JPH0552857U

JPH0552857U - Charging roller

Info

Publication number: JPH0552857U
Application number: JP10443591U
Authority: JP
Inventors: 惣一郎西村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-07-13

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体表面に対して、長手方向に均一な圧接
力を得易く、均一な帯電を行なうことのできる帯電ロー
ラを提供する。【構成】帯電ローラ１２は、感光体２０表面に所定の
圧力で接触して設けられており、その電圧印加軸１４
は、長手方向の中央部が膨らんだ形状を成している。ま
た、帯電ローラ１２の電圧印加軸１４には、直流または
交流を重畳した電圧を印加可能な電源２２が備えられて
いる。 (57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a charging roller which can easily obtain uniform pressure contact force in the longitudinal direction with respect to the surface of a photoreceptor and can perform uniform charging. [Structure] The charging roller 12 is provided in contact with the surface of the photoconductor 20 at a predetermined pressure, and its voltage application shaft 14
Has a shape in which the central portion in the longitudinal direction is swollen. Further, the voltage application shaft 14 of the charging roller 12 is provided with a power source 22 capable of applying a voltage in which DC or AC is superimposed.

Description

[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

[Industrial application]

本考案は帯電ローラに関するものである。 The present invention relates to a charging roller.

【０００２】[0002]

[Prior Art]

従来、電子写真装置において、静電潜像を担持するための感光体上を所定の初期電位に帯電する帯電装置には、スコロトロン帯電器と呼ばれる装置が実用化されている。このスコロトロン帯電器は、直径１００μｍ以下のワイヤと、感光体に対向して設けられているグリッドと、それらを一体に保持したケースとで構成されている。この帯電器に於て、ワイヤに約−５ｋＶの高電圧を印加すると、ワイヤ周囲でコロナ放電を生じる。この放電で生じた電荷をグリッドに印加する約 −５００Ｖの電圧で制御して感光体上をほぼグリッドに印加した電圧に等しい電圧にまで一様に帯電させることができる。 Conventionally, in an electrophotographic apparatus, a device called a scorotron charger has been put into practical use as a charging device that charges a photoconductor for carrying an electrostatic latent image to a predetermined initial potential. This scorotron charger is composed of a wire having a diameter of 100 μm or less, a grid provided so as to face the photoconductor, and a case that integrally holds them. When a high voltage of about -5 kV is applied to the wire in this charger, corona discharge is generated around the wire. By controlling the electric charges generated by this discharge with a voltage of about -500 V applied to the grid, it is possible to uniformly charge the surface of the photoconductor to a voltage almost equal to the voltage applied to the grid.

【０００３】このように、スコロトロン帯電器は、グリッドに印加する電圧により帯電電位を制御でき、かつ、帯電電位の均一性に優れているという特長を有しているが、ワイヤに高電圧を印加しコロナ放電を起こさせるため、オゾンが発生する。このオゾンは、独特の臭気を発し電子写真装置の使用者を不快にするのみならず、その化学的活性に富んだ性質から、ゴムなどの有機物を侵したり、人体にも悪影響を及ぼす。As described above, the scorotron charger has a feature that the charging potential can be controlled by the voltage applied to the grid and that the charging potential is excellent in uniformity, but a high voltage is applied to the wire. Ozone is generated because it causes corona discharge. This ozone not only emits a peculiar odor and makes the user of the electrophotographic apparatus uncomfortable, but due to its rich chemical activity, it also damages organic substances such as rubber and adversely affects the human body.

【０００４】そこで、よりオゾンの発生量を抑えるために、接触帯電方式が提案され実用化されている。接触帯電方式の代表的な例としては、特開昭６３−１４９６６９号公報に示されているような導電性を有するローラ、いわゆる帯電ローラを用いる帯電方式が挙げられる。そこで、帯電ローラ構成及び作用について、図２を参照しつつ以下に述べることとする。Therefore, in order to further suppress the amount of ozone generated, a contact charging method has been proposed and put into practical use. As a typical example of the contact charging method, there is a charging method using a roller having conductivity, that is, a so-called charging roller, as disclosed in JP-A-63-149669. Therefore, the structure and operation of the charging roller will be described below with reference to FIG.

【０００５】帯電ローラ４０は、全体として直径２０ｍｍ程度の円柱状で、芯金としてのステンレス棒４２の周囲に、体積抵抗値が１０⁵Ω・ｃｍ程度となるようにカーボンを分散された発泡ウレタンゴム層４４を被覆したものである。更に、前記ステンレス棒４２には、１〜２ｋＶ程度のピーク間電圧の交流電圧を重畳したバイアス電圧を印加する電圧印加装置４６が備えられている。The charging roller 40 has a cylindrical shape with a diameter of about 20 mm as a whole, and carbon particles are dispersed around a stainless rod 42 as a core metal so that the volume resistance value is about 10 ⁵ Ω · cm. The urethane foam rubber layer 44 is covered. Further, the stainless rod 42 is provided with a voltage applying device 46 for applying a bias voltage in which an AC voltage having a peak-to-peak voltage of about 1 to 2 kV is superimposed.

【０００６】次に、この帯電ローラ４０の作用について説明を行なう。帯電ローラ４０は、アルミニウム等の導電性基体４８ａ上に、有機感光体やアモルファスシリコンなどから成る感光体層４８ｂを形成した感光体ドラム４８表面に所定の圧力で接触している。そして、感光体ドラム４８は矢印Ｘ方向に回転しており、帯電ローラ４０は、この感光体ドラム４８の回転に伴い、矢印Ｙ方向に回転する。この時、帯電ローラ４０には、電圧印加装置４６によって前記したような交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加され、感光体ドラム４８表面は所定の電位に一様に帯電する。Next, the operation of the charging roller 40 will be described. The charging roller 40 is in contact with the surface of the photosensitive drum 48 having a photosensitive layer 48b made of an organic photosensitive body or amorphous silicon on a conductive substrate 48a such as aluminum under a predetermined pressure. The photosensitive drum 48 rotates in the arrow X direction, and the charging roller 40 rotates in the arrow Y direction as the photosensitive drum 48 rotates. At this time, a bias voltage in which the above-mentioned AC voltage is superimposed is applied to the charging roller 40 by the voltage application device 46, and the surface of the photosensitive drum 48 is uniformly charged to a predetermined potential.

【０００７】この時の帯電ローラ４０による感光体ドラム４８表面の帯電プロセスであるが、それらには、ローラと感光体表面との摩擦帯電、帯電ローラ表面から感光体への電荷注入、及び帯電ローラと感光体表面が接触・解離するときの両者の微小間隙における気中放電現象、などがある。このうち、感光体表面の帯電に最も寄与が大きいのは、気中放電現象であり、従って帯電ローラによる接触帯電方式でもオゾンの発生をともなうことになる。ただし、この発生オゾン量は、スコロトロンワイヤを用いた帯電器から発生する量と比較すればかなり少ない。The charging process of the surface of the photosensitive drum 48 by the charging roller 40 at this time includes frictional charging between the roller and the surface of the photosensitive member, charge injection from the surface of the charging roller to the photosensitive member, and charging roller. And an air discharge phenomenon in a minute gap between the photoconductor surface and the photoconductor surface when they contact and dissociate. Of these, the largest contribution to the charging of the surface of the photoconductor is the air discharge phenomenon, so that ozone is also generated in the contact charging method using a charging roller. However, the amount of ozone generated is considerably smaller than the amount generated from a charger using a scorotron wire.

【０００８】[0008]

[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記の構成を有する帯電ローラでは、感光体への圧接力は中心軸であるステンレス棒の両端部で加えられるので、帯電ローラの長手方向の中央部における圧接力が両端部よりも弱くなる傾向があり、その結果画像中央部での帯電が不十分になりがちであるという欠点があった。 However, in the charging roller having the above structure, since the pressure contact force to the photoconductor is applied at both ends of the stainless steel rod which is the central axis, the pressure contact force at the center part in the longitudinal direction of the charging roller becomes weaker than at both ends. However, there is a tendency that charging tends to be insufficient in the central portion of the image as a result.

【０００９】本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、他に特別な装置を付与することなく、長手方向の圧接力を均一に出来、その結果均一な帯電を行なうことができる帯電ローラ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 the pressing force in the longitudinal direction can be made uniform without adding any special device, and as a result, uniform charging can be performed. An object of the present invention is to provide a charging roller that can be used.

【００１０】[0010]

[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するために、本考案の帯電ローラは、両端において回転可能に支持される中心軸と、該中心軸の周囲に略円柱形状に設けられた弾性体とよりなり、前記中心軸の長手方向の中央部における径が、その両端部における径よりも大きい。 In order to achieve the above-mentioned object, the charging roller of the present invention comprises a central shaft rotatably supported at both ends and an elastic body provided in a substantially cylindrical shape around the central shaft. Has a diameter at the central portion in the longitudinal direction larger than the diameter at both ends thereof.

【００１１】[0011]

[Action]

上記の構成を有する本考案の帯電ローラは、電圧を印加され、被帯電体に接触かつ回転し、被帯電体を所定の電位に帯電する。この時、帯電ローラの中心軸が中央部で膨らんだ形状を成しているので、帯電ローラの長手方向に対して一様な圧接力を得易くなり、被帯電体表面の均一な帯電が行える。 The charging roller of the present invention having the above structure is applied with a voltage, contacts and rotates the charged body, and charges the charged body to a predetermined potential. At this time, since the central axis of the charging roller is bulged in the central portion, it is easy to obtain a uniform pressure contact force in the longitudinal direction of the charging roller, and the surface of the body to be charged can be uniformly charged. .

【００１２】[0012]

【Example】

以下、本考案を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。まず図１を用いて、電子写真装置における帯電装置として用いた本考案の帯電ローラの構成を説明する。この帯電ローラは電子写真装置において、静電潜像担持体である感光体の表面を画像情報の露光前に均一に初期帯電する目的で使用されるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of the charging roller of the present invention used as a charging device in an electrophotographic apparatus will be described with reference to FIG. This charging roller is used in an electrophotographic apparatus for the purpose of uniformly and initially charging the surface of a photoconductor, which is an electrostatic latent image carrier, before exposure of image information.

【００１３】帯電ローラ１２は、ステンレス製の電圧印加軸１４と、その周囲に導電性及び弾性を有する弾性ゴム１６とを備えており、その形状は電圧印加軸１４を中心軸とした略円柱状である。電圧印加軸１４は、軸径が長手方向で異なっており、中央部でやや膨らんだ形状を成している。従って、弾性ゴム１６の層厚は、中央部で相対的に薄くなっていることになる。The charging roller 12 includes a voltage application shaft 14 made of stainless steel and an elastic rubber 16 having conductivity and elasticity around the voltage application shaft 14, and its shape is a substantially columnar shape with the voltage application shaft 14 as a central axis. Is. The voltage application shaft 14 has different shaft diameters in the longitudinal direction, and has a slightly swollen shape at the center. Therefore, the layer thickness of the elastic rubber 16 is relatively thin in the central portion.

【００１４】弾性ゴム１６の材質は具体的には、発泡ウレタンゴムなど弾性を有するゴム材に導電性をもたせるためにカーボンブラックを分散させたもの等を用いる。そして、その体積抵抗値は、約１０⁵Ω・ｃｍ程度に調整される。As the material of the elastic rubber 16, specifically, a rubber material having elasticity such as urethane foam rubber, in which carbon black is dispersed in order to have conductivity, or the like is used. The volume resistance value is adjusted to about 10 ⁵ Ω · cm.

【００１５】また、弾性ゴム１６の表面は、高抵抗層１８で被覆されている。高抵抗層１８の材質は、ナイロン系の物質、ポリウレタンゴム、ポリウレタンエラストマ、ニトリルブチルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が選ばれ、その中に、酸化スズ粒子、アルミニウム粒子、酸化インジウム粒子、酸化チタン粒子などの導電性微粒子を小量分散させている。また、その層厚は、１００μｍから５００μｍ程度と小さく、その体積抵抗値は１０¹⁰ Ω・ｃｍ程度である。The surface of the elastic rubber 16 is covered with a high resistance layer 18. The material of the high resistance layer 18 is selected from nylon-based materials, polyurethane rubber, polyurethane elastomer, nitryl butyl rubber (NBR), chloroprene rubber, polyethylene terephthalate (PET), among which tin oxide particles, aluminum particles, A small amount of conductive fine particles such as indium oxide particles and titanium oxide particles are dispersed. The layer thickness is as small as 100 μm to 500 μm, and the volume resistance value is about 10 ¹⁰ Ω · cm.

【００１６】更に、帯電ローラ１２の電圧印加軸１４は、電圧印加手段としての電源２２を備えており、所定の極性の直流電圧あるいは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加される。直流電圧の値としては、正または負の７００Ｖ程度の値が選ばれ、交流電圧の値は、ピーク間電圧約２ｋＶで周波数約１ｋＨｚの値が選ばれる。Further, the voltage application shaft 14 of the charging roller 12 is provided with a power supply 22 as a voltage application means, and a DC voltage of a predetermined polarity or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied. As the value of the DC voltage, a positive or negative value of about 700 V is selected, and as the value of the AC voltage, a value of about 2 kV between peaks and a frequency of about 1 kHz is selected.

【００１７】次に作用を説明する。帯電ローラ１２は感光体２０に所定の圧力で圧接されており、かつ両端で回転可能に支持されているので、感光体２０の回転動作に従動して回転する。そして、電圧印加軸１４には前記したような値の電圧が印加されているので、感光体２０表面は帯電ローラ１２との接触部における電荷注入あるいは、帯電ローラ１２との接触・解離前後での微小放電による帯電といったメカニズムで一様に帯電される。Next, the operation will be described. Since the charging roller 12 is pressed against the photoconductor 20 with a predetermined pressure and is rotatably supported at both ends, the charging roller 12 is rotated by the rotation of the photoconductor 20. Since the voltage having the above-mentioned value is applied to the voltage applying shaft 14, the surface of the photoconductor 20 is injected with charge at the contact portion with the charging roller 12, or before and after the contact / dissociation with the charging roller 12. It is uniformly charged by the mechanism such as charging by minute discharge at

【００１８】帯電ローラ１２は、前記したように電圧印加軸１４がその太さが中央部ほど大きくなるように形成されているので、電圧印加軸１４の両端で圧接力を与えたときにも、中央部において押圧力がかかり易くなっている。従って、両端からの圧接力が長手方向に均一に加わるので、帯電が均一に行なわれることになる。従って、従来のように長手方向で軸径の等しい円柱形状の中心軸を持つ帯電ローラと比較すると、両端に加えるべき圧接力は小さくてもよい。その結果、感光体２０の回転トルクが低減されて電子写真装置本体の負担が少なくなるだけでなく、感光体２０表面の摩耗の程度も少なくでき、感光体の長寿命化に対して効果的であるといえる。As described above, the charging roller 12 is formed such that the thickness of the voltage applying shaft 14 becomes larger toward the central portion, and therefore, even when a pressure contact force is applied to both ends of the voltage applying shaft 14. The pressing force is easily applied in the central part. Therefore, the pressing force from both ends is uniformly applied in the longitudinal direction, so that the charging is uniformly performed. Therefore, the pressure contact force to be applied to both ends may be small as compared with the conventional charging roller having a cylindrical central axis with the same axial diameter in the longitudinal direction. As a result, not only the rotational torque of the photoconductor 20 is reduced and the burden on the electrophotographic apparatus main body is reduced, but also the degree of wear of the surface of the photoconductor 20 is reduced, which is effective for extending the life of the photoconductor. You can say that.

【００１９】以上説明したことから明かなように、本実施例の帯電ローラ１２では、中心軸である電圧印加軸１４が中央部で膨らんだ形状を成しているので、帯電ローラ１２の長手方向に対して一様な圧接力を得易くなり、その結果、感光体２０表面の均一な帯電が行える。As is apparent from the above description, in the charging roller 12 of the present embodiment, the voltage applying shaft 14, which is the central axis, has a bulged shape in the central portion, so that the length of the charging roller 12 is long. It is easy to obtain a uniform pressure contact force in the direction, and as a result, the surface of the photoconductor 20 can be uniformly charged.

【００２０】尚、この他本考案は上記に詳述した例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で変更を加えることができる。例えば、電圧印加軸にエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）・ニトリルブチルゴム（ＮＢＲ）等の弾性ゴム層を設け、その周面に、カーボンブラックを分散したウレタンゴム層を設けた２層構造の帯電ローラとしても良い。Besides, the present invention is not limited to the examples described in detail above, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, a charging roller having a two-layer structure in which an elastic rubber layer such as ethylene propylene rubber (EPDM) / nitrile butyl rubber (NBR) is provided on the voltage application shaft and a urethane rubber layer in which carbon black is dispersed is provided on the peripheral surface thereof. good.

【００２１】[0021]

[Effect of the device]

以上説明したことから明かなように、本考案の帯電ローラでは、中心軸が中央部で膨らんだ形状を成しているので、帯電ローラの長手方向に対して一様な圧接力を得易くなり、その結果、被帯電体表面の均一な帯電が行える。 As is clear from the above description, in the charging roller of the present invention, the central axis is bulged in the central portion, so that it is easy to obtain a uniform pressure contact force in the longitudinal direction of the charging roller. As a result, the surface of the body to be charged can be uniformly charged.

[Brief description of drawings]

【図１】本実施例の帯電ローラの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a charging roller according to the present exemplary embodiment.

【図２】従来の帯電ローラの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional charging roller.

[Explanation of symbols]

１２帯電ローラ１４電圧印加軸１６弾性ゴム 12 Charging roller 14 Voltage application shaft 16 Elastic rubber

Claims

[Scope of utility model registration request]

1. A charging roller comprising a central shaft rotatably supported at both ends and an elastic body provided in a substantially columnar shape around the central shaft, wherein a diameter of the central shaft at a central portion in a longitudinal direction. However, the charging roller is characterized in that it is larger in diameter than both ends thereof.