JP2007286508A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、感光体などの像担持体の表面を帯電させる帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材を備えた画像形成装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method, and in particular, an image forming apparatus including a cleaning member that cleans the surface of a charging roll that charges the surface of an image carrier such as a photoconductor. It is about.
従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールなどを感光体に直接接触させて感光体の帯電を行う接触帯電方式はオゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。 Conventionally, as a charging device for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer adopting an electrophotographic method, a device using a corona discharge phenomenon such as a scorotron charger has been widely used, but a charging device using a corona discharge phenomenon is used. In this case, the generation of ozone and nitrogen oxides that have a negative effect on the human body and the global environment is a problem. In contrast, the contact charging method in which a conductive charging roll or the like is in direct contact with the photosensitive member to charge the photosensitive member generates less ozone and nitrogen oxides and has good power efficiency. It has become mainstream.
このような接触帯電方式では、帯電ロールの表面に接触しながらクリーニングするための発泡材やブラシなどを用いたクリーニング装置が設けられている。このようなクリーニング装置では、発泡材やブラシなどのクリーニング部材を帯電ロールに対して長手方向に均一に圧力を加えようとしているが、実際はクリニング部材の高さなどの取り付け寸法の公差や取り付けガタがあり、また、帯電ロールがクラウン形状を有していることも多く、長手方向に均一にクリーニング時の押し付け力を与えるのは難しい。その結果、クリーニング不良が部分的に発生することが多く、帯電不良を生じて画質の劣化につながるという問題がある。 In such a contact charging system, a cleaning device using a foaming material or a brush for cleaning while contacting the surface of the charging roll is provided. In such a cleaning device, a cleaning member such as a foam material or a brush is applied to the charging roll uniformly in the longitudinal direction. However, in reality, there is a tolerance of mounting dimensions such as the height of the cleaning member or mounting backlash. In addition, the charging roll often has a crown shape, and it is difficult to apply a pressing force at the time of cleaning uniformly in the longitudinal direction. As a result, defective cleaning often occurs partially, and there is a problem that charging failure occurs and image quality is deteriorated.
また、クリーニング部材の押し付け圧を均一にするためには、大きな力が必要となり、その機構が大きくなると共に、コストが増大する。 Further, in order to make the pressing pressure of the cleaning member uniform, a large force is required, and the mechanism becomes large and the cost increases.
一方、帯電ロールの一部のみを清掃する清掃部材を移動可能に構成し、清掃部材を移動させて帯電ロールを清掃するようにした装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。しかし、この装置では、清掃部材が帯電ロールを部分的に清掃していくので清掃時間がかかり、一般的には清掃が終了してから帯電させないと帯電ムラが生じるので、清掃終了を待つ必要があり、画像形成装置のダウンタイムが大きくなる。また、清掃部材を移動させる機構が大きくなると共に、清掃部材の汚れがたまりやすいので寿命が短く、信頼性も悪い。 On the other hand, an apparatus has been proposed in which a cleaning member that cleans only a part of a charging roll is configured to be movable, and the charging roll is cleaned by moving the cleaning member (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). See). However, in this apparatus, since the cleaning member partially cleans the charging roll, it takes a long time for cleaning. Generally, since charging unevenness occurs unless charging is performed after the cleaning is completed, it is necessary to wait for the end of the cleaning. Yes, the downtime of the image forming apparatus increases. In addition, the mechanism for moving the cleaning member becomes large, and the cleaning member tends to accumulate dirt, so the life is short and the reliability is poor.
また、クリーニング部材の両端部の厚さを中央部より厚くすることで、クリーニング部材の端部側のみ清掃力を上げるようにした構成が提案されている(例えば、特許文献3を参照)。しかし、帯電ロールの汚れは、画像密度や画像形成位置に応じて変化することもあるので、クリーニング部材の端部側だけ清掃力を上げても十分でない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、長期にわたり帯電ロールのクリーニング不良を低減し、帯電不良の発生による画質劣化を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing charging roller cleaning failure over a long period of time and suppressing image quality deterioration due to occurrence of charging failure.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明に係る画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、前記像担持体の表面に接触して回転し、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触し、前記帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させる圧力付勢手段と、前記クリーニング部材の背面側から前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、該圧接する力を長手方向へ可変させる圧力可変手段と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the first aspect of the present invention includes an image carrier that is rotationally driven, and rotates in contact with the surface of the image carrier. A charging roll to be charged, a cleaning member that contacts the surface of the charging roll and cleans the surface of the charging roll, a pressure urging means that presses the cleaning member against the charging roll, and a rear side of the cleaning member The cleaning member has a pressure variable means for applying a force for partially pressing the surface of the charging roll and for varying the pressing force in the longitudinal direction.
請求項1に記載の発明によれば、像担持体の表面に接触して回転する帯電ロールによって像担持体の表面が帯電される。また、圧力付勢手段によってクリーニング部材が帯電ロールに圧接されており、クリーニング部材により帯電ロールの表面がクリーニングされる。このクリーニング時には、圧力可変手段によって、クリーニング部材の背面側からクリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、その圧接する力を長手方向へ可変させる。クリーニング部材によるクリーニング圧を部分的に可変させることで、クリーニング部材全体を帯電ロール表面に圧接してクリーニングする場合に比べて大きな力が必要でなくなる。また、帯電ロールの汚れ付着量の多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができる。このため、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。 According to the first aspect of the invention, the surface of the image carrier is charged by the charging roll that rotates in contact with the surface of the image carrier. Further, the cleaning member is pressed against the charging roll by the pressure urging means, and the surface of the charging roll is cleaned by the cleaning member. At the time of this cleaning, the pressure variable means applies a force that the cleaning member partially presses against the surface of the charging roll from the back side of the cleaning member, and also changes the pressing force in the longitudinal direction. By partially varying the cleaning pressure by the cleaning member, a large force is not required as compared with the case where the entire cleaning member is pressed against the surface of the charging roll for cleaning. In addition, a pressure necessary for cleaning can be applied to a portion where the amount of dirt attached to the charging roll is large. For this reason, the charging roll can be reliably cleaned.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材の背面側の一部を押圧する押し当て部材と、前記押し当て部材を前記帯電ロールの長手方向に移動させる移動手段と、を備え、前記押し当て部材の移動位置によって前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力を大きくすることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the pressure varying unit includes a pressing member that presses a part of the back side of the cleaning member, and the pressing member is charged with the charging member. And a moving means for moving in the longitudinal direction of the roll, wherein the force that the cleaning member presses against the surface of the charging roll is increased by the moving position of the pressing member.
請求項2に記載の発明によれば、クリーニング部材の背面側の一部を押圧する押し当て部材を備えており、移動手段によって押し当て部材を帯電ロールの長手方向に移動させる。これにより、帯電ロールの長手方向へ部分的にクリーニング圧を与えることができ、クリーニング部材全体を帯電ロール表面に圧接してクリーニングする場合に比べて大きな力を必要としない。また、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。また、押し当て部材を長手方向に移動させるため、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当て部材の移動位置でクリーニング圧を調整することで、機械的な取り付け交差をなくし、長期にわたり清掃能力の信頼性を維持できる。 According to the second aspect of the present invention, the pressing member that presses a part on the back side of the cleaning member is provided, and the pressing member is moved in the longitudinal direction of the charging roll by the moving means. Accordingly, a cleaning pressure can be partially applied in the longitudinal direction of the charging roll, and a large force is not required as compared with the case where the entire cleaning member is pressed against the surface of the charging roll for cleaning. Further, the pressure required for cleaning can be applied to the portion where the amount of dirt attached to the charging roll is large, and the charging roll can be reliably cleaned. Moreover, since the pressing member is moved in the longitudinal direction, the configuration is simple, space saving is possible, and the cost can be reduced. In addition, by adjusting the cleaning pressure at the moving position of the pressing member, mechanical attachment crossing can be eliminated, and the reliability of the cleaning ability can be maintained over a long period.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記押し当て部材が前記帯電ロールの長手方向に移動する速度を可変させることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the speed at which the pressing member moves in the longitudinal direction of the charging roll is variable.
請求項3に記載の発明によれば、押し当て部材が帯電ロールの長手方向に移動する速度を可変させるので、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分で押し当て部材を遅く移動させ、クリーニング圧を大きくすることが可能となる。このため、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な大きな圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。 According to the third aspect of the invention, since the speed at which the pressing member moves in the longitudinal direction of the charging roll is varied, the pressing member is moved slowly at a portion where the amount of dirt on the charging roll is large, and the cleaning pressure is set. It becomes possible to enlarge. For this reason, it is possible to concentrate on the portion where the amount of dirt attached to the charging roll is large and apply a large pressure necessary for cleaning, and it becomes possible to clean the charging roll reliably.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力をプロセス条件に応じて可変させることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the pressure varying unit is configured such that the cleaning member is partially pressed against the surface of the charging roll. It is characterized in that the force to be changed is variable according to the process conditions.
請求項4に記載の発明によれば、圧力可変手段は、クリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力をプロセス条件に応じて可変させるので、プロセス条件に応じて帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な圧力を与えることができる。このため、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the pressure varying means varies the force with which the cleaning member is partially pressed against the surface of the charging roll according to the process conditions. The pressure required for cleaning can be applied by concentrating on a large amount. For this reason, the charging roll can be reliably cleaned.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記プロセス条件は、画像密度、画像形成位置、記録媒体のサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、又はプロセス速度のいずれか1つであることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the process condition is any one of an image density, an image forming position, a recording medium size, the number of continuous prints, a temperature and humidity, or a process speed. It is characterized by being one.
請求項5に記載の発明によれば、画像密度、画像形成位置、記録媒体のサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、又はプロセス速度のいずれか1つの条件に応じて、クリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を可変させる。これにより、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the cleaning member is a surface of the charging roll according to any one of the image density, the image forming position, the size of the recording medium, the number of continuous prints, the temperature and humidity, or the process speed. The force that is partially pressed against is varied. As a result, it is possible to concentrate on a portion where the amount of dirt attached to the charging roll is large and to apply a pressure necessary for cleaning, and it is possible to clean the charging roll reliably.
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力は、前記帯電ロールの端部側が中央部より強いことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the force with which the cleaning member is pressed against the surface of the charging roll is the end of the charging roll. The part side is stronger than the center part.
請求項6に記載の発明によれば、クリーニング部材が帯電ロールの表面に圧接する力は、帯電ロールの端部側が中央部より強いため、帯電ロールの端部側の清掃能力が大きい。一般的に帯電ロールの端部の方が、クラウドが多く微小トナーが多いので、汚れが加速されるが、帯電ロールの端部側の清掃能力が大きいので、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the force with which the cleaning member is pressed against the surface of the charging roll has a higher cleaning ability on the end side of the charging roll because the end side of the charging roll is stronger than the center. In general, the end of the charging roll has more cloud and more fine toner, so dirt is accelerated. However, the cleaning ability of the end of the charging roll is large, so the charging roll can be reliably cleaned. It becomes possible.
本発明によれば、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力が十分に与えられるので、確実に帯電ロールをクリーニングすることができる。このため、帯電不良の発生を抑制でき、良好な画質の画像を得ることができる。また、部分的にクリーニングに必要な圧力を与えることで、大きな力を必要としないので、構成が簡易化し、省スペース化が可能であり、コストを削減できる。 According to the present invention, since the pressure necessary for cleaning is sufficiently applied to the portion where the amount of dirt attached to the charging roll is large, the charging roll can be reliably cleaned. For this reason, generation | occurrence | production of a charging defect can be suppressed and an image of favorable image quality can be obtained. In addition, since a large force is not required by partially applying the pressure necessary for cleaning, the configuration can be simplified, the space can be saved, and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100が示されている。
FIG. 1 shows an
この画像形成装置100は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像データ入力装置から送られてくるカラー画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録用紙Pにカラー画像を形成するものである。
The
画像形成装置100には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kを備えている。なお、以降、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C、Kの何れかを付して説明し、YMCKを区別する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略する。
The
画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kは、バックアップロール34と複数の張架ロール32によって張架された無端状の中間転写ベルト30の進行方向に対して、画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト30は、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの像担持体としての感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kと、それぞれ対向して配設される一次転写ロール16Y、16M,16C,16Kとの間を挿通している。
The
つぎに、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの構成と画像形成の動作とを、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット10Yを代表して説明する。
Next, the configuration of each of the
感光体ドラム12Yの表面は、帯電ロール13Yにより一様に帯電される。つぎに、露光装置14Yによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム12Yの表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
The surface of the
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置15Yの現像バイアスが印加された現像ロール18Yに担持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール16Yの圧接力と、一次転写ロール16Yに印加された転写バイアスによる静電吸引力と、によって、中間転写ベルト30上に一次転写される。
The electrostatic latent image corresponding to the yellow image is developed by the toner carried on the developing
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト30に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム12Yに残留する。また、感光体ドラム12Yの表面には、トナーの外添剤なども付着している。一次転写後の感光体ドラム12Yは、クリーニング装置20Yとの対向位置を通過し、感光体ドラム12Yの表面の転写残留トナーなどが除去される。その後、感光体ドラム12Yの表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電ロール13Yで再び帯電される。
In this primary transfer, the entire yellow toner image is not transferred to the
図1に示すように、画像形成装置100では、各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kにおいて行われ、中間転写ベルト30上に、順次、Y,M,C,Kの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
As shown in FIG. 1, in the
そして、所定のタイミングで二次転写位置Aへと搬送されてきた記録用紙Pに、転写バイアスが印加された二次転写ロール36の静電吸引力によって、中間転写ベルト30から多重トナー像が一括して、記録用紙Pに転写される。
Then, the multiple toner images are batched from the
多重トナー像が転写された記録用紙Pは、中間転写ベルト30から分離された後、定着装置31へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Pに定着されてフルカラー画像が形成される。
The recording paper P to which the multiple toner images have been transferred is separated from the
記録用紙Pに転写されなかった中間転写ベルト30上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー33で回収される。
図2及び図3に示すように、感光体ドラム12の上方部には、感光体ドラム12と接触する帯電ロール13が配設されている。この帯電ロール13は、導電性のシャフト13Aの周囲に帯電層13Bが形成されたものである。感光体ドラム12の支軸には図示しないモータが連結されており、感光体ドラム12が図3中の反時計回り(矢印2の方向)に回転駆動される。また、感光体ドラム12の回転に従動して帯電ロール13が矢印4の方向に回転する。
帯電ロール13の上方部には、帯電ロール13の表面と接触するクリーニング部材50が設けられている。クリーニング部材50は、帯電ロール13の長手方向全幅に接触する矩形状のスポンジ部材であり、クリーニング部材50の両端部に設けられた図示しないコイルスプリングなどの圧力付勢手段により、所定の圧力で帯電ロール13に圧接されている。クリーニング部材50の背面側には、クリーニング部材50の帯電ロール13への圧接力を部分的に大きくする圧力可変装置60が配設されている。
図2に示すように、この圧力可変装置60には、クリーニング部材50の長手方向の一部を押圧する押し当て部材62が設けられている。また、クリーニング部材50と平行にボールねじ64が配設されており、押し当て部材62に形成された開孔62Aの内側にボールねじ64と螺合されるねじ部が設けられている。ボールねじ64の端部には、ギア66が連結されており、ギア66は、モータ70の回転軸70Aに連結されたギア68と噛合されている。また、モータ70の駆動は制御部72によって制御されている。モータ70には、例えば、ステッピングモータが用いられている。モータ70の駆動により、ギア68を介してギア66が回転し、ボールねじ64が回転する。ボールねじ64の回転により、押し当て部材62が矢印73の方向に往復動するように構成されている。
なお、クリーニング部材50は、多孔質の3次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部(以下、セルという。)が存在し、弾性を有している。このクリーニング部材50は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、NBR、EPDM、天然ゴム及びスチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。これにより、多数のセルを有するクリーニング部材50を安価に製造できる。クリーニング部材50は、感光体ドラム12との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、感光体ドラム12の表面にクリーニング部材50の擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
The transfer residual toner on the
As shown in FIGS. 2 and 3, a charging
A cleaning
As shown in FIG. 2, the pressure
The cleaning
ポリウレタンとして特に限定するものではなく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルやアクリルポリールなどのポリオールと、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートや4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネートの反応を伴っていれば良く、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど鎖延長剤が混合されていることが好ましい。また、水やアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物などの発泡剤を用いて発泡させるのが一般的である。さらに必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えればよい。 It is not particularly limited as polyurethane, but polyol such as polyester polyol, polyether polyester and acrylic polyol, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, tolidine diisocyanate, It only needs to be accompanied by a reaction of an isocyanate such as 1,6-hexamethylene diisocyanate, and a chain extender such as 1,4-butanediol or trimethylolpropane is preferably mixed. In general, foaming is performed using a foaming agent such as water, azodicarbonamide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile. Further, auxiliary agents such as foaming aids, foam stabilizers, catalysts, etc. may be added as necessary.
次に、帯電ロール13の詳細について説明する。
Next, details of the charging
この帯電ロール13は、導電性のシャフト13A上に帯電層13Bとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。
This charging
帯電ロール13の径はφ7mmからφ15mm、より好ましくはφ8mmからφ14mmで、帯電層13Bの肉厚が2mmから4mmであることが好ましい。直径が15mm以上であると周面1箇所あたりの外添剤に接触する回数が減り、また放電回数が減るので、汚れや帯電性能に対する長期安定性には優れるものの小型化の観点から不利である。直径が7mm以下であると画像形成装置100を小型化できるので優位であるが、周面1箇所あたりの外添剤に接触する回数が増え、また放電回数が増えるので、長期安定性に対し不利となる。
The diameter of the charging
この帯電ロール13であるが、所定の帯電性能を有するものであれば以下の構成に限定されるものでないことは言うまでもない。
The charging
シャフト13Aの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。
As the material of the
帯電ロール13の帯電層13Bを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト13Aの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び/又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
The conductive elastic layer constituting the
上記導電性弾性層を構成する弾性材としては、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。 The elastic material constituting the conductive elastic layer is formed, for example, by dispersing a conductive agent in a rubber material. Rubber materials include isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide. -Allyl glycidyl ether copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, natural rubber and the like, and blended rubbers thereof. Among these, silicone rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and blended rubbers thereof are preferably used. These rubber materials may be foamed or non-foamed.
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボン、グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;を挙げることができる。 As the conductive agent, an electronic conductive agent or an ionic conductive agent is used. Examples of electronic conductive agents include carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; pyrolytic carbon, graphite; various conductive metals or alloys such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel; tin oxide, indium oxide, titanium oxide Examples thereof include fine powders such as various conductive metal oxides such as tin oxide-antimony oxide solid solution and tin oxide-indium oxide solid solution; Examples of ionic conductive agents include perchlorates and chlorates such as tetraethylammonium and lauryltrimethylammonium; alkali metals such as lithium and magnesium; perchlorates and chlorates of alkaline earth metals Can be mentioned.
帯電層13Bを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。このうち外添剤汚れの観点から、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好ましく用いられる。
The surface layer constituting the
また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が3μm以下であるものが望ましい。また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び/又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。 The surface layer can contain a conductive material to adjust the resistance value. The conductive material preferably has a particle size of 3 μm or less. In addition, as a conductive agent for the purpose of adjusting the resistance value, it electrically conducts electrons and / or ions as charge carriers, such as carbon black, conductive metal oxide particles, or ionic conductive agent blended in the matrix material. What disperse | distributed material etc. can be used.
また、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール13への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール13の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム12との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール13と感光体ドラム12相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
以上のような構成の画像形成装置100では、制御部72によりモータ70を駆動すると、ギア68を介してギア66が回転し、ボールねじ64が回転する。ボールねじ64の回転により、押し当て部材62が矢印73の方向に往復動する。押し当て部材62をクリーニング部材50の長手方向に移動させることによってクリーニング部材50の帯電ロール13への圧接力が部分的に大きくなる。このため、押し当て部材62の位置によって、大きなクリーニング圧を与えることができ、クリーニング部材50の清掃能力を大きくすることができる。これにより、クリーニング部材50全体を帯電ロール13に圧接するための大きな力を必要としない。また、帯電ロール13の汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることができる。また、押し当て部材62を長手方向に移動させるため、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当て部材62の移動位置によってクリーニング圧を調整するので、従来に比べて機械的な取り付け交差をなくし、清掃能力の信頼性を向上できると共に、クリーニング部材50の寿命が長くなる。
ここで、本実施形態の画像形成装置100を用い、クリーニング効率と、クリーニング効率を100%にするための押し付け力を測定する実験を行なった。また、比較例として帯電ロールの長手方向全域に一定の圧力でクリーニング部材を圧接した装置(クリーニング部材50のみを使用した例)を用い、同様の実験を行なった。
クリーニング効率は、帯電ロール13の全域でクリーニングされている面積率である。面積率は、帯電ロール13に一定量の汚れを付着させ、クリーニング部材50を押圧させて一定時間駆動した後、帯電ロール13の前後の汚れの量(面積に対する量)を測定してその比を算出したものである。
図4に示すように、本実施形態の画像形成装置100では、クリーニング効率は100%であり、クリーニング効率を100%にするための押し付け力は約0.000588N/mm2(6gf/cm2)であった。一方、比較例の装置では、クリーニング効率は60%であり、クリーニング効率を100%にするための押し付け力は約0.0049N/mm2(50gf/cm2)であった。従って、本実施形態の画像形成装置100では、帯電ロール13のクリーニング効率が向上すると共に、押し当て部材62によって部分的にクリーニング圧を大きくすることで、クリーニング部材50全体に大きな押し付け力を必要しない。
In addition, a fluorine-based or silicone-based resin is used for the surface layer. In particular, it is preferably composed of a fluorine-modified acrylate polymer. Further, fine particles may be added to the surface layer. As a result, the surface layer becomes hydrophobic and acts to prevent the adhesion of foreign matter to the charging
In the
Here, using the
The cleaning efficiency is an area ratio in which the entire area of the charging
As shown in FIG. 4, in the
また、上記画像形成装置100では、モータ70の回転速度を変えることによって、押し当て部材50が帯電ロール13の長手方向に移動する速度を可変させてもよい。例えば、押し当て部材50を遅く移動させて部分的にクリーニング部材50の圧接力を大きくすることができる。これにより、帯電ロール13の汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な大きな圧力を与えることができ、確実に帯電ロール13をクリーニングすることができる。
In the
また、制御部72で画像形成装置100のプロセス条件に応じて押し当て部材62を所定の位置に移動させ、クリーニング部材50による帯電ロール13への圧接力を大きくするようにしても良い。プロセス条件としては、例えば、画像密度、画像形成位置、記録用紙Pのサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、プロセス速度のいずれか1つ以上が挙げられる。
In addition, the pressing
具体的には、画像密度が多い部分に押し当て部材62を移動させ、画像密度が少ない部分よりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。また、感光体ドラム12の画像形成位置に押し当て部材62を移動させ、画像形成しない位置よりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。また、図示しないセンサで検知された用紙サイズに基づき通紙部に押し当て部材62を移動させ、非通紙部よりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。また、図示しないカウンターで計数された連続プリント枚数が多いときに押し当て部材62を長手方向に移動させ、連続プリント枚数が少ないときよりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。また、図示しない温度湿度センサで検知された温度・湿度に基づき、高温高湿のときに押し当て部材62を長手方向に移動させ、低温低湿のときよりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。また、プロセス速度が速いときに、押し当て部材62を長手方向に移動させ、プロセス速度が遅いときよりもクリーニング部材50の圧接力を大きくする。以上のような制御を行なうことにより、帯電ロール13の汚れ付着量が多くなりそうな部分に押し当て部材62を移動させ、集中的にクリーニング部材50の圧接力を大きくすることができる。これにより、帯電ロール13の表面を確実にクリーニングすることができる。
Specifically, the pressing
次に、本発明の第2実施形態の画像形成装置について説明する。 Next, an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
なお、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図5に示すように、この画像形成装置では、感光体ドラム112の下方側に帯電ロール113が配設されており、感光体ドラム112の回転方向に沿って、露光装置114と、現像装置115と、中間転写ベルト130を挟んで配置される一次転写ロール116と、クリーニング装置120とが配設されている。
図5及び図6に示すように、帯電ロール113の下方部には、帯電ロール113の表面と接触するクリーニング部材150が設けられている。クリーニング部材150は、帯電ロール13の長手方向全幅に接触する矩形状のスポンジ部材であり、所定の圧力で帯電ロール113に圧接されている。クリーニング部材150の背面側には、クリーニング部材150の帯電ロール113への圧接力を部分的に大きくする圧力可変装置160が配設されている。
この圧力可変装置160には、クリーニング部材50の長手方向の一部を押圧する押し当てロール152が設けられている。この押し当てロール152は、略U字状の支持部材154に支軸153を中心に回転可能に支持されている。支持部材154の下方部には突出部155が形成されており、この突出部155の開孔155Aに形成されたねじ部にボールねじ156が螺合されている。また、支持部材154の下方部の両側には、支持部材154が回転しないように保持する1対のレール164が設けられ、支持部材154がレール164に沿って移動可能となっている。
また、図6に示すように、ボールねじ156の端部にはギア158が連結されている。ギア158は、モータ162の回転軸162Aに連結されたギア164と噛合されている。
図7に示すように、押し当てロール152は、両縁部にフランジ152Aが形成されている。図5に示すように、押し当てロール152は、フランジ152Aの内側にクリーニング部材50の両側部が納まるように配置されており、押し当てロール152が回転しながら移動するときにクリーニング部材50から外れることが防止される。
このような画像形成装置では、モータ162の駆動により、ギア164を介してギア158が回転し、ボールねじ156が回転する。ボールねじ156の回転により、押し当てロール152が回転しながら矢印166の方向に往復動する。押し当てロール152をクリーニング部材150の長手方向に移動させることで、クリーニング部材150の帯電ロール113への圧接力が部分的に大きくなり、クリーニング部材150の清掃能力が大きくなる。このため、帯電ロール113の汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロール113をクリーニングすることができる。また、クリーニング部材150の全域に大きな圧接力を付与する必要がないので、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当てロール152を回転させることで、クリーニング部材150との摺動抵抗を少なくすることができる。また、押し当てロール152の移動位置によってクリーニング圧を調整するので、機械的な取り付け交差をなくし、清掃能力の信頼性を向上きると共に、クリーニング部材150の寿命が長くなる。
As shown in FIG. 5, in this image forming apparatus, a charging
As shown in FIGS. 5 and 6, a cleaning
The pressure
Further, as shown in FIG. 6, a
As shown in FIG. 7, the
In such an image forming apparatus, when the
また、クリーニング部材150の両端部の厚みを中央部よりも厚く形成し、クリーニング部材150が帯電ロール113の表面に圧接する力を帯電ロール113の中央部よりも端部側が強くなるようにしても良い。帯電ロール113の端部側のクリーニング圧を強くすることで、帯電ロール113の端部側の清掃能力が大きくなる。一般的に帯電ロール113の端部側の方が、クラウドが多く微小トナーが多いので、汚れが加速される。このため、帯電ロール113の端部側の清掃能力が大きくすることで、確実に帯電ロール113をクリーニングすることができる。
Further, the thickness of both ends of the cleaning
なお、上記実施形態では、クリーニング部材50、150は発泡樹脂で形成したが、この構成に限定するものではなく、例えば、ブラシでもよい。また、クリーニング部材50、150は、帯電ロールに常接ではなく、接離可能な構成でもよい。
In the above embodiment, the
なお、図1に示す画像形成装置100は、中間転写ベルト30の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kを並設する構成であったが、この構成に限定するものではない。例えば、回転式現像装置を用いて感光体ドラムへのトナー像の形成を4サイクル繰り返して行う構成であっても、帯電ロールのクリーニング部材に本発明を適用することが可能である。
The
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット
12Y,12M,12C,12K 感光体ドラム
13 帯電ロール
13A シャフト
13B 帯電層
50 クリーニング部材
60 圧力可変装置(圧力可変手段)
62 押し当て部材
64 ボールねじ
66 ギア
68 ギア
70 モータ
72 制御部
100 画像形成装置
112 感光体ドラム
113 帯電ロール
150 クリーニング部材
152 押し当てロール(押し当て部材)
153 支軸
154 支持部材
154A 突出部
155 レール
156 ボールねじ
158 ギア
160 圧力可変装置(圧力可変手段)
162 モータ
164 ギア
P 記録用紙
10Y, 10M, 10C, 10K
62 Pressing
153
162
Claims (6)
前記像担持体の表面に接触して回転し、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールの表面に接触し、前記帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させる圧力付勢手段と、
前記クリーニング部材の背面側から前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、該圧接する力を長手方向へ可変させる圧力可変手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A rotationally driven image carrier;
A charging roll that rotates in contact with the surface of the image carrier and charges the image carrier;
A cleaning member that contacts the surface of the charging roll and cleans the surface of the charging roll;
Pressure urging means for pressing the cleaning member against the charging roll;
Pressure varying means for applying a force that the cleaning member partially presses against the surface of the charging roll from the back side of the cleaning member and that varies the pressing force in the longitudinal direction;
An image forming apparatus comprising:
前記押し当て部材の移動位置によって前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The pressure variable means includes a pressing member that presses a part of the rear side of the cleaning member, and a moving means that moves the pressing member in the longitudinal direction of the charging roll,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the force that the cleaning member presses against the surface of the charging roll is increased according to the movement position of the pressing member.
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