録画像が次のよう
にして形成される。
【0027】図1に示した作像部100は、図2に拡大
して示すように、その本体筐体内に配置された第1乃至
第4の作像手段18BK,18Y,18M,18Cを有
し、その各作像手段の像担持体40BK,40Y,40
M,40C上に、ブラックトナー像、イエロートナー
像、マゼンタトナー像及びシアントナー像がそれぞれ形
成され、その各色のトナー像が中間転写体10に転写さ
れるように構成されている。中間転写体10は、第1乃
至第3の支持ローラ14,15,16に巻き掛けられた
無端ベルトより成り、その第1の支持ローラ14と第2
の支持ローラ15の間に張り渡された中間転写体部分の
上に、その表面の移動方向に沿って第1乃至第4の作像
手段18BK,18Y,18M,18Cが水平方向に並
べて配置されている。かかる画像形成装置はタンデム型
の画像形成装置と称せられている。複数の像担持体40
BK,40Y,40M,40Cを識別する必要にあると
きは、これらを、それぞれ第1の像担持体40BK、第
2の像担持体40Y、第3の像担持体40M及び第4の
像担持体40Cと称することにする。
【0028】図2に示した各像担持体40BK乃至40
Cは矢印A方向に回転駆動されるドラム状の感光体とし
て構成されているが、複数の支持ローラに巻き掛けられ
て回転駆動される無端ベルト状の感光体より成る像担持
体を用いることもできる。同様に、図1及び図2に示し
た中間転写体10は複数の第1乃至第3の支持ローラ1
4,15,16に巻き掛けられて矢印B方向に回転駆動
される無端ベルトより成るが、回転駆動されるドラム状
の中間転写体を用いることもできる。
【0029】第1乃至第4の像担持体40BK,40
M,40Y,40C上に各色のトナー像を形成し、その
トナー像を中間転写体10に転写する構成とその作用は
実質的に全て同一であるため、主として、第1の像担持
体40BK上にトナー像を形成し、これを中間転写体1
0上に転写する構成と作用だけを説明する。
【0030】図3は、第1の像担持体40BKと、その
まわりに配設された作像要素の拡大図である。画像形成
動作時に像担持体40BKは矢印A方向に回転駆動され
るが、このとき像担持体40BKは後に詳しく説明する
帯電装置1BKによって所定の極性、図示した例ではマ
イナス極性に一様に帯電される。図1に示すように、像
担持体40BKの上方には露光装置21が配置され、こ
の露光装置21からは、前述のようにスキャナ300に
よって読み取られた画像情報に対応して変調された書き
込み光L(図3)が出射し、その書き込み光Lが、帯電
された像担持体表面に照射され、これによって像担持体
40BKに静電潜像が形成される。露光装置21は、例
えばレーザやLEDによる書き込み光を出射する装置と
して構成される。図示した例では書き込み光Lを照射さ
れて表面電位の絶対値が低下した像担持体の部分が静電
潜像(画像部)となり、書き込み光Lが照射されずに電
位の絶対値が高く保たれた像担持体部分が地肌部とな
る。
【0031】上記静電潜像は、これが現像装置61BK
を通るとき、ブラックトナー像として可視像化される。
本例の像担持体40BKは、図4及び図6に示すよう
に、ドラム状に形成された導電性の支持体101BK
と、その外周面に固定支持された感光層102BKを有
し、その感光層102BKが前述のように帯電、露光さ
れて、該感光層102BKに静電潜像が形成され、その
静電潜像がトナー像として可視化される。前述のように
無端ベルト状の感光体より成る像担持体を用いることも
できるが、この場合には無端ベルトより成る導電性の支
持体上に感光層が支持される。像担持体は各種形態に構
成できるものであるが、その具体例は後述する。
【0032】図1及び図2に示した中間転写体10用の
第1乃至第3の支持ローラ14,15,16の1つは駆
動ローラとして構成され、その駆動ローラが不図示の駆
動モータにより回転駆動される。これによって中間転写
体10が矢印B方向に回転駆動されると共に、他の2つ
の支持ローラが従動回転する。中間転写体10は、例え
ば、図11に拡大して示すように、ベース層11と、そ
の上に設けられた弾性層12と、その表面に設けられた
表層13により構成され、その表層が中間転写体10の
表面側に位置し、ベース層11が裏面側に位置してい
る。
【0033】かかる中間転写体10を挟んで像担持体4
0BKにほぼ対向する位置に、図3に示す如く1次転写
装置62BKが配置されている。図示した例では、この
1次転写装置62BKは、中間転写体10の裏面に圧接
しながら矢印方向に回転駆動される転写ローラにより構
成されている。かかる1次転写装置62BKには、像担
持体40BK上のトナー像のトナーと逆極性、図示した
例ではプラス極性の転写電圧が印加され、これにより、
第1の像担持体40BK上に形成された単色のブラック
トナー像が、その像担持体40BKに接触しながら該像
担持体40BKに同期して矢印B方向に移動する中間転
写体10の表面に転写される。転写ローラに代えて、例
えば導電性の転写ブラシ、又は転写ブレード、又は中間
転写体10の裏面から離間して配置されるコロナチャー
ジャなどから成る1次転写装置を用いることもできる。
【0034】上述のようにトナー像の転写が行われる転
写位置を通過した像担持体40BKの表面に付着してい
る転写残トナーは、像担持体用のクリーニング装置63
BKにより除去され、像担持体40BKの表面が清掃さ
れる。次いでその像担持体表面は除電装置64BKによ
る除電作用を受け、その表面電位が初期化され、再度の
画像形成に備えられる。除電装置64BKは、例えば除
電ランプより成り、その除電ランプからの光を像担持体
表面に照射して像担持体40BKの表面電位を初期化す
る。
【0035】図2に示すように、中間転写体10の移動
方向に関し、第1の像担持体40BKよりも下流側に配
置された第2乃至第4の像担持体40Y,40M,40
C上には、上述したところと全く同様にしてイエロート
ナー像、マゼンタトナー像及びシアントナー像がそれぞ
れ形成され、その各単色のトナー像が、各1次転写装置
62Y,62M,62Cの作用により、ブラックトナー
像の転写された中間転写体10上に順次転写される。こ
のようにして、中間転写体上には4色の合成カラー像が
形成される。
【0036】各図において、第2、第3及び第4の作像
手段18Y,18M,18Cの各作像要素には、これに
対応する第1の作像手段18BKの作像要素に付した符
号のBKの代りに、Y,M,Cをそれぞれ添えた符号を
付してある。第2乃至第4の作像手段18Y,18M,
18Cの基本構成と作用は、各現像装置61Y,61
M,61Cによって、各像担持体40Y,40M,40
C上にイエロートナー像、マゼンタトナー像及びシアン
トナー像がそれぞれ形成される点以外は変わりはない。
よって、その説明は省略するが、作像手段の各構成要素
のより具体的な構成例については後に明らかにする。
【0037】なお、図2に符号74を付して示した要素
は、各1次転写装置62BK,62Y,62M,62C
の間において、中間転写体10の裏面、すなわちベース
層の側に接触する導電性ローラであり、これらの導電性
ローラ74は、各像担持体から中間転写体10にトナー
像を転写するとき、各1次転写装置62BK,62Y,
62M,62Cにそれぞれ供給された電流が、中間転写
体10の中抵抗のベース層を介して隣接する作像手段に
流れ込むことを阻止する用をなす。
【0038】一方、中間転写体10を挟んで各像担持体
と反対の側には2次転写装置22が設けられている。こ
こに例示した2次転写装置22は、2つのローラ23,
23に掛け渡されて矢印C方向に回転駆動される無端状
の2次転写ベルト24を有し、この2次転写ベルト24
は、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押
し当てられている。
【0039】図1に示すように、給紙テーブル200内
には、複数の給紙カセット44と、その各給紙カセット
44に収容された転写紙又は樹脂シートなどから成る記
録媒体(図示せず)を送り出す給紙ローラ42を有する
給紙装置43が設けられている。スタートスイッチの押
下に伴って、選択されたいずれか1つの給紙カセット4
4に対応する給紙ローラ42が回転し、その給紙カセッ
ト44に積載された記録媒体が送り出される。送り出さ
れた記録媒体は分離ローラ45で1枚ずつ分離されて給
紙路46に進入し、次いで搬送ローラ47によって搬送
されつつ、作像部100の給紙路48に導かれ、一対の
レジストローラ49に突き当てられて止められる。
【0040】或いは、手差しトレイ51上に記録媒体を
セットし、給紙ローラ50の回転により、その記録媒体
を送り出し、当該記録媒体を分離ローラ52で1枚ずつ
分離し、分離した1枚の記録媒体を手差し給紙路53に
導き、これを同じくレジストローラ49に突き当てて止
めるようにしてもよい。
【0041】いずれの場合も、中間転写体10上に転写
された合成カラー画像が記録媒体に整合するタイミング
でレジストローラ49が回転を開始する。これにより中
間転写体10と2次転写ベルト24との間に記録媒体が
搬送され、その2次転写装置22の作用で中間転写体1
0上の合成カラー画像がその記録媒体に2次転写され
る。記録媒体に転写されずに中間転写体10上に付着し
ている転写残トナーは、中間転写体10を挟んで第2の
支持ローラ15に対向して配置された中間転写体用のク
リーニング装置17によって除去され、その中間転写体
10の表面が清掃される。このようにして中間転写体1
0上に繰り返し合成カラー画像を転写することができ
る。
【0042】合成カラー画像を転写された記録媒体は、
引き続き2次転写ベルト24に担持されて搬送され、次
いで図1に示した定着装置25を通り、このとき熱と圧
力の作用によってその合成カラー画像が記録媒体上に定
着される。定着装置25を通過した記録媒体は、排出ロ
ーラ56によって排紙トレイ57上に排出される。上述
のように2次転写ベルト24は、画像転写後の記録媒体
を定着装置25へ搬送するシート搬送機能も備えてい
る。図1に示した定着装置25は、無端状の定着ベルト
26と、これに押し当てられた加圧ローラ27を有し、
その定着ベルト26と加圧ローラ27の間を記録媒体が
搬送されるとき、合成カラー画像が記録媒体上に定着さ
れる。2次転写ベルト24を有する2次転写装置に代え
て、転写ローラ又は中間転写体から離間して配置される
コロナチャージャより成る2次転写装置を用いることも
できる。
【0043】また、図1に示した画像形成装置において
は、2次転写装置22と定着装置25の下方に記録媒体
の両面に画像を形成すべく記録媒体を反転させるシート
反転装置28が設けられている。記録媒体の両面に画像
を形成するときは、前述のように定着装置25を通った
記録媒体を、切換爪55を切り換えることによってシー
ト反転装置28に送り込み、ここでその記録媒体の表裏
を反転して再び中間転写体10と2次転写装置22との
間に送り込み、その記録媒体の裏面にも中間転写体10
上の合成カラー画像を転写し、その画像を定着装置25
によって定着した後、当該記録媒体を排紙ローラ56に
よって排紙トレイ57上に排出する。
【0044】次に、各作像手段18BK乃至18Cに設
けられた帯電装置1BK,1Y,1M,1Cの具体的構
成を、ここでも第1の作像手段18BKの帯電装置1B
Kを例にとって説明する。図3、図4及び図12に示す
ように、帯電装置1BKは、像担持体40BKの表面に
対向配置された帯電部材60BKを有している。この帯
電部材は適宜な形態に構成できるものであるが、図示し
た例においては、円柱状の帯電ローラにより構成されて
いる。かかる帯電部材60BKは、円柱状に形成された
導電性の基体103BKと、その基体103BKの外周
面を覆い、かつその基体103BKに対して固定された
抵抗層104BKとを有していると共に、その抵抗層1
04BKの長手方向各端部領域には、像担持体40BK
に当接するスペーサ部105BKがそれぞれ設けられて
いる。
【0045】抵抗層の各端部領域とは、当該抵抗層の長
手方向各端部、又はその各端部よりも抵抗層長手方向中
央部CBKの側に寄った位置である。図示した例では、
抵抗層104BKの長手方向各端部に各スペーサ部10
5BKが設けられているが、その各端部よりも、例えば
数mm中央部CBK寄りの位置に各スペーサ部105BK
を設けてもよい。また、図示した例では、2つのスペー
サ部105BKが設けられているが、3以上のスペーサ
部を設けてもよく、当該スペーサ部は少なくとも2つ設
けられるものである。
【0046】各スペーサ部105BKの外周面は円環状
となっていて、その外径は、他の抵抗層部分の円環状の
外周面の外径よりも大きくなっている。かかるスペーサ
部105BKが像担持体40BKに当接することによ
り、両スペーサ部105BKの間の抵抗層部分が、微小
ギャップGをあけて像担持体40BKの表面に対向して
位置する。この微小ギャップG、すなわちスペーサ部1
05BK間の抵抗層部分と像担持体40BKとの間の最
接近部における両者間の間隙は、例えば5〜500μm
に設定される。
【0047】基体103BKは、例えば10Ω・cm以
下、好ましくは10Ω・cm以下の体積抵抗率を有する
高剛性材料により構成されている。例えば、直径が8〜
20mm程のステンレス鋼やアルミニウムなどの金属材
料、或いは高剛性の導電性樹脂などによって基体103
BKが構成される。この例では基体103BKが帯電ロ
ーラの芯軸を構成している。
【0048】上述の如き基体103BKの長手方向各端
部は、軸受106BK(図12に一方のみを示す)を介
して支持体に回転自在に支持されている。図示した例で
は、図12に示すように後述するカートリッジケース8
9BKの一部によって支持体が構成されている。各軸受
106BKは、例えば圧縮ばねより成る加圧手段(図示
せず)によって加圧され、これによって帯電部材60B
Kの各スペーサ部105BKが像担持体40BKに圧接
する。
【0049】画像形成動作時に像担持体40BKが回転
するとき、帯電部材60BKは、その両スペーサ部10
5BKが像担持体40BKに圧接しながら、図3におけ
る時計方向に回転する。その際、像担持体40BKの回
転に伴い、像担持体40BKと帯電部材60BKの間に
作用する摩擦力によって帯電部材60BKを連れ回り回
転させてもよいが、本例では、図12に示すように像担
持体40BKに設けたギア108BKと、帯電部材60
BKの基体103BKに固定したギア109BK(図1
2にのみ示す)とを噛み合わせ、像担持体40BKの回
転に従動させて帯電部材60BKを回転駆動するように
構成されている。帯電部材60BKを回転させずに、こ
れを停止させたまま像担持体40BKに対向配置するこ
ともできる。
【0050】帯電部材60BKの基体103BKは、図
示していない電源に電気的に接続され、画像形成動作時
にその電源から基体103BKに電圧が供給される。こ
れにより、帯電部材60BKと像担持体40BKとの間
の空隙に放電が生ぜしめられ、像担持体40BK、より
正確にはその感光層102BKが所定の電位に帯電され
る。このように帯電部材60BKに電圧を印加して像担
持体40BKを帯電するのである。帯電部材60BKに
印加する電圧は、直流電圧であってもよいし、直流電圧
に交流電圧を重畳した電圧であってもよい。
【0051】また、図示した例では、帯電部材60BK
の抵抗層104BKが、基体103BKの表面に固定さ
れた環状の抵抗調整層110BKと、その抵抗調整層1
10BKの表面にその全周に亘って固定された表層11
1BKとを有しているが、抵抗層を他の適宜な形態に構
成することもできる。例えば、表層を省き、抵抗調整層
のみで抵抗層を構成し、或いは3層以上の多数の層から
抵抗層を構成することもできる。
【0052】抵抗調整層110BKの体積抵抗率は、例
えば10乃至10Ω・cm程に設定され、その厚さは
例えば1乃至2mm程度に設定されることが好ましい。表
層111BKの体積抵抗率は、例えば10乃至10
10Ω・cm程に設定され、該表層の体積抵抗率は抵抗調
整層110BKの体積抵抗率よりも多少高くなっている
ことが好ましい。かかる表層111BKの厚みは、例え
ば1〜20μmであることが望ましい。抵抗調整層11
0BKの体積抵抗率が10Ω・cmよりも高くなると、
放電が不充分となり、像担持体表面を充分に帯電させる
ことができなくなるおそれがあり、逆にこの抵抗率が1
Ω・cmよりも低いと、像担持体40BKの感光層1
02BKにピンホールなどの欠陥があった場合、放電電
流がピンホールに集中して異常放電を生じ、さらに過電
流がピンホールをさらに拡大させ、感光層が破壊される
おそれがある。表層111BKは、帯電部材60BKの
表面がトナーなどによって汚されることを防止するもの
であり、従って当該表層111BKは離型性の高い材料
によって構成される。抵抗調整層110BKと表層11
1BKの具体的な材料名については後述する。
【0053】ここで、本例の帯電装置1BKにおいて
は、図4及び図5に示すように、抵抗層104BKの長
手方向各端部領域が、その間の抵抗層部分よりも半径方
向外方に突出しており、その突出した部分によって、前
述のスペーサ部105BKが構成されている。ここに示
した例では、抵抗層104BKの各端部領域における抵
抗調整層110BKの厚さがその間の抵抗調整層部分の
厚さよりも厚くなっているが、抵抗層104BKの各端
部領域における表層111BKの厚さ、又は表層111
BKと抵抗調整層110BKの厚さを、他の部分の厚さ
よりも厚くして、スペーサ部105BKを構成すること
もできる。表層を有しない抵抗層にも、同様にしてスペ
ーサ部を形成することができる。
【0054】上述のように、抵抗層104BKの長手方
向各端部領域の厚さを、その間の抵抗層部分の厚さより
も厚くすることによりスペーサ部105BKを形成し、
スペーサ部105BKを抵抗層104BKの一部により
構成したので、抵抗層104BKの表面に接合されたギ
ャップテープよりなる従来のスペーサ部のように、スペ
ーサ部が局部的に剥がれたりして損傷するおそれをなく
すことができる。これにより、長期に亘って、両スペー
サ部105BKの間の抵抗層部分と像担持体40BKの
表面との間の微小ギャップGを一定に保つことができ、
像担持体40BKに形成される画像の品質を長期に亘っ
て高めることができる。帯電部材60BKの長寿命化を
達成できるのである。
【0055】抵抗調整層110BKと表層111BKを
基体103BKに形成して帯電部材60BKを製造する
方法としては、金型を用いて基体103BKの周囲に抵
抗調整層110BKと表層111BKを成形する方法
や、スプレー塗工又はその他の一般的な塗工法により抵
抗調整層110BKと表層111BKを形成する方法な
どが挙げられる。
【0056】図6は帯電装置1BKの他の例を示す。こ
こに例示した帯電装置1BKの基本構成は、図4及び図
5に示した帯電装置と変わりはなく、像担持体40BK
の表面に対向配置された帯電部材60BKを有し、その
帯電部材60BKは基体103BKと、その基体103
BKに対して固定された抵抗層104BKを有してい
て、その導電性の基体103BKに電源からの電圧が供
給される。このように帯電部材60BKに電圧を印加し
て像担持体40BKを帯電する。
【0057】図4及び図5に示した帯電装置と異なると
ころは、抵抗層104BKの各端部領域に粘着剤112
BKを介して接合されたギャップ保持部材113BKに
よりスペーサ部105BKが構成されている点である。
両ギャップ保持部材113BKが像担持体40BKに当
接して両ギャップ保持部材113BKの間の抵抗層部分
が、微小ギャップGをあけて像担持体表面に対向して位
置し、帯電部材60BKと像担持体40BKとの間の空
隙に放電が生ぜしめられ、像担持体40BK、正確には
その感光層102BKが所定の電位に帯電されるのであ
る。図示した例では、ギャップ保持部材113BKがギ
ャップテープより成り、そのギャップテープに層状の粘
着剤112BKが予め積層されて粘着テープが構成さ
れ、かかる粘着テープが抵抗層104BKの各端部領域
の全周に亘って接着されている。この構成自体は、従来
の帯電部材と変わりはない。
【0058】ここで、従来の帯電部材と異なるところ
は、図6及び図7から判るように、ギャップ保持部材1
13BKが接合される抵抗層部分に、両ギャップ保持部
材113BKの間の抵抗層部分よりも、帯電部材60B
Kの半径方向に凹んだ凹部114BKが形成され、その
凹部114BKに粘着剤112BKが埋め込まれた状態
で配置されている点にある。図6及び図7に示した帯電
装置1BKの他の構成は、図1乃至図5に関連して先に
説明した帯電装置の構成と変わりはない。
【0059】粘着剤を介して抵抗層表面に接合されたギ
ャップ保持部材は像担持体に圧接するので、粘着剤に大
きな押圧力が加えられる。このため、従来の帯電部材に
おいては、図7に鎖線矢印Eで示すように、粘着剤がは
み出てしまい、そのはみ出た粘着剤にクリーニング装置
によって除去しきれなかった像担持体上のトナーが少量
ずつ固着してこれが生長し、かかるトナーによって微小
ギャップが規制される結果、微小ギャップが過度に大き
くなるおそれがあった。
【0060】ところが、図6及び図7に示した帯電部材
60BKにおいては、凹部114BKに粘着剤112B
Kが位置しているので、その粘着剤112BKに大きな
押圧力が加えられても、これが鎖線矢印E方向にはみ出
ることはなく、また仮にはみ出たとしても極く少量に留
められる。このため、微小ギャップGが過度に大きくな
ることを阻止でき、長期に亘って、微小ギャップGを一
定に保ち、像担持体の帯電不良と、これに伴う画質の劣
化の発生を防止することができる。
【0061】抵抗調整層110BKを硬質材料、例えば
硬質の樹脂により構成すると、帯電部材の真円度が出し
やすくなり、環境の変化による帯電部材の外径の変動を
抑えることができ、微小ギャップを一定に保つ効果を高
めることができるが、帯電部材をこのように構成する
と、粘着剤は、硬い抵抗調整層と同じく硬い像担持体表
面とから圧力を受けることになるため、従来の帯電装置
の場合には、特にその粘着剤がはみ出しやすくなる。こ
れに対し、図6及び図7に示した帯電部材60BKの場
合には、その抵抗調整層110BKを硬質材料から構成
したときも、粘着剤のはみ出しを効果的に抑えることが
できる。
【0062】また、図7に矢印Fで示すように、粘着剤
112BKが、帯電部材60BKの長手方向中央部CB
K(図6)とは反対の側に、わずかにはみ出たとして
も、その粘着剤は両スペーサ部105BKの間の抵抗層
表面部分には付着しないので、微小ギャップGが大きく
なることはない。
【0063】また、図8に示すように、抵抗層104B
Kの各端部領域に環状の溝から成る凹部114BKを形
成し、ここに粘着剤112BKを埋め込んで、その粘着
剤112BKを溝内に封じ込むように配置すると、その
粘着剤112BKのはみ出しをより一層効果的に防止す
ることができる。
【0064】さらに、図6乃至図8に示した例では、抵
抗層104BKの各端部領域における表層111BKを
切除し、かつ当該端部領域の抵抗調整層110BK上の
一部を取り除いた状態に凹部114BKを形成したが、
表層111BKの厚さが厚いときは、その表層111B
Kの各端部領域だけを切断した状態に形成し、ここを凹
部114BKにすることもできる。また図9及び図10
に示すように、表層111BKを残したまま凹部114
BKを形成し、ここに粘着剤112BKを配置してギャ
ップ保持部材113BKを抵抗層104BKに接合する
こともできる。
【0065】図6乃至図10に示した凹部114BKの
構成は、表層のない抵抗層を備えた帯電部材60BKに
も適用できることは明らかである。また、図8乃至図1
0に示した帯電装置の他の構成は図6に示した帯電装置
と変わりはない。
【0066】ところで、以上説明した各例の帯電装置1
BKにおいては、図4及び図6から判るように、その帯
電部材60BKのスペーサ部105BKが像担持体40
BKの感光層102BK上に当接している。その際、感
光層102BKの画像が形成される画像形成領域Wより
も外側の感光層部分に各スペーサ部105BKが当接す
るようにすることが好ましい。このようにすれば、スペ
ーサ部105BKが画像形成領域Wに当接することはな
いので、画像形成領域Wを均一に帯電でき、高品質な画
像を形成することができる。
【0067】或いは、像担持体40BKの感光層102
BKよりも外側の支持体101BKの表面にスペーサ部
105BKを当接させるように構成することもできる。
【0068】また、以上説明した各帯電部材60BK
は、そのスペーサ部105BKが、両スペーサ部105
BKの間の抵抗層部分よりもδだけ、帯電部材の半径方
向外方に突出しているが、その突出量が5〜500μm
となるようにスペーサ部105BKを形成することによ
り、微小ギャップGを前述のように5〜500μmに設
定することができる。微小ギャップGがこの範囲よりも
狭いと、スペーサ部105BKの間の抵抗層表面部分が
像担持体40BKに接触して、該表面部分の汚れを引き
起こすおそれがあり、上記範囲よりも広くなると、像担
持体40BKの帯電不良が発生するおそれがある。
【0069】図示した帯電部材60BKは、その抵抗層
104BKが、基体103BKに対して固定された抵抗
調整層110BKと、その抵抗調整層110BKに固定
された表層111BKとを有しているが、その抵抗調整
層110BKのベース材料としてはウレタン、SBR、
EVA、SBS、SEVS、SIS、TPO、EPD
M、EPM、NBR、IR、BR、シリコンゴム、エピ
クロルヒドリンゴム等の樹脂やゴム類が挙げられる。こ
れらのベース材料のゴムまたは樹脂はそれ自体に抵抗を
持っている場合もあるが、持っていない場合もある。帯
電部材には一定の電流が流れた時に長手方向・周方向共
に均一に帯電出来ることが必要である。そこでベース材
料のゴムまたは樹脂には抵抗調整剤を混入して、長手方
向・周方向共に均一な抵抗を持つようにしてある。抵抗
調整剤としてはカーボンブラック、カーボン繊維、金属
酸化物、金属粉、過塩素酸塩等の固体電解質や界面活性
剤等の導電性付与剤が用いられる。
【0070】その際、抵抗調整層110BKのベース材
料が、JIS A硬度80度以上のゴム又は樹脂により
構成されていると、帯電部材60BKの真直度を高い精
度で維持でき、微小ギャップGをより確実に一定に保つ
ことが可能となる。しかも、ゴム又は樹脂は加工性が良
好であり、帯電部材を容易に製造でき、さらにその抵抗
調整層110BKに適度の抵抗を持たせることができ
る。
【0071】また、抵抗調整層110BKが、ベース材
料と、30〜90重量%の抵抗調整剤を含有しているこ
とが好ましい。抵抗調整剤の量がこれよりも少ないと、
抵抗調整層110BKの抵抗がベース材料そのものの抵
抗となってしまい、抵抗調整層の適正な抵抗が得られな
くなり、しかも抵抗調整剤をベース材料に均一に分散さ
せ難くなる。逆に、抵抗調整剤の量が上記範囲よりも多
くなると、抵抗調整層の抵抗が下がりすぎてその抵抗を
均一にするのが困難となる。また抵抗調整剤の性質にも
よるが、分散し難い抵抗調整剤を用いた場合、その量が
多くなりすぎると、特にその分散が困難となる不具合も
発生する。
【0072】さらに、抵抗層104BKの表層111B
Kは、クリーニング装置63BKにより除去しきれず
に、そのクリーニング装置63BKを通過したトナーが
帯電部材60BKに進入してきたとき、当該トナーが帯
電部材に付着して、帯電効率が低下することを防止する
ものであり、従って表層111BKにはトナーに対する
高い離型性が要求される。かかる表層111BKも、ベ
ース材に抵抗調整剤を分散した材料から構成でき、その
ベース材としては、先に例示したゴムや樹脂などの材
料、特にフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラ
ール樹脂、ポリウレタン樹脂などの適宜な材料を用いる
ことができる。また表層111BKの抵抗調整剤として
は、例えばケッチェンブラックやアセチレンブラックな
どのカーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズなど
の金属酸化物などから成る電子伝導性導電剤、またはそ
の他の適宜な導電剤を用いることができる。また抵抗調
整層110BKとの接着強度と加工性を高めるため、熱
収縮チューブより成る表層を用いることもできる。
【0073】ギャップ保持部材113BKを構成するギ
ャップテープの材料としては、アルミニウム、鉄、ニッ
ケルなどの金属及びその酸化物、Fe―Ni合金、ステ
ンレス鋼、Co―Al合金、Ni鋼、ジュラルミン、モ
ネル、インコネルなどの金属合金、ポリエチレン(P
E)、ポリプロピレン(PP)などのオレフィン系樹
脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチ
レンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹
脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及びそ
の共重合体(例えばPFA、FEP)などのフッ素樹
脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。特にト
ナーが固着し難い離型性の高い材料を用いることが好ま
しい。また、ギャップテープとして導電材料を用いると
きは、その表面に絶縁層又は半抵抗体層をコートするな
どして、テープと像担持体との間を絶縁することが好ま
しく、特にそのギャップテープを、像担持体40BKの
感光層102BKよりも外側の導電性支持体101BK
に当接させる場合には、絶縁処理したギャップテープを
用いる必要がある。
【0074】また、両スペーサ部105BKの間の表層
111BKの厚みが、先に説明したように、1〜20μ
mに設定されていることが好ましい。表層111BKの
厚みがこれよりも厚いと像担持体に対する帯電効率が落
ちるおそれがあり、その厚みが上記範囲よりも薄いと、
経時でその表層111BKが削れてしまい、帯電部材へ
トナーが付着するおそれがある。
【0075】両スペーサ部105BKの間の抵抗層部分
は像担持体40BKに接触しないように構成されている
が、この部分が経時で汚れてくることは充分に考えられ
る。そこで、図4及び図6に示すように、帯電部材60
BKに接触して、該帯電部材60BKを清掃するクリー
ニング部材115BKを設けると有利である。このクリ
ーニング部材は、不動に固定支持されたものでもよい
が、本例の帯電装置1BKのように、帯電部材60BK
が回転する回転体、特に帯電ローラとして構成されてい
る場合には、クリーニング部材115BKが、帯電部材
60BKに接触して連れ回りするように支持されている
ことが好ましい。クリーニング部材115BKをこのよ
うに構成すれば、クリーニング部材115BKの駆動装
置を設けることなく、低コスト、省スペースで帯電部材
60BKの表面を効率よくクリーニングすることができ
る。
【0076】またクリーニング部材115BKとして、
スポンジローラなどを用いることもできるが、図4及び
図6に示すように、クリーニング部材115BKが帯電
部材60BKに接触するブラシを有していると、その帯
電部材60BKの周面を効率よくクリーニングすること
ができる。図示した例では、クリーニング部材115B
Kがブラシを有するブラシローラとして構成されてい
る。その際、ブラシの中でも特に静電植毛ブラシを用い
ることが好ましい。かかるブラシを用いることで、帯電
部材表面からトナーを効率よく掻き取り、掻き取ったト
ナーを徐々にブラシ外に排出させることができる。
【0077】さらに、クリーニング部材115BKをス
ポンジローラやブラシローラとして構成し、或いはその
他の形態に構成したときも、当該クリーニング部材11
5BKが、帯電部材60BKに摺擦しながら揺動するよ
うに支持されていると、帯電部材60BKに対するクリ
ーニング効率を高めることができる。図4及び図6に示
した例では、クリーニング部材115BKが帯電部材6
0BKの周面に当接しながら、矢印で示すように、当該
クリーニング部材115BKの軸線方向に揺動するよう
に構成されている。帯電部材60BKの抵抗調整層11
0BKが硬質樹脂などの高硬度材料により構成されてい
るときは、揺動するクリーニング部材115BKが帯電
部材60BKの周面に強く当るので、その周面の清掃効
率を特に高めることができる。
【0078】図1及び図2に示した第2乃至第4の作像
手段18Y,18M,18Cの帯電装置1Y,1M,1
Cも、上述した各例の帯電装置1BKと同じく構成され
ている。また、各作像手段を構成する要素のうち、少な
くとも帯電装置と、その帯電装置により帯電される像担
持体とによって、図12に示すように、一体的に組み付
けられたプロセスカートリッジ107BKを構成し、そ
のプロセスカートリッジ107BKを、画像形成装置本
体、図1に示した例では作像部100の本体筐体に着脱
可能に装着するように構成すると、そのメンテナンス性
を高めることができる。
【0079】次に、各作像手段18BK乃至18Cの各
要素のより具体的な構成を、ここでも第1の作像手段1
8BKを例にとって説明する。
【0080】図3に示すように、現像装置61BKは現
像ケース70BKを有し、その現像ケース70BK内
に、乾式の現像剤(図示せず)が収容されている。この
現像剤として一成分系現像剤を用いることもできるが、
図示した例では磁性キャリアと非磁性トナーを有する二
成分系現像剤が用いられている。現像ケース70BKの
内部は、2本のスクリュー68BKが設けられた撹拌部
66BKと、現像スリーブ65BKが設けられた現像部
67BKとなっていて、撹拌部66BKは、現像部67
BKよりも低い位置を占めている。
【0081】2本のスクリュー68BKの間は、両端部
を除いて仕切り板69BKで仕切られており(図12参
照)、また現像ケース70BKにはトナー濃度センサ7
1BKが取り付けられている。現像スリーブ65BKは
現像ケース70BKの開口を通して像担持体40BKに
対向して位置し、その現像スリーブ65BKに対して先
端を接近させて位置するドクターブレード73BKが設
けられている。ドクターブレード73BKと現像スリー
ブ65BKとの間の最接近部における間隔は、例えば5
00μmに設定される。
【0082】現像スリーブ65BKは、非磁性体により
構成され、図3における時計方向に回転駆動される。か
かる現像スリーブ65BKの直径は、例えば18mmであ
り、その外周面に、サンドブラスト又は1〜数mmの深さ
を有する複数の溝を形成する処理が施され、RZが10
〜30μmの範囲に入るように形成されている。現像ス
リーブ65BKの内部にはマグネット72BKが固定配
置され、当該マグネット72BKは、図には示していな
いが、ドクターブレード73BKの個所から現像スリー
ブ65BKの回転方向にN,S,N,S,S
の5磁極を有している。マグネット72BKは、磁極S
の側が像担持体40BKに対向している。
【0083】現像ケース70BK内の二成分系現像剤を
2本のスクリュー68BKで撹拌しながら循環搬送し、
現像スリーブ65BKに供給する。現像スリーブ65B
Kに供給された現像剤は、マグネット72BKにより汲
み上げられて保持され、現像スリーブ65BK上に磁気
ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ65B
Kの回転とともに、ドクタブレード73BKによって適
正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌
部66BKに戻される。現送スリーブ65BKに担持さ
れて搬送された現像剤のうちトナーは、現像スリーブ6
5BKに印加する現像バイアス電圧により像担持体40
BKに形成された静電潜像に転移してその像担持体40
BK上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像ス
リーブ65BK上に残った現像剤は、マグネット72B
Kの磁力がないところで現像スリーブ65BKから離れ
て攪拌部66BKに戻る。この繰り返しにより、攪拌部
66BK内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃
度センサ71BKで検知して攪拌部66BKにトナーが
補給される。
【0084】ちなみに、図示例では、像担持体40BK
の線速を200mm/s、現像スリーブ65BKの線速を2
40mm/sとしている。像担持体40BKの直径を50m
m、現像スリーブ65BKの直径を18mmとして、現像
行程が行われる。現像スリーブ65BK上のトナーの帯
電量は、−10〜−30μC/gの範囲が好適である。像
担持体40BKと現像スリーブ65BKの間隙である現
像ギャップは、従来と同様に0.8mmから0.4mmの範
囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を
図ることが可能である。
【0085】また、本例の画像形成装置では、感光層1
02BKの厚みを30μmとし、光学系のビームスポッ
ト径を50×60μm、光量を0.47mWとしてい
る。また、像担持体40BKの感光層102BKの帯電
(露光前)電位Vを−700V、露光後電位Vを−
120Vとして現像バイアス電圧を−470V、すなわ
ち現像ポテンシャル350Vとして現像工程が行われ
る。
【0086】像担持体用のクリーニング装置63BK
は、先端を像担持体40BKの感光層表面に圧接した、
例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75
BKを備えている。クリーニング性を高めるために外周
を像担持体表面に接触するブラシを併用する。本例では
外周を像担持体表面に接触した導電性のファーブラシ7
6BKを矢印方向に回転自在に備える。また、ファーブ
ラシ76BKにバイアスを印加する金属製電界ローラ7
7BKを矢示方向に回転自在に備え、その電界ローラ7
7BKにスクレーパ78BKの先端を押し当てる。さら
に、除去したトナーを回収する回収スクリュ79BKを
設ける。そして、像担持体表面に対してカウンタ方向に
回転するファーブラシ76BKで、像担持体上の残留ト
ナーを除去する。ファーブラシ76BKに付着したトナ
ーは、ファーブラシ76BKに対してカウンタ方向に接
触して回転し、かつバイアスを印加された電界ローラ7
7BKに取り除かれる。電界ローラ77BKに付着した
トナーは、スクレーパ78BKでクリーニングされる。
クリーニング装置63BKで回収したトナーは、回収ス
クリュ79BKでクリーニング装置63BKの片側に寄
せ、詳しくは後述するトナーリサイクル装置80BKで
現像装置61BKへと戻して再利用する。
【0087】次に、図12および図13には、トナーリ
サイクル装置80BKを示す。図13に示すとおり、像
担持体用のクリーニング装置63BK(図3)の回収ス
クリュ79BKには、一端に、ピン81BKを有するロ
ーラ部82BKを設ける。そして、そのローラ部82B
Kに、トナーリサイクル装置80BKのベルト状回収ト
ナー搬送部材83BKの一側を掛け、その回収トナー搬
送部材83BKの長孔84BKにピン81BKを入れ
る。回収トナー搬送部材83BKの外周には一定間隔置
きに羽根85BKが設けられ、その他側は、回転軸86
BKのローラ部87BKに掛けられている。
【0088】回収トナー搬送部材83BKは、回転軸8
6BKとともに、図12に示す搬送路ケース88BK内
に入れる。搬送路ケース88BKは、カートリッジケー
ス89BKと一体につくり、その現像装置61BK側の
端部に、現像装置61BKの前述した2本のスクリュ6
8BKの1本を入れてなる。そして、外部から駆動力を
伝達して回収スクリュ79BKを回転するとともに、回
収トナー搬送部材83BKを回転搬送し、クリーニング
装置63BKで回収したトナーを、搬送路ケース88B
K内を通して現像装置61BKへと搬送し、スクリュ6
8BKの回転で現像装置61BK内に入れる。その後、
上述したとおり、そのトナーを、2本のスクリュ68B
Kですでに現像装置61BK内にある現像剤とともに攪
拌しながら搬送循環し、その現像剤を現像スリーブ65
BKに供給してドクタブレード73BKにより穂切りし
た後、像担持体40BKにトナーを転移してその像担持
体40BK上の静電潜像を現像する。
【0089】トナーは、結着樹脂に着色剤、及びその他
必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を含有
させた母体粒子に、さらに添加剤等を外添させてなる。
トナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のもの
が使用でき、例えば、ポリスチレン、スチレン−ブタジ
エン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレ
イン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、
低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、ポリブチラール、シリコーン樹脂等が挙げら
れ,これらは、単独あるいは2種類以上組合わせて用い
ることができ、特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹
脂が好ましい。
【0090】ここで、ポリエステル樹脂としては、各種
のタイプのものが使用できるが、特に、 2価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル
及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種。 下記一般式(I)で示されるジオール成分。
【化1】 (式中、R及びRは、同一でも異なっていてもよ
く、炭素数2〜4のアルキレン基であり、またx、yは
繰り返し単位の数であり、各々1以上であって、x+y
=2〜16である)。 3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキル
エステル及び酸無水物、及び、3価以上の多価アルコー
ルのいずれかから選ばれる少なくとも一種。上記
とを反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ま
しい。
【0091】ここで、の2価カルボン酸ならびにその
低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テ
レフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコ
ハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチ
ル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び
無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタ
ル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐
ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの2
価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸
無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影
響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレ
フタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキン
グ性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン
酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多
く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低
下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合
わせてこれらの2価カルボン酸類が適宜選定され、単独
又は組合わせて使用される。
【0092】の前記一般式(I)で示されるジオール
成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−(n)−
ポリオキシエチレン−(n′)−2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−
(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、ポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられるが、特
に、2.1≦n≦2.5であるポリオキシプロピレン−
(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン及び2.0≦n≦2.5であるポリオキシエチレン
−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス
転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点
がある。
【0093】なお、ジオール成分として、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオー
ル、1、3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等
の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
【0094】の3価以上の多価カルボン酸ならびにそ
の低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、
1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット
酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,
4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフ
トレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカ
ルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,
2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ
ル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テ
トラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−
オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこ
れらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチ
ルエステル等が挙げられる。
【0095】又、の3価以上の多価アルコールの一例
としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテ
トロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトー
ル、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトー
ル、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,
5−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロー
ル、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,
2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメ
チルベンゼン等が挙げられる。
【0096】ここで、3価以上の多価単量体の配合割合
は、単量体組成物全体の1〜30モル%程度が適当であ
る。1モル%以下の時には、トナーの耐オフセット性が
低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、30モル
%以上の時には、トナーの定着性が悪化しやすい。
【0097】これらの3価以上の多価単量体のうち、特
にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物又はエ
ステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すな
わち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、
定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。
【0098】又、ポリオール樹脂としては、各種のタイ
プのものが使用できるが、特に、エポキシ樹脂と、
2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくは
そのグリシジルエーテルと、エポキシ基と反応する活
性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ基と
反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反
応してなるポリオール樹脂を用いることが好ましい。こ
こで、のエポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノール
AやビスフェノールF等のビスフェノールとエピクロロ
ヒドリンを結合して得られたものである。特に、エポキ
シ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るために数平均分
子量の相違する少なくとも2種以上のビスフェノールA
型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が36
0〜2000であり、高分子量成分の数平均分子量が3
000〜10000であることが好ましい。さらに低分
子量成分が20〜50重量%、高分子量成分が5〜40
重量%であることが好ましい。低分子量成分が多すぎた
り、分子量が360よりさらに低分子の場合は、光沢が
出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。ま
た、高分子量成分が多すぎたり、分子量10000より
さらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定
着性の悪化の可能性がある。
【0099】又、の化合物としての、2価フェノール
のアルキレンオキサイド付加物としては、以下のものが
例示される。即ち、エチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、ブチレンオキサイド及びこれらの混合物とビ
スフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノール
との反応生成物が挙げられる。得られた付加物をエピク
ロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリ
シジル化して用いてもよい。特に下記(化2)式で表わ
されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物
のジグリシジルエーテルが好ましい。
【0100】
【化2】 (式中、Rは−CH−CH−、−CH−CH(C
)−又は−CH−CH−CH−基であり、ま
たn、mは繰り返し単位の数であり、各々1以上であっ
て、n+m=2〜6である。)
【0101】また、2価フェノールのアルキレンオキサ
イド付加物もしくはそのグリシジルエーテルが、ポリオ
ール樹脂に対して10〜40重量%含まれていることが
好ましい。ここで量が少ないとカールが増すなどの不具
合が生じ、また、n+mが7以上であったり量が多すぎ
ると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能
性がある。
【0102】又、のエポキシ基と反応する活性水素を
分子中に1個有する化合物としては、1価フェノール
類、2級アミン類、カルボン酸類がある。1価フェノー
ル類としては以下のものが例示される。即ち、フェノー
ル、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェ
ノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシ
レノール、p−クミルフェノール等が挙げられる。2級
アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミ
ン、ジブチルアミン、N−メチル(エチル)ピペラジ
ン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類と
しては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。
【0103】又、のエポキシ基と反応する活性水素を
分子中に2個以上有する化合物としては、2価フェノー
ル類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられ
る。2価フェノール類としてはビスフェノールAやビス
フェノールF等のビスフェノールが挙げられる。また、
多価フェノール類としてはオルソクレゾールノボラック
類、フェノールノボラック類、トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)メタン、1−〔α−メチル−α−(4−ヒド
ロキシフェニル)エチル〕ベンゼンが例示される。多価
カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テ
レフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が例
示される。
【0104】また、これらのポリエステル樹脂やポリオ
ール樹脂は、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢
度が得られにくくなるため、好ましくは、非架橋もしく
は弱い架橋(THF不溶分が5%以下)であることが好
ましい。また、これらの結着樹脂の製造法は、特に限定
されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、
懸濁重合等のいずれも用いることが出来る。
【0105】次に、トナーに用いられる着色剤として
は、従来公知の染料及び顔料が使用できる。黄色系着色
剤としては、例えば、ナフトールイエローS、ハンザイ
エロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、
黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロ
ー、オイルイエロー、ハンザイエロー、(GR、A、R
N、R),ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー
(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バル
カンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレー
キ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローB
GL、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノン
イエロー等が挙げられる。
【0106】赤色系着色剤としては、例えば、ベンガ
ラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマ
ーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4
R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロロオルト
ニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレット
G、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアント
カーミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、
FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレット
VD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカー
レットG、リソールルビンGX、パーマネントレッド
(F5R、FBB)、ブリリアントカーミン6B、ピグ
メントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマ
ルーン、パ−マネントボルドーF2K、ヘリオボルドー
BL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマル
ーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、
ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴ
レッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナ
クリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、
クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノン
オレンジ、オイルオレンジ等が挙げられる。
【0107】青色系着色剤としては、例えば、コバルト
ブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピ
ーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金
属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファ
ストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、B
C)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、
ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、
コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、ア
ントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグ
リーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリー
ン、ピグメントグリーンB,ナフトールグリーンB、グ
リーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイト
グリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキ
ノングリーン等が挙げられる。
【0108】黒色系着色剤としては、例えば、カーボン
ブラック、オイルファーネスブラック、チャンネル ブ
ラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリ
ンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸
化物、複合金属酸化物等が挙げられる。その他の着色剤
としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染
料、鉄黒等が挙げられる。これらの着色剤は、単独ある
いは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量
は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜30重量
部、好ましくは3〜20重量部である。
【0109】又、トナーには、必要に応じて、帯電制御
剤、離型剤等の他の材料を添加することが出来る。
【0110】ここで、帯電制御剤としては、従来公知の
ものが使用でき、例えば、ニグロシン染料、含クロム錯
体、第4級アンモニウム塩等が挙げられ、これらはトナ
ー粒子の極性により使い分ける。特に、カラートナーの
場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のも
のが好ましく、例えば、サリチル酸金属塩又はサリチル
酸誘導体の金属塩(ボントロンE84、オリエント社
製)等が挙げられる。これらの帯電制御剤は、単独ある
いは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量
は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜8重
量部、好ましくは1〜5重量部である。
【0111】また、定着時における定着部材からのトナ
ーの離型性を向上させ、またトナーの定着性を向上させ
るために、離型剤をトナー中に含有させることも可能で
ある。ここで、離型剤としては、従来公知のものが使用
でき、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプ
ロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッ
シャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワック
ス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワック
ス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワック
ス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワッ
クス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン
酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属
塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックス
等が挙げられる。これらの離型剤は、単独あるいは2種
類以上組合わせて用いることができるが、特にカルナウ
バワックスを使用することにより良好な離型性を得るこ
とができる。又、離型剤の含有量は、結着樹脂100重
量部に対して、通常1〜15重量部、好ましくは、2〜
10重量部である。1重量部以下ではオフセット防止効
果等が不十分であり、15重量部以上では転写性、耐久
性等が低下する。
【0112】更に、トナーに磁性体を含有させ、磁性ト
ナーとして用いることもできる。具体的な磁性体として
は、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化
鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれら
金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、
カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステ
ン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物
等が挙げられる。これらの磁性体は平均粒径が0.1〜
2μm程度のものが好ましく、含有量は、結着樹脂10
0重量部に対して、通常20〜200重量部、好ましく
は40〜150重量部である。
【0113】次に、トナーの製造例の一例を以下に述べ
る。 前述した結着樹脂、着色剤、又は必要に応じて帯電
制御剤、離型剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き
混合機により十分に混合する。 バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続
式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸
押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK
社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し
機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の
1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機
を用いて構成材料を十分に混練する。 混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕
し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機
により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効
果を用いた分級機により所定の粒度に分級し、母体粒子
を得る。
【0114】又、その他の製造法として、重合法、カプ
セル法等を用いることも可能である。これらの製造法の
概略を以下に述べる。
【0115】(重合法) 重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤
等を水性分散媒中で造粒する。 造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分
級する。 上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒
子を重合させる。 適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記によ
り得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得
る。
【0116】(カプセル法) 樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、
溶融状態のトナー芯材を得る。 トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の
芯材を作成する。 シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しな
がら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うこと
によりカプセル化する。 上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒
子を得る。
【0117】ついで、該母体粒子と添加剤をヘンシェル
ミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステ
ム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)
等の混合機により十分混合し、必要に応じて、150μ
m程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子
等の除去を行う。
【0118】ここで、添加剤としては、従来公知のもの
が使用でき、例えば、Si,Ti,Al,Mg,Ca,
Sr,Ba,In,Ga,Ni,Mn,W,Fe,C
o,Zn,Cr,Mo,Cu,Ag,V,Zr等の酸化
物や複合酸化物等が挙げられ、特にSi,Ti,Alの
酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用い
られる。また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子
100重量部に対して、0.6〜4.0重量部であるこ
とが好ましく、特に好ましくは、1.0〜3.6重量部
である。添加剤の添加量が、0.6重量部未満である
と、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得
られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、ま
た、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。また
4.0重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビ
ビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、
トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミ
ングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体
等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。
【0119】ここで、添加剤の含有量の測定には種々の
方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的であ
る。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、
蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用い
て、添加剤の含有量を求めることができる。さらに、添
加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御
等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
【0120】ここで、表面処理に用いる処理剤として
は、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチル
トリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチ
ルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチ
ルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等の
アルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、
シリコーンオイル等が挙げられる。又、処理方法として
は、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積
し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有す
る溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、いずれの方
法も好適に用いることができる。
【0121】さらに、母体粒子に添加される添加剤の粒
径は、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で0.0
02〜0.2μmであることが好ましく、特に好ましく
は、0.005〜0.05μmである。平均一次粒子径
が0.002μmより小さい添加剤は、母体粒子表面に
添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやす
く、又、流動性も十分に得られない。さらに、感光体等
へのフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は
特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次
粒子径が0.002μmより小さいと、どうしても添加
剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても、
十分な流動性が得られにくくなる。又、平均一次粒子径
が0.2μmより大きい添加剤は、トナーの流動性が低
下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー
飛散の原因になりやすい。又、平均一次粒子径が0.1
μmより大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、
フィルミング等の原因にもなりやすい。なお、添加剤の
粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることが
出来る。
【0122】トナーには、前記の添加剤の他に、さらに
他の添加剤を添加させることもできる。このような添加
剤としては、例えば、滑剤として、テフロン(登録商
標)、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が、
研磨剤として、酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸
ストロンチウム等が、導電性付与材として、酸化亜鉛、
酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられ
る。
【0123】また、トナーの粒径は、重量平均径で4〜
9μmであることが好ましく、特に好ましくは、5〜8
μmである。ここで、4μmよりも小粒径の場合には、
現像時に地汚れやトナー飛散等が生じたり、流動性を悪
化させトナーの補給やクリーニング性等を阻害する場合
がある。また、8μmよりも大粒径の場合には、画像中
のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合があり、特
に、カラー画像の場合においては、その影響が大きい。
【0124】トナーは、一成分トナー及び二成分トナー
の双方に適用可能である。二成分トナーの場合にはキャ
リアと混合されて二成分現像剤として使用される。ここ
で、キャリアとしては、従来公知のものが使用でき、例
えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を
有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、
これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。この
場合、使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポ
リビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等
が挙げられる。又、この樹脂層の形成法としては、従来
と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹
脂を塗布すればよい。なお、樹脂の使用量としては、通
常キャリア100重量部に対して1〜10重量部が好ま
しい。また、樹脂の膜厚としては、0.02〜2μmで
あることが好ましく、特に好ましくは0.05〜1μ
m、更に好ましくは、0.1〜0.6μmであり、膜厚
が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向に
あり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやす
い傾向にある。ここで、これらのキャリアの平均粒径は
通常10〜100μm、好ましくは30〜60μmであ
る。さらに、トナーとキャリアとの混合割合は、一般に
キャリア100重量部に対しトナー0.5〜7.0重量
部程度が適当である。
【0125】次に、トナーとキャリアと現像剤の製造例
をそれぞれ説明するが、この例に限定されるべきもので
はない。以下の製造例中の部は重量部を表わしている。
【0126】 <トナーの製造例> 結着樹脂 ポリエステル樹脂(テレフタル酸、フマル酸、ポリオキシプロピレン−(2, 2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリメリット酸から 合成されたポリエステル樹脂、Tg:62℃、軟化点:106℃) 100部 着色剤 イエロートナー用顔料 (ジスアゾイエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 17) 7.0部 マゼンタトナー用顔料 (キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122) 7.0部 シアントナー用顔料 (銅フタロシアニンブルー顔料:C.I.Pigment Blue 15:3) 3.5部 ブラックトナー用顔料 (カーボンブラック:C.I.Pigment Black 7) 6.0部 帯電制御剤 サリチル酸誘導体亜鉛塩 2.5部 離型剤 カルナウバワックス(融点:85℃) 5部 上記原材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、
110℃に設定した2軸混練機にて溶融混練した。混練
物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を
用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体粒
子を得た。
【0127】更に、 上記母体粒子 100部 添加剤 シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、平均一次粒子径:0.01 μm) 0.8部 チタニア(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0. 015μm) 1.0部 をヘンシェルミキサーにて混合を行い、その後、さらに
目開き100μmの篩により風篩を行い、製造例のトナ
ー(重量平均径:6.8μm)を得た。
【0128】ここで、トナーの粒度分布は種々の方法で
測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサ
イザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコー
ルターマルチサイザーIIe型(コールター社製)を用
い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス
(日科機社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、
電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶
液を調製した。測定法としては、前記電解水溶液100
〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくは
アルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加
え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で
約1〜3分の分散処理を行った。さらに、別のビーカー
に電解水溶液100〜200mlを入れ、その中に前記
サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コ
ールターマルチサイザーIIe型によりアパーチャーとし
て100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒
子の平均を測定することにより行った。
【0129】 <キャリアの製造例> 芯材 Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45μm) 5000部 コート材 トルエン 450部 シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分 50%) 450部 アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製) 10部 カーボンブラック 10部 上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液
を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板
ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコ
ートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液
を芯材上に塗布した。さらに、得られたキャリアを電気
炉で250℃で2時間焼成を行い、製造例のキャリア
(膜厚:0.5μm)を得た。
【0130】<現像剤の製造例>上記製造例のトナー5
部と、上記製造例のキャリア95部をターブラーミキサ
ーで混合し、現像剤を得た。
【0131】ところで、画像形成装置は、帯電装置と、
その帯電装置により前述の如くして帯電される像担持体
を具備しているが、その帯電部材の両スペーサ部間の抵
抗層部分が像担持体表面に近接しているので、帯電部材
の放電の影響が像担持体の感光層に強く作用することに
なり、感光層の劣化が進み、その表面が削れやすくなる
おそれがある。特に、帯電部材に対して、直流電圧に交
流電圧を重畳した電圧を印加すると、その周波数やピー
ク間電圧の影響により、感光層が削れやすくなる。感光
層が削れすぎてしまうと、良好な画像形成が行えなくな
る。また、感光層の膜厚が不均一であると、この不均一
部分に放電が集中し局部的な感光層表面の削れが発生す
るおそれがある。このような問題を回避するため、感光
層の膜厚を厚くすることにより、表面劣化部分の影響を
少なくする方法があるが、感光層の膜厚を厚くすると、
環境変動の影響を受けやすくなったり、その厚みにむら
が出やすくなり、このため画像の濃度むらが発生するお
それがある。
【0132】そこで、本例の画像形成装置の像担持体4
0BKは、フィラーを含有する表層を有している。例え
ば、感光層のフィラーが、経時で削られ難くなるように
フィラーを含有しているのである。かかる表層は、放電
の影響によって削られ難く、特に帯電部材に対し直流電
圧に交流電圧を重畳した電圧を印加したときも、長期に
亘って良好な画像形成を行うことができる。次に、像担
持体の具体的な構成例を説明する。
【0133】図14乃至図17は、電子写真感光体より
成る像担持体40BKを模式的に示す断面図であり、図
14に示した像担持体40BKは、その導電性の支持体
101BK上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分
とする単層感光層102BKが設けられている。この場
合、少なくとも感光層表面にはフィラーが含有されてい
る。図15に示す像担持体40BKは、導電性支持体1
01BK上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層
117BKと、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層
118BKとが積層された構成となっている。この場
合、少なくとも電荷輸送層の表面にはフィラーが含有さ
れている。図16に示す像担持体40BKは、導電性支
持体101BK上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主
成分とする単層感光層102BKが設けられ、更にその
感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送
層119BKが設けられている。図17に示す像担持体
40BKは、導電性支持体101BK上に、電荷発生物
質を主成分とする電荷発生層117BKと電荷輸送物質
を主成分とする電荷輸送層118BKとが積層された構
成をとっており、更に電荷輸送層上にフィラーを含有し
たフィラー補強電荷輸送層119BKが設けられてい
る。
【0134】導電性支持体101BKとしては、体積抵
抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、
アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、
銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの
金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィ
ルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したも
の、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッ
ケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、
引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩
などの表面処理した管などを使用することができる。ま
た、特開昭52−36016号公報に開示されたエンド
レスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導
電性支持体として用いることができる。
【0135】この他、上記支持体上に導電性粉体を適当
な結着樹脂に分散して塗工したものについても、導電性
支持体101BKとして用いることができる。この導電
性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラッ
ク、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、
亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの
金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いら
れる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ス
チレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ
塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢
酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、
フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹
脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポ
リビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−
ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂
または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層
は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例え
ば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチ
ルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより
設けることができる。さらに、適当な円筒基体上にポリ
塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、
テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含
有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなる
ものも、導電性支持体101BKとして良好に用いるこ
とができる。
【0136】感光層は電荷発生物質を電荷輸送層に分散
させた単層型でも、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層
させた積層型でもよい。はじめに電荷発生層117BK
と電荷輸送層118BKを順次積層させた積層型感光体
について説明する。
【0137】電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とす
る層で、必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもあ
る。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を
用いることが出来る。無機系材料には、結晶セレン、ア
モルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル
−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シ
リコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにお
いては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子
でタ−ミネ−トしたものや、ホウ素原子、リン原子など
をド−プしたものが良好に用いられる。
【0138】一方、有機系材料としては、公知の材料を
用いることが出来る。例えば、金属フタロシアニン、無
金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズ
レニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバ
ゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格
を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ
顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フル
オレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾ−ル骨格
を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔
料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔
料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペ
リレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔
料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフ
ェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系
顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系
顔料、ビスベンズイミダゾ−ル系顔料などが挙げられ
る。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混
合物として用いることが出来る。
【0139】電荷発生層に必要に応じて用いられるバイ
ンダ−樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポ
キシ樹脂、ポリケトン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレ
ート、シリコ−ン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチ
ラ−ル、ポリビニルホルマ−ル、ポリビニルケトン、ポ
リスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾ−ル、ポリアク
リルアミドなどが用いられる。これらのバインダ−樹脂
は、単独または2種以上の混合物として用いることが出
来る。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、高分
子電荷輸送物質を用いることが出来る。更に、必要に応
じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。電荷発生層
に併用できる電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送
物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と
高分子型の電荷輸送物質がある。以下、高分子型の電荷
輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
【0140】電子輸送物質としては、たとえばクロルア
ニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシ
アノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フル
オレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオ
レノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、
2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−
トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン
−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェ
ン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げ
られる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上
の混合物として用いることが出来る。
【0141】正孔輸送物質としては、以下に表される電
子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえ
ば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イ
ミダゾ−ル誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−
(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1
−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、
スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニル
ヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ
−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、
アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダ
ゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。こ
れらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物と
して用いることが出来る。
【0142】また、以下に表される高分子電荷輸送物質
を用いることができる。たとえば、ポリ−N−ビニルカ
ルバゾール等のカルバゾ−ル環を有する重合体、特開昭
57−78402号公報等に例示されるヒドラゾン構造
を有する重合体、特開昭63−285552号公報等に
例示されるポリシリレン重合体、特開平7−32540
9号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する
重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質
は、単独または2種以上の混合物として用いることが出
来る。
【0143】電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結
着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散
剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤
が含まれていても良い。
【0144】電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜
作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく
挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電
分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、
反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上
述した無機系材料、有機系材料が良好に形成出来る。ま
た、キャスティング法によって電荷発生層を設けるに
は、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要
ならばバインダ−樹脂と共にテトラヒドロフラン、シク
ロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン
などの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンド
ミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布す
ることにより、形成出来る。塗布は、浸漬塗工法やスプ
レ−コ−ト法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行なうこと
が出来る。
【0145】以上のようにして設けられる電荷発生層の
膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましく
は0.05〜2μmである。
【0146】次に、電荷輸送層118BKについて、説
明する。電荷輸送層は、電荷輸送成分とバインダ−成分
を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶
解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成
出来る。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が
適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm
程度が適当である。バインダー成分として用いることの
できる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、
スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタ
ジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、
ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニ
ル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース
樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、
ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル
樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メ
ラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド
樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、
これらに限定されるものではない。これらの高分子化合
物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸
送物質と共重合化して用いることができる。
【0147】電荷輸送物質として用いることのできる材
料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質お
よび高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷
輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物10
0重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50
〜100重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送
物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して
樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された
材料が好ましく用いられる。
【0148】電荷輸送層塗工液を調製する際に使用でき
る分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、ア
セトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチル
セロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなど
の芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハ
ロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等
を挙げることができる。
【0149】電荷輸送層は後述のフィラー補強電荷輸送
層119BKを設けない場合、少なくとも電荷輸送層の
表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料
を添加する必要がある。有機性フィラ−材料としては、
ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、
シリコ−ン樹脂粉末、a−カ−ボン粉末等が挙げられ、
無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウ
ム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化
亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化ア
ンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモン
をド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等
の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化ア
ルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化
硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの
中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが
耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化
チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらの
フィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用い
られる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分
散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面
の改質が施されてもよい。
【0150】これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や
結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることに
より分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、
0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率
や耐摩耗性の点から好ましい。また、これらのフィラー
を電荷輸送層全体に含有させることも可能であるが、露
光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層
の最表面側が最もフィラー濃度が高く、支持体側が低く
なるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層を
複数層にして、支持体側から表面側に向かい、フィラー
濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ま
しい。電荷輸送層の表面側に含有される無機フィラー層
の膜厚(表面からの深さ)は0.5μm以上であること
が好ましく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
【0151】フィラー補強電荷輸送層119BKを設け
る場合、電荷輸送層118BKは、電荷輸送成分とバイ
ンダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当
な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥すること
により形成出来る。電荷輸送層の膜厚は、10〜100
μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10
〜30μm程度が適当である。この場合の電荷輸送層に
用いることのできるバインダー成分は、例えば、前述の
熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分
子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、
電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
【0152】電荷輸送物質として用いることのできる材
料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質およ
び高分子電荷輸送物質が挙げられる。また、必要により
適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分
子電荷輸送物質などの低分子化合物およびレベリング剤
を添加することも出来る。これらの化合物は単独または
2種以上の混合物として用いることが出来る。低分子化
合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して
0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量
部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量
部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。
【0153】次に、フィラー補強電荷輸送層119BK
について説明する。フィラー補強電荷輸送層とは、少な
くとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーが
含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指
す。フィラー補強電荷輸送層は、従来型の電荷輸送層に
匹敵する高い電荷移動度を示す特徴を有し、これは表面
保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層
は、積層型感光体における電荷輸送層を2層以上に機能
分離した表面層として用いられる。すなわち、この層は
フィラーの含まれない電荷輸送層との積層で用いられ、
単独で用いられる事が無い。このため、フィラーが添加
剤として電荷輸送層中に分散された場合の電荷輸送層の
単一層と区別される。
【0154】フィラー補強電荷輸送層に用いられるフィ
ラー材料としては、電荷輸送層の説明に挙げたように、
無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に
使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしく
は2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラー
は塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、前
述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施さ
れてもよい。これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や
結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることに
より分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、
0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率
や耐摩耗性の点から好ましい。塗工方法としては浸漬
法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ
法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷
法等が採用される。フィラー補強電荷輸送層の膜厚は
0.5μm以上であることが好まく、より好ましくは2
μm以上が好ましい。
【0155】次に感光層が単層構成102BKの場合に
ついて述べる。単層感光層は、電荷発生物質および電荷
輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散
し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。ま
た、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を
添加することもできる。結着樹脂としては、先に電荷輸
送層118BKで挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層
117BKで挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。
もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用
できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の
量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0
〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜1
50重量部である。単層感光層は、電荷発生物質、結着
樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用
いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレ
ーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単
層感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。感
光層が最表面層になるような構成においては、少なくと
も感光層表面にフィラーを含有する必要がある。この場
合にも、電荷輸送層の場合と同様に、感光層全体にフィ
ラーを含有することもできるが、フィラー濃度勾配を設
けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順
次変えた構成にすることは有効な手段である。
【0156】導電性支持体101BKと感光層との間に
下引き層を設けることもできる。下引き層は一般には樹
脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を
溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対し
て耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このよう
な樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポ
リアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロ
ン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹
脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ア
ルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目
構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引
き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チ
タン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化ス
ズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末
顔料を加えてもよい。これらの下引き層は、前述の感光
層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することが
できる。更に下引き層として、シランカップリング剤、
チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用
することもできる。この他、下引き層には、Al
を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パ
リレン)等の有機物やSiO、SnO、TiO
ITO、CeO等の無機物を真空薄膜作成法にて設け
たものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを
用いることができる。下引き層の膜厚は0〜20μmが
適当であり、好ましくは1〜10μmである。
【0157】耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低
下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電
荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防
止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物
質およびレベリング剤を添加することが出来る。これら
の化合物の代表的な材料を以下に記す。
【0158】各層に添加できる酸化防止剤として、例え
ば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるもので
はない。 (a)フェノ−ル系化合物 2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ−ル、ブチル化ヒ
ドロキシアニソ−ル、2,6−ジ−t−ブチル−4−エ
チルフェノ−ル、n-オクタデシル-3-(4'-ヒドロキシ
-3',5'-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2'−メチレン
−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、
2,2'−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブ
チルフェノ−ル)、4,4'−チオビス−(3−メチル
−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4'−ブチリデン
ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−
5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメ
チル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メ
チレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒド
ロキシフェニル)プロピオネ−ト]メタン、ビス[3,
3'−ビス(4'−ヒドロキシ−3'−t−ブチルフェニ
ル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフ
ェロ−ル類など。 (b) パラフェニレンジアミン類 N−フェニル−N'−イソプロピル−p−フェニレンジ
アミン、N,N'−ジ−sec−ブチル−p−フェニレ
ンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−
フェニレンジアミン、N,N'−ジ−イソプロピル−p
−フェニレンジアミン、N,N'−ジメチル−N,N'−
ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。 (c) ハイドロキノン類 2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジ
ドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノ
ン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t
−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オ
クタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。 (d)有機硫黄化合物類 ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネ−ト、ジステ
アリル−3,3'−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデ
シル−3,3'−チオジプロピオネ−トなど。 (e)有機燐化合物類 トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホス
フィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリク
レジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキ
シ)ホスフィンなど。
【0159】各層に添加できる可塑剤として、例えば下
記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。 (a)リン酸エステル系可塑剤 リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリ
オクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロ
ルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチ
ル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェ
ニルなど。 (b)フタル酸エステル系可塑剤 フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソ
ブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタ
ル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチ
ル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フ
タル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸
ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシク
ロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチル
ラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチル
デシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。 (c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤 トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n
−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。 (d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤 アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、ア
ジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−
オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、ア
ジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼラ
イン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、
セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸
ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシ
ル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオ
クチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸
ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルな
ど。 (e)脂肪酸エステル誘導体 オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステ
ル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトー
ルエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、
トリアセチン、トリブチリンなど。 (f)オキシ酸エステル系可塑剤 アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブ
チル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルク
エン酸トリブチルなど。 (g)エポキシ可塑剤 エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステ
アリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキ
システアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジ
ル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキ
シヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。 (h)二価アルコールエステル系可塑剤 ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレング
リコールジ−2−エチルブチラートなど。 (i)含塩素可塑剤 塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メ
チル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。 (j)ポリエステル系可塑剤 ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケー
ト、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。 (k)スルホン酸誘導体 p-トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミ
ド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエン
スルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチル
アミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルア
ミドなど。 (l)クエン酸誘導体 クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、ク
エン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセ
チルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエ
ン酸−n−オクチルデシルなど。 (m)その他 ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2
−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン
酸メチルなど。
【0160】各層に添加できる滑剤としては、例えば下
記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。 (a)炭化水素系化合物 流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワック
ス、低重合ポリエチレンなど。 (b)脂肪酸系化合物 ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン
酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。 (c)脂肪酸アミド系化合物 ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミ
ド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステア
ロアミドなど。 (d)エステル系化合物 脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコ
ールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。 (e)アルコール系化合物 セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレング
リコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロール
など。 (f)金属石けん ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン
酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。 (g)天然ワックス カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボ
タロウ、モンタンロウなど。 (h)その他 シリコーン化合物、フッ素化合物など。
【0161】各層に添加できる紫外線吸収剤として、例
えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるもの
ではない。 (a)ベンゾフェノン系 2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン、2,2',4−トリヒドロキシベンゾ
フェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾ
フェノン、2,2'−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾ
フェノンなど。 (b)サルシレート系 フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル
3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートな
ど。 (c)ベンゾトリアゾール系 (2'−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、
(2'−ヒドロキシ5'−メチルフェニル)ベンゾトリア
ゾール、(2'−ヒドロキシ5'−メチルフェニル)ベン
ゾトリアゾール、(2'−ヒドロキシ3'−ターシャリブ
チル5'−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾ
ール (d)シアノアクリレート系 エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレー
ト、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アク
リレートなど。 (e)クエンチャー(金属錯塩系) ニッケル(2,2'チオビス(4−t-オクチル)フェノ
レート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチ
オカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメー
ト、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートな
ど。 (f)HALS(ヒンダードアミン) ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジ
ル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメ
チル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニ
ルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、
8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オ
クチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデ
カン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,
2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
【0162】次に感光体より成る像担持体の製造例を説
明するが、これに限定されるべきものではない。
【0163】直径30mmアルミニウムドラム上に、下記
組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸
送層用塗工液を順次、塗布乾燥することにより、3.5
μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、28μmの
電荷輸送層を形成した。その上に下記の無機フィラー塗
工液をジルコニアビーズを用いてペイントシェーカーで
2時間粉砕(塊砕)して塗工液とした。この液をスプレ
ーで塗工して1.5μmのフィラー補強電荷輸送層を設
け、電子写真感光体を得た。 〔下引き層用塗工液〕 アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL,大日本インキ化学工 業製) 6重量部 メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60,大日本インキ化学工 業製) 4重量部 酸化チタン(CR−EL 石原産業社製) 40重量部 メチルエチルケトン 200重量部 〔電荷発生層用塗工液〕 オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2重量部 ポリビニルブチラール(UCC:XYHL) 0.2重量部 テトラヒドロフラン 50重量部 〔電荷輸送層用塗工液〕 ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製) 12重量部 下記(化3)に示した構造の低分子電荷輸送物質 10重量部
【化3】 テトラヒドロフラン 100重量部 1%シリコーンオイル(KF50−100CS信越化学工業社製)テトラヒドロ フラン溶液 1重量部 〔フィラー補強電荷輸送層用塗工液〕 ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製) 4重量部 下記(化4)に示した構造の低分子電荷輸送物質 3重量部
【化4】 α−アルミナ(スミコランダムAA−03、住友化学工業社製) 0.7重量部 シクロヘキサノン 280重量部 テトラヒドロフラン 80重量部
【0164】以上が、作像手段の具体的構成例である。
次に無端ベルト状の中間転写体10の具体的構成例を明
らかにする。
【0165】無端ベルトより成る中間転写ベルトは、従
来から弗素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド
樹脂等が使用されてきていたが、近年ベルトの全層や、
ベルトの一部を弾性層にした弾性ベルトが使用されてき
ている。中間転写体として樹脂ベルトを用いたカラー画
像の転写は以下の課題がある。
【0166】カラー画像は通常4色の着色トナーで形成
され、1枚のカラー画像には、1層から4層までのトナ
ー層が形成されている。トナー層は1次転写位置(像担
持体から中間転写体への転写)や、2次転写位置(中間
転写体から記録媒体への転写)を通過することで圧力を
受け、トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝
集力が高くなると文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜
けの現象が発生しやすくなる。
【0167】樹脂ベルトより成る中間転写体は硬度が高
くトナー層に応じて変形しないため、トナー層を圧縮さ
せやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。また、
最近はフルカラー画像を様々な用紙、例えば和紙や意図
的に凹凸を付けや用紙に画像を形成したいという要求が
高くなってきている。しかし、平滑性の悪い用紙は転写
時にトナーと空隙が発生しやすく、転写抜けが発生しや
すくなる。密着性を高めるために2次転写位置での転写
圧を高めると、トナー層の凝縮力を高めることになり、
上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
【0168】これに対し、弾性ベルトは樹脂ベルトより
硬度が低いため、転写部でトナー層、平滑性の悪い記録
媒体に対応して変形する。つまり、局部的な凹凸に追従
して弾性ベルトは変形するため、過度にトナー層に対し
て転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ文字
の中抜けの無い、平面性の悪い用紙に対しても均一性の
優れた転写画像を得ることが出来る。
【0169】かかる理由により、本例の画像形成装置に
おいては、先にも説明したように、図11に示した中間
転写体10が用いられている。ここに示した中間転写体
10は、ベース層11を、例えば伸びの少ないフッ素樹
脂や、伸びの大きなゴム材料と帆布など伸びにくい材料
で構成し、その上に弾性層12を設ける。弾性層12
は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層12の表面は、
例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよい表
層13で被ってなる。その各層の材質の具体例は次のと
おりである。
【0170】ベース層11の樹脂としては、ポリカーボ
ネート,フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリス
チレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレ
ン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビ
ニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、ス
チレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共
重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体
等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチ
レン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタク
リル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニ
ル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸
エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたは
スチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタ
クリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリ
ル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル
樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変
性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビ
ニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
エステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノ
マー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン
樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレ
ン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹
脂,変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群よ
り選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することが
できる。ただし、上記材料に限定されるものではないこ
とは当然である。
【0171】また弾性層12は、エラストマーとして、
ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,
NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム
天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチ
レン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、ク
ロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウ
レタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエ
ン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素
ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニト
リルゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン
系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタ
ン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フ
ッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは
2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料
に限定されるものではないことは当然である。
【0172】表層13は、中間転写体表面へのトナーの
付着力を小さくして2次転写性を高めるものが要求され
る。たとえばポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹
脂等の1種類あるいは2種類以上を使用し表面エネルギ
ーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹
脂、フッ素化合物、フッ化炭素、2酸化チタン、シリコ
ンカーバイト等の粉体、粒子を1種類あるいは2種類以
上または粒径を異ならしたものを分散させ使用すること
ができる。またフッ素系ゴム材料のように熱処理を行う
ことで表面にフッ素リッチな層を形成させ表面エネルギ
ーを小さくさせたものを使用することもできる。
【0173】また、ベース層11、弾性層12又は表層
13に、必要に応じて使用される抵抗値調節用導電剤と
しては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、ア
ルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタ
ン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウ
ム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸
化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性
金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム,ケイ
酸マグネシウム,炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被
覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものでは
ないことは当然である。
【0174】弾性層12の厚さは、その弾性層の硬度に
もよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀
裂の発生しやすくなる。又、伸縮量が大きくなることか
ら画像に伸びちじみが大きくなること等から厚すぎるこ
とは好ましくない。弾性層の厚みが約1mm以上となる
と、かかる不具合が発生する。弾性層の硬度の適正範囲
は10°≦HS≦65゜(JIS-A)である。ベルトの層厚
によって最適硬度の調整は必要となる。硬度10゜JIS-
Aより下のものは寸法精度良く成形する事が非常に困難
である。これは成型時に収縮・膨張を受け易い事に起因
する。また柔らかくする場合には基材へオイル成分を含
有させる事が一般的な方法であるが、加圧状態で連続作
動させるとオイル成分が滲みだして来るという欠点を有
している。これにより中間転写体表面に接触する像担持
体を汚染し横帯状ムラを発生させる事が分かった。一般
的に離型性向上のために表層を設けているが、完全に浸
みだし防止効果を与えるためには表層は耐久品質等要求
品質の高いものになり、材料の選定、特性等の確保が困
難になってくる。これに対して硬度65゜JIS-A以上の
ものは硬度が上がった分精度良く成形できるのと、オイ
ル含有量を含まない、または少なく抑えることが可能と
なるので、像担持体に対する汚染性は低減可能である
が、文字の中抜け等転写性改善の効果が得られなくな
り、ローラへの張架が困難となる。
【0175】中間転写体の製造方法は限定されるもので
はないが、例えば次の方法を採用できる。回転する円筒
形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法。
表層の薄い膜を形成させるスプレイ塗工法。円筒形の型
を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法。
内型、外型の中に注入する注型法。円筒形の型にコンパ
ウンドを巻き付け、加硫研磨を行う方法があるがこれに
限定されるものではなく複数の製法を組み合わせてベル
トを製造することができるのは当然である。
【0176】次に中間転写体の製造方法の具体例を説明
する。PVDF100重量部に対してカーボンブラック
18重量部、分散剤3重量部、トルエン400重量部を
均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/sec
で静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVD
Fの均一な膜を形成した。75μmの膜が形成されてい
る型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10
mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPV
DFベルトを形成した。これに、ポリウレタンプレポリ
マー100重量部、硬化剤(イソシアネート)3重量
部、カーボンブラック20重量部、分散剤3重量部、M
EK500重量部を均一分散させた分散液に上記150
μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/
secで引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰り
返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形
成させた。さらに表層用にポリウレタンプレポリマー1
00重量部、硬化剤(イソシアネート)3重量部、PT
FE微粉末粉体50重量部、分散剤4重量部、MEK5
00重量部を均一分散させた。上記150μmのウレタ
ンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm
/secで引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰
り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレ
タンポリマーの表層を形成させた。室温で乾燥後130
℃,2時間の架橋を行い、ベース層;150μm,弾性
層;150μm,表層;5μmの3層構成転写ベルトを
得た。
【0177】上述の中間転写体は、伸びの少ないベース
層に弾性層を形成することにより、中間転写体の伸び防
止をしているが、ベース層と弾性層の機能を持った芯体
層と、その表面にコーティングされた表層とによってベ
ルト上の中間転写体を構成して、中間転写体の伸びを防
止することもできる。芯体層は、弾性材と、伸びを防止
する材料とにより構成される。伸びを防止する芯体層の
材料は、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステ
ル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン
繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊
維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリ
アセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール
繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊
維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維から
なる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い織布状
あるいは糸状のものができる。もちろん上記材料に限定
されるものではない。
【0178】糸は1本または複数のフィラメントを撚っ
たもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方で
あってもよい。また、例えば上記材料群から選択された
材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電
処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリ
ヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であ
り、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処
理を施すこともできる。
【0179】芯体層の製造方法としては、例えば筒状に
織った織布を金型等に被せ、その上に弾性材より成る被
覆層を設ける方法、筒状に織った織布を液状ゴム等に浸
漬して芯体層の片面あるいは両面に被覆層を設ける方
法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付け、そ
の上に弾性材より成る被覆層を設ける方法等を挙げるこ
とができる。
【0180】ところで、図1及び図2に示した中間転写
体用のクリーニング装置17は、クリーニング部材とし
て2つのファーブラシ90,91を有している。これら
のファーブラシ90,91としては、例えば、直径20
mm、アクリルカーボン、6.25D/F、10万本/in
ch、10Ω・cmのものを使用し、中間転写体10に
対して接触してカウンタ方向に回転するように設ける。
そして、それぞれのファーブラシ90,91には、不図
示の電源から各々異なる極性のバイアスを印加する。か
かるファーブラシ90,91には、それぞれ金属ローラ
92,93を接触させて順または逆方向に回転するよう
に設ける。そして、この例では、中間転写体10の回転
方向上流側の金属ローラ92に電源94から(−)電圧
を印加し、下流側の金属ローラ93に電源95から
(+)電圧を印加する。それらの金属ローラ92,93
には、それぞれブレード96,97の先端を押し当て
る。中間転写体10の矢示方向への回転とともに、はじ
め上流側のファーブラシ90を用いて例えば(−)のバ
イアスを印加して中間転写体10表面のクリーニングを
行う。仮に、金属ローラ92に−700V印加したとす
ると、ファーブラシ90は−400Vとなり、中間転写
体10上の(+)トナーをファーブラシ90側に転移す
る。除去したトナーをさらに電位差によりファーブラシ
90から金属ローラ92に転移し、ブレード96により
掻き落とす。
【0181】ファーブラシ90で中間転写体10上のト
ナーを除去するが、中間転写体10上にはまだ多くのト
ナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ9
0に印加される(−)のバイアスにより、(−)に帯電
される。これは、電荷注入または放電により帯電される
ものと考えられる。しかし、次いで下流側のファーブラ
シ91を用いて今度は(+)のバイアスを印加してクリ
ーニングを行うことにより、それらのトナーを除去する
ことができる。除去したトナーは、電位差によりファー
ブラシ91から金属ローラ93に転移し、ブレード97
により掻き落とす。ブレード96,97で掻き落とした
トナーは、不図示のタンクに回収する。
【0182】ファーブラシ91でクリーニングされた後
は、ほとんどのトナーが除去されるが、中間転写体10
上にはまだ少しのトナーが残っている。それらの中間転
写体10上に残ったトナーは、上述したようにファーブ
ラシ91に印加される(+)のバイアスにより、(+)
に帯電される。(+)に帯電されたトナーは、1次転写
位置で印加される転写電界により像担持体側に転写さ
れ、像担持体用のクリーニング装置で回収することがで
きる。最初の1次転写位置で最も像担持体側へトナーは
転写される。各像担持体に画像を形成する色の順番は、
前述の例に限定されるものではなく、画像形成装置の持
つ狙いや特性によって異なってくる。
【0183】また、図1及び図2に示したレジストロー
ラ49は一般的には接地されて使用されることが多い
が、記録媒体の紙粉除去のためにバイアスを印加するこ
とも可能である。例えば、レジストローラとして導電性
ゴムローラを用い、これにバイアスを印加する。より具
体的には、径18mmで、表面を1mm厚みの導電性NBR
ゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗率で10Ω
・cm程度であり、印加電圧はトナーを転写する側(表
側)には−800V程度の電圧を印加する。記録媒体の
裏面側は+200V程度の電圧を印加する。一般的に中
間転写方式は紙粉が像担持体にまで移動しづらいため、
紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても
良い。また、印加電圧として、DCバイアスが印加され
ているが、これは記録媒体をより均一帯電させるためD
Cオフセット成分を持ったAC電圧でも良い。このよう
にバイアスを印加したレジストローラ49を通過した後
の記録媒体表面は、若干マイナス側に帯電している。よ
って、中間転写体10から記録媒体への転写では、レジ
ストローラ49に電圧を印加しなかった場合に比べて転
写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
【0184】以上、複数の像担持体にそれぞれ色の異な
るトナー像を形成し、その各トナー像を中間転写体に転
写する形式の画像形成装置を説明したが、本発明は、そ
の他の各種形式の画像形成装置にも適用できる。例えば
1つの像担持体に形成した単色のトナー像を記録媒体に
転写する形式の画像形成装置、1つの像担持体上に合成
トナー画像を形成し、これを記録媒体に転写する形式の
画像形成装置、1つの像担持体上に順次異なる色のトナ
ー像を形成し、その各トナー像を中間転写体に順次転写
する形式の画像形成装置、図18に示すように複数の像
担持体40BK,40Y,40M,40C上に形成した
各色のトナー像を、シート搬送ベルト120により搬送
される記録媒体Pに順次転写し、その転写した合成トナ
ー画像を定着装置25によって定着する形式の画像形成
装置などにも広く適用できるものである。また、プリン
タやファクシミリなどの画像形成装置、或いは電子複写
機とプリンタとファクシミリの少なくとも2つの機能を
備えた複合機から成る画像形成装置なども本発明を適用
できる。
【0185】なお、参考までに説明すると、図18に示
した画像形成装置は、各像担持体上のトナー像を記録媒
体に直に転写するので、直接転写方式の画像形成装置と
称されている。これに対し、図1に示した画像形成装置
は、各像担持体上のトナー像を一旦、中間転写体に転写
し、次いでその中間転写体上の合成トナー画像を記録媒
体に転写するので、間接転写方式の画像形成装置と称せ
られる。前者の直接転写方式の画像形成装置において
は、定着装置25が搬送ベルト120よりも、記録媒体
搬送方向下流側に設けられるので、画像形成装置が水平
方向に大型化する。これに対し、後者の間接転写方式の
画像形成装置においては、2次転写位置を比較的自由に
設定でき、定着装置25を中間転写体10の下方に配置
することもできるので、画像形成装置の水平方向のサイ
ズを小型化できる。また、前者の画像形成装置におい
て、その大型化を防止するには、定着装置25を搬送ベ
ルト120に接近して配置する必要があるため、記録媒
体が定着装置25に進入するときの衝撃が大きくなる
が、後者の画像形成装置の場合には、2次転写位置から
定着装置25までの距離を大きくとることができるの
で、記録媒体を余裕をもって定着装置25に送り込むこ
とができ、記録媒体が定着装置25に進入するときの衝
撃を小さくすることが可能である。
【0186】
【発明の効果】本発明によれば、微小ギャップの経時的
な変動を抑え、長期に亘って高品質な画像を形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の全体構成を示す概略断面図であ
る。
【図2】図1の部分拡大断面図である。
【図3】図2の一部をさらに拡大して示す断面図であ
る。
【図4】帯電部材の縦断面図である。
【図5】図4に示す帯電部材の一部を拡大して示す断面
図である。
【図6】帯電部材の他の例を示す縦断面図である。
【図7】図6に示した帯電部材の一部を拡大して示す断
面図である。
【図8】さらに別の例の帯電部材の一部の断面図であ
る。
【図9】さらに別の例の帯電部材の一部の断面図であ
る。
【図10】さらに別の例の帯電部材の一部の断面図であ
る。
【図11】中間転写体の拡大断面図である。
【図12】プロセスカートリッジの破断斜視図である。
【図13】トナーリサイクル装置を説明する分解斜視図
である。
【図14】像担持体の構造を説明する断面図である。
【図15】像担持体の構造を説明する断面図である。
【図16】像担持体の構造を説明する断面図である。
【図17】像担持体の構造を説明する断面図である。
【図18】画像形成装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1BK 帯電装置 1Y 帯電装置 1M 帯電装置 1C 帯電装置 40BK 像担持体 40Y 像担持体 40M 像担持体 40C 像担持体 103BK 基体 104BK 抵抗層 105BK スペーサ部 107BK プロセスカートリッジ 110BK 抵抗調整層 111BK 表層 112BK 粘着剤 113BK ギャップ保持部材 114BK 凹部 115BK クリーニング部材 G 微小ギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H068 AA14 AA21 AA35 AA39 CA33 FA27 2H200 FA19 GA12 GA16 GA18 GA23 GA45 GA46 GA47 HA14 HA28 HB12 HB20 HB22 HB43 HB45 HB46 HB48 JC04 JC12 JC13 JC15 LA07 LA14 LA30 LA40 LB02 LB08 LB12 LB35 LB38 LC04 LC08 MA03 MA04 MA08 MB04 NA02 NA06 3J103 AA02 AA32 AA69 AA74 CA02 FA13 GA02 GA57 HA04 HA32 HA37 HA41 HA43

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体表面に対向配置される帯電部材
    を有し、該帯電部材に電圧を印加して像担持体を帯電す
    る帯電装置であって、前記帯電部材は、基体と、該基体
    に対して固定された抵抗層を有していると共に、該抵抗
    層の各端部領域には、像担持体に当接するスペーサ部が
    設けられ、該スペーサ部の間の抵抗層部分が、微小ギャ
    ップをあけて像担持体表面に対向して位置する帯電装置
    において、 前記抵抗層の各端部領域が、その間の抵抗層部分よりも
    外方に突出しており、その突出した部分によって前記ス
    ペーサ部が構成されていることを特徴とする帯電装置。
  2. 【請求項2】 像担持体表面に対向配置される帯電部材
    を有し、該帯電部材に電圧を印加して像担持体を帯電す
    る帯電装置であって、前記帯電部材は、基体と、該基体
    に対して固定された抵抗層と、該抵抗層の各端部領域に
    粘着剤を介して接合されたギャップ保持部材より成るス
    ペーサ部とを有し、該ギャップ保持部材が像担持体に当
    接して該ギャップ保持部材の間の抵抗層部分が、微小ギ
    ャップをあけて像担持体表面に対向して位置する帯電装
    置において、 前記ギャップ保持部材が接合される抵抗層部分に、該ギ
    ャップ保持部材の間の抵抗層部分よりも凹んだ凹部が形
    成され、該凹部に前記粘着剤が配置されていることを特
    徴とする帯電装置。
  3. 【請求項3】 前記スペーサ部が、当該スペーサ部の間
    の抵抗層部分よりも5〜500μmだけ外方に突出して
    いる請求項1又は2に記載の帯電装置。
  4. 【請求項4】 前記抵抗層が、前記基体に対して固定さ
    れた抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定された表層とを
    有し、前記抵抗調整層のベース材料が、JIS A硬度
    80度以上のゴム又は樹脂よりなる成る請求項1、2又
    は3に記載の帯電装置。
  5. 【請求項5】 前記抵抗層が、前記基体に対して固定さ
    れた抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定された表層とを
    有し、前記抵抗調整層は、ベース材料と、30〜90重
    量%の抵抗調整剤を含有している請求項1、2、3又は
    4に記載の帯電装置。
  6. 【請求項6】 前記抵抗層が、前記基体に対して固定さ
    れた抵抗調整層と、該抵抗調整層に固定された表層とを
    有し、前記スペーサ部の間の表層の厚みが1〜20μm
    に設定されている請求項1、2、3、4又は5に記載の
    帯電装置。
  7. 【請求項7】 前記帯電部材に接触して該帯電部材を清
    掃するクリーニング部材を有している請求項1、2、
    3、4、5又は6に記載の帯電装置。
  8. 【請求項8】 前記帯電部材は回転する回転体として構
    成され、前記クリーニング部材は、該帯電部材に接触し
    て連れ回りするように支持されている請求項7に記載の
    帯電装置。
  9. 【請求項9】 前記クリーニング部材は、帯電部材に接
    触するブラシを有している請求項7又は8に記載の帯電
    装置。
  10. 【請求項10】 前記クリーニング部材は、前記帯電部
    材に摺擦しながら揺動するように支持されている請求項
    7,8又は9に記載の帯電装置。
  11. 【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8、9又は10に記載の帯電装置と、該帯電装置により
    帯電される像担持体を具備していることを特徴とするプ
    ロセスカートリッジ。
  12. 【請求項12】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
    8又は10に記載の帯電装置と、該帯電装置により帯電
    される像担持体を具備していることを特徴とする画像形
    成装置。
  13. 【請求項13】 前記像担持体は、フィラーを含有する
    表層を有している請求項12に記載の画像形成装置。
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