JP2008242141A - Charge roller and image forming apparatus equipped with charge roller - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cost of a charge roller while stabilizing resistance. <P>SOLUTION: The charge roller 3a has an insulation base material 3b, which is composed of insulation resin. A conductive part 3c composed of conductive resin is formed on the outer circumferential surface and two edge faces of the insulation base material 3b. First and second gap members 3d and 3e for setting a charge gap are fixed on the outer circumferential surface of the conductive part 3c by winding a tape-like film member. Conductive shafts 3f and 3g are fixed on the same shaft line to both ends of the insulation base material 3b, penetrating the conductive part 3c at both ends of the insulation base material 3b. These conductive shafts 3f and 3g are electrically connected with the conductive part 3c. Cost can be reduced by the use of the low-cost insulation base material 3b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ギャップ部材で像担持体に対して所定の帯電ギャップが設定されて像担持体を非接触帯電する帯電ローラと、この帯電ローラを備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a charging roller that sets a predetermined charging gap with respect to an image carrier by a gap member and charges the image carrier in a non-contact manner, and an electrostatic copying machine, a printer, a facsimile, and the like provided with this charging roller. The present invention relates to a technical field of an image forming apparatus including an electrophotographic apparatus.

従来、画像形成装置として、両端部に設けられたギャップ部材を像担持体に当接させることで、像担持体に対して所定の帯電ギャップを設定して、この像担持体を非接触帯電する帯電ローラを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１に記載の帯電ローラでは、基材である金属シャフトの外周面に導電性樹脂を射出成形することにより電気抵抗調整層が設けられているとともに、この電気抵抗調整層の外周面に電気抵抗樹脂組成物からなる表面層が設けられている。この特許文献１に記載の帯電ローラでは、電気抵抗調整層が設けられることで、絶縁破壊が起き難く、リークの問題が少ない。
特開２００６−３３０４８３号公報。 Conventionally, as an image forming apparatus, a gap member provided at both ends is brought into contact with an image carrier to set a predetermined charging gap with respect to the image carrier, and the image carrier is charged in a non-contact manner. An image forming apparatus including a charging roller is known (see, for example, Patent Document 1). In the charging roller described in Patent Document 1, an electrical resistance adjustment layer is provided by injection molding a conductive resin on the outer peripheral surface of a metal shaft that is a base material, and on the outer peripheral surface of the electric resistance adjustment layer. A surface layer made of an electrical resistance resin composition is provided. In the charging roller described in Patent Document 1, since the electric resistance adjusting layer is provided, dielectric breakdown hardly occurs and the problem of leakage is small.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-330483.

しかしながら、特許文献１に記載の帯電ローラでは３層構造であり、電気抵抗調整層を構成するコストの高い導電性樹脂を用いているため、製造上低コスト化を図ることが難しいという問題がある。また、電気抵抗調整層が射出成形により金属シャフトに設けられることも、低コスト化を妨げている。更に、金属シャフトの基材から電気抵抗調整層を通して電圧が印加されるため、環境変動等による電気抵抗調整層の抵抗変動により電圧降下率が変動する。したがって、感光体の表面電位の調整に複雑な制御機構を必要とするという問題がある。   However, the charging roller described in Patent Document 1 has a three-layer structure, and uses a high-cost conductive resin that constitutes the electric resistance adjusting layer, so that it is difficult to reduce the manufacturing cost. . Further, the provision of the electrical resistance adjusting layer on the metal shaft by injection molding also hinders cost reduction. Furthermore, since a voltage is applied from the base material of the metal shaft through the electric resistance adjusting layer, the voltage drop rate fluctuates due to resistance fluctuation of the electric resistance adjusting layer due to environmental fluctuation or the like. Therefore, there is a problem that a complicated control mechanism is required for adjusting the surface potential of the photoreceptor.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、抵抗が安定しつつ、低コスト化を図ることのできる帯電ローラおよびこれを備えた画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a charging roller capable of reducing the cost while stabilizing the resistance, and an image forming apparatus including the charging roller. It is.

前述の課題を解決するために、本発明に係る帯電ローラでは、その基材としてコストの安い絶縁性基材を用いている。したがって、従来のように導電性樹脂を用いた基材に比べて低コスト化が効果的に可能となる。特に、絶縁性基材に絶縁性樹脂を用いることで、より一層の低コスト化を図ることができる。
また、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いることで、表面抵抗を低くできるようになる。これにより、帯電ローラの抵抗安定性を向上させることができる。 In order to solve the above-described problem, the charging roller according to the present invention uses an insulating base material having a low cost as the base material. Therefore, the cost can be effectively reduced as compared with the conventional base material using a conductive resin. In particular, further cost reduction can be achieved by using an insulating resin for the insulating substrate.
Further, by using an insulating base material as the base material of the charging roller, the surface resistance can be lowered. Thereby, the resistance stability of the charging roller can be improved.

更に、従来の帯電ローラのように、基材の主な材料として金属シャフトを用いると重量が大きくなる。このため、金属シャフトはその自重で撓みを生じてしまい、軸方向に均一な帯電ギャップを得ることができなくなる。そして、均一な帯電ギャップが得られないと、均一な帯電を行うことが難しくなり、帯電均一性に弊害を招く。これに対して、本発明の帯電ローラでは、基材の主な材料として絶縁性基材を用いているので、軽量化が可能となる。したがって、絶縁性基材の撓みの発生が抑制されて、より均一な帯電ギャップを得ることができる。これにより、均一な帯電を行うことができる。   Further, when a metal shaft is used as the main material of the base material as in a conventional charging roller, the weight increases. For this reason, the metal shaft is bent by its own weight, and a uniform charging gap cannot be obtained in the axial direction. If a uniform charging gap cannot be obtained, it will be difficult to perform uniform charging, which will adversely affect charging uniformity. On the other hand, in the charging roller of the present invention, an insulating base material is used as the main material of the base material, so that the weight can be reduced. Therefore, the occurrence of bending of the insulating base material is suppressed, and a more uniform charging gap can be obtained. Thereby, uniform charging can be performed.

更に、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いているので、従来のような環境の影響を受けやすい導電性樹脂層を用いる場合に比べて基材を環境の影響を受け難くできる。したがって、環境変動にかかわらず、帯電ローラの抵抗安定性を更に向上させることができる。
更に、帯電ローラの基材に絶縁性基材を用いているので、リークを発生し難くできる。したがって、像担持体にピンホール等が存在した場合などのように、仮にリークが発生しても、その傷が広がることを阻止できる。 Furthermore, since an insulating base material is used as the base material of the charging roller, the base material can be made less susceptible to environmental influences than when a conductive resin layer that is susceptible to environmental influences as in the prior art is used. Therefore, the resistance stability of the charging roller can be further improved regardless of environmental fluctuations.
Furthermore, since an insulating base material is used as the base material of the charging roller, it is difficult to cause leakage. Therefore, even if a leak occurs, as in the case where a pinhole or the like exists in the image carrier, it is possible to prevent the damage from spreading.

更に、導電性表層のみに電荷を発生させているので、電流が導電性表層から絶縁性基材側に流れることを防止できる。したがって、従来のような導電性基材に導電性樹脂を塗布して帯電ローラを形成した場合に起こる次のような問題を解決することができる。すなわち、帯電は帯電ローラの基材と像担持体との間に高電界を形成して放電を起こすことにより行われるため、電流が基材から基材上の樹脂塗装面に流れるようになる。しかも、交流電界を印加すると、電流の向きがその周波数によって瞬時に変化する。したがって、基材上の樹脂塗装面は過度の電気的ストレスを受けるため、塗装の剥げ、あるいは塗装の浮き等の問題があるが、本発明の帯電ローラによれば、これらの問題を解決することができる。   Furthermore, since electric charges are generated only in the conductive surface layer, it is possible to prevent current from flowing from the conductive surface layer to the insulating substrate side. Therefore, the following problems that occur when a charging roller is formed by applying a conductive resin to a conventional conductive substrate can be solved. That is, charging is performed by forming a high electric field between the base material of the charging roller and the image carrier to cause discharge, so that current flows from the base material to the resin coating surface on the base material. Moreover, when an alternating electric field is applied, the direction of the current changes instantaneously depending on the frequency. Therefore, since the resin coating surface on the substrate is subjected to excessive electrical stress, there are problems such as peeling of the coating or floating of the coating. According to the charging roller of the present invention, these problems can be solved. Can do.

更に、本発明に係る画像形成装置ではこのような本発明の帯電ローラを用いているので、帯電ローラにより像担持体を安定して帯電することができる。したがって、良好な画像を長期にわたって形成することができる。   Further, since the image forming apparatus according to the present invention uses such a charging roller of the present invention, the image bearing member can be stably charged by the charging roller. Therefore, a good image can be formed over a long period of time.

更に、帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を印加することで、像担持体と帯電ローラとの間の帯電ギャップが不均一であったり、急激な環境変動があったりしても、像担持体を良好にかつ安定して帯電することができる。   Furthermore, by applying a charging voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the charging roller, the charging gap between the image carrier and the charging roller is non-uniform or there are sudden environmental fluctuations. However, the image carrier can be charged well and stably.

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図、図２は図１に示す例の感光体および帯電装置を模式的に示す図、図３（ａ）はこの例の金属ローラの軸方向断面を模式的に示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う横断面図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically and partially showing an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a photoreceptor and a charging device of the example shown in FIG. 3 (a) is a diagram schematically showing a cross section in the axial direction of the metal roller of this example, and FIG. 3 (b) is a transverse sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 3 (a).

図１および図２に示すように、この例の画像形成装置１は静電潜像およびトナー像（現像剤像）が形成される像担持体である感光体２を備えているとともに、この感光体２の周囲に感光体２の回転方向（図１では、時計回り）上流側から、順次、感光体２を非接触帯電する帯電装置３、感光体２に静電潜像を書き込む光書込み装置４、感光体２の静電潜像をトナーで現像する現像装置５、感光体２のトナー像を転写する転写装置６、および感光体２をクリーニングするクリーニング装置７を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the image forming apparatus 1 of this example includes a photoconductor 2 that is an image carrier on which an electrostatic latent image and a toner image (developer image) are formed. A charging device 3 for non-contact charging of the photoconductor 2 sequentially from the upstream side of the rotation direction (clockwise in FIG. 1) of the photoconductor 2 around the photoconductor 2 and an optical writing device for writing an electrostatic latent image on the photoconductor 2 4. A developing device 5 for developing the electrostatic latent image on the photoconductor 2 with toner, a transfer device 6 for transferring the toner image on the photoconductor 2 and a cleaning device 7 for cleaning the photoconductor 2 are provided.

この例の感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられるとともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。   In this example, the photosensitive member 2 is composed of a photosensitive drum, and a photosensitive layer having a predetermined thickness is formed on the outer peripheral surface of a cylindrical metal base tube in the same manner as a conventionally known photosensitive drum. A conductive tube such as aluminum is used for the metal base tube in the photoreceptor 2 and a conventionally known organic photoreceptor is used for the photosensitive layer.

帯電装置３は感光体２に対して非接触の帯電を行う帯電ローラ３ａを備えており、この帯電ローラ３ａは感光体２の回転方向と逆方向α（図１において、反時計回り）に回転される。図２および図３（ａ）,（ｂ）に示すように、帯電ローラ３ａは絶縁性基材３ｂを備えており、この絶縁性基材３ｂは絶縁性樹脂から構成されている。絶縁性基材３ｂの絶縁性樹脂には、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂などが用いられる。   The charging device 3 includes a charging roller 3 a that performs non-contact charging with respect to the photosensitive member 2, and the charging roller 3 a rotates in a direction α (counterclockwise in FIG. 1) opposite to the rotation direction of the photosensitive member 2. Is done. As shown in FIGS. 2 and 3A and 3B, the charging roller 3a includes an insulating base 3b, and the insulating base 3b is made of an insulating resin. For example, polyurethane (PU) resin, polyacetal (POM) resin, or the like is used as the insulating resin of the insulating substrate 3b.

絶縁性基材３ｂの外周面および両端面には、導電性樹脂からなる導電部（導電性表層）３ｃが形成されている。導電部３ｃの導電性樹脂には、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂に、導電性酸化錫または導電性カーボンブラック（ＣＢ）等の導電性物質を混入して得られたものが用いられる。その場合、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂と、導電性酸化錫または導電性カーボンブラック（ＣＢ）等の導電性物質とは、所定の重量（ｗｔ）％の割合で混合される。   Conductive portions (conductive surface layers) 3c made of conductive resin are formed on the outer peripheral surface and both end surfaces of the insulating base 3b. The conductive resin of the conductive part 3c was obtained by mixing a conductive substance such as conductive tin oxide or conductive carbon black (CB) into a resin such as polyurethane (PU) or polyacetal (POM), for example. Things are used. In that case, a resin such as polyurethane (PU) or polyacetal (POM) and a conductive substance such as conductive tin oxide or conductive carbon black (CB) are mixed at a predetermined weight (wt)%. .

導電部３ｃの外周面には、所定幅で一定膜厚の、例えば粘着テープからなるフィルム部材を巻き付けることにより、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅが固定されている。これらの第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは感光体２の外周面に所定の力で当接することで、非接触帯電を行うための帯電ギャップＧを設定する。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅには、例えば、帯電ギャップに対応した所定の膜厚のポリエステルテープ（住友スリーエム社製）などの絶縁性テープが用いられる。もちろん、他の絶縁部材で第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅを構成することもできる。   The first and second gap members 3d and 3e are fixed to the outer peripheral surface of the conductive portion 3c by winding a film member made of, for example, an adhesive tape having a predetermined width and a constant film thickness. These first and second gap members 3d and 3e are in contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor 2 with a predetermined force, thereby setting a charging gap G for performing non-contact charging. For the first and second gap members 3d and 3e, for example, an insulating tape such as a polyester tape (manufactured by Sumitomo 3M) having a predetermined film thickness corresponding to the charging gap is used. Of course, the 1st and 2nd gap members 3d and 3e can also be constituted by other insulating members.

更に、絶縁性基材３ｂの両端部には、この絶縁性基材３ｂの両端の導電部３ｃを貫通して導電軸３ｆ,３ｇが同一軸線上に取り付けられている。これらの導電軸３ｆ,３ｇには、例えばＳＵＳ等の導電性の金属が用いられる。これらの導電軸３ｆ,３ｇと導電部３ｃとは電気的に導通している。また、各導電軸３ｆ,３ｇは帯電ローラ３ａの回転軸にもなっている。   Furthermore, conductive shafts 3f and 3g are attached to the both ends of the insulating base material 3b on the same axis through the conductive portions 3c at both ends of the insulating base material 3b. For these conductive shafts 3f, 3g, for example, conductive metal such as SUS is used. The conductive shafts 3f and 3g and the conductive portion 3c are electrically connected. The conductive shafts 3f and 3g are also the rotation shafts of the charging roller 3a.

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、導電軸３ｆ,３ｇの少なくとも一方には、板ばねからなる帯板状の電圧印加部材８が弾性的に当接されている。そして、感光体２の帯電時に、帯電電圧がこの電圧印加部材８を通して導電軸７に印加されるようになっている。その場合、帯電電圧は直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）との重畳電圧である。   As shown in FIGS. 4A and 4B, at least one of the conductive shafts 3f and 3g is elastically abutted with a strip-shaped voltage applying member 8 made of a leaf spring. When the photosensitive member 2 is charged, a charging voltage is applied to the conductive shaft 7 through the voltage applying member 8. In this case, the charging voltage is a superimposed voltage of a direct current voltage (DC) and an alternating voltage (AC).

このように構成されたこの例の帯電ローラ３ａは、まず絶縁性基材３ｂの両端に導電軸３ｆ,３ｇを取り付ける。次に、これらの導電軸３ｆ,３ｇを支持した状態で絶縁性基材３ｂを回転させながら、絶縁性基材３ｂの外周面および両端面に導電性樹脂を塗装をして所定膜厚の導電部３ｃを形成する。次に、形成された導電部３ｃの外周面の所定位置に絶縁性テープを貼着して、第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅを形成する。   In the charging roller 3a of this example configured as described above, first, the conductive shafts 3f and 3g are attached to both ends of the insulating base 3b. Next, while rotating the insulating base material 3b while supporting these conductive shafts 3f and 3g, a conductive resin is coated on the outer peripheral surface and both end faces of the insulating base material 3b to conduct the conductive film with a predetermined thickness. Part 3c is formed. Next, an insulating tape is attached to a predetermined position on the outer peripheral surface of the formed conductive portion 3c to form the first and second gap members 3d and 3e.

光書込み装置４は、例えばレーザ光等により感光体２に静電潜像を書き込む。また、現像装置５は、現像ローラ５ａ、トナー供給ローラ５ｂおよびトナー層厚規制部材５ｃを有している。そして、トナー供給ローラ５ｂによって現像ローラ５ａ上に現像剤であるトナーＴが供給されるとともに、この現像ローラ５ａ上のトナーＴがトナー層厚規制部材５ｃによりその厚みを規制されて感光体２の方へ搬送され、搬送されたトナーＴで感光体２上の静電潜像が現像されて感光体２上にトナー像が形成される。   The optical writing device 4 writes an electrostatic latent image on the photosensitive member 2 with, for example, a laser beam. The developing device 5 includes a developing roller 5a, a toner supply roller 5b, and a toner layer thickness regulating member 5c. The toner T, which is a developer, is supplied onto the developing roller 5a by the toner supply roller 5b, and the toner T on the developing roller 5a is regulated in thickness by the toner layer thickness regulating member 5c. The electrostatic latent image on the photoconductor 2 is developed with the conveyed toner T, and a toner image is formed on the photoconductor 2.

転写装置６は転写ローラ６ａを有し、この転写ローラ６ａにより感光体２上にトナー像が転写紙や中間転写媒体等の転写媒体９に転写される。そして、トナー像が転写媒体９である転写紙に転写された場合には、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成され、また、トナー像が転写媒体９である中間転写媒体に転写された場合には、中間転写媒体上のトナー像が更に転写紙に転写された後、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成される。   The transfer device 6 includes a transfer roller 6a, and the toner image is transferred onto the photosensitive member 2 by the transfer roller 6a onto a transfer medium 9 such as transfer paper or an intermediate transfer medium. When the toner image is transferred to the transfer paper that is the transfer medium 9, the toner image on the transfer paper is fixed by a fixing device (not shown), an image is formed on the transfer paper, and the toner image is transferred to the transfer medium 9. When the toner image is transferred to the intermediate transfer medium, the toner image on the intermediate transfer medium is further transferred to the transfer paper, and then the toner image on the transfer paper is fixed by a fixing device (not shown) to form an image on the transfer paper. Is done.

クリーニング装置７は例えばクリーニングブレード等のクリーニング部材７ａを有し、このクリーニング部材７ａにより感光体２がクリーニングされて、感光体２上の転写残りトナーが除去されかつ回収される。   The cleaning device 7 includes a cleaning member 7a such as a cleaning blade. The photosensitive member 2 is cleaned by the cleaning member 7a, and the transfer residual toner on the photosensitive member 2 is removed and collected.

この例の帯電ローラ３ａによれば、帯電ローラ３ａの基材にコストの安い絶縁性樹脂からなる絶縁性基材３ｂを用いているので、従来のように導電性樹脂を用いた基材に比べて低コスト化が効果的に可能となる。また、帯電ローラ３ａの基材に絶縁性基材３ｂを用いることで、表面抵抗を低くできるようになる。これにより、帯電ローラ３ａの抵抗安定性を向上させることができる。   According to the charging roller 3a of this example, since the insulating base material 3b made of an insulating resin with a low cost is used as the base material of the charging roller 3a, compared with a base material using a conductive resin as in the past. Therefore, cost reduction can be effectively achieved. Further, by using the insulating base material 3b as the base material of the charging roller 3a, the surface resistance can be lowered. Thereby, the resistance stability of the charging roller 3a can be improved.

更に、基材の主な材料として金属シャフトを用いると重量が大きくなる。このため、金属シャフトはその自重で撓みを生じてしまい、軸方向に均一な帯電ギャップＧを得ることができなくなる。そして、均一な帯電ギャップＧが得られないと、均一な帯電を行うことが難しくなり、帯電均一性に弊害を招く。これに対して、この例の帯電ローラ３ａでは、基材の主な材料として絶縁性基材３ｂを用いているので、軽量化が可能となる。したがって、絶縁性基材３ｂの撓みの発生が抑制されて、より均一な帯電ギャップＧを得ることができる。これにより、均一な帯電を行うことができる。   Furthermore, when a metal shaft is used as the main material of the substrate, the weight increases. For this reason, the metal shaft is bent by its own weight, and a uniform charging gap G cannot be obtained in the axial direction. If a uniform charging gap G cannot be obtained, it is difficult to perform uniform charging, which causes a negative effect on charging uniformity. On the other hand, in the charging roller 3a of this example, since the insulating base material 3b is used as the main material of the base material, the weight can be reduced. Therefore, the occurrence of bending of the insulating base material 3b is suppressed, and a more uniform charging gap G can be obtained. Thereby, uniform charging can be performed.

更に、基材に絶縁性基材３ｂを用いているので、従来のような環境の影響を受けやすい導電性樹脂層を用いる場合に比べて基材を環境の影響を受け難くできる。したがって、環境変動にかかわらず、帯電ローラ３ａの抵抗安定性を更に向上させることができる。
更に、基材に絶縁性基材３ｂを用いているので、リークを発生し難くできる。したがって、感光体２にピンホール等が存在した場合などのように、仮にリークが発生しても、その傷が広がることを阻止できる。 Furthermore, since the insulating base material 3b is used as the base material, the base material can be made less susceptible to the environment as compared with the case where the conductive resin layer that is easily affected by the environment is used. Therefore, the resistance stability of the charging roller 3a can be further improved regardless of environmental fluctuations.
Furthermore, since the insulating base material 3b is used as the base material, it is difficult to generate a leak. Therefore, even if a leak occurs, as in the case where a pinhole or the like exists in the photoconductor 2, it is possible to prevent the damage from spreading.

更に、導電部３ｃが表層のみであるので、電荷の発生をこの導電部３ｃのみにすることができる。これにより、電流を表層の導電部３ｃから絶縁性基材３ｂ側に流れることを防止できる。したがって、従来のような導電性基材に導電性樹脂を塗布して帯電ローラを形成した場合に起こる次のような問題を解決することができる。すなわち、帯電は帯電ローラ３ａの基材と感光体２との間に高電界を形成して放電を起こすことにより行われるため、電流が基材から基材上の樹脂塗装面に流れるようになる。しかも、交流電界を印加するため、電流の向きがその周波数によって瞬時に変化する。したがって、基材上の樹脂塗装面は過度の電気的ストレスを受けるため、塗装の剥げ、あるいは塗装の浮き等の問題があるが、この例の帯電ローラ３ａによれば、これらの問題を解決することができる。   Furthermore, since the conductive portion 3c is only the surface layer, the generation of charges can be limited to the conductive portion 3c. Thereby, it can prevent that an electric current flows into the insulating base material 3b side from the electroconductive part 3c of a surface layer. Therefore, the following problems that occur when a charging roller is formed by applying a conductive resin to a conventional conductive substrate can be solved. That is, since charging is performed by forming a high electric field between the base material of the charging roller 3a and the photosensitive member 2 to cause discharge, current flows from the base material to the resin coating surface on the base material. . Moreover, since an alternating electric field is applied, the direction of the current changes instantaneously depending on the frequency. Therefore, since the resin coating surface on the substrate is subjected to excessive electrical stress, there are problems such as peeling of the coating or floating of the coating. However, the charging roller 3a of this example solves these problems. be able to.

更に、この例の画像形成装置１では、このような帯電ローラ３ａを用いているので、帯電ローラ３ａにより感光体２を安定して帯電することができる。したがって、この例の画像形成装置１により、良好な画像を長期にわたって形成することができる。   Further, since the image forming apparatus 1 of this example uses such a charging roller 3a, the photosensitive member 2 can be stably charged by the charging roller 3a. Therefore, a good image can be formed over a long period of time by the image forming apparatus 1 of this example.

更に、帯電ローラ３ａに直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電電圧を印加しているので、絶縁性基材３ｂを用いた帯電ローラ３ａであっても、感光体２と帯電ローラ３ａとの間の帯電ギャップＧが不均一であったり、急激な環境変動があったりした場合に、感光体２のを良好にかつ安定して帯電することができる。   Further, since a charging voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage is applied to the charging roller 3a, even the charging roller 3a using the insulating substrate 3b is disposed between the photoreceptor 2 and the charging roller 3a. When the charging gap G of the photosensitive member 2 is non-uniform or suddenly changes in the environment, the photosensitive member 2 can be charged satisfactorily and stably.

図５（ａ）は、本発明の帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的に示す軸方向に沿った断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるVB−VB線に沿う断面図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。   FIG. 5A is a sectional view along the axial direction schematically showing another example of the embodiment of the charging roller of the present invention, and FIG. 5B is a VB-VB line in FIG. FIG. The same components as those in the above-described example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

前述の図３に示す例の帯電ローラ３ａでは、両端部の導電軸３ｆ,３ｇが別体にされて設けられている。これに対して、図５（ａ）および（ｂ）に示すようにこの例の帯電ローラ３ａでは、１本の導電軸３ｈが設けられている。この導電軸３ｈは絶縁性基材３ｂの中心を軸方向に貫通して、絶縁性基材３ｂの両端から軸方向に突出して設けられる。
この例の帯電ローラ３ａの他の構成は、前述の例の帯電ローラ３ａと同じである。
この例の帯電ローラ３ａによれば、導電軸３ｈが絶縁性基材３ｂを軸方向に貫通しているため、前述の例より若干重量が増大する。しかし、電流が導電軸３ｈから表層の導電部３ｃに流れて放電が行われるだけであって、この電流は表層の導電部３ｃから絶縁性基材３ｂには流れない。したがって、この例の帯電ローラ３ａの作用効果は、前述の作用効果と実質的に同じである。 In the charging roller 3a in the example shown in FIG. 3, the conductive shafts 3f and 3g at both ends are provided separately. On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, the charging roller 3a of this example is provided with one conductive shaft 3h. The conductive shaft 3h passes through the center of the insulating substrate 3b in the axial direction and is provided so as to protrude in the axial direction from both ends of the insulating substrate 3b.
Other configurations of the charging roller 3a in this example are the same as those of the charging roller 3a in the above-described example.
According to the charging roller 3a of this example, since the conductive shaft 3h penetrates the insulating base material 3b in the axial direction, the weight is slightly increased compared to the above example. However, the current only flows from the conductive shaft 3h to the surface conductive portion 3c and discharge is performed, and this current does not flow from the surface conductive portion 3c to the insulating substrate 3b. Therefore, the effect of the charging roller 3a in this example is substantially the same as the effect described above.

次に、本発明により得られる効果を確認する実験を行った。
（実験装置）
実験装置はセイコーエプソン社（株）製のカラープリンタＬＰ９０００Ｃを、帯電部分のみを前述の各実施例および各比較例の帯電ローラを装着可能に改造して使用した。実験は、室温２５℃、相対湿度６０％の環境下で行った。 Next, an experiment for confirming the effect obtained by the present invention was conducted.
(Experimental device)
As an experimental apparatus, a color printer LP9000C manufactured by Seiko Epson Corporation was used by modifying only the charging portion so that the charging roller of each of the examples and comparative examples described above can be mounted. The experiment was performed in an environment at room temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 60%.

帯電ローラ３ａに印加する電圧Ｖ_CR（Ｖ）は、直流電圧Ｖ_DC（Ｖ）に交流電圧Ｖ_AC（Ｖ）重畳した電圧である（Ｖ_CR ＝ Ｖ_DC＋Ｖ_AC）。具体的には、Ｖ_DC ＝ −６００（Ｖ）、Ｖ_AC ＝ （Ｖ_PP／２）×ｓｉｎ２πｆｔ（周波数ｆ＝１.３Ｈｚ、時間ｔ（ｓｅｃ）、振幅Ｖ_PP（Ｖ））に設定した。振幅Ｖ_PP（Ｖ）は、帯電時の印加電流の実効値Ｉ_RMS（ｍＡ）が１.２ｍＡとなるように各実施例および各比較例毎に変えて設定した。各実施例および各比較例毎の振幅Ｖ_PP（Ｖ）を後述する表１および表２に示す。 The voltage V _CR (V) applied to the charging roller 3a is a voltage obtained by superimposing the _AC voltage V _AC (V) on the DC voltage V _DC (V) (V _CR = V _DC + V _AC ). Specifically, V _DC = −600 (V), V _AC = (V _PP / 2) × sin 2πft (frequency f = 1.3 Hz, time t (sec), amplitude V _PP (V)). The amplitude V _PP (V) was set differently for each example and each comparative example so that the effective value I _RMS (mA) of the applied current during charging was 1.2 mA. The amplitude V _PP (V) for each example and each comparative example is shown in Table 1 and Table 2 described later.

また、各帯電ローラの表面抵抗は、ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（株式会社ダイアインスツルメンツ社製）を用いて測定した。その場合、表面抵抗の測定は２０×２０ｍｍ²□のアルミプレートに、表１に示す導電部３ｃの塗装膜と同じ材料でかつ同じ膜厚で塗装膜を作製して行った。 Further, the surface resistance of each charging roller was measured using Hiresta UP MCP-HT450 type (manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.). In that case, the surface resistance was measured by preparing a coating film on a 20 × 20 mm ² □ aluminum plate with the same material and the same film thickness as the coating film of the conductive portion 3c shown in Table 1.

実験は、各実施例および各比較例の帯電ローラ３ａに対して、前述の帯電電圧Ｖ_CR（Ｖ）を印加して、Ａ３相当の全面ベタ印字（２５％ハーフトーンの印字）を１０００（１ｋ）枚行い、均一帯電ができているか否かを目視観察して画像が良好に得られるか否かを確認した。その場合、画像全体に斑点の帯電斑が出現した場合、または帯電が行われず、トナーが濃すぎる画像が出力された場合に、帯電不良であると判断して、画像評価を不良とした。また、それ以外では、帯電良好であると判断して、画像評価を良とした。 In the experiment, the charging voltage V _CR (V) described above was applied to the charging roller 3a of each example and each comparative example, and A3 equivalent full surface printing (25% halftone printing) was performed at 1000 (1k). ) Sheets were checked, and whether or not uniform charging was performed was visually observed to confirm whether or not an image was satisfactorily obtained. In that case, when spotted spots appear on the entire image, or when charging is not performed and an image in which the toner is too dark is output, it is determined that charging is defective, and image evaluation is determined to be poor. Other than that, it was judged that charging was good and image evaluation was good.

なお、帯電ローラ３ａに対する帯電電圧Ｖ_CR（Ｖ）の印加方法は、図４（ａ）および（ｂ）に示す板ばねからなる帯板状の電圧印加部材８を用いて帯電電圧Ｖ_CR（Ｖ）を各導電軸３ｆ,３ｈ,３ｉに印加する方法を用いた。
また、以下の各実施例および各比較例の絶縁性基材３ｂおよび導電部３ｃに用いられるＰＵおよびＰＯＭは、いずれも市販のものを用いた。また、ＣＢは三菱化学（株）製ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤを用いた。更に、導電性酸化錫は、株式会社ジェムコの商品名「Ｔ−１」の導電性酸化を用い、この「Ｔ−１」はスズ−アンチモン系酸化物である。 Incidentally, the method for applying the charging voltage V _CR for charging roller 3a (V) is, FIG. 4 (a) and (b) a strip-shaped voltage applying member 8 consisting of a leaf spring shown in using the charging voltage V _CR (V ) Was applied to each of the conductive axes 3f, 3h, 3i.
Commercially available PUs and POMs were used for the insulating base material 3b and the conductive part 3c in the following examples and comparative examples. Moreover, Mitsubishi Chemical Corporation Ketchen Black EC-600JD was used for CB. Furthermore, conductive tin oxide uses conductive oxidation of trade name “T-1” of Gemco Co., Ltd., and “T-1” is a tin-antimony oxide.

（実施例１ないし２８の帯電ローラ）
実験に用いた実施例１ないし２８の帯電ローラ３ａは前述の製造方法で製造した。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは、住友スリーエム社製のポリエステルテープ（膜厚２０μｍ；幅５ｍｍ）を導電部３ｃの両端からそれぞれ約２ｍｍ離して導電部３ｃの外周面に貼着した。各実施例の帯電ローラ３ａを表１に示す。 (Charging roller of Examples 1 to 28)
The charging roller 3a of Examples 1 to 28 used in the experiment was manufactured by the above-described manufacturing method. For the first and second gap members 3d and 3e, a polyester tape (film thickness 20 μm; width 5 mm) manufactured by Sumitomo 3M Co. was attached to the outer peripheral surface of the conductive portion 3c with a distance of about 2 mm from both ends of the conductive portion 3c. Table 1 shows the charging roller 3a of each example.

実施例１ないし１６の帯電ローラ３ａは、図３（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。各実施例の帯電ローラ３ａの導電軸３ｆ,３ｇには、φ６ｍｍのＳＵＳ３０４製の軸を用い、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。   The charging roller 3a of Examples 1 to 16 is a charging roller 3a of the type shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). As the conductive shafts 3f and 3g of the charging roller 3a of each embodiment, a shaft made of SUS304 having a diameter of 6 mm was used so that it could be mounted on the color printer of the above-described experimental apparatus.

また、実施例１ないし９の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの絶縁性樹脂であるＰＵを用いた。更に、実施例１の導電部３ｃは、ＰＵ２０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ８０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０³Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例２の導電部３ｃは、ＰＵ３０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ７０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.５×１０³Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例３の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０⁴Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８２０（Ｖ）に設定した。実施例４の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、９.８×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８６０（Ｖ）に設定した。実施例５の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８５０（Ｖ）に設定した。実施例６の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.０×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８８０（Ｖ）に設定した。実施例７の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.８×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９００（Ｖ）に設定した。実施例８の導電部３ｃは、ＰＵ８５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.８×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。実施例９の導電部３ｃは、ＰＵ９０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ１９ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、４.８×１０⁸Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。 Further, PU, which is an insulating resin having an outer diameter of φ12 mm and a length of 340 mm, was used for the insulating base material 3 b of the charging roller 3 a of Examples 1 to 9. Furthermore, the conductive portion 3c of Example 1 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 20 wt% with CB 80 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.2 × 10 ³ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1800 (V). The conductive portion 3c of Example 2 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 30 wt% with CB 70 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.5 × 10 ³ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1800 (V). The conductive part 3c of Example 3 was formed to a film thickness of 5 μm by mixing 50 wt% of PU and 50 wt% of CB as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 5.5 × 10 ⁴ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1820 (V). The conductive portion 3c of Example 4 was formed to have a film thickness of 7 μm by mixing 25 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 75 wt% of PU. The surface resistivity at this time was 9.8 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP of the AC voltage applied (V) was set to 1860 (V). The conductive portion 3c of Example 5 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing PU75 wt% with CB 25 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 8.5 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1850 (V). The conductive portion 3c of Example 6 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 80 wt% with CB 20 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 2.0 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1880 (V). The conductive portion 3c of Example 7 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing PU 80 wt% with conductive tin oxide 20 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.8 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1900 (V). The conductive portion 3c of Example 8 was formed to a thickness of 15 μm by mixing PU 85 wt% with conductive tin oxide 15 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 7.8 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1960 (V). The conductive portion 3c of Example 9 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing PU 90 wt% with CB 19 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 4.8 × 10 ⁸ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP of the AC voltage applied (V) was set to 1960 (V).

実施例１０ないし１６の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの絶縁性樹脂であるＰＯＭを用いた。更に、実施例１０の導電部３ｃは、ＰＯＭ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、６.５×１０⁴Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８２０（Ｖ）に設定した。実施例１１の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例１２の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚５５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.０×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例１３の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.４×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８６０（Ｖ）に設定した。実施例１４の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.８×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９３０（Ｖ）に設定した。実施例１５の導電部３ｃは、ＰＯＭ８５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ１５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.４×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９５０（Ｖ）に設定した。実施例１６の導電部３ｃは、ＰＯＭ９０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.３×１０⁸Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。 For the insulating base 3b of the charging roller 3a of Examples 10 to 16, POM, which is an insulating resin having an outer diameter of 12 mm and a length of 340 mm, was used. Furthermore, the conductive portion 3c of Example 10 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing 50 wt% of CB as a conductive agent with 50 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 6.5 × 10 ⁴ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1820 (V). The conductive portion 3c of Example 11 was formed to have a thickness of 7 μm by mixing 25 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 75 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 8.5 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP of the AC voltage applied (V) was set to 1840 (V). The conductive portion 3c of Example 12 was formed to have a film thickness of 55 μm by mixing POM 75 wt% with CB 25 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.0 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1800 (V). The conductive portion 3c of Example 13 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing CB 20 wt%, which is a conductive agent, with POM 80 wt%. The surface resistivity at this time was 2.4 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1860 (V). The conductive portion 3c of Example 14 was formed to a thickness of 25 μm by mixing 20 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 80 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 2.8 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1930 (V). The conductive portion 3c of Example 15 was formed to have a film thickness of 15 μm by mixing CB 15 wt%, which is a conductive agent, with POM 85 wt%. The surface resistivity at this time was 7.4 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1950 (V). The conductive portion 3c of Example 16 was formed to a thickness of 25 μm by mixing 10 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 90 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 1.3 × 10 ⁸ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP of the AC voltage applied (V) was set to 1990 (V).

実施例１７ないし２８の帯電ローラ３ａは、図５（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。各実施例の帯電ローラ３ａの導電軸３ｈには、φ６ｍｍのＳＵＳ３０４製の軸を用い、この軸を絶縁性基材３ｂを軸方向に貫通させて、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。また、実施例１７いし２１の帯電ローラ３ａの絶縁性基材３ｂには、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍｍ内径φ６ｍｍの円筒状の絶縁性樹脂であるＰＵを用いた。更に、実施例１７の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０⁴Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８１０（Ｖ）に設定した。実施例１８の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚１２０μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.８×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８１０（Ｖ）に設定した。実施例１９の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.１×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８００（Ｖ）に設定した。実施例２０の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.９×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。実施例２１の導電部３ｃは、ＰＵ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、３.８×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は２０１０（Ｖ）に設定した。実施例２２の導電部３ｃは、ＰＯＭ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、６.４×１０⁴Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８１５（Ｖ）に設定した。実施例２３の導電部３ｃは、Ｐ〜Ｍ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚１９０μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.８×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例２４の導電部３ｃは、ＰＯＭ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８４０（Ｖ）に設定した。実施例２５の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、３.４×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９６０（Ｖ）に設定した。実施例２６の導電部３ｃは、ＰＯＭ８０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、２.９×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９９０（Ｖ）に設定した。実施例２７の導電部３ｃは、ＰＯＭ８５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ１５ｗｔ％を混合して、膜厚１５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、７.６×１０⁷Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１９７０（Ｖ）に設定した。実施例２８の導電部３ｃは、ＰＯＭ９０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫１０ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.９×１０⁸Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は２２００（Ｖ）に設定した。 The charging roller 3a of Examples 17 to 28 is a charging roller 3a of the type shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). As the conductive shaft 3h of the charging roller 3a of each embodiment, a shaft made of SUS304 having a diameter of 6 mm is used, and this shaft can penetrate the insulating base material 3b in the axial direction so that it can be mounted on the color printer of the above-described experimental apparatus. did. Further, PU, which is a cylindrical insulating resin having an outer diameter of φ12 mm, a length of 340 mm, and an inner diameter of φ6 mm, was used for the insulating base material 3 b of the charging roller 3 a of Example 17 wheel 21. Furthermore, the conductive portion 3c of Example 17 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing 50 wt% of PU and 50 wt% of CB as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 5.5 × 10 ⁴ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1810 (V). The conductive portion 3c of Example 18 was formed to have a film thickness of 120 μm by mixing 25 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 75 wt% of PU. The surface resistivity at this time was 8.8 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1810 (V). The conductive part 3c of Example 19 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing PU75 wt% with CB 25 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.1 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1800 (V). The conductive portion 3c of Example 20 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 80 wt% with CB 20 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 2.9 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Further, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1990 (V). The conductive portion 3c of Example 21 was formed to a thickness of 25 μm by mixing 80 wt% of PU with 20 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 3.8 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 2010 (V). The conductive portion 3c of Example 22 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing 50 wt% POM with CB 50 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 6.4 × 10 ⁴ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1815 (V). The conductive portion 3c of Example 23 was formed to a thickness of 190 μm by mixing P to M 75 wt% with 25 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 8.8 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1840 (V). The conductive portion 3c of Example 24 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing POM 75 wt% with CB 25 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.2 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the applied AC voltage was set to 1840 (V). The conductive portion 3c of Example 25 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing CB 20 wt%, which is a conductive agent, with POM 80 wt%. The surface resistivity at this time was 3.4 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1960 (V). The conductive portion 3c of Example 26 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing 20 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 80 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 2.9 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Further, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1990 (V). The conductive portion 3c of Example 27 was formed to have a film thickness of 15 μm by mixing CB 15 wt%, which is a conductive agent, with POM 85 wt%. The surface resistivity at this time was 7.6 × 10 ⁷ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1970 (V). The conductive portion 3c of Example 28 was formed to have a thickness of 25 μm by mixing 10 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 90 wt% of POM. The surface resistivity at this time was 1.9 × 10 ⁸ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 2200 (V).

（比較例１ないし５の帯電ローラ）
実験に用いた比較例１ないし５の帯電ローラ３ａは、図６（ａ）および（ｂ）に示すタイプの帯電ローラ３ａである。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、このタイプの帯電ローラ３ａには絶縁性基材３ｂは用いられていない。代わりに、金属シャフト３ｉが用いられている。この金属シャフト３ｉはＳＵＳ３０４から製造され、外径φ１２ｍｍ、長さ３４０ｍｍの金属シャフト部分とその両端にφ６ｍｍの導電軸とを形成して、前述の実験装置のカラープリンタに搭載可能にした。そして、これらの比較例１ないし５の帯電ローラ３ａは前述の製造方法で製造した。第１および第２ギャップ部材３ｄ,３ｅは、住友スリーエム社製のポリエステルテープ（膜厚２０μｍ；幅５ｍｍ）を導電部３ｃの両端からそれぞれ約２ｍｍ離して導電部３ｃの外周面に貼着した。各比較例の帯電ローラ３ａを表２に示す。 (Charging roller of Comparative Examples 1 to 5)
The charging roller 3a of Comparative Examples 1 to 5 used in the experiment is a charging roller 3a of the type shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). As shown in FIGS. 6A and 6B, the insulating base material 3b is not used in this type of charging roller 3a. Instead, a metal shaft 3i is used. The metal shaft 3i is manufactured from SUS304, and a metal shaft portion having an outer diameter of φ12 mm and a length of 340 mm and conductive shafts of φ6 mm are formed at both ends thereof so that the metal shaft 3i can be mounted on the color printer of the above-described experimental apparatus. The charging rollers 3a of Comparative Examples 1 to 5 were manufactured by the above-described manufacturing method. For the first and second gap members 3d and 3e, a polyester tape (film thickness 20 μm; width 5 mm) manufactured by Sumitomo 3M Co. was attached to the outer peripheral surface of the conductive portion 3c with a distance of about 2 mm from both ends of the conductive portion 3c. Table 2 shows the charging roller 3a of each comparative example.

比較例１の導電部３ｃは、ＰＵ２０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ８０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.２×１０³Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１７００（Ｖ）に設定した。比較例２の導電部３ｃは、ＰＵ３０ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫７０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、１.５×１０³Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１７００（Ｖ）に設定した。比較例３の導電部３ｃは、ＰＵ５０ｗｔ％に導電剤であるＣＢ５０ｗｔ％を混合して、膜厚５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、５.５×１０⁴Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１７８０（Ｖ）に設定した。比較例４の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤である導電性酸化錫２５ｗｔ％を混合して、膜厚７μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、９.８×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８７０（Ｖ）に設定した。比較例５の導電部３ｃは、ＰＵ７５ｗｔ％に導電剤であるＣＢ２５ｗｔ％を混合して、膜厚２５μｍに形成した。このときの表面抵抗率は、８.５×１０⁶Ω／ｃｍ²であった。更に、印加する交流電圧の振幅Ｖ_PP（Ｖ）は１８５０（Ｖ）に設定した。 The conductive part 3c of Comparative Example 1 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 20 wt% with CB 80 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.2 × 10 ³ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP of the AC voltage applied (V) was set to 1700 (V). The conductive part 3c of Comparative Example 2 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU 30 wt% with conductive tin oxide 70 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 1.5 × 10 ³ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1700 (V). The conductive portion 3c of Comparative Example 3 was formed to have a film thickness of 5 μm by mixing PU50 wt% with CB 50 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 5.5 × 10 ⁴ Ω / cm ² . Further, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1780 (V). The conductive portion 3c of Comparative Example 4 was formed to a thickness of 7 μm by mixing 25 wt% of conductive tin oxide as a conductive agent with 75 wt% of PU. The surface resistivity at this time was 9.8 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1870 (V). The conductive portion 3c of Comparative Example 5 was formed to have a film thickness of 25 μm by mixing PU75 wt% with CB 25 wt% as a conductive agent. The surface resistivity at this time was 8.5 × 10 ⁶ Ω / cm ² . Furthermore, the amplitude V _PP (V) of the AC voltage to be applied was set to 1850 (V).

（実験結果）
それぞれの実験結果を表１および表２に示す。
表１に示すように、絶縁性基材を用いた実施例では、表面抵抗率が１.８×１０⁷Ω／ｃｍ²を超える高抵抗である実施例６ないし９、１３ないし１６、２０，２１、および２５ないし２８においては、不良であった。また、表面抵抗率が９.８×１０⁶Ω／ｃｍ²以下の低抵抗である実施例１ないし５、１０ないし１２、１７ないし１９、および２２ないし２４においては、良であった。これにより、本発明のように絶縁性基材３ｂを用いても、表面抵抗率を例えば１０³Ω／ｃｍ²のオーダー等の低い表面抵抗に設定することで、抵抗を安定させて均一な帯電を行うことができることが確認された。したがって、本発明の帯電ローラを備えた画像形成装置１では、コストの安価な絶縁性基材３ｂを用いることで良好な画像形成を安価にできる。 (Experimental result)
The results of each experiment are shown in Table 1 and Table 2.
As shown in Table 1, in Examples using an insulating base material, Examples 6 to 9, 13 to 16, ^20, which have a high resistivity with a surface resistivity exceeding 1.8 × 10 ⁷ Ω / cm ² . 21 and 25 to 28 were bad. In Examples 1 to 5, 10 to 12, 17 to 19, and 22 to 24, which have a low surface resistivity of 9.8 × 10 ⁶ Ω / cm ² or less, it was good. As a result, even when the insulating substrate 3b is used as in the present invention, the surface resistivity is set to a low surface resistance, for example, on the order of 10 ³ Ω / cm ² , thereby stabilizing the resistance and uniform charging. It was confirmed that can be done. Therefore, in the image forming apparatus 1 provided with the charging roller of the present invention, good image formation can be made inexpensive by using an inexpensive insulating base material 3b.

一方、表２に示すように導電性基材を用いた比較例では、表面抵抗率が５.５×１０⁴Ω／ｃｍ²を超える低抵抗である比較例１ないし３においては、不良であった。このように画像評価した理由は、帯電ローラ３ａと感光体２との間で絶縁破壊が起きて感光体が損傷し、リークを生じたことが確認されたためである。また、表面抵抗率が８.５×１０⁶Ω／ｃｍ²を超える高抵抗である比較例４および５においては、良であった。これにより、従来のように導電性基材を用いた場合でも、表面抵抗率を低く設定すると、リークが生じて良好な帯電が行われないことが分かった。
以上の実験結果から、本発明のように帯電ローラ３ａに絶縁性樹脂からなる絶縁性基材３ｂを用いた場合でも、良好な帯電を実現することが可能であることが確認された。 On the other hand, as shown in Table 2, in the comparative examples using the conductive substrate, the comparative examples 1 to 3 having a low resistivity exceeding 5.5 × 10 ⁴ Ω / cm ² were not satisfactory. It was. The reason for evaluating the image in this manner is that it was confirmed that dielectric breakdown occurred between the charging roller 3a and the photosensitive member 2, and the photosensitive member was damaged and leaked. Moreover, it was good in Comparative Examples 4 and 5, which have a high resistance with a surface resistivity exceeding 8.5 × 10 ⁶ Ω / cm ² . As a result, it was found that even when a conductive base material was used as in the prior art, if the surface resistivity was set low, leakage occurred and good charging was not performed.
From the above experimental results, it was confirmed that good charging can be realized even when the insulating base 3b made of an insulating resin is used for the charging roller 3a as in the present invention.

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。1 is a diagram schematically and partially showing an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図１に示す例の画像形成装置に用いられる感光体および帯電ローラを模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a photoreceptor and a charging roller used in the image forming apparatus in the example shown in FIG. 1. （ａ）は帯電ローラの実施の形態の一例を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるIIIB−IIIB線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which shows an example of embodiment of a charging roller typically, (b) is sectional drawing which follows the IIIB-IIIB line | wire in (a). （ａ）は帯電ローラへの帯電電圧の印加を説明する図、（ｂ）は（ａ）におけるIVB−IVB線に沿う断面図である。(A) is a figure explaining application of the charging voltage to a charging roller, (b) is sectional drawing which follows the IVB-IVB line | wire in (a). （ａ）は帯電ローラの実施の形態の他の例を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるVB−VB線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which shows the other example of embodiment of a charging roller typically, (b) is sectional drawing which follows the VB-VB line | wire in (a). （ａ）は比較例の帯電ローラを模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）におけるVIB−VBI線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which shows typically the charging roller of a comparative example, (b) is sectional drawing which follows the VIB-VBI line | wire in (a).

符号の説明Explanation of symbols

１…画像形成装置、２…感光体、３…帯電装置、３ａ…帯電ローラ、３ｂ…絶縁性基材、３ｃ…導電部（導電性表層）、３ｄ…第１ギャップ部材、３ｅ…第２ギャップ部材、３ｆ,３ｇ,３ｈ,３ｉ…導電軸、４…光書込み装置、５…現像装置、６…転写装置、８…電圧印加部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Photoconductor, 3 ... Charging device, 3a ... Charging roller, 3b ... Insulating base material, 3c ... Conductive part (conductive surface layer), 3d ... 1st gap member, 3e ... 2nd gap 3f, 3g, 3h, 3i ... conductive shaft, 4 ... optical writing device, 5 ... developing device, 6 ... transfer device, 8 ... voltage applying member

Claims (6)

絶縁性基材と、この絶縁性基材の外周面および両端面を覆う導電性表層と、前記絶縁性基材の両端部にそれぞれ軸方向に突出しかつ前記導電性表層に電気的に導通する導電軸と、前記導電性表層の外周面に設けられかつ帯電ギャップを設定するギャップ部材とを少なくとも備えることを特徴とする帯電ローラ。 Insulating substrate, conductive surface layer covering outer peripheral surface and both end surfaces of this insulating substrate, conductive projecting in axial direction at both ends of said insulating substrate and electrically conducting to said conductive surface layer A charging roller comprising at least a shaft and a gap member provided on an outer peripheral surface of the conductive surface layer and setting a charging gap. 前記絶縁性基材は絶縁性樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の帯電ローラ。 The charging roller according to claim 1, wherein the insulating base is made of an insulating resin. 前記導電性表層は導電性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２記載の帯電ローラ。 The charging roller according to claim 1, wherein the conductive surface layer is made of a conductive resin. 前記導電軸は、前記絶縁性基材の両端部にそれぞれ個別に設けられる一対の導電軸であるか、または前記絶縁性基材を軸方向の貫通しかつ前記絶縁性基材の両端部からそれぞれ軸方向に突出する１つの導電軸であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の帯電ローラ。 The conductive shaft is a pair of conductive shafts individually provided at both end portions of the insulating base material, or passes through the insulating base material in the axial direction and from both end portions of the insulating base material, respectively. 4. The charging roller according to claim 1, wherein the charging roller is one conductive shaft protruding in an axial direction. 静電潜像が形成される像担持体と、ギャップ部材が前記像担持体に当接して所定の帯電ギャップを設定することで前記像担持体を非接触帯電する請求項１ないし４のいずれか１記載の帯電ローラを有する帯電装置と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を転写する転写装置とを少なくとも備えることを特徴とする画像形成装置。 5. An image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a gap member abutting against the image carrier to set a predetermined charging gap to charge the image carrier in a non-contact manner. 1. A charging device having a charging roller according to claim 1, a developing device for developing an electrostatic latent image on the image carrier with toner to form a toner image on the image carrier, and a toner image on the image carrier. An image forming apparatus comprising at least a transfer device for transferring the image. 前記帯電ローラに印加する帯電電圧は、直流電圧と交流電圧との重畳電圧であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the charging voltage applied to the charging roller is a superimposed voltage of a DC voltage and an AC voltage.

Images