JP2009116373A - Image forming apparatus - 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関し、特に、回転駆動される像担持体に接触して回転しつつ、像担持体の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電ロールと、この帯電ロールのクリーニング部材とを有する画像形成装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method, and more particularly, a contact charging method that charges the surface of an image carrier while rotating in contact with the rotationally driven image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus having a charging roll and a cleaning member for the charging roll.
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. In contrast, the contact charging method in which a conductive charging roll is brought into direct contact with the image carrier to charge the image carrier has significantly reduced generation of ozone and nitrogen oxides and has good power supply efficiency. Then it has become mainstream.
このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電ロールが像担持体に常時接触しているため、帯電ロール表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。画像形成動作を繰り返し行う像担持体の表面は、転写工程の下流側において、転写後の残留トナー等の異物除去を行うクリーニング工程を経た後、帯電工程のエリアへと進入してくるが、クリーニング工程を経てもトナーの一部やトナーの外添剤など、トナーよりも微小な粒子がクリーニングされずに像担持体上に残留し、帯電ロールの表面へと付着してしまう。帯電ロールの表面に付着した異物は、帯電ロールの表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。 In such a contact charging type charging device, since the charging roll is always in contact with the image carrier, there is a problem that the surface of the charging roll is liable to be contaminated by foreign matter. The surface of the image carrier on which the image forming operation is repeatedly performed passes through a cleaning process for removing foreign matter such as residual toner after transfer on the downstream side of the transfer process, and then enters the charging process area. Even after the process, a part of the toner and an external additive of the toner, such as finer particles than the toner, remain on the image carrier without being cleaned and adhere to the surface of the charging roll. The foreign matter adhering to the surface of the charging roll causes unevenness in the surface resistance value of the charging roll, resulting in abnormal discharge or unstable discharge, which deteriorates charging uniformity.
そこで、このような問題を改善するために、回転する帯電ロールの表面に板状のスポンジやブラシ等からなるクリーニング部材を圧接(摺接)させ、帯電ロール表面の汚れをクリーニングする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to improve such a problem, a technique has been proposed in which a cleaning member made of a plate-like sponge or brush is pressed (slidably contacted) on the surface of the rotating charging roll to clean the surface of the charging roll. (For example, refer to Patent Document 1).
また、図7に示すように、帯電ロール202を感光体ドラム200に接触させずに帯電させる非接触帯電方式の帯電装置においては、従来より、回転する帯電ロール202の表面にロール状のクリーニング部材204を接触させ従動回転させて帯電ロール表面をクリーニングするものがあり、この従来の構成では、帯電ロール202及びクリーニング部材204の両端部をそれぞれ単一の支持部材206によって回転可能に支持している。
Further, as shown in FIG. 7, in a non-contact charging type charging device that charges the
しかしながら、上記特許文献1の構成では、筺体(ケース)に支持された帯電ロールに対し、クリーニング部材を付勢部材により付勢して圧接させているため、筺体に直接支持された帯電ロールと、筺体に付勢部材を介して間接的に取り付けられたクリーニング部材との相対的な位置精度が悪くなり、クリーニング部材から受ける負荷のばらつきで感光体に対する帯電ロールの従動性が低下し、帯電不良が発生しやすくなる。さらに、クリーニング部材を帯電ロールに圧接させるための付勢部材と、帯電ロールを感光体に圧接させるための付勢部材との2つの付勢部材を設ける必要があるため、構成が複雑で組立性が悪化しコストアップとなる問題もある。 However, in the configuration of Patent Document 1, since the cleaning member is urged and pressed by the urging member against the charging roll supported by the casing (case), the charging roll directly supported by the casing, The relative positional accuracy with the cleaning member indirectly attached to the housing via the biasing member is deteriorated, and the followability of the charging roll with respect to the photosensitive member is reduced due to the variation in the load received from the cleaning member. It tends to occur. Further, since it is necessary to provide two urging members, ie, an urging member for bringing the cleaning member into pressure contact with the charging roll and an urging member for bringing the charging roller into pressure contact with the photosensitive member, the structure is complicated and the assembly is easy. There is also a problem of increasing costs and increasing costs.
一方、図7に示した従来の支持構造では、帯電ロール202及びクリーニング部材204がそれぞれ焼結ベアリング208、210を介して支持部材206に軸支されるため、各ベアリングに挿入される帯電ロール202のシャフト202Aと、クリーニング部材204のシャフト204Aの外径を小さくする必要がある。このように、シャフトが小径で撓みに対して不利な構成では、接触帯電方式に適用した場合に、帯電ロールを感光体ドラムに強く圧接させることができず、従動不良が起こりやすくなる、あるいは、強く圧接させるとシャフトが撓み、感光体ドラムに対する帯電ロールの圧接状態が変化して帯電不良が発生しやすくなる。また、剛性を高めるために各シャフトを太くすると、ベアリング及び支持部材が大型化して装置全体が大型化してしまう。さらに、部品点数が多いことで部品ばらつきの影響を受ける要素が多くなり、特許文献1と同様に、帯電ロールとクリーニング部材の相対位置精度の低下を要因とする帯電不良も起こりやすくなる問題がある。
On the other hand, in the conventional support structure shown in FIG. 7, since the
本発明は上記事実を考慮して、回転する被帯電体に圧接して従動回転することにより被帯電体を帯電させる帯電ロールとそのクリーニング部材とを、簡単な構成で高い相対位置精度に保持することができ、良好な帯電性を得ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。 In consideration of the above-described facts, the present invention keeps the charging roll for charging the charged body by being in contact with the rotating charged body and rotating it and the cleaning member with a simple configuration with high relative positional accuracy. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can obtain good chargeability.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、回転する被帯電体に圧接して従動回転することにより被帯電体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記帯電ロールの両端部に設けられた一対の支持部、及び、前記クリーニング部材の両端部に設けられた一対の支持部に対応して一対設けられ、帯電ロールの支持部とクリーニング部材の支持部とをそれぞれ直接支持して帯電ロールとクリーニング部材の相対位置を略一定に保持する単一の保持部材と、一対の前記保持部材を前記被帯電体側へ付勢して前記帯電ロールを被帯電体に圧接させる付勢手段と、を有し、一対の前記保持部材は、単一の筺体に前記付勢手段による付勢方向に沿って移動可能に取り付けられ、前記クリーニング部材は、回転する前記帯電ロールに圧接して従動回転するロール状の回転体であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is characterized in that a charged roll for charging a charged body by being driven to rotate while being pressed against the rotating charged body, and a surface of the charging roll for contacting the charged roll. A pair of cleaning members for cleaning the charging roll, a pair of support portions provided at both ends of the charging roll, and a pair of support portions provided at both ends of the cleaning member are provided. A single holding member that directly supports the supporting portion of the cleaning member and the supporting portion of the cleaning member to hold the charging roller and the cleaning member in a substantially constant position, and urges the pair of holding members toward the charged object side. Biasing means for pressing the charging roll against the member to be charged, and the pair of holding members are movably attached to a single casing along the biasing direction of the biasing means. Vignetting, the cleaning member is characterized in that in pressure contact with said charging roller which rotates a roll-shaped rotating body is driven to rotate.
本発明では、帯電ロールの両端部に設けられた一対の支持部、及び、クリーニング部材の両端部に設けられた一対の支持部に対応して、それぞれ単一構成とされた一対の保持部材が設けられ、帯電ロールとクリーニング部材は、この一対の保持部材に両端の支持部がそれぞれ直接支持されることにより、帯電ロールの表面にクリーニング部材が接触した状態で、相対位置が略一定に保持される。また帯電ロールは、一対の保持部材が付勢手段によって被帯電体側へ付勢されることにより被帯電体に圧接し、被帯電体の回転に伴い従動回転して被帯電体を帯電させるとともに、クリーニング部材によってロール表面がクリーニングされる。 In the present invention, a pair of support members provided at both end portions of the charging roll and a pair of support members provided at both end portions of the cleaning member, and a pair of holding members each having a single configuration. The charging roll and the cleaning member are held at a substantially constant relative position in a state where the cleaning member is in contact with the surface of the charging roll by directly supporting the support portions at both ends by the pair of holding members. The Further, the charging roll is pressed against the charged body by the pair of holding members being urged to the charged body side by the urging means, and is rotated following the rotation of the charged body to charge the charged body. The roll surface is cleaned by the cleaning member.
このように、帯電ロールとクリーニング部材を単一の保持部材によって直接支持することにより、部品ばらつきの影響を受ける要素が少なくなってそれらの相対的な位置精度が向上し、帯電ロールがクリーニング部材から受ける負荷のばらつきが抑えられて被帯電体に対する従動性が向上する。これにより、帯電ロールによる被帯電体の帯電性が良好になる。さらに、構成が簡素化されて組立性が良好となり、コストが抑えられる。したがって、帯電ロールとそのクリーニング部材とを、簡単な構成で高い相対位置精度に保持することができ、良好な帯電性が得られるようになる。 In this way, by directly supporting the charging roll and the cleaning member by the single holding member, the number of elements affected by component variations is reduced and the relative positional accuracy of the charging roll and the cleaning member is improved. The variation in the received load is suppressed and the followability to the charged body is improved. Thereby, the charging property of the member to be charged by the charging roll becomes good. Further, the structure is simplified, the assemblability is improved, and the cost is reduced. Therefore, the charging roll and its cleaning member can be held with high relative positional accuracy with a simple configuration, and good chargeability can be obtained.
また、帯電ロールを従来のようにベアリングを介して軸支しないことにより、例えば帯電ロールのシャフト径を大きくして必要な剛性を確保するようにしても保持部材の大型化は抑えられるため、シャフトが撓みに対して有利となる。これにより、帯電ロールを被帯電体に強く圧接できるようになって従動不良が抑えられ、また強く圧接させてもシャフトが撓みにくいことで、被帯電体に対する帯電ロールの圧接状態が安定し、すなわち軸方向においてほぼ均一に圧接するようになり、帯電不良の発生が抑えられる。また、上記のように保持部材の大型化が抑えられることで、装置全体を小型化することができる。 In addition, since the charging roll is not pivotally supported via a bearing as in the past, for example, even if the shaft diameter of the charging roll is increased to ensure the necessary rigidity, the increase in the size of the holding member can be suppressed. Is advantageous against deflection. As a result, the charging roll can be strongly pressed against the member to be charged, the follow-up failure is suppressed, and the shaft is not easily bent even if it is strongly pressed, so that the pressure contact state of the charging roll with respect to the member to be charged is stable. The contact is almost uniform in the axial direction, and the occurrence of charging failure is suppressed. Moreover, the whole apparatus can be reduced in size by suppressing the enlargement of a holding member as mentioned above.
また、一対の保持部材を単一の筺体に取り付けることにより、例えば一対の保持部材を別体の取付部にそれぞれ取り付けるような構成に比べて、帯電ロールとクリーニング部材の相対位置精度が更に高められ、特に、軸方向のアライメント精度を最大限に向上できる。
また、クリーニング部材を、帯電ロールに圧接して従動回転するロール状の回転体とすることにより、そのロール状の回転体からなるクリーニング部材を回転駆動するための駆動源を設けることなく、簡単の構成によって良好なクリーニング性能が得られる。
In addition, by attaching the pair of holding members to a single housing, for example, the relative positional accuracy of the charging roll and the cleaning member can be further improved as compared with a configuration in which the pair of holding members are respectively attached to separate attachment portions. In particular, the axial alignment accuracy can be maximized.
In addition, since the cleaning member is a roll-shaped rotating body that is driven to rotate while being pressed against the charging roll, it is possible to provide a simple drive without providing a drive source for rotationally driving the cleaning member formed of the roll-shaped rotating body. Depending on the configuration, good cleaning performance can be obtained.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記単一の筺体に前記被帯電体が回転可能に支持されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the object to be charged is rotatably supported by the single casing.
本発明では、被帯電体も上記の単一の筺体に支持することにより、被帯電体と帯電ロールの相対位置精度を最大限に向上できる。 In the present invention, the relative position accuracy between the charged body and the charging roll can be maximized by supporting the charged body on the single casing.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置において、前記被帯電部材の鉛直方向下方に前記帯電ロールが配置され、前記帯電ロールの鉛直方向下方に前記クリーニング部材が配置されていることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the charging roll is disposed vertically below the member to be charged, and the cleaning roller is disposed vertically below the charging roll. A member is arranged.
本発明の画像形成装置によれば、回転する被帯電体に圧接して従動回転することにより被帯電体を帯電させる帯電ロールとそのクリーニング部材とを、簡単な構成で高い相対位置精度に保持することができ、良好な帯電性を得ることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the charging roll for charging the charged body by being driven to rotate while being pressed against the rotating charged body and the cleaning member are held with high relative position accuracy with a simple configuration. And good chargeability can be obtained.
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スクレーパ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、これらのスクレーパ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。
On the other hand, the
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
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
―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、記録媒体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の表面は、感光体ドラム12が1回転する毎に、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。
The surface of the
図2に示すように、感光体ドラム14の下方部には、感光体ドラム14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スポンジ部材100が設けられている。このスポンジ部材100は、シャフト100Aの周囲にスポンジ層100B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
スポンジ部材100は帯電ロール14に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スポンジ部材100が矢印6の方向に従動回転する。
The
スポンジ部材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)がスポンジ部材100によってクリーニングされる。そしてこの異物がスポンジ部材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、スポンジ部材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ていると考えられている。
As the
このような帯電ロール14のクリーニング部材としてのスポンジ部材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、スポンジ部材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、ニップ時に撓みの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。
With respect to the
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。
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 charging layer 14B of the charging
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 charging layer 14B is formed for the purpose of preventing contamination by foreign matters such as toner, and the surface layer material may be any of resin, rubber, etc. It is not limited. Polyester, polyimide, copolymer nylon, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, melamine resin, fluoro rubber, epoxy resin, polycarbonate, polyvinyl alcohol, cellulose, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyethylene And ethylene vinyl acetate copolymer.
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
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。
(First embodiment)
Next, the first embodiment of the present invention will be described in detail.
図3に示すように、本実施形態では、帯電ロール14とスポンジ部材100が一対の軸受け部材110を介して単一のフレーム120に組み付けられており、このフレーム110内に収容されてフレーム120とともにユニット化され、感光体ドラム12に対して所定の位置に配置されている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the charging
図4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 FIG. 4, 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2つの軸受け孔112、114が形成されている。一方の軸受け孔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、他方の軸受け孔114には、スポンジ部材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。
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が軸支されたスポンジ部材100とは、相対位置がほぼ一定に保たれており、前述したように、スポンジ部材100が帯電ロール14に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ニップ部101を形成している(図2参照)。
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及びスポンジ部材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
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の回転に伴ってスポンジ部材100が従動回転し帯電ロール14をクリーニングする。
A
以上説明したように、本実施形態では、帯電ロール14とスポンジ部材100を単一の軸受け部材110によって直接支持することにより、部品ばらつきの影響を受ける要素が少なくなってそれらの相対的な位置精度が向上し、帯電ロール14がスポンジ部材100から受ける負荷のばらつきが抑えられて感光体ドラム12に対する従動性が向上する。これにより、帯電ロール14による感光体ドラム12の帯電性が良好になる。さらに、構成が簡素化されて組立性が良好となり、コストが抑えられる。したがって、帯電ロール14とスポンジ部材100とを、簡単な構成で高い相対位置精度に保持することができ、良好な帯電性が得られるようになる。
As described above, in the present embodiment, the charging
また、帯電ロール14を従来のようにベアリングを介して軸支しないことにより、帯電ロール14のシャフト14Aの外径を大きくして必要な剛性を確保するようにしても軸受け部材110の大型化は抑えられるため、シャフト14Aが撓みに対して有利となる。これにより、帯電ロール14を感光体ドラム12に強く圧接できるようになって従動不良が抑えられ、また強く圧接させてもシャフト14Aが撓みにくいことで、感光体ドラム12に対する帯電ロール14の圧接状態が安定し、すなわち軸方向においてほぼ均一に圧接するようになり、帯電不良の発生が抑えられる。また、上記のように軸受け部材110の大径化が抑えられることで、装置全体を小型化することができる。
Further, since the charging
また本実施形態では、一対の軸受け部材110を単一のフレーム120に取り付けていることにより、例えば一対の軸受け部材を別体の取付部にそれぞれ取り付けるような構成に比べて、帯電ロール14とスポンジ部材100の相対位置精度が更に高められ、特に、軸方向のアライメント精度を最大限に向上できる。
Further, in the present embodiment, the pair of bearing
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図5に示すように、本実施形態では、帯電ロール14とスポンジ部材100が一対の軸受け部材110を介して単一のフレーム130に組み付けられており、さらに感光体ドラム12もこのフレーム130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. 5, in this embodiment, the charging
フレーム130は、一対の取付部124の外側面側が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。
The
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及びスポンジ部材100とともにフレーム130に組み付けられている。
A
これにより、本実施形態では、感光体ドラム12と帯電ロール14の相対位置精度を最大限に向上することができる。
Thereby, in this embodiment, the relative positional accuracy of the
(第3の実施形態)
次に、参考例としての第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment as a reference example will be described.
図6に示すように、本実施形態では、帯電ロール14をクリーニングするスポンジ部材(クリーニング部材)140が、帯電ロール14の軸方向に沿って延出されたバー状の基板140Aと、基板140Aの片面に形成されたパッド状のスポンジ層(弾性体)とで構成されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a sponge member (cleaning member) 140 for cleaning the charging
このスポンジ部材140は、第1の実施形態のスポンジ部材100と同様に、基板140Aの両端部に設けられた支持部140aが、単一構成の軸受け部材150に形成された矩形状の支持孔152にそれぞれ挿通されて、帯電ロール14とともに一対の軸受け部材150により支持されている。また、帯電ロール14とスポンジ部材140の相対位置がほぼ一定に保たれ、スポンジ部材140が帯電ロール14に所定の荷重で押圧されて、スポンジ層140Bが帯電ロール14の周面に沿って弾性変形しニップ部を形成している。
In the
これにより、感光体ドラム12の回転に伴って帯電ロール14が従動回転すると、ロール表面がスポンジ部材140のスポンジ層140Bに摺接されてクリーニングされる。
Thereby, when the charging
このように、本実施形態では、帯電ロール14をクリーニングするスポンジ部材140に、回転する帯電ロール14に摺接するパッド状のスポンジ層140Bを設けていることにより、簡素且つ安価の構成で帯電ロール14を良好にクリーニングすることができる。
As described above, in this embodiment, the
以上、本発明を上述した第1〜第3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。 The present invention has been described in detail with reference to the first to third embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and various other modes can be implemented within the scope of the present invention. is there.
例えば、上述の実施形態では、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の下方部にスポンジ部材100、140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、及びスポンジ部材100、140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スポンジ部材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。
For example, in the above 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、及びスポンジ部材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(被帯電体)
14 帯電ロール
14A シャフト
14a 支持部
100 スポンジ部材(クリーニング部材/回転体)
100A シャフト
100a 支持部
100B スポンジ層
110 軸受け部材(保持部材)
120 フレーム(筺体)
128 圧縮コイルばね(付勢手段)
130 フレーム(筺体)
140 スポンジ部材(クリーニング部材)
140A 基板
140B スポンジ層(弾性体)
150 軸受け部材(保持部材)
DESCRIPTION OF
14
120 frames
128 compression coil spring (biasing means)
130 frames
140 Sponge member (cleaning member)
140A Substrate 140B Sponge layer (elastic body)
150 Bearing member (holding member)
Claims (3)
前記帯電ロールの表面に接触して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
前記帯電ロールの両端部に設けられた一対の支持部、及び、前記クリーニング部材の両端部に設けられた一対の支持部に対応して一対設けられ、帯電ロールの支持部とクリーニング部材の支持部とをそれぞれ直接支持して帯電ロールとクリーニング部材の相対位置を略一定に保持する単一の保持部材と、
一対の前記保持部材を前記被帯電体側へ付勢して前記帯電ロールを被帯電体に圧接させる付勢手段と、
を有し、
一対の前記保持部材は、単一の筺体に前記付勢手段による付勢方向に沿って移動可能に取り付けられ、
前記クリーニング部材は、回転する前記帯電ロールに圧接して従動回転するロール状の回転体であることを特徴とする画像形成装置。 A charging roll for charging the member to be charged by being in contact with the rotating member to be rotated and driven to rotate;
A cleaning member that contacts the surface of the charging roll to clean the charging roll;
A pair of support portions provided at both ends of the charging roll, and a pair of support portions provided at both ends of the cleaning member, corresponding to the pair of support portions provided at both ends of the cleaning member. And a single holding member that directly supports each of the charging roll and the cleaning member to hold the relative position of the cleaning member substantially constant;
A biasing means for biasing the pair of holding members toward the member to be charged to press the charging roll against the member to be charged;
Have
The pair of holding members are attached to a single housing so as to be movable along a biasing direction by the biasing means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning member is a roll-shaped rotating body that rotates in contact with the rotating charging roll .
前記帯電ロールの鉛直方向下方に前記クリーニング部材が配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning member is disposed vertically below the charging roll.
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