JPH07110614A - Contact electrostatic charger - Google Patents
Contact electrostatic chargerInfo
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- JPH07110614A JPH07110614A JP5256059A JP25605993A JPH07110614A JP H07110614 A JPH07110614 A JP H07110614A JP 5256059 A JP5256059 A JP 5256059A JP 25605993 A JP25605993 A JP 25605993A JP H07110614 A JPH07110614 A JP H07110614A
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プリンター、ビデオプ
リンター、ファクシミリ、複写機、ディスプレー等の画
像形成装置に使用する帯電装置に関する。更に詳しく
は、外部から電圧を印加した帯電用部材を被帯電体に接
触させて被帯電体面の帯電処理をする接触帯電装置に関
する。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 printer, a video printer, a facsimile, a copying machine and a display. More specifically, the present invention relates to a contact charging device that charges a surface of an object to be charged by contacting an object to be charged with a charging member to which a voltage is applied from the outside.
【0002】[0002]
【従来の技術】以降、被帯電体として感光体を用い電子
写真方式により画像形成を行う画像形成装置に使用され
る帯電装置を例にして説明する。2. Description of the Related Art A charging device used in an image forming apparatus for forming an image by an electrophotographic method using a photoconductor as a member to be charged will be described below as an example.
【0003】電子写真方式を用いた画像形成装置は、感
光体ドラムに静電潜像を形成し、この静電潜像にトナー
を吸着させ、さらにこのトナーを転写材に転写するよう
に構成されている。An image forming apparatus using an electrophotographic system is configured to form an electrostatic latent image on a photosensitive drum, attract toner to the electrostatic latent image, and transfer the toner to a transfer material. ing.
【0004】このような電子写真方式は、基体となるド
ラムの表面に下引き層を形成し、その上に光照射を受け
た場合に抵抗が低下する感光層を形成した感光体ドラム
が用いられる。もしくは、基体となるドラム表面に下引
き層を形成することなく、感光層を形成した感光体ドラ
ムが用いられる。In such an electrophotographic system, a photoconductor drum is used in which an undercoat layer is formed on the surface of a drum as a substrate, and a photosensitive layer whose resistance is lowered when exposed to light is formed thereon. . Alternatively, a photosensitive drum on which a photosensitive layer is formed without forming an undercoat layer on the surface of a drum that serves as a substrate is used.
【0005】このように構成された感光体ドラムは、帯
電装置により一定電位に帯電させられた状態で、画像デ
ータに対応する光ビームや光像が照射され、静電潜像が
形成される。静電潜像が形成された感光層に、帯電させ
たトナーを接触させると、光照射を受けた部分だけ、も
しくは光照射を受けなかった部分だけに選択的にトナー
を静電気力により吸着させることができる。ついで、ト
ナーが吸着している感光体ドラムの表面に転写材を、感
光体ドラムの回転に同期させて移動させ、転写材にトナ
ーの帯電極性と逆極性の電荷を与えると、感光体ドラム
のトナーが転写材に吸引され、トナーが記録材に転写さ
れる。そして、定着装置により、トナーを記録材に固定
することによって、画像が記録材上に形成される。The photoconductor drum thus constructed is irradiated with a light beam or an optical image corresponding to image data while being charged to a constant potential by the charging device, and an electrostatic latent image is formed. When the charged toner is brought into contact with the photosensitive layer on which the electrostatic latent image is formed, the toner is selectively adsorbed by the electrostatic force only to the portion that is exposed to the light or only the portion that is not exposed to the light. You can Then, the transfer material is moved to the surface of the photoconductor drum on which the toner is adsorbed, in synchronization with the rotation of the photoconductor drum, and a charge having a polarity opposite to the charge polarity of the toner is applied to the transfer material. The toner is attracted to the transfer material, and the toner is transferred to the recording material. Then, an image is formed on the recording material by fixing the toner to the recording material by the fixing device.
【0006】ところで、帯電装置は、何れも感光体ドラ
ムに対して電荷を付与したり、また電荷を除くための装
置で、従来においては、コロナ放電により発生した帯電
粒子を利用する、いわゆるコロナ帯電装置が用いられて
いた。By the way, each of the charging devices is a device for giving an electric charge to the photosensitive drum and removing the electric charge. In the past, so-called corona charging utilizing charged particles generated by corona discharge has been used. The device was being used.
【0007】このため、オゾンが発生して環境を汚染す
るという問題があり、近年はコロナ放電に比較してオゾ
ンの発生量が極めて少ない接触帯電装置が利用されるよ
うになっている。Therefore, there is a problem that ozone is generated and pollutes the environment. In recent years, a contact charging device, which produces an extremely small amount of ozone as compared with corona discharge, has been used.
【0008】接触帯電装置は、外部から電圧を印加した
帯電用部材、例えば、導電性繊維からなるブラシや、導
電性弾性材料からなるローラや、導電性弾性材料からな
るブレード等、を感光体ドラムの表面に直接接触させ、
これら部材と感光体ドラムとが相対的に運動して、帯電
用部材と感光体ドラム表面との接触面が近づくもしくは
離れる領域に形成されるわずかな空隙で微弱な放電を生
じさせ、感光体ドラムを帯電処理するものである。The contact charging device includes a charging member to which a voltage is applied from the outside, such as a brush made of conductive fibers, a roller made of a conductive elastic material, a blade made of a conductive elastic material, and the like, as a photosensitive drum. Direct contact with the surface of
These members and the photosensitive drum move relative to each other, and a weak discharge is generated in a slight gap formed in a region where the contact surface between the charging member and the surface of the photosensitive drum approaches or separates from each other. Is to be charged.
【0009】ところが、導電性弾性材料を直接感光体ド
ラムに接触させると、導電性弾性材料に多少なりとも含
まれる可塑剤、軟化剤や未反応物質が感光体ドラムの感
光層へと移行して(ブリードアウト)、 移行した物質と感光層材料とが反応し、感光体ドラム
と帯電用部材が固着してしまい、画像形成が不可能とな
る。However, when the conductive elastic material is brought into direct contact with the photosensitive drum, plasticizers, softeners and unreacted substances contained in the conductive elastic material to some extent migrate to the photosensitive layer of the photosensitive drum. (Bleed out), the transferred substance reacts with the photosensitive layer material, and the photosensitive drum and the charging member are fixed to each other, making it impossible to form an image.
【0010】移行した物質と感光層材料とが反応し、
感光層の本来の機能を消失させ(つまり、帯電を行って
も電荷を保持できないもしくは光照射を行っても電荷を
消去できない)、感光体ドラムと帯電用部材の接触箇所
の画像が黒帯もしくは白帯となる。The transferred substance reacts with the photosensitive layer material,
The original function of the photosensitive layer is lost (that is, the charge cannot be retained even if charging is performed or the charge cannot be erased even when light irradiation is performed), and the image at the contact portion between the photosensitive drum and the charging member has a black band or It becomes a white belt.
【0011】移行した物質にトナーが付着して、かぶ
り、地汚れといった白地汚れが生じる。帯電用部材表
面にもトナーが付着し、このトナーが多量に付着し表面
に固着すると表面が絶縁化し、帯電用部材の帯電能力が
失われ、感光体ドラムの帯電電位が低下し、画像が汚れ
る。Toner adheres to the transferred substance, causing white background stains such as fogging and background stains. Toner also adheres to the surface of the charging member, and when a large amount of this toner adheres and sticks to the surface, the surface becomes insulating, the charging ability of the charging member is lost, the charging potential of the photoconductor drum decreases, and the image becomes dirty. .
【0012】といった課題があった。[0012] There was a problem.
【0013】そこで、このような課題を解決する方法と
して、例えば、特開平1−204081号公報に開示さ
れるように、帯電用部材の導電性弾性層上に樹脂層を形
成することが提案されていた。この中で、樹脂層の膜厚
は5〜30μmが望ましいとされていた。Therefore, as a method for solving such a problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-204081, it is proposed to form a resin layer on the conductive elastic layer of the charging member. Was there. Among these, it has been said that the film thickness of the resin layer is preferably 5 to 30 μm.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者等
が鋭意検討したところ、導電性弾性層から可塑剤、軟化
剤や未反応物質のブリードを防止するためには、単に、
樹脂層を形成するだけでは不十分で、後述するように、
その下層である導電性弾性層の表面粗さの影響を加味し
なくてはいけないことが解った。特に、導電性弾性層の
表面が粗くなると部分的なブリード現象が観察され、上
記のような課題が発生した。However, as a result of diligent studies by the present inventors, in order to prevent bleeding of a plasticizer, a softening agent, or an unreacted substance from the conductive elastic layer, simply:
Forming the resin layer is not enough, as described later,
It was found that the effect of the surface roughness of the underlying conductive elastic layer must be taken into consideration. In particular, when the surface of the conductive elastic layer became rough, a partial bleeding phenomenon was observed, and the above problems occurred.
【0015】そこで、本発明は、上記課題を解決するも
のであって、その目的は、安定的にかつ信頼性の高い帯
電処理を行うことが可能な接触帯電装置を提供すること
にある。さらに、簡単な構成で長期に渡って良好な帯電
処理を行うことが可能な接触帯電装置を提供することに
ある。Therefore, the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a contact charging device capable of performing stable and highly reliable charging processing. Another object of the present invention is to provide a contact charging device that has a simple structure and can perform good charging processing for a long period of time.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、外部より電圧
を印加した帯電用部材を被帯電体に接触させて、被帯電
体を帯電もしくは除電させる接触帯電装置において、少
なくとも帯電用部材を、十点平均粗さが5〜25μmR
zである導電性弾性層と、導電性弾性層を被覆する厚み
12.5〜30μmである樹脂層とから構成し、樹脂層
を被帯電体と接触させることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a contact charging device for charging or discharging a charged member by bringing a charging member to which a voltage is applied from outside into contact with the charged member, and at least the charging member is 10-point average roughness 5 to 25 μmR
It is characterized in that it is composed of a conductive elastic layer of z and a resin layer having a thickness of 12.5 to 30 μm that covers the conductive elastic layer, and the resin layer is brought into contact with a body to be charged.
【0017】[0017]
【作用】導電性弾性層の表面粗さならびに樹脂層の膜厚
を上記範囲とすることによって、導電性弾性層から可塑
剤、軟化剤や未反応物質のブリードを防止することが可
能となる。さらに、帯電用部材と被帯電体との接触状態
を良好にすることができる。By setting the surface roughness of the conductive elastic layer and the film thickness of the resin layer within the above ranges, it is possible to prevent bleeding of the plasticizer, softening agent and unreacted substance from the conductive elastic layer. Furthermore, the contact state between the charging member and the body to be charged can be improved.
【0018】[0018]
【実施例】以下図面に基づいて、本発明を詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0019】先ず、本発明に係わる接触帯電装置の概略
断面図を図1に示す。First, FIG. 1 shows a schematic sectional view of a contact charging device according to the present invention.
【0020】接地された導電性支持体21の表面に下引
き層22が形成され、その上に光照射を受けた場合に抵
抗が低下する感光層23が形成された感光体ドラム20
が被帯電体として用いられる。An undercoat layer 22 is formed on the surface of a conductive support 21 which is grounded, and a photosensitive layer 20 having a photosensitive layer 23 whose resistance lowers when exposed to light is formed thereon.
Is used as the charged body.
【0021】帯電用部材10はローラ形状であって、導
電性基体11上に、導電性弾性層12を設け、さらに、
導電性弾性層12の上で、かつ、感光体ドラム20と接
触するように樹脂層13を設けたものである。そして、
帯電用部材10の導電性基体11の端部を押圧手段17
で押圧することで、帯電用部材10の表面にある樹脂層
13を感光体ドラム20に確実に接触させ、帯電用部材
10と感光体ドラム20との接触面Aが近づくもしくは
離れる領域にわずかな空隙を形成させる。また、帯電用
部材10の導電性基体11はスイッチ18、電源19を
介して接地されている。The charging member 10 has a roller shape, and a conductive elastic layer 12 is provided on a conductive substrate 11, and further,
A resin layer 13 is provided on the conductive elastic layer 12 and in contact with the photosensitive drum 20. And
The end of the conductive substrate 11 of the charging member 10 is pressed by the pressing means 17
By pressing with, the resin layer 13 on the surface of the charging member 10 is surely brought into contact with the photoconductor drum 20, and the contact surface A between the charging member 10 and the photoconductor drum 20 slightly approaches or leaves the area. Form voids. Further, the conductive substrate 11 of the charging member 10 is grounded via the switch 18 and the power supply 19.
【0022】この状態で、図示していない駆動手段によ
って、感光体ドラム20が矢印1方向に回転を開始し、
それに伴って、帯電用部材が従動回転を開始する。それ
と同時もしくは直後に、スイッチ18を閉じることで、
帯電用部材10に電圧(もしくは電流)が供給され、帯
電用部材10と感光体ドラム20との接触面Aが近づく
もしくは離れる領域に形成されるわずかな空隙で、微弱
な放電が生じる。その結果、帯電用部材10の表面から
感光体ドラム20の表面へと電荷が移動し、感光体ドラ
ム20を帯電処理することができる。In this state, the photosensitive drum 20 starts to rotate in the direction of arrow 1 by a driving means (not shown),
Along with this, the charging member starts driven rotation. At the same time or immediately after that, by closing the switch 18,
A voltage (or current) is supplied to the charging member 10, and a weak discharge is generated in a slight gap formed in a region where the contact surface A between the charging member 10 and the photoconductor drum 20 approaches or separates. As a result, charges move from the surface of the charging member 10 to the surface of the photoconductor drum 20, and the photoconductor drum 20 can be charged.
【0023】ここで、導電性支持体11は、鉄、アルミ
ニウム、ステンレス、真鍮等の金属、合金、カーボン分
散樹脂、金属粒子分散樹脂等からなる。導電性弾性層1
2は、ソリッド状あるいはフォーム状であり、下記物質
群ア)から選ばれる材料と下記物質群イ)-1.〜イ)-4.から選
ばれる材料とを主成分として構成される。また、導電性
弾性層がイ)-4.のようにフォーム材料からなる場合、表
面近傍のセル径が小さい方が望ましく、または、表面に
ソリッド状のスキン層を持っている方が望ましい。さら
に、樹脂層13は、下記物質群イ)-4.から選ばれる材料
と、必要に応じ下記物質群ア)から選ばれる材料とを主成
分として構成される。Here, the conductive support 11 is made of metal such as iron, aluminum, stainless steel, brass, alloy, carbon dispersed resin, metal particle dispersed resin, or the like. Conductive elastic layer 1
2 is a solid or foam, and is composed mainly of a material selected from the following substance group a) and a material selected from the following substance group a) -1. To a) -4. When the conductive elastic layer is made of a foam material as in (a) -4., It is preferable that the cell diameter near the surface is small, or that the surface has a solid skin layer. Further, the resin layer 13 is mainly composed of a material selected from the following substance group a) -4. And, if necessary, a material selected from the following substance group a).
【0024】記 (物質群)ア )カーボンブラック(例えば、ファーネスブラック、ア
セチレンブラック)、金属酸化粉(例えば、ITO粉、
SnO2 粉)、金属、合金粉(例えば、Ag粉、Al
粉)、塩(例えば、四級アンモニウム塩、過塩素酸
塩)、導電性を有する樹脂(例えば、ポリアセチレン、
ポリピロール)イ )-1.天然ゴム。(Substance group) a) carbon black (for example, furnace black, acetylene black), metal oxide powder (for example, ITO powder,
SnO 2 powder), metal, alloy powder (eg Ag powder, Al)
Powder), salt (eg, quaternary ammonium salt, perchlorate), conductive resin (eg, polyacetylene,
Polypyrrole) a) -1. Natural rubber.
【0025】イ)-2.シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロ
ロシリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ヒドリ
ンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニ
トリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレン
ゴム、イソブチレンイソプレンゴム、エチレンプロピレ
ンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、チオコール、
等の合成ゴム、またはこれらのブレンド。A) -2. Silicone rubber, fluororubber, fluorosilicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, hydrin rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, isobutylene isoprene rubber, ethylene propylene rubber , Chlorosulfonated polyethylene, thiochol,
Synthetic rubber such as or a blend of these.
【0026】イ)-3.スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂
等を含むエラストマー材料。A) -3. Styrene resin, vinyl chloride resin,
Elastomer materials including polyurethane resin, polyethylene resin, methacrylic resin, etc.
【0027】イ)-4.ポリウレタンフォーム、シリコンフ
ォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォー
ム、エラストマーフォーム、ゴムフォーム等の軟質フォ
ーム材料。A) -4. Flexible foam materials such as polyurethane foam, silicone foam, polystyrene foam, polyethylene foam, elastomer foam and rubber foam.
【0028】ウ)-1.ポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート等のアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ−1−メチ
ルスチレン等のスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビ
ニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニ
ルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド、ポリエ
ステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂、
ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂
等の熱可塑性樹脂、またはこれらの共重合体、混合体。C) -1. Acrylic resins such as polyacrylate and polymethacrylate, polystyrene, styrene resins such as poly-1-methylstyrene, butyral resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, Polyester resin, polycarbonate resin, cellulose resin,
Thermoplastic resin such as polyarylate resin, polyethylene resin, nylon resin, or a copolymer or mixture thereof.
【0029】ウ)-2.ポリビニルアルコール、ポリアリル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアミ
ン、ポリアリルアミン、ポリビニルアクリル酸、ポリビ
ニルメタクリル酸、ポリビニル硫酸、ポリ乳酸、ガゼイ
ン、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプン、アラビ
アゴム、ポリグルタミン酸、ポリアスバラギン酸、ナイ
ロン樹脂等の水溶性樹脂、またはこれらの共重合体、混
合体。C) -2. Polyvinyl alcohol, polyallyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinylamine, polyallylamine, polyvinylacrylic acid, polyvinylmethacrylic acid, polyvinylsulfuric acid, polylactic acid, casein, hydroxypropylcellulose, starch, gum arabic, poly Water-soluble resins such as glutamic acid, polyaspartic acid, and nylon resins, or copolymers and mixtures thereof.
【0030】ウ)-3.エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂。C) -3. Thermosetting resins such as epoxy resin, silicone resin, urethane resin, melamine resin, alkyd resin, polyimide resin, polyamide resin, and fluororesin.
【0031】また、この帯電用部材10の製造方法であ
るが、合わせ型の内部に導電性弾性層12を構成する材
料を流し込み成形した後、型から導電性弾性層12を取
り出し、その上に、樹脂層13を直接形成する方法や、
型から取り出した導電性弾性層12を研磨し、パーティ
ングラインを除去した後、樹脂層13を形成する方法等
がある。ここで、導電性基体11は、導電性弾性層12
を成形した後、その内部に挿入、接合、接着しても良い
し、あるいは、直接導電性基体11上に導電性弾性層1
2を直接成形しても良い。なお、樹脂層13は、樹脂層
13を構成する材料を溶媒中に溶解もしくは分散もしく
は相溶した後、ディップコート法、ロールコート法、ス
プレーコート法等の方法によって導電性弾性層12上に
塗膜を形成し、溶媒を乾燥することで樹脂層13を形成
できる。あるいは、樹脂層13からなるチューブを導電
性弾性層12に直接かぶせる方法や、熱収縮性のあるチ
ューブにより導電性弾性層12を被覆する方法もある。Further, in the method of manufacturing the charging member 10, the material forming the conductive elastic layer 12 is cast into the inside of the matching mold, and then the conductive elastic layer 12 is taken out from the mold and placed on top of it. A method for directly forming the resin layer 13,
There is a method of polishing the conductive elastic layer 12 taken out from the mold, removing the parting line, and then forming the resin layer 13. Here, the conductive substrate 11 is the conductive elastic layer 12
After molding, the conductive elastic layer 1 may be directly inserted on, bonded to, or bonded to the inside of the conductive base 11.
2 may be directly molded. The resin layer 13 is coated on the conductive elastic layer 12 by a method such as a dip coating method, a roll coating method, or a spray coating method after the material constituting the resin layer 13 is dissolved, dispersed or compatible in a solvent. The resin layer 13 can be formed by forming a film and drying the solvent. Alternatively, there is a method of directly covering the conductive elastic layer 12 with a tube made of the resin layer 13 or a method of covering the conductive elastic layer 12 with a heat-shrinkable tube.
【0032】ここで、導電性弾性層12の表面粗さの測
定は、日本工業規格 JIS B0601にしたがっ
て、例えば、小坂研究所製の表面粗さ測定器(サーフコ
ーダー、SE−3300)で測定される。なお、本発明
で問題とする表面粗さは十点平均粗さRzである。ま
た、樹脂層13の膜厚は、帯電用部材10から、樹脂層
13の一部を剥離もしくは除去し、剥離した樹脂層13
の厚みをデジタルマイクロメータで測定する、もしく
は、除去した部分と除去しない部分の帯電用部材表面
を、段差測定器もしくは上述の表面粗さ測定器で測定
し、段差部の形状から、表面層膜厚を算出する方法があ
る。Here, the surface roughness of the conductive elastic layer 12 is measured according to Japanese Industrial Standard JIS B0601, for example, by a surface roughness measuring instrument (Surfcoder, SE-3300) manufactured by Kosaka Laboratory. It The surface roughness which is a problem in the present invention is the ten-point average roughness Rz. In addition, the film thickness of the resin layer 13 is obtained by removing or removing a part of the resin layer 13 from the charging member 10
Thickness of the charging member is measured with a digital micrometer, or the surface of the charging member at the removed portion and the portion not removed is measured with a step measuring device or the surface roughness measuring device described above, and the surface layer film There is a method of calculating the thickness.
【0033】本発明の帯電用部材は、このようにして求
めた導電性弾性層12の表面粗さが5〜25μmRzで
あり、かつ、樹脂層13の膜厚が12.5〜30μmで
ある。導電性弾性層12の表面粗さと樹脂層13の膜厚
をこのような範囲とすることで、導電性弾性層からの可
塑剤、軟化剤や未反応物質のブリードを防止することが
可能となる。In the charging member of the present invention, the conductive elastic layer 12 thus obtained has a surface roughness of 5 to 25 μmRz, and the resin layer 13 has a thickness of 12.5 to 30 μm. By setting the surface roughness of the conductive elastic layer 12 and the film thickness of the resin layer 13 in such ranges, it becomes possible to prevent bleeding of a plasticizer, a softening agent or an unreacted substance from the conductive elastic layer. .
【0034】ここで、ブリードアウトの有無を検査する
方法を説明する。まず、感光体ドラムと帯電用部材を押
圧状態とし、55℃85%RHの環境に120時間放置
する。その後室内に戻し、押圧状態を解除する。そして
感光体ドラムを後述する画像形成装置に組み込み画像形
成を行う。記録材上の帯電用部材の押圧箇所に対応する
箇所で、感光体ドラムの回転周期毎に画像乱れが生じた
場合は、帯電用部材から感光体ドラムへとブリードが発
生したものと見なす。Here, a method for inspecting the presence or absence of bleed-out will be described. First, the photosensitive drum and the charging member are pressed and left in an environment of 55 ° C. and 85% RH for 120 hours. After that, it is returned to the room and the pressed state is released. Then, the photosensitive drum is incorporated into an image forming apparatus described later to form an image. When the image disturbance occurs at each position on the recording material corresponding to the pressing position of the charging member, the bleeding is considered to have occurred from the charging member to the photosensitive drum.
【0035】図2は、接触帯電装置に用いるローラ状の
帯電用部材の概略断面図である。導電性基体11上に導
電性弾性層12を、さらにその上に樹脂層13を形成し
た状態を示す。なお、以降、同一構成要素には同一符号
を付ける。FIG. 2 is a schematic sectional view of a roller-shaped charging member used in the contact charging device. The conductive elastic layer 12 is formed on the conductive substrate 11, and the resin layer 13 is further formed on the conductive elastic layer 12. In addition, hereinafter, the same constituent elements will be denoted by the same reference numerals.
【0036】図2(a)は、樹脂層13を形成後、両端
部を切り落とした後の状態を示し、両端部には、樹脂層
13が形成されていない。図2(b)は、端部まで樹脂
層13で被覆された状態を示す。図2(c)は、導電性
弾性層12の両端部を図に示すように斜めに切り落とし
た後、樹脂層13を形成し、両端部を切り落とした後の
状態を示し、両端部には、樹脂層13が形成されていな
い。図2(d)は、熱収縮性のある樹脂層13を形成し
た状態を示す。FIG. 2A shows a state after the resin layer 13 is formed and both ends are cut off, and the resin layer 13 is not formed on both ends. FIG. 2B shows a state in which the resin layer 13 is covered up to the end portion. FIG. 2C shows a state after both ends of the conductive elastic layer 12 are cut off obliquely as shown in the figure, the resin layer 13 is formed, and both ends are cut off. The resin layer 13 is not formed. FIG. 2D shows a state in which the heat-shrinkable resin layer 13 is formed.
【0037】ここで、導電性弾性層からの可塑剤、軟化
剤や未反応物質のブリードを防止するためには、図2
(b)〜(d)に示される状態のように、感光体ドラム
との接触部の近傍の端部に導電性弾性層12のむき出し
の箇所がない方が望ましい。この場合、端部の導電性弾
性層の表面粗さが5〜25μmRzの範囲になくとも、
樹脂層厚みが12.5〜30μmの範囲に入ればブリー
ドを防止できる。Here, in order to prevent bleeding of the plasticizer, softening agent and unreacted material from the conductive elastic layer, FIG.
As in the states shown in (b) to (d), it is desirable that there be no exposed portion of the conductive elastic layer 12 at the end portion near the contact portion with the photosensitive drum. In this case, even if the surface roughness of the conductive elastic layer at the end is not in the range of 5 to 25 μmRz,
Bleeding can be prevented if the resin layer thickness falls within the range of 12.5 to 30 μm.
【0038】図3は、接触帯電装置に用いるローラ状の
帯電用部材の概略断面図であって、製造工程順に図3
(a)〜(c)を示す。FIG. 3 is a schematic sectional view of a roller-shaped charging member used in the contact charging device.
(A)-(c) is shown.
【0039】図3(a)は、導電性基体11の外周に導
電性弾性層12を成形した後の状態を示す。図に示すよ
うに端部近傍には切り欠き部Bを有している。図3
(b)は、図3(a)の状態から、その上に樹脂層13
を形成した状態を示す。図3(c)は、図3(b)の状
態から、端部を切り欠き部Bで切り落とした後の状態を
示す。このような製造工程を取ることによって、感光体
ドラムとの押圧部の近傍に導電性弾性層12のむき出し
の箇所を除去できる。FIG. 3A shows a state after the conductive elastic layer 12 is formed on the outer periphery of the conductive substrate 11. As shown in the drawing, a notch B is provided near the end. Figure 3
FIG. 3B shows the resin layer 13 formed on the resin layer 13 from the state of FIG.
The state in which the is formed is shown. FIG. 3C shows a state after the end portion is cut off by the notch B from the state of FIG. 3B. By taking such a manufacturing process, the exposed portion of the conductive elastic layer 12 can be removed in the vicinity of the pressing portion against the photosensitive drum.
【0040】なお、帯電用部材10は、図1のごとく導
電性基体11を回転中心にして感光体ドラム20に従動
回転するから、導電性基体11に対して高い表面加工精
度(例えば、全振れ、真円度、真直度)が要求される。
例えば、全振れは±0.2(mm)以下、望ましくは±
0.1(mm)以下が要求される。また、帯電用部材に
パーティングラインがあると、そのパーティングライン
に起因した帯電ムラが発生するので、パーティングライ
ンを研磨等によって除去することが必要である。なお、
パーティングラインを除去せずに樹脂層を形成する場合
は、ディッピング法もしくはスプレーコート法で樹脂層
を形成するのでなく、熱収縮チューブで形成するのが望
ましい。As shown in FIG. 1, the charging member 10 is driven by the photosensitive drum 20 about the conductive substrate 11 as a center of rotation, so that the surface of the conductive substrate 11 is highly accurate (for example, total deflection). , Roundness, and straightness) are required.
For example, the total runout is ± 0.2 (mm) or less, preferably ±
0.1 (mm) or less is required. Further, if the charging member has a parting line, uneven charging occurs due to the parting line, so it is necessary to remove the parting line by polishing or the like. In addition,
When the resin layer is formed without removing the parting line, it is preferable that the resin layer is formed by a heat shrink tube instead of the dipping method or the spray coating method.
【0041】さらに、前述のように、帯電用部材10と
感光体ドラム20との接触面Aが近づくもしくは離れる
領域にわずかな空隙を形成させないと、帯電ムラ等の帯
電不良を発生してしまう。したがって、帯電用部材10
は感光体ドラム20に、線圧で5〜200(g/c
m)、望ましくは、30〜60(g/cm)となるよう
に押圧手段17で押圧される。なお、帯電用部材10の
表面加工精度が高いほど、押圧力は低くとも構わず、例
えば、全振れが±0.1(mm)以下であれば、押圧力
は線圧で60(g/cm)以下とできる。さらに、帯電
用部材10の硬度が低い方が、押圧力を低くすることが
可能であるが、逆に良好な表面加工精度が得難い。帯電
用部材10の硬度はアスカC硬度計で55〜75°、望
ましくは、60〜75°が良い。このような硬度範囲の
導電性弾性層は、量産に向く研磨工程がとれ、かつ、結
果としての良好な加工精度が得られと共に、表面粗さ5
〜25μmRzの範囲を達成するのに適している。Further, as described above, if a small gap is not formed in the area where the contact surface A between the charging member 10 and the photosensitive drum 20 approaches or separates, charging failure such as uneven charging will occur. Therefore, the charging member 10
Is applied to the photosensitive drum 20 at a linear pressure of 5 to 200 (g / c
m), preferably 30 to 60 (g / cm) by the pressing means 17. Note that the higher the surface processing accuracy of the charging member 10 is, the lower the pressing force may be. For example, if the total runout is ± 0.1 (mm) or less, the pressing force is 60 (g / cm) in linear pressure. ) Can be: Further, when the hardness of the charging member 10 is lower, the pressing force can be lowered, but conversely, it is difficult to obtain good surface processing accuracy. The hardness of the charging member 10 is 55 to 75 °, preferably 60 to 75 ° as measured by an Asuka C hardness meter. The conductive elastic layer having such a hardness range can be subjected to a polishing step suitable for mass production, and as a result, good processing accuracy can be obtained, and a surface roughness of 5 can be obtained.
Suitable to achieve a range of ˜25 μm Rz.
【0042】また、感光体ドラム20を帯電処理するた
めに導電性基体11に供給する電圧は、直流電圧(もし
くは直流電流)、あるいは、直流電圧に交流電圧を重畳
した電圧である。帯電極性は、用いる感光層の特性に合
わせて決定すれば良い。なお、感光体ドラム20の表面
電位は、例えば、トレック社製の表面電位計 モデル3
44、によって計測できる。The voltage supplied to the conductive substrate 11 for charging the photosensitive drum 20 is a DC voltage (or DC current), or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage. The charging polarity may be determined according to the characteristics of the photosensitive layer used. The surface potential of the photosensitive drum 20 is, for example, a surface potential meter model 3 manufactured by Trek.
44, can be measured.
【0043】さらに、本発明者等が検討を行ったとこ
ろ、帯電用部材10に印加する電圧を直流電圧とした場
合、帯電用部材10の抵抗値R(Ω)、印加電圧Va
(V)、感光体ドラムの表面電位Vs(V)とには関係
があることが解った。Further, the inventors of the present invention have made a study and found that when the voltage applied to the charging member 10 is a DC voltage, the resistance value R (Ω) of the charging member 10 and the applied voltage Va
It has been found that there is a relation between (V) and the surface potential Vs (V) of the photosensitive drum.
【0044】印加電圧Vaが一定である場合、抵抗値R
が低いと、パッシェンの法則で決まる気中放電による帯
電から、電荷注入による帯電が生じる。これによって、
表面電位Vsの絶対値は上昇する。逆に抵抗値Rが高い
と、いわゆる、帯電効率が悪くなり(つまり、電流(電
荷)の供給が間に合わなくなり)、表面電位Vsの絶対
値は低下する。When the applied voltage Va is constant, the resistance value R
When the value is low, the charging by the charge injection occurs from the charging by the air discharge determined by Paschen's law. by this,
The absolute value of the surface potential Vs increases. On the other hand, when the resistance value R is high, so-called charging efficiency becomes poor (that is, current (charge) cannot be supplied in time), and the absolute value of the surface potential Vs decreases.
【0045】このことから、抵抗値にばらつきがあった
り、環境による抵抗変動があった場合においても、抵抗
値Rが所定範囲内であれば、良好な帯電処理を行うこと
ができることが解った。ただし、ここで言う抵抗値Rは
従来から提案されている、体積抵抗率から算出した抵抗
値ではなく、図4で示すような方法で測定した抵抗値で
ある。From the above, it is understood that even if the resistance value varies or the resistance changes due to the environment, if the resistance value R is within the predetermined range, a good charging process can be performed. However, the resistance value R mentioned here is not the resistance value calculated from the volume resistivity which has been conventionally proposed, but the resistance value measured by the method shown in FIG.
【0046】この範囲が、5×105(Ω)<R<2×
108(Ω)であり、さらに望ましくは、1×10
6(Ω)<R<1×108(Ω)である。This range is 5 × 10 5 (Ω) <R <2 ×
10 8 (Ω), and more preferably 1 × 10
6 (Ω) <R <1 × 10 8 (Ω).
【0047】図4は、帯電用部材10の抵抗値Rを測定
するための方法を示すものである。帯電用部材10を金
属電極24に押圧手段17により押圧する。金属電極2
4を矢印2方向に回転させる。この状態で、接触部材1
0の導電性基体11と金属電極24との間に電源19を
接続し、電流I(μA)を流し、このときに印加されて
いる電圧値から抵抗値を算出する。なお、帯電用部材1
0の金属電極24への押圧力、金属電極の周速度は、実
際に感光体ドラムを帯電処理する条件と同一とする。ま
た、電流I(μA)は、実際に感光体ドラムを帯電処理
する場合、帯電用部材から感光体ドラムへと流入する電
流である。FIG. 4 shows a method for measuring the resistance value R of the charging member 10. The charging member 10 is pressed against the metal electrode 24 by the pressing means 17. Metal electrode 2
4 is rotated in the direction of arrow 2. In this state, the contact member 1
A power source 19 is connected between the conductive substrate 11 of 0 and the metal electrode 24, a current I (μA) is passed, and the resistance value is calculated from the voltage value applied at this time. The charging member 1
The pressing force of 0 on the metal electrode 24 and the peripheral speed of the metal electrode are the same as the conditions under which the photosensitive drum is actually charged. The current I (μA) is a current flowing from the charging member to the photoconductor drum when the photoconductor drum is actually charged.
【0048】このようにして求めた抵抗値を接触部材の
抵抗値R(Ω)と定義する。The resistance value thus obtained is defined as the resistance value R (Ω) of the contact member.
【0049】なお、帯電用部材の抵抗値Rが上記範囲に
ある場合、印加する電圧は以下のようにして決定でき
る。When the resistance value R of the charging member is within the above range, the applied voltage can be determined as follows.
【0050】1)直流電圧印加の場合 感光体ドラムを帯電処理した時の所望表面電位をVs
(V)、いわゆるパッシェンの法則から導出できる放電
開始電圧をVth(V)、とした場合、印加電圧Va
は、 |Va|=|Vs|+|Vth| となる。1) When a DC voltage is applied: The desired surface potential when the photosensitive drum is charged is set to Vs.
(V), where Vth (V) is the discharge start voltage that can be derived from the so-called Paschen's law, the applied voltage Va
Becomes | Va | = | Vs | + | Vth |.
【0051】例えば、感光体ドラム20の感光層が、厚
み20(μm)、比誘電率3.3の負帯電用機能分離型
感光層の場合、Vth(V)は、 Vth=566(V) となる。Vs=−600(V)とすれば、 Va=−1166(V) となる。For example, when the photosensitive layer of the photosensitive drum 20 is a negative charge function-separated type photosensitive layer having a thickness of 20 (μm) and a relative dielectric constant of 3.3, Vth (V) is Vth = 566 (V). Becomes If Vs = −600 (V), then Va = −1166 (V).
【0052】2)直流電流を印加する場合 感光体ドラムを帯電処理した時の所望表面電位をVs
(V)、感光体ドラムの単位面積当たりの静電容量をC
(F/cm2)、感光体ドラムの周速度をu(cm/
s)、帯電用部材の有効幅をw(cm)、とした場合、
印加電流Iは、 |I|=|Vs|・C・u・w となる。2) In the case of applying a direct current: The desired surface potential when the photosensitive drum is charged is set to Vs.
(V), the electrostatic capacity per unit area of the photosensitive drum is C
(F / cm 2 ), the peripheral speed of the photosensitive drum is u (cm /
s), when the effective width of the charging member is w (cm),
The applied current I is | I | = | Vs | · C · u · w.
【0053】例えば、感光体ドラム20の感光層が、厚
み20(μm)、比誘電率3.3の負帯電用機能分離型
感光層、また、u=3(cm/s)、w=22.5(c
m)の場合、Vs=−600(V)とすれば、 I=−5.9(μA) となる。なお、この値は、実際に感光体ドラムを帯電処
理する場合、帯電用部材から感光体ドラムへと流入する
電流と同一値である。For example, the photosensitive layer of the photosensitive drum 20 has a thickness of 20 (μm) and a function separation type photosensitive layer for negative charging having a relative dielectric constant of 3.3, and u = 3 (cm / s) and w = 22. .5 (c
In the case of m), if Vs = −600 (V), then I = −5.9 (μA). Note that this value is the same as the current flowing from the charging member to the photoconductor drum when the photoconductor drum is actually charged.
【0054】3)直流電圧に交流電圧を重畳する場合 感光体ドラムを帯電処理した時の所望表面電位をVs
(V)、いわゆるパッシェンの法則から導出できる放電
開始電圧をVth(V)、とした場合、直流印加電圧V
b(V)は、 |Vb|=|Vs| で、交流電圧のピーク間電圧Vp(V)は、 Vp≧2・Vth であれば良い。なお、交流電圧の周波数f(Hz)は概
ね 700≦f≦2000 が望ましい。3) When an AC voltage is superposed on a DC voltage: The desired surface potential when the photosensitive drum is charged is set to Vs.
(V), where Vth (V) is the discharge start voltage that can be derived from the so-called Paschen's law, the DC applied voltage V
b (V) is | Vb | = | Vs |, and the peak-to-peak voltage Vp (V) of the AC voltage may be Vp ≧ 2 · Vth. It is preferable that the frequency f (Hz) of the AC voltage is approximately 700 ≦ f ≦ 2000.
【0055】次に、本発明に係わる接触帯電装置を搭載
した画像形成装置について図5を基に説明する。Next, an image forming apparatus equipped with the contact charging device according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0056】図5は、画像形成装置の概略断面図であっ
て、図1で示される接触帯電装置を搭載した例である。FIG. 5 is a schematic sectional view of the image forming apparatus, which is an example in which the contact charging device shown in FIG. 1 is mounted.
【0057】接地された円筒状の導電性基体21上に、
下引き層22、感光層23が形成された感光体ドラム2
0が、画像形成開始信号を受けて、図示していない駆動
手段によって矢印3の方向に所定周速度で回転を開始す
る。と、接触帯電装置の構成要素であるローラ状の帯電
用部材20も従動回転を開始する。それと同時もしくは
直後にスイッチ18が閉じられ、帯電用部材20に電圧
(もしくは電流)が電源19から供給される。帯電用部
材10と感光体ドラム20との接触面が近づくもしくは
離れる領域に形成されるわずかな空隙で、微弱な放電が
生じる。その結果、帯電用部材10の表面から感光体ド
ラム20の表面へと電荷が移動し、感光体ドラム20を
帯電処理することができる。On the grounded cylindrical conductive substrate 21,
Photoconductor drum 2 on which the undercoat layer 22 and the photosensitive layer 23 are formed
In response to the image formation start signal, 0 starts rotation in the direction of arrow 3 at a predetermined peripheral speed by a driving unit (not shown). Then, the roller-shaped charging member 20, which is a constituent element of the contact charging device, also starts driven rotation. Simultaneously with or immediately after that, the switch 18 is closed, and a voltage (or current) is supplied to the charging member 20 from the power supply 19. A weak discharge is generated in a slight gap formed in a region where the contact surface between the charging member 10 and the photosensitive drum 20 approaches or separates. As a result, charges move from the surface of the charging member 10 to the surface of the photoconductor drum 20, and the photoconductor drum 20 can be charged.
【0058】図示していない潜像形成手段から出射され
る光31により、画像に対応した潜像が感光体ドラム2
0上に形成され、現像手段32から供給されたトナーが
感光体ドラム20上に潜像に対応して選択的に静電吸着
されてトナー像に変換される。感光体ドラム20上に吸
着されたトナーは、矢印4方向に移動する転写材33へ
と転写手段34によって転写され、図示していない定着
手段によって転写材33上に定着・固定化される。A latent image corresponding to an image is formed on the photosensitive drum 2 by the light 31 emitted from a latent image forming means (not shown).
The toner that is formed on the photosensitive drum 20 and that is supplied from the developing unit 32 is selectively electrostatically adsorbed on the photoconductor drum 20 corresponding to the latent image and converted into a toner image. The toner adsorbed on the photoconductor drum 20 is transferred to the transfer material 33 which moves in the direction of arrow 4 by the transfer means 34, and is fixed and fixed on the transfer material 33 by the fixing means (not shown).
【0059】転写後に感光体ドラム20に残留したトナ
ーは、クリーニング手段35によって除去される。そし
て、感光体ドラム20は、再び、接触帯電装置30によ
って所定電位に帯電される。The toner remaining on the photosensitive drum 20 after the transfer is removed by the cleaning means 35. Then, the photosensitive drum 20 is charged to a predetermined potential again by the contact charging device 30.
【0060】このようにして転写材33上に画像形成が
行われる。In this way, an image is formed on the transfer material 33.
【0061】潜像形成手段としては、レーザー光学系、
LED、LCS等公知の手段を用いることができる。As a latent image forming means, a laser optical system,
Known means such as LED and LCS can be used.
【0062】現像手段32は、例えば、2成分磁気ブラ
シ現像手段、1成分磁気ブラシ現像手段、1成分ジャン
ピング現像手段、1成分圧接現像手段等が適用できる。
トナーは、ポリエステル系樹脂、スチレンアクリル系樹
脂等の結着樹脂中に、色材を分散した、粒径5〜20
(μm)の粒子であって、必要に応じ、金属石鹸、ポリ
エチレングリコール等の界面活性剤(分散剤)、電子受
容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン
酸、第四級アンモニウム塩、ピリジウム塩等の帯電制御
剤、ポリプロピレンワックス等の離型剤、タルク等の充
填剤、SiO2、TiO2等の流動性向上剤が内添、もし
くは、外添される。トナーは、現像器内で均一に混合、
分散され、所定電荷に帯電される。現像器内にキャリア
と共に混合しても良い。トナーの帯電極性は、感光体ド
ラム20の帯電極性をマイナスにし、反転現像を行う場
合、マイナスとなる。As the developing means 32, for example, a two-component magnetic brush developing means, a one-component magnetic brush developing means, a one-component jumping developing means, a one-component pressure contact developing means or the like can be applied.
The toner has a particle size of 5 to 20 in which a coloring material is dispersed in a binder resin such as polyester resin or styrene acrylic resin.
(Μm) particles, if necessary, a surfactant (dispersing agent) such as metal soap and polyethylene glycol, an electron-accepting organic complex, chlorinated polyester, nitrofunnic acid, quaternary ammonium salt, pyridinium salt And the like, a release agent such as polypropylene wax, a filler such as talc, and a fluidity improver such as SiO 2 and TiO 2 are added internally or externally. Toner is uniformly mixed in the developing unit,
It is dispersed and charged to a predetermined charge. You may mix with a carrier in a developing device. The charge polarity of the toner becomes negative when the charge polarity of the photoconductor drum 20 is made negative and reversal development is performed.
【0063】転写手段34としては、トナーを静電的に
転写可能な手段、例えば、コロナ転写手段、接触転写手
段を使用することができる。As the transfer means 34, means capable of electrostatically transferring toner, for example, corona transfer means or contact transfer means can be used.
【0064】クリーニング手段35としては、ブレード
式クリーニング手段、ファーブラシクリーニング手段が
ある。As the cleaning means 35, there are a blade type cleaning means and a fur brush cleaning means.
【0065】なお、図5では省略したが、帯電用部材1
0に電流を供給して感光体ドラム20を帯電処理する場
合は、クリーニング手段35と接触帯電装置30との間
に感光体ドラム20の表面電位を調整する手段、例え
ば、除電光を照射する手段、を設置する方が望ましい。
なお、電圧を供給する場合は、上記表面電位を調整する
手段は設置しなくとも構わない。Although not shown in FIG. 5, the charging member 1
In the case of charging the photosensitive drum 20 by supplying a current to 0, a means for adjusting the surface potential of the photosensitive drum 20 between the cleaning means 35 and the contact charging device 30, for example, a means for irradiating with static elimination light. It is preferable to install ,.
In addition, when the voltage is supplied, the means for adjusting the surface potential may not be provided.
【0066】また、帯電用部材は、ローラ状に限られ
ず、ブレード、ベルト、フィルム、ブロック状等いずれ
の形態でも構わない。Further, the charging member is not limited to the roller shape, and may have any shape such as a blade, a belt, a film, and a block shape.
【0067】以下、本発明について、具体的事例をもと
にさらに詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples.
【0068】(実施例1) EPDM コンパウンド 100重量部 ケッチェンブラック 6重量部 パラフィンオイル 12重量部 水酸化アルミニウム 20重量部 三酸化アンチモン 20重量部 を混合した後、混合物100重量部に対し2重量部のジ
クミルパーオキサイドを加硫剤として加えさらに混合す
る。この混合物を導電性基体である外径φ6(mm)の
ステンレス芯金の周辺に加硫し導電性弾性層を成形す
る。この際、成形型として、導電性弾性層が図3(c)
で示されるような形状となるような、長手方向に2分割
できる、内径φ12(mm)の略円筒状の合わせ型を用
いた。加硫後、合わせ型を分割し、導電性弾性層が形成
されたステンレス芯金を取り出す。Example 1 EPDM compound 100 parts by weight Ketjen Black 6 parts by weight Paraffin oil 12 parts by weight Aluminum hydroxide 20 parts by weight Antimony trioxide 20 parts by weight, and then 2 parts by weight per 100 parts by weight of the mixture. The dicumyl peroxide of is added as a vulcanizing agent and further mixed. This mixture is vulcanized around a stainless steel core having an outer diameter of φ6 (mm), which is a conductive substrate, to form a conductive elastic layer. At this time, as the molding die, the conductive elastic layer is formed as shown in FIG.
An approximately cylindrical mating die having an inner diameter of 12 mm that can be divided into two in the longitudinal direction so as to have a shape as shown in FIG. After vulcanization, the mating mold is divided, and the stainless steel core bar on which the conductive elastic layer is formed is taken out.
【0069】取り出した導電性弾性層は、軸方向にパー
ティングラインが入り、その段差は、50μmであっ
た。なお、パーティングライン以外の箇所の導電性弾性
層の表面粗さを測定したところ、1.5μmRzで、ア
スカC硬度は、67°であった。The conductive elastic layer taken out had a parting line in the axial direction, and the step difference was 50 μm. When the surface roughness of the conductive elastic layer at a position other than the parting line was measured, it was 1.5 μmRz and the Asuka C hardness was 67 °.
【0070】この導電性弾性層の表面を研磨装置で表面
粗さが3、5、10、15、20、25、30μmRz
となるように各々研磨した。なお、表面粗さが3μmの
場合は、研磨工程に長い時間と手間がかかり、量産には
向かない。量産に向く研磨は表面粗さで概ね5μm以上
であった。The surface of the conductive elastic layer was polished with a polishing machine so that the surface roughness was 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30 μmRz.
Each was polished so that In addition, when the surface roughness is 3 μm, it takes a long time and labor for the polishing process, which is not suitable for mass production. Polishing suitable for mass production had a surface roughness of about 5 μm or more.
【0071】そして、 2液硬化型ウレタン樹脂 100重量部 アセチレンブラック 12重量部 をエタノールとトルエンとの混合溶媒に、溶解・分散
し、塗料を作製し、ディッピング法にて、先の導電性弾
性層上に樹脂層を形成した。なお、ディッピング速度な
らびに塗料粘度を変えて、厚み5、10、12.5、2
0、30、35μmの樹脂層を各々の導電性弾性層上に
形成した。また、このウレタン樹脂のガラス転移温度は
62℃である。Then, 100 parts by weight of the two-component curing type urethane resin and 12 parts by weight of acetylene black are dissolved and dispersed in a mixed solvent of ethanol and toluene to prepare a coating, and the conductive elastic layer is prepared by dipping. A resin layer was formed on top. In addition, thickness 5, 10, 12.5, 2 can be changed by changing dipping speed and paint viscosity.
A resin layer of 0, 30, 35 μm was formed on each conductive elastic layer. The glass transition temperature of this urethane resin is 62 ° C.
【0072】なお、膜厚35μmの帯電用部材は、塗膜
形成後に樹脂層の割れが生じてしまった。この結果か
ら、膜厚の上限は35μm、望ましくは、30μmであ
ることが解った。In the charging member having a film thickness of 35 μm, the resin layer was cracked after the coating film was formed. From this result, it was found that the upper limit of the film thickness is 35 μm, preferably 30 μm.
【0073】そして、導電性弾性層の切り欠き部の箇所
から端部の導電性弾性層を除去し、樹脂層形成時に塗膜
に割れが生じず、また、導電性弾性層の研磨が量産に向
く表面粗さの、35水準のローラ状の帯電用部材を作製
した。Then, the conductive elastic layer at the end is removed from the cutout portion of the conductive elastic layer so that the coating film is not cracked when the resin layer is formed, and polishing of the conductive elastic layer is suitable for mass production. A 35-level roller-shaped charging member having a facing surface roughness was prepared.
【0074】これら35水準の帯電用部材について、前
述のブリードアウトの有無を検査した。なお、用いた感
光体ドラムは、負帯電用機能分離型有機感光体ドラムで
ある。These 35-level charging members were inspected for bleed-out. The photoconductor drum used is a function-separated type organic photoconductor drum for negative charging.
【0075】ブリードアウト試験の結果を表1に示す。
なお、表1において、結果が良好なものは○、記録材上
の帯電用部材の押圧箇所に対応する箇所で、感光体ドラ
ムの回転周期毎に画像乱れが生じたものは×とした。The results of the bleed-out test are shown in Table 1.
In Table 1, a good result is indicated by ◯, and a portion corresponding to the pressing portion of the charging member on the recording material and in which image disturbance occurs at each rotation cycle of the photosensitive drum is indicated by x.
【0076】結果から、樹脂層厚みは10μm以上、望
ましくは、12.5μm以上必要であること、また、導
電性弾性層の表面粗さが大きくなれば、ブリードアウト
を防止するために必要な樹脂層の膜厚が厚く必要になる
こと、が解る。なお、導電性弾性層の表面粗さの略半分
の厚みの樹脂層が形成されると、ブリードアウトを防止
できることも解る。From the results, it is necessary that the thickness of the resin layer is 10 μm or more, preferably 12.5 μm or more, and if the surface roughness of the conductive elastic layer is large, the resin necessary for preventing bleed-out is obtained. It is understood that the layer needs to be thick. It is also understood that bleed-out can be prevented by forming a resin layer having a thickness approximately half the surface roughness of the conductive elastic layer.
【0077】次に、35水準の帯電用部材を図1に示す
接触帯電装置に搭載し、実際に負帯電用機能分離型感光
体ドラムを帯電処理した。なお、帯電用部材を線圧で4
5(g/cm)となるように加圧し、−1170(V)
の直流電圧を印加した。感光体ドラムは周速度3(cm
/s)で回転させた。結果を表1に併せてに示す。表1
において、感光体ドラムを約−600(V)に帯電処理
でき、かつ、電位のマクロなムラが±30(V)以内の
ものは○とし、電位ムラが±30より大きなものは×と
した。Next, a 35-level charging member was mounted on the contact charging device shown in FIG. 1, and the function charging type photosensitive drum for negative charging was actually charged. It should be noted that the charging member has a linear pressure of 4
Pressurized to 5 (g / cm), -1170 (V)
DC voltage was applied. The peripheral speed of the photosensitive drum is 3 (cm
/ S). The results are also shown in Table 1. Table 1
In Table 3, the photosensitive drum was charged to about -600 (V) and the macroscopic potential unevenness was within ± 30 (V), and the potential unevenness was more than ± 30.
【0078】結果は、導電性弾性層の表面粗さが5〜3
0μmRzの全ての帯電用部材でマクロな帯電の均一性
に優れることが解った。As a result, the surface roughness of the conductive elastic layer was 5 to 3
It was found that all of the charging members of 0 μmRz have excellent macroscopic charging uniformity.
【0079】なお結果を補足すると、導電性弾性層の表
面粗さが1.5μmRzの無研磨品は、前述のように段
差が50μmあり、その影響で、帯電用部材1周に2
回、帯電不良部分を観測できた。In addition, supplementing the results, the non-polished product having the surface roughness of the conductive elastic layer of 1.5 μmRz has the step difference of 50 μm as described above, and due to the influence, it is 2
Once, the poorly charged part could be observed.
【0080】次に、35水準の帯電用部材を図5に示す
画像形成装置に搭載し、画像形成を行った。記録材上に
べた白画像、1×3画像(1ドットオン3ドットオフの
グレーパターン)を形成し、べた白画像の白地汚れの程
度ならびに1×3画像の均一性を評価して、ミクロな帯
電の均一性を評価した。結果を表1に併せて示す。表1
において、帯電の均一性に優れるものを○、劣るものを
×とした。Next, a 35-level charging member was mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 5 to form an image. A solid white image, 1 × 3 image (1 dot on, 3 dot off gray pattern) is formed on the recording material, and the degree of white background stain of the solid white image and the uniformity of the 1 × 3 image are evaluated to obtain a microscopic image. The uniformity of charging was evaluated. The results are also shown in Table 1. Table 1
In Table 3, those with excellent charging uniformity were marked with ◯, and those with poor charging uniformity were marked with x.
【0081】結果は、ブリードアウト試験が良好で、か
つ、導電性弾性層の表面粗さが30μmRzより小さい
帯電用部材は、ミクロな帯電の均一性に優れることが解
った。The results show that the bleed-out test was good, and that the charging member having a surface roughness of the conductive elastic layer of less than 30 μmRz was excellent in micro-uniformity of charging.
【0082】なお結果を補足すると、導電性弾性層の表
面粗さが大きく、樹脂層の厚みが薄い帯電用部材は、白
地汚れ、特に、かぶりが多く、帯電の均一性に劣った。
また、導電性弾性層の表面粗さが小さくとも、ブリード
アウト試験が不良な帯電用部材は、画像形成を進めるに
連れ、白地汚れが目立ってきた。これは、帯電用部材表
面にブリードが生じ、これが、帯電処理に悪影響を与え
るものであると推定する。Supplementing the results, the charging member in which the conductive elastic layer has a large surface roughness and the resin layer has a small thickness has a large amount of white background stains, especially fog, and is inferior in charging uniformity.
Further, even if the surface roughness of the conductive elastic layer was small, the charging member, which had a poor bleed-out test, was conspicuously smeared with white as the image formation proceeded. This is presumed to cause bleeding on the surface of the charging member, which adversely affects the charging process.
【0083】結果の一覧の表1を以下に示す。なお、欄
内の記号(○、×)は、左から、ブリードアウト試験結
果、マクロな帯電の均一性、ミクロな帯電の均一性を示
す。なお、導電性弾性層の表面粗さが1.5μmRzの
ものは、無研磨品である。Table 1 of the list of results is shown below. The symbols (∘, x) in the columns indicate the results of the bleed-out test, macro charging uniformity, and micro charging uniformity from the left. The conductive elastic layer having a surface roughness of 1.5 μmRz is a non-polished product.
【0084】[0084]
【表1】 [Table 1]
【0085】以上の結果をまとめると、導電性弾性層の
表面粗さが5〜25μmRzで、樹脂層の膜厚が12.
5〜30μmの帯電用部材は、ブリードアウトの課題も
なく、また、均一な帯電処理が可能であることが解っ
た。Summarizing the above results, the surface roughness of the conductive elastic layer is 5 to 25 μmRz, and the thickness of the resin layer is 12.
It has been found that the charging member having a thickness of 5 to 30 μm does not have the problem of bleed-out and can be uniformly charged.
【0086】なお、ここで、35水準全ての帯電用部材
の表面粗さ、アスカC硬度を測定したところ、アスカC
硬度は35水準いずれも、67〜70°の範囲であった
が、表面粗さは、各水準で異なっていた。When the surface roughness and Asuka C hardness of all 35 charging members were measured, the Asuka C
The hardness was in the range of 67 to 70 at all 35 levels, but the surface roughness was different at each level.
【0087】特に、ブリードアウトに起因せず、ミクロ
な帯電ムラが発生した、導電性弾性層の表面粗さ30μ
mRzかつ樹脂層膜厚20μm、及び、導電性弾性層の
表面粗さ30μmRzかつ樹脂層膜厚30μmの2つの
帯電用部材の表面粗さは、各々、23μmRz、21μ
mRzであった。ところが、この2水準を除いた帯電用
部材の表面粗さは、全て20μm以下であった。In particular, the surface roughness of the conductive elastic layer was 30 μ, which was not caused by bleed-out and caused microscopic uneven charging.
The surface roughness of the two charging members having mRz and the resin layer film thickness of 20 μm and the surface roughness of the conductive elastic layer of 30 μmRz and the resin layer film thickness of 30 μm is 23 μmRz and 21 μm, respectively.
It was mRz. However, the surface roughness of the charging member except for these two levels was 20 μm or less.
【0088】このことから、帯電均一性に寄与する因子
は、帯電用部材の表面粗さであり、その値が、20μm
Rz以下であれば、帯電均一性が確保できることが解っ
た。From this, the factor contributing to the charging uniformity is the surface roughness of the charging member, which value is 20 μm.
It was found that if Rz or less, charging uniformity can be ensured.
【0089】(実施例2)実施例1に示す表面粗さ20
μmRzの導電性弾性層上に、 アルコール可溶ナイロン 100重量部 過塩素酸リチウム 10重量部 をエタノールとトルエンとの混合溶媒に、溶解・相溶
し、塗料を作製し、ディッピング法にて、先の導電性弾
性層上に厚み15μmとなるように樹脂層を形成した。
なお、樹脂層のガラス転移温度が45、50、60、6
5、70、75、80℃となるようにアルコール可溶ナ
イロンの組成を調整し、各々を導電性弾性層上に形成し
た。(Example 2) Surface roughness 20 shown in Example 1
Alcohol-soluble nylon 100 parts by weight Lithium perchlorate 10 parts by weight is dissolved / compatible in a mixed solvent of ethanol and toluene on a conductive elastic layer of μmRz to prepare a coating, and the coating is prepared by a dipping method. A resin layer having a thickness of 15 μm was formed on the conductive elastic layer.
The glass transition temperature of the resin layer is 45, 50, 60, 6
The composition of the alcohol-soluble nylon was adjusted so as to be 5, 70, 75, 80 ° C., and each was formed on the conductive elastic layer.
【0090】そして、導電性弾性層の切り欠き部の箇所
から端部の導電性弾性層を除去し、7水準のローラ状の
帯電用部材を作製した。Then, the conductive elastic layer at the end was removed from the cutout portion of the conductive elastic layer to prepare a 7-level roller-shaped charging member.
【0091】これら、7水準の帯電用部材について、実
施例1と同様に、ブリードアウトの有無の検査、マクロ
な帯電均一性の評価、ミクロな帯電の均一性の評価を行
った。結果の一覧を表2に示す。なお、欄内の記号
(○、×)は、左から、ブリードアウト試験結果、マク
ロな帯電の均一性の評価結果、ミクロな帯電の均一性の
評価結果を示す。また、樹脂層のガラス転移温度は単に
tg(℃)と記載した。With respect to these 7-level charging members, in the same manner as in Example 1, the presence or absence of bleed-out was inspected, the macro charging uniformity was evaluated, and the micro charging uniformity was evaluated. Table 2 shows a list of the results. The symbols (◯, ×) in the columns indicate, from the left, the bleed-out test result, the evaluation result of macro charging uniformity, and the evaluation result of micro charging uniformity. Further, the glass transition temperature of the resin layer was simply described as tg (° C).
【0092】結果から、ブリードアウトを防止するため
に、樹脂層のガラス転移温度は50℃以上が必要である
ことが解った。From the results, it was found that the glass transition temperature of the resin layer must be 50 ° C. or higher in order to prevent bleed-out.
【0093】また、樹脂層のガラス転移温度が75℃以
下であればマクロな帯電均一性が確保できることが解っ
た。It was also found that macroscopic charging uniformity can be ensured when the glass transition temperature of the resin layer is 75 ° C. or lower.
【0094】さらに、樹脂層のガラス転移温度が50〜
75℃の帯電用部材はミクロな帯電の均一性に優れるこ
とが解った。Further, the glass transition temperature of the resin layer is 50 to 50.
It has been found that the charging member at 75 ° C. is excellent in microscopic charging uniformity.
【0095】[0095]
【表2】 [Table 2]
【0096】結果をまとめると、樹脂層のガラス転移温
度が50〜75℃の帯電用部材は、ブリードアウトの課
題もなく、また、均一な帯電処理が可能であることが解
った。In summary, it was found that the charging member having a glass transition temperature of the resin layer of 50 to 75 ° C. has no problem of bleed-out and can be uniformly charged.
【0097】また、樹脂層の膜厚を12.5〜30μm
となす場合、ガラス転移温度が50〜75℃である樹脂
を用いると、塗膜形成の能率が上がると共に、気泡等に
よる欠陥が発生し難い良好な品質の樹脂層を形成でき
た。The thickness of the resin layer is 12.5 to 30 μm.
In that case, when a resin having a glass transition temperature of 50 to 75 ° C. is used, the efficiency of coating film formation is increased, and a resin layer of good quality in which defects due to bubbles or the like are less likely to occur can be formed.
【0098】なお、ここで、6水準全ての帯電用部材の
表面粗さ、アスカC硬度を測定したところ、表面粗さ
は、いずれも15μmRz以下であったが、ガラス転移
温度が上昇するに従いアスカC硬度上昇した。ガラス転
移温度が65℃以下の帯電用部材はアスカC硬度が67
〜70°であったが、ガラス転移温度が70、75、8
0℃の帯電用部材は、各々、アスカC硬度が、72、7
5、80°であった。When the surface roughness and Asuka C hardness of all 6 levels of charging members were measured, the surface roughness was 15 μmRz or less, but as the glass transition temperature increased, C hardness increased. The charging member having a glass transition temperature of 65 ° C. or lower has an Asuka C hardness of 67.
Although it was ~ 70 °, the glass transition temperature was 70,75,8.
The charging member at 0 ° C has an Asuka C hardness of 72 and 7, respectively.
It was 5,80 °.
【0099】このことから、マクロな帯電均一性に寄与
する因子は、帯電用部材の硬度であり、その値が概ね7
5°以下が必要であることが解った。From this, the factor that contributes to the macroscopic charging uniformity is the hardness of the charging member, which is approximately 7
It was found that 5 ° or less was necessary.
【0100】[0100]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明は、外部
より電圧を印加した帯電用部材を被帯電体に接触させ
て、被帯電体を帯電もしくは除電させる接触帯電装置に
おいて、少なくとも帯電用部材を、十点平均粗さが5〜
25μmRzである導電性弾性層と、導電性弾性層を被
覆する厚み12.5〜30μmである樹脂層とから構成
し、樹脂層を被帯電体と接触させるので、導電性弾性層
から可塑剤、軟化剤や未反応物質のブリードを防止する
ことが可能となり、かつ、均一に被帯電体と接触させる
ことが可能となった。したがって、安定的にかつ信頼性
の高い帯電処理を行なえる接触帯電装置を提供すること
が可能となった。さらに、簡単な構成で長期に渡って良
好な帯電処理を行なえる接触帯電装置を提供することが
可能となった。As described above, according to the present invention, a contact charging device for charging or discharging an object to be charged by contacting an object to be charged with a charging member to which a voltage is applied from the outside is used. The member has a ten-point average roughness of 5
It is composed of a conductive elastic layer having a thickness of 25 μm Rz and a resin layer having a thickness of 12.5 to 30 μm that covers the conductive elastic layer, and the resin layer is brought into contact with the body to be charged. It became possible to prevent bleeding of the softening agent and unreacted substances, and it was possible to make uniform contact with the body to be charged. Therefore, it has become possible to provide a contact charging device capable of performing stable and highly reliable charging processing. Furthermore, it has become possible to provide a contact charging device which has a simple structure and can perform good charging processing for a long period of time.
【図1】 本発明に係わる接触帯電装置の概略断面図で
ある。FIG. 1 is a schematic sectional view of a contact charging device according to the present invention.
【図2】 本発明に係わる接触帯電装置に用いるローラ
状の帯電用部材の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a roller-shaped charging member used in the contact charging device according to the present invention.
【図3】 本発明に係わる接触帯電装置に用いるローラ
状の帯電用部材の概略断面図であって、製造工程順に
(a)〜(c)を示す。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a roller-shaped charging member used in the contact charging device according to the present invention, showing (a) to (c) in the order of manufacturing steps.
【図4】 本発明に係わる接触帯電装置に用いる帯電用
部材の抵抗値を測定するための方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method for measuring the resistance value of a charging member used in the contact charging device according to the present invention.
【図5】 本発明に係わる接触帯電装置を搭載した画像
形成装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of an image forming apparatus equipped with a contact charging device according to the present invention.
10 帯電用部材 11 導電性基体 12 導電性弾性層 13 樹脂層 20 感光体ドラム 10 Charging Member 11 Conductive Substrate 12 Conductive Elastic Layer 13 Resin Layer 20 Photosensitive Drum
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱 高志 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Hama 3-5 Yamato 3-chome, Suwa City, Nagano Seiko Epson Corporation
Claims (5)
帯電体に接触させて、被帯電体を帯電もしくは除電させ
る接触帯電装置において、少なくとも前記帯電用部材
を、表面粗さが5〜25μmRzである導電性弾性層
と、前記導電性弾性層を被覆する厚み12.5〜30μ
mである樹脂層とから構成し、前記樹脂層を被帯電体と
接触させることを特徴とする接触帯電装置。1. A contact charging device for charging or discharging an object to be charged by bringing a charging member to which a voltage is applied from the outside into contact with the object to be charged, wherein at least the charging member has a surface roughness of 5 to 25 μmRz. And a thickness of 12.5 to 30 μm for covering the conductive elastic layer.
and a resin layer which is m, and the resin layer is brought into contact with an object to be charged, a contact charging device.
5°となすことを特徴とする請求項1記載の接触帯電装
置。2. The Asuka C hardness of the conductive elastic layer is 60 to 7.
The contact charging device according to claim 1, wherein the contact charging device has an angle of 5 °.
を50〜75℃となすことを特徴とする請求項1または
2記載の接触帯電装置。3. The contact charging device according to claim 1, wherein the resin forming the resin layer has a glass transition temperature of 50 to 75 ° C.
下となすことを特徴とする請求項1または2または3記
載の接触帯電装置。4. The contact charging device according to claim 1, wherein the surface roughness of the charging member is 20 μmRz or less.
はウレタン系の樹脂となすことを特徴とする請求項1ま
たは2または3または4記載の接触帯電装置。5. The contact charging device according to claim 1, wherein the resin forming the resin layer is a nylon-based or urethane-based resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25605993A JP2950116B2 (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Contact charging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25605993A JP2950116B2 (en) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | Contact charging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07110614A true JPH07110614A (en) | 1995-04-25 |
JP2950116B2 JP2950116B2 (en) | 1999-09-20 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (2)
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- 1993-10-13 JP JP25605993A patent/JP2950116B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN107589641B (en) * | 2016-07-07 | 2021-09-14 | 富士胶片商业创新有限公司 | Charging member, process cartridge, and image forming apparatus |
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