JP6233426B2 - Charging device - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体の表面を帯電する帯電装置に関するものである。 The present invention relates to a charging device that charges the surface of an image carrier.
電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体である感光体の表面を帯電したのち、露光して形成した静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。その後、転写材(例えば、記録紙)にトナー像を転写し、トナー像が転写された転写材を加圧及び加熱してトナー像を転写材に定着させることで、画像形成を行っている。そして、トナー像を転写した後、感光体に残っているトナーや外添剤等の異物は、クリーニング装置で感光体から取り除かれる。 An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system charges a surface of a photoconductor as an image carrier, and then supplies toner to an electrostatic latent image formed by exposure. Form an image. Thereafter, the toner image is transferred onto a transfer material (for example, recording paper), and the transfer material onto which the toner image has been transferred is pressurized and heated to fix the toner image on the transfer material, thereby forming an image. After the toner image is transferred, foreign matters such as toner and external additives remaining on the photosensitive member are removed from the photosensitive member by a cleaning device.
感光体の表面を帯電する装置として、感光体の表面に接触して配置される帯電ローラを備えた帯電装置が知られている。感光体に残留している異物のほとんどは帯電装置の上流側に配置されたクリーニング装置で除去されるが、外添剤等の粒子径が小さい異物はクリーニング装置をすり抜けて帯電装置に到達する場合もある。異物が帯電ローラに付着すると、汚れとして蓄積する。帯電ローラに汚れの蓄積によって、感光体の帯電むらが発生する場合があり、印刷画像の画像むらの原因になる。 As a device for charging the surface of the photosensitive member, a charging device including a charging roller disposed in contact with the surface of the photosensitive member is known. Most of the foreign matter remaining on the photoconductor is removed by a cleaning device arranged upstream of the charging device, but foreign matter with a small particle size such as an external additive passes through the cleaning device and reaches the charging device. There is also. If foreign matter adheres to the charging roller, it accumulates as dirt. Due to accumulation of dirt on the charging roller, uneven charging of the photosensitive member may occur, which causes unevenness of the printed image.
そこで、帯電ローラに接触するとともに帯電ローラと同期して(従動して)回転することで、帯電ローラの表面のクリーニングを行うクリーニングローラを備えた帯電装置が知られている。例えば、特許文献1には、内部に複数個のセル(セル)を備え弾性変形可能な多孔質材である発泡材を帯状に形成しており、この発泡材を軸部にらせん状に巻きつけた清掃体(クリーニングローラ)が開示されている。そして、清掃体を帯電ロール(帯電ローラ)に接触することで、帯電ロールの異物を払拭している。 Therefore, a charging device including a cleaning roller that cleans the surface of the charging roller by contacting the charging roller and rotating in synchronization (following) with the charging roller is known. For example, in Patent Document 1, a foam material, which is a porous material that has a plurality of cells (cells) inside and is elastically deformable, is formed in a strip shape, and the foam material is wound around a shaft portion in a spiral shape. A cleaning body (cleaning roller) is disclosed. And the foreign material of a charging roll is wiped off by contacting a cleaning body with a charging roll (charging roller).
そして、特許文献1に記載の清掃体では、セルを押付方向、すなわち、清掃体の径方向に長い長孔形状として形成している。これにより、発泡材のセル以外の部分の密度が高くなり、押付方向の剛性が高められ、清掃体の清掃能力が高くなる。また、清掃体は、発泡材を帯電ロールに押し付けたときの発泡材の弾性変形により、帯電ロール上の異物を払拭するものであり、押付方向の剛性が高められているため、発泡材を帯電ロールに押し付ける力が大きくなっている。 And in the cleaning body of patent document 1, the cell is formed as a long hole shape long in the pressing direction, ie, the radial direction of the cleaning body. Thereby, the density of parts other than the cell of a foaming material becomes high, the rigidity of a pressing direction is improved, and the cleaning capability of the cleaning body becomes high. In addition, the cleaning body wipes out foreign matter on the charging roll by elastic deformation of the foaming material when the foaming material is pressed against the charging roll, and the rigidity in the pressing direction is increased. The pressing force on the roll is large.
しかしながら、特許文献1では、帯電ロールと接触する発泡材の強度が高められているとともに、帯電ロールに強く押し付けられているため、発泡材を介して軸部には強い反力が作用し、軸部が反力で曲げられてしまい、帯電ロールの清掃状態が均一に保てなくなる場合がある。 However, in Patent Document 1, since the strength of the foam material that comes into contact with the charging roll is increased and is strongly pressed against the charging roll, a strong reaction force acts on the shaft portion through the foam material, and the shaft The part may be bent by the reaction force, and the cleaning state of the charging roll may not be kept uniform.
また、清掃体は、剛性が高い発泡材を強い力で押し付けた状態で、帯電ロールの表面を繰り返し擦るように動作するため、帯電ロールの表面が傷ついたり、摩耗したりすることがあり、感光体の帯電むらの原因になることがある。 In addition, the cleaning body operates to repeatedly rub the surface of the charging roll while pressing a foam material having high rigidity with a strong force, so the surface of the charging roll may be damaged or worn. It may cause uneven charging of the body.
そこで本発明は、長期間にわたり帯電ローラの汚れの蓄積を抑制し、感光体の帯電むらを抑制できる帯電装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charging device that can suppress accumulation of dirt on a charging roller over a long period of time and suppress uneven charging of a photoreceptor.
上記目的を達成するために本発明は、像担持体の表面と接触して回転し、前記像担持体を帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラの表面に接触して回転し、前記帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラとを備え、前記クリーニングローラが、前記帯電ローラとの間にニップ部を形成する発泡弾性体を有しており、少なくとも前記発泡弾性体の表面に露出した前記セルの前記ニップ部の中央での平均径の前記ニップ部に突入する直前の平均径に対する変化率が1.4以上3.0以下であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a charging roller that rotates in contact with the surface of an image carrier and charges the image carrier, and rotates in contact with the surface of the charging roller. A cleaning roller that cleans the surface, and the cleaning roller has a foamed elastic body that forms a nip portion with the charging roller, and at least the cell exposed to the surface of the foamed elastic body The rate of change of the average diameter at the center of the nip portion with respect to the average diameter immediately before entering the nip portion is 1.4 or more and 3.0 or less.
この構成によると、前記発泡弾性体を前記帯電ローラに強く押し付けることなく、前記帯電ローラの表面の汚れを払拭することが可能である。また、前記発泡弾性体の裂け等の破損を抑制することができる。これにより、長期間にわたり、前記帯電ローラの汚れの蓄積を抑制し、像担持体の帯電むらを抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to wipe off the dirt on the surface of the charging roller without strongly pressing the foamed elastic body against the charging roller. In addition, damage such as tearing of the foamed elastic body can be suppressed. Thereby, accumulation of dirt on the charging roller can be suppressed over a long period of time, and uneven charging of the image carrier can be suppressed.
上記構成において、前記発泡弾性体は、前記クリーニングローラの回転方向と直交する方向よりも回転方向に弾性変形しやすくてもよい。これにより、帯電ローラの汚れの払拭に強く関係する前記クリーニングローラの回転方向に変形しやすいため、前記帯電ローラの汚れの蓄積を抑制できる。 In the above configuration, the foamed elastic body may be more easily elastically deformed in the rotational direction than in the direction orthogonal to the rotational direction of the cleaning roller. Thereby, since it is easy to deform | transform in the rotation direction of the said cleaning roller strongly related to the wiping of the dirt of a charging roller, accumulation | storage of the dirt of the said charging roller can be suppressed.
上記構成において、前記セルは、前記クリーニングローラの回転方向と交差する方向の長さが回転方向の長さよりも長い形状であってもよい。 In the above configuration, the cell may have a shape in which a length in a direction intersecting a rotation direction of the cleaning roller is longer than a length in the rotation direction.
上記構成において、表面に露出している前記セルの内壁の前記クリーニングローラの回転方向と交差する部分に切り込みが設けられていてもよい。 The said structure WHEREIN: The notch may be provided in the part which cross | intersects the rotation direction of the said cleaning roller of the inner wall of the said cell exposed on the surface.
上記構成において、前記発泡弾性体は、表面に前記クリーニングローラの回転方向と交差する方向に延びる切れ込みを備えていてもよい。 The said structure WHEREIN: The said foaming elastic body may be provided with the notch extended on the surface in the direction which cross | intersects the rotation direction of the said cleaning roller.
上記構成において、前記発泡弾性体は、表面側の前記セルの平均径が内側の前記セルの平均径よりも大きくてもよい。 The said structure WHEREIN: As for the said foaming elastic body, the average diameter of the said cell of the surface side may be larger than the average diameter of the said cell inside.
上記構成において、前記発泡弾性体が、円柱状の軸部材にらせん状に巻き付けられていてもよい。 The said structure WHEREIN: The said foaming elastic body may be wound helically around the column-shaped shaft member.
本発明によると、長期間にわたり帯電ローラの汚れの蓄積を抑制し、像担持体の帯電むらを抑制できる帯電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a charging device that can suppress accumulation of dirt on the charging roller over a long period of time and suppress uneven charging of the image carrier.
本発明の構成について図面を参照して説明する。 The configuration of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る帯電装置を備えた画像形成装置の一例を示す図である。なお、以下の説明において、上下左右或いは時計回り反時計回り等方向を示す説明を行う場合があるが、特に記載しない限り図1を基準とする。 FIG. 1 is a view showing an example of an image forming apparatus provided with a charging device according to the present invention. In the following description, there are cases where directions such as up / down / left / right or clockwise counterclockwise are described, but FIG. 1 is used as a reference unless otherwise specified.
図1に示す画像形成装置Aは、タンデム型カラーデジタル複写機で、原稿画像を読み取るイメージリーダー部20と、読み取った画像を記録シート等の転写材に印刷するプリンター部10と、プリンター部10に対して転写材(ここでは、記録紙)を供給するための給紙部30と、プリンター部10の後述する、感光体ドラム11Y、11M、11C、11K(以下、代表して「感光体ドラム11」と称する場合がある)の表面に静電潜像を形成する作像部40Y、40M、40C、40Kとを備えている。また、画像形成装置Aでは、制御部Contを備えており、プリンター部10、イメージリーダー部20及び給紙部30が制御部Contによって制御されている。 An image forming apparatus A shown in FIG. 1 is a tandem color digital copier, and includes an image reader unit 20 that reads an original image, a printer unit 10 that prints the read image on a transfer material such as a recording sheet, and a printer unit 10. On the other hand, a paper feeding unit 30 for supplying a transfer material (here, recording paper) and photoconductor drums 11Y, 11M, 11C, and 11K (hereinafter referred to as “photosensitive drum 11”, which will be described later) of the printer unit 10. The image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K that form electrostatic latent images are provided on the surface. In addition, the image forming apparatus A includes a control unit Cont, and the printer unit 10, the image reader unit 20, and the paper feeding unit 30 are controlled by the control unit Cont.
イメージリーダー部20は、原稿ガラス板(不図示)の上に載置された原稿を、スキャナーを移動して読み取るものであり、公知の構成を有している。イメージリーダー部20は、原稿画像を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に色分解し、不図示のCCD等のイメージセンサーを用いて電気信号に変換して、R・G・Bの画像データを取得する。イメージリーダー部20で取得した色別(R、G、B)の画像データは、制御部Contで各種処理が行われた後、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色の画像データに変換され、制御部Contに設けられた記録部(メモリー)に格納される。制御部Cont内のメモリーに格納された各再現色の画像データは、位置ずれ補正を受けたのち、1走査ラインごとに読み出されて駆動信号となる。 The image reader unit 20 reads a document placed on a document glass plate (not shown) by moving a scanner, and has a known configuration. The image reader unit 20 separates the original image into three colors of red (R), green (G), and blue (B), converts them into electrical signals using an image sensor such as a CCD (not shown),・ G / B image data is acquired. The image data for each color (R, G, B) acquired by the image reader unit 20 is subjected to various processes by the control unit Cont, and then yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black ( K) is converted into image data of each reproduction color and stored in a recording unit (memory) provided in the control unit Cont. The image data of each reproduction color stored in the memory in the control unit Cont is subjected to positional deviation correction, and then read out for each scanning line to become a drive signal.
プリンター部10は電子写真方式により記録シート等の記録媒体上に画像を形成する。プリンター部10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色に対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kを有している。 The printer unit 10 forms an image on a recording medium such as a recording sheet by an electrophotographic method. The printer unit 10 includes photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K corresponding to reproduction colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
プリンター部10は、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれに、対応する再現色のトナー像を形成する作像部40Y、40M、40C、40Kを備えている。また、プリンター部10は、作像部40Y、40M、40C、40Kにトナーを供給するための、トナーホッパー12Y、12M、12C、12Kと、トナーボトル13Y、13M、13C、13Kとを備えている。作像部40Y、40M、40C、40Kの詳細については後述する。 The printer unit 10 includes image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K that form toner images of corresponding reproduction colors on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K, respectively. The printer unit 10 also includes toner hoppers 12Y, 12M, 12C, and 12K and toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K for supplying toner to the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K. . Details of the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K will be described later.
トナーホッパー12Y、12M、12C、12Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーを一時的に貯留する。作像部40Y、40M、40C、40Kの現像装置42(図2に図示)内のトナー量(トナー濃度)が少なくなると、不図示の筒状のジョイントを介して対応する作像部40Y、40M、40C、40Kの現像装置42にトナーを供給する。 The toner hoppers 12Y, 12M, 12C, and 12K temporarily store yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners. When the toner amount (toner density) in the developing device 42 (shown in FIG. 2) of the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K decreases, the corresponding image forming units 40Y, 40M are connected via a cylindrical joint (not shown). , 40C, 40K to supply toner.
トナーボトル13Y、13M、13C、13Kは、トナーホッパー12Y、12M、12C、12Kの上部に配置されている。トナーボトル13Y、13M、13C、13Kのそれぞれには、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーが収容されており、トナーホッパー12Y、12M、12C、12Kにトナーを供給する。トナーボトル13Y、13M、13C、13Kを取り換えることで、新たにトナーを供給することができる。トナーボトル13Y、13M、13C、13Kとしては、例えば、円筒状のボトルの内周面にらせん状の突条が形成されたものが挙げられる。トナーボトル13Y、13M、13C、13Kを回転させることで、トナーボトル13Y、13M、13C、13K内のトナーが、排出口から落下し、トナーホッパー12Y、12M、12C、12Kに流入する。 The toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K are disposed above the toner hoppers 12Y, 12M, 12C, and 12K. Each of the toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K contains toner of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and toner hoppers 12Y, 12M, 12C, and 12K. Toner is supplied. By replacing the toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K, new toner can be supplied. Examples of the toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K include those in which a spiral protrusion is formed on the inner peripheral surface of a cylindrical bottle. By rotating the toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K, the toner in the toner bottles 13Y, 13M, 13C, and 13K falls from the discharge port and flows into the toner hoppers 12Y, 12M, 12C, and 12K.
プリンター部10は、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)各色のトナー像を、重ねて中間転写ベルト14に転写(一次転写)した後、転写材である記録紙に転写(二次転写)する。そして、記録紙に転写されたトナーを加熱・加圧して、カラー画像の印刷を行う。プリンター部10は、このような手順を可能にするため、中間転写ベルト14と、一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kと、二次転写ローラ16と、定着部17と、クリーニングブレード18とを有している。 The printer unit 10 superimposes yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images formed on the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K, and intermediate transfer belts. After transferring to 14 (primary transfer), it is transferred (secondary transfer) to a recording sheet as a transfer material. The toner transferred onto the recording paper is heated and pressurized to print a color image. In order to enable such a procedure, the printer unit 10 includes an intermediate transfer belt 14, primary transfer rollers 15Y, 15M, 15C, and 15K, a secondary transfer roller 16, a fixing unit 17, and a cleaning blade 18. Have.
中間転写ベルト14は、無端ベルトであり、駆動ローラ141と、従動ローラ142と、テンションローラ143との間に張架されている。図1に示すように、テンションローラ143は、駆動ローラ141及び従動ローラ142よりも高い位置に配置されている。そして、テンションローラ143が不図示の付勢部材(例えば、ばね)で上方に付勢可能な構成を有しており、テンションローラ143が上方に付勢されることで、中間転写ベルト14に張力を与えている。なお、駆動ローラ141又は従動ローラ142の少なくとも一方が離れる方向に付勢できる構成の場合、テンションローラ143を省略してもよい。 The intermediate transfer belt 14 is an endless belt, and is stretched between the driving roller 141, the driven roller 142, and the tension roller 143. As shown in FIG. 1, the tension roller 143 is disposed at a position higher than the driving roller 141 and the driven roller 142. The tension roller 143 is configured to be biased upward by an unillustrated biasing member (for example, a spring), and the tension roller 143 is biased upward, whereby tension is applied to the intermediate transfer belt 14. Is given. Note that the tension roller 143 may be omitted in a configuration in which at least one of the driving roller 141 or the driven roller 142 can be urged away.
プリンター部10において、中間転写ベルト14の下方には、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kが左から順に所定間隔を空けて配置されている。感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kは回転軸が中間転写ベルト14の移動方向に対して直交するように配置されている。また、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれと中間転写ベルト14を挟むように、一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kが配置されている。 In the printer unit 10, photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K are arranged below the intermediate transfer belt 14 in order from the left with a predetermined interval. The photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K are arranged so that the rotation axis thereof is orthogonal to the moving direction of the intermediate transfer belt 14. Further, primary transfer rollers 15Y, 15M, 15C, and 15K are arranged so as to sandwich the intermediate transfer belt 14 with each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K.
一次転写ローラ15Y、15M、15C,15Kは、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面に形成されているトナー像を中間転写ベルト14に転写するためのローラである。一次転写ローラ15Y、15M、15C,15Kは、トナーと逆の電荷(転写バイアス)を印加することで、トナーを感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kから吸引する。これにより、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに形成されたトナー像が中間転写ベルト14に転写される。 The primary transfer rollers 15Y, 15M, 15C, and 15K are rollers for transferring the toner images formed on the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K to the intermediate transfer belt 14. The primary transfer rollers 15Y, 15M, 15C, and 15K suck toner from the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K by applying a charge (transfer bias) opposite to that of the toner. As a result, the toner images formed on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K are transferred to the intermediate transfer belt 14.
中間転写ベルト14は駆動ローラ141によって反時計回りに回転する。中間転写ベルト14と同期させて感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kからのトナー像を転写することで、中間転写ベルト14にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を正確に重ねて中間転写ベルト14に転写(1次転写)する。これにより、中間転写ベルト14の表面には、カラーのトナー像(一次転写像とする)が形成される。 The intermediate transfer belt 14 is rotated counterclockwise by the driving roller 141. By transferring toner images from the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K in synchronization with the intermediate transfer belt 14, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black ( The toner images K) are accurately superimposed and transferred (primary transfer) to the intermediate transfer belt 14. As a result, a color toner image (referred to as a primary transfer image) is formed on the surface of the intermediate transfer belt 14.
二次転写ローラ16は、中間転写ベルト14を挟んで駆動ローラ141と圧接している。二次転写ローラ16には、二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト14の一次転写像からトナーを吸着する。ここでは、二次転写ローラ16と中間転写ベルト14の間(ニップ部)に給紙部30から記録紙が供給されており、記録紙が駆動ローラ141と二次転写ローラ16とのニップ部を通過するとき、記録紙は中間転写ベルト14と接触する。このとき、二次転写ローラ16に二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト14のトナー像が記録紙に転写(2次転写)される。トナー像が転写された記録紙は、その後、定着部17に搬送される。定着部17は、搬送された記録紙を加熱・加圧することでトナー像を記録紙に定着させる。 The secondary transfer roller 16 is in pressure contact with the drive roller 141 with the intermediate transfer belt 14 interposed therebetween. A secondary transfer bias is applied to the secondary transfer roller 16 to attract toner from the primary transfer image of the intermediate transfer belt 14. Here, recording paper is supplied from the paper feeding unit 30 between the secondary transfer roller 16 and the intermediate transfer belt 14 (nip portion), and the recording paper passes through the nip portion between the driving roller 141 and the secondary transfer roller 16. When passing, the recording paper comes into contact with the intermediate transfer belt 14. At this time, by applying a secondary transfer bias to the secondary transfer roller 16, the toner image on the intermediate transfer belt 14 is transferred (secondary transfer) to the recording paper. The recording sheet on which the toner image is transferred is then conveyed to the fixing unit 17. The fixing unit 17 fixes the toner image on the recording paper by heating and pressurizing the conveyed recording paper.
そして、トナー像が定着された記録紙は装置外部へ排出される。一方、中間転写ベルト14上の転写されずに残った残留トナーは、クリーニングブレード18で回収され廃トナーボックスに蓄えられる。クリーニングブレード18は、例えば、ゴム等の板状の部材であり、中間転写ベルト14を挟んで従動ローラ142に向けて押圧されている。 The recording paper on which the toner image is fixed is discharged to the outside of the apparatus. On the other hand, residual toner remaining without being transferred on the intermediate transfer belt 14 is collected by the cleaning blade 18 and stored in a waste toner box. The cleaning blade 18 is a plate-like member such as rubber, and is pressed toward the driven roller 142 with the intermediate transfer belt 14 interposed therebetween.
以上のようにして、プリンター部10は、転写材である記録紙に、カラー画像を形成している。 As described above, the printer unit 10 forms a color image on the recording paper that is a transfer material.
次に、プリンター部10に記録紙を供給する給紙部30について説明する。給紙部30は、給紙カセット31と、給紙ローラ32と、レジストローラ33とを備えている。給紙カセット31は、記録紙を収納するための収納部である。給紙カセット31は着脱可能な構成であり、取り外すことで記録紙を補充することができる。なお、画像形成装置Aでは、1個の給紙カセット31が示されているが、これに限定されるものではなく、複数個の給紙カセットが備えられていてもよい。複数個の給紙カセットを備える場合、給紙カセットごとに、例えば、大きさ、色が異なる記録紙を収納するようにしてもよいし、記録紙の配置方向が異なるものでもよい。 Next, the paper feeding unit 30 that supplies recording paper to the printer unit 10 will be described. The paper feed unit 30 includes a paper feed cassette 31, a paper feed roller 32, and a registration roller 33. The paper feed cassette 31 is a storage unit for storing recording paper. The paper feed cassette 31 is detachable and can be replenished with recording paper. In the image forming apparatus A, one sheet feeding cassette 31 is shown, but the present invention is not limited to this, and a plurality of sheet feeding cassettes may be provided. When a plurality of paper feeding cassettes are provided, for example, recording papers having different sizes and colors may be stored for each paper feeding cassette, or the arrangement directions of the recording papers may be different.
給紙ローラ32は、給紙カセット31の最上に配置されている記録紙を、搬送路(破線で表示)に引き出すとともに、レジストローラ33に搬送する。なお、給紙カセット31が複数個備えられている構成の場合、各給紙カセット31に対して給紙ローラ32が設けられるようにしてもよい。 The paper feed roller 32 pulls out the recording paper disposed at the top of the paper feed cassette 31 to the transport path (indicated by a broken line) and transports it to the registration roller 33. In the case where a plurality of paper feed cassettes 31 are provided, a paper feed roller 32 may be provided for each paper feed cassette 31.
レジストローラ33は、中間転写ベルト14の回転に同期して動作しており、記録紙を駆動ローラ141と二次転写ローラ16とのニップ部に送っている。レジストローラ33が中間転写ベルト14と同期していることで、中間転写ベルト14の一次転写像が記録紙の予め決められた位置に正確に転写(二次転写)される。 The registration roller 33 operates in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 14, and sends the recording paper to the nip portion between the driving roller 141 and the secondary transfer roller 16. Since the registration roller 33 is synchronized with the intermediate transfer belt 14, the primary transfer image of the intermediate transfer belt 14 is accurately transferred (secondary transfer) to a predetermined position on the recording paper.
次に、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kにトナー像を形成する作像部40Y、40M、40C、40Kについて図面を参照して説明する。図2は図1に示す画像形成装置に用いられる作像部の概略配置図である。なお、以下の説明では、作像部40Y、40M、40C、40Kを代表して作像部40として説明しており、感光体ドラム11にトナー像を作像する構成を示している。また、同様に、一次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kも代表して一次転写ローラ15として説明する。 Next, the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K that form toner images on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic layout diagram of image forming units used in the image forming apparatus shown in FIG. In the following description, the image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K are described as the image forming unit 40, and a configuration for forming a toner image on the photosensitive drum 11 is shown. Similarly, the primary transfer rollers 15Y, 15M, 15C, and 15K will be described as the primary transfer roller 15 as a representative.
作像部40Y、40M、40C、40Kは感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれにトナー像を作像し、トナー像を転写ベルト14に一次転写するものである。図2に示すように、作像部40は、感光体11、帯電装置50、露光装置41、現像装置42、一次転写ローラ15及びクリーニング装置43を設けている。 The image forming units 40Y, 40M, 40C, and 40K form toner images on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K, respectively, and primarily transfer the toner images to the transfer belt 14. As shown in FIG. 2, the image forming unit 40 includes a photoreceptor 11, a charging device 50, an exposure device 41, a developing device 42, a primary transfer roller 15, and a cleaning device 43.
帯電装置50は、感光体ドラム11の表面を帯電させるための装置であり、ここでは、感光体ドラム11に接触して帯電させる帯電ローラ51を備えた、接触式の帯電装置である。なお、帯電装置50の詳細については、後述する。 The charging device 50 is a device for charging the surface of the photoconductive drum 11. Here, the charging device 50 is a contact type charging device provided with a charging roller 51 that is charged in contact with the photoconductive drum 11. Details of the charging device 50 will be described later.
感光体ドラム11は、暗い場所(暗所)では絶縁体であり、光を照射すると(露光すると)、光が照射された部分が導体になる性質を有している。露光装置41は、帯電された感光体ドラム11に光ビームを照射して露光することで、静電潜像を形成する。なお、露光装置41は、帯電ドラム11Y、11M、11C、11Kのそれぞれを同期して露光させるものである。 The photosensitive drum 11 is an insulator in a dark place (dark place), and has a property that when irradiated with light (when exposed), the irradiated portion becomes a conductor. The exposure device 41 forms an electrostatic latent image by irradiating the charged photosensitive drum 11 with a light beam for exposure. Note that the exposure device 41 exposes the charging drums 11Y, 11M, 11C, and 11K in synchronization.
現像装置42は、静電潜像が形成された感光体ドラム11に対して電荷を有するトナーを供給することで、感光体ドラム11の表面にトナーを吸着させて、トナー像を形成する。なお、トナー像を形成する方式としては、感光体ドラム11が帯電している電荷と逆の電荷のトナーを露光によって電荷が失われなかった部分に吸着させる方式(正規現像)や前記電荷が失われた部分へトナーを押し込む方式(反転現像)を挙げることができる。 The developing device 42 supplies toner having a charge to the photosensitive drum 11 on which the electrostatic latent image is formed, thereby adsorbing the toner on the surface of the photosensitive drum 11 to form a toner image. As a method for forming a toner image, a method in which toner having a charge opposite to the charge charged on the photosensitive drum 11 is adsorbed to a portion where the charge was not lost by exposure (regular development) or the charge is lost. A method (reversal development) in which toner is pushed into the broken portion can be mentioned.
クリーニング部43は、感光体ドラム11の表面の電荷を除電し、さらに、感光体ドラム11に残っているトナー及び(又は)外添剤等の異物を除去する。なお、除電は、感光体ドラム11に光を照射することで行う除電ランプを用いるものを挙げることができるがこれに限定されない。また、感光体ドラム11に残ったトナーの除去方法としては、荷電ブラシで吸着するものやゴム等で形成されたブレードで掻き取るものを挙げることができるがこれに限定されない。また、現像装置42で感光体ドラム11のクリーニングを行うことができる構成である場合、クリーニング部43を省略してもよい。また、本発明に係るクリーニングローラを用いてクリーニングするものであってもよい。 The cleaning unit 43 removes charges on the surface of the photosensitive drum 11 and further removes foreign matters such as toner and / or external additives remaining on the photosensitive drum 11. The neutralization can be performed by using a neutralization lamp that is performed by irradiating the photosensitive drum 11 with light, but is not limited thereto. Examples of a method for removing the toner remaining on the photosensitive drum 11 include, but are not limited to, a method of adsorbing with a charging brush and a method of scraping with a blade formed of rubber or the like. If the developing device 42 can clean the photosensitive drum 11, the cleaning unit 43 may be omitted. Moreover, you may clean using the cleaning roller which concerns on this invention.
(第1実施形態)
次に、本発明の要部である帯電装置50の詳細について図面を参照して説明する。図3は本発明に係る帯電装置の概略斜視図であり、図4はクリーニングローラの側面図である。図3に示す帯電装置50には、感光体ドラム11を記載している。
(First embodiment)
Next, details of the charging device 50, which is a main part of the present invention, will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic perspective view of the charging device according to the present invention, and FIG. 4 is a side view of the cleaning roller. The charging device 50 shown in FIG. 3 includes the photosensitive drum 11.
帯電ローラ51は、感光体ドラム11と接触して感光体ドラム11を帯電させている。帯電装置50は、クリーニング部43の下流側に配置されるので、感光体ドラム11の表面の残留トナー等は、クリーニング部43によって取り除かれる。しかしながら、トナーには、シリカ(SiO2)、チタン(Ti)、カルシウム(Ca)等の外添剤が含まれていることが多く、外添剤は粒子径が小さいため、クリーニング部43をすり抜けて帯電装置50に到達する場合がある。このような、外添剤が汚れとして蓄積されると、感光体ドラム11の帯電むらの原因になり、印刷画像に画像ノイズが形成されてしまったりする。 The charging roller 51 is in contact with the photosensitive drum 11 to charge the photosensitive drum 11. Since the charging device 50 is disposed on the downstream side of the cleaning unit 43, residual toner or the like on the surface of the photosensitive drum 11 is removed by the cleaning unit 43. However, the toner often contains an external additive such as silica (SiO 2 ), titanium (Ti), calcium (Ca), and the like, and the external additive has a small particle diameter. May reach the charging device 50. When such an external additive is accumulated as dirt, it causes uneven charging of the photosensitive drum 11, and image noise may be formed in the printed image.
そこで、本発明に係る帯電装置50は、帯電ローラ51と、クリーニングローラ60とを備えている。帯電ローラ51は、感光体ドラム11と平行且つ感光体ドラム11と接触するように配置されている。そして、帯電ローラ51は感光体ドラム11と同期して回転するときに感光体ドラム11の表面を帯電するものであり、公知の構成を有している。図3に示すように、帯電ローラ51は、感光体ドラム11の表面の静電潜像が形成される部分を確実に帯電させることができる長さを有している。 Therefore, the charging device 50 according to the present invention includes a charging roller 51 and a cleaning roller 60. The charging roller 51 is disposed so as to be parallel to and in contact with the photosensitive drum 11. The charging roller 51 charges the surface of the photosensitive drum 11 when rotating in synchronization with the photosensitive drum 11, and has a known configuration. As shown in FIG. 3, the charging roller 51 has a length that can reliably charge the portion of the surface of the photosensitive drum 11 where the electrostatic latent image is formed.
図3、図4に示すように、クリーニングローラ60は、帯電ローラ51と平行であるとともに帯電ローラ51に圧接するように配置されており、帯電ローラ51の回転に従動して回転する。クリーニングローラ60は、軸部材61と、発泡弾性体62とを備えている。軸部材61は、円柱状部材であり、クリーニングローラ60の回転軸としての役割を果たす。なお、軸部材61は、その端部を図示を省略した軸受で回転可能に支持されており、軸受を付勢することで、クリーニングローラ60は帯電ローラ51に圧接している。 As shown in FIGS. 3 and 4, the cleaning roller 60 is disposed so as to be parallel to the charging roller 51 and pressed against the charging roller 51, and rotates following the rotation of the charging roller 51. The cleaning roller 60 includes a shaft member 61 and a foamed elastic body 62. The shaft member 61 is a columnar member and serves as a rotating shaft of the cleaning roller 60. Note that the end of the shaft member 61 is rotatably supported by a bearing (not shown), and the cleaning roller 60 is pressed against the charging roller 51 by urging the bearing.
発泡弾性体62は、円筒形状の部材であり、軸部材61が中央を貫通するように設けられているとともに軸部材61に固定されている。発泡弾性体62は、複数個のセル63が内部に含まれた構造を有している。また、発泡弾性体62は、帯電ローラ51との間にニップ部を形成するものであり、弾性変形可能な構成を有している。発泡弾性体62としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、EPDMゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴム及びフッ素ゴム等の弾性材料に、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機発泡剤やニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物等の有機発泡剤を配合して発泡させたものを挙げることができるが、これに限定されるものではない。 The foamed elastic body 62 is a cylindrical member, and the shaft member 61 is provided so as to penetrate the center and is fixed to the shaft member 61. The foamed elastic body 62 has a structure in which a plurality of cells 63 are included. Further, the foamed elastic body 62 forms a nip portion with the charging roller 51 and has a configuration capable of elastic deformation. Examples of the foamed elastic body 62 include elastic materials such as urethane rubber, silicon rubber, EPDM rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, hydrin rubber, and fluorine rubber, inorganic foaming agents such as sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, ammonium carbonate, and nitroso. Examples include, but are not limited to, those obtained by blending an organic foaming agent such as a compound, azo compound, or sulfonyl hydrazide compound.
また、本実施形態で図示した発泡弾性体62は、セル63が独立している構成となっているが、これに限定されるものではなく、セル63が連通した構成であってもよい。例えば、セル63としては、平均径が200μm程度のものを挙げることができるが、平均径は製造時に調整可能である。 Moreover, although the foamed elastic body 62 illustrated in the present embodiment has a configuration in which the cells 63 are independent, the configuration is not limited thereto, and a configuration in which the cells 63 communicate with each other may be used. For example, the cell 63 may be one having an average diameter of about 200 μm, but the average diameter can be adjusted during manufacture.
クリーニングローラ60による帯電ローラ51表面をクリーニングするメカニズムについて図面を参照して説明する。図5は帯電ローラとクリーニングローラのニップ部とセルの状態を示す図である。図5は帯電ローラ51とクリーニングローラ60の発泡弾性体62の接触部であるニップ部を軸方向と垂直に切断した断面を示している。図5に示すセル63は、クリーニングローラ60の軸と垂直な断面で切断したときのセル63の断面であり、便宜上、セル63は断面円で示している。 A mechanism for cleaning the surface of the charging roller 51 by the cleaning roller 60 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram illustrating the state of the nip portion and the cell between the charging roller and the cleaning roller. FIG. 5 shows a cross section obtained by cutting a nip portion, which is a contact portion between the charging roller 51 and the foaming elastic body 62 of the cleaning roller 60, perpendicular to the axial direction. A cell 63 shown in FIG. 5 is a cross section of the cell 63 when cut along a cross section perpendicular to the axis of the cleaning roller 60. For convenience, the cell 63 is shown by a cross-sectional circle.
クリーニングローラ60は帯電ローラ51に向かって押圧されており、発泡弾性体62は帯電ローラ51に押し当てられることで、弾性変形して面状のニップ部を形成している。帯電ローラ51及び発泡弾性体62はニップ部で図中左から右に移動しており、発泡弾性体62はニップ部で変形し、発泡弾性体62に含まれるセル63もニップ部で変形する。 The cleaning roller 60 is pressed toward the charging roller 51, and the foamed elastic body 62 is pressed against the charging roller 51 to be elastically deformed to form a planar nip portion. The charging roller 51 and the elastic foam body 62 are moved from the left to the right in the drawing at the nip portion, the elastic foam body 62 is deformed at the nip portion, and the cells 63 included in the elastic foam body 62 are also deformed at the nip portion.
図5に示すように、セル63はニップ部に突入する直前はニップ部に引っ張られて収縮変形して平均径d1である。そして、帯電ローラ51及びクリーニングローラ60が回転し、セル63がニップ部の中央に移動すると、セル63は伸長して平均径がd1からd2になる。このように、セル63がニップ部で変形するときに、帯電ローラ51の表面に付着している汚れを払拭している、すなわち、クリーニングしている。 As shown in FIG. 5, immediately before the cell 63 enters the nip portion, the cell 63 is pulled by the nip portion and contracted and deformed to have an average diameter d1. When the charging roller 51 and the cleaning roller 60 rotate and the cell 63 moves to the center of the nip portion, the cell 63 expands and the average diameter changes from d1 to d2. As described above, when the cell 63 is deformed at the nip portion, the dirt adhering to the surface of the charging roller 51 is wiped away, that is, cleaned.
本発明者は、鋭意研究の結果、ニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対するニップ部中央でのセル63の平均径の変化率が大きいほど帯電ローラ51の表面のクリーニング効果が高くなるとの知見を得た。また、本発明者は、変化率の適切な範囲についての知見も得た。 As a result of diligent research, the present inventors have found that the cleaning effect on the surface of the charging roller 51 becomes higher as the rate of change of the average diameter of the cell 63 at the center of the nip portion relative to the average diameter of the cell 63 immediately before entering the nip portion increases. I got the knowledge. The inventor has also obtained knowledge about an appropriate range of the change rate.
本発明者が行った実験について説明する。以下に、実験の詳細とその結果について記載する。図6は実験に使用した試験装置の概略図である。本実験では、セル63のニップ部に突入する直前とニップ部中央との平均径の変化率が異なるクリーニングローラ60を用意する。そして、各クリーニングローラ60を備えた帯電装置50を備えた画像形成装置Aで印刷したときの画像ノイズとクリーニングローラ60の裂けを確認してクリーニングローラの良否を判断した。 An experiment conducted by the inventor will be described. The details of the experiment and the results are described below. FIG. 6 is a schematic view of a test apparatus used in the experiment. In this experiment, a cleaning roller 60 is prepared in which the rate of change in average diameter immediately before entering the nip portion of the cell 63 and the center of the nip portion are different. Then, the quality of the cleaning roller was judged by confirming image noise and tearing of the cleaning roller 60 when printing was performed by the image forming apparatus A including the charging device 50 including the cleaning rollers 60.
図6に示す測定装置Spで、セル63のニップ部に突入する直前とニップ部中央との平均径の変化率の測定を行った。ここで、図6の測定装置Spについて説明する。図6に示すように、測定装置Spは、測定対象のクリーニングローラ60を載置するステージStと、クリーニングローラ60を押圧するためのガラス板Gsとを備えている。そして、クリーニングローラ60の発泡弾性体62のセル63を観察するためのVHX顕微鏡(株式会社キーエンス製)を備えている。 With the measuring device Sp shown in FIG. 6, the change rate of the average diameter between the point just before entering the nip portion of the cell 63 and the center of the nip portion was measured. Here, the measuring apparatus Sp of FIG. 6 will be described. As shown in FIG. 6, the measuring device Sp includes a stage St on which the cleaning roller 60 to be measured is placed, and a glass plate Gs for pressing the cleaning roller 60. A VHX microscope (manufactured by Keyence Corporation) for observing the cell 63 of the foamed elastic body 62 of the cleaning roller 60 is provided.
そして、ステージStに載置したクリーニングローラ60(の発泡弾性体62)の表面をVHX顕微鏡で観察し、このとき、任意の個数のセル63の開口の面積を算出する。そして、その面積から、セル63の表面の開口が円形であるとしたときの直径を算出し、その直径の平均値をセル63の平均径とする。この平均径をニップ部に突入する直前のセル63の平均径d1とする。 Then, the surface of the cleaning roller 60 (the foamed elastic body 62) placed on the stage St is observed with a VHX microscope, and at this time, the area of the openings of an arbitrary number of cells 63 is calculated. Then, from the area, the diameter when the opening of the surface of the cell 63 is assumed to be circular is calculated, and the average value of the diameters is taken as the average diameter of the cell 63. This average diameter is defined as the average diameter d1 of the cell 63 immediately before entering the nip portion.
その後、同じクリーニングローラ60の発泡弾性体62を外周側からガラス板Gsで押圧する。このとき、発泡弾性体62のガラス板Gsへの食い込み量が0.7mmとなるように調整する。そして、ガラス板Gsで押圧する前と同様、VHX顕微鏡で観察し、変形後のセル63の平均径を算出する。この平均径をニップ部の中央におけるセル63の平均径d2とする。そして、ニップ部に突入する直前のセル63の平均径d1に対する、ニップ部の中央でのセル63の平均径d2の変化率を算出する。 Thereafter, the foamed elastic body 62 of the same cleaning roller 60 is pressed from the outer peripheral side with the glass plate Gs. At this time, the amount of biting into the glass plate Gs of the foamed elastic body 62 is adjusted to be 0.7 mm. And it observes with a VHX microscope similarly to before pressing with the glass plate Gs, and calculates the average diameter of the cell 63 after a deformation | transformation. This average diameter is defined as an average diameter d2 of the cells 63 at the center of the nip portion. Then, the rate of change of the average diameter d2 of the cell 63 at the center of the nip portion with respect to the average diameter d1 of the cell 63 immediately before entering the nip portion is calculated.
本実験では、このようにして、ニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対する、ニップ部中央でのセル63の平均径の変化率が、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、2.0、2.5、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3の発泡弾性体62を備えた13種類クリーニングローラ60を、食い込み量が0.7mmとなるように帯電ローラに圧接して帯電装置とした。そして、各クリーンニングローラ60を備えた帯電装置50を含む画像形成装置Aで5万枚、10万枚、15万枚、20万枚、25万枚印刷時の画像ノイズを確認した。 In this experiment, the rate of change of the average diameter of the cell 63 at the center of the nip portion relative to the average diameter of the cell 63 immediately before entering the nip portion is 1.1, 1.2, 1.3, as described above. 13 types of cleaning rollers 60 provided with foamed elastic bodies 62 of 1.4, 1.5, 2.0, 2.5, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, A charging device was made by pressing against the charging roller so that the amount of biting was 0.7 mm. And the image noise at the time of printing 50,000 sheets, 100,000 sheets, 150,000 sheets, 200,000 sheets, and 250,000 sheets was confirmed by the image forming apparatus A including the charging device 50 provided with each cleaning roller 60.
なお、クリーニングローラ60による帯電ローラ51のクリーニングが不十分であると画像ノイズが出る。そのため、印刷画像の画像ノイズがあるとき、クリーニング性能が十分でないと判断した。そして、5万枚、10万枚、15万枚、20万枚、25万枚印刷時に画像ノイズを確認することで、印刷枚数(印刷回数)によるクリーニング性能の劣化の判断も行った。 Note that if the cleaning of the charging roller 51 by the cleaning roller 60 is insufficient, image noise is generated. Therefore, when there is image noise in the printed image, it was determined that the cleaning performance is not sufficient. Further, by confirming image noise when printing 50,000 sheets, 100,000 sheets, 150,000 sheets, 200,000 sheets, and 250,000 sheets, it was also judged whether the cleaning performance was deteriorated depending on the number of printed sheets (number of times of printing).
また、同様に、5万枚、10万枚、15万枚、20万枚、25万枚印刷終了時の発泡弾性体62の裂けを確認し、裂け状態によって3個のランク分けを行った。これにより、発泡弾性体62の耐久性の判断を行った。 Similarly, tearing of the foamed elastic body 62 at the end of printing 50,000 sheets, 100,000 sheets, 150,000 sheets, 200,000 sheets, and 250,000 sheets was confirmed, and three ranks were classified according to the state of tearing. Thereby, the durability of the foamed elastic body 62 was determined.
以上のようにして実施した実験の結果を表1、表2に示す。表1はクリーニングローラのクリーニング性能を判断した実験結果を示す表であり、表2はクリーニングローラの耐久性を判断した実験結果を示す表である。なお、以下の説明では、ニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対するニップ部中央でのセル63の平均径の変化率を単に平均径の変化率と称する場合がある。 The results of the experiments conducted as described above are shown in Tables 1 and 2. Table 1 is a table showing experimental results for judging the cleaning performance of the cleaning roller, and Table 2 is a table showing experimental results for judging the durability of the cleaning roller. In the following description, the change rate of the average diameter of the cell 63 at the center of the nip portion with respect to the average diameter of the cell 63 immediately before entering the nip portion may be simply referred to as a change rate of the average diameter.
表1はクリーニングローラの印刷枚数の増加によるクリーニング性能の変化の実験結果を示す表である。表1はニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対するニップ部中央でのセル63の平均径の変化率毎に5万枚、10万枚、15万枚、20万枚、25万枚印刷時の画像ノイズの有無を示している。なお、撮像画像に画像ノイズがないものに良として「○」と表示する。一方、画像ノイズがあるものに不良として「×」と表示する。
表1に示すように、5万枚印刷時の印刷画像には全ての平均径の変化率で画像ノイズが発生していない。10万枚印刷時の印刷画像には、平均径の変化率が1.0のクリーニングローラ60を用いたとき、画像ノイズが確認された。また、15万回印刷時の印刷画像には平均径の変化率が1.0のものに加え1.1のクリーニングローラ60を用いた場合でも画像ノイズが確認された。さらに20万回印刷時には、平均径の変化率が1.2のクリーニングローラ60を用いたものでも画像ノイズが確認された。そして、25万回印刷時には、平均径の変化率が1.3のクリーニングローラ60を用いたものでも画像ノイズが確認された。印刷回数によるクリーニングローラ60の性能低下の観点から、発泡弾性体62として平均径の変化率が1.4以上であることが好ましいことがわかる。 As shown in Table 1, no image noise is generated at the rate of change of all average diameters in the printed image when printing 50,000 sheets. When the cleaning roller 60 having an average diameter change rate of 1.0 was used for the printed image when printing 100,000 sheets, image noise was confirmed. Further, image noise was confirmed even when the cleaning roller 60 having 1.1 in addition to the average diameter change rate of 1.0 was used for the printed image at the time of printing 150,000 times. Further, at the time of printing 200,000 times, image noise was confirmed even with the cleaning roller 60 having an average diameter change rate of 1.2. When printing 250,000 times, image noise was confirmed even with the cleaning roller 60 having an average diameter change rate of 1.3. It can be seen that the average diameter change rate of the foamed elastic body 62 is preferably 1.4 or more from the viewpoint of the performance deterioration of the cleaning roller 60 due to the number of printings.
セル63の平均径の変化率が大きくなると、発泡弾性体62が柔らかくなり、耐久性が低下すると考えられる。そのため、耐久性を確認する実験を行った。表2はクリーニングローラの印刷枚数の増加による耐久性の変化の実験結果を示す表である。表2はニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対するニップ部中央でのセル63の平均径の変化率毎に5万枚、10万枚、15万枚、20万枚、25万枚印刷終了時の発泡弾性体62の裂けの確認結果を示している。発泡弾性体62に裂けがないものに良として「○」を付してある。また、発泡弾性体62に裂けが確認されたが発泡弾性体62が外れていないものに「△」、さらに、裂けがあるとともに発泡弾性体62が外れていることが確認されたものに不良として「×」を付してある。
表2に示すように、5万枚印刷後は、全ての平均径の変化率のクリーニングローラ60で裂けが確認されなかった。10万枚印刷後には、平均径の変化率が3.3のクリーニングローラ60で、発泡弾性体62の裂け及び外れが確認された。また、15万回印刷後には平均径の変化率が3.3のものに加え3.2のクリーニングローラ60で、発泡弾性体62の裂け及び外れが確認された。さらに20万回印刷後、25万回印刷後には、平均径の変化率が3.1のクリーニングローラ60で、発泡弾性体62の裂けは確認されたが外れは確認されなかった。印刷回数によるクリーニングローラ60の発泡弾性体62の劣化の観点から、発泡弾性体62として平均径の変化率が3.0以下であることが好ましいことがわかる。 As shown in Table 2, after printing 50,000 sheets, no tearing was confirmed by the cleaning roller 60 having a change rate of all average diameters. After printing 100,000 sheets, it was confirmed that the foamed elastic body 62 was torn and detached by the cleaning roller 60 having an average diameter change rate of 3.3. Further, after printing 150,000 times, it was confirmed that the foam elastic body 62 was torn and detached by the cleaning roller 60 of 3.2 in addition to the average diameter change rate of 3.3. Further, after printing 200,000 times and after printing 250,000 times, tearing of the foamed elastic body 62 was confirmed with the cleaning roller 60 having an average diameter change rate of 3.1, but no detachment was confirmed. From the viewpoint of deterioration of the foamed elastic body 62 of the cleaning roller 60 depending on the number of printings, it is understood that the average elastic diameter change rate of the foamed elastic body 62 is preferably 3.0 or less.
以上のことから、本発明に係るクリーニングローラ60では、セル63のニップ部に突入する直前の平均径に対するニップ部の中央での平均径の変化率が1.4以上3.0以下の発泡弾性体62を備えることで、長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能であることが分かった。 From the above, in the cleaning roller 60 according to the present invention, the foaming elasticity in which the change rate of the average diameter at the center of the nip portion with respect to the average diameter immediately before entering the nip portion of the cell 63 is 1.4 or more and 3.0 or less. It has been found that by providing the body 62, the charging roller 51 can be cleaned while having durability for a long period of time.
そしてこのような構成のクリーニングローラ60を備えることで、帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。また、クリーニングローラ60を帯電ローラ51に押し付ける力を低く抑えることができ、駆動に要するエネルギー(電力)を削減するとともに、帯電ローラ51及びクリーニングローラ60の摩耗を抑制することができる。以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 By providing the cleaning roller 60 having such a configuration, accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time. In addition, the force for pressing the cleaning roller 60 against the charging roller 51 can be suppressed to reduce energy (electric power) required for driving, and wear of the charging roller 51 and the cleaning roller 60 can be suppressed. From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
(第2実施形態)
第1実施形態に示したように、発泡弾性体62を有するクリーニングローラ60では、ニップ部に突入する直前のセル63の平均径に対するニップ部の中央でのセル63の平均径の変化率が1.4以上3.0以下とすることで、クリーニング性能を維持しつつ耐久性を確保できる。
(Second Embodiment)
As shown in the first embodiment, in the cleaning roller 60 having the foamed elastic body 62, the rate of change of the average diameter of the cell 63 at the center of the nip portion relative to the average diameter of the cell 63 immediately before entering the nip portion is 1. The durability can be ensured while maintaining the cleaning performance by setting it to 4 or more and 3.0 or less.
本発明者はさらなる研究の結果、発泡弾性体を備えたクリーニングローラでは、回転方向の変化率が大きいほど、クリーニング性能が高くなる、すなわち、印刷枚数が多くなってもクリーニング性能を維持することが分かった。このような、セルの回転方向の変化率を大きくすることができるクリーニングローラについて図面を参照して説明する。 As a result of further research, the inventor has found that the cleaning performance with the foamed elastic body increases as the rate of change in the rotational direction increases, that is, the cleaning performance can be maintained even when the number of printed sheets increases. I understood. Such a cleaning roller capable of increasing the rate of change in the cell rotation direction will be described with reference to the drawings.
図7は本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの拡大図である。図7はクリーニングローラ60Aの軸方向の一方の端部を拡大し示している。図7に示すクリーニングローラ60Aは、発泡弾性体62Aに形成されているセル64が異なる以外、クリーニングローラ60と同じ構成を有している。そのため、クリーニングローラ60と同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。 FIG. 7 is an enlarged view of a cleaning roller used in the charging device according to the present invention. FIG. 7 is an enlarged view of one end of the cleaning roller 60A in the axial direction. The cleaning roller 60A shown in FIG. 7 has the same configuration as the cleaning roller 60 except that the cells 64 formed on the foamed elastic body 62A are different. For this reason, the same parts as those of the cleaning roller 60 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same parts is omitted.
図7に示すように、クリーニングローラ60Aの発泡弾性体62Aは、回転方向と直交する方向、すなわち、軸方向に延びたセル64を複数個備えた構成となっている。クリーニングローラ60Aを帯電ローラ51に押し当てて、ニップ部を形成するとき、セル64は短手方向に広がるように変形する、すなわち、回転方向の変化率が大きくなる。 As shown in FIG. 7, the foamed elastic body 62A of the cleaning roller 60A has a configuration including a plurality of cells 64 extending in the direction orthogonal to the rotation direction, that is, in the axial direction. When the cleaning roller 60A is pressed against the charging roller 51 to form the nip portion, the cell 64 is deformed so as to spread in the short direction, that is, the rate of change in the rotation direction becomes large.
このように、クリーニングローラ60Aの回転方向に対して直交する方向に延びる、すなわち、長手方向がクリーニングローラ60Aの回転方向と直交するセル64を備えることで、クリーニングローラ60Aは長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能である。帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。 As described above, the cleaning roller 60A is provided with a cell 64 that extends in a direction orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60A, that is, the longitudinal direction is orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60A. And the charging roller 51 can be cleaned. Accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time.
また、セル64を変形しやすく形成しているため、クリーニングローラ60Aを帯電ローラ51に押し付ける力を低く抑えることができ、駆動に要するエネルギー(電力)を削減するとともに、帯電ローラ51及びクリーニングローラ60Aの摩耗を抑制することができる。以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 Further, since the cell 64 is formed so as to be easily deformed, the force for pressing the cleaning roller 60A against the charging roller 51 can be kept low, energy (electric power) required for driving is reduced, and the charging roller 51 and the cleaning roller 60A are reduced. Wear can be suppressed. From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
なお、本実施形態において、セル64は、クリーニングローラ60Aの回転方向と直交する方向、すなわち、軸方向と平行方向に延びる形状としているが、これに限定されるものではない。クリーニングローラ60Aの回転方向と交差する方向であればよいが、セル64の回転方向の変化率を大きくするためには、クリーニングローラ60Aの回転方向と直交する方向に延びる形状が好ましい。 In the present embodiment, the cell 64 has a shape extending in a direction orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60A, that is, in a direction parallel to the axial direction, but is not limited thereto. A direction that intersects with the rotation direction of the cleaning roller 60A may be used, but in order to increase the rate of change in the rotation direction of the cell 64, a shape extending in a direction orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60A is preferable.
(第3実施形態)
本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの他の例を図面を参照して説明する。図8は本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの拡大図である。図8はクリーニングローラ60Bの軸方向の一方の端部を拡大し示している。図8に示すクリーニングローラ60Bは、発泡弾性体62Bに形成されているセル63に切り込み631が備えられている以外、クリーニングローラ60と同じ構成を有している。そのため、クリーニングローラ60と同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Another example of the cleaning roller used in the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is an enlarged view of a cleaning roller used in the charging device according to the present invention. FIG. 8 is an enlarged view of one end of the cleaning roller 60B in the axial direction. The cleaning roller 60B shown in FIG. 8 has the same configuration as the cleaning roller 60 except that the cells 63 formed in the foamed elastic body 62B are provided with cuts 631. For this reason, the same parts as those of the cleaning roller 60 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same parts is omitted.
図8に示すクリーニングローラ60Bは、セル63の回転方向の変化率を大きくするため、セル63の内壁の回転方向と直交する端部に、回転方向と直交するように形成された切り込み631を備えている。このような、切り込み631を備えることで、セル63のように円周方向の断面が円形状であっても、切り込み631が開くため、セル63の回転方向の変化率を大きくすることができる。 The cleaning roller 60B shown in FIG. 8 includes a notch 631 formed so as to be orthogonal to the rotation direction at an end portion orthogonal to the rotation direction of the inner wall of the cell 63 in order to increase the rate of change of the cell 63 in the rotation direction. ing. By providing such a notch 631, even if the circumferential cross section is circular like the cell 63, the notch 631 is opened, so that the rate of change in the rotation direction of the cell 63 can be increased.
このように、セル63の内壁にクリーニングローラ60Bの回転方向に対して直交する方向に延びる、切り込み631を備えることで、クリーニングローラ60Bは長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能である。帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。 Thus, by providing the notch 631 extending in the direction perpendicular to the rotation direction of the cleaning roller 60B on the inner wall of the cell 63, the cleaning roller 60B has durability over a long period of time and cleans the charging roller 51. Is possible. Accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time.
また、セル63を変形しやすく形成しているため、クリーニングローラ60Bを帯電ローラ51に押し付ける力を低く抑えることができ、駆動に要するエネルギー(電力)を削減するとともに、帯電ローラ51及びクリーニングローラ60Bの摩耗を抑制することができる。以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 In addition, since the cells 63 are easily deformed, the force for pressing the cleaning roller 60B against the charging roller 51 can be kept low, reducing the energy (electric power) required for driving, and the charging roller 51 and the cleaning roller 60B. Wear can be suppressed. From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
なお、本実施形態において、切り込み631は、発泡弾性体62Bの表面に露出しているセル63の内壁に設けられているが、内部のセル63の内壁に形成されるようにしてもよい。また、セル63の内壁のクリーニングローラ60Bの回転方向と直交する方向の端部に設けられているが、これに限定されるものではない。セル63の内壁の回転方向と交差する方向の端部を広く採用することができる。また、切り込み631が延びる方向についても、回転方向と直交に限定されるものではなく、回転方向に交差する方向であればよい。なお、セル63変化量を大きくするためには、セルの内壁の回転方向に直交する方向の端部に延びる形状が好ましい。また、切れ込み631は中心を挟んで一対であるが、これに限定されるものではなく、これ以上の個数であってもよい。また、対をなすように形成されていなくてもよい。 In this embodiment, the notch 631 is provided on the inner wall of the cell 63 exposed on the surface of the foamed elastic body 62B, but may be formed on the inner wall of the cell 63 inside. Moreover, although provided in the edge part of the direction orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60B of the inner wall of the cell 63, it is not limited to this. An end portion in a direction intersecting with the rotation direction of the inner wall of the cell 63 can be widely used. Also, the direction in which the notch 631 extends is not limited to being orthogonal to the rotation direction, and may be any direction that intersects the rotation direction. In order to increase the amount of change in the cell 63, a shape extending at the end in the direction orthogonal to the rotation direction of the inner wall of the cell is preferable. In addition, the notches 631 are a pair with the center in between, but the present invention is not limited to this, and the number of notches may be larger. Moreover, it does not need to be formed to make a pair.
本実施形態のクリーニングローラ60Bの製造方法としては、例えば、次のようなものが考えられる。軸部材61に発泡弾性体62を巻きつけて固定する。そして、軸部材61に発泡弾性体62を巻き付けたローラを、複数の刃が並んで突出した平面上に転がすことで、発泡弾性体62の表面に露出したセル63の内壁に切り込み631を形成することができる。 As a manufacturing method of the cleaning roller 60B of the present embodiment, for example, the following can be considered. A foamed elastic body 62 is wound around the shaft member 61 and fixed. Then, a roller having the foamed elastic body 62 wound around the shaft member 61 is rolled onto a plane in which a plurality of blades are juxtaposed to form a cut 631 on the inner wall of the cell 63 exposed on the surface of the foamed elastic body 62. be able to.
(第4実施形態)
本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの他の例を図面を参照して説明する。図9は本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの側面図である。図9に示すクリーニングローラ60Cは、発泡弾性体62Cの表面に切れ込み65が設けられている以外、クリーニングローラ60と同じ構成を有している。そのため、クリーニングローラ60と同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Another example of the cleaning roller used in the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a side view of a cleaning roller used in the charging device according to the present invention. The cleaning roller 60C shown in FIG. 9 has the same configuration as the cleaning roller 60 except that a cut 65 is provided on the surface of the foamed elastic body 62C. For this reason, the same parts as those of the cleaning roller 60 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same parts is omitted.
図9に示すように、クリーニングローラ60Cでは、発泡弾性体62Cの表面に回転方向と直交する方向、すなわち、軸方向に延びる切れ込み65が設けられている。そして、切れ込み65は発泡弾性体62Cの回転方向に等間隔で並んで設けられている。このように、切れ込み65を備えることで、発泡弾性体62Cは回転方向の拘束力を弱めることが可能となる。これにより、セル63の回転方向の平均径の変化率を大きくすることができる。 As shown in FIG. 9, in the cleaning roller 60C, the surface of the foamed elastic body 62C is provided with a notch 65 extending in the direction orthogonal to the rotational direction, that is, in the axial direction. The notches 65 are provided at equal intervals in the rotational direction of the foamed elastic body 62C. Thus, by providing the notch 65, the foamed elastic body 62C can weaken the restraining force in the rotational direction. Thereby, the rate of change of the average diameter in the rotation direction of the cell 63 can be increased.
このように、クリーニングローラ60Cの表面に回転方向に対して直交する方向に延びる、切れ込み65を備えることで、クリーニングローラ60Cは長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能である。帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。また、切れ込み65自体も、帯電ローラ51の表面の汚れを払拭する効果を有するため相乗効果で、クリーニング性能がより高くなる。 Thus, by providing the notch 65 extending in the direction orthogonal to the rotation direction on the surface of the cleaning roller 60C, the cleaning roller 60C has durability over a long period of time and can clean the charging roller 51. is there. Accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time. Further, the notch 65 itself has an effect of wiping off the dirt on the surface of the charging roller 51, so that it has a synergistic effect, and the cleaning performance becomes higher.
また、セル63を変形しやすく形成しているため、クリーニングローラ60Cを帯電ローラ51に押し付ける力を低く抑えることができ、駆動に要するエネルギー(電力)を削減するとともに、帯電ローラ51及びクリーニングローラ60Cの摩耗を抑制することができる。以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 In addition, since the cell 63 is formed so as to be easily deformed, the force for pressing the cleaning roller 60C against the charging roller 51 can be kept low, energy (power) required for driving is reduced, and the charging roller 51 and the cleaning roller 60C are reduced. Wear can be suppressed. From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
上述したように、本実施形態の切れ込み65は、セル63の位置、形状とは無関係に、発泡弾性体62Cの表面に形成するものであり、製造が簡単である。また、本実施形態では、切れ込み65がクリーニングローラ60Cの回転方向と直交する方向に延びる構成としていたが、これに限定されるものではなく、回転方向と交差する方向であればよい。また、複数個設けられているが、1個であってもよい。 As described above, the notch 65 of the present embodiment is formed on the surface of the foamed elastic body 62C regardless of the position and shape of the cell 63, and is easy to manufacture. In this embodiment, the cut 65 extends in a direction orthogonal to the rotation direction of the cleaning roller 60C. However, the present invention is not limited to this, and any direction that intersects the rotation direction may be used. In addition, although a plurality are provided, one may be provided.
以上、第2実施形態、第3実施形態、第4実施形態では、発泡弾性体に形成するセルやそれに付随する部分(切り込みや切れ込み)によって、発泡弾性体の回転方向のセルの変化率を大きくするようにしていた。しかしながらこれに限定されるものではなく、材料の配合や別の材料を配合することで、変形方向によって変形しやすさの異なる発泡弾性体を作製し、その発泡弾性体を、回転方向と直交する方向に比べて、回転方向に変形しやすいように取り付けるようにしてもよい。このような構成とすることで、セルの形状にかかわらず、回転方向に変形しやすくなる。また、回転方向と直交する方向に変形しにくいので、軸部材に固定される部分の歪みを小さくし、破損を抑制する。 As described above, in the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, the rate of change of the cell in the rotational direction of the foamed elastic body is increased by the cells formed in the foamed elastic body and the portions (notches and cuts) associated therewith. I was trying to do it. However, the present invention is not limited to this, and a foamed elastic body having different ease of deformation depending on the deformation direction is prepared by blending materials or other materials, and the foamed elastic body is orthogonal to the rotation direction. You may make it attach so that it may deform | transform easily in a rotation direction compared with a direction. With such a configuration, it becomes easy to deform in the rotation direction regardless of the shape of the cell. Moreover, since it is hard to deform | transform in the direction orthogonal to a rotation direction, distortion of the part fixed to a shaft member is made small, and damage is suppressed.
(第5実施形態)
本発明の帯電装置では、帯電ローラとクリーニングローラの帯電ローラと接触する部分はセルの平均径の変化率をニップ部直前に対してニップ部中央を1.4以上3.0以下としている。このような条件を満たす発泡弾性体は平均径が大きくなる、すなわち、密度が低くなる傾向があり、クリーニングローラとしては、発泡弾性体の帯電ローラへの押付圧力が低くなりやすい。そこで、本実施形態では、十分な圧力で押し付けるとともにクリーニングローラのクリーニング性能、耐久性を確保したクリーニングローラを示している。
(Fifth embodiment)
In the charging device of the present invention, the rate of change of the average diameter of the cell at the portion of the charging roller that comes into contact with the charging roller of the cleaning roller is 1.4 or more and 3.0 or less at the center of the nip portion immediately before the nip portion. A foamed elastic body satisfying such conditions tends to have a large average diameter, that is, a low density, and as a cleaning roller, the pressing pressure of the foamed elastic body against the charging roller tends to be low. Therefore, in the present embodiment, a cleaning roller is shown that is pressed with sufficient pressure and has the cleaning performance and durability of the cleaning roller secured.
図10は本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの断面図である。図10はクリーニングローラ60Dの軸方向と垂直な断面のさらに軸方向に1/4のみを示している。図10に示すクリーニングローラ60Dは、発泡弾性体62Dのセル66が異なる以外、クリーニングローラ60と同じ構成を有している。そのため、クリーニングローラ60と同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。 FIG. 10 is a sectional view of a cleaning roller used in the charging device according to the present invention. FIG. 10 shows only 1/4 in the axial direction of the cross section perpendicular to the axial direction of the cleaning roller 60D. The cleaning roller 60D shown in FIG. 10 has the same configuration as the cleaning roller 60 except that the cell 66 of the foamed elastic body 62D is different. For this reason, the same parts as those of the cleaning roller 60 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same parts is omitted.
図10に示すように、クリーニングローラ60Dでは、発泡弾性体62Dのセル66は、軸部材61に近い部分で平均径が最も小さく、外周部分に近づくにつれて平均径が大きくなっている。このような構成とすることで、発泡弾性体62Dの軸に近い部分では、セル66の平均径を小さく密度が高い。そのため、発泡弾性体62Dの軸に近い部分では、強度が高い。そして、外周側では、セル66の平均径が大きくなり密度が低くなっている。そのため、発泡弾性体62Dの表面に露出しているセル66に作用する拘束力が弱く、変形しやすくなっている。 As shown in FIG. 10, in the cleaning roller 60 </ b> D, the cell 66 of the foamed elastic body 62 </ b> D has the smallest average diameter near the shaft member 61, and the average diameter increases toward the outer peripheral portion. By setting it as such a structure, in the part near the axis | shaft of foaming elastic body 62D, the average diameter of the cell 66 is small and a density is high. Therefore, the strength is high in the portion close to the axis of the foamed elastic body 62D. On the outer peripheral side, the average diameter of the cells 66 is increased and the density is decreased. For this reason, the restraining force acting on the cell 66 exposed on the surface of the foamed elastic body 62D is weak and easily deformed.
このように、クリーニングローラ60Dの発泡弾性体62Dが径方向外側に大きな平均径のセル66を有する構造とすることで、発泡弾性体62Dの強度を確保しつつ、帯電ローラ51との間のニップ部での平均径の変化率を上述の範囲に収まるようにすることができる。これにより、ニップ部の圧力が低下するのを抑制することができる。 As described above, the foamed elastic body 62D of the cleaning roller 60D has a structure with the cells 66 having a large average diameter on the radially outer side, so that the strength of the foamed elastic body 62D is secured and the nip between the charging roller 51 and the nip. The change rate of the average diameter at the portion can be made to fall within the above range. Thereby, it can suppress that the pressure of a nip part falls.
このことから、クリーニングローラ60Dは長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能である。帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。 Therefore, the cleaning roller 60D has durability for a long period of time and can clean the charging roller 51. Accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time.
以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
なお、本実施形態では、セル66はその平均径が発泡弾性体62Dの径方向外側が大きい構成となっていた。しかしながらこれに限定されるものではなく、最も外側或いは最も外側から一定の深さの範囲にあるセル66を、ニップ部の直前と中間との平均径の変化率の条件を満たす平均径で形成し、それよりも内側は、外側よりも小さい平均径であればよい。つまり、平均径が段階的に大きくなるような形成でなく、ある位置で急激に変わるようなものであってもよい。また、軸部材61に近い部分では、セル66が設けられていない部分があってもよい。また、発泡弾性体62Dとしては、1層で形成されていてもよいし、多層に分けられていてもよい。 In the present embodiment, the cells 66 are configured such that the average diameter thereof is larger on the radially outer side of the foamed elastic body 62D. However, the present invention is not limited to this, and the cell 66 in the range of a certain depth from the outermost side or the outermost side is formed with an average diameter that satisfies the condition of the average diameter change rate immediately before and in the middle of the nip portion. The inner diameter may be an average diameter smaller than the outer diameter. In other words, the formation may be such that the average diameter does not increase stepwise but changes abruptly at a certain position. Further, in the portion close to the shaft member 61, there may be a portion where the cell 66 is not provided. Further, the foamed elastic body 62D may be formed of one layer or may be divided into multiple layers.
(第6実施形態)
本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラの他の例について図面を参照して説明する。図11は本発明に係る帯電装置に用いられるクリーニングローラのさらに他の例の斜視図である。
(Sixth embodiment)
Another example of the cleaning roller used in the charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a perspective view of still another example of the cleaning roller used in the charging device according to the present invention.
図11に示すクリーニングローラ70は、軸部材71と、発泡弾性体72とを備えている。軸部材71は円柱状の部材であり、軸部材61と同様、回転軸として利用される。発泡弾性体72は短冊状の部材を軸部材71にらせん形状に巻き付けて固定されている。そして、発泡弾性体72はセル73を備えている。 A cleaning roller 70 shown in FIG. 11 includes a shaft member 71 and a foamed elastic body 72. The shaft member 71 is a columnar member, and is used as a rotating shaft, like the shaft member 61. The foamed elastic body 72 is fixed by winding a strip-shaped member around the shaft member 71 in a spiral shape. The foamed elastic body 72 includes a cell 73.
発泡弾性体72は、発泡弾性体62と同じ特性を有している。すなわち、帯電ローラ51との間のニップ部の直前のセル73の平均径に対するニップ部の中央のセル73の平均径の変化率が1.4以上3.0以下の範囲内に収まっている。 The foamed elastic body 72 has the same characteristics as the foamed elastic body 62. That is, the rate of change of the average diameter of the cell 73 at the center of the nip portion with respect to the average diameter of the cell 73 immediately before the nip portion with the charging roller 51 is within the range of 1.4 to 3.0.
このような構成とすることで、クリーニングローラ70は長期間にわたり耐久性を有するとともに帯電ローラ51をクリーニングすることが可能である。帯電ローラ51の表面に汚れが蓄積するのを長期間にわたり抑制することができる。 With this configuration, the cleaning roller 70 has durability for a long period of time and can clean the charging roller 51. Accumulation of dirt on the surface of the charging roller 51 can be suppressed over a long period of time.
また、セル73を変形しやすく形成しているとともに、ニップ部の総面積が小さいため、クリーニングローラ70を帯電ローラ51に押し付ける力を低く抑えることができ、駆動に要するエネルギー(電力)を削減するとともに、帯電ローラ51及びクリーニングローラ70の摩耗を抑制することができる。以上のことから、長期間にわたり、感光体ドラム11をむらなく帯電し、画像の劣化を抑制することができる。 Further, since the cell 73 is easily deformed and the total area of the nip portion is small, the force for pressing the cleaning roller 70 against the charging roller 51 can be kept low, and the energy (electric power) required for driving can be reduced. In addition, wear of the charging roller 51 and the cleaning roller 70 can be suppressed. From the above, it is possible to uniformly charge the photosensitive drum 11 over a long period of time and suppress image deterioration.
(実施例)
このような構成のクリーニングローラの特性について実験を行った。実験について説明する。本実験では、ウレタン樹脂(EP−70S、株式会社イノアックコーポレーション製)を帯電ローラとの間のニップ部の直前のセルの平均径に対するニップ部の中央のセルの平均径の変化率が1.4以上3.0以下の範囲内に収まるように形成した発泡弾性体を軸部材に円筒形状に巻き付けた実施例1と、らせん状に巻き付けた実施例2を容易した。なお、実施例2は実施例1に対して体積が半分となるような構成である。
(Example)
An experiment was conducted on the characteristics of the cleaning roller having such a configuration. The experiment will be described. In this experiment, the rate of change of the average diameter of the cell at the center of the nip portion with respect to the average diameter of the cell immediately before the nip portion between the urethane resin (EP-70S, manufactured by Inoac Corporation) and the charging roller is 1.4. The first embodiment in which the foamed elastic body formed so as to fall within the range of 3.0 or less is wound around the shaft member in a cylindrical shape and the second embodiment in which the foamed elastic body is wound in a spiral shape are facilitated. In addition, Example 2 is a structure which a volume becomes a half with respect to Example 1. FIG.
また、比較例として、ウレタン樹脂(EPS、株式会社イノアックコーポレーション製)をセルが変形しにくいように形成した発泡弾性体を軸部材にらせん状に巻き付けた比較例1を用意した。比較例1は実施例2と同形状である。 Further, as a comparative example, a comparative example 1 was prepared in which a foamed elastic body in which a urethane resin (EPS, manufactured by Inoac Corporation) was formed so that the cell was not easily deformed was spirally wound around a shaft member. Comparative Example 1 has the same shape as Example 2.
実験は、帯電ローラへのトナーの外添剤の付着の度合いを確認することで、クリーニングローラのクリーニング性能を確認した。具体的には、表面が黒色の帯電ローラを用いて、感光体ドラムを帯電して印刷を行い、感光体ドラムの回転回数をカウントするとともに、帯電ローラの明度を測定した。上述したように、外添剤は、シリカ(SiO2)、チタン(Ti)、カルシウム(Ca)等、白色の粒子であり、帯電ローラに汚れとして堆積すると、帯電ローラの表面はその汚れで白っぽくなり、明度が高くなる。本実験では、このような汚れによって帯電ローラの明度が高くなることを利用している。 In the experiment, the cleaning performance of the cleaning roller was confirmed by confirming the degree of adhesion of the toner external additive to the charging roller. Specifically, using a charging roller having a black surface, the photosensitive drum was charged for printing, the number of rotations of the photosensitive drum was counted, and the brightness of the charging roller was measured. As described above, the external additive is white particles such as silica (SiO 2 ), titanium (Ti), calcium (Ca), and the like, and when accumulated as dirt on the charging roller, the surface of the charging roller becomes whitish due to the dirt. The brightness becomes higher. In this experiment, the fact that the brightness of the charging roller is increased by such contamination is utilized.
以下に実験結果について示す。図12はクリーニングローラのクリーニング性能の印刷回数による変化を示すグラフである。図12は感光体ドラムの回転回数を横軸とし、外添剤汚れとして帯電ローラの明度(ΔL*)を縦軸としている。 The experimental results are shown below. FIG. 12 is a graph showing a change in the cleaning performance of the cleaning roller depending on the number of printings. In FIG. 12, the horizontal axis represents the number of rotations of the photosensitive drum, and the vertical axis represents the lightness (ΔL *) of the charging roller as external additive contamination.
図12に示すように、実施例1及び実施例2のクリーニングローラを用いた場合、感光体ドラムの回転数が約23万回転するまで帯電ローラの明度が緩やかに上昇しているが、その後、明度は略一定となっている。すなわち、実施例1及び実施例2では長期間に渡り安定したクリーニング性能を発揮していることがわかる。 As shown in FIG. 12, when the cleaning rollers of Example 1 and Example 2 were used, the lightness of the charging roller gradually increased until the rotational speed of the photosensitive drum increased to about 230,000. The brightness is substantially constant. That is, in Example 1 and Example 2, it turns out that the stable cleaning performance is exhibited over a long period of time.
一方、比較例1では、約23万回転するまで帯電ローラの明度が実施例1及び実施例2に対して少し大きくなっているだけであるが、約23万回転を超えると急激に明度が大きくなっている。すなわち、比較例1は、使用期間が長期になると実施例1及び実施例2に比べてクリーニング性能が急激に低下していることがわかる。 On the other hand, in Comparative Example 1, the brightness of the charging roller is a little larger than that of Example 1 and Example 2 until about 230,000 revolutions, but the brightness increases rapidly after exceeding about 230,000 revolutions. It has become. That is, it can be seen that the cleaning performance of Comparative Example 1 is drastically reduced as compared with Example 1 and Example 2 when the service period is long.
以上のことから、本発明に係る帯電装置では、長期間に渡って帯電ローラの汚れの蓄積を抑制することができる。そして、これにより感光体ドラムの帯電むらを抑制して、印刷画像の劣化を抑制することが可能である。 From the above, in the charging device according to the present invention, accumulation of dirt on the charging roller can be suppressed over a long period of time. As a result, it is possible to suppress the charging unevenness of the photosensitive drum and suppress the deterioration of the printed image.
次に、実施例1と実施例2とを比較する。従来のクリーニング装置では、発泡弾性体をらせん状に形成したクリーニングローラは同じ外径を有し発泡弾性体を円筒形状に形成したクリーニングローラよりもクリーニング性能が低いとされてきた。これは、発泡弾性体をらせん状に形成することで、ニップ部の面積が小さくなり、そのせいでクリーニング性能が低下しているためである。 Next, Example 1 and Example 2 are compared. In conventional cleaning apparatuses, it has been considered that a cleaning roller having a foamed elastic body formed in a spiral shape has a lower cleaning performance than a cleaning roller having the same outer diameter and a foamed elastic body formed in a cylindrical shape. This is because the area of the nip portion is reduced by forming the foamed elastic body in a spiral shape, and the cleaning performance is thereby lowered.
図12に示すように、本発明に係る帯電装置では、円筒形状の発泡弾性体を有する実施例1とらせん形状の発泡弾性体を有する実施例2とのクリーニング性能にほとんど差がみられない。以下に実施例1と実施例2のクリーニング性能について説明する。図13は実施例1と実施例2のクリーニングローラのニップ部近傍でのセルの形状を示している。なお、以下の説明において、実施例1及び実施例2は同じ構成の発泡弾性体を用いている。 As shown in FIG. 12, in the charging device according to the present invention, there is almost no difference in cleaning performance between Example 1 having a cylindrical foamed elastic body and Example 2 having a spiral foamed elastic body. The cleaning performance of Example 1 and Example 2 will be described below. FIG. 13 shows the shape of the cell in the vicinity of the nip portion of the cleaning roller according to the first and second embodiments. In the following description, Example 1 and Example 2 use foamed elastic bodies having the same configuration.
図13に示すように、ニップ部に近づいていない(ニップ部の影響を受けていない)非ニップ部では、実施例1、実施例2いずれのクリーニングローラもセルは平均径d0である。実施例1では、ニップ部の直前に到達すると、セルは平均径d1(>d0)に変形する。この変形は、円筒形状の場合、ニップ部に到達している部分から強い拘束力が作用しているため、ニップ部の直前でセルの変形が始まっているものと考えられる。 As shown in FIG. 13, in the non-nip portion that is not close to the nip portion (not affected by the nip portion), the cells of both the cleaning rollers of Example 1 and Example 2 have the average diameter d0. In Example 1, when reaching just before the nip portion, the cell is deformed to an average diameter d1 (> d0). In the case of the cylindrical shape, since a strong restraining force is applied from the portion reaching the nip portion, it is considered that the deformation of the cell has started immediately before the nip portion.
一方、実施例2では、ニップ部の直前に到達しても、セルはほとんど変化しておらず、セルの平均径d11は平均径d0と同じか略同じである。これは、らせん状に形成されていることで、ニップ部に到達している部分からの拘束力が弱く、ニップ部の直前での変形が抑制されているものと考えられる。 On the other hand, in Example 2, even when it reached immediately before the nip portion, the cell was hardly changed, and the average diameter d11 of the cell was the same as or substantially the same as the average diameter d0. This is considered to be because the restraint force from the portion reaching the nip portion is weak because the spiral shape is formed, and deformation immediately before the nip portion is suppressed.
そして、ニップ部の中央に到達すると実施例1のセルは平均径d2になる。また、実施例2のセルは平均径d21になる。実施例1のニップ部の中央でのセルの平均径d2と実施例2のニップ部の中央でのセルの平均径d21はほぼ同じか実施例2のセルの平均径が多少大きい。このことは、強い拘束力が作用する実施例1に比べ実施例2の拘束力は小さいためである。 When the cell reaches the center of the nip portion, the cell of Example 1 has an average diameter d2. Further, the cell of Example 2 has an average diameter d21. The average cell diameter d2 at the center of the nip portion of Example 1 and the average cell diameter d21 at the center of the nip portion of Example 2 are substantially the same or the average diameter of the cell of Example 2 is somewhat larger. This is because the restraining force of Example 2 is smaller than that of Example 1 where a strong restraining force acts.
このように、同じ構成の発泡弾性体を用いた場合でも、ニップ部直前のセルの平均径とニップ部中央でのセルの平均径の変化率が、実施例1と実施例2とで異なり、実施例1の方が小さくなる。このため、発泡弾性体の形状が異なっても、同等のクリーニング性能を発揮できているものと考えられる。 Thus, even when using the foamed elastic body having the same configuration, the average diameter of the cell immediately before the nip portion and the change rate of the average diameter of the cell at the center of the nip portion are different between the first embodiment and the second embodiment. Example 1 becomes smaller. For this reason, even if the foamed elastic bodies have different shapes, it is considered that the same cleaning performance can be exhibited.
本発明に係る帯電装置では、らせん状に形成した発泡弾性体を用いた場合でも、長期間に渡って帯電ローラの汚れの付着を抑制できることが分かった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
In the charging device according to the present invention, it was found that even when a foamed elastic body formed in a spiral shape is used, adhesion of dirt on the charging roller can be suppressed over a long period of time.
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.
11Y、11M、11C、11K 感光体ドラム
12Y、12M、12C、12K トナーホッパー
13Y、13M、13C、13K トナーボトル
14 中間転写ベルト
141 駆動ローラ
142 従動ローラ
143 テンションローラ
15Y、15M、15C、15K 転写ローラ
16 二次転写ローラ
17 定着部
18 クリーニングブレード
20 イメージリーダー部
30 給紙部
31 給紙トレイ
32 給紙ローラ
33 レジストローラ
40 作像部
41 現像装置
42 露光装置
43 クリーニング部
50 帯電装置
51 帯電ローラ
60、60A、60B、60C、60D クリーニングローラ
61 軸部材
62、62A、62B、62C、62D 発泡弾性体
63 セル
631 切り込み
64 セル
65 切れ込み
70 クリーニングローラ
71 軸部材
72 発泡弾性体
73 セル
11Y, 11M, 11C, 11K Photosensitive drums 12Y, 12M, 12C, 12K Toner hoppers 13Y, 13M, 13C, 13K Toner bottle 14 Intermediate transfer belt 141 Drive roller 142 Driven roller 143 Tension roller 15Y, 15M, 15C, 15K Transfer roller 16 Secondary transfer roller 17 Fixing unit 18 Cleaning blade 20 Image reader unit 30 Paper feeding unit 31 Paper feeding tray 32 Paper feeding roller 33 Registration roller 40 Image forming unit 41 Developing device 42 Exposure device 43 Cleaning unit 50 Charging device 51 Charging roller 60 60A, 60B, 60C, 60D Cleaning roller 61 Shaft member 62, 62A, 62B, 62C, 62D Foam elastic body 63 Cell 631 Notch 64 Cell 65 Notch 70 Cleaning roller 71 Shaft member 72 Foam elasticity 73 cell
Claims (7)
前記帯電ローラの表面に圧接して回転し、前記帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングローラとを備え、
前記クリーニングローラが、
前記帯電ローラとの間にニップ部を形成する発泡弾性体を有しており、
前記発泡弾性体のセルのうち少なくとも前記発泡弾性体の表面に露出したセルの前記ニップ部に突入する直前の平均径に対する前記ニップ部の中央での平均径の変化率が1.4以上3.0以下であることを特徴とする帯電装置。 A charging roller that rotates in contact with the surface of the image carrier and charges the image carrier;
A cleaning roller that rotates in pressure contact with the surface of the charging roller and cleans the surface of the charging roller;
The cleaning roller is
It has a foamed elastic body that forms a nip portion with the charging roller,
2. The rate of change of the average diameter at the center of the nip portion with respect to the average diameter immediately before entering the nip portion of at least the cells exposed on the surface of the foamed elastic body among the cells of the foamed elastic body is 1.4 or more. A charging device characterized by being 0 or less.
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