(57)【要約】【課題】長期使用によっても安定した帯電を行うことができる、簡易な層構造で、低コストな帯電部材を提供する。【解決手段】帯電ロール１１Ｄの表面コート層１１Ａにシリカ系化合物あるいはシリカ系化合物と略同等の帯電特性を持つ素材を内添することで表面コート層１１Ａの電位をシリコンオイルと略同等とし、シリコンオイル付着の有無によって表面に電位差が発生することを防いでいる。これにより表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても表面に電位差が発生することを防ぐことができ、結果として感光体ドラム１０の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう問題を回避することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、
表面コート層がシリカ系化合物を含むことを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、
表面コート層がシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた素材を含むことを特徴とする帯電部材。
【請求項３】
表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、
表面コート層にシリカ系化合物を塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする帯電部材。
【請求項４】
表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、
表面コート層にシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた物質を塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする帯電部材。
【請求項５】
表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、
表面コート層にシリコンオイルを塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする帯電部材。
【請求項６】
前記塗布手段が前記帯電部材を清掃する清掃手段であることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の帯電部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電部材に関し、特に被帯電部材の表面に接触させてその部材表面を帯電させる帯電用ロール等の帯電部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方式、静電記録方式等の画像形成装置における感光体などの被帯電部材の帯電手段として、コロナ帯電方式が、最も広く実用化されている。しかし、この方式は、コロナ放電を利用しているため、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物が多量に発生し、これらが、静電潜像保持体を劣化させたりする等の問題があった。また、コロナ電圧として５ｋＶ程度の高電圧が必要であるため、電源装置の大型化や高電流容量化は避けられない問題となっていた。
【０００３】
これに対し、静電潜像保持体に帯電部材を接触させ、帯電部材より電圧を印可して、静電潜像保持体に帯電を行う接触帯電方式は、放電生成物がほとんど発生せず、また、電源電圧として、４００Ｖ程度の比較的低い印可電圧を用いることができる等の利点を有している。
【０００４】
この帯電部材には、金属製の芯材の外周に導電性弾性体層を形成した構造からなる帯電用ロールが用いられる。この帯電用ロールには、被帯電体を所定の電位に保持させる機能が必要であり、そのため帯電ロールの電気抵抗を一定の範囲に制御することが重要になる。この抵抗制御には、通常カーボンブラック、酸化スズ、酸化チタン等の導電性フィラーが、一般に広く用いられている。
【０００５】
帯電用ロール全体としての好ましい抵抗は、１．０×１０3 〜１．０×１０9 Ω・ｃｍである。ところが、この領域での抵抗値は、フィラー添加量の微少な振れで大きく変化するので、上記の導電性フィラーのみを使用して抵抗調整を行い、これにより、帯電用ロールを安定して生産することは難しい。
【０００６】
導電性フィラーと絶縁性金属酸化物を含有させることにより、抵抗値を調整することを特徴とする帯電用ロールが提案されている（例えば、特許文献１参照）が、直接電圧を静電潜像保持体に印加するため、静電潜像保持体の放電絶縁破壊が、発生しやすいという問題点があった。この放電絶縁破壊による１つの破壊点、例えば、円筒状静電潜像保持体の場合、軸方向全体の帯電がその破壊点に流れ、静電潜像保持体が帯電しなくなることがある。
【０００７】
これに対して導電性弾性層上にアルキド樹脂を含有する樹脂層を有することを特徴とする帯電用ロールが提案されている（例えば、特許文献２参照）が、これは耐久使用中にトナーが帯電部材に体積して固着し、その固着したトナーの影響で、カブリ等の画像異常が発生するといった問題があった。
【０００８】
あるいは表面層を導電材を配合した可溶性フッ素樹脂により形成した帯電部材が提案されている（例えば、特許文献３参照）が、一般的に、フッ素樹脂は高価であるため、帯電部材のコストが高くなってしまう。また、フッ素樹脂は極性が非常に強いため、導電材、特にカーボンブラックをフッ素樹脂中に均一に分散させることが非常に難しく、このため、帯電用ロールの抵抗値を、一定の範囲に制御するのが、非常に難しいといった欠点がある。
【０００９】
また粒径３０μｍの不溶性フッ素樹脂微粉を配置したことを特徴とする帯電用ロールが提案されている（例えば、特許文献４参照）が、フッ素樹脂微粉の配合量は、少なすぎると、トナー固着防止等の効果が発現されず、多すぎると帯電用ロールの抵抗値が高くなり、良好な帯電が行われなくなる。
【００１０】
一方、帯電用ロールの抵抗値が、好ましい領域になるようにフッ素樹脂微粉の配合量を調整すると、帯電用ロール表面にフッ素樹脂微粉が十分に現れず、トナー固着防止等の効果が発現しない場合があったため、導電性基体上にフッ化物粒子及び金属を含み、純水に対する接触角が１３０度以上に設定されている複合体層を形成したことを特徴とする帯電部材が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかし、金属製の中空芯金上に電気メッキすることで形成される帯電部材であるため、硬度が高く、硬くなってしまう。このため、帯電部材と静電潜像保持体とが接触しているために振動音が発生しやすくなり、プリンター等の動作時の騒音問題が発生する。
【００１１】
そこで芯材に導電性弾性体層と導電性物質を分散させた表面層とを順次積層した構造からなる帯電部材において、上記表面層が、脂肪族ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、及びフッ素系高分子化合物を含有することを特徴とする帯電部材が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【００１２】
しかし上記のような表面層を備えた帯電ロールにおいても、耐久性に優れ、汚れが付着しにくく、摩耗しにくい等の特長は備えているがトナーの外添剤や定着オイルに使用されるシリカ系化合物が付着すると電気特性が変化し、帯電不良を引き起こすといった問題があった。
【００１３】
本発明は上記事実を考慮し、帯電ロール表面にシリカ系化合物が付着しても電気特性が変化しないようにする事で、長期にわたり、安定した帯電性能をもつ帯電部材を得ることを目的とする。
【特許文献１】特開平７−２０６８５号公報
【特許文献２】特開平４−６７０６７号公報
【特許文献３】特開平６−１７５４７０号公報
【特許文献４】特開平８−１２３１４３号公報
【特許文献５】特開平８−７６５５７号公報
【特許文献６】特開２０００−３５２８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は長期使用によっても安定した帯電を行うことができる、簡易な層構造で、低コストな帯電部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の帯電部材は、表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、表面コート層がシリカ系化合物を含むことを特徴とする。
【００１６】
上記構成の発明では、表面コート層がシリカ系化合物を含むのでシリコンオイル付着による電気特性の変動を抑えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の帯電部材は、表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、表面コート層がシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた素材を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記構成の発明では、表面コート層がシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた素材を含むのでシリコンオイル付着による電気特性の変動を抑えることができる。
【００１９】
請求項３に記載の帯電部材は、表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、表面コート層にシリカ系化合物を塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成の発明では、表面コート層にシリカ系化合物を塗布するのでシリコンオイル付着による電気特性の変動を抑えることができる。
【００２１】
請求項４に記載の帯電部材は、表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、表面コート層にシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた物質を塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成の発明では、表面コート層にシリカ系化合物と略同等の帯電特性を備えた物質を塗布するのでシリコンオイル付着による電気特性の変動を抑えることができる。
【００２３】
請求項５に記載の帯電部材は、表面に静電潜像を形成する感光体の表面を帯電させ、表面コート層にシリコンオイルを塗布する塗布手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
上記構成の発明では、表面コート層にシリコンオイルを塗布するのでシリコンオイル付着による電気特性の変動を抑えることができる。
【００２５】
請求項６に記載の帯電部材は、前記塗布手段が前記帯電部材を清掃する清掃手段であることを特徴とする。
【００２６】
上記構成の発明では、塗布手段が清掃手段を兼ねるので部品点数を削減し装置を小型化できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記構成としたので、長期使用によっても安定した帯電を行うことができる、簡易な層構造で、低コストな帯電部材とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜基本構成＞
本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００２９】
本発明における画像形成装置は帯電部材を静電潜像担持体に接触させて外部より電圧を印加して帯電を行なう帯電手段と、静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像を静電荷像現像剤を用いて顕像化するトナー画像形成手段と、を含む画像形成装置である。
【００３０】
図１には、本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真装置の露光部近傍が示されている。
【００３１】
図１に示す電子写真装置は、感光体ドラム（静電潜像担持体）１０と、感光体ドラム１０の表面を帯電する帯電装置（帯電手段）１１と、帯電装置１１に電圧を印加するための電源１２と、感光体ドラム１０の表面に潜像を形成する画像入力器（静電潜像形成手段）１３と、静電荷像現像剤により感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を得る現像器（現像手段）１４と、形成されたトナー画像を用紙２０表面に転写する転写器（転写手段）１５と、特定のクリーニングブレードであるブレード１９により感光体ドラム１０表面の残留トナー等を除去するクリーニング器（クリーニング手段）１６と、感光体ドラム１０表面の残存電位を除去する除電器１７と、用紙２０表面に転写されたトナー画像を、熱及び／または圧力等により定着する定着器１８と、を有する。
【００３２】
図１における感光体ドラム１０には、帯電ロール等の接触帯電方式の帯電装置１１が配置され、帯電装置１１は、電源１２から供給される電圧により作動する。転写器１５としては、本例では、転写ロール等の接触転写方式のものを用いているが、本発明において、接触転写方式、非接触転写方式の別は問われない。
【００３３】
クリーニング器１６は、箱体２１の開口部に本発明のクリーニングブレードであるブレード１９が具備されて構成され、感光体ドラム１０表面から除去された残留トナー等は、箱体２１内に収容される構造になっている。
【００３４】
その他、画像入力器（静電潜像形成手段）１３、現像器（現像手段）１４、転写器（転写手段）１５、除電器１７、定着器１８の構成は、本発明において特に制限されるものではなく、電子写真分野において従来公知のあらゆる構成をそのまま適用することができる。なお、本例のように接触帯電方式の帯電装置１１を用いる構成の場合、除電器１７は、必ずしも設けられていなくてもよい。
＜定着オイルの影響＞
図２には本発明に係る画像形成装置の用紙搬送経路が示されている。
【００３５】
図２に示すように所謂タンデム式の多色プリンタなどの場合、搬送ベルト３０の進行方向に沿って複数の感光体ドラム１０が配置され、用紙２０上に各色の画像が順次転写されて多色画像を形成する。
【００３６】
このとき、用紙２０の両面に画像を形成する場合は定着器１８を通過して全部の画像を定着したのち、スイッチバック機構３４を用いて用紙を一旦戻し、第２搬送部３０によって搬送され、再度各色の画像を転写され、定着器１８にて定着される。
【００３７】
ところで、定着器１８においては図３に示すように未定着のトナー２３が画像形成した用紙２０を定着ロール２４／２６にて押圧／加熱してトナー２３を用紙２０上に溶着し、画像として定着する方法が一般的だが、このとき溶着後のトナー画像２５の光沢度を高め、黒の締まりを良くするなど画質を向上させるために、トナー２３を押圧する定着ロール２４にシリコンオイルを塗布する場合がある。
【００３８】
オイル供給ロール２８にてシリコンオイルを表面に塗布された定着ロール２４がトナー２３を押圧し、用紙２０上に溶着してトナー画像２５とすることで画質を向上させることができるが、このとき図２のように一旦用紙２０を戻す場合にシリコンオイルが画質に影響する可能性が考えられる。
【００３９】
すなわち、第２搬送部３０が用紙２０を搬送する際に搬送ローラ３２が用紙２０を挟持搬送するが、用紙２０の表面全体を挟持する、所謂全面ローラの場合は駆動トルクが増大し、モータを大型化させる必要があるなどコスト面その他で不利なため、用紙２０の全面でなく一部のみを挟持する、歯欠けロールを用いるのが一般的である。
【００４０】
つまり図４のように用紙２０の表面の一部のみを挟持する搬送ローラ３２を用いて用紙３２を搬送するとき、搬送ローラ３２の大径部３２Ｂのみが常に用紙２０と接触する。
【００４１】
ここで前述のように定着部１８にてシリコンオイルを用いる場合、用紙２０に付着したシリコンオイルが少量ずつ搬送ローラ３２の大径部３２Ｂに付着することになる。
【００４２】
このため処理枚数が増大するほど大径部３２Ｂに付着するシリコンオイルの量は増え続け、図４（ａ）のように搬送される用紙２０に転写痕２０Ｂとしてシリコンオイルが付着した部分が形成される。
【００４３】
この転写痕２０Ｂに付着したシリコンオイルは感光体ドラム１０に転写し、さらに帯電装置１１にまで転写される。シリコンオイルが表面に付着した帯電装置１１は、シリコンオイルが付着した部分と付着していない部分とで電位差が発生してしまう。
【００４４】
これにより図４Ｂのように、転写痕２０Ｂと同じ形で局所的に帯電装置１１の帯電性能が変動し、結果として感光体ドラム１１の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう。
＜定着オイルの影響対策＞
図５には本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の帯電装置が示されている。
【００４５】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、帯電装置１１を構成する帯電ロール１１Ｄは、芯材となるシャフト１１Ｃの周囲に弾性層１１Ｂが円柱状の層を形成し、帯電ロール１１Ｄと感光体ドラム１０との接触面積を確保している。
【００４６】
弾性層１１Ｂの周囲には表面コート層１１Ａが形成され、弾性層１１Ｂを覆うことで汚れの付着や摩耗を防止している。
【００４７】
上記のように、この表面コート層１１Ａに定着オイルとして使用されているシリコンオイルが部分的に付着し、表面に電位差が発生するため局所的に帯電装置１１の帯電性能が変動し、結果として感光体ドラム１０の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう問題が発生していた。
【００４８】
そこで本実施形態では帯電ロール１１Ｄの表面コート層１１Ａにシリカ系化合物あるいはシリカ系化合物と略同等の帯電特性を持つ素材を内添することで、表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても、表面に電位差が発生することを防ぐ構成としている。
【００４９】
すなわち、表面コート層１１Ａにシリカ系化合物あるいはシリカ系化合物と略同等の帯電特性を持つ素材を内添することで表面コート層１１Ａの電位をシリコンオイルと略同等とし、シリコンオイル付着の有無によって表面に電位差が発生することを防いでいる。
【００５０】
これにより表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても表面に電位差が発生することを防ぐことができ、結果として感光体ドラム１０の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう問題を回避することができる。
＜定着オイルの影響対策２＞
図６には本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の帯電装置が示されている。
【００５１】
図６に示すように、帯電ロール１１Ｄは帯電ロール１１Ｄと接触／加圧し連れ回りする塗布ロール３６を備えている。
【００５２】
塗布ロール３６は帯電ロール１１Ｄと連れ回りしながら表面にシリカ系化合物あるいはシリカ系化合物と略同等の帯電特性を持つ素材を塗布する。これにより帯電ロール１１Ｄの表面すなわち表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても、表面に電位差が発生することを防ぐ構成としている。
【００５３】
すなわち、表面コート層１１Ａにシリカ系化合物あるいはシリカ系化合物と略同等の帯電特性を持つ素材を塗布することで表面コート層１１Ａの電位をシリコンオイルと略同等とし、シリコンオイル付着の有無によって表面に電位差が発生することを防いでいる。
【００５４】
これにより表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても表面に電位差が発生することを防ぐことができ、結果として感光体ドラム１０の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう問題を回避することができる。
【００５５】
また、塗布ロール３６は帯電ロール１１Ｄの表面、すなわち表面コート層１１Ａに、定着オイルと略同等の帯電特性を持つか、あるいは同種のシリコンオイルを塗布するようにしてもよい。
【００５６】
これにより表面コート層１１Ａにシリコンオイルが部分的に付着しても表面に電位差が発生することを防ぐことができ、結果として感光体ドラム１０の帯電量が不均一となり、潜像の形成に影響を与え、画質を劣化させてしまう問題を回避することができる。
【００５７】
あるいは塗布ロール３６を、帯電ロール１１Ｄの表面を清掃する清掃部材としてもよい。すなわち、帯電ロール１１Ｄと接触／加圧し連れ回りする塗布ロール３６で帯電ロール１１Ｄの表面を清掃することで、帯電ロール１１Ｄの表面に電位差が発生することを防ぎながら表面を清浄に維持することができ、部品点数を削減し装置の小型化を行うこともできる。
＜その他＞
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
例えば、上記実施の形態ではタンデム式のフルカラープリンタへの応用であるが、当然モノクロプリンタであってもよいし、ドラム式など他の形式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る画像形成装置を示す模式図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置を示す模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の定着部を示す模式図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の用紙へのオイル付着を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の帯電ロールを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の帯電装置近傍を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  感光体ドラム（静電潜像担持体）
１１  帯電装置（帯電手段）
１２  電源
１３  露光装置
１４  現像器（現像手段）
１５  転写器（転写手段）
１６  クリーニング器（クリーニング手段）
１７  除電器
１８  定着器
１９  ブレード（クリーニングブレード）
２０  用紙
２３  トナー
２４  定着ロール
２５  トナー画像
２８  オイル供給ロール
３０  第２搬送部
３２  搬送ローラ
３４  スイッチバック機構
３６  塗布ロール（塗布装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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