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JP2002148900A - Image forming device and process cartridge - Google Patents

Image forming device and process cartridge

Info

Publication number
JP2002148900A
JP2002148900A JP2000340147A JP2000340147A JP2002148900A JP 2002148900 A JP2002148900 A JP 2002148900A JP 2000340147 A JP2000340147 A JP 2000340147A JP 2000340147 A JP2000340147 A JP 2000340147A JP 2002148900 A JP2002148900 A JP 2002148900A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
photosensitive drum
image carrier
contact
charging roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000340147A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Oba
浩幸 大羽
Junichi Kato
淳一 加藤
Hiroshi Sato
浩 佐藤
Masahiro Yoshida
雅弘 吉田
Yasushi Shimizu
康史 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000340147A priority Critical patent/JP2002148900A/en
Publication of JP2002148900A publication Critical patent/JP2002148900A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an image carrier and a contact electrostatic charging member from partially deteriorating. SOLUTION: In equation (1) providing W=(DC-2Y)/x, where DC is the outside diameter of an electrostatic charging roller 2, DD the outside diameter of a photoreceptor drum 1, Z the nip width between the both, Y the intrusion quantity of the electrostatic charging roller 2, and X the absolute value of the peripheral speed ratio of the both, the relation is satisfied that MIN (A, B) is a larger numeral between A and B, and LCM (A, B) is the least common multiple between A and B. Consequently, the frequency at which the same parts of the photoreceptor drum 1 and electrostatic charging roller 2 come into contact with each other is decreased below a certain value and the photoreceptor drum 1 and electrostatic charging roller 2 are prevented from partially deteriorating.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式によって画像形成を行なう複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置及びプロセスカート
リッジに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a process cartridge for forming an image by an electrophotographic system or an electrostatic recording system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において、
電子写真感光体を所定の極性・電位に帯電処理する帯電
手段としては、従来より一般にコロナ帯電装置が使用さ
れてきた。これは電子写真感光体にコロナ帯電装置を非
接触に対向配置して、コロナ帯電装置から放出されるコ
ロナに電子写真感光体表面をさらして電子写真感光体表
面を所定の極性・電位に帯電させるものである。しかし
ながら、コロナ帯電装置ではオゾンが多量に発生し、ま
た、コロナ帯電装置と電子写真感光体との間に10KV
程度の高電圧を印加する必要があった。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus,
As a charging means for charging an electrophotographic photosensitive member to a predetermined polarity and potential, a corona charging device has been generally used. In this method, a corona charging device is disposed opposite to an electrophotographic photosensitive member in a non-contact manner, and the surface of the electrophotographic photosensitive member is exposed to a corona emitted from the corona charging device to charge the surface of the electrophotographic photosensitive member to a predetermined polarity and potential. Things. However, a large amount of ozone is generated in the corona charging device, and 10 KV is applied between the corona charging device and the electrophotographic photosensitive member.
It was necessary to apply such a high voltage.

【0003】これらの問題を解決する帯電手段として、
近年、電子写真感光体に直接接触する帯電部材に電圧を
印加することで電子写真感光体を一様に帯電させる、い
わゆる接触帯電装置が提案、実用化されている。しかし
ながら、この方式も放電現象を利用して帯電を行ってい
る点では上述のコロナ帯電装置と同じであり、コロナ帯
電装置よりは大幅に抑えられているものの、やはりオゾ
ンが発生する。このオゾンは酸化窒素(NOx)を生成
し、この酸化窒素が電子写真感光体上に付着した場合、
その抵抗が低いため帯電不良による画像不良を発生させ
る原因となる。
As a charging means for solving these problems,
In recent years, a so-called contact charging device for uniformly charging an electrophotographic photosensitive member by applying a voltage to a charging member that directly contacts the electrophotographic photosensitive member has been proposed and put into practical use. However, this method is the same as the above-described corona charging device in that charging is performed using a discharge phenomenon, and although it is greatly suppressed as compared with the corona charging device, ozone is still generated. This ozone produces nitric oxide (NOx), and when this nitric oxide adheres to the electrophotographic photosensitive member,
Since the resistance is low, it causes image failure due to charging failure.

【0004】そこで、上記のようなオゾンの発生の問題
が無く、またこれに伴い帯電部材に印加する電圧を更に
低くできる帯電プロセスが、特開平6−3921号公報
等に提案されている。
Therefore, a charging process that does not have the above-described problem of ozone generation and that can further reduce the voltage applied to the charging member has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-3921.

【0005】この帯電プロセスにおける特徴は、電子写
真感光体の表面電位を帯電装置に印加した電圧とほぼ同
じ電位にできることであり、これは放電現象を用いるこ
となく、帯電部材に接触した電子写真感光体表面との直
接の電荷のやりとりによって、電子写真感光体への電荷
注入を行うことで可能とするものである。
The feature of this charging process is that the surface potential of the electrophotographic photosensitive member can be made substantially the same as the voltage applied to the charging device. This is because the electrophotographic photosensitive member that has contacted the charging member without using a discharge phenomenon is used. This is made possible by injecting charges into the electrophotographic photosensitive member by directly transferring charges to and from the body surface.

【0006】上記の注入帯電プロセスを実現するための
帯電手段として、帯電スポンジローラによる帯電の例に
ついて説明する。この帯電方式では、図4に示すよう
に、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体(以
下、感光ドラムという)1に接触する帯電スポンジロー
ラ(以下、帯電ローラという)2表面の空包部に、比較
的低抵抗の導電性微粉体mが付着されており、帯電ロー
ラ2には、帯電バイアス電源S1により−600Vの帯
電バイアスが印加されている。
An example of charging by a charging sponge roller will be described as charging means for realizing the above injection charging process. In this charging method, as shown in FIG. 4, a charging sponge roller (hereinafter, referred to as a charging roller) 2 in contact with a drum-shaped electrophotographic photoreceptor (hereinafter, referred to as a photosensitive drum) 1 serving as an image carrier is provided. A relatively low-resistance conductive fine powder m is adhered to the portion, and a charging bias of -600 V is applied to the charging roller 2 by a charging bias power supply S1.

【0007】このため、感光ドラム1上において、帯電
ローラ2に接触している部分は前記帯電バイアスと略同
電位になろうとする。このとき、帯電ローラ2から感光
ドラム1表面のエネルギー障壁を越えて電荷が感光ドラ
ム1に注入されると、感光ドラム1は帯電される。ま
た、電荷が感光ドラム1表面のエネルギー障壁を越えら
れないか、もしくは帯電ローラ2が感光ドラム1から離
間するときに、再び感光ドラム1から電荷が帯電ローラ
2に移動する場合には帯電は起こらない。
For this reason, the portion of the photosensitive drum 1 which is in contact with the charging roller 2 tends to have substantially the same potential as the charging bias. At this time, when electric charges are injected into the photosensitive drum 1 from the charging roller 2 over the energy barrier on the surface of the photosensitive drum 1, the photosensitive drum 1 is charged. Also, if the charge cannot exceed the energy barrier on the surface of the photosensitive drum 1 or if the charge moves from the photosensitive drum 1 to the charging roller 2 again when the charging roller 2 separates from the photosensitive drum 1, the charging occurs. Absent.

【0008】この現象は、感光ドラム1の持つ表面のエ
ネルギー障壁や電荷の保持能力によるところが大きい一
方で、競争反応として考えた場合、帯電ローラ2が感光
ドラム1と接触する機会の頻度が重要になる。この頻度
を上げるためには、帯電ローラ2表面の空包部に導電性
微粉体mを付着させて帯電ローラ2と感光ドラム1との
密着性を高めること、また、帯電ローラ2の回転方向
(時計方向)を感光ドラム1の回転方向(時計方向)と
逆にして相対速度を上げるなどして、感光ドラム1への
時間当たりの接触回数を増やすと効果がある。
While this phenomenon is largely due to the energy barrier on the surface of the photosensitive drum 1 and the ability to retain electric charges, the frequency of opportunities for the charging roller 2 to come into contact with the photosensitive drum 1 is important when considered as a competitive reaction. Become. In order to increase the frequency, the conductive fine powder m is adhered to the vacant portion on the surface of the charging roller 2 to increase the adhesion between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1, and the rotation direction of the charging roller 2 ( It is effective to increase the relative number of times of contact with the photosensitive drum 1 by, for example, increasing the relative speed by reversing the clockwise direction of the photosensitive drum 1 (clockwise direction).

【0009】このようにすることで、感光ドラム1の表
面電位は帯電ローラ2に印加した−600Vと略同じ電
位となり、また、ミクロな部分についても帯電ムラのな
い均一帯電が可能になる。
By doing so, the surface potential of the photosensitive drum 1 becomes substantially the same as -600 V applied to the charging roller 2, and uniform charging can be achieved even in a micro part without charging unevenness.

【0010】また、導電性微粉体mの帯電極性を、現像
装置3の現像剤Tの極性と逆極性にすることで、転写ロ
ーラ4により転写ニップ部Nで紙などの転写材Pに転写
されることなく感光ドラム1上に残留し、これを帯電ロ
ーラ2上で回収することで常に新たな注入サイトを得る
というものである。このため、現像剤Tが帯電ローラ2
上に蓄積していっても、それ以上に導電性微粉体mを供
給すれば帯電不良の発生を抑えることが可能になる。
Further, by setting the charging polarity of the conductive fine powder m to be opposite to the polarity of the developer T of the developing device 3, the conductive fine powder m is transferred to the transfer material P such as paper at the transfer nip N by the transfer roller 4. This remains on the photosensitive drum 1 without being recovered, and is collected on the charging roller 2 to always obtain a new injection site. For this reason, the developer T is
Even if it accumulates on the top, if the conductive fine powder m is supplied more than that, the occurrence of charging failure can be suppressed.

【0011】また、上記導電性微粉体mで注入帯電を行
う図4の画像形成装置では、感光ドラム1上に露光装置
(不図示)から画像露光Lされて形成されたトナー像
が、転写バイアス電源S3から転写バイアス(正極性)
が印加された転写ローラ4で転写ニップ部Nにて転写材
Pに転写された後に、感光ドラム1上に残留している転
写残現像剤は、帯電工程が行われている帯電ローラ2上
の導電性微粉体mと感光ドラム1間を通過する間に、感
光ドラム1と同様に電荷注入が行われる。
In the image forming apparatus shown in FIG. 4 in which charging is performed using the conductive fine powder m, a toner image formed on the photosensitive drum 1 by image exposure L from an exposure device (not shown) is transferred to a transfer bias. Transfer bias from power supply S3 (positive polarity)
After being transferred to the transfer material P at the transfer nip N by the transfer roller 4 to which the transfer roller 4 is applied, the transfer residual developer remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the charge roller 2 on which the charging process is performed. During the passage between the conductive fine powder m and the photosensitive drum 1, charge injection is performed in the same manner as in the photosensitive drum 1.

【0012】これにより、前記転写残現像剤は適正な電
荷を持つことが可能になるため、現像バイアス電源S2
から現像バイアスが印加された現像スリーブ3aで、画
像露光Lにより感光ドラム1上に形成された静電潜像を
現像(反転現像)している領域を通過する際に、素通り
することなく現像装置3内に回収されることになる。従
って、上述したプロセスにより転写残現像剤を現像装置
3内に回収することができるので、転写残現像剤を除去
するクリーナのないクリーナレスの電子写真プロセスを
も実現することが可能となる。
As a result, the transfer residual developer can have an appropriate charge.
When a developing sleeve 3a to which a developing bias is applied passes through a region where an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the image exposure L is developed (reversed development), the developing device does not pass through. 3 will be collected. Accordingly, since the transfer residual developer can be collected in the developing device 3 by the above-described process, a cleanerless electrophotographic process without a cleaner for removing the transfer residual developer can also be realized.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の画像形成装置において、帯電効率を上げるために感
光ドラム1と帯電ローラ2とが速度差を持って接触して
いる場合、画像形成装置の起動・停止時には感光ドラム
1及び帯電ローラ2に大きな負荷がかかる。
In the above-described conventional image forming apparatus, if the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are in contact with a speed difference in order to increase the charging efficiency, the image forming apparatus is When starting and stopping, a large load is applied to the photosensitive drum 1 and the charging roller 2.

【0014】このとき、感光ドラム1と帯電ローラ2間
の帯電ニップ部やその近傍に転写材(紙)Pの紙粉等の
異物や現像剤Tの外添剤などが付着していると、起動・
停止時の負荷により感光ドラム1と帯電ローラ2の表面
に微小な傷、いわゆるピンホール等が生じやすい。ピン
ホールはリーク等による帯電不良の原因となり、しかも
感光ドラム1と帯電ローラ2のピンホールのある場所同
士が接触すると、この接触部分での劣化が加速度的に進
むため、感光ドラム1と帯電ローラ2の同じ部分が頻繁
に接触しないように設定するように改善が望まれる。
At this time, if foreign matter such as paper powder of the transfer material (paper) P or an external additive of the developer T is attached to the charging nip portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 or in the vicinity thereof, Start-up·
Due to the load at the time of stoppage, minute scratches, so-called pinholes, are likely to occur on the surfaces of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2. Pinholes cause charging failure due to leaks and the like, and furthermore, if the pinholes of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 come into contact with each other, the deterioration at this contacting portion accelerates. An improvement is desired so that the setting is made so that the same portions of the two do not frequently contact.

【0015】そこで本発明は、像担持体と帯電部材の同
じ部分が接触する頻度を一定比率以下にすることによっ
て、像担持体及び帯電部材の部分的な劣化を抑制し、長
期にわたって良好な画像形成が行える画像形成装置及び
プロセスカートリッジを提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention suppresses partial deterioration of the image carrier and the charging member by reducing the frequency of contact between the same portion of the image carrier and the same portion of the charging member to a certain ratio or less, thereby providing a good image for a long period of time. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and a process cartridge capable of forming.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転自在な像担持体と、前記像担持体と所
定のニップ幅を設けて当接し帯電バイアスの印加により
前記像担持体を帯電する可撓性を有する回転自在な接触
帯電部材とを備えた画像形成装置において、前記接触帯
電部材の外径をDC(mm)、前記像担持体の外径をD
D(mm)、前記像担持体と前記接触帯電部材とのニッ
プ幅をZ(mm)、前記像担持体に対する前記接触帯電
部材の侵入量をY(mm)、前記像担持体に対する前記
接触帯電部材の周速比の絶対値をXとしたとき、前記像
担持体と前記接触帯電部材とが、
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a rotatable image carrier, which is brought into contact with the image carrier with a predetermined nip width and is brought into contact with the image carrier by applying a charging bias. An image forming apparatus comprising: a rotatable contact charging member having flexibility to charge a body, wherein the outer diameter of the contact charging member is DC (mm), and the outer diameter of the image carrier is D.
D (mm), the nip width between the image bearing member and the contact charging member is Z (mm), the penetration amount of the contact charging member into the image bearing member is Y (mm), and the contact charging to the image bearing member is When the absolute value of the peripheral speed ratio of the member is X, the image carrier and the contact charging member are

【数2】 (ただし、MIN(A,B)はAとBのうちの数値の大
きい方を選択、LCM(A,B)はAとBの最小公倍
数)の関係を満足することを特徴としている。
(Equation 2) (However, MIN (A, B) selects the larger value of A and B, and LCM (A, B) satisfies the relationship of LCM (Least common multiple of A and B).

【0017】また、前記接触帯電部材と前記像担持体と
が当接する帯電ニップに導電性を有する導電性微粉体を
存在させて、帯電バイアスの印加により前記像担持体に
電荷を注入して帯電することを特徴としている。
In addition, a conductive fine powder having conductivity is present in a charging nip where the contact charging member and the image carrier abut, and charge is injected into the image carrier by application of a charging bias. It is characterized by doing.

【0018】また、前記像担持体と前記接触帯電部材と
が当接する帯電ニップにおいて、前記像担持体の移動方
向と前記接触帯電部材の移動方向とが互いに逆方向であ
ることを特徴としている。
Further, in the charging nip where the image carrier and the contact charging member are in contact with each other, the moving direction of the image carrier and the moving direction of the contact charging member are opposite to each other.

【0019】また、回転自在な像担持体と、前記像担持
体と所定のニップ幅を設けて当接し帯電バイアスの印加
により前記像担持体を帯電する可撓性を有する回転自在
な接触帯電部材と、を少なくとも備え、画像形成装置に
着脱可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体と前記接触帯電部材が、請求項1、2又は
3記載の像担持体と接触帯電部材であることを特徴とし
ている。
A rotatable image carrier, and a rotatable contact charging member having a predetermined nip width and being in contact with the image carrier and having flexibility to charge the image carrier by applying a charging bias. And at least a process cartridge detachably attached to the image forming apparatus,
The image bearing member and the contact charging member are the image bearing member and the contact charging member according to claim 1, 2 or 3.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0021】図1は、本発明の実施の形態に係る画像形
成装置を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形
成装置は、接触帯電方式で現像同時クリーニングによる
クリーナレスのレーザビームプリンタである。なお、図
4に示した従来例の画像形成装置と同一機能を有する部
材には同一符号を付して説明する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is a cleaner-less laser beam printer using a contact charging method and simultaneous development and cleaning. The members having the same functions as those of the conventional image forming apparatus shown in FIG.

【0022】本画像形成装置は、像担持体としての感光
ドラム1を備え、その周囲に接触帯電手段としての導電
性弾性ローラ(以下、帯電ローラという)2、露光装置
(不図示)、現像装置3、転写ローラ4を備えている。
また、感光ドラム1と転写ローラ4間に形成される転写
ニップ部Nの転写材Pの搬送方向下流側には、定着装置
5が設置されている。
This image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, and a conductive elastic roller (hereinafter, referred to as a charging roller) 2 as a contact charging means, an exposure device (not shown), and a developing device around the photosensitive drum 1. 3, a transfer roller 4 is provided.
Further, a fixing device 5 is provided on the transfer nip portion N formed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4 on the downstream side in the transport direction of the transfer material P.

【0023】感光ドラムは、本実施の形態では直径30
mmのOPC感光体(ネガ感光体)であり、駆動手段
(不図示)により矢印方向(時計方向)に50mm/s
ecの周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
The photosensitive drum has a diameter of 30 in this embodiment.
mm OPC photoreceptor (negative photoreceptor), 50 mm / s in the direction of the arrow (clockwise) by driving means (not shown).
It is rotationally driven at a peripheral speed of ec (process speed).

【0024】帯電ローラ2は、芯金2a上に可撓性を有
する弾性発泡体などからなる中抵抗のローラ部材2bを
有している。ローラ部材2bは樹脂材(例えばウレタ
ン)、導電性粒子(例えばカーボンブラック)、硫化剤
及び発泡剤等により処方されている。帯電ローラ2は、
本実施の形態では直径12mm、長手方向の長さ250
mmであり、抵抗は105 Ω(荷重総圧9.8N、印加
電圧100V)である。また、帯電ローラ2の表面には
導電性微粉体mが付着されている。
The charging roller 2 has a medium resistance roller member 2b made of a flexible elastic foam or the like on a cored bar 2a. The roller member 2b is formulated with a resin material (for example, urethane), conductive particles (for example, carbon black), a sulfide agent, a foaming agent, and the like. The charging roller 2 is
In this embodiment, the diameter is 12 mm and the length in the longitudinal direction is 250.
mm and the resistance is 10 5 Ω (total load pressure 9.8 N, applied voltage 100 V). A conductive fine powder m is attached to the surface of the charging roller 2.

【0025】なお、ローラ部材2bの材質としては、上
記弾性発泡体に限定するものではなく、EPDM、ウレ
タン、NBR、シリコーンゴムやIR等に抵抗調整のた
めにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分
散したゴム材や、これらを発泡させたものが挙げられ
る。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性
の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。
The material of the roller member 2b is not limited to the above-mentioned elastic foam, but may be a conductive material such as carbon black or metal oxide for adjusting the resistance to EPDM, urethane, NBR, silicone rubber or IR. Rubber materials in which a conductive substance is dispersed, and foamed materials thereof. Further, it is also possible to adjust the resistance by using an ionic conductive material without dispersing the conductive substance.

【0026】ところで、帯電ローラ2は電極として機能
することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電
体である感光ドラム1との十分な接触状態を得ると同時
に、移動(回転)する感光ドラム1を充電するに十分低
い抵抗を有する必要がある。また、一方では感光ドラム
1にピンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧の
リークを防止する必要があり、十分な帯電性と耐リーク
を得るには104 〜107 Ωの抵抗が望ましい。
It is important that the charging roller 2 functions as an electrode. That is, it is necessary to obtain a sufficient contact state with the photosensitive drum 1, which is a member to be charged, by providing elasticity, and at the same time, to have a sufficiently low resistance to charge the moving (rotating) photosensitive drum 1. On the other hand, when a defective portion such as a pinhole is present on the photosensitive drum 1, it is necessary to prevent voltage leakage, and a resistance of 10 4 to 10 7 Ω is desirable to obtain sufficient chargeability and leakage resistance. .

【0027】また、帯電ローラ2の硬度は、硬度が低す
ぎると形状が安定しないために感光ドラム1との接触性
が悪くなり、高すぎると感光ドラム1との間に帯電ニッ
プ部Mを確保できないだけでなく、感光ドラム1表面へ
のミクロな接触性が悪くなるので、アスカーC硬度で2
5度から50度が好ましい範囲である。
If the hardness of the charging roller 2 is too low, the shape is not stable, so that the contact with the photosensitive drum 1 is deteriorated. If the hardness is too high, the charging nip M is secured between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1. Not only is it impossible, but also the microscopic contact with the surface of the photosensitive drum 1 is deteriorated.
5 to 50 degrees is a preferable range.

【0028】帯電ローラ2は、感光ドラム1に対して弾
性に抗して所定の押圧力で回転自在に圧接し、所定幅
(例えば3mm)の帯電ニップ部Mを形成しており、こ
の帯電ニップ部Mにおいて帯電ローラ2表面と感光ドラ
ム1表面とが互いに逆方向に移動するように、帯電ロー
ラ2を75mm/secで矢印方向(時計方向)に回転
駆動させる。即ち、帯電ローラ2は感光ドラム1に対し
て速度差を持って、逆方向に回転される。
The charging roller 2 is rotatably pressed against the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force against the elasticity of the photosensitive drum 1 to form a charging nip portion M having a predetermined width (for example, 3 mm). In the section M, the charging roller 2 is rotationally driven in the direction of the arrow (clockwise) at 75 mm / sec so that the surface of the charging roller 2 and the surface of the photosensitive drum 1 move in opposite directions. That is, the charging roller 2 is rotated in the opposite direction with a speed difference from the photosensitive drum 1.

【0029】また、帯電ローラ2の芯金2aには、帯電
バイアス電源S1から−700Vの直流電圧を帯電バイ
アスとして印加するようにした。これにより、本実施の
形態では感光ドラム1表面は帯電ローラ2に対する印加
電圧と略等しい電位(−680V)に直接注入帯電方式
にて一様に帯電処理される。
Further, a DC voltage of -700 V was applied as a charging bias from the charging bias power source S1 to the core metal 2a of the charging roller 2. Thus, in the present embodiment, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the direct injection charging method to a potential (−680 V) substantially equal to the voltage applied to the charging roller 2.

【0030】現像装置3は、現像スリーブ3a表面に担
持された現像剤(本実施の形態では、磁性一成分絶縁ト
ナー(以下、トナーという)tと導電性微粉体m(帯電
ローラ2で用いた導電性微粉体mと同じもの)を混合し
たもの)を感光ドラム1上に形成された静電潜像に付着
させ、反転現像によってトナー像として可視像化する。
The developing device 3 includes a developer (in this embodiment, a magnetic one-component insulating toner (hereinafter, referred to as a toner)) t and a conductive fine powder m (used in the charging roller 2). A mixture of the same conductive fine powder m) is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1, and is visualized as a toner image by reversal development.

【0031】感光ドラム1と略等速で回転される非磁性
の現像スリーブ3aは、感光ドラム1に対し最近接距離
(隙間)が約500μmになるように配置され、現像ス
リーブ3a内に固定して内包されたマグネットロール3
bの磁気力で現像スリーブ3a表面に現像剤(トナーt
+導電性微粉体m)Tを磁気拘束する。現像剤(トナー
t+導電性微粉体m)Tは、現像剤容器3d内に収納さ
れている。現像スリーブ3a表面に担持された現像剤T
は、規制ブレード3cによって層厚が規制され且つ電荷
が付与されて、現像スリーブ3aの回転により、感光ド
ラム1と現像スリーブ3aとの対向部である現像部(現
像領域)Sに搬送される。
The non-magnetic developing sleeve 3a rotated at substantially the same speed as the photosensitive drum 1 is arranged so that the closest distance (gap) to the photosensitive drum 1 is about 500 μm, and is fixed in the developing sleeve 3a. Magnet roll 3 included
b, the developer (toner t)
+ Conductive fine powder m) T is magnetically bound. The developer (toner t + conductive fine powder m) T is stored in a developer container 3d. The developer T carried on the surface of the developing sleeve 3a
The layer is regulated by the regulating blade 3c and charged, and is conveyed to the developing section (developing area) S, which is the facing section between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 3a, by the rotation of the developing sleeve 3a.

【0032】現像スリーブ3aには、現像バイアス電源
S2から直流成分と交流成分を重畳した現像バイアスが
印加される。本実施の形態では、現像バイアスの直流成
分は−500V、交流成分はピーク間電圧1600V、
周波数1800Hzの矩形波とした。
A developing bias in which a DC component and an AC component are superimposed is applied from a developing bias power source S2 to the developing sleeve 3a. In this embodiment, the DC component of the developing bias is −500 V, the AC component is a peak-to-peak voltage of 1600 V,
A rectangular wave having a frequency of 1800 Hz was used.

【0033】現像剤Tは、トナーtと導電性微粉体(帯
電補助粒子)mの混合物である。トナーtは重合性単量
体及び着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、
荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解又は分散せ
しめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を、分
散安定剤を含有する連続層中に適当な攪拌器を用いて分
散し同時に重合反応を行なわせる懸濁重合法により作製
し、これに、導電性微粉体mや流動化剤を外添剤として
添加して作製されたものである。
The developer T is a mixture of the toner t and conductive fine powder (charge assisting particles) m. The toner t is a polymerizable monomer and a colorant (further as necessary, a polymerization initiator, a crosslinking agent,
After uniformly dissolving or dispersing the charge control agent and other additives into a monomer composition, the monomer composition is placed in a continuous layer containing the dispersion stabilizer using a suitable stirrer. It is prepared by a suspension polymerization method in which a polymerization reaction is carried out at the same time as a dispersion, and a conductive fine powder m and a fluidizing agent are added thereto as an external additive.

【0034】本実施の形態で用いたトナーtの重量平均
粒径は7μmであり、導電性微粉体mとして本実施の形
態では、平均粒径3μmで比抵抗106 Ω・cmの導電
性酸化亜鉛粒子を用いた。また、本実施の形態では、ト
ナーtの100重量部に対して導電性微粉体mを2重量
部外添した。なお、導電性微粉体mの材料としては、上
記した導電性酸化亜鉛粒子以外にも他の金属酸化物など
の導電性無機粒子や有機物との混合物など、各種導電粒
子が使用可能である。
The toner t used in the present embodiment has a weight average particle diameter of 7 μm. In the present embodiment, the conductive fine powder m has an average particle diameter of 3 μm and a specific resistance of 10 6 Ω · cm. Zinc particles were used. In the present embodiment, 2 parts by weight of the conductive fine powder m is externally added to 100 parts by weight of the toner t. In addition, as the material of the conductive fine powder m, various conductive particles such as a mixture with conductive inorganic particles such as other metal oxides and organic substances other than the above-described conductive zinc oxide particles can be used.

【0035】接触転写手段としての中抵抗の転写ローラ
4は、感光ドラム1表面に所定の押圧力で接触して転写
ニップ部Nを形成し、転写バイアス電源S3から印加さ
れる転写バイアス(トナーと逆極性(正極性)のバイア
ス)により、転写ニップ部Nにて感光ドラム1表面に形
成されたトナー像を紙などの転写材Pに転写する。
A transfer roller 4 having a medium resistance as a contact transfer means contacts the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force to form a transfer nip N, and a transfer bias (toner and toner) applied from a transfer bias power source S3. The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 at the transfer nip N is transferred to a transfer material P such as paper by the reverse polarity (positive polarity bias).

【0036】定着装置5は、定着ローラ5aと加圧ロー
ラ5bを有しており、定着ローラ5aと加圧ローラ5b
間の定着ニップにて転写材Pを挟持搬送しながら、用紙
などの転写材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 5 has a fixing roller 5a and a pressure roller 5b.
The toner image transferred onto the surface of the transfer material P such as paper is heat-pressed and heat-fixed while nipping and transporting the transfer material P in the intermediate fixing nip.

【0037】また、本実施の形態では、図2に示すよう
に感光ドラム1、帯電ローラ2及び現像装置3は一体的
にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ6を形成
し、画像形成装置に着脱自在に装着される。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the photosensitive drum 1, the charging roller 2 and the developing device 3 are integrally formed into a cartridge to form a process cartridge 6, which is detachably attached to the image forming apparatus. Be attached.

【0038】次に、上記画像形成装置による画像形成動
作について説明する。
Next, an image forming operation by the image forming apparatus will be described.

【0039】ホストコンピュータ(不図示)から画像情
報が入力されると、感光ドラム1はメインモータ(不図
示)の駆動により矢印方向(時計方向)に所定の周速で
回転駆動され、帯電ニップ部Mにて帯電バイアス電源S
1から帯電バイアス(−700V)が印加された帯電ロ
ーラ2表面の導電性微粉体mにより表面が一様に所定電
位(−680V)に帯電される。そして、帯電された感
光ドラム1上に露光装置(不図示)から画像情報に応じ
た画像露光Lが与えられることにより、感光ドラム1上
の電位は画像露光Lされた部分の電位が低下して、入力
される画像信号に応じた静電潜像が形成される。
When image information is input from a host computer (not shown), the photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in a direction indicated by an arrow (clockwise) by driving a main motor (not shown). Charging bias power supply S at M
The surface is uniformly charged to a predetermined potential (-680 V) by the conductive fine powder m on the surface of the charging roller 2 to which the charging bias (-700 V) is applied from 1. Then, an image exposure L according to image information is given to the charged photosensitive drum 1 from an exposure device (not shown), so that the potential on the photosensitive drum 1 decreases at the image exposed L portion. Then, an electrostatic latent image corresponding to the input image signal is formed.

【0040】そして、感光ドラム1上に形成された静電
潜像に、現像部Sにて感光ドラム1の帯電極性(負極
性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置3の
現像スリーブ3aにより、感光ドラム1の帯電極性(負
極性)と同極性に帯電されたトナーtを付着させて、ト
ナー像として反転現像(可視像化)する。この際、現像
スリーブ3aには、現像バイアス電源S2から直流成分
として−500V、交流成分としてピーク間電圧160
0V、周波数18000Hzの矩形波を重畳した現像バ
イアスが印加される。
The developing sleeve of the developing device 3 in which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 1 is applied to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the developing unit S By 3a, the toner t charged to the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 1 is adhered, and the toner t is subjected to reverse development (visualization) as a toner image. At this time, the developing sleeve 3a supplies -500 V as a DC component and a peak-to-peak voltage 160 as an AC component from the developing bias power source S2.
A developing bias in which a rectangular wave of 0 V and a frequency of 18000 Hz is superimposed is applied.

【0041】そして、感光ドラム1上のトナー像が感光
ドラム1と転写ローラ4間の転写ニップ部Nに到達する
と、このタイミングに合わせてカセット(不図示)内の
用紙などの転写材Pが給紙ローラ(不図示)によって転
写ニップ部Nに搬送される。そして、前記トナーtと逆
極性(正極性)の所定の転写バイアスが印加された転写
ローラ4により、転写ニップ部Nに搬送された転写材P
に感光ドラム1と転写ローラ4間に発生する静電力によ
って、感光ドラム1上のトナー像が転写される。
When the toner image on the photosensitive drum 1 reaches the transfer nip portion N between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4, a transfer material P such as paper in a cassette (not shown) is supplied at this timing. The sheet is conveyed to the transfer nip N by a paper roller (not shown). Then, the transfer material P conveyed to the transfer nip N by the transfer roller 4 to which a predetermined transfer bias of the opposite polarity (positive polarity) to the toner t is applied.
The toner image on the photosensitive drum 1 is transferred by an electrostatic force generated between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 4.

【0042】そして、トナー像が転写された転写材Pは
定着装置5に搬送されて、定着ローラ5aと加圧ローラ
5b間の定着ニップにてトナー像を転写材Pに加熱加圧
して熱定着した後に外部に排出され、一連の画像形成動
作を終了する。
Then, the transfer material P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 5, where the toner image is heated and pressed on the transfer material P by a fixing nip between the fixing roller 5a and the pressure roller 5b, and thermally fixed. Then, the sheet is discharged outside, and a series of image forming operations is completed.

【0043】また、上記転写後に感光ドラム1上に残留
している転写残トナーは、感光ドラム1の回転に伴い帯
電ニップ部Mを経由して現像部Sに至り、現像装置3の
現像スリーブ3aで次工程以後の現像時にカブリ取りバ
イアス(現像バイアス電源S2から現像スリーブ3aに
印加する直流電圧と感光ドラム1の表面電位間の電位差
であるカブリ取り電位差)によって回収される(現像同
時クリーニング)。回収された転写残トナー(残留現像
剤)は、次工程以後用いられることにより、廃トナーを
なくすことができる。
The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the above-mentioned transfer reaches the developing unit S via the charging nip M with the rotation of the photosensitive drum 1, and reaches the developing sleeve 3a of the developing device 3. In the development after the next step, the toner is collected by a fog removing bias (a fog removing potential difference which is a potential difference between a DC voltage applied to the developing sleeve 3a from the developing bias power source S2 and the surface potential of the photosensitive drum 1) (simultaneous development cleaning). The collected transfer residual toner (residual developer) can be used after the next step to eliminate waste toner.

【0044】ところで、現像装置3に使用される現像剤
Tに含有させた導電性を有する導電性微粉体mは、現像
装置3の現像スリーブ3aによる感光ドラム1上の静電
潜像のトナー現像時に、トナーtと共に適当量が感光ド
ラム1側に移行する。また、感光ドラム1上のトナー像
は、転写ニップ部Nにおいて転写バイアス電源S3から
転写ローラ4に印加される転写バイアスによって転写材
P側に引かれて積極的に転移するが、感光ドラム1上の
導電性微粉体mは導電性であることで転写材P側には積
極的には転移せず、感光ドラム1上に実質的に付着保持
されて残留する。また、感光ドラム1表面に実質的に付
着保持される導電性微粉体mの存在により、トナー像の
感光ドラム1側から転写材P側への転写効率が向上する
効果も得られる。
By the way, the conductive fine powder m contained in the developer T used in the developing device 3 is used for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 by the developing sleeve 3 a of the developing device 3. At the same time, an appropriate amount moves to the photosensitive drum 1 side together with the toner t. The toner image on the photosensitive drum 1 is pulled toward the transfer material P by the transfer bias applied from the transfer bias power source S3 to the transfer roller 4 in the transfer nip N, and is positively transferred. Since the conductive fine powder m is conductive, it does not positively transfer to the transfer material P side, and remains substantially adhered and held on the photosensitive drum 1. Further, the effect of improving the transfer efficiency of the toner image from the photosensitive drum 1 side to the transfer material P side can be obtained by the presence of the conductive fine powder m substantially adhered and held on the surface of the photosensitive drum 1.

【0045】そして、上述した現像同時クリーニングの
画像形成装置は、転写残トナーを除去するクリーナを用
いないため、転写後の感光ドラム1表面に残存の転写残
トナー及び導電性微粉体mは、感光ドラム1と帯電ロー
ラ2間の帯電ニップ部Mに感光ドラム1の回転でそのま
ま持ち運ばれて帯電ローラ2に付着・混入する。従っ
て、帯電ニップ部Mにこの導電性微粉体mが存在した状
態で感光ドラム1の接触帯電が行なわれる。なお、画像
形成初期においては、帯電ローラ2表面に導電性微粉体
mが供給されず帯電が行なえないので、帯電ローラ2表
面には予め導電性微粉体mを塗布しておく。
Since the above-described image forming apparatus for simultaneous cleaning with development does not use a cleaner for removing the transfer residual toner, the transfer residual toner and the conductive fine powder m remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer are removed. The photosensitive drum 1 is carried as it is to the charging nip M between the drum 1 and the charging roller 2 by the rotation of the photosensitive drum 1 and adheres to and mixes with the charging roller 2. Accordingly, contact charging of the photosensitive drum 1 is performed in a state where the conductive fine powder m exists in the charging nip portion M. In the initial stage of image formation, the conductive fine powder m is not supplied to the surface of the charging roller 2 and charging cannot be performed. Therefore, the conductive fine powder m is applied to the surface of the charging roller 2 in advance.

【0046】本実施の形態では、帯電ローラ2表面に導
電性微粉体mが予め塗布されているので、帯電ローラ2
にトナーtが付着・混入した場合でも、帯電ローラ2の
感光ドラム1への緻密な接触性と接触抵抗を維持できる
ため、接触帯電部材が帯電ローラ2のような簡易な部材
であり、しかも帯電ローラ2の転写残トナーによる汚染
にかかわらず、帯電ローラ2による感光ドラム1の直接
注入帯電を行わせることができる。
In the present embodiment, since the conductive fine powder m is previously applied to the surface of the charging roller 2,
Even if the toner t adheres to or mixes with the photosensitive drum 1, the contact property of the charging roller 2 to the photosensitive drum 1 and the contact resistance can be maintained, so that the contact charging member is a simple member such as the charging roller 2, and Irrespective of contamination by the transfer residual toner of the roller 2, direct charging of the photosensitive drum 1 by the charging roller 2 can be performed.

【0047】つまり、帯電ローラ2が導電性微粉体mを
介して密に感光ドラム1に接触して、帯電ニップ部Mに
存在する導電性微粉体mが感光ドラム1表面を隙間なく
摺擦することで、帯電ローラ2による感光ドラム1の帯
電は導電性微粉体mの存在により、放電現象を用いない
安定かつ安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のロ
ーラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、
帯電ローラ2に印加した電圧とほぼ同等の電位を感光ド
ラム1に与えることができる。
That is, the charging roller 2 comes into close contact with the photosensitive drum 1 via the conductive fine powder m, and the conductive fine powder m present in the charging nip portion M rubs the surface of the photosensitive drum 1 without gaps. As a result, the charging of the photosensitive drum 1 by the charging roller 2 is controlled by stable and safe direct injection charging without using a discharge phenomenon due to the presence of the conductive fine powder m. Charging efficiency is obtained,
A potential substantially equal to the voltage applied to the charging roller 2 can be given to the photosensitive drum 1.

【0048】また、帯電ローラ2上の導電性微粉体m中
に付着・混入した転写残トナーは、帯電ローラ2から徐
々に感光ドラム1上に吐き出されて感光ドラム1表面の
移動と共に現像部Sに至り、現像装置3において現像同
時クリーニング(回収)される。現像同時クリーニング
は上述したように、転写後に感光ドラム1上に残留した
転写残トナーを次の画像形成工程の現像時、即ち引き続
き感光ドラム1を帯電・露光して静電潜像を形成し、そ
の静電潜像の現像時において、現像装置3のカブリ取り
バイアス、即ち現像バイアス電源S2から現像スリーブ
3aに印加する直流電圧と感光ドラム1の表面電位間の
電位差であるカブリ取り電位差によって回収するもので
ある。本実施の形態の現像装置3は反転現像なので、こ
の現像同時クリーニングは、感光ドラム1の暗部電位
(未露光部分)から現像スリーブ3aにトナーを回収す
る電界と、現像スリーブ3aから感光ドラム1の明部電
位(露光部分)へトナーを付着させる電界の作用でなさ
れる。
The transfer residual toner adhering to and mixing into the conductive fine powder m on the charging roller 2 is gradually discharged from the charging roller 2 onto the photosensitive drum 1 so that the developing unit S And the developing device 3 performs cleaning (collection) at the same time as development. As described above, in the simultaneous cleaning with development, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer is developed in the next image forming step, that is, the photosensitive drum 1 is charged and exposed to form an electrostatic latent image. At the time of developing the electrostatic latent image, the electrostatic latent image is collected by a fog removing bias of the developing device 3, that is, a fog removing potential difference which is a potential difference between a DC voltage applied from the developing bias power source S2 to the developing sleeve 3a and a surface potential of the photosensitive drum 1. Things. Since the developing device 3 of the present embodiment is a reversal developing, the simultaneous cleaning of the developing is performed by the electric field for collecting the toner from the dark portion potential (unexposed portion) of the photosensitive drum 1 to the developing sleeve 3a and the electric field of the photosensitive drum 1 from the developing sleeve 3a. This is performed by the action of an electric field that causes the toner to adhere to the bright portion potential (exposed portion).

【0049】また、帯電ローラ2表面から導電性微粉体
mが脱落しても、画像形成装置の画像形成動作によっ
て、現像装置3の現像剤Tに含有されている導電性微粉
体mが現像部Sで感光ドラム1表面に移行し、感光ドラ
ム1の回転により転写ニップ部Nを経て帯電ニップ部M
に持ち運ばれて帯電ローラ2に逐次に供給され続けるた
め、導電性微粉体mの存在による良好な帯電性が安定し
て維持される。
Even if the conductive fine powder m drops from the surface of the charging roller 2, the conductive fine powder m contained in the developer T of the developing device 3 is removed by the image forming operation of the image forming apparatus. In S, the photosensitive drum 1 moves to the surface, and the photosensitive drum 1 rotates, passes through the transfer nip N, and the charging nip M
, And is continuously supplied to the charging roller 2 sequentially, so that good chargeability due to the presence of the conductive fine powder m is stably maintained.

【0050】このように上述した画像形成装置では、接
触帯電部材として用いた帯電ローラ2の転写残トナーに
よる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接
注入帯電による均一な帯電を長期に渡り安定に維持させ
ることができ、且つオゾン生成物による障害、帯電不良
による障害等を防止することができる。
As described above, in the image forming apparatus described above, regardless of the contamination of the charging roller 2 used as the contact charging member by the transfer residual toner, uniform charging by the ozone-less direct injection charging at a low applied voltage is stable for a long time. , And it is possible to prevent troubles due to ozone products, troubles due to poor charging, and the like.

【0051】ところで、上記した本実施の形態の画像形
成装置では、帯電効率を上げるために感光ドラム1と帯
電ローラ2が速度差を持って接触しているため、画像形
成装置の起動・停止時には、その接触部(帯電ニップ部
M)において感光ドラム1及び帯電ローラ2に大きな負
荷がかかる。このとき、ピンホールはリーク等による帯
電不良の原因となり、しかも感光ドラム1と帯電ローラ
2のピンホールのある場所同士が接触すると、劣化が加
速度的に進むため、感光ドラム1と帯電ローラ2の同じ
部分が頻繁に接触しないように設定することが重要とな
る。
In the image forming apparatus of the present embodiment, since the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are contacted with a speed difference in order to increase the charging efficiency, when the image forming apparatus is started and stopped, A large load is applied to the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 at the contact portion (charging nip portion M). At this time, the pinhole causes a charging failure due to leakage or the like, and furthermore, if the pinholes of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 come into contact with each other, the deterioration accelerates. It is important to set so that the same part does not frequently contact.

【0052】しかしながら、本画像形成装置では帯電効
率を上げるために、帯電ローラ2を帯電ニップ部Mにお
いて帯電ローラ2と感光ドラム1と互いに逆方向に移動
するように駆動させるように構成されているので、画像
形成装置の起動・停止時には、その接触部(帯電ニップ
部M)において感光ドラム1及び帯電ローラ2に大きな
負荷がかかる。その際に、感光ドラム1と帯電ローラ2
間の帯電ニップ部Mやその近傍に転写材(紙)Pの紙粉
等の異物や現像剤Tの外添剤などが付着していると、起
動・停止時の負荷により感光ドラム1や帯電ローラ2の
表面に微小な傷、いわゆるピンホール等が生じやすい。
However, in the present image forming apparatus, in order to increase the charging efficiency, the charging roller 2 is driven so that the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 are moved in opposite directions to each other in the charging nip M. Therefore, when starting and stopping the image forming apparatus, a large load is applied to the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 at the contact portion (charging nip portion M). At this time, the photosensitive drum 1 and the charging roller 2
If foreign matter such as paper dust of the transfer material (paper) P or an external additive of the developer T is attached to the charging nip portion M or in the vicinity thereof, the photosensitive drum 1 or the charging member is charged by the load at the time of starting and stopping. Minute scratches, so-called pinholes, and the like are likely to occur on the surface of the roller 2.

【0053】感光ドラム1や帯電ローラ2にピンホール
ができるとリークが発生して帯電不良の原因となる。し
かも、感光ドラム1と帯電ローラ2のピンホールのある
場所同士が接触すると、大量の電流が流れ劣化が加速度
的に進み感光ドラム1及び帯電ローラ2の寿命を低下さ
せる可能性がある。
If a pinhole is formed in the photosensitive drum 1 or the charging roller 2, a leak occurs, which causes charging failure. In addition, when the locations where the pinholes of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are in contact with each other, a large amount of current flows and the deterioration accelerates, which may shorten the life of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2.

【0054】このため本発明では、回転する感光ドラム
1と帯電ローラ2の同じ部分が接触する頻度が一定比率
以下になるように、感光ドラム1と帯電ローラ2を以下
の式(1)のように設定した。
For this reason, in the present invention, the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 are changed according to the following formula (1) so that the frequency at which the same portion of the rotating photosensitive drum 1 and the same portion of the charging roller 2 come into contact with each other is less than a certain ratio. Set to.

【0055】即ち、図3に示すように帯電ローラ2の外
径をDC(mm)、感光ドラム1の外径をDD(m
m)、感光ドラム1と帯電ローラ2とのニップ幅をZ
(mm)、感光ドラム1に対する帯電ローラ2の侵入量
をY(mm)、感光ドラム1に対する帯電ローラ2の周
速比の絶対値をXとしたとき、
That is, as shown in FIG. 3, the outer diameter of the charging roller 2 is DC (mm), and the outer diameter of the photosensitive drum 1 is DD (m).
m), the nip width between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is Z
(Mm), the amount of penetration of the charging roller 2 into the photosensitive drum 1 is Y (mm), and the absolute value of the peripheral speed ratio of the charging roller 2 to the photosensitive drum 1 is X,

【数3】 (ただし、MIN(A,B)はAとBのうちの数値の大
きい方を選択、LCM(A,B)はAとBの最小公倍
数)の関係を満足することである。
(Equation 3) (However, MIN (A, B) selects the larger value of A and B, and LCM (A, B) satisfies the relationship of ACM and B.)

【0056】(DC−2Y)は、感光ドラム1に対する
帯電ローラ2の侵入量を加味することで減少した帯電ロ
ーラ2の見かけ上の外径に相当する値である。また、Z
はそれを周速比の絶対値Xで除した値で、帯電ローラ2
が感光ドラム1に対して従動であると仮定したときの帯
電ローラ2の外径に相当する値である。例えば、感光ド
ラム1に対する帯電ローラ2の周速比が1より大きいと
きには、帯電ローラ2が速く回るため帯電ローラ2表面
の同一部分が同じ位置に戻ってくるまでの間隔は短くな
る。つまり、感光ドラム1側から見た場合、見かけ上の
帯電ローラ2の外径が小さくなるのと同じ効果を持つこ
とになる。
(DC-2Y) is a value corresponding to the apparent outer diameter of the charging roller 2 reduced by taking into account the amount of penetration of the charging roller 2 into the photosensitive drum 1. Also, Z
Is the value obtained by dividing it by the absolute value X of the peripheral speed ratio.
Is a value corresponding to the outer diameter of the charging roller 2 when it is assumed that the charging roller 2 is driven relative to the photosensitive drum 1. For example, when the peripheral speed ratio of the charging roller 2 to the photosensitive drum 1 is larger than 1, the charging roller 2 rotates quickly, and the interval until the same portion on the surface of the charging roller 2 returns to the same position becomes short. That is, when viewed from the photosensitive drum 1 side, the same effect as when the apparent outer diameter of the charging roller 2 is reduced is obtained.

【0057】次に、上記した式(1)について、左辺よ
り詳細に説明する。MIN記号のカッコ内の2つの数
(A,B)は、有効数字を小数点以下1桁まで取るため
にWとDDをそれぞれ10倍し、それらの最小公倍数を
それぞれWとDDで除したものであり、結果として得ら
れる数値は互いに素な自然数となる。
Next, the above equation (1) will be described in more detail from the left side. The two numbers in parentheses of the MIN symbol (A, B) are obtained by multiplying W and DD by 10 each to obtain a significant figure to one decimal place, and dividing their least common multiple by W and DD, respectively. Yes, the resulting numbers are relatively prime natural numbers.

【0058】例えばこれらの数字が5と3であったとす
ると、帯電ローラ2は5回転毎、感光ドラム1は3回転
毎に帯電ローラ2と感光ドラム1の互いの同じ部分が繰
り返し接触することになる。従って、この数字が大きい
ほど帯電ローラ2と感光ドラム1の互いの同じ部分が接
触するまでの時間的な間隔が広がり、帯電ローラ2や感
光ドラム1のダメージを受けた箇所同士が再び接触する
確率が小さくなることを意味するものである。
For example, if these numbers are 5 and 3, the same portions of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 are repeatedly contacted every 5 rotations of the charging roller 2 and every 3 rotations of the photosensitive drum 1. Become. Accordingly, the larger the number is, the longer the time interval until the same portion of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 come into contact with each other, and the probability that the damaged portions of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 come into contact again. Is smaller.

【0059】一方、式(1)の右辺は感光ドラム1と帯
電ローラ2のうち小さい方の周長を、感光ドラム1と帯
電ローラ2とのニップ幅Zで除したものであり、直接的
には当該周上にニップ幅Zがいくつ取れるかを示してい
る。この数字が大きいほど帯電ローラ2や感光ドラム1
のダメージを受けた箇所同士が再び接触する確率が小さ
くなることを意味するものである。
On the other hand, the right side of the equation (1) is obtained by dividing the smaller peripheral length of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 by the nip width Z between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2, and directly Indicates how many nip widths Z can be taken on the circumference. The larger the number is, the larger the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 are.
Means that the probability of contact between the damaged parts again decreases.

【0060】つまり、感光ドラム1と帯電ローラ2が一
旦接触した後再び同じ位置で両者が接触するまでの回転
数が、感光ドラム1と帯電ローラ2のうち径の小さい方
の周上に取れるニップ幅の数より多ければ、ダメージを
受けた箇所同士が接触する確率を最小限に抑えられる。
That is, after the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 once come into contact with each other, the number of rotations from when the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 come into contact again at the same position can be taken on the circumference of the smaller diameter of the photosensitive drum 1 and the charging roller 2. If the number is larger than the number of the widths, the probability that the damaged portions come into contact with each other can be minimized.

【0061】具体的には、本実施の形態ではDC=12
mm、DD=30mm、Z=3mm、Y=0.2mm、
X=1.5であり、これらの値からW=7.73mmな
るので、式(1)の左辺は77となり、右辺は12.6
で、式(1)を満足している。
Specifically, in the present embodiment, DC = 12
mm, DD = 30 mm, Z = 3 mm, Y = 0.2 mm,
Since X = 1.5 and W = 7.73 mm from these values, the left side of Expression (1) is 77 and the right side is 12.6.
Satisfying the expression (1).

【0062】そして、上記した式(1)を満足する本実
施の形態の画像形成装置を用いて12000枚の連続画
像出力の耐久試験を行ったところ、帯電ローラ2と感光
ドラム1のピンホール同士が接触することによる帯電不
良が発生することはなかった。
Then, a durability test of outputting 12,000 continuous images was performed using the image forming apparatus of the present embodiment that satisfies the above expression (1), and the pinholes of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 were compared. There was no occurrence of charging failure due to contact with the toner.

【0063】次に、下記の比較例用の画像形成装置によ
り、上記した式(1)を満足する本実施の形態の画像形
成装置の効果を評価した。
Next, the effect of the image forming apparatus of the present embodiment satisfying the above-mentioned expression (1) was evaluated by the following image forming apparatus for a comparative example.

【0064】(比較例1)本比較例では、帯電ローラ2
の外径を12.4mmのものに変更した。その他の構成
及び数値は実施の形態1と同様である。本比較例では、
DC=12.4mm、DD=30mm、Z=3mm、Y
=0.2mm、X=1.5であり、これらの値からW=
8.0mmなるので、式(1)の左辺は4となり、右辺
は13.0で、式(1)を満足していない。
(Comparative Example 1) In this comparative example, the charging roller 2
Was changed to an outer diameter of 12.4 mm. Other configurations and numerical values are the same as those of the first embodiment. In this comparative example,
DC = 12.4 mm, DD = 30 mm, Z = 3 mm, Y
= 0.2 mm and X = 1.5. From these values, W =
Since it is 8.0 mm, the left side of Expression (1) is 4, and the right side is 13.0, which does not satisfy Expression (1).

【0065】そして、本比較例の画像形成装置を用いて
連続画像出力の耐久試験を行ったところ、約4500枚
で帯電ローラ2と感光ドラム1のピンホール同士が接触
することによる帯電不良が発生した。
When a durability test of continuous image output was performed using the image forming apparatus of this comparative example, charging failure occurred due to contact between the charging roller 2 and the pinholes of the photosensitive drum 1 on about 4,500 sheets. did.

【0066】(比較例2)本比較例では帯電ローラ2の
外径を13.0mmのものに変更した。その他の構成及
び数値は実施の形態1と同様である。本比較例では、D
C=13.0mm、DD=30mm、Z=3mm、Y=
0.2mm、X=1.5であり、これらの値からW=
8.4mmなるので、式(1)の左辺は7となり、右辺
は13.6で、式(1)を満足していない。
Comparative Example 2 In this comparative example, the outer diameter of the charging roller 2 was changed to 13.0 mm. Other configurations and numerical values are the same as those of the first embodiment. In this comparative example, D
C = 13.0 mm, DD = 30 mm, Z = 3 mm, Y =
0.2 mm, X = 1.5, and W =
Since it is 8.4 mm, the left side of Expression (1) is 7, and the right side is 13.6, which does not satisfy Expression (1).

【0067】そして、本比較例の画像形成装置を用いて
連続画像出力の耐久試験を行ったところ、約8500枚
で帯電ローラ2と感光ドラム1のピンホール同士が接触
することによる帯電不良が発生した。
When a durability test of continuous image output was performed using the image forming apparatus of this comparative example, charging failure occurred due to contact between the charging roller 2 and the pinholes of the photosensitive drum 1 on about 8,500 sheets. did.

【0068】このように、上記した式(1)を満足する
ように感光ドラム1の径、帯電ローラ2の径、感光ドラ
ム1と帯電ローラ2とのニップ幅、感光ドラム1に対す
る帯電ローラ2の侵入量、及び感光ドラム1と帯電ロー
ラ2の周速差を設定することで、帯電ローラ2や感光ド
ラム1のダメージを受けた箇所同士が再び接触するのを
最小限に抑制することが可能となり、感光ドラム1と帯
電ローラ2の加速度的な劣化を防止することができ、長
期にわたって良好な画像形成を行なうことができる。
As described above, the diameter of the photosensitive drum 1, the diameter of the charging roller 2, the nip width between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2, and the width of the charging roller 2 with respect to the photosensitive drum 1 satisfy the expression (1). By setting the amount of intrusion and the peripheral speed difference between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2, it is possible to minimize the contact between the damaged portions of the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 again. Thus, it is possible to prevent the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 from deteriorating at an accelerated rate, and it is possible to form a good image over a long period.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、像
担持体と接触帯電部材の同じ部分が接触する頻度を一定
比率以下にすることが可能となるので、像担持体及び接
触帯電部材のダメージを受けた箇所同士が再び接触する
確率を最小限にして、像担持体と接触帯電部材の加速度
的な劣化を防止することができ、長期にわたって良好な
画像形成を行なうことができる。
As described above, according to the present invention, the frequency of contact between the same portion of the image carrier and the contact charging member can be reduced to a certain ratio or less. Thus, it is possible to minimize the probability that the damaged portions come into contact with each other again, prevent the image carrier and the contact charging member from being acceleratedly degraded, and perform good image formation over a long period of time.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す
概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る画像形成装置のプロ
セスカートリッジを示す概略断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a process cartridge of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の感光
ドラムと帯電ローラとの接触状態を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a contact state between a photosensitive drum and a charging roller of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】従来例における画像形成装置を示す概略構成
図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光ドラム(像担持体) 2 帯電ローラ(接触帯電部材) 2a 芯金 2b ローラ部材 3 現像装置 3a 現像スリーブ 4 転写ローラ 5 定着装置 5a 定着ローラ 5b 加圧ローラ 6 プロセスカートリッジ Reference Signs List 1 photosensitive drum (image carrier) 2 charging roller (contact charging member) 2a cored bar 2b roller member 3 developing device 3a developing sleeve 4 transfer roller 5 fixing device 5a fixing roller 5b pressure roller 6 process cartridge

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 浩 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉田 雅弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 康史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H003 AA18 BB11 CC05 EE16 EE19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Yoshida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Yasushi Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2H003 AA18 BB11 CC05 EE16 EE19

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転自在な像担持体と、前記像担持体と
所定のニップ幅を設けて当接し帯電バイアスの印加によ
り前記像担持体を帯電する可撓性を有する回転自在な接
触帯電部材とを備えた画像形成装置において、 前記接触帯電部材の外径をDC(mm)、前記像担持体
の外径をDD(mm)、前記像担持体と前記接触帯電部
材とのニップ幅をZ(mm)、前記像担持体に対する前
記接触帯電部材の侵入量をY(mm)、前記像担持体に
対する前記接触帯電部材の周速比の絶対値をXとしたと
き、前記像担持体と前記接触帯電部材とが、 【数1】 (ただし、MIN(A,B)はAとBのうちの数値の大
きい方を選択、LCM(A,B)はAとBの最小公倍
数)の関係を満足する、ことを特徴とする画像形成装
置。
A rotatable image carrier, and a flexible rotatable contact charging member that contacts the image carrier with a predetermined nip width and charges the image carrier by applying a charging bias. Wherein the outer diameter of the contact charging member is DC (mm), the outer diameter of the image carrier is DD (mm), and the nip width between the image carrier and the contact charging member is Z. (Mm), when the amount of penetration of the contact charging member into the image carrier is Y (mm) and the absolute value of the peripheral speed ratio of the contact charging member to the image carrier is X, the image carrier and the The contact charging member is expressed as follows: (However, MIN (A, B) selects the larger one of A and B, and LCM (A, B) satisfies the relationship of LCM (Least common multiple of A and B). apparatus.
【請求項2】 前記接触帯電部材と前記像担持体とが当
接する帯電ニップに導電性を有する導電性微粉体を存在
させて、帯電バイアスの印加により前記像担持体に電荷
を注入して帯電する、 ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. A charging nip where the contact charging member and the image carrier are in contact with each other has conductive fine powder present therein, and charges are injected into the image carrier by applying a charging bias to the image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記像担持体と前記接触帯電部材とが当
接する帯電ニップにおいて、前記像担持体の移動方向と
前記接触帯電部材の移動方向とが互いに逆方向である、 ことを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
3. A charging nip where the image carrier and the contact charging member are in contact with each other, wherein a moving direction of the image carrier and a moving direction of the contact charging member are opposite to each other. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項4】 像担持体と、前記像担持体と所定のニッ
プ幅を設けて当接し帯電バイアスの印加により前記像担
持体を帯電する可撓性を有する回転自在な接触帯電部材
と、を少なくとも備え、画像形成装置に着脱可能に装着
されるプロセスカートリッジにおいて、 前記像担持体と前記接触帯電部材が、請求項1、2又は
3記載の像担持体と接触帯電部材である、 ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. An image carrier, and a flexible rotatable contact charging member which contacts the image carrier with a predetermined nip width and charges the image carrier by applying a charging bias. 4. A process cartridge provided at least and detachably mounted on an image forming apparatus, wherein the image carrier and the contact charging member are the image carrier and the contact charging member according to claim 1, 2, or 3. And process cartridge.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7603061B2 (en) 2006-02-28 2009-10-13 Ricoh Company Limited Image forming apparatus

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