JP5908708B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置に関し、より具体的には接触式帯電装置を用いた電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more specifically to an image forming apparatus using an electrophotographic system using a contact charging device.
About.

接触式帯電装置としては、シャフトの周りにラバー層を用いた、ローラ形状のものが用いられる。このローラを自重または荷重により感光体ドラムに圧接させて、微小ギャップを形成し、その部分での放電により感光体ドラム表面を均一に帯電する。感光体ドラムは、例えば有機光導電体（ＯＰＣ）でできている。   As the contact-type charging device, a roller-shaped one using a rubber layer around the shaft is used. This roller is brought into pressure contact with the photosensitive drum by its own weight or a load to form a minute gap, and the surface of the photosensitive drum is uniformly charged by electric discharge at that portion. The photosensitive drum is made of, for example, an organic photoconductor (OPC).

帯電方式としては、直流（ＤＣ）に交流（ＡＣ）を重畳するＡＣ帯電方式と、ＤＣだけを用いるＤＣ帯電方式がある。ＡＣ方式は安定性に優れるが、その反面、放電ストレスが強く、放電生成物の生成や、感光体ドラム表面の劣化に伴う寿命の点で劣る。ＤＣ方式は安定性は劣るものの、寿命を含めたトータルコスト、環境にやさしい特性（いわゆるエコ特性）などの点で優れている。近年、従来は低速度領域に限定されていたＤＣ帯電方式が高速領域に展開されつつある。   As charging methods, there are an AC charging method in which alternating current (AC) is superimposed on direct current (DC) and a DC charging method using only DC. The AC method is excellent in stability, but on the other hand, it has a strong discharge stress and is inferior in terms of life due to generation of discharge products and deterioration of the surface of the photosensitive drum. Although the DC method is inferior in stability, it is excellent in terms of total cost including life and environmentally friendly characteristics (so-called eco characteristics). In recent years, a DC charging method that has been conventionally limited to a low speed region is being developed in a high speed region.

通常、帯電ローラは、製造工程で形状を整えるとき、砥石などを軸方向にスライドさせて研磨する。そのとき、ニップをより安定的に維持するために、研磨精度向上やコーティングにより、粗さを極力小さくした、表面の起伏が少ないローラを用いて均一帯電を行う。   Usually, the charging roller is polished by sliding a grindstone or the like in the axial direction when adjusting the shape in the manufacturing process. At that time, in order to maintain the nip more stably, uniform charging is performed by using a roller having a roughness as small as possible by improving polishing accuracy and coating, and having less surface undulation.

帯電ローラの表面は、トナーの外添剤によって汚れる。この汚れによって帯電ムラが発生し、画像中には縦筋として現れる。これをなくすために帯電ローラにスポンジのローラを押し当て、帯電ローラに従動させてクリーニングを行う。   The surface of the charging roller is soiled by the toner external additive. This stain causes uneven charging and appears as vertical stripes in the image. In order to eliminate this, a sponge roller is pressed against the charging roller and driven by the charging roller for cleaning.

このような従来技術による帯電ローラは、例えば特許文献１に記載されている。   Such a charging roller according to the prior art is described in Patent Document 1, for example.

特開平０８−０６２９４９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-062949

ところがＤＣ帯電の場合、帯電能力の弱さのために、ハーフトーン画像に短い無数の横筋が発生することが多い。この微小なムラはマイクロジッタ（micro jitter）と呼ばれる。マイクロジッタは、帯電ローラの表面の研磨目に沿った微小な帯電不良または放電による。   However, in the case of DC charging, countless horizontal stripes often appear in a halftone image due to weak charging ability. This minute unevenness is called micro jitter. Micro jitter is caused by minute charging failure or discharge along the polishing surface of the surface of the charging roller.

特に感光体ドラムに対して帯電ローラを押し当てるタイプでは、ニップの不安定さにより、放電や帯電不良がより発生しやすくなる。そのため従来は表面をなるべく滑らかにし、ニップを均一化して、放電や帯電不良の発生確率を下げる方向の対策が採られた。しかし表面を平滑にすると、従動性の低下や、剥離帯電の影響が無視できなくなる。   In particular, in the type in which the charging roller is pressed against the photosensitive drum, discharge and charging failure are more likely to occur due to instability of the nip. Therefore, conventionally, measures have been taken to make the surface as smooth as possible and to make the nip uniform to reduce the probability of occurrence of discharge and charging failure. However, if the surface is smoothed, the followability and the influence of peeling electrification cannot be ignored.

本発明の目的は、マイクロジッタ発生頻度を改善することと、帯電ローラの汚れを防止することとの両立を図ることができる装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving both the occurrence frequency of micro jitter and preventing contamination of a charging roller.

本発明によれば、帯電ローラの表面の研磨方向を周方向にする。これにより軸方向への帯電不良を防ぐ。帯電ローラの粗さを大きくすることによって剥離放電を抑える。   According to the present invention, the polishing direction of the surface of the charging roller is the circumferential direction. This prevents charging failure in the axial direction. The peeling discharge is suppressed by increasing the roughness of the charging roller.

研磨方向を周方向にすると表面の凹凸の溝により、クリーニング性能にバラツキが発生する。これを防ぐために、クリーニングローラを帯電ローラに合わせて最適化することによって、クリーニング性能を改善する。   When the polishing direction is the circumferential direction, the cleaning performance varies due to the uneven grooves on the surface. In order to prevent this, the cleaning performance is improved by optimizing the cleaning roller according to the charging roller.

本発明による電子写真方式を利用した画像形成装置は、表面に静電潜像を形成する感光体と、前記感光体に接触して表面を均一に帯電する帯電ローラと、前記感光体上にトナー像を形成する現像装置と、前記帯電ローラの表面の汚れをクリーニングするクリーニング手段と備え、前記帯電ローラは、軸の周囲に形成された導電性の弾性層を有し、前記帯電ローラの前記表面上の研磨目方向が周方向である。   An image forming apparatus using an electrophotographic method according to the present invention includes a photosensitive member that forms an electrostatic latent image on a surface, a charging roller that contacts the photosensitive member and uniformly charges the surface, and a toner on the photosensitive member. A developing device that forms an image; and a cleaning unit that cleans the surface of the charging roller. The charging roller includes a conductive elastic layer formed around a shaft, and the surface of the charging roller. The upper polishing direction is the circumferential direction.

ある実施形態においては、前記表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓが１０μｍ以上２５μｍ以下である。   In one embodiment, the ten-point average roughness Rzjis of the surface is 10 μm or more and 25 μm or less.

ある実施形態においては、前記表面の凹凸平均間隔Ｓｍとトナーの平均粒径Ｄｔとが、Ｓｍ≧Ｄｔなる関係を満たす。   In one embodiment, the average unevenness interval Sm on the surface and the average particle diameter Dt of the toner satisfy a relationship of Sm ≧ Dt.

ある実施形態においては、前記トナーの平均粒径Ｄｔが３μｍ以上１０μｍ以下である。   In one embodiment, the average particle diameter Dt of the toner is 3 μm or more and 10 μm or less.

ある実施形態においては、前記クリーニング手段は、帯電ローラに接触し、軸の周囲に多孔性弾性層を有するクリーニングローラであって、前記多孔性弾性層の発泡セルの軸方向の平均セル径Ｄｘと、前記帯電ローラの前記表面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとが、Ｄｘ＞ＲＳｍなる関係を満たす。   In one embodiment, the cleaning means is a cleaning roller that is in contact with the charging roller and has a porous elastic layer around the shaft, and has an average cell diameter Dx in the axial direction of the foamed cells of the porous elastic layer. The average length RSm of the surface roughness curve element of the charging roller satisfies the relationship Dx> RSm.

ある実施形態においては、前記クリーニングローラと帯電ローラとの接触深みＣｄと、前記帯電ローラの前記十点平均粗さＲｚｊｉｓとが、Ｃｄ≧２Ｒｚｊｉｓなる関係を満たす。   In one embodiment, the contact depth Cd between the cleaning roller and the charging roller and the ten-point average roughness Rzjis of the charging roller satisfy a relationship of Cd ≧ 2Rzjis.

ある実施形態においては、前記クリーニングローラは、前記帯電ローラに対して従動である。   In one embodiment, the cleaning roller is driven with respect to the charging roller.

本発明によれば、帯電ローラの表面上の研磨目方向が周方向である。好ましくは、帯電ローラの表面の凹凸平均間隔Ｓｍとトナーの平均粒径Ｄｔとは、Ｓｍ≧Ｄｔなる関係を満たす。好ましくは、帯電ローラの多孔性弾性層の孔の軸方向の平均セル径Ｄｘと、帯電ローラの表面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとが、Ｄｘ＞ＲＳｍなる関係を満たす。これらの特徴により、軸方向の研磨目による影響を打ち消し、リーク電流や異常帯電を発生させず、マイクロジッタの発生を抑制できる。マイクロジッタの発生量が改善されると共に、帯電ローラの汚れによる帯電ムラの発生を抑制できる。その結果、高画質な画像を形成するとともに、帯電ローラの汚れを防止することができる。   According to the present invention, the polishing direction on the surface of the charging roller is the circumferential direction. Preferably, the average irregularity interval Sm on the surface of the charging roller and the average particle diameter Dt of the toner satisfy a relationship of Sm ≧ Dt. Preferably, the average cell diameter Dx in the axial direction of the pores of the porous elastic layer of the charging roller and the average length RSm of the roughness curve element on the surface of the charging roller satisfy the relationship Dx> RSm. With these features, it is possible to cancel the influence of the axial polishing marks, prevent the occurrence of leakage current and abnormal charging, and suppress the occurrence of micro jitter. The generation amount of micro jitter can be improved and the occurrence of uneven charging due to contamination of the charging roller can be suppressed. As a result, a high-quality image can be formed and the charging roller can be prevented from being stained.

本発明の実施形態による接触式帯電装置を用いた電子写真方式を利用した画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus using an electrophotographic system using a contact charging device according to an embodiment of the present invention. 図１の画像形成装置のうち、感光体ドラム、帯電ローラ、およびクリーニングローラなどをより詳細に示す図である。FIG. 2 is a diagram showing in more detail a photosensitive drum, a charging roller, a cleaning roller, and the like in the image forming apparatus of FIG. 1. 本発明による帯電ローラの研磨目を示す図である。It is a figure which shows the grinding eyes of the charging roller by this invention. 本発明のある実施形態による帯電ローラ、クリーニングローラの表面形状を強調して示した図である。It is the figure which emphasized and showed the surface shape of the charging roller by one embodiment of the present invention, and a cleaning roller.

本発明の実施形態による接触式帯電装置を図面を用いて詳細に説明する。図面において同一又は同様の構成要素は、同じ参照符号によって表される。   A contact charging device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are represented by the same reference numerals.

＜画像形成装置の概略＞
図１は、本発明の実施形態による接触式帯電装置を用いた電子写真方式を利用した画像形成装置１００の概略図である。 <Outline of image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus 100 using an electrophotographic system using a contact charging device according to an embodiment of the present invention.

本実施形態にかかる定着ユニット１５０は、例えば、図１に示すようなタンデム方式の画像形成装置に設けることができる。画像形成装置１００は、図１に示すように、記録媒体搬送ユニット１１０と、一次転写体として転写ベルト１２０を備える転写ユニットと、静電潜像を担持する感光体ドラム１３０と、感光体ドラム１３０上に形成された静電潜像を現像する現像ユニット１４０と、定着ユニット１５０とから構成される。   The fixing unit 150 according to the present embodiment can be provided in, for example, a tandem image forming apparatus as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes a recording medium conveyance unit 110, a transfer unit including a transfer belt 120 as a primary transfer member, a photosensitive drum 130 that carries an electrostatic latent image, and a photosensitive drum 130. The image forming apparatus includes a developing unit 140 that develops the electrostatic latent image formed thereon, and a fixing unit 150.

記録媒体搬送ユニット１１０は、最終的に画像が形成される記録媒体を収容するとともに、記録媒体を記録媒体搬送路上に搬送する。記録媒体は例えば用紙Ｐであり、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が形成されて二次転写領域に到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域に到達させる。   The recording medium conveyance unit 110 accommodates a recording medium on which an image is finally formed and conveys the recording medium onto the recording medium conveyance path. The recording medium is, for example, paper P and is stacked and accommodated in a cassette. The recording medium transport unit 110 causes the paper P to reach the secondary transfer area at the timing when the toner image transferred to the paper P is formed and reaches the secondary transfer area.

転写ユニットは、後述する現像ユニット１４０により形成されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写領域に搬送する。転写ユニットは、転写ベルト１２０と、転写ベルト１２０を懸架する懸架ローラ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄと、感光体ドラム１３０とともに転写ベルト１２０を挟持する一次転写ローラ１２２と、懸架ローラ１２０ｄとともに転写ベルト１２０を挟持する二次転写ローラ１２４とからなる。   The transfer unit conveys a toner image formed by a developing unit 140, which will be described later, to a secondary transfer area for secondary transfer to a recording medium. The transfer unit includes a transfer belt 120, suspension rollers 120a, 120b, 120c, and 120d that suspend the transfer belt 120, a primary transfer roller 122 that sandwiches the transfer belt 120 together with the photosensitive drum 130, and the transfer belt 120 together with the suspension roller 120d. The secondary transfer roller 124 sandwiches the toner.

転写ベルト１２０は、懸架ローラ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄにより循環移動される無端状のベルトである。一次転写ローラ１２２は、転写ベルト１２０の内周側から感光体ドラム１３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ１２４は、転写ベルト１２０の外周側から懸架ローラ１２０ｄを押圧するように設けられる。また、図１には示していないが、転写ユニットは、転写ベルト１２０に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置などをさらに備えてもよい。   The transfer belt 120 is an endless belt that is circulated by the suspension rollers 120a, 120b, 120c, and 120d. The primary transfer roller 122 is provided so as to press the photosensitive drum 130 from the inner peripheral side of the transfer belt 120. On the other hand, the secondary transfer roller 124 is provided so as to press the suspension roller 120 d from the outer peripheral side of the transfer belt 120. Although not shown in FIG. 1, the transfer unit may further include a belt cleaning device that removes toner attached to the transfer belt 120.

感光体ドラム１３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣからなる。本実施形態にかかる画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム１３０が転写ベルト１２０の回転方向に設けられている。各感光体ドラム１３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ１３２と、露光ユニット１３４と、現像ユニット１４０と、クリーニングユニット１３８とが設けられている。   The photosensitive drum 130 is an electrostatic latent image carrier on which an image is formed on the peripheral surface, and is made of, for example, OPC. The image forming apparatus 100 according to the present embodiment is an apparatus capable of forming a color image. For example, four photosensitive drums 130 are arranged in the rotation direction of the transfer belt 120 corresponding to each color of magenta, yellow, cyan, and black. Is provided. As shown in FIG. 1, a charging roller 132, an exposure unit 134, a developing unit 140, and a cleaning unit 138 are provided on the circumference of each photosensitive drum 130.

帯電ローラ１３２は、感光体ドラム１３０の表面を所定の電位に均一に帯電する。露光ユニット１３４は、帯電ローラ１３２により帯電した感光体ドラム１３０の表面を形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム１３０の表面のうち露光ユニット１３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。現像ユニット１４０は、トナータンク１３６（１３６Ｍ、１３６Ｙ、１３６Ｃ、１３６Ｂ）により供給されたトナーで感光体ドラム１３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。   The charging roller 132 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 130 to a predetermined potential. The exposure unit 134 performs exposure according to an image forming the surface of the photosensitive drum 130 charged by the charging roller 132. As a result, the potential of the portion of the surface of the photosensitive drum 130 exposed by the exposure unit 134 changes, and an electrostatic latent image is formed. The developing unit 140 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 130 with the toner supplied from the toner tank 136 (136M, 136Y, 136C, 136B), and generates a toner image.

クリーニングローラ１３３は、帯電ローラ１３２の表面に付着した汚れを落とす。具体的には帯電ローラ１３２は、トナーに外添される外添剤によって汚れる。よってクリーニングローラ１３３は、帯電ローラ１３２に付着した外添剤を除去する。図２は、図１の画像形成装置１００のうち、感光体ドラム１３０、帯電ローラ１３２、およびクリーニングローラ１３３などをより詳細に示す図である。   The cleaning roller 133 removes dirt adhering to the surface of the charging roller 132. Specifically, the charging roller 132 is soiled by an external additive externally added to the toner. Therefore, the cleaning roller 133 removes the external additive attached to the charging roller 132. FIG. 2 is a diagram showing the photosensitive drum 130, the charging roller 132, the cleaning roller 133, and the like in more detail in the image forming apparatus 100 of FIG.

クリーニングユニット１３８は、感光体ドラム１３０上に形成されたトナー像が転写ベルト１２０に一次転写された後に感光体ドラム１３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット１３８は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム１３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム１３０上の残トナーをそぎ落とすように構成することができる。なお、感光体ドラム１３０の周上には、感光体ドラム１３０の回転方向においてクリーニングユニット１３８と帯電ローラ１３２との間に、感光体ドラム１３０の電位をリセットする除電ランプ（図示せず。）を配置することもできる。   The cleaning unit 138 collects toner remaining on the photosensitive drum 130 after the toner image formed on the photosensitive drum 130 is primarily transferred to the transfer belt 120. For example, the cleaning unit 138 can be configured to provide a cleaning blade and scrape the remaining toner on the photosensitive drum 130 by bringing the cleaning blade into contact with the peripheral surface of the photosensitive drum 130. A neutralizing lamp (not shown) for resetting the potential of the photosensitive drum 130 is provided between the cleaning unit 138 and the charging roller 132 in the rotation direction of the photosensitive drum 130 on the circumference of the photosensitive drum 130. It can also be arranged.

現像ユニット１４０は、現像ローラ１４１と、攪拌搬送部１４２、１４３とから構成される。現像ローラ１４１は、感光体ドラム１３０の周面上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像剤担持体である。攪拌搬送部１４２、１４３は、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体または弱磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを帯電させる。第１の攪拌搬送部１４２は、現像ローラ１１０と略垂直方向に対向して配置されており、混合攪拌された現像剤を現像ローラ１４１へ供給する。第２の攪拌搬送部１４３は、現像剤を混合攪拌して現像剤を十分に帯電させる役割を担っており、帯電した現像剤を第１の攪拌搬送部１４２へ搬送する。第２の攪拌搬送部１４３には、トナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ（図示せず。）が設けられており、搬送路内のトナー濃度が低下するとトナータンク１３６から搬送路内に現像剤が供給される。   The developing unit 140 includes a developing roller 141 and stirring and conveying units 142 and 143. The developing roller 141 is a developer carrier that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 130. The agitating / conveying units 142 and 143 agitate the magnetic carrier and the non-magnetic or weak magnetic toner constituting the developer to charge the carrier and the toner. The first agitating / conveying unit 142 is arranged to face the developing roller 110 in a substantially vertical direction, and supplies the developer that has been mixed and agitated to the developing roller 141. The second agitating and conveying unit 143 has a role of mixing and agitating the developer to sufficiently charge the developer, and conveys the charged developer to the first agitating and conveying unit 142. The second agitating and conveying unit 143 is provided with a toner concentration sensor (not shown) for detecting the toner concentration. When the toner concentration in the conveying path decreases, development from the toner tank 136 into the conveying path is performed. Agent is supplied.

定着ユニット１５０は、転写ベルト１２０から記録媒体へ二次転写されたトナー像を記録媒体に付着させ、定着させる。定着ユニット１５０は、例えば、加熱ローラ１５２と、加圧ローラ１５４とから構成される。加熱ローラ１５２は、定着ローラとして機能する回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源が設けられている。加圧ローラ１５４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ１５２を押圧するように設けられる。加熱ローラ１５２および加圧ローラ１５４の外周面には、例えばシリコンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ１５２と加圧ローラ１５４と接触領域である定着ニップ部に記録媒体を通過させることにより、トナー像を記録媒体に溶融定着させる。   The fixing unit 150 adheres and fixes the toner image secondarily transferred from the transfer belt 120 to the recording medium. The fixing unit 150 includes, for example, a heating roller 152 and a pressure roller 154. The heating roller 152 is a cylindrical member that can rotate around a rotation shaft that functions as a fixing roller, and a heat source such as a halogen lamp is provided therein. The pressure roller 154 is a cylindrical member that can rotate around the rotation axis, and is provided so as to press the heating roller 152. On the outer peripheral surface of the heating roller 152 and the pressure roller 154, for example, a heat-resistant elastic layer such as silicon rubber is provided. By passing the recording medium through a fixing nip, which is a contact area between the heating roller 152 and the pressure roller 154, the toner image is melted and fixed on the recording medium.

なお、転写ベルト１２０から記録媒体へ二次転写する二次転写領域と定着ユニット１５０との間には、記録媒体の走行状態を検知する走行センサ１７０が設けられる。走行センサ１７０は、記録媒体が走行センサ１７０を設けた位置を通過したか否かを検知する。また、本実施形態にかかる定着ユニット１５０には、加熱ローラ１５２と加圧ローラ１５４との押圧力を調整する圧力可変機構（図２の符号１６０）を備える。圧力可変機構の構成の詳細については後述する。   Note that a travel sensor 170 that detects the travel state of the recording medium is provided between the fixing unit 150 and the secondary transfer region in which the transfer is performed from the transfer belt 120 to the recording medium. The travel sensor 170 detects whether or not the recording medium has passed the position where the travel sensor 170 is provided. Further, the fixing unit 150 according to the present embodiment includes a variable pressure mechanism (reference numeral 160 in FIG. 2) that adjusts the pressing force between the heating roller 152 and the pressure roller 154. Details of the configuration of the pressure variable mechanism will be described later.

また、画像形成装置１００には、定着ユニット１５０によりトナー像が定着された記録媒体を装置外部へ排出するための排出ローラ１０４、１０６が設けられている。   Further, the image forming apparatus 100 is provided with discharge rollers 104 and 106 for discharging the recording medium on which the toner image is fixed by the fixing unit 150 to the outside of the apparatus.

このような画像形成装置１００は、まず、画像形成装置１００が操作されると、被記録画像の画像信号が制御部（図示せず。）に送信される。次いで、制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ１３２により感光体ドラム１３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット１３４により感光体ドラム１３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。   In such an image forming apparatus 100, first, when the image forming apparatus 100 is operated, an image signal of a recorded image is transmitted to a control unit (not shown). Next, the control unit uniformly charges the surface of the photosensitive drum 130 to a predetermined potential by the charging roller 132 based on the received image signal, and then applies laser light to the surface of the photosensitive drum 130 by the exposure unit 134. Irradiate to form an electrostatic latent image.

一方、現像ユニット１４０では、トナーとキャリアとを混合攪拌して十分に帯電させた後、現像ローラ（図１の符号１４１）に現像剤を担持させる。そして、現像ローラ１４１の回転により現像剤が感光体ドラム１３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１４１に担持された現像剤のうちトナーが感光体ドラム１３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像を現像する。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム１３０と転写ベルト１２０とが対向する領域において、感光体ドラム１３０から転写ベルト１２０へ一次転写される。転写ベルト１２０には、４つの感光体ドラム１３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ１２０ｄと二次転写ローラ１２４とが接触する領域において、記録媒体搬送ユニット１１０から搬送された記録媒体に二次転写される。   On the other hand, in the developing unit 140, the toner and the carrier are mixed and stirred to be sufficiently charged, and then the developer is carried on the developing roller (reference numeral 141 in FIG. 1). Then, when the developer is conveyed to a region facing the photosensitive drum 130 by the rotation of the developing roller 141, toner is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 130 among the developer carried on the developing roller 141. Move to the electrostatic latent image and develop the electrostatic latent image. The toner image formed in this manner is primarily transferred from the photosensitive drum 130 to the transfer belt 120 in a region where the photosensitive drum 130 and the transfer belt 120 face each other. On the transfer belt 120, the toner images formed on the four photosensitive drums 130 are sequentially stacked to form one stacked toner image. The laminated toner image is secondarily transferred to the recording medium conveyed from the recording medium conveyance unit 110 in the area where the suspension roller 120d and the secondary transfer roller 124 are in contact with each other.

積層トナー像が二次転写された記録媒体は、定着ユニット１５０へ搬送される。記録媒体を加熱ローラ１５２と加圧ローラ１５４との間で熱および圧力が加えながら通過させることにより、積層トナー像が記録媒体に溶融定着する。その後、記録媒体は、排出ローラ１０４、１０６により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト１２０は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が記録媒体へ二次転写された後、転写ベルト１２０に残存するトナーがベルトクリーニング装置により除去される。   The recording medium on which the laminated toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing unit 150. By passing the recording medium between the heating roller 152 and the pressure roller 154 while applying heat and pressure, the laminated toner image is fused and fixed on the recording medium. Thereafter, the recording medium is discharged to the outside of the image forming apparatus 1 by the discharge rollers 104 and 106. On the other hand, when the transfer belt 120 includes a belt cleaning device, the toner remaining on the transfer belt 120 is removed by the belt cleaning device after the laminated toner image is secondarily transferred to the recording medium.

なお、図１に示したタンデム方式の画像形成装置１００は、本実施形態にかかる定着ユニット１５０を用いた画像形成装置の一例であり、本実施形態にかかる定着ユニット１５０は、種々の方式の画像形成装置に適用することができる。   The tandem image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is an example of an image forming apparatus using the fixing unit 150 according to the present embodiment, and the fixing unit 150 according to the present embodiment can use various types of image forming apparatuses. It can be applied to a forming apparatus.

<帯電ローラの研磨目>
図３は、本発明による帯電ローラ１３２の研磨目を示す図である。帯電ローラ１３２は、軸３１４の周囲に形成された導電性の弾性層を有する。 <Polishing of the charging roller>
FIG. 3 is a view showing a polishing eye of the charging roller 132 according to the present invention. The charging roller 132 has a conductive elastic layer formed around the shaft 314.

製造工程において帯電ローラ１３２は、成形工程や加硫工程などを経た後、研磨によってその形状が整えられる。帯電ローラ１３２は、その両端部においてバネで荷重され、感光体ドラム１３０にニップするよう構成される。このような構成では帯電ローラ１３２が撓むので、帯電ローラ１３２の中央部は、感光体ドラム１３０から浮き気味になり、その結果、均一な帯電が確保できなくなる。均一な帯電を実現するため、帯電ローラ１３２は、その中央部の径が両端部の径より大きい、いわゆるクラウン形状（樽型とも呼ばれる）に形成される。このような形状を作るために、帯電ローラ１３２は、回転されながら、研磨用の砥石などがローラの軸方向３１０に動かされて研磨される。軸方向の研磨の結果、帯電ローラ１３２の表面には軸方向３１０に沿った研磨目３１２がつく。   In the manufacturing process, the shape of the charging roller 132 is adjusted by polishing after undergoing a molding process, a vulcanization process, and the like. The charging roller 132 is configured to be nipped with the photosensitive drum 130 by being loaded with springs at both ends thereof. In such a configuration, since the charging roller 132 bends, the central portion of the charging roller 132 appears to float from the photosensitive drum 130, and as a result, uniform charging cannot be ensured. In order to achieve uniform charging, the charging roller 132 is formed in a so-called crown shape (also referred to as a barrel shape) in which the diameter of the central portion is larger than the diameter of both end portions. In order to create such a shape, the charging roller 132 is rotated and a polishing grindstone or the like is moved in the axial direction 310 of the roller to be polished. As a result of the axial polishing, polishing surfaces 312 along the axial direction 310 are formed on the surface of the charging roller 132.

本発明によれば、軸方向の研磨の後に、帯電ローラ１３２の周方向３２０に研磨が行われる。これにより軸方向に沿った研磨目３１２が消され、周方向３２０に沿った研磨目３２２が最終的には帯電ローラ１３２上に残される。すなわち本発明によれば、研磨目が軸方向から周方向へと変えられる。このとき帯電ローラ１３２の軸方向に沿った断面は、凹凸を示す。   According to the present invention, the polishing is performed in the circumferential direction 320 of the charging roller 132 after the axial polishing. As a result, the polishing marks 312 along the axial direction are erased, and the polishing marks 322 along the circumferential direction 320 are finally left on the charging roller 132. That is, according to the present invention, the polishing eye is changed from the axial direction to the circumferential direction. At this time, the cross section along the axial direction of the charging roller 132 shows unevenness.

ＤＣ帯電において印加する電圧値を大きくすると、ある特定の電圧値（放電開始電圧と呼ばれる）を超えた領域で、帯電ローラ１３２との間に微小放電が発生するようになる。この放電の力によって感光体表面は帯電する。放電開始電圧は、帯電ローラ１３２の表面の状態に大きく左右される。   When the voltage value applied in the DC charging is increased, a minute discharge is generated between the charging roller 132 and a region exceeding a specific voltage value (referred to as a discharge start voltage). The surface of the photosensitive member is charged by the discharge force. The discharge start voltage greatly depends on the surface state of the charging roller 132.

ところが従来技術では帯電ローラを研磨するときには砥石などをスライドさせて研磨していた。そのため従来の帯電ローラでは軸方向へ研磨目ができていた。この軸方向の研磨目がマイクロジッタの原因となっていた。   However, in the prior art, when a charging roller is polished, a grindstone is slid for polishing. For this reason, the conventional charging roller was polished in the axial direction. This axial polishing line caused micro jitter.

例えば高温高湿な環境では、表面の研磨目に水分が吸着するので、微小なリーク電流が流れる。このリーク電流のために帯電不良になり得る。逆に低温低湿な環境では、研磨目の部分が帯電ローラ１３２との間の微小なギャップとして働く。その結果、異常放電を生じるので、帯電過多になり得る。これらの現象によって、現像された像には微小な横筋が生じてしまう。本発明によれば、帯電ローラ１３２を周方向に研磨することによって、このような横筋の発生を抑制できる。   For example, in a high-temperature and high-humidity environment, moisture is adsorbed on the polishing surface, so that a minute leak current flows. This leakage current can cause charging failure. On the other hand, in a low-temperature and low-humidity environment, the portion of the polishing eye functions as a minute gap between the charging roller 132. As a result, an abnormal discharge occurs, which can lead to excessive charging. Due to these phenomena, minute lateral streaks appear in the developed image. According to the present invention, the occurrence of such horizontal stripes can be suppressed by polishing the charging roller 132 in the circumferential direction.

周方向の研磨目のピッチが小さすぎると、軸方向の研磨目を十分に打ち消すことができないことがある。加えて、軸方向の断面における隣り合う山同士で、特に帯電ローラ１３２から離れる時に剥離放電が発生することによって、新たなマイクロジッタの発生となり得る。よって、軸方向の断面における研磨目のピッチは、十分に広く設定するのが好ましい。   If the circumferential polishing pitch is too small, the axial polishing pitch may not be sufficiently canceled. In addition, when a peeling discharge occurs between adjacent peaks in the axial cross section, particularly when they are separated from the charging roller 132, new micro jitter can be generated. Therefore, it is preferable to set the pitch of the polishing marks in the cross section in the axial direction to be sufficiently wide.

<帯電ローラの十点平均粗さＲｚｊｉｓ>
本発明による画像形成装置１００は、帯電ローラ１３２の表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓが１０μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。これにより形成された画像の品質が向上する。 <10-point average roughness Rzjis of charging roller>
In the image forming apparatus 100 according to the present invention, the ten-point average roughness Rzjis of the surface of the charging roller 132 is preferably 10 μm or more and 25 μm or less. This improves the quality of the formed image.

本発明のある実施形態によれば、帯電ローラ１３２の十点平均粗さＲｚｊｉｓ、および使用されるトナーの平均粒径ＤｔがＲｚｊｉｓ≧Ｄｔなる関係を満たす。これにより帯電ローラ１３２はトナーによって汚れにくくなるという効果を有する。この場合、トナーの平均粒径Ｄｔが３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。トナーの平均粒径Ｄｔがこの範囲内にあれば、帯電ローラ１３２がトナーによって汚れにくくなるという効果が増す。   According to an embodiment of the present invention, the ten-point average roughness Rzjis of the charging roller 132 and the average particle diameter Dt of the toner used satisfy the relationship Rzjis ≧ Dt. As a result, the charging roller 132 has an effect that it is less likely to be contaminated with toner. In this case, it is preferable that the average particle diameter Dt of the toner is 3 μm or more and 10 μm or less. If the average particle diameter Dt of the toner is within this range, the effect that the charging roller 132 is hardly soiled by the toner increases.

十点平均粗さＲｚｊｉｓなど、本明細書で用いられる表面性状パラメータは、JIS B0601-2001に準拠する。   Surface texture parameters used in the present specification, such as ten-point average roughness Rzjis, conform to JIS B0601-2001.

＜クリーニングローラ＞
帯電ローラ１３２の表面は、トナーの外添剤によって汚れる。この汚れを落とすために、クリーニングローラ１３３は、帯電ローラ１３２の表面に押し当てられ、帯電ローラ１３２に従動される。これによりクリーニングローラ１３３は、帯電ローラ１３２の表面のクリーニングを行う。より具体的には、これによりクリーニングローラ１３３は、帯電ローラ１３２の表面に付着したトナーの外添剤を凝集させることで付着力を低減させ、感光体側に電気的に再付着させる。その後、感光体に再付着した外添剤はクリーニング部材（例えばウレタンブレード）によって回収される。クリーニングローラ１３３は帯電ローラ１３２によって従動されるので、別途、駆動機構を設ける必要がない。 <Cleaning roller>
The surface of the charging roller 132 is soiled by the toner external additive. In order to remove the dirt, the cleaning roller 133 is pressed against the surface of the charging roller 132 and driven by the charging roller 132. As a result, the cleaning roller 133 cleans the surface of the charging roller 132. More specifically, as a result, the cleaning roller 133 reduces the adhesion force by aggregating the external additive of the toner adhering to the surface of the charging roller 132 and electrically reattaches it to the photoreceptor side. Thereafter, the external additive reattached to the photoreceptor is collected by a cleaning member (for example, a urethane blade). Since the cleaning roller 133 is driven by the charging roller 132, it is not necessary to provide a separate drive mechanism.

クリーニングローラ１３３は、その表面において多孔性弾性層を有する。弾性層の材料は、例えばニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ヒドリンゴム、ウレタン、シリコンなどである。この弾性層は、スポンジのように多数の発泡セル（すなわち孔）を含む。   The cleaning roller 133 has a porous elastic layer on its surface. The material of the elastic layer is, for example, nitrile butadiene rubber (NBR), hydrin rubber, urethane, silicon or the like. This elastic layer includes a large number of foamed cells (ie, pores) like a sponge.

図４は、本発明のある実施形態による帯電ローラ１３２、クリーニングローラ１３３の表面形状を強調して示した図である。   FIG. 4 is a diagram highlighting the surface shapes of the charging roller 132 and the cleaning roller 133 according to an embodiment of the present invention.

上述のように研磨目を周方向にした場合、クリーニングローラ１３３の弾性層の発泡セルの直径が小さすぎると、周方向に形成されたＶ字溝の全体を摺ることができず、汚れが蓄積するおそれがある。特にマイクロジッタの抑制には、帯電ローラ１３２の表面粗さを大きくしたほうが有利であるが、溝のクリーニングが十分ではない場合は、帯電ムラだけが発生するだけでなく、汚れの蓄積によって十点平均粗さＲｚｊｉｓを大きくした効果が得られなくなってしまう。そこでクリーニングローラ１３３の発泡セルの直径を、帯電ローラ１３２の研磨目よりも大きくする。   As described above, when the polishing eyes are arranged in the circumferential direction, if the diameter of the foam cell of the elastic layer of the cleaning roller 133 is too small, the entire V-shaped groove formed in the circumferential direction cannot be slid and dirt accumulates. There is a risk. In particular, it is advantageous to suppress the surface roughness of the charging roller 132 in order to suppress micro jitter. However, when the groove is not sufficiently cleaned, not only uneven charging occurs but also 10 points due to accumulation of dirt. The effect of increasing the average roughness Rzjis cannot be obtained. Therefore, the diameter of the foaming cell of the cleaning roller 133 is made larger than that of the charging roller 132.

具体的には、クリーニングローラ１３３の多孔性弾性層の発泡セルの軸方向の平均セル径をＤｘとする。また帯電ローラ１３２の表面の粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとする。本発明のある実施形態では、Ｄｘ＞ＲＳｍなる関係を満たす。帯電ローラ１３２の十点平均粗さＲｚｊｉｓが大きく設定される場合、すなわち帯電ローラ１３２の表面の凹凸が大きい場合は、大きくなった凹凸に付着した外添剤を確実にクリーニングするために上記関係を満たすのが好ましい。上記関係を満たすことにより、良好なクリーニングが実現できる。   Specifically, the average cell diameter in the axial direction of the foamed cells of the porous elastic layer of the cleaning roller 133 is defined as Dx. The average length of the roughness curve element on the surface of the charging roller 132 is RSm. In an embodiment of the present invention, the relationship Dx> RSm is satisfied. When the 10-point average roughness Rzjis of the charging roller 132 is set large, that is, when the surface of the charging roller 132 has large irregularities, the above relationship is used to reliably clean the external additive attached to the large irregularities. It is preferable to satisfy. Satisfactory cleaning can be realized by satisfying the above relationship.

上述の構成により、クリーニングローラ１３３は比較的、柔らかくなる。加えて、クリーニングローラ１３３の発泡セルにより、帯電ローラ１３２の周方向の溝の奥まで確実にクリーニングできる。   With the above configuration, the cleaning roller 133 becomes relatively soft. In addition, the foaming cell of the cleaning roller 133 can surely clean the inner circumferential groove of the charging roller 132.

クリーニングローラ１３３と帯電ローラ１３２との接触深みをＣｄとすると、ある実施形態では、接触深みＣｄと帯電ローラの十点平均粗さＲｚｊｉｓとが、Ｃｄ≧２Ｒｚｊｉｓなる関係を満たす。これによってより良好なクリーニングが実現できる。接触深みＣｄは、帯電ローラ１３２の直径をＤ１とし、クリーニングローラ１３３の直径をＤ２とし、帯電ローラのシャフト中心と、クリーニングローラのシャフト中心との間の距離をＬとした場合、Ｃｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２）/２−Ｌで表わされる。   Assuming that the contact depth between the cleaning roller 133 and the charging roller 132 is Cd, in one embodiment, the contact depth Cd and the ten-point average roughness Rzjis of the charging roller satisfy the relationship Cd ≧ 2Rzjis. Thereby, better cleaning can be realized. The contact depth Cd is Cd = (D1 + D2) where the diameter of the charging roller 132 is D1, the diameter of the cleaning roller 133 is D2, and the distance between the charging roller shaft center and the cleaning roller shaft center is L. ) / 2-L.

当業者には理解されるように、上述のさまざまな要素は、その一部が省略されてもよい。逆に、付加的な要素を用いてもよい。   As will be appreciated by those skilled in the art, some of the various elements described above may be omitted. Conversely, additional elements may be used.

高画質な画像が得られる画像形成装置を提供できる点で有用である。   This is useful in that an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image can be provided.

１００ 画像形成装置
１１０ 記録媒体搬送ユニット
１２０ 転写ベルト
１２２ 一次転写ローラ
１２４ 二次転写ローラ
１３０ 感光体ドラム
１３２ 帯電ローラ
１３３ クリーニングローラ
１３４ 露光ユニット
１３６ トナータンク
１３８ クリーニングユニット
１４０ 現像ユニット
１５０ 定着ユニット
１５２ 加熱ローラ
１５４ 加圧ローラ
１７０ 走行センサ 100 Image forming apparatus 110 Recording medium transport unit 120 Transfer belt 122 Primary transfer roller 124 Secondary transfer roller 130 Photosensitive drum 132 Charging roller 133 Cleaning roller 134 Exposure unit 136 Toner tank 138 Cleaning unit 140 Development unit 150 Fixing unit 152 Heating roller 154 Pressure roller 170 Travel sensor

Claims (7)

電子写真方式を利用した画像形成装置において、
表面に静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体に接触して表面を均一に帯電する帯電ローラと、
前記感光体上にトナー像を形成する現像装置と、
前記帯電ローラの表面の汚れをクリーニングするクリーニング手段と
備え、
前記帯電ローラは、軸の周囲に形成された導電性の弾性層を有し、
前記帯電ローラの前記表面上の研磨目は、周方向だけに存在し、かつ実質的に連続である
画像形成装置。 In an image forming apparatus using an electrophotographic method,
A photoreceptor that forms an electrostatic latent image on the surface;
A charging roller that contacts the photoreceptor and charges the surface uniformly;
A developing device for forming a toner image on the photoreceptor;
Cleaning means for cleaning dirt on the surface of the charging roller;
The charging roller has a conductive elastic layer formed around the shaft,
An image forming apparatus in which polishing marks on the surface of the charging roller exist only in the circumferential direction and are substantially continuous . 前記表面の十点平均粗さＲｚｊｉｓが１０μｍ以上２５μｍ以下である請求項１に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the ten-point average roughness Rzjis of the surface is 10 μm or more and 25 μm or less. 前記表面の凹凸平均間隔Ｓｍとトナーの平均粒径Ｄｔとが、Ｓｍ≧Ｄｔなる関係を満たす請求項１に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface irregularity average interval Sm and the average particle diameter Dt of the toner satisfy a relationship of Sm ≧ Dt. 前記トナーの平均粒径Ｄｔが３μｍ以上１０μｍ以下である請求項３に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein an average particle diameter Dt of the toner is 3 μm or more and 10 μm or less. 前記クリーニング手段は、帯電ローラに接触し、軸の周囲に多孔性弾性層を有するクリーニングローラであって、
前記多孔性弾性層の発泡セルの軸方向の平均セル径Ｄｘと、前記帯電ローラの前記表面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとが、Ｄｘ＞ＲＳｍなる関係を満たす請求項１に記載の画像形成装置。 The cleaning means is a cleaning roller that contacts the charging roller and has a porous elastic layer around the shaft,
The average cell diameter Dx in the axial direction of the foamed cell of the porous elastic layer and the average length RSm of the roughness curve element of the surface of the charging roller satisfy a relationship of Dx> RSm. Image forming apparatus. 前記クリーニングローラと帯電ローラとの接触深みＣｄと、前記帯電ローラの十点平均粗さＲｚｊｉｓとが、Ｃｄ≧２Ｒｚｊｉｓなる関係を満たす請求項５に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein a contact depth Cd between the cleaning roller and the charging roller and a ten-point average roughness Rzjis of the charging roller satisfy a relationship of Cd ≧ 2Rzjis. 前記クリーニングローラは、前記帯電ローラに対して従動である
請求項６に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein the cleaning roller is driven by the charging roller.
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