JP2013167913A - Charging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる帯電装置に関するものである。 The present invention relates to a charging device provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer employing an electrophotographic system.
従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触させて像担持体の帯電を行う接触帯電方式は、オゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。 Conventionally, as a charging device for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer adopting an electrophotographic method, a device using a corona discharge phenomenon such as a scorotron charger has been widely used, but a charging device using a corona discharge phenomenon is used. In this case, the generation of ozone and nitrogen oxides that have a negative effect on the human body and the global environment is a problem. On the other hand, the contact charging method in which the conductive charging roll is directly contacted with the image carrier to charge the image carrier has significantly less generation of ozone and nitrogen oxide, and the power supply efficiency is good. Recently it has become mainstream.
このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電時に像担持体上にある各種の付着物を吸着してしまい汚染されやすいという不都合があった。これに対し、特許文献1では、スポンジで構成された帯電ロールクリーニング部材を帯電ロールに圧接させることで、帯電ロールの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を除去できるようにした技術を提案している。 Such a charging device of the contact charging method has a disadvantage that various deposits on the image bearing member are adsorbed and easily contaminated during charging. On the other hand, Patent Document 1 proposes a technique that can remove foreign matters such as toner and paper dust adhering to the surface of the charging roll by pressing the charging roll cleaning member made of sponge against the charging roll. doing.
しかしながら、帯電ロールクリーニング部材の軸長を感光体ドラムの有効現像幅よりも大きく、また、帯電ロールと感光体ドラムとが接する軸方向の帯電接触幅よりも小さくしているが、現像器端部からのクラウドトナーにより感光体ドラム上には有効現像幅以上のトナーが付着してしまう。 However, the axial length of the charging roll cleaning member is larger than the effective developing width of the photosensitive drum, and smaller than the axial charging contact width where the charging roll and the photosensitive drum are in contact with each other. As a result, the toner exceeding the effective development width adheres to the photosensitive drum due to the cloud toner.
また、帯電ロールクリーニング部材の軸長を帯電ロールの軸長よりも長くした場合、帯電ロールクリーニング部材と帯電ロールとの間のニップ圧が軸方向でばらつく虞がある。
本発明は上記事実を考慮し、クリーニングロールと帯電ロールとのニップ圧を軸方向で均一にできる帯電装置を提供することを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a charging device capable of making the nip pressure between the cleaning roll and the charging roll uniform in the axial direction.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、画像を担持する像担持体と接触しながら回転し、前記像担持体を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに接触しながら回転して前記帯電ロールをクリーニングする弾性層を備えたクリーニングロールと、を備え、前記帯電ロールの帯電層の両端部には、外径が減少する外径減少部が設けられ、前記帯電ロール及び前記クリーニングロールの軸方向両側には、前記帯電ロールと前記クリーニングロールとの相対位置を略一定とすることによって前記クリーニングロールを前記帯電ロールに圧接させ、前記帯電ロールのシャフト及び前記クリーニングロールのシャフトを回転自在に支持する軸受け孔を備えた軸受手段が設けられ、前記クリーニングロールのシャフトが支持される前記軸受け孔は、前記帯電ロールの前記軸受け孔へ向かう方向を長手方向とする長孔であることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is characterized in that it rotates while in contact with an image carrier carrying an image and charges the image carrier, and is longer than the axial length of the charging roll. And a cleaning roll provided with an elastic layer that rotates while contacting the charging roll and cleans the charging roll, and the outer diameter of the charging roll of the charging layer is reduced at the outer diameter. A reducing portion is provided, and on both sides in the axial direction of the charging roll and the cleaning roll, the cleaning roll is pressed against the charging roll by making the relative position of the charging roll and the cleaning roll substantially constant, Bearing means having a bearing hole for rotatably supporting the shaft of the charging roll and the shaft of the cleaning roll is provided, The bearing hole roll shaft is supported is characterized by the direction toward the bearing hole of the charging roller is a long hole whose longitudinal direction.
請求項1に記載の発明では、像担持体の軸方向に沿ったクリーニングロールの長さを帯電ロールの軸長よりも長くする(クリーニングロール>帯電ロール)ことで、帯電ロールの軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロールによる帯電ロールの良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロールの軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性と、像担持体の長寿命化を図ることができる。 In the first aspect of the present invention, the length of the cleaning roll along the axial direction of the image carrier is made longer than the axial length of the charging roll (cleaning roll> charging roll), so that the end of the charging roll in the axial direction can be obtained. It is possible to surely clean up to the portion, and it is possible to obtain good cleaning performance of the charging roll by the cleaning roll. Further, there is no contamination at the end of the charging roll in the axial direction due to discharge product adhesion or paper powder adhesion due to discharge, and good chargeability to the image carrier by the charging roll and the image carrier. It is possible to extend the service life.
ここで、クリーニングロールの清掃メカニズムとして、帯電ロールに付着した異物(トナー成分)は、クリーニングロールで捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロールへもどされて、像担持体へ移行する。像担持体へ移行した異物は、感光体クリーニング部材で回収されるが、中間転写体にも移行するため、中間転写体クリーニング部材でも回収される。 Here, as a cleaning mechanism of the cleaning roll, the foreign matter (toner component) adhering to the charging roll is captured by the cleaning roll, and the foreign matter aggregated to a certain size is returned to the charging roll and transferred to the image carrier. To do. The foreign matter transferred to the image carrier is collected by the photosensitive member cleaning member, but is also collected by the intermediate transfer member cleaning member because it moves to the intermediate transfer member.
また、クリーニングロールと帯電ロールの接触する部分の押圧力を、帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させるようにすることで、帯電ロールの全域に渡ってクリーニングロールを当接させた場合でも、帯電ロールの軸方向の端部の押圧力は、他の領域と比較して小さくなる。このため、帯電ロールの軸方向の端部において、帯電ロールの圧力が上昇することはなく、帯電ロールの回転性能を確保することができる。 In addition, even if the cleaning roll is brought into contact with the entire area of the charging roll by reducing the pressing force at the contact portion between the cleaning roll and the charging roll as it goes toward the end of the charging roll in the axial direction, The pressing force at the end of the charging roll in the axial direction is smaller than that in other regions. For this reason, the pressure of the charging roll does not increase at the end of the charging roll in the axial direction, and the rotation performance of the charging roll can be ensured.
さらに、帯電ロールの軸方向端部に、帯電ロールとクリーニングロールとが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けることで、より安価に帯電ロールの軸方向端部の圧力低減ができる。また、帯電ロール及びクリーニングロールの軸方向両側には、軸受手段が設けられており、この軸受手段には、帯電ロールのシャフトを回転自在に支持する軸受け孔、及びクリーニングロールのシャフトを回転自在に支持する長孔が形成されている。また、軸受け孔と長孔とは、クリーニングロールを帯電ロールに圧接させ且つ帯電ロールとクリーニングロールとの相対位置が軸方向で一定となるように形成されている。ここで、クリーニングロールの軸長が帯電ロールより長い場合、帯電ロールからの反力により、軸方向でニップ圧がばらつくことがあるが、クリーニングロールのシャフトの支持部が長孔で支持されているので、クリーニングロールが撓み変形可能となり、ニップ圧のばらつきを抑制できる。 Furthermore, the pressure at the axial end of the charging roll can be reduced at a lower cost by providing an outer diameter decreasing portion that reduces the outer diameter so that the charging roll and the cleaning roll are not in contact with each other at the axial end of the charging roll. Reduction is possible. Further, bearing means are provided on both sides of the charging roll and the cleaning roll in the axial direction, and the bearing means rotatably supports the bearing hole for rotatably supporting the charging roll shaft and the cleaning roll shaft. A supporting long hole is formed. The bearing hole and the long hole are formed so that the cleaning roll is pressed against the charging roll and the relative position between the charging roll and the cleaning roll is constant in the axial direction. Here, when the axial length of the cleaning roll is longer than that of the charging roll, the nip pressure may vary in the axial direction due to the reaction force from the charging roll, but the shaft support portion of the cleaning roll is supported by the long hole. Therefore, the cleaning roll can be bent and deformed, and variations in nip pressure can be suppressed.
本発明は上記構成としたので、クリーニングロールによる帯電ロールの良好なクリーニング性能と、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得ることができる。 Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to obtain good cleaning performance of the charging roll by the cleaning roll and good chargeability to the image carrier by the charging roll.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。 An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示す本実施形態の画像形成装置10は、4サイクル方式のフルカラーレーザプリンタであり、図示のように、装置内には、中央よりもやや右上部に、感光体ドラム12(像担持体)が回転可能に配設されている。この感光体ドラム12としては、例えば、表面にOPC等よりなる感光体層が被覆された直径が約47mmの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しないモータにより、矢印方向に沿って約150mm/secのプロセススピードで回転駆動される。
An
感光体ドラム12の表面は、感光体ドラム12の略真下に配置された帯電ロール14によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール14の下方に配置された露光装置16によって、レーザービームLBによる画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
The surface of the
この感光体ドラム12上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像器18Y、18M、18C、18Kが周方向に沿って配置された回転式現像器18によって現像され、所定の色のトナー像となる。
The electrostatic latent image formed on the
このとき、感光体ドラム12の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。現像工程では回転式現像器18が回転し、対応する色の現像器18Y、18M、18C、18Kが、感光体ドラム12と対向する現像位置に移動する。
At this time, charging, exposure, and development processes are repeated a predetermined number of times on the surface of the
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム12の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応して4回繰り返され、感光体ドラム12の表面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が順次形成される。トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム12が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、A4サイズであれば、感光体ドラム12が3回転することによって、1つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム12の表面には、感光体ドラム12が3回転するごとに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が形成される。
For example, when a full-color image is formed, the charging, exposing, and developing processes are performed on the surface of the
感光体ドラム12上に順次形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、感光体ドラム12の外周に中間転写ベルト20が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト20上に互いに重ね合わせた状態で一次転写ロール22によって転写される。
An
この中間転写ベルト20上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙24上に、二次転写ロール26によって一括して転写される。
The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred in multiple onto the
一方、記録用紙24は、画像形成装置10の下部に配置された給紙カセット28から、ピックアップロール30によって送り出されるとともに、フィードロール32及びリタードロール34によって1枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール36によって中間転写ベルト20上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト20の二次転写位置へと搬送される。
On the other hand, the
中間転写ベルト20は、感光体ドラム12における回動方向の上流側にて中間転写ベルト20のラップ位置を特定するラップインロール38と、感光体ドラム12上に形成されたトナー像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール22と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト20のラップ位置を特定するラップアウトロール40と、二次転写ロール26に中間転写ベルト20を介して当接するバックアップロール42と、中間転写ベルト20のクリーニング装置44に対向する第1のクリーニングバックアップロール46と、第2のクリーニングバックアップロール48と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード(約150mm/sec)で循環移動するように、例えば、感光体ドラム12の回転に伴って従動される。
The
ここで、中間転写ベルト20は、画像形成装置10の小型化を図るため、中間転写ベルト20が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
Here, in order to reduce the size of the
中間転写ベルト20は、感光体ドラム12と、帯電ロール14と、中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20を張架する複数のロール22、38、40、42、46、48と、中間転写ベルト20用のクリーニング装置44と、後述する感光体ドラム12用のクリーニング装置78と、で一体的に像形成ユニット52を構成している。このため、画像形成装置10の上部カバー54を開き、像形成ユニット52の上部に設けられた把手(図示省略)を手で持ち上げることにより、像形成ユニット52全体を画像形成装置10から取り外し可能となっている。
The
一方、中間転写ベルト20のクリーニング装置44は、第1のクリーニングバックアップロール46によって張架された中間転写ベルト20の表面に当接するように配置された中間転写ベルト用クリーニングブレード(中間転写体クリーニング部材)58と、第2のクリーニングバックアップロール48によって張架された中間転写ベルト20の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ60とを備え、中間転写ベルト用クリーニングブレード58の幅(記録用紙24の搬送方向と直交する方向の長さ)を帯電ロール14の軸長よりも長くしている(中間転写ベルト用クリーニングブレード58>帯電ロール14)。
On the other hand, the cleaning device 44 for the
そして、これらの中間転写ベルト用クリーニングブレード58やクリーニングブラシ60によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置44の内部に回収されるようになっている。
The residual toner and paper dust removed by the intermediate transfer
なお、クリーニング装置44は、揺動軸62を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト20の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト20の表面に当接するように構成されている。
The cleaning device 44 is disposed so as to be able to swing counterclockwise in the drawing with the
さらに、中間転写ベルト20からトナー像が転写された記録用紙24は、定着装置64へと搬送され、この定着装置64によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙24上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙24は、排出ロール66によって画像形成装置10の上部に設けられた排出トレイ68上にそのまま排出される。
Further, the
一方、両面プリントの場合には、定着装置64により第一面(表面)にトナー像が定着された記録用紙24を、排出ロール66によって排出トレイ68上にそのまま排出せずに、排出ロール66によって記録用紙24の後端部を狭持した状態で、排出ロール66を逆転させるとともに、記録用紙24の搬送径路を両面用の用紙搬送路70に切り替え、この両面用の用紙搬送路70に配設された搬送ロール72によって、記録用紙24の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト20の二次転写位置へ搬送して、記録用紙24の第二面(裏面)にトナー像を転写する。そして、記録用紙24の第二面(裏面)のトナー像を定着装置64によって定着させ、記録用紙24を排出トレイ68上に排出する。
On the other hand, in the case of double-sided printing, the
さらに、画像形成装置10には、オプションによって、画像形成装置10の側面に手差しトレイ74が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ74上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙24は、給紙ロール76によって給紙され、搬送ロール73及びレジストロール36を介して、中間転写ベルト20の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙24にも画像を形成することが可能となっている。
Furthermore, a
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム12の表面には、感光体ドラム12の斜め下方に配置されたクリーニング装置78のクリーニングブレード80が当接可能となっている。このクリーニングブレード80の幅(記録用紙24の搬送方向と直交する方向の長さ)は帯電ロール14の軸長よりも長くしており(クリーニングロール100>帯電ロール14)、感光体ドラム12が1回転する毎に、該クリーニングブレード80によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
A
図2に示すように、感光体ドラム12の下方部には、感光体ドラム12と接触するように帯電ロール14が配置されている。この帯電ロール14は、導電性のシャフト14Aの周囲に帯電層14Bが形成されたものであり、シャフト14Aが回転可能に支持されている。帯電ロール14の感光体ドラム12と反対側の下方部には、帯電ロール14の表面に接触するロール状のクリーニングロール100が設けられている。このクリーニングロール100は、シャフト100Aの周囲にスポンジ層100B(多孔質弾性層)が形成されたものであり、シャフト100Aが回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, a charging
クリーニングロール100は帯電ロール14に接触して所定の荷重で押圧され、スポンジ層100Bが帯電ロール14の周面に沿って弾性変形してニップ部101を形成している。感光体ドラム12は、図示しないモータによって図2中の時計回り(矢印2の方向)に回転駆動され、感光体ドラム12の回転により帯電ロール14が矢印4の方向に従動回転する。また、帯電ロール14の回転によりロール状のクリーニングロール100が矢印6の方向に従動回転する。このクリーニングロール100の軸長を帯電ロール14の軸長よりも長くしている(クリーニングロール100>帯電ロール14)。
The cleaning
そして、感光体ドラム12の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード80>クリーニングロール100>中間転写ベルト用クリーニングブレード58>帯電ロール14の関係を満たすようにしている(なお、これらの部材はセンター合わせされた状態で配設される)。
The length relationship in the axial direction of the
また、帯電ロール14には帯電用の電源が接続されており、直流に交流を重畳したバイアス、または直流バイアスのみが印可されている。一方、クリーニングロール100へのバイアス印可については特に規定しないが、本発明においては帯電ロール14のシャフト14A及びクリーニングロール100のシャフト100Aは同一の軸受けにて回転可能に軸支されており(後述する)、クリーニングロール100は帯電ロール14と同電位となっている。
Further, a charging power source is connected to the charging
そして、クリーニングロール100が従動回転することにより、帯電ロール14の表面に付着したトナーや外添剤などの汚れ(異物)がクリーニングロール100によってクリーニングされる。そしてこの異物がクリーニングロール100の発泡体のセル内に取り込まれ、セル内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール100から帯電ロール14を介して感光体ドラム12に戻され、感光体ドラム12をクリーニングするクリーニング装置78に回収されることで、クリーニング性能の維持継続がなされる。
As the
このようなクリーニングロール100について、シャフト100Aの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法が適時選択される。また導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、クリーニングロール100は、スポンジ層100Bを介して帯電ロール14と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時の撓みが少ない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。
In such a
スポンジ層100Bは、多孔質の3次元構造を有する発泡体からなる。このスポンジ層100Bは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。スポンジ層100Bは、帯電ロール14との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール14の表面にスポンジ層100Bの擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
The
また、帯電ロール14は、導電性のシャフト14A上に帯電層14Bとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。さらに、帯電ロール14の軸方向の端部には、軸方向の端部へ行くに従って外径が減少するテーパ部(外径減少部)が形成されている。
The charging
シャフト14Aの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。
As the material of the
帯電ロール14の帯電層14Bを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト14Aの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び/又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
The conductive elastic layer constituting the
帯電層14Bを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。
The surface layer constituting the
また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が3μm以下であるものが望ましい。 The surface layer can contain a conductive material to adjust the resistance value. The conductive material preferably has a particle size of 3 μm or less.
また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び/又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。 In addition, as a conductive agent for the purpose of adjusting the resistance value, it electrically conducts electrons and / or ions as charge carriers, such as carbon black, conductive metal oxide particles, or ionic conductive agent blended in the matrix material. What disperse | distributed material etc. can be used.
上記抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ITO等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても2種類以上を併用することができる。また、本発明を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。 The conductive metal oxide particles, which are conductive particles for adjusting the resistance value, are conductive particles such as tin oxide, tin oxide doped with antimony, zinc oxide, anatase titanium oxide, and ITO. Any conductive agent using electrons as charge carriers can be used without any particular limitation. These may be used alone or in combination of two or more. Any particle size may be used as long as the present invention is not inhibited. From the viewpoint of resistance value adjustment and strength, tin oxide, antimony-doped tin oxide, and anatase-type titanium oxide are preferable. Tin oxide and antimony-doped tin oxide are preferred.
このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。 By performing resistance control with such a conductive material, the resistance value of the surface layer does not change depending on environmental conditions, and stable characteristics can be obtained.
さらに、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール14への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール14の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム12との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール14と感光体ドラム12相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
Further, a fluorine-based or silicone-based resin is used for the surface layer. In particular, it is preferably composed of a fluorine-modified acrylate polymer. Further, fine particles may be added to the surface layer. As a result, the surface layer becomes hydrophobic and acts to prevent the adhesion of foreign matter to the charging
次に、帯電ロール14及びクリーニングロール100の取付構造について詳細に説明する。
Next, the mounting structure of the charging
図3に示すように、本実施形態では、帯電ロール14とクリーニングロール100が一対の軸受け部材110を介して単一のフレーム120に組み付けられフレーム120内に収容されており、さらに感光体ドラム12もこのフレーム120に組み付けられ、それらがユニット化されている。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the charging
図4(A)、(B)に示すように、一つの軸受け部材110は、扁平な直方体状(ブロック状)に形成され単一構成とされている。この軸受け部材110は、高剛性、高摺動性で耐摩耗性に優れたポリアセタールやポリカーボネート等の合成樹脂材料で形成されている。また、耐摩耗性を更に高めるために、上記の合成樹脂材料にガラス繊維やカーボン繊維等を含有させるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 4A and 4B, one bearing
軸受け部材110には、長手方向(図4の上下方向)に沿って所定の間隔で配置された軸受け孔112、及び長孔114が形成されている。軸受け孔112には、帯電ロール14のシャフト14A端部に設けられた支持部14aが回転自在に挿通され、長孔114には、クリーニングロール100のシャフト100A端部に設けられた支持部100aが回転自在に挿通されている。また、図示のように、長孔114はシャフト100A(支持部100a)の軸径よりも大きく、軸受け孔112へ向かう方向を長手方向として形成されている。
The bearing
この一対の軸受け部材110に、シャフト14Aの両端の支持部14aが軸支された帯電ロール14と、シャフト100Aの両端の支持部100aが軸支されたクリーニングロール100とは、クリーニングロール100が帯電ロール14に所定の荷重で押圧されることにより、クリーニングロール100のシャフト100Aの支持部100aが長孔114における帯電ロール14とは反対側の孔壁114Aに当接支持されて、相対位置がほぼ一定に保たれており、前述したように、スポンジ層100Bが帯電ロール14の周面に沿って弾性変形しニップ部101を形成している(図2参照)。また、このようにクリーニングロール100のシャフト100Aの支持部100aを当接支持した長孔114は、シャフト100Aの支持部100aに対して帯電ロール14への圧接方向(矢印8方向)に自由度を与える形状とされている。
The charging
図3に示すように、フレーム120は、本体部122における帯電ロール14及びクリーニングロール100の軸方向に沿った両端部(図3の左右の側端部)に、上記の一対の軸受け部材110が取り付けられる一対の取付部124が一体的に設けられている。
As shown in FIG. 3, the
取付部124には、取付部124の延出方向に沿ったガイド溝126が形成されている。軸受け部材110は、このガイド溝126にはめ入れられてその先端側に配置されており、ガイド溝126にガイドされて取付部124の延出方向(感光体ドラム12に対し接離する方向)に沿って摺動可能とされている。
A
一対の取付部124の外側面側は厚肉とされて先端側が延出されており、その先端部に、感光体ドラム12を軸支する一対の軸受け部132が設けられている。この一対の軸受け部132には、軸受け孔134が同軸的に形成されており、感光体ドラム12は、シャフト12Aの端部に設けられた支持部12aが各軸受け孔134に回転自在に挿通されて、帯電ロール14及びクリーニングロール100とともにフレーム120に組み付けられている。
The outer surface sides of the pair of
また、ガイド溝126内の基端側には、軸受け部材110を感光体ドラム12側へ付勢する圧縮コイルばね128が設けられている。この圧縮コイルばね128のばね力で、軸受け部材110が感光体ドラム12側へ付勢され(矢印8の方向)、帯電ロール14は感光体ドラム12に圧接している。これにより、感光体ドラム12が回転すると、感光体ドラム12の回転に伴って帯電ロール14が従動回転し感光体ドラム12を帯電させ、さらに帯電ロール14の回転に伴ってクリーニングロール100が従動回転し帯電ロール14をクリーニングする。
A
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図5に示すように、本発明では、感光体ドラム12の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード80>クリーニングロール100>中間転写ベルト用クリーニングブレード58>帯電ロール14の関係を満たすようにしている。
As shown in FIG. 5, according to the present invention, the length relationship in the axial direction of the
クリーニングロール100>帯電ロール14とすることで、帯電ロール14の軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロール100による帯電ロール14の良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロール14の軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロール14による感光体ドラム12への良好な帯電性と、感光体ドラム12の長寿命化を図ることができる。
By setting the
クリーニングロール100の清掃メカニズムとして、帯電ロール14に付着した異物(トナー成分)は、クリーニングロール100表面のスポンジ層100Bで捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロール14へもどされて、感光体ドラム12へ移行する。そして、感光体ドラム12へ移行した異物は、感光体ドラム12の清掃部材であるクリーニングブレード80で回収されるが、中間転写ベルト20にも移行するため、中間転写ベルト20の清掃部材である中間転写ベルト用クリーニングブレード58でも回収される。
As a cleaning mechanism of the
このため、クリーニングブレード80>帯電ロール14、及び中間転写ベルト用クリーニングブレード58>帯電ロール14とすることで、帯電ロール14から回収されたトナー(帯電ロール14による回収領域のトナー)を確実に回収することができることとなる。
Therefore, by setting the
一方、クリーニングブレード80は、感光体ドラム12上の有効現像幅W以上に幅がないと現像されたトナーを回収できないが、中間転写ベルト20へは転写ロール22の幅以上はトナーがのらず、クリーニングブレード80より中間転写ベルト用クリーニングブレード58を長くすると、トナーがない領域において、潤滑剤が不足してめくれが発生してしまう。
On the other hand, the
したがって、記録用紙24の全域に画像を転写するためには、記録用紙幅W1<転写ロール22<有効現像幅Wの関係が必要であり、クリーニングブレード80>中間転写ベルト用クリーニングブレード58の関係が得られることとなる。
Therefore, in order to transfer the image to the entire area of the
ところで、クリーニングロール100と帯電ロール14において、帯電ロール14の全域に渡ってクリーニングロール100のスポンジ層100Bを当接させた場合、帯電ロール14の軸方向の端部では、スポンジ層100Bによる食い込みによって、帯電ロール14の端面にまでスポンジ層100Bが回り込んだ状態となり、帯電ロール14の圧力が上昇し、帯電ロール14の回転不良が発生する恐れがある。
By the way, in the
このため、図6(A)に示すように、クリーニングロール100の軸方向の端部において、クリーニングロール100の軸方向に沿った曲線の曲率半径を小さくする逃げ部140を設け、帯電ロール14のNIP力(いわゆる、クリーニングロール100と帯電ロール14の接触する部分の押圧力)を帯電ロール14の軸方向の端部へ行くに従って減少させるようにしても良い。
For this reason, as shown in FIG. 6A, at the end of the
これにより、帯電ロール14の全域に渡ってスポンジ層100Bを当接させた場合でも、帯電ロール14の軸方向の端部のNIP力は、他の領域と比較して小さくなるため、帯電ロール14の軸方向の端部で、端面にまでスポンジ層100Bが回り込むということはなく、帯電ロール14の軸方向の端部の圧力が上昇することはなく、帯電ロール14の回転性能を確保することができる。
As a result, even when the
また、これ以外にも、図6(B)に示すように、クリーニングロール100の軸方向の端部に、軸方向の端部へ行くに従って外径が減少するテーパ部(外径減少部)144を設けて、帯電ロール14の軸方向の端部がクリーニングロール100のスポンジ層100Bに当接しないようにしても良い。これにより、図6(A)の場合と略同一の効果が得られる上に、より安価に帯電ロール14の軸方向の端部の圧力低減ができる。
In addition to this, as shown in FIG. 6B, a taper portion (outer diameter reducing portion) 144 whose outer diameter decreases toward the end portion in the axial direction at the end portion in the axial direction of the
以上、本発明の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。 As mentioned above, although it demonstrated in detail by embodiment of this invention, this invention is not limited to them, Various other forms can be implemented within the scope of the present invention.
例えば、本形態では、一例として、クリーニング部材としてクリーニングロール100を用い、シャフト100Aの周囲にスポンジ層100Bが形成されたものについて説明したが、ロール状のスポンジに限らず、板状を成すスポンジ部材を用いても良い。但し、この場合、該スポンジ部材は帯電ロールに対向して設けられたホルダーによって固定され、移動不能な状態で配設されることとなる。
For example, in the present embodiment, the cleaning
また、本形態では、感光体ドラム12の下方部に帯電ロール14を接触させ、その帯電ロール14の下方部にクリーニングロール100を接触させる構成としているが、感光体ドラム12、帯電ロール14、及びクリーニングロール100の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの上方部に帯電ロールを接触させ、その帯電ロールの上方部にクリーニングロールを接触させる構成等にも本発明を適用することができる。
In this embodiment, the charging
また、本発明を適用する画像形成装置については、上述の実施形態のように、回転式現像器18を用いて感光体ドラム12へのトナー像の形成を4回繰り返して行う4サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトの移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットを並設する構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールに本発明を適用することができる。
The image forming apparatus to which the present invention is applied has a four-cycle configuration in which the toner image is formed on the
10 画像形成装置
12 感光体ドラム(像担持体)
14 帯電ロール
14A シャフト
100 クリーニングロール
100A シャフト
110 軸受け部材
112 軸受け孔
114 長孔
142 テーパ部(外径減少部)
144 テーパ部(外径減少部)
DESCRIPTION OF
14
144 Tapered part (outer diameter reduced part)
Claims (1)
前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに接触しながら回転して前記帯電ロールをクリーニングする弾性層を備えたクリーニングロールと、
を備え、
前記帯電ロールの帯電層の両端部には、外径が減少する外径減少部が設けられ、
前記帯電ロール及び前記クリーニングロールの軸方向両側には、前記帯電ロールと前記クリーニングロールとの相対位置を略一定とすることによって前記クリーニングロールを前記帯電ロールに圧接させ、前記帯電ロールのシャフト及び前記クリーニングロールのシャフトを回転自在に支持する軸受け孔を備えた軸受手段が設けられ、
前記クリーニングロールのシャフトが支持される前記軸受け孔は、前記帯電ロールの前記軸受け孔へ向かう方向を長手方向とする長孔であることを特徴とする帯電装置。 A charging roll that rotates while contacting an image carrier carrying an image and charges the image carrier;
A cleaning roll provided with an elastic layer that is formed longer than the axial length of the charging roll and rotates while contacting the charging roll to clean the charging roll;
With
Both ends of the charging layer of the charging roll are provided with an outer diameter reducing portion where the outer diameter decreases,
On both sides in the axial direction of the charging roll and the cleaning roll, the cleaning roll is pressed against the charging roll by making the relative position of the charging roll and the cleaning roll substantially constant, and the shaft of the charging roll and the charging roll Bearing means having a bearing hole for rotatably supporting the shaft of the cleaning roll is provided,
The charging device, wherein the bearing hole in which the shaft of the cleaning roll is supported is a long hole whose longitudinal direction is a direction toward the bearing hole of the charging roll.
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