JP2017062441A - 帯電ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の帯電部材で像保持体を帯電する場合に、像保持体における帯電ムラの発生を抑制することを目的とする。
請求項2に係る発明は、前記第1帯電部材および前記第2帯電部材には、直流電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の帯電ユニットである。
請求項3に係る発明は、前記第1帯電部材および前記第2帯電部材を回転可能に支持する支持部材と、1つの心金で接続され前記支持部材から前記像保持体に向かう方向に伸縮する複数のばね部を有し、当該支持部材を当該像保持体に向けて押圧する押圧部材とをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の帯電ユニットである。
請求項4に係る発明は、回転可能に設けられ、画像を保持する像保持体と、像保持体の表面に接触し、当該像保持体を帯電する第1帯電部材と、当該第1帯電部材よりも当該像保持体の移動方向下流側にて当該像保持体の表面に接触して当該像保持体を帯電し、当該第1帯電部材と比較して表面粗さが小さい第2帯電部材と、を有する帯電器と、前記帯電器にて帯電された前記像保持体を露光する露光手段とを備える画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、複数の帯電部材で像保持体を帯電する場合に、像保持体における帯電ムラの発生を抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、支持部材および押圧部材の構成を採用しない場合と比較して、帯電ユニットの構造を簡素化することができる。
請求項4に係る発明によれば、複数の帯電部材で像保持体を帯電する場合に、像保持体における帯電ムラの発生を抑制することができる。
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置1の全体構成を示した図である。
この画像形成装置1は、例えば電子写真方式にて各色トナー像を形成する複数(本実施の形態では4つ)の画像形成ユニット10(具体的には10Y、10M、10C、10K)と、各画像形成ユニット10で形成された各色トナー像を転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20に一次転写された重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置30と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置50とを有している。
また、本実施の形態では、感光体ドラム11および帯電器60は、画像形成装置1に対して取り付け/取り外しが可能なハウジング80に、一体として収容されている。また、本実施の形態では、ハウジング80および帯電器60により帯電ユニットが構成される。
なお、感光体ドラム11および帯電器60の構成やハウジング80に対する感光体ドラム11および帯電器60の取り付けに関しては、後段にて詳細に説明する。
ドラムクリーナ16は、一次転写後且つ帯電前の感光体ドラム11上の付着物(トナー等)を除去する。
なお、図2〜図4では、図1に示した画像形成ユニット10における帯電器60および感光体ドラム11を、図1の上下方向に逆転した状態で示している。
また、帯電器60は、フロント側およびリア側のそれぞれの軸受け70を介して、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62を感光体ドラム11側へ押圧する押圧部材の一例としてのばね部材65を備えている。
導電性弾性層としては、例えば弾性を有するゴム等の弾性材に、カーボンブラックやイオン導電材等の導電材を添加したものを用いることができる。また、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の、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。
本実施の形態の軸受け70では、第1帯電軸受け部71と第2帯電軸受け部72とは、Z方向に並んで設けられている。
図5に示すように、第1帯電軸受け面711および第2帯電軸受け面712には、図中上方(Y方向下流側)に、切欠きが形成されており、これにより第1帯電軸受け部71および第2帯電軸受け部72は、Y方向下流側に開口した状態となっている。
これにより、第1帯電軸受け部71は、上流側帯電ロール61の帯電軸611を第1帯電軸受け面711に接触させながら、上流側帯電ロール61を回転可能に支持する。同様に、第2帯電軸受け部72は、下流側帯電ロール62の帯電軸621を第2帯電軸受け面721に接触しながら、下流側帯電ロール62を回転可能に支持する。
また、図3に示すように、第1ばね受け部751は、第1帯電軸受け部71のY方向上流側に設けられる。同様に、第2ばね受け部752は、第2帯電軸受け部72のY方向上流側に設けられる。
上述した図3に示すように、本実施の形態のばね部材65は、心金がコイル状に巻かれた複数のばね部の一例としての第1圧縮ばね部651および第2圧縮ばね部652を備えている。また、ばね部材65は、第1圧縮ばね部651および第2圧縮ばね部652の端部から直線状に延びる心金により構成され、第1圧縮ばね部651と第2圧縮ばね部652とを接続する延伸部655を備えている。
そして、本実施の形態のばね部材65は、第1圧縮ばね部651、延伸部655および第2圧縮ばね部652が連続して形成されている。言い換えると、本実施の形態のばね部材65は、全体として1つの心金により構成されている。なお、ばね部材65を構成する材料としては、特に限定されないが、例えばSUS等を用いることができる。
本実施の形態のハウジング80は、上述した図4および図6に示すように、全体として、X方向に延びる長尺形状を有している。そして、ハウジング80は、フロント側の端部およびリア側の端部に、ばね部材65が取り付けられる取付部81を有している。
第1凸部811および第2凸部812は、ハウジング80からY方向下流側に向けて突出する突起により構成される。また、第1凸部811と第2凸部812とは、予め定めた間隔を介してZ方向に沿って並んで形成されている。この例では、第1凸部811と第2凸部812との間隔は、ばね部材65における延伸部655の長さと等しく構成されている。
具体的には、取付部81の第1凸部811に、ばね部材65の第1接続部651bをY方向下流側から嵌め合わせるとともに、取付部81の第2凸部812に、ばね部材65の第2接続部652bをY方向下流側から嵌め合わせる。これにより、ばね部材65の第1接続部651bの内周に、第1凸部811が挿入され、ばね部材65の第2接続部652bの内周に、第2凸部812が挿入された状態となる。
一方、第2凸部812に取り付けたばね部材65の第2接続部652bは締めない。これにより、ばね部材65の第2圧縮ばね部652は、第2凸部812に対してすきまばめの関係で嵌合された状態が維持される。
これにより、例えば、個別の2つの圧縮ばねをハウジング80の第1凸部811および第2凸部812に取り付け、それぞれの圧縮ばねを固定するような場合と比較して、ばね部材65の取り付け操作が簡便になる。
これに対し、本実施の形態では、ばね部材65の2つの圧縮ばねの一方(この例では、第2圧縮ばね部652)を取付部81(第2凸部812)にすきまばめの関係で嵌合することで、ハウジング80とばね部材65との寸法に誤差が生じた場合であっても、ばね部材65に歪みが生じることが抑制される。
具体的には、ばね部材65の第1圧縮ばね部651における第1端部651aに、軸受け70の第1ばね受け部751を挿入するとともに、第2圧縮ばね部652における第2端部652aに、軸受け70の第2ばね受け部752を挿入することで、ばね部材65に軸受け70を取り付ける。
具体的には、軸受け70の第1帯電軸受け部71に対して、上方(Y方向下流側)から上流側帯電ロール61の帯電軸611を挿入することで、軸受け70に上流側帯電ロール61を取り付ける。同様に、軸受け70の第2帯電軸受け部72に対して、上方(Y方向下流側)から下流側帯電ロール62の帯電軸621を挿入することで、軸受け70に下流側帯電ロール62を取り付ける。
この際、感光体ドラム11の表面で上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62を下方(Y方向上流側)に押しながら、感光体ドラム11を取り付ける。これにより、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62を介して軸受け70が下方に押されることで、ばね部材65の第1圧縮ばね部651および第2圧縮ばね部652が弾性変形する。
ここで、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62を押圧するために、1つの圧縮ばねを用いる場合、圧縮ばねによりハウジング80や軸受け70に係る荷重が大きくなりやすい。このため、ハウジング80や軸受け70に高い剛性強度が求められ、ハウジング80や軸受け70が大型化しやすい。
続いて、実施の形態1の帯電器60およびばね部材65の変形例について説明する。なお、以下の説明において、図1〜図8に示したものと同様の構成については、同様の符号を用い、ここでは詳細な説明を省略する。図9は、実施の形態1の帯電器60の変形例1を示した図である。
変形例1では、ばね部材65に、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62に帯電バイアスを印加するための給電装置66が接続されている。
そして、変形例1の帯電器60では、給電装置66から、ばね部材65および軸受け70を介して、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62に帯電バイアスが印加される。
なお、変形例1においても、第1圧縮ばね部651がハウジング80の第1凸部811にしまりばめで取り付けられ、第2圧縮ばね部652がハウジング80の第2凸部812にすきまばめで取り付けられている。
また、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62を支持する軸受け70に取り付けられるばね部材65が給電機能を有することで、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62に対する給電を安定して行うことが可能となる。
続いて実施の形態1の帯電器60およびばね部材65の変形例2について説明する。図10は、実施の形態1の帯電器60の変形例2を示した図である。
変形例2のばね部材65は、第1圧縮ばね部651の伸縮方向と第2圧縮ばね部652の伸縮方向とが異なって形成されている。言い換えると、変形例2のばね部材65では、第1圧縮ばね部651と第2圧縮ばね部652との距離が、延伸部655から離れるに従い互いに近づくように傾斜して設けられている。
この結果、本構成を採用しない場合と比較して、感光体ドラム11と上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62との密着性を良好に保つことができ、感光体ドラム11の帯電を効果的に行うことができる。
続いて、実施の形態1の帯電器60およびばね部材65の変形例3および変形例4について説明する。図11(a)は、実施の形態1の帯電器60の変形例3を示した図であり、図11(b)は、実施の形態1の帯電器60の変形例4を示した図である。
これに対し、図11(a)に示す変形例3のように、ハウジング80および軸受け70に対してばね部材65を上下反転させて取り付けてもよい。具体的には、ばね部材65における第1圧縮ばね部651の第1端部651aをハウジング80の第1凸部811に取り付け、第2圧縮ばね部652の第2端部652aをハウジング80の第2凸部812に取り付けてもよい。
この場合、3つのばね受け部(第1ばね受け部751、第2ばね受け部752、第3ばね受け部753)を有する軸受け70を用い、3つの凸部(第1凸部811、第2凸部812または第3凸部813)を有するハウジング80を用いることができる。
さらにまた、上記では、軸受け70により2つの帯電ロール(上流側帯電ロール61、下流側帯電ロール62)を支持する例について説明した。しかしながら、本実施の形態は、例えば軸受け70にて1つの帯電ロールを支持する場合に用いてもよく、3以上の帯電ロールを支持する場合に用いてもよい。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。図12は、実施の形態2が適用される帯電器60の構成を説明するための図である。
実施の形態2の帯電器60は、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62の表面をクリーニングするクリーニングロール63をさらに備えている点で、実施の形態1の帯電器60と異なっている。
また、クリーニング層632は、その中心部をクリーニング軸631が貫通するように、クリーニング軸631の外周に設けられる。そして、クリーニング層632は、上流側帯電ロール61の帯電層612および下流側帯電ロール62の帯電層622に接触した状態で、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62に従動して回転することで、帯電層612、622に付着した塵や残存トナー等の異物のクリーニングを行う。
クリーニング層632としては、帯電層612、622との従動摩擦により異物を効率的にクリーニングするとともに、帯電層612、622の表面に傷を付けるのを抑制し、また長期に亘り千切れや破損を生じにくくする観点から、引き裂き、引っ張り等の応力に強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
これにより、本実施の形態の帯電器60では、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62の表面に付着した塵や残存トナー等の異物がクリーニングロール63の表面に移行し、取り除かれる。
このため、本実施の形態の帯電器60の性能は、主に下流側帯電ロール62の性能に依存する。
続いて、実施の形態2の変形例について説明する。図13は、実施の形態2の帯電器60の変形例を示した図である。
実施の形態2の変形例では、上流側帯電ロール61の径と下流側帯電ロール62の径とを異ならせている。具体的には、図13に示す帯電器60では、下流側帯電ロール62の径を、上流側帯電ロール61の径と比較して大きくしている。
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。詳細については後述するが、実施の形態3では、第2帯電部材の一例としての下流側帯電ロール62の帯電層622の表面粗さを、第1帯電部材の一例としての上流側帯電ロール61の帯電層612の表面粗さと比較して小さくしている。
ここで、図14(b)に示すように、上流側帯電ロール61による帯電後の感光体ドラム11の表面には、微小な電位ムラが生じる場合がある。具体的には、上流側帯電ロール61における帯電層612の汚れや、帯電層612が研磨により形成されている場合の研磨痕等に由来して、上流側帯電ロール61と感光体ドラム11との距離が変動することで、感光体ドラム11の表面に第1帯電電位V2よりも電位が低い微小電位ムラVxが形成される場合がある。この微小電位ムラVxは、例えば図14(b)に示すように、感光体ドラム11の移動方向に間欠的に複数形成される。
このような感光体ドラム11の電位ムラは、上流側帯電ロール61および下流側帯電ロール62に直流電圧のみが印加される所謂DC帯電方式の帯電器60を用いる場合に、特に生じやすい。
帯電層612、622の表面粗さは、例えば、上流側帯電ロール61の帯電層612の表面粗さ(十点平均粗さRz)を10μm以上16μm以下の範囲とし、下流側帯電ロール62の表面粗さ(十点平均粗さRz)を4μm以上8μm以下の範囲とすることができる。
具体的に説明すると、下流側帯電ロール62の帯電層622の表面粗さを上流側帯電ロール61と比較して小さくすることで、下流側帯電ロール62と感光体ドラム11との対向部位において、下流側帯電ロール62と感光体ドラム11との距離の変動が小さくなる。これにより、感光体ドラム11上にて微小電位ムラVxが生じた領域も、下流側帯電ロール62により帯電され、感光体ドラム11の微小電位ムラVxが解消される。
この結果、画像における濃度ムラ(画像デフェクト)の発生が抑制される。
Claims (4)
- 画像を保持し回転する像保持体の表面に接触し、当該像保持体を帯電する第1帯電部材と、
前記第1帯電部材よりも前記像保持体の移動方向下流側にて当該像保持体の表面に接触して当該像保持体を帯電し、当該第1帯電部材と比較して表面粗さが小さい第2帯電部材と
を備える帯電ユニット。 - 前記第1帯電部材および前記第2帯電部材には、直流電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の帯電ユニット。
- 前記第1帯電部材および前記第2帯電部材を回転可能に支持する支持部材と、
1つの心金で接続され前記支持部材から前記像保持体に向かう方向に伸縮する複数のばね部を有し、当該支持部材を当該像保持体に向けて押圧する押圧部材と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の帯電ユニット。 - 回転可能に設けられ、画像を保持する像保持体と、
像保持体の表面に接触し、当該像保持体を帯電する第1帯電部材と、当該第1帯電部材よりも当該像保持体の移動方向下流側にて当該像保持体の表面に接触して当該像保持体を帯電し、当該第1帯電部材と比較して表面粗さが小さい第2帯電部材と、を有する帯電器と、
前記帯電器にて帯電された前記像保持体を露光する露光手段と
を備える画像形成装置。
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