JP3850778B2 - Charging device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電ローラを備え、感光体等の像担持体を帯電するための帯電装置及びこれを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真方式等の作像プロセス機構により、シート状の記録媒体上にトナー像を転写方式または直接方式で形成担持させるようになっている。かかる作像プロセス機構は、感光体等の像担持体上に、記録媒体上に担持されるトナー像を形成するものであるが、かかるトナー像の形成工程の1つに、像担持体を帯電する帯電工程があり、作像プロセス機構は、かかる帯電工程を行うための帯電手段たる帯電装置を備えている。
【0003】
従来、帯電装置としてはスコロトロン等のチャージャ方式にて帯電を行うものが主流であったが、この方式ではオゾン等の放電生成物が大量に発生するという問題があり、近年ではローラやブラシ等の、像担持体に接触するタイプの帯電装置が広く使用されるようになった。このようなタイプの帯電装置では経時的にトナー等の汚れがローラ等に付着し、汚れの付着により帯電ムラが生じると画像形成に悪影響を与えるため、汚れ付着に起因する帯電ムラの発生が帯電装置の寿命を決定する大きな要因となっていた。
【0004】
そこで、〔特許文献1〕に示されているように、ローラを用いる帯電装置において、ローラの汚れを低減するため、ローラの端部にフィルムを取り付けて、感光体とローラの間に微少なギャップを形成し、汚れの付着を抑制する技術が提案されている。また、フィルム以外によってギャップを形成するものとして、〔特許文献2〕に示されているように、ローラの端部に段差もしくは溝を設け、ギャップを形成する部材を取り付ける技術も提案されている。一方、ローラの材質としてはゴムやスポンジ等の弾性部材を用いるのが一般的であるが、〔特許文献3〕に示されているように、樹脂を用いたローラも知られている。
【0005】
しかし、ローラがゴムの場合、切削加工で高精度に加工するのが難しく、また熱膨張が大きいため、環境によりギャップが変動しやすいという問題がある。一方、樹脂製のローラは高硬度で切削加工が容易であるが、高硬度であるが故に、ギャップを形成する部材としてフィルム状の部材を使用した場合には経時でこの部材が摩耗してしまう等の不具合があった。また像担持体として有機感光体を使用した場合にはギャップを形成する部材が当接すると感光体が損傷することもあった。そこで、〔特許文献2〕において、ギャップを形成する部材や感光体が劣化することがなく良好な耐久性が得られるよう、ローラの端部に段差や溝を設け、ギャップを形成する部材を肉厚の弾性体で構成するという技術が提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−194868号公報
【特許文献2】
特開2002−55508号公報
【特許文献3】
特開2002−55508号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる肉厚の部材を使用する場合、その厚みの偏差がギャップを変動させてしまい、ギャップの変動が大きくなってしまうという問題がある。この問題を回避するためかかる部材を帯電ローラに取り付けたあとに、同部材を切削加工することも考えられるが、手間がかかるうえ、切削中に同部材を構成するチューブが回転してしまう場合もあり、高コストとなってしまうため、適切でない。
【0008】
本発明は、低コストで必要な精度の帯電ローラと像担持体との間のギャップが得られるとともに長寿命の帯電装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、両端部に凹形状の段差を有する帯電ローラと、上記段差に係合したリング状の規制部材とを有する帯電装置において、上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラに取り付けた際の、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、一方の端部の上記規制部材と他方の端部の上記規制部材とで互いに不一致であることを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の帯電装置において、上記肉厚変動の位相が互いに180°ずれていることを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の発明は、両端部に凹形状の段差を有する帯電ローラと、上記段差に係合したリング状の規制部材とを有する帯電装置において、上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラの各端部に複数取り付けられており、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、各端部に取り付けられた複数の規制部材で互いに不一致であることを特徴とする。
【0012】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の帯電装置において、各端部において隣り合う上記規制部材の上記肉厚変動の位相が互いに180°ずれていることを特徴とする。
【0013】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の帯電装置において、一方の端部の上記規制部材のうちの何れか1つと他方の端部の上記規制部材のうちの何れか1つとは上記肉厚変動の位相が一致することを特徴とする。
【0014】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか1つに記載の帯電装置において、上記帯電ローラの材料が、イオン導電材を含有する樹脂であることを特徴とする。
【0015】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1つに記載の帯電装置において、上記規制部材の材料が、熱収縮性を有し上記帯電ローラより硬度の低い樹脂であることを特徴とする。
【0016】
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の帯電装置と、この帯電装置によって帯電される像担持体とを有する画像形成装置であって、上記像担持体には上記規制部材が当接し上記帯電ローラは非接触であることを特徴とする。
【0017】
請求項9記載の発明は、請求項8記載の画像形成装置において、上記像担持体は表面にフィラーを含む保護層を有する有機感光体であることを特徴とする。
【0018】
請求項10記載の発明は、請求項8または9記載の画像形成装置において、少なくとも上記帯電装置と上記像担持体とが、画像形成装置本体に対して一体で着脱可能であることを特徴とする。
【0019】
【実施例】
図1に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はプリンタである。本実施例の画像形成装置は単色の画像を形成するものであるが、カラー画像を形成するものであっても良い。
【0020】
画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、OHPシートや、カード、ハガキといった90K紙、坪量約100g/m2相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体としてトナー像を定着するものとして用いることが可能である。記録媒体の大きさは、A4サイズやA3サイズ等の一般的な規格をなす大きさの他、カットされること等により形成される規格外の大きさであっても良い。
【0021】
画像形成装置100は、矢印A方向に回転駆動される円筒状に形成された像担持体としての表面に有機感光物質などを塗布した光導電性の感光体ドラム(以下、「感光体」という。)101と、感光体101を一様に帯電するための帯電手段としての帯電装置110と、帯電後の感光体101に画像情報に応じた潜像を形成するレーザー光103を発して光走査を行う露光手段としての図示しない露光装置とを有している。
【0022】
画像形成装置100はまた、露光後の感光体101上の潜像を現像する現像手段としての現像ユニットである現像装置104と、現像後の感光体101を除電光105aを発して除電する除電装置105と、現像装置104による現像によって得られた感光体101上のトナー像を、感光体101に密着させられるシート状の記録媒体としての転写材である図示しない用紙に静電転写する転写手段としての転写ローラである転写装置109と、用紙を所定のタイミングで感光体101と転写装置109との対向部である転写領域107に搬送するレジストローラ108とを有している。
【0023】
画像形成装置100はまた、転写後の用紙を感光体101から分離するための用紙分離手段としての分離爪111と、転写後の感光体101上に残った転写残トナーを感光体101から掻き落とすことによって感光体101をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置106と、帯電装置110で帯電を行う前に感光体101に除電光102aを発して感光体101の除電を行う除電手段としての除電装置102とを有している。
【0024】
画像形成装置100はまた、用紙を積載している図示しない給紙トレイと、給紙トレイに積載した用紙をレジストローラ108に向けて送り出す給紙手段としての図示しない給紙ローラと、転写装置109により感光体101上のトナー像を転写された用紙に、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての図示しない定着装置とを有している。定着後の用紙は画像形成装置100外部に排出される。
【0025】
現像装置104に備えられた現像ローラ104aは、感光体101との対向位置においてA方向と同じ方向に移動するB方向に回転する。クリーニング装置106は、ブレード106aにより感光体101の表面に残留付着しているトナーや、微細な紙粉などを除去するものである。転写手段としては、転写ローラでなく転写チャージャ、転写ベルト等を用いることができる。感光体は外径φ30mmのOPC感光体であり、表面にはフィラーを含む図示しない厚さ5μmの保護層が形成されている。帯電装置110と感光体101とは、一体で画像形成装置100本体に対して着脱可能となるようプロセスカートリッジ化されている。
【0026】
図2に示すように、帯電装置110は、両端部に凹形状の段差10を有する帯電ローラ11と、それぞれの段差10に嵌め込まれたリング状の規制部材としてのチューブ13a、13bとを有している。帯電ローラ11は、外径φが12mmであって、回転中心をなす軸15を有する芯金14と、芯金14の周りに形成されたABSを主成分とする樹脂層16とを有している。チューブ13a、13bは、グンゼ製PFAチューブであり、「10P」の厚さ300μmのものを使用している。
【0027】
帯電ローラ11の樹脂層16と感光体101とのギャップ、すなわち帯電ギャップを50μmとするため、段差10は幅8mm、深さ250μmの溝によって形成され、またチューブ13は熱収縮チューブであって、120℃の雰囲気中で20分間加熱することで溝に嵌め込まれたものである。樹脂層16はイオン導電材を含有している。チューブ13a、13bは以下説明するように同じチューブから切り出したものであり、樹脂層16の硬度より低い硬度の材質が選ばれている。
【0028】
図2に示されているように、帯電ローラ11の一方の端部に嵌め込まれたチューブ13aと、帯電ローラ11の他方の端部に嵌め込まれたチューブ13bとの、帯電ローラ11に対する取り付けの位相は、互いに不一致であり、その位相は互いに180°ずれている。このように位相をずらした理由は以下の通りである。
【0029】
図3に示すように、一般的な熱収縮チューブ13では、外径中心と内径中心の微少なずれにより、肉厚に、一般的なグレードでは肉厚の±10%程度の偏差がある。図3はその様子を誇張して表している。肉厚に偏差がある場合、肉厚が薄いほど肉厚偏差の値は小さくなるが、強度や耐久性の面で問題があるため、ある程度肉厚のあるチューブを使用する必要がある。本実施例では1本の長い熱収縮チューブ13を必要な長さに切って使用しているので、切り出したチューブ13a、13bには同じように肉厚偏差がある。そこで切る前の熱収縮チューブ13やこれを切ったチューブ13a、13bにマーキング等を行って帯電ローラ11に組み付け、肉厚変動の位相を制御している。
【0030】
ここでかりに図7のように両端のチューブ13a’、13b’の位相が揃っていると、チューブ13a’、13b’の肉厚の薄い部分が同時に感光体101に当接することになるため、帯電ローラ11の中央部で感光体101に接触しやすい。中央部で接触しやすいのは感光体101、帯電ローラ11ともに切削加工を行っているために中央部の外径が端部に比べ数十μm大きいことや、感光体101と帯電ローラ11の平行度のわずかなずれ等による影響による。図2に示した本実施例のように両端のチューブ13a、13bの位相を180°ずらせば、肉厚の薄い部分が両端で同時に感光体に接触することがなくなるので、感光体101と帯電ローラ110が接触する可能性は低くなる。
【0031】
さらには、図4に示すように、各端部、言い換えると片側に、複数個、本実施例では2個のチューブ13a1、13a2、及び13b1、13b2をつけても良い。この場合、チューブ13a1、13a2の取り付けの位相は互いに不一致であり、この隣り合うチューブ13a1、13a2の位相は互いに180°ずらして取り付けているとともに、チューブ13b1、13b2の取り付けの位相は互いに不一致であり、この隣り合うチューブ13b1、13b2の位相は互いに180°ずらして取り付けている。
【0032】
そして、一方の端部のチューブ13a1、13a2のうちの1つのチューブ13a1と他方の端部のチューブ13b1、13b2のうちの1つのチューブ13b1とは取り付けの位相が互いに一致しているとともに、一方の端部のチューブ13a1、13a2のうちのいま1つのチューブ13a2と他方の端部のチューブ13b1、13b2のうちのいま1つのチューブ13b2とは取り付けの位相が互いに一致している。このようにそれぞれの端部に位相が異なるように取り付けると、肉厚の厚い方でギャップが決定されるため、肉厚偏差を半減させた場合と同等の精度が得られると考えられる。また本実施例のように片側に2個ずつのチューブをつけたうえ、さらに両端のチューブの位相を管理することで、よりギャップが安定すると考えられる。
【0033】
ギャップの安定等、チューブを取り付けた効果、チューブの位相をずらした効果を確認するため、上述した構成の帯電ローラ11、感光体101を用いるとともに、上述した組成、厚さ、方法により取り付けられる熱収縮チューブを使用して▲1▼幅8mmのチューブを両端の位相を180°ずらして取り付けたローラ、▲2▼幅4mmのチューブを片側2個ずつ、位相を180°ずらして取り付け、両端の位相は揃えたローラ、▲3▼幅8mmのチューブを両端の位相を0°に揃えて取り付けたローラ、▲4▼幅8mm、厚さ50μmのPETテープを貼り付けたローラ(溝10は形成せず)を用いて、実験を行った。上記▲1▼〜▲4▼のうち、▲1▼、▲2▼は本発明を適用したものであってそれぞれ実施例1、2として以下説明し、また、▲3▼、▲4▼はそれぞれ比較例1、2として以下説明する。
【0034】
実施例1、2及び比較例1については各5本、比較例2については4本のローラを作製し、このローラの本体と感光体101のギャップを機械手前側(F)、中央(C)、機械奥側(R)の3点で測定した。ギャップの測定はMitutoyo製レーザースキャンマイクロメータ LSM−600を使用した。測定方法の詳細はJapan Hardcopy 2001論文集に記載されているものである。
【0035】
実験結果として、それぞれのローラの帯電ギャップの最大値と最小値を図5に、帯電ギャップの変動幅(最大値と最小値の差)を図6にそれぞれ示した。図中、「0°」は比較例1を、「180°」は実施例1を、「2個」は実施例2を、「テープ」は比較例2を、それぞれ示している。比較例1の場合には5本とも中央部で感光体と帯電ローラが接触してしまうが、それ以外の条件では感光体101とローラ本体が接触することはなかった。ギャップの変動幅に関しても比較例1では40〜100μmもあるのに対し、実施例1では40〜80μm、実施例2では20〜60μmに低減している。比較例2のテープがギャップ変動幅が15〜40μmと初期のギャップ安定性では最も優れている。
【0036】
通紙試験により耐久性の確認を行うと、実施例1、2のローラでは15万枚の通紙後でもチューブやチューブ当接部の感光体101に損傷はなく、画像領域のローラの汚れも軽微で画像も問題がなかった。比較例1のローラでは10万枚の通紙後にチューブやチューブ当接部の感光体101に損傷はなかったが、画像領域中央部付近でローラにトナー等が固着し画像にも濃度ムラが発生した。比較例2のローラでは1万枚の通紙を行ったあたりから、テープの端部からはみ出した接着層にトナーが付着し始め、付着したトナーの固まりが徐々に成長し5万枚後には帯電ギャップが広くなりすぎて、異常放電による濃度ムラが画像に現れるようになった。また、テープやテープ当接部の感光体101の表面にはたくさんの摺擦傷が発生していた。
【0037】
このように、実験及び通紙試験から、耐久性に関して、テープよりもチューブを用いた帯電装置の方が性能が良く、チューブを使用した場合には位相をずらして設けた帯電装置の方が性能が良いこと、及び、ギャップの変動幅に関して、一端に1つのチューブを設けた帯電装置110と2つのチューブを設けた帯電装置110を比較すると、2つのチューブを設けた帯電装置110の方が変動幅が小さいことが分かった。
【0038】
本実施例は以上の構成により、所定の操作により画像形成が開始されると、感光体101が回転駆動され、感光体101はA方向に回転される過程において帯電装置110による帯電工程、レーザー光103による露光工程、現像装置104による現像工程、転写装置109による転写工程、クリーニング装置106によるクリーニング工程、除電装置102による除電工程を受け、再度帯電装置110による帯電を受ける次の画像形成サイクルに入るが、かかる画像形成の過程において、チューブ13a、13bまたはチューブ13a1、13a2、13b1、13b2の位相が上述のようにずらしてあることから帯電ローラ110と感光体101とは非接触であり、帯電装置110及び感光体101の傷が防止され劣化が大幅に抑制されているとともに、経時的に濃度ムラを防止した良好な画像形成を行う。また、帯電装置110と感光体101とは、プロセスカートリッジを構成しカートリッジ形態となっているが、帯電装置110及び感光体101は長寿命化しているため交換の頻度が少なくて済み、また交換の際には一体化されているので帯電装置110及び感光体101の交換を同時に行うことで作業を容易に行うことができる。
【0039】
以上本発明を適用した帯電装置及びこれを有する画像形成装置を説明したが、帯電に適している範囲で、規制部材の取り付けの位相は180°と異なる位相でずらしても良い。また一端に複数の規制部材を設ける場合には、2つに限らず3つ以上の規制部材を設けても良い。本実施例においては、帯電装置110と感光体101とがプロセスカートリッジを構成しているが、他の部材、手段等をも含めてプロセスカートリッジ化しても良く、一方、帯電装置110と感光体101とは必ずしもプロセスカートリッジを構成しなくとも良い。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、両端部に凹形状の段差を有する帯電ローラと、上記段差に係合したリング状の規制部材とを有する帯電装置において、上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラに取り付けた際の、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、一方の端部の上記規制部材と他方の端部の上記規制部材とで互いに不一致であるので、通常厚さの偏差がある規制部材を用いた場合であっても、必要な精度の帯電ローラと像担持体との間のギャップを得ることができ、低コストの帯電装置を提供することができる。
【0041】
上記肉厚変動の位相が互いに180°ずれていることとすれば、位相を180°ずらすことで帯電ローラが像担持体により接触しにくくなり低コストで必要な精度の帯電ローラと像担持体との間のギャップを得ることができる帯電装置を提供することができる。
【0042】
本発明は、両端部に凹形状の段差を有する帯電ローラと、上記段差に係合したリング状の規制部材とを有する帯電装置において、上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラの各端部に複数取り付けられており、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、各端部に取り付けられた複数の規制部材で互いに不一致であるので、各端部において位相をずらすことで像担持体に対向する部分において厚さが厚い方の規制部材によって帯電ローラと像担持体とのギャップが決定され、通常厚さの偏差がある規制部材を用いた場合であっても、必要な精度で安定した帯電ローラと像担持体との間のギャップを得ることができ、低コストの帯電装置を提供することができる。
【0043】
各端部において隣り合う上記規制部材の上記肉厚変動の位相が互いに180°ずれていることとすれば、位相を180°ずらすことで帯電ローラが像担持体により接触しにくくなり低コストで必要な精度の帯電ローラと像担持体との間のギャップを得ることができる帯電装置を提供することができる。
【0044】
一方の端部の上記規制部材のうちの何れか1つと他方の端部の上記規制部材のうちの何れか1つとは上記肉厚変動の位相が一致することとすれば、帯電ローラと像担持体との間のギャップをさらに安定した帯電装置を提供することができる。
【0045】
帯電ローラの材料が、イオン導電材を含有する樹脂であることとすれば、帯電ローラの形状を高精度にて決定することができる帯電装置を提供することができる。
【0046】
規制部材の材料が、熱収縮性を有し帯電ローラより硬度の低い樹脂であることとすれば、規制部材を帯電ローラに熱収縮によって取り付けるので接着剤が不用であり、安価且つ簡易に生産を行うことができるとともに、規制部材の硬度が帯電ローラの硬度より低いので像担持体の損傷が生じにくく、像担持体の長寿命化に寄与する帯電装置を提供することができる。
【0047】
本発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の帯電装置と、この帯電装置によって帯電される像担持体とを有する画像形成装置であって、上記像担持体には上記規制部材が当接し上記帯電ローラは非接触であるので、上述の各効果を奏する帯電装置を備え、長期にわたって帯電を良好に行い、良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【0048】
像担持体が表面にフィラーを含む保護層を有する有機感光体であることとすれば、帯電装置のみならず像担持体も安価であるとともに、像担持体を長寿命化することができる画像形成装置を提供することができる。
【0049】
少なくとも帯電装置と像担持体とが、画像形成装置本体に対して一体で着脱可能であることとすれば、帯電装置及び像担持体が長寿命化しているため交換の頻度が少なくて済み、また、帯電装置及び像担持体が一体化されているので帯電装置及び像担持体の交換をユーザが行う場合であっても作業を容易に行うことができるとともに帯電ローラと像担持体とのギャップを良好な大きさとすることができ良好な帯電及びこれによる良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した帯電装置及びこれを有する画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図2】図1に示した帯電装置の一部破断側断面図である。
【図3】図2に示した帯電装置に用いるチューブを示す正断面図である。
【図4】帯電装置の別の構成例の一部破断側断面図である。
【図5】種々のローラと像担持体とのギャップを示す相関図である。
【図6】種々のローラと像担持体とのギャップの変動幅を示す相関図である。
【図7】帯電装置の比較例を示す一部破断側断面図である。
【符号の説明】
10 段差
11 帯電ローラ
13a 規制部材
13a1 規制部材
13a2 規制部材
13b 規制部材
13b1 規制部材
13b2 規制部材
100 画像形成装置
101 像担持体
110 帯電装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging device that includes a charging roller and charges an image carrier such as a photosensitive member, and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer having the charging device.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a toner image is formed and supported on a sheet-like recording medium by a transfer method or a direct method by an image forming process mechanism such as an electrophotographic method. Such an image forming process mechanism forms a toner image carried on a recording medium on an image carrier such as a photosensitive member. In one of the toner image forming steps, the image carrier is charged. The image forming process mechanism includes a charging device as a charging unit for performing the charging process.
[0003]
Conventionally, a charging device using a charger method such as Scorotron has been the mainstream, but this method has a problem that a large amount of discharge products such as ozone is generated. The type of charging device that comes into contact with the image carrier has been widely used. In such a type of charging device, dirt such as toner adheres to the roller or the like over time, and if uneven charging causes uneven charging, image formation is adversely affected. This was a major factor in determining the lifetime of the device.
[0004]
Therefore, as shown in [Patent Document 1], in a charging device using a roller, a film is attached to the end of the roller in order to reduce contamination of the roller, and a small gap is formed between the photoreceptor and the roller. There has been proposed a technique for forming a film and suppressing the adhesion of dirt. In addition, as shown in [Patent Document 2], a technique has been proposed in which a step or a groove is provided at the end of a roller and a member for forming the gap is attached as a method of forming a gap using a film other than a film. On the other hand, an elastic member such as rubber or sponge is generally used as the material of the roller, but as shown in [Patent Document 3], a roller using a resin is also known.
[0005]
However, when the roller is rubber, there is a problem that it is difficult to process with high accuracy by cutting, and the thermal expansion is large, so that the gap is likely to vary depending on the environment. On the other hand, the resin roller has high hardness and is easy to cut, but because of its high hardness, if a film-like member is used as a member for forming a gap, this member will wear over time. There were problems such as. Further, when an organic photoconductor is used as the image carrier, the photoconductor may be damaged when a member forming a gap comes into contact therewith. Therefore, in [Patent Document 2], a step or a groove is provided at the end of the roller so that the member forming the gap and the photoconductor are not deteriorated and good durability can be obtained. A technique of constituting with a thick elastic body has been proposed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-194868 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-55508 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-55508
[Problems to be solved by the invention]
However, when such a thick member is used, there is a problem that the deviation of the thickness causes the gap to fluctuate and the gap fluctuates. In order to avoid this problem, it is conceivable to cut the member after attaching the member to the charging roller. However, it takes time and the tube constituting the member may rotate during cutting. Yes, and it is expensive, so it is not appropriate.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charging device having a long life and a gap between a charging roller and an image carrier having a required accuracy at a low cost, and an image forming apparatus having the charging device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a charging device including a charging roller having a concave step at both ends and a ring-shaped regulating member engaged with the step, wherein the regulating member is The outer diameter center and the inner diameter center deviate from each other, and the thickness variation phase in the circumferential direction of the charging roller when attached to the charging roller is different from that of the regulating member at one end and the other. characterized in that between the regulating member of the end portion do not match each other.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the charging device according to the first aspect, the thickness fluctuation phases are shifted from each other by 180 ° .
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a charging device including a charging roller having a concave step at both ends and a ring-shaped restricting member engaged with the step, wherein the restricting member includes an outer diameter center and an inner diameter center. A plurality of attachments at each end of the charging roller, and the phase of the wall thickness variation in the circumferential direction of the charging roller is mutually controlled by a plurality of regulating members attached to each end. It is characterized by disagreement.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the charging device according to the third aspect , the thickness variation phases of the regulating members adjacent to each other are shifted from each other by 180 ° .
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the charging device according to the fourth aspect, any one of the regulating members at one end and the one of the regulating members at the other end are the meat. It is characterized in that the phases of thickness fluctuations coincide.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the charging device according to any one of the first to fifth aspects, the material of the charging roller is a resin containing an ionic conductive material.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the charging device according to any one of the first to sixth aspects, the material of the regulating member is a resin having heat shrinkability and lower hardness than the charging roller. Features.
[0016]
The invention described in claim 8 is an image forming apparatus comprising the charging device according to any one of claims 1 to 7 and an image carrier charged by the charging device. Is characterized in that the regulating member abuts and the charging roller is non-contact.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the image carrier is an organic photoreceptor having a protective layer containing a filler on the surface.
[0018]
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth or ninth aspect, at least the charging device and the image carrier can be integrally attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. .
[0019]
【Example】
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The image forming apparatus may be any known apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, but the image forming apparatus in this embodiment is a printer. The image forming apparatus of the present embodiment forms a single color image, but may form a color image.
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The developing roller 104 a provided in the developing
[0026]
As shown in FIG. 2, the charging
[0027]
In order to set the gap between the resin layer 16 of the charging
[0028]
As shown in FIG. 2, the phase of attachment of the
[0029]
As shown in FIG. 3, in a general heat shrinkable
[0030]
If the phases of the
[0031]
Furthermore, as shown in FIG. 4, a plurality of tubes, that is, two
[0032]
And one tube 13a1 of the tubes 13a1 and 13a2 at one end and one tube 13b1 of the tubes 13b1 and 13b2 at the other end are in phase with each other, and The current tube 13a2 of the end tubes 13a1 and 13a2 and the current tube 13b2 of the other end tubes 13b1 and 13b2 are in phase with each other. Thus, if it attaches to each edge part so that a phase may differ, since a gap is determined by the thicker one, it will be thought that the precision equivalent to the case where a thickness deviation is reduced by half is acquired. In addition, it is considered that the gap is more stable by attaching two tubes on each side as in this embodiment and managing the phase of the tubes at both ends.
[0033]
In order to confirm the effect of attaching the tube, such as the stability of the gap, and the effect of shifting the phase of the tube, the charging
[0034]
For each of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, five rollers were prepared, and for Comparative Example 2, four rollers were prepared. The gap between the roller body and the photosensitive member 101 was set to the front side (F) and the center (C). , Measured at three points on the machine back side (R). For measurement of the gap, a laser scanning micrometer LSM-600 manufactured by Mitutoyo was used. Details of the measurement method are described in the Japan Hardcopy 2001 paper collection.
[0035]
As experimental results, the maximum value and the minimum value of the charging gap of each roller are shown in FIG. 5, and the fluctuation range of the charging gap (difference between the maximum value and the minimum value) is shown in FIG. In the figure, “0 °” indicates Comparative Example 1, “180 °” indicates Example 1, “2” indicates Example 2, and “tape” indicates Comparative Example 2. In the case of Comparative Example 1, the photoconductor and the charging roller were in contact with each other at the center portion, but the photoconductor 101 and the roller main body were not in contact under other conditions. Regarding the fluctuation range of the gap, it is 40 to 100 μm in Comparative Example 1, but is reduced to 40 to 80 μm in Example 1 and 20 to 60 μm in Example 2. The tape of Comparative Example 2 is most excellent in initial gap stability with a gap fluctuation range of 15 to 40 μm.
[0036]
When durability was confirmed by a paper passing test, the rollers of Examples 1 and 2 did not damage the tube or the photosensitive member 101 of the tube contact portion even after the passage of 150,000 sheets, and the rollers in the image area were also stained. There was no problem with the image. In the roller of Comparative Example 1, the tube and the photoconductor 101 at the tube contact portion were not damaged after passing 100,000 sheets. However, the toner adheres to the roller near the center of the image area, and density unevenness occurs in the image. did. In the roller of Comparative Example 2, the toner started to adhere to the adhesive layer protruding from the end of the tape after 10,000 sheets were passed, and the adhered toner mass gradually grew and charged after 50,000 sheets. The gap became too wide and density unevenness due to abnormal discharge appeared in the image. In addition, many rubbing scratches were generated on the surface of the photosensitive member 101 at the tape or tape contact portion.
[0037]
In this way, from the experiment and paper passing test, the charging device using the tube has better performance than the tape in terms of durability, and when the tube is used, the charging device provided with the phase shifted is better. Compared with the charging
[0038]
In this embodiment, when image formation is started by a predetermined operation, the photosensitive member 101 is rotationally driven and the photosensitive member 101 is rotated in the A direction. 103, the developing process by the developing
[0039]
The charging device to which the present invention is applied and the image forming apparatus having the charging device have been described above. However, the phase of attaching the regulating member may be shifted by a phase different from 180 ° within a range suitable for charging. When a plurality of restricting members are provided at one end, not limited to two, but three or more restricting members may be provided. In the present embodiment, the charging
[0040]
【The invention's effect】
The present invention provides a charging device having a charging roller having a concave step at both ends and a ring-shaped restricting member engaged with the step, wherein the restricting member is displaced from the center of the outer diameter and the center of the inner diameter. The phase of the wall thickness variation in the circumferential direction of the charging roller when attached to the charging roller is inconsistent between the regulating member at one end and the regulating member at the other end. Therefore, even when a regulating member having a normal thickness deviation is used, a gap between the charging roller and the image carrier with a required accuracy can be obtained, and a low-cost charging device is provided. be able to.
[0041]
Assuming that the phase of the wall thickness fluctuation is 180 ° from each other, the charging roller is less likely to come into contact with the image carrier by shifting the phase by 180 °. It is possible to provide a charging device capable of obtaining a gap between the two.
[0042]
The present invention provides a charging device having a charging roller having a concave step at both ends and a ring-shaped restricting member engaged with the step, wherein the restricting member is displaced from the center of the outer diameter and the center of the inner diameter. The shape is a plurality, and is attached to each end of the charging roller, and the phase of wall thickness variation in the circumferential direction of the charging roller is inconsistent with each other by the plurality of regulating members attached to each end . The gap between the charging roller and the image carrier is determined by the thicker regulating member at a portion facing the image carrier by shifting the phase at each end, and a regulation member having a normal thickness deviation is used. Even if it is used, it is possible to obtain a stable gap between the charging roller and the image carrier with necessary accuracy, and to provide a low-cost charging device.
[0043]
If the phase of the thickness variation of the regulating member adjacent each end are shifted from each other by 180 °, the charging roller by shifting the
[0044]
If the any one bract the thickness variation of the phase of any one the other end of the regulating member of the regulating member at one end are matched, the charging roller and the image bearing It is possible to provide a charging device that further stabilizes the gap between the body and the body.
[0045]
If the material of the charging roller is a resin containing an ionic conductive material, a charging device that can determine the shape of the charging roller with high accuracy can be provided.
[0046]
If the material of the regulating member is a resin having heat shrinkage and lower hardness than the charging roller, the regulating member is attached to the charging roller by thermal shrinkage, so no adhesive is required, and production is inexpensive and simple. In addition, since the hardness of the regulating member is lower than the hardness of the charging roller, the image bearing member is hardly damaged, and a charging device that contributes to extending the life of the image bearing member can be provided.
[0047]
The present invention is an image forming apparatus comprising the charging device according to any one of claims 1 to 7 and an image carrier to be charged by the charging device, wherein the regulating member includes the regulating member. Since the charging roller is in non-contact with the charging roller, it is possible to provide an image forming apparatus that includes the charging device that exhibits the above-described effects, can be charged well over a long period of time, and can perform good image formation. .
[0048]
If the image carrier is an organic photoreceptor having a protective layer containing a filler on the surface, not only the charging device but also the image carrier is inexpensive, and image formation that can extend the life of the image carrier An apparatus can be provided.
[0049]
If at least the charging device and the image carrier can be integrally attached to and detached from the main body of the image forming apparatus, the charging device and the image carrier have a long life, and the replacement frequency is low. In addition, since the charging device and the image carrier are integrated, even when the user replaces the charging device and the image carrier, the work can be easily performed and the gap between the charging roller and the image carrier can be reduced. It is possible to provide an image forming apparatus which can be of a good size and can perform good charging and good image formation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically illustrating a charging device to which the present invention is applied and an image forming apparatus having the charging device.
2 is a partially broken side sectional view of the charging device shown in FIG.
FIG. 3 is a front sectional view showing a tube used in the charging device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a partially broken side sectional view of another configuration example of the charging device.
FIG. 5 is a correlation diagram showing gaps between various rollers and an image carrier.
FIG. 6 is a correlation diagram showing a fluctuation range of a gap between various rollers and an image carrier.
FIG. 7 is a partially broken side sectional view showing a comparative example of a charging device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
規制部材とを有する帯電装置において、
上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラに取り付けた際の、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、一方の端部の上記規制部材と他方の端部の上記規制部材とで互いに不一致であることを特徴とする帯電装置。In a charging device having a charging roller having a concave step at both ends, and a ring-shaped regulating member engaged with the step,
The regulating member has a shape in which the center of the outer diameter is shifted from the center of the inner diameter, and the phase of the wall thickness variation in the circumferential direction of the charging roller when attached to the charging roller is the regulation of one end. A charging device, wherein the member and the regulating member at the other end are inconsistent with each other.
上記規制部材は、外径中心と内径中心とがずれた形状であって、上記帯電ローラの各端部に複数取り付けられており、上記帯電ローラの周方向における肉厚変動の位相が、各端部に取り付けられた複数の規制部材で互いに不一致であることを特徴とする帯電装置。In a charging device having a charging roller having a concave step at both ends, and a ring-shaped regulating member engaged with the step,
The regulating member has a shape in which the center of the outer diameter is shifted from the center of the inner diameter, and a plurality of the regulating members are attached to each end of the charging roller, and the phase of the wall thickness variation in the circumferential direction of the charging roller is A charging device characterized in that the plurality of restricting members attached to the part do not match each other.
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