JP2022064152A - Electrification device, image forming unit, and image forming apparatus - Google Patents

Electrification device, image forming unit, and image forming apparatus Download PDF

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JP2022064152A JP2020172717A JP2020172717A JP2022064152A JP 2022064152 A JP2022064152 A JP 2022064152A JP 2020172717 A JP2020172717 A JP 2020172717A JP 2020172717 A JP2020172717 A JP 2020172717A JP 2022064152 A JP2022064152 A JP 2022064152A
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cleaning roller
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智将 檜垣
Tomomasa Higaki
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Abstract

To bring a cleaning member into contact with an electrifying member with an appropriate contact pressure.SOLUTION: An electrifying device 16 comprises: an electrifying roller 32 that is rotatable and in contact with a surface of a photoconductor drum 14 to electrify the photoconductor drum; a cleaning roller 34 that is rotatable and cleans a surface of the electrifying roller 32; a pulling spring 44 that brings the cleaning roller 34 and the electrifying roller 32 into contact with each other and can extend and contract in a longitudinal direction; and a bearing arm 40a that holds one end and the other end in the longitudinal direction of the pulling spring 44 in a bent state, and brings an outer peripheral part of the pulling spring 44 into contact with the cleaning roller 34. When the natural length of the pulling spring 44 is a spring natural length L1, and the length inside the pulling spring 44 in the bent state is a spring inside length in use L4, the spring natural length L1 and the spring inside length in use L4 are adjusted to be equal to each other.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置に関し、例えば電子写真方式のプリンタに適用して好適なものである。 The present invention relates to a charging device, an image forming unit and an image forming device, and is suitable for application to, for example, an electrophotographic printer.

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置や複合機等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、帯電部材としての帯電ローラが感光ドラム表面に接触することで感光ドラム表面を均一に帯電させる接触帯電方式のものが多く用いられている。 Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a printer, a copying machine, a facsimile machine or a multifunction device, a charging roller as a charging member comes into contact with the surface of the photosensitive drum to uniformly charge the surface of the photosensitive drum. A charging method is often used.

接触帯電方式の画像形成装置では、帯電ローラが感光ドラムに直接接触しているため、感光ドラム表面に付着した外添剤等の汚れを帯電ローラが巻き上げる。このためそのような画像形成装置では、帯電ローラ表面を清掃するための清掃部材としてのクリーニング部材が設けられ、そのクリーニング部材として、表面が発泡体のクリーニングローラが多く用いられる(例えば、特許文献1参照)。 In the contact charging type image forming apparatus, since the charging roller is in direct contact with the photosensitive drum, the charging roller winds up dirt such as an external additive adhering to the surface of the photosensitive drum. Therefore, in such an image forming apparatus, a cleaning member as a cleaning member for cleaning the surface of the charged roller is provided, and as the cleaning member, a cleaning roller having a foam surface is often used (for example, Patent Document 1). reference).

特開2017-83643号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-83643

しかしながら、感光ドラムに電圧を印加する帯電部材表面を清掃するために、清掃部材を弾性部材で付勢する場合があるが、適切な圧接力で清掃部材が帯電部材に当接していない場合があった。 However, in order to clean the surface of the charging member that applies voltage to the photosensitive drum, the cleaning member may be urged by an elastic member, but the cleaning member may not be in contact with the charging member with an appropriate pressure contact force. rice field.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、清掃部材を適切な圧接力で帯電部材に当接させ得る帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose a charging device, an image forming unit, and an image forming device capable of bringing a cleaning member into contact with a charging member with an appropriate pressure contact force.

かかる課題を解決するため本発明の帯電装置においては、回動可能であり被帯電部材の表面に接触し帯電させる帯電部材と、回動可能であり帯電部材表面を清掃する清掃部材と、清掃部材と帯電部材とを接触させる、長手方向に伸縮可能な弾性部材と、弾性部材の長手方向の一端側と他端側とを屈曲状態で保持して、弾性部材の外周部を清掃部材に当接させる保持部材とを設け、弾性部材の自然長をL1、屈曲状態における弾性部材の内側の長さをL4としたとき、L1=L4であるようにした。 In order to solve such a problem, in the charging device of the present invention, a charging member that is rotatable and contacts and charges the surface of the charged member, a cleaning member that is rotatable and cleans the surface of the charging member, and a cleaning member. The elastic member that can be expanded and contracted in the longitudinal direction and the one end side and the other end side in the longitudinal direction of the elastic member are held in a bent state, and the outer peripheral portion of the elastic member is in contact with the cleaning member. When the natural length of the elastic member is L1 and the inner length of the elastic member in the bent state is L4, L1 = L4.

また本発明の画像形成ユニットにおいては、上述した帯電装置を備えるようにした。 Further, the image forming unit of the present invention is provided with the above-mentioned charging device.

さらに本発明の画像形成装置においては、上述した画像形成ユニットを備えるようにした。 Further, the image forming apparatus of the present invention is provided with the above-mentioned image forming unit.

本発明は、瞬間的に清掃部材が帯電部材から離間した場合は、弾性部材全体を伸ばし付勢力を瞬間的に強くして弾性部材で清掃部材を帯電部材へ向けて直ちに付勢し、クリーニング性能の低下を抑制できる一方、瞬間的に清掃部材が帯電部材に強く圧接した場合は、弾性部材全体がこれ以上縮むことができないために付勢力が急激に低下するため、清掃部材に付着したゴミが帯電部材に付着することを抑制でき、印字不良の発生を抑制できる。 In the present invention, when the cleaning member is momentarily separated from the charged member, the entire elastic member is stretched and the urging force is momentarily strengthened, and the elastic member immediately urges the cleaning member toward the charged member to perform cleaning performance. On the other hand, if the cleaning member is momentarily strongly pressed against the charged member, the entire elastic member cannot shrink any more and the urging force drops sharply, so that dust adhering to the cleaning member is deposited. Adhesion to the charged member can be suppressed, and the occurrence of printing defects can be suppressed.

本発明によれば、清掃部材を適切な圧接力で帯電部材に当接できる。 According to the present invention, the cleaning member can be brought into contact with the charged member with an appropriate pressure contact force.

画像形成装置の構成を示す左側面図である。It is a left side view which shows the structure of an image forming apparatus. 第1の実施の形態による帯電装置の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the charging apparatus by 1st Embodiment. 帯電装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the charging device. 軸受部の構成を示す左側面図である。It is a left side view which shows the structure of a bearing part. クリーニングローラの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a cleaning roller. 第1の実施の形態によるクリーニングローラの構成を示し、図5のB-B矢視断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5 showing a configuration of a cleaning roller according to the first embodiment. 引張りバネの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a tension spring. 巻付け角度を示す左側面図である。It is a left side view which shows the winding angle. ニップ量を示す左側面図である。It is a left side view which shows the nip amount. 画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control composition of an image forming apparatus. 引張りバネ一覧を示す表である。It is a table which shows the list of tension springs. 評価結果を示す表である。It is a table which shows the evaluation result. 軸間距離と軸受荷重との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the shaft-to-axis distance and a bearing load. ニップ量と軸受荷重との関係(1)を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship (1) between a nip amount and a bearing load. ニップ量と軸受荷重との関係(2)を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship (2) between a nip amount and a bearing load. 第2の実施の形態による帯電装置の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the charging apparatus by 2nd Embodiment. 第2の実施の形態によるクリーニングローラの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cleaning roller by 2nd Embodiment.

以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

[1.第1の実施の形態]
[1-1.画像形成装置の構成]
図1に示すように、画像形成装置1は、例えば電子写真方式を用いたプリンタであり、トナー等の現像剤を用いて画像形成動作を行うことにより、紙やフィルム等の媒体Pに白黒画像やカラー画像を形成する。以下では、媒体Pが搬送される搬送経路上における任意の位置から見てカセット7に近い位置、又はカセット7へ向かう方向を上流と呼ぶ。また、搬送経路上における任意の位置から見て、媒体Pが排出されて積載されるスタッカに近い位置、又はスタッカへ向かう方向を下流と呼ぶ。さらに、上流から下流に向かう方向を搬送方向という。画像形成装置1は、箱形状の筐体の内部に、上流から下流へ向けて、媒体供給部2、搬送部3、画像形成部4、転写部5及び定着部6を有している。
[1. First Embodiment]
[1-1. Configuration of image forming apparatus]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 is, for example, a printer using an electrophotographic method, and by performing an image forming operation using a developer such as toner, a black-and-white image is printed on a medium P such as paper or film. Or to form a color image. Hereinafter, the position close to the cassette 7 or the direction toward the cassette 7 when viewed from an arbitrary position on the transport path on which the medium P is conveyed is referred to as upstream. Further, the position close to the stacker from which the medium P is discharged and loaded, or the direction toward the stacker, when viewed from an arbitrary position on the transport path, is referred to as a downstream direction. Furthermore, the direction from upstream to downstream is called the transport direction. The image forming apparatus 1 has a medium supply unit 2, a transport unit 3, an image forming unit 4, a transfer unit 5, and a fixing unit 6 inside the box-shaped housing from upstream to downstream.

[1-2.媒体供給部の構成]
媒体供給部2は、カセット7及びホッピングローラ8を有している。カセット7は、画像形成装置1の筐体内の下部に着脱自在に装着されており、媒体Pを積層した状態で収納する。ホッピングローラ8は、カセット7に収納されている媒体Pをその最上部から1枚ずつ分離して取り出し、その下流に位置する搬送ローラ対10へ向けて繰り出す。
[1-2. Configuration of medium supply unit]
The medium supply unit 2 has a cassette 7 and a hopping roller 8. The cassette 7 is detachably attached to the lower part of the housing of the image forming apparatus 1, and the media P are stored in a laminated state. The hopping roller 8 separates and takes out the medium P stored in the cassette 7 one by one from the uppermost portion thereof, and feeds the medium P toward the transport roller pair 10 located downstream thereof.

[1-3.搬送部の構成]
搬送部3は、上流から下流へ向けて順に配置された搬送ローラ対10及び11を有している。搬送ローラ対10及び11は、ホッピングローラ8から繰り出された媒体Pを挟持して搬送すると共に、その際に媒体Pの斜行を修正し転写ベルト26へ向けて搬送方向に沿って搬送する。
[1-3. Configuration of transport unit]
The transport unit 3 has transport roller pairs 10 and 11 arranged in order from upstream to downstream. The transport roller pairs 10 and 11 sandwich and transport the medium P unwound from the hopping roller 8, and at that time, correct the skew of the medium P and transport the medium P toward the transfer belt 26 along the transport direction.

[1-4.画像形成部の構成]
画像形成部4は、例えば4つの現像部12(12K、12C、12M及び12Y)を有している。現像部12K、12C、12M及び12Yは、上流側から下流側へ向かって搬送方向に沿って順に配置されており、互いに異なる色のトナー(現像剤)を用いて、媒体P上に現像剤像(トナー像)を形成する。具体的には、現像部12K、12C、12M及び12Yは、それぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローのトナーを用いて、ブラック色、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色のトナー像を形成する。
[1-4. Composition of image forming part]
The image forming unit 4 has, for example, four developing units 12 (12K, 12C, 12M and 12Y). The developing units 12K, 12C, 12M and 12Y are arranged in order from the upstream side to the downstream side along the transport direction, and the developing agent image is displayed on the medium P by using toners (developing agents) having different colors. Form (toner image). Specifically, the developing units 12K, 12C, 12M and 12Y form black, cyan, magenta and yellow toner images using black, cyan, magenta and yellow toners, respectively.

このような各色のトナーは、それぞれ、例えば、所定の着色剤、離型剤、帯電制御剤及び処理剤等を含んで構成されており、これらの各成分が適宜混合され、或いは表面処理されることによって製造される。これらのうち、着色剤、離型剤及び帯電制御剤はそれぞれ、内部添加剤として機能する。外部添加剤としては、例えばシリカや酸化チタン等が用いられ、結着樹脂としては例えばポリエステル樹脂等が用いられる。また、着色剤としては、染料や顔料等を単独、若しくは、複数種併用して使用することができる。トナーは、例えば円形度が0.94~0.98程度、平均粒径が7[μm]程度のものが使用される。外部添加剤は、例えば50~200[nm]程度のものが用いられる。 Each of such toners of each color is composed of, for example, a predetermined colorant, a mold release agent, a charge control agent, a treatment agent, and the like, and each of these components is appropriately mixed or surface-treated. Manufactured by Of these, the colorant, the mold release agent, and the charge control agent each function as an internal additive. As the external additive, for example, silica, titanium oxide or the like is used, and as the binder resin, for example, a polyester resin or the like is used. Further, as the colorant, dyes, pigments and the like can be used alone or in combination of two or more. As the toner, for example, a toner having a circularity of about 0.94 to 0.98 and an average particle size of about 7 [μm] is used. As the external additive, for example, one having about 50 to 200 [nm] is used.

[1-4-1.現像部の構成]
現像部12K、12C、12M及び12Yは、互いに異なる色のトナーを用いてトナー像を形成する点を除き、同じ構成である。以下では、現像部12K、12C、12M及び12Yをまとめて、現像部12とも呼ぶ。各現像部12は、例えば感光ドラム14、帯電装置16、露光装置18、現像ローラ20、トナー供給部22及びクリーニングブレード24を有している。
[1-4-1. Structure of developing unit]
The developing units 12K, 12C, 12M and 12Y have the same configuration except that toner images having different colors are used to form a toner image. Hereinafter, the developing units 12K, 12C, 12M and 12Y are collectively referred to as a developing unit 12. Each developing unit 12 has, for example, a photosensitive drum 14, a charging device 16, an exposure device 18, a developing roller 20, a toner supply unit 22, and a cleaning blade 24.

[1-4-1-1.感光ドラムの構成]
感光ドラム14は、静電潜像を表面(表層部分)に担持する部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム14は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼からなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば電荷発生層と電荷輸送層とを順に積層した構造を有している。感光ドラム14は、所定の周速度で回転する。
[1-4-1-1. Photosensitive drum configuration]
The photosensitive drum 14 is a member that supports an electrostatic latent image on a surface (surface layer portion), and is configured by using a photosensitive member (for example, an organic photosensitive member). Specifically, the photosensitive drum 14 has a conductive support and a photoconducting layer that covers the outer periphery (surface) thereof. The conductive support is made of, for example, a metal pipe made of aluminum or stainless steel. The photoconducting layer has, for example, a structure in which a charge generation layer and a charge transport layer are laminated in order. The photosensitive drum 14 rotates at a predetermined peripheral speed.

電荷発生層は、電荷発生物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷発生物質としては各種有機顔料及び有機染料が使用できる。中でも無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属若しくはその酸化物、塩化物が配位されたフタロシアニン類、又はモノアゾ、ヒスアゾ、トリスアゾ若しくはポリアゾ類等のアゾ顔料等が好ましい。電荷発生層は、これらの電荷発生物質の微粒子を、例えばポリエステル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルプロピオナール、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セルロースエステル又はセルロースエーテル等の各種バインダー樹脂で結着させた分散層として使用される。 The charge generating layer contains a charge generating substance and a binder resin as main components. Various organic pigments and organic dyes can be used as the charge generating substance. Among them, metal-free phthalocyanine, copper indium chloride, gallium chloride, tin, oxytitanium, zinc, vanadium and other metals or their oxides, chloride-coordinated phthalocyanines, or monoazo, hisazo, trisazo or polyazo and other azos. Pigments and the like are preferable. The charge generating layer comprises fine particles of these charge generating substances, for example, polyester resin, polyvinyl acetate, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, polyester, polycarbonate, polyvinylacet acetal, polyvinyl propional, polyvinyl butyral, phenoxy resin, epoxy. It is used as a dispersion layer bonded with various binder resins such as resin, urethane resin, cellulose ester or cellulose ether.

電荷輸送層は、電荷輸送物質及びバインダー樹脂を主成分としている。電荷輸送物質としては、例えばカルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素環化合物、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、又はこれらの化合物からなる基を主鎖若しくは側鎖に有する重合体等の電子供与性物質が使用される。また、電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂又はこれらの重合体若しくは部分的架橋硬化物等が挙げられ、特にポリカーボネートが好ましい。また、電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、必要に応じて酸化防止剤や増感剤等の各種添加物が含まれていても良い。 The charge transport layer contains a charge transport substance and a binder resin as main components. The charge transporting substance includes, for example, heterocyclic compounds such as carbazole, indol, imidazole, oxazole, pyrazole, oxadiazol, pyrazoline and thiazazole, aniline derivatives, hydrazone compounds, aromatic amine derivatives, stylben derivatives, or compounds thereof. An electron donating substance such as a polymer having a group in the main chain or the side chain is used. The binder resin in the charge transport layer includes vinyl polymers such as polycarbonate, polymethylmethacrylate, polystyrene, and polyvinyl chloride, polyester, polyester carbonate, polysulfone, polyimide, phenoxy, epoxy, silicone resin, or polymers or portions thereof. Examples thereof include a cross-linked cured product, and polycarbonate is particularly preferable. Further, the binder resin in the charge transport layer may contain various additives such as an antioxidant and a sensitizer, if necessary.

[1-4-1-2.帯電装置の構成]
図2、図3及び図4に示すように、帯電装置16は、感光ドラム14の表面を帯電させる装置であり、主に、帯電ローラ32及びクリーニングローラ34により構成されている。帯電ローラ32は、感光ドラム14の表面に接するように回転軸を左右方向に向けて配置されている。この帯電ローラ32は、左右両端部近傍に設けられた外側帯電ローラ軸受36に帯電ローラ芯金32aが回転可能に支持されている。外側帯電ローラ軸受36は、圧縮バネ38により感光ドラム14に向かって付勢されている。このため帯電ローラ32は、感光ドラム14に向かって付勢されている。また左右それぞれの外側帯電ローラ軸受36の左右内側には、帯電ローラ芯金32aを回転可能に支持する内側帯電ローラ軸受40が設けられている。この内側帯電ローラ軸受40は、前後両側面における上下方向の中央部よりもやや上側から、それぞれ前上方向及び後上方向へ向かって、略円柱形状で直線状の軸受アーム40aが突出している。
[1-4-1-2. Configuration of charging device]
As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the charging device 16 is a device for charging the surface of the photosensitive drum 14, and is mainly composed of a charging roller 32 and a cleaning roller 34. The charging roller 32 is arranged so that the rotation axis is oriented in the left-right direction so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum 14. In the charging roller 32, the charging roller core metal 32a is rotatably supported by the outer charging roller bearings 36 provided near the left and right ends. The outer charged roller bearing 36 is urged toward the photosensitive drum 14 by a compression spring 38. Therefore, the charging roller 32 is urged toward the photosensitive drum 14. Further, on the left and right inner sides of the left and right outer charging roller bearings 36, inner charging roller bearings 40 that rotatably support the charging roller core metal 32a are provided. The inner charged roller bearing 40 has a substantially cylindrical and linear bearing arm 40a projecting from slightly above the central portion in the vertical direction on both front and rear surfaces toward the front-up direction and the rear-up direction, respectively.

クリーニングローラ34は、帯電ローラ32に摺接するように回転軸を左右方向に向けて配置されている。このクリーニングローラ34は、左右両端部近傍に設けられたクリーニングローラ軸受42にクリーニングローラ芯体34aが回転可能に支持されている。内側帯電ローラ軸受40の軸受アーム40aには、引張りバネ44の引張りバネ腕部44aが係止している。この引張りバネ44は、全体として英大文字の「U」を180度回転させたような形状となるように屈曲しており、引張りバネコイル部44bにおける、屈曲状態の曲げ形状の内側を、クリーニングローラ軸受42の周側面のうち帯電ローラ32とは逆側の外周面に巻き付けている。このように帯電装置16は、内側帯電ローラ軸受40と係止させた引張りバネ44を湾曲させ、曲げ形状の内側をクリーニングローラ軸受42に当接させることにより、引張りバネ44で、帯電ローラ32と同軸の内側帯電ローラ軸受40の軸受アーム40aを引張るようにした。このため帯電装置16は、クリーニングローラ軸受42を引張りバネ44により内側帯電ローラ軸受40に向かって付勢することにより、クリーニングローラ34を帯電ローラ32に当接させるように帯電ローラ32に向かって付勢できる。本実施の形態においては、外側帯電ローラ軸受36と内側帯電ローラ軸受40とが別体で個別の部品である場合について述べたが、外側帯電ローラ軸受36と内側帯電ローラ軸受40とは一体型でも良い。 The cleaning roller 34 is arranged with its rotation axis oriented in the left-right direction so as to be in sliding contact with the charging roller 32. In the cleaning roller 34, the cleaning roller core 34a is rotatably supported by cleaning roller bearings 42 provided near both left and right ends. The tension spring arm portion 44a of the tension spring 44 is engaged with the bearing arm 40a of the inner charged roller bearing 40. The tension spring 44 is bent so as to have a shape as if the capital letter "U" is rotated 180 degrees as a whole, and the inside of the bent shape of the tension spring coil portion 44b in the bent state is a cleaning roller bearing. It is wound around the outer peripheral surface of the peripheral side surface of 42, which is opposite to the charging roller 32. In this way, the charging device 16 bends the tension spring 44 locked to the inner charging roller bearing 40 and brings the inside of the bent shape into contact with the cleaning roller bearing 42, whereby the tension spring 44 and the charging roller 32 The bearing arm 40a of the coaxial inner charged roller bearing 40 was pulled. Therefore, the charging device 16 urges the cleaning roller bearing 42 toward the inner charging roller bearing 40 by the tension spring 44, so that the cleaning roller 34 is brought into contact with the charging roller 32 toward the charging roller 32. You can do it. In the present embodiment, the case where the outer charging roller bearing 36 and the inner charging roller bearing 40 are separate and separate parts has been described, but the outer charging roller bearing 36 and the inner charging roller bearing 40 may be integrated. good.

これら内側帯電ローラ軸受40、クリーニングローラ軸受42及び引張りバネ44からなる軸受部により、帯電装置16は、帯電ローラ32に対してクリーニングローラ34を荷重によりニップさせることができ、クリーニングローラ34の摩耗やクリーニングローラ弾性層34bの肉厚の変化や変動に対応することができる。第1の実施の形態におけるクリーニングローラ34は、帯電ローラ32表面とクリーニングローラ34表面との摩擦力により、帯電ローラ32の回転に連れられて従動駆動する。 The bearing portion including the inner charged roller bearing 40, the cleaning roller bearing 42, and the tension spring 44 allows the charging device 16 to nip the cleaning roller 34 to the charging roller 32 by a load, so that the cleaning roller 34 is worn out. It is possible to cope with changes and fluctuations in the wall thickness of the cleaning roller elastic layer 34b. The cleaning roller 34 in the first embodiment is driven by the frictional force between the surface of the charging roller 32 and the surface of the cleaning roller 34 along with the rotation of the charging roller 32.

[1-4-1-2-1.帯電ローラの構成]
帯電ローラ32は、導電性を有する材料からなる帯電ローラ芯金32aを有し、その帯電ローラ芯金32aの外周面に導電性の帯電ローラ弾性層32bを形成している。帯電ローラ芯金32aには、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたSUMや、SUS等の金属製の軸体が用いられることが多い。帯電ローラ弾性層32bには、感光ドラム14との適正な放電を得るため、感光ドラム14とニップできるように、ゴム、熱可塑性エラストマーや樹脂等が用いられることが多い。帯電ローラ弾性層32bは、単層に限らず、必要に応じて2層以上の多層構造を有する。
[1-4-1-2-1. Configuration of charging roller]
The charging roller 32 has a charging roller core metal 32a made of a conductive material, and a conductive charging roller elastic layer 32b is formed on the outer peripheral surface of the charging roller core metal 32a. For the charged roller core metal 32a, for example, an electroless nickel-plated SUM or a metal shaft body such as SUS is often used. In order to obtain an appropriate discharge with the photosensitive drum 14, rubber, a thermoplastic elastomer, a resin, or the like is often used for the charged roller elastic layer 32b so that the charged roller elastic layer 32b can be niped with the photosensitive drum 14. The charged roller elastic layer 32b is not limited to a single layer, and has a multi-layer structure of two or more layers as needed.

帯電ローラ弾性層32bに構成される材料として、例えば、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO、GECO)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル-ブタジエンゴム(H-NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴムやシリコーンゴム等、一種若しくは二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物を用いることができる。中でも特に、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を主成分としたゴムか、エピクロルヒドリンゴム(ECO)とアクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)とを混合したものを主成分としたゴムが用いられることが多い。本実施の形態においては、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を主成分としたゴムを使用した。 Examples of the material composed of the charged roller elastic layer 32b include epichlorohydrin rubber (CO, ECO, GECO), ethylene propylene rubber (EPM, EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), and hydride acrylonitrile-butadiene rubber (H-). NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), urethane rubber, silicone rubber, etc. A rubber composition can be used. In particular, rubber containing epichlorohydrin rubber (ECO) as a main component or rubber containing a mixture of epichlorohydrin rubber (ECO) and acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) as a main component is often used. In this embodiment, a rubber containing epichlorohydrin rubber (ECO) as a main component was used.

帯電ローラ弾性層32bの導電特性として、一般に抵抗が大き過ぎると感光ドラム14表面の帯電ムラや帯電不良による画像不良が発生する。逆に、抵抗が小さ過ぎると感光ドラム14表面の傷等によってリークが発生してしまい画像不良となる。したがって、帯電ローラ弾性層32bの導電特性には、適正な抵抗領域が存在する。適正な抵抗領域を得るために、帯電ローラ弾性層32bにはイオン導電性の材料や、イオン導電剤、カーボンブラックや金属性酸化物等が用いられて所定の導電性が与えられる。帯電ローラ弾性層32bは、導電性として、電子導電性でもイオン導電性のどちらも用いられることは可能だが、部分的な抵抗ムラが感光ドラム14の帯電ムラに影響しやすいこともあり、抵抗ムラを抑制するために、電子導電性よりもイオン導電性のものが用いられることが多い。 As a conductive property of the charged roller elastic layer 32b, generally, if the resistance is too large, image defects due to uneven charging on the surface of the photosensitive drum 14 and poor charging occur. On the contrary, if the resistance is too small, a leak occurs due to scratches on the surface of the photosensitive drum 14, and the image becomes defective. Therefore, there is an appropriate resistance region in the conductive characteristics of the charged roller elastic layer 32b. In order to obtain an appropriate resistance region, an ionic conductive material, an ionic conductive agent, carbon black, a metallic oxide, or the like is used for the charged roller elastic layer 32b to give a predetermined conductivity. The charged roller elastic layer 32b can be either electronically conductive or ionic conductive as conductivity, but partial resistance unevenness may easily affect the charging unevenness of the photosensitive drum 14, resulting in resistance unevenness. In order to suppress the above, ionic conductivity is often used rather than electron conductivity.

帯電ローラ弾性層32bには、体積抵抗値が10~10[Ω]となる抵抗層が好ましい。帯電ローラ32の抵抗値は、イオン導電性の場合は温度・湿度や測定電圧によりが異なる値を示すが、ここでは温度20[℃]湿度50[%RH]の環境下で測定した値を示す。 The charged roller elastic layer 32b is preferably a resistance layer having a volume resistance value of 106 to 109 [Ω]. In the case of ionic conductivity, the resistance value of the charging roller 32 shows a value different depending on the temperature / humidity and the measured voltage, but here, the value measured in an environment of a temperature of 20 [° C.] and a humidity of 50 [% RH] is shown. ..

帯電ローラ弾性層32bの硬さは、帯電ローラ32表面と感光ドラム14表面に微小のギャップを形成し、パッシェンの法則に基づいた放電に寄与する領域を確保する必要がある。適正なニップを得るために、帯電ローラ弾性層32bの硬さが調整される。このとき、帯電ローラ弾性層32bの硬さには、マイクロゴム硬度計MD-1capa(TypeA)(高分子計器株式会社製)が用いられ、ピーク測定が行われる。このとき、測定値が35度から80度の範囲であることが好ましいが、この硬さの範囲は、帯電ローラ32や感光ドラム14の円筒振れや形状のバラツキを吸収する目的も含んでいるため、帯電ローラ32と感光ドラム14に適正なニップが得られれば、この値にこだわる必要はない。 The hardness of the charged roller elastic layer 32b needs to form a minute gap between the surface of the charged roller 32 and the surface of the photosensitive drum 14 to secure a region that contributes to discharge based on Paschen's law. The hardness of the charged roller elastic layer 32b is adjusted in order to obtain an appropriate nip. At this time, a micro rubber hardness tester MD-1capa (TypeA) (manufactured by Polymer Meter Co., Ltd.) is used for the hardness of the charged roller elastic layer 32b, and peak measurement is performed. At this time, the measured value is preferably in the range of 35 to 80 degrees, but this hardness range also includes the purpose of absorbing the cylindrical runout and shape variation of the charging roller 32 and the photosensitive drum 14. If proper nips can be obtained for the charging roller 32 and the photosensitive drum 14, it is not necessary to stick to this value.

帯電ローラ弾性層32bの外側表面形状は、切削、研磨工程又は型成型により所定の研磨目及び表面粗さが形成される。このとき、帯電ローラ32の表面粗さは、印加する電圧や使用環境により多少前後するが、パッシェンの法則により、最大高さRy(準拠:JIS B 0601:1994)が1[μm]から40[μm]程度の範囲が好ましい。 The outer surface shape of the charged roller elastic layer 32b is formed with a predetermined polishing grain and surface roughness by cutting, polishing step or mold molding. At this time, the surface roughness of the charging roller 32 varies slightly depending on the applied voltage and the usage environment, but according to Paschen's law, the maximum height Ry (compliance: JIS B 0601: 1994) is 1 [μm] to 40 [. A range of about [μm] is preferable.

帯電ローラ弾性層32bの外側表面には、表面処理やコーティングが行われることができる。帯電ローラ32は、表面処理やコーティングにより、帯電ローラ弾性層32bに含有される物質が感光ドラム14を汚染することを防止したり、帯電ローラ弾性層32bの表面抵抗を調整したり、また感光ドラム14上に付着したトナーやトナー外添剤が帯電ローラ32に表面に付着し難いように適度な粗さを設けたりすることができる。帯電ローラ弾性層32bの外側表面には、表面処理としては、例えば、紫外線照射や電子線照射等の表面処理が行われても良い。 The outer surface of the charged roller elastic layer 32b can be surface-treated or coated. The charging roller 32 can prevent substances contained in the charging roller elastic layer 32b from contaminating the photosensitive drum 14 by surface treatment or coating, adjust the surface resistance of the charging roller elastic layer 32b, and can also adjust the surface resistance of the charging roller elastic layer 32b. It is possible to provide the charging roller 32 with an appropriate roughness so that the toner or the toner external agent adhering on the surface of the 14 is less likely to adhere to the surface. As the surface treatment, for example, surface treatment such as ultraviolet irradiation or electron beam irradiation may be performed on the outer surface of the charged roller elastic layer 32b.

コーティングとしては、ディッピング、スプレーやコーター等で塗布する方法がある。塗布する材料としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂やイソシアネート樹脂等、これらを、一種若しくは二種以上を併用したものが用いられることができる。また、コーティングで塗布する材料としては、上述以外にも必要に応じて、導電剤等が添加されても良い。また、これらのコーティング材にさらに粒子が混合されることもできる。混合される粒子としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂やイソシアネート樹脂等、これらを、一種若しくは二種以上を併用したものが用いられることができる。 As a coating, there are a method of applying by dipping, spray, coater or the like. As the material to be applied, for example, acrylic resin, urethane resin, fluororesin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyester resin, isocyanate resin and the like can be used, and one or a combination of two or more of these can be used. Further, as the material to be applied by the coating, a conductive agent or the like may be added as needed in addition to the above. Further, particles can be further mixed with these coating materials. As the particles to be mixed, for example, acrylic resin, urethane resin, fluororesin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyester resin, isocyanate resin and the like can be used, and one or a combination of two or more of these can be used.

本実施の形態において帯電ローラ32は、帯電ローラ芯金32aとして快削鋼(SUM)に無電解ニッケル鍍金が施された金属製の軸体が用いられ、帯電ローラ弾性層32bにはエピクロルヒドリンゴム(ECO)とアクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)の混合したものを主成分としたゴムが用いられた。帯電ローラ芯金32aの径はφ6[mm]、帯電ローラ弾性層32bの外径は9.5[mm]のものを使用した。 In the present embodiment, the charging roller 32 uses a metal shaft body in which free-cutting steel (SUM) is plated with non-electrolytic nickel as the charging roller core metal 32a, and epichlorohydrin rubber (epichlorohydrin rubber) is used as the charging roller elastic layer 32b. A rubber containing a mixture of ECO) and acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) as a main component was used. The diameter of the charged roller core metal 32a was φ6 [mm], and the outer diameter of the charged roller elastic layer 32b was 9.5 [mm].

帯電ローラ弾性層32bの表面は、型整形により形成される。帯電ローラ弾性層32bのコーティングとして、溶媒として、水/アルコール混合溶媒が使用されて、ポリアミド(ナイロン)系のポリマー及びウレタン樹脂粒子を混合した溶液が塗布されて溶媒が気化されることで溶液が硬化する。このとき、直径20[μm]と10[μm]のウレタン樹脂粒子を含有させた。 The surface of the charged roller elastic layer 32b is formed by shaping. A water / alcohol mixed solvent is used as a solvent for coating the charged roller elastic layer 32b, and a solution in which a polyamide (nylon) -based polymer and urethane resin particles are mixed is applied to vaporize the solvent to form a solution. Hardens. At this time, urethane resin particles having diameters of 20 [μm] and 10 [μm] were contained.

[1-4-1-2-2.クリーニングローラの構成]
図5に示すように、クリーニングローラ34は、クリーニングローラ芯体34aを有し、そのクリーニングローラ芯体34aの外周面にクリーニングローラ弾性層34bを有している。クリーニングローラ芯体34aには、例えば、無電解ニッケル鍍金をしたSUMや、SUS等の金属製の軸体、ポリアセタール(POM)等の樹脂等が用いられることができる。クリーニングローラ弾性層34bの構成としては、1層でも2層以上の積層構成でも構わない。クリーニングローラ弾性層34bは、発泡体を含んで構成されても良いし、ソリッド層と発泡層との2層の構成でも構わない。クリーニングローラ弾性層34bは、クリーニングローラ芯体34a表面の両端部を除く全体を螺旋状に巻回するように配置されていている。図6に示すように、本実施の形態においてクリーニングローラ弾性層34bは、クリーニングローラ芯体34a表面にクリーニングローラ34の長手方向に関し間隔を詰めて巻回されている。
[1-4-1-2-2. Cleaning roller configuration]
As shown in FIG. 5, the cleaning roller 34 has a cleaning roller core body 34a, and has a cleaning roller elastic layer 34b on the outer peripheral surface of the cleaning roller core body 34a. For the cleaning roller core 34a, for example, an electroless nickel-plated SUM, a metal shaft such as SUS, a resin such as polyacetal (POM), or the like can be used. The structure of the cleaning roller elastic layer 34b may be one layer or a laminated structure of two or more layers. The cleaning roller elastic layer 34b may be configured to include a foam, or may be composed of two layers, a solid layer and a foam layer. The cleaning roller elastic layer 34b is arranged so as to spirally wind the entire surface of the cleaning roller core body 34a except for both ends. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the cleaning roller elastic layer 34b is wound around the surface of the cleaning roller core 34a at intervals in the longitudinal direction of the cleaning roller 34.

クリーニングローラ弾性層34bを構成する材料としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド若しくはポリプロピレン等の発泡性の樹脂、又は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル-ブタジエンゴム(H-NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)若しくはクロロプレンゴム(CR)等のゴム材料を1種類又は2種類以上を混合してなる材料を用いても良い。これらには必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤や加硫促進剤等の助剤を加えても良い。 As the material constituting the cleaning roller elastic layer 34b, foamable resin such as polyurethane, polyethylene, polyamide or polypropylene, or silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber (EPM, EPDM), ethylene propylene rubber ( EPM, EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydride acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR) or chloroprene rubber (CR) You may use a material made by mixing one kind or two or more kinds of rubber materials such as the above. If necessary, an auxiliary agent such as a foaming aid, a foam stabilizer, a catalyst, a curing agent, a plasticizer, or a vulcanization accelerator may be added to these.

クリーニングローラ弾性層34bとクリーニングローラ芯体34aとは、接着剤34cにより接着されている。接着剤34cには、例えば、両面テープのような粘着テープからなる粘着剤が用いられる。粘着テープの粘着剤には、アクリル系粘着剤、ゴム系やシリコーン系等、これらを、一種若しくは二種以上の粘着剤を併用したものが用いられることができる。また、粘着テープは、基材の有無に寄らず使用されることができる。本実施の形態で使用したクリーニングローラ34は、クリーニングローラ芯体34aの材質として快削鋼に無電解ニッケル鍍金した軸体を用いた。クリーニングローラ弾性層34bにはポリウレタン発泡体、具体的には株式会社イノアックコーポレーション製のモルトプレンSM-55を用いた。粘着剤には、アクリル系粘着剤、具体的には日東電工株式会社製の両面テープ5000NSを用いた。クリーニングローラ弾性層34bは、幅8[mm]のウレタン発泡体の裏面に両面テープが貼り付けられ、クリーニングローラ芯体34aに螺旋状に隙間を0.5[mm]以下で巻き付けられて形成された。クリーニングローラ芯体34aは、φ4[mm]、クリーニングローラ弾性層34bの径は、6.0[mm]のものを使用した。 The cleaning roller elastic layer 34b and the cleaning roller core 34a are adhered to each other by an adhesive 34c. As the adhesive 34c, for example, an adhesive made of an adhesive tape such as a double-sided tape is used. As the pressure-sensitive adhesive of the pressure-sensitive adhesive tape, an acrylic pressure-sensitive adhesive, a rubber-based adhesive, a silicone-based adhesive, or the like, which is used in combination with one or more kinds of pressure-sensitive adhesives can be used. Further, the adhesive tape can be used regardless of the presence or absence of the base material. As the cleaning roller 34 used in the present embodiment, an electroless nickel-plated shaft body made of free-cutting steel was used as the material of the cleaning roller core body 34a. A polyurethane foam, specifically Moltoprene SM-55 manufactured by Inoac Corporation, was used for the cleaning roller elastic layer 34b. As the pressure-sensitive adhesive, an acrylic pressure-sensitive adhesive, specifically, a double-sided tape 5000NS manufactured by Nitto Denko Corporation was used. The cleaning roller elastic layer 34b is formed by attaching double-sided tape to the back surface of a urethane foam having a width of 8 [mm] and spirally winding a gap of 0.5 [mm] or less around the cleaning roller core 34a. rice field. The cleaning roller core 34a used had a diameter of 4 [mm], and the cleaning roller elastic layer 34b had a diameter of 6.0 [mm].

[1-4-1-2-3.引張りバネの構成]
図7に示すように、引張りバネ44は、引張りバネコイル部44b及び引張りバネ腕部44aにより構成されている。引張りバネコイル部44bは、引張りバネ44における長手方向の中央部分に設けられ、長手方向の大部分を占めており、コイル形状である。引張りバネ腕部44aは、引張りバネコイル部44bにおける長手方向の両外側に設けられており、鈎形状である。図4に示したように、引張りバネ44の引張りバネ腕部44aは、内側帯電ローラ軸受40の軸受アーム40aに引っ掛かっている。
[1-4-1-2-3. Configuration of tension spring]
As shown in FIG. 7, the tension spring 44 is composed of a tension spring coil portion 44b and a tension spring arm portion 44a. The tension spring coil portion 44b is provided in the central portion of the tension spring 44 in the longitudinal direction, occupies most of the longitudinal direction, and has a coil shape. The tension spring arm portions 44a are provided on both outer sides of the tension spring coil portion 44b in the longitudinal direction and have a hook shape. As shown in FIG. 4, the tension spring arm portion 44a of the tension spring 44 is hooked on the bearing arm 40a of the inner charged roller bearing 40.

この引張りバネ44は、いわゆる引張りバネであり、外部から荷重がかかっていない無荷重状態でも引張りバネコイル部44bにおける長手方向に隣接するコイル同士の線間が詰められて密着し密着コイル状になっている。このため引張りバネ44は、無荷重状態においても、引張りバネコイル部44bにおけるコイル同士が密着しようとする力である初張力が働いている。 This tension spring 44 is a so-called tension spring, and even in a no-load state where no load is applied from the outside, the lines of the coils adjacent to each other in the longitudinal direction in the tension spring coil portion 44b are narrowed and closely adhered to form a close contact coil. There is. Therefore, even in a no-load state, the tension spring 44 has an initial tension, which is a force that causes the coils in the tension spring coil portion 44b to come into close contact with each other.

また、引張りバネ44が引っ張られていない自然状態における、引張りバネ44全体の長手方向(すなわち引張りバネコイル部44bが伸縮する伸縮方向)の長さを、バネ自然長L1とする。このバネ自然長L1は、具体的には、一方の引張りバネ腕部44aの鈎形状の端部の曲げの内側から他方の引張りバネ腕部44aの鈎形状の端部の曲げの内側までの、長手方向に沿った長さとなる。さらに、自然状態における、引張りバネコイル部44bの伸縮方向の長さを、コイル部自然長L0とする。さらに、引張りバネ腕部44aにおける伸縮方向の長さを、腕部長さLaとする。この腕部長さLaは、具体的には、引張りバネコイル部44bの端部から引張りバネ腕部44aの鈎形状の端部の曲げの内側までの長手方向に沿った長さとなる。この腕部長さLaは、引張りバネコイル部44bの伸縮状態に関わらず、一定の値となる。さらに、引張りバネコイル部44bの外径を、外径Rとする。この外径Rは、引張りバネコイル部44bの伸縮状態に関わらず、一定の値となる。 Further, the length in the longitudinal direction of the entire tension spring 44 (that is, the expansion / contraction direction in which the tension spring coil portion 44b expands / contracts) in the natural state in which the tension spring 44 is not pulled is defined as the spring natural length L1. The spring natural length L1 is specifically, from the inside of the bending of the hook-shaped end of one tension spring arm 44a to the inside of the bending of the hook-shaped end of the other tension spring arm 44a. The length is along the longitudinal direction. Further, the length of the tension spring coil portion 44b in the expansion / contraction direction in the natural state is defined as the natural length L0 of the coil portion. Further, the length of the tension spring arm portion 44a in the expansion / contraction direction is defined as the arm portion length La. Specifically, the arm length La is a length along the longitudinal direction from the end of the tension spring coil portion 44b to the inside of the bending of the hook-shaped end of the tension spring arm portion 44a. The arm length La is a constant value regardless of the expansion / contraction state of the tension spring coil portion 44b. Further, the outer diameter of the tension spring coil portion 44b is defined as the outer diameter R. This outer diameter R has a constant value regardless of the expansion / contraction state of the tension spring coil portion 44b.

さらに、引張りバネ44が屈曲して張られた状態である使用状態における、引張りバネ44全体の中心の伸縮方向の長さを、使用時バネ中心長L2(図4)とする。この使用時バネ中心長L2は、具体的には、使用状態における、一方の引張りバネ腕部44aの鈎形状の端部の曲げの内側から引張りバネ44全体の中心を通り他方の引張りバネ腕部44aの鈎形状の端部の曲げの内側までの、長手方向に沿った長さとなる。さらに、引張りバネ44の使用状態における、引張りバネ44全体の曲げの内側部分の伸縮方向の長さを、使用時バネ内側長L4(図4)とする。ここで、曲げの内側部分とは、引張りバネ44において、引張りバネコイル部44bの外周部のうち、クリーニングローラ軸受42と当接している側である。すなわち、使用時バネ内側長L4は、引張りバネコイル部44bの曲げの内側の外周部に沿う曲線の両端部を、軸受アーム40aに向かって、軸受アーム40aの外周部における引張りバネコイル部44bとは逆側の端部まで伸ばした線の長さである。このため、使用状態においては、引張りバネ44における曲げの内側部分の長さは、曲げの外側部分の長さよりも、短くなる。この使用時バネ中心長L2を示す曲線と使用時バネ内側長L4を示す曲線とは、平行な状態となる。なお、使用時バネ中心長L2は、後述する非接触三次元測定装置を用いて測定した軸間距離と、内側帯電ローラ軸受40とクリーニングローラ軸受42との部品形状を、投影機を用いて画像解析することで算出できる。 Further, the length in the expansion / contraction direction of the center of the entire tension spring 44 in the use state in which the tension spring 44 is bent and stretched is defined as the spring center length L2 (FIG. 4) at the time of use. Specifically, the spring center length L2 at the time of use passes through the center of the entire tension spring 44 from the inside of the bending of the hook-shaped end portion of one tension spring arm portion 44a in the use state, and the other tension spring arm portion. The length is along the longitudinal direction to the inside of the bend at the end of the hook shape of 44a. Further, the length in the expansion / contraction direction of the bending inner portion of the entire tension spring 44 in the used state of the tension spring 44 is defined as the spring inner length L4 (FIG. 4). Here, the bending inner portion is the side of the tension spring 44 that is in contact with the cleaning roller bearing 42 in the outer peripheral portion of the tension spring coil portion 44b. That is, the spring inner length L4 at the time of use has both ends of the curve along the inner peripheral portion of the bending of the tensile spring coil portion 44b toward the bearing arm 40a, which is opposite to the tensile spring coil portion 44b at the outer peripheral portion of the bearing arm 40a. The length of the line extending to the end of the side. Therefore, in the used state, the length of the inner portion of the bend in the tension spring 44 is shorter than the length of the outer portion of the bend. The curve showing the spring center length L2 at the time of use and the curve showing the spring inner length L4 at the time of use are in a parallel state. The spring center length L2 during use is an image of the distance between the axes measured using a non-contact coordinate measuring device described later and the component shapes of the inner charged roller bearing 40 and the cleaning roller bearing 42 using a projector. It can be calculated by analysis.

また、図8に示すように、引張りバネ44がクリーニングローラ軸受42にどの程度巻き付いているかを示す、引張りバネ44の屈曲の程度を示す角度を、巻付け角度θとする。ここで、引張りバネコイル部44bにおける一端側の円形部分の仮想的な端面に直交する直線を、コイル部一端側延設線LN1とする。また、引張りバネコイル部44bにおける他端側の円形部分の仮想的な端面に直交する直線を、コイル部他端側延設線LN2とする。巻付け角度θは、コイル部一端側延設線LN1とコイル部他端側延設線LN2とが成す2つの角度のうち、クリーニングローラ軸受42から離隔する側の角度である。このため巻付け角度θは、引張りバネ腕部44aの一端部と他端部とが離隔するように引張りバネ44が緩くクリーニングローラ軸受42に巻き付くほど小さくなる一方、引張りバネ腕部44aの一端部と他端部とが近接するように引張りバネ44が強くクリーニングローラ軸受42に巻き付くほど大きくなる。 Further, as shown in FIG. 8, an angle indicating the degree of bending of the tension spring 44, which indicates how much the tension spring 44 is wound around the cleaning roller bearing 42, is defined as a winding angle θ. Here, a straight line orthogonal to the virtual end face of the circular portion on one end side of the tension spring coil portion 44b is referred to as an extension line LN1 on one end side of the coil portion. Further, a straight line orthogonal to the virtual end face of the circular portion on the other end side of the tension spring coil portion 44b is defined as the extension line LN2 on the other end side of the coil portion. The winding angle θ is the angle on the side separated from the cleaning roller bearing 42 of the two angles formed by the coil portion extending wire LN1 on one end side and the coil portion extending wire LN2 on the other end side. Therefore, the winding angle θ becomes smaller as the tension spring 44 loosely winds around the cleaning roller bearing 42 so that one end and the other end of the tension spring arm 44a are separated from each other, while the winding angle θ becomes smaller. The tension spring 44 is strongly wound around the cleaning roller bearing 42 so that the portion and the other end portion are close to each other, and becomes larger.

この巻付け角度θを用いると、使用時バネ内側長L4は以下の(1)式により求められる。 When this winding angle θ is used, the spring inner length L4 at the time of use can be obtained by the following equation (1).

L4=L2-0.5π×R×(θ/180)……(1) L4 = L2-0.5π × R × (θ / 180) …… (1)

ここで、巻付け角度θが180度の場合、使用時バネ内側長L4は以下の(2)式により求められる。 Here, when the winding angle θ is 180 degrees, the spring inner length L4 at the time of use can be obtained by the following equation (2).

L4=L2-0.5π×R……(2) L4 = L2-0.5π × R …… (2)

本実施の形態では、巻付け角度θを160度、クリーニングローラ軸受42の外径を3.0[mm]、帯電ローラ32における帯電ローラ芯金32aの中心軸とクリーニングローラ34におけるクリーニングローラ芯体34aの中心軸との軸間距離が7.4[mm]のとき、引張りバネ44の中心長さが20.0[mm]になるように、軸受アーム40aの位置を設置する。 In the present embodiment, the winding angle θ is 160 degrees, the outer diameter of the cleaning roller bearing 42 is 3.0 [mm], the central shaft of the charging roller core metal 32a in the charging roller 32, and the cleaning roller core in the cleaning roller 34. When the distance between the axes of 34a and the central axis is 7.4 [mm], the position of the bearing arm 40a is installed so that the central length of the tension spring 44 is 20.0 [mm].

図11の表TB1に、本実施の形態で使用した7種類の引張りバネ44の特性を示す。これら引張りバネ44について、材質はSUS304-WPB、線径dは0.26[mm]、外径Rは1.9[mm]であり、腕部長さLaは3.45[mm]で固定し、それぞれの引張りバネ44を作成した。バネ定数kは、引張りバネ44における、材質、線径d、巻数Na及び外径Rにより算出される。コイル部自然長L0は、線径d×巻数Naにより算出される。バネ自然長L1は、コイル部自然長L0+腕部長さLa×2により算出される。 Table TB1 of FIG. 11 shows the characteristics of the seven types of tension springs 44 used in this embodiment. For these tension springs 44, the material is SUS304-WPB, the wire diameter d is 0.26 [mm], the outer diameter R is 1.9 [mm], and the arm length La is 3.45 [mm]. , Each tension spring 44 was created. The spring constant k is calculated from the material, wire diameter d, number of turns Na, and outer diameter R of the tension spring 44. The natural length L0 of the coil portion is calculated by the wire diameter d × the number of turns Na. The spring natural length L1 is calculated by the coil portion natural length L0 + the arm portion length La × 2.

[1-4-1-2-4.軸間距離と軸受荷重との関係]
本測定では、上述した構成の画像形成装置1及び帯電装置16を用いて、引張りバネ44が巻き付いたクリーニングローラ軸受42を軸受アーム40aから徐々に離隔するようにクリーニングローラ軸受42を引っ張る、引張り試験を行うことにより、帯電ローラ32とクリーニングローラ34との軸間距離と、クリーニングローラ軸受42に掛かる引張りバネ44による荷重である軸受荷重との関係を測定した。
[1-4-1-2-4. Relationship between shaft distance and bearing load]
In this measurement, a tensile test is performed in which the cleaning roller bearing 42 around which the tension spring 44 is wound is pulled so as to be gradually separated from the bearing arm 40a by using the image forming apparatus 1 and the charging device 16 having the above-described configurations. The relationship between the distance between the axes of the charging roller 32 and the cleaning roller 34 and the bearing load, which is the load due to the tension spring 44 applied to the cleaning roller bearing 42, was measured.

軸間距離は、非接触三次元測定装置NH-5Ns(三鷹光器株式会社製、対物レンズ×50)を使用して測定した。具体的に本測定においては、帯電ローラ32及びクリーニングローラ34の外周の回転角度30度分の円弧形状から、帯電ローラ32における帯電ローラ芯金32aの中心軸とクリーニングローラ34におけるクリーニングローラ芯体34aの中心軸とを求めることにより、この帯電ローラ32の中心軸とクリーニングローラ34の中心軸との軸間距離(すなわち引張距離)を測定した。 The distance between the axes was measured using a non-contact three-dimensional measuring device NH-5Ns (manufactured by Mitaka Kohki Co., Ltd., objective lens × 50). Specifically, in this measurement, the central axis of the charging roller core metal 32a in the charging roller 32 and the cleaning roller core 34a in the cleaning roller 34 are obtained from the arc shape of the outer circumferences of the charging roller 32 and the cleaning roller 34 at a rotation angle of 30 degrees. The distance between the central axis of the charging roller 32 and the central axis of the cleaning roller 34 (that is, the tensile distance) was measured by determining the central axis of the charging roller 32.

軸受荷重は、低荷重用万能材料試験機5543A(インストロンジャパンカンパニイリミテッド製)を使用して、クリーニングローラ軸受42に掛かる引張りバネ44による荷重である軸受荷重を測定した。 The bearing load was measured by using a low-load universal material testing machine 5543A (manufactured by Instron Japan Company Limited), which is the load due to the tension spring 44 applied to the cleaning roller bearing 42.

測定した軸間距離と軸受荷重とを、X軸を軸間距離、Y軸を軸受荷重として、図13のグラフGR1の軸間距離軸受荷重測定結果線ML1に示した。 The measured inter-axis distance and bearing load are shown in the inter-axis distance bearing load measurement result line ML1 of the graph GR1 in FIG. 13, with the X-axis as the inter-axis distance and the Y-axis as the bearing load.

屈曲状態の引張りバネ44は、軸間距離が短く範囲Aの範囲内である場合、使用時バネ内側長L4がバネ自然長L1よりも短い状態となる。この範囲Aの範囲内の場合、引張りバネ44の曲げの外側は自然状態と比較して伸びているものの、引張りバネ44の曲げの内側は自然状態と同様であり伸びていない状態である。換言すれば、範囲Aにおいては引張りバネ44の曲げの内側はこれ以上は縮まない状態である。このように屈曲状態の引張りバネ44は、初張力を超えた力で引っ張られるまでは、曲げの外側は自然状態と比較して伸びるものの、引張りバネ44の曲げの内側は自然状態と同様であり伸びていない状態である。 When the distance between the shafts of the tension spring 44 in the bent state is short and is within the range A, the spring inner length L4 at the time of use is shorter than the spring natural length L1. Within this range A, the outside of the bending of the tension spring 44 is stretched as compared with the natural state, but the inside of the bending of the tension spring 44 is the same as the natural state and is not stretched. In other words, in the range A, the inside of the bending of the tension spring 44 is in a state where it does not shrink any more. In this way, the tension spring 44 in the bent state stretches on the outside of the bend as compared with the natural state until it is pulled by a force exceeding the initial tension, but the inside of the bend of the tension spring 44 is the same as in the natural state. It is not stretched.

軸間距離が長くなっていく際、範囲Aにおいては、範囲Bに入り込む箇所に到達するまで、すなわち、初張力がかかるまでは、軸受荷重が掛かったとしても、引張りバネ44の伸びは小さい。また軸間距離が長くなっていく場合、初張力を超えてない範囲Aにおいては、軸間距離が変化する変化量に応じて、軸受荷重も比較的大きく変化する。 When the distance between the shafts becomes long, in the range A, the elongation of the tension spring 44 is small until the point where the range B is entered, that is, until the initial tension is applied, even if the bearing load is applied. Further, when the distance between the shafts becomes long, the bearing load also changes relatively greatly according to the amount of change in the distance between the shafts in the range A in which the initial tension is not exceeded.

一方、屈曲状態の引張りバネ44は、範囲Aからクリーニングローラ軸受42が初張力を超えて引っ張られ範囲Bに入ると、使用時バネ内側長L4がバネ自然長L1よりも長い状態となる。この範囲Bの範囲内の場合、引張りバネ44の曲げの外側と内側との両方とも自然状態と比較して伸びている状態である。範囲Bの場合、引張りバネ44は、バネ定数に応じた挙動を示す。仮に、引張りバネ44が屈曲状態で用いられずに、直線に沿って伸縮する状態で用いられる場合、引張りバネ44は、通常、範囲B内の特性を利用されるように用いられる。また範囲Bの場合、軸間距離が変化する変化量に応じた軸受荷重の変化量は、範囲Aの場合よりも小さくなる。 On the other hand, in the tension spring 44 in the bent state, when the cleaning roller bearing 42 is pulled from the range A beyond the initial tension and enters the range B, the spring inner length L4 becomes longer than the spring natural length L1 during use. Within this range B, both the outside and the inside of the bending of the tension spring 44 are in a stretched state as compared with the natural state. In the case of the range B, the tension spring 44 exhibits the behavior according to the spring constant. If the tension spring 44 is not used in the bent state but is used in a state of expanding and contracting along a straight line, the tension spring 44 is usually used so as to utilize the characteristics within the range B. Further, in the case of the range B, the amount of change in the bearing load according to the amount of change in the distance between the shafts is smaller than in the case of the range A.

さらに屈曲状態の引張りバネ44は、範囲Aと範囲Bとの境目の場合、使用時バネ内側長L4とバネ自然長L1とが等しい状態となる。この範囲Aと範囲Bとの境目は、軸間距離軸受荷重測定結果線ML1の傾きが大きく変化する箇所である変曲点Piの位置である(詳細は後述する) Further, in the tension spring 44 in the bent state, in the case of the boundary between the range A and the range B, the inner length L4 of the spring and the natural length L1 of the spring are equal to each other at the time of use. The boundary between the range A and the range B is the position of the inflection point Pi, which is a point where the inclination of the inter-axis distance bearing load measurement result line ML1 changes significantly (details will be described later).

このように引張りバネ44は、引張りバネ44が曲げられて用いられ曲げの内側で物体を付勢した際に、曲げの内側が伸び始めるところで、軸間距離の変化量に対する軸受荷重の変化量の傾き(すなわち、軸間距離軸受荷重測定結果線ML1の傾き)が大きく変化する変曲点Piが現れるという特性を有している。 In this way, the tension spring 44 is used by bending the tension spring 44, and when the object is urged inside the bend, the change amount of the bearing load with respect to the change amount of the distance between the shafts is where the inside of the bend starts to stretch. It has a characteristic that a turning point Pi in which the inclination (that is, the inclination of the inter-axis distance bearing load measurement result line ML1) changes significantly appears.

[1-4-1-3.露光装置の構成]
露光装置18(図1)は、照射光を感光ドラム14の表面に照射して露光することにより、この感光ドラム14の表面(表層部分)に静電潜像を形成する装置である。この露光装置18は、例えば画像形成装置1の筐体に支持されている。露光装置18は、例えば、照射光を発する複数の光源と、この照射光を感光ドラム14の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。なお、これらの各光源としては、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザ素子等が挙げられる。
[1-4-1-3. Exposure device configuration]
The exposure device 18 (FIG. 1) is a device that forms an electrostatic latent image on the surface (surface layer portion) of the photosensitive drum 14 by irradiating the surface of the photosensitive drum 14 with irradiation light to expose the surface. The exposure apparatus 18 is supported, for example, by the housing of the image forming apparatus 1. The exposure apparatus 18 includes, for example, a plurality of light sources that emit irradiation light and a lens array that forms an image of the irradiation light on the surface of the photosensitive drum 14. Examples of each of these light sources include a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode), a laser element, and the like.

[1-4-1-4.現像ローラの構成]
現像ローラ20は、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光ドラム14の表面(周面)に接するように配置されている。この現像ローラ20は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。現像ローラ20は、所定の周速度にて、例えば感光ドラム14とは逆方向に回転するようになっている。この現像ローラ20には、供給ローラ等により、トナー供給部22内に収容されているトナーが供給される。
[1-4-1-4. Development roller configuration]
The developing roller 20 is a member that supports the toner for developing the electrostatic latent image on the surface, and is arranged so as to be in contact with the surface (peripheral surface) of the photosensitive drum 14. The developing roller 20 has, for example, a metal shaft and a semi-conductive urethane rubber layer that covers the outer periphery (surface) thereof. The developing roller 20 rotates at a predetermined peripheral speed in the direction opposite to that of the photosensitive drum 14, for example. The toner stored in the toner supply unit 22 is supplied to the developing roller 20 by a supply roller or the like.

[1-4-1-5.トナー供給部の構成]
トナー供給部22は、上述した各色のトナーが収容されている容器である。すなわち、現像部12K、12C、12M及び12Yそれぞれのトナー供給部22内には、ブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーが収容されている。
[1-4-1-5. Configuration of toner supply unit]
The toner supply unit 22 is a container in which the above-mentioned toners of each color are stored. That is, black toner, cyan toner, magenta toner, and yellow toner are housed in the toner supply units 22 of each of the developing units 12K, 12C, 12M, and 12Y.

[1-4-1-6.クリーニングブレードの構成]
クリーニングブレード24は、その一端が感光ドラム14の表面と当接しており、転写ベルト26に転写されずに感光ドラム14の表面に残留したトナーを掻き取る。このクリーニングブレード24は、例えば、可撓性のゴム材又はプラスチック材等からなる。
[1-4-1-6. Cleaning blade configuration]
One end of the cleaning blade 24 is in contact with the surface of the photosensitive drum 14, and the toner that is not transferred to the transfer belt 26 and remains on the surface of the photosensitive drum 14 is scraped off. The cleaning blade 24 is made of, for example, a flexible rubber material or a plastic material.

[1-5.転写部の構成]
転写部5は、転写ベルト26、従動ローラ27、駆動ローラ28、転写ローラ29及びクリーニングブレード30を有している。画像形成部4及び転写部5により、媒体Pを搬送しつつ該媒体Pに現像剤像(トナー像)を形成する画像形成ユニット13が形成されている。
[1-5. Composition of transfer part]
The transfer unit 5 includes a transfer belt 26, a driven roller 27, a drive roller 28, a transfer roller 29, and a cleaning blade 30. The image forming unit 4 and the transfer unit 5 form an image forming unit 13 that forms a developer image (toner image) on the medium P while conveying the medium P.

転写ローラ29は、現像部12K、12C、12M及び12Yの各々に応じて1つずつ設けられており、現像部12K、12C、12M及び12Yにおいて形成された各色のトナー像を、媒体P上に静電的に転写する。転写ローラ29は、現像部12K、12C、12M及び12Yのそれぞれの感光ドラム14と、転写ベルト26を挟んで対向するように複数配置されているなお、複数の転写ローラ29は、実質的に同じ構成を有している。また、現像部12C、12M及び12Yと対向配置された各転写ローラ29は、それぞれモノクロ印刷時において感光ドラム14から一定の距離に離間する。 One transfer roller 29 is provided for each of the developing units 12K, 12C, 12M and 12Y, and toner images of each color formed in the developing units 12K, 12C, 12M and 12Y are displayed on the medium P. Transfer electrostatically. A plurality of transfer rollers 29 are arranged so as to face each of the photosensitive drums 14 of the developing units 12K, 12C, 12M and 12Y so as to sandwich the transfer belt 26, and the plurality of transfer rollers 29 are substantially the same. Has a configuration. Further, each transfer roller 29 arranged to face the developing units 12C, 12M and 12Y is separated from the photosensitive drum 14 at a certain distance during monochrome printing.

転写ベルト26は、搬送部3により搬送されてきた媒体Pを定着部6へ搬送する。転写ベルト26は、駆動ローラ28及び従動ローラ27によって張架されており、図1中反時計周りに回転する。駆動ローラ28及び従動ローラ27は、それぞれ転写ベルト26を搬送する。クリーニングブレード30は、転写ベルト26上に付着したトナーを掻き取る。 The transfer belt 26 conveys the medium P conveyed by the transfer unit 3 to the fixing unit 6. The transfer belt 26 is stretched by a drive roller 28 and a driven roller 27, and rotates counterclockwise in FIG. 1. The drive roller 28 and the driven roller 27 each convey the transfer belt 26. The cleaning blade 30 scrapes off the toner adhering to the transfer belt 26.

[1-6.定着部の構成]
定着部6は、転写ベルト26から搬送された媒体P上のトナー像に対して熱及び圧力を付与し、そのトナー像を媒体Pに定着させる。この定着部6は、例えば、媒体Pが搬送される搬送路を挟んで互いに対向配置された加熱ローラ46と加圧ローラ48とを有している。加熱ローラ46は、その内部にヒータを有している。加圧ローラ48は、定着処理を行う際に加熱ローラ46に対し付勢されてニップ部を形成する。
[1-6. Configuration of fixing part]
The fixing unit 6 applies heat and pressure to the toner image on the medium P conveyed from the transfer belt 26, and fixes the toner image on the medium P. The fixing portion 6 has, for example, a heating roller 46 and a pressure roller 48 arranged to face each other with a transport path through which the medium P is conveyed. The heating roller 46 has a heater inside thereof. The pressure roller 48 is urged against the heating roller 46 to form a nip portion during the fixing process.

[1-7.制御機構の構成]
ここで、図10を参照して、画像形成装置1の制御機構について説明する。画像形成装置1は、制御機構として、制御部50、受信メモリ52、画像データ編集メモリ54、操作部56、センサ群58及び電源回路60が設けられている。この画像形成装置1には、さらに駆動モータ62が設けられている。駆動モータ62は、感光ドラム14(図1)を駆動する
[1-7. Control mechanism configuration]
Here, the control mechanism of the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 1 is provided with a control unit 50, a reception memory 52, an image data editing memory 54, an operation unit 56, a sensor group 58, and a power supply circuit 60 as control mechanisms. The image forming apparatus 1 is further provided with a drive motor 62. The drive motor 62 drives the photosensitive drum 14 (FIG. 1).

制御部50は、インターフェイス(I/F)制御部64、主制御部66、露光装置制御部18S、定着制御部6S、搬送モータ制御部3S及び駆動制御部62Sを有している。主制御部66は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM及び入出力ポート等により構成され、例えば予め定められたプログラムを実行することにより、画像形成装置1における処理動作の全体を制御する。具体的には、主制御部66は、I/F制御部64からの印刷データや制御コマンドを受信し、露光装置制御部18S、定着制御部6S、搬送モータ制御部3S及び駆動制御部62Sの制御を統括して印刷動作を行う。I/F制御部64は、パーソナルコンピュータ(PC)等の外部装置からの印刷データや制御コマンドを受信し、或いは画像形成装置1の状態に関する信号を送信する。 The control unit 50 includes an interface (I / F) control unit 64, a main control unit 66, an exposure device control unit 18S, a fixing control unit 6S, a transfer motor control unit 3S, and a drive control unit 62S. The main control unit 66 is composed of a microprocessor, a ROM, a RAM, an input / output port, and the like, and controls the entire processing operation in the image forming apparatus 1 by executing a predetermined program, for example. Specifically, the main control unit 66 receives print data and control commands from the I / F control unit 64, and of the exposure device control unit 18S, the fixing control unit 6S, the transfer motor control unit 3S, and the drive control unit 62S. The printing operation is performed by controlling the control. The I / F control unit 64 receives print data and control commands from an external device such as a personal computer (PC), or transmits a signal regarding the state of the image forming device 1.

受信メモリ52は、PC等の外部装置からI/F制御部64を経由した印刷データを一時的に格納する。画像データ編集メモリ54は、受信メモリ52に格納された印刷データを受け取り、その印刷データを編集した画像データを格納する。操作部56は、例えば画像形成装置1の状態等の情報を表示するためのLEDランプや、使用者が指示を画像形成装置1へ与えるための入力部(ボタンやタッチパネル)を有する。センサ群58は、画像形成装置1の動作状態を監視する各種センサ、例えば媒体Pの位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ及びトナー残量検知センサ等を含んでいる。 The reception memory 52 temporarily stores print data from an external device such as a PC via the I / F control unit 64. The image data editing memory 54 receives the print data stored in the reception memory 52, and stores the image data in which the print data is edited. The operation unit 56 has, for example, an LED lamp for displaying information such as the state of the image forming apparatus 1 and an input unit (button or touch panel) for the user to give an instruction to the image forming apparatus 1. The sensor group 58 includes various sensors for monitoring the operating state of the image forming apparatus 1, for example, a position detection sensor for the medium P, a temperature / humidity sensor, a print density sensor, a toner remaining amount detection sensor, and the like.

露光装置制御部18Sは、画像データ編集メモリ54に記録された画像データを露光装置18へ送ると共に、その露光装置18の駆動制御を行う。定着制御部6Sは、媒体Pに転写されたトナー像を媒体Pに定着させる際、定着部6に印加される電圧を制御する。搬送モータ制御部3Sは、搬送部3(ホッピングローラ8、搬送ローラ対10及び11)が媒体Pを搬送する際、その搬送部3の動作制御を行う。駆動制御部62Sは、駆動モータ62の動作制御を行う。 The exposure apparatus control unit 18S sends the image data recorded in the image data editing memory 54 to the exposure apparatus 18, and controls the drive of the exposure apparatus 18. The fixing control unit 6S controls the voltage applied to the fixing unit 6 when the toner image transferred to the medium P is fixed to the medium P. When the transport unit 3 (hopping roller 8, transport roller pair 10 and 11) transports the medium P, the transport motor control unit 3S controls the operation of the transport unit 3. The drive control unit 62S controls the operation of the drive motor 62.

電源回路60は、帯電ローラ用電源32V、現像ローラ用電源20V、トナー供給部用電源22V及び転写ローラ用電源29Vを有している。ここで、帯電ローラ用電源32V、現像ローラ用電源20V、トナー供給部用電源22V及び転写ローラ用電源29Vは、主制御部66の指示に基づく電圧を、それぞれ、帯電ローラ32、現像ローラ20、トナー供給部22及び転写ローラ29へ印加する。現像ローラ用電源20Vにより現像ローラ20へ電圧が印加されることにより、感光ドラム14の表面に形成された静電潜像に、現像ローラ20が担持するトナーが現像される。また、トナー供給部用電源22Vによりトナー供給部22へ電圧が印加されることにより、トナー供給部22から現像ローラ20へトナーが供給される。また、帯電ローラ用電源32Vにより帯電ローラ32へ電圧が印加されることにより、感光ドラム14の表面が帯電する。また、転写ローラ用電源29Vにより転写ローラ29へ電圧が印加されることにより、感光ドラム14の表面に現像されたトナー像が媒体Pに転写される。 The power supply circuit 60 has a charging roller power supply 32V, a developing roller power supply 20V, a toner supply unit power supply 22V, and a transfer roller power supply 29V. Here, the charging roller power supply 32V, the developing roller power supply 20V, the toner supply unit power supply 22V, and the transfer roller power supply 29V apply voltages based on the instructions of the main control unit 66 to the charging roller 32 and the developing roller 20, respectively. It is applied to the toner supply unit 22 and the transfer roller 29. When a voltage is applied to the developing roller 20 by the developing roller power supply 20V, the toner carried by the developing roller 20 is developed on the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 14. Further, when a voltage is applied to the toner supply unit 22 by the toner supply unit power supply 22V, the toner is supplied from the toner supply unit 22 to the developing roller 20. Further, the surface of the photosensitive drum 14 is charged by applying a voltage to the charging roller 32 by the charging roller power supply 32V. Further, when a voltage is applied to the transfer roller 29 by the transfer roller power supply 29V, the toner image developed on the surface of the photosensitive drum 14 is transferred to the medium P.

[1-8.引張りバネの評価]
上述した構成の画像形成装置1及び帯電装置16を用いて、引張りバネ44の検討を行った。本検討では、図11に示したように、互いに異なる7種類のNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5、No.6及びNo.7の引張りバネ44を作成し、それぞれの連続試験時の評価と、クリーニングローラ34のニップ量の測定と、クリーニングローラ軸受42に掛かる荷重の測定とを行った。
[1-8. Evaluation of tension spring]
The tension spring 44 was examined using the image forming apparatus 1 and the charging apparatus 16 having the above-described configurations. In this study, as shown in FIG. 11, seven types of Nos. 1, No. 2. No. 3, No. 4, No. 5, No. 6 and No. The tension spring 44 of No. 7 was prepared, and each of them was evaluated at the time of continuous test, the nip amount of the cleaning roller 34 was measured, and the load applied to the cleaning roller bearing 42 was measured.

[1-8-1.連続試験]
本評価では、印刷画像の評価を行った。印刷画像の評価は、帯電ローラ32周期の黒点(色点)及び濃度ムラの発生の有無の評価を行い、評価結果を図12の表TB2に示した。測定条件は、以下の通りである。
[1-8-1. Continuous test]
In this evaluation, the printed image was evaluated. The printed image was evaluated by evaluating the presence or absence of black spots (color spots) and density unevenness in 32 cycles of the charging roller, and the evaluation results are shown in Table TB2 of FIG. The measurement conditions are as follows.

・1[%]Duty(印刷画像密度)、3ページ/Jobで連続印刷
・気温23[℃]、湿度55[%]環境下で10000枚印刷、
・その後、気温28[℃]、湿度80[%]環境下で10000枚印刷、
・その後、気温10[℃]、湿度20[%]環境下で10000枚印刷、
・合計30000枚印刷
・連続印刷後、気温10[℃]、湿度20[%]環境下で画像品質を確認
・画像確認パターン:白紙(0[%]Duty(印刷画像密度))、2by2(600dpi)、ベタ
・ 1 [%] Duty (print image density), 3 pages / Job continuous printing ・ Temperature 23 [° C], humidity 55 [%] printing 10,000 sheets,
・ After that, 10,000 sheets were printed in an environment with a temperature of 28 [° C] and a humidity of 80 [%].
・ After that, 10000 sheets were printed in an environment with a temperature of 10 [° C] and a humidity of 20 [%].
-Print a total of 30,000 sheets-After continuous printing, check the image quality under an environment of temperature 10 [° C] and humidity 20 [%]-Image confirmation pattern: Blank paper (0 [%] Duty (printed image density)), 2by2 (600 dpi) ), Solid

ここで印刷画像密度とは、画像を画素単位で分解した場合に、全画素数のうち媒体Pに現像剤を転写する画素数の割合を表す値である。例えば、所定の領域(感光ドラム14の1周分や印刷媒体1ページ分等)の印刷可能範囲に全面ベタ印刷を行う場合の面積率100[%]印刷のことを印刷画像密度100[%]といい、この印刷画像密度100[%]に対して1[%]の面積に相当する印刷を印刷画像密度1[%]という。印刷画像密度DPDを、使用ドット数Cm、回転数Cd及び総ドット数COを用いて数式により表すと、次の(3)式のように表すことができる。 Here, the print image density is a value representing the ratio of the number of pixels in which the developer is transferred to the medium P to the total number of pixels when the image is decomposed in pixel units. For example, printing with an area ratio of 100 [%] when performing solid printing on the entire surface in a printable range of a predetermined area (one round of the photosensitive drum 14, one page of a printing medium, etc.) is printed with an image density of 100 [%]. The print corresponding to the area of 1 [%] with respect to the print image density of 100 [%] is called the print image density of 1 [%]. When the print image density DPD is expressed by a mathematical formula using the number of dots used Cm, the number of rotations Cd, and the total number of dots CO, it can be expressed as the following equation (3).

DPD[%]=Cm/(Cd×CO)×100……(3) DPD [%] = Cm / (Cd × CO) × 100 …… (3)

ただし、使用ドット数Cmは、感光ドラム14がCd回転する間に、実際に画像を形成するために使用されたドットの数であり、該画像を形成する間に露光装置18により露光されたドットの総数である。また総ドット数COは、感光ドラム14の1回転あたりの総ドット数、すなわち、露光の有無に限らず、感光ドラム14が1回転する間に使用し得る、画像を形成する際に潜在的に使用可能なドットの総数である。換言すれば、総ドット数COは、全ての画素に現像剤を転写するベタ画像(ソリッド画像)を形成する場合に用いられるドット数の合計値である。したがって、値(Cd×CO)は、感光ドラム14がCd回転する間に、画像を形成する際に潜在的に使用可能なドット数の合計値を表す。 However, the number of dots used Cm is the number of dots actually used to form an image while the photosensitive drum 14 rotates Cd, and the dots exposed by the exposure apparatus 18 during the formation of the image. Is the total number of. Further, the total number of dots CO is the total number of dots per rotation of the photosensitive drum 14, that is, it is not limited to the presence or absence of exposure, and is potentially used in forming an image that can be used during one rotation of the photosensitive drum 14. The total number of dots that can be used. In other words, the total number of dots CO is the total number of dots used when forming a solid image (solid image) in which the developer is transferred to all the pixels. Therefore, the value (Cd × CO) represents the total number of dots that can potentially be used to form the image while the photosensitive drum 14 rotates Cd.

表TB2において、黒点(色点)の発生有無は、黒点が発生していない場合に記号「〇」を記し、黒点が発生した場合に記号「×」を記した。濃度ムラの発生有無は、濃度ムラが発生していない場合に記号「〇」を記し、濃度ムラが発生した場合に記号「×」を記した。この黒点(黒チリ)とは、クリーニングローラ34から帯電ローラ32へのニップ力が強すぎる場合に、クリーニングローラ34における絶縁体である接着剤34cのゴミが帯電ローラ32に付着して感光ドラム14の帯電ができなくなることにより、帯電ローラ32の回転周期で媒体Pにおいて発生するものである。濃度ムラとは、クリーニングローラ34から帯電ローラ32へのニップ力が足りない場合に、帯電ローラ32から剥離した外添剤をクリーニングローラ34が除去しきれなくなることにより、帯電ローラ32の回転周期で媒体Pにおいて発生するものである。 In Table TB2, the presence / absence of black spots (color spots) is indicated by a symbol “◯” when no black spots are generated and a symbol “×” when black spots are generated. The presence or absence of density unevenness is marked with a symbol "○" when no density unevenness has occurred, and marked with a symbol "x" when density unevenness has occurred. This black spot (black dust) means that when the nip force from the cleaning roller 34 to the charging roller 32 is too strong, dust of the adhesive 34c, which is an insulator in the cleaning roller 34, adheres to the charging roller 32 and the photosensitive drum 14 It is generated in the medium P in the rotation cycle of the charging roller 32 because the charging of the charging roller 32 becomes impossible. Concentration unevenness is a rotation cycle of the charging roller 32 because the cleaning roller 34 cannot completely remove the external additive peeled off from the charging roller 32 when the nip force from the cleaning roller 34 to the charging roller 32 is insufficient. It occurs in the medium P.

また表TB2には示していないものの、クリーニングローラ34から帯電ローラ32へのニップ力が強すぎる場合、クリーニングローラ34の接着剤34cのゴミが帯電ローラ32に付着して黒点が発生した場合に、黒点がニップ圧により帯電ローラ32に引き延ばされ、縦帯スジが発生することがある。 Although not shown in Table TB2, when the nip force from the cleaning roller 34 to the charging roller 32 is too strong, dust of the adhesive 34c of the cleaning roller 34 adheres to the charging roller 32 and black spots are generated. Black spots may be stretched by the charging roller 32 by the nip pressure, and vertical band streaks may occur.

[1-8-2.クリーニングローラのニップ量の測定]
本測定では、非接触三次元測定装置NH-5Ns(三鷹光器株式会社製、対物レンズ×50)を使用して、クリーニングローラ34が帯電ローラ32にどれだけニップしているか測定した。具体的に本測定においては、帯電ローラ32及びクリーニングローラ34の外周の回転角度30度分の円弧形状から、帯電ローラ32における帯電ローラ芯金32aの中心軸とクリーニングローラ34におけるクリーニングローラ芯体34aの中心軸とを求めることにより、この帯電ローラ32の中心軸とクリーニングローラ34の中心軸との軸間距離を測定し、短くなった軸間距離の分を、図9に示す、クリーニングローラ34の潰れ量である潰れ量Bと同等であるとみなし、クリーニングローラ34の潰れ量Bを算出する。
[1-8-2. Measurement of the nip amount of the cleaning roller]
In this measurement, a non-contact coordinate measuring device NH-5Ns (manufactured by Mitaka Kohki Co., Ltd., objective lens × 50) was used to measure how much the cleaning roller 34 was niped into the charging roller 32. Specifically, in this measurement, the central axis of the charging roller core metal 32a in the charging roller 32 and the cleaning roller core 34a in the cleaning roller 34 are obtained from the arc shape of the outer circumferences of the charging roller 32 and the cleaning roller 34 at a rotation angle of 30 degrees. The distance between the axes of the central axis of the charging roller 32 and the central axis of the cleaning roller 34 is measured by obtaining the central axis of the charging roller 32, and the shortened inter-axis distance is shown in FIG. 9 for the cleaning roller 34. The crushing amount B of the cleaning roller 34 is calculated on the assumption that it is equivalent to the crushing amount B which is the crushing amount of.

このとき、帯電ローラ32の帯電ローラ弾性層32bの硬度は、クリーニングローラ34のクリーニングローラ弾性層34bよりも十分に硬いため、クリーニングローラ34のみが凹んでいるものとして考え、帯電ローラ32の帯電ローラ弾性層32bの潰れ量は無視する。 At this time, since the hardness of the charging roller elastic layer 32b of the charging roller 32 is sufficiently harder than that of the cleaning roller elastic layer 34b of the cleaning roller 34, it is considered that only the cleaning roller 34 is recessed, and the charging roller of the charging roller 32 is charged. The amount of crushing of the elastic layer 32b is ignored.

さらに、クリーニングローラ34のクリーニングローラ弾性層34bの肉厚を肉厚Aとしたとき、クリーニングローラ34のニップ量を、潰れ量B/肉厚Aにより算出し、潰れ量B及びニップ量B/Aを、評価結果を図12の表TB2に示した。 Further, when the wall thickness of the cleaning roller elastic layer 34b of the cleaning roller 34 is set to the wall thickness A, the nip amount of the cleaning roller 34 is calculated by the crushing amount B / wall thickness A, and the crushing amount B and the nip amount B / A are calculated. The evaluation results are shown in Table TB2 of FIG.

[1-8-3.クリーニングローラ軸受に掛かる荷重の測定]
本測定では、低荷重用万能材料試験機5543A(インストロンジャパンカンパニイリミテッド製)を使用して、クリーニングローラ軸受42に掛かる引張りバネ44による荷重である軸受荷重を測定した。
[1-8-3. Measurement of load applied to cleaning roller bearings]
In this measurement, a low-load universal material tester 5543A (manufactured by Instron Japan Company Limited) was used to measure the bearing load, which is the load due to the tension spring 44 applied to the cleaning roller bearing 42.

[1-8-4.ニップ量と軸受荷重との関係]
本評価では、算出したニップ量(潰れ量B/肉厚A)と、測定した軸受荷重とを、X軸をニップ量、Y軸を軸受荷重として、図14のグラフGR2に示した。なおグラフGR2においては、No.2、No.3、No.6及びNo.7の引張りバネ44における、ニップ量と軸受荷重とを示し、No.1、No.4及びNo.5の引張りバネ44については省略する。また、No.3の引張りバネ44におけるニップ量と軸受荷重のみを、代表として図15のグラフGR3のニップ量軸受荷重測定結果線ML2に示した。
[1-8-4. Relationship between nip amount and bearing load]
In this evaluation, the calculated nip amount (crushing amount B / wall thickness A) and the measured bearing load are shown in Graph GR2 of FIG. 14, with the X-axis as the nip amount and the Y-axis as the bearing load. In Graph GR2, No. 2. No. 3, No. 6 and No. The nip amount and the bearing load in the tension spring 44 of No. 7 are shown. 1, No. 4 and No. The tension spring 44 of 5 is omitted. In addition, No. Only the nip amount and the bearing load in the tension spring 44 of No. 3 are shown in the nip amount bearing load measurement result line ML2 of the graph GR3 of FIG. 15 as a representative.

グラフGR3に示すように、ニップ量B/Aが0~0.53の範囲Xでは、ニップ量B/Aの変化量に対する軸受荷重の変化量の傾き(すなわち、ニップ量軸受荷重測定結果線ML2の傾き)が比較的緩やかである。また、ニップ量B/Aが0.53~0.83の範囲Yでは、ニップ量B/Aの変化量に対する軸受荷重の変化量の傾き(すなわち、ニップ量軸受荷重測定結果線ML2の傾き)が、範囲Xよりも大きくなる。さらに、ニップ量B/Aが0.83~1.0の範囲Zでは、ニップ量B/Aの変化量に対し軸受荷重がほとんど変化しない。 As shown in the graph GR3, in the range X where the nip amount B / A is 0 to 0.53, the slope of the change amount of the bearing load with respect to the change amount of the nip amount B / A (that is, the nip amount bearing load measurement result line ML2). The slope) is relatively gentle. Further, in the range Y where the nip amount B / A is in the range of 0.53 to 0.83, the slope of the change amount of the bearing load with respect to the change amount of the nip amount B / A (that is, the slope of the nip amount bearing load measurement result line ML2). However, it becomes larger than the range X. Further, in the range Z where the nip amount B / A is 0.83 to 1.0, the bearing load hardly changes with respect to the change amount of the nip amount B / A.

これは、範囲Zでは、帯電ローラ32とクリーニングローラ34との軸間距離が狭いことで、引張りバネコイル部44bが弛んでしまい、クリーニングローラ軸受42に軸受荷重が掛かっていない状態となるからである。一方、ニップ量B/Aが小さくなり範囲Zから範囲Yへ移行すると、クリーニングローラ軸受42に軸受荷重が掛かり始めるが、引張りバネコイル部44bの曲げの内側はやや弛みが見られてまだ伸びていない状態である。さらにニップ量B/Aが小さくなり範囲Yから範囲Xへ移行すると、範囲Xと範囲Yとの境界で引張りバネコイル部44bの曲げの内側が伸び始め、クリーニングローラ軸受42に引張りバネ44の荷重が掛かる。 This is because, in the range Z, the distance between the axes of the charging roller 32 and the cleaning roller 34 is narrow, so that the tension spring coil portion 44b is loosened and the cleaning roller bearing 42 is not loaded with the bearing load. .. On the other hand, when the nip amount B / A becomes smaller and shifts from the range Z to the range Y, the bearing load starts to be applied to the cleaning roller bearing 42, but the inside of the bending of the tension spring coil portion 44b is slightly slackened and has not yet stretched. It is a state. Further, when the nip amount B / A becomes smaller and shifts from the range Y to the range X, the inside of the bending of the tension spring coil portion 44b begins to extend at the boundary between the range X and the range Y, and the load of the tension spring 44 is applied to the cleaning roller bearing 42. It hangs.

ニップ量軸受荷重測定結果線ML2における範囲X内の近似線ALxと、範囲Y内の近似線ALyとは、変曲点Piにおいて互いに交差する。換言すると、X軸の値が変曲点Piの箇所において、近似線ALxと近似線ALyとの傾きが変化する。このように引張りバネ44においては、範囲Yから範囲Xに移行する、範囲Xと範囲Yとの境界部分で曲げの内側が伸び始めるところで、ニップ量軸受荷重測定結果線ML2に傾きの変曲点Piが見られる。このような変曲点Piは、それぞれの引張りバネ44において見られる。それぞれの引張りバネ44における変曲点Piの位置を、図12の表TB2に示す。 The approximate line ALx in the range X and the approximate line ALy in the range Y in the nip amount bearing load measurement result line ML2 intersect each other at the inflection point Pi. In other words, the slope of the approximate line ALx and the approximate line ALy changes at the point where the value of the X axis is the inflection point Pi. In this way, in the tension spring 44, the inflection point of inclination to the nip amount bearing load measurement result line ML2 at the point where the inside of the bend starts to extend at the boundary portion between the range X and the range Y, which shifts from the range Y to the range X. Pi can be seen. Such an inflection point Pi is found in each tension spring 44. The positions of the inflection points Pi in each tension spring 44 are shown in Table TB2 of FIG.

このように引張りバネ44は、引張りバネ44が曲げられて用いられ曲げの内側で物体を付勢した際に、曲げの内側が伸び始めるところで、ニップ量B/Aの変化量に対する軸受荷重の変化量の傾き(すなわち、ニップ量軸受荷重測定結果線ML2の傾き)が大きく変化する変曲点Piが現れるという特性を有している。 In this way, the tension spring 44 is used when the tension spring 44 is bent and is used to urge an object inside the bend. It has the characteristic that a variable point Pi appears in which the inclination of the amount (that is, the inclination of the nip amount bearing load measurement result line ML2) changes significantly.

[1-8-5.判定結果]
図12に示したように、No.1及びNo.2の引張りバネ44は、変曲点Piの位置がニップ量0.51よりも大きくなっている。このためNo.1及びNo.2の引張りバネ44は、帯電ローラ32とクリーニングローラ34とのニップ圧が強く、帯電ローラ32の回転によりクリーニングローラ34のクリーニングローラ弾性層34bが縮んだり戻ったりを繰り返すことで、クリーニングローラ弾性層34bとクリーニングローラ芯体34aとの接着に使用した接着剤34cの一部がクリーニングローラ弾性層34b表面に上がってきて、帯電ローラ32表面に付着してしまい、帯電ローラ32周期の黒点が発生した。
[1-8-5. judgment result]
As shown in FIG. 12, No. 1 and No. In the tension spring 44 of 2, the position of the inflection point Pi is larger than the nip amount of 0.51. Therefore, No. 1 and No. The tension spring 44 of 2 has a strong nip pressure between the charging roller 32 and the cleaning roller 34, and the cleaning roller elastic layer 34b of the cleaning roller 34 repeatedly contracts and returns due to the rotation of the charging roller 32, whereby the cleaning roller elastic layer A part of the adhesive 34c used for adhering the 34b and the cleaning roller core 34a came up to the surface of the cleaning roller elastic layer 34b and adhered to the surface of the charging roller 32, and black spots of the charging roller 32 cycles were generated. ..

No.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、変曲点Piの位置が0.07≦ニップ量≦0.51に収まっている。このためNo.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、軸間距離が縮まりニップ量が範囲Yから変曲点Piを超えて範囲Xに移行すると、軸間距離の縮まり方(すなわちニップ量の減り方)に対する荷重負荷の強まり方が急激に低下する。したがってNo.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、軸間距離が縮まりニップ量が大きくなっても、クリーニングローラ34を帯電ローラ32へ一定以上強く押し込まないようにできる。これによりNo.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、接着剤34cの一部がクリーニングローラ弾性層34b表面に上がってくることを防ぎ、帯電ローラ32表面に接着剤34cが付着することを防止できる。かくしてNo.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、帯電ローラ32周期の黒点の発生と濃度ムラの発生とを抑えることができる。またNo.3、No.4、No.5及びNo.6の引張りバネ44は、黒点の発生を抑えることができるため、上述した縦帯スジの発生も抑えることができる。 No. 3, No. 4, No. 5 and No. In the tension spring 44 of No. 6, the position of the inflection point Pi is within 0.07 ≦ nip amount ≦ 0.51. Therefore, No. 3, No. 4, No. 5 and No. In the tension spring 44 of No. 6, when the distance between the shafts is shortened and the nip amount shifts from the range Y to the range X beyond the inflection point Pi, the load load increases with respect to how the distance between the shafts shrinks (that is, how the nip amount decreases). Will drop sharply. Therefore, No. 3, No. 4, No. 5 and No. The tension spring 44 of 6 can prevent the cleaning roller 34 from being pushed into the charging roller 32 more than a certain amount even if the distance between the shafts is shortened and the nip amount is increased. As a result, No. 3, No. 4, No. 5 and No. The tension spring 44 of 6 can prevent a part of the adhesive 34c from rising to the surface of the cleaning roller elastic layer 34b and prevent the adhesive 34c from adhering to the surface of the charging roller 32. Thus, No. 3, No. 4, No. 5 and No. The tension spring 44 of 6 can suppress the generation of black spots and the occurrence of density unevenness in the charging roller 32 cycles. In addition, No. 3, No. 4, No. 5 and No. Since the tension spring 44 of No. 6 can suppress the generation of black spots, the generation of the vertical band streaks described above can also be suppressed.

No.7の引張りバネ44は、変曲点Piが0以下であるため、帯電ローラ32とクリーニングローラ34とのニップ圧が弱く、帯電ローラ32の回転駆動の際に軸間距離が大きくなっても強い荷重が得らない。このためNo.7の引張りバネ44は、帯電ローラ32とクリーニングローラ34のニップ圧が十分に得られず、帯電ローラ32表面のクリーニング性が十分に得られなくなる。これによりNo.7の引張りバネ44は、帯電ローラ32表面が外添剤で汚れることで、帯電ローラ32の濃度ムラが発生した。 No. Since the inflection point Pi of the tension spring 44 of 7 is 0 or less, the nip pressure between the charging roller 32 and the cleaning roller 34 is weak, and the tension spring 44 is strong even if the distance between the shafts becomes large when the charging roller 32 is rotationally driven. No load is obtained. Therefore, No. In the tension spring 44 of 7, the nip pressure of the charging roller 32 and the cleaning roller 34 cannot be sufficiently obtained, and the cleaning property of the surface of the charging roller 32 cannot be sufficiently obtained. As a result, No. In the tension spring 44 of No. 7, the surface of the charging roller 32 was contaminated with an external additive, so that the concentration of the charging roller 32 was uneven.

このように帯電装置16は、変曲点Piがニップ量0.07以上の引張りバネ44を用いて、変曲点Piの位置が0.07≦ニップ量≦0.51の範囲内にしたとき、画像欠陥の発生を抑えることができる。このように帯電装置16は、軸受荷重の変曲点Piを、ニップ量に対し適正な範囲に設けるようにした。 As described above, in the charging device 16, when the position of the inflection point Pi is within the range of 0.07 ≤ nip amount ≤ 0.51 by using the tension spring 44 having the inflection point Pi having a nip amount of 0.07 or more. , The occurrence of image defects can be suppressed. In this way, the charging device 16 is provided with the bearing load inflection point Pi in an appropriate range with respect to the nip amount.

[1-9.効果等]
以上の構成において帯電装置16は、屈曲させた引張りコイルバネである引張りバネ44の曲げの内側をクリーニングローラ34と同軸のクリーニングローラ軸受42に巻き付けることによって、クリーニングローラ34を帯電ローラ32に向かって付勢し、ニップ力を付与するようにした。ここで、ニップ力が強すぎた場合、清掃したトナー外添剤の凝集物や、クリーニングローラ芯体34aにスポンジが接着される製造時に発生する接着剤34cがクリーニングローラ弾性層34bから染み出してきたカス等の、クリーニングローラ34のゴミが、帯電ローラ32に付着してしまう。一方、ニップ力が弱すぎた場合、クリーニングローラ34が帯電ローラ32から離間してしまい、適切なニップ量が得られず帯電ローラ32周期のムラが発生してしまう。このように、クリーニングローラ34が適切な圧接力で帯電ローラ32に当接していない場合、クリーニング性能が低下したり、印字不良が発生したりしてしまう。
[1-9. Effect, etc.]
In the above configuration, the charging device 16 attaches the cleaning roller 34 toward the charging roller 32 by winding the inside of the bending of the tension spring 44, which is a bent tension coil spring, around the cleaning roller bearing 42 coaxial with the cleaning roller 34. I tried to give a force and a nip force. Here, if the nip force is too strong, agglomerates of the cleaned toner external agent and the adhesive 34c generated during manufacturing when the sponge is adhered to the cleaning roller core 34a exude from the cleaning roller elastic layer 34b. Dust from the cleaning roller 34, such as dust, adheres to the charging roller 32. On the other hand, if the nip force is too weak, the cleaning roller 34 is separated from the charging roller 32, an appropriate nip amount cannot be obtained, and unevenness in the charging roller 32 cycle occurs. As described above, if the cleaning roller 34 is not in contact with the charging roller 32 with an appropriate pressure contact force, the cleaning performance may be deteriorated or printing defects may occur.

これに対し帯電装置16は、引張りバネ44の自然長をバネ自然長L1、屈曲状態でクリーニングローラ軸受42に巻き付けた状態の引張りバネ44の内側の長さを使用時バネ内側長L4としたとき、バネ自然長L1=使用時バネ内側長L4とした。 On the other hand, in the charging device 16, when the natural length of the tension spring 44 is the natural length L1 of the spring and the inner length of the tension spring 44 in the state of being wound around the cleaning roller bearing 42 in the bent state is the inner length of the spring L4 at the time of use. , Spring natural length L1 = spring inner length L4 at the time of use.

このため帯電装置16は、帯電ローラ32の回動中に瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32から離間し、バネ自然長L1<使用時バネ内側長L4となったとしても、引張りバネ44全体が伸びることで付勢力が瞬間的に強くなるため、引張りバネ44でクリーニングローラ34を帯電ローラ32へ向けて直ちに付勢し、クリーニング性能の低下を抑制できる。 Therefore, in the charging device 16, even if the cleaning roller 34 momentarily separates from the charging roller 32 during the rotation of the charging roller 32 and the natural spring length L1 <the spring inner length L4 during use, the entire tension spring 44 Since the urging force is momentarily strengthened by the extension, the cleaning roller 34 can be immediately urged toward the charging roller 32 by the tension spring 44, and the deterioration of the cleaning performance can be suppressed.

一方、帯電装置16は、帯電ローラ32の回動中に瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32に強く圧接し、バネ自然長L1>使用時バネ内側長L4となったとしても、近似線ALxよりも近似線ALyの方が傾きが大きいように(図15)、引張りバネ44全体がこれ以上縮むことができないために付勢力(軸受荷重)が急激に低下するため、クリーニングローラ34に付着したゴミが帯電ローラ32に付着することを抑制でき、印字不良の発生を抑制できる。 On the other hand, in the charging device 16, even if the cleaning roller 34 momentarily strongly presses against the charging roller 32 during the rotation of the charging roller 32 and the natural spring length L1> the spring inner length L4 when used, the approximate line ALx. As the approximate line ALY has a larger inclination than the approximate line ALY (FIG. 15), the urging force (bearing load) drops sharply because the entire tension spring 44 cannot be contracted any more, so that it adheres to the cleaning roller 34. It is possible to suppress the adhesion of dust to the charging roller 32 and suppress the occurrence of printing defects.

これにより帯電装置16は、クリーニングローラ34を適切な圧接力で帯電ローラ32に当接させることができ、クリーニング性能の低下と印字不良とを抑制できる。 As a result, the charging device 16 can bring the cleaning roller 34 into contact with the charging roller 32 with an appropriate pressure contact force, and can suppress deterioration of cleaning performance and printing defects.

ここで、昨今、画像形成装置1の小型化は重要な項目であり、帯電ローラ32及びクリーニングローラ34を含めた帯電装置16も小型化が望まれている。クリーニングローラ34を小径化することで帯電装置16を小型化することができるが、小径化するために帯電ローラ弾性層32bの肉厚を薄くすることで、帯電ローラ弾性層32bと帯電ローラ芯金32aとを接着するために用いた接着剤34cが帯電ローラ32表面に転写され、帯電ローラ32周期の画像不良が発生する問題があった。 Here, in recent years, miniaturization of the image forming apparatus 1 is an important item, and miniaturization of the charging apparatus 16 including the charging roller 32 and the cleaning roller 34 is also desired. The charging device 16 can be miniaturized by reducing the diameter of the cleaning roller 34, but by reducing the wall thickness of the charging roller elastic layer 32b in order to reduce the diameter, the charging roller elastic layer 32b and the charging roller core metal can be reduced. There is a problem that the adhesive 34c used for adhering to 32a is transferred to the surface of the charging roller 32, causing image defects in the charging roller 32 cycle.

これに対し帯電装置16は、帯電ローラ32の回動中に瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32に強く圧接した場合、引張りバネ44全体がこれ以上縮むことができないために付勢力が急激に低下するようにした。このため帯電装置16は、接着剤34cが帯電ローラ32表面に転写されることを防止できる。これにより画像形成装置1は、印字不良の発生を抑制しつつ、クリーニングローラ34を小型化することができ、該クリーニングローラ34を含む帯電装置16を小型化できる。 On the other hand, in the charging device 16, when the cleaning roller 34 momentarily strongly presses against the charging roller 32 during the rotation of the charging roller 32, the entire tension spring 44 cannot be further contracted, so that the urging force suddenly increases. I tried to reduce it. Therefore, the charging device 16 can prevent the adhesive 34c from being transferred to the surface of the charging roller 32. As a result, the image forming apparatus 1 can reduce the size of the cleaning roller 34 while suppressing the occurrence of printing defects, and can reduce the size of the charging device 16 including the cleaning roller 34.

ここで、図15に示したニップ量軸受荷重測定結果線ML2が、仮に、変曲点Piよりも大きい範囲に入っても、近似線ALyではなく、近似線ALxの傾きのままであった場合、ニップ量が大きいため軸間距離が小さくなっているにも関わらず、初張力よりも小さい力となっても、軸受荷重はなかなか減少しない。この場合、ニップ力が強くなりすぎ、クリーニングローラ34のゴミが帯電ローラ32に付着してしまう。 Here, even if the nip amount bearing load measurement result line ML2 shown in FIG. 15 falls into a range larger than the turning point Pi, the slope of the approximate line ALx remains instead of the approximate line ALy. Even though the distance between the shafts is small due to the large nip amount, the bearing load does not decrease easily even if the force is smaller than the initial tension. In this case, the nip force becomes too strong, and dust on the cleaning roller 34 adheres to the charging roller 32.

これに対し帯電装置16は、引張りバネ44を屈曲状態で用いることにより、変曲点Piを超えると、近似線ALyのように、近似線ALxに対し、ニップ量の増加量に対する軸受荷重の低下量を急激に大きくするようにした。このため帯電装置16は、帯電ローラ32の回動中に瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32に強く圧接した場合であっても、軸受荷重を瞬間的に小さくし、クリーニングローラ34に付着したゴミが帯電ローラ32に付着することを抑制でき、印字不良の発生を抑制できる。 On the other hand, in the charging device 16, when the tension spring 44 is used in the bent state, when the inflection point Pi is exceeded, the bearing load decreases with respect to the increase in the nip amount with respect to the approximate line ALx, as in the approximate line ALy. I tried to increase the amount sharply. Therefore, even if the cleaning roller 34 momentarily strongly presses against the charging roller 32 during the rotation of the charging roller 32, the charging device 16 momentarily reduces the bearing load and adheres to the cleaning roller 34. It is possible to suppress the adhesion of dust to the charging roller 32 and suppress the occurrence of printing defects.

さらに帯電装置16は、変曲点Piがニップ量0.07以上の引張りバネ44を用いて、変曲点Piの位置が0.07≦ニップ量≦0.51の範囲内にするようにした。このため帯電装置16は、ニップ量を適切にでき、クリーニング性能の低下と印字不良とを抑制できる。 Further, the charging device 16 uses a tension spring 44 having an inflection point Pi having a nip amount of 0.07 or more so that the position of the inflection point Pi is within the range of 0.07 ≤ nip amount ≤ 0.51. .. Therefore, the charging device 16 can appropriately adjust the nip amount, and can suppress deterioration of cleaning performance and printing failure.

以上の構成によれば帯電装置16は、回動可能であり被帯電部材としての感光ドラム14の表面に接触し帯電させる帯電ローラ32と、回動可能であり帯電ローラ32表面を清掃するクリーニングローラ34と、クリーニングローラ34と帯電ローラ32とを接触させる、長手方向に伸縮可能な引張りバネ44と、引張りバネ44の長手方向の一端側と他端側とを屈曲状態で保持して、引張りバネ44の外周部をクリーニングローラ34に当接させる軸受アーム40aとを設け、引張りバネ44の自然長をバネ自然長L1、屈曲状態における引張りバネ44の内側の長さを使用時バネ内側長L4としたとき、バネ自然長L1=使用時バネ内側長L4であるようにした。 According to the above configuration, the charging device 16 has a charging roller 32 that is rotatable and contacts and charges the surface of the photosensitive drum 14 as a charged member, and a cleaning roller that is rotatable and cleans the surface of the charging roller 32. A tension spring 44 that is in contact with the cleaning roller 34 and the charging roller 32, and a tension spring 44 that can be expanded and contracted in the longitudinal direction, and one end side and the other end side of the tension spring 44 in the longitudinal direction are held in a bent state to be a tension spring. A bearing arm 40a that brings the outer peripheral portion of 44 into contact with the cleaning roller 34 is provided, and the natural length of the tension spring 44 is the natural length of the spring L1, and the inner length of the tension spring 44 in the bent state is the inner length of the spring L4. When this is done, the natural length of the spring L1 = the inner length of the spring at the time of use L4.

これにより帯電装置16は、瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32から離間した場合は、引張りバネ44全体を伸ばし付勢力を瞬間的に強くして引張りバネ44でクリーニングローラ34を帯電ローラ32へ向けて直ちに付勢し、クリーニング性能の低下を抑制できる。一方、帯電装置16は、瞬間的にクリーニングローラ34が帯電ローラ32に強く圧接した場合は、引張りバネ44全体がこれ以上縮むことができないために付勢力が急激に低下するため、クリーニングローラ34に付着したゴミが帯電ローラ32に付着することを抑制でき、印字不良の発生を抑制できる。 As a result, when the cleaning roller 34 is momentarily separated from the charging roller 32, the charging device 16 extends the entire tension spring 44 and momentarily strengthens the urging force to move the cleaning roller 34 to the charging roller 32 by the tension spring 44. Immediately urges the driver to aim and suppress the deterioration of cleaning performance. On the other hand, when the cleaning roller 34 momentarily strongly presses against the charging roller 32, the charging device 16 applies the cleaning roller 34 because the urging force drops sharply because the entire tension spring 44 cannot be further contracted. It is possible to prevent the adhering dust from adhering to the charging roller 32, and it is possible to suppress the occurrence of printing defects.

かくして帯電装置16は、クリーニングローラ34を適切な圧接力で帯電ローラ32に当接させることができ、クリーニング性能の低下と印字不良とを抑制できる。 Thus, the charging device 16 can bring the cleaning roller 34 into contact with the charging roller 32 with an appropriate pressure contact force, and can suppress deterioration of cleaning performance and printing defects.

[2.第2の実施の形態]
[2-1.画像形成装置の構成]
第2の実施の形態による画像形成装置101(図1)は、第1の実施の形態による画像形成装置1と比較して、帯電装置16に代わる帯電装置116を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2. Second Embodiment]
[2-1. Configuration of image forming apparatus]
The image forming apparatus 101 (FIG. 1) according to the second embodiment is different from the image forming apparatus 1 according to the first embodiment in that it has a charging device 116 instead of the charging device 16. The points of are similarly configured.

[2-2.帯電装置の構成]
図2と対応する部材に同一符号を付した図16に示すように、帯電装置116は、第1の実施の形態による帯電装置16と比較して、ギア34gが追加されていると共に、クリーニングローラ34に代わるクリーニングローラ134を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2-2. Configuration of charging device]
As shown in FIG. 16 in which the member corresponding to FIG. 2 is designated by the same reference numeral, the charging device 116 has a gear 34 g added and a cleaning roller as compared with the charging device 16 according to the first embodiment. Although it differs in that it has a cleaning roller 134 instead of 34, it is similarly configured in other respects.

ギア34gは、クリーニングローラ芯体34aの一端側に固定されており、図示しないモータから駆動力が伝達されることにより、クリーニングローラ芯体34aを回転させる。このため帯電装置116は、帯電ローラ32の表面とクリーニングローラ134の表面との周速差を生じさせる。これにより帯電装置116は、帯電ローラ32の表面をクリーニングローラ134の表面で擦ることにより、帯電装置16と比較して、より一層強いクリーニング性を有することができる。 The gear 34g is fixed to one end side of the cleaning roller core 34a, and the driving force is transmitted from a motor (not shown) to rotate the cleaning roller core 34a. Therefore, the charging device 116 causes a peripheral speed difference between the surface of the charging roller 32 and the surface of the cleaning roller 134. As a result, the charging device 116 can have a stronger cleaning property than the charging device 16 by rubbing the surface of the charging roller 32 with the surface of the cleaning roller 134.

クリーニングローラ134(図5)は、第1の実施の形態によるクリーニングローラ34と比較して、クリーニングローラ弾性層34bに代わるクリーニングローラ弾性層134bを有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。図6と対応する部材に同一符号を付した図17に示すように、第2の実施の形態においてクリーニングローラ弾性層134bは、クリーニングローラ芯体34a表面に長手方向に間隔を空けて巻回されている。 The cleaning roller 134 (FIG. 5) differs from the cleaning roller 34 according to the first embodiment in that it has a cleaning roller elastic layer 134b instead of the cleaning roller elastic layer 34b, but is the same in other respects. It is configured in. As shown in FIG. 17 in which the members corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, in the second embodiment, the cleaning roller elastic layer 134b is wound around the surface of the cleaning roller core 34a at intervals in the longitudinal direction. ing.

第2の実施の形態による帯電装置116は、第1の実施の形態による帯電装置16と同様の作用効果を奏し得る。 The charging device 116 according to the second embodiment can have the same effect as the charging device 16 according to the first embodiment.

[3.他の実施の形態]
なお上述した第1の実施の形態においては、クリーニングローラ芯体34a表面に長手方向に間隔を詰めてクリーニングローラ弾性層34bを巻回し、第2の実施の形態においては、クリーニングローラ芯体34a表面に長手方向に間隔を空けてクリーニングローラ弾性層134bを巻回する場合について述べた。本発明はこれに限らず、要は、クリーニングローラ弾性層34b又は134bを帯電ローラ32の表面が清掃される構成にすることにより、クリーニングローラ34又は134としての機能が得られれば良い。
[3. Other embodiments]
In the first embodiment described above, the cleaning roller elastic layer 34b is wound around the surface of the cleaning roller core 34a at intervals in the longitudinal direction, and in the second embodiment, the surface of the cleaning roller core 34a is wound. The case where the cleaning roller elastic layer 134b is wound at intervals in the longitudinal direction has been described. The present invention is not limited to this, and the point is that the function as the cleaning roller 34 or 134 may be obtained by forming the cleaning roller elastic layer 34b or 134b so that the surface of the charging roller 32 is cleaned.

また上述した実施の形態においては、クリーニングローラ34又は134と帯電ローラ32とは回転軸を中心に一方向のみに円運動を行う、すなわち回転する場合について述べた。本発明はこれに限らず、クリーニングローラ34又は134と帯電ローラ32とは、所定の軸を中心に少なくとも回動すれば良い。 Further, in the above-described embodiment, the case where the cleaning roller 34 or 134 and the charging roller 32 perform a circular motion in only one direction about the axis of rotation, that is, rotate, has been described. The present invention is not limited to this, and the cleaning roller 34 or 134 and the charging roller 32 may at least rotate about a predetermined axis.

さらに上述した実施の形態においては、感光ドラム14から媒体Pにトナー画像を直接転写する、いわゆる直接転写方式の画像形成装置1又は101に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、感光ドラム14から各色のトナー画像を中間転写ベルトに順次重ねるように転写し、この中間転写ベルトから媒体Pにトナー画像を転写する、いわゆる中間転写方式(又は2次転写方式)の画像形成装置に本発明を適用しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the so-called direct transfer type image forming apparatus 1 or 101 in which the toner image is directly transferred from the photosensitive drum 14 to the medium P has been described. The present invention is not limited to this, and is a so-called intermediate transfer method (or secondary transfer method) in which toner images of each color are sequentially transferred from the photosensitive drum 14 onto an intermediate transfer belt, and the toner images are transferred from the intermediate transfer belt to the medium P. The present invention may be applied to an image forming apparatus of (transfer method).

さらに上述した実施の形態においては、一成分現像方式に用いる現像剤を用いる画像形成装置1又は101に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、キャリアとトナーとを混合することにより、そのキャリアとトナーとの摩擦を利用してトナーに適切な帯電量を付与する方式である二成分現像方式の現像剤を用いる画像形成装置に本発明を適用しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the image forming apparatus 1 or 101 using the developer used in the one-component developing method has been described. The present invention is not limited to this, and uses a two-component developing method developer which is a method of mixing a carrier and a toner and applying an appropriate charge amount to the toner by utilizing the friction between the carrier and the toner. The present invention may be applied to an image forming apparatus.

さらに上述した実施の形態においては、4個の現像部12を有し4色のトナーを用いたカラー画像を形成する画像形成装置1又は101に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、3個以下又は5個以上の現像部12を有し所定色数のトナーを用いた画像を形成する画像形成装置に本発明を適用しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the image forming apparatus 1 or 101 having four developing units 12 and forming a color image using four colors of toner has been described. The present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an image forming apparatus having three or less or five or more developing units 12 and forming an image using toner having a predetermined number of colors.

さらに上述した実施の形態においては、単機能のプリンタである画像形成装置1又は101に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置の機能を有するMFP(Multi Function Peripheral)等、他の種々の機能を有する画像形成装置に本発明を適用しても良い。また、電子写真方式により現像剤を用いて用紙等の媒体Pに画像を形成する種々の電子機器に本発明を適用しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the image forming apparatus 1 or 101 which is a single-function printer has been described. The present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an image forming apparatus having various other functions such as an MFP (Multi Function Peripheral) having a function of a copying machine or a facsimile apparatus. Further, the present invention may be applied to various electronic devices that form an image on a medium P such as paper by using a developer by an electrophotographic method.

さらに本発明は、上述した実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment and other embodiments. That is, the present invention has an applicable scope to an embodiment in which a part or all of the above-mentioned embodiment and the above-mentioned other embodiment are arbitrarily combined, and an embodiment in which a part is extracted. be.

さらに上述した実施の形態においては、帯電部材としての帯電ローラ32と、清掃部材としてのクリーニングローラ34又は134と、弾性部材としての引張りバネ44と、保持部材としての軸受アーム40aとによって、帯電装置としての帯電装置16又は116を構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる帯電部材と、清掃部材と、弾性部材と、保持部材とによって、帯電装置を構成しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the charging device is provided with a charging roller 32 as a charging member, a cleaning roller 34 or 134 as a cleaning member, a tension spring 44 as an elastic member, and a bearing arm 40a as a holding member. The case where the charging device 16 or 116 is configured is described. The present invention is not limited to this, and the charging device may be configured by a charging member having various other configurations, a cleaning member, an elastic member, and a holding member.

本発明は、電子写真式の画像形成装置を利用して媒体に画像を印刷する場合に利用できる。 The present invention can be used when printing an image on a medium using an electrophotographic image forming apparatus.

1……画像形成装置、2……媒体供給部、3……搬送部、4……画像形成部、5……転写部、6……定着部、7……カセット、8……ホッピングローラ、10、11……搬送ローラ対、12……現像部、13……画像形成ユニット、14……感光ドラム、16、116……帯電装置、18……露光装置、20……現像ローラ、22……トナー供給部、24……クリーニングブレード、26……転写ベルト、27……従動ローラ、28……駆動ローラ、29……転写ローラ、30……クリーニングブレード、32……帯電ローラ、32a……帯電ローラ芯金、32b……帯電ローラ弾性層、34、134……クリーニングローラ、34a……クリーニングローラ芯体、34b、134b……クリーニングローラ弾性層、34c……接着剤、34g……ギア、36……外側帯電ローラ軸受、38……圧縮バネ、40……内側帯電ローラ軸受、40a……軸受アーム、42……クリーニングローラ軸受、44……引張りバネ、44a……引張りバネ腕部、44b……引張りバネコイル部、46……加熱ローラ、48……加圧ローラ、50……制御部、52……受信メモリ、54……画像データ編集メモリ、56……操作部、58……センサ群、60……電源回路、62……駆動モータ、64……I/F制御部、66……主制御部、18S……露光装置制御部、6S……定着制御部、3S……搬送モータ制御部、62S……駆動制御部、32V……帯電ローラ用電源、20V……現像ローラ用電源、22V……トナー供給部用電源、29V……転写ローラ用電源、La……腕部長さ、L0……コイル部自然長、L1……バネ自然長、L2……使用時バネ中心長、L4……使用時バネ内側長、θ……巻付け角度、P……媒体。 1 ... image forming device, 2 ... medium supply unit, 3 ... transport unit, 4 ... image forming unit, 5 ... transfer unit, 6 ... fixing unit, 7 ... cassette, 8 ... hopping roller, 10, 11 ... Conveyor roller pair, 12 ... Development unit, 13 ... Image forming unit, 14 ... Photosensitive drum, 16, 116 ... Charging device, 18 ... Exposure device, 20 ... Development roller, 22 ... ... Toner supply unit, 24 ... Cleaning blade, 26 ... Transfer belt, 27 ... Driven roller, 28 ... Drive roller, 29 ... Transfer roller, 30 ... Cleaning blade, 32 ... Charging roller, 32a ... Charging roller core metal, 32b ... Charging roller elastic layer, 34, 134 ... Cleaning roller, 34a ... Cleaning roller core, 34b, 134b ... Cleaning roller elastic layer, 34c ... Adhesive, 34g ... Gear, 36 ... outer charged roller bearing, 38 ... compression spring, 40 ... inner charged roller bearing, 40a ... bearing arm, 42 ... cleaning roller bearing, 44 ... tension spring, 44a ... tension spring arm, 44b …… Tension spring coil part, 46 …… Heating roller, 48 …… Pressurizing roller, 50 …… Control unit, 52 …… Receiving memory, 54 …… Image data editing memory, 56 …… Operation unit, 58 …… Sensor group , 60 ... power supply circuit, 62 ... drive motor, 64 ... I / F control unit, 66 ... main control unit, 18S ... exposure device control unit, 6S ... fixing control unit, 3S ... transfer motor control Unit, 62S ... Drive control unit, 32V ... Charging roller power supply, 20V ... Development roller power supply, 22V ... Toner supply unit power supply, 29V ... Transfer roller power supply, La ... Arm length, L0 …… Coil part natural length, L1 …… Spring natural length, L2 …… Spring center length when used, L4 …… Spring inner length when used, θ …… Winding angle, P …… Medium.

Claims (10)

回動可能であり被帯電部材の表面に接触し帯電させる帯電部材と、
回動可能であり前記帯電部材表面を清掃する清掃部材と、
前記清掃部材と前記帯電部材とを接触させる、長手方向に伸縮可能な弾性部材と、
前記弾性部材の長手方向の一端側と他端側とを屈曲状態で保持して、前記弾性部材の外周部を前記清掃部材に当接させる保持部材と
を備え、
前記弾性部材の自然長をL1、屈曲状態における前記弾性部材の内側の長さをL4としたとき、L1=L4である
ことを特徴とする帯電装置。
A charged member that is rotatable and comes into contact with the surface of the charged member to be charged.
A cleaning member that is rotatable and cleans the surface of the charged member,
An elastic member that can be expanded and contracted in the longitudinal direction to bring the cleaning member into contact with the charging member,
A holding member that holds one end side and the other end side of the elastic member in the longitudinal direction in a bent state and brings the outer peripheral portion of the elastic member into contact with the cleaning member is provided.
A charging device characterized in that L1 = L4 when the natural length of the elastic member is L1 and the inner length of the elastic member in a bent state is L4.
前記清掃部材の層厚をA、前記弾性部材によるニップ力の付与により変形した前記清掃部材の変形量をBとし、ニップ量をB/Aとしたとき、前記ニップ量の変化量に対する前記清掃部材への荷重の変化量の傾きが変化する変曲点は、前記ニップ量が0.07以上の範囲である
ことを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。
When the layer thickness of the cleaning member is A, the deformation amount of the cleaning member deformed by applying the nip force by the elastic member is B, and the nip amount is B / A, the cleaning member with respect to the change amount of the nip amount. The charging device according to claim 1, wherein the inflection point at which the inclination of the change amount of the load on the load changes is in the range of 0.07 or more of the nip amount.
前記変曲点は、0.07≦B/A≦0.51の範囲内である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の帯電装置。
The charging device according to claim 1 or 2, wherein the inflection point is within the range of 0.07 ≦ B / A ≦ 0.51.
前記弾性部材は、
屈曲状態で前記清掃部材に当接するよう用いられる際に、前記清掃部材と前記帯電部材とのニップ量の変化量に対する前記清掃部材への荷重の変化量の傾きに、非線形特性を有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の帯電装置。
The elastic member is
When used to abut on the cleaning member in a bent state, it is characterized by having a non-linear characteristic in the slope of the amount of change in the load on the cleaning member with respect to the amount of change in the nip amount between the cleaning member and the charging member. The charging device according to any one of claims 1 to 3.
前記弾性部材は、
屈曲状態で前記清掃部材に当接するよう用いられる際に、前記ニップ量の変化量に対する前記清掃部材への荷重の変化量の傾きが、変曲点を中心として変化する
ことを特徴とする請求項4に記載の帯電装置。
The elastic member is
The claim is characterized in that the slope of the amount of change in the load on the cleaning member with respect to the amount of change in the nip amount changes around the inflection point when used to abut on the cleaning member in a bent state. 4. The charging device according to 4.
屈曲状態の前記弾性部材の中心の長さをL2、前記弾性部材のコイル部の外径をRとしたとき、屈曲状態の前記弾性部材の内側の長さL4は、以下の(1)式により求められる
L4=L2-0.5π×R……(1)
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の帯電装置。
When the length of the center of the elastic member in the bent state is L2 and the outer diameter of the coil portion of the elastic member is R, the inner length L4 of the elastic member in the bent state is calculated by the following equation (1). Required L4 = L2-0.5π × R …… (1)
The charging device according to any one of claims 1 to 5.
前記弾性部材の屈曲の程度を示す巻付け角度をθとしたとき、屈曲状態の前記弾性部材の内側の長さL4は、以下の(2)式により求められる
L4=L2-0.5π×R×(θ/180)……(2)
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の帯電装置。
When the winding angle indicating the degree of bending of the elastic member is θ, the length L4 inside the elastic member in the bent state is L4 = L2-0.5π × R obtained by the following equation (2). × (θ / 180) …… (2)
The charging device according to any one of claims 1 to 6, wherein the charging device is characterized by the above.
前記巻付け角度は、
前記弾性部材の前記コイル部における一端側の仮想的な端面に直交する直線と、前記コイル部における他端側の仮想的な端面に直交する直線とが成す角度である
ことを特徴とする請求項7に記載の帯電装置。
The winding angle is
The claim is characterized in that the angle is formed by a straight line orthogonal to a virtual end face on one end side of the coil portion of the elastic member and a straight line orthogonal to a virtual end face on the other end side of the coil portion. 7. The charging device according to 7.
請求項1乃至請求項8の何れかに記載の帯電装置を備える画像形成ユニット。 An image forming unit including the charging device according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の画像形成ユニットを備える画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the image forming unit according to claim 9.
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