JPH0926687A - Electrostatic charging roller and image forming device using the same - Google Patents

Electrostatic charging roller and image forming device using the same

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Publication number
JPH0926687A
JPH0926687A JP8124865A JP12486596A JPH0926687A JP H0926687 A JPH0926687 A JP H0926687A JP 8124865 A JP8124865 A JP 8124865A JP 12486596 A JP12486596 A JP 12486596A JP H0926687 A JPH0926687 A JP H0926687A
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JP
Japan
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charging roller
charging
elastic layer
roller
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8124865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Kurokawa
純二 黒川
Kazuo Nojima
一男 野島
Masako Chiba
雅子 千葉
Toshio Nakahara
敏夫 中原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP8124865A priority Critical patent/JPH0926687A/en
Publication of JPH0926687A publication Critical patent/JPH0926687A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the increase of the cost of the device itself, the increase of a power source cost and the generation of a large amt. of ozone and to avert the deterioration of an electrostatic charging member and photoreceptor and further, pollution problems by specifying the content of the constituting material of the electrostatic charging roller consisting of a surface layer and an elastic layer having a constituting material. SOLUTION: The constituting material of the elastic layer 102 is incorporated into the surface layer 103 of the electrostatic charging roller 100 having the elastic layer 102 and the surface layer 103 covering the surface of the elastic layer 102. The content of the constituting material of the elastic layer 102 incorporated into the surface layer 103 is 5 to 60wt.% and the difference in the electric resistance values between the elastic layer 102 and the surface layer 103 is about <=10<3> Ω.cm. The surface layer 103 is formed of a high-polymer compd. consisting of at least polar synthetic resin and a nonadhesive resin. The high-polymer compd. is so formed on the elastic layer 102 that its film thickness attains about 10 to 100μm. As a result, the good electrostatic charge efficiency is obtd. and the uniform electrostatic charge is obtd. only by the impression of the DC voltage. The constitution is simplified when a thermistor detecting the temp. on the peripheral of the electrostatic charging roller 100 is built into a developing bias power source circuit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,一連の画像形成処理に
おいて感光体に対し帯電処理を実行する帯電ローラ及び
その製造方法,及び複写機,プリンタ,ファクシミリ装
置等のような電子写真方式を採用し,且つ,その帯電ロ
ーラを用いた画像形成装置及びその帯電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention employs a charging roller for charging a photosensitive member in a series of image forming processes, a method for manufacturing the charging roller, and an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile machine and the like. And an image forming apparatus using the charging roller and the charging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,電子写真方式の画像形成装置にお
いて,感光体表面を一様に全面帯電するための帯電手段
としては,コロナ放電器が広く利用されていた。このコ
ロナ放電器にあっては,感光体をある一定の電位に均一
に帯電する手段としては有効であるが,反対に,コロナ
放電による帯電処理にあっては高圧電源を必要とし,放
電に伴いオゾンが発生する。オゾンが大量に発生すると
環境に悪影響を及ぼすばかりでなく,オゾンによって帯
電部材,感光体が劣化するという問題点もあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a corona discharger has been widely used as a charging means for uniformly charging the entire surface of a photoreceptor. This corona discharger is effective as a means to uniformly charge the photoreceptor to a certain potential. Conversely, charging by corona discharge requires a high-voltage power supply, Ozone is generated. The generation of a large amount of ozone not only adversely affects the environment, but also causes the problem that the charging member and the photoconductor are deteriorated by the ozone.

【0003】上記のコロナ放電器に対して,図34に示
すように帯電ローラ3400を感光体ドラム3401に
接触させて従動回転させ,帯電ローラ3400の芯金3
402に電源3403から電圧を印加して感光体ドラム
3401表面を帯電させる帯電ローラが実用化されてい
る。この帯電手段としての帯電ローラは,電源3403
の低電圧化を図ることができ,帯電処理に起因するオゾ
ンの発生量が少ないという利点を有している。また,コ
ロナ電極ワイヤの使用に伴う塵埃の静電吸着がなく,高
圧電源を必要としないなどの利点も有している。
[0003] As shown in FIG. 34, the charging roller 3400 is brought into contact with the photosensitive drum 3401 and is driven to rotate by the corona discharger to rotate the core 3 of the charging roller 3400.
A charging roller for charging the surface of the photosensitive drum 3401 by applying a voltage from a power supply 3403 to 402 has been put to practical use. A charging roller as the charging means is provided with a power supply 3403.
This has the advantage that the voltage can be reduced and the amount of ozone generated due to the charging process is small. In addition, there is an advantage that there is no electrostatic adsorption of dust due to the use of the corona electrode wire, and a high voltage power supply is not required.

【0004】しかし,帯電ムラが出やすく,且つ,帯電
電位が環境の変化によって大きく変動するという欠点が
あった。この帯電の均一性に関しては,コロナ放電器に
よる帯電処理と比較して,かなり劣るのが現状である。
[0004] However, there are drawbacks that charging unevenness is likely to occur, and that the charging potential fluctuates greatly due to environmental changes. At present, the uniformity of the charging is considerably inferior to the charging treatment using a corona discharger.

【0005】また,図35は,帯電ローラを用いた従来
から周知の帯電装置を示すものであり,金属ドラム35
01a上に光導電層3501bを被覆した感光体ドラム
3501の表面に,芯金3502c,導電性ゴム層35
02b及び表面抵抗層3502aを有する帯電ローラ3
502を転動自在に接触させ,感光体ドラム3501の
時計方向の回転により帯電ローラ3502が反時計方向
に従動回転するようになっている。感光体ドラム350
1と帯電ローラ3502との間にはDC電源3503が
接続され,感光体ドラム3501に近接してその帯電位
を測定するための電位計3504が配設されている。
FIG. 35 shows a conventionally known charging device using a charging roller.
A core metal 3502c and a conductive rubber layer 35 are provided on the surface of a photoconductive drum 3501 in which a photoconductive layer 3501b is coated on the photoconductive layer 3501b.
Roller 3 having a surface layer 02b and a surface resistance layer 3502a
The charging roller 3502 is driven to rotate counterclockwise by the clockwise rotation of the photosensitive drum 3501. Photoconductor drum 350
A DC power supply 3503 is connected between the charging roller 3501 and the charging roller 3502, and an electrometer 3504 for measuring the charged position of the photoconductor drum 3501 is provided in proximity to the photosensitive drum 3501.

【0006】ここで,温度及び湿度を異にする3種類の
環境,例えば温度30℃,湿度90%の高温高湿域,温
度25℃,湿度52%の常温常湿域,温度10℃,湿度
15%の低温低湿域をそれぞれ設定し,各域での印加電
圧Va(−KV)とそれに対応する帯電電位Vs(−K
V)との関係を示すと図36に示すようになる。
Here, three types of environments having different temperatures and humidities, for example, a high-temperature and high-humidity region with a temperature of 30 ° C. and a humidity of 90%, a normal temperature and normal humidity region with a temperature of 25 ° C. and a humidity of 52%, a temperature of 10 ° C., and a humidity A low-temperature and low-humidity region of 15% is set, and an applied voltage Va (-KV) and a corresponding charging potential Vs (-KV) in each region are set.
FIG. 36 shows the relationship with V).

【0007】いま,高圧電源3503に定電圧のDC電
源を使用して常温常湿域で帯電電位Vsが−800Vに
なるように設定した場合,図36から分かるように,印
加電圧Vaは略−1.5KVとなる。この状態から環境
が変化して高温高湿域に入ると帯電電位Vsは略−90
0V,低温低湿域になると略−600Vになり,その変
動幅は300Vにも達し,実用上で種々の問題点があ
る。
When a constant voltage DC power supply is used as the high voltage power supply 3503 and the charging potential Vs is set to -800 V in a normal temperature and normal humidity range, as can be seen from FIG. 36, the applied voltage Va is substantially-. 1.5 KV. When the environment changes from this state and enters a high-temperature and high-humidity region, the charging potential Vs becomes approximately -90.
At 0 V and a low-temperature and low-humidity region, the voltage becomes approximately -600 V, and the fluctuation range reaches as much as 300 V, and there are various problems in practical use.

【0008】現に,本発明者は帯電ローラを用いたレー
ザプリンタにおいて,冬期の早朝の画像が地汚れしてい
ることを経験している。これは,帯電ローラが夜間低温
状態に放置されてその電気抵抗が上昇したため,感光体
ドラムの帯電電位が常温常湿域に比して略200Vも低
くなり,反転現像で地汚れを生じたものと思われる。
[0008] In fact, the present inventor has experienced that in a laser printer using a charging roller, an image in the early morning in winter is soiled. This is because the charging roller was left in a low temperature state at night and its electric resistance increased, so that the charging potential of the photosensitive drum was lowered by about 200 V compared to the room temperature and normal humidity range, and the background was stained by reversal development. I think that the.

【0009】上記帯電の均一性を改善するために特開昭
63−149668号公報の「接触帯電方法」では,直
流電圧印加時の帯電開始電圧(VTH)の2倍以上のピー
ク間電圧を持つ交流電圧を重畳させることにより,帯電
の均一性がかなり改善できることを開示している。
In order to improve the charging uniformity, the "contact charging method" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149668 discloses a method in which a peak-to-peak voltage that is at least twice the charging start voltage (V TH ) when a DC voltage is applied is applied. It is disclosed that by superimposing the AC voltage, the uniformity of charging can be considerably improved.

【0010】その他,上記の点を解決するため,従来例
えば,特開昭56−132356号公報,特開平2−1
56476号公報或いは特開平2−288174号公報
に示されるような画像形成装置とその帯電装置が提案さ
れている。
[0010] In addition, in order to solve the above-mentioned problems, conventional methods are disclosed in, for example, JP-A-56-132356 and JP-A-2-1-1.
An image forming apparatus and a charging device as disclosed in JP-A-56476 or JP-A-2-288174 have been proposed.

【0011】第1の公報に記載のものは,帯電ローラへ
の電圧印加を定電流型電源により行うようにして,環境
条件の変化による帯電電位の変動を改善するようにした
もの,第2の公報に記載のものは,帯電ローラへの電圧
印加を直流電圧に交流電圧を重畳して行うことにより,
環境の変化にかわらず常に安定した帯電を行うようにし
たもの,第3の公報に記載のものは,帯電ローラを加熱
する手段を設けることにより,環境依存性を阻止しよう
とするものである。
According to the first publication, a voltage is applied to a charging roller by a constant current type power supply so as to improve fluctuations in charging potential due to changes in environmental conditions. According to the publication, the voltage is applied to the charging roller by superimposing an AC voltage on a DC voltage.
The device in which stable charging is always performed irrespective of changes in the environment, and the device described in the third publication are intended to prevent environmental dependence by providing means for heating the charging roller.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記特
開昭63−149668号公報の「接触帯電方法」にあ
っては,直流電圧印加時の帯電開始電圧(VTH)の2倍
以上のピーク間電圧を持つ交流電圧を重畳させるため,
DC電源とは別にAC電源が必要となり,装置自体のコ
ストアップを招来し,更に,感光体の帯電位には寄与し
ない無駄なAC電流を多量に消費することとなり,それ
に伴い電源コストが上昇するばかりでなく,多量のオゾ
ンが発生し,その結果,帯電部材,感光体の劣化を招来
し,更には公害問題にまで発展するという問題点があっ
た。
However, in the "contact charging method" of Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149668, the peak-to-peak voltage which is twice or more the charging start voltage (V TH ) when a DC voltage is applied. To superimpose AC voltage
An AC power source is required separately from the DC power source, which leads to an increase in the cost of the apparatus itself. Further, a large amount of useless AC current that does not contribute to the charging position of the photoconductor is consumed, thereby increasing the power source cost. In addition, a large amount of ozone is generated, which results in deterioration of the charging member and the photoconductor, and furthermore, has a problem of developing pollution.

【0013】また,特開平56−132356号公報の
ものは定電流電源を使用することにより,帯電ローラの
電気抵抗が変化しても電流が一定であって感光体の帯電
電位は一定となるはずであるが,環境特に湿度の変化に
よるリーク電流の変化が無視できなくなり,感光体の帯
電に寄与する電流が変化し,帯電面の場所による帯電ム
ラが生じるという問題点があった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-132356, a constant current power supply is used, so that even if the electric resistance of the charging roller changes, the current is constant and the charging potential of the photosensitive member should be constant. However, there has been a problem that a change in leak current due to a change in environment, particularly humidity, cannot be ignored, a current contributing to charging of the photoreceptor changes, and charging unevenness occurs depending on a charged surface.

【0014】また,特開平2−156476号公報のも
のは帯電ムラは少なくなるが,交流電源を用いなければ
ならないのでコスト高になるという問題点がある。更
に,特開平2−288174号公報のものは帯電ローラ
を加熱する手段を設けることにより,環境の温度低下に
伴う帯電ローラの電気抵抗の増大を防止することが可能
になるが,加熱手段が帯電ローラ全体を加熱しているの
で,その装置が大がかりになりコスト高になるものとい
う問題点があった。
Further, in the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-156476, charging unevenness is reduced, but there is a problem that the cost is increased since an AC power supply must be used. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-288174, provision of a means for heating the charging roller makes it possible to prevent an increase in the electrical resistance of the charging roller due to a decrease in the temperature of the environment. Since the entire roller is heated, there is a problem in that the apparatus becomes large-scale and the cost increases.

【0015】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て,装置自体のコスト上昇,電源コストの上昇,オゾン
の大量発生を抑制し,帯電部材,感光体の劣化,更に公
害問題を回避することを第1の目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and suppresses an increase in the cost of the apparatus itself, an increase in the cost of the power supply, and the generation of a large amount of ozone, and avoids the deterioration of the charging member and the photoreceptor and the pollution problem. This is the first object.

【0016】また,簡単な構成で環境の変化にかかわら
ず常に良好な画像を得ることを第2の目的とする。
A second object is to always obtain a good image with a simple configuration irrespective of environmental changes.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために,少なくとも弾性層と,前記弾性層の表面
を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,前記
表面層に前記弾性層の構成材料が含有されている帯電ロ
ーラを提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer. The present invention provides a charging roller containing a layer constituent material.

【0018】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記表面層に含有される前記弾性層の構成材料の含有量
が5〜60wt%である帯電ローラを提供するものであ
る。
Further, in a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The charging roller has a content of the constituent material of the elastic layer contained in the surface layer of 5 to 60 wt%.

【0019】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記弾性層と前記表面層の電気抵抗値の差が103 Ω・
cm以下である帯電ローラを提供するものである。
A charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The difference in electric resistance between the elastic layer and the surface layer is 10 3 Ω.
It provides a charging roller having a size of not more than cm.

【0020】また,前記表面層の電気抵抗値は,前記弾
性層の電気抵抗値よりも大きいものである。
Further, the electric resistance value of the surface layer is larger than the electric resistance value of the elastic layer.

【0021】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記表面層は,少なくとも極性合成ゴムと非接着性樹脂
とからなる高分子化合物により形成した帯電ローラを提
供するものである。
A charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The surface layer provides a charging roller formed of a polymer compound including at least polar synthetic rubber and non-adhesive resin.

【0022】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記表面層は,少なくとも極性合成ゴムと非接着性樹脂
とからなる高分子化合物を前記弾性層の上に膜厚10〜
100μmとなるように形成した帯電ローラを提供する
ものである。
In a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The surface layer has a polymer compound consisting of at least polar synthetic rubber and a non-adhesive resin and has a thickness of 10 to 10 on the elastic layer.
The present invention provides a charging roller formed to have a thickness of 100 μm.

【0023】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記表面層は,その表面に近い程樹脂の含有率を高く,
前記弾性層に近い程ゴムの含有率を高くした帯電ローラ
を提供するものである。
A charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The surface layer has a higher resin content as it is closer to the surface,
The present invention provides a charging roller having a higher rubber content as it is closer to the elastic layer.

【0024】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記表面層は,ゴムと樹脂のブレンド比の異なる溶液で
複数回に分け,重ね塗りすることにより形成する帯電ロ
ーラの製造方法を提供するものである。
In a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The surface layer is provided with a method for manufacturing a charging roller, which is formed by dividing the surface layer into a plurality of times with a solution having a different blending ratio of rubber and a resin and applying the coating layer repeatedly.

【0025】また,前記ゴムが,エピクロルヒドリンゴ
ム,ニトリルゴム,ウレタンゴム,アクリルゴム,クロ
ロプレタンゴムである。
The rubber is epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, acrylic rubber or chloropretan rubber.

【0026】また,前記樹脂が,フッ素樹脂,シリコン
樹脂である。
The resin is fluororesin or silicon resin.

【0027】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記弾性層は,厚さ2〜10mmであり,且つ,電気抵
抗値が106 〜1010Ω・cmの合成ゴムから構成され
ている帯電ローラを提供するものである。
Further, in a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The elastic layer has a thickness of 2 to 10 mm, and provides a charging roller made of synthetic rubber having an electric resistance value of 10 6 to 10 10 Ω · cm.

【0028】また,エピクロルヒドリンゴムにより弾性
層を成型し,前記弾性層の上にエピクロルヒドリンゴム
溶液(固形分:2.5wt%)100部と溶剤可溶型フ
ッ素樹脂溶液(固形分:10.8wt%)40部を塗布
する帯電ローラの製造方法を提供するものである。
An elastic layer is formed of epichlorohydrin rubber, and 100 parts of epichlorohydrin rubber solution (solid content: 2.5 wt%) and a solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8 wt% are formed on the elastic layer. ) A method of manufacturing a charging roller for coating 40 parts is provided.

【0029】また,ニトリルゴムにより弾性層を成型
し,前記弾性層の上にニトリルゴム溶液(固形分:2.
5wt%)100部と溶剤可溶型フッ素樹脂溶液(固形
分:10.8wt%)40部を塗布する帯電ローラの製
造方法を提供するものである。
Further, an elastic layer is molded from nitrile rubber, and a nitrile rubber solution (solid content: 2.
(5 wt%) 100 parts and solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8 wt%) 40 parts are applied.

【0030】また,エピクロルヒドリンゴムにより弾性
層を成型し,前記弾性層の上にエピクロルヒドリンゴム
溶液(固形分:2.5wt%)と溶剤可溶型フッ素樹脂
溶液(固形分:10.8wt%)の混合比を変えて2回
に分けて塗布する帯電ローラの製造方法を提供するもの
である。
Further, an elastic layer is formed of epichlorohydrin rubber, and an epichlorohydrin rubber solution (solid content: 2.5 wt%) and a solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8 wt%) are formed on the elastic layer. It is intended to provide a method for manufacturing a charging roller in which the mixing ratio is changed and the application is performed twice.

【0031】また,第1回目がエピクロルヒドリンゴム
溶液100部/フッ素樹脂溶液20部(電気抵抗2×1
9 Ω・cm)を塗布し,第2回目がエピクロルヒドリ
ンゴム溶液100部/フッ素樹脂溶液60部(電気抵抗
2×1011Ω・cm)を塗布するものである。
The first time was 100 parts of epichlorohydrin rubber solution / 20 parts of fluororesin solution (electrical resistance 2 × 1).
0 9 Ω · cm) was applied, in which the second time is applied epichlorohydrin rubber solution 100 parts / fluorocarbon resin solution 60 parts (electric resistance 2 × 10 11 Ω · cm) .

【0032】また,ウレタンゴムにより弾性層を成型
し,前記弾性層の上にウレタンゴム溶液(固形分:2.
5wt%)100部と溶剤可溶型シリコーン樹脂溶液
(固形分:7.5wt%)50部,カーボン2部を塗布
する帯電ローラの製造方法を提供するものである。
Further, an elastic layer is molded from urethane rubber, and a urethane rubber solution (solid content: 2.
(5 wt%) 100 parts, solvent-soluble silicone resin solution (solid content: 7.5 wt%) 50 parts, and carbon 2 parts are provided.

【0033】また,クロロプレンゴムにより弾性層を成
型し,前記弾性層の上にクロロプレンゴム溶液(固形
分:2.5wt%)100部と溶剤可溶型シリコーン樹
脂溶液(固形分:7.5wt%)50部,カーボン2部
を塗布する帯電ローラの製造方法を提供するものであ
る。
Further, an elastic layer is molded from chloroprene rubber, and 100 parts of the chloroprene rubber solution (solid content: 2.5 wt%) and a solvent-soluble silicone resin solution (solid content: 7.5 wt% are formed on the elastic layer. The present invention provides a method of manufacturing a charging roller that applies 50 parts and 2 parts of carbon.

【0034】また,少なくとも,感光体ドラムと,該感
光体ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯
電ローラによって帯電された感光体表面を露光する露光
手段と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化
する現像手段とを備えた画像形成装置において,前記帯
電ローラ周辺の温度を検知する手段と,検知された温度
に基づいて少なくとも前記帯電ローラの印加電圧と前記
現像手段のバイアス電圧のいずれか一方を制御する手段
とを有する画像形成装置を提供するものである。
Further, at least the photosensitive drum, a charging roller that comes into contact with the photosensitive drum and is driven to rotate, an exposing means for exposing the surface of the photosensitive body charged by the charging roller, and an exposing means. An image forming apparatus having a developing means for converting the latent image into a visible image, means for detecting the temperature around the charging roller, and at least the voltage applied to the charging roller and the developing means based on the detected temperature. And an image forming apparatus having means for controlling one of the bias voltages.

【0035】また,少なくとも,感光体ドラムと,該感
光体ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯
電ローラによって帯電された感光体表面を露光する露光
手段と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化
する現像手段とを備えた画像形成装置において,前記帯
電ローラ周辺の温度を検知するサーミスタを前記現像手
段のバイアス電源回路に組み込んだ画像形成装置を提供
するものである。
Further, at least the photosensitive drum, a charging roller which is in contact with the photosensitive drum and is driven to rotate, an exposing means for exposing the surface of the photosensitive body charged by the charging roller, and an exposing means formed by the exposing means. An image forming apparatus provided with a developing means for converting a latent image into a visible image, in which a thermistor for detecting a temperature around the charging roller is incorporated in a bias power supply circuit of the developing means. .

【0036】また,少なくとも,感光体ドラムと,該感
光体ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯
電ローラによって帯電された感光体表面を露光する露光
手段と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化
する現像手段と,該現像手段によって前記感光体ドラム
の表面に形成された可視像を用紙に転写する転写手段
と,転写された転写像を熱定着する定着手段とを備えた
画像形成装置において,前記定着手段から発生する熱を
前記帯電ローラへ供給する画像形成装置を提供するもの
である。
Further, at least a photosensitive drum, a charging roller which is rotated by being in contact with the photosensitive drum, an exposing means for exposing the surface of the photosensitive body charged by the charging roller, and an exposing means formed by the exposing means. Developing means for converting the latent image into a visible image, transfer means for transferring the visible image formed on the surface of the photosensitive drum by the developing means onto a sheet, and fixing means for thermally fixing the transferred transfer image An image forming apparatus including: an image forming apparatus that supplies heat generated from the fixing unit to the charging roller.

【0037】また,少なくとも,感光体ドラムと,該感
光体ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯
電ローラによって帯電された感光体表面を露光する露光
手段と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化
する現像手段と,該現像手段によって前記感光体ドラム
の表面に形成された可視像を用紙に転写する転写手段
と,転写された転写像を熱定着する定着手段とを備えた
画像形成装置において,前記定着手段から発生する熱を
前記帯電ローラへ供給することによりその表面温度を制
御する画像形成装置を提供するものである。
Further, at least a photosensitive drum, a charging roller which comes into contact with the photosensitive drum and is driven to rotate, an exposing means for exposing the surface of the photosensitive body charged by the charging roller, and an exposing means formed by the exposing means. Developing means for converting the latent image into a visible image, transfer means for transferring the visible image formed on the surface of the photosensitive drum by the developing means onto a sheet, and fixing means for thermally fixing the transferred transfer image An image forming apparatus including: an image forming apparatus that controls the surface temperature of the charging roller by supplying heat generated from the fixing unit to the charging roller.

【0038】また,感光体ドラムに接触して従動回転す
る帯電ローラに電圧を印加して感光体表面を一様に帯電
させる画像形成装置の帯電装置において,前記帯電ロー
ラの周辺の温度を検知するサーミスタを,前記帯電ロー
ラに印加する直流電圧電源回路に組み込んだ画像形成装
置の帯電装置を提供するものである。
Further, in a charging device of an image forming apparatus for applying a voltage to a charging roller which is rotated by being contacted with a photosensitive drum to uniformly charge the surface of the photosensitive member, the temperature around the charging roller is detected. To provide a charging device for an image forming apparatus in which a thermistor is incorporated in a DC voltage power supply circuit applied to the charging roller.

【0039】また,前記帯電ローラの表面にクリーニン
グ部材を摺接させたものである。
Further, a cleaning member is brought into sliding contact with the surface of the charging roller.

【0040】また,少なくとも弾性層と,前記弾性層の
表面を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,
前記弾性層は中抵抗の極性ゴムから構成され,前記表面
層には非接着性樹脂に前記弾性層の構成材料が含有され
ている帯電ローラを提供するものである。
In a charging roller having at least two elastic layers and a surface layer covering the surface of the elastic layer,
The elastic layer is provided with a medium-resistance polar rubber, and the surface layer provides a charging roller in which a non-adhesive resin contains a constituent material of the elastic layer.

【0041】また,前記非接着性樹脂がフッ素系樹脂で
ある。
The non-adhesive resin is a fluorine resin.

【0042】また,中抵抗の特性を持つ極性ゴムから構
成される弾性層を有する帯電ローラに直流電圧を印加
し,清掃された感光体表面を一様に帯電する画像形成装
置を提供するものである。
Further, the present invention provides an image forming apparatus which applies a DC voltage to a charging roller having an elastic layer made of polar rubber having a medium resistance characteristic and uniformly charges the surface of the cleaned photoreceptor. is there.

【0043】また,前記弾性層の表面に樹脂層を被覆す
るものである。
The surface of the elastic layer is coated with a resin layer.

【0044】また,中抵抗の特性を持つ極性ゴムから構
成される弾性層を有する帯電ローラに直流電圧を印加
し,感光体表面を一様に帯電する帯電装置と,記録紙裏
面に圧接したローラ或いはベルトに前記感光体上のトナ
ー帯電極性と逆極性の直流電圧を印加して転写する転写
装置とを具備する画像形成装置を提供するものである。
Further, a charging device for applying a DC voltage to a charging roller having an elastic layer made of polar rubber having a medium resistance characteristic to uniformly charge the surface of the photosensitive member, and a roller pressed against the back surface of the recording paper. Alternatively, the present invention provides an image forming apparatus including a transfer device that applies a DC voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity on the photoconductor to the belt to transfer the belt.

【0045】また,中抵抗の特性を持つ極性ゴムから構
成される弾性層を有する帯電ローラに定電流型直流電源
を接続し,清掃された感光体表面を一様に帯電する画像
形成装置を提供するものである。
Further, an image forming apparatus is provided in which a constant current type DC power source is connected to a charging roller having an elastic layer made of polar rubber having a medium resistance characteristic to uniformly charge the surface of a cleaned photoreceptor. To do.

【0046】また,前記極性ゴムが,エピクロルヒドリ
ンゴム,ニトリルゴム,ウレタンゴム,アクリルゴム,
クロロプレタンゴムである。
The polar rubber may be epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, acrylic rubber,
It is chloropretan rubber.

【0047】また,エピクロルヒドリンゴムから構成さ
れる弾性層を有する帯電ローラの周辺に結露防止用ヒー
タを設け,前記帯電ローラの表面温度を適温に保持する
ものである。
Further, a dew condensation preventing heater is provided around the charging roller having an elastic layer made of epichlorohydrin rubber to keep the surface temperature of the charging roller at an appropriate temperature.

【0048】また,前記適温が10℃以上である。The suitable temperature is 10 ° C. or higher.

【0049】また,極性ゴム(エピクロルヒドリンゴ
ム)から構成される弾性層を有する帯電ローラと,前記
帯電ローラの回転中に当該ローラに当接する当接部材と
を有する画像形成装置を提供するものである。
Further, the present invention provides an image forming apparatus having a charging roller having an elastic layer made of polar rubber (epichlorohydrin rubber) and a contact member that contacts the roller while the charging roller is rotating. .

【0050】また,前記当接部材は,帯電ローラクリー
ニング部材であり,前記帯電ローラが画像形成処理に先
立って予め回転するものである。
Further, the contact member is a charging roller cleaning member, and the charging roller rotates in advance before the image forming process.

【0051】また,前記帯電ローラの表面が黒色を呈す
るものである。
The surface of the charging roller is black.

【0052】また,エピクロルヒドリンゴムから構成さ
れる弾性層を有する帯電ローラの周辺に温度検知手段を
設け,前記温度検知手段により検知された温度に基づい
て制御された直流電圧出力を前記帯電ローラに印加する
画像形成装置を提供するものである。
Further, temperature detecting means is provided around the charging roller having an elastic layer composed of epichlorohydrin rubber, and a DC voltage output controlled on the basis of the temperature detected by the temperature detecting means is applied to the charging roller. The present invention provides an image forming apparatus that does.

【0053】[0053]

【作用】本発明に係る帯電ローラは,帯電効率が良く,
更に,DC電圧印加のみにて均一な帯電が得られる。
The charging roller according to the present invention has good charging efficiency,
Furthermore, uniform charging can be obtained only by applying a DC voltage.

【0054】本発明に係る画像形成装置及びその帯電装
置は上記のように構成することにより,帯電ローラ周辺
の温度に基づいて帯電ローラの印加電圧又は現像手段の
バイアス電圧或いはその両方を制御し,環境の変化にか
かわらず安定した画像を得ることができる。そして,帯
電ローラ周辺の温度を検知するサーミスタを現像バイア
ス電源回路に組み込むようにすると構成を著しく簡略化
することができる。
The image forming apparatus and the charging device thereof according to the present invention are configured as described above to control the applied voltage of the charging roller and / or the bias voltage of the developing means based on the temperature around the charging roller. A stable image can be obtained regardless of changes in the environment. If a thermistor for detecting the temperature around the charging roller is incorporated in the developing bias power supply circuit, the configuration can be significantly simplified.

【0055】また,定着手段から発生する熱を帯電ロー
ラへ供給し得るようにすると,別個に加熱手段を設ける
ことなく帯電ローラの表面温度を昇温させることがで
き,低温環境下での画像の品質の低下を防止することが
できる。なお,その時帯電ローラの表面を黒色化する
と,熱吸収率が向上して短時間で画像を安定させること
が可能になる。
Further, if the heat generated from the fixing means can be supplied to the charging roller, the surface temperature of the charging roller can be raised without providing a separate heating means, so that the image temperature in a low temperature environment can be improved. It is possible to prevent quality deterioration. At this time, if the surface of the charging roller is blackened, the heat absorption rate is improved and the image can be stabilized in a short time.

【0056】更に,これらの画像形成装置における帯電
装置において,帯電ローラ周辺の温度を検知するサーミ
スタを,帯電ローラに印加する直流電圧電源回路に組み
込んだものは帯電ムラが少なくなると共に,AC電源を
使用していないのでオゾンの発生も少なく,安価に供給
することができ,その帯電ローラにクリーニング部材を
摺接させるようにすると,本来のクリーニング効果に加
えて摩擦熱により帯電ローラの昇温を更に早めることが
できる。
Further, in the charging devices in these image forming apparatuses, the one in which the thermistor for detecting the temperature around the charging roller is incorporated in the DC voltage power supply circuit for applying to the charging roller reduces the charging unevenness and reduces the AC power supply. Since it does not use ozone, it produces less ozone and can be supplied at low cost. If the cleaning member is brought into sliding contact with the charging roller, the temperature of the charging roller is further increased by frictional heat in addition to the original cleaning effect. It can be hastened.

【0057】また,帯電ローラにおける表面層の電気抵
抗値を,弾性層の電気抵抗値よりも大きくしたことによ
って,ピンホールに電圧集中,火花放電,絶縁破壊等を
回避することができる。
Further, by making the electric resistance value of the surface layer of the charging roller larger than the electric resistance value of the elastic layer, it is possible to avoid voltage concentration, spark discharge, dielectric breakdown, etc. in the pinhole.

【0058】更に,弾性層の表面に樹脂層を被覆するこ
とにより帯電ムラを防止することができる。
Further, by coating the surface of the elastic layer with a resin layer, uneven charging can be prevented.

【0059】また,極性ゴム(エピクロルヒドリンゴ
ム)から構成される弾性層を有する帯電ローラと,該帯
電ローラの回転中に当該ローラに当接する当接部材とを
有するので,かつ,上記当接部材は,帯電ローラクリー
ニング部材であり,前記帯電ローラが画像形成処理に先
立って予め回転するので,摩擦熱による帯電ローラ表面
温度値の制御が可能となる。
Further, since the charging roller has an elastic layer composed of polar rubber (epichlorohydrin rubber) and the contacting member that contacts the roller while the charging roller is rotating, the contacting member is Since the charging roller is a cleaning member, and the charging roller rotates in advance prior to the image forming process, the surface temperature value of the charging roller can be controlled by frictional heat.

【0060】更に,帯電ローラの表面が黒色を呈するの
で,輻射熱の吸収効率が向上する。
Further, since the surface of the charging roller is black, the efficiency of absorbing radiant heat is improved.

【0061】[0061]

【実施例】図1は,一般的な帯電ローラ100の構造を
示す説明図であり,図1において,帯電ローラ100
は,8φの芯金101と,該芯金101を覆う約4mm
のカーボン分散シリコンゴム(103 Ω・cm)で構成
された導電性の弾性層102と,該弾性層102表面を
コートする50μmのナイロン(1012Ω・cm)で構
成された表面層103から構成されている。なお,例え
ば,電気抵抗値の差が103 Ω・cm以下とは,電気抵
抗値(Ω・cm)の常用対数の差が3以下ということで
ある。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a general charging roller 100. In FIG.
Is an 8φ cored bar 101 and approximately 4 mm covering the cored bar 101
A conductive elastic layer 102 made of carbon-dispersed silicon rubber (10 3 Ω · cm) and a surface layer 103 made of 50 μm nylon (10 12 Ω · cm) coating the surface of the elastic layer 102 It is configured. Note that, for example, the difference in electric resistance of 10 3 Ω · cm or less means that the difference in common logarithm of the electric resistance (Ω · cm) is 3 or less.

【0062】次に,上記図1に示した帯電ローラを図2
に示す帯電ローラ実験装置としての画像形成装置に装備
して,その帯電特性及び帯電の均一性を測定する。帯電
ローラ実験装置は,感光体を用いたドラム状の感光体ド
ラム201と,感光体ドラム201表面に当接した状態
の帯電ローラ100と,該帯電ローラ100により帯電
処理された感光体ドラム201上に露光処理を実行する
ことにより形成された静電潜像に対しトナーを付着させ
て顕像化する現像部202と,図示しない搬送系から搬
送された記録紙上に感光体ドラム201上のトナー像を
転写する転写チャージャ203と,転写処理終了後の記
録紙の電荷を除電することで,記録紙を感光体ドラム2
01から分離する分離チャージャ204と,転写処理終
了後に感光体ドラム201上の残留トナーを除去するク
リーニングブレード205と,クリーニング処理が終了
した感光体ドラム201上の残留電荷を消去する除電ラ
ンプ206と,帯電ローラ100に電圧を印加する電源
部207とから構成されている。
Next, the charging roller shown in FIG.
The image forming apparatus is equipped with an image forming apparatus as a charging roller experimental apparatus described in (1), and its charging characteristics and charging uniformity are measured. The charging roller experimental device includes a drum-shaped photosensitive drum 201 using a photosensitive member, a charging roller 100 in contact with the surface of the photosensitive drum 201, and a photosensitive drum 201 charged by the charging roller 100. A developing unit 202 for attaching toner to an electrostatic latent image formed by performing an exposure process on the photosensitive drum 201 to form a visible image, and a toner image on a photosensitive drum 201 on a recording paper conveyed from a conveyance system (not shown). Charger 203 for transferring the recording paper and the charge of the recording paper after the transfer processing is completed, thereby removing the recording paper from the photosensitive drum 2.
01, a cleaning blade 205 for removing the residual toner on the photosensitive drum 201 after the transfer process is completed, a static elimination lamp 206 for erasing the residual charge on the photosensitive drum 201 after the completion of the transfer process, The power supply unit 207 applies a voltage to the charging roller 100.

【0063】また,上記現像部202は,感光体ドラム
201にトナーを搬送し,感光体ドラム201に付着す
るトナー量を調節するための現像バイアスが印加される
現像スリーブ202aを備えている。更に,208は帯
電ローラ100の帯電処理により発生するオゾンをモニ
タするオゾンモニタ,209は感光体ドラム201表面
の帯電位を計測する電位計である。
Further, the developing section 202 is provided with a developing sleeve 202a for carrying toner to the photosensitive drum 201 and applying a developing bias for adjusting the amount of toner adhering to the photosensitive drum 201. Further, reference numeral 208 denotes an ozone monitor for monitoring ozone generated by the charging process of the charging roller 100, and reference numeral 209 denotes an electrometer for measuring a charged position on the surface of the photosensitive drum 201.

【0064】以上の構成において,その動作を説明す
る。感光体ドラム201は,図示しない駆動系により線
速vmm/secで回転する。帯電ローラ100は,電
源部207から電圧が印加されて感光体ドラム201を
負に帯電し,続いて帯電処理が終了した感光体ドラム2
01は露光処理が行われ,光の強弱により感光体ドラム
201上の電荷が消去(除電)されて静電潜像が形成さ
れる。静電潜像は,現像部202により反転現像されて
顕像化し,搬送系から搬送された記録紙上に,トナー像
が転写チャージャ203の作用で転写される。分離チャ
ージャ204は,転写処理が終了した記録紙を感光体ド
ラム201から分離する。転写処理終了後に感光体ドラ
ム201上に残留しているトナーは,クリーニングブレ
ード205で掻き落とし,クリーニング処理が終了した
感光体ドラム201には除電ランプ206の光が照射さ
れて残留電荷が消去され,一工程が終了する。
The operation of the above configuration will be described. The photosensitive drum 201 is rotated at a linear speed of vmm / sec by a drive system (not shown). The charging roller 100 applies a voltage from the power supply unit 207 to negatively charge the photosensitive drum 201, and then charges the photosensitive drum 2 after the charging process is completed.
In No. 01, an exposure process is performed, and the charge on the photosensitive drum 201 is erased (discharged) by the intensity of light to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is reversely developed by the developing unit 202 to be visualized, and the toner image is transferred onto the recording paper conveyed from the conveyance system by the action of the transfer charger 203. The separation charger 204 separates the recording paper on which the transfer process has been completed from the photosensitive drum 201. After the transfer process, the toner remaining on the photosensitive drum 201 is scraped off by the cleaning blade 205, and the photosensitive drum 201 after the completion of the cleaning process is irradiated with light from the neutralization lamp 206 to erase residual charges. One process ends.

【0065】電位計209による測定の結果は,図3
(帯電特性),図4(帯電の均一性)に示す通りであ
る。即ち,図3は,帯電ローラ100の印加DC電圧V
a (−KV)に対する感光体ドラム201の帯電位VS
(−V)を示す。図4は,感光体ドラム201の中央,
現像部直前位置に設置した電位計209により感光体ド
ラム201の帯電位VS の進行方向のバラツキ(帯電の
均一性)を測定したものである。帯電ローラ100に印
加する電圧が,DC(−1200V),DC+AC
(DC:−600V,AC:VP-P =2.0KV/f=
1.0KHz)であり,では帯電位Vsのバラツキ幅
が|VS (MAX) −VS (MIN) |=80Vであるのに対
し,では約10V程度であることがわかる。
The result of the measurement by the electrometer 209 is shown in FIG.
(Charging characteristics) and FIG. 4 (Charge uniformity). That is, FIG. 3 shows the DC voltage V applied to the charging roller 100.
a Charge potential V S of the photosensitive drum 201 with respect to a (−KV)
(-V) is shown. FIG. 4 shows the center of the photosensitive drum 201,
It is obtained by measuring the traveling direction of the variation of the charge potential V S of the photosensitive drum 201 by a potential meter 209 installed in the developing unit just before position (charging uniformity). When the voltage applied to the charging roller 100 is DC (-1200 V), DC + AC
(DC: -600 V, AC: V PP = 2.0 KV / f =
1.0 KHz), the variation width of the charged potential Vs is | V S (MAX) −V S (MIN) | = 80 V, whereas it is about 10 V.

【0066】また,図5に示すように,帯電位VS (約
−600V)に対して,現像バイアスVB (−550
V,−600V,−650V)により反転現像すると,
現像バイアスVB より低いVS 部分にトナーが付着し,
帯電領域全面の帯電ムラが現れる。その結果,ではロ
ーラ周期の地汚れが出現する。これはローラ層における
電気特性の不均一性に起因する帯電ムラと判断される。
では全面にうっすらとトナーが付着しており,帯電ム
ラが少ないことがわかる。
Further, as shown in FIG. 5, the developing bias V B (−550 V) is applied to the charged potential V S (−600 V).
V, -600V, -650V)
Toner adheres to the lower developing bias V B V S moiety,
Uneven charging over the entire charging area appears. As a result, soiling appears at the roller cycle. This is determined to be charging unevenness due to non-uniformity of electrical characteristics in the roller layer.
It can be seen that the toner slightly adheres to the entire surface, and that uneven charging is small.

【0067】また,図6は,上記,の電圧印加条件
にて,帯電ローラ100/感光体ドラム201の接触部
出口側にオゾンモニタ208の吸引口を設けてオゾン
(O3)濃度(ppm)を測定したものである。この比
較から,AC電流が原因でオゾンの発生量が多くなって
いることが分かる。この結果,帯電ローラ100による
帯電処理においては,DC電圧印加のみ,即ち,AC電
圧を重畳(DC+AC)させなければオゾンの発生を抑
制することができるものである。
Further, in FIG. 6, the ozone (O 3 ) concentration (ppm) is provided by providing a suction port of the ozone monitor 208 on the outlet side of the contact portion of the charging roller 100 / photosensitive drum 201 under the above voltage application conditions. Is measured. From this comparison, it can be seen that the amount of ozone generated has increased due to the AC current. As a result, in the charging process by the charging roller 100, generation of ozone can be suppressed unless only a DC voltage is applied, that is, an AC voltage is not superimposed (DC + AC).

【0068】帯電ローラ100のDC電圧印加時の帯電
ムラについて,更に検討した結果,導電性弾性層102
がカーボンとシリコーンゴムの分散系であることに起因
していることが判明した。この事実は,導電性弾性層1
02をエピクロルヒドリンゴムに置き換えた帯電ローラ
(ナイロン/エピクロルヒドリンゴム)を用いて実験し
た結果判明したものである。即ち,帯電ローラ100の
帯電ムラはカーボン/シリコーンゴムの分散不良による
導電性弾性層102の電気的不均一性によるものであ
り,非分散系のエピクロルヒドリンゴムの使用によりこ
の帯電ムラは解消する。
As a result of further studying the charging unevenness of the charging roller 100 when a DC voltage is applied, the conductive elastic layer 102 is obtained.
Was found to be a dispersion of carbon and silicone rubber. This fact indicates that the conductive elastic layer 1
The experiment was conducted using a charging roller (nylon / epichlorohydrin rubber) in which 02 was replaced with epichlorohydrin rubber. That is, the charging unevenness of the charging roller 100 is due to the electrical non-uniformity of the conductive elastic layer 102 due to poor dispersion of carbon / silicone rubber, and the charging unevenness is eliminated by using non-dispersed epichlorohydrin rubber.

【0069】次に,帯電ローラ100に使用したナイロ
ンの表面層103の環境変動率が大きいことから,その
改良を考慮して図7に示す材質にて(a),(b),
(c)の帯電ローラ100を各々試作し,各々の帯電特
性,帯電の均一性を評価した。その結果,DC電圧印加
のみで均一な帯電を得るには,帯電ローラ100の弾性
層(2〜10mm)の電気的な均一性が必要であり,そ
の点非分散系の低抵抗(エピクロルヒドリン)ゴムの単
層(図7の(a))が最適であるが,表面性が悪いとい
う点において帯電の均一性を悪くしている。
Next, since the environmental fluctuation rate of the surface layer 103 of nylon used for the charging roller 100 is large, the materials shown in FIG. 7 (a), (b),
The charging roller 100 of (c) was manufactured on a trial basis, and the charging characteristics and the uniformity of charging were evaluated. As a result, in order to obtain a uniform charge only by applying a DC voltage, the elastic layer (2 to 10 mm) of the charging roller 100 needs to be electrically uniform, and a non-dispersed low-resistance (epichlorohydrin) rubber is required. (A) in FIG. 7 is optimal, but the uniformity of charging is deteriorated in that the surface properties are poor.

【0070】その表面性の改良のため,樹脂の表面層
(30μm)を設けたのが図7に示した(b)である
が,フッ素樹脂の表面層が高抵抗であるため,帯電特性
を劣化させ,同時に帯電の均一性も悪くしている。帯電
特性を劣化させずに表面性をよくするには,表面層(1
0〜100μm)を弾性層に使用した低抵抗ゴムと樹脂
の分散系にすればよい。それが,図7に示した(c)で
ある。更に望ましくは,表面層の表面に近い程,樹脂の
含有率を大きく,弾性層に近い程ゴムの含有率を大きく
することである。その作成方法としては,表面層を樹脂
とゴムのブレンド比の異なる溶液で複数回に分け重ね塗
りすることにより実現できる。ここで,弾性層材料とし
て,エピクロルヒドリンゴムの他にニトリルゴム,ウレ
タンゴム,アクリルゴム,クロロプレタンゴム等があ
り,表面層材料としては,フッ素樹脂,シリコン樹脂等
が最適である。
In order to improve the surface property, a resin surface layer (30 μm) is provided as shown in FIG. 7 (b). However, since the fluororesin surface layer has a high resistance, the charging characteristic is improved. Deterioration and, at the same time, poor uniformity of charging. In order to improve the surface properties without deteriorating the charging characteristics, the surface layer (1
(0 to 100 μm) may be used as the dispersion of the low-resistance rubber and resin used for the elastic layer. This is (c) shown in FIG. More desirably, the closer to the surface of the surface layer, the higher the resin content, and the closer to the elastic layer, the higher the rubber content. This can be achieved by applying the surface layer in a plurality of times with solutions having different blend ratios of resin and rubber. Here, in addition to epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, acrylic rubber, chloropretan rubber, and the like are used as the elastic layer material. Fluororesin, silicon resin, and the like are most suitable as the surface layer material.

【0071】上記の如く,DC電圧印加のみで均一な帯
電を得ようとする本発明の帯電ローラと,帯電均一性は
AC重畳に任せる従来の帯電ローラとでは,その電気的
特性(R,C)及びローラ層構成が大きく相違してい
る。即ち,従来のAC重畳型は導電性弾性層(カーボン
分散ゴム)と表面(抵抗)層よりなり,該表面(抵抗)
層がコンデンサとして機能するため静電容量Cが大き
く,AC重畳による帯電の均一化に関し効果が大きい。
これに対して本発明のDC電圧印加型の帯電ローラはロ
ーラ層が抵抗体として作用する(静電容量Cが小さい)
ため,AC重畳を行っても帯電均一性にそれ程大きな改
善はみられない。以下,本発明の具体的な実施例を図8
(a)〜(e)に基づいて詳細に説明する。
As described above, the electric characteristics (R, C) of the charging roller according to the present invention, which is intended to obtain uniform charging only by applying the DC voltage, and the conventional charging roller, which leaves the charging uniformity to AC superimposition. ) And the roller layer structure are greatly different. That is, the conventional AC superposition type comprises a conductive elastic layer (carbon dispersed rubber) and a surface (resistance) layer.
Since the layer functions as a capacitor, the capacitance C is large, and the effect on uniform charging by AC superposition is large.
On the other hand, in the DC voltage application type charging roller of the present invention, the roller layer acts as a resistor (the capacitance C is small).
Therefore, even if the AC superposition is performed, the charge uniformity is not significantly improved. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A detailed description will be given based on (a) to (e).

【0072】〔実施例1〕第1の実施例は,6φの芯金
101上にローラ外径が12φとなるようにエピクロル
ヒドリンゴムを付け,帯電ローラ100の弾性層102
を成型した。該弾性層102の電気抵抗は3×108 Ω
・cmである。次に,エピクロルヒドリンゴム溶液(固
形分:2.5wt%)100部と溶剤可溶型フッ素樹脂
溶液(固形分:10.8wt%)40部を弾性層102
の上に乾燥後の膜厚が30μmとなるように塗布する。
この表面層103の電気抵抗は3×1010Ω・cmであ
る。この帯電ローラ100の帯電特性はVa (DC)−
1200Vに対してVS =−580V,帯電位VS のバ
ラツキ幅は12V,帯電の均一性も良好である。
[Embodiment 1] In the first embodiment, an epichlorohydrin rubber is attached to a 6φ core metal 101 so that the roller outer diameter is 12φ, and an elastic layer 102 of the charging roller 100 is provided.
Was molded. The electric resistance of the elastic layer 102 is 3 × 10 8 Ω
・ Cm. Next, 100 parts of epichlorohydrin rubber solution (solid content: 2.5 wt%) and 40 parts of solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8 wt%) were added to the elastic layer 102.
It is coated on the above so that the film thickness after drying may be 30 μm.
The electric resistance of the surface layer 103 is 3 × 10 10 Ω · cm. Charging characteristics of the charging roller 100 is V a (DC) -
V S = -580V against 1200 V, the variation range of the charge potential V S is 12V, charge uniformity is good.

【0073】〔実施例2〕第2の実施例は,8φの芯金
101上にローラ外径が16φとなるようにニトリルゴ
ム(NBR)を付け,帯電ローラ100の弾性層102
を成型した。該弾性層102の電気抵抗は8×108 Ω
・cmである。次に,ニトリルゴム溶液(固形分:2.
5wt%)100部と溶剤可溶型フッ素樹脂溶液(固形
分:10.8wt%)40部を弾性層102の上に乾燥
後の膜厚が50μmとなるように塗布する。この表面層
103の電気抵抗は8×1010Ω・cmである。この帯
電ローラ100の帯電特性はVa (DC)−1200V
に対してVS =−570V,帯電位VS のバラツキ幅は
15V,帯電の均一性は第1の実施例と同程度に良好で
ある。
[Embodiment 2] In the second embodiment, nitrile rubber (NBR) is attached on the core metal 101 of 8φ so that the roller outer diameter is 16φ, and the elastic layer 102 of the charging roller 100 is provided.
Was molded. The electric resistance of the elastic layer 102 is 8 × 10 8 Ω
・ Cm. Next, a nitrile rubber solution (solid content: 2.
5 parts by weight (100 parts by weight) and 40 parts of a solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8% by weight) are applied on the elastic layer 102 so that the film thickness after drying is 50 μm. The electric resistance of the surface layer 103 is 8 × 10 10 Ω · cm. Charging characteristics of the charging roller 100 is V a (DC) -1200V
On the other hand, V S = −570 V, the variation width of the charged potential V S is 15 V, and the charging uniformity is as good as that of the first embodiment.

【0074】〔実施例3〕第3の実施例は,8φの芯金
101上にローラ外径が16φとなるようにエピクロル
ヒドリンゴムを付け,帯電ローラ100の弾性層102
を成型した。該弾性層102上にエピクロルヒドリンゴ
ム溶液(固形分:2.5wt%)と溶剤可溶型フッ素樹
脂溶液(固形分:10.8wt%)の混合比を変えて2
回に分けて乾燥後の膜厚が各30μmとなるように塗布
する。第1回目がエピクロルヒドリンゴム溶液100部
/フッ素樹脂溶液20部(電気抵抗2×109 Ω・c
m)であり,第2回目がエピクロルヒドリンゴム溶液1
00部/フッ素樹脂溶液60部(電気抵抗2×1011Ω
・cm)である。この帯電ローラ100の表面はフッ素
樹脂の含有率が大きいため,滑らかであり,帯電特性は
a (DC)−1200Vに対してVS =−580V,
帯電位VS のバラツキ幅は10V,帯電の均一性は良好
である。
[Embodiment 3] In the third embodiment, an epichlorohydrin rubber is attached on a core metal 101 of 8φ so that the outer diameter of the roller is 16φ, and the elastic layer 102 of the charging roller 100 is provided.
Was molded. 2 on the elastic layer 102 by changing the mixing ratio of the epichlorohydrin rubber solution (solid content: 2.5 wt%) and the solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 10.8 wt%).
It is applied so that the film thickness after drying is 30 μm each. The first time was 100 parts epichlorohydrin rubber solution / 20 parts fluororesin solution (electrical resistance 2 × 10 9 Ω · c
m), and the second time is epichlorohydrin gum solution 1
00 parts / fluorine resin solution 60 parts (electrical resistance 2 × 10 11 Ω
· Cm). The surface of the charging roller 100 is smooth because the content of the fluororesin is large, and the charging characteristic is V S = −580V with respect to V a (DC) −1200V.
The variation width of the charging position V S is 10 V, and the uniformity of charging is good.

【0075】〔実施例4〕第4の実施例は,6φの芯金
101上にローラ外径が12φとなるようにウレタンゴ
ムを付け,帯電ローラ100の弾性層102を成型し
た。該弾性層102の電気抵抗は8×109 Ω・cmで
ある。次に,ウレタンゴム溶液(固形分:2.5wt
%)100部と溶剤可溶型シリコーン樹脂溶液(固形
分:7.5wt%)50部,カーボン2部を弾性層10
2の上に乾燥後の膜厚が40μmとなるように塗布す
る。この表面層103の電気抵抗は2×109 Ω・cm
である。この帯電ローラ100の帯電特性はVa (D
C)−1200Vに対してVS =−560V,帯電位V
S のバラツキ幅は18V,帯電の均一性は良好である。
[Embodiment 4] In the fourth embodiment, the elastic layer 102 of the charging roller 100 is molded by attaching urethane rubber so that the outer diameter of the roller is 12φ on the core metal 101 of 6φ. The electric resistance of the elastic layer 102 is 8 × 10 9 Ω · cm. Next, urethane rubber solution (solid content: 2.5 wt
%) 100 parts, solvent-soluble silicone resin solution (solid content: 7.5 wt%) 50 parts, carbon 2 parts elastic layer 10
It is applied onto 2 so that the film thickness after drying is 40 μm. The electric resistance of this surface layer 103 is 2 × 10 9 Ω · cm.
It is. The charging characteristic of the charging roller 100 is V a (D
C) -1200 V vs. S = -560 V, charged potential V
The variation width of S is 18V, and the uniformity of charging is good.

【0076】〔実施例5〕第5の実施例は,第4の実施
例におけるウレタンゴムをクロロプレンゴムに置換し,
表面103の膜厚を60μmとした以外は,第4の実施
例の構成と同じである。この帯電ローラ100の帯電特
性はVa (DC)−1200Vに対してV S =−590
V,帯電位VS のバラツキ幅は15V,帯電の均一性は
良好である。
[Embodiment 5] The fifth embodiment is the fourth embodiment.
Replacing the urethane rubber in the example with chloroprene rubber,
The fourth implementation except that the thickness of the surface 103 is 60 μm
It has the same configuration as the example. The charging characteristics of this charging roller 100
Sex is VaV for (DC) -1200V S= -590
V, electrostatic charge VSVariation range is 15V, charging uniformity is
Good.

【0077】上記の如く,本発明による帯電ローラによ
れば,弾性層に使用した極性合成ゴムを非接着性樹脂の
ブレンドから成る表面層のため,帯電特性を劣化させる
ことなく,帯電ローラの表面性を良くすることができ
る。また,表面層の表面に近い程,樹脂の含有率を大き
くするように構成してあるので表面性が良く,帯電ロー
ラの耐久性が向上する。更に,弾性層がカーボン等の分
散系ではなく,電気抵抗値が106 〜1010Ω・cmの
合成ゴム(非分散系)から構成されているため,感光体
のピンホール部と接触しても通電破壊を起こすことがな
い。
As described above, according to the charging roller of the present invention, since the polar synthetic rubber used for the elastic layer is the surface layer made of the blend of the non-adhesive resin, the charging roller surface is not deteriorated without deteriorating the charging characteristics. You can improve your sex. In addition, since the resin content is increased closer to the surface of the surface layer, the surface property is improved and the durability of the charging roller is improved. Further, since the elastic layer is made of a synthetic rubber (non-dispersed system) having an electric resistance value of 10 6 to 10 10 Ω · cm instead of a dispersed system of carbon or the like, the elastic layer is in contact with the pinhole portion of the photoconductor. Does not cause electrical breakdown.

【0078】〔実施例6〕図9は,例えばレーザプリン
タのような画像形成装置に適用した本発明の第6の実施
例を示す構成図である。
[Sixth Embodiment] FIG. 9 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention applied to an image forming apparatus such as a laser printer.

【0079】この画像形成装置は,例えば直径60mm
の感光体ドラム901の表面に直径15mmの帯電ロー
ラ902を転動自在に接触させ,この帯電ローラ902
に高圧電源903’を接続している。この帯電ローラ9
02は例えば直径10mmの芯金902c,厚さ5mm
の導電性ゴム層902b及び厚さ50μmの表面抵抗層
902aとから構成されている。
This image forming apparatus has, for example, a diameter of 60 mm.
A roller 15 of 15 mm in diameter is rotatably brought into contact with the surface of the photosensitive drum 901 of this type.
Is connected to a high-voltage power supply 903 '. This charging roller 9
02 is, for example, a core bar 902c having a diameter of 10 mm and a thickness of 5 mm.
And a surface resistance layer 902a having a thickness of 50 μm.

【0080】反転現像装置905は,感光体ドラム90
1にレーザビームLにより照射されて書き込まれた潜像
に乾式トナーを付着させて可視像を形成させるものであ
り,バイアス電源906によりバイアス電圧Vbが印加
されている。そして,このバイアス電源906と上記高
圧電源903’とは,帯電ローラ902周辺の温度を検
出する手段としてのサーミスタ907により,中央処理
装置(CPU)908を介して少なくともその一方が制
御される。
The reversal developing device 905 is the photosensitive drum 90.
A visible image is formed by attaching dry toner to the latent image written and irradiated with the laser beam L to the laser beam 1, and a bias voltage Vb is applied by a bias power supply 906. At least one of the bias power supply 906 and the high-voltage power supply 903 ′ is controlled by a thermistor 907 as means for detecting the temperature around the charging roller 902 via a central processing unit (CPU) 908.

【0081】ここで,本発明の実験によると,感光体ド
ラム901の表面の線速v=120mm/sec,サー
ミスタ907により検出された帯電ローラ902周辺の
温度T=25℃,帯電ローラ902の印加電圧Va=−
1.54KV,感光体ドラム901の帯電電圧Vs=−
800V,現像バイアス電圧Vb=−600Vの条件下
で適性画像を得ることができた。
Here, according to the experiment of the present invention, the linear velocity v of the surface of the photosensitive drum 901 is 120 mm / sec, the temperature T around the charging roller 902 detected by the thermistor 907 is 25 ° C., and the charging roller 902 is applied. Voltage Va =-
1.54 KV, charging voltage Vs of photosensitive drum 901 = −
An appropriate image could be obtained under the conditions of 800 V and the developing bias voltage Vb = -600 V.

【0082】上記の装置において,冬期早朝の使用開始
時に相当する例えばT=10℃の環境で,CPU908
により高圧電源903’又はバイアス電源906の制御
を行わない従来の条件下では,Vs=590Vになって
図10(a)に示すように地汚れが発生した。
In the above device, the CPU 908 is operated in an environment of, for example, T = 10 ° C., which corresponds to the start of use in the early morning of winter.
Under the conventional conditions in which the control of the high voltage power supply 903 'or the bias power supply 906 is not performed, Vs = 590V, and the background dirt occurs as shown in FIG.

【0083】同様の環境条件下で,CPU908による
制御を行った場合,まずサーミスタ907によりT=1
0℃を検知し,その検出結果をCPU908に入力し
て,図10(b)に示すように,現像バイアス電圧V
b’=−500Vに制御するか,或いは同図(c)に示
すように,帯電ローラ902の印加電圧Va’=−1.
6KV(Vs’=−650V)に制御することにより,
地汚れのない良好な画像を得ることができた。
When the control by the CPU 908 is performed under the same environmental conditions, first, the thermistor 907 causes T = 1.
0 ° C. is detected, the detection result is input to the CPU 908, and as shown in FIG.
b ′ = − 500 V, or as shown in FIG. 10C, the applied voltage Va ′ = − 1.
By controlling to 6KV (Vs' =-650V),
A good image without background stain was obtained.

【0084】図11は,サーミスタ907を現像バイア
ス電圧Vb用DC電源回路及び帯電ローラ印加電圧Va
用DC電源回路に組み込んだ場合における帯電ローラ9
02の表面温度Tと,サーミスタ907の抵抗Rと,D
C電源出力Vb,Vaとの関連を示したT−R−Vb特
性及びT−R−Va特性を示す線図である。
In FIG. 11, the thermistor 907 is connected to the DC power supply circuit for the developing bias voltage Vb and the charging roller applied voltage Va.
Roller 9 when incorporated in DC power supply circuit
02, the temperature R of the thermistor 907,
FIG. 5 is a diagram showing TR-Vb characteristics and TR-Va characteristics showing the relationship with C power supply outputs Vb and Va.

【0085】〔実施例7〕図12は,図11に示したT
−R−Vb特性線図に基づいて図9に示した第6の実施
例における反転現像装置905に印加するバイアス電圧
Vbを制御するようにした本発明の第7の実施例を示す
ものであり,帯電ローラ902の周辺に配設したサーミ
スタ907を現像バイアスDC電源回路906’に組み
込み,あらゆる環境において常に最適な現像バイアス電
圧Vbを与えるようにして,地汚れのない良好な画像を
得ることができる。具体的には,T=16℃の時,R=
14KΩ,Vb=−560Vで良好な画像が得られ,こ
の時のVs=−740Vであった。
[Embodiment 7] FIG. 12 shows the T shown in FIG.
FIG. 10 shows a seventh embodiment of the present invention in which the bias voltage Vb applied to the reversal developing device 905 in the sixth embodiment shown in FIG. 9 is controlled based on the −R-Vb characteristic diagram. , A thermistor 907 disposed around the charging roller 902 is incorporated in the developing bias DC power supply circuit 906 'so that an optimal developing bias voltage Vb is always applied in any environment, and a good image without background stain can be obtained. it can. Specifically, when T = 16 ° C., R =
A good image was obtained at 14 KΩ and Vb = −560V, and Vs at this time was −740V.

【0086】〔実施例8〕次に,図13は,図11に示
したT−R−Va特性線図に基づいて図9に示した第6
の実施例における帯電ローラ902の印加電圧Vaを制
御するようにした本発明の第8の実施例を示すものであ
り,帯電ローラ902の周辺の配設したサーミスタ90
7を直流電圧電源回路903’に組み込み,あらゆる環
境下において常に最適な印加電圧Vaを出力させるよう
にし,感光体ドラム901の帯電電圧Vsを略一定に保
つようにしている。
[Embodiment 8] Next, FIG. 13 shows a sixth graph shown in FIG. 9 based on the T-R-Va characteristic diagram shown in FIG.
8 shows an eighth embodiment of the present invention in which the applied voltage Va of the charging roller 902 in the above embodiment is controlled, and the thermistor 90 arranged around the charging roller 902 is shown.
7 is incorporated in the DC voltage power supply circuit 903 'so that the optimum applied voltage Va is always output under any environment, and the charging voltage Vs of the photosensitive drum 901 is kept substantially constant.

【0087】なお,この第8の実施例では,上記の構成
に加えて帯電ローラ902にクリーニング部材909を
摺接させることにより,帯電ローラ902の表面を清掃
すると共に,低温時でもその表面がクリーニング部材9
09との摩擦による摩擦熱により短時間で昇温するよう
にして帯電特性を向上させている。実際に,T=12℃
の時,R=16.5KΩ,Va=−1.65KVでVs
=−760Vとなり,Vb=−600V一定で良好な画
像を得ることができた。
In the eighth embodiment, in addition to the above structure, the cleaning member 909 is brought into sliding contact with the charging roller 902 to clean the surface of the charging roller 902 and also to clean the surface even at low temperature. Member 9
The charging characteristics are improved by raising the temperature in a short time by the frictional heat generated by the friction with the friction coefficient 09. Actually, T = 12 ° C
, R = 16.5KΩ, Va = -1.65KV and Vs
= −760 V, and a good image could be obtained with Vb = −600 V constant.

【0088】〔実施例9〕上記の各実施例によれば,環
境温度が低温の場合でもかなり短時間で良好な画像を得
ることができるが,図14は,更にその待ち時間を短縮
し得るようにした本発明の第9の実施例を示すものであ
る。
[Embodiment 9] According to each of the above embodiments, a good image can be obtained in a considerably short time even when the environmental temperature is low, but FIG. 14 can further shorten the waiting time. 9 illustrates a ninth embodiment of the present invention.

【0089】感光体ドラム901,帯電ローラ902,
反転現像装置905,転写手段910,熱ローラ定着器
911,排気ファン912,感光体ドラムクリーニング
手段913を備えた画像形成装置において,帯電ローラ
902の導電性ゴム層902bにカーボンを分散混入さ
せるか,表面抵抗層902aに少量のカーボンを添加す
る等して帯電ローラ表面を黒色化させて輻射熱の吸収を
良好にしている。
Photosensitive drum 901, charging roller 902,
In an image forming apparatus including a reversal developing device 905, a transfer unit 910, a heat roller fixing unit 911, an exhaust fan 912, and a photosensitive drum cleaning unit 913, whether or not carbon is dispersed and mixed in the conductive rubber layer 902b of the charging roller 902; The surface of the charging roller is blackened by adding a small amount of carbon to the surface resistance layer 902a, for example, to improve the absorption of radiant heat.

【0090】そして,使用に先立って熱ローラ定着器9
11の定着ヒータオンと同時に感光体ドラム901及び
それに従動する帯電ローラ902を空回転させると共
に,排気ファン912を逆回転させ,熱ローラ定着器9
11で発生した熱を帯電ローラ902に送り込んでその
表面温度を上昇させ,これをサーミスタ907で検知し
て所定の温度に達した時点で,排気ファン912を排気
方向に回転させて画像形成を開始するようにする。
The heat roller fixing device 9 is used prior to use.
At the same time when the fixing heater 11 is turned on, the photosensitive drum 901 and the charging roller 902 driven by the photosensitive drum 901 are rotated idlely, and the exhaust fan 912 is rotated in the reverse direction, so that the heat roller fixing device 9 is rotated.
11 is sent to the charging roller 902 to increase the surface temperature, and the temperature is detected by the thermistor 907. When the temperature reaches a predetermined temperature, the exhaust fan 912 is rotated in the exhaust direction to start image formation. To do it.

【0091】このようにすることにより,画像形成装置
が低温状態に長時間放置されていた場合でもきわめて短
時間で帯電ローラの表面温度を上昇させ,地汚れのない
良好な画像を得ることが可能になる。なお,上記第9の
実施例に,必要に応じて第7,第8の実施例に示したよ
うな現像バイアス制御手段や帯電ローラ印加電圧制御手
段を併用して更に待ち時間を短縮させることも可能であ
る。
By doing so, even if the image forming apparatus is left in a low temperature state for a long time, it is possible to raise the surface temperature of the charging roller in an extremely short time and obtain a good image without background stain. become. The waiting time can be further reduced by using the developing bias control means and the charging roller applied voltage control means as shown in the seventh and eighth embodiments as needed in the ninth embodiment. It is possible.

【0092】次に,従来の帯電ローラ(導電性弾性層表
面に樹脂のオーバーコート層を有する構成)のDC電圧
印加時における帯電ムラについて説明する。この帯電ム
ラは導電性弾性層がカーボンとシリコンゴムの分散系で
あることに起因している。このことは,導電性弾性層を
エピクロルヒドリンゴムに置き換えた帯電ローラ(エピ
クロルヒドリンゴム弾性層に樹脂のオーバーコート)を
用いて実験した結果,判明した。即ち,従来における帯
電ローラの帯電ムラはカーボン/シリコンゴムの分散不
良による導電性弾性層の電気的不均一性によるものであ
り,非分散系のエピクロルヒドリンゴムの使用により,
上記帯電ムラは解消される。
Next, the charging unevenness of the conventional charging roller (having a resin overcoat layer on the surface of the conductive elastic layer) when a DC voltage is applied will be described. This uneven charging is due to the fact that the conductive elastic layer is a dispersion of carbon and silicon rubber. This was found as a result of an experiment using a charging roller in which the conductive elastic layer was replaced with epichlorohydrin rubber (an overcoat of resin on the epichlorohydrin rubber elastic layer). That is, the uneven charging of the conventional charging roller is due to the electrical non-uniformity of the conductive elastic layer due to poor dispersion of carbon / silicone rubber, and the use of non-dispersed epichlorohydrin rubber causes
The charging unevenness is eliminated.

【0093】DC電圧の印加のみで,即ち,AC電圧を
重畳(DC+AC)しなくとも,均一帯電が可能な帯電
ローラを図15に示す。図において,ローラAはエピク
ロルヒドリンゴムの単層(1〜5mm厚),ローラBは
エピクロルヒドリンゴム弾性層(1〜5mm厚)とフッ
素樹脂表面層(1〜10μm)から構成されている。同
様に,ローラCはエピクロルヒドリンゴム弾性層(1〜
5mm厚)とフッ素樹脂/エピクロルヒドリンゴム分散
層(10〜100μm)から構成されている。また,エ
ピクロルヒドリンゴムの単層(1〜5mm厚)で,フッ
素樹脂をエピクロルヒドリンゴムの単層表面部分に集中
的に混合させるように構成することもできる。
FIG. 15 shows a charging roller capable of uniform charging only by applying a DC voltage, that is, without superimposing an AC voltage (DC + AC). In the drawing, the roller A is composed of a single layer of epichlorohydrin rubber (1 to 5 mm thick), and the roller B is composed of an epichlorohydrin rubber elastic layer (1 to 5 mm thick) and a fluororesin surface layer (1 to 10 μm). Similarly, roller C has an epichlorohydrin rubber elastic layer (1 to 1).
(5 mm thick) and a fluororesin / epichlorohydrin rubber dispersion layer (10 to 100 μm). In addition, a single layer (1 to 5 mm thick) of epichlorohydrin rubber may be used so that the fluororesin is intensively mixed with the surface of the single layer of epichlorohydrin rubber.

【0094】エピクロルヒドリンゴム層の厚さを1〜5
mm厚としたのは,1mm以下では弾性体としての機能
が不十分であり,5mm以上では電気抵抗が高くなる
か,或いはヒータにより外部加熱を行った場合,熱伝導
性が悪くなる(抵抗が下がらない)等の理由による。な
お,エピクロルヒドリンゴム層の厚さ(1〜5mm)に
関する実験結果を図16に示す。
The thickness of the epichlorohydrin rubber layer is 1 to 5
When the thickness is 1 mm or less, the function as an elastic body is insufficient when the thickness is 1 mm or less, and when the thickness is 5 mm or more, the electric resistance becomes high, or when the external heating is performed by a heater, the thermal conductivity becomes poor (the resistance becomes low). It does not fall). In addition, FIG. 16 shows the experimental results regarding the thickness (1 to 5 mm) of the epichlorohydrin rubber layer.

【0095】〔実施例10〕8φの芯金1501上にロ
ーラ外径が14φとなるようにエピクロルヒドリンゴム
の弾性層(厚さ3mm)を成型した。次に,エピクロル
ヒドリンゴム溶液(固形分2.5wt%)100部と溶
剤可溶型フッ素樹脂溶液(固形分10.8wt%)40
部を弾性層の上に乾燥後の膜厚が30μmとなるように
塗布する。その帯電ローラ(図15(c))の帯電特性
は,Va=−1400Vに対してVs=−720V,帯
電位Vsのばらつき幅は10Vで帯電の均一性は良好で
ある。
Example 10 An elastic layer (thickness: 3 mm) of epichlorohydrin rubber was molded on a core metal 1501 of 8φ so that the roller outer diameter was 14φ. Next, 100 parts of epichlorohydrin rubber solution (solid content 2.5 wt%) and 40 parts of solvent-soluble fluororesin solution (solid content 10.8 wt%) 40
Part is applied onto the elastic layer so that the film thickness after drying is 30 μm. The charging roller (FIG. 15 (c)) has a charging characteristic of Vs = -720V with respect to Va = -1400V, a variation range of the charging potential Vs of 10V, and good charging uniformity.

【0096】従来技術である帯電ローラにDC+AC印
加の場合は,感光体に潜像電位が残っていても,或いは
感光体上に多少の残留トナーがあってもAC重畳効果に
より均一帯電が得られたが,帯電ローラにDC電圧印加
のみで均一帯電を得ようとするには,本発明の帯電ロー
ラ(非分散系,エピクロルヒドリン系弾性ローラ)を使
用することに加えて,第1に,QLで前露光を受けた感
光体面から帯電工程に入ること,第2に,クリーニング
ブレードで感光体表面の残留トナーを完全に除去した感
光体面から帯電工程に入ることが必須条件である。この
場合,図17のに示した帯電の均一性が得られた。比
較例として,QLなしの場合,残留電位に加算されるの
で不均一な帯電となる(図17),また,クリーニン
グが不十分な場合,感光体上の残留トナーが帯電ローラ
との接合時にローラ表面に転写され,その後,ローラ周
期で帯電ムラを発生させる(図17)。
When DC + AC is applied to the charging roller according to the prior art, even if the latent image potential remains on the photosensitive member or there is some residual toner on the photosensitive member, uniform charging is obtained by the AC superposition effect. However, in order to obtain uniform charging only by applying a DC voltage to the charging roller, in addition to using the charging roller of the present invention (non-dispersion type, epichlorohydrin type elastic roller), firstly, QL is used. It is indispensable to enter the charging step from the surface of the photoreceptor that has been subjected to pre-exposure, and secondly to enter the charging step from the surface of the photoreceptor on which the residual toner on the surface of the photoreceptor has been completely removed by a cleaning blade. In this case, the charging uniformity shown in FIG. 17 was obtained. As a comparative example, when QL is not used, the toner is added to the residual potential, resulting in non-uniform charging (FIG. 17). The image is transferred to the surface, and thereafter, charging unevenness occurs at the roller cycle (FIG. 17).

【0097】〔実施例11〕上記実施例の接触帯電装置
に加え,転写装置も従来のコロナ転写が接触転写に変更
されることにより,オゾンの発生量を激減させることが
可能である。03 濃度の比較を図18に示す。この画像
形成装置の一例を図19に示す。一般に転写紙の分離に
曲率分離法が適用される小径感光体ドラム(或いはベル
ト感光体)1901aの場合はローラ1902による転
写(図19(a)),50φ以上のドラム1901bの
場合はベルト1903による転写(図19(b))が適
用される。DC電圧印加のみで,ローラ帯電/ローラ転
写を実行する画像形成装置にあっては,オゾン発生量が
コロナ帯電/コロナ転写に比較して800〜1000分
の1,DCにACを重畳して印加するローラ帯電/ロー
ラ転写の画像形成装置に比較しても30〜40分の1と
なる。
[Embodiment 11] In addition to the contact charging device of the above embodiment, the transfer device can change the conventional corona transfer to the contact transfer, thereby making it possible to drastically reduce the amount of ozone generated. 0 3 A comparison of concentration shown in FIG. 18. FIG. 19 shows an example of this image forming apparatus. Generally, in the case of a small-diameter photosensitive drum (or belt photosensitive member) 1901a to which the curvature separation method is applied for separating transfer paper, transfer by a roller 1902 (FIG. 19 (a)), and in the case of a drum 1901b of 50φ or more, by a belt 1903. Transfer (FIG. 19 (b)) is applied. In an image forming apparatus that performs roller charging / roller transfer only by applying a DC voltage, the amount of generated ozone is applied by superimposing AC on DC at 1/800 to 1000 times that of corona charging / corona transfer. It is 30 to 40 times smaller than that of an image forming apparatus of roller charging / roller transfer.

【0098】8φの芯金1501上にローラ外径が16
φとなるようにエピクロルヒドリンゴムの弾性層(厚さ
4mm)を成型し,帯電ローラ(図15のローラA)と
した。この帯電ローラを図20(a),(b)に示す実
験装置を使用してI−Va特性,Vs−Va特性の温度
/湿度依存性を測定した(図21(a),(b)/22
(a),(b))。エピクロルヒドリンゴム層の抵抗R
(=Va/2)の温度依存性(図21(a))は大き
く,湿度依存性(図22(a))は小さい。従って,そ
の帯電特性(帯電位Vs,帯電の均一性)は温度の影響
を大きく受け(図21(b)),10℃以下ではVs低
下,均一性も悪くなる。しかし,湿度の影響はそれ程受
けない(図22(a),(b))。以上の実験結果よ
り,エピクロルヒドリンゴム弾性ローラを帯電ローラに
使用して常に感光体を一定帯電位に,しかも均一に帯電
させるためには,第1に,ローラ温度を10℃以上で使
用する。第2に,サーミスタによりローラ温度を検知
し,温度変動に対する帯電ローラ印加電圧の出力補正を
行う必要がある。
The outer diameter of the roller is 16 on the core metal 1501 of 8φ.
An elastic layer (thickness: 4 mm) of epichlorohydrin rubber was formed so as to have a diameter φ, and a charging roller (roller A in FIG. 15) was formed. The temperature / humidity dependence of the I-Va characteristic and the Vs-Va characteristic of the charging roller was measured using an experimental device shown in FIGS. 20 (a) and (b) (FIGS. 21 (a) and (b) /). 22
(A), (b)). Resistance R of epichlorohydrin rubber layer
(= Va / 2) has a large temperature dependency (FIG. 21A) and a small humidity dependency (FIG. 22A). Accordingly, the charging characteristics (charge potential Vs, charging uniformity) are greatly affected by the temperature (FIG. 21B), and at 10 ° C. or lower, Vs decreases and the uniformity deteriorates. However, the influence of humidity is not so large (FIGS. 22A and 22B). From the above experimental results, in order to always use the epichlorohydrin rubber elastic roller as the charging roller to uniformly and uniformly charge the photosensitive member, the roller temperature should be 10 ° C. or more. Second, it is necessary to detect the roller temperature with a thermistor and to perform output correction of the charging roller applied voltage with respect to the temperature fluctuation.

【0099】〔実施例12〕図23において,帯電ロー
ラ2301は,4mm厚のエピクロルヒドリンゴムの弾
性ローラであり,帯電ローラ2301の上方部に結露防
止ヒータ(30×200mm2 の放熱板,220v,1
8w)2302が設置してあり,冬期,夜間において,
ヒータONで機内温度が5℃以下に下がらないように構
成されている。このため,冬期,早朝における画像形成
時には,ローラ温度が10℃以上になっているので,D
C印加により帯電特性がよく,良好な画像が得られる。
なお,結露防止ヒータ2302により光学系,感光体ド
ラム2303の結露も防止されるため,異常画像の発生
も併せて防止できる。
[Embodiment 12] In FIG. 23, a charging roller 2301 is an elastic roller of 4 mm thick epichlorohydrin rubber, and a dew condensation preventing heater (30 × 200 mm 2 heat sink, 220 v, 1) is provided above the charging roller 2301.
8w) 2302 is installed, and in winter and at night,
It is configured so that the temperature inside the machine does not drop below 5 ° C when the heater is turned on. For this reason, the roller temperature is 10 ° C. or higher during image formation in winter and early morning.
By applying C, the charging property is good and a good image can be obtained.
Since the dew condensation preventing heater 2302 also prevents dew condensation on the optical system and the photoconductor drum 2303, it is possible to prevent the occurrence of an abnormal image.

【0100】〔実施例13〕図24において,帯電ロー
ラ2401は3mm厚のエピクロルヒドリンゴム弾性ロ
ーラの表面にフッ素樹脂による1〜3μm厚のオーバー
コート層を有するものであり,そのローラ表面をクリー
ニングするためのクリーニング部材2402を圧着した
状態でローラが回転すると,ローラ表面は清掃されると
同時にローラ表面温度が摩擦により上昇する。冬期,早
朝における画像形成処理に先立ってドラム空回転により
帯電ローラ2401の表面温度を10℃以上にすること
により,帯電特性を正常の状態に回復させることが可能
である。なお,帯電ローラ2401のクリーニング部材
2402は常時ローラに当接していてもよいし,画像形
成処理に先立って感光体ドラム2403を空回転すると
きのみローラに圧接し,画像形成処理時にあってはロー
ラから離れた状態にあるように構成してもよい。
[Embodiment 13] Referring to FIG. 24, a charging roller 2401 is a 3 mm thick epichlorohydrin rubber elastic roller having an overcoat layer of 1 to 3 μm thick made of fluororesin on the surface thereof, for cleaning the roller surface. When the roller is rotated while the cleaning member 2402 is pressed, the roller surface is cleaned and at the same time the roller surface temperature rises due to friction. By setting the surface temperature of the charging roller 2401 to 10 ° C. or higher by idle rotation of the drum prior to the image forming process in winter or early morning, the charging characteristics can be restored to a normal state. Note that the cleaning member 2402 of the charging roller 2401 may be always in contact with the roller, or may be pressed against the roller only when the photosensitive drum 2403 is idled prior to the image forming process, and may be in contact with the roller during the image forming process. It may be configured to be away from.

【0101】〔実施例14〕上記第10の実施例におい
て,示したのと同じ構成の帯電ローラを使用したローラ
帯電装置を図25に示す。この帯電ローラ2501の温
度特性からローラ表面温度T℃とサーミスタ抵抗R(K
Ω)とローラ印加電圧Va(KV)との関係を求めて図
26に示した。図25のDC電源2502は,T−R−
V特性に基づいてローラ温度に応じた印加電圧が得られ
る制御回路が組み込まれている。本発明によるローラ帯
電装置を使用すれば,温度依存性のある帯電ローラであ
っても,そのローラ温度に応じた印加電圧が出力される
ので,常に一定の帯電位が得られる。
[Embodiment 14] FIG. 25 shows a roller charging device using a charging roller having the same structure as that shown in the tenth embodiment. From the temperature characteristics of the charging roller 2501, the roller surface temperature T ° C. and the thermistor resistance R (K
Ω) and the roller applied voltage Va (KV) are shown in FIG. The DC power supply 2502 of FIG.
A control circuit is incorporated that can obtain an applied voltage according to the roller temperature based on the V characteristic. When the roller charging device according to the present invention is used, even if the charging roller has temperature dependence, an applied voltage corresponding to the roller temperature is output, so that a constant charging position can be always obtained.

【0102】次に,従来の帯電ローラ(導電性弾性層表
面に樹脂のオーバーコート層を有する構成)のDC電圧
印加時における帯電ムラについて説明する。この帯電ム
ラは導電性弾性層が合成ゴムとカーボンの分散系である
ことに起因している。このことは,従来における帯電ロ
ーラの導電性弾性層(合成ゴムとカーボンの分散系)を
カーボンを含まないウレタンゴム或いは少量のアルカリ
金属塩を含むウレタンゴムに置き換えた帯電ローラを用
いて実験した結果,判明した。即ち,従来における帯電
ローラの帯電ムラはカーボン/合成ゴムの分散不良によ
る導電性弾性層の電気的不均一性によるものであり,非
分散系のウレタンゴムの使用により,上記帯電ムラは解
消される。
Next, the charging unevenness of the conventional charging roller (having a resin overcoat layer on the surface of the conductive elastic layer) when a DC voltage is applied will be described. This uneven charging is caused by the fact that the conductive elastic layer is a dispersion of synthetic rubber and carbon. This is the result of experiments using a conventional charging roller in which the conductive elastic layer (dispersed system of synthetic rubber and carbon) of the charging roller was replaced with urethane rubber containing no carbon or urethane rubber containing a small amount of alkali metal salt. ,found. That is, the uneven charging of the conventional charging roller is due to the electrical non-uniformity of the conductive elastic layer due to poor dispersion of carbon / synthetic rubber, and the uneven charging is eliminated by using non-dispersed urethane rubber. .

【0103】DC電圧の印加のみで,即ち,AC電圧を
重畳(DC+AC)しなくとも,均一帯電が可能な帯電
ローラの構成を図27に示す。図において,ローラDは
芯金2701に厚さ1〜5mmのウレタンゴム或いはウ
レタンゴムにアルカリ金属塩を含有させた弾性層270
2から構成される。ローラEはローラDの弾性層270
2上に厚さ1〜30μmの非接着性樹脂からなる表面層
2703を有するものである。ここで,弾性層2702
はカーボン等導電性粒子の分散によらないで電気抵抗が
106 〜1010Ω・cmのウレタンゴム単独或いはアル
カリ金属塩を含有したウレタンゴムであるため,耐電圧
性がよく,また,弾性層全体が電気的に均一である。更
にウレタンゴムは適度な硬度と表面性を有するため,ロ
ーラDでも充分な性能を有するが,より高性能な帯電ロ
ーラが必要ならば,非接着性樹脂(例えば,フッ素樹
脂,シリコン樹脂)からなる表面層2703を設けたロ
ーラEを使用すればよい。
FIG. 27 shows a structure of a charging roller capable of uniform charging only by applying a DC voltage, that is, without superimposing an AC voltage (DC + AC). In the figure, a roller D is a core metal 2701 having a thickness of 1 to 5 mm of urethane rubber or an elastic layer 270 containing urethane rubber containing an alkali metal salt.
It consists of two. Roller E is the elastic layer 270 of roller D
2 having a surface layer 2703 made of a non-adhesive resin having a thickness of 1 to 30 μm. Here, the elastic layer 2702
Is a urethane rubber having an electric resistance of 10 6 to 10 10 Ω · cm irrespective of the dispersion of conductive particles such as carbon, or a urethane rubber containing an alkali metal salt. The whole is electrically uniform. Further, since urethane rubber has appropriate hardness and surface properties, the roller D has sufficient performance, but if a higher performance charging roller is required, it is made of a non-adhesive resin (for example, fluororesin, silicone resin). The roller E provided with the surface layer 2703 may be used.

【0104】〔実施例15〕8φの芯金2701上にロ
ーラ外径が14φとなるようにウレタンゴムの弾性層2
702(厚さ3mm)を成型した(ローラD)。この帯
電ローラの弾性層の電気抵抗は3×109 Ω・cm(温
度20℃,湿度50%)である。図28にこの帯電ロー
ラ2800を使用した画像形成装置の一部を示す。感光
体ドラム2801は感光層厚を30μmとし,電源28
03はDC電圧(Va),QL2804はLED,クリ
ーナ2805は感光体2801上の残留トナーを除去す
るためのブレードクリーニングユニットである。この帯
電ローラ2800の帯電特性は,Va=−1500Vに
対してVs=−800V,帯電位Vsのばらつき幅は約
15Vで帯電の均一性は良好である。
[Embodiment 15] The elastic layer 2 of urethane rubber is formed on the core metal 2701 of 8φ so that the roller outer diameter is 14φ.
702 (thickness 3 mm) was molded (roller D). The electric resistance of the elastic layer of this charging roller is 3 × 10 9 Ω · cm (temperature 20 ° C., humidity 50%). FIG. 28 shows a part of an image forming apparatus using the charging roller 2800. The photosensitive drum 2801 has a photosensitive layer thickness of 30 μm, and a power source 28
Reference numeral 03 is a DC voltage (Va), QL2804 is an LED, and cleaner 2805 is a blade cleaning unit for removing residual toner on the photoconductor 2801. The charging characteristics of the charging roller 2800 are such that Vs = −800 V with respect to Va = −1500 V, and the variation width of the charging potential Vs is about 15 V, so that charging uniformity is good.

【0105】従来技術である帯電ローラにDC+AC印
加の場合は,感光体に残留電位があっても,或いは感光
体上に多少の残留トナーがあってもAC重畳効果により
均一帯電が得られたが,帯電ローラにDC電圧印加のみ
で均一帯電を得ようとするには,本発明の帯電ローラ
(カーボンなど導電性粒子の含有によらずにウレタンゴ
ム単独或いはアルカリ金属塩添加のウレタンゴムからな
る電気抵抗106 〜10 10Ω・cmの弾性層を有する帯
電ローラ)を使用することに加えて,第1に,QLで前
露光を受けた感光体面から帯電工程に入ること,第2
に,クリーニングブレードで感光体表面の残留トナーを
完全に除去した感光体面から帯電工程に入ることが必須
条件である。この条件下では図29のに示した帯電の
均一性が得られる。比較例として,QLなしの場合,残
留電位に加算されるので不均一な帯電となる(図29
),また,クリーニングが不十分な場合,感光体上の
残留トナーが帯電ローラとの接合時にローラ表面に転写
され,その後,ローラ周期で帯電ムラを発生させる(図
29)。
DC + AC marking is applied to the charging roller which is a conventional technique.
In the case of addition, even if the photoconductor has a residual potential,
Even if there is some residual toner on the body, due to the AC superposition effect
Uniform charging was obtained, but only DC voltage was applied to the charging roller
In order to obtain uniform charging with the charging roller of the present invention,
(Urethane rubber regardless of containing conductive particles such as carbon
Rubber or urethane rubber with alkali metal salt added
Electrical resistance 106-10 TenBand with elastic layer of Ω · cm
In addition to using electric roller), firstly, in QL
Entering the charging process from the exposed photoreceptor surface, the second
Then, clean the residual toner on the surface of the photoconductor with a cleaning blade.
It is essential to start the charging process from the photoconductor surface that has been completely removed
Condition. Under this condition, the charging of
Uniformity is obtained. As a comparative example, in the case without QL, the remaining
Since it is added to the residual potential, it becomes unevenly charged (FIG. 29).
), And if cleaning is not enough,
Residual toner is transferred to the roller surface when joining with the charging roller
After that, uneven charging occurs in the roller cycle (Fig.
29).

【0106】〔実施例16〕8φの芯金2701上にロ
ーラ外径が16φとなるようにウレタンゴムの弾性層2
702(厚さ4mm)を成型した。この弾性層はウレタ
ンゴムに対して0.5wt%の過塩素酸リチウム塩を含
有しているため,その電気抵抗は3×108Ω・cm
(温度20℃,湿度50%)である。次に,この弾性層
2702上に溶剤可溶型フッ素樹脂溶液(固形分:1
0.8wt%)を乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗
布し,表面層2703を形成した(ローラE)。この帯
電ローラを上記第15の実施例に示した帯電ローラ(ロ
ーラD)と置換して,同様の実験を行ったところ,上記
実施例と略同様の効果が得られた。
[Embodiment 16] An elastic layer 2 of urethane rubber is formed on a core metal 2701 of 8φ so that the roller outer diameter is 16φ.
702 (thickness 4 mm) was molded. Since this elastic layer contains 0.5 wt% of lithium perchlorate salt with respect to urethane rubber, its electric resistance is 3 × 10 8 Ω · cm.
(Temperature 20 ° C., Humidity 50%). Next, a solvent-soluble fluororesin solution (solid content: 1
0.8 wt%) was applied so that the film thickness after drying would be 5 μm to form a surface layer 2703 (roller E). When the same experiment was performed by replacing the charging roller with the charging roller (roller D) shown in the fifteenth embodiment, substantially the same effect as in the above-described embodiment was obtained.

【0107】ウレタンゴムは各種合成ゴムの中でも低硬
度性,耐摩耗性,耐圧縮歪み性などに優れ,強力なゴム
状弾性体であることが知られており,帯電ローラの弾性
層として強度,及び硬度の面からみて最適であるが,電
気抵抗が高いこと,その環境変動が大きいことが問題で
あった。
Urethane rubber is known to be a strong rubber-like elastic body having excellent low hardness, abrasion resistance, compressive strain resistance and the like among various synthetic rubbers, and has strength as an elastic layer of a charging roller. Although it is optimal from the standpoint of hardness and hardness, it had problems of high electrical resistance and large environmental fluctuations.

【0108】ウレタンゴムの低抵抗化は,ウレタンゴム
にアルカリ金属塩を含有成型することで達成できる。し
かも,この場合カーボンなど導電性粒子分散の場合のよ
うに抵抗のばらつきもなく,弾性層全体において均一に
低抵抗化が可能である(特開昭63−189876号公
報参照)。アルカリ金属塩の中でも過ハロゲン酸素酸塩
が最適である。図30にウレタンゴムに対する過塩素酸
リチウム塩の添加量とその電気抵抗の値を示した。
The resistance reduction of the urethane rubber can be achieved by molding the urethane rubber containing an alkali metal salt. Moreover, in this case, there is no variation in resistance as in the case of dispersion of conductive particles such as carbon, and the resistance can be reduced uniformly throughout the elastic layer (see JP-A-63-189876). Of the alkali metal salts, perhalogen oxyacid salts are most suitable. FIG. 30 shows the amount of lithium perchlorate added to urethane rubber and the value of its electrical resistance.

【0109】次に,ウレタンゴムの電気抵抗の環境変動
対策について説明する。帯電ローラとしてローラD及び
それに0.05wt%の過塩素酸リチウム塩を添加した
ローラD’を使用して2種類の環境(温度25℃,湿度
80%と温度15℃,湿度30%)のVs−Va特性を
図31に示した実験装置により測定し,図32(a),
(b)に,その結果を示した。ローラD,D’とも上記
環境条件で帯電特性が変化するのは,帯電ローラの電気
抵抗が環境によって変動するからである。
Next, measures against environmental changes in the electrical resistance of urethane rubber will be described. Using a roller D as a charging roller and a roller D ′ to which 0.05 wt% of lithium perchlorate is added, Vs in two kinds of environments (temperature 25 ° C., humidity 80% and temperature 15 ° C., humidity 30%) The -Va characteristic was measured by the experimental device shown in FIG.
(B) shows the result. The reason why the charging characteristics of both the rollers D and D ′ change under the above-mentioned environmental conditions is that the electric resistance of the charging roller changes depending on the environment.

【0110】図31に示した実験装置において,測定さ
れる電流Iは印加電圧Vaに対する電源電流であると同
時に感光体をVsに帯電するための荷電流である。従っ
て,ローラの電気抵抗が変化しても電流Iを一定に維持
できれば,感光体帯電位Vsを一定にすることができ
る。
In the experimental apparatus shown in FIG. 31, the measured current I is a power supply current for the applied voltage Va and at the same time a charging current for charging the photosensitive member to Vs. Therefore, if the current I can be kept constant even if the electric resistance of the roller changes, the photosensitive member charged potential Vs can be made constant.

【0111】図33にローラD(実線),ローラD’
(破線)の温度25℃,湿度50%におけるI−Vs,
Vs−Va特性を示したものである。ここで,印加電圧
電源に定電流DC電源を使用すれば,抵抗の異なるD,
D’いずれのローラの場合であっても,電流I=30μ
Aとなるように印加電圧がΔVaが変動して,Vs=8
00vが得られる。この方法は各ローラの電気抵抗の環
境変動に対して適用される。
In FIG. 33, roller D (solid line) and roller D '
(Dashed line) I-Vs at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%,
It shows Vs-Va characteristics. Here, if a constant current DC power supply is used as the applied voltage power supply, D and D having different resistances can be used.
D ′ Regardless of the roller, the current I = 30 μ
The applied voltage fluctuates by ΔVa so that A becomes Vs = 8
00v is obtained. This method is applied to environmental variations in the electrical resistance of each roller.

【0112】〔実施例17〕上記ローラD,D’を図2
8に示した画像形成装置の電源を定電流型DC電源に対
して,温度15℃,湿度30%と温度25℃,湿度80
%の二種類の環境において使用したところ,定電流I=
30±1μAに対して感光体帯電位Vs=800±25
Vであった。定電流電源を使用するということは,感光
体に常に一定の電荷を供給することであるから,帯電前
の感光体表面には残留電位がなく,残留トナーが除去さ
れていることが絶対条件となる。
[Embodiment 17] The rollers D and D ′ are shown in FIG.
The image forming apparatus shown in FIG. 8 has a constant current type DC power source at a temperature of 15 ° C., a humidity of 30%, a temperature of 25 ° C. and a humidity of 80%.
% Constant current I =
Vs = 800 ± 25 for photoconductor charging potential for 30 ± 1 μA
V. The use of a constant current power supply means that a constant charge is always supplied to the photoreceptor. Therefore, the absolute condition is that there is no residual potential on the photoreceptor surface before charging and the residual toner is removed. Become.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上説明した通り,本発明による帯電ロ
ーラ及びその製造方法によれば,上記の如く構成したた
め,帯電効率が良く,DC電圧印加のみで均一な帯電が
得られるので装置自体のコスト上昇,電源コストの上
昇,オゾンの大量発生を抑制し,帯電部材,感光体の劣
化,更には公害問題を回避することができる。
As described above, according to the charging roller and the method of manufacturing the same according to the present invention, since the charging roller is constructed as described above, the charging efficiency is good and uniform charging can be obtained only by applying a DC voltage. It is possible to suppress an increase in the cost, an increase in the cost of the power supply, and a large amount of ozone, thereby avoiding the deterioration of the charging member and the photoconductor and the pollution problem.

【0114】また,本発明による画像形成装置及びその
帯電装置によれば,帯電ローラ周辺の温度に基づいて帯
電ローラ印加電圧と現像バイアス電圧の少なくとも一方
を制御するようにしたものは,環境の変化にかかわらず
常に地汚れのない安定した画像を得ることができ,帯電
ローラ周辺の温度を検知するサーミスタを現像バイアス
電源回路に組み込むようにすると,画像形成装置の構成
を著しく簡略化することができる。
Further, according to the image forming apparatus and the charging device thereof according to the present invention, the one in which at least one of the voltage applied to the charging roller and the developing bias voltage is controlled based on the temperature around the charging roller is a change in environment. Regardless of the situation, a stable image without background stains can always be obtained, and if a thermistor that detects the temperature around the charging roller is incorporated in the developing bias power supply circuit, the configuration of the image forming apparatus can be significantly simplified. .

【0115】また,定着手段から発生する熱を帯電ロー
ラへ供給し得るようにしたものは,別個に帯電ローラの
加熱手段を設けることなるその表面温度を昇温させて,
低温環境下での画像品質の低下を防止することができ,
これに加えて帯電ローラの表面を黒色化すると,熱吸収
率が向上して一層短時間で画像を安定させることができ
る。
Further, in the case where the heat generated from the fixing means can be supplied to the charging roller, heating means for the charging roller is separately provided to raise the surface temperature,
Image quality can be prevented from deteriorating in low-temperature environments.
In addition, when the surface of the charging roller is blackened, the heat absorption rate is improved, and the image can be stabilized in a shorter time.

【0116】更に,その帯電装置において,帯電ローラ
周辺の温度を検知するサーミスタを,帯電ローラに印加
する直流電圧電源回路に組み込むようにすると,定電圧
電源となって帯電ムラが少なく電圧変動による通電破壊
のおそれもなくなり,AC電源を使用していないので,
オゾンの発生も少なく,安価に供給することができる。
そして,その帯電ローラにクリーニング部材を摺接させ
るようにすると,摩擦熱により帯電ローラを短時間で昇
温させることができるので,特に冬期の早朝での使用開
始時に有効である。
Further, in the charging device, if a thermistor for detecting the temperature around the charging roller is incorporated in the DC voltage power supply circuit for applying the voltage to the charging roller, it becomes a constant voltage power supply with less charging unevenness and energization due to voltage fluctuation. Since there is no danger of damage and no AC power is used,
Ozone generation is low and it can be supplied at low cost.
When the cleaning member is brought into sliding contact with the charging roller, the temperature of the charging roller can be raised in a short time by frictional heat, which is particularly effective at the beginning of use in the early morning of winter.

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

【図1】一般的な帯電ローラの構成を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a general charging roller.

【図2】帯電ローラの特性を測定するために使用した電
子写真プロセスに基づく実験装置の構成を示す説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an experimental apparatus based on an electrophotographic process used for measuring characteristics of a charging roller.

【図3】ローラ印加DC電圧Va に対する感光体ドラム
の帯電位VS を示すグラフである。
3 is a graph showing the charge potential V S of the photosensitive drum with respect to the roller applied DC voltage V a.

【図4】感光体ドラムの帯電位VS の進行方向のばらつ
きを測定した結果を示すグラフである。
4 is a graph showing the results of measurement of the variation in the traveling direction of the charge potential V S of the photosensitive drum.

【図5】帯電ムラのパターンを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a pattern of uneven charging.

【図6】オゾン濃度の比較を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a comparison of ozone concentrations.

【図7】3種類の試作ローラの特性を比較した表であ
る。
FIG. 7 is a table comparing characteristics of three types of prototype rollers.

【図8】5種類の各実施例の構成を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of each of the five embodiments.

【図9】本発明に係る画像形成装置の構成を示す説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present invention.

【図10】画像の改善状態を従来と比較して示す説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an improved state of an image as compared with a conventional example.

【図11】帯電ローラ表面温度,サーミスタ抵抗,電源
出力の関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship among a charging roller surface temperature, a thermistor resistance, and a power supply output.

【図12】本発明に係る画像形成装置の構成(反転現像
装置に印加するバイアス電圧を制御する)を示す説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present invention (controlling a bias voltage applied to a reversal developing device).

【図13】本発明に係る画像形成装置の構成(帯電ロー
ラの印加電圧を制御する)を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus according to the present invention (controlling the voltage applied to the charging roller).

【図14】本発明に係る画像形成装置の構成を示す説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present invention.

【図15】本発明に係る帯電ローラ(3種類)の構成を
示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a configuration of a charging roller (three types) according to the present invention.

【図16】エピクロルヒドリンゴムの厚さ(1〜5m
m)と帯電均一性/帯電性の関係を示す表である。
FIG. 16 shows the thickness of epichlorohydrin rubber (1 to 5 m).
3 is a table showing the relationship between m) and charging uniformity / charging property.

【図17】各条件下における帯電ローラの帯電特性を示
したグラフである。
FIG. 17 is a graph showing charging characteristics of the charging roller under each condition.

【図18】オゾンの濃度比較値を示す表である。FIG. 18 is a table showing ozone concentration comparison values.

【図19】本発明に係る画像形成装置の他の構成(接触
帯電装置+接触転写装置)を示す説明図である。
FIG. 19 is an explanatory view showing another configuration (contact charging device + contact transfer device) of the image forming apparatus according to the present invention.

【図20】本発明に用いられた実験装置の構成を示す説
明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a configuration of an experimental device used in the present invention.

【図21】本発明に係る帯電ローラにおける各特性の温
度依存性を示すグラフである。
FIG. 21 is a graph showing the temperature dependence of each characteristic in the charging roller according to the present invention.

【図22】本発明に係る帯電ローラにおける各特性の湿
度依存性を示すグラフである。
FIG. 22 is a graph showing the humidity dependence of each characteristic of the charging roller according to the present invention.

【図23】本発明に係る画像形成装置の他の構成(結露
防止ヒータ)を示す説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing another configuration (condensation prevention heater) of the image forming apparatus according to the present invention.

【図24】本発明に係る画像形成装置の他の構成(クリ
ーニング部材)を示す説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram illustrating another configuration (cleaning member) of the image forming apparatus according to the invention.

【図25】本発明に係る画像形成装置の他の構成(制御
回路付DC電源)を示す説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing another configuration (DC power supply with control circuit) of the image forming apparatus according to the present invention.

【図26】帯電ローラの温度特性からローラ表面温度T
℃とサーミスタ抵抗R(KΩ)とローラ印加電圧Va
(KV)との関係を示すグラフである。
FIG. 26 shows the roller surface temperature T based on the temperature characteristics of the charging roller.
° C, thermistor resistance R (KΩ) and roller applied voltage Va
It is a graph which shows the relationship with (KV).

【図27】本発明に係る帯電ローラの他の構成(2種
類)を示す説明図である。
FIG. 27 is an explanatory view showing another configuration (two types) of the charging roller according to the present invention.

【図28】本発明に係る帯電ローラを使用した画像形成
装置の構成を示す説明図である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a configuration of an image forming apparatus using the charging roller according to the present invention.

【図29】各条件下における帯電ローラの帯電特性を示
したグラフである。
FIG. 29 is a graph showing charging characteristics of the charging roller under each condition.

【図30】ウレタンゴムに対する過塩素酸リチウム塩の
添加量とその電気抵抗の値を示す表である。
FIG. 30 is a table showing the amount of lithium perchlorate added to urethane rubber and the value of its electrical resistance.

【図31】本発明に係る帯電ローラを実験するための実
験装置の構成を示す説明図である。
FIG. 31 is an explanatory view showing the configuration of an experimental device for experimenting with the charging roller according to the present invention.

【図32】図31に示した実験装置の測定結果を示すグ
ラフである。
FIG. 32 is a graph showing measurement results of the experimental device shown in FIG. 31.

【図33】本発明に係る帯電ローラの温度25℃,湿度
50%におけるI−Vs,Vs−Va特性を示すグラフ
である。
FIG. 33 is a graph showing IVs and Vs-Va characteristics of the charging roller according to the present invention at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%.

【図34】従来における帯電ローラの使用方法を示す説
明図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a conventional method of using a charging roller.

【図35】従来における画像形成装置の帯電装置の構成
を示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a configuration of a charging device of a conventional image forming apparatus.

【図36】従来における異なる環境下での帯電ローラの
印加電圧と感光体ドラムの帯電電位との関係を示すグラ
フである。
FIG. 36 is a graph showing a relationship between a voltage applied to a charging roller and a charging potential of a photosensitive drum in different environments in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 帯電ローラ 101 芯金 102 弾性層 103 表面層 208 オゾンモニタ 209 電位計 902 帯電ローラ 907 サーミスタ 908 CPU 909 クリーニン
グ部材 912 排気ファン 913 クリーニン
グ手段 1902 転写ローラ 1903 転写ベル
ト 2301 帯電ローラ 2302 結露防止
ヒータ 2401 帯電ローラ 2402 クリーニ
ング部材 2501 帯電ローラ 2502 DC電源
REFERENCE SIGNS LIST 100 charging roller 101 cored bar 102 elastic layer 103 surface layer 208 ozone monitor 209 electrometer 902 charging roller 907 thermistor 908 CPU 909 cleaning member 912 exhaust fan 913 cleaning means 1902 transfer roller 1903 transfer belt 2301 charging roller 2302 anti-condensation roller 2401 charging roller 2402 Cleaning member 2501 Charging roller 2502 DC power supply

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年8月22日[Submission date] August 22, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】3種類の試作ローラの特性を比較した図表であ
る。
FIG. 7 is a chart comparing the characteristics of three types of prototype rollers.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図16[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図16】エピクロルヒドリンゴムの厚さ(1〜5m
m)と帯電均一性/帯電性の関係を示す図表である。
FIG. 16 shows the thickness of epichlorohydrin rubber (1 to 5 m).
3 is a chart showing the relationship between m) and charging uniformity / charging property.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図18[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図18】オゾンの濃度比較値を示す図表である。FIG. 18 is a chart showing ozone concentration comparison values.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図30[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図30】ウレタンゴムに対する過塩素酸リチウム塩の
添加量とその電気抵抗の値を示す図表である。
FIG. 30 is a chart showing the amount of lithium perchlorate salt added to urethane rubber and the value of its electrical resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中原 敏夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Nakahara 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも弾性層と,前記弾性層の表面
を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,前記
表面層に含有される前記弾性層の構成材料の含有量が5
〜60wt%であることを特徴とする帯電ローラ。
1. In a charging roller having at least an elastic layer and a surface layer covering the surface of the elastic layer, the content of the constituent material of the elastic layer contained in the surface layer is 5 or less.
Charging roller characterized in that the charging roller is -60 wt%.
【請求項2】 少なくとも弾性層と,前記弾性層の表面
を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,前記
表面層は,少なくとも極性合成ゴムと非接着性樹脂とか
らなる高分子化合物により形成したことを特徴とする帯
電ローラ。
2. A charging roller having two layers, at least an elastic layer and a surface layer covering the surface of the elastic layer, wherein the surface layer is formed of a polymer compound containing at least polar synthetic rubber and a non-adhesive resin. A charging roller characterized by the above.
【請求項3】 少なくとも弾性層と,前記弾性層の表面
を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,前記
表面層は,少なくとも極性合成ゴムと非接着性樹脂とか
らなる高分子化合物を前記弾性層の上に膜厚10〜10
0μmとなるように形成したことを特徴とする請求項1
に記載の帯電ローラ。
3. A charging roller having two layers, at least an elastic layer and a surface layer covering the surface of the elastic layer, wherein the surface layer comprises a polymer compound containing at least polar synthetic rubber and a non-adhesive resin. Thickness 10-10 on elastic layer
The film is formed to have a thickness of 0 μm.
The charging roller described in 1.
【請求項4】 少なくとも弾性層と,前記弾性層の表面
を覆う表面層の2層を有する帯電ローラにおいて,前記
弾性層は,厚さ2〜10mmであり,且つ,電気抵抗値
が106 〜1010Ω・cmの合成ゴムから構成されてい
ること特徴とする帯電ローラ。
4. A charging roller having at least an elastic layer and a surface layer covering the surface of the elastic layer, wherein the elastic layer has a thickness of 2 to 10 mm and an electric resistance value of 10 6 to. A charging roller comprising a synthetic rubber of 10 10 Ω · cm.
【請求項5】 少なくとも,感光体ドラムと,該感光体
ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯電ロ
ーラによって帯電された感光体表面を露光する露光手段
と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化する
現像手段と,該現像手段によって前記感光体ドラムの表
面に形成された可視像を用紙に転写する転写手段と,転
写された転写像を熱定着する定着手段とを備えた画像形
成装置において,前記定着手段から発生する熱を前記帯
電ローラへ供給することを特徴とする画像形成装置。
5. At least a photosensitive drum, a charging roller that comes into contact with the photosensitive drum and is driven to rotate, an exposing unit that exposes the surface of the photosensitive member charged by the charging roller, and an exposing unit. Developing means for converting the latent image into a visible image, transfer means for transferring the visible image formed on the surface of the photosensitive drum by the developing means onto a sheet, and fixing means for thermally fixing the transferred transfer image An image forming apparatus including: an image forming apparatus, wherein heat generated from the fixing unit is supplied to the charging roller.
【請求項6】 少なくとも,感光体ドラムと,該感光体
ドラムに接触して従動回転する帯電ローラと,該帯電ロ
ーラによって帯電された感光体表面を露光する露光手段
と,該露光手段によって形成された潜像を可視像化する
現像手段と,該現像手段によって前記感光体ドラムの表
面に形成された可視像を用紙に転写する転写手段と,転
写された転写像を熱定着する定着手段とを備えた画像形
成装置において,前記定着手段から発生する熱を前記帯
電ローラへ供給することによりその表面温度を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
6. A photosensitive drum, a charging roller which rotates in contact with the photosensitive drum and is driven by the photosensitive drum, an exposing means for exposing the surface of the photosensitive body charged by the charging roller, and an exposing means formed by the exposing means. Developing means for converting the latent image into a visible image, transfer means for transferring the visible image formed on the surface of the photosensitive drum by the developing means onto a sheet, and fixing means for thermally fixing the transferred transfer image An image forming apparatus including: an image forming apparatus, wherein the surface temperature of the charging roller is controlled by supplying heat generated from the fixing unit to the charging roller.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035104B4 (en) * 1999-07-19 2012-06-14 Ricoh Co., Ltd. Apparatus for imaging which is capable of effectively maintaining a charge potential

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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