JPH09179380A - Electrostatic charger - Google Patents

Electrostatic charger

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JPH09179380A
JPH09179380A JP33976095A JP33976095A JPH09179380A JP H09179380 A JPH09179380 A JP H09179380A JP 33976095 A JP33976095 A JP 33976095A JP 33976095 A JP33976095 A JP 33976095A JP H09179380 A JPH09179380 A JP H09179380A
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surface layer
hardness
layer portion
charging
charging roller
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Masahiro Yoshida
雅弘 吉田
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the toner filming and fusing which occur at both ends of an electrostatic charging member by making the surface layer hardness of end surface layer parts lower than the hardness in the central surface layer part of the electrostatic charging member in contact with a member to be electrostatically charged in a pressurized state. SOLUTION: An electrostatic charging roller 2 is constituted by depositing sponge 22 as a soft base layer on the outer periphery of an arbor 21 and further, providing the outer periphery of the sponge 22 with a surface layer 23. The surface layer 23 is formed by dipping the sponge 22 into a soln. prepd. by mixing carbon with a base solvent for urethane and acryl, the drying the soln. The surface layer 23 has the central surface layer part 24 and the end surface layer parts 25. The surface layer 23 is formed by varying the surface layer hardness between the end surface layer parts 25 and the central surface layer part 24 and making the surface layer hardness of the end surface layer parts 25 smaller than the surface layer hardness of the central surface layer part 24. Namely, the electrostatic charging member 2 is brought into pressurized contact with the member to be electrostatically charged and in this state, for example, the thickness is decreased or the compounding ratio of the material is varied in order to make the surface layer hardness of the end surface layer parts 25 smaller than the surface layer hardness of the of the central surface layer part 24 of the electrostatic charging member 2.

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 develops an electrostatic latent image, a photoconductor which is a member to be charged, a charging device which charges the photoconductor to a predetermined potential, an exposure device which forms an electrostatic latent image on the photoconductor. Developing device that visualizes with a developer (hereinafter referred to as "toner"),
A transfer device that transfers the visualized toner image on the photoconductor onto a transfer paper (recording medium), a fixing device that fixes the toner onto the transfer paper, and a cleaning device that removes the toner remaining on the photoconductor after the transfer. A toner image is formed with the rotation of the photoconductor, the toner image is transferred to a transfer paper, and then the toner on the transfer paper 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。
Although a corona charger is widely used in the above-mentioned conventional charging device, the corona charger has an advantage that the surface of the photoconductor can be uniformly and uniformly charged to a predetermined potential. However, there are disadvantages such that a high voltage power source 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。
Therefore, in place of the corona charger, a contact-type charging device, which has the advantages that the power source can be lowered in voltage and the amount of ozone generated is small, has 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 is for charging a conductive charging member to which a voltage is applied by contacting it with the surface of a photoconductor, 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。
The charging roller is constructed by surrounding two or more layers on the outer periphery of a core metal to which a voltage is supplied, and its base layer is composed of a solid rubber and a 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 a voltage of only a DC voltage component to the charging roller, and 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, the resistance unevenness in the charging roller and the resistance change due to the toner adhering to the surface of the charging roller directly appear as the potential unevenness on the surface of the photoconductor, so that the resistance control in the charging roller and The requirements for uniformity of resistance and precision of roller shape are very strict. On the other hand, in the case of the latter superposed voltage, although the charging roller and the photoconductor vibrate due to the AC voltage component and so-called charging noise is generated, there is an effect of leveling the potential unevenness in the AC voltage component, and the charging roller is charged. Can have a wide range of performance tolerance.

【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, although the vibration and the charging sound due to the AC voltage component are increased in the case of the charging roller using the solid rubber as the base layer, they are reduced in the case of the charging roller using the sponge, so that the sponge is used in the base layer. 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 the image forming apparatus using the method of charging by applying the superposed voltage, when the charging roller having the sponge as the base layer is used, the toner which cannot be completely removed by the cleaning device is removed. At the contact nip portion (hereinafter, simply referred to as “nip portion”) between the surface of the charging roller and the surface of the photosensitive member, the silica contained therein causes vibration of the charging roller due to an AC voltage component and friction between the photosensitive member and the photosensitive member. May adhere to the surface of and be embedded. As a result, the resistance of the portion of the photosensitive member in which silica is embedded rises, the electric potential becomes low, charging failure occurs, and eventually toner adheres to the photosensitive member, 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 the charging device in which the base layer of the charging roller is made of solid rubber, and both ends of the cored bar are pressed against the surface of the photosensitive member, the hardness of the charging roller is large, so that the charging roller and the photosensitive member are in contact with each other. Contrary to the fact that the nip width between and can be formed to be almost uniform along the longitudinal direction, the base layer of the charging roller is formed of sponge, and in the charging device that is pressed against the surface of the photoconductor, the hardness of the charging roller is small, so When trying to set the nip width as in the case of solid rubber, both end portions under pressure spread, making it 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 the charging roller having a sponge base layer, by pressing both ends of the core metal, the nip width at which the charging roller and the photosensitive member come into contact with each other is increased, and the frictional resistance accompanying the rotation of the photosensitive member is increased. Therefore, silica is more strongly embedded in the surface of the photoconductor, toner filming occurs on the surface of the photoconductor, 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。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and uses a charging member having a small hardness of the surface layer to eliminate vibration and charging noise due to an AC component, and to be charged. An object of the present invention is to provide a charging device in which the embedding force of silica into the toner is weakened to prevent toner filming and fusion.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る帯電装置は、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
るものであって、前記帯電部材は、芯金に少なくとも軟
質基層および表層を被覆して形成され、該表層は、端表
層部と央表層部とで表層硬度を異ならせ、央表層部に対
して端表層部の表層硬度を小さく形成したことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, a charging device according to the present invention performs a charging process 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 a core metal with at least a soft base layer and a surface layer, the surface layer having different surface hardness between the end surface layer portion and the center surface layer portion, and the end surface with respect to the center surface layer portion. It is characterized in that the surface layer has a small surface layer hardness.

【0014】具体的には、前記端表層部の厚みを、前記
央表層部の厚みより薄く形成したものである。
Specifically, the edge surface layer portion is formed to be thinner than the central surface layer portion.

【0015】また具体的には、前記端表層部と前記央表
層部との材料の配合比率を異ならせ、前記央表層部に対
する前記端表層部の材料の配合を増加させて表層硬度を
小さく形成したものである。
Further, specifically, the mixing ratio of the materials of the end surface layer portion and the central surface layer portion is made different, and the composition of the material of the end surface layer portion with respect to the central surface layer portion is increased to form a small surface layer hardness. It was done.

【0016】例えば、前記端表層部および央表層部の材
料は、ウレタンである。
For example, the material of the end surface layer portion and the center surface layer portion is urethane.

【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 layer 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 compounding ratio of the material is changed. As a result, the force of embedding silica in the toner into the member to be charged at the end of the charging member is weakened, and the filming and fusion of the toner generated at both ends of the member to be charged are prevented.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 〈第1の実施の形態〉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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a schematic structural 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 the figure, the image forming apparatus rotates a photoconductor 1 as a member to be charged in a direction of an arrow A in the figure, and a charging roller as a charging member (details will be described later) around the photoconductor 1 in the rotating direction. 2, the developing unit 7, the transfer roller 13 as a transfer member, and the cleaner 14, and the fixing unit 15 at the downstream side in the transport direction of the transfer paper P as a recording medium. , The developing unit 7 and the cleaner 14 are integrated into the process cartridge 43. Further, 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 rotationally driven 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, the 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 with a negative polarity by the charging roller 2 during the rotation process, and then the laser beam 5 corresponding to the time-series electric digital image signal of the image information sent from the video controller (not shown) is emitted. Output from the scanner 4, scanning exposure is performed with 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 photoconductor 1 is reversely 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 photoconductor 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 photosensitive member 1 after the toner image transfer 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。本実施の形態では、直流電圧成分
Vdcが−700V、交流電圧成分Vppが1600
V、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 DC bias and A
It is electrically connected to a charging bias applying power source 17 capable of superimposing a C bias, and by applying a bias to the charging roller 2 via this core metal, the surface of the photoconductor 1 is charged to a predetermined potential. In the present embodiment, the DC voltage component Vdc is −700 V and the AC voltage component Vpp is 1600.
It was set so that a sinusoidal bias with V and frequency f of 300 Hz was applied. With this setting, the surface potential 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。本実施の形態では、平均Ra1.
8μm、Rz15μmのものを使用した。
The developing section 7 adopts a non-contact developing system, and has a developing sleeve 10 which is a toner carrier for carrying the toner 8 and carrying it to the photoconductor 1, and a toner accommodating chamber 3. The developing sleeve 10 is formed by coating a raw material tube with a coating material in which carbon is dispersed. Developing sleeve 1
0 is non-magnetic, and its shell is made of aluminum, stainless steel, or the like. Further, the roughness on the surface of the developing sleeve 10 due to the paint coating is usually R on average.
a 0.4 μm to 3.5 μm and Rz 3 μm to 30 μm. In the present embodiment, the average Ra1.
8 μm and 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、本実施の形態で
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、
本実施の形態では、直流電圧成分Vdcが−400V、
交流電圧成分Vppが1300V、周波数fが1800
Hzの矩形波バイアス電圧を印加する。
Further, the developing sleeve 10 is rotatably supported by a bearing (not shown), and in the present embodiment, the developing sleeve 10 rotates in the direction of arrow H at a diameter of 12 mm and a peripheral speed of 36 mm / sec. The developing sleeve 10 is connected to a power source 12 capable of superimposing an AC bias on a DC bias,
In the present embodiment, the DC voltage component Vdc is -400V,
AC voltage component Vpp is 1300V, frequency f is 1800
A square wave bias voltage of 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 to the photoconductor 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 that regulates the layer thickness of the
A urethane rubber having a hardness of 67 mm and a hardness of 67 degrees is used to give the toner 8 proper tribo 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 developing sleeve 10 by the power source 12.
When a developing bias is supplied from the photoconductor 1, the electrostatic latent image formed on the photoconductor 1 is developed by flying at the closest position to the photoconductor 1. 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。本実施の形態では、S1極は7
80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 arranged 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. Then, the magnet roller 11 develops the toner 8 that causes fogging when the toner 8 flies to develop the electrostatic latent image formed on the photoconductor 1.
Necessary to keep attached on. The S2 pole is arranged 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 to cause the developing sleeve 10 to move.
There is a function of circulating the toner 8 in the vicinity of the S2 pole (in the direction of arrow E in the figure) in accordance with the rotation of the. 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 tribo. In this embodiment, the S1 pole is 7
80 gausses, S2 poles had 700 gausses, and N1 poles and N2 poles each had a peak value of 720 gausses.

【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第1の
実施の形態を示す断面図である。図2では、帯電ローラ
2が芯金21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 the first embodiment of the charging roller according to the present invention. In FIG. 2, since the charging roller 2 is symmetrical with respect to the center line B of the cored bar 21, only half of the charging roller 2 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24と端表層部2
5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。
In the charging roller 2, a sponge 22 as a soft base layer is attached to the outer periphery of a cored bar 21, and the sponge 22 is further attached.
It has a two-layer structure in which the surface layer 23 is provided on the outer periphery of the. Sponge 2
No. 2 is urethane foamed in the 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 drying the sponge 22, and the film thickness is 110 μm at the central portion in the longitudinal direction of the charging roller 2.
It is. The surface layer 23 includes the central surface layer 24 and the end surface layer 2.
And 5. The material of the surface layer 23 is not limited to urethane, and may be acrylic or nylon resin. The hardness is about 41 degrees when the sponge is provided on the core metal and about 48 degrees when the surface layer 23 is provided. The total length of the charging roller 2 is 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。
Further, both ends of the cored bar 21 of the charging roller 2 are rotatably supported by bearings (not shown), and both ends of the cored bar 21 shown by an arrow C in the figure are arranged so that the charging roller 2 is constantly pressed against the photoconductor 1. The part is under pressure. At both ends in this case, 3.4
It is suitable to apply the same applied pressure in the range of 3 to 6.86N. That is, when the pressing force is 3.43 N or less, the nip width between the charging roller 2 and the photoconductor 1 cannot be sufficiently secured, and good charging processing cannot be performed.
Further, when the pressing force is 6.86 N or more, the charging roller 2
Since the nip width between the photosensitive member 1 and the photosensitive member 1 is large, filming and fusion occur on the entire surface of the photosensitive member 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, in general, it is set so that a pressure 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 end portions than at the central portion. 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 surface film thickness. Further, the surface layer film thickness and the surface layer hardness are linearly correlated. The surface layer thickness is preferably about 50 to 300 μm. The surface hardness of the charging roller 2 is preferably 80 degrees or less over the entire area (the surface hardness is Kobunshi Keiki Co., Ltd.).
(Measured by Micro Rubber Hardness Tester MD-1). Regarding the relationship between the surface hardness and the image (excluding the images at the positions corresponding to both ends of the charging roller 2), when the surface hardness is greater 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 layer hardness is less than 10 degrees, 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 layer hardness is reduced, the settling, which is the plastic deformation that occurs in the surface layer 23 of the charging roller 2 in the nip portion due to long-term storage, worsens.

【0037】これらの点を考慮して、本実施の形態の表
層硬度は表層23の央表層部24で67度にした。
Considering these points, the surface hardness of the present embodiment is set to 67 degrees at the central surface layer 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 hardness is made uniform over the entire area of the charging roller 2 in the longitudinal direction, even if the hardness is 70 degrees or less, the nip with the photosensitive member 1 at both ends A of the charging roller 2 under pressure. Due to the large width, filming and fusion occur. The area where the filming or fusion occurs corresponds to both ends A (position of about 30 mm) of the charging roller 2 shown in FIG. The results shown in Table 1 were obtained when the filming and the fusion level were confirmed by changing the values.

【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、本実施の形態
では、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 0 μm or less, filming and fusion are not a problem, but in consideration of the decrease in breakdown voltage due to the small film thickness, in the present embodiment, the thickness of the end surface layer portion 25 is 86 μm and the surface hardness is 53.
Degree.

【0040】本実施の形態の端表層部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 the present embodiment, the settling is exacerbated by long-term storage.
Since it is the end surface layer portion 25 of the charging roller 2, during image formation,
The surface potential of the photoconductor 1 does not decrease due to the excess of the current due to the change in the capacitance of the sag portion. Therefore, the abnormal image caused by the settling does not occur.

【0041】また、本実施の形態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。
Further, in this embodiment, since the surface layer hardness in the longitudinal direction of the charging roller 2 is changed by using the same material, there is an effect that the same type of surface layer material is sufficient.

【0042】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。
The life of the process cartridge 43 is 500 when the charging device of this embodiment is attached to the image forming apparatus.
When the durability test of 0 sheets was conducted, the toner 8 on the photoconductor 1
No filming or fusion due to

【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2の実施の形態〉次に、本発明の第2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 is
Since the surface hardness can be reduced by making the film thickness thinner than the central surface layer portion 24, filming and fusion can be prevented. <Second Embodiment> Next, a second 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 this embodiment. Similarly to FIG. 2, FIG. 3 also shows the charging roller 30.
Is symmetrical with respect to the center line B of the cored bar 31, only half is shown.

【0045】また、本実施の形態の帯電ローラ30は、
第1の実施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
31、スポンジ32および央表層部34は前記帯電ロー
ラ2の表層23と同じものを用いた。
Further, the charging roller 30 of this embodiment is
Similar to the charging roller 2 of the first embodiment, it has a two-layer structure of a sponge 32 which is a soft base layer and a surface layer 33. The core metal 31, the sponge 32 and the central surface layer portion 34 are the surface layer 23 of the charging roller 2. The same one was used.

【0046】帯電ローラ30の端表層部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。
In the end surface layer portion 35 of the charging roller 30, the ratio of urethane in the material of the central surface layer portion 34 is increased, and the sponge 32 is dipped in a solution prepared by mixing carbon with a base solvent of urethane and acrylic, and dried. The surface hardness is smaller than that of the central surface layer portion 34. 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2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 layer portion 34 of the charging roller 30 of the second embodiment is almost the same as the surface layer hardness of the central surface layer portion 24 of the charging roller 2. Also,
The entire length of the charging roller 30 and the area of the end surface layer portion 35 having a small surface layer hardness are the same as those of the charging roller 2.

【0048】また、第2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、第1の実施
の形態の帯電ローラ2を用いた場合と同様である。
Further, the charging roller 30 of the second embodiment
The pressing method and charging method for the photoconductor 1 are the same as those using the charging roller 2 of the first embodiment.

【0049】また、本実施の形態も第1の実施の形態と
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。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, at both end portions A of the charging roller 30, the settling is worsened by long-term storage, but the deteriorated portion is the end surface layer portion of the charging roller 30. Therefore, when the image is formed, the surface potential of the photoconductor does not decrease due to the excess of the current amount due to the change in the capacitance of the marginal portion. Therefore, the abnormal image caused by the settling 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 the present embodiment, since the surface layer hardness is changed without changing the surface layer film thickness, there is no need to worry about the reduction in breakdown voltage due to the small surface layer film thickness.

【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。
The life of the process cartridge 43 is 500 when the charging device of this embodiment is attached to the image forming apparatus.
When the durability test of 0 sheets was conducted, the toner 8 on the photoconductor 1
No filming or fusion due to

【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 portion 35 of the charging roller 2 is
Since the surface hardness of the can be made smaller than that of the central surface layer portion 34 by changing the material, 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。
As described above, according to the present invention,
Since the surface hardness of the end surface layer is smaller than that of the central surface layer of the charging member that is in contact with the charged member under pressure, the force to embed silica in the toner into the charged member at both ends of the charging member. Therefore, it is possible to prevent the filming and fusion of the toner generated at both ends of the charging member.

【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, high-quality images can be consistently obtained.

【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 configuration cross-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第1の実施の形態を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of a charging device according to the present invention.

【図3】本発明に係る帯電装置の第2の実施の形態を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charged object (photoreceptor) 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 layer portion 35 Edge surface layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[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、 該表層は、前記芯金の軸に沿った方向についての端表層
部と央表層部とで表層硬度を異ならせ、央表層部に対し
て端表層部の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 charging a conductive charging member, to which a voltage is applied, by pressure-contacting the surface of a member to be charged, wherein the charging member covers at least a soft base layer and a surface layer on an outer periphery of a cored bar. The surface layer has a surface layer hardness different between the end surface layer portion and the central surface layer portion in the direction along the axis of the core metal, and the surface layer hardness of the end surface layer portion is smaller than that of the central surface layer portion. The charging device characterized in that
【請求項2】 前記端表層部の厚みを、前記央表層部の
厚みより薄く形成した、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
2. The charging device according to claim 1, wherein the thickness of the end surface layer portion is formed thinner than the thickness of the central surface layer portion.
【請求項3】 前記端表層部と前記央表層部との材料の
配合比率を異ならせ、前記央表層部に対する前記端表層
部の材料の配合を増加させて表層硬度を小さく形成し
た、 ことを特徴とする請求項1記載の接触帯電装置。
3. The surface layer hardness is formed small by making the compounding ratio of the material of the edge surface layer portion different from that of the central surface layer portion and increasing the compounding ratio of the material of the edge surface layer portion with respect to the central surface layer portion. The contact charging device according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項4】 前記端表層部および央表層部の材料は、
ウレタンである、 ことを特徴とする請求項3記載の帯電装置。
4. The material of the edge surface layer portion and the central surface layer portion,
The charging device according to claim 3, wherein the charging device is urethane.
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