【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンター等、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。更に、支持部材上に導電性ゴム等よりなる一層以上の層を設け、表面を感光体に接触させて電圧を印加することによって感光ドラムを帯電させる接触型帯電ローラ、像転写後の感光体表面に残留した現像剤を感光体表面から除去するクリーニングブレードを少なくとも有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潜像担持体たる感光体と、感光体の周囲に帯電装置、像露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置を備えた画像形成装置において、近年では帯電装置を感光体に当接させて電圧を印加することで、感光体に電荷を直接的に転移させて感光体表面を所定の電位に帯電させることが出来る接触帯電装置が主流となってきている。
【０００３】
接触帯電装置は、感光体に電荷を直接的に転移させて感光体表面を所定の電位に帯電させることが出来るため、帯電装置として従来より広く利用されているコロナ放電装置に比べて、感光体表面に所望の電位を得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れること、帯電過程で発生するオゾン量が極微量であること、構成が簡単であり、かつ装置の低コスト化が可能などの利点を有している。
【０００４】
この接触帯電装置に関しては、均一な帯電処理のために交流電圧に直流電圧を重畳した振動電圧を帯電ローラに印加し、この帯電ローラを感光体に所定の圧力で当接させて帯電を行う方式が一般的である。
【０００５】
ここで接触帯電装置の帯電部材たる帯電ローラの代表例としては、図６（ａ）に示すように、芯金２１上に導電性ゴム等よりなる弾性層３４、その上に抵抗層たる表層３５を設けた構成や、図６（ｂ）に示すように、芯金２１上に導電性ゴム等よりなる弾性層３４、その上に抵抗層３５、更にその上に保護層たる表層３６を設けている構成などがある（図６（ａ）（ｂ）はともに帯電ローラ端部付近の断面図である。）。一般的に、弾性層３４はゴム材料にカーボン等の導電性粒子を分散し、加硫、整形、もしくは発泡、加硫して整形したソリッド系ゴム、あるいはスポンジ系ゴムから成る層である。抵抗層３５は、ゴム材料、または樹脂材料に有極性材料を加えるか、又は導電性粒子を分散させている層である。保護層としての表層３６についても抵抗層と同様に、ゴム材料、または樹脂材料に導電性粒子を分散させた層である。また、製造コストや生産効率の面から、抵抗層３５と表層３６は、ディッピング法、やロールコート法により塗工されるのが一般的である。
【０００６】
また、クリーニング装置に関しては、転写残現像剤を感光体表面から除去するクリーニングブレードと、感光体表面から除去した転写残現像剤を収容する容器で構成されているのが一般的である。
【０００７】
クリーニングブレードの代表例を図９（ａ）、９（ｂ）に示す。図９（ａ）は板金３８にゴム材料３７を一体成型したチップタイプのブレードである。図９（ｂ）はゴム材料で成型した板状ブレード３９を板金４０に貼り合わせたタイプのブレードである。弾性ブレードのゴム材料としては、強度が高く耐磨耗性に優れるウレタン系の材料が多用されている。物性値としては、硬度７０°前後、反発弾性率３０〜４０％としているのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６（ａ）（ｂ）で示しているように、特に帯電ローラ末端から１０ｍｍ以内の所には抵抗層や表層の塗料が溜り易く、他の部分にくらべて盛り上りや凹み等の変形部分３１が生じてしまう。特に、抵抗層は１５０μｍ〜３５０μｍ程度の層厚をもたせるために端部における変形が顕著に生じる。
【０００９】
図７は、従来の帯電ローラを感光体に所定の圧力で当接させた時の帯電ローラ端部付近の概略図である。図８は帯電ローラの端部付近の感光体への放電領域Ｈを示す模式図である。一般的に帯電ローラによる感光体の帯電は、感光体に対する帯電ローラの接触ニップの外側に形成される微小間隙、すなわち放電領域で行われることが知られている。よって、帯電ローラの末端部においては、図８の３２で示すように感光体の回転方向Ｙに幅広く放電領域が形成される。また帯電ローラ端部の凹み部３１ではその他の部分に比べ微小間隙の領域が広くなるために、図８の３３で示すような放電領域が形成される。従って、画像形成動作を繰り返し行っていくと、帯電ローラの末端部と凹み部に対向する感光体の表面（図７の３２、３３参照）は特に劣化し易くなる。
【００１０】
また、クリーニングブレードは感光体に当接するエッジの長手方向の両端部において自由度が大きく、感光体と摺擦する際にブレードエッジの先端部で発生する微小振動が長手方向の中央領域のエッジ部先端にて生じる微小振動に比べて大となる。その結果、ブレードエッジの長手方向両端部においては感光体表面の摺擦力が高くなる。よって、長手方向の帯電ローラ端部位置とクリーニングブレード端部位置は極力ずらした方が賢明である。ところが、クリーニングブレードの長手方向寸法を帯電ローラの長手寸法よりも短く設定すると感光体の長手方向端部の領域において転写後の残留現像剤を除去できなくなってしまう。逆にクリーニングブレードの長手方向寸法を帯電ローラ長手寸法よりも長く設定すると、もともとブレードエッジ端部は感光体との間の摩擦力大であるのに加えて、残留現像剤による感光体との間の潤滑効果が得られないためにブレード捲れが発生してしまう。従って、クリーニングブレードの長手寸法は帯電ローラの長手寸法と同程度に設計せざるを得ないのが現状である。
【００１１】
また一般に、感光ドラムの端部では感光層膜厚が中央部よりも不均一であり、端部の感光層が立ち上がる部分は膜厚が薄いということも端部削れを押し進める一つの要因となる。更に、帯電ローラ、クリーニングブレードの端部は感光ドラムの感光層が立ち上がる部分に当接する場合が少なくない。近年においては、複写機やプリンター等に使用される画像形成装置の小型化が進むにつれ、感光ドラムの長手寸法も画像形成幅（画像領域）ギリギリまで短く設計せざるを得ないからである。これらの要因が重なり、感光ドラム端部での摩耗は著しく進行する。また、このまま摩耗が進むとその摩耗スピードが速い感光ドラム端部で耐圧低下が発生し、その部分に電流が集中し、感光ドラム長手全域が均一に帯電できず、カブリが発生する。
【００１２】
本発明の目的は、帯電ローラ端部の凹凸変形部、並びに帯電ローラ末端部における感光体表面の摩耗及び帯電不良を防止し、かつクリーニングブレードの長手方向の両端部において感光体との間の摺擦力を低減できる画像形成装置を提供することにある。その結果、感光体、並びに感光体を含むプロセスカートリッジの長寿命化を実現する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、光半導体を表面に有する像担持体、像担持体の表面に接して一様に帯電する接触型帯電ローラ、帯電した像担持体表面に画像露光を行い静電潜像を形成する露光手段、像担持体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段、現像剤により顕像化された像を転写部材に静電転写する転写手段、転写後に像担持体表面に残留した現像剤を像担持体表面から除去するクリーニングブレードを備えている画像形成装置において、接触型帯電ローラは支持部材と支持部材の周囲に弾性体を有し、帯電ローラ端部の抵抗が帯電ローラ中央部の抵抗よりも高く、かつクリーニングブレードの像担持体表面に接するエッジの両端部がテーパ形状を持つことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
上記目的を達成するために、第２の本発明は、第１の本発明の画像形成装置において、接触型帯電ローラの弾性体が少なくとも弾性層と抵抗層を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
上記目的を達成するために、第３の本発明は、第２の本発明の画像形成装置において、接触型帯電ローラの抵抗層の体積抵抗値が弾性層の体積抵抗値よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
上記目的を達成するために、第４の本発明は、光半導体を表面に有する像担持体、像担持体の表面に接して一様に帯電する接触型帯電ローラ、帯電した像担持体表面に画像露光を行い静電潜像を形成する露光手段、像担持体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段、現像剤により顕像化された像を転写部材に静電転写する転写手段、転写後に像担持体表面に残留した現像剤を像担持体表面から除去するクリーニングブレードを備えている画像形成装置において、接触型帯電ローラは支持部材と支持部材の周囲に弾性体を有し、帯電ローラ端部の抵抗が帯電ローラ中央部の抵抗よりも高く、かつクリーニングブレードの像担持体表面に接するエッジの両端部がＲ形状を持つことを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
上記目的を達成するために、第５の本発明は、第４の本発明の画像形成装置において、接触型帯電ローラの弾性体が少なくとも弾性層と抵抗層を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
上記目的を達成するために、第６の本発明は、第５の本発明の画像形成装置において、接触型帯電ローラの抵抗層の体積抵抗値が弾性層の体積抵抗値よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
上記発明により、帯電ローラ端部の凹凸変形部、並びに帯電ローラ末端部における感光体表面の摩耗及び帯電不良を防止し、かつクリーニングブレードの長手方向の両端部において感光体との間の摺擦力を低減できる画像形成装置を提供することが出来る。
【００２０】
以上、本発明を整理して要約すれば以下の構成に集約できる。
【００２１】
（１）光半導体を表面に有する像担持体、像担持体の表面に接して一様に帯電する接触型帯電ローラ、帯電した像担持体表面に画像露光を行い静電潜像を形成する露光手段、像担持体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段、現像剤により顕像化された像を転写部材に静電転写する転写手段、転写後に像担持体表面に残留した現像剤を像担持体表面から除去するための弾性体から成るクリーニングブレードを備えている画像形成装置において、接触型帯電ローラは支持部材と支持部材の周囲に弾性体を有し、帯電ローラ端部の抵抗が帯電ローラ中央部の抵抗よりも高く、かつクリーニングブレードの反発弾性率を１０％以下にしたことを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（２）前記（１）記載の画像形成装置において、接触型帯電ローラの弾性体が少なくとも弾性層と抵抗層を有することを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
（３）前記（２）記載の画像形成装置において、接触型帯電ローラの抵抗層の体積抵抗値が弾性層の体積抵抗値よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【００２４】
（４）光半導体を表面に有する像担持体、像担持体の表面に接して一様に帯電する接触型帯電ローラ、帯電した像担持体表面に画像露光を行い静電潜像を形成する露光手段、像担持体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段、現像剤により顕像化された像を転写部材に静電転写する転写手段、転写後に像担持体表面に残留した現像剤を像担持体表面から除去するための弾性体から成るクリーニングブレードを備えている画像形成装置において、接触型帯電ローラは支持部材と支持部材の周囲に弾性体を有し、帯電ローラ端部の抵抗が帯電ローラ中央部の抵抗よりも高く、かつクリーニングブレードの反発弾性率を５％以下にしたことを特徴とする画像形成装置。
【００２５】
（５）前記（４）記載の画像形成装置において、接触型帯電ローラの弾性体が少なくとも弾性層と抵抗層を有することを特徴とする画像形成装置。
【００２６】
（６）前記（５）記載の画像形成装置において、接触型帯電ローラの抵抗層の体積抵抗値が弾性層の体積抵抗値よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示す電子写真画像形成装置の概略断面図である。
【００２８】
図１において、１は図示矢印方向に回転駆動される像担持体であって、これは本実施の形態では回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称す）である。２は感光ドラム１に接触して感光ドラム１表面に一様にマイナスの電荷を付与するための帯電ローラ。３は一様にマイナスの電荷を付与された感光ドラム１表面に静電潜像を形成する像露光（ここでは波長λ＝７８０ｎｍのレーザ走査露光を使用）。４は感光ドラム１表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化するための現像装置である。現像装置４は現像スリーブ５と現像スリーブ５に現像剤を供給するためのホッパー部６で概略構成されており、また現像装置４は、現像スリーブ５と感光ドラム１の間に装置長手方向に渡り０．３ｍｍの一定間隙を保つように配設されている。
【００２９】
尚、当実施の形態ではトナーとして一成分磁性のネガ極性トナーを用い、現像スリーブ５にＡＣ成分とＤＣ成分を重畳した電圧を印加することでジャンピング反転現像を行った。
【００３０】
７は感光ドラム１上に形成された前記トナー像を転写材Ｐに転写するための転写ローラである。転写ローラ７は感光ドラム１に接触して回転自在に配置され、転写材Ｐの裏面側からプラスの電荷を付与することによって感光ドラム１上に形成されたトナー像を順次転写材Ｐの上面に転写する。ここで、転写材Ｐは、不図示の搬送装置から感光ドラム１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって感光ドラム１と転写ローラ７との間の転写部へ搬送される。８はトナー像転写後に残留した転写残トナーを感光ドラム１表面から除去するためのクリーニング装置である。クリーニング装置８は、転写残トナーを感光ドラム１表面から掻き取るためのクリーニングブレード９とその掻き取られた転写残トナーを収容する廃トナー収容部１０で概略構成されている。クリーニングブレード９には、チップタイプのブレードを用いた。
【００３１】
そして、トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１から分離された後、不図示の定着装置へ搬送されてトナー像が定着され、その後、装置本体外部に排出される。
【００３２】
以下に、本発明の画像形成装置の具体的な実施例について述べていく。
【００３３】
（実施例１）
図２に本発明の第１の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラの端部の断面図を示す。
【００３４】
この帯電ローラは、支持部材としてのステンレス等の材質の芯金２１と、この芯金２１の外周に同心一体にローラ状に形成した弾性層（弾性体）２２と、この弾性層２２の外周面を覆う抵抗層たる表層２３を設けたものである。
【００３５】
弾性層２２は例えば、ブタジエン系ゴム、ヒドリンゴムあるいはＥＰＤＭ、ウレタンゴム等に金属酸化物（ＴｉＯ２等）、カーボンブラックなどを分散し、加硫、整形もしくは発泡、加硫して整形したソリッド系ゴムもしくはスポンジ系ゴムから成る層である。硬度はソリッド系ゴムでは４０〜７０°、スポンジ系ゴムでは３０〜４０°（アスカＣ硬度計１０００ｇｆ加重時）で、厚みは略３ｍｍである。
【００３６】
抵抗層としての表層２３としては例えば、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等のゴムや、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂等にカーボン、酸化錫等を分散したものなどを用いる。
【００３７】
本実施例における帯電ローラの仕様は以下のとおり
芯金２１：直径８ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレス丸棒
弾性層２２：発泡ウレタンにカーボンを分散
体積抵抗値１０６Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝３．０ｍｍ、弾性層の両端部１０ｍｍの領域＝２．９ｍｍ
長さ３２４ｍｍ
抵抗層２３：アクリルゴムにカーボンを分散
体積抵抗値１０９Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝２００μｍ、両端部１０ｍｍの領域＝３００μｍ
長さ３２４．５ｍｍ
【００３８】
帯電ローラ端部の凹凸変形の生じてしまう領域３０は、弾性層２２の層厚を薄めにし、かつ抵抗層２３の層厚が厚めとなるように調整している。
【００３９】
更に図１に基づいて説明すると、この帯電ローラの芯金２１の両端部を軸受け（不図示）で保持させ、かつ加圧バネ（不図示）で感光ドラム１の方向へ総圧１１．８Ｎで圧接させてあり、感光ドラム１の回転に伴い従動回転する。この帯電ローラ２にはバイアス電源（不図示）から、芯金２１に、
交流電圧：２．０ｋＶｐｐ、１０００Ｈｚ
直流電圧：目標帯電位に相当するマイナス極性の直流電圧
との重畳振動電圧（Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）（帯電バイアスと呼ぶ）が印加される。これにより感光ドラム１の表面が目標帯電電位に均一に帯電処理される。
【００４０】
また、クリーニングブレード９には、図９（ａ）と同様のチップタイプのブレードを用いた。
【００４１】
クリーニングブレード９のゴム材料としては、ウレタン系のものを使用し、硬度７０°程度、反発弾性率１０％、長さ＝３２４．５ｍｍとなるように成型している。また、クリーニングブレード９は、感光ドラム１への当接角度３０°程度、当接エッジ先端が感光ドラム１当接面に対して１．０ｍｍ程度侵入した位置で固定される様に配置した。
【００４２】
当実施の形態で使用した感光ドラム１の断面図を図５に示す。感光ドラム１はφ３０アルミシリンダ１１上に数μｍのキャリア発生層（ＣＧＬ）１２と３０μｍのキャリア移動層（ＣＴＬ）１３を設けたもので、ＣＧＬ１２，ＣＴＬ１３とともにディッピング塗工法で塗工される。ＣＴＬ１３にはポリカーボ樹脂をバインダーとして使用した。
【００４３】
上記した条件、かつ２３℃／６０％環境において、５％比率の画像濃度の原稿を用い、Ａ４サイズの用紙を横送りで耐久したところ、従来までの帯電ローラでは６５Ｋ枚付近にて感光ドラム端部での削れ摩耗による帯電不良でカブリ画像が発生したが、当実施例１の画像形成装置においては、８０Ｋ枚付近まで感光ドラム端部の摩耗による帯電不良を生じることはなかった。
【００４４】
（実施例２）
図３に本発明の第２の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラの端部の断面図を示す。
【００４５】
この帯電ローラは、支持部材としてのステンレス等の材質の芯金２１と、この芯金２１の外周に同心一体にローラ状に形成した発泡体の弾性層（弾性体）２４と、この弾性層２４の外周面を覆う抵抗層２５と、この抵抗層２５の外周面を覆うように表層２６を設けたものである。
【００４６】
弾性層２４と抵抗層２５に使用可能な材料としては、例えば実施例１で列記した材料等が挙げられる。
【００４７】
表層２６としては、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂やフッ素系樹脂等にカーボン、酸化錫等を分散したものなどを用いる。
【００４８】
本発明における帯電ローラの仕様は以下のとおり
芯金２１：直径８ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレス丸棒
弾性層２４：ＥＰＤＭ発泡体にカーボンを分散
体積抵抗値１０６Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝３．０ｍｍ、弾性層の両端部１０ｍｍの領域＝２．９ｍｍ
長さ３２４ｍｍ
抵抗層２５：アクリルゴムにカーボンを分散
体積抵抗値１０８Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝２００μｍ、両端部１０ｍｍの領域＝３００μｍ
長さ３２４．５ｍｍ
表層２６：アクリル系樹脂にカーボンを分散
体積抵抗値１０８Ω・ｃｍ
層厚１０μｍ
長さ３２４．５ｍｍ
【００４９】
帯電ローラ端部の凹凸変形の生じてしまう領域３０は、弾性層２４の層厚を薄めにし、かつ抵抗層２５の層厚が厚めとなるように調整している。
【００５０】
クリーニングブレード９には実施例１と同一のチップタイプのブレードを用いた。クリーニングブレード９の感光ドラム１への当接条件も実施例１と同一条件とした。
【００５１】
また、当実施の形態において使用した感光ドラム１の仕様や帯電ローラへの印加電圧等は実施例１の条件と同様である。
【００５２】
上記した条件、かつ２３℃／６０％環境において、５％比率の画像濃度の原稿を用い、Ａ４サイズの用紙を横送りで耐久したところ、当実施例２の画像形成装置においては、８０Ｋ枚付近まで感光ドラム１端部の摩耗による帯電不良を生じることはなかった。
【００５３】
（実施例３）
図４に本発明の第３の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラの端部の断面図を示す。
【００５４】
この帯電ローラは、支持部材としてのステンレス等の材質の芯金２１と、この芯金２１の外周に同心一体にローラ状に形成した発泡体の弾性層（弾性体）２７と、この弾性層２７の外周面を覆う抵抗層２８と、この抵抗層２８の外周面を覆うように表層２９を設けたものである。
【００５５】
弾性層２７と抵抗層２８に使用可能な材料としては、例えば実施例１で列記した材料等が挙げられる。
【００５６】
表層２９に使用可能な材料としては、例えば実施例２で列記した材料等が挙げられる。
【００５７】
本発明における帯電ローラの仕様は以下のとおり
芯金２１：直径８ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレス丸棒
弾性層２７：ブタジエン系ソリッドゴムにカーボンを分散
体積抵抗値１０６Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝３．０ｍｍ、弾性層の両端部１０ｍｍの領域＝２．９ｍｍ
長さ３２４ｍｍ
抵抗層２８：エピクロルヒドリンゴムにカーボンを分散
体積抵抗値１０７Ω・ｃｍ
層厚は、中央領域＝２００μｍ、両端部１０ｍｍの領域＝３００μｍ
長さ３２４．５ｍｍ
表層２９：アクリル系樹脂にカーボンを分散
体積抵抗値１０８Ω・ｃｍ
層厚１０μｍ
長さ３２４．５ｍｍ
【００５８】
帯電ローラ端部の凹凸変形の生じてしまう領域３０は、弾性層２７の層厚を薄めにし、かつ抵抗層２８の層厚が厚めとなるように調整している。
【００５９】
また、クリーニングブレード９には、図９（ａ）と同様のチップタイプのブレードを用いた。
【００６０】
クリーニングブレード９のゴム材料としては、ウレタン系のものを使用し、硬度７０°程度、反発弾性率５％、長さ＝３２４．５ｍｍとなるように成型している。クリーニングブレード９の感光ドラム１への当接条件は、実施例１と同一にした。
【００６１】
また、当実施の形態において使用した感光ドラム１の仕様や帯電ローラへの印加電圧等は実施例１の条件と同様である。
【００６２】
上記した条件、かつ２３℃／６０％環境において、５％比率の画像濃度の原稿を用い、Ａ４サイズの用紙を横送りで耐久したところ、当実施例３の画像形成装置においては、８５Ｋ枚付近まで感光ドラム１端部の摩耗による帯電不良を生じることはなかった。
【００６３】
本発明では、感光ドラム１の長寿命化を図った画像形成装置を提供するために、製造上止むを得ず生じてしまう帯電ローラ２端部付近の凹凸形状部や帯電ローラ２末端部における放電電流量を、従来までの帯電ローラ２の系に比べて極力抑えることを狙った。また、クリーニングブレード９の感光体１当接エッジの長手方向端部における感光体１との間の摺擦力を低減することを狙った。
【００６４】
そこで、本発明の帯電ローラ２は、抵抗層の体積抵抗値を弾性層の体積抵抗値よりも高く設定することと、凹凸変形部３０（図２、３、４参照）を生じさせている主原因である抵抗層の長手方向端部の層厚を中央領域の層厚に比べて厚く設定している。これにより、帯電ローラ２の凹凸変形部３０の抵抗がその他の部分の抵抗よりも高くなり、凹凸変形部３０における感光ドラム１に流れる放電電流量は、その他の部分の放電電流量に比べ小さく抑えられている。また、帯電ローラ末端部についても凹凸変形部３０と同様に抵抗層の層厚がその他の部分に比べて厚くなっているために、末端部の感光ドラム１に流れる放電電流量も小さく抑えられている。
【００６５】
また、クリーニングブレード９に関しては、ゴム弾性部の硬度が７０°前後になる様に配慮しながら反発弾性率を１０％以下、５％以下となる様に成型した。また、ゴムの弾性力が落ちると、特に当実施例で採用している「感光ドラム１に対してブレード９を一定の侵入量で固定配置する」構成においては、ブレード９のセット性（ブレードが反ったまま復元しない現象）が問題となる。そこで、架橋密度を高めることでセット性の対策も施している。
【００６６】
その結果、従来まで画像形成装置に用いられているブレードに比べ、ブレードと感光ドラムとの間の摺擦力を低減させることが出来た。これは、ブレードゴム弾性部の反発弾性率を、従来までの画像形成装置に用いられてきたブレードに比べて低く抑えることにより、エッジ先端部での微小振動が小さく抑えられたためと考えられる。この事は、回転可能な中空のアクリル製の透明な筒の中にＣＣＤカメラを配置し、クリーニングブレードがアクリル製筒の表面に当接されるように配置した装置において、アクリル製筒の回転時のブレードエッジ先端の微小振動を観察することで確認している。アクリル製筒を用いた検討において、クリーニングブレード弾性体部の反発弾性率を３０％、２０％、１０％、５％に設定したブレードを準備し、ブレードエッジ先端部の微小振動を観察したところ、微小振動の振幅の小さい順に５％＜１０％＜２０％＜３０％となった。尚、反発弾性率の測定は、リュプケ式の反発弾性率測定装置を用い２３℃／６０％環境において行った。
【００６７】
【発明の効果】
前述してきた本発明により、帯電ローラ端部の凹凸変形部、並びに帯電ローラ末端部における感光体表面の摩耗及び帯電不良を防止し、かつクリーニングブレードの感光体との間の摺擦力を低減できる画像形成装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電子写真画像形成装置の概略断面図
【図２】本発明の第１の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラ端部の断面図
【図３】本発明の第２の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラ端部の断面図
【図４】本発明の第３の実施例の画像形成装置に用いた帯電ローラ端部の断面図
【図５】本発明の実施の形態で使用した感光ドラムの層断面図
【図６】（ａ）（ｂ） 従来までの帯電ローラの端部の断面図
【図７】従来の帯電ローラを感光体に当接させた時の帯電ローラ端部付近の概略図
【図８】帯電ローラ端部付近の感光体への放電領域Ｈを示す模式図
【図９】（ａ）（ｂ） 従来までのクリーニングブレードの断面図
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 像露光
４ 現像装置
５ 現像スリーブ
６ 現像トナー供給ホッパー部
Ｐ 転写材
７ 転写ローラ
８ クリーニング装置
９ クリーニングブレード
１０ 廃トナー収容部
１１ 感光ドラムのアルミシリンダー
１２ 感光ドラムのキャリア発生層（ＣＧＬ）
１３ 感光ドラムのキャリア輸送（移動）層（ＣＴＬ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine and a printer. Further, a contact type charging roller for providing one or more layers of conductive rubber or the like on the support member, charging the photosensitive drum by applying a voltage while bringing the surface into contact with the photosensitive member, a photosensitive member surface after image transfer The present invention relates to a process cartridge and an image forming apparatus having at least a cleaning blade for removing a developer remaining on a photosensitive member from the surface of a photosensitive member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus including a photosensitive member serving as a latent image carrier and a charging device, an image exposing device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device around the photosensitive member, in recent years, the charging device is brought into contact with the photosensitive member to apply a voltage. , A contact charging device that can directly transfer a charge to a photoconductor and thereby charge the photoconductor surface to a predetermined potential has become mainstream.
[0003]
The contact charging device can directly transfer the electric charge to the photoconductor to charge the surface of the photoconductor to a predetermined potential. The applied voltage required to obtain a desired potential on the surface can be reduced, the amount of ozone generated during the charging process is extremely small, the configuration is simple, and the cost of the apparatus can be reduced. Which has the possible advantages.
[0004]
With respect to this contact charging device, a charging voltage is applied to a charging roller by applying an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage for uniform charging processing, and the charging roller is brought into contact with a photosensitive member at a predetermined pressure to perform charging. Is common.
[0005]
Here, as a representative example of a charging roller as a charging member of the contact charging device, as shown in FIG. 6A, an elastic layer 34 made of a conductive rubber or the like on a metal core 21 and a surface layer 35 as a resistance layer thereon. Alternatively, as shown in FIG. 6B, an elastic layer 34 made of conductive rubber or the like is provided on the metal core 21, a resistance layer 35 is provided thereon, and a surface layer 36 serving as a protective layer is provided thereon. 6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views near the end of the charging roller. In general, the elastic layer 34 is a layer made of solid rubber or sponge rubber formed by dispersing conductive particles such as carbon in a rubber material and vulcanizing, shaping, or foaming, vulcanizing and shaping. The resistance layer 35 is a layer in which a polar material is added to a rubber material or a resin material, or conductive particles are dispersed. Similarly to the resistance layer, the surface layer 36 as the protective layer is a layer in which conductive particles are dispersed in a rubber material or a resin material. In general, the resistance layer 35 and the surface layer 36 are applied by a dipping method or a roll coating method from the viewpoint of manufacturing cost and production efficiency.
[0006]
Further, the cleaning device generally includes a cleaning blade for removing the transfer residual developer from the surface of the photoreceptor, and a container for storing the transfer residual developer removed from the surface of the photoreceptor.
[0007]
9A and 9B show typical examples of the cleaning blade. FIG. 9A shows a chip type blade in which a rubber material 37 is integrally formed on a sheet metal 38. FIG. 9B shows a blade in which a plate-like blade 39 molded of a rubber material is bonded to a sheet metal 40. As the rubber material of the elastic blade, a urethane-based material having high strength and excellent abrasion resistance is often used. In general, physical properties are set to a hardness of about 70 ° and a rebound resilience of 30 to 40%.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the resist layer and the coating material on the surface layer tend to accumulate particularly within 10 mm from the end of the charging roller. The deformed portion 31 occurs. In particular, since the resistance layer has a layer thickness of about 150 μm to 350 μm, deformation at the end is remarkable.
[0009]
FIG. 7 is a schematic view of the vicinity of the end of the charging roller when the conventional charging roller is brought into contact with the photosensitive member at a predetermined pressure. FIG. 8 is a schematic diagram showing a discharge region H to the photoconductor near the end of the charging roller. It is generally known that charging of a photoconductor by a charging roller is performed in a minute gap formed outside a contact nip of the charging roller with the photoconductor, that is, in a discharge region. Therefore, at the end of the charging roller, a discharge region is formed widely in the rotation direction Y of the photoconductor as indicated by 32 in FIG. Further, in the concave portion 31 at the end of the charging roller, the area of the minute gap is wider than other portions, so that a discharge area as indicated by 33 in FIG. 8 is formed. Therefore, when the image forming operation is repeatedly performed, the surface of the photoconductor (see 32 and 33 in FIG. 7) facing the terminal portion and the concave portion of the charging roller particularly easily deteriorates.
[0010]
Further, the cleaning blade has a large degree of freedom at both ends in the longitudinal direction of the edge contacting the photoreceptor, and a minute vibration generated at the tip of the blade edge when rubbing against the photoreceptor is applied to the edge of the central region in the longitudinal direction. It is large compared to the minute vibration generated at the tip. As a result, the rubbing force on the surface of the photoconductor increases at both ends in the longitudinal direction of the blade edge. Therefore, it is wise to shift the end position of the charging roller and the end position of the cleaning blade in the longitudinal direction as much as possible. However, if the longitudinal dimension of the cleaning blade is set shorter than the longitudinal dimension of the charging roller, it becomes impossible to remove the residual developer after transfer in the longitudinal end region of the photoconductor. Conversely, if the longitudinal dimension of the cleaning blade is set to be longer than the longitudinal dimension of the charging roller, the edge of the blade originally has a large frictional force with the photoconductor, and in addition to the frictional force between the photoconductor and the residual developer. Since the lubricating effect cannot be obtained, the blade is turned up. Therefore, at present, the longitudinal dimension of the cleaning blade must be designed to be substantially the same as the longitudinal dimension of the charging roller.
[0011]
In general, the thickness of the photosensitive layer is less uniform at the end of the photosensitive drum than at the center, and the thickness at the end where the photosensitive layer rises is also a factor that promotes edge shaving. Further, the end portions of the charging roller and the cleaning blade often come into contact with portions where the photosensitive layer of the photosensitive drum rises. In recent years, as the size of an image forming apparatus used for a copying machine, a printer, or the like has been reduced, the longitudinal dimension of the photosensitive drum has to be shortened to the limit of the image forming width (image area). These factors overlap, and wear at the end of the photosensitive drum significantly proceeds. Further, if the wear proceeds as it is, a reduction in the pressure resistance occurs at the end of the photosensitive drum where the wear speed is fast, and the current is concentrated on the end, and the entire length of the photosensitive drum cannot be uniformly charged, and fog occurs.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to prevent unevenness and deformation of an end portion of a charging roller, abrasion of a photoreceptor surface at a charging roller end portion, and poor charging, and sliding between the cleaning blade and a photoreceptor at both longitudinal ends. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing frictional force. As a result, the life of the photosensitive member and the process cartridge including the photosensitive member can be extended.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides an image carrier having an optical semiconductor on its surface, a contact-type charging roller which uniformly contacts and contacts the surface of the image carrier, and Exposure means for performing image exposure to form an electrostatic latent image, developing means for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer, and transferring the image developed by the developer to a transfer member In an image forming apparatus including a transfer unit for performing electrostatic transfer and a cleaning blade for removing a developer remaining on the surface of the image carrier after transfer from the surface of the image carrier, a contact-type charging roller is provided around a support member and the support member. An image forming apparatus having an elastic body, wherein the resistance of the end portion of the charging roller is higher than the resistance of the central portion of the charging roller, and both ends of an edge of the cleaning blade in contact with the surface of the image carrier have a tapered shape. .
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the elastic body of the contact-type charging roller has at least an elastic layer and a resistance layer. .
[0015]
To achieve the above object, a third aspect of the present invention is the image forming apparatus of the second aspect, wherein the volume resistance of the resistance layer of the contact type charging roller is higher than the volume resistance of the elastic layer. Image forming apparatus.
[0016]
In order to achieve the above object, a fourth aspect of the present invention provides an image carrier having an optical semiconductor on its surface, a contact-type charging roller that uniformly contacts and contacts the surface of the image carrier, Exposure means for performing image exposure to form an electrostatic latent image, developing means for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer, and transferring the image developed by the developer to a transfer member In an image forming apparatus including a transfer unit for performing electrostatic transfer and a cleaning blade for removing a developer remaining on the surface of the image carrier after transfer from the surface of the image carrier, a contact-type charging roller is provided around a support member and the support member. An image forming apparatus having an elastic body, wherein the resistance of the end portion of the charging roller is higher than the resistance of the central portion of the charging roller, and both ends of the edge of the cleaning blade in contact with the surface of the image carrier have an R shape. .
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the fourth aspect, wherein the elastic body of the contact type charging roller has at least an elastic layer and a resistance layer. .
[0018]
To achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fifth aspect, the volume resistance of the resistance layer of the contact type charging roller is higher than the volume resistance of the elastic layer. Image forming apparatus.
[0019]
According to the invention, the unevenness of the end portion of the charging roller, the wear and poor charging of the photoconductor surface at the end portion of the charging roller are prevented, and the rubbing force between the cleaning blade and the photoconductor at both ends in the longitudinal direction of the cleaning blade. An image forming apparatus capable of reducing the number of images can be provided.
[0020]
As described above, the present invention can be summarized into the following configuration by organizing and summarizing the present invention.
[0021]
(1) An image carrier having an optical semiconductor on its surface, a contact-type charging roller which uniformly contacts and contacts the surface of the image carrier, and an exposure for forming an electrostatic latent image by performing image exposure on the charged image carrier surface Means, developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer, transfer means for electrostatically transferring the image visualized by the developer to a transfer member, and image carrier after transfer In an image forming apparatus including a cleaning blade made of an elastic body for removing the developer remaining on the surface from the surface of the image carrier, the contact-type charging roller has a support member and an elastic body around the support member, An image forming apparatus, wherein the resistance at the end of the charging roller is higher than the resistance at the center of the charging roller, and the rebound resilience of the cleaning blade is 10% or less.
[0022]
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein the elastic body of the contact-type charging roller has at least an elastic layer and a resistance layer.
[0023]
(3) The image forming apparatus according to (2), wherein the volume resistance of the resistance layer of the contact type charging roller is higher than the volume resistance of the elastic layer.
[0024]
(4) An image carrier having an optical semiconductor on its surface, a contact-type charging roller which uniformly contacts and contacts the surface of the image carrier, and an exposure for forming an electrostatic latent image by performing image exposure on the charged image carrier surface Means, developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer, transfer means for electrostatically transferring the image visualized by the developer to a transfer member, and image carrier after transfer In an image forming apparatus including a cleaning blade made of an elastic body for removing the developer remaining on the surface from the surface of the image carrier, the contact-type charging roller has a support member and an elastic body around the support member, An image forming apparatus, wherein the resistance at the end of the charging roller is higher than the resistance at the center of the charging roller, and the rebound resilience of the cleaning blade is 5% or less.
[0025]
(5) The image forming apparatus according to (4), wherein the elastic body of the contact-type charging roller has at least an elastic layer and a resistance layer.
[0026]
(6) The image forming apparatus according to (5), wherein the volume resistance of the resistance layer of the contact type charging roller is higher than the volume resistance of the elastic layer.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electrophotographic image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.
[0028]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an image carrier which is driven to rotate in the direction of the arrow shown in the figure. In the present embodiment, the image carrier is a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter, referred to as a photosensitive drum). Reference numeral 2 denotes a charging roller for contacting the photosensitive drum 1 and uniformly applying a negative charge to the surface of the photosensitive drum 1. Reference numeral 3 denotes an image exposure for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 to which a negative charge is uniformly applied (here, a laser scanning exposure with a wavelength λ = 780 nm is used). Reference numeral 4 denotes a developing device for visualizing the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 with a developer. The developing device 4 includes a developing sleeve 5 and a hopper 6 for supplying a developer to the developing sleeve 5. The developing device 4 extends between the developing sleeve 5 and the photosensitive drum 1 in the longitudinal direction of the device. It is arranged so as to keep a constant gap of 0.3 mm.
[0029]
In this embodiment, one-component magnetic negative polarity toner is used as the toner, and jumping reversal development is performed by applying a voltage in which an AC component and a DC component are superimposed on the developing sleeve 5.
[0030]
Reference numeral 7 denotes a transfer roller for transferring the toner image formed on the photosensitive drum 1 to a transfer material P. The transfer roller 7 is rotatably disposed in contact with the photosensitive drum 1, and applies a positive charge from the back side of the transfer material P to sequentially transfer the toner images formed on the photosensitive drum 1 to the upper surface of the transfer material P. Transcribe. Here, the transfer material P is conveyed to a transfer section between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 7 at an appropriate timing in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 1 from a conveyance device (not shown). Reference numeral 8 denotes a cleaning device for removing transfer residual toner remaining after the transfer of the toner image from the surface of the photosensitive drum 1. The cleaning device 8 is generally constituted by a cleaning blade 9 for scraping the transfer residual toner from the surface of the photosensitive drum 1 and a waste toner storage unit 10 for storing the scraped transfer residual toner. As the cleaning blade 9, a chip type blade was used.
[0031]
Then, the transfer material P having received the transfer of the toner image is separated from the photosensitive drum 1 and then conveyed to a fixing device (not shown) to fix the toner image, and then discharged outside the apparatus main body.
[0032]
Hereinafter, specific embodiments of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0033]
(Example 1)
FIG. 2 is a sectional view of an end portion of the charging roller used in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0034]
The charging roller includes a core 21 made of a material such as stainless steel as a support member, an elastic layer (elastic body) 22 formed concentrically and integrally with the outer periphery of the core 21, and an outer peripheral surface of the elastic layer 22. Is provided with a surface layer 23 which is a resistance layer covering the semiconductor device.
[0035]
The elastic layer 22 is, for example, a solid rubber formed by dispersing a metal oxide (such as TiO 2 ) or carbon black in butadiene rubber, hydrin rubber, EPDM, urethane rubber, or the like, vulcanizing, shaping or foaming, and vulcanizing. Alternatively, it is a layer made of sponge rubber. The hardness is 40 to 70 ° for solid rubber and 30 to 40 ° for sponge rubber (when 1000 gf of Asuka C hardness meter is loaded), and the thickness is approximately 3 mm.
[0036]
As the surface layer 23 as the resistance layer, for example, rubber such as vinylidene fluoride rubber, ethylene tetrafluoride-propylene rubber, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, urethane rubber, acrylic resin, fluorine resin, etc. Etc. are used.
[0037]
The specifications of the charging roller in the present embodiment are as follows: core metal 21: stainless steel round bar elastic layer having a diameter of 8 mm and a length of 360 mm 22: carbon dispersed in urethane foam Volume resistance value of 10 6 Ω · cm
The layer thickness was 3.0 mm in the central region and 2.9 mm in the region of 10 mm at both ends of the elastic layer.
Length 324mm
Resistive layer 23: Carbon dispersed in acrylic rubber Volume resistance value 10 9 Ω · cm
The layer thickness is as follows: central region = 200 μm, region at both ends 10 mm = 300 μm
324.5mm in length
[0038]
In the region 30 where the unevenness of the end portion of the charging roller is generated, the thickness of the elastic layer 22 is adjusted to be small and the thickness of the resistance layer 23 is adjusted to be large.
[0039]
Further, referring to FIG. 1, both ends of the core metal 21 of the charging roller are held by bearings (not shown), and a pressure spring (not shown) is applied to the photosensitive drum 1 at a total pressure of 11.8N. The photosensitive drum 1 is driven to rotate following the rotation of the photosensitive drum 1. The charging roller 2 is supplied from a bias power source (not shown)
AC voltage: 2.0 kVpp, 1000 Hz
DC voltage: A superimposed oscillating voltage (Vac + Vdc) (referred to as charging bias) with a negative polarity DC voltage corresponding to the target charged position is applied. As a result, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to the target charging potential.
[0040]
As the cleaning blade 9, a chip type blade similar to that shown in FIG. 9A was used.
[0041]
As the rubber material of the cleaning blade 9, a urethane-based rubber material is used and molded so as to have a hardness of about 70 °, a rebound resilience of 10%, and a length of 324.5 mm. Further, the cleaning blade 9 was arranged so as to be fixed at a contact angle of about 30 ° to the photosensitive drum 1 and at a position where the tip of the contact edge penetrated about 1.0 mm into the contact surface of the photosensitive drum 1.
[0042]
FIG. 5 is a sectional view of the photosensitive drum 1 used in the present embodiment. The photosensitive drum 1 is provided with a carrier generating layer (CGL) 12 of several μm and a carrier moving layer (CTL) 13 of 30 μm on a φ30 aluminum cylinder 11, and is coated with the CGL 12 and CTL 13 by a dipping coating method. Polycarbonate resin was used as a binder for CTL13.
[0043]
Under the above-mentioned conditions and at 23 ° C./60% environment, when an A4 size sheet was durable by using a document having an image density of 5% ratio in a transverse direction, the photosensitive drum ends at around 65K sheets with a conventional charging roller. Although a fog image was generated due to poor charging due to abrasion wear at the portion, in the image forming apparatus of the first embodiment, poor charging due to abrasion of the photosensitive drum edge did not occur up to about 80K sheets.
[0044]
(Example 2)
FIG. 3 is a sectional view of an end portion of a charging roller used in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[0045]
The charging roller includes a metal core 21 made of a material such as stainless steel as a support member, an elastic layer (elastic body) 24 of a foam formed concentrically and integrally with the outer circumference of the metal core 21, and an elastic layer 24. And a surface layer 26 covering the outer peripheral surface of the resistance layer 25.
[0046]
Examples of materials that can be used for the elastic layer 24 and the resistance layer 25 include the materials listed in the first embodiment.
[0047]
As the surface layer 26, a material obtained by dispersing carbon, tin oxide, or the like in a polyamide resin, an acrylic resin, a fluorine resin, or the like is used.
[0048]
The specifications of the charging roller in the present invention are as follows: core metal 21: stainless steel round bar elastic layer having a diameter of 8 mm and a length of 360 mm: carbon dispersed in EPDM foam volume resistance value of 10 6 Ω · cm
The layer thickness was 3.0 mm in the central region and 2.9 mm in the region of 10 mm at both ends of the elastic layer.
Length 324mm
Resistive layer 25: Disperse carbon in acrylic rubber Volume resistivity 10 8 Ω · cm
The layer thickness is as follows: central region = 200 μm, region at both ends 10 mm = 300 μm
324.5mm in length
Surface layer 26: Disperse carbon in acrylic resin Volume resistivity 10 8 Ω · cm
Layer thickness 10 μm
324.5mm in length
[0049]
In the region 30 where the unevenness of the end portion of the charging roller is generated, the thickness of the elastic layer 24 is adjusted to be small and the thickness of the resistance layer 25 is adjusted to be large.
[0050]
The same chip type blade as in Example 1 was used as the cleaning blade 9. The contact condition of the cleaning blade 9 to the photosensitive drum 1 was the same as that of the first embodiment.
[0051]
The specifications of the photosensitive drum 1 used in the present embodiment, the voltage applied to the charging roller, and the like are the same as those in the first embodiment.
[0052]
Under the above-mentioned conditions and at 23 ° C./60% environment, an A4-size sheet was durable by using a document having an image density of 5% in a transverse direction. In the image forming apparatus of the second embodiment, about 80K sheets were used. Until then, no charging failure due to wear of the end of the photosensitive drum 1 occurred.
[0053]
(Example 3)
FIG. 4 is a sectional view of an end portion of a charging roller used in an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[0054]
The charging roller includes a metal core 21 made of a material such as stainless steel as a support member, an elastic layer (elastic body) 27 of a foam formed concentrically and integrally with the outer periphery of the metal core 21, and an elastic layer 27. And a surface layer 29 provided so as to cover the outer peripheral surface of the resistance layer 28.
[0055]
Examples of materials that can be used for the elastic layer 27 and the resistance layer 28 include the materials listed in the first embodiment.
[0056]
Examples of materials that can be used for the surface layer 29 include the materials listed in Example 2.
[0057]
The specifications of the charging roller according to the present invention are as follows: core metal 21: stainless steel round bar elastic layer having a diameter of 8 mm and a length of 360 mm 27: carbon dispersed in butadiene-based solid rubber Volume resistivity of 10 6 Ω · cm
The layer thickness was 3.0 mm in the central region and 2.9 mm in the region of 10 mm at both ends of the elastic layer.
Length 324mm
Resistive layer 28: Disperse carbon in epichlorohydrin rubber Volume resistance value 10 7 Ω · cm
The layer thickness is as follows: central region = 200 μm, region at both ends 10 mm = 300 μm
324.5mm in length
Surface layer 29: Disperse carbon in acrylic resin Volume resistance value 10 8 Ω · cm
Layer thickness 10 μm
324.5mm in length
[0058]
In the region 30 where the unevenness of the end of the charging roller is generated, the thickness of the elastic layer 27 is adjusted to be small and the thickness of the resistance layer 28 is adjusted to be thick.
[0059]
As the cleaning blade 9, a chip type blade similar to that shown in FIG. 9A was used.
[0060]
As the rubber material of the cleaning blade 9, a urethane-based rubber material is used, and is molded to have a hardness of about 70 °, a rebound resilience of 5%, and a length of 324.5 mm. The contact condition of the cleaning blade 9 to the photosensitive drum 1 was the same as that of the first embodiment.
[0061]
The specifications of the photosensitive drum 1 used in the present embodiment, the voltage applied to the charging roller, and the like are the same as those in the first embodiment.
[0062]
Under the above-mentioned conditions and at 23 ° C./60% environment, when an A4-size sheet was durable by using a document having an image density of 5% in a transverse direction, the image forming apparatus according to the third embodiment has about 85K sheets. Until then, no charging failure due to wear of the end of the photosensitive drum 1 occurred.
[0063]
According to the present invention, in order to provide an image forming apparatus having a long life of the photosensitive drum 1, the uneven shape near the end of the charging roller 2 and the discharge at the end of the charging roller 2 which are unavoidably produced in the manufacturing process. The aim was to reduce the amount of current as much as possible in comparison with the conventional charging roller 2 system. Further, the present invention aims to reduce the sliding force between the cleaning blade 9 and the photosensitive member 1 at the longitudinal end of the contact edge of the photosensitive member 1 of the cleaning blade 9.
[0064]
Therefore, the charging roller 2 of the present invention mainly sets the volume resistance value of the resistance layer higher than the volume resistance value of the elastic layer, and generates the unevenness deforming portions 30 (see FIGS. 2, 3, and 4). The layer thickness at the longitudinal end of the resistive layer, which is the cause, is set to be thicker than the layer thickness in the central region. Thereby, the resistance of the uneven portion 30 of the charging roller 2 becomes higher than the resistance of the other portions, and the amount of discharge current flowing through the photosensitive drum 1 in the uneven portion 30 is suppressed to be smaller than the amount of discharge current in the other portions. Have been. Also, at the end of the charging roller, the thickness of the resistive layer is larger than that of the other portions, similarly to the uneven portion 30, so that the amount of discharge current flowing through the photosensitive drum 1 at the end is also reduced. I have.
[0065]
The cleaning blade 9 was molded so that the resilience of the rubber elastic portion became 10% or less and 5% or less while considering that the hardness of the rubber elastic portion was around 70 °. Further, when the elastic force of the rubber drops, particularly in the configuration in which the blade 9 is fixedly arranged at a fixed intrusion amount with respect to the photosensitive drum 1 employed in this embodiment, the setting property of the blade 9 (the blade is The phenomenon of not restoring while warping) is a problem. Therefore, measures are also taken to increase the cross-linking density and set properties.
[0066]
As a result, the rubbing force between the blade and the photosensitive drum can be reduced as compared with a blade conventionally used in an image forming apparatus. It is considered that this is because the resilience of the blade rubber elastic portion was suppressed to be lower than that of the blade used in the conventional image forming apparatus, so that the minute vibration at the tip of the edge was reduced. This is due to the fact that the CCD camera is placed in a rotatable hollow acrylic transparent cylinder and the cleaning blade is placed in contact with the surface of the acrylic cylinder. This was confirmed by observing the minute vibration at the tip of the blade edge. In a study using an acrylic cylinder, a blade was prepared in which the rebound resilience of the cleaning blade elastic body portion was set to 30%, 20%, 10%, and 5%, and the minute vibration of the blade edge tip was observed. 5% <10% <20% <30% in ascending order of the amplitude of the minute vibration. In addition, the measurement of the rebound resilience was carried out in a 23 ° C./60% environment using a Lupke rebound resilience measurement device.
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, it is possible to prevent the abrasion and deformation of the photosensitive member surface at the end portion of the charging roller and the photosensitive member surface at the end portion of the charging roller, and to reduce the sliding force of the cleaning blade with the photosensitive member. An image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrophotographic image forming apparatus showing an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of an end portion of a charging roller used in the image forming apparatus of a first embodiment of the present invention; FIG. 4 is a sectional view of an end portion of a charging roller used in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of an end portion of a charging roller used in an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a layer of a photosensitive drum used in an embodiment of the present invention. FIGS. 6 (a) and 6 (b) are sectional views of an end portion of a conventional charging roller. FIG. FIG. 8 is a schematic view showing the vicinity of the end of the charging roller when it is brought into contact with the photosensitive drum. FIG. 8 is a schematic view showing a discharge region H to the photoconductor near the end of the charging roller. Cross section of blade [Explanation of reference numerals]
REFERENCE SIGNS LIST 1 photosensitive drum 2 charging roller 3 image exposure 4 developing device 5 developing sleeve 6 developing toner supply hopper section P transfer material 7 transfer roller 8 cleaning device 9 cleaning blade 10 waste toner storage section 11 photosensitive drum aluminum cylinder 12 photosensitive drum carrier generation Layer (CGL)
13 Carrier transport (moving) layer (CTL) of photosensitive drum
