JP2008076602A - Electrifying roller - Google Patents

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Yasuo Kamoshita
康夫 鴨下
Tadahiro Tsubaki
忠洋 椿
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Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Co Ltd
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrifying roller which can obtain a uniform electrifying property over a long period of time while being a roller type with light-weight and flexible two-layered structure and by which white dots or black dots are not caused even when a half tone image is printed. <P>SOLUTION: The electrifying roller 16 is provided with: a first conductive elastic layer 54 supported on a metal core 53 in a center; and a second conductive elastic layer 55 provided on the first conductive elastic layer 54. The first conductive elastic layer 54 is composed of a nitril-based foamed rubber and conductive carbon black. The second conductive elastic layer 55 is composed of epichlorohydrin-based rubber and the conductive carbon black and is provided with a surface treated layer subjected to surface treatment with a surface treatment liquid containing isocyanate on the surface. A relationship of "-0.30≤D2-D1≤-0.15" exists between an average outer diameter D1 (mm) of the first conductive elastic surface 54 and an average inner diameter D2 (mm) of the second conductive elastic layer 55. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、簡便軽量な二重構造のローラ型でありながらハーフトーン画像に起こり易い白点や黒点の発生要因となる放電を防止する帯電ローラに関する。   The present invention relates to a charging roller that prevents discharge that causes white spots and black spots that are likely to occur in a halftone image while being a simple and lightweight double roller type.

従来、感光体に形成したトナー像を用紙に転写して定着することにより用紙に文字や画像を形成する電子写真式のプリンタが知られている。通常、上記の感光体は、ドラム型であり、その周面上に露光ヘッドにより静電潜像を形成され、その静電潜像を現像器によってトナー像化され、そのトナー像を転写器によって用紙上に転写される。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic printer that forms characters and images on a sheet by transferring and fixing a toner image formed on a photoreceptor onto the sheet is known. Usually, the above photoreceptor is a drum type, and an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface by an exposure head, the electrostatic latent image is converted into a toner image by a developing device, and the toner image is transferred by a transfer device. Transferred onto paper.

上記の静電潜像の形成には、これに先立って帯電装置による初期化帯電が必ず行われる。この初期化帯電では、旧来は放電型の非接触帯電器やブラシ型の接触帯電器が用いられていたが、放電型は周囲の環境へ悪影響が及ぶこと、ブラシ型は均一な帯電が実現されにくいことでそれぞれ問題があり、現在ではほとんどローラ型の接触帯電器すなわち帯電ローラが用いられている。   Prior to this formation of the electrostatic latent image, initialization charging by a charging device is always performed. In this initialization charging, discharge-type non-contact chargers and brush-type contact chargers were used in the past, but the discharge type has an adverse effect on the surrounding environment, and the brush type achieves uniform charging. Each of them is problematic in that it is difficult, and at present, almost all roller-type contact chargers, that is, charging rollers, are used.

この帯電ローラを用いる方式では、ローラは、通常、軸金(芯金)に外嵌する導電性の厚いゴム層から成るゴムローラ型であるが、これでは高価であるので、ローラを安価に構成するために軸金に外嵌する導電性発泡体ローラの上に導電性のチューブを被せ、双方を両端部の非画像形成領域で接着剤により接着して構成した軽量で二重構造の帯電ローラを用いる方式が知られている。(例えば、特許文献1参照。)
一般に、帯電ローラに用いられる上記の導電性発泡体としては、ポリウレタン、シリコーンゴム、ニトリルゴム製などの導電性発泡体が用いられてきた。ただし、帯電ローラには、感光体ドラムへの非汚染性や、自身の導電性などの性能が要求されるため、導電性発泡体からなる弾性層の表面に、各種のコーティング層、表面処理層、又は被覆チューブ等による二重構造が採用されている。
In the method using this charging roller, the roller is usually a rubber roller type composed of a conductive thick rubber layer fitted on a shaft (core metal). However, since this is expensive, the roller is configured at low cost. For this purpose, a lightweight, double-structured charging roller constructed by covering a conductive foam roller that is externally fitted to a shaft with a conductive tube and bonding them together with an adhesive in the non-image forming areas at both ends. The method used is known. (For example, refer to Patent Document 1.)
Generally, as the conductive foam used for the charging roller, conductive foam made of polyurethane, silicone rubber, nitrile rubber or the like has been used. However, since the charging roller is required to have a non-contaminating property to the photosensitive drum and its own conductivity, various coating layers and surface treatment layers are formed on the surface of the elastic layer made of the conductive foam. Alternatively, a double structure using a coated tube or the like is employed.

また、上記の軽量二重構造の帯電ローラでは、帯電ローラの両端部を感光体ドラム側に付勢して帯電性を強化する場合、中央部よりも両端部に圧力がかかって中央部と両端部で帯電性にムラが生じることを解消するために、端部から画像形成領域まで所定範囲入り込んだ所まで接着剤を塗布して端部の電気抵抗性を高める方式が知られている。(例えば、特許文献2参照。)
また、これらの二重構造の形式の中には、放電音が小さく且つ帯電性に優れた帯電ローラとして、芯金上に、第1の導電性弾性層としてニトリル系ゴムからなる導電性発泡層を形成し、その上に、第2の導電性弾性層としてエピクロルヒドリン系ゴムからなる被覆層を形成した帯電ローラが提案されている。(例えば、特許文献3参照。)
特開平11−125956号公報(段落[0031]〜[0033]、図5) 特開2001−22251号公報(段落[0054]〜[0058]、図5) 特開2005−292600号公報([要約]、図1)
Further, in the above-described lightweight dual structure charging roller, when both ends of the charging roller are urged toward the photosensitive drum to enhance the charging property, pressure is applied to both ends rather than the center, and the center and both ends are charged. In order to eliminate the occurrence of unevenness in charging property at the portion, a method is known in which an adhesive is applied from the end portion to a predetermined range from the image forming region to increase the electrical resistance of the end portion. (For example, see Patent Document 2.)
Further, among these double structure types, a conductive foam layer made of nitrile rubber as a first conductive elastic layer on a core metal as a charging roller having a small discharge sound and excellent chargeability A charging roller has been proposed in which a coating layer made of epichlorohydrin rubber is formed as a second conductive elastic layer. (For example, refer to Patent Document 3.)
JP-A-11-125956 (paragraphs [0031] to [0033], FIG. 5) JP 2001-22251 (paragraphs [0054] to [0058], FIG. 5) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-292600 ([Summary], FIG. 1)

ところで、近年、上記のようなトナーを用いる電子写真式のプリンタは、当初の頃はA4判の用紙を横にした場合の印刷速度が13枚/秒程度であったものが種々の技術面の改良により29枚/秒の印刷速度が普通となり、当初の倍以上の印刷速度に高速化されてきている。   By the way, in recent years, electrophotographic printers using toner as described above have various technical aspects in which the printing speed was about 13 sheets / second when A4 size paper was laid down at the beginning. Due to the improvement, a printing speed of 29 sheets / second has become normal, and the printing speed has been increased to more than double the original printing speed.

ところが、このように印刷速度が高速化されると、厚いゴムの一層構造のゴムローラ型では何らの問題も生じないが、上述した特許文献1〜3のような導電性発泡体ローラと導電性チューブとの軽量二重構造のものでは、両端部のみの接着であるため、長期の使用で表層部の導電性チューブに捩れや皺が生じて均一な帯電性が得られなくなるという問題が発生する。   However, when the printing speed is increased in this way, there is no problem with the rubber roller type having a thick rubber single layer structure. However, the conductive foam roller and the conductive tube as described in Patent Documents 1 to 3 described above. In the case of the lightweight double structure, since only the both end portions are bonded, there arises a problem that even when used for a long time, the conductive tube on the surface layer portion is twisted or wrinkled and uniform chargeability cannot be obtained.

また、そればかりでなく、特許文献1〜3に開示されている帯電ローラを試作して実験してみると、ハーフトーン画像を印刷すると白点や黒点が発生する、という問題があることが判明した。   In addition, when the charging roller disclosed in Patent Documents 1 to 3 is prototyped and tested, it turns out that there is a problem that white spots and black spots are generated when a halftone image is printed. did.

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、軽量柔軟な二重構造のローラ型でありながら長期に亘って均一な帯電性が得られ且つハーフトーン画像を印刷しても白点も黒点も発生しない帯電ローラを提供することである。   In view of the above-described conventional situation, the object of the present invention is to obtain a uniform chargeability over a long period of time while being a lightweight and flexible dual structure roller type, and even when a halftone image is printed, both white spots and black spots are obtained. It is to provide a charging roller that does not occur.

本発明の帯電ローラは、中心の芯金上に支持された第1の導電性弾性層と、この第1の導電性弾性層上に設けられた第2の導電性弾性層とを備えた帯電ローラにおいて、上記第1の導電性弾性層は、ニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとからなり、上記第2の導電性弾性層は、エピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとからなるとともに、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、上記第1の導電性弾性層の平均外径をD1(mm)とし、上記第2の導電性弾性層の平均内径をD2(mm)として、「−0.30≦D2−D1≦−0.15」であるように構成される。   The charging roller of the present invention includes a first conductive elastic layer supported on a central core metal, and a second conductive elastic layer provided on the first conductive elastic layer. In the roller, the first conductive elastic layer is made of nitrile foam rubber and conductive carbon black, and the second conductive elastic layer is made of epichlorohydrin rubber and conductive carbon black. It has a surface treatment layer surface-treated with a surface treatment liquid containing isocyanate on the surface, the average outer diameter of the first conductive elastic layer is D1 (mm), and the average inner diameter of the second conductive elastic layer Where D2 (mm) is “−0.30 ≦ D2−D1 ≦ −0.15”.

本発明によれば、二重構造の帯電ローラの第1の導電性弾性層の外径を第2の導電性弾性層の内径よりも0.15〜0.30mm大きくして両端を接着し、第1の導電性弾性層と第2の導電性弾性層が単に位置ずれしないというだけでなく外径と内径の当接面全体が強固に密着するように構成するので、長期の使用でも表層部の導電性チューブに捩れや皺が発生せず、したがって、長期に亘って均一な帯電性が得られ且つハーフトーン画像を印刷しても白点も黒点も発生しない接触型帯電装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, the outer diameter of the first conductive elastic layer of the double-structured charging roller is made 0.15 to 0.30 mm larger than the inner diameter of the second conductive elastic layer, and both ends are bonded, Since the first conductive elastic layer and the second conductive elastic layer are not simply misaligned, but the entire contact surface of the outer diameter and the inner diameter is firmly adhered, the surface layer portion can be used even for long-term use. To provide a contact-type charging device in which no twisting or wrinkling occurs in the conductive tube, and thus uniform chargeability can be obtained over a long period of time and no white or black spots are generated even when a halftone image is printed. Is possible.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
図1は、一実施の形態における帯電ローラを備えた画像形成装置の内部構成を示す側断面図であり、例としてタンデム型のカラー画像形成装置を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side sectional view showing an internal configuration of an image forming apparatus provided with a charging roller in an embodiment, and shows a tandem type color image forming apparatus as an example.

同図に示すカラー画像形成装置1は、例えばデスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な程度の大きさの小型のカラー画像形成装置であり、本体基部2の前面(図の右方)に開閉給紙トレー3を備え、下部に用紙カセット4を着脱自在に備えている。用紙カセット4には多枚数の用紙Pが載置・収容されている。   A color image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a small color image forming apparatus that can be mounted on a desktop personal computer rack, for example, and is opened and closed on the front surface (right side of the figure) of the main body base 2. A paper feed tray 3 is provided, and a paper cassette 4 is detachably provided at the bottom. A large number of sheets P are placed and stored in the sheet cassette 4.

また上蓋5は、本体基部2の後部上面と共に排紙トレー6を形成しており、そこには上部排紙口7から排出される画像形成済みの用紙が積載される。本体基部2の上面には上蓋5の前方側方に、液晶表示装置、電源スイッチ、複数のデータ入力キー等からなる操作パネル9が配設されている。   The upper lid 5 forms a paper discharge tray 6 together with the upper surface of the rear part of the main body base 2, on which an image-formed paper discharged from the upper paper discharge port 7 is stacked. An operation panel 9 including a liquid crystal display device, a power switch, a plurality of data input keys and the like is disposed on the upper surface of the main body base 2 on the front side of the upper lid 5.

このカラー画像形成装置1の内部には、略中央に、用紙搬送ベルト(以下、単にベルトという)11が前後に偏平なループ状に配置されている。用紙搬送ベルト11は、その両端部を駆動ローラ12と従動ローラ13に保持されて、図の矢印Aで示す反時計回り方向に循環移動する。   Inside the color image forming apparatus 1, a paper transport belt (hereinafter simply referred to as a belt) 11 is arranged in a flat loop shape at the front and rear at substantially the center. The both ends of the sheet conveying belt 11 are held by the driving roller 12 and the driven roller 13 and circulate in a counterclockwise direction indicated by an arrow A in the drawing.

ベルト11の上循環部には、4個の感光体ドラム14(14a、14b、14c、14d)が用紙搬送方向(図の右から左方向)に多段式に並設されている。そして、各感光体ドラム14を夫々取り囲むようにして(以下、代表的に感光体ドラム14dの周囲装置についてのみ符号を付して示す)、クリーナ15、帯電ローラ16、書込ヘッド17、現像器18及び転写シート19が配置されている。   In the upper circulation portion of the belt 11, four photosensitive drums 14 (14a, 14b, 14c, and 14d) are arranged in a multistage manner in the paper transport direction (from the right to the left in the drawing). Then, each of the photosensitive drums 14 is surrounded (hereinafter, only the peripheral devices around the photosensitive drum 14d are represented by reference numerals), and the cleaner 15, the charging roller 16, the writing head 17, and the developing device. 18 and a transfer sheet 19 are arranged.

感光体ドラム14aに対応する現像器18から感光体ドラム14dに対応する現像器18まで、各現像器18には、減法混色の三原色であるM(マゼンタ:赤色染料)、C(シアン:緑味のある青色)及びY(イエロー:黄色)の各色トナーと、文字や画像の黒色部分等の印字に専用されるK(ブラック:黒)トナーが夫々収容されている。   From the developing device 18 corresponding to the photosensitive drum 14a to the developing device 18 corresponding to the photosensitive drum 14d, each developing device 18 has M (magenta: red dye) and C (cyan: greenish) which are three primary colors of subtractive color mixing. Blue (with blue) and Y (yellow: yellow) toners, and K (black: black) toner dedicated to printing of black portions of characters and images are accommodated.

上記4個の書込ヘッド17は、支持部材21を介して上蓋5に支持されている。転写シート19は、ベルトユニットに所属する部材として配置されている。また、詳しくは後述するが、上記の感光体ドラム14、クリーナ15、及び帯電ローラ16はドラム副ユニットを構成し、現像器18は内部に諸部材を備えて現像副ユニットを構成している。そして、これらの両副ユニットが合体して画像形成ユニットを構成している。   The four write heads 17 are supported by the upper lid 5 via support members 21. The transfer sheet 19 is disposed as a member belonging to the belt unit. As will be described in detail later, the photosensitive drum 14, the cleaner 15, and the charging roller 16 constitute a drum sub unit, and the developing unit 18 includes members inside to constitute a developing sub unit. These sub units are combined to form an image forming unit.

ベルト11は、下循環部の下流側裏面に押接するテンションローラ22によって図の矢印Bで示す下方に常に付勢されて適度の張力を保っている。ベルト11の上循環部の上流側端部には、吸着ローラ23が圧接して、ここに用紙搬入部を形成している。   The belt 11 is always urged downward as indicated by an arrow B in the figure by a tension roller 22 that presses against the downstream side rear surface of the lower circulation portion, and maintains an appropriate tension. A suction roller 23 is pressed against the upstream end of the upper circulation portion of the belt 11 to form a paper carry-in portion.

ベルト11より搬送方向上流側には、待機ローラ対24、その下方に給紙案内路25、その下端部に給送ローラ対26が配設される。その給送ローラ対26の下方に、用紙カセット4の給紙端が位置しており、この給紙端上方に給紙コロ27が配設されている。   A standby roller pair 24 is disposed upstream of the belt 11 in the conveying direction, a paper feed guide path 25 is disposed below the standby roller pair 24, and a feed roller pair 26 is disposed at the lower end thereof. A paper feed end of the paper cassette 4 is positioned below the pair of feed rollers 26, and a paper feed roller 27 is disposed above the paper feed end.

一方、ベルト11の用紙搬送方向下流(図の左方)には、断熱性の匡体内に組み付けられた圧接ローラ、発熱ローラ、分離爪、周面清掃器、オイル塗布ローラ、温度測定器等から成る定着器28が設けられる。   On the other hand, on the downstream side of the belt 11 in the sheet conveyance direction (left side in the figure), from a pressure roller, a heat roller, a separation claw, a peripheral surface cleaner, an oil application roller, a temperature measuring device and the like assembled in a heat insulating casing. A fixing device 28 is provided.

定着器28の後方には搬出ローラ対29が配置され、それより上方に用紙排紙路31が形成され、用紙排紙路31の終端は排紙トレー6の後部上方に開口して、そこには排紙ローラ対32が配置されている。   A pair of carry-out rollers 29 is disposed behind the fixing device 28, and a paper discharge path 31 is formed above the pair of discharge rollers 28. The end of the paper discharge path 31 opens above the rear of the discharge tray 6 and is there. A paper discharge roller pair 32 is arranged.

また、ベルト11と用紙カセット4の間には適宜の回路基盤を装着した電装部33が配設され、その回路基盤には複数の電子部品からなる制御装置が搭載されている。制御装置は、特には図示しないがコントローラ部とエンジン部からなる。   In addition, an electrical component 33 having an appropriate circuit board mounted thereon is disposed between the belt 11 and the paper cassette 4, and a control device composed of a plurality of electronic components is mounted on the circuit board. The control device includes a controller unit and an engine unit (not shown).

コントローラ部は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(読出し専用メモリ)、EEPROM(再書込み可能な読出し用メモリ)、フレームメモリ、イメージデータ転送回路等からなり、ホストコンピュータ等から入力される印刷データを解析し、印字用データを作成してエンジン部に転送する。   The controller unit comprises a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Rewritable Read Memory), Frame Memory, Image Data Transfer Circuit, etc., and print data input from a host computer etc. Is analyzed, print data is created and transferred to the engine unit.

エンジン部は、CPUやROM等を備え、入力側にはコントローラ部からのデータや指令信号、不図示の温度センサの出力、用紙検知センサの出力等が入力し、出力側には不図示のモータを駆動するモータドライバ、そのモータの駆動を各部に伝達する駆動系を切り替えるクラッチドライバ、書込みヘッド17を上記印字用データに基づいて駆動する印字ドライバ、帯電ローラ16、転写シート19、後述する現像ローラ等に所定のバイアス電流を供給するバイアス電源ドライバ等が接続されている。   The engine unit includes a CPU, a ROM, and the like. Data and command signals from the controller unit, an output of a temperature sensor (not shown), an output of a paper detection sensor, etc. are input to the input side, and a motor (not shown) is input to the output side. A motor driver that drives the motor, a clutch driver that switches a drive system that transmits the drive of the motor to each part, a print driver that drives the write head 17 based on the print data, a charging roller 16, a transfer sheet 19, and a developing roller that will be described later Are connected to a bias power supply driver for supplying a predetermined bias current.

エンジン部はコントローラ部からのデータや指令信号、各種のセンサの出力等に基づいて各部を駆動制御する。
図2(a) は、上述の画像形成ユニットのみを取り出して示す外観斜視図であり、同図(b) は、その内部構成を示す側断面図である。尚、同図(a),(b) には図1に示した部分と同一部分には図1と同一の番号を付与して示している。
The engine unit drives and controls each unit based on data and command signals from the controller unit, outputs from various sensors, and the like.
FIG. 2A is an external perspective view showing only the above-described image forming unit, and FIG. 2B is a side sectional view showing the internal configuration thereof. In FIGS. 4A and 4B, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

図2(a),(b) に示すように、画像形成ユニット35は、現像副ユニット18とドラム副ユニット36とが一体に組み付けられて構成される。一方のドラム副ユニット36は、図1にも示した感光体ドラム14、クリーナ15、帯電ローラ16を備え、更にドラムカバー37を前後(図2(b) の左右)に移動自在に備え、クリーニング部の内部に廃トナー送出パイプ38を備えている。   As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the image forming unit 35 is constructed by assembling the developing sub unit 18 and the drum sub unit 36 integrally. One drum sub-unit 36 includes the photosensitive drum 14, the cleaner 15, and the charging roller 16 shown in FIG. 1, and further includes a drum cover 37 movably back and forth (left and right in FIG. 2B). A waste toner delivery pipe 38 is provided inside the unit.

上蓋5(図2参照)の閉成に伴われて、書込ヘッド17が図2(b) の矢印Cで示すように円弧状の軌跡を描いて降下し、その先端部(露光部)が、ドラムユニット36の匡体上部において感光体ドラム14の軸方向に沿って形成されている長溝孔39(図2(a) 参照)に嵌入して位置決めされる。   As the upper lid 5 (see FIG. 2) is closed, the writing head 17 descends along an arcuate locus as shown by an arrow C in FIG. The upper portion of the drum unit 36 is positioned by being fitted into a long slot 39 (see FIG. 2A) formed along the axial direction of the photosensitive drum 14.

他方の現像ユニット18は、ドラム副ユニット36を支持する支持部41(41a、41b)と、現像剤(トナー)40を収容する現像ケーシング42と、この現像ケーシング42の開口部から周面の一部を露出させた現像ローラ43とを備え、更に現像ケーシング42の内部には、トナー40に埋没するようにしてトナー撹拌部材44、トナー供給ローラ45、ドクターブレード46、掬いシート47等を備えている。また、上部には、廃トナー受入パイプ48が配設され、この廃トナー受入パイプ48には廃トナーを収容する回収袋49が取り付けられている。   The other developing unit 18 includes a support portion 41 (41a, 41b) that supports the drum sub unit 36, a developing casing 42 that contains developer (toner) 40, and an opening portion of the developing casing 42 that has a circumferential surface. A developing roller 43 with an exposed portion, and a toner stirring member 44, a toner supply roller 45, a doctor blade 46, a scooping sheet 47 and the like so as to be buried in the toner 40 inside the developing casing 42. Yes. In addition, a waste toner receiving pipe 48 is disposed at the upper portion, and a collection bag 49 for storing the waste toner is attached to the waste toner receiving pipe 48.

この現像副ユニット18の一方の支持部41aには軸受け孔51(図2(a) 参照)が形成され、他方の支持部41bには上から切り欠くように形成された図では定かに見えないが軸受け溝が設けられている。その上開口部近傍に固定レバー52が上下に略90度回動可能に取り付けられている。   A bearing hole 51 (see FIG. 2 (a)) is formed in one support portion 41a of the developing sub unit 18, and the other support portion 41b is not clearly visible in the figure formed by cutting out from above. Is provided with a bearing groove. In addition, a fixing lever 52 is attached in the vicinity of the opening so as to be rotatable about 90 degrees up and down.

現像副ユニット18の支持部41aの側面からは、現像ローラ43の支持軸43−1の一方の端部が突出し、軸受け孔51から感光体ドラム14の支持軸14−1の一方の端部が突出している。   One end portion of the support shaft 43-1 of the developing roller 43 protrudes from the side surface of the support portion 41a of the developing sub unit 18, and one end portion of the support shaft 14-1 of the photosensitive drum 14 extends from the bearing hole 51. It protrudes.

また支持部41bの図2(a) では見えない側面には、現像ローラ43の支持軸43−1の他端が突出し、上記の軸受け溝からは感光体ドラム14の支持軸14−1の他端が突出している。   Further, the other end of the support shaft 43-1 of the developing roller 43 protrudes from the side surface of the support portion 41b that cannot be seen in FIG. 2A, and other than the support shaft 14-1 of the photosensitive drum 14 from the bearing groove. The end is protruding.

上記の現像副ユニット18とドラム副ユニット36が一体に組み付けられ図2(a),(b) に示すように画像形成ユニット35として完成したとき、廃トナー送出パイプ38と廃トナー受入パイプ48が、不図示の搬送パイプによって連結される。   When the developing sub unit 18 and the drum sub unit 36 are assembled together and completed as the image forming unit 35 as shown in FIGS. 2A and 2B, the waste toner sending pipe 38 and the waste toner receiving pipe 48 are formed. Are connected by a transport pipe (not shown).

続いて上記構成のタンデム型カラー画像形成装置1の動作を、上述した図1及び図2(b) を再び参照しながら説明する。先ず、図1に示す装置本体1に電源が投入され、使用する用紙の紙質、枚数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力されると印字(印刷)が開始される。   Next, the operation of the tandem color image forming apparatus 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIG. 1 and FIG. First, power is turned on to the apparatus main body 1 shown in FIG. 1, and printing (printing) is performed when the paper quality, number of sheets to be used, print mode, and other specifications are input as a key input or a signal from a connected host device. Be started.

給紙コロ27が用紙カセット4に載置収容されている用紙Pを一枚取り出し、給送ローラ対26、給紙案内路25を介して待機ローラ対24へ給送する。待機ローラ対24は回転を一時停止して、その挟持部に用紙Pの先端を当接させて用紙の進行を制止すると共に斜行を矯正し、搬送タイミングを待機する。   A sheet feeding roller 27 takes out one sheet of paper P placed and accommodated in the sheet cassette 4 and feeds the sheet P to the standby roller pair 24 through the feeding roller pair 26 and the sheet feeding guide path 25. The standby roller pair 24 temporarily stops its rotation, the front end of the paper P is brought into contact with the holding portion to stop the paper advance, the skew is corrected, and the conveyance timing is waited.

駆動ローラ12が反時計回り方向に回転し、従動ローラ13が従動して同じく反時計回り方向に回転する。これによりベルト11は、上循環部が4個の感光体ドラム14に当接して全体が反時計回り方向へ循環移動する。   The driving roller 12 rotates in the counterclockwise direction, and the driven roller 13 is driven to rotate in the same counterclockwise direction. As a result, the belt 11 is circulated and moved counterclockwise as a whole by the upper circulation portion coming into contact with the four photosensitive drums 14.

これと共に感光体ドラム14を中心に配置された諸装置が印字タイミングに合わせて順次駆動される。感光体ドラム14は時計回り方向に回転し、帯電ローラ16は、感光体ドラム14周面に一様な高マイナス電荷を付与して電位を初期化する。   At the same time, various devices arranged around the photosensitive drum 14 are sequentially driven in accordance with the printing timing. The photosensitive drum 14 rotates in the clockwise direction, and the charging roller 16 applies a uniform high negative charge to the circumferential surface of the photosensitive drum 14 to initialize the potential.

書込ヘッド17は、その感光体ドラム14周面に画像信号に応じて露光を行って電位を減衰させる。これにより、上記初期化による高マイナス電位部と、露光によって減衰した低マイナス電位部からなる静電潜像が、感光体ドラム14周面に形成される。   The writing head 17 exposes the peripheral surface of the photosensitive drum 14 in accordance with the image signal to attenuate the potential. As a result, an electrostatic latent image is formed on the circumferential surface of the photosensitive drum 14 from the high negative potential portion by the initialization and the low negative potential portion attenuated by the exposure.

現像ローラ43は、その静電潜像の低電位部に現像ケーシング42のトナー40を転移させて感光体ドラム14周面上にトナー像を形成(反転現像)する。
最上流の感光体ドラム14a周面上のトナー像の先端が、ベルト11との対向部に回転搬送されてくるタイミングで、その対向部に用紙Pの印字開始位置が一致するように待機ローラ対24が回転を開始して用紙Pを用紙搬入部へ給送する。
The developing roller 43 transfers the toner 40 of the developing casing 42 to the low potential portion of the electrostatic latent image to form a toner image on the circumferential surface of the photosensitive drum 14 (reverse development).
When the leading edge of the toner image on the peripheral surface of the most upstream photosensitive drum 14a is rotated and conveyed to the portion facing the belt 11, the standby roller pair is set so that the printing start position of the paper P coincides with the opposite portion. 24 starts to rotate and feeds the paper P to the paper carry-in section.

従動ローラ13と吸着ローラ23は、給送された用紙Pをベルト11と共に挟持して搬送する。用紙Pは、ベルト11に吸着され、感光体ドラム14aと転写シート19により形成されている最初の転写部へ搬送される。   The driven roller 13 and the suction roller 23 sandwich the conveyed paper P together with the belt 11 and convey it. The sheet P is attracted to the belt 11 and conveyed to the first transfer portion formed by the photosensitive drum 14 a and the transfer sheet 19.

転写シート19は、不図示の転写バイアス電源から出力される転写電流(又は転写電圧)をベルト11を介して用紙Pに印加する。これにより、感光体ドラム14a上のM(マゼンタ)トナー像が用紙Pに転写される。   The transfer sheet 19 applies a transfer current (or transfer voltage) output from a transfer bias power source (not shown) to the paper P via the belt 11. As a result, the M (magenta) toner image on the photosensitive drum 14 a is transferred to the paper P.

続いて、感光体ドラム14bと転写シート19により形成されている上流から2番目の転写部においてC(シアン)トナー像が転写され、更に感光体ドラム14cと転写シート19により形成されている上流から3番目の転写部でY(イエロー)トナー像が転写される。   Subsequently, the C (cyan) toner image is transferred at the second transfer portion from the upstream formed by the photosensitive drum 14 b and the transfer sheet 19, and further from the upstream formed by the photosensitive drum 14 c and the transfer sheet 19. A Y (yellow) toner image is transferred at the third transfer portion.

更に、感光体ドラム14dと転写シート19により形成されている最下流の転写部でK(ブラック)トナー像が転写されて、4色のトナー像が用紙P上に順次塗り重ねられる。
このようにして4色のトナー像を転写された用紙Pは、ベルト11から分離されて定着器28に搬入される。定着器28は熱と圧力とにより、トナー像を用紙Pに定着させる。この画像定着後、用紙Pは搬出ローラ対29により、用紙排紙路31、及び排紙ローラ対32を介して排紙トレー6上にトナー像を下にして排出される。
Further, the K (black) toner image is transferred at the most downstream transfer portion formed by the photosensitive drum 14 d and the transfer sheet 19, and the four color toner images are sequentially overlaid on the paper P.
The paper P onto which the four color toner images have been transferred in this way is separated from the belt 11 and carried into the fixing device 28. The fixing device 28 fixes the toner image on the paper P by heat and pressure. After the image fixing, the paper P is discharged by the carry-out roller pair 29 via the paper discharge path 31 and the discharge roller pair 32 onto the paper discharge tray 6 with the toner image facing down.

図3(a) は、上記のように動作する本例のカラー画像形成装置1における帯電ローラ16と感光体ドラム14の配置関係を示す正面図であり、同図(b) は、帯電ローラ16の直径方向の断面図である。   FIG. 3A is a front view showing the positional relationship between the charging roller 16 and the photosensitive drum 14 in the color image forming apparatus 1 of the present example that operates as described above, and FIG. It is sectional drawing of the diameter direction of these.

同図(a),(b) に示す本例の帯電ローラ16は、中心の芯金53上に支持された第1の導電性弾性層54と、この第1の導電性弾性層54上に設けられた第2の導電性弾性層55とで構成されている。   The charging roller 16 of this example shown in FIGS. 4A and 4B includes a first conductive elastic layer 54 supported on a central core metal 53, and on the first conductive elastic layer 54. The second conductive elastic layer 55 is provided.

第1の導電性弾性層54は、ニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとで構成されている。また、第2の導電性弾性層55は、エピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとで構成され、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を形成されている。   The first conductive elastic layer 54 is composed of nitrile foam rubber and conductive carbon black. Further, the second conductive elastic layer 55 is composed of epichlorohydrin rubber and conductive carbon black, and a surface treatment layer is formed on the surface thereof by a surface treatment liquid containing isocyanate.

これらの第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55との間には、第1の導電性弾性層54の平均外径をd(mm)とし、第2の導電性弾性層55の平均内径をD(mm)としたとき、「−0.30≦D−d≦−0.15」であるような関係を有している。   Between the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55, the average outer diameter of the first conductive elastic layer 54 is d (mm), and the second conductive elastic layer is used. When the average inner diameter of the layer 55 is D (mm), the relationship is “−0.30 ≦ D−d ≦ −0.15”.

換言すれば、本例の二重構造の帯電ローラ16は、第1の導電性弾性層54の外径のほうが、第2の導電性弾性層55の内径よりも、0.15〜0.30mm大きく形成されている。   In other words, in the charging roller 16 having the double structure of this example, the outer diameter of the first conductive elastic layer 54 is 0.15 to 0.30 mm than the inner diameter of the second conductive elastic layer 55. Largely formed.

この理由を以下に説明する。
先ず、実施例1として、以下の方法で第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55を作成する。
The reason for this will be described below.
First, as Example 1, a first conductive elastic layer 54 and a second conductive elastic layer 55 are formed by the following method.

先ず、ニトリル量33%の中高ニトリル系ゴム(ムーニー粘度:ML1+4 (100℃):30)を100質量部、亜鉛華を5質量部、ステアリン酸を1質量部、導電性カーボン(トーカブラック#5500:東海カーボン社製)を25質量部、DOP30を質量部、加硫材(硫黄)を1質量部、及び加硫助剤を3.5質量部を用意する。   First, 100 parts by mass of a medium to high nitrile rubber (Mooney viscosity: ML1 + 4 (100 ° C.): 30) of 33% nitrile, 5 parts by mass of zinc white, 1 part by mass of stearic acid, conductive carbon (Toka Black) # 5500: manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., 25 parts by mass, DOP30 by mass, 1 part by mass of vulcanized material (sulfur), and 3.5 parts by mass of vulcanization aid are prepared.

次に、これらに、発泡剤(ADCAセルマイクCAP:三協化成製)、発泡助剤3質量部をそれぞれ添加し、ロールミキサーで混練りして作成したゴム状物質(発泡前の第一の導電層)を、外径6mmの芯金53上に、厚さ1mmで押出しにより予備成形する。   Next, a foaming agent (ADCA cell microphone CAP: manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.) and 3 parts by mass of a foaming aid are added to each of these and kneaded with a roll mixer (first conductive material before foaming). The layer) is preformed by extrusion onto a core bar 53 having an outer diameter of 6 mm with a thickness of 1 mm.

この後、電気炉で150℃で1時間加熱して上記発泡前の第1の導電性弾性層を発泡させ、外径D1が8.9mmになるように研磨加工し、発泡した第1の導電性弾性層54を作成する。   Thereafter, the first conductive elastic layer before foaming is foamed by heating in an electric furnace at 150 ° C. for 1 hour, polished so that the outer diameter D1 becomes 8.9 mm, and foamed first conductive The elastic elastic layer 54 is created.

続いて、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を100質量部に、導電性カーボンブラック(トーカブラック#4500:東海カーボン社製)を20質量部、亜鉛華を5質量部、ステアリン酸を2質量部、及び加硫剤を1.5質量部をそれぞれ添加し、ロールミキサーで混練りして、これをインジェクション成形後、170℃×30分で加硫を行い、厚さ0.7mm、内径D2が8.7mmのゴムスリーブを形成する。   Subsequently, 100 parts by mass of epichlorohydrin rubber (ECO), 20 parts by mass of conductive carbon black (Toka Black # 4500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), 5 parts by mass of zinc white, 2 parts by mass of stearic acid, and additive Add 1.5 parts by mass of the vulcanizing agent, knead with a roll mixer, and after injection molding, vulcanize at 170 ° C. for 30 minutes, thickness 0.7 mm, inner diameter D2 is 8.7 mm A rubber sleeve is formed.

更に、酢酸エチル100質量部、イソシアネート化合物(MDI)20質量部、アセチレンブラック(電気化学社製)4質量部、及びアクリルシリコーンポリマー(モデイパーサFS700:日本油脂社製)2質量部を、ボールミルで3時間分散混合して表面処理液を作成する。   Further, 100 parts by mass of ethyl acetate, 20 parts by mass of isocyanate compound (MDI), 4 parts by mass of acetylene black (manufactured by Denki Kagaku), and 2 parts by mass of acrylic silicone polymer (Modipasa FS700: manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) A surface treatment liquid is prepared by time dispersion mixing.

この表面処理液中に、上記のゴムスリーブを、23℃で60秒間浸漬した後、120℃のオーブンで1時間加熱して、ゴムスリーブに表面処理層を形成して、第2の導電性弾性層55を作成する。   The rubber sleeve is immersed in the surface treatment solution at 23 ° C. for 60 seconds, and then heated in an oven at 120 ° C. for 1 hour to form a surface treatment layer on the rubber sleeve, so that the second conductive elasticity Layer 55 is created.

このようにして作成した第1の導電性弾性層54に第2の導電性弾性層55を被覆した後、両端部から2mmまで、第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55の間にウレタン系のホットメルト接着剤をデイスペンサで塗布して両端部を接着し、帯電ローラ16(実施例1の帯電ローラ16a)を作成した。   After covering the first conductive elastic layer 54 thus formed with the second conductive elastic layer 55, the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer are formed from both ends to 2 mm. Between 55, a urethane-based hot melt adhesive was applied with a dispenser, and both ends thereof were adhered to form a charging roller 16 (charging roller 16a of Example 1).

この帯電ローラ16aにおいて、第1の導電性弾性層54の外径D1と、第2の導電性弾性層55の内径D2との間には、「D2−D1=8.7−8.9=−0.2(mm)」の関係がある。   In the charging roller 16a, a distance between the outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 and the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55 is “D2−D1 = 8.7−8.9 = -0.2 (mm) ".

上記の方法で作製した帯電ローラ16aを、市販のカラープリンタ(N5300:カシオ計算機社製)の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。   When the charging roller 16a produced by the above method was attached to a charging roller portion of a commercially available color printer (N5300: manufactured by Casio Computer Co., Ltd.), and a halftone image was printed and evaluated, a good image was obtained.

次に、実施例2として、以下の方法で第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55を作成した。
第1の導電性弾性層54を発泡させた後、外径D1が8.85mmになるように研磨したこと以外は、実施例1と同様の方法で帯電ローラ16(実施例2の帯電ローラ16b)を作製した。
Next, as Example 2, a first conductive elastic layer 54 and a second conductive elastic layer 55 were formed by the following method.
The charging roller 16 (the charging roller 16b of Example 2) is the same as that of Example 1 except that the first conductive elastic layer 54 is foamed and then polished so that the outer diameter D1 is 8.85 mm. ) Was produced.

この帯電ローラ16bにおいて、第1の導電性弾性層54の外径D1と、第2の導電性弾性層55の内径D2との間には、「D2−D1=8.7−8.85=−0.15(mm)」の関係がある。   In the charging roller 16b, the distance between the outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 and the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55 is "D2-D1 = 8.7-8.85 = -0.15 (mm) ".

上記の方法で作製した帯電ローラ16bを、市販のカラープリンタ(N5300:カシオ計算機社製)の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。   When the charging roller 16b produced by the above method was attached to a charging roller portion of a commercially available color printer (N5300: manufactured by Casio Computer Co., Ltd.), and a halftone image was printed and evaluated, a good image was obtained.

更に、実施例3として、以下の方法で第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55を作成した。
第1の導電性弾性層54を発泡させた後、外径D1が9.00mmになるように研磨したこと以外は、実施例1と同様の方法で帯電ローラ16(実施例3の帯電ローラ16c)を作製した。
Furthermore, as Example 3, the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 were formed by the following method.
The charging roller 16 (the charging roller 16c of Example 3) was used in the same manner as in Example 1 except that the first conductive elastic layer 54 was foamed and then polished so that the outer diameter D1 was 9.00 mm. ) Was produced.

この帯電ローラ16cにおいて、第1の導電性弾性層54の外径D1と、第2の導電性弾性層55の内径D2との間には、「D2−D1=8.7−9.00=−0.3(mm)」の関係がある。   In the charging roller 16 c, a distance between the outer diameter D 1 of the first conductive elastic layer 54 and the inner diameter D 2 of the second conductive elastic layer 55 is “D2−D1 = 8.7−9.00 = -0.3 (mm) ".

上記の方法で作製した帯電ローラ16cを、市販のカラープリンタ(N5300:カシオ計算機社製)の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、良好な画像が得られた。   When the charging roller 16c produced by the above method was attached to a charging roller portion of a commercially available color printer (N5300: manufactured by Casio Computer Co., Ltd.) and evaluated by printing a halftone image, a good image was obtained.

また、比較例1として、以下の方法で第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55を作成した。
第1の導電性弾性層54を発泡させた後、外径D1が8.80mmになるように研磨したこと以外は、実施例1と同様の方法で帯電ローラ16(比較例1の帯電ローラ16x)を作製した。
Further, as Comparative Example 1, a first conductive elastic layer 54 and a second conductive elastic layer 55 were formed by the following method.
The charging roller 16 (the charging roller 16x of Comparative Example 1) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the first conductive elastic layer 54 was foamed and then polished so that the outer diameter D1 was 8.80 mm. ) Was produced.

この帯電ローラ16xにおいて、第1の導電性弾性層54の外径D1と、第2の導電性弾性層55の内径D2との間には、「D2−D1=8.7−8.80=−0.1(mm)」の関係がある。   In the charging roller 16x, a distance between the outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 and the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55 is "D2-D1 = 8.7-8.80 = -0.1 (mm) ".

上記の方法で作製した帯電ローラ16xを、市販のカラープリンタ(N5300:カシオ計算機社製)の帯電ローラ部に取り付けて、ハーフトーン画像を印刷して評価したところ、ハーフトーン画像全面に白点と黒点が発生して、ハーフトーン画像としては不適であった。   When the charging roller 16x produced by the above method is attached to a charging roller portion of a commercially available color printer (N5300: manufactured by Casio Computer Co., Ltd.), and a halftone image is printed and evaluated, white dots are formed on the entire surface of the halftone image. A black spot was generated, which was not suitable as a halftone image.

以上を総合すると、実施例1〜実施例3では、帯電ローラ16(16a、16b、16c)の第1の導電性弾性層54の平均外径D1と第2の導電性弾性層55の内径D2との間には「−0.15≦D2−D1≦−0.3」の関係があるように、両層が形成されている。   In summary, in the first to third embodiments, the average outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 and the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55 of the charging roller 16 (16a, 16b, 16c). Both layers are formed so that there is a relationship of “−0.15 ≦ D2−D1 ≦ −0.3”.

すなわち、第1の導電性弾性層54の外径D1が、第2の導電性弾性層55の内径D2よりも、0.15mm以上太く形成されている。
したがって、第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55が、両端でホットメルト接着剤により接着され他の部分では接着されていないにもかかわらず、実質的に第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55が圧着されて全体的に良く密着している。
That is, the outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 is formed to be greater than the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55 by 0.15 mm or more.
Therefore, although the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 are bonded to each other by the hot-melt adhesive and not bonded to the other portions, the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 are substantially not bonded to each other. The elastic elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 are pressure-bonded and are in good contact with each other.

このように第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55が圧着で密着しており、上述した表面処理の作用も加わって、電圧印加時に、第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55との間での異常放電が防止される。   As described above, the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 are in close contact with each other by pressure bonding, and the surface treatment is added to the first conductive elastic layer 54 when a voltage is applied. And an abnormal discharge between the second conductive elastic layer 55 and the second conductive elastic layer 55 are prevented.

これにより、帯電ローラ16による感光体ドラム14の初期化帯電において、感光体ドラム14上の帯電ムラがなくなり、結果として白点や黒点が発生しない良好なハーフトーン画像が得られる。   As a result, in the initialization charging of the photosensitive drum 14 by the charging roller 16, charging unevenness on the photosensitive drum 14 is eliminated, and as a result, a good halftone image in which no white spot or black spot occurs is obtained.

尚、第1の導電性弾性層54の外径D1が、第2の導電性弾性層55の内径D2よりも0.4mm以上太いと、第1の導電性弾性層54が第2の導電性弾性層55に挿入し難くなるので実用的でない。   If the outer diameter D1 of the first conductive elastic layer 54 is 0.4 mm or more larger than the inner diameter D2 of the second conductive elastic layer 55, the first conductive elastic layer 54 has the second conductive property. Since it becomes difficult to insert into the elastic layer 55, it is not practical.

また、本例では、帯電ローラ16に直流と交流の重畳電圧を印加している。具体的には上述した第1の導電性弾性層54の電気抵抗を9×10^5Ω以下とし、第2の導電性弾性層55の表面電気抵抗を1×10^5Ω/□と9×10^5Ω/□の範囲とし、全体の製品硬度ASKER−F90°以下として、重畳バイアス電圧DC−600(V)及びAC1650(Vp−p)/1.3KHzを帯電ローラ16に印加している。   In this example, a superimposed voltage of direct current and alternating current is applied to the charging roller 16. Specifically, the electric resistance of the first conductive elastic layer 54 described above is 9 × 10 5 Ω or less, and the surface electric resistance of the second conductive elastic layer 55 is 1 × 10 5 Ω / □ and 9 × 10. The superposed bias voltage DC-600 (V) and AC1650 (Vp-p) /1.3 KHz are applied to the charging roller 16 with a range of ^ 5Ω / □ and an overall product hardness ASKER-F of 90 ° or less.

これにより、例えば、感光体ドラム14からのトナーが帯電ローラ16に付着して、帯電ローラ16の電気抵抗地に約4倍程度の抵抗値ムラが生じても、十分な余裕をもって均一な帯電性を確保することができることが実験の結果判明している。   Thereby, for example, even if the toner from the photosensitive drum 14 adheres to the charging roller 16 and the electric resistance ground of the charging roller 16 has a resistance value unevenness of about four times, the uniform charging property with a sufficient margin is ensured. As a result of experiments, it has been proved that it can be ensured.

ここで、第1の導電性弾性層54について説明する。
上述したように、帯電ローラ16の芯金53上に設けられた第1の導電性弾性層54は、ニトリル系ゴムと導電性カーボンブラックを含有し、かつ発泡されたニトリル系発泡体からなっている。
Here, the first conductive elastic layer 54 will be described.
As described above, the first conductive elastic layer 54 provided on the core metal 53 of the charging roller 16 includes a nitrile rubber and a conductive carbon black, and is made of a foamed nitrile foam. Yes.

この構成で、所定の導電性を満たすためには、第1の導電性弾性層54に導電性カーボンブラックを添加する必要があるが、導電性カーボンブラックを添加しすぎると、硬度が高くなり、第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55との間の圧着に偏りが生じることになる。   In this configuration, in order to satisfy the predetermined conductivity, it is necessary to add conductive carbon black to the first conductive elastic layer 54, but if too much conductive carbon black is added, the hardness increases, There is a bias in the pressure bonding between the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55.

一方、低硬度にするために、可塑剤を添加すると、可塑剤が帯電ローラ16の外表面に移行して、当接した感光体ドラム14を汚染する心配がある。
このため、第1の導電性弾性層54のニトリル系発泡ゴムとして、特に中高ニトリル又は高ニトリル系ゴムを用いると、ニトリル系ゴムのガス低透過性のため高発泡とすることができ、高導電性でありかつ低汚染性、低高度の発泡体が実現できる。
On the other hand, when a plasticizer is added to reduce the hardness, the plasticizer may move to the outer surface of the charging roller 16 and contaminate the photosensitive drum 14 that is in contact therewith.
For this reason, when a medium-high nitrile or a high nitrile rubber is used as the nitrile foam rubber of the first conductive elastic layer 54, it can be highly foamed because of the low gas permeability of the nitrile rubber. , Low-fouling property and low-grade foam can be realized.

また、ニトリル系ゴムは発泡時に、ガスの低透過性が必要なため、ニトリル量が31%以上の中高ニトリル、高ニトリル又は極高ニトリル系ゴムであることが望ましい。
また、発泡のし易さの観点から低ムーニーの粘度のもの、例えばムーニー粘度がML1+4(100℃)が40以下のものを用いるのが好ましい。
Further, since the nitrile rubber needs to have low gas permeability at the time of foaming, it is preferably a medium / high nitrile, a high nitrile or an extremely high nitrile rubber having a nitrile amount of 31% or more.
From the viewpoint of easiness of foaming, it is preferable to use one having a low Mooney viscosity, for example, one having a Mooney viscosity of ML1 + 4 (100 ° C.) of 40 or less.

更に、帯電ローラ16としての特性を満たすために、第1の導電性弾性層54の電気抵抗値は、DC−100V印加時(芯金53に−100Vを印加し、帯電ローラ16表面層をアース電極に接触させる)の電気抵抗値で1×10^5Ω以下であることが必要なため、導電性付与剤として導電性カーボンブラックを添加する。例えばニトリル系ゴム100重量部に対して、導電性カーボンブラックを20重量部以上添加すればよい。   Furthermore, in order to satisfy the characteristics as the charging roller 16, the first conductive elastic layer 54 has an electric resistance value of DC-100V applied (-100V is applied to the core metal 53, and the surface layer of the charging roller 16 is grounded). Since it is necessary that the electric resistance value of the electrode) is 1 × 10 5 Ω or less, conductive carbon black is added as a conductivity imparting agent. For example, 20 parts by weight or more of conductive carbon black may be added to 100 parts by weight of nitrile rubber.

また、導電性カーボンブラックの種類は特に限定されない。例えば、ケッチェンブラック(ライオン社製)、トーカブラック(東海カーボン社製)などがあげられる。
なお、電気抵抗の測定は、帯電ローラ16をSUS304からなる平面電極に載せ、芯金53と平面電極間に電圧(−100V)を印加して測定する。
Moreover, the kind of conductive carbon black is not specifically limited. For example, Ketjen Black (manufactured by Lion), Toka Black (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
The electrical resistance is measured by placing the charging roller 16 on a planar electrode made of SUS304 and applying a voltage (-100 V) between the core metal 53 and the planar electrode.

この測定器としては、ULTRA−HIGH−RESISTANCE−METER−R8340A(アドバンステスト社製)を用いて測定する。
また、ニトリル系ゴム発泡体の発泡倍率は、2〜4倍であることが好ましい。この発泡倍率は、発泡前の第1の導電性弾性層の金型の容積と、発泡前の第1の導電性弾性層の量の割合や、発泡剤の種類、量、加熱条件によって決めることができる。また、発泡体は独立気泡、連通気泡のどちらでもよい。
As this measuring instrument, it measures using ULTRA-HIGH-RESISTANCE-METER-R8340A (made by an advanced test company).
The expansion ratio of the nitrile rubber foam is preferably 2 to 4 times. The expansion ratio is determined by the mold volume of the first conductive elastic layer before foaming, the ratio of the amount of the first conductive elastic layer before foaming, the type, amount, and heating conditions of the foaming agent. Can do. The foam may be either closed cells or open cells.

続いて、第2の導電性弾性層55について説明する。
前述したように、第1の導電性弾性層54の上に被着される第2の導電性弾性層55はエピクロルヒドリン系ゴム及び導電性カーポンブラックからなり、かつ、その表面にはイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面層を含んでいる。
Next, the second conductive elastic layer 55 will be described.
As described above, the second conductive elastic layer 55 deposited on the first conductive elastic layer 54 is composed of epichlorohydrin rubber and conductive carbon black, and the surface thereof includes isocyanate. The surface layer surface-treated with the process liquid is included.

エピクロルヒドリン系ゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロヒドリン−エチレンオキシド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体があげられる。   Examples of the epichlorohydrin rubber include epichlorohydrin homopolymers, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymers, epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymers, and epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymers.

また、表面処理層は、イソシアネートを含む表面処理液を含浸させて形成する。この表面処理液としては、イソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させたもの、さらには、これに導電性カーポンプラックを添加したものを用いることができる。   The surface treatment layer is formed by impregnating a surface treatment liquid containing isocyanate. As this surface treatment liquid, a solution obtained by dissolving an isocyanate compound in an organic solvent, or a solution obtained by adding a conductive car pump rack to this can be used.

また、アクリルフッ素系ポリマーおよびアクリル系シリコーン系ポリマーから選択される少なくとも1種類のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をイソシアネート成分とともに含有する表面処理液を用いても良い。   Moreover, you may use the surface treatment liquid which contains an at least 1 sort (s) of polymer chosen from an acrylic fluorine-type polymer and an acrylic silicone type polymer, and an electroconductivity imparting agent with an isocyanate component.

ここで、イソシアネート化合物としては、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4−4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、パラフェニレンジイソシアネート、1,5’−ナフタレンジイソシアネート(NDI)及び3,3’−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネー卜(TODI)及び上記の多量体および変性体などをあげることができる。   Here, as the isocyanate compound, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4-4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate, 1,5′-naphthalene diisocyanate (NDI), and 3,3′- Examples thereof include dimethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate (TODI) and the above-mentioned multimers and modified products.

帯電ローラ16の表面に、上記のような表面処理層を設けることにより、感光体ドラム14と第2の導電性弾性層55のエピクロルヒドリン系ゴムとが直接接触しなくなり、これにより、感光体ドラム14上のトナー、トナー添加剤、紙粉等による帯電ローラ16の汚染を防ぐことができる。   By providing the surface treatment layer as described above on the surface of the charging roller 16, the photosensitive drum 14 and the epichlorohydrin rubber of the second conductive elastic layer 55 are not in direct contact with each other. Contamination of the charging roller 16 due to the toner, toner additive, paper powder and the like can be prevented.

尚、本例において帯電ローラ16に用いる芯金53、第1の導電性弾性層54、第2の導電性弾性層55の直径については、特に限定されるものではないが、芯金53については、直径5〜8mm、第1の導電性弾性層54は直径8〜14mm、第2の導電性弾性層55は直径10〜16mmである。   In this example, the diameters of the core metal 53, the first conductive elastic layer 54, and the second conductive elastic layer 55 used for the charging roller 16 are not particularly limited. The first conductive elastic layer 54 has a diameter of 8 to 14 mm, and the second conductive elastic layer 55 has a diameter of 10 to 16 mm.

また、第1の導電性弾性層54と第2の導電性弾性層55とを接着する接着剤としてはホットメルト型ウレタン接着剤をあげることができる。接着剤の接着位置は帯電ローラ16の導電性弾性層の両端から1〜5mm程度であることが好ましい。   An example of the adhesive that bonds the first conductive elastic layer 54 and the second conductive elastic layer 55 is a hot-melt urethane adhesive. The bonding position of the adhesive is preferably about 1 to 5 mm from both ends of the conductive elastic layer of the charging roller 16.

以上を簡単にまとめると、第1の導電性弾性層の作製では、先ず、円筒形金型に芯金が位置決めされて保持されている。このような円筒形金型の注入口から、発泡前の第1の導電性弾性層となる未発泡、未加硫ゴムを注入して押出成形する。この発泡前の第1の導電性弾性層を加熱発泡させるとともに加硫させる。その発泡後の第1の導電性弾性層を所定の外径になるように研磨切削する。   To summarize the above, in the production of the first conductive elastic layer, first, the core metal is positioned and held in the cylindrical mold. From such an injection port of the cylindrical mold, unfoamed and unvulcanized rubber to be the first conductive elastic layer before foaming is injected and extruded. The first conductive elastic layer before foaming is heated and foamed and vulcanized. The first conductive elastic layer after the foaming is polished and cut to have a predetermined outer diameter.

次に、第2の導電性弾性層の作製では、 第2の導電性弾性層となるスリーブ部材を、鏡面研磨された金型を用いて、トランスファー、インジェクション又は押し出し成形により成形する。鏡面研磨された金型を用いるので、スリーブ部材は特に外表面を研磨することもなく、高精度かつ平滑な表面になる。したがって、寸法調整のために外表面を研磨する必要はない。   Next, in the production of the second conductive elastic layer, the sleeve member to be the second conductive elastic layer is formed by transfer, injection or extrusion molding using a mirror-polished mold. Since a mirror-polished mold is used, the sleeve member has a highly accurate and smooth surface without particularly polishing the outer surface. Therefore, it is not necessary to polish the outer surface for dimension adjustment.

このスリーブ部材と同径の芯金に被覆して表面処理液をスプレーコート、ディップーコートするなどして、表面に表面処理液を塗布し、その後加熱することによりスリーブ部材の外表面に表面処理層を形成する。   The surface treatment liquid is applied to the surface of the sleeve member by spray coating or dip-coating with a core metal having the same diameter as that of the sleeve member, and then the surface treatment is performed on the outer surface of the sleeve member by heating. Form a layer.

この第2の導電性弾性層を第1の導電性弾性層上に被覆し、接着剤により第1の導電性弾性層と第2の導電性弾性層の両端部を接着することにより、本発明の帯電ローラを製造することができる。   The second conductive elastic layer is coated on the first conductive elastic layer, and the both ends of the first conductive elastic layer and the second conductive elastic layer are bonded with an adhesive, thereby the present invention. The charging roller can be manufactured.

一実施の形態における帯電ローラを備えたタンデム型のカラー画像形成装置の内部構成を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing an internal configuration of a tandem type color image forming apparatus including a charging roller according to an embodiment. (a) は一実施の形態におけるカラー画像形成装置の画像形成ユニットのみを取り出して示す外観斜視図、(b) はその内部構成を示す側断面図である。(a) is an external perspective view showing only an image forming unit of a color image forming apparatus according to an embodiment, and (b) is a side sectional view showing an internal configuration thereof. (a) は一実施の形態におけるカラー画像形成装置の帯電ローラと感光体ドラムの配置関係を示す正面図、(b) は帯電ローラの直径方向の断面図である。(a) is a front view showing the arrangement relationship between the charging roller and the photosensitive drum of the color image forming apparatus in one embodiment, and (b) is a sectional view in the diameter direction of the charging roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 カラー画像形成装置
2 本体基部
3 開閉給紙トレー
4 用紙カセット
5 上蓋
6 排紙トレー
7 上部排紙口
9 操作パネル
11 用紙搬送ベルト(ベルト)
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
14(14a、14b、14c、14d) 感光体ドラム
14−1 感光体ドラム支持軸
15 クリーナ
16 帯電ローラ
17 書込ヘッド
18 現像器(現像副ユニット)
19 転写シート
21 支持部材
22 テンションローラ
23 吸着ローラ
24 待機ローラ対
25 給紙案内路
26 給送ローラ対
27 給紙コロ
28 定着器
29 搬出ローラ対
31 用紙排紙路
32 排紙ローラ対
33 電装部
35 画像形成ユニット
36 ドラム副ユニット
37 ドラムカバー
38 廃トナー送出パイプ
39 長溝孔
40 現像剤(トナー)
41(41a、41b) 支持部
42 現像ケーシング
43 現像ローラ
43−1 現像ローラ支持軸
44 トナー撹拌部材
45 トナー供給ローラ
46 ドクターブレード
47 掬いシート
48 廃トナー受入パイプ
49 回収袋
51 軸受け孔
52 固定レバー
53 芯金
54 第1の導電性弾性層
55 第2の導電性弾性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color image forming apparatus 2 Main body base 3 Opening / closing paper feed tray 4 Paper cassette 5 Top cover 6 Paper discharge tray 7 Upper paper discharge outlet 9 Operation panel 11 Paper conveyance belt (belt)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Drive roller 13 Driven roller 14 (14a, 14b, 14c, 14d) Photosensitive drum 14-1 Photosensitive drum support shaft 15 Cleaner 16 Charging roller 17 Writing head 18 Developer (development sub-unit)
19 Transfer Sheet 21 Support Member 22 Tension Roller 23 Adsorption Roller 24 Standby Roller Pair 25 Feeding Guide Path
26 Feeding roller pair 27 Feeding roller 28 Fixing device 29 Unloading roller pair 31 Paper discharge path 32 Paper discharge roller pair 33 Electrical unit 35 Image forming unit 36 Drum sub unit 37 Drum cover 38 Waste toner delivery pipe 39 Long groove hole 40 Development Agent (toner)
41 (41a, 41b) Support section 42 Developing casing 43 Developing roller 43-1 Developing roller support shaft 44 Toner stirring member 45 Toner supply roller 46 Doctor blade 47 Scoop sheet 48 Waste toner receiving pipe 49 Collection bag 51 Bearing hole 52 Fixed lever 53 Core metal 54 First conductive elastic layer 55 Second conductive elastic layer

Claims (1)

中心の芯金上に支持された第1の導電性弾性層と、この第1の導電性弾性層上に設けられた第2の導電性弾性層とを備えた帯電ローラにおいて、
前記第1の導電性弾性層はニトリル系発泡ゴムと導電性カーボンブラックとからなり、
前記第2の導電性弾性層はエピクロルヒドリン系ゴムと導電性カーボンブラックとからなるとともに、その表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、
前記第1の導電性弾性層の平均外径をD1(mm)とし、前記第2の導電性弾性層の平均内径をD2(mm)として、「−0.30≦D2−D1≦−0.15」である、
ことを特徴とする帯電ローラ。
In a charging roller comprising a first conductive elastic layer supported on a central core metal, and a second conductive elastic layer provided on the first conductive elastic layer,
The first conductive elastic layer is composed of nitrile foam rubber and conductive carbon black,
The second conductive elastic layer is composed of epichlorohydrin rubber and conductive carbon black, and has a surface treatment layer surface-treated with a surface treatment liquid containing isocyanate on the surface thereof,
Assuming that the average outer diameter of the first conductive elastic layer is D1 (mm) and the average inner diameter of the second conductive elastic layer is D2 (mm), “−0.30 ≦ D2-D1 ≦ −0. 15 ",
A charging roller characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011242646A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Oki Data Corp Developing device and image forming apparatus

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