JP2006133373A - Manufacturing method of electrifying roller and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる電子写真方式の画像形成装置に関し、特に像担持体に対して帯電処理を行う帯電装置における帯電ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus used for a copying machine, a facsimile machine, a printer, and the like, and more particularly to a method of manufacturing a charging roller in a charging device that performs a charging process on an image carrier.
画像形成装置における一般的な帯電方式として帯電ローラを感光体ドラムに接触させる接触帯電方式があるが、この接触帯電方式には以下に掲げるような問題がある。 As a general charging method in an image forming apparatus, there is a contact charging method in which a charging roller is brought into contact with a photosensitive drum. However, this contact charging method has the following problems.
帯電ローラの構成物質が帯電ローラから染み出して感光体ドラムの表面に付着し、この付着が進行すると感光体ドラム表面に帯電ローラの跡が残る。
帯電ローラに交流電圧を印加した際に、感光体ドラムに接触している帯電ローラが振動して帯電音が起こる。
感光体ドラム表面のトナーが帯電ローラに付着して帯電性能が低下する。特に帯電ローラにおいて上記の染み出しが生じると、トナーが一層付着しやすくなる。
感光体ドラムを長期間駆動しないと帯電ローラに永久変形が生じる。
The constituent material of the charging roller oozes out from the charging roller and adheres to the surface of the photosensitive drum. When this adhesion progresses, a trace of the charging roller remains on the surface of the photosensitive drum.
When an AC voltage is applied to the charging roller, the charging roller in contact with the photosensitive drum vibrates and a charging sound is generated.
The toner on the surface of the photosensitive drum adheres to the charging roller and the charging performance is deteriorated. In particular, when the above-described seepage of the charging roller occurs, the toner becomes more easily attached.
If the photosensitive drum is not driven for a long time, permanent deformation occurs in the charging roller.
このような問題に対処するために、帯電ローラを感光体ドラムに接触ではなく近接させる近接帯電方式が考案されている(特許文献1等)。この近接帯電方式は、帯電ローラと感光体ドラムとの最近接距離が0.005〜0.3mmとなるように両者を対向させ、帯電ローラに電圧を印加して感光体ドラムの帯電を行うものである。近接帯電方式では帯電ローラと感光体ドラムとが接触していないので、接触帯電方式で問題となる「帯電ローラの構成物質の感光体ドラムへの付着」及び「長期間の不使用により生じる帯電ローラの永久変形」は問題とならない。また、「トナーの付着による帯電ローラの帯電性能の低下」に関しても、帯電ローラに付着するトナーが少なくなるため近接帯電方式の方が優れている。 In order to deal with such a problem, a proximity charging method has been devised in which the charging roller is brought close to the photosensitive drum instead of contacting (Patent Document 1 or the like). In this proximity charging method, the charging roller and the photosensitive drum are opposed to each other so that the closest distance is 0.005 to 0.3 mm, and a voltage is applied to the charging roller to charge the photosensitive drum. It is. In the proximity charging method, the charging roller and the photosensitive drum are not in contact with each other. Therefore, the problem that occurs in the contact charging method is “adhesion of the constituent material of the charging roller to the photosensitive drum” and “charging roller caused by long-term non-use. "Permanent deformation" is not a problem. In addition, regarding the “decrease in charging performance of the charging roller due to toner adhesion”, the proximity charging method is superior because less toner adheres to the charging roller.
この近接帯電方式に使用される帯電ローラの要求特性は、接触帯電方式に使用される帯電ローラのそれとは相違する。これは、接触帯電方式では感光体ドラムを均一に帯電させるために帯電ローラが感光体ドラムに均一に接触する必要があり、このため帯電ローラは芯金の周囲に加硫ゴム等の弾性体が被覆され構成されているが、このような帯電ローラを近接帯電方式に使用すると以下のような不具合があるからである。 The required characteristics of the charging roller used in the proximity charging method are different from those of the charging roller used in the contact charging method. This is because, in the contact charging method, the charging roller needs to be in uniform contact with the photosensitive drum in order to uniformly charge the photosensitive drum. For this reason, the charging roller has an elastic body such as vulcanized rubber around the core metal. This is because such a charging roller has the following problems when used in the proximity charging system.
感光体ドラムとの間に一定の空隙を確保するために、帯電ローラの軸方向両端部の非画像領域(画像形成に関与しない領域)にはスペーサ等を設ける必要があるが、帯電ローラが上述のように弾性体からなるとそのスペーサ等が(感光体ドラムから)外力を受けた際に帯電ローラが変形し、この変形により上記空隙が一定に保たれなくなると帯電電位の不安定化やそれに起因する画像ムラが引き起こされる。 In order to ensure a certain gap with the photosensitive drum, it is necessary to provide spacers or the like in the non-image areas (areas not involved in image formation) at both ends in the axial direction of the charging roller. If the spacer is made of an elastic material like this, the charging roller will be deformed when the spacer receives external force (from the photosensitive drum). Cause image unevenness.
帯電ローラが加硫ゴムで構成されていると、帯電ローラが自重により変形して上記空隙が変化することがあり、また、加硫ゴムは経時によるへたりや変形を生じやすいので、上記空隙が経時的に変化することも懸念される。
そこで、このような不具合に対処するために、加硫ゴム等の代わりに非弾性体である熱可塑性樹脂を用いて抵抗調整層を構成する帯電ローラが知られている(特許文献2)。
この熱可塑性樹脂は硬質であるため、円筒形に成形された後の研磨によって十分な真円度を得ることが困難であった。
If the charging roller is made of vulcanized rubber, the charging roller may be deformed by its own weight and the gap may change, and the vulcanized rubber is liable to sag or deform over time. There is also concern about changes over time.
Therefore, in order to deal with such a problem, a charging roller is known in which a resistance adjustment layer is formed using a thermoplastic resin that is an inelastic material instead of vulcanized rubber or the like (Patent Document 2).
Since this thermoplastic resin is hard, it has been difficult to obtain sufficient roundness by polishing after being formed into a cylindrical shape.
また、導電性弾性層と、フッ素系樹脂をベースとした表面層を備えた帯電ローラが知られている(特許文献3)。
さらに、弾性体を研磨、研削して製造される帯電ローラが知られている(特許文献4)。
Further, a charging roller having a conductive elastic layer and a surface layer based on a fluorine-based resin is known (Patent Document 3).
Furthermore, a charging roller manufactured by polishing and grinding an elastic body is known (Patent Document 4).
本発明は、熱可塑性樹脂層を有する帯電ローラにおいて、軸方向における帯電電位のばらつきを抑制し、ローラ表面の汚れを低減させることを課題とする。 An object of the present invention is to suppress variation in the charging potential in the axial direction in a charging roller having a thermoplastic resin layer and to reduce contamination on the roller surface.
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
請求項1に記載の帯電ローラの製造方法では、円筒状の熱可塑性樹脂層を成形する成形ステップと、成形された前記熱可塑性樹脂層の表面を切削する切削ステップと、切削された前記熱可塑性樹脂層の表面を研磨する研磨ステップとを備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記熱可塑性樹脂層はABS樹脂を含むことを特徴とする。
請求項3に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記成形ステップにおける熱可塑性樹脂層は、芯軸の周りに成形されることを特徴とする。
請求項4に記載の帯電ローラの製造方法では、さらに、前記製造方法は、研磨された前記熱可塑性樹脂層の表面に離形層を形成するステップを有することを特徴とする
請求項5に記載の帯電ローラの製造方法では、請求項4に記載の製造方法において、 前記離形層はフッ素樹脂を含むことを特徴とする。
請求項6に記載の画像形成装置では、感光体と、前記感光体に対して近接かつ非接触で配置される帯電ローラを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、請求項1ないし5のいずれかに記載の帯電ローラを備えることを特徴とする。
As means for solving the above problems, the present invention has the following features.
The method for manufacturing a charging roller according to claim 1, wherein a molding step for molding a cylindrical thermoplastic resin layer, a cutting step for cutting the surface of the molded thermoplastic resin layer, and the thermoplastic resin that has been cut. And a polishing step for polishing the surface of the resin layer.
According to a second aspect of the present invention, the thermoplastic resin layer further includes an ABS resin.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a charging roller, wherein the thermoplastic resin layer in the molding step is molded around a core shaft.
6. The charging roller manufacturing method according to claim 4, further comprising the step of forming a release layer on the surface of the polished thermoplastic resin layer. The method for manufacturing a charging roller according to claim 4, wherein the release layer includes a fluororesin.
The image forming apparatus according to claim 6, further comprising: a photosensitive member; and a charging roller disposed in proximity to and non-contact with the photosensitive member. One of the charging rollers is provided.
以上説明したように、本発明の帯電装置では、切削ステップにより、硬質の熱可塑性樹脂層であっても、容易に真円度が確保されるため、軸方向での帯電電位のばらつきが低減する。
また、研磨ステップにより、表面の平滑度が確保されるため、帯電ローラ表面への汚れの付着が低減する。
As described above, in the charging device of the present invention, roundness is easily ensured even in the case of a hard thermoplastic resin layer by the cutting step, so that variation in charging potential in the axial direction is reduced. .
In addition, since the smoothness of the surface is ensured by the polishing step, adhesion of dirt to the surface of the charging roller is reduced.
以下に、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の全体構成図であり、感光体2、帯電ローラ3ほかの主要部材の構成を示している。
図2は、本発明による帯電ローラの概略図を示す。帯電ローラ3はGAP保持部材20により感光体2に近接配置されている。帯電ローラ3は、感光体2に対して近接、非接触であり、帯電ローラ3の端部が感光体2に接触している。
図3に本考案による帯電ローラの成型工程の概略説明図を示す。金型に設置された芯金に対し、材料である熱可塑性樹脂が射出成型される。
図4に本考案による帯電ローラの成型から研磨までの概略図を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention, and shows the configuration of main members such as a
FIG. 2 shows a schematic view of a charging roller according to the present invention. The
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a charging roller molding process according to the present invention. A thermoplastic resin, which is a material, is injection-molded with respect to the core bar installed in the mold.
FIG. 4 is a schematic view from the charging roller molding to polishing according to the present invention.
本発明の帯電ローラ3の製造方法は、成形後の熱可塑性樹脂を切削するステップを有することを特徴としている。弾性材料を用いた帯電ローラ3の場合は、弾性層は硬質でないため、後の研磨ステップだけで済み、切削ステップは必要でなかった。これに対し、帯電ローラ3の材料として熱可塑性樹脂を用いた場合は、熱可塑性樹脂層が硬質であり、研磨ステップだけでは真円度が十分に確保されない。本発明ではこれに対し、切削ステップを設けることで、真円度が確保され、軸方向での帯電電位のばらつきが低減する。
また、研磨ステップにより、表面の平滑度が確保されるため、帯電ローラ3表面への汚れの付着が低減する。この研磨ステップによる帯電ローラ3表面への汚れ付着の低減効果は、重合法等による球形トナーの付着に対しても有効である。
研磨は、たとえばテープ研磨により行われる。これは、研磨用のラッピングテープを帯電ローラ3に一定圧で押し当て、このラッピングテープを送りながら研磨する加工方法であり、ラッピングテープには粒径0.1〜60μmの砥粒をコートした厚さ30〜100μmのポリエステルフィルムが用いられる。
The method for manufacturing the
Moreover, since the smoothness of the surface is ensured by the polishing step, the adhesion of dirt to the surface of the
Polishing is performed by tape polishing, for example. This is a processing method in which a lapping tape for polishing is pressed against the
本発明の帯電ローラ3の熱可塑性樹脂層は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリスチレン(PS)及びその共重合体(AS、ABS等)等を含むことが好ましく、ABS樹脂を含むことがもっとも好ましい。
本発明の他の実施形態として、熱可塑性樹脂層は、特許文献1のように、導電材料を分散したものでも良い。
The thermoplastic resin layer of the
As another embodiment of the present invention, the thermoplastic resin layer may be one in which a conductive material is dispersed as in Patent Document 1.
本発明の帯電ローラ3の熱可塑性樹脂層は、前記成形ステップにおいて、軸芯の周りに成形されることを特徴とする(図3参照方)。また、他の実施形態として、中間層を介して軸心の周りに形成されても良い。
The thermoplastic resin layer of the
本発明の帯電ローラの熱可塑性樹脂層は、前記研磨ステップの後に、表面に離形層を形成することを特徴とする。
帯電ローラに図示していない塗装工程を経て表層に離形層が形成される。離形層の形成には、たとえばスプレー塗装によるコーティングがある。スプレー塗装とは、塗料に圧縮された空気をぶつけることにより、細かい粒子の霧状の塗料を被塗装物に吹き付け塗装する方法である。
これにより、帯電ローラ3表面への汚れの付着がさらに低減する。離形層による帯電ローラ3表面への汚れ付着の低減効果は、重合法等による球形トナーの付着に対しても有効である。
The thermoplastic resin layer of the charging roller of the present invention is characterized in that a release layer is formed on the surface after the polishing step.
A release layer is formed on the surface layer through a coating process (not shown) on the charging roller. For example, the release layer may be formed by spray coating. Spray coating is a method of spraying fine paint in the form of a fine mist onto an object to be coated by applying compressed air to the paint.
Thereby, the adhesion of dirt on the surface of the charging
本発明の前記離形層は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする。フッ素樹脂を含むことにより、非粘着性に優れ、汚れをつきにくくするとともに、耐食性、耐摩耗性に優れ、永く安定して使うことができる。また、他の実施形態としてフッ素樹脂は、特許文献2のように導電性付与剤を含有したものでも良い。
The release layer of the present invention includes a fluororesin. By containing a fluororesin, it is excellent in non-adhesiveness, hardly gets dirty, and has excellent corrosion resistance and wear resistance, and can be used stably for a long time. As another embodiment, the fluororesin may contain a conductivity imparting agent as in
ここでフッ素樹脂の一般的性質について説明する。
フッ素樹脂は非粘着性であり、表面エネルギーが低いので、どのような粘着物質も寄せ付けない為、粘着物質がつきにくく、とれやすいという性質を持つ。
また、フッ素樹脂は耐食性に優れており、腐食性物質に侵されない。このため、使用中に有害物質を発生せず汚染しないので、酸、アルカリ、溶剤などに対して、優れた力を発揮する。
Here, general properties of the fluororesin will be described.
Since the fluororesin is non-adhesive and has a low surface energy, it does not attract any adhesive substance, and therefore has a property that the adhesive substance is difficult to stick and easily removed.
Moreover, the fluororesin has excellent corrosion resistance and is not affected by corrosive substances. For this reason, no harmful substances are generated during use and it does not contaminate, so it exhibits excellent power against acids, alkalis, solvents and the like.
また、フッ素樹脂は耐摩耗性に優れており、フッ素変性塗料系はフッ素樹脂の持つ滑り性と有機バインダー樹脂による向上した塗膜を兼ね備えることにより、荷重の高い摩擦に対して有利である。
フッ素樹脂の電気特性としては、表面抵抗においても非粘着性、耐食性等で水分の吸収や汚染が無く、高絶縁抵抗を保つという性質があり、アーク放電等による損傷の度合も小さいので高い絶縁性を保つことができる。
In addition, the fluororesin is excellent in abrasion resistance, and the fluorine-modified paint system is advantageous for high-load friction because it combines the slipperiness of the fluororesin and the improved coating film by the organic binder resin.
The electrical properties of fluoropolymers include non-adhesiveness and corrosion resistance in terms of surface resistance, no moisture absorption or contamination, and high insulation resistance, and low insulation damage due to low degree of damage caused by arc discharge. Can keep you.
本発明の画像形成装置は、感光体と前記感光体に対して近接かつ非接触で配置される上記本発明の帯電ローラを備えることを特徴とする。
以下に、図1を用いて画像形成装置の構成と動作について説明する。
この画像形成装置は、感光体ドラム2と帯電ローラ3と、現像ローラ72と、転写ローラ62と、クリーニング装置63とを備える。
An image forming apparatus according to the present invention includes the photosensitive member and the charging roller according to the present invention, which is disposed in proximity to and in non-contact with the photosensitive member.
The configuration and operation of the image forming apparatus will be described below with reference to FIG.
This image forming apparatus includes a
帯電ローラ3は不図示のパワーパックより電源供給を受け、感光体ドラム2を帯電させる。この感光体ドラム2は図示を略す駆動機構により矢印の方向に回転する。表面電位計はその回転方向に沿って帯電ローラ2の直後に設けられ、感光体ドラム2の表面の電位を測定する。
The charging
現像ローラ72は帯電した感光体ドラム2にトナーを付着させ、転写ローラ62は感光体ドラム2に付着したトナーを記録紙10に転写する。クリーニング装置63は感光体ドラム2に残留したトナーを除去し、感光体ドラム4をクリーニングする。
The developing
この画像形成装置による画像形成過程では、まず、帯電ローラ3により感光体ドラム2の表面が負の高電位に帯電する。続いて、その帯電した感光体表面に原稿からの反射光やレーザー光からなる露光Lが照射される。この露光Lは、形成しようとする画像の黒/白に応じた光量分布を有し、感光体表面の各部の電位(負の電位)が受光量に合わせて低下することによって感光体表面には光量分布に対応する電位分布、すなわち、静電潜像が形成される。
In the image forming process by the image forming apparatus, first, the surface of the
感光体ドラム2が回転してその表面の静電潜像が形成された部分が現像ローラ72を通過すると、感光体表面には電位分布に応じたトナーが付着して静電潜像がトナー像として可視化される。このトナー像は所定のタイミングで給送される記録紙10に転写ローラ62により転写され、記録紙10は図示を略す定着ユニットに向かって搬送される。
When the
一方、その転写後の感光体ドラム2は、感光体表面に残留するトナーがクリーニング装置63により除去されてクリーニングされるとともに、クエンチングランプ64により残留電荷が除去されて次回の作像処理に移行する。
On the other hand, after the transfer, the
2 感光体ドラム
3 帯電ローラ
10 記録紙
16 バネ
18 画像形成手段
20 GAP保持部材
62 転写ローラ
63 クリーニング装置
64 クエンチングランプ
72 現像ローラ
2
Claims (6)
成形された前記熱可塑性樹脂層の表面を切削する切削ステップと、
切削された前記熱可塑性樹脂層の表面を研磨する研磨ステップとを備えた
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。 A molding step of molding a cylindrical thermoplastic resin layer;
A cutting step of cutting the surface of the molded thermoplastic resin layer;
A charging roller manufacturing method, comprising: a polishing step of polishing the surface of the cut thermoplastic resin layer.
前記熱可塑性樹脂層はABS樹脂を含む
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The method for manufacturing a charging roller, wherein the thermoplastic resin layer contains an ABS resin.
前記成形ステップにおける熱可塑性樹脂層は、芯軸の周りに成形される
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。 In the manufacturing method of Claim 1 or 2,
The method of manufacturing a charging roller, wherein the thermoplastic resin layer in the molding step is molded around a core axis.
前記製造方法は、研磨された前記熱可塑性樹脂層の表面に離形層を形成するステップを有する
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。 In the manufacturing method in any one of Claim 1 thru | or 3,
The manufacturing method includes a step of forming a release layer on the surface of the polished thermoplastic resin layer.
前記離形層はフッ素樹脂を含む
ことを特徴とする帯電ローラの製造方法。 In the manufacturing method of Claim 4,
The method for manufacturing a charging roller, wherein the release layer contains a fluororesin.
前記画像形成装置は、請求項1ないし5のいずれかに記載の帯電ローラを備える
ことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising a photoconductor and a charging roller disposed in proximity and non-contact with the photoconductor,
An image forming apparatus comprising the charging roller according to claim 1.
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