JP2011203569A - Cleaning roller and image forming apparatus having the cleaning roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に感光体等の像担持体の表面を帯電する帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラ及びこのクリーニングローラ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 a cleaning roller that cleans the surface of a charging roller that charges the surface of an image carrier such as a photoreceptor, and an image forming apparatus that includes the cleaning roller.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体等の像担持体の表面を帯電するための装置として、像担持体に接触又は近接配置されるローラ帯電装置が知られている。このようなローラ帯電装置では、帯電ローラ表面に微小なトナー等の異物が付着すると、像担持体の帯電不良を生じ、白点等になって画像上に現れる場合がある。また、トナーやトナーに含まれた外添剤等が薄層状に帯電ローラ表面に付着するフィルミングが発生し帯電性能が変化して帯電ムラが発生する場合がある。 As an apparatus for charging the surface of an image carrier such as a photoconductor in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic system, a roller charging device disposed in contact with or close to the image carrier is used. Are known. In such a roller charging device, if a foreign matter such as a minute toner adheres to the surface of the charging roller, the image carrier may be poorly charged and may appear as a white spot on the image. Further, there is a case where toner or an external additive contained in the toner adheres to the surface of the charging roller in a thin layer, causing charging performance to change and uneven charging.
そこで、このような帯電不良を防止するため、帯電ローラ表面を清掃するためのクリーニングローラを備えた画像形成装置が知られている。このクリーニングローラは、帯電ローラと同じ長さを有し、帯電ローラに接触して回転することにより、帯電ローラの表面を清掃するものである。クリーニングローラの形状は、円筒状の弾性部材に軸が貫通したものや、短冊状の弾性部材を隙間を空けて螺旋状に軸に巻きつけたものが知られている。円筒状の弾性部材は、帯電ローラに対し、ある程度の食い込み量を確保すべく圧接されるため、帯電ローラのトルクが大きくなり、回転不良を生じるという問題がある。一方、螺旋状の弾性部材は、円筒状の弾性部材に比べて帯電ローラとの接触面積が小さくなるため、帯電ローラのトルクを小さくすることができるが、同じ量の汚れを清掃する際に単位面積あたりの汚れの蓄積が増加するため、円筒状のものに比べて汚れやすいという問題がある。また、螺旋状の弾性部材からなるクリーニングローラは、帯電ローラとの単位時間あたりの接触面積が減るので、円筒状のものに比べて清掃能力が劣るという問題もある。後者の問題については、例えば、特許文献1に記載されているように、帯電ローラとクリーニングローラとの周速差をつけることにより、清掃能力を向上させるという方法が提案されている。
In order to prevent such charging failure, an image forming apparatus provided with a cleaning roller for cleaning the surface of the charging roller is known. The cleaning roller has the same length as the charging roller, and cleans the surface of the charging roller by rotating in contact with the charging roller. As for the shape of the cleaning roller, a cylindrical elastic member having a shaft penetrating, or a strip-shaped elastic member spirally wound around a shaft with a gap is known. Since the cylindrical elastic member is pressed against the charging roller so as to secure a certain amount of biting, there is a problem that the torque of the charging roller increases and rotation failure occurs. On the other hand, since the helical elastic member has a smaller contact area with the charging roller than the cylindrical elastic member, the torque of the charging roller can be reduced, but the unit for cleaning the same amount of dirt can be reduced. Since accumulation of dirt per area increases, there is a problem that dirt is more easily produced than a cylindrical one. In addition, the cleaning roller made of a spiral elastic member has a problem that its cleaning ability is inferior to that of a cylindrical roller because the contact area per unit time with the charging roller is reduced. As for the latter problem, for example, as described in
ところが、上述のような帯電ローラとクリーニングローラの周速差をつけるという方法によると、確かに清掃能力は向上するが、クリーニングローラが汚れやすいという問題については解決することができない。 However, according to the method of providing a difference in the peripheral speed between the charging roller and the cleaning roller as described above, the cleaning ability is certainly improved, but the problem that the cleaning roller tends to become dirty cannot be solved.
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、螺旋状の弾性部材を供えた帯電装置のクリーニングローラにおいて、クリーニングローラへの汚れの蓄積を防止するとともにその清掃能力を向上させることにより、帯電ローラの汚れやフィルミングによる帯電不良を防止することができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to prevent the accumulation of dirt on the cleaning roller and to clean the cleaning roller of the charging device provided with a spiral elastic member. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing charging failure due to dirt on the charging roller or filming by improving the ability.
上記課題を解決するため、本発明にかかるクリーニングローラは、像担持体を帯電させる帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラであって、軸状部材と、該軸状部材に隙間をあけて螺旋状に巻きつけられた弾性部材とを備え、前記弾性部材は、その表面に複数の切り込みを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a cleaning roller according to the present invention is a cleaning roller for cleaning the surface of a charging roller for charging an image carrier, and a spiral member with a gap formed between the shaft member and the shaft member. And an elastic member wound around the elastic member, wherein the elastic member has a plurality of cuts on a surface thereof.
このように複数の切り込みを有することにより、クリーニングローラが帯電ローラの表面からトナーや外添剤等の異物を弾き飛ばす際、異物を弾き飛ばす力が大きくなりクリーニングローラの清掃能力を向上させることができるとともに、弾性部材の巻きかけられていないクリーニングローラの軸部分へ異物を弾き飛ばすことができるため、クリーニングローラへの汚れの蓄積を防止することができる。 By having a plurality of cuts in this way, when the cleaning roller bounces off foreign matter such as toner and external additives from the surface of the charging roller, the force to bounce off the foreign matter is increased and the cleaning roller's cleaning ability can be improved. In addition, foreign matter can be blown off to the shaft portion of the cleaning roller around which the elastic member is not wound, so that accumulation of dirt on the cleaning roller can be prevented.
また、前記弾性部材の各切り込みは、前記クリーニングローラの軸と交差する斜め方向にあってもよく、あるいは円弧状であってもよい。停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接され、軸と平行に力がかかっても、軸と交差する方向や円弧状に切り込みがあることにより、弾性部材の各切り込みが開ききった状態にクリープするのを防ぐことができる。 Each cut of the elastic member may be in an oblique direction intersecting with the axis of the cleaning roller, or may be arcuate. Even when the cleaning roller is pressed against the charging roller during stoppage and a force is applied in parallel to the shaft, there is a notch in the direction intersecting the shaft or in an arc shape, so that the incision of the elastic member is fully opened. Can be prevented.
更に、前記弾性部材の切り込みは、前記弾性部材の幅方向の端部にのみ設けられていてもよい。幅方向の端部にのみ切り込みを設けることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接された際、各切り込みが開いたとしても切り込みのない部分があるため弾性部材の全体が変形することがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。 Further, the cut of the elastic member may be provided only at the end of the elastic member in the width direction. By providing a cut only at the end in the width direction, when the cleaning roller is pressed against the charging roller at the time of stopping, even if each cut is opened, there is a portion where there is no cut, so that the entire elastic member is not deformed. The creep of the cleaning roller can be prevented.
また、クリーニングローラは、帯電ローラの回転に従動回転するように構成してもよい。このように帯電ローラに従動回転させることにより、簡易な構成で帯電ローラの表面を清掃することができる。 The cleaning roller may be configured to rotate following the rotation of the charging roller. By rotating the charging roller in this way, the surface of the charging roller can be cleaned with a simple configuration.
本発明によると、帯電ローラを清掃する螺旋状のクリーニングローラにおいて、簡易な構成でクリーニングローラへの汚れの蓄積を防止することができるとともに、クリーニングローラの清掃能力を向上させることができることにより、帯電ローラの汚れやフィルミングによる帯電不良を防止し、安定した品質の画像を形成することができる。 According to the present invention, in the spiral cleaning roller for cleaning the charging roller, it is possible to prevent the accumulation of dirt on the cleaning roller with a simple configuration and to improve the cleaning ability of the cleaning roller. It is possible to prevent charging failure due to contamination of the roller and filming, and to form an image with stable quality.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1.画像形成装置
図1は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の概略を示している。この画像形成装置100は、図示しない外部の端末装置から送られてくる画像情報に基づいて用紙Pに画像を形成するプリンタであるが、画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであっても良い。
1. Image Forming Apparatus FIG. 1 schematically shows an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. The
画像形成装置100は、静電潜像担持体である感光体10を有する。感光体10は、例えば円筒状の導電性支持体とその外側に形成された負帯電性のOPC感光層とからなり、図示しないモータにより図中矢印a方向に回転駆動される。感光体10の周囲には、感光体10の回転方向に沿って、帯電装置30、露光装置60、現像装置70、転写装置80、およびクリーニング装置90が配置されている。
The
帯電装置30は円筒形状の帯電ローラ31と帯電ローラ31をクリーニングするクリーニングローラ35を有し、帯電ローラ31は感光体10に接触して設けられ、感光体10に従動回転する。帯電装置30については後に詳述する。
The
露光装置60は、図示しないレーザ、ミラー、レンズを備え、画像信号に応じてレーザから光を出射し、感光体10の表面を軸方向に走査する。
The exposure device 60 includes a laser, a mirror, and a lens (not shown), emits light from the laser according to an image signal, and scans the surface of the
現像装置70は、感光体10に非接触に備えられた現像ローラ71と、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を備えたハウジング75とを有する。現像装置はこのような構成のものに限られるものではなく、例えば、現像ローラが感光体10に接触していてもよく、また、現像剤はトナーのみの一成分であってもよい。
The developing
転写装置80は、感光体10に押圧された転写ローラ81を有し、給送部20から搬送されてきた用紙Pの裏側からトナーと逆極性の電圧を印加して用紙Pにトナー像を転写する。転写装置は、このような構成に限られるものではなく、例えば、中間転写ベルト上に一次転写した後、用紙にトナー像を二次転写するものでもよく、また、ローラ転写ではなくコロナ転写を用いてもよい。
The transfer device 80 includes a
クリーニング装置90は弾性部材からなるクリーニングブレード91を有し、クリーニングブレード91は、感光体10の回転方向(図中矢印a)と対抗する方向に感光体10の表面に圧接されている。クリーニング装置はこのようなブレード方式に限られず、例えばローラやブラシ方式であってもかまわない。
The cleaning device 90 has a cleaning blade 91 made of an elastic member, and the cleaning blade 91 is pressed against the surface of the
このような構成の画像形成装置100において、感光体10が図示しないモータの駆動に基づいて図中矢印a方向に回転すると、帯電装置30を通過する感光体10表面が所定電位に帯電され、帯電された感光体10表面は、画像信号に応じて露光装置60から射出されるレーザ光61により露光される。感光体10の表面には、レーザ光61の射出により電位の減衰した部分に静電潜像が形成され、この静電潜像は、感光体10の回転とともに現像装置70に搬送され、現像ローラ71により供給されたトナーが静電潜像に付着することにより可視像化される。可視像化されたトナー像は、感光体10の回転に伴い転写装置80に搬送され、給紙部20から搬送されてきた用紙P上に転写される。更に感光体10が回転すると、転写装置80で用紙Pにトナー像を転写された感光体10の表面がクリーニング装置90に到達し、転写されず残存したトナーを除去される。一方、転写装置80にてトナー像が転写された用紙Pは、定着装置40へと搬送され、そこでトナー像を固定され、排紙トレイ50へ排出される。
In the
2.帯電装置
次に、帯電装置について詳細に説明する。図2は、帯電装置の断面図である。帯電装置は、円筒形状の帯電ローラ31と、帯電ローラ31をクリーニングするクリーニングローラ35を有する。帯電ローラ31は、芯金311の周りに導電性弾性体層312及び汚れを防止するための表層313が形成されたものであり、感光体10と同じ長さを有して感光体10の軸と平行に備えられ、図示しない軸受によって感光体10に圧接して支持され、感光体10に従動回転する。なお、帯電ローラは感光体に接触する構成に限られず、感光体に接触させずに帯電ローラとの間に微小空隙を設ける構成であってもよい。
2. Next, the charging device will be described in detail. FIG. 2 is a cross-sectional view of the charging device. The charging device includes a
クリーニングローラ35は、軸351と、軸351に隙間を空けて螺旋状に巻きつけられた弾性部材352からなる。クリーニングローラ35は、帯電ローラ31と同じ長さを有し、図示しない軸受によって帯電ローラ31に圧接して支持され、帯電ローラ31に従動回転する。
The cleaning
このような構成の帯電装置において、感光体10が図示しないモータ駆動により回転すると、感光体10に接触配置された帯電ローラ31が従動回転する。帯電ローラ31に所定の電圧が印加されると、帯電ローラ31と感光体10との圧接部近傍にできる微小空隙で放電が発生し、感光体10の表面を帯電する。上述の通り、転写装置80を通過した後の感光体10表面の残存トナーは、クリーニング装置90にて回収されるが、それでも回収しきれなかった微小なトナーや外添剤等の異物が帯電ローラ31に到達し、帯電ローラ31の表面に付着してしまう。この帯電ローラ31表面に付着した異物は、帯電ローラ31に従動回転するクリーニングローラ35により除去される。
In the charging device having such a configuration, when the
3.クリーニングローラ
次に、本発明の特徴部分であるクリーニングローラ35について詳細に説明する。図3は、クリーニングローラ35を軸と直交する方向から見た平面図である。クリーニングローラの軸351は直径4mmの金属からなり、軸351の周りには、幅5mm、厚さ3mmの短冊状のウレタンスポンジを隙間を空けて螺旋状に巻きつけた弾性部材352が形成されている。ウレタンスポンジは、非伸縮性の両面粘着シート上に貼付されており、両面粘着シートにより軸351に接着固定されている。弾性部材352は、軸351に巻きつけられた状態で、その表面に軸と平行に複数の切り込み352aが形成されている。切り込み352aは、弾性部材352の厚さ方向に2.5mmの深さで弾性部材352の幅方向全域に長さを有し、互いに2mmの間隔で平行に弾性部材352表面に形成されている。
3. Next, the cleaning
図4は、クリーニングローラ35の弾性部材352が、帯電ローラ31表面のトナーや外添剤等の異物を弾き飛ばす様子を示したものである。図4(a)に示す通り、帯電ローラ31が回転するとクリーニングローラ35が従動回転し、帯電ローラ31表面に付着した異物77aが、弾性部材352と帯電ローラ31のニップ部に挟まれる。また、別の異物77bは、弾性部材352の開いた切り込み352aに入り込む。更に帯電ローラ31が回転するとクリーニングローラ35も従動回転し、図4(b)に示す通り、弾性部材352の表面が帯電ローラ31から離れる際に、ニップ部で押さえつけられていた弾性部材352が復元しようとする弾力により、ニップ部に挟まれた異物77a及び切り込み352aに入り込んでいた異物77bが弾き飛ばされて帯電ローラ31の表面から除去される。
FIG. 4 shows a state where the
このように本発明に係るクリーニングローラ35は、切り込み352aを弾性部材352に設けたことにより、弾性部材352そのものの弾力に加え、切り込み352aの揺動力が加わり、切り込みがない場合に比べて異物を弾き飛ばす力が大きくなり、帯電ローラ31に対する良好な清掃能力を確保することができる。
As described above, the cleaning
また、クリーニングローラ35は、帯電ローラ31とのニップ部で切り込み352aが開き、トナーや外添剤などの異物77aが開いた切り込み352aに入り込むため、結果として弾性部材352における異物を捕捉する面積が増え、切り込みのないものにくらべて、清掃能力を向上させることができる。
In addition, the cleaning
更に、クリーニングローラ35は、弾性部材352が軸351に対して隙間を空けて螺旋形状に巻きつけられているため、弾性部材352の巻きかけられていない隙間部分に異物を弾き飛ばすことができ、弾性部材352への汚れの蓄積を減らすことができる。
Further, since the
ここで、図5を参照して本実施例にかかるクリーニングローラ35の清掃能力についての比較実験結果を説明する。本実験では、円筒状のスポンジに軸を貫通させたクリーニングローラ(図中折れ線「■」)、軸にスポンジを螺旋状に巻きつけて切り込みを入れた本実施例のクリーニングローラ35(図中折れ線「●」)、本実施例のクリーニングローラから切り込みを除いた螺旋状のクリーニングローラ(図中折れ線「▲」)、の3種類を比較した。ここでは、外添剤を付着させた帯電ローラに各クリーニングローラを圧接し、帯電ローラを所定時間回転させて汚れ除去量の推移を測定した。図5をみると、切り込みのない螺旋状のクリーニングローラ(図中折れ線「▲」)に比べ、本実施例の切り込みを有するクリーニングローラ35(図中折れ線「●」)の方が清掃能力が高く、帯電ローラに対し接触面積の多い円筒状のクリーニングローラ(図中折れ線「■」)に比肩する清掃能力を持つことが判る。
Here, with reference to FIG. 5, the result of the comparative experiment regarding the cleaning ability of the cleaning
なお、弾性部材352への切り込みは、上述の例に限られるものではなく、図6に示すように軸351と交差する斜め方向に複数の切り込み352bを入れてもよく、図7に示すように、円弧状に複数の切り込み352cを入れてもよい。このように軸と交差する方向や円弧状に切り込みがあることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接され、軸と平行に力がかかっても、各切り込みが開ききってしまうことがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。
The cuts into the
また、弾性部材352の幅方向の端部にのみ切り込みを入れてもよい。例えば、図8(a)のように軸と平行に両端部に相似する切り込み352dを入れてもよく、図8(b)のように軸と平行に両端部から交互に切り込み352eを入れてもよく、図8(c)のように軸と交差する斜め方向に両端部から交互に切り込み352fを入れてもよい。また、各切り込みは直線ではなく円弧状であってもよい。このように幅方向の端部にのみ切り込みを設けることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接された際、各切り込みが開いたとしても切り込みのない部分があるため弾性部材の全体が変形することがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。
In addition, a cut may be made only at the end of the
以上、本発明に係るクリーニングローラの実施の形態について説明したが、クリーニングローラはこれらの形態に限られるものではなく、例えば弾性部材はスポンジでなくゴムであってもよく、厚みや幅も本実施の形態に限られない。また、切り込みの形状や深さについても本実施の形態に限られないことは言うまでもない。 The embodiments of the cleaning roller according to the present invention have been described above. However, the cleaning roller is not limited to these embodiments. For example, the elastic member may be a rubber instead of a sponge, and the thickness and width may be the same. It is not limited to the form. Needless to say, the shape and depth of the cut are not limited to the present embodiment.
10:感光体
31:帯電ローラ
35:クリーニングローラ
351:クリーニングローラの軸
352:弾性部材
352a、352b、352c、352d、352e、352f:弾性部材の切り込み
10: Photoconductor 31: Charging roller 35: Cleaning roller 351: Cleaning roller shaft 352:
Claims (6)
軸状部材と、該軸状部材に隙間をあけて螺旋状に巻きつけられた弾性部材とを備え、
前記弾性部材は、その表面に複数の切り込みを有することを特徴とするクリーニングローラ。 A cleaning roller for cleaning the surface of a charging roller for charging the image carrier,
A shaft-shaped member, and an elastic member wound spirally around the shaft-shaped member,
The elastic member has a plurality of cuts on the surface thereof.
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Legal Events
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A711 | Notification of change in applicant |
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