JP2002268326A - Imaging device and process cartridge - Google Patents

Imaging device and process cartridge

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JP2002268326A
JP2002268326A JP2001063997A JP2001063997A JP2002268326A JP 2002268326 A JP2002268326 A JP 2002268326A JP 2001063997 A JP2001063997 A JP 2001063997A JP 2001063997 A JP2001063997 A JP 2001063997A JP 2002268326 A JP2002268326 A JP 2002268326A
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image carrier
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信郎 古宮
Tatsuichi Tsukida
辰一 月田
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To move an electrifying roller to a desired position, by optimizing biasing force acting on the charging roller in an imaging device provided with a crossed axes angle between the rotary axial line of a photoreceptor drum and that of the charging roller. SOLUTION: If the crossed axes angle of the rotary axial line of the photoreceptor drum 1 with that of the charging roller 2 is defined as θ( deg.), the pressing force of the roller 2 to the drum 1 by pressure springs 23a and 23b is S(N), the hardness of the roller 2 is R( deg.) and the surface slip factor of the roller 2 is H, index F of the biasing force of the roller 2 expressed by F= tanθ×S×R×H lies in the range of 0.8<F<9.4, whereby the appropriate biasing force acts on the roller 2, and the roller 2 is moved to the desired position and abuts on the drum 1. Therefore, an image is formed properly, while holding stable electrifying width over a long term.

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、電子写真方式や静
電記録方式などを利用し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、及び感光体と少
なくとも帯電手段とを備え画像形成装置に対して着脱自
在に装着されるプロセスカートリッジに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile or the like for forming an image using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and a photoconductor and at least a charging means. The present invention relates to a process cartridge detachably mounted on an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、従来の電子写真方式を利用し
た複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の
一例を示す概略構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a conventional image forming apparatus using an electrophotographic system, such as a copying machine, a printer, a facsimile or the like.

【0003】この画像形成装置は、感光ドラム100を
矢印方向(時計方向)に回転駆動し、その表面を帯電バ
イアスが印加された帯電ローラ101で均一に帯電した
後、露光装置(不図示)によって入力画像信号に応じた
画像露光Lを行い、静電潜像を形成する。この静電潜像
は、トナーを表面に薄層担持した現像装置102の現像
スリーブ102aによりトナー像として現像される。感
光ドラム100上に形成されたトナー像は、感光ドラム
100と転写ローラ103間の転写ニップ部Nに搬送さ
れる用紙などの転写材Pに、転写バイアスが印加された
転写ローラ103によって転写される。
In this image forming apparatus, a photosensitive drum 100 is driven to rotate in the direction of an arrow (clockwise), and its surface is uniformly charged by a charging roller 101 to which a charging bias has been applied. Image exposure L is performed according to the input image signal to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing sleeve 102a of a developing device 102 having a thin layer of toner carried on the surface. The toner image formed on the photosensitive drum 100 is transferred to a transfer material P such as paper conveyed to a transfer nip N between the photosensitive drum 100 and the transfer roller 103 by the transfer roller 103 to which a transfer bias is applied. .

【0004】即ち、転写ニップ部Nにて感光ドラム10
0に接する転写ローラ103には、トナーと逆極性の転
写バイアスが印加され、転写材Pのトナー像が形成され
ていない背面側からトナーと逆極性の電荷が付与される
ことにより、感光ドラム100上のトナー像が転写材P
表面に転写される。
That is, at the transfer nip N, the photosensitive drum 10
A transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer roller 103 in contact with the transfer roller P, and a charge having a polarity opposite to that of the toner is applied from the back side of the transfer material P where the toner image is not formed. The upper toner image is the transfer material P
Transferred to the surface.

【0005】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、この定着装置でトナー像を転写
材P表面に熱定着した後、外部に排出される。また、上
記転写後に感光ドラム100上に残留している転写残ト
ナーは、クリーニングブレード104で除去されて回収
される。
The transfer material P onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device (not shown), where the toner image is thermally fixed on the surface of the transfer material P by this fixing device, and then discharged outside. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 100 after the transfer is removed by the cleaning blade 104 and collected.

【0006】上記したように感光ドラム100の帯電手
段として、接触帯電方式としての帯電ローラ101が帯
電の安定性という観点から近年広く用いられている。即
ち、帯電ローラ101を用いた接触帯電方式(ローラ帯
電方式)は、ワイヤに高電圧をかけてコロナ放電を発生
させそのコロナに感光ドラムをさらす、いわゆるコロナ
帯電方式に比べ感光ドラム表面が所望の電位を得るのに
必要な印加電圧の低電圧化が図れ、また、帯電過程で発
生するオゾン量が少ないといった長所を有しているため
である。
As described above, the charging roller 101 of the contact charging type has been widely used in recent years as a charging means for the photosensitive drum 100 from the viewpoint of charging stability. That is, the contact charging method (the roller charging method) using the charging roller 101 generates a corona discharge by applying a high voltage to the wire and exposes the photosensitive drum to the corona. This is because the applied voltage required to obtain the potential can be reduced, and the amount of ozone generated during the charging process is small.

【0007】ところで、上記した帯電ローラ101は、
感光ドラム100に所定の加圧力をもって当接し、感光
ドラム100の駆動回転によって従動回転する。
By the way, the charging roller 101 described above is
The photosensitive drum 100 is brought into contact with the photosensitive drum 100 with a predetermined pressure, and is driven to rotate by the driving rotation of the photosensitive drum 100.

【0008】このため、図13に示すように、帯電ロー
ラ101の回転軸線pと感光ドラム100の回転軸線q
との間に交差角を設けていない構成、即ち、帯電ローラ
101の回転軸線pと感光ドラム100の回転軸線qの
方向が一致している構成では、帯電ローラ101はその
回転軸線p方向に対して力が作用していない。
Therefore, as shown in FIG. 13, the rotation axis p of the charging roller 101 and the rotation axis q of the photosensitive drum 100
In other words, in the configuration in which the crossing angle is not provided between the charging roller 101 and the rotation axis p of the charging roller 101 and the direction of the rotation axis q of the photosensitive drum 100 coincide with each other, the charging roller 101 moves in the direction of the rotation axis p. No force is acting.

【0009】よって、帯電ローラ101の芯金105が
軸受け106a、106bに回転自在に支持する組立て
時などにおいて、帯電ローラ101が例えば軸受け10
6a側に寄って支持されると、その状態で帯電ローラ1
01が感光ドラム100に当接することになるので、感
光ドラム100の長手方向における軸受け106bで帯
電不良領域が生じるおそれがあり、帯電ローラ101の
長手寸法を組立て誤差等を考慮して十分に取る必要があ
る。
Therefore, when the core metal 105 of the charging roller 101 is rotatably supported by the bearings 106a and 106b, the charging roller 101 is mounted on the bearing 10a, for example.
6a, the charging roller 1 is supported in this state.
01 contacts the photosensitive drum 100, there is a possibility that a charging failure area may occur in the bearing 106b in the longitudinal direction of the photosensitive drum 100, and it is necessary to take the longitudinal dimension of the charging roller 101 sufficiently in consideration of assembly errors and the like. There is.

【0010】感光ドラム100の回転駆動によって従動
回転する帯電ローラ101の長手位置におけるガタなど
の公差の影響を考慮して、十分に帯電ローラ101の長
手寸法を取る必要がある。
It is necessary to take the longitudinal dimension of the charging roller 101 sufficiently in consideration of the influence of tolerance such as play at the longitudinal position of the charging roller 101 which is driven and rotated by the rotation of the photosensitive drum 100.

【0011】このため、図14に示すように、上記の画
像形成装置において感光ドラム100の回転軸線qと帯
電ローラ101の回転軸線pとが所定の公差角θをもつ
ようにして、帯電ローラ101を感光ドラム100に当
接させるタイプがある。なお、帯電ローラ101の芯金
105はその両端側が軸受け106a、106bによっ
て回転自在に支持されている。
For this reason, as shown in FIG. 14, in the above-described image forming apparatus, the rotation axis q of the photosensitive drum 100 and the rotation axis p of the charging roller 101 have a predetermined tolerance angle θ so that the charging roller 101 Is brought into contact with the photosensitive drum 100. Note that both ends of the core metal 105 of the charging roller 101 are rotatably supported by bearings 106a and 106b.

【0012】このように、帯電ローラ101の回転軸線
pと感光ドラム100の回転軸線qとの間に交差角θを
設けると、従動回転する帯電ローラ101はその回転軸
線pに沿って一定方向に寄る。例えば、図14におい
て、感光ドラム1を矢印方向に駆動回転させると、その
逆方向に従動回転する帯電ローラ101には矢印A方向
(回転軸線p方向)への寄り力が働き、数秒程度で一方
の軸受け106a側に寄る。
As described above, when the intersection angle θ is provided between the rotation axis p of the charging roller 101 and the rotation axis q of the photosensitive drum 100, the charging roller 101 that rotates following the rotation axis p moves in a fixed direction along the rotation axis p. Approach. For example, in FIG. 14, when the photosensitive drum 1 is driven to rotate in the direction of the arrow, a biasing force in the direction of the arrow A (the direction of the rotation axis p) acts on the charging roller 101 that is driven and rotated in the opposite direction. To the bearing 106a side.

【0013】これは、図14に示すように、交差角θで
接している感光ドラム100を駆動回転して帯電ローラ
101を従動回転させるため、帯電ローラ101は回転
推進力Fdrを受ける。この際、帯電ローラ101はそ
の回転軸線pを中心に回転するために、帯電ローラ10
1には回転力Fcrが作用しているので、帯電ローラ1
01は矢印A方向にも力を受けることになる。従って、
帯電ローラ101はその回転軸線p方向に沿って矢印A
方向への寄り力が働くことになる。
As shown in FIG. 14, since the photosensitive drum 100 which is in contact at the intersection angle θ is driven to rotate and the charging roller 101 is driven to rotate, the charging roller 101 receives a rotational driving force Fdr. At this time, since the charging roller 101 rotates around its rotation axis p, the charging roller 10
1, a rotating force Fcr acts on the charging roller 1
01 also receives a force in the direction of arrow A. Therefore,
The charging roller 101 has an arrow A along its rotation axis p direction.
A leaning force in the direction will work.

【0014】この矢印A方向への寄り力によって、帯電
ローラ101が所定の位置に移動して感光ドラム100
に当接することが可能となる。従って、帯電ローラ10
1の長手寸法を組立て誤差等の影響を最小限に抑えて設
定することができるので、上記の交差角を設けていない
場合に比べて、帯電ローラ101の長手寸法を短くする
ことができ、かつ安定した帯電領域を保持することがで
きる。
The biasing force in the direction of the arrow A causes the charging roller 101 to move to a predetermined position and
Can be brought into contact with the vehicle. Therefore, the charging roller 10
1 can be set while minimizing the effects of assembly errors and the like, so that the longitudinal dimension of the charging roller 101 can be shortened as compared with the case where the above-mentioned intersection angle is not provided, and A stable charged area can be maintained.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに感光ドラム100の回転軸線qと帯電ローラ101
の回転軸線pとの間に交差角θを設けた構成では、この
交差角θが小さすぎれば帯電ローラ101に作用する寄
り力(矢印A方向の移動力)が不十分で、矢印A方向に
帯電ローラ101が所望の位置に移動せず、逆に前記交
差角θが大きすぎれば帯電ローラ101に作用する寄り
力(矢印A方向の移動力)が大きすぎて、帯電ローラ1
01の芯金105が軸受け106aに大きな力で当接し
て軸受け106aが破損したり、帯電ローラ101表面
が必要以上に感光ドラム100と摺擦して破損するおそ
れがあった。
As described above, the rotation axis q of the photosensitive drum 100 and the charging roller 101
In the configuration in which the intersection angle θ is provided with the rotation axis p, if the intersection angle θ is too small, the biasing force (moving force in the direction of arrow A) acting on the charging roller 101 is insufficient, and If the charging roller 101 does not move to a desired position, and if the crossing angle θ is too large, the biasing force (moving force in the direction of arrow A) acting on the charging roller 101 is too large,
There is a possibility that the core metal 105 of the No. 01 may come into contact with the bearing 106a with a large force to damage the bearing 106a, or the surface of the charging roller 101 may be rubbed against the photosensitive drum 100 more than necessary and damaged.

【0016】帯電ローラ101が所望の位置に移動しな
かった場合には、帯電ローラ101の長手位置が所望の
位置から外れるために、転写材Pの印字部に対応する感
光ドラム上の長手端部に帯電ローラ101が接触せず、
その部分で帯電不良が発生して画像不良が発生する。
If the charging roller 101 does not move to a desired position, the longitudinal position of the charging roller 101 deviates from the desired position. The charging roller 101 does not contact the
Poor charging occurs at that portion, resulting in poor image quality.

【0017】また、帯電ローラ101の矢印A方向の寄
り力が強すぎ、帯電ローラ101表面が感光ドラム10
0との摺擦によって破損した場合、破損部で十分な帯電
が行われず帯電不良が発生して画像不良が発生する。特
に、帯電ローラ101の表層がその下層と接着されてお
らず、下層表面に被覆されている構成のものでは、矢印
A方向の移動力が大きすぎると帯電ローラ101表面が
撚れてしまったり、破損しやすくなる。
Further, the biasing force of the charging roller 101 in the direction of arrow A is too strong, and the surface of the charging roller 101 is
If it is damaged by rubbing with 0, sufficient charging is not performed at the damaged portion, and poor charging occurs and image failure occurs. In particular, in the configuration in which the surface layer of the charging roller 101 is not adhered to the lower layer and is coated on the lower layer surface, if the moving force in the direction of arrow A is too large, the surface of the charging roller 101 may be twisted, It is easy to break.

【0018】そこで本発明は、感光ドラムの回転軸線と
帯電ローラの回転軸線の間に交差角を設けた構成におい
て、帯電ローラに作用する寄り力を適正にし、帯電ロー
ラが所望の位置に移動できるようにして良好な帯電を行
うことができる画像形成装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, in the present invention, in a configuration in which a crossing angle is provided between the rotation axis of the photosensitive drum and the rotation axis of the charging roller, the biasing force acting on the charging roller is made appropriate, and the charging roller can move to a desired position. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing good charging in this way.

【0019】[0019]

【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記載の発明は、回転自在な像担持体と、加圧
手段により前記像担持体に所定の加圧力で当接され帯電
バイアスの印加により前記像担持体を帯電する回転自在
な接触帯電部材とを備え、前記像担持体の回転軸線に対
して前記接触帯電部材の回転軸線が所定の交差角をもっ
て当接するとともに、前記接触帯電部材は前記像担持体
の回転駆動によって従動回転し、回転時において前記交
差角によって発生する力により、前記接触帯電部材をそ
の回転軸線の一方向への寄り力を作用させた状態で前記
像担持体に当接させる画像形成装置において、前記交差
角をθ(°)、前記加圧手段による前記接触帯電手段の
前記像担持体への加圧力をS(N)、前記接触帯電部材
の硬度をR(°)、前記接触帯電部材の表面滑り係数を
Hとしたとき、F=tanθ×S×R×Hで表される前
記接触帯電部材の寄り力指数Fが0.8<F<9.4の
範囲に設定されることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a rotatable image carrier is brought into contact with the image carrier at a predetermined pressure by a pressurizing means and is charged. A rotatable contact charging member for charging the image carrier by applying a bias, wherein the rotation axis of the contact charging member contacts the rotation axis of the image carrier at a predetermined crossing angle, and The charging member is driven to rotate by the rotation of the image carrier, and the image generated in a state where the contact charging member exerts a biasing force in one direction of the rotation axis of the contact charging member by a force generated by the crossing angle during rotation. In the image forming apparatus to be brought into contact with the carrier, the crossing angle is θ (°), the pressing force applied to the image carrier by the contact charging unit by the pressing unit is S (N), and the hardness of the contact charging member is Is R (°), Assuming that the surface slip coefficient of the contact charging member is H, a deviation index F of the contact charging member represented by F = tan θ × S × R × H is set in a range of 0.8 <F <9.4. It is characterized by being done.

【0020】また、請求項4記載の発明は、回転自在な
像担持体と、加圧手段により前記像担持体に所定の加圧
力で当接され帯電バイアスの印加により前記像担持体を
帯電する回転自在な接触帯電部材とを少なくとも備え、
画像形成装置に対して着脱可能であり、前記像担持体の
回転軸線に対して前記接触帯電部材の回転軸線が所定の
交差角をもって当接するとともに、前記接触帯電部材は
前記像担持体の回転駆動によって従動回転し、回転時に
おいて前記交差角によって発生する力により、前記接触
帯電部材をその回転軸線の一方向への寄り力を作用させ
た状態で前記像担持体に当接させるプロセスカートリッ
ジにおいて、前記交差角をθ(°)、前記加圧手段によ
る前記接触帯電手段の前記像担持体への加圧力をS
(N)、前記接触帯電部材の硬度をR(°)、前記接触
帯電部材の表面滑り係数をHとしたとき、F=tanθ
×S×R×Hで表される前記接触帯電部材の寄り力指数
Fが0.8<F<9.4の範囲に設定されることを特徴
としている。
According to a fourth aspect of the present invention, the rotatable image carrier is brought into contact with the image carrier at a predetermined pressure by a pressing means, and the image carrier is charged by applying a charging bias. At least a rotatable contact charging member,
The contact charging member is detachable from the image forming apparatus, and the rotation axis of the contact charging member contacts the rotation axis of the image carrier at a predetermined crossing angle, and the contact charging member rotates the image carrier. In the process cartridge, the contact charging member is brought into contact with the image carrier in a state where the contact charging member exerts a biasing force in one direction of its rotation axis by a force generated by the crossing angle at the time of rotation. The intersection angle is θ (°), and the pressing force of the contact charging unit on the image carrier by the pressing unit is S.
(N), when the hardness of the contact charging member is R (°) and the surface slip coefficient of the contact charging member is H, F = tan θ
The deviation index F of the contact charging member represented by × S × R × H is set in a range of 0.8 <F <9.4.

【0021】[0021]

【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.

【0022】〈実施の形態1〉図1は、本発明の実施の
形態1に係る画像形成装置(本実施の形態では、電子写
真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置)を示す概
略構成図である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus (in this embodiment, an image forming apparatus such as an electrophotographic laser printer) according to a first embodiment of the present invention. is there.

【0023】本画像形成装置20は、像担持体としての
感光ドラム1を備えている。感光ドラム1の周囲には感
光ドラム1の回転方向に沿って順に、帯電ローラ2、現
像装置3、転写ローラ4、クリーニング装置5が配設さ
れており、帯電ローラ2と現像装置3間の上方には露光
装置6が配設されている。また、感光ドラム1と転写ロ
ーラ4間に形成される転写ニップNの転写材搬送方向の
下流側には、搬送ガイド7と定着装置8が配設されてい
る。
The image forming apparatus 20 includes the photosensitive drum 1 as an image carrier. A charging roller 2, a developing device 3, a transfer roller 4, and a cleaning device 5 are disposed around the photosensitive drum 1 in order along the rotation direction of the photosensitive drum 1. Is provided with an exposure device 6. A transfer guide 7 and a fixing device 8 are disposed downstream of the transfer nip N formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 in the transfer material transfer direction.

【0024】感光ドラム1は、本実施の形態では負帯電
の有機感光ドラムで、アルミニウム製のドラム基体上に
OPC感光層を有しており、駆動手段(不図示)により
所定の周速(プロセススピード)で矢印方向(時計方
向)に回転駆動され、その回転過程において接触する帯
電ローラ2により負極性の一様な帯電を受ける。
In the present embodiment, the photosensitive drum 1 is an organic photosensitive drum that is negatively charged, has an OPC photosensitive layer on a drum base made of aluminum, and has a predetermined peripheral speed (process) by driving means (not shown). (Speed) in the direction indicated by the arrow (clockwise), and receives a uniform negative charge by the charging roller 2 in contact during the rotation process.

【0025】接触帯電手段としての帯電ローラ2は、感
光ドラム1表面に所定の押圧力で当接して従動回転し、
帯電バイアス電源9から印加される帯電バイアスによっ
て感光ドラム1を所定の極性、電位に均一に帯電する
(本発明の特徴である帯電ローラ2の詳細については後
述する)。
The charging roller 2 as a contact charging means is driven by the contact with the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force,
The photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging bias applied from a charging bias power supply 9 (the charging roller 2 which is a feature of the present invention will be described later in detail).

【0026】現像装置3は、現像容器10の開口部に感
光ドラム1表面と略当接する回転自在な現像スリーブ1
1を備えており、現像部にて感光ドラム1上の静電潜像
にトナーtを付着させてトナー像として顕像化する。
The developing device 3 includes a rotatable developing sleeve 1 which is substantially in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the opening of the developing container 10.
The developing unit attaches toner t to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 in the developing unit and visualizes it as a toner image.

【0027】転写手段としての転写ローラ4は、感光ド
ラム1表面に所定の押圧力で接触して転写ニップ部Nを
形成し、転写バイアス電源(不図示)から印加される転
写バイアスにより、感光ドラム1と転写ローラ4間の転
写ニップ部Nにて感光ドラム1表面のトナー像を用紙な
どの転写材Pに転写する。
A transfer roller 4 as a transfer means contacts the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a transfer nip N, and the transfer roller 4 is supplied with a transfer bias from a transfer bias power supply (not shown). The toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to a transfer material P such as paper at a transfer nip N between the transfer roller 1 and the transfer roller 4.

【0028】露光装置6は、パーソナルコンピュータ
(不図示)などから入力される画像情報の時系列電気デ
ジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光(露光ビ
ーム)をレーザ出力部(不図示)から出力し、帯電され
た感光ドラム2表面を反射ミラー12を介して走査露光
Lすることにより、画像情報に対応した静電潜像を形成
する。
The exposure device 6 outputs a laser beam (exposure beam) modulated according to a time-series electric digital image signal of image information input from a personal computer (not shown) from a laser output unit (not shown). The output and charged surface of the photosensitive drum 2 is subjected to scanning exposure L via the reflection mirror 12 to form an electrostatic latent image corresponding to image information.

【0029】定着装置8は、内部にハロゲンヒータ(不
図示)を備えた加熱ローラ8aと加圧ローラ8bを有し
ており、定着ローラ8aと加圧ローラ8b間の定着ニッ
プにて転写材Pを挟持搬送しながら、転写材Pの表面に
転写されたトナー像を加熱、加圧して熱定着させる。
The fixing device 8 includes a heating roller 8a having a halogen heater (not shown) and a pressure roller 8b, and a transfer material P is formed at a fixing nip between the fixing roller 8a and the pressure roller 8b. While holding the toner image, the toner image transferred onto the surface of the transfer material P is heated and pressed to be thermally fixed.

【0030】次に、上記した画像形成装置20による画
像形成動作について説明する。
Next, the image forming operation of the image forming apparatus 20 will be described.

【0031】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)に所定の周速で
回転駆動され、帯電バイアス電源9から帯電バイアスが
印加された帯電ローラ2により一様に負極性の所定電位
に帯電される。そして、帯電された感光ドラム1上に露
光装置6から反射ミラー12を介してレーザ光による走
査露光Lが与えられることにより、感光ドラム1上の電
位は走査露光Lされた部分の電位が低下して、パーソナ
ルコンピュータ(不図示)などから入力される画像情報
に応じた静電潜像が形成される。
At the time of image formation, the photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in a direction indicated by an arrow (clockwise) by a driving means (not shown), and is driven by the charging roller 2 to which a charging bias is applied from a charging bias power supply 9. In this manner, the negative electrode is charged to a predetermined potential. When the scanning exposure L by the laser beam is applied from the exposure device 6 to the charged photosensitive drum 1 via the reflection mirror 12, the potential on the photosensitive drum 1 is reduced at the portion exposed to the scanning exposure L. Thus, an electrostatic latent image corresponding to image information input from a personal computer (not shown) or the like is formed.

【0032】そして、現像部にて感光ドラム1の帯電極
性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像
装置3の現像スリーブ11により、感光ドラム1上に形
成された静電潜像にトナーtを付着させて、反転現像に
よりトナー像として顕像化する。
An electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the developing sleeve 11 of the developing device 3 to which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 1 is applied in the developing section. The toner t is adhered to the toner image, and is visualized as a toner image by reversal development.

【0033】一方、カセット13内の用紙などの転写材
Pは、ピックアップローラ14により給紙され、感光ド
ラム1上でのトナー像の形成と同期してレジストローラ
対(不図示)まで搬送される。そして、感光ドラム1上
のトナー像が感光ドラム1と転写ローラ4間の転写ニッ
プ部Nに到達すると、このタイミングに合わせて転写材
Pがレジストローラ対(不図示)によって転写ニップ部
Nに搬送される。
On the other hand, a transfer material P such as a sheet in the cassette 13 is fed by a pickup roller 14 and conveyed to a pair of registration rollers (not shown) in synchronization with the formation of a toner image on the photosensitive drum 1. . When the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer nip N between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4, the transfer material P is conveyed to the transfer nip N by a pair of registration rollers (not shown) at this timing. Is done.

【0034】そして、前記トナーと逆極性(正極性)の
転写バイアスが印加された転写ローラ4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4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。そして、トナー像が転写された
転写材Pは、搬送ガイド7を介して定着装置8に搬送さ
れ、加熱ローラ8aと加圧ローラ8b間の定着ニップに
てトナー像を転写材Pに加熱、加圧して熱定着する。ト
ナー像が定着された転写材Pは、排紙ローラ対15を介
して画像形成装置本体30の外に排紙され、一連の画像
形成動作を終了する。
The transfer roller 4 to which a transfer bias of the opposite polarity (positive polarity) is applied to the transfer material P conveyed to the transfer nip N is generated between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4. The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred by the electric power. Then, the transfer material P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 8 via the conveyance guide 7, and the toner image is heated and added to the transfer material P by a fixing nip between the heating roller 8a and the pressure roller 8b. Press and heat fix. The transfer material P on which the toner image has been fixed is discharged out of the image forming apparatus main body 30 via the discharge roller pair 15, and a series of image forming operations is completed.

【0035】また、上記転写後に感光ドラム1に残留し
ている転写残トナーは、クリーニング装置5のクリーニ
ングブレード5aによって除去されて回収される。
The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is removed and collected by the cleaning blade 5a of the cleaning device 5.

【0036】次に、上記の帯電ローラ2について詳細に
説明する。
Next, the charging roller 2 will be described in detail.

【0037】図2に示すように、帯電ローラ2が挿着さ
れている芯金21の両端部はそれぞれ軸受け22a、2
2bによって回転自在に支持されている。軸受け22
a、22bは加圧ばね23a、23bによって感光ドラ
ム1側へ所定のばね加圧力(3.5〜9.5N)Sで付
勢されており、このばね加圧力Sで帯電ローラ2が感光
ドラム1に当接して、感光ドラム1の駆動回転にともな
い従動回転する。
As shown in FIG. 2, both ends of a metal core 21 on which the charging roller 2 is inserted are respectively bearings 22a, 2b.
2b rotatably supported. Bearing 22
a and 22b are urged toward the photosensitive drum 1 by a predetermined spring force (3.5 to 9.5N) S by the pressure springs 23a and 23b. 1, the photosensitive drum 1 is driven to rotate with the driving rotation of the photosensitive drum 1.

【0038】帯電ローラ2は、芯金21上に導電性の弾
性層を有し、更にその表面に薄層の抵抗層が接着部材を
介さずに被覆されて、外径12mm、長手方向の長さ2
50mmのローラ形状に形成されている。
The charging roller 2 has a conductive elastic layer on a cored bar 21 and a thin resistive layer coated on the surface thereof without an adhesive member therebetween. Sa2
It is formed in a 50 mm roller shape.

【0039】芯金21は、直径約5mmのSUS棒にニ
ッケルメッキなどを施したものが用いられる。また、軸
受け22a、22bは、POMなどの部材で形成されて
おり、一方の軸受け22aは、帯電バイアス電源9から
帯電ローラ2への帯電バイアスの給電経路となっている
ため、カーボンなどの導電性フィラーを均一分散させ
て、その抵抗を10〜10Ωに保っている。
The core 21 is made of SUS rod having a diameter of about 5 mm and plated with nickel. The bearings 22a and 22b are formed of a member such as POM, and one of the bearings 22a is a power supply path of the charging bias from the charging bias power supply 9 to the charging roller 2. The filler is uniformly dispersed, and the resistance is kept at 10 1 to 10 3 Ω.

【0040】帯電バイアス電源9は、帯電バイアスとし
て直流電圧Vdcと交流電圧Vacを重畳した振動電圧
(Vdc+Vac)を、加圧ばね23a、軸受け22
a、芯金21を介して帯電ローラ2に印加する。この振
動電圧を帯電ローラ2に印加することにより、当接して
いる感光ドラム1の周面が振動電圧の振動中心電圧(=
直流電圧Vdc)に帯電処理される。
The charging bias power supply 9 applies an oscillating voltage (Vdc + Vac) obtained by superimposing a DC voltage Vdc and an AC voltage Vac as a charging bias to a pressing spring 23 a and a bearing 22.
a, the voltage is applied to the charging roller 2 through the metal core 21. By applying this oscillating voltage to the charging roller 2, the peripheral surface of the photosensitive drum 1 in contact with the charging roller 2 causes the oscillation center voltage (=
It is charged to a DC voltage Vdc).

【0041】そして、本実施の形態では図3に示すよう
に、感光ドラム1の回転軸線qと帯電ローラ2の回転軸
線pとが所定の交差角θを有して当接するように帯電ロ
ーラ2が設置されている。これにより、“従来の技術”
で述べたように、感光ドラム1が矢印方向に駆動回転す
ることで帯電ローラ2がその逆方向に従動回転すると、
前記交差角θによって帯電ローラ2はその回転軸線p方
向に沿って矢印A方向への寄り力(移動力)が作用す
る。上記の交差角θは、0<θ<5°の範囲に設定され
る。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the charging roller 2 is rotated so that the rotation axis q of the photosensitive drum 1 and the rotation axis p of the charging roller 2 abut at a predetermined intersection angle θ. Is installed. As a result, "conventional technology"
As described above, when the photosensitive drum 1 is driven to rotate in the direction of the arrow and the charging roller 2 is driven to rotate in the opposite direction,
The crossing angle θ causes a biasing force (moving force) in the direction of arrow A to act on the charging roller 2 along the direction of the rotation axis p. The intersection angle θ is set in a range of 0 <θ <5 °.

【0042】この際、感光ドラム1の回転軸線qと帯電
ローラ2の回転軸線pとの交差角をθ(°)、加圧ばね
23a、23bの軸受け22a、22bへのばね加圧力
をS(N)、帯電ローラ2の硬度をR(°)、帯電ロー
ラ2の表面滑り係数をHとすると、上記した帯電ローラ
2の矢印A方向への寄り力指数Fは、 F=tanθ×S×R×H…(1) で表すことができる。
At this time, the intersection angle between the rotation axis q of the photosensitive drum 1 and the rotation axis p of the charging roller 2 is θ (°), and the spring pressing force of the pressure springs 23a, 23b on the bearings 22a, 22b is S ( N), assuming that the hardness of the charging roller 2 is R (°) and the surface slip coefficient of the charging roller 2 is H, the above-described index index F of the charging roller 2 in the direction of arrow A is as follows: F = tan θ × S × R × H ... (1)

【0043】本発明者は、以下に述べる実験結果による
検討により、帯電ローラ2の寄り力指数Fを所定範囲
(以下に述べるように0.8<F<9.4)に設定する
ことによって帯電ローラ2に対する矢印A方向への寄り
力を適正にできることを見出した。以下、本実施の形態
における寄り力指数Fの所定範囲の値を設定するための
実験について説明する。
The present inventor has examined the experimental results described below and found that the biasing force index F of the charging roller 2 was set within a predetermined range (0.8 <F <9.4 as described below). It has been found that the biasing force of the roller 2 in the direction of arrow A can be properly adjusted. Hereinafter, an experiment for setting a value of the deviation force index F in a predetermined range in the present embodiment will be described.

【0044】図4に示すように、帯電ローラ2を各加圧
ばね23a、23bで感光ドラム1に所定のばね加圧力
Sで加圧する。そして、感光ドラム1の回転軸線qと帯
電ローラ2の回転軸線pとの間に所定の交差角θを設
け、感光ドラム1を矢印方向に駆動回転させることで帯
電ローラ2が矢印方向に従動回転し、この交差角θによ
って帯電ローラ2に矢印A方向の寄り力が働く。このと
きに発生する寄り力を、交差角θ及び加圧ばね23a、
23bのばね加圧力Sを変えながら圧力測定計24で測
定した。
As shown in FIG. 4, the charging roller 2 is pressed against the photosensitive drum 1 by a predetermined spring pressing force S by each of the pressure springs 23a and 23b. A predetermined intersection angle θ is provided between the rotation axis q of the photosensitive drum 1 and the rotation axis p of the charging roller 2, and the charging roller 2 is driven to rotate in the direction of the arrow by driving and rotating the photosensitive drum 1 in the direction of the arrow. The crossing angle θ causes a biasing force in the direction of arrow A to act on the charging roller 2. The deviation force generated at this time is determined by the intersection angle θ and the pressure spring 23a.
The pressure was measured by the pressure gauge 24 while changing the spring pressure S of 23b.

【0045】この実験で用いた感光ドラム1は、直径2
4mmのアルミシリンダ周面に感光層を塗布して構成さ
れており、感光層は電荷発生層及びその表面に電荷輸送
層を形成した2層構造をなしている。感光層は通常絶縁
体であるが、特定波長の光を吸収すると導電体となる特
性を有している。本実施の形態では、電荷輸送層にフッ
素樹脂粒子を分散してあるものを使用した。
The photosensitive drum 1 used in this experiment had a diameter of 2
The photosensitive layer is formed by coating a photosensitive layer on the outer surface of a 4 mm aluminum cylinder. The photosensitive layer has a two-layer structure in which a charge generation layer and a charge transport layer are formed on the surface thereof. The photosensitive layer is usually an insulator, but has the property of becoming a conductor when absorbing light of a specific wavelength. In the present embodiment, a charge transport layer in which fluororesin particles are dispersed is used.

【0046】また、この実験で用いた帯電ローラ2は、
直径6mmの芯金21周面に厚さ3mmのウレタンゴ
ム、EPDM等に導電性のカーボンを分散させた弾性層
を有し、その表面に接着部材を介さずに100〜500
μmのエピクロルヒドリンゴム等の高抵抗の表層を被覆
して構成されている。ローラ硬度は、40〜60°(ア
スカーC硬度計を用い4.5N荷重時の値)のものを使
用した。
The charging roller 2 used in this experiment is:
An elastic layer in which conductive carbon is dispersed in urethane rubber, EPDM, or the like having a thickness of 3 mm is provided on the peripheral surface of a core metal 21 having a diameter of 6 mm, and the surface thereof has a thickness of 100 to 500 without an adhesive member.
It is constituted by coating a high-resistance surface layer such as a μm epichlorohydrin rubber. The roller hardness used was 40 to 60 ° (value at 4.5 N load using Asker C hardness tester).

【0047】また、帯電ローラ2の表面滑り係数Hは、
以下のようにして測定した。即ち、図5に示したよう
に、帯電ローラ2の一端側を測定台25上に固定し、帯
電ローラ2表面に厚さ2mmのウレタンゴム26を荷重
M=0.29Nで押し当てる。このときの帯電ローラ2
の表面とウレタンゴム26の角度α=20°とする。こ
の状態で帯電ローラ2を固定した測定台25を矢印B方
向に50mm/分の速度で移動させ、そのときにウレタ
ンゴム26にかかる力を引張力測定器27で測定する。
The surface slip coefficient H of the charging roller 2 is given by
It was measured as follows. That is, as shown in FIG. 5, one end of the charging roller 2 is fixed on the measuring table 25, and urethane rubber 26 having a thickness of 2 mm is pressed against the surface of the charging roller 2 with a load M = 0.29N. Charging roller 2 at this time
And the angle α between the surface and the urethane rubber 26 is 20 °. In this state, the measuring table 25 on which the charging roller 2 is fixed is moved in the direction of arrow B at a speed of 50 mm / min, and the force applied to the urethane rubber 26 at that time is measured by the tensile force measuring device 27.

【0048】そして、帯電ローラ2と同径のローラ表面
にマイラーテープを貼ったものを標準試料とし、上記の
測定を、この標準試料の場合と帯電ローラ2の場合とで
行う。この測定で得られた標準試料の測定値Hと帯電
ローラ2の測定値Hとの比H(=H/H)が、帯
電ローラ2の表面滑り係数Hである。この表面滑り係数
Hの値が大きいほど帯電ローラ2の表面が滑りにくいこ
とを意味している。
Then, a roller having the same diameter as that of the charging roller 2 and a Mylar tape adhered to the roller surface is used as a standard sample, and the above measurement is performed for the case of the standard sample and the case of the charging roller 2. The ratio H of the measurement value H 0 of the standard sample obtained in this measurement and the measurement value H 1 of the charging roller 2 (= H 1 / H 0) is a surface slip coefficient H of the charging roller 2. The larger the value of the surface slip coefficient H, the harder the surface of the charging roller 2 slips.

【0049】この実験において、同じ材料で構成されて
物性値(硬度、表面滑り係数)のみが異なる図6に示す
各帯電ローラ(帯電ローラA、B、C)を用い、図4に
示した構成によって各帯電ローラ(帯電ローラA、B、
C)に作用する寄り力を測定した。この測定結果を図7
に示す。図7において、横軸に帯電ローラの寄り力指数
F、縦軸に寄り力をプロットした。なお、帯電ローラ
A、B、Cは、上記したように全て弾性層の表面に接着
部材を介さずに表層を被覆した構成のものを用いた。
In this experiment, each of the charging rollers (charging rollers A, B, and C) shown in FIG. 6 (charging rollers A, B, and C) which were made of the same material and differed only in physical property values (hardness and surface slip coefficient) were used. Each charging roller (charging rollers A, B,
The offset force acting on C) was measured. FIG. 7 shows the measurement results.
Shown in In FIG. 7, the horizontal axis plots the deviation index F of the charging roller, and the vertical axis plots the deviation force. As described above, the charging rollers A, B, and C all had a configuration in which the surface of the elastic layer was covered with the surface layer without the interposition of an adhesive member.

【0050】帯電ローラに作用する寄り力は、その硬度
R及び表面滑り係数Hが大きいほど大きくなる。これは
硬度が高く表面が滑り難いほど、感光ドラムから受ける
力を減衰させることなく伝えるためである。また、後述
するように上記交差角θが大きいほど、そして帯電ロー
ラ2に対する加圧ばね23a、23bのばね加圧力Sが
大きいほど、寄り力も大きくなることが分かった。
The biasing force acting on the charging roller increases as the hardness R and the surface slip coefficient H increase. This is to transmit the force received from the photosensitive drum without attenuating as the hardness is higher and the surface is less slippery. Further, as will be described later, it was found that the larger the intersection angle θ and the larger the spring pressing force S of the pressure springs 23a and 23b against the charging roller 2, the larger the biasing force.

【0051】よって、図7に示したように、帯電ローラ
の寄り力指数Fを、上記した式(1)で示したようにF
=tanθ×S×R×Hと表すことで、寄り力は寄り力
指数Fに比例し、直線で近似できる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the biasing force index F of the charging roller is calculated by the equation (1).
By expressing = tan θ × S × R × H, the leaning force is proportional to the leaning force index F and can be approximated by a straight line.

【0052】次に、上記の各帯電ローラ(帯電ローラ
A、B、C)を用いて、以下に述べるような耐久試験を
行った。
Next, a durability test as described below was carried out using each of the charging rollers (charging rollers A, B, and C).

【0053】(実験1)この実験では、図1に示した画
像形成装置を用いて、温度25℃、湿度40%の常温常
湿環境下で、A4サイズの紙(転写材)で5000枚の
連続耐久試験を行った。図8に、この結果を示す。そし
て、この実験では上記の帯電ローラAを用いて、感光ド
ラム1の回転軸線と帯電ローラAの回転軸線との交差角
θと、加圧ばね23a、23bのばね加圧力Sを変化さ
せたときに、帯電ローラAの軸受け(図3、図4に示す
寄り力が作用する一方の軸受け22a)が破損したかど
うかを、○×で評価した。
(Experiment 1) In this experiment, using the image forming apparatus shown in FIG. 1, 5000 sheets of A4-size paper (transfer material) were used in a normal temperature and normal humidity environment of 25 ° C. and 40% humidity. A continuous durability test was performed. FIG. 8 shows the result. In this experiment, when the charging roller A was used and the intersection angle θ between the rotation axis of the photosensitive drum 1 and the rotation axis of the charging roller A and the spring pressure S of the pressure springs 23a and 23b were changed. Next, whether or not the bearing of the charging roller A (one bearing 22a on which the biasing force shown in FIGS. 3 and 4 acts) was damaged was evaluated by ○.

【0054】この試験結果から明らかなように、感光ド
ラム1の回転軸線と帯電ローラAの回転軸線との交差角
θが大きいほど寄り力指数Fは大きくなり、また、加圧
ばね23a、23bのばね加圧力Sが大きいほど寄り力
指数Fは大きくなる。
As is apparent from the test results, the larger the intersection angle θ between the rotation axis of the photosensitive drum 1 and the rotation axis of the charging roller A, the larger the shift force index F becomes. The larger the spring pressure S, the larger the deviation force index F.

【0055】この耐久試験から明らかなように、交差角
θ=0.50°、ばね加圧力S=8.0Nのとき、寄り
力指数F=10.9で軸受け(図3、図4に示す寄り力
が作用する一方の軸受け22a)が破損した。これは、
帯電ローラAの寄り力が大きすぎるために、この軸受け
22aに摩擦耐久度を越える力がかかり、耐久によって
破損したと考えられる。軸受け22aが破損したため、
帯電ローラAが所定の幅を超えて寄り力を受ける方向に
移動し、その反対側に帯電不良部分ができ、その部分で
画像不良が発生した。
As is clear from this durability test, when the crossing angle θ = 0.50 ° and the spring pressing force S = 8.0N, the bearing has a deviation force index F = 10.9 (shown in FIGS. 3 and 4). One of the bearings 22a) on which the biasing force acts is broken. this is,
It is considered that because the biasing force of the charging roller A was too large, a force exceeding the friction durability was applied to the bearing 22a, and the bearing 22a was damaged due to durability. Because the bearing 22a was damaged,
The charging roller A moved beyond the predetermined width in a direction to receive the biasing force, and a defective charging portion was formed on the opposite side, and an image defect occurred at that portion.

【0056】また、この実験1において、帯電ローラA
の硬度Rや表面滑り係数Hを変えて帯電ローラAの軸受
けの破損が発生しないための最大の寄り力指数Fを検討
したところ、寄り力指数F=9.4であった。
In Experiment 1, the charging roller A
When the maximum deviation index F for preventing the bearing of the charging roller A from being damaged was examined by changing the hardness R and the surface slip coefficient H, the deviation index F was 9.4.

【0057】(実験2)この実験では、図1に示した画
像形成装置を用いて、温度25℃、湿度40%の常温常
湿環境下で、A4サイズの紙(転写材)で5000枚の
連続耐久試験を行った。図9に、この結果を示す。そし
て、この実験では上記の帯電ローラBを用いて、感光ド
ラム1の回転軸線と帯電ローラBの回転軸線との交差角
θと、加圧ばね23a、23bのばね加圧力Sを変化さ
せたときに、帯電ローラB表面が感光ドラム1との間で
摺擦破損したかどうかを、○×で評価した。
(Experiment 2) In this experiment, 5,000 sheets of A4 size paper (transfer material) were used in an image forming apparatus shown in FIG. 1 under a normal temperature and normal humidity environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 40%. A continuous durability test was performed. FIG. 9 shows the result. In this experiment, when the charging roller B was used and the intersection angle θ between the rotation axis of the photosensitive drum 1 and the rotation axis of the charging roller B and the spring pressure S of the pressure springs 23a and 23b were changed. Then, whether or not the surface of the charging roller B was rubbed against the photosensitive drum 1 was evaluated by ×.

【0058】この耐久試験から明らかなように、交差角
θ=0.50°、ばね加圧力S=9.5Nのとき、寄り
力指数F=9.74で帯電ローラB表面が摺擦破損し
た。これは、帯電ローラBの寄り力が大きすぎるため
に、帯電ローラB表面に摩擦耐久度を越える力がかか
り、感光ドラム1と摺擦し縒れて帯電ローラB表面の表
層が耐久によって破損したと考えられる。
As is clear from the durability test, when the crossing angle θ = 0.50 ° and the spring pressing force S = 9.5N, the surface of the charging roller B was rubbed and damaged with a deviation force index F = 9.74. . This is because, because the biasing force of the charging roller B is too large, a force exceeding the friction durability is applied to the surface of the charging roller B, and the surface layer on the surface of the charging roller B is broken due to the endurance by rubbing against the photosensitive drum 1 and twisting. it is conceivable that.

【0059】帯電ローラB表面の表層の破損した部分は
目視で確認できるような傷となっており、その部分で帯
電不良を起こし、画像に黒スジとなって表れる。
The damaged portion of the surface layer on the surface of the charging roller B is a scratch that can be visually confirmed, and charging failure occurs at that portion, resulting in black stripes on the image.

【0060】また、この実験2において、帯電ローラB
の硬度Rや表面滑り係数Hを変えて帯電ローラB表面の
破損が発生しないための最大の寄り力指数Fを検討した
ところ、寄り力指数F=9.4であった。
In Experiment 2, the charging roller B
When the maximum deviation index F for preventing the surface of the charging roller B from being damaged was examined by changing the hardness R and the surface slip coefficient H, the deviation index F was 9.4.

【0061】(実験3)この実験では、図1に示した画
像形成装置を用いて、温度25℃、湿度40%の常温常
湿環境下で、A4サイズの紙(転写材)で5000枚の
連続耐久試験を行った。図10に、この結果を示す。そ
して、この実験では上記の帯電ローラCを用いて、感光
ドラム1の回転軸線と帯電ローラCの回転軸線との交差
角θと、加圧ばね23a、23bのばね加圧力Sを変化
させたときに、帯電ローラCに寄り力が働いて所望の位
置に帯電ローラCが移動したかどうかを、○×で評価し
た。
(Experiment 3) In this experiment, using the image forming apparatus shown in FIG. 1, 5000 sheets of A4 size paper (transfer material) were used in a normal temperature and normal humidity environment of 25 ° C. and 40% humidity. A continuous durability test was performed. FIG. 10 shows the result. In this experiment, when the charging roller C was used and the intersection angle θ between the rotation axis of the photosensitive drum 1 and the rotation axis of the charging roller C and the spring pressure S of the pressure springs 23a and 23b were changed. Next, whether or not the charging roller C moved to a desired position due to a biasing force acting on the charging roller C was evaluated by ×.

【0062】この耐久試験から明らかなように、交差角
θ=0.10°で、ばね加圧力S=3.5N及び5.0
Nのとき、寄り力指数F=0.46及び0.66で帯電
ローラBが所望の位置に移動しなかった。これは、帯電
ローラCの寄り力が小さすぎることに起因している。
As is clear from the durability test, when the intersection angle θ = 0.10 °, the spring pressing force S = 3.5N and 5.0.
At N, the charging roller B did not move to the desired position with the deviation force index F = 0.46 and 0.66. This is because the biasing force of the charging roller C is too small.

【0063】このように、帯電ローラCの寄り力指数F
が、この値(0.66)以下では帯電ローラCは所望の
位置に移動しなかった。
As described above, the deviation index F of the charging roller C
However, below this value (0.66), the charging roller C did not move to the desired position.

【0064】また、この実験3において、帯電ローラC
の硬度Rや表面滑り係数Hを変えて帯電ローラCが所望
の位置に移動するための最小の寄り力指数Fを検討した
ところ、寄り力指数F=0.8であった。
In Experiment 3, the charging roller C
When the minimum deviation index F for moving the charging roller C to a desired position was examined by changing the hardness R and the surface slip coefficient H, the deviation index F = 0.8.

【0065】以上の実験結果から、本実施の形態では帯
電ローラ2の寄り力指数Fを0.8<F<9.4の範囲
に設定することによって、上記した寄り力に起因する問
題を防止して、図3に示した帯電ローラ2に対する矢印
A方向への寄り力を適正にすることができた。
From the experimental results described above, in the present embodiment, the problem caused by the above-described biasing force is prevented by setting the biasing force index F of the charging roller 2 in the range of 0.8 <F <9.4. Thus, the biasing force in the direction of arrow A with respect to the charging roller 2 shown in FIG.

【0066】このように本実施の形態では、帯電ローラ
2の寄り力指数Fを0.8<F<9.4の範囲に設定す
ることにより、帯電ローラ2に適正な寄り力を作用させ
ることができるので、帯電ローラ2の軸受け(図3、図
4に示した寄り力が作用する一方の軸受け22a)の破
損、帯電ローラ2の感光ドラム1との摺擦による破損、
帯電ローラ2の移動不良を防止して、帯電ローラ2を所
望の位置に移動させることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, by setting the deviation force index F of the charging roller 2 in the range of 0.8 <F <9.4, an appropriate deviation force can be applied to the charging roller 2. Therefore, damage to the bearing of the charging roller 2 (one of the bearings 22a on which the biasing force acts as shown in FIGS. 3 and 4), damage to the charging roller 2 due to friction with the photosensitive drum 1,
It is possible to move the charging roller 2 to a desired position by preventing the charging roller 2 from moving poorly.

【0067】よって、帯電ローラ2と感光ドラムとが当
接する帯電領域において、長期にわたって安定した帯電
幅を保持して良好な画像形成を行うことができる。
Therefore, in the charging area where the charging roller 2 and the photosensitive drum are in contact with each other, it is possible to maintain a stable charging width for a long period of time and perform good image formation.

【0068】〈実施の形態2〉本実施の形態では、図1
1に示すように、実施の形態1における感光ドラム1、
帯電ローラ2、現像装置3、及びクリーニング装置5を
一体的にカートリッジ化してプロセスカートリッジ31
を形成し、図1に示した画像形成装置本体30に着脱自
在に装着可能とした。本実施の形態においても、実施の
形態1で述べたように、帯電ローラ2の寄り力指数Fを
0.8<F<9.4の範囲に設定している。他の構成及
び画像動作は実施の形態1と同様であり、本実施の形態
ではそれらの説明は省略する。
<Embodiment 2> In the present embodiment, FIG.
As shown in FIG. 1, the photosensitive drum 1 in the first embodiment,
The charging roller 2, the developing device 3, and the cleaning device 5 are integrated into a cartridge to form a process cartridge 31.
And can be detachably attached to the image forming apparatus main body 30 shown in FIG. Also in the present embodiment, as described in the first embodiment, the biasing force index F of the charging roller 2 is set in the range of 0.8 <F <9.4. Other configurations and image operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted in the present embodiment.

【0069】このように本実施の形態では、実施の形態
1で得られる効果に加えて、プロセスカートリッジ31
の着脱により感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置
3、及びクリーニング装置5の交換を一体で容易に行う
ことができるので、画像形成装置のメンテナンス性が格
段に向上し、更に、プロセスカートリッジ31を交換す
ることにより感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置
3、及びクリーニング装置5を一体で新品に交換できる
ので、常に安定して良好な画像形成を行うことができ
る。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the process cartridge 31
The replacement of the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 3, and the cleaning device 5 can be easily and integrally performed by attachment and detachment, so that the maintainability of the image forming apparatus is remarkably improved. By exchanging, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 3, and the cleaning device 5 can be exchanged for a new one, so that good image formation can always be performed stably.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体の回転軸線と接触帯電部材の回転軸線が所定の交
差角をθ(°)、加圧手段による接触帯電手段の像担持
体への加圧力をS(N)、接触帯電部材の硬度をR
(°)、接触帯電部材の表面滑り係数をHとしたとき、
F=tanθ×S×R×Hで表される接触帯電部材の寄
り力指数Fを0.8<F<9.4の範囲に設定すること
により、接触帯電部材に適正な寄り力が作用して、接触
帯電部材が所望の位置に移動して像担持体に当接するこ
とによって、接触帯電部材と像担持体とが当接する帯電
領域において、長期にわたって安定した帯電幅を保持し
て良好な画像形成を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the rotation axis of the image bearing member and the rotation axis of the contact charging member have a predetermined intersection angle of θ (°), and the image bearing of the contact charging means by the pressing means. The pressure applied to the body is S (N), and the hardness of the contact charging member is R
(°), when the surface slip coefficient of the contact charging member is H,
By setting the deviation index F of the contact charging member represented by F = tan θ × S × R × H in the range of 0.8 <F <9.4, an appropriate deviation force acts on the contact charging member. Then, the contact charging member moves to a desired position and abuts on the image carrier, thereby maintaining a stable charging width for a long period of time in a charging area where the contact charging member and the image carrier abut, thereby obtaining a good image. The formation can take place.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置を示
す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施の形態1における画像形成装置の感光ドラ
ムと帯電ローラを示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a photosensitive drum and a charging roller of the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1における画像形成装置の交差角を
有する感光ドラムと帯電ローラを示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a photosensitive drum having a crossing angle and a charging roller of the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図4】実施の形態1における画像形成装置の交差角を
有する感光ドラムと帯電ローラの帯電ローラ寄り力の測
定を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating measurement of a photosensitive drum having an intersection angle and a charging roller biasing force of a charging roller in the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図5】実施の形態1における画像形成装置の交差角を
有する感光ドラムと帯電ローラの帯電ローラ表面滑り係
数の測定を示す概略図。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating measurement of a charging roller surface slip coefficient of a photosensitive drum having a crossing angle and a charging roller in the image forming apparatus according to the first embodiment.

【図6】実施の形態1における実験で用いた帯電ローラ
の硬度と表面滑り性係数を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing hardness and surface slip coefficient of a charging roller used in an experiment in the first embodiment.

【図7】実施の形態1における帯電ローラ寄り力指数と
帯電ローラの寄り力との関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a charging roller shift force index and a charging roller shift force according to the first embodiment.

【図8】実施の形態1における実験1の耐久試験の結果
を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a result of an endurance test of Experiment 1 in Embodiment 1.

【図9】実施の形態1における実験2の耐久試験の結果
を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a result of an endurance test of Experiment 2 in Embodiment 1.

【図10】実施の形態1における実験3の耐久試験の結
果を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a result of an endurance test of Experiment 3 in Embodiment 1.

【図11】本発明の実施の形態2に係るプロセスカート
リッジを示す概略構成図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a process cartridge according to a second embodiment of the present invention.

【図12】従来例における画像形成装置を示す概略構成
図。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus in a conventional example.

【図13】従来例における画像形成装置の交差角を有し
ていない感光ドラムと帯電ローラを示す概略図。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a photosensitive drum and a charging roller having no crossing angle of an image forming apparatus in a conventional example.

【図14】従来例における画像形成装置の交差角を有す
る感光ドラムと帯電ローラを示す概略図。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a photosensitive drum having a crossing angle and a charging roller of an image forming apparatus in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム(像担持体) 2 帯電ローラ(接触帯電部材) 3 現像装置 4 転写ローラ 5 クリーニング装置 6 露光装置 8 定着装置 9 帯電バイアス電源 11 現像スリーブ 20 画像形成装置 21 芯金 22a、22b 軸受け 23a、23b 加圧ばね(加圧手段) 24 圧力測定計 27 引張力測定器 30 画像形成装置本体 31 プロセスカートリッジ REFERENCE SIGNS LIST 1 photosensitive drum (image carrier) 2 charging roller (contact charging member) 3 developing device 4 transfer roller 5 cleaning device 6 exposing device 8 fixing device 9 charging bias power supply 11 developing sleeve 20 image forming device 21 core metal 22a, 22b bearing 23a , 23b Pressurizing spring (pressurizing means) 24 Pressure gauge 27 Tensile force measuring instrument 30 Image forming apparatus main body 31 Process cartridge

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転自在な像担持体と、加圧手段により
前記像担持体に所定の加圧力で当接され帯電バイアスの
印加により前記像担持体を帯電する回転自在な接触帯電
部材とを備え、前記像担持体の回転軸線に対して前記接
触帯電部材の回転軸線が所定の交差角をもって当接する
とともに、前記接触帯電部材は前記像担持体の回転駆動
によって従動回転し、回転時において前記交差角によっ
て発生する力により、前記接触帯電部材をその回転軸線
の一方向への寄り力を作用させた状態で前記像担持体に
当接させる画像形成装置において、 前記交差角をθ(°)、前記加圧手段による前記接触帯
電手段の前記像担持体への加圧力をS(N)、前記接触
帯電部材の硬度をR(°)、前記接触帯電部材の表面滑
り係数をHとしたとき、 F=tanθ×S×R×H で表される前記接触帯電部材の寄り力指数Fが0.8<
F<9.4の範囲に設定される、 ことを特徴とする画像形成装置。
1. A rotatable image carrier and a rotatable contact charging member which is brought into contact with said image carrier by a pressing means at a predetermined pressure and charges said image carrier by applying a charging bias. The rotation axis of the contact charging member is in contact with the rotation axis of the image carrier at a predetermined crossing angle, and the contact charging member is driven to rotate by the rotation of the image carrier, and rotates during rotation. An image forming apparatus in which the contact charging member is brought into contact with the image carrier in a state in which the contact charging member exerts a biasing force in one direction of the rotation axis by a force generated by the crossing angle, wherein the crossing angle is θ (°). When the pressing force of the contact charging means to the image carrier by the pressing means is S (N), the hardness of the contact charging member is R (°), and the surface slip coefficient of the contact charging member is H , F = tan θ × S The deviation index F of the contact charging member represented by × R × H is 0.8 <
An image forming apparatus, wherein F is set in a range of 9.4.
【請求項2】 前記接触帯電部材は、導電性の支持体の
表面に導電性の弾性層を有し、更にその外周面に薄層の
抵抗層が接着部材を介さずに被覆されている、 ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
2. The contact charging member has a conductive elastic layer on the surface of a conductive support, and a thin resistive layer is coated on the outer peripheral surface thereof without using an adhesive member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記交差角θは、0<θ<5°の範囲に
設定される、 ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the intersection angle θ is set in a range of 0 <θ <5 °.
【請求項4】 回転自在な像担持体と、加圧手段により
前記像担持体に所定の加圧力で当接され帯電バイアスの
印加により前記像担持体を帯電する回転自在な接触帯電
部材とを少なくとも備え、画像形成装置に対して着脱可
能であり、前記像担持体の回転軸線に対して前記接触帯
電部材の回転軸線が所定の交差角をもって当接するとと
もに、前記接触帯電部材は前記像担持体の回転駆動によ
って従動回転し、回転時において前記交差角によって発
生する力により、前記接触帯電部材をその回転軸線の一
方向への寄り力を作用させた状態で前記像担持体に当接
させるプロセスカートリッジにおいて、 前記交差角をθ(°)、前記加圧手段による前記接触帯
電手段の前記像担持体への加圧力をS(N)、前記接触
帯電部材の硬度をR(°)、前記接触帯電部材の表面滑
り係数をHとしたとき、 F=tanθ×S×R×H で表される前記接触帯電部材の寄り力指数Fが0.8<
F<9.4の範囲に設定される、 ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. A rotatable image carrier, and a rotatable contact charging member which is brought into contact with said image carrier at a predetermined pressure by a pressing means and charges said image carrier by applying a charging bias. At least the image forming apparatus is detachable from the image forming apparatus, and the rotation axis of the contact charging member contacts the rotation axis of the image carrier at a predetermined crossing angle, and the contact charging member is attached to the image carrier. A process in which the contact charging member is brought into contact with the image carrier in a state in which the contact charging member exerts a biasing force in one direction of its rotation axis by a force generated by the crossing angle at the time of rotation. In the cartridge, the crossing angle is θ (°), the pressing force of the contact charging unit to the image carrier by the pressing unit is S (N), the hardness of the contact charging member is R (°), When the surface slip factor of the charging member was H, F = tanθ × S × deviation force index F of the contact charging member represented by R × H 0.8 <
A process cartridge wherein F <9.4 is set.
【請求項5】 前記接触帯電部材は、導電性の支持体の
表面に導電性の弾性層を有し、更にその外周面に薄層の
抵抗層が接着部材を介さずに被覆されている、 ことを特徴とする請求項4に記載のプロセスカートリッ
ジ。
5. The contact charging member has a conductive elastic layer on the surface of a conductive support, and further has an outer peripheral surface covered with a thin resistive layer without an interposition of an adhesive member. The process cartridge according to claim 4, wherein:
【請求項6】 前記交差角θは、0<θ<5°の範囲に
設定される、 ことを特徴とする請求項4に記載のプロセスカートリッ
ジ。
6. The process cartridge according to claim 4, wherein the intersection angle θ is set in a range of 0 <θ <5 °.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63208880A (en) * 1987-02-26 1988-08-30 Canon Inc Electric charger
JPH04213474A (en) * 1990-12-07 1992-08-04 Canon Inc Electrifier
JPH10301365A (en) * 1997-04-30 1998-11-13 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd Roller and its manufacture

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208880A (en) * 1987-02-26 1988-08-30 Canon Inc Electric charger
JPH04213474A (en) * 1990-12-07 1992-08-04 Canon Inc Electrifier
JPH10301365A (en) * 1997-04-30 1998-11-13 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd Roller and its manufacture

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