JP3305180B2 - Charging device - Google Patents

Charging device

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JP3305180B2
JP3305180B2 JP33976095A JP33976095A JP3305180B2 JP 3305180 B2 JP3305180 B2 JP 3305180B2 JP 33976095 A JP33976095 A JP 33976095A JP 33976095 A JP33976095 A JP 33976095A JP 3305180 B2 JP3305180 B2 JP 3305180B2
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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、電子写真方式を利
用したレーザプリンタや複写機などの画像形成装置に用
いられる帯電装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device used in an image forming apparatus such as a laser printer or a copying machine using an electrophotographic system.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に画像形成装置は、被帯電体である
感光体、感光体を所定の電位に帯電させる帯電装置、感
光体に静電潜像を形成する露光装置、静電潜像を現像剤
(以下「トナー」という)により顕像化する現像装置、
感光体上の顕像化されたトナー画像を転写紙(記録媒
体)上に転写する転写装置、トナーを転写紙上に定着さ
せる定着装置および転写後に感光体上に残ったトナーを
除去するクリーニング装置などを備えており、感光体の
回転に伴ってトナー画像が形成され、そのトナー画像を
転写紙に転写し、次いで転写紙上のトナーを定着する。
2. Description of the Related Art Generally, an image forming apparatus includes a photosensitive member as a member to be charged, a charging device for charging the photosensitive member to a predetermined potential, an exposure device for forming an electrostatic latent image on the photosensitive member, and a developing device for developing the electrostatic latent image. Developing device for visualizing with an agent (hereinafter referred to as “toner”);
A transfer device for transferring the visualized toner image on the photoconductor onto transfer paper (recording medium), a fixing device for fixing the toner on the transfer paper, a cleaning device for removing the toner remaining on the photoconductor after transfer, etc. The toner image is formed with the rotation of the photoconductor, the toner image is transferred to a transfer sheet, and then the toner on the transfer sheet is fixed.

【0003】従来の上記帯電装置には、コロナ帯電器が
広く使用されているが、コロナ帯電器は、感光体の表面
を所定の電位に均一、かつ一様に帯電処理できるという
長所を有する一方、高電圧を必要とするために高圧電源
が必要であり、またコロナ放電の際にオゾンの発生量が
多いなどの短所がある。
[0003] A corona charger is widely used in the conventional charging device. The corona charger has an advantage that the surface of the photoreceptor can be uniformly and uniformly charged to a predetermined potential. In addition, a high voltage is required because a high voltage is required, and a large amount of ozone is generated during corona discharge.

【0004】そのため、コロナ帯電器に代わって、電源
の低電圧化が図れ、オゾンの発生量が少ないなどの長所
を有している接触式帯電装置が実用化に向けて研究開発
され、一部は実用化されている。
For this reason, instead of corona chargers, contact type charging devices having the advantages of lowering the voltage of the power supply and generating less ozone have been researched and developed for practical use. Has been put to practical use.

【0005】上記接触帯電装置は、電圧を印加した導電
性の帯電部材を感光体の表面に接触させて帯電処理する
もので、帯電部材としては一般的には帯電ローラが使用
されている。
The above-mentioned contact charging device performs a charging process by bringing a conductive charging member to which a voltage is applied into contact with the surface of a photoreceptor, and a charging roller is generally used as the charging member.

【0006】帯電ローラは、電圧が供給される芯金の外
周に、2層以上の層を囲繞させて構成されており、その
基層が、大きくはソリッドゴムで構成されたものと、ス
ポンジで構成されたものとの2種類に分かれる。
[0006] The charging roller is constituted by surrounding two or more layers on the outer periphery of a metal core to which a voltage is supplied, and the base layer is mainly constituted by solid rubber and the sponge. It is divided into two types.

【0007】上記帯電ローラを使用した帯電処理方法
は、直流電圧成分のみの電圧を帯電ローラに印加する方
法と、直流電圧成分に交流電圧成分を重畳させた重畳電
圧を帯電ローラに印加する方法とがある。前者の場合で
は、帯電ローラ内の抵抗むらや帯電ローラの表面上に付
着したトナーなどによる抵抗の変化が直接感光体の表面
上での電位むらとなって現れるため、帯電ローラ内の抵
抗制御および抵抗の均一性、またローラ形状の精度への
要求が非常に厳しい。その点、後者の重畳電圧による場
合は、交流電圧成分によって、帯電ローラと感光体とが
振動し、いわゆる帯電音が発生するものの、交流電圧成
分に電位むらをならす効果があり、帯電ローラの帯電性
能の許容範囲を広く持つことができる。
The charging method using the charging roller includes a method of applying only a DC voltage component to the charging roller, a method of applying a superimposed voltage in which an AC voltage component is superimposed on a DC voltage component to the charging roller, There is. In the former case, since the resistance unevenness in the charging roller and the change in resistance due to toner attached on the surface of the charging roller appear directly as the potential unevenness on the surface of the photoconductor, the resistance control in the charging roller and The demands on uniformity of resistance and accuracy of roller shape are very severe. On the other hand, in the case of the latter superimposed voltage, the charging roller and the photosensitive member vibrate due to the AC voltage component, and a so-called charging noise is generated. It can have a wide range of performance tolerances.

【0008】そのため、交流電圧成分による振動および
帯電音は、基層にソリッドゴムを使用した帯電ローラの
場合に大きくなるものの、スポンジを使用した帯電ロー
ラの場合に軽減されるために、基層にスポンジを使用す
ることが望まれている。
Therefore, the vibration and the charging noise due to the AC voltage component increase in the case of the charging roller using the solid rubber for the base layer, but are reduced in the case of the charging roller using the sponge. It is desired to use.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重畳電
圧を印加して帯電処理する方法を用いた画像形成装置で
は、基層がスポンジである帯電ローラを使用すると、ク
リーニング装置によって除去しきれなかったトナーに含
有されているシリカが、帯電ローラの表面と感光体の表
面との間の接触ニップ部(以下、単に「ニップ部」とい
う)において、交流電圧成分による帯電ローラの振動お
よび両者の摩擦によって感光体の表面に付着し、埋め込
まれてしまうことがある。その結果、シリカが埋め込ま
れた感光体の箇所の抵抗が上がるため、電位がのらなく
なり、帯電不良が発生し、やがて感光体にトナーが付着
してトナーフィルミングや融着が発生する。
However, in an image forming apparatus using a method of charging by applying a superimposed voltage, if a charging roller having a sponge as a base layer is used, the toner which cannot be removed by the cleaning device is removed. In the contact nip portion (hereinafter, simply referred to as “nip portion”) between the surface of the charging roller and the surface of the photoreceptor, the silica contained contains the photoreceptor due to vibration of the charging roller due to an AC voltage component and friction between the two. May be attached to the surface of the substrate and be embedded. As a result, the resistance of the portion of the photoreceptor in which the silica is embedded increases, so that the potential is lost and charging failure occurs, and the toner adheres to the photoreceptor, causing toner filming and fusing.

【0010】また、帯電ローラの基層をソリッドゴムに
よって形成し、芯金の両端部を加圧して感光体の表面に
圧接させた帯電装置では、帯電ローラの硬度が大きいた
め、帯電ローラと感光体とのニップ幅を長手方向に沿っ
てほぼ均一に小さく形成できるのに反し、帯電ローラの
基層をスポンジによって形成し、感光体の表面に圧接さ
せた帯電装置では、帯電ローラの硬度が小さいため、ソ
リッドゴムの場合のようにニップ幅を設定しようとする
と、加圧の掛かっている両端部が広がってしまい、ニッ
プ幅を長手方向に沿って均一に形成することが困難とな
る。
Further, in a charging device in which the base layer of the charging roller is formed of solid rubber and both ends of the core are pressed against the surface of the photoreceptor, the charging roller has a high hardness. In contrast, the nip width of the charging roller can be formed almost uniformly small along the longitudinal direction, whereas the charging device in which the base layer of the charging roller is formed by a sponge and pressed against the surface of the photoconductor has a small hardness of the charging roller. If an attempt is made to set the nip width as in the case of solid rubber, both ends where pressure is applied are widened, and it is difficult to form the nip width uniformly along the longitudinal direction.

【0011】すなわち、基層がスポンジの帯電ローラで
は、芯金の両端部を加圧させることによって、帯電ロー
ラと感光体との接触するニップ幅が大きくなり、感光体
の回転に伴う摩擦抵抗が大きくなるので、シリカが感光
体の表面に、より強く埋め込まれ、感光体の表面にトナ
ーフィルミングが生じ、融着のレベルが悪化する。その
ため、感光体の寿命が短くなってしまうという問題点が
あった。
That is, in a charging roller having a sponge base layer, the nip width between the charging roller and the photosensitive member is increased by pressing both ends of the cored bar, and the frictional resistance accompanying rotation of the photosensitive member is increased. As a result, silica is more strongly embedded in the surface of the photoreceptor, toner filming occurs on the surface of the photoreceptor, and the level of fusion is deteriorated. Therefore, there is a problem that the life of the photoconductor is shortened.

【0012】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解決するためになされたもので、表層の硬度が小さい帯
電部材を使用し、交流成分による振動および帯電音をな
くし、しかも被帯電体へのシリカの埋め込み力を弱める
ようにしてトナーフィルミングや融着を防止するように
した帯電装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and uses a charging member having a small surface layer hardness, eliminates vibration and charging noise due to an AC component, and furthermore, a charging member. It is an object of the present invention to provide a charging device in which the embedding force of silica in the toner is reduced to prevent toner filming and fusing.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
電圧を印加した導電性の帯電部材を被帯電体の表面に加
圧接触させて帯電処理する帯電装置において、前記帯電
部材は、芯金の外周に少なくとも軟質基層および表層を
被覆して形成され、前記表層は、前記芯金の軸に沿った
方向について端部と中央部とで厚さを変えることなく前
記端部と前記中央部とで材料の配合比率を異ならせるこ
とによって、前記中央部に対して前記端部における表層
硬度を小さく形成したことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
In a charging device that performs charging by bringing a conductive charging member to which a voltage is applied into pressure contact with the surface of a member to be charged, the charging member is formed by coating at least a soft base layer and a surface layer on the outer periphery of a cored bar, The surface layer is formed without changing the thickness at the end and the center in the direction along the axis of the cored bar.
Make the mixing ratio of the material different between the end and the center.
Thus, the surface hardness at the end portion is smaller than that at the center portion .

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[作用]以上の構成に基づいて、帯電部材
を被帯電体に加圧接触させる。この状態で帯電部材の央
表層部に対して端表層部の表層硬度を小さくさせるため
に、例えば厚み薄くしたり、材料の配合比率を異ならせ
たりする。これにより、帯電部材の端部における被帯電
体へのトナー中のシリカを埋め込む力を弱めるととも
に、被帯電体の両端部に発生するトナーのフィルミング
や融着を防止するようにした。
[Operation] Based on the above configuration, the charging member is brought into pressure contact with the member to be charged. In this state, in order to reduce the surface hardness of the end surface layer portion with respect to the central surface layer portion of the charging member, for example, the thickness is reduced or the mixing ratio of the materials is changed. As a result, the force of embedding the silica in the toner into the charged body at the end of the charging member is reduced, and the filming and fusion of the toner generated at both ends of the charged body are prevented.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、まず参考
例について説明し、つづいて本発明の実施の形態を詳細
に説明する。 〈参考例〉 図1は、本発明に係る画像形成装置を示す概略構成断面
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the drawings, first reference
An example will be described, followed by a detailed description of an embodiment of the present invention. < Reference Example > FIG. 1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus according to the present invention.

【0019】同図において、画像形成装置は、被帯電体
としての感光体1を図示矢印A方向に回転させ、感光体
1の回転方向に沿って周囲に帯電部材としての帯電ロー
ラ(詳細は後述する)2、現像部7、転写部材としての
転写ローラ13およびクリーナ14を配設するととも
に、記録媒体としての転写紙Pの搬送方向下流側に定着
部15を配設したもので、帯電ローラ2、現像部7およ
びクリーナ14のプロセス装置はプロセスカートリッジ
43に一体に組み込まれている。また、画像形成装置に
は、光学系としてレーザスキャナ4、ミラー6などが設
けられている。
In FIG. 1, the image forming apparatus rotates a photosensitive member 1 as a member to be charged in a direction indicated by an arrow A, and a charging roller as a charging member around the photosensitive member 1 (details will be described later). 2, a developing unit 7, a transfer roller 13 as a transfer member, and a cleaner 14 are provided, and a fixing unit 15 is provided downstream of the transfer paper P as a recording medium in the transport direction. The process devices of the developing unit 7 and the cleaner 14 are integrated into the process cartridge 43. In addition, the image forming apparatus is provided with a laser scanner 4, a mirror 6, and the like as an optical system.

【0020】感光体1は、直径24mmのドラムによって
形成されて24mm/sec のプロセススピードで回転駆動
される。
The photosensitive member 1 is formed by a drum having a diameter of 24 mm and is rotated at a process speed of 24 mm / sec.

【0021】次に、画像形成装置の画像形成工程を説明
する。
Next, an image forming process of the image forming apparatus will be described.

【0022】感光体1は、回転過程において帯電ローラ
2により負極性の均一帯電を受け、次いでビデオコント
ローラ(不図示)から送られる画像情報の時系列電気デ
ジタル画像信号に対応したレーザ光5がレーザスキャナ
4より出力され、300dpiの解像度をもって走査露
光がなされ、画像形成装置本体に設置されているミラー
6を介して表面に静電潜像が形成される。
The photosensitive member 1 is uniformly charged by a charging roller 2 during the rotation process, and then a laser beam 5 corresponding to a time-series electric digital image signal of image information sent from a video controller (not shown) is applied to the laser. Output from the scanner 4, scanning exposure is performed at a resolution of 300 dpi, and an electrostatic latent image is formed on the surface via a mirror 6 installed in the main body of the image forming apparatus.

【0023】上記感光体1の静電潜像は、現像部7内の
現像スリーブ10上に担持されたトナー8により反転現
像され、顕像化され、トナー画像が得られる。そして、
トナー画像は転写ローラ13の作用によって転写紙P上
に転写される。トナー画像が転写された転写紙Pは、感
光体1から分離されて定着部15へ搬送され、未定着ト
ナー画像が定着された後、画像形成装置本体から排出さ
れる。
The electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is reversal-developed by the toner 8 carried on the developing sleeve 10 in the developing section 7 and visualized to obtain a toner image. And
The toner image is transferred onto the transfer paper P by the action of the transfer roller 13. The transfer paper P on which the toner image has been transferred is separated from the photoreceptor 1 and conveyed to the fixing unit 15, where the unfixed toner image is fixed, and then discharged from the image forming apparatus main body.

【0024】また、トナー画像転写後の感光体1の表面
上に残った残留トナーは、次の画像形成プロセスに備え
てクリーナ14により除去される。
The residual toner remaining on the surface of the photoreceptor 1 after the transfer of the toner image is removed by the cleaner 14 in preparation for the next image forming process.

【0025】帯電ローラ2の芯金は、DCバイアスとA
Cバイアスとを重畳できる帯電バイアス印加電源17と
電気的に接続されており、この芯金を介して帯電ローラ
2にバイアスを印加することで感光体1の表面を所定の
電位に帯電処理する。本参考例では、直流電圧成分Vd
cが−700V、交流電圧成分Vppが1600V、周
波数fが300Hzの正弦波バイアスを印加するように
設定した。このように設定して、感光体1の表面電位を
約−680Vに帯電処理する。
The core metal of the charging roller 2 has a DC bias and A
The charging roller 2 is electrically connected to a charging bias application power supply 17 capable of superimposing the C bias, and applies a bias to the charging roller 2 via the metal core to charge the surface of the photoconductor 1 to a predetermined potential. In this reference example , the DC voltage component Vd
The setting was such that a sine wave bias of -700 V, an AC voltage component Vpp of 1600 V, and a frequency f of 300 Hz was applied. With this setting, the surface of the photoconductor 1 is charged to about -680V.

【0026】現像部7は、非接触現像方式を採用したも
ので、トナー8を担持して感光体1へ搬送するトナー担
持体である現像スリーブ10とトナー収容室3とを有し
ている。現像スリーブ10は、素管上に、カーボンを分
散させた塗料をコートしたものである。現像スリーブ1
0は非磁性であって、その素管はアルミニウム、ステン
レス鋼などで形成されている。また、塗料コートによっ
て現像スリーブ10の表面上の粗さは、通常、平均でR
a0.4μm〜3.5μm、Rz3μm〜30μmの範
囲に設定されている。本参考例では、平均Ra1.8μ
m、Rz15μmのものを使用した。
The developing section 7 employs a non-contact developing method, and has a developing sleeve 10 as a toner carrier for carrying the toner 8 and transporting the toner 8 to the photoreceptor 1, and the toner accommodating chamber 3. The developing sleeve 10 is formed by coating a base tube with a coating material in which carbon is dispersed. Developing sleeve 1
Numeral 0 is non-magnetic, and the base tube is made of aluminum, stainless steel or the like. Further, the roughness on the surface of the developing sleeve 10 due to the coating of the coating is usually R on average.
a is set in a range of 0.4 μm to 3.5 μm, and Rz is set in a range of 3 μm to 30 μm. In this reference example , the average Ra is 1.8 μm.
m, Rz 15 μm were used.

【0027】さらに、現像スリーブ10は、不図示の軸
受によって回転自在に支持されており、本参考例では直
径12mm、周速36mm/sec で図示矢印H方向に回転し
ている。また、現像スリーブ10はDCバイアスにAC
バイアスが重畳できる電源12に接続されており、本
考例では、直流電圧成分Vdcが−400V、交流電圧
成分Vppが1300V、周波数fが1800Hzの矩
形波バイアス電圧を印加する。
Furthermore, the developing sleeve 10 is rotatably supported by bearings (not shown), the present reference example in diameter 12 mm, rotating in the arrow H direction at a peripheral speed 36 mm / sec. The developing sleeve 10 is connected to a DC bias by AC.
It is connected to a power supply 12 which bias can superposition, the ginseng
In the example , a rectangular wave bias voltage having a DC voltage component Vdc of −400 V, an AC voltage component Vpp of 1300 V, and a frequency f of 1800 Hz is applied.

【0028】現像スリーブ10は、感光体1に対して所
定の現像間隔で対向支持され、現像間隔としては300
μmに設定されている。現像スリーブ10上のトナー8
の層厚を規制するトナー層厚規制部材9は、厚さ1.0
mm、硬度67度のウレタンゴムを使用しており、摩擦帯
電によりトナー8に適正なトリボを与えている。
The developing sleeve 10 is supported opposite the photosensitive member 1 at a predetermined developing interval, and the developing interval is 300
It is set to μm. Toner 8 on developing sleeve 10
The toner layer thickness regulating member 9 for regulating the layer thickness of
Urethane rubber having a hardness of 67 mm and a thickness of 67 mm is used, and an appropriate tribo is given to the toner 8 by frictional charging.

【0029】トナー8は、現像スリーブ10に電源12
から現像バイアスが供給されると、感光体1との最接近
位置において飛翔し、感光体1に形成された静電潜像を
現像する。また、トナー8は、磁性一成分ネガトナーで
あり、平均粒径は6.4μmである。
The toner 8 is supplied to the power supply 12
When a developing bias is supplied from the photoconductor 1, it flies at a position closest to the photoconductor 1 and develops an electrostatic latent image formed on the photoconductor 1. Further, the toner 8 is a magnetic one-component negative toner, and has an average particle diameter of 6.4 μm.

【0030】また、現像スリーブ10の内部にはマグネ
ットローラ11が固定配設されている。現像スリーブ1
0内のマグネットローラ11は、例えば4つの磁極を有
し、4つの磁極のうちS1極が感光体1に対向してい
る。そして、マグネットローラ11は、トナー8が感光
体1に形成された静電潜像を現像するために飛翔すると
きに、かぶりの要因となるトナー8を現像スリーブ10
上に付着させておくために必要である。S1極の反対側
には、S2極が配置されており、トナー収容室3のトナ
ー8を現像スリーブ10に吸着させ、現像スリーブ10
の回転に伴い、S2極の近傍でトナー8を循環させる
(図中矢印E方向)機能がある。この循環はトナー8の
トリボ付与に寄与する。N1極、N2極はともに現像ス
リーブ10上にコートされているトナー8の搬送および
トリボ付与に寄与する。本参考例では、S1極は780
ガウス、S2極は700ガウス、N1極、N2極はとも
に720ガウスのピーク値を有するものを用いた。
A magnet roller 11 is fixedly provided inside the developing sleeve 10. Developing sleeve 1
The magnet roller 11 in 0 has, for example, four magnetic poles, and the S1 pole of the four magnetic poles faces the photoconductor 1. When the toner 8 flies to develop the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1, the magnet roller 11 applies the toner 8 which is a cause of fogging to the developing sleeve 10.
Needed to keep on top. The S2 pole is disposed on the opposite side of the S1 pole, and the toner 8 in the toner storage chamber 3 is attracted to the developing sleeve 10 so that the developing sleeve 10
Has a function of circulating the toner 8 in the vicinity of the S2 pole (in the direction of the arrow E in the figure) with the rotation of. This circulation contributes to the tribo application of the toner 8. The N1 pole and the N2 pole both contribute to the conveyance of the toner 8 coated on the developing sleeve 10 and the provision of a tribo. In this reference example , the S1 pole is 780
The Gauss and S2 poles used had a peak value of 700 Gauss, and the N1 and N2 poles each had a peak value of 720 Gauss.

【0031】次に、帯電ローラについて詳述する。Next, the charging roller will be described in detail.

【0032】図2は、本発明に係る帯電ローラの参考例
を示す断面図である。図2では、帯電ローラ2が芯金2
1の中心線Bに対して対称であるため、半分のみを示し
ている。
FIG. 2 is a sectional view showing a reference example of the charging roller according to the present invention. In FIG. 2, the charging roller 2 is
Since it is symmetrical with respect to the center line B, only one half is shown.

【0033】帯電ローラ2は、芯金21の外周に軟質基
層としてのスポンジ22を被着し、さらにスポンジ22
の外周に表層23を設けた2層構造である。スポンジ2
2はウレタンを型内で発泡させたものであり、平均発泡
径は120μmである。表層23は、ウレタンとアクリ
ルとのベース溶剤にカーボンを混合した溶液中にスポン
ジ22をディッピングし、乾燥させて形成されたもの
で、膜厚は帯電ローラ2の長手方向中央部で110μm
である。また、表層23は、央表層部(表層の中央部)
24と端表層部(表層の端部)25とを有する。なお、
表層23の材料についてはウレタンに限定されるもので
はなくアクリル、ナイロン系の樹脂でもよい。硬度は芯
金にスポンジが設けられた状態で約41度、表層23が
設けられた状態で約48度である。また、帯電ローラ2
の全長は240mmである。
The charging roller 2 has a sponge 22 as a soft base layer adhered to the outer periphery of the cored bar 21.
Has a two-layer structure in which a surface layer 23 is provided on the outer periphery of the two layers. Sponge 2
No. 2 is obtained by foaming urethane in a mold, and has an average foam diameter of 120 μm. The surface layer 23 is formed by dipping the sponge 22 in a solution in which carbon is mixed with a base solvent of urethane and acrylic, and then drying. The film thickness is 110 μm at the center of the charging roller 2 in the longitudinal direction.
It is. Further, the surface layer 23 is a central surface layer portion (a central portion of the surface layer).
24 and an end surface portion (end portion of the surface layer) 25. In addition,
The material of the surface layer 23 is not limited to urethane, but may be acrylic or nylon resin. The hardness is about 41 degrees when the sponge is provided on the cored bar and about 48 degrees when the surface layer 23 is provided. Also, the charging roller 2
Has a total length of 240 mm.

【0034】また、帯電ローラ2の芯金21の両端は不
図示の軸受で回転可能に、かつ帯電ローラ2が常時感光
体1に圧接されるように図中矢印Cで示す芯金21の両
端部が加圧されている。この場合の両端部には、3.4
3〜6.86Nの範囲の同一の加圧力を作用させるのが
適当である。すなわち、加圧力が3.43N以下である
と、帯電ローラ2と感光体1とのニップ幅を十分に取る
ことができず、良好な帯電処理をすることができない。
また、加圧力が6.86N以上であると、帯電ローラ2
と感光体1とのニップ幅が大きいため、感光体1の表面
の全域にフィルミングや融着が発生する。
Both ends of the core metal 21 of the charging roller 2 are rotatable by bearings (not shown), and both ends of the core metal 21 indicated by arrows C in the figure so that the charging roller 2 is always pressed against the photosensitive member 1. The part is pressurized. At both ends in this case, 3.4
It is appropriate to apply the same pressing force in the range of 3 to 6.86 N. That is, if the pressing force is 3.43 N or less, a sufficient nip width between the charging roller 2 and the photoconductor 1 cannot be obtained, and a favorable charging process cannot be performed.
If the pressing force is 6.86 N or more, the charging roller 2
Since the nip width between the photoconductor 1 and the photoconductor 1 is large, filming or fusion occurs over the entire surface of the photoconductor 1.

【0035】そのため、一般的には帯電ローラ2の両端
部にそれぞれ4.90Nずつの加圧力が掛かるように設
定されている。この場合、帯電ローラ2と感光体1との
ニップ幅は、中央部より両端部の方が大きくなってい
る。また、帯電ローラ2は感光体1に対して従動回転し
ている。
Therefore, it is generally set so that a pressing force of 4.90 N is applied to both ends of the charging roller 2. In this case, the nip width between the charging roller 2 and the photoconductor 1 is larger at both ends than at the center. Further, the charging roller 2 is driven to rotate with respect to the photoconductor 1.

【0036】ところで、帯電ローラ2の表層硬度は、表
層23に使用されている材料および表層膜厚により決定
される。また、表層膜厚と表層硬度とは一次直線的に相
関がある。表層膜厚は、50〜300μm程度が適当で
ある。帯電ローラ2の表層硬度は、全域において80度
以下にするのが望ましい(表層硬度は高分子計器(株)
製マイクロゴム硬度計MD−1にて測定する)。この表
層硬度と画像(帯電ローラ2の両端部相当位置の画像は
除く)の関係では、80度より大きい表層硬度にする
と、シリカが感光体1の表面に強く埋め込まれるため、
画像上にフィルミングや融着が発生する。さらに、70
度未満の表層硬度にすると、感光体1(帯電ローラ2の
両端部相当位置の感光体は除く)上でフィルミングや融
着の発生を防止できる。しかし、表層硬度を小さくする
とそれに伴い、長期保管によりニップ部において帯電ロ
ーラ2の表層23に発生する塑性変形であるへたりが悪
化する。
The surface hardness of the charging roller 2 is determined by the material used for the surface layer 23 and the thickness of the surface layer. The surface layer thickness and the surface layer hardness have a linear linear correlation. The appropriate thickness of the surface layer is about 50 to 300 μm. The surface hardness of the charging roller 2 is desirably 80 degrees or less in the entire region (the surface hardness is measured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).
(Measured with a micro rubber hardness tester MD-1). In the relationship between the surface hardness and the image (excluding images at positions corresponding to both ends of the charging roller 2), if the surface hardness is larger than 80 degrees, silica is strongly embedded in the surface of the photoconductor 1.
Filming and fusion occur on the image. In addition, 70
When the surface hardness is lower than the degree, filming and fusion can be prevented from occurring on the photoconductor 1 (excluding the photoconductors at positions corresponding to both ends of the charging roller 2). However, when the surface hardness is reduced, the plastic set, which is generated on the surface layer 23 of the charging roller 2 in the nip portion, is deteriorated due to long-term storage.

【0037】これらの点を考慮して、本参考例の表層硬
度は表層23の央表層部24で67度にした。
In consideration of these points, the surface hardness of the reference example was set to 67 degrees at the central surface portion 24 of the surface layer 23.

【0038】しかしながら、帯電ローラ2の長手方向の
全域で表層硬度を均一にすると、硬度が70度以下であ
っても、加圧されている帯電ローラ2の両端部Aでは感
光体1とのニップ幅が大きいため、フィルミングや融着
が発生する。このフィルミングや融着の発生した領域
は、図2に示す帯電ローラ2の両端部A(約30mmの位
置)に相当しているので、表層23の両端部である端表
層部25の膜厚を変えてフィルミングや融着レベルを確
認したところ、表1に示す結果になった。
However, if the surface layer hardness is made uniform over the entire length of the charging roller 2 in the longitudinal direction, even if the hardness is 70 degrees or less, the nip between the photosensitive member 1 and both ends A of the charged charging roller 2 is maintained. Since the width is large, filming and fusion occur. Since the area where the filming or the fusion has occurred corresponds to both ends A (position of about 30 mm) of the charging roller 2 shown in FIG. Table 1 shows the results when the filming and the fusion level were confirmed by changing.

【0039】[0039]

【表1】 表1より、両端部Aに相当する端表層部25の膜厚を9
0μm以下にすれば、フィルミングや融着は問題ないも
のの、膜厚小による耐圧低下を考慮して、本参考例
は、端表層部25の膜厚を86μm、表層硬度を53度
とした。
[Table 1] From Table 1, the thickness of the end surface layer portion 25 corresponding to both end portions A is 9
If the thickness is set to 0 μm or less, filming and fusion will not be a problem. However, in consideration of the reduction in breakdown voltage due to small film thickness, in the present reference example , the thickness of the end surface layer portion 25 is 86 μm, and the surface layer hardness is 53 degrees.

【0040】本参考例の端表層部25において、長期保
管によってへたりは悪化するが、悪化する部分は、帯電
ローラ2の端表層部25であるため、画像形成時、へた
り部の容量変化による電流量超過で感光体1の表面電位
の低下を招くことはない。したがって、へたりが原因と
なる異常画像は発生しない。
In the end surface layer portion 25 of this reference example, the set is deteriorated by long-term storage, but the deteriorated portion is the end surface layer portion 25 of the charging roller 2. Does not cause a decrease in the surface potential of the photoreceptor 1 due to excess current. Therefore, an abnormal image due to set does not occur.

【0041】また、本参考例では同じ材料を用いて帯電
ローラ2の長手方向の表層硬度を変えるので、同種の表
層材料で済むという効果がある。
In this embodiment , the same material is used to change the surface hardness of the charging roller 2 in the longitudinal direction, so that the same type of surface material can be used.

【0042】本参考例の帯電装置を画像形成装置に装着
してプロセスカートリッジ43の寿命である5000枚
の耐久試験を行ったところ、感光体1上のトナー8によ
るフィルミングや融着は発生しなかった。
[0042] When the charging device of the present Example was subjected to a durability test of 5000 sheets of a lifetime of the process cartridge 43 is attached to the image forming apparatus, filming or fusion by the toner 8 on the photosensitive member 1 occurs Did not.

【0043】したがって、帯電ローラ2の端表層部25
の表層硬度を央表層部24より膜厚を薄くすることによ
って小さくできるため、フィルミングや融着を防止する
ことができる。 〈第の実施の形態〉 次に、本発明の第の実施の形態を図3に基づいて説明
する。
Therefore, the end surface layer portion 25 of the charging roller 2
Can be reduced by making the film thickness smaller than that of the central surface portion 24, so that filming and fusion can be prevented. <First Embodiment> Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0044】図3は、本実施の形態の帯電ローラ30を
示す断面図である。図3も図2と同様、帯電ローラ30
が芯金31の中心線Bに対して対称であるため、半分の
みを示す。
FIG. 3 is a sectional view showing the charging roller 30 of the present embodiment. 3 is similar to FIG.
Are symmetrical with respect to the center line B of the cored bar 31, and only half are shown.

【0045】また、本実施の形態の帯電ローラ30は、
参考例の形態の帯電ローラ2と同様に、軟質基層である
スポンジ32と表層33との2層構成であり、芯金3
1、スポンジ32および央表層部(表層の中央部)34
は前記帯電ローラ2の表層23と同じものを用いた。
The charging roller 30 of the present embodiment is
Like the charging roller 2 of the embodiment of the reference example , the core roller 3 has a two-layer structure including a sponge 32 as a soft base layer and a surface layer 33.
1. Sponge 32 and central surface layer (central part of surface layer) 34
The same material as the surface layer 23 of the charging roller 2 was used.

【0046】帯電ローラ30の端表層部(表層の端部)
35は、央表層部34の材料中のウレタンの比率を増し
てウレタンとアクリルとのベース溶剤にカーボンを混合
した溶液中にスポンジ32をディッピングし、乾燥させ
て形成したもので、央表層部34より表層硬度が小さく
なっている。端表層部35の表層膜厚は110μm、表
層硬度55度である。
Edge surface layer of charging roller 30 ( edge of surface layer )
Reference numeral 35 denotes a material formed by dipping the sponge 32 in a solution in which carbon is mixed in a base solvent of urethane and acrylic and increasing the ratio of urethane in the material of the central surface layer portion 34, followed by drying. The surface hardness is smaller. The surface layer thickness of the end surface layer portion 35 is 110 μm, and the surface layer hardness is 55 degrees.

【0047】したがって、第の実施の形態の帯電ロー
ラ30の央表層部34の表層硬度は前記帯電ローラ2の
央表層部24の表層硬度とほとんど変わらない。また、
帯電ローラ30の全長および表層硬度の小さい端表層部
35の領域も前記帯電ローラ2と同様である。
Therefore, the surface hardness of the central surface portion 34 of the charging roller 30 of the first embodiment is almost the same as the surface hardness of the central surface portion 24 of the charging roller 2. Also,
The entire length of the charging roller 30 and the region of the end surface layer portion 35 having a small surface hardness are the same as those of the charging roller 2.

【0048】また、第の実施の形態の帯電ローラ30
の感光体1への圧接方法および帯電方法は、参考例の帯
電ローラ2を用いた場合と同様である。
Further, the charging roller 30 of the first embodiment
The method of pressing the photosensitive member 1 against the photosensitive member 1 and the method of charging the same are the same as those in the case where the charging roller 2 of the reference example is used.

【0049】また、本実施の形態も参考例と同様に帯電
ローラ30の両端部Aにおいて、長期保管によってへた
りは悪化するが、悪化する部分は、帯電ローラ30の端
表層部35であるため、画像形成時、へたり部の容量変
化による電流量超過で感光体の表面電位の低下を招くこ
とはない。したがって、へたりが原因となる異常画像は
発生しない。
In this embodiment, as in the reference example , at both ends A of the charging roller 30, the setting is deteriorated by long-term storage, but the deteriorated portion is the end surface layer 35 of the charging roller 30. During image formation, a decrease in the surface potential of the photoconductor is not caused by an excessive amount of current due to a change in the capacitance of the sag portion. Therefore, an abnormal image due to set does not occur.

【0050】本実施の形態では、表層膜厚を変えずに表
層硬度を変えるので、表層膜厚小による耐圧低下を懸念
する必要がない。
In this embodiment, since the hardness of the surface layer is changed without changing the thickness of the surface layer, there is no need to worry about a decrease in the breakdown voltage due to the small thickness of the surface layer.

【0051】本実施の形態の帯電装置を画像形成装置に
装着してプロセスカートリッジ43の寿命である500
0枚の耐久試験を行ったところ、感光体1上のトナー8
によるフィルミングや融着は発生しなかった。
When the charging device of this embodiment is mounted on the image forming apparatus, the life of the process cartridge 43 is 500.
When the endurance test was performed on 0 sheets, the toner 8
No filming or fusion occurred.

【0052】したがって、帯電ローラ2の端表層部35
の表層硬度を材料を変えることによって央表層部34よ
り小さくできるため、フィルミングや融着を防止するこ
とができる。
Therefore, the end surface layer 35 of the charging roller 2
Can be made smaller than that of the central surface layer portion 34 by changing the material, so that filming and fusion can be prevented.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加圧状態で被帯電体に接触している帯電部材の央表層部
に対して端表層部の表層硬度を小さくしたので、帯電部
材の両端部における被帯電体へのトナー中のシリカを埋
め込む力を弱めることができ、帯電部材の両端部に発生
するトナーのフィルミングや融着を防止できる。また、
表層膜厚を変えずに表層硬度を変えることができるの
で、表層膜厚小による耐圧低下を防止することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the surface hardness of the end surface layer portion is smaller than that of the central surface layer portion of the charging member that is in contact with the charged member in a pressurized state, the force for embedding silica in the toner into the charged member at both ends of the charging member. And filming and fusing of the toner generated at both ends of the charging member can be prevented. Also,
The surface hardness can be changed without changing the surface thickness
It is possible to prevent a decrease in breakdown voltage due to a small surface layer thickness.
You.

【0054】そして、これにより高品位の画像を一貫し
て得ることができる。
As a result, a high-quality image can be obtained consistently.

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

【図1】本発明に係る帯電装置が装着された画像形成装
置を示す概略構成断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus equipped with a charging device according to the present invention.

【図2】本発明に係る帯電装置の参考例を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view showing a reference example of the charging device according to the present invention.

【図3】本発明に係る帯電装置の第の実施の形態を示
す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a first embodiment of the charging device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被帯電体(感光体) 2 帯電部材(帯電ローラ) 21 芯金 22 軟質基層(スポンジ) 23 表層 24 央表層部 25 端表層部 30 帯電部材(帯電ローラ) 31 芯金 33 表層 34 央表層部 35 端表層部 REFERENCE SIGNS LIST 1 charged member (photosensitive member) 2 charging member (charging roller) 21 core metal 22 soft base layer (sponge) 23 surface layer 24 central surface layer portion 25 end surface layer portion 30 charging member (charging roller) 31 core metal 33 surface layer 34 central surface portion 35 Edge surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−295365(JP,A) 特開 平5−297681(JP,A) 特開 平6−295116(JP,A) 特開 平5−257362(JP,A) 特開 平3−246566(JP,A) 特開 平6−102783(JP,A) 特開 平5−318497(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 G03G 15/16 103 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-295365 (JP, A) JP-A-5-297681 (JP, A) JP-A-6-295116 (JP, A) JP-A-5-295116 257362 (JP, A) JP-A-3-246566 (JP, A) JP-A-6-102783 (JP, A) JP-A-5-318497 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/02 G03G 15/16 103

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電圧を印加した導電性の帯電部材を被帯
電体の表面に加圧接触させて帯電処理する帯電装置にお
いて、 前記帯電部材は、芯金の外周に少なくとも軟質基層およ
び表層を被覆して形成され、前記 表層は、前記芯金の軸に沿った方向について端部と
中央部とで厚さを変えることなく前記端部と前記中央部
とで材料の配合比率を異ならせることによって、前記中
央部に対して前記端部における表層硬度を小さく形成し
た、 ことを特徴とする帯電装置。
1. A charging device for performing charging by bringing a conductive charging member to which a voltage is applied into contact with a surface of a member to be charged under pressure, wherein the charging member covers at least a soft base layer and a surface layer on an outer periphery of a cored bar. It is to form the surface layer, an end portion on the direction along the axis of the core metal
The end portion and the center portion without changing the thickness at the center portion
By making the mixing ratio of the materials different between
A charging device , wherein the surface layer hardness at the end is smaller than that at the center .
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