JP4312463B2

JP4312463B2 - Charging device, process cartridge, and image forming apparatus

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Publication number: JP4312463B2
Application number: JP2003003118A
Authority: JP
Inventors: 博臣原田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP2004219444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被帯電体に対向配置される帯電部材を具備し、この帯電部材に電圧を印加して被帯電体を帯電する帯電装置、この帯電装置を有するプロセスカートリッジ、及びこの帯電装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、種々の目的で帯電手段が設けられている。例えば、被帯電体である像担持体としての感光体表面に静電潜像を形成するに先立って行う感光体表面の均一帯電、画像転写後の感光体においてその帯電領域の電位を均一化するために行う除電等のために帯電手段が設けられている。また。転写領域に搬送されてきた被帯電体である転写材に所定電位を付与するために行う転写材の帯電のためにも帯電手段が設けられる場合がある。そして、これら帯電手段として、従来よりコロナ放電を利用したコロナ帯電方式を用いるものがあった。
【０００３】
コロナ帯電方式は、チャージワイヤを被帯電体に近接して配設し、チャージワイヤに高電圧を印加することにより、チャージワイヤと被帯電体との間にコロナ放電を起こし、これによって被帯電体を帯電するものである。
しかしながら、コロナ帯電方式の場合には、コロナ放電に伴いオゾンや窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）などの放電生成物質が発生する。放電生成物質は、感光体方面に画像形成の際に悪影響を及ぼす硝酸又は硝酸塩の膜を形成するおそれがあるため、できればその発生を回避したいところである。
【０００４】
そこで、近年ではコロナ帯電方式に代えて放電生成物質の発生が少なく、低電力で帯電ができる接触帯電方式が実用化されてきている。この接触帯電方式は、導電性のローラ、ブラシ、又はブレード等の帯電部材を感光体等の被帯電体に接触させ、帯電部材に電圧を印加することによって被帯電体の表面を帯電させるものである。この方式によれば、コロナ帯電方式に比して、放電生成物質の発生が少なく低電力化を実現することができるため有用性が高い。
【０００５】
以上の理由から、近年帯電方式の主流となりつつある接触帯電方式であるが、帯電部材が被帯電体に接触するため、被帯電体表面に付着している異物が接触位置を介して帯電部材に転移付着しやすかった。帯電部材に転移付着する物質としては、例えば、感光体表面に付着している転写後の残留トナーや紙粉等がある。そして、これらの異物が帯電部材に転移付着すると、帯電部材の初期機能を維持することが難しくなり帯電性能が低下してしまうことがあった。
また、帯電部材が被帯電体に接触した状態で装置駆動が停止された場合などには、帯電部材の弾性層に含まれている可塑剤等の物質が表面に滲み出し、被帯電体表面に付着してこの表面を汚染してしまうこともあった。
【０００６】
そこで、上記帯電部材への異物付着による帯電性能低下や帯電部材から滲み出す物質による被帯電体表面の汚染を防止するために、帯電部材と被帯電体との間に微小な間隙を設けて帯電を行う非接触帯電方式が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４等参照）。これらの非接触帯電方式は、放電生成物質の発生を抑えることができると共に、帯電部材と被帯電部材とが微小な間隙を有して対向しているので、帯電部材に異物が転移付着しにくいため帯電性能を維持することが可能である。また、装置駆動が停止された場合に帯電部材が被帯電体から離間しているので、被帯電体表面を帯電部材から滲み出る物質で汚染することも回避可能である。
【０００７】
このように、有用性の高い非接触帯電方式であるが、その市場実績は少ないのが現状である。その原因の１つは、帯電部材と被帯電部材との間の間隙を微小かつ精度良く形成しなければならず、この間隙保持が困難であったことがある。この微小間隙の大きさは、上記特許文献３によれば、３００μm以下が好ましく、１００μm以下がより好ましく、８０μm以下が更に好ましいとされている。そして、このような微小は間隙を形成する１つの方法として、特許文献３では、帯電体弾性層より上記間隙の大きさだけ大径に形成した「リング状」の間隙保持部材をローラ状の帯電体弾性層に並設する所謂突き当てコロ方式を用いることを提案している。しかしながら、この方法であると、微小間隙の精度は、弾性層の厚みの公差にリング状間隙保持部材の内径の公差、さらにその外径の公差を足し合わせたものになるため、高精度な間隙を保持するのが困難である。
また、微小な間隙を形成する他の方法として、特許文献３及び４等では、フイルム状のテープを帯電体弾性層に貼着する方法も提案されている。この方法では、前記のような複数の公差を足し合わせた間隙の精度不良は改善されるが、外的要因に対して脆弱という欠点がある。例えば、不注意によってテープの端部を引っかけ剥がしてしまうことがあったり、油分、水分、ごみ、トナー等がテープの端部から貼着面に進入し、安定して間隙を保持できなかったり、剥がれ易くなったりする。このため、間隙を保持するのがやはり困難である。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５８−７６８５１号公報
【特許文献２】
特開平２−１４８０５９号公報
【特許文献３】
特開平４−３６０１６７号公報
【特許文献４】
特開２００１−１９４８６８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
先に、本出願人は、特願２００２−８７８０号において、帯電部材と被帯電部材との間の微小間隙を精度良く保持できるようにするための提案をした。この提案の一つは、帯電部材における抵抗層の内面でかつ基体の外面に収縮材料からなる間隙保持部材をその収縮力によって基体に固着させて設け、その部分を他の帯電部材表面に比して凸形状にするものである。またもう一つは、帯電部材における抵抗層の外面に収縮材料からなる間隙保持部材をその収縮力によって抵抗層に固着させて設け、同じく凸形状にするものである。そして、これら凸部に間隔保持機能をもたせている。
これらのうち前者の提案は、基体の周りに収縮材料からなる間隙保持部材を被せ、次いでこれを収縮させてその収縮力によって間隙保持部材を基体外周面に強く密着させたものである。また、後者の提案は、基体の外周に設けた抵抗層の周りに収縮材料からなる間隙保持部材を被せ、これを収縮させて抵抗層に強く密着させたものである。
これらの提案は、間隙保持部材を基体又は帯電部材に収縮力によって強く密着させることを可能とするものである。そして、この提案によれば、上記文献３及び４の構成では生じる恐れのある間隙保持部材が基体や抵抗層等の帯電部材本体から剥がれたりずれたりすることを長期に亘って阻止することができる。よって、帯電部材と被帯電部材との間の間隙を安定して保持させることができるようになる。
【００１０】
そして、本発明者は、帯電部材と被帯電部材との間の間隙を、上記特願２００２−８７８０号の提案よりも更に安定して保持させることができないかと考えた。また、間隙を安定して保持させるための構成を、上記提案より安価にかつ容易に達成することはできないかと考えた。
【００１１】
また、帯電部材と被帯電部材との間隙の安定保持、及びこれを安価かつ容易に達成することができる帯電装置をプロセスカートリッジに設ければ、プロセスカートリッジを長寿命化及び低コスト化することが可能となる。更に、画像形成装置に設けた場合にも、画像形成装置を長寿命化及び低コスト化することができる。
【００１２】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は以下のものである。第一の目的とするところは、帯電部材と被帯電部材との間隙を上記特願２００２−８７８０号の提案より更に安定して保持させることができると共に、同提案より安価にかつ容易に達成することができる非接触帯電方式の帯電装置を提供することである。また、その第二の目的とするところは、この帯電装置をプロセスカートリッジ又は画像形成装置に設けることにより、長寿命化及び低コスト化を実現できるプロセスカートリッジ又は画像形成装置を提案することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第一の目的を達成するために、請求項１の発明は、被帯電体に対向配置されるローラ形状の帯電部材を具備し、該帯電部材に電圧を印加して被帯電体を帯電する帯電装置であって、該帯電部材が、中空の基体と、該基体の外周にある抵抗層と、被帯電体に当接するスペーサ部とを有し、該スペーサ部が該帯電体に当接することにより該抵抗層の少なくとも一部が該被帯電体表面に対して所定の間隙をもって対向することが可能に構成された帯電装置において、上記スペーサ部を、上記基体を該基体内部から加圧し変形させることによって上記基体に形成した凸部によって構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の帯電装置において、上記基体の変形が弾性変形であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の帯電装置において、上記基体を該基体内部から加圧し変形せしめる凸部形成部材が上記基体開口から挿入されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の帯電装置において、上記基体の変形が塑性変形であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、被帯電体に対向配置されるローラ形状の帯電部材を具備し、該帯電部材に電圧を印加して被帯電体を帯電する帯電装置であって、該帯電部材が、基体と、該基体の外周にある抵抗層と、被帯電体に当接するスペーサ部とを有し、該スペーサ部が該帯電体に当接することにより該抵抗層の少なくとも一部が該被帯電体表面に対して所定の間隙をもって対向することが可能に構成された帯電装置において、上記スペーサ部を、上記基体と上記抵抗層との間に凸部形成部材を挿入することによって形成した凸部によって構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４、又は５の帯電装置において、上記抵抗層が、上記基体を覆う収縮性チューブからなることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５、又は６の帯電装置において、上記基体と上記抵抗層との間に接着剤が介在してなることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、又は７の帯電装置において、上記帯電部材に印加する電圧が、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものであることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の帯電装置において、上記帯電部材に印加する電圧が、直流バイアスのみからなることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、少なくとも帯電装置と該帯電装置により帯電される像担持体とを有し一体に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記帯電装置が、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９の帯電装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
また、請求項１１の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体上に形成された潜像を顕像化する現像装置とを有する画像形成装置において、上記帯電装置が、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、又は９の帯電装置であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、上記帯電装置と上記像担持体とが、一体かつ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ内に設けられていることを特徴とするものである。
請求項１の帯電装置においては、帯電部材の基体の一部を凸形状に形成し、形成した凸部に帯電部材と被帯電部材との間の間隔保持の機能をもたせる。これにより、間隔保持部材が帯電部材本体から剥がれたりずれたりすることを回避することができ、帯電部材と被帯電部材との間の間隙を、上記特願２００２−８７８０号の提案より更に安定して保持させることができる。
また、請求項１乃至９の帯電装置においては、間隔保持部を構成するための収縮材料などの部品を新たに準備することなく、もともと帯電部材に設けられている基体の一部を凸形状にすることで構成している。このため、間隙保持部材を構成するために新たな部品を用いるのに比して、部品点数を減らすことができ低コスト化することができる。また、間隙保持部の形成は基体に凸部を形成するという基体の成型で行うことができる。これは、切削、研磨等従来から用いられている方法で容易に実施することが可能であるので、間隙保持部を構成する部品を貼り付けたり収縮させたりするのに比して容易に達成することができる。
また、請求項１０のプロセスカートリッジにおいては、内部に設けている帯電装置が、帯電部材と被帯電部材との間隙を従来に比して安定に保持することができるものであるため、従来に比して長寿命となる。また、この帯電装置が、従来に比してより安価にかつ容易に得ることができるものである。よって、プロセスカートリッジを従来に比して長寿命化及び低コスト化することができる。
また、請求項１１の画像形成装置においては、内部に設けている帯電装置が、帯電部材と被帯電部材との間隙を従来に比して安定に保持することができるものであるため、従来に比して長寿命となる。また、この帯電装置が、従来に比してより安価にかつ容易に得ることができるものである。よって、画像形成装置を従来に比して長寿命化及び低コスト化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のレーザプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した一実施形態について説明する。このプリンタの基本的な構成について説明する。
図１はこのプリンタを示す概略構成図である。図において、プリンタは、像担持体としての感光体ドラム１、帯電装置２、現像手段としての現像装置３、感光体ドラム１をクリーニングするクリーニング装置４、感光体ドラム１上に静電潜像を書き込むための光書込ユニット６などを備えた画像形成ユニット１００を備えている。
【００１５】
上記光書込ユニット６としては、例えば、スキャナなどによって読み込まれた画像情報に対応する光信号を半導体レーザから出射させ、回転駆動されるポリゴンミラーにより該レーザ光を走査し、レーザ光の走査光路中に配設された収束用及びポリゴンミラーの面倒れ補正用のレンズやレーザ光を偏向するミラーなどを通して、感光体ドラム１上に色分解された画像情報に対応する光信号６ａを書き込むものを用いることができる。
【００１６】
また、上記画像形成ユニット１００の下方には、給紙ユニット２００が設けられている。給紙ユニット２００は、給紙カセット７と給紙ローラ９とを有している。給紙カセット７は内部に転写材としての転写紙８を収納するものである。給紙ローラ９は、給紙カセット７内の転写紙８を一枚ずつ分離給送するためのものである。この給紙ローラ９によって給送された転写紙８は、感光体ドラム１の手前で一旦待機させられ、感光体ドラム１上に形成された画像の先端と転写紙８の先端とが、感光体ドラム１と転写ローラ１０とのニップ部にほぼ同時に到達するタイミングで、感光体ドラム１の回転に同期させて給送される。また、転写紙８を再給送させるための転写材搬送手段としてのレジストローラ対１１が設けられている。
【００１７】
更に、上記画像形成ユニット１００の上方には、転写紙８の搬送経路１２を挟んで互いに圧接回転するように回転自在に配置されたヒータを内蔵する定着ローラ１４とプレスローラ１５とを有する定着手段としての定着装置１６が設けられている。この定着装置１６の転写紙搬送方向の下流側には、定着ローラ１４とプレスローラ１５との定着ニップを通過した転写紙８を、プリンタ２００の本体ケース２００ａの上部に形成された排紙トレイとしてのスタッカー部１７に排出させるための排紙ローラ１８が設けられている。
【００１８】
また、画像形成部１００の更に上方には、読み取りユニット３００が設けられている。読み取りユニット３００は、コンタクトガラス３１上に載置される原稿（不図示）の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体３２とが設けられている。この読み取り走行体３２により走査された画像情報は、レンズ３３の後方に設置されているＣＣＤ３４に画像信号として読み込まれ、この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、露光装置６のレーザダイオード（不図示）の発光により感光体１の表面に静電潜像が形成される。レーザダイオードからの光信号は、公知ポリゴンミラーやレンズを介して感光体に至る。
【００１９】
このような構成のプリンタにおいて、まず、感光体ドラム１は回転中に帯電装置２により一様に帯電される。次いで、外部から読み込まれた画像情報に基づいて上記光書込ユニット６が駆動され、これによって感光体ドラム１の帯電領域（画像形成領域）に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ユニット３の現像ローラ３ａから供給される現像剤（トナー）によって現像されて可視像としてのトナー像になる。
【００２０】
一方、この感光体ドラム１上へのトナー像の形成が行われている間に、給紙ローラ９によって転写紙８が給紙カセット７から引き出され、その先端をレジストローラ１１のニップ部に当接させた状態で待機する。この転写紙８は、感光体ドラム１上のトナー像に重ね合わされるタイミングで上記レジストローラ１１が回転を開始することにより、感光体ドラム１と転写ローラ１０とによって形成される転写ニップＴ１に送り出される。そして、転写ニップＴ１で感光体ドラム１上のトナー像が転写せしめられた後、除電ブラシ（図示せず）との接触によって除電される。除電された転写紙８は感光体ドラム１から機械的に分離された後、上記定着装置１６に送られる。
【００２１】
上記定着装置１６は、転写紙８を定着ローラ１４とプレスローラ１５との間に挟み込むことで、転写紙８を加熱するとともに加圧してトナー像を転写紙８上に定着せしめる。このようにしてトナー像が定着せしめられた転写紙８は、排紙ローラ１８によってスタッカー部１７上に排紙される。
【００２２】
上記転写ニップＴ１を通過した後の感光体ドラム１表面に残留した残留トナーは、上記クリーニング装置４のクリーニングブレードによって感光体ドラム１上から除去され回収される。
【００２３】
このプリンタは、レジストローラ対１１によって形成されるニップ、転写ニップＴ１、定着ニップＴ２を通過するる転写紙搬送経路が下方から上方に向けて略縦方向に搬送されるようになっている。このように転写紙８を縦搬送することによって、小型化とファーストプリント時間の短縮とを実現できるものである。
【００２４】
図２は、感光体とその近傍の部分拡大図である。本実施形態のプリンタは、感光体ドラム１、帯電装置２、及び現像装置をプロセスカートリッジ１１０として一体に構成しており、プリンタ本体に対して着脱可能となっている。このプロセスカートリッジ１１０は、１つの筺体の内部に感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置、クリーニング装置が図のようなレイアウトで設けられている。尚、図２に示す転写ローラは、プロセスカートリッジ１１０とは独立してプリンタ内に設けられているものであり、レイアウト上の参考として示している。
このように、帯電装置２と感光体ドラム１とを含む複数の部材がプロセスカートリッジ１１０として一体に構成され、プリンタ本体に対して着脱可能となっている。
【００２５】
本実施形態の特徴部についての説明に先立って、このプリンタに用いている帯電装置２の概略について説明する。
図３は、帯電装置２の説明図である。帯電装置２は、帯電部材としての帯電ローラ２１、すべり軸受け２２、すべり軸受けに取り付けられたスプリング２３、そして図示を省略した電源からなる。帯電ローラには、帯電部２１ａとジャーナル部２１ｂとがある。このうち帯電部は感光体ドラム１に対向して感光体表面を帯電する機能を担っている。２つのジャーナル部は、それぞれすべり軸受け２２に支持されている。すべり軸受け２２には帯電ローラを被帯電体へ向けて押圧するためのスプリング２３が取り付けられている。尚、本実施形態の帯電装置２は、帯電ローラ表面の帯電部２１ａが感光体表面に対して微小な間隙（以下、帯電ギャップＧｐという）で対向配置するよう帯電ローラに間隙保持部であるスペーサ部Ｓを設けている。このスペーサ部Ｓの構成については、本発明の特徴部なので、後ほど詳細を説明する。２つのすべり軸受け２２のうち一方は、導電性材料からなり、スプリングを介して電源に接続されている。これによって、電源から直流（ＤＣ）バイアス或いは、直流（ＤＣ）バイアスに交流（ＡＣ）バイアスが重畳された重畳バイアスが、スプリング→導電性のすべり軸受け→ジャーナル部を介して帯電ローラの帯電部へ印加されるようになっている。
尚、本実施形態においては帯電装置２によって帯電される被帯電体が感光体ドラム１であるが、図３に示す帯電装置２を転写紙等他の被帯電体を帯電するために用いることも可能である。
【００２６】
次に本発明の特徴部について説明する。本発明においては、この帯電装置２に設けている帯電ローラの帯電部を被帯電体である感光体ドラム１に対して帯電ギャップＧｐをもって対向配置させるためのスペーサ部Ｓに特有の構成を有している。以下に、その特有の構成について説明する。
〔実施例１〕
図４は、実施例１にかかる帯電ローラ１０の軸方向断面図である。この帯電ローラ１０は、従来からの基本的な構成と同様に良導体である略円筒状の基体２５と基体の外周を被覆する抵抗層２６とを有している。そして、本実施例１においては、基体がその軸方向両端近傍に凸部を有している。この凸部の高さは、上電ギャップＧｐの幅に相当する高さであり、帯電ギャップＧｐはプリンタの各種設定によってその最適値が異なるが、例えば１００μm以下、好ましくは８０μm以下とする。そして、凸部を有する基体の表面に抵抗層として収縮性チューブを被せ、後ほど説明するようにしてチューブを収縮させて抵抗層を形成する。これにより、基体に凸部が形成されている部分の抵抗層表面の高さが、他の部分の高さに比して上記帯電ギャップＧｐ分だけ高くなる。この凸部と凸部表面を覆っている抵抗層とが一体となって帯電ローラ１０のスペーサ部Ｓとなる。この帯電ローラ１０がスプリング２３によって感光体ドラム１へ向けて押圧されると、帯電ローラ１０の抵抗層のうち２つのスペーサ部Ｓの間の領域である帯電部が感光体ドラム１表面に対して帯電ギャップＧｐをもって対向する。
帯電ローラ１０はその両端を軸受けで支持され、スプリング２３によって感光体ドラム１側に所定の圧力て圧接される。そして、スペーサ部Ｓが感光体ドラム１表面に当接し、感光体ドラム１の回転に伴って当接部の摩擦力で所謂連れ回り駆動する。ここで、帯電ローラ１０の感光体ドラム１に押圧される圧力は、帯電ローラ１０が連れ回り可能な範囲で小さく設定されるのが好ましい。なぜなら、スプリング２３の押圧力が強い場合、帯電ローラ１０の軸受けに支持されている両端部が支点となり、帯電ローラ１０軸方向中央部の抵抗層が感光体ドラム１表面から離れる方向にたわむ現象が発生する恐れがあるからである。このような現象が発生すると、帯電不良を生じ易くなってしまうため好ましくない。
【００２７】
上記抵抗層を形成する収縮性チューブとしては、例えば熱を加えることにより収縮する熱収縮性チューブを用いることができる。予め基体の最大外径よりも内径の大きい収縮性チューブを用い、このチューブを基体に被せた後に加熱して収縮させる。収縮することによりこの収縮性チューブは基体に強く密着して固定され、基体の凸部にも良く倣い、スペーサ部Ｓを予め設定した高さにすることができる。
【００２８】
尚、本実施例１のスペーサ部を構成する凸部は、基体を切削や研磨等する手法によりその一部を凸形状にすることで形成している。切削や研磨によって凸部の高さを精度良く形成することができる。よって、帯電部材を長期的に使用してもスペーサ部Ｓがずれることが無い。
【００２９】
尚、上記実施例１の変形例として、帯電ローラ１０の基体と抵抗層との間に接着剤を介在させてもよい。接着剤を介在させることで抵抗層の基体に対する密着性を高めることができる。
【００３０】
〔実施例２〕
次に実施例２について説明する。図５（ａ）は、実施例２にかかる帯電ローラ１０の分解斜視図、図５（ｂ）は、同軸方向断面図である。図５（ｂ）において、帯電ローラ１０の向かって左端は部品を組み付ける前、右側は組み付けた後の状態を示している。
本実施例２の帯電ローラ１０は基体を中空の金属素材から構成し、この基体２５表面に抵抗層を設けている。抵抗層は、実施例１と異なり、基体２５に粘土状のゴム素材を固定（加硫）し、その後均一な厚みとなるよう研磨して形成している。
ここで、抵抗層２６について捕捉説明すると、抵抗層２６を形成するゴムとしては、一例としてＮＢＲやエピクロロヒドリン等がある。
そして、スペーサ部を構成するための凸部は基体２５に次のようにして形成する。抵抗層２６としてのゴムを研磨した後、基体２５の軸方向両端から凸部形成部材２７を挿入し、更に凸部形成部材２７の開口からジャーナル部２１ｂを挿入する。凸部形成部材２７は、基体２５に挿入する先端部が他の部分より小径となっており、先割れしている。この基体２５の後部開口からジャーナル部２１ｂを挿入することによって先割れの部分が広がり、基体２５はその機構により内面から押し広げられる。このようにして、基体２５が内部から加圧され弾性変形によって基体２５の軸方向両端近傍に凸部が形成される。尚、凸部の高さは実施例１と同様である。基体２５の変形に伴って、その表面に設けたゴムの抵抗層２６が基体２５の形状に倣って弾性変形する。この凸部とその表面のゴムの抵抗層２６とが一体となり帯電ローラ１０のスペーサ部Ｓとなる。そして、実施例１と同様にして帯電ギャップＧｐを形成することが可能となる。
尚、上記のようにして形成したスペーサ部Ｓの高さが意図した高さでなかった場合は、凸部形成部材２７やジャーナル部２１ｂを他のサイズのものに交換することにより、スペーサ部Ｓの高さを調節することができる。
ここで、基体２５に上記のようなゴムの抵抗層２６を形成した時点では、後ほど説明する収縮性チューブ真直度等の精度を得ることが難しく、通常、数回に亘る研磨作業を必要とする。本件発明におけるスペーサ部Ｓを形成するために予め凸部を形成した基体２５にゴムを被覆しても、その抵抗層２６の研磨工程で凸部がつぶれてしまうため、ゴムの抵抗層２６を設ける場合は凸部形成を抵抗層２６形成後にする必要がある。このため、実施例１の凸部形成方法のように、基体２５外周（抵抗層２６との密着面）を切削・研磨する手法では研磨工程の後にもってくることは不可能である。本実施形態のように、基体２５内面を加圧して凸部を形成すれば、抵抗層２６を設けた後に凸部を所望の形状に形成することが可能となる。また、この場合、スペーサ部Ｓが形成される際の弾性変形に抵抗層２６として設けたゴムの弾性力も関与することになる。
【００３１】
〔実施例３〕
次に実施例３について説明する。図６（ａ）は、実施例３にかかる帯電ローラ１０の分解斜視図、図６（ｂ）は、同軸方向断面図である。図６（ｂ）において、帯電ローラ１０の向かって左端は部品を組み付ける前、右側は組み付けた後の状態を示している。
本実施例３の帯電ローラ１０については、実施例２の帯電ローラ１０と同じ構成の部分については説明を省略し、実施例２と異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
本実施例３の帯電ローラ１０は基体２５が中空でなない。そして、実施例２では基体２５とは別部品となっていたジャーナル部２１ｂを基体２５の軸方向両端に基体２５と一体に形成している。そして、基体２５に凸部を形成する際、基体２５の軸方向両端から、ジャーナル部２１ｂ外周と抵抗層２６内周との間の間隙に凸部形成部材２７を挿入する。この凸部形成部材２７は挿入によって先割れの部分が広がり、基体２５が内面から押し広げられて凸部が形成される。
【００３３】
本実施例３によれば、ジャーナル部２１ｂを基体２５と一体に構成したため、部品点数を少なくすることができ、実施例２に比して部品コストを削減することが可能となる。
【００３４】
〔実施例４〕
次に実施例４について説明する。図７（ａ）は、実施例４にかかる帯電ローラ１０の分解斜視図、図７（ｂ）は、同軸方向断面図である。本実施例４の帯電ローラ１０は基体２５を中空の金属素材から構成し、この基体２５表面に抵抗層２６を設けている。抵抗層２６は、実施例２及び３と同様の方法でゴムの抵抗層２６を形成している。そして、本実施例４の基体２５に形成する凸部は、抵抗層２６としてのゴムを研磨した後、基体２５の内側から所謂絞り加工することにより基体２５を塑性変形させて形成している。尚、凸部の高さは上記実施例１乃至３と同様である。絞り加工によって基体２５の軸方向両端近傍に凸部を形成すると、その表面に設けたゴムの抵抗層２６は基体２５の形状に倣って弾性変形する。この凸部とその表面のゴムの抵抗層２６とが一体となって帯電ローラ１０のスペーサ部Ｓとなる。このようにしてスペーサ部Ｓを形成した後、基体２５の両端部開口からジャーナル部２１ｂを嵌め込む。
【００３５】
上記実施例１乃至４の帯電装置２によれば、帯電ローラ１０の基体２５の一部を凸形状にしてスペーサ部Ｓを構成する凸部を形成している。これによって、スペーサ部Ｓを構成するための部材を基体２５とは別部材を新たに設ける場合に比して、スペーサ部Ｓを感光体ドラム１表面に当接させた状態で装置を駆動した場合でも基体２５からずれたり剥がれたりすることがない。よって、スペーサ部Ｓを構成するための部材を新たに設ける構成に比して帯電ギャップＧｐを長期にわたって安定して保持させることができる。
また、もともと帯電ローラ１０の構成材料である基体２５を用いて凸部を形成しているので、スペーサ部Ｓを構成するために新たな部品を用いるのに比して部品点数を減らすことができ、低コスト化することができる。また、スペーサ部Ｓの形成は基体２５に凸部を形成するという基体２５の成型で行うことができるので、帯電ギャップＧｐの安定保持を従来に比して容易に達成することができる。
【００３６】
実施例１の帯電装置２は、帯電ギャップＧｐ形成のためのスペーサ部Ｓを、切削や研磨等によって基体２５に凸部を設けることによって形成している。切削や研磨は複数回に分けて行うことが可能なので、途中で凸部の形状を確認しながら予め設定した形状に精度良く形成することが可能である。よって、帯電ギャップＧｐを精度良く形成することが可能となる。
実施例２乃至４の帯電装置２は、帯電ギャップＧｐ形成のためのスペーサ部Ｓを、基体２５内部から加圧し基体２５を変形させることによって形成している。基体２５表層に抵抗層２６を形成した後に抵抗層２６ごと基体２５を変形させることによってスペーサ部Ｓを形成するので、基体２５表面に設ける抵抗層２６の厚みに誤差が生じていても最終的なスペーサ部Ｓの高さを所定の高さにすることが可能となる。また、基体２５表面に抵抗層２６を設けた後にスペーサ部Ｓを形成することも可能となる。
また、実施例２及び３の帯電装置２は、スペーサ部Ｓ形成のために行う基体２５の変形が弾性変形である。よって、スペーサ部Ｓの形状（特に高さ）が予め設定した形状にならなかった場合には、凸部形成部材２７やジャーナル部２１ｂを他のサイズのものに交換するなどしてスペーサ部Ｓの形状を調節することができる。
また、実施例４の帯電装置２は、スペーサ部Ｓ形成のために行う基体２５の変形が、一度外力を加えて変形させたら外力を解除した後もその変形が残る塑性変形である。このため、図７に示すような形状に基体２５を変形させた後には、その形状を維持させておくための部品が必要ない。よって、凸部の形状を維持しておくための部品点数を減らすことができると共に、減らした部品点数分低コスト化することができる。
また、実施例２及び実施例４の帯電装置２は、帯電ローラ１０内部の基体２５が中空である。これによって、中空でない場合に比して帯電ローラ１０を軽量化することができる。
【００３７】
更に、実施例１の帯電装置２は、基体２５を覆う収縮性チューブで抵抗層２６を構成している。これによって、抵抗層２６を基体２５の表面形状に良く倣わせることができるので、スペーサ部Ｓの形状、特に高さを精度良く形成することができる。
また、実施例１の変形例の帯電装置２は、帯電ローラ１０の基体２５と抵抗層２６との間に接着剤を介在させている。これによって、抵抗層２６の基体２５に対する密着性を高めることができる。
また、本実施形態の帯電装置２は、帯電ローラ１０の帯電部へ印加する電圧を直流（ＤＣ）バイアスあるいは、直流（ＤＣ）バイアスに交流（ＡＣ）バイアスが重畳された重畳バイアスとしている。このうち、直流バイアスのみを印加すると、重畳バイアスを印加する場合に比してオゾンや窒素酸化物等の放電生成物質の発生量をより効果的に低減させることができる。一方、重畳バイアスを印加すると、直流バイアスのみを印加する場合に比して感光体ドラム１を均一に帯電することができる。
また、本実施形態においては、帯電ギャップＧｐを長期にわたって安定して保持できかつ低コストな帯電装置２をプロセスカートリッジ１１０内に設けている。これによって、プロセスカートリッジ１１０及びプリンタの長寿命化及び低コスト化を実現することができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至９の帯電装置によれば、帯電部材と被帯電部材との間隙を特願２００２−８７８０号の提案より更に安定して保持させることができ、同提案より安価にかつ容易に達成することができるという優れた効果がある。
請求項１０のプロセスカートリッジ、請求項１１及び１２の画像形成装置によれば、従来に比して長寿命化及び低コスト化を実現できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかる画像形成装置の要部の説明図。
【図２】実施形態にかかる感光体とその近傍の部分拡大図。
【図３】実施形態にかかる帯電装置の説明図。
【図４】実施例１にかかる帯電ローラの軸方向断面図。
【図５】（ａ）は、実施例２にかかる帯電ローラの分解斜視図。
（ｂ）は、同軸方向断面図。
【図６】（ａ）は、実施例３にかかる帯電ローラの分解斜視図。
（ｂ）は、同軸方向断面図。
【図７】（ａ）は、実施例４にかかる帯電ローラの分解斜視図。
（ｂ）は、同軸方向断面図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電装置
３現像装置
４クリーニング装置
８転写紙
１０転写ローラ
１１レジストローラ対
１２転写紙搬送経路
１４定着ローラ
１５プレスローラ
１６定着装置
２１帯電ローラ
２１ａ帯電部
２１ｂジャーナル部
２２軸受け
２３スプリング
２５基体
２６抵抗層
２７凸部形成部材
１００画像形成ユニット
１１０プロセスカートリッジ
２００給紙ユニット
３００読み取りユニット
Ｓスペーサ部
Ｔ１転写ニップ
Ｔ２定着ニップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a charging member that is disposed opposite to a member to be charged and applies a voltage to the charging member to charge the member to be charged, a process cartridge having the charging device, and the charging device. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, a charging unit is provided for various purposes. For example, uniform charging of the surface of the photoconductor performed before forming an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor as an image bearing member, which is a charged body, and equalizing the potential of the charged region in the photoconductor after image transfer. For this purpose, a charging means is provided for static elimination or the like. Also. In some cases, a charging unit is also provided for charging the transfer material, which is performed to apply a predetermined potential to the transfer material that is the object to be charged that has been conveyed to the transfer region. As these charging means, there has been conventionally used a corona charging method using corona discharge.
[0003]
In the corona charging method, a charge wire is disposed close to a member to be charged, and a high voltage is applied to the charge wire to cause a corona discharge between the charge wire and the member to be charged. Is charged.
However, in the case of the corona charging method, ozone and nitrogen oxides (NO _X ) Is generated. Since the discharge-generating substance may form a film of nitric acid or nitrate that adversely affects image formation on the surface of the photoreceptor, it is desirable to avoid the generation of the substance if possible.
[0004]
Therefore, in recent years, a contact charging method that can be charged with low power with little generation of a discharge generating substance instead of the corona charging method has been put into practical use. In this contact charging method, a charged member such as a conductive roller, brush, or blade is brought into contact with a charged member such as a photosensitive member, and a voltage is applied to the charging member to charge the surface of the charged member. is there. According to this method, compared to the corona charging method, the generation of a discharge generation material is small, and low power can be realized, so that the utility is high.
[0005]
For the reasons described above, the contact charging method, which is becoming the mainstream of the charging method in recent years, the charging member comes into contact with the member to be charged, so that the foreign matter adhering to the surface of the member to be charged passes through the contact position to the charging member. Metastasis With It was easy to wear. Examples of the substance that transfers and adheres to the charging member include residual toner after transfer and paper powder that adheres to the surface of the photoreceptor. When these foreign substances transfer and adhere to the charging member, it may be difficult to maintain the initial function of the charging member, and the charging performance may be deteriorated.
In addition, when the driving of the apparatus is stopped while the charging member is in contact with the member to be charged, a material such as a plasticizer contained in the elastic layer of the charging member oozes out to the surface of the member to be charged. In some cases, the surface could be contaminated.
[0006]
Therefore, in order to prevent the charging performance from being deteriorated due to foreign matter adhering to the charging member and the surface of the charged body from being contaminated by the material exuding from the charging member, a small gap is provided between the charging member and the charged body. A non-contact charging method has been proposed (see Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4). This This These non-contact charging methods can suppress the generation of discharge generation materials and the charging member and the member to be charged are opposed to each other with a minute gap, so that foreign substances are not easily transferred and adhered to the charging member. Therefore, it is possible to maintain the charging performance. Further, since the charging member is separated from the member to be charged when the driving of the apparatus is stopped, it is possible to avoid contamination of the surface of the member to be charged with a substance that exudes from the charging member.
[0007]
Thus, although it is a highly useful non-contact charging method, its market performance is few at present. One of the causes is that the gap between the charging member and the member to be charged has to be formed with a minute and high accuracy, and it is difficult to maintain this gap. According to Patent Document 3, the size of the minute gap is preferably 300 μm or less, more preferably 100 μm or less, and further preferably 80 μm or less. As one method for forming such a minute gap, in Patent Document 3, a “ring-like” gap holding member formed with a larger diameter than the charged body elastic layer by the size of the gap is charged as a roller. It has been proposed to use a so-called butting roller system in parallel with the body elastic layer. However, with this method, the precision of the micro gap is the sum of the tolerance of the elastic layer thickness, the tolerance of the inner diameter of the ring-shaped gap retaining member, and the tolerance of the outer diameter. Is difficult to hold.
In addition, as another method for forming a minute gap, Patent Documents 3 and 4 propose a method in which a film-like tape is attached to a charged body elastic layer. In this method, the above-described gap accuracy failure obtained by adding a plurality of tolerances is improved, but it is disadvantageous in that it is vulnerable to external factors. For example, inadvertently hooking and peeling off the end of the tape, oil, moisture, dust, toner, etc. may enter the sticking surface from the end of the tape, and the gap cannot be stably maintained, It may be easy to peel off. For this reason, it is still difficult to maintain the gap.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 58-76851 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-148059
[Patent Document 3]
JP-A-4-360167
[Patent Document 4]
JP 2001-194868 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The applicant previously proposed in Japanese Patent Application No. 2002-8780 to maintain a minute gap between a charging member and a member to be charged with high accuracy. One of the proposals is to provide a gap holding member made of a shrink material on the inner surface of the resistance layer of the charging member and on the outer surface of the base member by fixing it to the base member by the contracting force, and that portion is compared with the surface of other charging member. And convex shape. The other is that a gap holding member made of a shrink material is provided on the outer surface of the resistance layer of the charging member by being fixed to the resistance layer by the contraction force, and has a convex shape. These convex portions are provided with a spacing maintaining function.
Among these proposals, the former proposal is to cover a gap holding member made of a shrinkable material around the base, and then shrink the gap holding member so that the gap holding member is brought into strong contact with the outer peripheral surface of the base. In the latter proposal, a gap holding member made of a shrinkable material is placed around the resistance layer provided on the outer periphery of the substrate, and the gap is contracted to strongly adhere to the resistance layer.
These proposals make it possible to strongly attach the gap holding member to the base body or the charging member by contraction force. And according to this proposal, it can prevent over a long period that the gap holding member which may be generated in the configurations of the above-mentioned documents 3 and 4 is peeled off from the charging member main body such as the base or the resistance layer. . Therefore, the gap between the charging member and the member to be charged can be stably held.
[0010]
Then, the present inventor provides the gap between the charging member and the member to be charged as described above. Japanese Patent Application No. 2002-8780 We thought that it could be held more stably than the proposal. Also, it was considered that a configuration for stably holding the gap could be achieved more easily and cheaper than the above proposal.
[0011]
Further, if the process cartridge is provided with a charging device capable of stably maintaining the gap between the charging member and the member to be charged and inexpensively and easily achieving this, the life of the process cartridge can be extended and the cost can be reduced. It becomes possible. Furthermore, when the image forming apparatus is provided in the image forming apparatus, the life of the image forming apparatus can be extended and the cost can be reduced.
[0012]
The present invention has been made in view of the above background, and the object thereof is as follows. The first object is to provide a gap between the charging member and the member to be charged. Japanese Patent Application No. 2002-8780 It is an object to provide a non-contact charging type charging device that can be held more stably than the above proposal and that can be achieved more inexpensively and easily than the above proposal. The second object is to propose a process cartridge or an image forming apparatus that can realize a longer life and cost reduction by providing the charging device in the process cartridge or the image forming apparatus.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the invention of claim 1 comprises a roller-shaped charging member disposed opposite to the member to be charged, and applies a voltage to the charging member to charge the member to be charged. In the charging device, the charging member has a hollow base, a resistance layer on the outer periphery of the base, and a spacer portion that comes into contact with the charged body, and the spacer portion comes into contact with the charged body. In the charging device configured to allow at least a part of the resistance layer to face the surface of the member to be charged with a predetermined gap, the spacer portion is deformed by pressing the substrate from the inside of the substrate. In this way, it is constituted by a convex portion formed on the substrate.
According to a second aspect of the present invention, in the charging device of the first aspect, the deformation of the base body is an elastic deformation.
According to a third aspect of the present invention, in the charging device of the second aspect, a convex portion forming member that pressurizes and deforms the base from the inside of the base is inserted through the base opening.
According to a fourth aspect of the present invention, in the charging device according to the first aspect, the deformation of the substrate is plastic deformation.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a charging device comprising a roller-shaped charging member disposed opposite to a member to be charged and applying a voltage to the charging member to charge the member to be charged. Has a base, a resistance layer on the outer periphery of the base, and a spacer portion that comes into contact with the member to be charged, and at least a part of the resistance layer is brought into contact with the member to be charged. In the charging device configured to be able to face the charged body surface with a predetermined gap, the spacer is formed by inserting a protrusion forming member between the base and the resistance layer. It is characterized by comprising.
According to a sixth aspect of the present invention, in the charging device of the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the resistance layer is formed of a shrinkable tube that covers the base.
According to a seventh aspect of the present invention, in the charging device according to the first, second, third, fourth, or sixth aspect, an adhesive is interposed between the base and the resistance layer. Is.
The invention according to claim 8 is the charging device according to claim 1, wherein the voltage applied to the charging member is obtained by superimposing an AC bias on a DC bias. It is characterized by being.
Further, the invention of claim 9 is the invention of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 Or 7 In this charging device, the voltage applied to the charging member is composed of only a DC bias.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge having at least a charging device and an image carrier to be charged by the charging device, wherein the charging device includes the first, second, third, and fourth aspects. A process cartridge which is a charging device of 5, 6, 7, 8, or 9.
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: an image carrier; a charging device that charges the image carrier; and a developing device that visualizes a latent image formed on the image carrier. The charging device is a charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the eleventh aspect, the charging device and the image carrier are provided in a process cartridge that is integrated and detachable from the main body. It is characterized by.
In the charging device according to the first aspect, a part of the base of the charging member is formed in a convex shape, and the formed convex portion has a function of maintaining a gap between the charging member and the member to be charged. As a result, the spacing member can be prevented from being peeled off or displaced from the main body of the charging member, and the gap between the charging member and the member to be charged can be made more stable than the proposal of Japanese Patent Application No. 2002-8780. Can be held.
Further, in the charging device according to any one of claims 1 to 9, a part of the base originally provided on the charging member is formed in a convex shape without newly preparing a component such as a shrink material for forming the interval holding unit. It is composed by doing. For this reason, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where new parts are used to form the gap holding member. Further, the gap holding portion can be formed by molding the base body by forming a convex portion on the base body. This can be easily performed by a conventionally used method such as cutting and polishing, and thus can be easily achieved as compared to pasting or shrinking the components constituting the gap holding portion. be able to.
Further, in the process cartridge according to the tenth aspect, the charging device provided in the inside can hold the gap between the charging member and the member to be charged more stably than in the prior art. Long life. Further, this charging device can be obtained more inexpensively and easily than the conventional one. Therefore, the process cartridge can have a longer life and cost than the conventional one.
In the image forming apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, since the charging device provided therein can stably hold the gap between the charging member and the member to be charged as compared with the conventional one, Compared to a long service life. Further, this charging device can be obtained more inexpensively and easily than the conventional one. Therefore, it is possible to extend the life and cost of the image forming apparatus as compared with the conventional one.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic laser printer (hereinafter simply referred to as a printer) as an image forming apparatus will be described. The basic configuration of this printer will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the printer. In the figure, a printer includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, a charging device 2, a developing device 3 as a developing unit, a cleaning device 4 for cleaning the photosensitive drum 1, and an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. An image forming unit 100 including an optical writing unit 6 for writing is provided.
[0015]
As the optical writing unit 6, for example, an optical signal corresponding to image information read by a scanner or the like is emitted from a semiconductor laser, and the laser beam is scanned by a polygon mirror that is rotationally driven. The optical signal 6a corresponding to the color-separated image information is written on the photosensitive drum 1 through a converging lens and a lens for correcting the tilting of the polygon mirror, a mirror for deflecting the laser beam, and the like. Can be used.
[0016]
A paper feed unit 200 is provided below the image forming unit 100. The paper feed unit 200 includes a paper feed cassette 7 and a paper feed roller 9. The paper feed cassette 7 stores therein transfer paper 8 as a transfer material. The paper feed roller 9 is for separating and feeding the transfer paper 8 in the paper feed cassette 7 one by one. The transfer paper 8 fed by the paper feed roller 9 is temporarily kept in front of the photosensitive drum 1, and the leading edge of the image formed on the photosensitive drum 1 and the leading edge of the transfer paper 8 are the photosensitive member. The sheet is fed in synchronism with the rotation of the photosensitive drum 1 at a timing when the nip portion between the drum 1 and the transfer roller 10 reaches almost the same time. Further, a registration roller pair 11 is provided as a transfer material conveying means for refeeding the transfer paper 8.
[0017]
Further, above the image forming unit 100, a fixing unit having a fixing roller 14 and a press roller 15 having a built-in heater rotatably disposed so as to be pressed against each other across the conveyance path 12 of the transfer paper 8. A fixing device 16 is provided. On the downstream side of the fixing device 16 in the transfer paper conveyance direction, the transfer paper 8 that has passed through the fixing nip between the fixing roller 14 and the press roller 15 is used as a paper discharge tray formed on the upper part of the main body case 200 a of the printer 200. A paper discharge roller 18 for discharging the paper to the stacker portion 17 is provided.
[0018]
A reading unit 300 is provided further above the image forming unit 100. The reading unit 300 includes a document illumination light source and a reading traveling body 32 including a mirror in order to perform scanning scanning of a document (not shown) placed on the contact glass 31. The image information scanned by the reading traveling body 32 is read as an image signal into the CCD 34 installed behind the lens 33, and the read image signal is digitized and subjected to image processing. Based on the image-processed signal, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member 1 by light emission of a laser diode (not shown) of the exposure device 6. The optical signal from the laser diode reaches the photosensitive member via a known polygon mirror or lens.
[0019]
In the printer having such a configuration, first, the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging device 2 during rotation. Next, the optical writing unit 6 is driven based on image information read from the outside, whereby an electrostatic latent image is formed in the charging area (image forming area) of the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is developed by a developer (toner) supplied from the developing roller 3a of the developing unit 3 to become a visible toner image.
[0020]
On the other hand, while the toner image is being formed on the photosensitive drum 1, the transfer paper 8 is pulled out from the paper feed cassette 7 by the paper feed roller 9, and the leading end thereof is brought into contact with the nip portion of the registration roller 11. Wait in contact. The transfer paper 8 is sent out to a transfer nip T1 formed by the photosensitive drum 1 and the transfer roller 10 when the registration roller 11 starts rotating at the timing when the toner image is superimposed on the photosensitive drum 1. It is. Then, after the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred at the transfer nip T1, it is discharged by contact with a discharging brush (not shown). The discharged transfer paper 8 is mechanically separated from the photosensitive drum 1 and then sent to the fixing device 16.
[0021]
The fixing device 16 sandwiches the transfer paper 8 between the fixing roller 14 and the press roller 15 to heat and pressurize the transfer paper 8 to fix the toner image on the transfer paper 8. The transfer paper 8 on which the toner image is fixed in this manner is discharged onto the stacker unit 17 by the paper discharge roller 18.
[0022]
Residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after passing through the transfer nip T1 is removed from the photosensitive drum 1 by the cleaning blade of the cleaning device 4 and collected.
[0023]
In this printer, the transfer paper transport path passing through the nip formed by the registration roller pair 11, the transfer nip T <b> 1, and the fixing nip T <b> 2 is transported substantially vertically from below to above. In this way, the transfer paper 8 can be vertically conveyed to achieve downsizing and shortening of the first print time.
[0024]
FIG. 2 is a partially enlarged view of the photosensitive member and its vicinity. In the printer of this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging device 2, and the developing device are integrally configured as a process cartridge 110, and are detachable from the printer main body. In the process cartridge 110, a photosensitive drum 1, a charging device 2, a developing device, and a cleaning device are provided in a layout as shown in the figure. The transfer roller shown in FIG. 2 is provided in the printer independently of the process cartridge 110, and is shown as a layout reference.
As described above, a plurality of members including the charging device 2 and the photosensitive drum 1 are integrally formed as the process cartridge 110 and can be attached to and detached from the printer main body.
[0025]
Prior to the description of the characteristic part of the present embodiment, an outline of the charging device 2 used in the printer will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the charging device 2. The charging device 2 includes a charging roller 21 as a charging member, a sliding bearing 22, a spring 23 attached to the sliding bearing, and a power source (not shown). The charging roller includes a charging unit 21a and a journal unit 21b. Among these, the charging unit has a function of charging the surface of the photoconductor facing the photoconductor drum 1. The two journal parts are each supported by a slide bearing 22. A spring 23 is attached to the slide bearing 22 for pressing the charging roller toward the member to be charged. In the charging device 2 of the present embodiment, the charging roller 21 is a spacer that is a gap holding unit so that the charging unit 21a on the surface of the charging roller is opposed to the surface of the photosensitive member with a minute gap (hereinafter referred to as a charging gap Gp). Part S is provided. Since the configuration of the spacer portion S is a characteristic portion of the present invention, details will be described later. One of the two sliding bearings 22 is made of a conductive material and is connected to a power source via a spring. As a result, a direct current (DC) bias from the power source or a superimposed bias in which an alternating current (AC) bias is superimposed on a direct current (DC) bias is applied to the charging portion of the charging roller via the spring → the conductive sliding bearing → the journal portion. It is to be applied.
In this embodiment, the member to be charged by the charging device 2 is the photosensitive drum 1. However, the charging device 2 shown in FIG. 3 may be used to charge another member to be charged such as transfer paper. Is possible.
[0026]
Next, features of the present invention will be described. In the present invention, the charging portion of the charging roller provided in the charging device 2 has a configuration peculiar to the spacer portion S for disposing the charging portion opposite to the photosensitive drum 1 as a member to be charged with a charging gap Gp. ing. Hereinafter, the specific configuration will be described.
[Example 1]
FIG. 4 is an axial sectional view of the charging roller 10 according to the first embodiment. The charging roller 10 has a substantially cylindrical base 25 that is a good conductor and a resistance layer 26 that covers the outer periphery of the base as in the conventional basic configuration. In Example 1, the base body has convex portions near both axial ends thereof. The height of the convex portion is a height corresponding to the width of the upper electric gap Gp, and the optimum value of the charging gap Gp varies depending on various settings of the printer, but is, for example, 100 μm or less, preferably 80 μm or less. Then, a shrinkable tube is covered as a resistance layer on the surface of the substrate having the convex portion, and the resistance layer is formed by shrinking the tube as will be described later. As a result, the height of the surface of the resistance layer in the portion where the convex portion is formed on the base becomes higher by the charging gap Gp than the height of the other portion. The convex portion and the resistance layer covering the convex portion surface are integrated to form the spacer portion S of the charging roller 10. When the charging roller 10 is pressed toward the photosensitive drum 1 by the spring 23, a charging portion that is a region between the two spacer portions S in the resistance layer of the charging roller 10 is against the surface of the photosensitive drum 1. Opposing with a charging gap Gp.
Both ends of the charging roller 10 are supported by bearings, and are pressed against the photosensitive drum 1 by a spring 23 with a predetermined pressure. Then, the spacer portion S comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 and is driven so-called by the frictional force of the contact portion as the photosensitive drum 1 rotates. Here, it is preferable that the pressure of the charging roller 10 to be pressed against the photosensitive drum 1 is set to be small as long as the charging roller 10 can be rotated. This is because when the pressing force of the spring 23 is strong, both ends supported by the bearing of the charging roller 10 serve as fulcrums, and the resistance layer at the central portion in the axial direction of the charging roller 10 bends away from the surface of the photosensitive drum 1. This is because it may occur. If such a phenomenon occurs, charging failure tends to occur, which is not preferable.
[0027]
As the shrinkable tube for forming the resistance layer, for example, a heat-shrinkable tube that shrinks when heat is applied can be used. A shrinkable tube having an inner diameter larger than the maximum outer diameter of the substrate is used in advance, and the tube is placed on the substrate and then heated to shrink. By shrinking, the shrinkable tube is firmly fixed to the base, and closely follows the convex portion of the base, so that the spacer portion S can be set to a preset height.
[0028]
In addition, the convex part which comprises the spacer part of the present Example 1 is formed by making the one part into convex shape by the method of cutting or grinding | polishing a base | substrate. The height of the convex portion can be accurately formed by cutting or polishing. Therefore, even if the charging member is used for a long time, the spacer portion S does not shift.
[0029]
As a modification of the first embodiment, an adhesive may be interposed between the base of the charging roller 10 and the resistance layer. By interposing the adhesive, the adhesion of the resistance layer to the substrate can be enhanced.
[0030]
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. FIG. 5A is an exploded perspective view of the charging roller 10 according to the second embodiment, and FIG. 5B is a sectional view in the coaxial direction. In FIG. 5B, the left end of the charging roller 10 shows a state before the parts are assembled and the right side shows a state after the parts are assembled.
In the charging roller 10 of the second embodiment, the base is made of a hollow metal material, and a resistance layer is provided on the surface of the base 25. Unlike the first embodiment, the resistance layer is formed by fixing (vulcanizing) a clay-like rubber material to the base body 25 and then polishing to a uniform thickness.
Here, the resistance layer 26 will be described as an example of rubber forming the resistance layer 26, such as NBR and epichlorohydrin.
And the convex part for comprising a spacer part is formed in the base | substrate 25 as follows. After the rubber as the resistance layer 26 is polished, the convex portion forming member 27 is inserted from both ends of the base body 25 in the axial direction, and the journal portion 21 b is inserted from the opening of the convex portion forming member 27. The convex portion forming member 27 has a tip portion that is inserted into the base 25 and has a smaller diameter than other portions, and is cracked. By inserting the journal portion 21b from the rear opening of the base body 25, the cracked portion expands, and the base body 25 is pushed out from the inner surface by the mechanism. In this manner, the base body 25 is pressurized from the inside, and convex portions are formed in the vicinity of both ends of the base body 25 in the axial direction by elastic deformation. The height of the convex portion is the same as that in the first embodiment. As the base body 25 is deformed, the rubber resistance layer 26 provided on the surface thereof is elastically deformed following the shape of the base body 25. The convex portion and the rubber resistance layer 26 on the surface thereof are integrated to form a spacer portion S of the charging roller 10. Then, the charging gap Gp can be formed in the same manner as in the first embodiment.
When the height of the spacer portion S formed as described above is not the intended height, the spacer portion S can be obtained by replacing the convex portion forming member 27 and the journal portion 21b with another size. The height of the can be adjusted.
Here, at the time when the rubber resistance layer 26 as described above is formed on the substrate 25, it is difficult to obtain accuracy such as the straightness of the shrinkable tube, which will be described later, and usually requires several polishing operations. . Even if rubber is applied to the base body 25 on which convex portions are formed in advance in order to form the spacer portion S in the present invention, the convex portions are crushed in the polishing process of the resistive layer 26, so that the rubber resistive layer 26 is provided. In this case, the convex portion needs to be formed after the resistance layer 26 is formed. For this reason, the method of cutting and polishing the outer periphery of the base body 25 (the contact surface with the resistance layer 26) as in the method of forming a convex portion of Example 1 cannot be provided after the polishing step. If the convex portion is formed by pressurizing the inner surface of the substrate 25 as in this embodiment, the convex portion can be formed in a desired shape after the resistance layer 26 is provided. In this case, the elastic force of the rubber provided as the resistance layer 26 is also involved in the elastic deformation when the spacer portion S is formed.
[0031]
Example 3
Next, Example 3 will be described. FIG. 6A is an exploded perspective view of the charging roller 10 according to the third embodiment, and FIG. 6B is a sectional view in the coaxial direction. In FIG. 6B, the left end of the charging roller 10 shows a state before the parts are assembled and the right side shows a state after the parts are assembled.
For the charging roller 10 of the third embodiment, description of the same configuration as that of the charging roller 10 of the second embodiment is omitted, and only a portion different from that of the second embodiment is described.
[0032]
In the charging roller 10 of the third embodiment, the base body 25 is not hollow. In the second embodiment, journal portions 21b, which are separate parts from the base body 25, are formed integrally with the base body 25 at both axial ends of the base body 25. Then, when forming the convex portion on the base body 25, the convex portion forming member 27 is inserted into the gap between the outer periphery of the journal portion 21 b and the inner periphery of the resistance layer 26 from both axial ends of the base body 25. When the convex portion forming member 27 is inserted, a cracked portion widens, and the base body 25 is pushed from the inner surface to form a convex portion.
[0033]
According to the third embodiment, since the journal portion 21b is formed integrally with the base body 25, the number of components can be reduced, and the component cost can be reduced as compared with the second embodiment.
[0034]
Example 4
Next, Example 4 will be described. FIG. 7A is an exploded perspective view of the charging roller 10 according to the fourth embodiment, and FIG. 7B is a sectional view in the coaxial direction. In the charging roller 10 of the fourth embodiment, the base body 25 is made of a hollow metal material, and the resistance layer 26 is provided on the surface of the base body 25. The resistance layer 26 forms the rubber resistance layer 26 in the same manner as in the second and third embodiments. The convex portions formed on the base body 25 of the fourth embodiment are formed by plastically deforming the base body 25 by so-called drawing from the inside of the base body 25 after polishing the rubber as the resistance layer 26. Note that the height of the convex portion is the same as in the first to third embodiments. When convex portions are formed near both axial ends of the base body 25 by drawing, the rubber resistance layer 26 provided on the surface thereof is elastically deformed following the shape of the base body 25. The convex portion and the rubber resistance layer 26 on the surface thereof are integrated to form a spacer portion S of the charging roller 10. After the spacer portion S is formed in this way, the journal portion 21b is fitted from both end openings of the base 25.
[0035]
According to the charging device 2 of Examples 1 to 4 described above, a part of the base body 25 of the charging roller 10 is formed in a convex shape to form the convex part constituting the spacer part S. As a result, when the apparatus is driven in a state in which the spacer portion S is in contact with the surface of the photosensitive drum 1 as compared with the case where a member other than the base member 25 is newly provided as a member for constituting the spacer portion S. However, it does not deviate from or peel off from the substrate 25. Therefore, the charging gap Gp can be stably held for a long period of time as compared with a configuration in which a member for configuring the spacer portion S is newly provided.
Further, since the convex portion is formed by using the base body 25 which is a constituent material of the charging roller 10 originally, the number of parts can be reduced as compared with the case where a new part is used to form the spacer part S. , Cost can be reduced. In addition, since the spacer portion S can be formed by forming the base body 25 by forming a convex portion on the base body 25, stable holding of the charging gap Gp can be easily achieved as compared with the conventional case.
[0036]
In the charging device 2 of Embodiment 1, the spacer portion S for forming the charging gap Gp is formed by providing a convex portion on the base body 25 by cutting or polishing. Since cutting and polishing can be performed in a plurality of times, it can be accurately formed into a preset shape while confirming the shape of the convex part on the way. Therefore, the charging gap Gp can be formed with high accuracy.
In the charging devices 2 of the second to fourth embodiments, the spacer portion S for forming the charging gap Gp is formed by pressurizing from inside the base body 25 and deforming the base body 25. Since the spacer portion S is formed by deforming the base body 25 together with the resistance layer 26 after the resistance layer 26 is formed on the surface layer of the base body 25, even if an error occurs in the thickness of the resistance layer 26 provided on the surface of the base body 25, the final structure is formed. The height of the spacer portion S can be set to a predetermined height. In addition, the spacer portion S can be formed after the resistance layer 26 is provided on the surface of the base 25.
Further, in the charging device 2 of Examples 2 and 3, the deformation of the base body 25 performed for forming the spacer portion S is elastic deformation. Therefore, when the shape (particularly the height) of the spacer portion S does not become a preset shape, the convex portion forming member 27 or the journal portion 21b is replaced with another size, etc. The shape can be adjusted.
Further, in the charging device 2 of the fourth embodiment, the deformation of the base body 25 performed for forming the spacer portion S is a plastic deformation in which the deformation remains after the external force is released once the external force is applied. Therefore, after the base body 25 is deformed into the shape as shown in FIG. 7, there is no need for a component for maintaining the shape. Therefore, the number of parts for maintaining the shape of the convex portion can be reduced, and the cost can be reduced by the reduced number of parts.
Further, in the charging device 2 according to the second and fourth embodiments, the base body 25 inside the charging roller 10 is hollow. As a result, the charging roller 10 can be reduced in weight as compared with the case where it is not hollow.
[0037]
Further, in the charging device 2 of Example 1, the resistance layer 26 is formed of a shrinkable tube that covers the base 25. As a result, the resistance layer 26 can be made to closely follow the surface shape of the base body 25, so that the shape, particularly the height, of the spacer portion S can be formed with high accuracy.
Further, in the charging device 2 according to the modification of the first embodiment, an adhesive is interposed between the base body 25 and the resistance layer 26 of the charging roller 10. Thereby, the adhesion of the resistance layer 26 to the substrate 25 can be enhanced.
In the charging device 2 of the present embodiment, the voltage applied to the charging unit of the charging roller 10 is a direct current (DC) bias or a superimposed bias in which an alternating current (AC) bias is superimposed on a direct current (DC) bias. Among these, when only the DC bias is applied, the generation amount of discharge products such as ozone and nitrogen oxides can be more effectively reduced than when the superimposed bias is applied. On the other hand, when the superimposed bias is applied, the photosensitive drum 1 can be uniformly charged as compared with the case where only the DC bias is applied.
In the present embodiment, the charging device 2 that can stably hold the charging gap Gp for a long period of time and is low in cost is provided in the process cartridge 110. As a result, it is possible to extend the life and cost of the process cartridge 110 and the printer.
[0038]
【The invention's effect】
Claims 1 to 9 According to this charging device, the gap between the charging member and the member to be charged is Japanese Patent Application No. 2002-8780 This proposal has an excellent effect that it can be held more stably than the proposal, and can be achieved more inexpensively and easily than the proposal.
Claim 10 Process cartridge, claim 11 and 12 According to the image forming apparatus, there is an excellent effect that a longer life and cost can be realized as compared with the conventional one.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a partially enlarged view of a photoconductor according to the embodiment and the vicinity thereof.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a charging device according to the embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view in the axial direction of the charging roller according to the first embodiment.
FIG. 5A is an exploded perspective view of a charging roller according to a second embodiment.
(B) is a coaxial direction sectional view.
FIG. 6A is an exploded perspective view of a charging roller according to a third embodiment.
(B) is a coaxial direction sectional view.
FIG. 7A is an exploded perspective view of a charging roller according to a fourth embodiment.
(B) is a coaxial direction sectional view.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging device
3 Development device
4 Cleaning device
8 Transfer paper
10 Transfer roller
11 Registration roller pair
12 Transfer paper transport path
14 Fixing roller
15 Press roller
16 Fixing device
21 Charging roller
21a Charging part
21b Journal Department
22 Bearing
23 Spring
25 Base
26 Resistance layer
27 Convex forming member
100 Image forming unit
110 Process cartridge
200 Paper feed unit
300 reading unit
S Spacer
T1 transfer nip
T2 fixing nip

Claims

A charging device comprising a roller-shaped charging member disposed opposite to a member to be charged and applying a voltage to the charging member to charge the member to be charged,
The charging member has a hollow base body, a resistance layer on the outer periphery of the base body, and a spacer portion that comes into contact with the member to be charged,
In the charging device configured such that at least a part of the resistance layer can be opposed to the surface of the object to be charged with a predetermined gap by the spacer part coming into contact with the charged body.
The charging device according to claim 1, wherein the spacer portion is configured by a convex portion formed on the base body by pressurizing the base body from the inside of the base body and deforming the base body.

The charging device according to claim 1.
A charging device, wherein the deformation of the base is elastic deformation.

The charging device according to claim 2, wherein
2. A charging device according to claim 1, wherein a convex forming member that pressurizes and deforms the base from the inside of the base is inserted through the base opening.

The charging device according to claim 1.
A charging device, wherein the deformation of the substrate is plastic deformation.

A charging device comprising a roller-shaped charging member disposed opposite to a member to be charged and applying a voltage to the charging member to charge the member to be charged,
The charging member has a base, a resistance layer on the outer periphery of the base, and a spacer portion that comes into contact with the member to be charged,
In the charging device configured such that at least a part of the resistance layer can be opposed to the surface of the object to be charged with a predetermined gap by the spacer part coming into contact with the charged body.
The charging device according to claim 1, wherein the spacer portion is constituted by a convex portion formed by inserting a convex portion forming member between the base and the resistance layer.

The charging device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The charging device, wherein the resistance layer is made of a shrinkable tube covering the substrate.

The charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6.
A charging device comprising an adhesive interposed between the substrate and the resistance layer.

The charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7.
The charging device, wherein the voltage applied to the charging member is obtained by superimposing an AC bias on a DC bias.

The charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 .
A charging device, wherein a voltage applied to the charging member is composed only of a DC bias.

In a process cartridge having at least a charging device and an image carrier to be charged by the charging device and integrally formed,
A process cartridge, wherein the charging device is the charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.

In an image forming apparatus having an image carrier, a charging device that charges the image carrier, and a developing device that visualizes a latent image formed on the image carrier.
An image forming apparatus, wherein the charging device is the charging device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.

The image forming apparatus according to claim 11.
An image forming apparatus, wherein the charging device and the image carrier are provided in a process cartridge configured integrally and detachably with respect to the main body.