JP2011081039A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of achieving higher image quality by making surface potential in a contact electrifying means stable over a long term from an early stage. <P>SOLUTION: The contact electrifying means has two or more independent contact electrifying members 2 and 9, wherein an amount of DC current flowing to the first contact electrifying member 2 abutting on an image carrier 1 on the most upstream side along a moving direction of the image carrier 1 is larger than an amount of DC current flowing to the second contact electrifying member 9 provided on the most downstream side from the first contact electrifying member 2 along the moving direction of the image carrier 1, and resistance adjusting agents used for the first contact electrifying member 2 and the second contact electrifying member 9 differ in kind or an amount of addition. When resistance unevenness on the periphery and a resistance rise rate in the first contact electrifying member 2 are defined as A1 and B1, and resistance unevenness on the periphery and a resistance rise rate in the second contact electrifying member 9 are defined as A2 and B2, A1>A2 and B1<B2 are satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus used for a copying machine, a facsimile machine, and the like.

複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置では、所謂、電子写真方式により画像形成が行われる場合がある。すなわち、感光体表面を均一に帯電させた後、感光体表面に原稿画像に対応する静電潜像を形成し、静電潜像をトナーにより可視化して転写紙に転写する。転写後の感光体表面に残留している電荷及びトナーは、それぞれ除電器及びクリーニング装置により除去され、次の画像形成動作に備えられる。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine, image formation may be performed by a so-called electrophotographic method. That is, after the surface of the photosensitive member is uniformly charged, an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the surface of the photosensitive member, and the electrostatic latent image is visualized with toner and transferred to transfer paper. The charge and toner remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer are removed by a static eliminator and a cleaning device, respectively, and are prepared for the next image forming operation.

ところで、感光体表面の帯電方式には、コロナ放電を利用した非接触帯電方式と接触帯電方式とがある。このうち、接触帯電方式は、非接触帯電方式で生じるオゾン発生現象が少ないという点において、最近注目されている。接触帯電方式では、例えば可撓性の導電性シートからなる帯電ローラが用いられる（特許文献１）。帯電ローラは、感光体表面に接触して設けられたもので、直流電圧が印加されている。感光体の回転に伴い、帯電ローラは感光体に接触しながら回転する。このとき、印加されている直流電圧により感光体表面が接触帯電される。   By the way, there are a non-contact charging method using corona discharge and a contact charging method for charging the surface of the photoreceptor. Of these, the contact charging method has recently attracted attention in that the ozone generation phenomenon that occurs in the non-contact charging method is small. In the contact charging method, for example, a charging roller made of a flexible conductive sheet is used (Patent Document 1). The charging roller is provided in contact with the surface of the photoreceptor, and is applied with a DC voltage. As the photosensitive member rotates, the charging roller rotates while contacting the photosensitive member. At this time, the surface of the photoreceptor is contact-charged by the applied DC voltage.

ここで、帯電部材は、被帯電体である感光体の面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を存して非接触に近接配置されていてもよい（近接帯電）。本発明においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範疇とする。   Here, the charging member does not necessarily need to be in contact with the surface of the photosensitive member that is a member to be charged. If even a dischargeable region determined by the gap voltage and the correction Paschen curve is reliably ensured between the charging member and the photosensitive member, for example, a gap (gap) of several tens of μm exists and is arranged in a non-contact manner. Good (proximity charging). In the present invention, this proximity charging is also in the category of contact charging.

接触帯電手段における表面電位を、初期から長期に渡って安定させ、高画質化を図るために、次の構成の接触帯電手段が知られている（特許文献２）。   In order to stabilize the surface potential in the contact charging means from the initial stage over a long period of time and to improve the image quality, a contact charging means having the following configuration is known (Patent Document 2).

つまり、接触帯電手段は、独立した２つ以上の接触帯電部材を有し、これらの接触帯電部材うち、感光体表面と最初に当接する第１の接触帯電部材に直流バイアスを印加する。感光体の移動方向に沿って第１の接触帯電部材よりも下流側に設けられ、感光体の表面に当接する第２の接触帯電部材には、直流に交流を重畳したバイアスを印加する構成とされる。   That is, the contact charging means has two or more independent contact charging members, and applies a DC bias to the first contact charging member that first contacts the surface of the photoreceptor among these contact charging members. A configuration in which a bias in which an alternating current is superimposed on a direct current is applied to a second contact charging member that is provided on the downstream side of the first contact charging member along the moving direction of the photoreceptor and is in contact with the surface of the photoreceptor. Is done.

特開平６−１１９５２号公報JP-A-6-11952 特開２００１−３１２１２５号公報JP 2001-312125 A

しかしながら、従来の方法では以下の問題点がある。   However, the conventional method has the following problems.

従来の方式では、上下流の帯電ローラに電子導電性の帯電ローラを使用した場合、電子導電性の帯電ローラは抵抗ムラが大きいため、帯電ムラを起こし易い。また、イオン導電性の帯電ローラを使用した場合には、抵抗上昇し易いため寿命が短いという問題があった。   In the conventional system, when an electronic conductive charging roller is used as the upstream and downstream charging rollers, the electronic conductive charging roller has a large resistance unevenness, and thus uneven charging tends to occur. Further, when an ion conductive charging roller is used, there is a problem that the resistance is likely to increase and the life is short.

そこで、本発明の目的は、接触帯電手段における表面電位を、初期から長期に渡って安定させ、高画質化を図ることのできる画像形成装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stabilizing the surface potential in the contact charging means from the initial stage over a long period of time and improving the image quality.

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、移動可能な像担持体を前記像担持体と共に回転しながら帯電させる接触帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段とを具備し、
前記接触帯電手段は、独立した２つ以上の接触帯電部材を有し、前記接触帯電部材のうち、前記像担持体に対して前記像担持体の移動方向に沿って最上流で当接する第１の接触帯電部材に流れるＤＣ電流量は、前記像担持体の移動方向に沿って前記第１の接触帯電部材よりも最下流に設けられた第２の接触帯電部材に流れるＤＣ電流量より多く、前記第１の接触帯電部材と前記第２の接触帯電部材に用いられている抵抗調整剤は、種類または添加量が異なっており、
直径３０ｍｍの金属ローラを１５ｒｐｍで回転し、未通電状態（初期）の帯電ローラを片側５００Ｎ×２の荷重で押し付けた状態で、ＤＣ電流５０μＡを印加した時の電圧値を帯電ローラの周方向に１２８分割の等間隔で測定し、帯電ローラ一周分の抵抗値を求めた時の、抵抗の最高値をＲｍａｘ、抵抗の最低値をＲｍｉｎとすると、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎを抵抗周ムラと定義し、
直径３０ｍｍの金属ローラを１５ｒｐｍで回転し、帯電ローラを片側５００Ｎ×２の荷重で押し付けた状態で、ＤＣ電流５０μＡを非通電状態から３０時間通電しつづけた時の、３０時間後の抵抗値／初期の抵抗値、を抵抗上昇率と定義し、
前記第１の接触帯電部材の抵抗周ムラをＡ１、抵抗上昇率をＢ１とし、前記第２の接触帯電部材の抵抗周ムラをＡ２、抵抗上昇率をＢ２とすると、
Ａ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２
であることを特徴とする画像形成装置である。 The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides contact charging means for charging a movable image carrier while rotating together with the image carrier, and electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier. And developing means for developing the electrostatic latent image to form an image,
The contact charging means has two or more independent contact charging members, and of the contact charging members, a first contact that is in contact with the image carrier in the most upstream direction along the moving direction of the image carrier. The amount of DC current flowing through the contact charging member is greater than the amount of DC current flowing through the second contact charging member provided on the most downstream side with respect to the first contact charging member along the moving direction of the image carrier, The resistance adjusting agents used in the first contact charging member and the second contact charging member are different in type or amount added,
Rotate a metal roller with a diameter of 30 mm at 15 rpm, press the non-energized (initial) charging roller with a load of 500 N × 2 on one side, and apply a voltage value when a DC current of 50 μA is applied in the circumferential direction of the charging roller. Rmax / Rmin is defined as resistance circumference unevenness, where Rmax is the maximum resistance value and Rmin is the minimum resistance value when the resistance value for one round of the charging roller is obtained by measuring at equal intervals of 128 divisions.
When a 30 mm diameter metal roller is rotated at 15 rpm and the charging roller is pressed with a load of 500 N × 2 on one side, a DC current of 50 μA is continuously energized for 30 hours from the non-energized state. The initial resistance value is defined as the resistance increase rate,
When the resistance circumferential unevenness of the first contact charging member is A1, the resistance increase rate is B1, the resistance peripheral unevenness of the second contact charging member is A2, and the resistance increase rate is B2.
A1> A2, B1 <B2
The image forming apparatus is characterized by the above.

本発明によれば、ＤＣ電流が多く流れる上流の接触帯電部材の抵抗上昇を抑え、画像ムラに影響する下流の接触帯電部材の均一性を上げることにより、初期から長期間使用した後にも、良好な帯電状態を維持することが可能となった。   According to the present invention, the resistance increase of the upstream contact charging member through which a large amount of DC current flows is suppressed, and the uniformity of the downstream contact charging member that affects the image unevenness is improved, so that it is good even after a long period of use from the beginning. It became possible to maintain a stable charged state.

すなわち、上流及び下流の接触帯電部材に適切な接触帯電部材を採用することにより、接触帯電部材の長寿命化と帯電の均一性を達成することが可能である。   That is, by adopting an appropriate contact charging member for the upstream and downstream contact charging members, it is possible to extend the life of the contact charging member and achieve uniform charging.

実施例１における本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention in Embodiment 1. FIG. 実施例１の感光体と上流帯電ローラの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a photoconductor and an upstream charging roller according to the first exemplary embodiment. 実施例１の感光体と下流帯電ローラの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a photoconductor and a downstream charging roller according to the first exemplary embodiment. 帯電バイアス印加系のブロック回路図である。It is a block circuit diagram of a charging bias application system. 実施例１の上流、下流帯電ローラに流れるＤＣ電流比率を示すグラフである。3 is a graph showing a ratio of DC current flowing through an upstream charging roller and a downstream charging roller according to the first exemplary embodiment. 実施例１の上流、下流帯電ローラの抵抗上昇率を示すグラフである。6 is a graph showing the rate of increase in resistance of the upstream and downstream charging rollers of Example 1. イオン導電性ローラと電子導電性ローラの抵抗上昇率を示すグラフである。It is a graph which shows the rate of resistance increase of an ion conductive roller and an electronic conductive roller. 帯電ローラの抵抗周ムラと濃度ムラの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the resistance periphery unevenness of a charging roller, and density unevenness. 帯電ローラの抵抗測定装置の構成図である。It is a block diagram of the resistance measuring apparatus of a charging roller. 実施例２における本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention in Embodiment 2. FIG. 実施例３における本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention in Embodiment 3. FIG. 実施例３の上流、下流停電ローラに流れるＤＣ電流比率を示すグラフである。It is a graph which shows the DC current ratio which flows into the upstream and downstream blackout roller of Example 3. 実施例４の感光体と上流帯電ローラの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a photoconductor and an upstream charging roller of Embodiment 4. 実施例４の感光体と下流帯電ローラの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a photoconductor and a downstream charging roller of Embodiment 4.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。   The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.

実施例１
図１は、本発明に従う画像形成装置の一実施例の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用した、接触帯電方式、反転現像方式、最大通紙サイズがＡ３サイズのレーザビームプリンタである。 Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is a laser beam printer having a contact charging method, a reversal development method, and a maximum sheet passing size of A3 size using a transfer type electrophotographic process.

本実施例にて、画像形成装置は、移動可能な第１の像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１の移動方向（反時計方向）に沿ってその周囲に接触帯電手段として、独立した２つ以上の接触帯電部材２、９が配置される。本実施例では、感光ドラム１の移動方向に沿って、２つの接触帯電部材（帯電ローラ）が、即ち、最上流の第１の帯電ローラ（上流帯電ローラ）２と、最下流の第２の帯電ローラ（下流側帯電ローラ）９が配置されている。更に、感光ドラム１の周りには、現像手段としての現像装置４、接触転写部材としての転写ローラ５、クリーニング装置７が配置されており、帯電ローラ９と現像装置４間の上方には露光装置３が設置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ５間に形成される転写部ｄの転写材搬送方向の下流側には、定着装置６が設置されている。   In this embodiment, the image forming apparatus includes a rotary drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 as a movable first image carrier. Two or more independent contact charging members 2 and 9 are arranged around the photosensitive drum 1 in the moving direction (counterclockwise) as contact charging means. In this embodiment, two contact charging members (charging rollers) are arranged along the moving direction of the photosensitive drum 1, that is, the most upstream first charging roller (upstream charging roller) 2 and the most downstream second charging roller. A charging roller (downstream charging roller) 9 is arranged. Further, a developing device 4 as a developing unit, a transfer roller 5 as a contact transfer member, and a cleaning device 7 are disposed around the photosensitive drum 1, and an exposure device is disposed above the charging roller 9 and the developing device 4. 3 is installed. A fixing device 6 is installed on the downstream side of the transfer portion d formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 in the transfer material conveyance direction.

感光ドラム１は、本実施例では外径３０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）であり、駆動装置（不図示）の駆動によって２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄの３層を下から順に塗布して構成されている。   In this embodiment, the photosensitive drum 1 is a negatively charged organic photoconductor (OPC) having an outer diameter of 30 mm, and driven by a driving device (not shown) at a process speed (peripheral speed) of 200 mm / sec in the direction of arrow R1 ( It is rotated in the counterclockwise direction. As shown in FIG. 2, the photosensitive drum 1 includes an undercoat layer 1 b that suppresses light interference and improves adhesion of an upper layer, a photocharge generation layer 1 c, and the surface of an aluminum cylinder (conductive drum base) 1 a. The three layers of the charge transport layer 1d are applied in order from the bottom.

帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（不図示）により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。そして、感光ドラム１の回転駆動に従動して矢印Ｒ２方向に回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。   The charging roller 2 is rotatably held at both ends of the cored bar 2a by bearing members (not shown), and is urged toward the center of the photosensitive drum 1 by a pressing spring 2e to be applied to the surface of the photosensitive drum 1. It is in pressure contact with a predetermined pressing force. Then, following the rotational drive of the photosensitive drum 1, it rotates in the direction of arrow R2. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is a charging portion (charging nip portion) a.

静電潜像形成手段としての露光装置３は、本実施例では半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナは、不図示の画像読み取り装置等のホスト処理から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌする。この走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで、感光ドラム１面には走査露光Ｌした画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。   The exposure apparatus 3 as the electrostatic latent image forming unit is a laser beam scanner using a semiconductor laser in this embodiment. The laser beam scanner outputs a laser beam modulated in accordance with an image signal input from a host process such as an image reading device (not shown), and scans the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 at the exposure position b. Exposure (image exposure) L is performed. As the scanning exposure L lowers the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser beam, electrostatic latent images corresponding to the image information subjected to the scanning exposure L are sequentially formed on the surface of the photosensitive drum 1. .

現像手段としての現像装置４は、本実施例では２成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。この現像装置４は、現像容器４ａの開口部に固定マグネットローラ４ｃを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ｂが設けられて構成されている。現像容器４ａの現像剤（トナー）４ｅを、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ｂ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。現像容器４ａ内の現像剤４ｅは、トナーと磁性キャリアの混合物であり、２つの現像剤攪拌部材４ｆの回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。   The developing device 4 as the developing means is a reversal developing device of the two-component magnetic brush developing system in this embodiment, and the electrostatic latent image is reversely developed by the toner adhering to the exposed portion (bright portion) of the surface of the photosensitive drum 1. Is done. The developing device 4 is configured such that a rotatable nonmagnetic developing sleeve 4b including a fixed magnet roller 4c is provided in an opening of a developing container 4a. The developer (toner) 4e in the developing container 4a is coated on the developing sleeve 4b in a thin layer by the regulating blade 4d, and is conveyed to the developing unit c facing the photosensitive drum 1. The developer 4e in the developing container 4a is a mixture of toner and magnetic carrier, and is conveyed to the developing sleeve 4b side while being uniformly stirred by the rotation of the two developer stirring members 4f.

本実施例における磁性キャリアの抵抗は約１０¹³Ωｃｍ、粒径は４０μｍであり、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。また、現像容器４ａ内のトナー濃度は、濃度センサ（不図示）によって検知され、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇから適正量のトナーを現像容器４ａに補給して、トナー濃度を一定に調整する。 In this embodiment, the resistance of the magnetic carrier is about 10 ¹³ Ωcm and the particle size is 40 μm, and the toner is triboelectrically charged to the negative polarity by rubbing against the magnetic carrier. Further, the toner density in the developing container 4a is detected by a density sensor (not shown), and an appropriate amount of toner is supplied from the toner hopper 4g to the developing container 4a based on this detection information, so that the toner density is adjusted to be constant. To do.

現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１との最近接距離を３００μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設されており、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の回転方向（反時計方向）とは逆のＲ４方向に回転駆動される。   The developing sleeve 4b is disposed in close proximity to the photosensitive drum 1 while maintaining the closest distance to the photosensitive drum 1 at the developing portion c at 300 μm, and the developing sleeve 4b is disposed in the developing portion c in the rotational direction of the photosensitive drum 1 ( It is rotationally driven in the R4 direction opposite to the counterclockwise direction.

現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において、現像スリーブ４ｂへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−３５０Ｖ）と交流電圧（ピーク間電圧１．６ｋＶ）とを重畳した振動電圧である。   A predetermined developing bias is applied from the power source S2 to the developing sleeve 4b. In this embodiment, the developing bias voltage applied to the developing sleeve 4b is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically, it is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (−350 V) and an AC voltage (peak-to-peak voltage 1.6 kV).

矢印Ｒ５方向に回転する転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって当接して転写部ｄを形成し、電源Ｓ３から転写バイアス（トナーの帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では＋５００Ｖ）が印加される。これによって、この転写部ｄにて第２の像担持体としての用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像を転写する。   The transfer roller 5 that rotates in the direction of the arrow R5 contacts the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a transfer portion d, and has a transfer bias (a polarity opposite to the negative polarity that is the toner charging polarity) from the power source S3. A positive transfer bias (+500 V in this embodiment) is applied. As a result, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred to the transfer material P such as paper as the second image carrier at the transfer portion d.

定着装置６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有しており、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。   The fixing device 6 includes a rotatable fixing roller 6a and a pressure roller 6b. While the transfer material P is nipped and conveyed at a fixing nip portion between the fixing roller 6a and the pressure roller 6b, the fixing device 6 The toner image transferred to the surface is heated and pressed to fix it thermally.

転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光体ドラム１面は、クリーニング装置７のクリーニングブレード７ａにより摺擦されて転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。ｅは、クリーニングブレード７ａの感光体ドラム面当接部である。   The surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image to the transfer material P is rubbed by the cleaning blade 7a of the cleaning device 7 to be cleaned to remove the transfer residual toner, and is repeatedly used for image formation. e is a photosensitive drum surface contact portion of the cleaning blade 7a.

帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−５００Ｖ）と交流電圧（周波数２ｋＨｚ、Ｖｐｐ１．６ｋＶ）とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。   A charging bias voltage of a predetermined condition is applied to the cored bar 2a of the charging roller 2 from the power source S1, whereby the peripheral surface of the photosensitive drum 1 is contact-charged to a predetermined polarity and potential. In this embodiment, the charging bias voltage for the charging roller 2 is an oscillating voltage in which a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac) are superimposed. More specifically, it is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (−500 V) and an AC voltage (frequency 2 kHz, Vpp 1.6 kV), and the peripheral surface of the photosensitive drum 1 is uniformly −500 V (dark potential Vd). Contact charging treatment.

本実施例では、第１の接触帯電部材である上流の帯電ローラ２と、第２の接触帯電部材である下流の帯電ローラ９に同じ帯電バイアスを印加するが、上流帯電ローラ２と下流帯電ローラ９に共にＤＣバイアスを印加して帯電しても構わない。   In this embodiment, the same charging bias is applied to the upstream charging roller 2 that is the first contact charging member and the downstream charging roller 9 that is the second contact charging member. 9 may be charged by applying a DC bias.

本実施例の上流帯電ローラ２と下流帯電ローラ９として使用される、画像形成装置の帯電ローラとしては、従来から、所謂、導電性ゴムローラとして知られている電子導電性のローラとイオン導電性ローラとが使用されている。   As the charging roller of the image forming apparatus used as the upstream charging roller 2 and the downstream charging roller 9 of this embodiment, an electroconductive roller and an ion conductive roller, which are conventionally known as so-called conductive rubber rollers, are used. And are used.

電子導電性ローラは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリオレフィンゴム等の一般エラストマーに、カーボンブラック等の導電性粉末や導電性金属酸化物などを分散させたローラである。また、イオン導電性ローラは、イオン導電化剤を分散させて導電性を持たせたローラである。   The electronic conductive roller is a roller in which conductive powder such as carbon black or conductive metal oxide is dispersed in a general elastomer such as ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), urethane rubber, silicone rubber, polyolefin rubber or the like. . The ion conductive roller is a roller having conductivity by dispersing an ion conductive agent.

電子導電性ローラに使用する電子電導性系導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニュウム、銅合金などの金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物などの１種または２種以上の微粉末が用いられる。中でも、導電剤としては、コストの点でカーボンブラックが好適である。   Examples of the electronic conductive conductive agent used for the electronic conductive roller include metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, and copper alloys, tin oxide, zinc oxide, kalim titanate, tin oxide-indium oxide or tin oxide- One kind or two or more kinds of fine powders such as metal oxides such as antimony oxide composite oxide are used. Among these, carbon black is preferable as the conductive agent in terms of cost.

一方、イオン導電性ローラのイオン電導性導電剤としては、スルホン酸塩やアンモニア塩など、また、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの各種の界面活性剤を挙げることができる。好ましいイオン導電剤としては、金属塩及び４級アンモニウム塩が挙げられる。金属塩としてはＩ族、ＩＩ族の金属塩が挙げられ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋの塩が好ましい。金属塩を構成するアニオンとしては、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、チオシアン酸イオン、過塩素酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及びフルオロホウ酸イオン、リン酸イオン等である。また、４級アンモニウム塩としてはカルボン酸（アジピン酸、フタル酸、アゼライン酸等）、リン酸、ホウ酸、スルホン酸（アリールスルホン酸等）、ホウフッ化水素酸、過塩素酸等のアンモニウム塩が挙げられる。   On the other hand, examples of the ion conductive conductive agent for the ion conductive roller include sulfonates and ammonia salts, and various surfactants such as cationic, anionic and nonionic surfactants. Preferable ionic conductive agents include metal salts and quaternary ammonium salts. Examples of the metal salt include Group I and Group II metal salts, and Li, Na, and K salts are preferred. Examples of the anion constituting the metal salt include halogen (F, Cl, Br, I), thiocyanate ion, perchlorate ion, trifluoromethanesulfonate ion, fluoroborate ion, and phosphate ion. In addition, quaternary ammonium salts include ammonium salts such as carboxylic acids (adipic acid, phthalic acid, azelaic acid, etc.), phosphoric acid, boric acid, sulfonic acids (arylsulfonic acid, etc.), borohydrofluoric acid, perchloric acid, etc. Can be mentioned.

帯電ローラの半導電性抵抗層としては、高分子組成物に導電性粉末を含有させた樹脂混合物の塗膜やチューブの他に、界面活性剤等を主成分とする帯電防止剤を添加した各種樹脂またはゴム組成物が用いられている。しかし、導電性粉末としてカーボンブラックや金属酸化物等を用いた電子導電性系導電剤を用いた場合には、ローラの電気抵抗値を１×１０⁴〜１×１０⁹Ω程度の範囲内に設定しようとすると、抵抗値のバラツキが大きい。そのため、部分的帯電不良等による画像濃度ムラの発生が見られる。 As the semiconductive resistance layer of the charging roller, in addition to a coating film or tube of a resin mixture containing a conductive powder in a polymer composition, various antistatic agents containing a surfactant as a main component are added. Resin or rubber compositions are used. However, when an electroconductive conductive agent using carbon black, metal oxide or the like is used as the conductive powder, the electrical resistance value of the roller is in the range of about 1 × 10 ⁴ to 1 × 10 ⁹ Ω. When trying to set, there is a large variation in resistance value. Therefore, the occurrence of uneven image density due to partial charging failure or the like is observed.

一方、導電剤としてイオン導電化剤系導電剤を用いた半導電性ローラは、電気抵抗値のバラツキが小さく、安定した導電性を示すという利点がある。しかしながら、これらの半導電性ローラは、イオン導電化剤とポリウレタンマトリックスとの静電的相互作用が大きく、画像形成装置の高速化に対応した比較的低抵抗領域での電気特性が不安定で、長期間連続使用後の性能低下が早い。そのため、ローラの寿命が比較的短いので、帯電部材としての交換頻度が増し、経済的に不利である。   On the other hand, a semiconductive roller using an ion conductive agent-based conductive agent as a conductive agent has an advantage that the electric resistance value is small and stable conductivity is exhibited. However, these semiconductive rollers have a large electrostatic interaction between the ion conductive agent and the polyurethane matrix, and the electrical characteristics in a relatively low resistance region corresponding to the speeding up of the image forming apparatus are unstable. The performance degradation after long-term continuous use is fast. For this reason, since the life of the roller is relatively short, the frequency of replacement as a charging member increases, which is economically disadvantageous.

本実施例にて、帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍであり、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂはゴム（ソリッド或いは発泡（スポンジ））層であり、表層２ｄは、感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。   In the present embodiment, the length of the charging roller 2 in the longitudinal direction is 320 mm, and as shown in FIG. A three-layer structure in which the layers are sequentially stacked. The lower layer 2b is a rubber (solid or foam (sponge)) layer, and the surface layer 2d is a protective layer provided to prevent leakage even if there is a defect such as a pinhole on the photosensitive drum 1. is there.

本実施例における帯電ローラ２の仕様は、下記の通りである。   The specification of the charging roller 2 in the present embodiment is as follows.

帯電ローラ２は、図２に示すように、
・芯金２ａ；直径８ｍｍのステンレス丸棒
・下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ³、体積抵抗値１×１０⁵Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
・中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１×１０³Ωｃｍ、層厚７００μｍ
・表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１×１０⁸Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
である。 As shown in FIG.
・ Core metal 2a; Stainless steel round bar with a diameter of 8mm ・ Lower layer 2b; Foamed EPDM with carbon dispersion, specific gravity 0.5g / cm ³ , volume resistivity 1 × 10 ⁵ Ωcm, layer thickness 3.0mm
Intermediate layer 2c: carbon-dispersed NBR rubber, volume resistivity 1 × 10 ³ Ωcm, layer thickness 700 μm
Surface layer 2d: tin oxide and carbon dispersed in a fluororesin resin, volume resistance 1 × 10 ⁸ Ωcm, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) 1.5 μm, layer thickness 10 μm
It is.

帯電ローラの使用初期において、上記帯電ローラ２の抵抗値は１×１０⁶Ωで、抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は２．２である。抵抗上昇率は２．０である。本実施例にて、「使用初期」とは、使用開始から通電時間が１０分とする。 In the initial stage of use of the charging roller, the resistance value of the charging roller 2 is 1 × 10 ⁶ Ω, and the resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) is 2.2. The resistance increase rate is 2.0. In this embodiment, “initial use” means that the energization time is 10 minutes from the start of use.

（抵抗値の測定方法）
抵抗値の測定方法は、図９のように、直径３０ｍｍの、中実或いは中空の金属ローラ（例えばＡｌやＳＵＳ）５０を１５ｒｐｍで回転し、接触帯電部材がローラ状に作製された帯電ローラ５１を片側５００Ｎ×２の荷重で押し付ける。この状態で、電源５２によりＤＣ電流５０μＡを印加した時の電圧値をモニターし抵抗値を求める。測定環境は２３℃、５０％とする。 (Measurement method of resistance value)
As shown in FIG. 9, the resistance value is measured by rotating a solid or hollow metal roller (for example, Al or SUS) 50 having a diameter of 30 mm at 15 rpm, and a charging roller 51 in which a contact charging member is formed in a roller shape. Is pressed with a load of 500 N × 2 on one side. In this state, the voltage value when the DC current 50 μA is applied by the power source 52 is monitored to obtain the resistance value. The measurement environment is 23 ° C. and 50%.

抵抗ムラとは、未通電状態（初期）の帯電ローラ一周分の抵抗値を、帯電ローラの周方向の１２８分割の等間隔で測定した時の、抵抗の最高値をＲｍａｘ、抵抗の最低値をＲｍｉｎとすると、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎを抵抗周ムラと定義する。   Uneven resistance is the maximum resistance value Rmax and the minimum resistance value when the resistance value for one rotation of the charging roller in the non-energized state (initial) is measured at 128 equal intervals in the circumferential direction of the charging roller. When Rmin, Rmax / Rmin is defined as resistance circumferential unevenness.

（抵抗上昇率の測定方法）
抵抗上昇率は、図９に示すと同様の測定装置を使用し、直径３０ｍｍの金属ローラ５０を１５ｒｐｍで回転し、この金属ローラ５０に帯電ローラ５１を片側５００Ｎ×２の荷重で押し付ける。この状態で、電源５２よりＤＣ電流５０μＡを非通電状態から３０時間通電しつづ、抵抗上昇率を測定する。即ち、抵抗上昇率は、３０時間後の抵抗値／初期の抵抗値、として定義される。例えば、図７のように３０時間で１×１０⁶→２×１０⁶（Ω）まで上昇したとすると、抵抗上昇率は２×１０⁶／１×１０⁶＝２となる。測定環境及び通電試験を行う環境は２３℃、５０％とする。 (Measurement method of resistance increase rate)
For the rate of increase in resistance, the same measuring device as shown in FIG. 9 is used. A metal roller 50 having a diameter of 30 mm is rotated at 15 rpm, and the charging roller 51 is pressed against the metal roller 50 with a load of 500 N × 2 on one side. In this state, a DC current of 50 μA is supplied from the power source 52 for 30 hours from the non-energized state, and the resistance increase rate is measured. That is, the resistance increase rate is defined as a resistance value after 30 hours / an initial resistance value. For example, as shown in FIG. 7, if the resistance rises to 1 × 10 ⁶ → 2 × 10 ⁶ (Ω) in 30 hours, the resistance increase rate is 2 × 10 ^6/1 × 10 ⁶ = 2. The measurement environment and the environment for conducting the current test are 23 ° C. and 50%.

なお、「抵抗上昇率」の測定において、測定する帯電ローラは、未通電状態（初期）の帯電ローラとされる。   In the measurement of the “resistance increase rate”, the charging roller to be measured is an unenergized (initial) charging roller.

本実施例にて、下流帯電ローラ９は、上記上流帯電ローラ２と同様に構成される。   In this embodiment, the downstream charging roller 9 is configured in the same manner as the upstream charging roller 2.

つまり、帯電ローラ９は、芯金９ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（不図示）により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね９ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。そして、感光ドラム１の回転駆動に従動して矢印Ｒ２方向に回転する。感光ドラム１と帯電ローラ９との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。   That is, the charging roller 9 is rotatably held at both ends of the cored bar 9a by bearing members (not shown), and is urged toward the center of the photosensitive drum 1 by the pressing spring 9e. It is pressed against the surface with a predetermined pressing force. Then, following the rotational drive of the photosensitive drum 1, it rotates in the direction of arrow R2. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 9 is a charging portion (charging nip portion) a.

ここで、帯電ローラ９の長手方向長さは３２０ｍｍであり、図３に示すように、芯金（支持部材）９ａの外回りに、下層９ｂと、中間層９ｃと、表層９ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層９ｂはゴム（ソリッド或いは発泡（スポンジ））層であり、表層９ｄは、感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。   Here, the longitudinal length of the charging roller 9 is 320 mm. As shown in FIG. 3, the lower layer 9b, the intermediate layer 9c, and the surface layer 9d are sequentially arranged from the bottom around the outer periphery of the cored bar (support member) 9a. It is a laminated three-layer structure. The lower layer 9b is a rubber (solid or foam (sponge)) layer, and the surface layer 9d is a protective layer provided to prevent leakage even if there is a defect such as a pinhole on the photosensitive drum 1. is there.

本実施例における帯電ローラ９の仕様は、下記の通りである。   The specification of the charging roller 9 in this embodiment is as follows.

帯電ローラ９は、図３に示すように、
・芯金９ａ；直径８ｍｍのステンレス丸棒
・下層９ｂ；イオン導電剤分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ³、体積抵抗値１×１０⁴Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
・中間層９ｃ；イオン導電剤分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１×１０³Ωｃｍ、層厚７００μｍ
・表層９ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚３μｍ
である。 As shown in FIG.
· Core metal 9a; stainless steel rod, the lower layer 9b diameter 8 mm; EPDM foam of the ion conductive agent dispersed, a specific gravity of 0.5 g / cm ^3, a volume resistivity 1 × 10 ⁴ Ωcm, thickness 3.0mm
Intermediate layer 9c: NBR rubber dispersed with ionic conductive agent, volume resistivity 1 × 10 ³ Ωcm, layer thickness 700 μm
Surface layer 9d: Fluorine compound resin, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) 1.5 μm, layer thickness 3 μm
It is.

帯電ローラの使用初期において、上記帯電ローラ９の抵抗値は１×１０⁶Ωで、の抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は１．２である。抵抗上昇率は、図７のように３０時間で１×１０⁶→１×１０⁷（Ω）となり１０となる。 In the initial stage of use of the charging roller, the resistance value of the charging roller 9 is 1 × 10 ⁶ Ω, and the resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) is 1.2. The resistance increase rate becomes 1 × 10 ⁶ → 1 × 10 ⁷ (Ω) in 30 hours as shown in FIG.

図４は、帯電ローラ２、９に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。   FIG. 4 is a block circuit diagram of a charging bias application system for the charging rollers 2 and 9.

電源Ｓ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加される。これにより、回転する感光体ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。   A predetermined oscillating voltage (bias voltage Vdc + Vac) obtained by superimposing an AC voltage having a frequency f on a DC voltage from the power source S1 is applied to the charging roller 2 via the cored bar 2a. As a result, the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is charged to a predetermined potential.

帯電ローラ２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２を有している。   A power source S 1 that is a voltage application unit for the charging roller 2 includes a direct current (DC) power source 11 and an alternating current (AC) power source 12.

制御回路１３は、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１１とＡＣ電源１２をオン・オフ制御して帯電ローラ２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくは、その両方の重畳電圧を印加するように制御する機能を有している。更に、制御回路１３は、ＤＣ電源１１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値、若しくは、交流電流値を制御する機能を有する。下流の帯電ローラ９と上流帯電ローラ２は導通がとれており、同じバイアスが印加される。帯電ローラ２、９への交流電流値（又は、ピーク間電圧値）及び直流電流値が、それぞれ、測定回路１４、１５により測定される。   The control circuit 13 performs on / off control of the DC power supply 11 and the AC power supply 12 of the power supply S1 so as to apply a DC voltage, an AC voltage, or a superimposed voltage of both to the charging roller 2. It has a function. Further, the control circuit 13 has a function of controlling the DC voltage value applied from the DC power source 11 to the charging roller 2 and the peak-to-peak voltage value of the AC voltage applied from the AC power source 12 to the charging roller 2 or the AC current value. Have. The downstream charging roller 9 and the upstream charging roller 2 are electrically connected, and the same bias is applied. An AC current value (or peak-to-peak voltage value) and a DC current value to the charging rollers 2 and 9 are measured by the measurement circuits 14 and 15, respectively.

本実施例では、帯電ローラ２、９共にＡＣ＋ＤＣ帯電を行ったが、帯電ローラ２、９共にＤＣのみの高圧を印加しても構わない。   In this embodiment, both the charging rollers 2 and 9 are subjected to AC + DC charging, but a high voltage of only DC may be applied to the charging rollers 2 and 9.

感光ドラムの電位は、上流帯電ローラ２によって目標電位に粗く帯電され、下流帯電ローラによって目標電流に均一に帯電される。これにより、上記の帯電ローラ２、９に流れるＤＣ電流は、上流帯電ローラ２に流れるＤＣ電流の方が大きくなっている。   The potential of the photosensitive drum is roughly charged to the target potential by the upstream charging roller 2 and is uniformly charged to the target current by the downstream charging roller. Thus, the DC current flowing through the charging rollers 2 and 9 is larger than the DC current flowing through the upstream charging roller 2.

帯電ローラ２、９に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ＝−５００Ｖ、ＡＣ電圧を周波数２．０ｋＨｚでＶｐｐ１．７ｋＶの正弦波を印加した場合の、プロセススピード（画像形成速度ｍｍ／ｓ）依存性を示したものを図５に示す。本実施例のプロセススピード２００ｍｍ／ｓでは、上流帯電ローラ２と下流帯電ローラ９とに流れるＤＣ電流比は９６．９：３．１となり、下流帯電ローラ９より上流帯電ローラ２の方が約３０倍ＤＣ電流が多く流れていることが分る。これにより下流帯電ローラ９の抵抗上昇は、上流帯電ローラ２の抵抗上昇の３０倍有利になり、３０倍抵抗上昇率が悪くても問題ない。   Depends on the process speed (image forming speed mm / s) when a DC voltage applied to the charging rollers 2 and 9 is Vdc = −500 V, an AC voltage is a frequency of 2.0 kHz, and a Vpp 1.7 kV sine wave is applied. This is shown in FIG. At the process speed of 200 mm / s in this embodiment, the ratio of the DC current flowing through the upstream charging roller 2 and the downstream charging roller 9 is 96.9: 3.1, and the upstream charging roller 2 is about 30 more than the downstream charging roller 9. It can be seen that a large amount of double DC current flows. As a result, the resistance increase of the downstream charging roller 9 is 30 times more advantageous than the resistance increase of the upstream charging roller 2, and there is no problem even if the resistance increase rate is 30 times lower.

従って、同じイオン帯電性の帯電ローラを使用した場合には、下流の帯電ローラ９より上流の帯電ローラ２の方が抵抗上昇が早く、寿命が短くなる（図６）。   Therefore, when the same ion charging roller is used, the upstream charging roller 2 has a faster resistance rise than the downstream charging roller 9, and the life is shortened (FIG. 6).

また、図８に帯電ローラ２、９の抵抗ムラとハーフトーン画像の濃度ムラとの関係を示す。本実施例の濃度ムラとして濃度差０．０３を目標としているので、帯電ローラ２、９の抵抗周ムラとして許されるのは１．６までであり、電子導電性の帯電ローラではこの目標値を達成することができない。   FIG. 8 shows the relationship between the resistance unevenness of the charging rollers 2 and 9 and the density unevenness of the halftone image. Since the density difference of 0.03 is targeted as the density unevenness in this embodiment, the resistance circumferential unevenness of the charging rollers 2 and 9 is allowed up to 1.6, and this target value is set for the electronic conductive charging roller. Cannot be achieved.

更に印刷機として使用され、高画質が要求されるプリンタでは濃度ムラの許容範囲は０．０１以下となり、帯電ローラの抵抗周ムラは１．１５以下（≦１．１５）であることが望ましい。   Further, in a printer that is used as a printing machine and requires high image quality, it is desirable that the allowable range of density unevenness is 0.01 or less and the resistance circumferential unevenness of the charging roller is 1.15 or less (≦ 1.15).

また、上流帯電ローラ２の抵抗値が１×１０⁶Ωの場合、抵抗周ムラが１０．０より大きく（＞１０．０）なると、初期より抵抗値が帯電上限の１×１０⁷Ωになる部分も出てくる可能性があるので、抵抗周ムラは１０以下（≦１０．０）であることが望ましい。 Further, when the resistance value of the upstream charging roller 2 is 1 × 10 ⁶ Ω, if the resistance circumferential unevenness is larger than 10.0 (> 10.0), the resistance value becomes 1 × 10 ⁷ Ω, which is the upper limit of charging from the beginning. Since the portion may also come out, it is desirable that the resistance circumferential unevenness is 10 or less (≦ 10.0).

従って、上流の帯電ローラ２の抵抗周ムラは１．１５より大きく、１０．０以下である。なお、上流帯電ローラ２の抵抗周ムラは、１．０でも構わない。つまり、１．０以上、１０．０以下であることが望ましい。   Accordingly, the resistance circumferential unevenness of the upstream charging roller 2 is larger than 1.15 and not larger than 10.0. The resistance circumferential unevenness of the upstream charging roller 2 may be 1.0. That is, it is desirable that it is 1.0 or more and 10.0 or less.

一方、下流の帯電ローラ９の抵抗周ムラは１．０以上、１．６以下であることが望ましい。   On the other hand, the resistance circumferential unevenness of the downstream charging roller 9 is desirably 1.0 or more and 1.6 or less.

つまり、上流帯電ローラ２の抵抗周ムラをＡ１とし、下流帯電ローラの抵抗周ムラをＡ２とすると、
Ａ１＞Ａ２
であり、好ましくは、
１．０≦Ａ１≦１０．０
１．０≦Ａ２≦１．６
である。 That is, assuming that the resistance circumferential unevenness of the upstream charging roller 2 is A1, and the resistance circumferential unevenness of the downstream charging roller is A2,
A1> A2
And preferably
1.0 ≦ A1 ≦ 10.0
1.0 ≦ A2 ≦ 1.6
It is.

そのため、上流・下流共に電子導電性帯電ローラを使用すると、抵抗の周ムラによる帯電ムラが発生し、良好な画像を得ることができない。   For this reason, if an electronic conductive charging roller is used for both upstream and downstream, uneven charging due to circumferential unevenness of resistance occurs, and a good image cannot be obtained.

そこで、本実施例では、上流の帯電ローラ２に要求される特性は、プレ帯電なので抵抗の周ムラが大きくても、通電での抵抗上昇が小さい特性であり、電子導電性系導電剤を抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。   Therefore, in this embodiment, the characteristic required for the upstream charging roller 2 is pre-charging, so that even if the resistance unevenness of the resistance is large, the resistance increase upon energization is small. The charging roller used as the adjusting agent is used.

即ち、上流及び下流の帯電ローラ２、９は、添加される抵抗調整剤が、種類、又は、添加量において異なるものとされる。   That is, the upstream and downstream charging rollers 2 and 9 are different in the type or amount of added resistance adjusting agent.

下流の帯電ローラ９に要求される特性は、プレ帯電後の均一化なので、電流量は少ないので通電による抵抗上昇は大きくても、ローラの抵抗ムラの少ない特性が必要であり、イオン導電性導電剤を抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。   Since the characteristic required for the downstream charging roller 9 is uniform after pre-charging, the amount of current is small, so even if the resistance increase due to energization is large, the characteristic that the roller resistance is small is required. A charging roller using the agent as a resistance adjusting agent is used.

本実施例では、上流の帯電ローラ２に抵抗周ムラ２．２、抵抗上昇率２の帯電ローラを用い、下流の帯電ローラ９に抵抗周ムラ１．２、抵抗上昇率１０の帯電ローラを使用することにより、上下流に抵抗周ムラ１．２抵抗上昇率１０の帯電ローラを使用した場合に比べ、帯電ローラの寿命を１０倍に伸ばすことが可能となった。   In the present embodiment, a charging roller having a resistance circumferential unevenness 2.2 and a resistance increase rate 2 is used for the upstream charging roller 2, and a charging roller having a resistance circumferential unevenness 1.2 and a resistance increasing rate 10 is used for the downstream charging roller 9. As a result, the life of the charging roller can be extended ten times as compared with the case where a charging roller having a resistance circumferential unevenness 1.2 resistance increasing rate 10 is used in the upstream and downstream.

本実施例によれば、上流の帯電ローラに要求される特性は、プレ帯電なので抵抗の周ムラが大きくても、通電での抵抗上昇が小さい特性であり、電子導電性系導電剤を抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。下流の帯電ローラに要求される特性は、プレ帯電後の均一化なので、ＤＣ電流量は少ないので通電による抵抗上昇は大きくても、ローラの抵抗ムラの少ない特性が必要であり、イオン導電性導電剤を抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。   According to the present embodiment, the characteristics required for the upstream charging roller are pre-charging, so that even if the resistance unevenness is large, the resistance increase due to energization is small, and the resistance of the electroconductive conductive agent is adjusted. The charging roller used as the agent is used. The characteristic required for the downstream charging roller is equalization after pre-charging, so the DC current amount is small, so even if the resistance rise due to energization is large, the roller must have low resistance unevenness. A charging roller using the agent as a resistance adjusting agent is used.

以上のように、上流帯電ローラ２及び下流帯電ローラ９に適切な帯電ローラを採用することにより、帯電部材の長寿命化と帯電の均一性を達成することが可能となった。   As described above, by adopting appropriate charging rollers for the upstream charging roller 2 and the downstream charging roller 9, it is possible to extend the life of the charging member and achieve uniform charging.

実施例２
実施例１では、二つの第１及び第２の接触帯電部材に、所謂、導電性ゴムローラとされる帯電ローラを用いたが、本実施例では「ファーブラシローラ」にて作製された帯電ローラ（以後、単に「ファーブラシ」という。）を使用した。 Example 2
In the first embodiment, a charging roller that is a so-called conductive rubber roller is used for the two first and second contact charging members, but in this embodiment, a charging roller (fur brush roller) manufactured by a “fur brush roller” ( Hereinafter, simply “fur brush”) was used.

図１０に、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す。図１に示す実施例１の画像形成装置と異なる点は、帯電ローラ２、９がファーブラシ１０２、１０９に置き換わった点である。   FIG. 10 shows a schematic configuration of the image forming apparatus of the present embodiment. The difference from the image forming apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the charging rollers 2 and 9 are replaced with fur brushes 102 and 109.

ファーブラシ１０２としては、例えば、平板状の基布に対してブラシを形成する繊維（糸）を織り込み、その後適当な大きさにカットし、スパイラル状に芯金に巻きつけてローラ形状に仕上げた織物型のものを用いることができる。また、芯金に予め接着剤を塗布しておき、最終的にファーブラシ１０２を形成する繊維の長さとほぼ同じ程度の大きさにカッティングした繊維（糸）を静電気力により芯金に突き刺してローラ形状に仕上げる静電植毛型のものを用いることができる。   As the fur brush 102, for example, fibers (threads) forming a brush are woven into a flat base fabric, then cut to an appropriate size, wound around a metal core in a spiral shape, and finished into a roller shape. A woven fabric type can be used. Also, an adhesive is applied to the core in advance, and finally the fiber (thread) cut to a size approximately the same as the length of the fiber that forms the fur brush 102 is pierced into the core by electrostatic force, and the roller An electrostatic flocking type finished into a shape can be used.

ファーブラシ１０２、１０９の繊維の材質としては、ナイロン、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、レーヨン、トリアセテート、キュプラなどにすることができるが、導電性をもたせるために、カーボンやイオン導電剤を添加する。   The material of the fibers of the fur brushes 102 and 109 may be nylon, acrylic, polyethylene terephthalate, polyimide, rayon, triacetate, cupra, or the like, but carbon or an ionic conductive agent is added to provide conductivity.

本実施例では、ファーブラシ１０２、１０９の繊維材料は、ナイロンで、太さ４デニール、密度１５０ｋＦ／ｉｎｃｈ²のブラシを用いた。 In the present embodiment, the fiber material of the fur brushes 102 and 109 is nylon, and a brush having a thickness of 4 denier and a density of 150 kF / inch ² is used.

ファーブラシ１０２、１０９の繊維の長さとしては特に規定されるものではないが、毛倒れなどによる永久変形や駆動装置の不要な点などから、４．０ｍｍ以下が望ましく、本実施例では、２ｍｍのものを選択した。   The length of the fibers of the fur brushes 102 and 109 is not particularly specified, but is preferably 4.0 mm or less from the viewpoint of permanent deformation due to hair fall or unnecessary points of the driving device. In this embodiment, 2 mm Selected one.

より具体的には、本実施例におけるファーブラシ１０２の仕様は下記の通りである。   More specifically, the specification of the fur brush 102 in the present embodiment is as follows.

ファーブラシ１０２は、直径８ｍｍのステンレス丸棒の芯金に、カーボン分散のナイロン繊維で、太さ４デニール、密度１５０ｋＦ／ｉｎｃｈ²のブラシで毛長２ｍｍのものを用いた。 For the fur brush 102, a stainless steel bar having a diameter of 8 mm, a carbon-dispersed nylon fiber having a thickness of 4 denier and a density of 150 kF / inch ² and having a hair length of 2 mm was used.

このファーブラシ１０２の抵抗値は、１×１０⁶Ωで、の初期抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は２．４である。抵抗上昇率は３．０である。 The resistance value of the fur brush 102 is 1 × 10 ⁶ Ω, and the initial resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) is 2.4. The resistance increase rate is 3.0.

抵抗値の測定方法及び抵抗上昇率の測定方法は、実施例１と同じである。   The method for measuring the resistance value and the method for measuring the rate of increase in resistance are the same as those in Example 1.

ファーブラシ１０９は、直径８ｍｍのステンレス丸棒の芯金にイオン導電剤分散のナイロン繊維で、太さ４デニール、密度１５０ｋＦ／ｉｎｃｈ²のブラシで毛長２ｍｍのものを用いた。このファーブラシ１０９の抵抗値は、１×１０⁶Ωで、その初期抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は１．４である。抵抗上昇率は、１８となった。 As the fur brush 109, a stainless steel round bar with a diameter of 8 mm, an ion conductive agent dispersed nylon fiber, a 4 denier brush with a density of 150 kF / inch ² and a hair length of 2 mm was used. The resistance value of the fur brush 109 is 1 × 10 ⁶ Ω, and the initial resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) is 1.4. The rate of increase in resistance was 18.

本実施例でも、実施例１と同様に、上流のファーブラシ１０２に要求される特性は、プレ帯電なので抵抗の周ムラが大きくても、通電での抵抗上昇が小さい特性であり、電子導電性系導電剤を主に抵抗調整剤として使用したファーブラシを使用する。下流のファーブラシ１０９に要求される特性は、プレ帯電後の均一化なので、電流量は少ないので通電による抵抗上昇は大きくても、ファーブラシの抵抗ムラの少ない特性が必要であり、イオン導電性導電剤を主に抵抗調整剤として使用したファーブラシを使用する。即ち、抵抗調整材の種類、又は、添加量が異なるものとされる。   In this embodiment as well, as in the first embodiment, the characteristics required for the upstream fur brush 102 are precharged, so that even if the resistance unevenness is large, the increase in resistance due to energization is small, and the electronic conductivity A fur brush using a system conductive agent as a resistance adjusting agent is used. The characteristic required for the downstream fur brush 109 is equalization after pre-charging, so the amount of current is small, so even if the resistance rise due to energization is large, the resistance characteristic of the fur brush must be small and ionic conductivity is required. A fur brush using a conductive agent as a resistance adjusting agent is used. That is, the type of resistance adjusting material or the amount added is different.

以上のように、上流のファーブラシの抵抗周ムラより、下流のファーブラシの抵抗周ムラを小さくし、下流ファーブラシの抵抗上昇率より上流のファーブラシの抵抗上昇率を小さいものを選択して、上流／下流に適切なファーブラシを採用する。これにより、帯電部材の長寿命化と帯電の均一性を達成することが可能となった。   As described above, select the one that makes the resistance circumference unevenness of the downstream fur brush smaller than the resistance circumference unevenness of the upstream fur brush, and the resistance increase rate of the upstream fur brush is smaller than the resistance increase rate of the downstream fur brush. Adopt a suitable fur brush upstream / downstream. As a result, it is possible to extend the life of the charging member and achieve uniform charging.

実施例３
実施例１では、上流帯電ローラ２と下流帯電ローラ９にＡＣ＋ＤＣの高圧を印加したが、本実施例では、上流の帯電ローラ１１２にはＤＣ帯電のみ、下流の帯電ローラ１１９にはＡＣ＋ＤＣの電圧を印加した。 Example 3
In the first embodiment, an AC + DC high voltage is applied to the upstream charging roller 2 and the downstream charging roller 9, but in this embodiment, only the DC charging is applied to the upstream charging roller 112, and the AC + DC voltage is applied to the downstream charging roller 119. Applied.

本実施例の画像形成装置の概略構成を図１１に示す。実施例１と異なるのは、上流帯電ローラ１１２に印加される高圧はＤＣのみで、下流帯電ローラ１１９に印加される高圧はＡＣ＋ＤＣである。   FIG. 11 shows a schematic configuration of the image forming apparatus of this embodiment. The difference from the first embodiment is that only the high voltage applied to the upstream charging roller 112 is DC, and the high voltage applied to the downstream charging roller 119 is AC + DC.

ＡＣ＋ＤＣ帯電の場合には、ＡＣ電圧のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を放電開始電圧の二倍以上にすることによって、ＤＣ電圧の値まで感光ドラム１を帯電することが可能となる。しかし、ＤＣ帯電の場合には帯電ローラに印加した電圧と同じ電圧に感光ドラム１を帯電することはできなく、ほぼ帯電ローラと感光ドラム間の放電開始電圧分、印加電圧より低い電位に感光ドラムは帯電される。例えば本実施例の場合、感光ドラム１の帯電電位を−５００Ｖに使用とすると、帯電ローラに印加するＤＣ電圧は−１１００Ｖ程度必要となる。   In the case of AC + DC charging, the photosensitive drum 1 can be charged up to the DC voltage value by setting the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage to at least twice the discharge start voltage. However, in the case of DC charging, the photosensitive drum 1 cannot be charged to the same voltage as the voltage applied to the charging roller, and the photosensitive drum is set to a potential lower than the applied voltage by the discharge start voltage between the charging roller and the photosensitive drum. Is charged. For example, in the case of the present embodiment, if the charging potential of the photosensitive drum 1 is used at -500V, the DC voltage applied to the charging roller needs to be about -1100V.

そこで、本実施例では感光ドラム１を−５００Ｖに帯電するために、上流の帯電ローラ１１２に−１１００Ｖを印加する。下流の帯電ローラ１１９には、ＤＣ高圧を−５００Ｖ、ＡＣ高圧を２ｋＨｘのサイン波でピーク間電圧が−１６００ＶのＤＣにＡＣ電圧を重畳したＡＣ＋ＤＣバイアス電圧を印加した。   Therefore, in this embodiment, −1100 V is applied to the upstream charging roller 112 in order to charge the photosensitive drum 1 to −500 V. An AC + DC bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC having a DC high voltage of −500 V and an AC high voltage of 2 kHz and a peak-to-peak voltage of −1600 V was applied to the downstream charging roller 119.

この時の、上流帯電ローラ１１２に流れる電流と下流帯電ローラ１１９の流れる電流比は、図１２のようになる。この場合もプロセススピードが２００ｍｍ／ｓの場合、上流帯電ローラ１１２と下流帯電ローラ１１９に流れるＤＣ電流値は、９１：９になり、上流帯電ローラ１１２に流れるＤＣ電流量は、下流帯電ローラ１１９に流れるＤＣ電流値の約１０倍になる。   At this time, the ratio of the current flowing through the upstream charging roller 112 and the current flowing through the downstream charging roller 119 is as shown in FIG. Also in this case, when the process speed is 200 mm / s, the DC current value flowing through the upstream charging roller 112 and the downstream charging roller 119 is 91: 9, and the DC current amount flowing through the upstream charging roller 112 is applied to the downstream charging roller 119. It becomes about 10 times the flowing DC current value.

本実施例で使用している帯電ローラ１１２、１１９は実施例１と同様の構成とされる。   The charging rollers 112 and 119 used in this embodiment have the same configuration as that of the first embodiment.

そこで、本実施例では、上流の帯電ローラ１１２に要求される特性は、プレ帯電なので抵抗の周ムラが大きくても、通電での抵抗上昇が小さい特性であり、電子導電性系導電剤を主に抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。下流の帯電ローラ１１９に要求される特性は、プレ帯電後の均一化なので、電流量は少ないので通電による抵抗上昇は大きくても、ローラの抵抗ムラの少ない特性が必要であり、イオン導電性導電剤を主に抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。   Therefore, in this embodiment, the characteristic required for the upstream charging roller 112 is pre-charging, so that even if the resistance unevenness of the resistance is large, the resistance increase due to energization is small, and the electronic conductive conductive agent is mainly used. The charging roller used as a resistance adjusting agent is used. The characteristic required for the downstream charging roller 119 is equalization after pre-charging. Therefore, since the amount of current is small, even if the resistance increase due to energization is large, the characteristic that the roller has little resistance unevenness is required. A charging roller using the agent mainly as a resistance adjusting agent is used.

本実施例では、上流の帯電ローラ１１２に抵抗周ムラ２．２、抵抗上昇率２の帯電ローラを用い、下流の帯電ローラ１１９に抵抗周ムラ１．２、抵抗上昇率１０の帯電ローラを使用する。これにより、上下流に抵抗周ムラ２１．２、抵抗上昇率１０のローラを使用した場合に比べ、帯電ローラの寿命を約１０倍に伸ばすことが可能となった。   In the present embodiment, a charging roller having a resistance circumferential unevenness of 2.2 and a resistance increase rate of 2 is used for the upstream charging roller 112, and a charging roller having a resistance circumferential unevenness of 1.2 and a resistance increasing rate of 10 is used for the downstream charging roller 119. To do. As a result, it is possible to extend the life of the charging roller by about 10 times compared to the case where a roller having resistance circumferential unevenness 21.2 and a resistance increase rate 10 is used in the upstream and downstream.

ここで、通電時間３０ｈは耐久枚数で換算すると５０ｋ相当になり、現状の帯電ローラの耐久寿命としては５０ｋ〜５００ｋ（３０ｈ〜３００ｈ）である。帯電ローラが５０ｋもつためには、抵抗上昇率は１０以下である必要があり、５００ｋもつためには抵抗上昇率は２以下である事が必要である。本実施例での下流帯電ローラに流れるＤＣ電流は、上流帯電ローラのＤＣ電流の１／１０のため、抵抗上昇率の上限も１０倍までＯＫとし、寿命５００ｋを達成できる値の１０倍（２×１０＝２０）の２０である。（表１）   Here, the energization time 30h is equivalent to 50k in terms of the number of durable sheets, and the current durable life of the charging roller is 50k to 500k (30h to 300h). In order for the charging roller to have 50 k, the resistance increase rate needs to be 10 or less, and in order to have 500 k, the resistance increase rate needs to be 2 or less. Since the DC current flowing through the downstream charging roller in this embodiment is 1/10 of the DC current of the upstream charging roller, the upper limit of the resistance increase rate is OK up to 10 times and 10 times the value that can achieve a life of 500 k (2 X10 = 20) 20. (Table 1)

よって、上流帯電ローラ１１２の抵抗上昇率は１．０以上１０．０以下（１．０≦Ｂ１≦１０．０）、下流帯電ローラの抵抗上昇率は２．０より大きく（＞２．０）、２０．０以下（≦２０．０）であることが望ましい。   Therefore, the resistance increase rate of the upstream charging roller 112 is 1.0 or more and 10.0 or less (1.0 ≦ B1 ≦ 10.0), and the resistance increase rate of the downstream charging roller is larger than 2.0 (> 2.0). It is desirable that it is 20.0 or less (≦ 20.0).

つまり、第１の上流帯電ローラ１１２の抵抗上昇率をＢ１とし、第２の下流帯電ローラ１１９の抵抗上昇率をＢ２とすると、
Ｂ１＜Ｂ２
である。好ましくは、
１．０≦Ｂ１≦１０．０
２．０＜Ｂ２≦２０．０
である。 That is, if the resistance increase rate of the first upstream charging roller 112 is B1, and the resistance increase rate of the second downstream charging roller 119 is B2,
B1 <B2
It is. Preferably,
1.0 ≦ B1 ≦ 10.0
2.0 <B2 ≦ 20.0
It is.

以上のように、上流帯電ローラ１１２及び下流帯電ローラ１１９に適切な帯電ローラを採用することにより、帯電部材の長寿命化と帯電の均一性を達成することが可能となった。   As described above, by adopting appropriate charging rollers for the upstream charging roller 112 and the downstream charging roller 119, it is possible to extend the life of the charging member and achieve uniform charging.

実施例４
実施例１では、上流帯電ローラ２に分散させる抵抗調整剤は全てカーボンの電子導電剤で、下流帯電ローラ９には全てイオン導電性の抵抗調整剤であったが、本実施例では、両方の抵抗調整剤を使用した。 Example 4
In the first embodiment, all the resistance adjusting agents dispersed in the upstream charging roller 2 are carbon electronic conductive agents, and all the downstream charging rollers 9 are ion conductive resistance adjusting agents. A resistance modifier was used.

図１３は、帯電ローラ１１２の断面構成を示す。長手の長さは３２０ｍｍである。
・芯金１１２ａ；直径８ｍｍのステンレス丸棒
・下層１１２ｂ；イオン導電剤を重量比０．０５％添加し、カーボンを重量比２０％分散の発泡ＥＰＤＭ、体積抵抗値１×１０⁵Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ。 総質量は４．０ｇでイオン導電材量は０．００２ｇ、カーボン量は０．８ｇ。
・中間層２ｃ；カーボンを重量比２０％分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１×１０³Ωｃｍ、層厚４００μｍ。総重量５．０ｇ、カーボン量：１．０ｇ
・表層１１２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂にカーボンを重量比２０％分散、体積抵抗値１×１０⁸Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍである。総重量：０．１４ｇ、カーボン量：０．０２８ｇ
帯電ローラ全体での、イオン導電材量：０．００２ｇ、カーボン（電子導電剤）量：１．８３ｇである。 FIG. 13 shows a cross-sectional configuration of the charging roller 112. The longitudinal length is 320 mm.
-Core metal 112a; stainless steel round bar with a diameter of 8 mm-Lower layer 112b; Foamed EPDM in which 0.05% by weight of an ionic conductive agent is added and carbon is dispersed in a weight ratio of 20%, volume resistivity 1 × 10 ⁵ Ωcm, layer thickness 3.0 mm. The total mass is 4.0 g, the amount of ionic conductive material is 0.002 g, and the amount of carbon is 0.8 g.
Intermediate layer 2c: NBR rubber in which 20% by weight of carbon is dispersed, volume resistance value 1 × 10 ³ Ωcm, layer thickness 400 μm. Total weight 5.0g, carbon amount: 1.0g
Surface layer 112d: Carbon is dispersed in a fluorine compound resin resin at a weight ratio of 20%, a volume resistance value of 1 × 10 ⁸ Ωcm, a surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) of 1.5 μm, and a layer thickness of 10 μm. . Total weight: 0.14 g, carbon content: 0.028 g
In the entire charging roller, the amount of ionic conductive material is 0.002 g, and the amount of carbon (electronic conductive agent) is 1.83 g.

帯電ローラの使用初期において、上記帯電ローラ１１２の抵抗値は１×１０⁶Ωで、その抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は１．８であり、抵抗上昇率は２．５である。 In the initial stage of use of the charging roller, the resistance value of the charging roller 112 is 1 × 10 ⁶ Ω, the resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) is 1.8, and the rate of increase in resistance is 2.5.

抵抗値の測定方法と抵抗上昇率の測定方法は実施例１と同様である。   The method for measuring the resistance value and the method for measuring the rate of increase in resistance are the same as in Example 1.

図１４は、帯電ローラ１１９の断面構成を示す。長手の長さは３２０ｍｍである。
・芯金１１９ａ；直径８ｍｍのステンレス丸棒
・下層１１９ｂ；イオン導電剤が重量比０．１％添加された発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１×１０²〜１×１０⁹Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ。総質量は４．０ｇでイオン導電材量は０．００４ｇ、カーボン量は０．０ｇ。
・中間層９ｃ；イオン導電剤が重量比０．１％添加されたＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１×１０²〜１×１０⁵Ωｃｍ、層厚４００μｍ。総質量は５．０ｇでイオン導電材量は０．００５ｇ、カーボン量は０．０ｇ。
・表層１１９ｄ；カーボンを重量比１０％分散させたフッ素化合物のトレジン樹脂、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍである。総質量は０．１４ｇでイオン導電材量は０．０ｇ、カーボン量は０．０１４ｇ。 FIG. 14 shows a cross-sectional configuration of the charging roller 119. The longitudinal length is 320 mm.
A core bar 119a; a stainless steel round bar having a diameter of 8 mm; a lower layer 119b; a foamed EPDM to which an ionic conductive agent is added by 0.1% by weight, a specific gravity of 0.5 g / cm 3, and a volume resistance value of 1 × 10 ² to 1 × 10 ⁹ Ωcm, layer thickness 3.0 mm. The total mass is 4.0 g, the amount of ionic conductive material is 0.004 g, and the amount of carbon is 0.0 g.
Intermediate layer 9c: NBR rubber to which an ionic conductive agent is added at a weight ratio of 0.1%, volume resistance value 1 × 10 ² to 1 × 10 ⁵ Ωcm, layer thickness 400 μm. The total mass is 5.0 g, the amount of ionic conductive material is 0.005 g, and the amount of carbon is 0.0 g.
Surface layer 119d: Fluorine compound resin in which 10% by weight of carbon is dispersed, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness Ra) 1.5 μm, and layer thickness 10 μm. The total mass is 0.14 g, the amount of ionic conductive material is 0.0 g, and the amount of carbon is 0.014 g.

帯電ローラ全体での、イオン導電材量：０．００９ｇ、カーボン（電子導電剤）量：０．０１４ｇである。   The amount of ion conductive material in the entire charging roller is 0.009 g, and the amount of carbon (electronic conductive agent) is 0.014 g.

帯電ローラの使用初期において、上記帯電ローラの抵抗値は１×１０⁶Ωで、の抵抗周ムラ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は１．４であり、抵抗上昇率は８となった。 In the initial stage of use of the charging roller, the resistance value of the charging roller was 1 × 10 ⁶ Ω, the resistance circumferential unevenness (Rmax / Rmin) was 1.4, and the resistance increase rate was 8.

本実施例では、ゴム及び樹脂の種類は上流帯電ローラと１１２下流帯電ローラ１１９とで同じで、添加量が異なるものであったが、ゴムや樹脂の種類が異なっていても構わない。   In this embodiment, the types of rubber and resin are the same between the upstream charging roller and the 112 downstream charging roller 119, and the addition amount is different. However, the types of rubber and resin may be different.

表層にカーボンを分散したのは、表層にイオン導電剤を分散させると、帯電ローラのドラムへの加圧と通電により、イオン導電剤がドラムに付着しドラムを劣化させる問題があるからである。何も添加しないときに比べカーボンを分散することで表層の膜厚を厚くすることができ、帯電ローラのキズに強くすることや、製造工程を安定化することが可能となる。   The reason why carbon is dispersed in the surface layer is that when the ionic conductive agent is dispersed in the surface layer, there is a problem that the ionic conductive agent adheres to the drum due to pressurization and energization of the drum of the charging roller and deteriorates the drum. Dispersing carbon as compared with the case where nothing is added can increase the thickness of the surface layer, making it resistant to scratches on the charging roller and stabilizing the manufacturing process.

そこで、本実施例では、上流の帯電ローラ１１２に要求される特性は、プレ帯電なので抵抗の周ムラが大きくても、通電での抵抗上昇が小さい特性であり、電子導電性系導電剤を主に抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。下流の帯電ローラ１１９に要求される特性は、プレ帯電後の均一化なので、電流量は少ないので通電による抵抗上昇は大きくても、ローラの抵抗ムラの少ない特性が必要であり、イオン導電性導電剤を主に抵抗調整剤として使用した帯電ローラを使用する。   Therefore, in this embodiment, the characteristic required for the upstream charging roller 112 is pre-charging, so that even if the resistance unevenness of the resistance is large, the resistance increase due to energization is small, and the electronic conductive conductive agent is mainly used. A charging roller used as a resistance adjusting agent is used. The characteristic required for the downstream charging roller 119 is equalization after pre-charging. Therefore, since the amount of current is small, even if the resistance increase due to energization is large, the characteristic that the roller has little resistance unevenness is required. A charging roller using the agent mainly as a resistance adjusting agent is used.

本実施例では、上流の帯電ローラ１１２に抵抗周ムラ１．８、抵抗上昇率２．５の帯電ローラを用い、下流の帯電ローラ１１９に抵抗周ムラ１．４、抵抗上昇率８の帯電ローラを使用する。これにより、上下流に抵抗周ムラ２１．２抵抗上昇率１０のローラを使用した場合に比べ、帯電ローラの寿命を約４倍に伸ばすことが可能となった。   In this embodiment, a charging roller with a resistance circumferential unevenness of 1.8 and a resistance increase rate of 2.5 is used for the upstream charging roller 112, and a charging roller with a resistance circumferential unevenness of 1.4 and a resistance increase rate of 8 is used for the downstream charging roller 119. Is used. As a result, it is possible to extend the life of the charging roller by about four times as compared with the case where a roller having a resistance circumferential unevenness 21.2 resistance increase rate of 10 is used upstream and downstream.

以上のように、上流帯電ローラ１１２及び下流帯電ローラ１１９に適切な帯電ローラを採用することにより、帯電部材の長寿命化と帯電の均一性を達成することが可能となった。   As described above, by adopting appropriate charging rollers for the upstream charging roller 112 and the downstream charging roller 119, it is possible to extend the life of the charging member and achieve uniform charging.

（その他の実施例）
像担持体である感光ドラム（感光体）は、表面抵抗が１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。表層の体積抵抗が約１０¹³Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体でもよい。 (Other examples)
The photosensitive drum (photosensitive member) which is an image bearing member may be of a direct injection charging type provided with a charge injection layer having a surface resistance of 10 ⁹ to 10 ¹⁴ Ω · cm. Even when the charge injection layer is not used, for example, the same effect can be obtained when the charge transport layer is in the above resistance range. An amorphous silicon photoreceptor having a surface layer volume resistance of about 10 ¹³ Ω · cm may be used.

可撓性の接触帯電部材は、帯電ローラ、ファーブラシの他に、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。   As the flexible contact charging member, in addition to the charging roller and the fur brush, those having shapes and materials such as felt and cloth can be used. Further, a combination of various materials can provide more appropriate elasticity, conductivity, surface property, and durability.

接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。   As the waveform of the alternating voltage component (AC component, voltage whose voltage value periodically changes) of the oscillating electric field applied to the contact charging member or the developing member, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or the like can be used as appropriate. It may be a rectangular wave formed by periodically turning on / off a DC power supply.

像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての静電潜像形成手段は実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。   In addition to the laser scanning unit of the embodiment, the electrostatic latent image forming unit as the information writing unit for the charged surface of the photosensitive member as the image carrier is, for example, a digital exposure unit using a solid light emitting element array such as an LED. There may be. An analog image exposure unit using a halogen lamp or a fluorescent lamp as a document illumination light source may be used. In short, any device capable of forming an electrostatic latent image corresponding to image information may be used.

像担持体は静電記録誘電体などであってもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き込み形成する。   The image carrier may be an electrostatic recording dielectric. In this case, after the dielectric surface is uniformly charged, the charged surface is selectively discharged by a discharging means such as a discharging needle head or an electron gun to write and form an electrostatic latent image corresponding to target image information. .

静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。   The toner developing method and means for the electrostatic latent image are arbitrary. A reversal development method or a regular development method may be used.

一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非接触現像）との４種顛に大別される。   In general, the electrostatic latent image is developed by coating a non-magnetic toner on a developer carrying member such as a sleeve with a blade or the like, and magnetic toner on a developer carrying member. A method in which an electrostatic latent image is developed in a non-contact state with respect to an image carrier by coating and conveying by force (one-component non-contact development), and coating on a developer carrying member as described above A method for developing an electrostatic latent image by applying toner in contact with an image carrier (one-component contact development), and a developer obtained by mixing a magnetic carrier with toner particles (two-component developer) And a method of developing the electrostatic latent image by conveying it by magnetic force and applying it in contact with the image carrier (two-component contact development), and applying the above two-component developer to the image carrier. Apply electrostatic latent image in contact It is roughly divided into four 顛 the method (two-component non-contact development) to the image.

転写手段は実施例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。   The transfer means is not limited to the roller transfer of the embodiment, but may be a blade transfer, a belt transfer, other contact transfer charging methods, or a non-contact transfer charging method using a corona charger.

転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。   The present invention can be applied not only to the formation of a single-color image by using an intermediate transfer member such as a transfer drum or a transfer belt, but also to an image forming apparatus that forms a multicolor or full-color image by multiple transfer or the like.

感光ドラム等の像担持体１、これに作用する作像プロセス機器、即ち、帯電手段２、９、現像手段４、クリーニング装置７等は任意の組み合わせにて、画像形成装置本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジとすることもできる。プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と感光ドラム（像担持体）とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。或いは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。   The image carrier 1, such as a photosensitive drum, and an image forming process device that operates on the image carrier 1, that is, the charging means 2, 9, the developing means 4, the cleaning device 7, etc., are attached to and detached from the image forming apparatus main body in an arbitrary combination A flexible process cartridge can also be used. The process cartridge is a cartridge in which a charging unit, a developing unit or a cleaning unit and a photosensitive drum (image carrier) are integrally formed, and the cartridge can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Alternatively, at least one of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit and the photosensitive drum are integrally formed into a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Further, it means that at least the developing means and the photosensitive drum are integrally made into a cartridge and can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.

１ 感光ドラム（像担持体）
２、１０２、１１２ 上流帯電ローラ
３ レーザビームスキャナ（静電潜像形成手段）
４ 現像装置（現像手段）
９、１０９、１１９ 下流帯電ローラ 1 Photosensitive drum (image carrier)
2, 102, 112 Upstream charging roller 3 Laser beam scanner (electrostatic latent image forming means)
4 Developing device (Developing means)
9, 109, 119 Downstream charging roller

Claims (6)

移動可能な像担持体を前記像担持体と共に回転しながら帯電させる接触帯電手段と、帯電した前記像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段とを具備し、
前記接触帯電手段は、独立した２つ以上の接触帯電部材を有し、前記接触帯電部材のうち、前記像担持体に対して前記像担持体の移動方向に沿って最上流で当接する第１の接触帯電部材に流れるＤＣ電流量は、前記像担持体の移動方向に沿って前記第１の接触帯電部材よりも最下流に設けられた第２の接触帯電部材に流れるＤＣ電流量より多く、前記第１の接触帯電部材と前記第２の接触帯電部材に用いられている抵抗調整剤は、種類または添加量が異なっており、
直径３０ｍｍの金属ローラを１５ｒｐｍで回転し、未通電状態（初期）の帯電ローラを片側５００Ｎ×２の荷重で押し付けた状態で、ＤＣ電流５０μＡを印加した時の電圧値を帯電ローラの周方向に１２８分割の等間隔で測定し、帯電ローラ一周分の抵抗値を求めた時の、抵抗の最高値をＲｍａｘ、抵抗の最低値をＲｍｉｎとすると、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎを抵抗周ムラと定義し、
直径３０ｍｍの金属ローラを１５ｒｐｍで回転し、帯電ローラを片側５００Ｎ×２の荷重で押し付けた状態で、ＤＣ電流５０μＡを非通電状態から３０時間通電しつづけた時の、３０時間後の抵抗値／初期の抵抗値、を抵抗上昇率と定義し、
前記第１の接触帯電部材の抵抗周ムラをＡ１、抵抗上昇率をＢ１とし、前記第２の接触帯電部材の抵抗周ムラをＡ２、抵抗上昇率をＢ２とすると、
Ａ１＞Ａ２、Ｂ１＜Ｂ２
であることを特徴とする画像形成装置。 Contact charging means for charging a movable image carrier while rotating together with the image carrier, electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier, and the electrostatic latent image Developing means for developing and forming an image,
The contact charging means has two or more independent contact charging members, and of the contact charging members, a first contact that is in contact with the image carrier in the most upstream direction along the moving direction of the image carrier. The amount of DC current flowing through the contact charging member is greater than the amount of DC current flowing through the second contact charging member provided on the most downstream side with respect to the first contact charging member along the moving direction of the image carrier, The resistance adjusting agents used in the first contact charging member and the second contact charging member are different in type or amount added,
Rotate a metal roller with a diameter of 30 mm at 15 rpm, press the non-energized (initial) charging roller with a load of 500 N × 2 on one side, and apply a voltage value when a DC current of 50 μA is applied in the circumferential direction of the charging roller. Rmax / Rmin is defined as resistance circumference unevenness, where Rmax is the maximum resistance value and Rmin is the minimum resistance value when the resistance value for one round of the charging roller is obtained by measuring at equal intervals of 128 divisions.
When a 30 mm diameter metal roller is rotated at 15 rpm and the charging roller is pressed with a load of 500 N × 2 on one side, a DC current of 50 μA is continuously energized for 30 hours from the non-energized state. The initial resistance value is defined as the resistance increase rate,
When the resistance circumferential unevenness of the first contact charging member is A1, the resistance increase rate is B1, the resistance peripheral unevenness of the second contact charging member is A2, and the resistance increase rate is B2.
A1> A2, B1 <B2
An image forming apparatus. １．０≦Ａ１≦１０．０
１．０≦Ａ２≦１．６
であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。 1.0 ≦ A1 ≦ 10.0
1.0 ≦ A2 ≦ 1.6
The image forming apparatus according to claim 1, wherein: １．０≦Ｂ１≦１０．０
２．０＜Ｂ２≦２０．０
であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。 1.0 ≦ B1 ≦ 10.0
2.0 <B2 ≦ 20.0
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記第１及び第２の接触帯電部材は、導電性ゴムローラ又はファーブラシローラであることを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first and second contact charging members are conductive rubber rollers or fur brush rollers. 前記第１及び第２の接触帯電部材には、ＡＣ＋ＤＣ電圧が印加されるか、又はＤＣ電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an AC + DC voltage or a DC voltage is applied to the first and second contact charging members. 前記第１の接触帯電部材にはＤＣ電圧が印加され、前記第２の接触帯電部材にはＡＣ＋ＤＣ電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。   5. The image formation according to claim 1, wherein a DC voltage is applied to the first contact charging member, and an AC + DC voltage is applied to the second contact charging member. apparatus.

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