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技術 帯電ローラ及び画像形成装置

出願人 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社
発明者 萩本憲俊
出願日 2007年6月14日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2007-158067
公開日 2008年12月25日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2008-310056
状態 拒絶査定
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード 比較実験用 研磨刃 圧力分布測定システム 時計方向回り 通常記録媒体 ローラ構造 フィルム帯 ローラ幅方向
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

帯電ローラ表面への像担持体からのトナー等の付着による帯電ローラ表面汚れを帯電ローラ表面全体にわたり均一化することができる帯電ローラ及びその簡単な製造方法を提供する。この帯電ローラを採用することで、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供する。

解決手段

帯電ローラ両端部の帯電ローラ回転軸121が軸受け部Bで支持されているとともに軸受け部BがバネSP力で像担持体11の方へ押圧されることで像担持体11表面に接触する帯電ローラであり、帯電ローラ表面粗さが帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくなっている帯電ローラ12。帯電ローラ12を備えた画像形成装置。帯電ローラ12の砥石又は研磨刃による簡単な製造方法。

概要

背景

電子写真方式画像形成装置では、感光体のような像担持体の表面を帯電装置帯電させ、該帯電域に画像露光装置から形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体転写する。

静電記録方式の画像形成装置では、静電記録誘電体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に静電記録装置にて、形成しようとする画像に応じた静電記録を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。

いずれの方式の画像形成装置の場合も、前記被転写体は、モノクロ画像形成装置では、通常記録媒体であり、転写されたトナー像は該記録媒体定着される。カラー画像形成装置では、該被転写体は、一般的には、中間転写体であり、中間転写体に1次転写されたトナー像は、さらに記録媒体に2次転写され、定着される。

いずれの方式の画像形成装置においても、静電潜像及び可視トナー像を形成するための像担持体の表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電装置は、これまで種々提案され、実用に供されてきたが、非接触式帯電装置と接触式帯電装置に大別できる。

非接触式帯電装置ではコロナ帯電装置が代表的なものである。接触式帯電装置では像担持体に接触する帯電ローラによる帯電装置が代表的なものである。このほかブラシ帯電装置フィルム帯電装置も知られている。今日では、コロナ帯電装置や帯電ローラによる帯電装置が主流となっている。

コロナ帯電装置では、ワイヤー高電圧印加してコロナ放電を発生させて、グリッド電極を介して像担持体表面を所定の電位に帯電させる。この方式ではオゾンが発生するため、像担特体が劣化し易く、また、オゾンを排気するためのダクトフアンなどの装置が必要になり、またそのために画像形成装置が大型化し、高価になる。

そのため、近年の中低速領域のレーザービームプリンターなどの画像形成装置では、近接放電で感光体等の像担持体表面を帯電させることができる帯電ローラによる帯電装置が主流になりつつある。ローラ帯電方式によると、オゾンの発生が抑制され、従ってまた、オゾンの排気のためのダクトやフアンを省略することが可能になり、それにより画像形成装置をそれだけ小型化、低価格化することができる。

しかし、ローラ帯電方式では、帯電ローラが像担持体に接触しているため、帯電ローラに像担持体上の転写残トナー等が付着して帯電ローラが汚れる。
このことに関連して、像担持体上の転写残トナー等の清掃についてみると、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写されたあと像担持体に残留する転写残トナーやその外添剤は、像担持体のクリーナを備えた画像形成装置では(例えば像担持体表面に接触配置されたクリーニングブレードを有するクリーナを備えた画像形成装置では)、該クリーナにより除去清掃され、また、所謂クリーナレスタイプの画像形成装置では、現像装置に回収され、或いは被転写体上に放出される。

ところが、像担持体上に残留するトナーやその外添剤をクリーナで除去する場合、クリーナをすり抜けてなお像担持体上に残るトナーや外添剤があり、クリーナレスタイプの画像形成装置の場合には、現像装置で回収しきれずに像担持体上になお残るトナーや外添剤もある。このようなトナーや外添剤が帯電ローラに付着し、帯電ローラを汚す

このように帯電ローラ表面が汚れてくると、像担持体において帯電不良が生じ、良好な画像を形成できなくなってくる。
そのため、クリーニングローラクリーニングパッド等による帯電ローラの清掃装置を設けたり、帯電ローラに、それに付着したトナー等を放出させるクリーニング電圧を印加したりすることが行われている。

このように清掃装置で帯電ローラを清掃したり、クリーニング電圧の印加により帯電ローラをクリーニングする場合でも、なお、帯電ローラに汚れが残留する場合があり得るが、その汚れがそれほどでなければ、そしてその汚れが帯電ローラ表面の全体にわたり均一化されているときには、像担持体表面を帯電ムラなく均一に帯電させることが可能である。

ところが、図7に例示するように、帯電ローラは、通常、帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触せしめられる。

そのため、帯電ローラの中央部から両端部へかけて帯電ローラの像担持体への当接力が次第に大きくなる。この当接力の不均一は帯電ローラの撓みによるものである。このように帯電ローラにおける像担持体への不均一な当接圧分布があると、比較的当接力の小さい帯ローラ中央部が比較的当接力の大きい両端部より汚れが大きくなり、換言すれば、当接力の比較的小さい帯電ローラ中央部から当接力の比較的大きい両端部へかけて次第に汚れが小さくなる。

このような帯電ローラ表面の傾斜汚れの状態で帯電ローラを清掃装置やクリーニグ電圧印加等により清掃しようとしても、その汚れの不均一さのためにクリーニング性能が帯電ローラ表面の各部に対し不均一となってしまい、なお帯電ローラ上に残ることがある汚れは、やはり不均一になる。
そしてその傾斜した汚れによる汚れの不均一さのために像担持体に帯電ムラが生じ、画像不良を招く恐れがある。

なお、特開2004−126104号公報には、表面部が弾性を有する帯電ローラ表面の汚れを均一化させるために、像担持体の画像形成領域の両外側の非画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さを該画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さより大きくし、それにより非画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分と画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分間に像担持体との摩擦力の差及び該差に起因するローラ表面部分の速度差による捩じれが生じることを抑制し、該捩じれが生じるとその捩じれ部分に生じる汚れを抑制することが記載されている。

特開2004−126104号公報

概要

帯電ローラ表面への像担持体からのトナー等の付着による帯電ローラ表面汚れを帯電ローラ表面全体にわたり均一化することができる帯電ローラ及びその簡単な製造方法を提供する。この帯電ローラを採用することで、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供する。帯電ローラ両端部の帯電ローラ回転軸121が軸受け部Bで支持されているとともに軸受け部BがバネSP力で像担持体11の方へ押圧されることで像担持体11表面に接触する帯電ローラであり、帯電ローラ表面粗さが帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくなっている帯電ローラ12。帯電ローラ12を備えた画像形成装置。帯電ローラ12の砥石又は研磨刃による簡単な製造方法。

目的

そこで本発明は、回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置で用いる該帯電ローラであって、帯電ローラ表面への像担持体からのトナー等の付着による帯電ローラ表面汚れを帯電ローラ表面全体にわたり均一化することができる帯電ローラを提供することを第1の課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラ帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置で用いる該帯電ローラであり、帯電ローラ表面粗さを、該帯電ローラの前記像担持体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくしてあることを特徴とする帯電ローラ。

請求項2

回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置であって、該帯電ローラが請求項1記載の帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。

請求項3

請求項1記載の帯電ローラの前駆体帯電ローラを準備する第1工程と、該前駆体帯電ローラ表面に粗さ変化をつけて請求項1記載の帯電ローラを得る第2工程とを含み、該第2工程では、該前駆体帯電ローラ幅以上の砥石幅を有するとともに砥石面が該砥石幅の方向において中央部から両端部へ向け次第に粗く形成されている砥石を該砥石の中央部が該前駆体帯電ローラの中央部に、該砥石の両端部が該前駆体帯電ローラの両端部にそれぞれ対応するように該前駆体帯電ローラに接触させて該前駆体帯電ローラを該砥石に対し回転させ、ローラ表面粗さをローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくする請求項1記載の帯電ローラの製造方法。

請求項4

請求項1記載の帯電ローラの前駆体帯電ローラを準備する第1工程と、該前駆体帯電ローラ表面に粗さ変化をつけて請求項1記載の帯電ローラを得る第2工程とを含み、該第2工程では、該前駆体帯電ローラを回転させつつ前駆体帯電ローラ幅方向研磨刃を移動させて該研磨刃で該前駆体帯電ローラ表面を研磨し、且つ、該前駆体帯電ローラの回転速度と該研磨刃の移動速度とを制御してローラ表面粗さをローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくする請求項1記載の帯電ローラの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、複写機プリンタファクシミリ機、これらのうち2以上を組み合わせた複合機等の、電子写真方式静電記録方式等による画像形成装置及び該装置で使用される像担持体(電子写真方式の場合は感光体、静電記録方式では静電記録誘電体が代表的)を帯電させるための帯電ローラに関する。

背景技術

0002

電子写真方式の画像形成装置では、感光体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に画像露光装置から形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体転写する。

0003

静電記録方式の画像形成装置では、静電記録用誘電体のような像担持体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に静電記録装置にて、形成しようとする画像に応じた静電記録を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する。

0004

いずれの方式の画像形成装置の場合も、前記被転写体は、モノクロ画像形成装置では、通常記録媒体であり、転写されたトナー像は該記録媒体定着される。カラー画像形成装置では、該被転写体は、一般的には、中間転写体であり、中間転写体に1次転写されたトナー像は、さらに記録媒体に2次転写され、定着される。

0005

いずれの方式の画像形成装置においても、静電潜像及び可視トナー像を形成するための像担持体の表面を静電潜像形成に先立って帯電させる帯電装置は、これまで種々提案され、実用に供されてきたが、非接触式帯電装置と接触式帯電装置に大別できる。

0006

非接触式帯電装置ではコロナ帯電装置が代表的なものである。接触式帯電装置では像担持体に接触する帯電ローラによる帯電装置が代表的なものである。このほかブラシ帯電装置フィルム帯電装置も知られている。今日では、コロナ帯電装置や帯電ローラによる帯電装置が主流となっている。

0007

コロナ帯電装置では、ワイヤー高電圧印加してコロナ放電を発生させて、グリッド電極を介して像担持体表面を所定の電位に帯電させる。この方式ではオゾンが発生するため、像担特体が劣化し易く、また、オゾンを排気するためのダクトフアンなどの装置が必要になり、またそのために画像形成装置が大型化し、高価になる。

0008

そのため、近年の中低速領域のレーザービームプリンターなどの画像形成装置では、近接放電で感光体等の像担持体表面を帯電させることができる帯電ローラによる帯電装置が主流になりつつある。ローラ帯電方式によると、オゾンの発生が抑制され、従ってまた、オゾンの排気のためのダクトやフアンを省略することが可能になり、それにより画像形成装置をそれだけ小型化、低価格化することができる。

0009

しかし、ローラ帯電方式では、帯電ローラが像担持体に接触しているため、帯電ローラに像担持体上の転写残トナー等が付着して帯電ローラが汚れる。
このことに関連して、像担持体上の転写残トナー等の清掃についてみると、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写されたあと像担持体に残留する転写残トナーやその外添剤は、像担持体のクリーナを備えた画像形成装置では(例えば像担持体表面に接触配置されたクリーニングブレードを有するクリーナを備えた画像形成装置では)、該クリーナにより除去清掃され、また、所謂クリーナレスタイプの画像形成装置では、現像装置に回収され、或いは被転写体上に放出される。

0010

ところが、像担持体上に残留するトナーやその外添剤をクリーナで除去する場合、クリーナをすり抜けてなお像担持体上に残るトナーや外添剤があり、クリーナレスタイプの画像形成装置の場合には、現像装置で回収しきれずに像担持体上になお残るトナーや外添剤もある。このようなトナーや外添剤が帯電ローラに付着し、帯電ローラを汚す

0011

このように帯電ローラ表面が汚れてくると、像担持体において帯電不良が生じ、良好な画像を形成できなくなってくる。
そのため、クリーニングローラクリーニングパッド等による帯電ローラの清掃装置を設けたり、帯電ローラに、それに付着したトナー等を放出させるクリーニング電圧を印加したりすることが行われている。

0012

このように清掃装置で帯電ローラを清掃したり、クリーニング電圧の印加により帯電ローラをクリーニングする場合でも、なお、帯電ローラに汚れが残留する場合があり得るが、その汚れがそれほどでなければ、そしてその汚れが帯電ローラ表面の全体にわたり均一化されているときには、像担持体表面を帯電ムラなく均一に帯電させることが可能である。

0013

ところが、図7に例示するように、帯電ローラは、通常、帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触せしめられる。

0014

そのため、帯電ローラの中央部から両端部へかけて帯電ローラの像担持体への当接力が次第に大きくなる。この当接力の不均一は帯電ローラの撓みによるものである。このように帯電ローラにおける像担持体への不均一な当接圧分布があると、比較的当接力の小さい帯ローラ中央部が比較的当接力の大きい両端部より汚れが大きくなり、換言すれば、当接力の比較的小さい帯電ローラ中央部から当接力の比較的大きい両端部へかけて次第に汚れが小さくなる。

0015

このような帯電ローラ表面の傾斜汚れの状態で帯電ローラを清掃装置やクリーニグ電圧印加等により清掃しようとしても、その汚れの不均一さのためにクリーニング性能が帯電ローラ表面の各部に対し不均一となってしまい、なお帯電ローラ上に残ることがある汚れは、やはり不均一になる。
そしてその傾斜した汚れによる汚れの不均一さのために像担持体に帯電ムラが生じ、画像不良を招く恐れがある。

0016

なお、特開2004−126104号公報には、表面部が弾性を有する帯電ローラ表面の汚れを均一化させるために、像担持体の画像形成領域の両外側の非画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さを該画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さより大きくし、それにより非画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分と画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分間に像担持体との摩擦力の差及び該差に起因するローラ表面部分の速度差による捩じれが生じることを抑制し、該捩じれが生じるとその捩じれ部分に生じる汚れを抑制することが記載されている。

0017

特開2004−126104号公報

発明が解決しようとする課題

0018

しかしながら、特開2004−126104号公報に記載されているように、非画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さを画像形成領域に対応する帯電ローラ表面部分の表面粗さより大きくするだけでは、帯電ローラの像担持体への傾斜した不均一な当接圧分布に起因して生じる帯電ローラ表面の不均一な汚れを解消することはできない。

0019

そこで本発明は、回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置で用いる該帯電ローラであって、帯電ローラ表面への像担持体からのトナー等の付着による帯電ローラ表面汚れを帯電ローラ表面全体にわたり均一化することができる帯電ローラを提供することを第1の課題とする。

0020

また、本発明は、回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置であって、帯電ローラによる像担持体表面の帯電を帯電ムラを抑制して行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第2の課題とする。

0021

さらに本発明は、上記第1の課題を解決できる帯電ローラを簡単に得ることができる帯電ローラの製造方法を提供することを第3の課題とする。

課題を解決するための手段

0022

本発明者は前記第1、第2の課題を解決するため、研究を重ねたところ、帯電ローラ表面の汚れは、該表面のある定まった部分についてみれば、その部分の像担持体への当接圧力を一定とすれば、その部分の表面粗さが大きくなれば、汚れが多くなること、そこで帯電ローラ表面粗さを、帯電ローラの像担持体への当接圧力分布に対応させて、当接圧力の小さい、従って比較的汚れやすい帯電ローラ中央部から当接圧力の大きい、従って比較的汚れ難い両端部へ向け次第に大きくしておけば、汚れが全体的に相殺されて均一化されるようになり、帯電ローラ表面の像担持体からのトナー等による汚れが帯電ローラ表面全体に均一化されることを見いだした。

0023

かかる知見に基づき、本発明は前記第1の課題を解決するため、
回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置で用いる該帯電ローラであり、帯電ローラ表面粗さを、該帯電ローラの前記像担持体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくしてある帯電ローラを提供する。

0024

また前記第2の課題を解決するため、
回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置であって、該帯電ローラが本発明に係る帯電ローラである画像形成装置を提供する。

0025

本発明に係る帯電ローラ、本発明に係る画像形成装置における帯電ローラによると、帯電ローラ表面粗さを、該帯電ローラの前記像担持体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくしてあるので、像担持体からのトナー等による帯電ローラ表面の汚れは帯電ローラ表面全体にわたり均一化され、また、帯電ローラ表面粗さをそのように調整しておくだけなので安価に均一化され、帯電ローラ汚れを清掃装置やクリーニング電界印加等により清掃した場合になお残ることがあり得る汚れも帯電ローラ表面全体にわたり均一化され、かかる帯電ローラによる像担持体の帯電もムラが抑制されて均一化し、ひいてはそれだけ良好な画像形成が可能となる。

0026

本発明に係る帯電ローラでは、表面粗さを帯電ローラの像担持体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくしてあるが、それは無段階に次第に大きくなっていても、複数段階に次第に大きくなっていてもよい。

0027

また本発明は前記第3の課題を解決するため次の2タイプの帯電ローラ製造方法も提供する。
(1)第1タイプの帯電ローラ製造方法
本発明に係る帯電ローラの前駆体帯電ローラを準備する第1工程と、
該前駆体帯電ローラ表面に粗さ変化をつけて本発明に係る帯電ローラを得る第2工程とを含み、
該第2工程では、該前駆体帯電ローラ幅以上の砥石幅を有するとともに砥石面が該砥石幅の方向において中央部から両端部へ向け次第に粗く形成されている砥石を該砥石の中央部が該前駆体帯電ローラの中央部に、該砥石の両端部が該前駆体帯電ローラの両端部にそれぞれ対応するように該前駆体帯電ローラに接触させて該前駆体帯電ローラを該砥石に対し回転させ、ローラ表面粗さをローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくする帯電ローラの製造方法。

0028

(2)第2タイプの帯電ローラ製造方法
本発明に係る帯電ローラの前駆体帯電ローラを準備する第1工程と、
該前駆体帯電ローラ表面に粗さ変化をつけて本発明に係る帯電ローラを得る第2工程とを含み、
該第2工程では、該前駆体帯電ローラを回転させつつ前駆体帯電ローラ幅方向研磨刃を移動させて該研磨刃で該前駆体帯電ローラ表面を研磨し、且つ、該前駆体帯電ローラの回転速度と該研磨刃の移動速度とを制御してローラ表面粗さをローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくする帯電ローラの製造方法。

0029

これら帯電ローラの製造方法によると、上記第1の課題を解決できる帯電ローラを簡単に得ることができる。

発明の効果

0030

以上説明したように本発明によると、回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置で用いる該帯電ローラであって、帯電ローラ表面への像担持体からのトナー等の付着による帯電ローラ表面の汚れを帯電ローラ表面全体にわたり均一化することができる帯電ローラを提供することができる。

0031

また、本発明によると、回転駆動される像担持体を該像担持体表面に接触して回転する帯電ローラで帯電させ、該帯電ローラによる像担持体帯電域に形成しようとする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写定着させることができ、該帯電ローラは帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸が軸受け部で支持されるとともに該軸受け部がバネ力で前記像担持体方向へ押圧されることで該像担持体表面に接触する画像形成装置であって、帯電ローラによる像担持体表面の帯電を帯電ムラを抑制して行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

0032

さらに本発明によると、上記帯電ローラを簡単に得ることができる帯電ローラの製造方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0033

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る帯電ローラの1例を採用した画像形成装置の1例を示している。図1に示す画像形成装置は、タンデム型フルカラープリンタである。このプリンタは、駆動ローラ21とこれに対向するローラ22に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト3を有している。転写ベルト3は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ21により図中反時計方向(図中矢印方向)に回転させることができる。

0034

駆動ローラ21には転写ベルト3上の2次転写残トナー等を清掃するクリーナ4が臨んでいるとともに2次転写ローラ5が臨んでいる。クリーナ4に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0035

2次転写ローラ5の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ21に支持された中間転写ベルト3の部分に押圧され、中間転写ベルト3との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト3の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Sの移動に従動して回転する。2次転写ローラ5には、図示省略の2次転写バイアス電源から2次転写バイアス電圧を印加することができる。

0036

中間転写ベルト3及び2次転写ローラ5の上方には定着装置6が配置されており、下方にはタイミングローラ対7が配置されており、さらにその下方に、図示省略の、記録紙等の記録媒体を収容した記録媒体収容カセットが配置されている。

0037

定着装置6は図示省略のハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
図示省略の記録媒体収容カセットに収容された記録媒体Sは、図示省略の媒体供給ローラにて1枚ずつ引き出してタイミングローラ対7へ供給することができる。

0038

中間転写ベルト3を巻き掛けたローラ21、22の間には、転写ベルト3に沿って、ローラ21から22に向けて、イエロー画像形成部Y、マゼンタ画像形成部M、シアン画像形成部C及びブラック画像形成部Kがこの順序で配置されている。

0039

Y、M、C、Kの各画像形成部は、像担持体としてドラム型の感光体11を備えており、該感光体の周囲に帯電ローラ12、画像露光装置13、現像装置14、1次転写ローラ15及びクリーナ16がこの順序で配置されている。

0040

1次転写ローラ15は転写ベルト3を間にして感光体11に対向しており、ベルト走行従動回転する。1次転写ローラ15には、感光体11上に形成されるトナー像をベルト3へ1次転写するための1次転写バイアス電圧を図示省略の1次転写バイアス電源から印加できる。
露光装置13は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体11に画像露光を施せるものである。

0041

各画像形成部における感光体11は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電ローラ12は、感光体11に接触して従動回転するもので、所定のタイミングで図示省略の帯電バイアス電源から帯電バイアス電圧が印加される。
また、非画像形成時に図示省略のクリーニング用電源からクリーニング電圧が印加される。クリーニング電圧が印加されると、帯電ローラ上のトナー等は感光体11に放出され、クリーナ16により清掃される。帯電ローラ12については後ほどさらに説明する。

0042

各画像形成部における現像装置14は、それには限定されないが、本例では、負帯電性トナーを採用するもので、感光体11上に形成される静電潜像を、図示省略の現像バイアス電源から現像バイアス電圧が印加される現像ローラ141で反転現像することができる。

0043

このプリンタにおける各部はプリンタ全体の動作を制御する図示省略のコントローラの指示のもとに所定のタイミングで動作する。
このプリンタによると、Y、M、C、Kの画像形成部のうち1又は2以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Y、M、C及びKのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Yにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト3に1次転写する。

0044

すなわち、イエロー画像形成部Yにおいて、感光体11が図中時計方向に回転駆動され、帯電ローラ12にて表面が一様に所定電位に帯電せしめられた感光体11の該帯電域に画像露光装置13からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体11上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置14の現像バイアスが印加された現像ローラ141にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が1次転写ローラ15にて転写ベルト3上に1次転写される。このとき、1次転写ローラ15には図示省略の電源から1次転写バイアス電圧が印加される。

0045

同様にして、マゼンタ画像形成部Mにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト3に転写され、シアン画像形成部Cにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト3に転写され、ブラック画像形成部Kにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト3に転写される。

0046

イエローマゼンタシアンブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト3上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト3上に形成された多重トナー像は転写ベルト3の回動により2次転写ローラ5へ向け移動する。

0047

一方、記録媒体Sが図示省略の記録媒体収容カセットから媒体供給ローラにて引き出され、タイミングローラ対7へ供給され、待機している。

0048

このようにタイミングローラ対7のところで待機する記録媒体Sは、中間転写ベルト3にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト3と2次転写ローラ5とのニップ部に供給され、図示省略の電源から2次転写バイアス電圧が印加された2次転写ローラ5にて該多重トナー像が記録媒体S上に2次転写される。その後記録媒体Sは定着装置6に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Sに定着される。記録媒体Sはひき続き、図示省略の排出ローラ対等にて排出トレイに排出される。

0049

トナー像のベルト3への1次転写において感光体11上に残留する転写残トナー等はクリーナ16で清掃除去され、2次転写によりベルト3上に残留する2次転写残トナー等はクリーナ4にて除去清掃される。これら除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

0050

以上説明したようにして画像形成されるのであるが、画像形成部Y、M、C、Kのそれぞれにおける帯電ローラ12は図2(A)に示すように、帯電ローラ両端部から突出する帯電ローラ回転軸121が軸受け部Bで支持されるとともに軸受け部BがバネSP力で感光体11方向へ押圧され、それにより感光体11表面に接触し、感光体11に従動して回転するようになっている。
なお、帯電ローラ12の表層部は弾性材料で形成されている。

0051

そして、帯電ローラ表面粗さが、帯電ローラ12の感光体11への当接圧力分布、すなわち図2(B)に示すようにローラ中央部から両端部へ向かうに従って次第に増大している圧力分布に対応させて、帯電ローラ表面粗さを図2(C)に示すように、帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくしてある(本例では段階的に次第に大きくなっているが、無段階に次第に大きくしてもよい)。

0052

この帯電ローラ12によると、帯電ローラ表面粗さを、帯電ローラ12の感光体11への当接圧力分布に対応させて、当接圧力が比較的小さい帯電ローラ中央部から当接圧力が比較的大きくなる両端部へ向け次第に大きくしてあるので、感光体11からのトナー等による帯電ローラ表面の汚れは帯電ローラ表面全体にわたり均一化され、また、帯電ローラ表面粗さをそのように調整しておくだけなので安価に均一化され、帯電ローラ汚れをクリーニング電圧印加により清掃した場合になお残ることがあり得る汚れも帯電ローラ表面全体にわたり均一化されることになり、かかる帯電ローラ12による感光体11の帯電もムラが抑制されて均一化し、ひいてはそれだけ良好な画像形成が可能である。

0053

ここで帯電ローラの感光体への当接圧力分布の測定例、及び該帯電ローラにおいて表面粗さを該帯電ローラの感光体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくした場合のローラ表面汚れ調査実験例及び該帯電ローラにおいて表面粗さを全体的に均一とした場合のローラ表面汚れ調査の比較実験例について説明する。 帯電ローラの感光体への当接圧力分布の測定、実験例及び比較実験例で用いた感光体は以下のものであり、帯電ローラの詳細は以下のとおりである。

0054

(1)感光体
外径:30mm
幅:285mm
(2)帯電ローラ
ローラ外径:12mm
ローラ幅:220mm
ローラ構造及び材質:直径6mmの芯金上に層厚3mmのエピクロルヒドリンゴム層を形成したもの
図2に示すと同様にローラ両端のローラ回転軸を軸受け部で支持し、各軸受け部を 感光体の方へバネ力10Nで押圧した。

0055

(3)帯電ローラ表面粗さRz
(3-1)実験例で用いた帯電ローラ表面粗さRz(μm):
図4に示すように中央部100mm幅は1μm、
中央部外側の30mm幅では15μm、
さらに外側の30mm幅では15μm。
(3-2)比較実験例で用いた帯電ローラ表面粗さRz(μm):
全体に概ね10μm

いずれの場合も表面粗さ値は、東京精密社製の粗さ測定器SURFCOM 480A で測定した値である。

0056

以上の条件で帯電ローラの感光体への当接圧力分布を測定したところ、図3に示す測定結果を得た。測定は、ニッタ株式会社製圧力分布測定システム(PINCH A4タイプ)で行った。
図3に示されるように、帯電ローラ幅方向において中央部で圧力が低く、中央部からローラ両端部へ向かって次第に圧力が増大していることが分かる。

0057

実験及び比較実験は、上記実験用帯電ローラ及び比較実験用帯電ローラをそれぞれ、コニカミノルタ社製カラープリンタmagicolor5570を改造したプリンタに搭載し、感光体は上記(1)のものを採用して行った。
なお、感光体の回転速度(システム速度)は185mm/秒とした。

0058

実験、比較実験のいずれにおいても、現像器としてシアントナーの現像器を用い、A4サイズ紙帯状のB/W比10%の画像を形成することで1万枚プリントした後、
帯電ローラ表面汚れをミノルタ社製色彩色差計CR−241で測定した。

0059

汚れ測定結果を図5に示す。図5に示されるように、帯電ローラ表面粗さを均一とした比較実験例の帯電ローラでは、表面汚れが、ローラ中央部で大きく、ローラ両端部で小さく、全体として汚れが不均一になっているのに対し、実験例帯電ローラでは表面汚れが全体的に均一化されていることが分かる。

0060

図2図4に示すような、帯電ローラ表面粗さを、帯電ローラの像担持体への当接圧力分布に対応させて帯電ローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくした帯電ローラは、例えば図6(A)に示すように、帯電ローラ12の前駆体帯電ローラを準備し、これを前駆体帯電ローラ幅以上の砥石幅を有するとともに砥石面が該砥石幅の方向において中央部から両端部へ向け次第に粗く形成されている砥石に接触させて該前駆体帯電ローラを該砥石に対し回転させることで簡単に得ることができる。

0061

また、図6(B)に示すように、帯電ローラ12の前駆体帯電ローラを準備し、これを回転させながらローラ幅方向に移動させる研磨刃で研磨し、そのとき、前駆体帯電ローラの回転速度と該研磨刃の移動速度の組み合わせを制御してローラ表面粗さをローラ中央部から両端部へ向け次第に大きくすることでも簡単に得ることができる。

0062

以上、電子写真方式のタンデム型のカラープリンタを例にとって説明したが、本発明は電子写真方式の他のタイプのカラー画像形成装置にもモノクロ画像形成装置にも適用できる。また本発明は静電記録方式の画像形成装置にも適用できる。

0063

本発明は、像担持体表面を帯電させる帯電ローラであって、その表面汚れが均一化される帯電ローラ、そのような帯電ローラを採用することで良好な画像を形成できる画像形成装置及び該帯電ローラの簡単な製造方法を提供することに利用できる。

図面の簡単な説明

0064

本発明に係る帯電ローラの1例を採用した画像形成装置の1例(カラープリンタ)の概略構成を示す図である。
図2(A)は図1のプリンタにおける感光体への帯電ローラの接触状態を示す図であり、図2(B)は帯電ローラの感光体への当接圧力分布の概略を示す図であり、図2(C)は帯電ローラの表面粗さ分布を示す図である。
帯電ローラの感光体への当接圧力分布の測定例を示す図である。
実験例に用いた帯電ローラの表面粗さを示す図である。
実験例及び比較実験例における帯電ローラ表面汚れを示す図である。
図6(A)は帯電ローラ製造方法の1例を示す図であり、図6(B)は同方法の他の例を示す図である。
従来例帯電ローラの感光体への接触状態及び当接圧分布を示す図である。

符号の説明

0065

Yイエロー画像形成部
Mマゼンタ画像形成部
Cシアン画像形成部
Kブラック画像形成部
11感光体
12帯電ローラ
121 帯電ローラの回転軸
B軸受け部
SPバネ
13画像露光装置
14現像装置
141現像ローラ
15 1次転写ローラ
16クリーナ
21駆動ローラ
22対向ローラ
3中間転写ベルト
4 クリーナ
5 2次転写ローラ
6定着装置
7タイミングローラ対
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