JP2002229300A - Electrifying member and image forming device having the same - Google Patents

Electrifying member and image forming device having the same

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JP2002229300A
JP2002229300A JP2001020794A JP2001020794A JP2002229300A JP 2002229300 A JP2002229300 A JP 2002229300A JP 2001020794 A JP2001020794 A JP 2001020794A JP 2001020794 A JP2001020794 A JP 2001020794A JP 2002229300 A JP2002229300 A JP 2002229300A
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voltage
layer
resistance
elastic layer
coating layer
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JP2001020794A
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Hiroshi Inoue
宏 井上
Naoki Fuei
直喜 笛井
Hiroyuki Osada
弘行 長田
Seiji Tsuru
誠司 都留
Tomoji Taniguchi
智士 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a partial electrifying irregularity and degradation in electrifying capability and maintain stable electrifying characteristics for a long time even when electrifying is performed by the application of only a DC voltage. SOLUTION: The resistance value between an elastic layer 2b and a surface layer 2c is measured while a DC voltage of -50 to -1,000 V is applied to a core metal 2a. R1 is a resistance value between the elastic layer 2b and the surface layer 2c when a DC voltage V1 of -50 V is applied, and R2 is a resistance value between the elastic layer 2b and the surface layer 2c when a DC voltage V2 of -1,000 V is applied. If a change rate A of the resistance value between the elastic layer 2b and the surface layer 2c when R1>=R2 is R1/R2, A=(R1/R2)<100 is satisfied. Also, when a resistance value R1 between the elastic layer 2b and the surface layer 2c when a DC voltage V1 of 50 V is applied, R1<=8×107 Ω is satisfied. In such a manner, a resistance between the elastic layer 2b and the surface layer 2c is adjusted. Accordingly, partial electrification irregularity and degradation in electrifying capability are prevented, and the stable electrifying characteristics can be maintained for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電部材及び該帯
電部材を備えた画像形成装置に係り、詳しくは被帯電体
に接触して電圧印加により被帯電体を帯電する帯電部
材、及び像担持体と該像担持体を帯電する帯電部材を備
え電子写真方式や静電記録方式によって画像形成を行う
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member and an image forming apparatus provided with the charging member. More specifically, the present invention relates to a charging member which contacts a member to be charged and charges the member by applying a voltage, and an image bearing member. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile which includes a body and a charging member for charging the image carrier and forms an image by an electrophotographic system or an electrostatic recording system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置(複写機、
プリンタ、ファクシミリ等)において、像担持体として
の感光ドラムを所要の極性、電位に一様に帯電処理する
帯電手段としては、従来より一般にコロナ帯電器が使用
されてきた。これは、感光ドラムにコロナ帯電器を非接
触に対向配置して、コロナ帯電器から放出されるコロナ
に感光ドラム面をさらして、感光ドラム面を所定の極
性、電位に帯電させるものである。
2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus (copier,
In a printer, a facsimile, etc.), a corona charger has been generally used as a charging unit for uniformly charging a photosensitive drum as an image carrier to a required polarity and potential. In this method, a corona charger is arranged to face a photosensitive drum in a non-contact manner, and the surface of the photosensitive drum is exposed to corona discharged from the corona charger to charge the photosensitive drum surface to a predetermined polarity and potential.

【0003】また、近年、上記の非接触のコロナ帯電器
による場合に比べて低オゾン、低電力等の利点を有する
ことから、導電部材である帯電部材を感光ドラムに接触
させながら電圧を印加して、感光ドラム表面を帯電させ
る接触帯電方式が実用化されている。これは、感光ドラ
ムにローラ型、ブレード型、ブラシ型、磁気ブラシ型等
の電荷供給部材としての帯電部材を接触させ、この帯電
部材に所定の帯電バイアスを印加して感光ドラム面を所
定の極性・電位に一様に帯電させるものである。
Further, in recent years, since there are advantages such as low ozone and low power as compared with the above-mentioned non-contact corona charger, a voltage is applied while a charging member which is a conductive member is in contact with the photosensitive drum. Thus, a contact charging system for charging the surface of the photosensitive drum has been put to practical use. In this method, a charging member such as a roller type, a blade type, a brush type, or a magnetic brush type is brought into contact with the photosensitive drum, and a predetermined charging bias is applied to the charging member so that the surface of the photosensitive drum has a predetermined polarity.・ It is charged uniformly to the potential.

【0004】この帯電方式は、電源の低電圧化とオゾン
の発生量が少ないという利点を有している。この中でも
特に接触帯電部材として帯電ローラ(導電ローラ)を用
いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点から好まし
く用いられている。しかしながら、帯電の均一性に関し
てはコロナ帯電器と比較してやや劣っている。
[0004] This charging system has the advantages of lowering the voltage of the power supply and generating less ozone. Among them, a roller charging method using a charging roller (conductive roller) as a contact charging member is particularly preferably used from the viewpoint of charging stability. However, the charging uniformity is slightly inferior to the corona charger.

【0005】このため、この帯電均一性を改善するため
に、特開昭63−149669号公報などに開示される
ように、所望の被帯電体表面電位に相当する直流電圧に
帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧
成分(AC電圧成分)を重畳した電圧(交番電圧・脈流
電圧・振動電圧;時間とともに電圧値が周期的に変化す
る電圧)を接触帯電部材に印加する「AC帯電方式」が
用いられる。これはAC電圧による電位のならし効果を
目的としたものであり、被帯電体(感光ドラム)の電位
はAC電圧のピークの中央である電位に収束し、環境等
の外乱には影響されることはなく、接触帯電方法として
優れた方法である。
[0005] Therefore, in order to improve the charging uniformity, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149669, a DC voltage corresponding to a desired surface potential of a member to be charged is reduced by a charging start voltage of 2%. A voltage (alternating voltage, pulsating voltage, oscillating voltage; voltage whose voltage periodically changes with time) on which an AC voltage component (AC voltage component) having a peak-to-peak voltage that is twice or more is applied to the contact charging member. The “AC charging method” is used. This is for the purpose of the effect of leveling the potential by the AC voltage. The potential of the charged body (photosensitive drum) converges to the potential at the center of the peak of the AC voltage, and is affected by disturbances such as the environment. This is an excellent method as a contact charging method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開昭63−149669号公報などに開示されてい
る「AC帯電方式」では、直流電圧印加時における帯電
開始電圧の2倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電
圧を重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要
となり、装置自体のコストアップを招く。更には、交流
電流を多量に消費することにより、帯電ローラ及び感光
ドラムの耐久性が低下するという問題点があった。
However, in the "AC charging system" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149669, the peak-to-peak voltage that is twice or more the charging start voltage when a DC voltage is applied. In order to superimpose a high AC voltage, an AC power source is required separately from the DC power source, which leads to an increase in the cost of the device itself. Further, there is a problem that the durability of the charging roller and the photosensitive drum is reduced by consuming a large amount of the alternating current.

【0007】また、これらの問題点は、帯電ローラに直
流電圧のみを印加して帯電を行うことにより解消される
ものの、帯電ローラに直流電圧のみを印加すると、以下
のような問題が発生する。
[0007] These problems can be solved by applying only a DC voltage to the charging roller to perform charging. However, if only a DC voltage is applied to the charging roller, the following problems occur.

【0008】即ち、上記のように帯電ローラに直流電圧
のみを印加すると、被帯電体である感光ドラム表面に帯
電電位以上に過剰に帯電された局部帯電ムラが発生す
る。例えば、反転現像方式を用いた画像形成装置により
ハーフトーン画像を出力すると、この局部帯電ムラは出
力画像上に横白スジや白ポチとなって現れ、画像品質が
低下するという問題があった。
That is, when only a DC voltage is applied to the charging roller as described above, local charging unevenness that is excessively charged to a charge potential or more on the surface of the photosensitive drum as a member to be charged occurs. For example, when a halftone image is output by an image forming apparatus using the reversal developing method, the local charging unevenness appears as horizontal white stripes or white spots on the output image, and there is a problem that image quality is degraded.

【0009】また、帯電能力の低い帯電ローラで感光ド
ラムの帯電を行うと、図7に示すように、感光ドラムの
帯電1周目と帯電2周目以降の飽和電位(暗部電位V
D1、VD2)との間に電位差が生じるという問題があ
った。このときの、感光ドラム表面電位は、図8に示す
ように、感光ドラム1に接触した帯電ローラ2に帯電バ
イアス電源S1から所定の帯電バイアスを印加し、露光
装置3から感光ドラム1を画像露光して、表面電位計1
0で測定した。
When the photosensitive drum is charged by a charging roller having a low charging ability, as shown in FIG. 7, the saturation potential (dark portion potential V) after the first and second rounds of charging of the photosensitive drum is obtained.
D1 and V D2 ). At this time, as shown in FIG. 8, a predetermined charging bias is applied from the charging bias power supply S1 to the charging roller 2 in contact with the photosensitive drum 1, and the photosensitive drum 1 is And a surface electrometer 1
It was measured at zero.

【0010】このように、感光ドラムの帯電1周目と帯
電2周目以降の飽和電位(暗部電位VD1、VD2)と
の間に電位差が生じた場合、画像への影響としては、例
えば、反転現像方式の場合、文字や黒い図形などを静電
潜像形成した直後に連続してハーフトーン画像を出力す
ると、このハーフトーン画像上にその前の文字や黒い図
形などが微かに残像してしまう現象(ゴースト画像)と
なって現れる。即ち、図7に示すように、感光ドラム1
の明部電位(V)直後のハーフトーン電位
(VHT1、VHT2)面上の現象によってゴースト画
像が生じる。
As described above, when a potential difference occurs between the saturation potential (dark portion potentials V D1 and V D2 ) of the first and second rounds of charging of the photosensitive drum, the influence on the image may be, for example, as follows. However, in the case of the reversal development method, if a halftone image is continuously output immediately after forming an electrostatic latent image on a character or a black figure, the previous character or black figure on the halftone image is slightly left behind. Appears as a phenomenon (ghost image). That is, as shown in FIG.
A ghost image occurs due to a phenomenon on the halftone potential (V HT1 , V HT2 ) plane immediately after the bright portion potential (V L ).

【0011】また、上記のように帯電ローラに直流電圧
のみを印加すると、特に低湿環境において、帯電ローラ
が連続使用により通電劣化し、帯電ローラの抵抗値が上
昇(チャージアップ)しやすい。そして、それに伴い帯
電処理された感光ドラム表面の帯電電位が低下するとい
う問題があった。
When only a DC voltage is applied to the charging roller as described above, particularly in a low-humidity environment, the charging roller deteriorates due to continuous use, and the resistance value of the charging roller tends to increase (charge-up). Then, there is a problem that the charging potential on the surface of the photosensitive drum subjected to the charging process decreases accordingly.

【0012】このように、帯電ローラに直流電圧のみ印
加して感光ドラムの帯電を行ない、例えば反転現像方式
を用いて画像形成を行う画像形成装置では、連続して複
数枚の画像出力を行うと、初期画像に比べて連続複数枚
出力後の画像は画像品質が低下するという問題があっ
た。
As described above, in an image forming apparatus in which a photosensitive drum is charged by applying only a DC voltage to a charging roller and an image is formed using, for example, a reversal developing method, a plurality of images are continuously output. However, there is a problem in that the image quality of a plurality of successively output images is lower than that of the initial image.

【0013】そこで本発明は、直流電圧のみを印加して
被帯電体の帯電を行う場合でも、局部帯電ムラの発生を
防止すると共に、帯電能力の低下を防止し、かつ長期に
わたって安定した帯電特性を維持することができる帯電
部材及び該帯電部材を備えた画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。
Accordingly, the present invention prevents the occurrence of local charging unevenness, prevents the charging performance from deteriorating, and provides stable charging characteristics for a long period of time, even when charging a charged object by applying only a DC voltage. And an image forming apparatus provided with the charging member.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に係る本発明は、被帯電体に接触し、直流電
圧の印加により前記被帯電体を帯電する帯電部材におい
て、導電性の支持体上に、イオン伝導機構を有する中抵
抗な弾性材料を主体に構成された導電性の弾性層と、前
記被帯電体に接触し前記弾性層上に表面処理した導電剤
を含有した被覆層とが少なくとも積層されており、前記
弾性層と前記被覆層との間の抵抗値を、前記支持体に直
流電圧−50〜−1000Vを印加して測定した場合
に、測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記弾
性層と前記被覆層との間の抵抗値をR1、直流電圧V2
=−1000Vのときの前記弾性層と前記被覆層との間
の抵抗値をR2とすると、R1≧R2であるとき、前記
弾性層と前記被覆層との間の抵抗値の変化率AをR1/
R2としたときに、A<100を満足し、かつ、測定電
圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記弾性層と前記
被覆層との間の抵抗値R1を、R1≦8×10Ωを満
足するように、前記弾性層と前記被覆層を抵抗調整した
ことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a charging member which contacts a member to be charged and charges the member by applying a DC voltage. A conductive elastic layer mainly composed of a medium-resistance elastic material having an ion conduction mechanism, and a coating containing a conductive agent which is in contact with the member to be charged and surface-treated on the elastic layer. A DC voltage V1 when a resistance between the elastic layer and the coating layer is measured by applying a DC voltage of −50 to −1000 V to the support. = -50 V, the resistance between the elastic layer and the coating layer is R1, DC voltage V2
When the resistance between the elastic layer and the coating layer at −1000 V is R2, when R1 ≧ R2, the rate of change A of the resistance between the elastic layer and the coating layer is R1. /
When R2 is satisfied, A <100 is satisfied, and the resistance value R1 between the elastic layer and the coating layer when the measurement voltage is DC voltage V1 = −50 V is R1 ≦ 8 × 10 7 Ω. The resistance of the elastic layer and the coating layer is adjusted so as to satisfy the following.

【0015】また、請求項10に係る本発明は、像担持
体と、前記像担持体に接触し直流電圧の印加により前記
像担持体を帯電する帯電部材と、を少なくとも備えた画
像形成装置において、前記帯電部材は、導電性の支持体
上に、イオン伝導機構を有する中抵抗な弾性材料を主体
に構成された導電性の弾性層と、前記弾性層上に表面処
理した導電剤を含有して前記像担持体に接触する被覆層
とが少なくとも積層されており、前記弾性層と前記被覆
層との間の抵抗値を、前記支持体に直流電圧−50〜−
1000Vを印加して測定した場合に、測定電圧;直流
電圧V1=−50Vのときの前記弾性層と前記被覆層と
の間の抵抗値をR1、直流電圧V2=−1000Vのと
きの前記弾性層と前記被覆層との間の抵抗値をR2とす
ると、R1≧R2であるとき、前記弾性層と前記被覆層
との間の抵抗値の変化率AをR1/R2としたときに、
A=(R1/R2)<100を満足し、かつ、測定電
圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記弾性層と前記
被覆層との間の抵抗値R1を、R1≦8×10Ωを満
足するように、前記弾性層と前記被覆層を抵抗調整した
ことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising at least an image carrier and a charging member that contacts the image carrier and charges the image carrier by applying a DC voltage. The charging member contains, on a conductive support, a conductive elastic layer mainly composed of a medium-resistance elastic material having an ion conduction mechanism, and a conductive agent surface-treated on the elastic layer. At least a coating layer that is in contact with the image carrier is laminated, and a resistance value between the elastic layer and the coating layer is set to a DC voltage of -50 to-
When a measurement is performed by applying 1000 V, a measurement voltage; a resistance value between the elastic layer and the coating layer when the DC voltage V1 = -50 V is R1, and the elastic layer when the DC voltage V2 is -1000 V; When the resistance value between the elastic layer and the coating layer is R1 ≧ R2, and when the rate of change A of the resistance value between the elastic layer and the coating layer is R1 / R2,
A = (R1 / R2) <100 and the measured voltage; When the DC voltage V1 = −50 V, the resistance value R1 between the elastic layer and the coating layer is R1 ≦ 8 × 10 7 Ω. The resistance of the elastic layer and the coating layer is adjusted so as to satisfy the following.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on the illustrated embodiment.

【0017】図1は、本発明の実施の形態に係る帯電部
材としての帯電ローラを備えた画像形成装置(例えば電
子写真方式のレーザビームプリンタ)を示す概略構成図
である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus (for example, an electrophotographic laser beam printer) provided with a charging roller as a charging member according to an embodiment of the present invention.

【0018】本画像形成装置は、像担持体としての感光
ドラム1を備え、その周囲に帯電ローラ2、露光装置
3、現像装置4、転写ローラ5、クリーニング装置6が
設置されている。
This image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, around which a charging roller 2, an exposing device 3, a developing device 4, a transfer roller 5, and a cleaning device 6 are provided.

【0019】感光ドラム1は、駆動手段(不図示)によ
って矢印方向(時計方向)に所定のプロセススピード
(周速度)で回転駆動される。感光ドラム1としては、
通常用いられている有機感光体、あるいはアモルファス
感光体などを用いることができる。
The photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined process speed (peripheral speed) in a direction indicated by an arrow (clockwise) by a driving means (not shown). As the photosensitive drum 1,
A commonly used organic photoreceptor or an amorphous photoreceptor can be used.

【0020】帯電ローラは、感光ドラム1に所定の押圧
力で接触しており、本実施の形態では、帯電ローラ2は
感光ドラム1の回転駆動に従動回転する。帯電ローラ2
には、帯電バイアス電源S1から所定の直流電圧(本実
施の形態では、−1200V)が印加されることで感光
ドラム1の表面が所定の極性電位(本実施の形態では、
暗部電位−600V)に一様に接触帯電方式とDC帯電
方式で帯電処理される(本発明の特徴である帯電部材と
しての帯電ローラ2の詳細については後述する)。
The charging roller is in contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force. In the present embodiment, the charging roller 2 is driven to rotate by the rotation of the photosensitive drum 1. Charging roller 2
The surface of the photosensitive drum 1 is applied with a predetermined DC voltage (-1200 V in the present embodiment) from the charging bias power supply S1 to apply a predetermined polarity potential (in the present embodiment,
The charging is uniformly performed by a contact charging method and a DC charging method at a dark area potential of -600 V (the charging roller 2 as a charging member, which is a feature of the present invention, will be described in detail later).

【0021】露光装置3は、例えばレーザービームスキ
ャナーを用いることができ、入力される画像情報の時系
列デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光をレ
ーザ出力部(不図示)から出力して感光ドラム1表面を
画像露光Lすることにより、帯電された感光ドラム1表
面の露光された明部電位(本実施の形態では、明部電位
−120V)が選択的に低下(減衰)して、感光ドラム
1表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
The exposure device 3 can use, for example, a laser beam scanner, and outputs laser light modulated according to a time-series digital image signal of input image information from a laser output unit (not shown). By performing the image exposure L on the surface of the photosensitive drum 1, the exposed bright portion potential (the bright portion potential −120 V in the present embodiment) on the charged photosensitive drum 1 surface is selectively reduced (attenuated). An electrostatic latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1.

【0022】現像装置4は、本実施の形態では反転現像
装置であり、現像スリーブ4aと感光ドラム1との間に
現像バイアスを印加することによって、回転自在な現像
スリーブ4aにより感光ドラム1表面に形成された静電
潜像の露光明部に、感光ドラム1の帯電極性と同極性
(負極性)に帯電しているトナー(ネガトナー)を選択
的に付着させて、反転現像によってトナー像として可視
化する。現像スリーブ4aの周囲には、トナー供給ロー
ラ4bとトナー規制ブレード4cが接触して設けられて
おり、このトナー供給ローラ4bとトナー規制ブレード
4cによって、回転する現像スリーブ4aの周面にトナ
ーを薄層塗布し、かつトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)
する。
The developing device 4 is a reversal developing device in the present embodiment, and applies a developing bias between the developing sleeve 4a and the photosensitive drum 1 so that the developing device 4 is rotatable on the surface of the photosensitive drum 1 by the developing sleeve 4a. A toner (negative toner) charged to the same polarity (negative polarity) as the charged polarity of the photosensitive drum 1 is selectively adhered to the exposed light portion of the formed electrostatic latent image, and is visualized as a toner image by reversal development. I do. A toner supply roller 4b and a toner regulating blade 4c are provided in contact with the periphery of the developing sleeve 4a, and the toner is supplied to the peripheral surface of the rotating developing sleeve 4a by the toner supply roller 4b and the toner regulating blade 4c. Applying layer and applying charge to toner (friction charging)
I do.

【0023】接触転写手段としての転写ローラ5は、感
光ドラム1に所定の押圧力で接触して転写ニップ部Nを
形成し、矢印方向(反時計方向)に感光ドラム1の回転
周速度とほぼ同じ周速度で回転する。転写ローラ5に
は、転写バイアス電源S2からトナーの帯電極性とは逆
極性の転写バイアスが印加され、転写ニップ部Nにて感
光ドラム1表面に形成されたトナー像を紙などの転写材
Pに転写する。
A transfer roller 5 as a contact transfer means contacts the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a transfer nip N, and is substantially at a rotational peripheral speed of the photosensitive drum 1 in an arrow direction (counterclockwise). They rotate at the same peripheral speed. To the transfer roller 5, a transfer bias having a polarity opposite to the charge polarity of the toner is applied from a transfer bias power supply S2, and the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 at the transfer nip N is transferred onto a transfer material P such as paper. Transcribe.

【0024】また、本実施の形態では、感光ドラム1、
帯電ローラ2、現像装置4、及びクリーニング装置6
は、一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッ
ジ(不図示)を形成し、画像形成装置に着脱自在に装着
されている。
Further, in the present embodiment, the photosensitive drum 1,
Charging roller 2, developing device 4, and cleaning device 6
Are integrated into a cartridge to form a process cartridge (not shown), and are detachably mounted on the image forming apparatus.

【0025】次に、上記画像形成装置による画像形成動
作について説明する。
Next, an image forming operation by the image forming apparatus will be described.

【0026】画像形成時には、感光ドラム1は駆動手段
(不図示)により矢印方向(時計方向)に回転駆動さ
れ、帯電バイアス電源S1から帯電バイアス(本実施の
形態では、−1200V)が印加された帯電ローラ2に
よって、本実施の形態では−600V程度に帯電され
る。
At the time of image formation, the photosensitive drum 1 is driven to rotate in a direction indicated by an arrow (clockwise) by a driving means (not shown), and a charging bias (-1200 V in this embodiment) is applied from a charging bias power supply S1. In the present embodiment, the charging roller 2 charges to about −600 V.

【0027】そして、露光装置3から入力される画像信
号に対応したレーザ光による画像露光Lが感光ドラム1
上に与えられ、感光ドラム1上の電位は画像露光Lされ
た部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そし
て、現像装置4の現像スリーブ4a表面に薄層形成され
たトナーによって静電潜像を反転現像し、トナー像とし
て顕像化する。
The image exposure L by the laser beam corresponding to the image signal input from the exposure device 3
The potential on the photosensitive drum 1 is reduced, and the potential of the portion exposed to the image L is reduced to form an electrostatic latent image. Then, the electrostatic latent image is reversely developed with the toner formed in a thin layer on the surface of the developing sleeve 4a of the developing device 4 to be visualized as a toner image.

【0028】そして、感光ドラム1上のトナー像が転写
ニップ部Nに到達すると、このタイミングに合わせて用
紙などの転写材Pが給紙されて転写ニップ部Nに搬送さ
れる。そして、転写バイアス電源S2からトナーと逆極
性(正極性)の転写バイアスが印加された転写ローラ5
により、転写ニップ部Nに搬送された転写材Pに感光ド
ラム1と転写ローラ5間に発生する静電力によって、感
光ドラム1上のトナー像が転写される。
When the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer nip N, a transfer material P such as paper is fed and conveyed to the transfer nip N at this timing. Then, the transfer roller 5 to which a transfer bias of a polarity (positive polarity) opposite to that of the toner is applied from the transfer bias power source S2
Accordingly, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material P conveyed to the transfer nip N by the electrostatic force generated between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5.

【0029】そして、トナー像が転写された転写材Pは
定着装置(不図示)に搬送され、不図示の定着ローラと
加圧ローラ間の定着ニップにてトナー像を転写材Pに加
熱、加圧して熱定着した後に外部に排出されて、一連の
画像形成動作を終了する。また、トナー像転写後に感光
ドラム1表面に残留している転写残トナーは、クリーニ
ング装置6によって除去されて回収される。
The transfer material P to which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device (not shown), and the toner image is heated and added to the transfer material P by a fixing nip between a fixing roller and a pressure roller (not shown). After pressing and heat fixing, the sheet is discharged to the outside, and a series of image forming operations is completed. The transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image is removed and collected by the cleaning device 6.

【0030】次に、上記の帯電ローラ2について説明す
る。
Next, the charging roller 2 will be described.

【0031】本発明者らの実験結果によれば、低電圧
(例えば、−50V)を印加したときの帯電ローラ2の
抵抗値を8×10Ω以下とすることで、帯電能力を十
分なものとすることができ(帯電電位の立上がりを速く
することができ)、ゴースト画像の防止に大変有効であ
ることが分かった。
According to the experimental results of the present inventors, by setting the resistance value of the charging roller 2 to 8 × 10 7 Ω or less when a low voltage (for example, −50 V) is applied, sufficient charging ability can be obtained. (The rise of the charged potential can be made faster), which proved to be very effective in preventing ghost images.

【0032】また、本発明者らの実験結果によれば、帯
電ローラ2全体の電圧依存性をコントロールするには、
特に帯電ローラ2を構成する導電性の弾性層の電圧依存
性を小さくすることが有効であることが分かった。この
弾性層の抵抗調整は、導電性粒子を添加した電子伝導性
タイプ(a)、イオン導電剤を添加したイオン伝導性タ
イプ(b)、ポリマー自体が中抵抗なイオン伝導性タイ
プ(c)に大きく分けられる。
According to the experimental results of the present inventors, to control the voltage dependency of the entire charging roller 2,
In particular, it has been found that it is effective to reduce the voltage dependency of the conductive elastic layer constituting the charging roller 2. The resistance of the elastic layer is adjusted to an electron conductive type (a) to which conductive particles are added, an ion conductive type (b) to which an ionic conductive agent is added, or an ion conductive type (c) in which the polymer itself has a medium resistance. It can be broadly divided.

【0033】前記3タイプ(a)、(b)、(c)の弾
性層は、(a)>(b)>(c)の順で電圧依存性が小
さくなることが分かった。
It has been found that the three types (a), (b) and (c) of the elastic layer have a smaller voltage dependency in the order of (a)>(b)> (c).

【0034】従って、帯電ローラ2の弾性層は、ポリマ
ー自体が中抵抗な材料を主体に構成することで、前記電
圧依存性を非常に小さくすることができる。帯電ローラ
2を弾性層のみとすれば電圧依存性は非常に小さいもの
となる。しかしながら、弾性層に用いる材料は粘着性を
有するため、そのまま使用するとトナーなどが表面に付
着し、帯電性が低下するという弊害が起きる。従って、
トナーの付着を防止するため離型性を有する被覆層(表
面層)が必要となる。
Accordingly, the elastic layer of the charging roller 2 is made of a material having a medium resistance of the polymer itself, so that the voltage dependency can be extremely reduced. If only the elastic layer is used for the charging roller 2, the voltage dependency is very small. However, since the material used for the elastic layer has adhesiveness, if used as it is, the toner or the like adheres to the surface, causing a problem that the chargeability is reduced. Therefore,
In order to prevent toner from adhering, a coating layer (surface layer) having releasability is required.

【0035】電圧依存性を考慮した場合、この被覆層は
イオン伝導機構を有する材料で構成すれば、帯電ローラ
2全体の電圧依存性は小さいものとできる。ただし、最
外層がイオン伝導機構を有する材料で形成されている
と、環境等の外乱に影響され抵抗値の環境変動が大きく
なってしまうので好ましくない。また、最外層(表面
層)は感光ドラムと接するため、イオン性物質の感光ド
ラムへの移行による汚染などの危険もあり好ましくな
い。
In consideration of the voltage dependency, if the coating layer is made of a material having an ion conduction mechanism, the voltage dependency of the entire charging roller 2 can be reduced. However, if the outermost layer is formed of a material having an ion conduction mechanism, it is not preferable because the environmental fluctuation of the resistance value is affected by disturbance such as the environment and the environmental fluctuation of the resistance value is increased. Further, since the outermost layer (surface layer) is in contact with the photosensitive drum, there is a risk of contamination due to transfer of the ionic substance to the photosensitive drum, which is not preferable.

【0036】そのため、特に最外層は、電子伝導機構を
有する材料で抵抗調整された材料で形成しなければなら
ない。この場合、最外層は電圧依存性を有してしまう
が、針状導電剤を含有させることにより、電圧依存性を
小さくすることができる。加えて、最外層の膜厚をでき
るだけ薄いものとすることで、ある程度電圧依存性を小
さくすることができる。
Therefore, the outermost layer, in particular, must be formed of a material having an electron conduction mechanism and having a resistance adjusted. In this case, the outermost layer has voltage dependency, but by including the acicular conductive agent, the voltage dependency can be reduced. In addition, by making the thickness of the outermost layer as thin as possible, voltage dependency can be reduced to some extent.

【0037】また、本発明者らの実験結果によれば、帯
電ローラ2の連続使用による通電劣化を防止するために
は、被覆層(表面層)に用いる導電剤の表面をカップリ
ング剤等により疎水化処理することが大変有効であるこ
とが分かった。
According to the experimental results of the present inventors, in order to prevent the electrification deterioration due to continuous use of the charging roller 2, the surface of the conductive agent used for the coating layer (surface layer) is coated with a coupling agent or the like. It has been found that hydrophobic treatment is very effective.

【0038】上記したこれらの結果に基づいて、本実施
の形態における帯電部材としての帯電ローラ2は、図2
に示すように、導電性支持体としての芯金2aと、その
外周に一体に形成された弾性層2bと、該弾性層2bの
周面に形成された被覆層でかつ最外層としての表面層2
cとで構成されている。
Based on the above results, the charging roller 2 as a charging member in the present embodiment is
As shown in the figure, a core metal 2a as a conductive support, an elastic layer 2b integrally formed on the outer periphery thereof, and a surface layer as a coating layer formed on a peripheral surface of the elastic layer 2b and as an outermost layer 2
c.

【0039】本実施の形態における帯電ローラ2の他の
構成としては、図3(a)に示すように、弾性層2bと
抵抗層2d、表面層2cからなる3層であってもよい
し、図3(b)に示すように、抵抗層2dと表面層2c
の間に第2の抵抗層2eを設けた4層以上を芯金2aの
上に形成した構成としてもよい。
As another configuration of the charging roller 2 in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, three layers including an elastic layer 2b, a resistance layer 2d, and a surface layer 2c may be used. As shown in FIG. 3B, the resistance layer 2d and the surface layer 2c
A configuration in which four or more layers having a second resistance layer 2e provided therebetween are formed on the cored bar 2a may be employed.

【0040】帯電ローラ2の芯金2aは、鉄、銅、ステ
ンレス、アルミニウム、ニッケルなどの金属材料の丸棒
を用いることができる。更に、これらの金属表面に防錆
や耐傷性付与を目的としてメッキ処理を施しても構わな
いが、導電性を損なわないことが必要である。
As the core metal 2a of the charging roller 2, a round bar made of a metal material such as iron, copper, stainless steel, aluminum and nickel can be used. Further, these metal surfaces may be subjected to plating treatment for the purpose of rust prevention and imparting scratch resistance, but it is necessary that the conductivity is not impaired.

【0041】帯電ローラ2において、弾性層2bは被帯
電体としての感光ドラム1に対する給電や、帯電ローラ
2の感光ドラム1に対する良好な均一密着性を確保する
ために適当な導電性と弾性を持たせてある。また、帯電
ローラ2と感光ドラム1の均一密着性を確保するため
に、弾性層2bを研磨によって中央部を一番太く、両端
部に行くほど細くなる形状、いわゆるクラウン形状に形
成することも多い。
In the charging roller 2, the elastic layer 2b has appropriate conductivity and elasticity to supply power to the photosensitive drum 1 as a member to be charged and to ensure good uniform adhesion of the charging roller 2 to the photosensitive drum 1. I have. In addition, in order to ensure uniform adhesion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, the elastic layer 2b is often formed by polishing so that the center portion is thickest and becomes thinner toward both ends, that is, a so-called crown shape. .

【0042】一般に使用されている帯電ローラ2が、芯
金2aの両端部に所定の押圧力を与えて感光ドラム1と
当接されているので、中央部の押圧力が小さく、両端部
ほど大きくなっているために、帯電ローラ1の真直度が
十分であれば問題ないが、十分でない場合には中央部と
両端部に対応する画像に濃度ムラが生じてしまう場合が
ある。クラウン形状はこれを防止するために形成する。
Since the generally used charging roller 2 is brought into contact with the photosensitive drum 1 by applying a predetermined pressing force to both ends of the metal core 2a, the pressing force at the center is small, and the pressing force at the both ends is large. Therefore, if the straightness of the charging roller 1 is sufficient, there is no problem. However, if the straightness is not sufficient, density unevenness may occur in images corresponding to the center and both ends. The crown shape is formed to prevent this.

【0043】帯電ローラ2の弾性層2bの導電性制御
(抵抗調整)は、ゴム等の弾性材料中にカーボンブラッ
ク、グラファイト、導電性金属酸化物等の電子伝導機構
を有する導電剤、及びアルカリ金属塩や四級アンモニウ
ム塩等のイオン伝導機構を有する導電剤を添加すること
により10Ω未満に調整されるのがよい。
The conductivity control (resistance adjustment) of the elastic layer 2b of the charging roller 2 is performed by using a conductive agent having an electron conductive mechanism such as carbon black, graphite, or conductive metal oxide in an elastic material such as rubber; It is preferable to adjust to less than 10 8 Ω by adding a conductive agent having an ion conduction mechanism such as a salt or a quaternary ammonium salt.

【0044】弾性層2bの電圧依存性を小さくするため
には、ポリマー自体が中抵抗な材料を用いるのが最も良
い。また、イオン伝導機構を有する導電剤を添加した材
料を用いても比較的電圧依存性は小さくなる。なお、電
子伝導機構を有する導電剤を用い、電圧依存性を小さく
する場合には高度な分散技術が必要となる。
In order to reduce the voltage dependency of the elastic layer 2b, it is best to use a material in which the polymer itself has a medium resistance. Further, even when a material to which a conductive agent having an ion conduction mechanism is added is used, the voltage dependency is relatively small. Note that when a conductive agent having an electron conduction mechanism is used to reduce the voltage dependency, an advanced dispersion technique is required.

【0045】弾性層2bの具体的弾性材料としては、例
えば、天然ゴムやEPDM、SBR、シリコーンゴム、
ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、IR、BR、
NBR、CR等の合成ゴム、更にはポリアミド樹脂、ポ
リウレタン樹脂、シリコーン樹脂等も挙げられる。
Specific elastic materials of the elastic layer 2b include, for example, natural rubber, EPDM, SBR, silicone rubber,
Urethane rubber, epichlorohydrin rubber, IR, BR,
Synthetic rubbers such as NBR and CR, as well as polyamide resins, polyurethane resins, silicone resins and the like are also included.

【0046】弾性層2bの良好な電気特性を達成するた
めには、特にポリマー自体が半導電性を示す中抵抗なゴ
ム(例えば、エピクロルヒドリンゴム、NBR、CR、
ウレタンゴムなど)やポリウレタン樹脂を弾性材料とし
て用いるのが好ましい。これらの中抵抗なゴムやポリウ
レタン樹脂は、ゴムや樹脂中の水分や不純物がキャリア
となり、わずかではあるが導電性をもつと考えられ、こ
れらの導電機構はイオン伝導であると考えられる。従っ
て、これらの中抵抗なゴムやポリウレタン樹脂を弾性層
2bの材料として用いれば、電圧依存性の少ない導電部
材が得られる。
In order to achieve good electrical properties of the elastic layer 2b, a medium-resistance rubber (for example, epichlorohydrin rubber, NBR, CR,
It is preferable to use urethane rubber) or a polyurethane resin as the elastic material. These medium-resistance rubbers and polyurethane resins are considered to have conductivity, albeit slightly, due to moisture and impurities in the rubbers and resins, and these conductive mechanisms are considered to be ionic conduction. Therefore, if such a medium-resistance rubber or polyurethane resin is used as the material of the elastic layer 2b, a conductive member having little voltage dependency can be obtained.

【0047】ただし、これらの中抵抗なゴムやポリウレ
タン樹脂に導電剤を全く添加しないで弾性層を作製した
場合、得られた帯電ローラは低温低湿環境(L/L)に
おいて、抵抗値が高くなり10Ωを超えてしまうこと
もあり、帯電ローラに高電圧を印加しなければならなく
なる。
However, when an elastic layer is formed without adding any conductive agent to these medium resistance rubbers or polyurethane resins, the obtained charging roller has a high resistance value in a low temperature and low humidity environment (L / L). It may exceed 10 8 Ω, and a high voltage must be applied to the charging roller.

【0048】よって、本実施の形態では、帯電ローラ2
の弾性層2bと感光ドラム1に接する部分(表面層2
c)との間の抵抗値を、直流電圧;−50〜−1000
Vにおいて測定した場合に、測定電圧;直流電圧V1=
−50Vのときの帯電ローラ2の抵抗値R1を、 R1≦8×10Ω…(1) となるようにした。
Therefore, in the present embodiment, the charging roller 2
Of the elastic layer 2b and the photosensitive drum 1 (the surface layer 2
c), the DC voltage; -50 to -1000
When measured at V, measured voltage; DC voltage V1 =
The resistance value R1 of the charging roller 2 at −50 V was set to satisfy R1 ≦ 8 × 10 7 Ω (1).

【0049】更に、本発明者らの実験結果によれば、帯
電ローラ2の電気抵抗値を通常、感光ドラム1を直流電
圧のみで帯電するために印加する直流電圧とほぼ同等の
負荷電圧(例えば−1000V)と、それよりも小さい
負荷電圧(例えば−50V)の条件下において測定した
場合、帯電ローラ2の電気抵抗値の変化率を、 (−50V印加時の抵抗値)/(−1000V印加時の
抵抗値) としたとき、この変化率が小さい、即ち、印加電圧に対
する依存性(電圧依存性)が小さい帯電ローラ2は、−
1000V〜−1500V程度の直流電圧のみを印加し
て感光ドラム1の帯電処理を行っても、局部帯電ムラが
発生しにくいことが分かった。これは、印加電圧に対し
て帯電ローラ2の抵抗値が急激に変化しないため、安定
した放電により帯電が行われているのではないかと考え
られる。
Furthermore, according to the experimental results of the present inventors, the electric resistance value of the charging roller 2 is usually set to a load voltage (for example, approximately the same as the DC voltage applied to charge the photosensitive drum 1 with only the DC voltage). When measured under conditions of −1000 V) and a smaller load voltage (for example, −50 V), the rate of change of the electric resistance of the charging roller 2 is represented by (resistance at −50 V application) / (− 1000 V application). When the charge roller 2 has a small change rate, that is, a small dependency on the applied voltage (voltage dependency),
It was found that even when a charging process of the photosensitive drum 1 was performed by applying only a DC voltage of about 1000 V to -1500 V, local charging unevenness hardly occurred. This is because the resistance value of the charging roller 2 does not change abruptly with respect to the applied voltage, and it is considered that charging is performed by stable discharge.

【0050】よって、帯電ローラ2の弾性層2bと感光
ドラム1に接する部分(表面層2c)との間の抵抗値
を、直流電圧;−50〜−1000Vにおいて測定した
場合に、測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの帯
電ローラ2の抵抗値をR1、直流電圧V2=−1000
Vのときの帯電ローラ2の抵抗値をR2、ただし、R1
≧R2としたとき、帯電ローラ2の抵抗値の変化率Aを
R1/R2で表すと、以下の式(2)を満たすように、
上記のイオン導電機構を有する導電剤を適宜添加して調
整する。
Therefore, when the resistance value between the elastic layer 2b of the charging roller 2 and the portion (surface layer 2c) in contact with the photosensitive drum 1 is measured at a DC voltage of -50 to -1000V, the measured voltage is DC. When the voltage V1 = −50 V, the resistance value of the charging roller 2 is R1, and the DC voltage V2 = −1000.
The resistance value of the charging roller 2 at V is R2, where R1
When ≧ R2, when the rate of change A of the resistance value of the charging roller 2 is represented by R1 / R2, the following equation (2) is satisfied.
It is adjusted by appropriately adding a conductive agent having the above-described ionic conductive mechanism.

【0051】A<100…(2) また、上記したこれらの弾性材料を発泡成型した発泡体
を、弾性層2bに用いてもよい。
A <100 (2) A foam obtained by foaming and molding these elastic materials may be used for the elastic layer 2b.

【0052】また、帯電ローラ2は感光ドラム1と接触
しているため、実際の帯電時の帯電ローラ2の抵抗は電
気的な接触抵抗を含み、かつ帯電ローラ2と感光ドラム
1との接触面積、及び帯電ローラ2の変形具合、更には
帯電ローラ2と感光ドラム1の移動速度にも依存する。
よって、帯電ローラ2の電気抵抗は、この帯電ローラ2
と円筒電極との接触状態を、感光ドラム1との接触と同
一にして測定した電気抵抗が実際の帯電時の状態を反映
する。
Further, since the charging roller 2 is in contact with the photosensitive drum 1, the resistance of the charging roller 2 during actual charging includes an electrical contact resistance, and the contact area between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 , And the degree of deformation of the charging roller 2, and also the moving speed of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1.
Therefore, the electric resistance of the charging roller 2 is
The electrical resistance measured by making the contact state between the electrode and the cylindrical electrode the same as the contact with the photosensitive drum 1 reflects the state at the time of actual charging.

【0053】そこで、本実施の形態では、図4のような
抵抗測定方法により実際の帯電時に近い帯電ローラ2の
電気抵抗値を求めた。
Therefore, in the present embodiment, the electric resistance value of the charging roller 2 close to the actual charging time was obtained by the resistance measuring method as shown in FIG.

【0054】即ち、電源S3から帯電ローラ2に直流電
圧を印加して回転する導電性の円筒電極21を帯電処理
し、このときに、円筒電極21と電源S3間に接続した
抵抗22の両端の電位差を電流電圧計23で測定して、
このときの電位差から回路全体に流れる電流値を求め
た。さらに、この電流値と帯電ローラに印加した電圧値
から帯電ローラ2の電気抵抗値を算出した。上記した帯
電ローラ2の抵抗値はこの方法によって測定した。な
お、円筒電極21の形状は感光ドラム1と同じ形状であ
る。
That is, a DC voltage is applied to the charging roller 2 from the power source S3 to charge the rotating conductive cylindrical electrode 21. At this time, both ends of the resistor 22 connected between the cylindrical electrode 21 and the power source S3 are processed. The potential difference is measured by the ammeter 23,
The value of the current flowing through the entire circuit was determined from the potential difference at this time. Further, the electric resistance value of the charging roller 2 was calculated from the current value and the voltage value applied to the charging roller. The resistance value of the charging roller 2 was measured by this method. The shape of the cylindrical electrode 21 is the same as that of the photosensitive drum 1.

【0055】また、図3(a)、(b)に示したよう
に、帯電ローラ2の抵抗層2d(2e)は、弾性層2b
に接した位置に形成されるため、弾性層2b中に含有さ
れる軟化油や可塑剤等の帯電ローラ2表面へのブリード
アウトを防止する目的や、帯電ローラ2全体の電気抵抗
を調整する目的で設けられている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the resistance layer 2d (2e) of the charging roller 2 is
Formed on the surface of the charging roller 2 to prevent softening oil or plasticizer contained in the elastic layer 2b from bleeding out to the surface of the charging roller 2, or to adjust the electric resistance of the entire charging roller 2. It is provided in.

【0056】抵抗層2d(2e)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、NBR、ポリオ
レフィン系可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エ
ラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フ
ッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可
塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマ
ー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン
酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系
熱可塑性エラストマー、及び塩素化ポリエチレン系熱可
塑性エラストマー等を挙げることができる。これらの材
料は単独または2種類以上を混合してもよく、共重合体
であってもよい。
Examples of the material constituting the resistance layer 2d (2e) include epichlorohydrin rubber, NBR, polyolefin-based plastic elastomer, urethane-based thermoplastic elastomer, polystyrene-based thermoplastic elastomer, fluoro-rubber-based thermoplastic elastomer, and polyester-based thermoplastic elastomer. Examples thereof include a thermoplastic elastomer, a polyamide-based thermoplastic elastomer, a polybutadiene-based thermoplastic elastomer, an ethylene-vinyl acetate-based thermoplastic elastomer, a polyvinyl chloride-based thermoplastic elastomer, and a chlorinated polyethylene-based thermoplastic elastomer. These materials may be used alone or as a mixture of two or more kinds, and may be a copolymer.

【0057】また、抵抗層2d(2e)は、導電性もし
くは半導電性を有している必要がある。導電性、半導電
性の発現のためには、各種導電剤(導電性カーボン、グ
ラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニ
ッケル、鉄粉、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等)を
適宜用いることができる。この場合、所望の電気抵抗を
得るためには、前記各種導電剤を2種以上併用してもよ
い。また、電圧依存性を小さくするためには、エピクロ
ルヒドリンゴムやNBRのようなポリマー自体が中抵抗
なゴムを材料として用いるのがよい。更に、導電剤で抵
抗調整する場合は、アルカリ金属塩やアンモニウム塩な
どのイオン導電剤を添加するのが特に好ましい。
The resistance layer 2d (2e) needs to have conductivity or semi-conductivity. Various conductive agents (conductive carbon, graphite, conductive metal oxides, copper, aluminum, nickel, iron powder, alkali metal salts, ammonium salts, etc.) are used as appropriate to achieve conductivity and semi-conductivity. Can be. In this case, in order to obtain a desired electric resistance, two or more of the above-mentioned various conductive agents may be used in combination. Further, in order to reduce the voltage dependency, it is preferable to use a rubber having a medium resistance of the polymer itself such as epichlorohydrin rubber or NBR. Further, when the resistance is adjusted with a conductive agent, it is particularly preferable to add an ionic conductive agent such as an alkali metal salt or an ammonium salt.

【0058】帯電ローラ2の表面層2cは、帯電ローラ
2の最外層を構成し、被帯電体である感光ドラム1と接
触するため、感光ドラム1を汚染してしまう材料構成で
あってはならない。
The surface layer 2c of the charging roller 2 constitutes the outermost layer of the charging roller 2 and is in contact with the photosensitive drum 1, which is a member to be charged. .

【0059】このため、表面層2cの材料としては、フ
ッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−
エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体(SEB
C)、オレフィン−エチレン・ブチレン−オレフィン共
重合体(CEBC)等が挙げられる。これらの樹脂に静
摩擦計数を小さくする目的でシリコーンオイルを添加し
てもよい。
For this reason, as the material of the surface layer 2c, fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, silicone resin, butyral resin, styrene-
Ethylene / butylene-olefin copolymer (SEB
C), olefin-ethylene / butylene-olefin copolymer (CEBC) and the like. Silicone oil may be added to these resins for the purpose of reducing the coefficient of static friction.

【0060】また、表面層2cには、各種導電剤(導電
性カーボン、グラファイト、導電性酸化錫、導電性酸化
チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉等)を適宜
用いることができる。この場合、所望の電気抵抗を得る
ためには、前記各種導電剤を2種以上併用してもよい。
本発明では、電圧依存性を小さくするために針状導電剤
を添加したものが特に好ましい。
For the surface layer 2c, various conductive agents (conductive carbon, graphite, conductive tin oxide, conductive titanium oxide, copper, aluminum, nickel, iron powder, etc.) can be used as appropriate. In this case, in order to obtain a desired electric resistance, two or more of the above-mentioned various conductive agents may be used in combination.
In the present invention, it is particularly preferable to add a needle-like conductive agent in order to reduce the voltage dependency.

【0061】また、本発明では、通電劣化を防止するた
めに上記導電剤を疎水化処理するのが好ましい。この疎
水化処理剤としては、カップリング剤(珪素、チタン、
アルミニウム、ジルコニウムなど中心元素は特に選ばな
い)、オイル、ワニス、有機化合物等がよい。特に、カ
ップリング剤により疎水化処理されていることが好まし
い。
In the present invention, it is preferable that the conductive agent is subjected to a hydrophobic treatment in order to prevent the deterioration of the electric conduction. As the hydrophobizing agent, coupling agents (silicon, titanium,
The central element such as aluminum and zirconium is not particularly limited), oil, varnish, organic compound and the like. In particular, it is preferable that the coupling agent has been subjected to a hydrophobic treatment.

【0062】また、本発明の実施の形態における上記し
た帯電ローラ2は、表面層2cの十点平均表面粗さRz
を10μm以下としている。
The charging roller 2 according to the embodiment of the present invention has a ten-point average surface roughness Rz of the surface layer 2c.
Is set to 10 μm or less.

【0063】即ち、帯電ローラ2の表面(表面層2c)
が粗いと、その表面の凹凸によって微妙に帯電ムラが生
じ、結果として画像不良が生じてしまうことがある。あ
るいは、感光ドラム1表面を侵食(削れ等)する虞があ
る。従って、帯電ローラ2表面(表面層2c)は、より
滑らかな方が好ましく、JIS B0601表面粗さの
規格における十点平均表面粗さRzが10μm以下、好
ましくは4μm以下であることが望ましい。
That is, the surface of the charging roller 2 (surface layer 2c)
If the surface is rough, charging unevenness may be delicately caused by unevenness of the surface, and as a result, an image defect may occur. Alternatively, there is a possibility that the surface of the photosensitive drum 1 is eroded (cut, etc.). Therefore, the surface of the charging roller 2 (surface layer 2c) is preferably smoother, and the ten-point average surface roughness Rz in the JIS B0601 surface roughness standard is preferably 10 μm or less, more preferably 4 μm or less.

【0064】以下、上記した本発明における帯電ローラ
2を、以下に述べる実施例により更に詳細に説明する。
Hereinafter, the charging roller 2 of the present invention will be described in more detail with reference to the following embodiments.

【0065】(実施例1)本実施例では、下記の要領で
帯電部材としての帯電ローラ2を作製した。
Example 1 In this example, a charging roller 2 as a charging member was manufactured in the following manner.

【0066】 エピクロルヒドリンゴム(三元共重合体) 100重量部 軽質炭酸カルシウム 30重量部 可塑剤(分子量8000) 10重量部 ステアリン酸 1重量部 老化防止剤MB 0.5重量部 酸化亜鉛 5重量部 四級アンモニウム塩 2重量部 以上の材料を45℃に調節した密閉型ミキサーにて10
分間混練し、原料コンパウンドを調整する。このコンパ
ウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム100重量
部に対し加硫剤としての硫黄1重量部、加硫促進剤とし
てのDM1重量部、TS0.5重量部を加え、20℃に
冷却した2本ロール機にて10分間混練する。得られた
コンパウンドを、直径6mmのステンレス製からなる芯
金2aの周囲に外径15mmのローラ状になるように押
出し成型機にて成形し、加熱蒸気加硫した後、外径が1
2mmになるように研磨加工を行い、芯金2a周面に弾
性層2bを得た。
Epichlorohydrin rubber (ternary copolymer) 100 parts by weight Light calcium carbonate 30 parts by weight Plasticizer (molecular weight 8000) 10 parts by weight Stearic acid 1 part by weight Antioxidant MB 0.5 part by weight Zinc oxide 5 parts by weight Four Grade ammonium salt 2 parts by weight The above materials were mixed in a closed mixer adjusted to 45 ° C for 10 minutes.
Knead for a minute to adjust the raw material compound. To this compound was added 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of DM as a vulcanization accelerator, and 0.5 part by weight of TS with respect to 100 parts by weight of raw material epichlorohydrin rubber, and cooled to 20 ° C. on a two-roll machine. And knead for 10 minutes. The obtained compound is formed around a cored bar 2a made of stainless steel having a diameter of 6 mm by using an extruder so as to form a roller having an outer diameter of 15 mm.
Polishing was performed to a thickness of 2 mm to obtain an elastic layer 2b on the peripheral surface of the cored bar 2a.

【0067】そして、上記弾性層2bの表面に、以下に
示すような表面層2cを被覆形成した。
Then, a surface layer 2c as shown below was formed on the surface of the elastic layer 2b.

【0068】表面層2cの材料として、 カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液 100重量部 (固形分20質量%、溶剤:MEK) 針状導電性酸化錫(チタンカップリング剤にて疎水化処理) 20重量部 この混合溶液をガラスビーズ(平均粒径;直径1mm)
を分散メディアとして、堅型サンドミルを用いて5時間
分散した。その後、ガラスビーズを濾過して分離した分
散溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)
を、(HDIのNCO/カプロラクトン変性アクリルポ
リオールのOH)=0.7のモル比の割合になるように
加え、表面層用塗料を調整した。
As the material of the surface layer 2c, 100 parts by weight of a caprolactone-modified acrylic polyol solution (solid content: 20% by mass, solvent: MEK) 20 parts by weight of acicular conductive tin oxide (hydrophobized with a titanium coupling agent) Glass beads (average particle size; diameter 1 mm)
Was dispersed for 5 hours using a rigid sand mill as a dispersion medium. Thereafter, hexamethylene diisocyanate (HDI) is added to the dispersion solution obtained by filtering the glass beads and separating.
Was added so as to have a molar ratio of (NCO of HDI / OH of caprolactone-modified acrylic polyol) = 0.7 to prepare a coating material for the surface layer.

【0069】そして、弾性層2bの表面上に前記表面層
用塗料をディッピング法にてコートした後、熱風循環乾
燥機中で温度150℃にて1時間乾燥して膜厚18μm
の表面層2cを被覆形成し、帯電ローラ2を得た。得ら
れた帯電ローラ2の表面(表面層2c)の十点平均表面
粗さRzは、1.8μmであった。
Then, the surface layer coating material is coated on the surface of the elastic layer 2b by a dipping method, and then dried at 150 ° C. for 1 hour in a hot air circulating drier to form a film having a thickness of 18 μm.
To form a charging roller 2. The surface (surface layer 2c) of the obtained charging roller 2 had a ten-point average surface roughness Rz of 1.8 μm.

【0070】上記のようにして作製された本実施例の帯
電ローラ2の抵抗測定を、図4に示した装置で行った。
この場合においても、感光ドラム1と同一形状の導電性
の円筒電極21に代えた以外は、円筒電極21の表面移
動速度、帯電ローラ2の円筒電極21への押圧力等は全
て図1の画像形成装置と同一として、電源S3より直流
電圧(−50Vと−1000V)を印加し、そのときに
流れる電流値より帯電ローラ2の抵抗値を求めた。
The resistance of the charging roller 2 of the present embodiment manufactured as described above was measured by the apparatus shown in FIG.
Also in this case, the surface moving speed of the cylindrical electrode 21, the pressing force of the charging roller 2 against the cylindrical electrode 21, and the like are all the same as those in FIG. A DC voltage (-50 V and -1000 V) was applied from a power source S3, and the resistance value of the charging roller 2 was obtained from the current value flowing at that time.

【0071】その結果、本実施例の帯電ローラ2の抵抗
値は、 R1(−50V印加時)=2.48×10Ω R2(−1000V印加時)=6.20×10Ω であった。
As a result, the resistance value of the charging roller 2 of this embodiment is: R1 (when -50 V is applied) = 2.48 × 10 6 Ω R2 (when −1000 V is applied) = 6.20 × 10 5 Ω Was.

【0072】よって、帯電ローラ2の抵抗値の変化率
(R1/R2)Aは、A=4.0となり、上記した式
(1)、式(2)の条件を満たしている。
Therefore, the rate of change (R1 / R2) A of the resistance value of the charging roller 2 is A = 4.0, which satisfies the conditions of the above equations (1) and (2).

【0073】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、環境1(温度23℃、湿度55
%)、環境2(温度32.5℃、湿度80%)、環境3
(温度15℃、湿度10%)の各環境下において、上記
した画像形成動作によって画像を出力し、帯電ローラ2
の局部帯電ムラに起因した横白スジや白ポチの発生
(a)、帯電能力に起因したゴースト画像の発生(b)
について、画像評価を行った。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
%), Environment 2 (temperature 32.5 ° C, humidity 80%), environment 3
In each environment (temperature 15 ° C., humidity 10%), an image is output by the above-described image forming operation, and the charging roller 2
(A) Occurrence of horizontal white stripes and white spots due to local charging unevenness, and (b) Occurrence of ghost image due to charging ability
Was evaluated for images.

【0074】この評価結果を図5に示す。ただし、感光
ドラム1の表面電位Vが−600V程度となるように
印加帯電電圧を各環境で変えて画像を出力した。なお、
図5の評価において、◎は得られた画像が優秀、○は良
好、△はハーフトーン画像上に微かに横白スジや白ポチ
の発生がある、×は横白スジや白ポチの発生が目立つ、
であることを示す。
FIG. 5 shows the evaluation results. However, the surface potential V D of the photosensitive drum 1 has output an image by changing the applied charge voltage so that approximately -600V in each environment. In addition,
In the evaluation of FIG. 5, ◎ indicates that the obtained image was excellent, は indicates that the image was excellent, Δ indicates that there was a slight occurrence of horizontal white streaks or white spots on the halftone image, and x indicates that the occurrence of horizontal white streaks or white spots occurred. stand out,
It is shown that.

【0075】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、通電劣化の発生しやすい環境3
(温度15℃、湿度10%)下において、連続複数枚画
像出して耐久試験(20000枚)を行った。通電劣化
が生じると帯電ローラ2の電気抵抗は上昇する。連続複
数枚画像出し耐久試験の前後で帯電ローラ2の電気抵抗
値を比較評価した。ただし、耐久試験後の帯電ローラ2
は乾拭きして表面よりトナー等の汚れを除去した。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
Under the conditions (temperature: 15 ° C., humidity: 10%), a continuous test was carried out by outputting a plurality of images. When the energization deterioration occurs, the electric resistance of the charging roller 2 increases. The electrical resistance value of the charging roller 2 was compared and evaluated before and after the continuous multiple-image image output durability test. However, the charging roller 2 after the durability test
Was wiped dry to remove dirt such as toner from the surface.

【0076】この比較評価結果を図6に示す。なお、図
6の比較評価において、電気抵抗の変化が一桁未満なら
◎、1桁以上1桁半未満なら○、1桁半以上2桁未満な
ら△、2桁以上は×としてランク分けした。
FIG. 6 shows the results of this comparative evaluation. In the comparative evaluation of FIG. 6, if the change in electrical resistance is less than one digit, the result is ranked as ◎ if it is 1 digit or more and less than 1 and a half digits, △ if it is 1 digit or more and less than 2 digits, or × if it is 2 digits or more.

【0077】このように構成された本実施例の帯電ロー
ラ2を用いることにより、上記したこれらの評価から明
らかなように、帯電ローラ2に直流電圧のみの帯電バイ
アスを印加したときに生じる局部帯電ムラの発生を防止
することができ、高品質の画像を得ることができた。
By using the charging roller 2 of the present embodiment thus configured, as is apparent from the above-described evaluations, the local charging that occurs when a charging bias of only a DC voltage is applied to the charging roller 2 is performed. The occurrence of unevenness was prevented, and a high-quality image was obtained.

【0078】また、低電圧(例えば−50V)を印加し
たときの帯電ローラ2の抵抗値を8×10Ω以下とす
ることで、帯電能力を十分なものとすることができ(帯
電電位の立上りを速くすることができ)、ゴースト画像
の発生を防止することができた。
Further, by setting the resistance value of the charging roller 2 when a low voltage (for example, -50 V) is applied to 8 × 10 7 Ω or less, the charging ability can be made sufficient (the charging potential can be reduced). The rise can be made faster), and generation of a ghost image can be prevented.

【0079】また、通電劣化の発生しやすい低湿環境下
で連続画像形成した場合でも、帯電ローラ2の電気抵抗
の上昇を防止して、長期にわたって良好な帯電性を維持
することができた。
Further, even when a continuous image was formed in a low humidity environment where deterioration of current flow is apt to occur, it was possible to prevent an increase in the electric resistance of the charging roller 2 and maintain good charging performance for a long period of time.

【0080】(実施例2)本実施例では、下記の要領で
帯電部材としての帯電ローラ2を作製した。
Example 2 In this example, a charging roller 2 as a charging member was manufactured in the following manner.

【0081】 NBR 100重量部 四級アンモニウム塩 3重量部 グラファイト 25重量部 炭酸カルシウム 30重量部 酸化亜鉛 5重量部 脂肪酸 2重量部 以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて10
分間混練した後、NBR100重量部に対してDOS可
塑剤15重量部を加え、20℃に冷却した密閉型ミキサ
ーでさらに20分間混練し、原料コンパウンドを調整す
る。このコンパウンドに原料ゴムのNBR100重量部
に対し加硫剤としての硫黄1重量部、加硫促進剤として
のノクセラーTS3重量部を加え、20℃に冷却した2
本ロール機にて10分間混練する。得られたコンパウン
ドを、直径6mmのステンレス製からなる芯金2aの周
囲にローラ状になるように押出成型機にて成型し、加熱
加硫成型した後、外径12mmになるように研磨処理し
て弾性層2bを得た。
100 parts by weight of NBR 3 parts by weight of quaternary ammonium salt 25 parts by weight of graphite 30 parts by weight of calcium carbonate 5 parts by weight of zinc oxide 2 parts by weight of fatty acid 2 parts by weight
After kneading for 15 minutes, 15 parts by weight of a DOS plasticizer is added to 100 parts by weight of NBR, and the mixture is further kneaded for 20 minutes by a closed mixer cooled to 20 ° C. to prepare a raw material compound. To this compound, 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent and 3 parts by weight of Noxeller TS as a vulcanization accelerator were added to 100 parts by weight of NBR of raw rubber, and the mixture was cooled to 20 ° C.
Knead with this roll machine for 10 minutes. The obtained compound is molded in a roller shape around a cored bar 2a made of stainless steel having a diameter of 6 mm using an extruder, heated and vulcanized, and then polished to an outer diameter of 12 mm. Thus, an elastic layer 2b was obtained.

【0082】そして、上記弾性層2bの表面に、以下に
示すような抵抗層2dを被覆形成した。
Then, a resistance layer 2d as shown below was formed on the surface of the elastic layer 2b.

【0083】抵抗層2dの材料として、 エピクロルヒドリンゴム 100重量部 四級アンモニウム塩 2重量部 をメチルエチルケトン(MEK)溶媒にて分散溶解して
抵抗層用塗料を形成する。この塗料を弾性層2b上にデ
ィッピング法にて塗布して膜厚100μmの抵抗層2d
を被覆形成した。
As a material for the resistance layer 2d, 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber and 2 parts by weight of a quaternary ammonium salt are dispersed and dissolved in a methyl ethyl ketone (MEK) solvent to form a coating for the resistance layer. This paint is applied on the elastic layer 2b by dipping to form a resistive layer 2d having a thickness of 100 μm.
Was formed by coating.

【0084】そして、この抵抗層2dの表面に、以下に
示す表面層2cを被覆形成した。
Then, a surface layer 2c shown below was formed on the surface of the resistance layer 2d.

【0085】表面層2cの材料として、フルオロオレフ
ィン(3フッ化タイプ)とカルボン酸ビニルエステルを
共重合させて得られたフッ素樹脂共重合体を用い、その
溶液100重量部(固形分50質量%)に対して、針状
導電性酸化錫(n−ヘキシルトリメトキシシランカップ
リング剤にて疎水化処理)を55重量部加え、更に、イ
ソシアネート(HDI)を、(HDIのNCO/フッ素
共重合体のOH)=1.0のモル比の割合になるように
加え、表面層用塗料を調整した。その塗料を用いて、デ
ィッピング法にて塗布して膜厚10μmの表面層2cを
被覆形成し、帯電ローラ2を得た。得られた帯電ローラ
2の表面(表面層2c)の十点平均表面粗さRzは、
1.8μmであった。
As a material for the surface layer 2c, a fluororesin copolymer obtained by copolymerizing a fluoroolefin (trifluoride type) and a vinyl carboxylate was used, and 100 parts by weight of the solution (solid content: 50% by mass) was used. ), 55 parts by weight of acicular conductive tin oxide (hydrophobized with n-hexyltrimethoxysilane coupling agent) is added, and isocyanate (HDI) is further added to the NCO / fluorine copolymer of HDI. (OH) = 1.0, and the surface layer paint was adjusted. Using the coating material, a surface layer 2c having a film thickness of 10 μm was formed by coating by a dipping method to obtain a charging roller 2. The ten-point average surface roughness Rz of the surface (surface layer 2c) of the obtained charging roller 2 is as follows:
It was 1.8 μm.

【0086】上記のようにして作製された本実施例の帯
電ローラ2の抵抗測定を、図4に示した装置で行った。
この場合においても、感光ドラム1と同一形状の導電性
の円筒電極21に代えた以外は、円筒電極21の表面移
動速度、帯電ローラ2の円筒電極21への押圧力等は全
て図1の画像形成装置と同一として、電源S3より直流
電圧(−50Vと−1000V)を印加し、そのときに
流れる電流値より帯電ローラ2の抵抗値を求めた。
The resistance of the charging roller 2 of this embodiment manufactured as described above was measured by the apparatus shown in FIG.
Also in this case, the surface moving speed of the cylindrical electrode 21, the pressing force of the charging roller 2 against the cylindrical electrode 21, and the like are all the same as those in FIG. A DC voltage (-50 V and -1000 V) was applied from a power source S3, and the resistance value of the charging roller 2 was obtained from the current value flowing at that time.

【0087】その結果、本実施例の帯電ローラ2の抵抗
値は、 R1(−50V印加時)=8.34×10Ω R2(−1000V印加時)=7.81×10Ω であった。
As a result, the resistance value of the charging roller 2 of this embodiment is R1 (when -50 V is applied) = 8.34 × 10 6 Ω R2 (when −1000 V is applied) = 7.81 × 10 5 Ω Was.

【0088】よって、帯電ローラ2の抵抗値の変化率
(R1/R2)Aは、A=10.7となり、上記した式
(1)、式(2)の条件を満たしている。
Therefore, the rate of change (R1 / R2) A of the resistance value of the charging roller 2 is A = 10.7, which satisfies the conditions of the above equations (1) and (2).

【0089】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、環境1(温度23℃、湿度55
%)、環境2(温度32.5℃、湿度80%)、環境3
(温度15℃、湿度10%)の各環境下において、上記
した画像形成動作によって画像を出力し、帯電ローラ2
の局部帯電ムラに起因した横白スジや白ポチの発生
(a)、帯電能力に起因したゴースト画像の発生(b)
について、画像評価を行った。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
%), Environment 2 (temperature 32.5 ° C, humidity 80%), environment 3
In each environment (temperature 15 ° C., humidity 10%), an image is output by the above-described image forming operation, and the charging roller 2
(A) Occurrence of horizontal white stripes and white spots due to local charging unevenness, and (b) Occurrence of ghost image due to charging ability
Was evaluated for images.

【0090】この評価結果を図5に示す。ただし、感光
ドラム1の表面電位Vが−600V程度となるように
印加帯電電圧を各環境で変えて画像を出力した。
FIG. 5 shows the evaluation results. However, the surface potential V D of the photosensitive drum 1 has output an image by changing the applied charging voltage so that approximately -600V in each environment.

【0091】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、通電劣化の発生しやすい環境3
(温度15℃、湿度10%)下において、連続複数枚画
像出して耐久試験(20000枚)を行った。通電劣化
が生じると帯電ローラ2の電気抵抗は上昇する。連続複
数枚画像出し耐久試験の前後で帯電ローラ2の電気抵抗
値を比較評価した。ただし、耐久試験後の帯電ローラ2
は乾拭きして表面よりトナー等の汚れを除去した。この
比較評価結果を図6に示す。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
Under the conditions (temperature: 15 ° C., humidity: 10%), a continuous test was carried out by outputting a plurality of images. When the energization deterioration occurs, the electric resistance of the charging roller 2 increases. The electrical resistance value of the charging roller 2 was compared and evaluated before and after the continuous multiple-image image output durability test. However, the charging roller 2 after the durability test
Was wiped dry to remove dirt such as toner from the surface. FIG. 6 shows the results of this comparative evaluation.

【0092】このように構成された本実施例の帯電ロー
ラ2を用いることにより、上記したこれらの評価から明
らかなように、帯電ローラ2に直流電圧のみの帯電バイ
アスを印加したときに生じる局部帯電ムラの発生を防止
することができ、高品質の画像を得ることができた。
By using the charging roller 2 of the present embodiment thus configured, as is apparent from the above-described evaluations, the local charging generated when a charging bias of only a DC voltage is applied to the charging roller 2 is obtained. The occurrence of unevenness was prevented, and a high-quality image was obtained.

【0093】また、低電圧(例えば−50V)を印加し
たときの帯電ローラ2の抵抗値を8×10Ω以下とす
ることで、帯電能力を十分なものとすることができ、ゴ
ースト画像の発生を防止することができた。
Further, by setting the resistance value of the charging roller 2 to 8 × 10 7 Ω or less when a low voltage (for example, −50 V) is applied, the charging ability can be made sufficient and the ghost image can be displayed. The occurrence could be prevented.

【0094】また、通電劣化の発生しやすい低湿環境下
で連続画像形成した場合でも、帯電ローラ2の電気抵抗
の上昇を防止して、長期にわたって良好な帯電性を維持
することができた。
Further, even when continuous images were formed in a low-humidity environment where energization deterioration was liable to occur, it was possible to prevent an increase in the electrical resistance of the charging roller 2 and maintain good charging properties for a long period of time.

【0095】(実施例3)本実施例では、下記の要領で
帯電部材としての帯電ローラ2を作製した。
Embodiment 3 In this embodiment, a charging roller 2 as a charging member was manufactured in the following manner.

【0096】 NBR 100重量部 グラファイト 15重量部 導電性カーボンブラック 10重量部 炭酸カルシウム 30重量部 酸化亜鉛 5重量部 脂肪酸 2重量部 以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて20
分間混練した後、NBR100重量部に対してDOS可
塑剤15重量部を加え、20℃に冷却した密閉型ミキサ
ーでさらに25分間混練し、原料コンパウンドを調整す
る。このコンパウンドに原料ゴムのNBR100重量部
に対し加硫剤としての硫黄1重量部、加硫促進剤として
のノクセラーTS3重量部を加え、20℃に冷却した2
本ロール機にて10分間混練する。
NBR 100 parts by weight Graphite 15 parts by weight Conductive carbon black 10 parts by weight Calcium carbonate 30 parts by weight Zinc oxide 5 parts by weight Fatty acid 2 parts by weight The above materials were mixed in a closed mixer adjusted to 60 ° C. 20
After kneading for 1 minute, 15 parts by weight of a DOS plasticizer is added to 100 parts by weight of NBR, and the mixture is further kneaded with a closed mixer cooled to 20 ° C. for 25 minutes to prepare a raw material compound. To this compound, 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent and 3 parts by weight of Noxeller TS as a vulcanization accelerator were added to 100 parts by weight of NBR of raw rubber, and the mixture was cooled to 20 ° C.
Knead with this roll machine for 10 minutes.

【0097】そして、得られたコンパウンドを、直径6
mmのステンレス製からなる芯金2aの周囲に外径12
mmのローラ状になるように押出成型機にて成型し、加
熱加硫成型した後、ゴム部の外径が中央で12.0m
m、両端部で11.9mmのクラウン形状になるように
研磨処理して弾性層2bを得た。
Then, the obtained compound was treated with a diameter of 6
mm around the core 2a made of stainless steel.
mm, and then heat vulcanization molding, the outer diameter of the rubber part is 12.0 m at the center.
Then, the elastic layer 2b was obtained by performing a polishing treatment so as to form a crown shape of 11.9 mm at both ends.

【0098】そして、上記弾性層2bの表面に、以下に
示すような抵抗層2dを被覆形成した。
Then, a resistance layer 2d as shown below was formed on the surface of the elastic layer 2b.

【0099】抵抗層2dの材料として、 ポリウレタンエラストマー 100重量部 導電性カーボン 10重量部 をトルエン溶媒にて分散溶解して抵抗層用塗料を作製す
る。そして、この塗料を弾性層2b表面にディッピング
法にて塗布して、膜厚130μmの抵抗層2dを被覆形
成した。
As a material for the resistance layer 2d, 100 parts by weight of a polyurethane elastomer and 10 parts by weight of conductive carbon are dispersed and dissolved in a toluene solvent to prepare a coating for a resistance layer. Then, this coating material was applied to the surface of the elastic layer 2b by dipping to form a 130 μm-thick resistive layer 2d.

【0100】そして、この抵抗層2dの表面に、以下に
示す表面層2cを被覆形成した。
Then, a surface layer 2c shown below was formed on the surface of the resistance layer 2d.

【0101】表面層2dの材料として、ポリビニルブチ
ラール樹脂を用い、そのエタノール溶液100重量部
(固形分50質量%)に対して、針状導電性酸化チタン
(n−ヘキシルトリメトキシシランカップリング剤にて
疎水化処理)40重量部を加えた塗料を用いて、ディッ
ピング法にて塗布して膜厚22μmの表面層2cを被覆
形成し、帯電ローラ2を得た。得られた帯電ローラ2の
表面(表面層2c)の十点平均表面粗さRzは、2.0
μmであった。
A polyvinyl butyral resin was used as a material for the surface layer 2d, and a needle-like conductive titanium oxide (n-hexyltrimethoxysilane coupling agent) was added to 100 parts by weight (solid content: 50% by mass) of the ethanol solution. The surface of the surface layer 2c having a thickness of 22 μm was coated by dipping using a paint to which 40 parts by weight was added. The ten-point average surface roughness Rz of the surface (surface layer 2c) of the obtained charging roller 2 is 2.0
μm.

【0102】上記のようにして作製された本実施例の帯
電ローラ2の抵抗測定を、図4に示した装置で行った。
この場合においても、感光ドラム1と同一形状の導電性
の円筒電極21に代えた以外は、円筒電極21の表面移
動速度、帯電ローラ2の円筒電極21への押圧力等は全
て図1の画像形成装置と同一として、電源S3より直流
電圧(−50Vと−1000V)を印加し、そのときに
流れる電流値より帯電ローラ2の抵抗値を求めた。
The resistance of the charging roller 2 of this embodiment manufactured as described above was measured by the apparatus shown in FIG.
Also in this case, the surface moving speed of the cylindrical electrode 21, the pressing force of the charging roller 2 against the cylindrical electrode 21, and the like are all the same as those in FIG. A DC voltage (-50 V and -1000 V) was applied from a power source S3, and the resistance value of the charging roller 2 was obtained from the current value flowing at that time.

【0103】その結果、本実施例の帯電ローラ2の抵抗
値は、 R1(−50V印加時)=4.60×10Ω R2(−1000V印加時)=5.10×10Ω であった。
As a result, the resistance value of the charging roller 2 of this embodiment is: R1 (when −50 V is applied) = 4.60 × 10 7 Ω R2 (when −1000 V is applied) = 5.10 × 10 5 Ω Was.

【0104】よって、帯電ローラ2の抵抗値の変化率
(R1/R2)Aは、A=90.2となり、上記した式
(1)、式(2)の条件を満たしている。
Therefore, the rate of change (R1 / R2) A of the resistance value of the charging roller 2 is A = 90.2, which satisfies the conditions of the above equations (1) and (2).

【0105】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、環境1(温度23℃、湿度55
%)、環境2(温度32.5℃、湿度80%)、環境3
(温度15℃、湿度10%)の各環境下において、上記
した画像形成動作によって画像を出力し、帯電ローラ2
の局部帯電ムラに起因した横白スジや白ポチの発生
(a)、帯電能力に起因したゴースト画像の発生(b)
について、画像評価を行った。
The charging roller 2 was attached to the image forming apparatus shown in FIG.
%), Environment 2 (temperature 32.5 ° C, humidity 80%), environment 3
In each environment (temperature 15 ° C., humidity 10%), an image is output by the above-described image forming operation, and the charging roller 2
(A) Occurrence of horizontal white stripes and white spots due to local charging unevenness, and (b) Occurrence of ghost image due to charging ability
Was evaluated for images.

【0106】この評価結果を図5に示す。ただし、感光
ドラム1の表面電位Vが−600V程度となるように
印加帯電電圧を各環境で変えて画像を出力した。
FIG. 5 shows the evaluation results. However, the surface potential V D of the photosensitive drum 1 has output an image by changing the applied charging voltage so that approximately -600V in each environment.

【0107】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、通電劣化の発生しやすい環境3
(温度15℃、湿度10%)下において、連続複数枚画
像出して耐久試験(20000枚)を行った。この比較
評価結果を図6に示す。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
Under the conditions (temperature: 15 ° C., humidity: 10%), a continuous test was carried out by outputting a plurality of images. FIG. 6 shows the results of this comparative evaluation.

【0108】このように構成された本実施例の帯電ロー
ラ2を用いることにより、低湿環境である環境3(温度
15℃、湿度10%)の場合においては、実施例1、2
の場合よりも劣った結果となったが、それでも局部帯電
ムラの発生を実用上問題ない程度に抑えることができ、
良好な画像を得ることができた。
By using the charging roller 2 of the present embodiment configured as described above, in the case of the environment 3 (temperature 15 ° C., humidity 10%) which is a low humidity environment, the charging roller 2 according to the first and second embodiments is used.
Although the result was inferior to the case of, the occurrence of local charging unevenness could still be suppressed to a level that would not cause a practical problem,
A good image could be obtained.

【0109】また、低電圧(例えば−50V)を印加し
たときの帯電ローラ2の抵抗値を8×10Ω以下とす
ることで、帯電能力を十分なものとすることができ、ゴ
ースト画像の発生を防止することができた。
Further, by setting the resistance value of the charging roller 2 when a low voltage (for example, -50 V) is applied to 8 × 10 7 Ω or less, the charging ability can be made sufficient and the ghost image can be displayed. The occurrence could be prevented.

【0110】また、通電劣化の発生しやすい低湿環境下
で連続画像形成した場合でも、帯電ローラ2の電気抵抗
の上昇を防止して、長期にわたって良好な帯電性を維持
することができた。
Further, even when continuous images were formed in a low-humidity environment in which energization deterioration was liable to occur, it was possible to prevent an increase in the electrical resistance of the charging roller 2 and maintain good charging properties for a long period of time.

【0111】(実施例4)本実施例では、下記の要領で
帯電部材としての帯電ローラ2を作製した。
Embodiment 4 In this embodiment, a charging roller 2 as a charging member was manufactured in the following manner.

【0112】 エピクロルヒドリンゴム 100重量部 四級アンモニウム塩 2重量部 炭酸カルシウム 30重量部 酸化亜鉛 2重量部 脂肪酸 2重量部 以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて10
分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム100重量部
に対してエーテルエステル系可塑剤15重量部を加え、
20℃に冷却した密閉型ミキサーでさらに20分間混練
し、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンド
に、原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム100重量部に
対し加硫剤としての硫黄1重量部、加硫促進剤としての
ノクセラーDM1重量部、ノクセラーTS0.5重量部
を加え、20℃に冷却した2本ローラ機にて10分間混
練する。得られたコンパウンドを、直径6mmのステン
レス製からなる芯金2aの周囲に外径12mmのローラ
状になるようにプレス成型機にて加熱加硫成型すること
により弾性層2bを得た。
Epichlorohydrin rubber 100 parts by weight Quaternary ammonium salt 2 parts by weight Calcium carbonate 30 parts by weight Zinc oxide 2 parts by weight Fatty acid 2 parts by weight The above materials were mixed in a closed mixer adjusted to 60 ° C.
After kneading for 15 minutes, 15 parts by weight of an ether ester plasticizer was added to 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber,
The mixture is further kneaded for 20 minutes by a closed mixer cooled to 20 ° C. to adjust the raw material compound. To this compound, 1 part by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of Noxeller DM as a vulcanization accelerator, and 0.5 part by weight of Noxeller TS were added to 100 parts by weight of raw material epichlorohydrin rubber, and the mixture was cooled to 20 ° C. Knead with this roller machine for 10 minutes. The obtained compound was heated and vulcanized by a press molding machine so as to form a roller having an outer diameter of 12 mm around a cored bar 2a made of stainless steel having a diameter of 6 mm to obtain an elastic layer 2b.

【0113】そして、上記弾性層2bの表面に、以下に
示すような抵抗層2dを被覆形成した。
The surface of the elastic layer 2b was coated with a resistance layer 2d as shown below.

【0114】抵抗層2dの材料として、 カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液 100重量部 (固形分20質量%、溶剤:MEK) 針状導電性酸化錫(チタンカップリング剤にて疎水化処理) 15重量部 粒子状導電性酸化錫(チタンカップリング剤にて疎水化処理) 5重量部 この混合溶液を、ガラスビーズ(平均粒径、直径1m
m)を分散メディアとして、堅型サンドミルを用いて5
時間分散した。その後、ガラスビーズを濾過して分離し
た、分散溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HD
I)を、(HDIのNCO/カプロラクトン変性アクリ
ルポリオールのOH)=0.7のモル比の割合になるよ
うに加え、表面層用塗料を調整した。
As a material for the resistance layer 2d, 100 parts by weight of a caprolactone-modified acrylic polyol solution (solid content: 20% by mass, solvent: MEK) Needle-shaped conductive tin oxide (hydrophobized with a titanium coupling agent) 15 parts by weight Particles Conductive tin oxide (hydrophobic treatment with titanium coupling agent) 5 parts by weight This mixed solution is mixed with glass beads (average particle diameter, diameter 1 m).
m) as a dispersion medium and 5
Time dispersed. Then, hexamethylene diisocyanate (HD) was added to the dispersion solution obtained by filtering and separating the glass beads.
I) was added at a molar ratio of (NCO of HDI / OH of caprolactone-modified acrylic polyol) = 0.7 to prepare a coating for the surface layer.

【0115】そして、弾性層2bの表面上に表面層用塗
料をディッピング法にてコートした後、熱風循環乾燥機
中で温度150℃にて1時間乾燥して膜厚15μmの表
面層2cを被覆形成し、帯電ローラ2を得た。得られた
帯電ローラ2の表面(表面層2c)の十点平均表面粗さ
Rzは2.6μmであった。
Then, after coating the surface layer paint on the surface of the elastic layer 2b by dipping, the coating is dried at 150 ° C. for 1 hour in a hot air circulating drier to cover the surface layer 2c having a thickness of 15 μm. Thus, a charging roller 2 was obtained. The surface (surface layer 2c) of the obtained charging roller 2 had a ten-point average surface roughness Rz of 2.6 μm.

【0116】上記のようにして作製された本実施例の帯
電ローラ2の抵抗測定を、図4に示した装置で行った。
この場合においても、感光ドラム1と同一形状の導電性
の円筒電極21に代えた以外は、円筒電極21の表面移
動速度、帯電ローラ2の円筒電極21への押圧力等は全
て図1の画像形成装置と同一として、電源S3より直流
電圧(−50Vと−1000V)を印加し、そのときに
流れる電流値より帯電ローラ2の抵抗値を求めた。
The resistance of the charging roller 2 of the present example manufactured as described above was measured by the apparatus shown in FIG.
Also in this case, the surface moving speed of the cylindrical electrode 21, the pressing force of the charging roller 2 against the cylindrical electrode 21, and the like are all the same as those in FIG. A DC voltage (-50 V and -1000 V) was applied from a power source S3, and the resistance value of the charging roller 2 was obtained from the current value flowing at that time.

【0117】その結果、本実施例の帯電ローラ2の抵抗
値は、 R1(−50V印加時)=1.66×10Ω R2(−1000V印加時)=7.60×10Ω であった。
As a result, the resistance value of the charging roller 2 of this embodiment is R1 (when -50 V is applied) = 1.66 × 10 6 Ω R2 (when -1000 V is applied) = 7.60 × 10 5 Ω Was.

【0118】よって、帯電ローラ2の抵抗値の変化率
(R1/R2)Aは、A=2.6となり、上記した式
(1)、式(2)の条件を満たしている。
Therefore, the rate of change (R1 / R2) A of the resistance value of the charging roller 2 is A = 2.6, which satisfies the conditions of the above equations (1) and (2).

【0119】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、環境1(温度23℃、湿度55
%)、環境2(温度32.5℃、湿度80%)、環境3
(温度15℃、湿度10%)の各環境下において、上記
した画像形成動作によって画像を出力し、帯電ローラ2
の局部帯電ムラに起因した横白スジや白ポチの発生
(a)、帯電能力に起因したゴースト画像の発生(b)
について、画像評価を行った。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
%), Environment 2 (temperature 32.5 ° C, humidity 80%), environment 3
In each environment (temperature 15 ° C., humidity 10%), an image is output by the above-described image forming operation, and the charging roller 2
(A) Occurrence of horizontal white stripes and white spots due to local charging unevenness, and (b) Occurrence of ghost image due to charging ability
Was evaluated for images.

【0120】この評価結果を図5に示す。ただし、感光
ドラム1の表面電位Vが−600V程度となるように
印加帯電電圧を各環境で変えて画像を出力した。
FIG. 5 shows the evaluation results. However, the surface potential V D of the photosensitive drum 1 has output an image by changing the applied charge voltage so that approximately -600V in each environment.

【0121】また、この帯電ローラ2を図1に示した画
像形成装置に取付けて、通電劣化の発生しやすい環境3
(温度15℃、湿度10%)下において、連続複数枚画
像出して耐久試験(20000枚)を行った。通電劣化
が生じると帯電ローラ2の電気抵抗は上昇する。連続複
数枚画像出し耐久試験の前後で帯電ローラ2の電気抵抗
値を比較評価した。ただし、耐久試験後の帯電ローラ2
は乾拭きして表面よりトナー等の汚れを除去した。この
比較評価結果を図6に示す。
The charging roller 2 is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
Under the conditions (temperature: 15 ° C., humidity: 10%), a continuous test was carried out by outputting a plurality of continuous images. When the energization deterioration occurs, the electric resistance of the charging roller 2 increases. The electrical resistance value of the charging roller 2 was compared and evaluated before and after the continuous multiple-image image output durability test. However, the charging roller 2 after the durability test
Was wiped dry to remove dirt such as toner from the surface. FIG. 6 shows the results of this comparative evaluation.

【0122】このように構成された本実施例の帯電ロー
ラ2を用いることにより、上記したこれらの評価から明
らかなように、帯電ローラ2に直流電圧のみの帯電バイ
アスを印加したときに生じる局部帯電ムラの発生を防止
することができ、高品質の画像を得ることができた。
By using the charging roller 2 of the present embodiment configured as described above, as is apparent from the above evaluations, the local charging caused when a charging bias of only a DC voltage is applied to the charging roller 2 is obtained. The occurrence of unevenness was prevented, and a high-quality image was obtained.

【0123】また、低電圧(例えば−50V)を印加し
たときの帯電ローラ2の抵抗値を8×10Ω以下とす
ることで、帯電能力を十分なものとすることができ、ゴ
ースト画像の発生を防止することができた。
Further, by setting the resistance value of the charging roller 2 when a low voltage (for example, -50 V) is applied to 8 × 10 7 Ω or less, the charging ability can be made sufficient, and the ghost image can be displayed. The occurrence could be prevented.

【0124】また、通電劣化の発生しやすい低湿環境下
で連続画像形成した場合でも、帯電ローラ2の電気抵抗
の上昇を防止して、長期にわたって良好な帯電性を維持
することができた。
Further, even when a continuous image was formed in a low humidity environment in which the deterioration of the power supply was apt to occur, it was possible to prevent an increase in the electrical resistance of the charging roller 2 and maintain good charging performance for a long period of time.

【0125】(比較例)上記した各実施例1、2、3、
4に対する比較例の帯電ローラを、下記の要領で作製し
た。
(Comparative Example) Each of the above Examples 1, 2, 3,
The charging roller of Comparative Example 4 was prepared in the following manner.

【0126】 EPDM 100重量部 導電性カーボンブラック 37重量部 酸化亜鉛 5重量部 脂肪酸 2重量部 以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて10
分間混練した後、EPDM100重量部に対してパラフ
ィンオイル15重量部を加え、20℃に冷却した密閉型
ミキサーでさらに20分間混練し、原料コンパウンドを
調整する。このコンパウンドに原料ゴムのEPDM10
0重量部に対し加硫剤としての硫黄0.5重量部、加硫
促進剤としてのMBT1重量部、TMTD1重量部、Z
nMDC1.5重量部を加え、20℃に冷却した2本ロ
ール機にて10分間混練する。
EPDM 100 parts by weight Conductive carbon black 37 parts by weight Zinc oxide 5 parts by weight Fatty acid 2 parts by weight The above materials were mixed in a closed mixer adjusted to 60 ° C.
After kneading for 15 minutes, 15 parts by weight of paraffin oil is added to 100 parts by weight of EPDM, and the mixture is further kneaded with a closed mixer cooled to 20 ° C. for 20 minutes to prepare a raw material compound. In this compound, the raw rubber EPDM10
0.5 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by weight of MBT as a vulcanization accelerator, 1 part by weight of TMTD, Z
1.5 parts by weight of nMDC is added, and the mixture is kneaded with a two-roll mill cooled to 20 ° C. for 10 minutes.

【0127】得られたコンパウンドを、直径6mmのス
テンレス製からなる芯金の周囲に外径12mmのローラ
状になるようにプレス成型機にて加熱加硫成型すること
により弾性層を得た。
An elastic layer was obtained by subjecting the obtained compound to heat vulcanization molding using a press molding machine so as to form a roller having an outer diameter of 12 mm around a stainless steel core having a diameter of 6 mm.

【0128】そして、上記弾性層の表面に、以下に示す
ような抵抗層を被覆形成した。
Then, on the surface of the elastic layer, a resistance layer as shown below was formed by coating.

【0129】抵抗層2cの材料として、 ポリウレタン樹脂 100重量部 導電性カーボンブラック 20重量部 をメチルエチルケトン(MEK)溶媒にて分散溶解し
て、抵抗層用塗料を作製する。この塗料を前記弾性層の
表面にディッピング法にて塗布して膜厚100μmの抵
抗層を被覆形成した。
As a material for the resistance layer 2c, 100 parts by weight of a polyurethane resin and 20 parts by weight of a conductive carbon black are dispersed and dissolved in a methyl ethyl ketone (MEK) solvent to prepare a coating for the resistance layer. The coating was applied to the surface of the elastic layer by dipping to form a 100 μm-thick resistive layer.

【0130】そして、この抵抗層の表面に、以下に示す
表面層を被覆形成した。
The surface of the resistance layer was coated with the following surface layer.

【0131】表面層の材料として、 ポリアミド樹脂 100重量部 導電性カーボンブラック 10重量部 をメタノール/トルエン混合溶媒にて分散溶解して表面
層用塗料を作製する。この塗料を用いて、ディッピング
法にて塗布して膜厚6μmの表面層を被覆形成し、帯電
ローラを得た。得られた帯電ローラの表面(表面層)の
十点平均表面粗さRzは10.9μmであった。
As a material for the surface layer, 100 parts by weight of a polyamide resin and 10 parts by weight of conductive carbon black are dispersed and dissolved in a mixed solvent of methanol / toluene to prepare a coating for the surface layer. Using this paint, a surface layer having a thickness of 6 μm was formed by coating by a dipping method to obtain a charging roller. The ten-point average surface roughness Rz of the surface (surface layer) of the obtained charging roller was 10.9 μm.

【0132】上記のようにして作製された比較例の帯電
ローラの抵抗測定を、図4に示した装置で行った。この
場合においても、感光ドラム1と同一形状の導電性の円
筒電極21に代えた以外は、円筒電極21の表面移動速
度、帯電ローラ2の円筒電極21への押圧力等は全て図
1の画像形成装置と同一として、電源S3より直流電圧
(−50Vと−1000V)を印加し、そのときに流れ
る電流値より帯電ローラの抵抗値を求めた。
The resistance of the charging roller of the comparative example manufactured as described above was measured using the apparatus shown in FIG. Also in this case, the surface moving speed of the cylindrical electrode 21, the pressing force of the charging roller 2 against the cylindrical electrode 21, and the like are all the same as those in FIG. As in the case of the forming apparatus, a DC voltage (-50 V and -1000 V) was applied from the power supply S3, and the resistance value of the charging roller was determined from the current flowing at that time.

【0133】その結果、比較例の帯電ローラの抵抗値
は、 R1(−50V印加時)=4.09×10Ω R2(−1000V印加時)=1.56×10Ω であった。
As a result, the resistance value of the charging roller of the comparative example was R1 (when −50 V was applied) = 4.09 × 10 8 Ω R2 (when −1000 V was applied) = 1.56 × 10 5 Ω.

【0134】よって、比較例の帯電ローラの抵抗値の変
化率(R1/R2)Aは、A=2622となり、上記し
た式(1)、式(2)の条件を満たしていない。
Therefore, the rate of change (R1 / R2) A of the resistance value of the charging roller of the comparative example is A = 2622, which does not satisfy the conditions of the above equations (1) and (2).

【0135】また、この帯電ローラを図1に示した画像
形成装置に取付けて、環境1(温度23℃、湿度55
%)、環境2(温度32.5℃、湿度80%)、環境3
(温度15℃、湿度10%)の各環境下において、上記
した画像形成動作によって画像を出力し、帯電ローラの
局部帯電ムラに起因した横白スジや白ポチの発生
(a)、帯電能力に起因したゴースト画像の発生(b)
について、画像評価を行った。
The charging roller was attached to the image forming apparatus shown in FIG.
%), Environment 2 (temperature 32.5 ° C, humidity 80%), environment 3
In each environment (temperature 15 ° C., humidity 10%), an image is output by the above-described image forming operation, and the occurrence of horizontal white stripes or white spots due to local charging unevenness of the charging roller (a), and the charging ability Occurrence of ghost image due to (b)
Was evaluated for images.

【0136】この評価結果を図5に示す。ただし、感光
ドラム1の表面電位Vが−600V程度となるように
印加帯電電圧を各環境で変えて画像を出力した。
FIG. 5 shows the evaluation results. However, the surface potential V D of the photosensitive drum 1 has output an image by changing the applied charge voltage so that approximately -600V in each environment.

【0137】また、この帯電ローラを図1に示した画像
形成装置に取付けて、通電劣化の発生しやすい環境3
(温度15℃、湿度10%)下において、連続複数枚画
像出して耐久試験(20000枚)を行った。通電劣化
が生じると帯電ローラ2の電気抵抗は上昇する。連続複
数枚画像出し耐久試験の前後で帯電ローラ2の電気抵抗
値を比較評価した。ただし、耐久試験後の帯電ローラ2
は乾拭きして表面よりトナー等の汚れを除去した。この
比較評価結果を図6に示す。
Further, this charging roller is attached to the image forming apparatus shown in FIG.
Under the conditions (temperature: 15 ° C., humidity: 10%), a continuous test was carried out by outputting a plurality of images. When the energization deterioration occurs, the electric resistance of the charging roller 2 increases. The electrical resistance value of the charging roller 2 was compared and evaluated before and after the continuous multiple-image image output durability test. However, the charging roller 2 after the durability test
Was wiped dry to remove dirt such as toner from the surface. FIG. 6 shows the results of this comparative evaluation.

【0138】このように構成された比較例の帯電ローラ
2を用いた場合には、上記したこれらの評価から明らか
なように、局部帯電ムラの発生によって出力画像に横白
スジや白ポチが発生した。
When the charging roller 2 of the comparative example having such a configuration is used, as is apparent from the above-described evaluations, horizontal white stripes and white spots are generated on the output image due to the occurrence of local charging unevenness. did.

【0139】また、比較例の帯電ローラは、低湿環境で
ある環境3(温度15℃、湿度10%)の場合において
は、帯電能力の低下によってゴースト画像が発生した。
Further, in the charging roller of the comparative example, in environment 3 (temperature 15 ° C., humidity 10%), which is a low humidity environment, a ghost image was generated due to a decrease in charging ability.

【0140】また、低電圧(例えば−50V)を印加し
たときの帯電ローラの抵抗値は8×10Ω以上となっ
て、帯電能力が低いものとなり、ゴースト画像が発生し
た。
Further, the resistance value of the charging roller when a low voltage (for example, -50 V) was applied was 8 × 10 7 Ω or more, the charging ability was low, and a ghost image was generated.

【0141】また、通電劣化の発生しやすい低湿環境下
で連続画像形成した場合には、帯電ローラの電気抵抗が
上昇して、良好な帯電性を維持することができなかっ
た。
Further, when continuous images were formed in a low humidity environment where deterioration of current flow was apt to occur, the electrical resistance of the charging roller was increased, and good charging properties could not be maintained.

【0142】このように、上記した各実施例の帯電ロー
ラ2で感光ドラム1の帯電を行なうことにより、局部帯
電ムラの発生を防止すると共に、十分な帯電能力により
ゴースト画像の発生を防止し、かつ長期にわたって安定
した帯電特性を維持することができる。
As described above, by charging the photosensitive drum 1 with the charging roller 2 of each of the above-described embodiments, the occurrence of local charging unevenness is prevented, and the occurrence of a ghost image is prevented by a sufficient charging ability. In addition, stable charging characteristics can be maintained for a long time.

【0143】[0143]

【発明の効果】以上説明したように本発明の帯電部材に
よれば、被帯電体面が所望の帯電電位以上に過剰に帯電
されるのを抑制し、局部帯電ムラの発生しない均一帯電
を実現することができ、また、十分な帯電能力で被帯電
体の帯電を良好に行うことができる。更に、本発明の帯
電部材によれば、長時間直流電圧のみを印加して被帯電
体の帯電を行った場合でも、帯電部材の抵抗上昇を防止
して、長期にわたって安定した帯電特性を維持すること
ができる。
As described above, according to the charging member of the present invention, the surface of the member to be charged is prevented from being excessively charged to a desired charging potential or more, and uniform charging without local charging unevenness is realized. In addition, the member to be charged can be favorably charged with a sufficient charging ability. Furthermore, according to the charging member of the present invention, even when the object to be charged is charged by applying only a DC voltage for a long time, the resistance of the charging member is prevented from increasing, and stable charging characteristics are maintained over a long period of time. be able to.

【0144】また、本発明の画像形成装置によれば、像
担持体表面が所望の帯電電位以上に過剰に帯電されるの
を抑制し、局部帯電ムラの発生しない均一帯電を実現す
ることができ、また、十分な帯電能力で被帯電体の帯電
を良好に行うことができるので、高品質な画像を得るこ
とができ、かつゴースト画像の発生を防止することがで
きる。更に、本発明の画像形成装置によれば、長時間直
流電圧のみを印加して像担持体の帯電を行った場合で
も、帯電部材の抵抗上昇を防止して、長期にわたって安
定した帯電特性を維持することができるので、長期にわ
たって高品質な画像を得ることができる。
Further, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to suppress the surface of the image carrier from being excessively charged to a desired charging potential or more, and to realize uniform charging without causing local charging unevenness. In addition, since the object to be charged can be favorably charged with a sufficient charging ability, a high-quality image can be obtained, and generation of a ghost image can be prevented. Furthermore, according to the image forming apparatus of the present invention, even when the image carrier is charged by applying only a DC voltage for a long time, the resistance of the charging member is prevented from increasing, and stable charging characteristics are maintained for a long period of time. Therefore, a high-quality image can be obtained over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る帯電部材を備えた画
像形成装置を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus provided with a charging member according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態における帯電ローラを示す
概略断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a charging roller according to the embodiment of the present invention.

【図3】(a)、(b)は、本発明の実施の形態におけ
る帯電ローラの変形例を示す概略断面図。
FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views showing a modification of the charging roller according to the embodiment of the present invention.

【図4】帯電ローラの抵抗値測定器を示す概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a resistance roller measuring device.

【図5】本発明の実施例と比較例の評価結果を示す図。FIG. 5 is a diagram showing evaluation results of an example of the present invention and a comparative example.

【図6】本発明の実施例と比較例の評価結果を示す図。FIG. 6 is a diagram showing evaluation results of an example of the present invention and a comparative example.

【図7】感光ドラムの表面電位の測定チャートの概略
図。
FIG. 7 is a schematic diagram of a measurement chart of a surface potential of a photosensitive drum.

【図8】感光ドラムの表面電位の測定概略図。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating measurement of a surface potential of a photosensitive drum.

【符号の説明】 1 感光ドラム(被帯電体、像担持体) 2 帯電ローラ(帯電部材) 2a 芯金(支持体) 2b 弾性層 2c 表面層(被覆層) 2d、2e 抵抗層 3 露光装置 4 現像装置 4a 現像スリーブ 5 転写ローラ 6 クリーニング装置 S1 帯電バイアス電源[Description of Signs] 1 Photosensitive drum (charged member, image carrier) 2 Charging roller (charging member) 2a Core bar (support) 2b Elastic layer 2c Surface layer (coating layer) 2d, 2e Resistance layer 3 Exposure device 4 Developing device 4a Developing sleeve 5 Transfer roller 6 Cleaning device S1 Charging bias power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 弘行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 都留 誠司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 谷口 智士 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H003 AA12 BB11 CC05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Osada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Seiji Tsuru 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Satoshi Taniguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F-term (reference) 2H003 AA12 BB11 CC05

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被帯電体に接触し、直流電圧の印加によ
り前記被帯電体を帯電する帯電部材において、 導電性の支持体上に、イオン伝導機構を有する中抵抗な
弾性材料を主体に構成された導電性の弾性層と、前記被
帯電体に接触し前記弾性層上に表面処理した導電剤を含
有した被覆層とが少なくとも積層されており、 前記弾性層と前記被覆層との間の抵抗値を、前記支持体
に直流電圧−50〜−1000Vを印加して測定した場
合に、 測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記弾性層
と前記被覆層との間の抵抗値をR1、直流電圧V2=−
1000Vのときの前記弾性層と前記被覆層との間の抵
抗値をR2とすると、R1≧R2であるとき、前記弾性
層と前記被覆層との間の抵抗値の変化率AをR1/R2
としたときに、 A<100 を満足し、 かつ、測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記
弾性層と前記被覆層との間の抵抗値R1を、 R1≦8×10Ω を満足するように、前記弾性層と前記被覆層を抵抗調整
した、 ことを特徴とする帯電部材。
1. A charging member that contacts an object to be charged and charges the object to be charged by applying a DC voltage, wherein the charging member mainly comprises a medium-resistance elastic material having an ion conduction mechanism on a conductive support. At least a conductive elastic layer, and a coating layer containing a conductive agent that has been surface-treated on the elastic layer in contact with the member to be charged, are laminated at least, and between the elastic layer and the coating layer When a resistance value is measured by applying a DC voltage of −50 to −1000 V to the support, a measurement voltage; a resistance value between the elastic layer and the coating layer when the DC voltage V1 is −50 V; R1, DC voltage V2 =-
When the resistance between the elastic layer and the coating layer at 1000 V is R2, when R1 ≧ R2, the rate of change A in the resistance between the elastic layer and the coating layer is R1 / R2.
When A <100 is satisfied, and the measurement voltage; the resistance value R1 between the elastic layer and the coating layer when the DC voltage V1 = −50 V, R1 ≦ 8 × 10 7 Ω The charging member, wherein the resistance of the elastic layer and the coating layer is adjusted to satisfy the requirements.
【請求項2】 前記被覆層に含有する導電剤が金属酸化
物である、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電部材。
2. The charging member according to claim 1, wherein the conductive agent contained in the coating layer is a metal oxide.
【請求項3】 前記導電剤がカップリング処理されてい
る、 ことを特徴とする請求項2記載の帯電部材。
3. The charging member according to claim 2, wherein the conductive agent has been subjected to a coupling treatment.
【請求項4】 前記導電剤がカップリング剤にて疎水化
処理されている、 ことを特徴とする請求項2又は3記載の帯電部材。
4. The charging member according to claim 2, wherein the conductive agent has been subjected to a hydrophobic treatment with a coupling agent.
【請求項5】 前記被覆層は針状導電剤を含有してい
る、 ことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の帯電部
材。
5. The charging member according to claim 1, wherein the coating layer contains an acicular conductive agent.
【請求項6】 前記被覆層の十点平均表面粗さRzが1
0μm以下である、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の帯
電部材。
6. The ten-point average surface roughness Rz of the coating layer is 1
The charging member according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the thickness is 0 μm or less.
【請求項7】 前記弾性層を構成するイオン伝導機構を
有する中抵抗な弾性材料が、エピクロルヒドリンゴム、
ニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴムのいずれかより
選ばれた材料である、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電部材。
7. The medium-resistance elastic material having an ion conduction mechanism constituting the elastic layer is made of epichlorohydrin rubber.
The charging member according to claim 1, wherein the charging member is a material selected from nitrile butadiene rubber and urethane rubber.
【請求項8】 前記弾性層と前記被覆層はローラ状に形
成されている、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7
記載の帯電部材。
8. The method according to claim 1, wherein the elastic layer and the covering layer are formed in a roller shape.
The charging member as described in the above.
【請求項9】 前記弾性層と前記被覆層の間に、導電性
又は半導電性の抵抗層を有している、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又
は8記載の帯電部材。
9. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a conductive or semiconductive resistance layer between the elastic layer and the coating layer. 9. The charging member according to 7 or 8.
【請求項10】 像担持体と、前記像担持体に接触し直
流電圧の印加により前記像担持体を帯電する帯電部材
と、を少なくとも備えた画像形成装置において、 前記帯電部材は、導電性の支持体上に、イオン伝導機構
を有する中抵抗な弾性材料を主体に構成された導電性の
弾性層と、前記像担持体に接触し前記弾性層上に表面処
理した導電剤を含有した被覆層とが少なくとも積層され
ており、 前記弾性層と前記被覆層との間の抵抗値を、前記支持体
に直流電圧−50〜−1000Vを印加して測定した場
合に、 測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記弾性層
と前記被覆層との間の抵抗値をR1、直流電圧V2=−
1000Vのときの前記弾性層と前記被覆層との間の抵
抗値をR2とすると、R1≧R2であるとき、前記弾性
層と前記被覆層との間の抵抗値の変化率AをR1/R2
としたときに、 A<100 を満足し、 かつ、測定電圧;直流電圧V1=−50Vのときの前記
弾性層と前記被覆層との間の抵抗値R1を、 R1≦8×10Ω を満足するように、前記弾性層と前記被覆層を抵抗調整
した、 ことを特徴とする画像形成装置。
10. An image forming apparatus comprising: an image carrier; and a charging member that contacts the image carrier and charges the image carrier by applying a DC voltage. A conductive elastic layer mainly composed of a medium-resistance elastic material having an ion conduction mechanism on a support, and a coating layer containing a conductive agent which is in contact with the image carrier and surface-treated on the elastic layer. When at least a resistance value between the elastic layer and the coating layer is measured by applying a DC voltage of −50 to −1000 V to the support, a measurement voltage; DC voltage V1 = R1 is a resistance value between the elastic layer and the coating layer at −50 V, and DC voltage V2 = −
When the resistance between the elastic layer and the coating layer at 1000 V is R2, when R1 ≧ R2, the rate of change A in the resistance between the elastic layer and the coating layer is R1 / R2.
When A <100 is satisfied, and when the measured voltage; DC voltage V1 = −50 V, the resistance value R1 between the elastic layer and the coating layer is R1 ≦ 8 × 10 7 Ω. An image forming apparatus, wherein the resistance of the elastic layer and the coating layer is adjusted to satisfy the requirements.
【請求項11】 前記被覆層に含有する導電剤が金属酸
化物である、 ことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the conductive agent contained in the coating layer is a metal oxide.
【請求項12】 前記導電剤がカップリング処理されて
いる、 ことを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the conductive agent has been subjected to a coupling process.
【請求項13】 前記導電剤がカップリング剤にて疎水
化処理されている、 ことを特徴とする請求項11又は12記載の画像形成装
置。
13. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the conductive agent has been subjected to a hydrophobic treatment with a coupling agent.
【請求項14】 前記被覆層は針状導電剤を含有してい
る、 ことを特徴とする請求項10、11、12又は13記載
の画像形成装置。
14. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the coating layer contains a needle-shaped conductive agent.
【請求項15】 前記被覆層の十点平均表面粗さRzが
10μm以下である、 ことを特徴とする請求項10、11、12、13又は1
4記載の画像形成装置。
15. The ten-point average surface roughness Rz of the coating layer is 10 μm or less.
5. The image forming apparatus according to 4.
【請求項16】 前記弾性層を構成するイオン伝導機構
を有する中抵抗な弾性材料が、エピクロルヒドリンゴ
ム、ニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴムのいずれか
より選ばれた材料である、 ことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
16. The medium resistance elastic material having an ion conduction mechanism constituting the elastic layer is a material selected from any of epichlorohydrin rubber, nitrile butadiene rubber, and urethane rubber. An image forming apparatus according to claim 10.
【請求項17】 前記弾性層と前記被覆層はローラ状に
形成されている、 ことを特徴とする請求項10、11、12、13、1
4、15又は16記載の画像形成装置。
17. The apparatus according to claim 10, wherein said elastic layer and said coating layer are formed in a roller shape.
17. The image forming apparatus according to 4, 15, or 16.
【請求項18】 前記弾性層と前記被覆層の間に、導電
性又は半導電性の抵抗層を有している、 ことを特徴とする請求項10、11、12、13、1
4、15、16又は17記載の画像形成装置。
18. The semiconductor device according to claim 10, further comprising a conductive or semiconductive resistance layer between said elastic layer and said coating layer.
18. The image forming apparatus according to 4, 15, 16, or 17.
【請求項19】 前記像担持体と前記帯電部材とが少な
くとも一体的にカートリッジ化され、画像形成装置に着
脱自在に装着されるプロセスカートリッジとして構成さ
れている、 ことを特徴とする請求項10、11、12、13、1
4、15、16、17又は18記載の画像形成装置。
19. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the image carrier and the charging member are at least integrally formed as a cartridge, and are configured as a process cartridge detachably mounted to the image forming apparatus. 11, 12, 13, 1
19. The image forming apparatus according to 4, 15, 16, 17 or 18.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019126969A (en) * 2018-01-24 2019-08-01 キヤノン株式会社 Image forming apparatus

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