JP2005128168A - Image forming apparatus - Google Patents

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photosensitive drum
sleeve
image forming
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JP2003362276A
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Tomohiro Komori
智裕 小森
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Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
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Samsung Yokohama Research Institute
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus provided with an electrifying roller in which a nip area is stably enlarged and which is downsized. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 1 is provided with a laser exposure unit 7, an image forming part 2, a paper feed conveyance part, a transfer conveyance unit 4, and a fixing part. In the image forming part 2, a developing unit 3, an electrifying roller 10, and a photoreceptor drum cleaning unit 6 are arranged along the periphery of the photoreceptor drum 5. The electrifying roller 10 acts to control the surface of the photoreceptor drum 5 to a predetermined potential at the time of the image formation, and is provided with a cylindrical sleeve, a cylindrical elastic body which is disposed within the sleeve and has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the sleeve, and a rotary shaft inserted in the central axis of the elastic body. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム上を帯電させるためのローラー帯電方式によるローラーを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus provided with a roller charging roller for charging a photosensitive drum.

レーザープリンターやレーザーファックスあるいはデジタル複写機などの電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させ、当該感光体ドラムを露光して画像信号に応じた静電潜像を形成後、現像器により帯電されたトナーを前記感光体ドラム上に供給して顕像化し、そのトナー像を転写紙などの記録媒体に転写した後、定着器により定着して画像を形成している。
従来から、このような画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させるために、ローラー帯電方式によるローラー(以下、帯電ローラーと呼ぶ。)が用いられている。例えば、特許文献1には、柔軟性を有する樹脂と耐熱性を有する樹脂とを樹脂ブレンドしたシームレスチューブ内に、弾性体からなる支持部材を挿入して嵌合(挿入して接着してもよい)した帯電ローラーの発明が開示されている。
特開平8−328358号公報 (第3−6頁、第2図)
In an electrophotographic image forming apparatus such as a laser printer, a laser fax machine, or a digital copying machine, the photosensitive drum is almost uniformly charged, and the photosensitive drum is exposed to form an electrostatic latent image corresponding to the image signal. After formation, the toner charged by the developing device is supplied onto the photosensitive drum to be visualized, and the toner image is transferred to a recording medium such as transfer paper, and then fixed by a fixing device to form an image. Yes.
Conventionally, in such an image forming apparatus, a roller by a roller charging method (hereinafter referred to as a charging roller) is used in order to charge the surface of the photosensitive drum almost uniformly. For example, in Patent Document 1, a support member made of an elastic body may be inserted into a seamless tube in which a resin having flexibility and a resin having heat resistance are blended with resin (inserted and bonded). The invention of a charged roller is disclosed.
JP-A-8-328358 (page 3-6, FIG. 2)

しかしながら、従来の画像形成装置において小型化を図ろうとして、感光体ドラムおよび帯電ローラーの外径を小さくすると、帯電ローラーが押圧により撓んでしまい、帯電ローラーと感光体ドラムとの当接(以下、ニップと呼ぶ。)が不安定となる問題が生ずる。
帯電ローラーの外径が小さくなるにつれて、ニップ面積は減少する。これに伴い、帯電ローラーと感光体ドラム間の放電により、帯電ローラーから感光体ドラムへ電荷が移動できる時間が減少する。即ち、帯電ローラーおよび感光体ドラムの外径が小さくなる程、また、帯電ローラーおよび感光体ドラムの回転速度が速くなる程、感光体ドラムの表面電位は低下する。そこで、帯電ローラーを構成する弾性体の硬度を下げるとともに、押圧を上昇させ、ニップ面積を大きくしようとすると、帯電ローラーの回転軸が撓んでしまい、帯電ローラーの中央部が感光体ドラムに当接しなくなるという問題が生じる。そのため、帯電ローラーの外径寸法には、自ずと下限が存在していた。
また、特許文献1に記載された帯電ローラーは、支持部材の外周面とシームレスチューブの内周面とが密着しているため、加工に手間を要し、量産できず、コストが高くなるという問題があった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ニップ面積を安定的に大きくとることができ、且つ、小型化を図ることができる帯電ローラーを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
However, if the outer diameters of the photosensitive drum and the charging roller are reduced in an attempt to reduce the size of the conventional image forming apparatus, the charging roller is bent by pressing, and the contact between the charging roller and the photosensitive drum (hereinafter, referred to as the following) (This is called a nip.)
As the outer diameter of the charging roller decreases, the nip area decreases. As a result, the time during which charges can move from the charging roller to the photosensitive drum is reduced by the discharge between the charging roller and the photosensitive drum. That is, the surface potential of the photosensitive drum decreases as the outer diameter of the charging roller and the photosensitive drum decreases and as the rotation speed of the charging roller and the photosensitive drum increases. Therefore, when the hardness of the elastic body constituting the charging roller is lowered and the pressure is increased to increase the nip area, the rotating shaft of the charging roller is bent and the central portion of the charging roller comes into contact with the photosensitive drum. The problem of disappearing arises. Therefore, a lower limit naturally exists in the outer diameter dimension of the charging roller.
In addition, the charging roller described in Patent Document 1 has a problem in that the outer peripheral surface of the support member and the inner peripheral surface of the seamless tube are in close contact with each other, which requires labor for processing, cannot be mass-produced, and costs increase. was there.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus including a charging roller that can stably increase the nip area and can be downsized. Objective.

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置では、感光体ドラムに当接する導電性または半導電性の円筒状のスリーブと、当該スリーブ内にあって当該スリーブの内径よりも小さな外径を有する導電性または半導電性の円柱状の弾性体と、当該弾性体の中心軸を挿通する導電性の回転軸とを有する帯電ローラーを備えることを特徴とする。
ここで、前記弾性体としてはゴム材料が望ましく、特に、硬度が低く柔軟である発泡弾性体、例えば、発泡ウレタンゴムなどが好適である。また、前記スリーブとしては、ある程度の硬さを有し、形状を維持できるものであればよく、例えば、ナイロン樹脂やフッ素樹脂などが挙げられる。
前記スリーブの厚さは、屈曲性や柔軟性を失うことのない様に、凡そ0.5mm以下である。また、前記スリーブの内径は、前記弾性体の外径よりも凡そ0.5mm以上大きく、好ましくは、1mm程度大きく設定される。
本発明では、柔軟な円筒状のスリーブ内に、当該スリーブの内径よりも小さな外径を有し、硬度が低く柔軟な円柱状の弾性体を配した帯電ローラーを実現した。これにより、感光体ドラムへの当接圧力が低くても、スリーブおよび弾性体が潰れることにより、ニップ面積を安定的に大きくすることが可能となる。加えて、感光体ドラムへの当接圧力が低くてもよいため、帯電ローラーを小型化することができる。
また、本発明では、スリーブの内径よりも弾性体の外径のほうが小さいため、帯電ローラー製造時に、従来のように弾性体をスリーブ内に圧入したり、接着したりする必要もなく、安価で量産性に優れた帯電ローラーを実現することができる。
In order to achieve the above object, in the image forming apparatus according to the present invention, a conductive or semiconductive cylindrical sleeve that abuts the photosensitive drum, and an outer diameter within the sleeve that is smaller than the inner diameter of the sleeve. And a charging roller having a conductive or semiconductive cylindrical elastic body and a conductive rotating shaft that passes through the central axis of the elastic body.
Here, a rubber material is desirable as the elastic body, and a foamed elastic body having a low hardness and a softness, such as foamed urethane rubber, is particularly suitable. Further, the sleeve may be any sleeve as long as it has a certain degree of hardness and can maintain its shape, and examples thereof include nylon resin and fluorine resin.
The thickness of the sleeve is about 0.5 mm or less so as not to lose flexibility and flexibility. The inner diameter of the sleeve is set to be approximately 0.5 mm or more larger than the outer diameter of the elastic body, preferably about 1 mm.
In the present invention, a charging roller is realized in which a flexible cylindrical elastic body having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve and a low hardness is provided in a flexible cylindrical sleeve. Thereby, even if the contact pressure to the photosensitive drum is low, the nip area can be stably increased by collapsing the sleeve and the elastic body. In addition, since the contact pressure to the photosensitive drum may be low, the charging roller can be reduced in size.
Further, in the present invention, since the outer diameter of the elastic body is smaller than the inner diameter of the sleeve, there is no need to press-fit or bond the elastic body into the sleeve as in the prior art at the time of manufacturing the charging roller. A charging roller excellent in mass productivity can be realized.

また、本発明に係る画像形成装置では、前記帯電ローラーと前記感光体ドラム間の電気抵抗値は500kΩ以上5MΩ以下であることが好ましい。
なぜならば、前記帯電ローラーと前記感光体ドラム間の電気抵抗値が500kΩ以下になると、前記帯電ローラーと前記感光体ドラム間で安定的に放電を行うことができず、また、前記帯電ローラーと前記感光体ドラム間の電気抵抗値が5MΩ以上になると、給電が追いつかなくなるからである。
In the image forming apparatus according to the present invention, it is preferable that an electric resistance value between the charging roller and the photosensitive drum is 500 kΩ or more and 5 MΩ or less.
This is because when the electric resistance value between the charging roller and the photosensitive drum is 500 kΩ or less, it is not possible to stably discharge between the charging roller and the photosensitive drum, and the charging roller and the photosensitive drum This is because if the electric resistance value between the photosensitive drums is 5 MΩ or more, the power supply cannot catch up.

また、本発明に係る画像形成装置では、前記スリーブの外表面をクリーニングする、導電性または半導電性のクリーニングブラシ、あるいは、導電性または半導電性の第1クリーニングローラーが、前記スリーブの外表面に当接されていてもよい。
従来、クリーニングブラシあるいはクリーニングローラーを当接する際の押圧を管理するため、クリーニングブラシあるいはクリーニングローラーの支持部材(軸受け)をバネで懸架しなければならず、また、当接部の摩擦力のため、感光体ドラムの駆動トルクも上昇していた。
本発明では、前記スリーブの弾性により、従来のバネによる懸架によることなく、バネの押圧よりも低い圧力で、均一且つ安定な接触状態を実現できる。このことにより、クリーニングブラシあるいはクリーニングローラーの支持部材(軸受け)を固定化した簡単な機構を実現するとともに、感光体ドラムの駆動トルクの低減が可能となる。
加えて、本発明では、クリーニングブラシまたは第1クリーニングローラーを前記スリーブ外表面の任意の位置に当接させることができるため、前記スリーブに付着するトナーを除去することができるとともに、画像形成装置を小型化するうえで最適となる位置にクリーニングブラシまたは第1クリーニングローラーを設置することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, a conductive or semiconductive cleaning brush or a conductive or semiconductive first cleaning roller for cleaning the outer surface of the sleeve is provided on the outer surface of the sleeve. It may be in contact with.
Conventionally, in order to manage the pressure applied when the cleaning brush or cleaning roller abuts, the supporting member (bearing) of the cleaning brush or cleaning roller must be suspended by a spring, and because of the frictional force of the abutting portion, The driving torque of the photosensitive drum has also increased.
In the present invention, due to the elasticity of the sleeve, a uniform and stable contact state can be realized at a pressure lower than the pressure of the spring without being suspended by a conventional spring. As a result, a simple mechanism in which the cleaning brush or the support member (bearing) of the cleaning roller is fixed can be realized, and the driving torque of the photosensitive drum can be reduced.
In addition, in the present invention, since the cleaning brush or the first cleaning roller can be brought into contact with an arbitrary position on the outer surface of the sleeve, the toner adhering to the sleeve can be removed, and the image forming apparatus can be used. The cleaning brush or the first cleaning roller can be installed at a position that is optimal for downsizing.

また、本発明に係る画像形成装置では、前記感光体ドラム上で、前記スリーブの上流側にあって、前記スリーブの外表面および前記感光体ドラムに当接し、前記スリーブの外表面および前記感光体ドラムの表面をクリーニングする、導電性または半導電性の第2クリーニングローラーが備えられていてもよい。
ここで、前記感光体ドラムの反回転方向側を上流側、回転方向側を下流側とする。
本発明では、第2クリーニングローラーを前記スリーブの外表面および前記感光体ドラムに当接させることにより、帯電ローラーのクリーニングと感光体ドラムのクリーニングを1台のクリーニングローラーで処理することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, on the photosensitive drum, on the upstream side of the sleeve, abuts on the outer surface of the sleeve and the photosensitive drum, and the outer surface of the sleeve and the photosensitive member. A conductive or semiconductive second cleaning roller for cleaning the surface of the drum may be provided.
Here, the counter-rotation direction side of the photosensitive drum is the upstream side, and the rotation direction side is the downstream side.
In the present invention, the cleaning of the charging roller and the cleaning of the photosensitive drum can be processed by one cleaning roller by bringing the second cleaning roller into contact with the outer surface of the sleeve and the photosensitive drum.

本発明によれば、ニップ面積を安定的に大きくとることができ、且つ、小型化を図ることができる帯電ローラーを備えた画像形成装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize an image forming apparatus including a charging roller that can stably increase the nip area and can be downsized.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図面に基いて説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。また、図2は、本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。
本実施形態による画像形成装置1は、画像信号に応じて変調されたレーザービームを走査露光して、乾式電子写真方式により紙やプラスチックシートなどの印字媒体へ印字を行うことができるもので、レーザープリンター、レーザーファクス、デジタル複写機など、あるいはその一部として用いることができるものである。
図1に示すように、画像形成装置1は、レーザー露光ユニット7、作像部2、給紙搬送部(図示省略)、転写搬送ユニット4、および定着部(図示省略)を備えている。
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged schematic view of the charging roller and the photosensitive drum for explaining the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
The image forming apparatus 1 according to the present embodiment scans and exposes a laser beam modulated according to an image signal, and can perform printing on a printing medium such as paper or a plastic sheet by a dry electrophotographic method. It can be used as a printer, laser fax, digital copier, or a part thereof.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes a laser exposure unit 7, an image forming unit 2, a paper feed conveyance unit (not shown), a transfer conveyance unit 4, and a fixing unit (not shown).

レーザー露光ユニット7は、微小スポットに結像されたレーザービーム7aを、感光体ドラム5上の露光位置Bにおいて、感光体ドラム5の回転軸に平行な直線上を一定方向に走査するものである。   The laser exposure unit 7 scans the laser beam 7a imaged on the minute spot on a straight line parallel to the rotation axis of the photosensitive drum 5 in a fixed direction at the exposure position B on the photosensitive drum 5. .

作像部2は、図1の矢印の方向に回転する感光体ドラム5の外周に沿って、現像ユニット3、感光体ドラムクリーニングユニット6、および帯電ローラー10が配置されてなるものである。
以下、感光体ドラム5上の相対位置を表現する際、回転方向側を下流側、反回転方向側を上流側と称する。
The image forming unit 2 includes a developing unit 3, a photosensitive drum cleaning unit 6, and a charging roller 10 arranged along the outer periphery of the photosensitive drum 5 that rotates in the direction of the arrow in FIG.
Hereinafter, when expressing the relative position on the photosensitive drum 5, the rotation direction side is referred to as a downstream side, and the counter rotation direction side is referred to as an upstream side.

現像ユニット3は、所定の色を有する粉体のトナーTを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分に対して相対的に正電位とされた感光体ドラム5の露光部分にトナーTを供給して、トナーTを感光体ドラム5に付着させるものである。
現像ユニット3内には、トナーTと、トナーTを攪拌して帯電させる攪拌翼3dと、帯電したトナーTを現像ローラー3a側に搬送する供給ローラー3bと、供給ローラー3bで供給されたトナーTをその帯電電化によるクーロン力で表面に付着させ、感光体ドラム5近傍に搬送する現像ローラー3aと、現像ローラー3a上でトナーTの層厚を一定厚さに規制するための現像ブレード3cとが設けられている。攪拌翼3d、供給ローラー3b、現像ローラー3aは、それぞれ図1の矢印方向に回転する。
The developing unit 3 frictionally charges the powder toner T having a predetermined color to be negatively charged, and is exposed to a positive potential relative to the non-exposed portion by exposure. The toner T is supplied to the photosensitive drum 5 so that the toner T adheres to the photosensitive drum 5.
In the developing unit 3, the toner T, a stirring blade 3d that stirs and charges the toner T, a supply roller 3b that conveys the charged toner T to the developing roller 3a side, and a toner T that is supplied by the supply roller 3b And a developing roller 3a for transporting the toner to the surface of the photosensitive drum 5 and a developing blade 3c for regulating the layer thickness of the toner T on the developing roller 3a to a constant thickness. Is provided. The stirring blade 3d, the supply roller 3b, and the developing roller 3a rotate in the direction of the arrow in FIG.

転写搬送ユニット4は、内周部に配置された複数のローラー(図示省略)により一方向に回転駆動可能とされた転写ベルト9と、転写ベルト9を感光体ドラム5に転写位置Dで当接させるように保持する転写ローラー8と、転写ベルト9にクリーニングブレード11aを当接して転写ベルト9表面の付着物をかき落とし、かき落した付着物を回収するスペースを備える転写ベルトクリーニングユニット11とを備える。
転写ベルト9の材質は、印字媒体12を挟んで感光体ドラム5と対向したとき、裏面に当接する転写ローラー8に印加された転写電圧により感光体ドラム5上のトナーTを吸引できるようにした誘電体シートとされる。
転写ローラー8は、例えば、金属製の回転軸に導電性または半導電性の合成ゴムなどでローラー部が形成されてなり、回転軸には転写用高圧電源(図示省略)が接続され、ローラー部の表面電位を制御できるようになっている。
The transfer / conveying unit 4 abuts the transfer belt 9 that can be rotationally driven in one direction by a plurality of rollers (not shown) arranged on the inner periphery, and the transfer belt 9 contacts the photosensitive drum 5 at the transfer position D. And a transfer belt cleaning unit 11 having a space for scraping off deposits on the surface of the transfer belt 9 by abutting a cleaning blade 11a on the transfer belt 9 and collecting the scraped deposits. .
The material of the transfer belt 9 is such that the toner T on the photosensitive drum 5 can be sucked by the transfer voltage applied to the transfer roller 8 in contact with the back surface when facing the photosensitive drum 5 with the print medium 12 interposed therebetween. A dielectric sheet is used.
The transfer roller 8 is formed, for example, by a roller part made of conductive or semiconductive synthetic rubber or the like on a metal rotating shaft, and a high voltage power source for transfer (not shown) is connected to the rotating shaft. The surface potential can be controlled.

感光体ドラムクリーニングユニット6は、感光体ドラム5にクリーニングブレード6aを当接して感光体ドラム5表面のトナーTをかき落とすとともに、かき落したトナーTを回収するスペースを備えたものである。   The photosensitive drum cleaning unit 6 is provided with a space for collecting the scraped toner T while scraping off the toner T on the surface of the photosensitive drum 5 by contacting the cleaning blade 6a with the photosensitive drum 5.

帯電ローラー10は、画像形成時に感光体ドラム5の表面電位を所定電位とするためのもので、円筒状のスリーブ10bと、スリーブ10b内にあってスリーブ10bの内径よりも小さな外径を有する円柱状の弾性体10aと、弾性体10aの中心軸を挿通する回転軸10cとを備えている。
スリーブ10bは、導電性または半導電性を付与したナイロン樹脂で形成されており、スリーブ10bの内径は9mm、厚さは0.5mm程である。
弾性体10aは、導電性または半導電性を付与した発泡ウレタンゴムで形成されており、セル径は約0.1mm、見かけの硬度は20〜30程度である。また、弾性体10aの外径は8mmである。
回転軸10cは、外径5mmの導電性を有する金属からなり、その両端を後述する軸受け部13により軸支されている。
スリーブ10bは、軸受け部13に作用する押圧力により、弾性体10aと感光体ドラム5間で押圧されて変形し、感光体ドラム5表面の位置Aを挟む所定のニップ幅で、感光体ドラム5に当接している。弾性体10aも押圧力により変形し、当接位置Aを挟む所定のニップ幅でスリーブ10bに内接している。また、帯電ローラー10と感光体ドラム5間の電気抵抗値は500kΩ以上5MΩ以下に設定される。
The charging roller 10 is for setting the surface potential of the photosensitive drum 5 to a predetermined potential during image formation. The charging roller 10 is a cylindrical sleeve 10b and a circle within the sleeve 10b and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve 10b. A columnar elastic body 10a and a rotating shaft 10c that passes through the central axis of the elastic body 10a are provided.
The sleeve 10b is formed of a nylon resin imparted with conductivity or semiconductivity, and the sleeve 10b has an inner diameter of 9 mm and a thickness of about 0.5 mm.
The elastic body 10a is made of foamed urethane rubber imparted with conductivity or semiconductivity, and has a cell diameter of about 0.1 mm and an apparent hardness of about 20-30. The outer diameter of the elastic body 10a is 8 mm.
The rotating shaft 10c is made of a conductive metal having an outer diameter of 5 mm, and both ends of the rotating shaft 10c are supported by bearings 13 described later.
The sleeve 10 b is deformed by being pressed between the elastic body 10 a and the photosensitive drum 5 by the pressing force acting on the bearing portion 13, and has a predetermined nip width that sandwiches the position A on the surface of the photosensitive drum 5. Abut. The elastic body 10a is also deformed by the pressing force, and is inscribed in the sleeve 10b with a predetermined nip width across the contact position A. The electrical resistance value between the charging roller 10 and the photosensitive drum 5 is set to 500 kΩ or more and 5 MΩ or less.

図3は、帯電ローラー軸受け部の部分断面図である。
帯電ローラー10の回転軸10cの両端10dは、中間部に比べて外径が小さくなっており、軸受け部13に設けられた孔13bにより軸支されている。
軸受け部13には、スプリング(図示省略)により、感光体ドラム5の中心方向に約250gの押圧力が作用している。また、軸受け部13には、帯電ローラー10と感光体ドラム5との当接位置Aで放電するように直流電圧が印加されている。
弾性体10の端部は、スリーブ10bの端部より2.5mm程内側で収まる構造となっている。一方、軸受け部13のスリーブ10b側には、孔13bの周囲に凸部13aが形成されている。スリーブ10bの端部と凸部13aとのクリアランスは0.2mm程であって、スリーブ10bの端部と凸部13aとが摺動し、スリーブ10bの水平方向の蛇行を防止している。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the charging roller bearing portion.
Both ends 10 d of the rotating shaft 10 c of the charging roller 10 have a smaller outer diameter than the intermediate portion, and are supported by holes 13 b provided in the bearing portion 13.
A pressing force of about 250 g is applied to the bearing portion 13 in the center direction of the photosensitive drum 5 by a spring (not shown). Further, a DC voltage is applied to the bearing portion 13 so as to discharge at the contact position A between the charging roller 10 and the photosensitive drum 5.
The end of the elastic body 10 has a structure that fits about 2.5 mm inside the end of the sleeve 10b. On the other hand, on the sleeve 10b side of the bearing portion 13, a convex portion 13a is formed around the hole 13b. The clearance between the end of the sleeve 10b and the projection 13a is about 0.2 mm, and the end of the sleeve 10b and the projection 13a slide to prevent the sleeve 10b from meandering in the horizontal direction.

次に、本実施形態による画像形成装置1の動作について説明する。
画像形成装置1の全般的な動作は、周知のプリンターなどの動作と共通なので適宜説明を省略し、感光体ドラム5の回転に伴う動作を中心に説明する。
感光体ドラム5が、駆動手段(図示省略)により、図1の矢印で示した方向に回転駆動すると、感光体ドラム5に位置Aで当接する帯電ローラー10は、図2の矢印で示した方向に従動回転する。この間、帯電ローラー10と感光体ドラム5間の放電により、感光体ドラム5表面の位置Aの近傍は、ほぼ一様に負帯電する。
感光体ドラム5が当接位置Aから露光位置Bまで回転すると、レーザー露光ユニット7により、印字画像領域を露光され、当該露光部分は、電荷の放電によりその表面電位を失う。このことにより、感光体ドラム5表面には、露光部と非露光部による表面電位差が記録され、いわゆる静電潜像が形成される。
感光体ドラム5が露光位置Bから現像位置Cまで回転すると、感光体ドラム5表面上に形成された静電潜像に基づいて、現像ローラー3aから感光体ドラム5へトナーTが選択的に移動し、感光体ドラム5表面上に、トナーTによる可視像が形成される。
さらに、感光体ドラム5が回転し、転写位置Dに移動すると同時に、印字媒体12が転写ベルト9上を搬送され、感光体ドラム5表面上に形成されたトナーTによる可視像は印字媒体12に転写される。印字媒体12上に転写されたトナーTによる可視像は、定着器(図示省略)により、印字媒体12上に溶融、定着されて、一連の印字動作が終了する。
転写されずに感光体ドラム5上に残留したトナーTは、感光体ドラム5上の位置Eにおいて、感光体ドラムクリーニングユニット6によって除去され、帯電ローラー10によって再び帯電される前に清浄化される。
Next, the operation of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
Since the general operation of the image forming apparatus 1 is common to the operation of a known printer or the like, the description thereof will be omitted as appropriate, and the description will focus on the operation associated with the rotation of the photosensitive drum 5.
When the photosensitive drum 5 is rotationally driven in the direction indicated by the arrow in FIG. 1 by a driving means (not shown), the charging roller 10 that contacts the photosensitive drum 5 at the position A is in the direction indicated by the arrow in FIG. Followed rotation. During this time, the vicinity of the position A on the surface of the photosensitive drum 5 is negatively charged almost uniformly by the discharge between the charging roller 10 and the photosensitive drum 5.
When the photosensitive drum 5 rotates from the contact position A to the exposure position B, the print image area is exposed by the laser exposure unit 7, and the exposed portion loses its surface potential due to discharge of electric charge. As a result, the surface potential difference between the exposed portion and the non-exposed portion is recorded on the surface of the photosensitive drum 5, and a so-called electrostatic latent image is formed.
When the photosensitive drum 5 rotates from the exposure position B to the development position C, the toner T selectively moves from the developing roller 3a to the photosensitive drum 5 based on the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 5. Then, a visible image is formed with the toner T on the surface of the photosensitive drum 5.
Further, at the same time as the photosensitive drum 5 rotates and moves to the transfer position D, the print medium 12 is conveyed on the transfer belt 9, and the visible image formed by the toner T formed on the surface of the photosensitive drum 5 is the print medium 12. Is transcribed. The visible image by the toner T transferred onto the printing medium 12 is melted and fixed on the printing medium 12 by a fixing device (not shown), and a series of printing operations is completed.
The toner T remaining on the photosensitive drum 5 without being transferred is removed by the photosensitive drum cleaning unit 6 at the position E on the photosensitive drum 5 and cleaned before being charged again by the charging roller 10. .

本実施形態による画像形成装置1では、柔軟な円筒状のスリーブ10b内に、スリーブ10bの内径よりも小さな外径を有し、硬度が低く柔軟な円柱状の弾性体10aを配した帯電ローラー10を実現した。これにより、感光体ドラム5への当接圧力が低くても、スリーブ10bおよび弾性体10aが潰れることにより、ニップ面積を安定的に大きくすることが可能となる。加えて、感光体ドラム5への当接圧力が低くてもよいため、帯電ローラー10を小型化することができる。
また、本実施形態による画像形成装置1では、スリーブ10bの内径よりも弾性体10aの外径のほうが小さいため、帯電ローラー10製造時に、弾性体10aをスリーブ10b内に圧入したり、接着したりする必要もなく、安価で量産性に優れた帯電ローラー10を実現することができる。
In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, a charging roller 10 in which a flexible cylindrical sleeve 10b is provided with a flexible cylindrical elastic body 10a having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve 10b and having a low hardness. Realized. Thereby, even if the contact pressure to the photosensitive drum 5 is low, the nip area can be stably increased by collapsing the sleeve 10b and the elastic body 10a. In addition, since the contact pressure to the photosensitive drum 5 may be low, the charging roller 10 can be downsized.
In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, since the outer diameter of the elastic body 10a is smaller than the inner diameter of the sleeve 10b, the elastic body 10a is press-fitted into the sleeve 10b or bonded when the charging roller 10 is manufactured. Therefore, the charging roller 10 that is inexpensive and excellent in mass productivity can be realized.

図4は、本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。
図4に示すように、本発明に係る画像形成装置1の第二の実施形態では、帯電ローラー20のスリーブ20bの外周面の位置Fにおいて、第1クリーニングローラー21が当接している。
第1クリーニングローラー21は、導電性または半導電性を有し、その表面および内部にトナーTを保持するための空隙が形成される材質で構成される。具体的な材質としては、導電性または半導電性を有するナイロン繊維、あるいは、導電性または半導電性の合成繊維からなる多孔質発泡体などが好適である。
本実施形態による画像形成装置1では、スリーブ20bの弾性により、第1クリーニングローラー21の図示していない支持部材(軸受け)をバネで懸架する必要がなく、バネの押圧よりも低い圧力で、均一且つ安定な接触状態を実現できる。このことにより、第1クリーニングローラー21の支持部材(軸受け)を固定化した簡単な機構を実現するとともに、感光体ドラム5の駆動トルクの低減が可能となる。
加えて、本実施形態による画像形成装置1では、第1クリーニングローラー21をスリーブ20b外表面の任意の位置に当接させることができるため、スリーブ20bに付着するトナーTを除去することができるとともに、画像形成装置1を小型化するうえで最適となる位置に第1クリーニングローラー21を設置することができる。
FIG. 4 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 4, in the second embodiment of the image forming apparatus 1 according to the present invention, the first cleaning roller 21 is in contact with the outer peripheral surface position F of the sleeve 20 b of the charging roller 20.
The first cleaning roller 21 is made of a material that has conductivity or semi-conductivity and in which a gap for holding the toner T is formed on the surface and inside thereof. Specific examples of suitable materials include nylon fibers having conductivity or semi-conductivity, or porous foams made of conductive or semi-conductive synthetic fibers.
In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, due to the elasticity of the sleeve 20b, there is no need to suspend a support member (bearing) (not shown) of the first cleaning roller 21 with a spring, and the pressure is lower than the pressure of the spring. In addition, a stable contact state can be realized. As a result, a simple mechanism in which the support member (bearing) of the first cleaning roller 21 is fixed can be realized, and the driving torque of the photosensitive drum 5 can be reduced.
In addition, in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, since the first cleaning roller 21 can be brought into contact with an arbitrary position on the outer surface of the sleeve 20b, the toner T adhering to the sleeve 20b can be removed. The first cleaning roller 21 can be installed at a position that is optimal for downsizing the image forming apparatus 1.

図5は、本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。
図5に示すように、本発明に係る画像形成装置1の第三の実施形態では、帯電ローラー30のスリーブ30bの外周面の位置Gにおいて、クリーニングブラシ31が当接している。
クリーニングブラシ31は、導電性または半導電性を有し、その表面および内部にトナーTを保持するための空隙が形成される材質で構成される。具体的な材質としては、カーボン微粒子を分散、含有するナイロン繊維が好適であり、当該ナイロン繊維をベルベット状に織ったり、あるいは植毛したりしてブラシとして使用する。
そして、本実施形態による画像形成装置1も、第二の実施形態と同様の作用効果を奏する。
FIG. 5 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 5, in the third embodiment of the image forming apparatus 1 according to the present invention, the cleaning brush 31 is in contact with the position G on the outer peripheral surface of the sleeve 30 b of the charging roller 30.
The cleaning brush 31 is made of a material having conductivity or semi-conductivity and having a space for holding the toner T on the surface and inside thereof. As a specific material, nylon fiber in which carbon fine particles are dispersed and contained is suitable, and the nylon fiber is woven into a velvet shape or planted and used as a brush.
The image forming apparatus 1 according to the present embodiment also has the same effects as the second embodiment.

図6は、本発明に係る画像形成装置の第四の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。
図6に示すように、本発明に係る画像形成装置1の第四の実施形態では、帯電ローラー40と感光体ドラム5が当接する位置Aの上流側に、第2クリーニングローラー41が設置され、帯電ローラー40のスリーブ40bの外周面に位置Hで当接するとともに、感光体ドラム5表面に位置Iで当接している。
第2クリーニングローラー41は、導電性または半導電性を有し、その表面および内部にトナーTを保持するための空隙が形成される材質で構成される。具体的な材質は、第1クリーニングローラー21と同様である。
本実施形態による画像形成装置1では、第2クリーニングローラー41をスリーブ40bの外表面および感光体ドラム5に当接させることにより、帯電ローラー40のクリーニングと感光体ドラム5のクリーニングを1台のクリーニングローラーで処理することができる。
FIG. 6 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 6, in the fourth embodiment of the image forming apparatus 1 according to the present invention, a second cleaning roller 41 is installed on the upstream side of the position A where the charging roller 40 and the photosensitive drum 5 abut, While being in contact with the outer peripheral surface of the sleeve 40 b of the charging roller 40 at the position H, it is in contact with the surface of the photosensitive drum 5 at the position I.
The second cleaning roller 41 is made of a material that has conductivity or semi-conductivity and in which a gap for holding the toner T is formed on the surface and inside thereof. The specific material is the same as that of the first cleaning roller 21.
In the image forming apparatus 1 according to this embodiment, the second cleaning roller 41 is brought into contact with the outer surface of the sleeve 40 b and the photosensitive drum 5, thereby cleaning the charging roller 40 and cleaning the photosensitive drum 5. Can be processed with a roller.

以上、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、トナーを負帯電させて感光体ドラムの露光部分に付着して現像する例で説明したが、正帯電トナーで露光部を現像する方式であってもよいことは言うまでもない。また、上記の実施形態では、単色プリンターの例で説明したが、カラー画像形成装置にも同様に本発明を適用することができる。   As described above, the embodiments of the image forming apparatus according to the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the toner is negatively charged and attached to the exposed portion of the photosensitive drum and developed is described. Yes. In the above-described embodiment, the example of the monochromatic printer has been described. However, the present invention can be similarly applied to a color image forming apparatus.

本発明に係る画像形成装置の実施形態の主要部の概略構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a main part of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の第一の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。1 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 帯電ローラー軸受け部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a charging roller bearing part. 本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。FIG. 4 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。FIG. 6 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の第四の実施形態を説明するための帯電ローラーと感光体ドラムの部分拡大模式図である。FIG. 10 is a partially enlarged schematic view of a charging roller and a photosensitive drum for explaining a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 作像部
3 現像ユニット
4 転写搬送ユニット
5 感光体ドラム
6 感光体ドラムクリーニングユニット
7 レーザー露光ユニット
8 転写ローラー
9 転写ベルト
10、20、30、40 帯電ローラー
11 転写ベルトクリーニングユニット
12 印字媒体
21 第1クリーニングローラー
31 クリーニングブラシ
41 第2クリーニングローラー
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Image formation part 3 Developing unit 4 Transfer conveyance unit 5 Photosensitive drum 6 Photosensitive drum cleaning unit 7 Laser exposure unit 8 Transfer roller 9 Transfer belt 10, 20, 30, 40 Charging roller 11 Transfer belt cleaning unit 12 Printing medium 21 First cleaning roller 31 Cleaning brush 41 Second cleaning roller T Toner

Claims (4)

感光体ドラムに当接する導電性または半導電性の円筒状のスリーブと、
当該スリーブ内にあって当該スリーブの内径よりも小さな外径を有する導電性または半導電性の円柱状の弾性体と、
当該弾性体の中心軸を挿通する導電性の回転軸とを有する帯電ローラーを備えることを特徴とする画像形成装置。
A conductive or semiconductive cylindrical sleeve that abuts the photoreceptor drum;
A conductive or semiconductive cylindrical elastic body in the sleeve and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sleeve;
An image forming apparatus comprising: a charging roller having a conductive rotation shaft that passes through the central axis of the elastic body.
前記帯電ローラーと前記感光体ドラム間の電気抵抗値は500kΩ以上5MΩ以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an electric resistance value between the charging roller and the photosensitive drum is 500 kΩ or more and 5 MΩ or less. 前記スリーブの外表面をクリーニングする、導電性または半導電性のクリーニングブラシ、あるいは、導電性または半導電性の第1クリーニングローラーが、前記スリーブの外表面に当接されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   A conductive or semiconductive cleaning brush or a conductive or semiconductive first cleaning roller for cleaning the outer surface of the sleeve is in contact with the outer surface of the sleeve. The image forming apparatus according to claim 1. 前記感光体ドラム上で、前記スリーブの上流側にあって、前記スリーブの外表面および前記感光体ドラムに当接し、前記スリーブの外表面および前記感光体ドラムの表面をクリーニングする、導電性または半導電性の第2クリーニングローラーが備えられていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   On the photosensitive drum, upstream of the sleeve, abuts against the outer surface of the sleeve and the photosensitive drum, and cleans the outer surface of the sleeve and the surface of the photosensitive drum. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a conductive second cleaning roller.
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