特許ウォッチ

公開番号2025116839
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2025010147
出願日2025-01-23
発明の名称プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類G03G 15/08 20060101AFI20250801BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】プロセススピードが速い系において耐久使用を通じて、高温高湿環境におけるカブリ及び低温低湿環境におけるガサツキの発生を抑制する。
【解決手段】
現像剤と、現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持される該現像剤の層厚を規制する、少なくとも一部が導電性の現像剤層厚規制部材と、を有するプロセスカートリッジであって、該プロセスカートリッジは、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能であり、該現像剤担持体が、基体と、該基体の該外表面の側に存在する樹脂層と、を有し、該現像剤担持体の外表面に直接金属膜を設けて測定したインピーダンスが、1.00×10⁶Ω以上であり、該現像剤のイオン化ポテンシャルをI(T)と、該現像剤担持体の外表面のイオン化ポテンシャルをI(R)とが特定の関係を満たし、該現像剤担持体の外表面を測定したときの該電位の最大値が20.0V未満である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
現像剤と、
現像剤担持体と、
該現像剤担持体に当接し、該現像剤担持体上に担持される該現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、
該現像剤層厚規制部材と電気的に接続された接点と、
該現像剤を収容する現像剤収容部材と、
を有するプロセスカートリッジであって、
該プロセスカートリッジは、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能であり、
該現像剤層厚規制部材の少なくとも一部は、導電性であり、
該接点は、該プロセスカートリッジが該電子写真画像形成装置の本体に装着されたときに、該電子写真画像形成装置の本体の本体接点と電気的に接続し、該現像剤層厚規制部材に所定の電圧を印加可能とするものであり、
該現像剤担持体は、
導電性の外表面を有する基体と、
該基体の該外表面の側に存在する樹脂層と、
を有し、
該現像剤担持体の外表面に直接金属膜を設け、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、該基体の外表面と該金属膜との間に、５０Ｖの直流電圧を印加しつつ、振幅が５０Ｖの交流電圧を周波数１．０×１０
－１
～１．０×１０
５
Ｈｚの間で変化させながら印加したとき、周波数１．０×１０
０
～１．０×１０
１
Ｈｚにおけるインピーダンスが、１．００×１０
６
Ω以上であり、
該現像剤のイオン化ポテンシャルをＩ（Ｔ）とし、該現像剤担持体の外表面のイオン化ポテンシャルをＩ（Ｒ）としたとき、該Ｉ（Ｔ）及び該Ｉ（Ｒ）が、下記式（Ｘ）を満たし、
│Ｉ（Ｔ）－Ｉ（Ｒ）│≦０．３ｅＶ・・・（Ｘ）
温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、幅が３．０ｍｍのグリッド部を有するコロナ放電器を、該グリッド部と該現像剤担持体の外表面との距離を１．０ｍｍ、かつ、該グリッド部の該幅の方向と、該現像剤担持体の軸方向とが一致するように配置し、該グリッド部に８ｋＶの電圧を印加し、かつ、該コロナ放電器を該現像剤担持体の軸方向に沿って速度４００ｍｍ／秒で相対的に移動させて該現像剤担持体の外表面を帯電させ、該グリッド部の通過から０．０６秒後の該外表面の電位を測定したときの該電位の最大値が、２０．０Ｖ未満である、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記現像剤のイオン化ポテンシャルＩ（Ｔ）が、４．０～５．６ｅＶである、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記樹脂層の厚み方向の断面において測定される、前記現像剤担持体の外表面から深さ０．１μｍまでの領域における弾性率Ｅ１が、２００ＭＰａ以上である、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記樹脂層の厚み方向の断面において測定される、前記現像剤担持体の外表面から深さ１．０～１．１μｍの領域における弾性率Ｅ２が、１～１００ＭＰａである、請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記樹脂層が、ポリカーボネート構造を有するポリウレタンを含有する、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記ポリウレタンが、下記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のうち少なくとも２つを満たす、請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
（Ａ）前記ポリウレタンが、下記構造式（１）で示される構造を分子内に有する；
（Ｂ）前記ポリウレタンが、下記構造式（２）で示される構造及び下記構造式（３）で示される構造からなる群より選択される少なくとも一の構造を分子内に有する；
（Ｃ）前記ポリウレタンが、下記構造式（４）で示される構造を分子内に有する；
TIFF
2025116839000021.tif
135
153
［構造式（１）中、Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、炭素数３～９の２価の炭化水素基を表す。但し、Ｒ１１及びＲ１２は、互いに異なり、Ｒ１３は、Ｒ１１及びＲ１２からなる群より選択される少なくとも一と同じである。ｍ及びｎは、平均付加モル数であり、各々独立に１．０以上の数を表す。
構造式（２）中、ｏ及びｐは、平均付加モル数であり、各々独立に１．０以上の数を表す。
構造式（３）中、Ｒ３１及びＲ３２は、各々独立に、炭素数３～８の２価の炭化水素基を表す。ｑ及びｒは、平均付加モル数であり、各々独立に１．０以上の数を表す。
構造式（４）中、Ｒ４１は、炭素数６～９の２価の炭化水素基を表す。ｓは平均付加モル数であり、１．０以上の数を表す。］。
【請求項７】
前記ポリウレタンが、架橋ウレタン樹脂であり、
前記樹脂層が、さらに架橋アクリル樹脂を含有し、
前記樹脂層において、該架橋ウレタン樹脂と該架橋アクリル樹脂とが、相互侵入高分子網目構造（ＩＰＮ）を形成している、
請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記樹脂層が、カーボンブラックを含有し、
前記樹脂層における該カーボンブラックの円相当径の算術平均値をＲｃとしたとき、Ｒｃが、６０．０ｎｍ以下であり、
該円相当径の標準偏差をσｃとしたとき、σｃ／Ｒｃが、０．０００～０．６５０である、
請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記樹脂層が、カーボンブラックを含有し、
前記樹脂層における前記カーボンブラックの壁面間距離の算術平均値をｄとしたとき、ｄが、８０．０～１５０．０ｎｍであり、
該壁面間距離の標準偏差をσｄとしたとき、σｄ／ｄが、０．０００～０．６００である、
請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
前記樹脂層の外表面が、前記現像剤担持体の外表面である、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置のプロセススピードのより一層の高速化、多様なメディア対応、様々な環境対応のニーズがある。それらに対応するために、現像剤への電荷の付与の方式を、従来の摩擦帯電方式から注入帯電方式へ変更することが挙げられる。注入帯電方式は、現像剤担持体に当接させた現像剤層厚規制部材に高電圧を印加して、より迅速に現像剤へ電荷を担持させる方式である。現像剤層厚規制部材から現像剤へ注入される電荷は、現像剤層厚規制部材の電圧で制御することが可能なため、温湿度といった環境の影響を低減することが期待できる。さらに、現像剤層厚規制部材の電圧を高めることにより、プロセススピードを向上した場合においても、現像剤に適切な電荷を付与することが期待される。
【０００３】
特許文献１には、現像剤層厚規制部材に電圧を印加できるプロセスカートリッジにおいて、現像剤と現像剤層厚規制部材と現像剤担持体の間の帯電系列の差を減らす構成が開示されている。当該文献によると、ある条件においては、現像剤への電荷付与を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平３－２３３４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者らは、特許文献１の構成ではプロセススピードの速い電子写真画像形成装置を高温高湿環境や低温低湿環境で使用した場合、カブリの発生や現像剤への電荷の付与量が変動してしまう場合があることを認識した。具体的には、高温高湿環境でのカブリが発生しやすくなり、低温低湿環境でのドット再現性の低下がガサツキとして表れやすくなる。
本開示は、プロセススピードが速い系において耐久使用を通じて、高温高湿環境におけるカブリ及び低温低湿環境におけるガサツキ（ドット再現性の低下）の発生を抑制できるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、現像剤担持体と、
該現像剤担持体に当接し、該現像剤担持体上に担持される現像剤の層厚を規制する、少なくとも一部が導電性の現像剤層厚規制部材と、
該現像剤層厚規制部材と電気的に接続された接点と、
該現像剤を収容する現像剤収容部材と、を具備するプロセスカートリッジであって、
該接点は、該プロセスカートリッジが該電子写真画像形成装置の本体に装着されたときに、該電子写真画像形成装置の本体の本体接点と電気的に接続し、該現像剤層厚規制部材に所定の電圧を印加可能とするものであり、
該現像剤担持体が、導電性の外表面を有する基体と、
該基体の該外表面の側に存在する樹脂層と、を有し、
該現像剤担持体の外表面に直接金属膜を設け、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、該基体の外表面と該金属膜との間に、５０Ｖの直流電圧を印加しつつ、振幅が５０Ｖの
交流電圧を周波数１．０×１０
－１
～１．０×１０
５
Ｈｚの間で変化させながら印加したとき、周波数１．０×１０
０
～１．０×１０
１
Ｈｚにおけるインピーダンスが、１．００×１０
６
Ω以上であり、
該現像剤のイオン化ポテンシャルをＩ（Ｔ）とし、該現像剤担持体の外表面のイオン化ポテンシャルをＩ（Ｒ）としたとき、
該Ｉ（Ｔ）及び該Ｉ（Ｒ）が、下記式（Ｘ）を満たし、
│Ｉ（Ｔ）－Ｉ（Ｒ）│≦０．３ｅＶ・・・（Ｘ）
温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、幅が３．０ｍｍのグリッド部を有するコロナ放電器を、該グリッド部と該現像剤担持体の外表面との距離を１．０ｍｍ、かつ、該グリッド部の該幅の方向と、該現像剤担持体の軸方向とが一致するように配置し、該グリッド部に８ｋＶの電圧を印加し、かつ、該コロナ放電器を該現像剤担持体の軸方向に沿って速度４００ｍｍ／秒で相対的に移動させて該現像剤担持体の外表面を帯電させ、該グリッド部の通過から０．０６秒後の該外表面の電位を測定したときの該電位の最大値が、２０．０Ｖ未満である、プロセスカートリッジに関する。
【０００７】
本開示は、着脱可能なプロセスカートリッジを備える電子写真画像形成装置であって、
該プロセスカートリッジが、上記プロセスカートリッジである電子写真画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、プロセススピードが速い系において耐久使用を通じて、高温高湿環境におけるカブリ及び低温低湿環境におけるガサツキ（ドット再現性の低下）の発生を抑制できるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
現像剤担持体の一例を示した概略断面図である。
現像剤担持体の他の一例を示した概略断面図である。
プロセスカートリッジの概要図である。
電子写真画像形成装置の概要図である。
現像剤担持体に測定電極を形成した状態の概要図である。
現像剤担持体と測定電極の断面図である。
インピーダンス測定系の概要図である。
現像剤担持体の表面電位を測定する装置の一例を示した概要図である。
現像剤から現像剤担持体へ流れる漏洩電流を測定する回路の概要図である。
画像評価用の電子写真画像形成装置の概要図である。
イオン化ポテンシャル測定で得られる結果の一例である。
現像剤担持体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示において、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。また、本開示において、例えば「ＸＸ、ＹＹ及びＺＺからなる群から選択される少なくとも一つ」のような記載は、ＸＸ、ＹＹ、ＺＺ、ＸＸとＹＹとの組合せ、ＸＸとＺＺとの組合せ、ＹＹとＺＺとの組合せ、又はＸＸとＹＹとＺＺとの組合せのいずれかを意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許