帯電装置、画像形成装置及び帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法
【課題】帯電ローラの被覆層の寸法精度を必要とせずにローラ端部における異常放電やリークを防止し、帯電ローラに対向する感光体ドラムの画像形成領域を均一に帯電させる。
【解決手段】帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備える。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、この帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【解決手段】帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備える。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、この帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、帯電装置、この帯電装置を用いた画像形成装置及び帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の技術として、像担持体である感光体ドラムに対して所定の帯電ギャップを置いて、この感光体ドラムを非接触で帯電する帯電装置を備えた画像形成装置が提案されている。
【０００３】
このような画像形成装置で利用される帯電装置は、感光体ドラムの画像形成領域に対向する金属製の帯電ローラの外周面が導電性を有する被覆層（例えば帯電チューブ）で覆われている。また、帯電ローラの両端には、ギャップ保持部材が固定され、両端のギャップ保持部材を感光体ドラムの外周面に当接させることで、感光体ドラムとの間に所定の微小な帯電ギャップが保持される。そして、帯電ローラの両端面から軸方向に突出して形成された軸部の各軸受けを圧縮スプリングの付勢力で感光体ドラムの方へ押圧させ、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラが回転すると、帯電ギャップにより感光体ドラムが非接触で帯電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６―７２０６５号公報
【特許文献２】特開２００７―１２１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来技術においては、帯電ローラの両端にギャップ保持部材を設置するためには、被覆層の端部の位置が帯電ローラの端部の位置と一致する必要がある。すなわち、被覆層の端部が帯電ローラの端部より内側となる場合、露出した金属シャフトから高電圧が感光体ドラム側にリークしてしまう可能性がある。逆に、被覆層の端部が帯電ローラの端部の外側まで達し、被覆層をギャップ保持部材の手前で折り曲げて成形する場合には、折り曲げた箇所が突出または凹んでしまい、感光体ドラムとの適正なギャップを保持できず、異常放電や帯電ムラを招く可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、帯電ローラの被覆層の寸法精度を必要とせずにローラ端部における異常放電やリークを防止し、帯電ローラに対向する感光体ドラムの画像形成領域を均一に帯電させることができる帯電装置、この帯電装置を用いた画像形成装置及び帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備えている。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の帯電装置が利用される画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】図１に示す画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】図２に示す帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する概観図。
【図４】図２に示す帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【図５】図４の要部を拡大した図。
【図６】本発明の第２の実施形態における帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【図７】図６の要部を拡大した図。
【図８】図６に示すギャップ保持部材の上面図。
【図９】本発明の第３の実施形態における帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備えている。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、添付図面を例にとって、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の帯電装置が使用される画像形成装置１を示す概略構成図である。同図に示されるように、画像形成装置１は４連タンデム方式である。画像形成装置１は上方に排紙部３を備える。
【００１１】
画像形成装置１は、中間転写ベルト１０の下側に画像形成ユニット１１を有する。画像形成ユニット１１は、中間転写ベルト１０に沿って並列に配置される４組の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋを備える。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成装置１の画像形成ユニット１１近傍には、環境検知部である温湿度センサ１５が設けられる。
【００１２】
図２は、本発明の第１の実施形態における画像形成ユニットを示す概略構成図である。図２に示されるように、各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、像担持体である感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋをそれぞれ有する。各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは、矢印ｍ方向に回転する。各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの周囲には、回転方向に沿って、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ、並びに感光体クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋがそれぞれ配置される。
【００１３】
各帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは、接続された電源（図示省略する）より帯電電圧が印加されることで帯電し、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの回転に伴ってそれぞれ回転する。そして、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは非接触で均一に帯電される。更に、各帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋには、帯電ローラと逆回りに回転する筒状の帯電ローラクリーナ１９が当接されており、帯電ローラに付着するトナーやゴミなどの異物が除去される。帯電ローラクリーナ１９は例えばスポンジなどで形成される。
【００１４】
各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの周囲の帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋから現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋに至る間には、レーザ露光装置１７によるそれぞれの露光々が照射される。レーザ露光装置１７は、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームで感光体ドラム１２を軸線方向に走査するもので、ポリゴンミラー１７ａ、結像レンズ系１７ｂ、ミラー１７ｃ等を有する。これにより各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に静電潜像が形成される。
【００１５】
各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上の静電潜像を現像する。各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは現像剤であるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーと、キャリアとを有する二成分現像剤により現像を行う。
【００１６】
中間転写ベルト１０は、バックアップローラ２１、従動ローラ２０及び第1〜第３のテンションローラ２２〜２４により張架されて、矢印ｓ方向に回転される。
【００１７】
中間転写ベルト１０は、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向し、接触する。中間転写ベルト１０の感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向する位置には、１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋが設けられる。各１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋは、各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に形成されるトナー像を中間転写ベルト１０に１次転写する。各感光体クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋは、１次転写後に各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上の残留トナーを除去し回収する。
【００１８】
中間転写ベルト１０のバックアップローラ２１により支持される２次転写部には、２次転写ローラ２７が対向される。２次転写部では、バックアップローラ２１に所定の２次転写バイアスが印加されている。シート紙Ｐが、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２７間を通過すると、シート紙Ｐ上に、中間転写ベルト１０上のトナー像が２次転写される。シート紙Ｐは、給紙カセット４ａ、４ｂ或いは、手差し機構３１から給紙される。２次転写終了後、中間転写ベルト１０はベルトクリーナ１０ａによりクリーニングされる。
【００１９】
給紙カセット４ａ、４ｂから２次転写ローラ２７に到る間には、ピックアップローラ２ａ、２ｂ、分離ローラ５ａ、５ｂ、搬送ローラ６ａ、６ｂ及びレジストローラ対３６が設けられる。手差し機構３１の手差しトレイ３１ａからレジストローラ対３６に到る間には、手差しピックアップローラ３１ｂ、手差し分離ローラ３１ｃが設けられる。更に、縦搬送路３４方向に沿って、２次転写部より下流には定着装置３０が設けられる。定着装置３０は、２次転写部にてシート紙Ｐに転写されたトナー像を、シート紙Ｐに定着する。定着装置３０の下流には、シート紙Ｐを排紙ローラ４１方向或いは、再搬送ユニット３２方向に振り分けるゲート３３が設けられる。排紙ローラ４１に導かれたシート紙Ｐは、排紙部３に排紙される。また、再搬送ユニット３２に導かれたシート紙Ｐは、再度２次転写ローラ２７方向に導かれる。
【００２０】
次に、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋについて詳述する。尚、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは同一構造である。同様に、これらの帯電装置にそれぞれ対応する感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは同一構造である。したがって、以下の説明においては、帯電装置１３Ｙ,１３Ｍ，１３Ｃ及び１３Ｋを代表する帯電装置１３及び感光体ドラム１２Ｙ,１２Ｍ，１２Ｃ及び１２Ｋを代表する感光体ドラム１２の関係を説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する概観図である。図３に示すように、帯電装置１３の帯電ローラ１３０の両端に設けられたギャップ保持部材１３３において感光体ドラム１２に当接し、帯電ローラ１３０の中央部分の外周面では感光体ドラム１２の画像形成領域との間に所定のギャップが保持されている。
【００２２】
帯電ローラ１３０は、回転軸の両端面から軸方向に突出して形成された軸部の各軸受け部材５１において圧縮スプリング５２の付勢力で感光体ドラム１２の方向へ押圧されている。感光体ドラム１２の回転軸１２１の左端側には、感光体ドラム１２を回転駆動するためのドラム駆動ギア５３が固定されている。同様に、帯電装置１３の帯電ローラ１３０の左端側には帯電ローラ１３０を回転駆動するための帯電ローラ駆動ギア５４が固定されている。そして、モータ（図示省略する）の駆動力がドラム駆動ギア５３に伝達されると感光体ドラム１２が回転駆動される。これに伴い、モータの駆動力が帯電ローラギア５４に伝達されると帯電ローラ１３０が回転駆動され、帯電ギャップによって感光体ドラム１２が非接触で帯電される。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。図５は、図４の要部を拡大した断面図である。図４及び図５に示すように、帯電装置１３は、帯電ローラ１３０及びギャップ保持部材１３３を備えている。帯電ローラ１３０は、画像形成装置１に内部に設けられた電源（図示省略する）に接続されて帯電電圧が印加される金属製の導電性ローラ１３１とこの導電性ローラ１３１の外周面を覆う部材である被覆層１３２とを有し、帯電ローラ１３１を介して印加される帯電電圧によって感光体ドラム１２を非接触で帯電する導電性ローラ１３１は、帯電部１３１ａ、第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃを含む。帯電部１３１ａは、感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電領域である。第１の回転軸部１３１ｂは、帯電部１３１ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ２で突出して形成された領域である。第２の回転軸部１３１ｃは、第１の回転軸部１３１ｂの先端から第１の回転軸部１３１ｂの外径Ｄ２よりも小さい外径Ｄ１で突出して形成された領域である。
【００２４】
被覆層１３２は、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの外周面を覆う導電性の部材であり、例えばチューブ状に形成される。被覆層１３２は、帯電対応部１３２ａ及び延長部１３２ｂを含む。帯電対応部１３２ａは、帯電部１３１ａの外周面を覆う領域である。延長部１３２ｂは、被覆層１３２の端部が帯電部１３１ａの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さＬ1で延長された領域である。
【００２５】
被覆層１３２の素材は、体積抵抗率が小さすぎると感光体ドラム１２への電圧集中（リーク）や異常放電の原因となるため、例えば体積抵抗率が約１０６Ω・ｃｍ以上の樹脂であることが好ましい。しかし、体積抵抗率が大きすぎると帯電量の不足により、均一画像を得るための十分な帯電電位を得ることが出来なくなる。そのため、例えば体積抵抗率が約１０１２Ω・ｃｍ以下の樹脂であることが好ましい。したがって、例えば、カーボンと導電性材料であるポリエーテルエステルアミドとを含む熱可塑性樹脂などを用いることが好ましい。また、絶縁性の熱可塑性樹脂と導電性樹脂を所定の割合で配合した素材を用いることもできる。
【００２６】
被覆層１３２の厚さＴ1は、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａを覆った際の外径Ｄ５がギャップ保持部材１３３の当接部分における外径Ｄ６よりも小さくなるように設定する。被覆層１３２の厚さＴ1は、薄すぎるとリークによる異常放電が発生する場合や亀裂が生じ易くなる場合もある。そのため、被覆層１３２の厚さＴ1は、例えば約５０μｍ以上の厚さに設定することが好ましい。しかし、被覆層１３２の厚さＴ1は、厚すぎると抵抗の影響で感光体ドラム１２への帯電が難しくなる。そのため、被覆層１３２の厚さＴ1は、例えば約２００μｍ以下の厚さに設定することが好ましい。
【００２７】
そして、延長部１３２ｂの長さＬ1は、ギャップ保持部材１３３の端面にチューブ端部が接触しないようにギャップ保持部材１３３の突出している長さＬ２よりも短く設定する。この際、延長部１３２ｂの長さＬ1が短すぎると、異常放電の可能性が生じる。そのため、延長部１３２ｂの長さＬ1は、例えば約０．５ｍｍ以上の長さに設定することが好ましい。しかし、延長部１３２ｂの長さＬ1が長すぎると、装置が大型化してしまう。そのため、延長部１３２ｂの長さＬ1は、約２ｍｍ以下の長さに設定することが好ましい。
【００２８】
ギャップ保持部材１３３は、被覆層１３２と感光体ドラム１２との間に所定の微小な帯電ギャップGを保ちながら感光体ドラム１２に当接し、感光体ドラム１２の回転に伴い導電性ローラ１３１と共に回転する部材である。ギャップ保持部材１３３は、被覆層１３２の端部から離間した位置で第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃにそれぞれ固定されている。
【００２９】
ギャップ保持部材１３３の素材は、感光体ドラム１２に対して加圧された状態で接触することを考慮し、磨耗に強いことが求められる。したがって、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネード、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００３０】
ギャップ保持部材１３３は、当接部１３３ａ及び突出部１３３ｂを有している。当接部１３３ａは、感光体ドラム１２に外周面で当接するリング形状の領域を指す。また、突出部１３３ｂは、当接部１３３ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ３で突出して帯電部１３１ａに当接する領域を指す。尚、突出部１３３ｂの内径は、導電性ローラ１３１の第１の回転軸部１３１ｂの外径と一致し、嵌め込み可能な形状に形成されている。
【００３１】
導電性ローラ１３１と感光体ドラム１２間のギャップ保持は、具体的には以下の方法で行われる。
先ず、帯電電圧が印加される導電性ローラ１３１の帯電領域（帯電部１３１ａ）の外周面を帯電領域（帯電部１３１ａ）の長手方向の長さよりも長く形成された導電性の被覆層１３２で覆い、この被覆層１３２の端部を導電性ローラ１３１の端面よりも導電性ローラ１３１の延在方向に沿って所定の長さで延長して延長部１３２ｂを形成する。例えば、導電性ローラ１３１の帯電部１３１aを被覆層１３２で覆った後、延長部１３２ｂを形成するために被覆層１３２を長めに切断するだけでよい。
【００３２】
次に、被覆層１３２と感光体ドラム１２との間に所定の帯電ギャップを保つギャップ保持部材１３３を被覆層１３２の端部（延長部１３２ｂ）から離間させた位置で導電性ローラ１３１の両端（第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃ）にそれぞれ固定する。
【００３３】
そして、導電性ローラ１３１の両端に設けられたギャップ保持部材１３３を感光体ドラム１２の外周面に当接させ、感光体ドラム１２の画像形成領域と被覆層１３２の帯電領域（帯電対応部１３２ａ）を対向させて配置する。
【００３４】
この第１の実施形態によれば、画像形成時において、導電性ローラ１３１は第２の回転軸部１３１ｃに固定されている圧縮スプリング５２を介して接続電源（図示省略する）から帯電電圧が印加されると、帯電部１３１ａ及び第１の回転軸部１３１ｂにも一様に帯電電圧が印加される。帯電部１３１ａが帯電されると、この帯電部１３１ａを覆っている導電性の被覆層１３２も帯電される。すなわち、感光体ドラム１２の画像形成領域に対向している帯電対応部１３２ａが帯電される。更に、この帯電対応部１３２ａから所定の長さＬ１で延長されている延長部１３２ｂも一様に帯電される。この際、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの外周面には、被覆層１３２の帯電対応部１３２ａが隅々まで均一に覆われているため、その帯電電位は均一となる。
【００３５】
また、被覆層１３２と導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの端部の長さを従来のように高精度で一致させる必要は無い。すなわち、簡易な方法によって被覆層１３２の帯電対応部１３２ａを端部に到るまで均一に帯電させることが可能となる。
【００３６】
更に、被覆層１３２の端部の折り曲げによる突出や凹みが生じることを回避できる。そのため、これらを原因とする異常放電やリークを防止することができる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
次に、この発明の第２の実施形態について図６乃至図８を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。図７は、図６の要部を拡大した断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態におけるギャップ保持部材１３３の上面図である。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に対してギャップ保持部材１３３の形状が異なるものである。他は第１の実施形態と同様であることから、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３８】
この実施形態は図６−８に示すように、ギャップ保持部材１３３は、当接部１３３ａ、第１の突出部１３３ｂ及び第２の突出部１３３ｃを有している。当接部１３３ａは、感光体ドラム１２に外周面で当接するリング形状の領域である。
【００３９】
第１の突出部１３３ｂは、当接部１３３ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ３で突出して帯電部１３１ａに端面で当接する領域である。第１の突出部１３３ｂの突出によって、導電性ローラ１３１の帯電部１３１aとギャップ保持部材１３３の当接部１３３aは確実に離間された状態で固定される。
【００４０】
第２の突出部１３３ｃは、第１の突出部１３３ｂと同一の端面から被覆層１３２の外径Ｄ５よりも大きい内径Ｄ６で帯電対応部１３２ａの端部と感光体ドラム１２との間までリング状に突出する領域である。第２の突出部１３３ｃの厚さＴ３は、ギャップ保持部材１３３の強度を考慮して任意に変更可能である。
【００４１】
また、図７においては第２の突出部１３３ｃも当接部１３３ａと同様に感光体ドラム１２に当接する構成であるが、延長部１３２ｂの外周の空間内に突出していれば十分である。すなわち、当接部１３３ａの当接面よりも導電性ローラ１３１の回転軸寄りであって感光体ドラム１２に当接しない位置から突出するように形成してもよい。
【００４２】
第２の突出部１３３ｃが当接部１３３ａの端面から突出する長さＬ３は、第１の突出部１３３ｂが当接部１３３ａの端面から突出する長さＬ２よりも長く設定し、感光体ドラム１２の画像形成領域は境界面Ａより導電性ローラ１３１の中央側に設定するものとする。
【００４３】
この第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と比べて被覆層１３２の端部をギャップ保持部材１３３によって外周の離れた位置から保護し、感光体ドラム１２を帯電させることができる。
【００４４】
このため、仮に導電性ローラ１３１の端部において異常放電やリークなどが生じた場合であっても帯電対応部１３２ａに対向する感光体ドラム１２の画像形成領域を均一に帯電させることができるという利点がある。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態に対して導電性ローラ１３１の形状が異なるものである。他は第１の実施形態と同様であることから、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
図９は、本発明の第３の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。この実施形態はＦＩＧ．９に示すように、前述の第１の実施形態と比べて導電性ローラ１３１から第２の回転軸部１３１ｂが省略され、帯電部１３１ａと、帯電部１３１ａの端面から帯電部１３１ａの外径よりも小さい外径で突出して形成された回転軸部１３１ｄのみで形成されている。
【００４７】
また、ギャップ保持部材１３３の形状も回転軸部１３１ｄの形状に合わせた貫通孔が中心部分に形成されている。
【００４８】
この第３の実施形態によれば、導電性ローラ１３１の形状が単純になるため、この導電性ローラ１３１の回転軸部１３１ｄに固定されるギャップ保持部材１３３の形状も同様に単純となる。
【００４９】
したがって、前述の第１及び第２の実施形態と比べて導電性ローラ１３１及びギャップ保持部材１３３の製造がそれぞれ容易となる利点がある。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１…画像形成装置
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ，１１Ｋ…画像形成ユニット
１２,１２Ｙ,１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ…感光体ドラム
１３,１３Ｙ,１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ…帯電装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ，１４Ｋ…現像装置
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ，１６Ｋ…感光体クリーナ
１７…レーザ露光装置
１９…帯電ローラクリーナ
１３０…帯電ローラ
１３１…導電性ローラ
１３１ａ…帯電部
１３１ｂ…第１の回転軸部
１３１ｃ…第２の回転軸部
１３１ｄ…回転軸部
１３２…被覆層
１３２ａ…帯電対応部
１３２ｂ…延長部
１３３…ギャップ保持部材
１３３ａ…当接部
１３３ｂ…第１の突出部
１３３ｃ…第２の突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、帯電装置、この帯電装置を用いた画像形成装置及び帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の技術として、像担持体である感光体ドラムに対して所定の帯電ギャップを置いて、この感光体ドラムを非接触で帯電する帯電装置を備えた画像形成装置が提案されている。
【０００３】
このような画像形成装置で利用される帯電装置は、感光体ドラムの画像形成領域に対向する金属製の帯電ローラの外周面が導電性を有する被覆層（例えば帯電チューブ）で覆われている。また、帯電ローラの両端には、ギャップ保持部材が固定され、両端のギャップ保持部材を感光体ドラムの外周面に当接させることで、感光体ドラムとの間に所定の微小な帯電ギャップが保持される。そして、帯電ローラの両端面から軸方向に突出して形成された軸部の各軸受けを圧縮スプリングの付勢力で感光体ドラムの方へ押圧させ、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラが回転すると、帯電ギャップにより感光体ドラムが非接触で帯電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６―７２０６５号公報
【特許文献２】特開２００７―１２１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来技術においては、帯電ローラの両端にギャップ保持部材を設置するためには、被覆層の端部の位置が帯電ローラの端部の位置と一致する必要がある。すなわち、被覆層の端部が帯電ローラの端部より内側となる場合、露出した金属シャフトから高電圧が感光体ドラム側にリークしてしまう可能性がある。逆に、被覆層の端部が帯電ローラの端部の外側まで達し、被覆層をギャップ保持部材の手前で折り曲げて成形する場合には、折り曲げた箇所が突出または凹んでしまい、感光体ドラムとの適正なギャップを保持できず、異常放電や帯電ムラを招く可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、帯電ローラの被覆層の寸法精度を必要とせずにローラ端部における異常放電やリークを防止し、帯電ローラに対向する感光体ドラムの画像形成領域を均一に帯電させることができる帯電装置、この帯電装置を用いた画像形成装置及び帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備えている。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の帯電装置が利用される画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】図１に示す画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】図２に示す帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する概観図。
【図４】図２に示す帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【図５】図４の要部を拡大した図。
【図６】本発明の第２の実施形態における帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【図７】図６の要部を拡大した図。
【図８】図６に示すギャップ保持部材の上面図。
【図９】本発明の第３の実施形態における帯電装置と感光体ドラムの当接状態を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、帯電装置は、帯電ローラ及びギャップ保持部材を備えている。帯電ローラは、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有している。帯電ローラは、導電性ローラを介して印加される帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する。ギャップ保持部材は、帯電ローラの端部から離間した位置で帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、被覆層と感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら感光体ドラムに当接し、感光体ドラムの回転に伴い帯電ローラと共に回転する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、添付図面を例にとって、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の帯電装置が使用される画像形成装置１を示す概略構成図である。同図に示されるように、画像形成装置１は４連タンデム方式である。画像形成装置１は上方に排紙部３を備える。
【００１１】
画像形成装置１は、中間転写ベルト１０の下側に画像形成ユニット１１を有する。画像形成ユニット１１は、中間転写ベルト１０に沿って並列に配置される４組の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋを備える。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成装置１の画像形成ユニット１１近傍には、環境検知部である温湿度センサ１５が設けられる。
【００１２】
図２は、本発明の第１の実施形態における画像形成ユニットを示す概略構成図である。図２に示されるように、各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、像担持体である感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋをそれぞれ有する。各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは、矢印ｍ方向に回転する。各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの周囲には、回転方向に沿って、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ、並びに感光体クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋがそれぞれ配置される。
【００１３】
各帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは、接続された電源（図示省略する）より帯電電圧が印加されることで帯電し、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの回転に伴ってそれぞれ回転する。そして、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは非接触で均一に帯電される。更に、各帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋには、帯電ローラと逆回りに回転する筒状の帯電ローラクリーナ１９が当接されており、帯電ローラに付着するトナーやゴミなどの異物が除去される。帯電ローラクリーナ１９は例えばスポンジなどで形成される。
【００１４】
各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋの周囲の帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋから現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋに至る間には、レーザ露光装置１７によるそれぞれの露光々が照射される。レーザ露光装置１７は、半導体レーザ素子から出射されたレーザビームで感光体ドラム１２を軸線方向に走査するもので、ポリゴンミラー１７ａ、結像レンズ系１７ｂ、ミラー１７ｃ等を有する。これにより各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に静電潜像が形成される。
【００１５】
各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上の静電潜像を現像する。各現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋは現像剤であるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナーと、キャリアとを有する二成分現像剤により現像を行う。
【００１６】
中間転写ベルト１０は、バックアップローラ２１、従動ローラ２０及び第1〜第３のテンションローラ２２〜２４により張架されて、矢印ｓ方向に回転される。
【００１７】
中間転写ベルト１０は、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向し、接触する。中間転写ベルト１０の感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向する位置には、１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋが設けられる。各１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋは、各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に形成されるトナー像を中間転写ベルト１０に１次転写する。各感光体クリーナ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋは、１次転写後に各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上の残留トナーを除去し回収する。
【００１８】
中間転写ベルト１０のバックアップローラ２１により支持される２次転写部には、２次転写ローラ２７が対向される。２次転写部では、バックアップローラ２１に所定の２次転写バイアスが印加されている。シート紙Ｐが、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２７間を通過すると、シート紙Ｐ上に、中間転写ベルト１０上のトナー像が２次転写される。シート紙Ｐは、給紙カセット４ａ、４ｂ或いは、手差し機構３１から給紙される。２次転写終了後、中間転写ベルト１０はベルトクリーナ１０ａによりクリーニングされる。
【００１９】
給紙カセット４ａ、４ｂから２次転写ローラ２７に到る間には、ピックアップローラ２ａ、２ｂ、分離ローラ５ａ、５ｂ、搬送ローラ６ａ、６ｂ及びレジストローラ対３６が設けられる。手差し機構３１の手差しトレイ３１ａからレジストローラ対３６に到る間には、手差しピックアップローラ３１ｂ、手差し分離ローラ３１ｃが設けられる。更に、縦搬送路３４方向に沿って、２次転写部より下流には定着装置３０が設けられる。定着装置３０は、２次転写部にてシート紙Ｐに転写されたトナー像を、シート紙Ｐに定着する。定着装置３０の下流には、シート紙Ｐを排紙ローラ４１方向或いは、再搬送ユニット３２方向に振り分けるゲート３３が設けられる。排紙ローラ４１に導かれたシート紙Ｐは、排紙部３に排紙される。また、再搬送ユニット３２に導かれたシート紙Ｐは、再度２次転写ローラ２７方向に導かれる。
【００２０】
次に、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋについて詳述する。尚、帯電装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋは同一構造である。同様に、これらの帯電装置にそれぞれ対応する感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは同一構造である。したがって、以下の説明においては、帯電装置１３Ｙ,１３Ｍ，１３Ｃ及び１３Ｋを代表する帯電装置１３及び感光体ドラム１２Ｙ,１２Ｍ，１２Ｃ及び１２Ｋを代表する感光体ドラム１２の関係を説明する。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する概観図である。図３に示すように、帯電装置１３の帯電ローラ１３０の両端に設けられたギャップ保持部材１３３において感光体ドラム１２に当接し、帯電ローラ１３０の中央部分の外周面では感光体ドラム１２の画像形成領域との間に所定のギャップが保持されている。
【００２２】
帯電ローラ１３０は、回転軸の両端面から軸方向に突出して形成された軸部の各軸受け部材５１において圧縮スプリング５２の付勢力で感光体ドラム１２の方向へ押圧されている。感光体ドラム１２の回転軸１２１の左端側には、感光体ドラム１２を回転駆動するためのドラム駆動ギア５３が固定されている。同様に、帯電装置１３の帯電ローラ１３０の左端側には帯電ローラ１３０を回転駆動するための帯電ローラ駆動ギア５４が固定されている。そして、モータ（図示省略する）の駆動力がドラム駆動ギア５３に伝達されると感光体ドラム１２が回転駆動される。これに伴い、モータの駆動力が帯電ローラギア５４に伝達されると帯電ローラ１３０が回転駆動され、帯電ギャップによって感光体ドラム１２が非接触で帯電される。
【００２３】
図４は、本発明の第１の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。図５は、図４の要部を拡大した断面図である。図４及び図５に示すように、帯電装置１３は、帯電ローラ１３０及びギャップ保持部材１３３を備えている。帯電ローラ１３０は、画像形成装置１に内部に設けられた電源（図示省略する）に接続されて帯電電圧が印加される金属製の導電性ローラ１３１とこの導電性ローラ１３１の外周面を覆う部材である被覆層１３２とを有し、帯電ローラ１３１を介して印加される帯電電圧によって感光体ドラム１２を非接触で帯電する導電性ローラ１３１は、帯電部１３１ａ、第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃを含む。帯電部１３１ａは、感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電領域である。第１の回転軸部１３１ｂは、帯電部１３１ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ２で突出して形成された領域である。第２の回転軸部１３１ｃは、第１の回転軸部１３１ｂの先端から第１の回転軸部１３１ｂの外径Ｄ２よりも小さい外径Ｄ１で突出して形成された領域である。
【００２４】
被覆層１３２は、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの外周面を覆う導電性の部材であり、例えばチューブ状に形成される。被覆層１３２は、帯電対応部１３２ａ及び延長部１３２ｂを含む。帯電対応部１３２ａは、帯電部１３１ａの外周面を覆う領域である。延長部１３２ｂは、被覆層１３２の端部が帯電部１３１ａの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さＬ1で延長された領域である。
【００２５】
被覆層１３２の素材は、体積抵抗率が小さすぎると感光体ドラム１２への電圧集中（リーク）や異常放電の原因となるため、例えば体積抵抗率が約１０６Ω・ｃｍ以上の樹脂であることが好ましい。しかし、体積抵抗率が大きすぎると帯電量の不足により、均一画像を得るための十分な帯電電位を得ることが出来なくなる。そのため、例えば体積抵抗率が約１０１２Ω・ｃｍ以下の樹脂であることが好ましい。したがって、例えば、カーボンと導電性材料であるポリエーテルエステルアミドとを含む熱可塑性樹脂などを用いることが好ましい。また、絶縁性の熱可塑性樹脂と導電性樹脂を所定の割合で配合した素材を用いることもできる。
【００２６】
被覆層１３２の厚さＴ1は、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａを覆った際の外径Ｄ５がギャップ保持部材１３３の当接部分における外径Ｄ６よりも小さくなるように設定する。被覆層１３２の厚さＴ1は、薄すぎるとリークによる異常放電が発生する場合や亀裂が生じ易くなる場合もある。そのため、被覆層１３２の厚さＴ1は、例えば約５０μｍ以上の厚さに設定することが好ましい。しかし、被覆層１３２の厚さＴ1は、厚すぎると抵抗の影響で感光体ドラム１２への帯電が難しくなる。そのため、被覆層１３２の厚さＴ1は、例えば約２００μｍ以下の厚さに設定することが好ましい。
【００２７】
そして、延長部１３２ｂの長さＬ1は、ギャップ保持部材１３３の端面にチューブ端部が接触しないようにギャップ保持部材１３３の突出している長さＬ２よりも短く設定する。この際、延長部１３２ｂの長さＬ1が短すぎると、異常放電の可能性が生じる。そのため、延長部１３２ｂの長さＬ1は、例えば約０．５ｍｍ以上の長さに設定することが好ましい。しかし、延長部１３２ｂの長さＬ1が長すぎると、装置が大型化してしまう。そのため、延長部１３２ｂの長さＬ1は、約２ｍｍ以下の長さに設定することが好ましい。
【００２８】
ギャップ保持部材１３３は、被覆層１３２と感光体ドラム１２との間に所定の微小な帯電ギャップGを保ちながら感光体ドラム１２に当接し、感光体ドラム１２の回転に伴い導電性ローラ１３１と共に回転する部材である。ギャップ保持部材１３３は、被覆層１３２の端部から離間した位置で第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃにそれぞれ固定されている。
【００２９】
ギャップ保持部材１３３の素材は、感光体ドラム１２に対して加圧された状態で接触することを考慮し、磨耗に強いことが求められる。したがって、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネード、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００３０】
ギャップ保持部材１３３は、当接部１３３ａ及び突出部１３３ｂを有している。当接部１３３ａは、感光体ドラム１２に外周面で当接するリング形状の領域を指す。また、突出部１３３ｂは、当接部１３３ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ３で突出して帯電部１３１ａに当接する領域を指す。尚、突出部１３３ｂの内径は、導電性ローラ１３１の第１の回転軸部１３１ｂの外径と一致し、嵌め込み可能な形状に形成されている。
【００３１】
導電性ローラ１３１と感光体ドラム１２間のギャップ保持は、具体的には以下の方法で行われる。
先ず、帯電電圧が印加される導電性ローラ１３１の帯電領域（帯電部１３１ａ）の外周面を帯電領域（帯電部１３１ａ）の長手方向の長さよりも長く形成された導電性の被覆層１３２で覆い、この被覆層１３２の端部を導電性ローラ１３１の端面よりも導電性ローラ１３１の延在方向に沿って所定の長さで延長して延長部１３２ｂを形成する。例えば、導電性ローラ１３１の帯電部１３１aを被覆層１３２で覆った後、延長部１３２ｂを形成するために被覆層１３２を長めに切断するだけでよい。
【００３２】
次に、被覆層１３２と感光体ドラム１２との間に所定の帯電ギャップを保つギャップ保持部材１３３を被覆層１３２の端部（延長部１３２ｂ）から離間させた位置で導電性ローラ１３１の両端（第１の回転軸部１３１ｂ及び第２の回転軸部１３１ｃ）にそれぞれ固定する。
【００３３】
そして、導電性ローラ１３１の両端に設けられたギャップ保持部材１３３を感光体ドラム１２の外周面に当接させ、感光体ドラム１２の画像形成領域と被覆層１３２の帯電領域（帯電対応部１３２ａ）を対向させて配置する。
【００３４】
この第１の実施形態によれば、画像形成時において、導電性ローラ１３１は第２の回転軸部１３１ｃに固定されている圧縮スプリング５２を介して接続電源（図示省略する）から帯電電圧が印加されると、帯電部１３１ａ及び第１の回転軸部１３１ｂにも一様に帯電電圧が印加される。帯電部１３１ａが帯電されると、この帯電部１３１ａを覆っている導電性の被覆層１３２も帯電される。すなわち、感光体ドラム１２の画像形成領域に対向している帯電対応部１３２ａが帯電される。更に、この帯電対応部１３２ａから所定の長さＬ１で延長されている延長部１３２ｂも一様に帯電される。この際、導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの外周面には、被覆層１３２の帯電対応部１３２ａが隅々まで均一に覆われているため、その帯電電位は均一となる。
【００３５】
また、被覆層１３２と導電性ローラ１３１の帯電部１３１ａの端部の長さを従来のように高精度で一致させる必要は無い。すなわち、簡易な方法によって被覆層１３２の帯電対応部１３２ａを端部に到るまで均一に帯電させることが可能となる。
【００３６】
更に、被覆層１３２の端部の折り曲げによる突出や凹みが生じることを回避できる。そのため、これらを原因とする異常放電やリークを防止することができる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
次に、この発明の第２の実施形態について図６乃至図８を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。図７は、図６の要部を拡大した断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態におけるギャップ保持部材１３３の上面図である。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に対してギャップ保持部材１３３の形状が異なるものである。他は第１の実施形態と同様であることから、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３８】
この実施形態は図６−８に示すように、ギャップ保持部材１３３は、当接部１３３ａ、第１の突出部１３３ｂ及び第２の突出部１３３ｃを有している。当接部１３３ａは、感光体ドラム１２に外周面で当接するリング形状の領域である。
【００３９】
第１の突出部１３３ｂは、当接部１３３ａの端面から帯電部１３１ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ３で突出して帯電部１３１ａに端面で当接する領域である。第１の突出部１３３ｂの突出によって、導電性ローラ１３１の帯電部１３１aとギャップ保持部材１３３の当接部１３３aは確実に離間された状態で固定される。
【００４０】
第２の突出部１３３ｃは、第１の突出部１３３ｂと同一の端面から被覆層１３２の外径Ｄ５よりも大きい内径Ｄ６で帯電対応部１３２ａの端部と感光体ドラム１２との間までリング状に突出する領域である。第２の突出部１３３ｃの厚さＴ３は、ギャップ保持部材１３３の強度を考慮して任意に変更可能である。
【００４１】
また、図７においては第２の突出部１３３ｃも当接部１３３ａと同様に感光体ドラム１２に当接する構成であるが、延長部１３２ｂの外周の空間内に突出していれば十分である。すなわち、当接部１３３ａの当接面よりも導電性ローラ１３１の回転軸寄りであって感光体ドラム１２に当接しない位置から突出するように形成してもよい。
【００４２】
第２の突出部１３３ｃが当接部１３３ａの端面から突出する長さＬ３は、第１の突出部１３３ｂが当接部１３３ａの端面から突出する長さＬ２よりも長く設定し、感光体ドラム１２の画像形成領域は境界面Ａより導電性ローラ１３１の中央側に設定するものとする。
【００４３】
この第２の実施形態によれば、前述の第１の実施形態と比べて被覆層１３２の端部をギャップ保持部材１３３によって外周の離れた位置から保護し、感光体ドラム１２を帯電させることができる。
【００４４】
このため、仮に導電性ローラ１３１の端部において異常放電やリークなどが生じた場合であっても帯電対応部１３２ａに対向する感光体ドラム１２の画像形成領域を均一に帯電させることができるという利点がある。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態に対して導電性ローラ１３１の形状が異なるものである。他は第１の実施形態と同様であることから、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
図９は、本発明の第３の実施形態における帯電装置１３と感光体ドラム１２の当接状態を説明する断面図である。この実施形態はＦＩＧ．９に示すように、前述の第１の実施形態と比べて導電性ローラ１３１から第２の回転軸部１３１ｂが省略され、帯電部１３１ａと、帯電部１３１ａの端面から帯電部１３１ａの外径よりも小さい外径で突出して形成された回転軸部１３１ｄのみで形成されている。
【００４７】
また、ギャップ保持部材１３３の形状も回転軸部１３１ｄの形状に合わせた貫通孔が中心部分に形成されている。
【００４８】
この第３の実施形態によれば、導電性ローラ１３１の形状が単純になるため、この導電性ローラ１３１の回転軸部１３１ｄに固定されるギャップ保持部材１３３の形状も同様に単純となる。
【００４９】
したがって、前述の第１及び第２の実施形態と比べて導電性ローラ１３１及びギャップ保持部材１３３の製造がそれぞれ容易となる利点がある。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１…画像形成装置
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ，１１Ｋ…画像形成ユニット
１２,１２Ｙ,１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ…感光体ドラム
１３,１３Ｙ,１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ…帯電装置
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ，１４Ｋ…現像装置
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ，１６Ｋ…感光体クリーナ
１７…レーザ露光装置
１９…帯電ローラクリーナ
１３０…帯電ローラ
１３１…導電性ローラ
１３１ａ…帯電部
１３１ｂ…第１の回転軸部
１３１ｃ…第２の回転軸部
１３１ｄ…回転軸部
１３２…被覆層
１３２ａ…帯電対応部
１３２ｂ…延長部
１３３…ギャップ保持部材
１３３ａ…当接部
１３３ｂ…第１の突出部
１３３ｃ…第２の突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
この帯電ローラの前記端部から離間した位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電部と、この帯電部の端面から突出して形成された回転軸部を含み、帯電電圧が印加される導電性ローラと、前記帯電部の外周面を覆う帯電対応部と、端部が前記帯電部の端面よりも前記導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された延長部を含む被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって前記感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
前記感光体ドラムに外周面で当接する当接部と、この当接部の端面から前記帯電部の外径よりも小さい外径で突出して前記帯電部に当接する突出部とを有し、前記被覆層の前記端部から離間した位置で前記回転軸部にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電部と、この帯電部の端面から前記帯電部よりも小さい外径で突出した第１の回転軸部と、この第１の回転軸部の先端から前記第１の回転軸部のよりも小さい外径で突出した第２の回転軸部を含み、帯電電圧が印加される導電性ローラと、前記帯電部の外周面を覆う帯電対応部と、端部が前記帯電部の端面よりも前記導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された延長部を含む被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって前記感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
前記感光体ドラムに外周面で当接する当接部と、この当接部の端面から前記帯電部の外径よりも小さい外径で突出して前記帯電部に当接する突出部とを有し、前記被覆層の前記端部から離間した位置で前記第１及び第２の回転軸部にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
前記ギャップ保持部材は、前記突出部と同一の前記端面から前記被覆層の外径よりも大きい内径で前記帯電対応部の端部と前記感光体ドラムとの間までリング状に突出する第２の突出部を更に有することを特徴とする請求項２または請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】
前記被覆層の素材は、体積抵抗率が約１０６Ω・ｃｍ以上、かつ、約１０１２Ω・ｃｍ以下の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項６】
前記ギャップ保持部材の素材は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項７】
前記延長部の長さは、約０．５ｍｍ以上、かつ、約２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項８】
前記被覆層の厚さは、約５０μｍ以上、かつ、約２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項９】
静電潜像及びトナー像が形成される感光体ドラムと、
この感光体ドラムに近接配置され、前記感光体ドラムを非接触で帯電させる帯電装置と、
前記感光体ドラムの画像形成領域を露光し、前記静電潜像を書込む露光装置と、
前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像を現像剤によって現像し、前記感光体ドラムの表面に前記トナー像を形成する現像装置と、
前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を被転写媒体へ転写する転写装置と、
からなり
前記帯電装置は、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
この帯電ローラの前記端部から離間した位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
帯電電圧が印加される導電性ローラの帯電領域の外周面を前記帯電領域の長手方向の長さよりも長く形成された導電性の被覆層で覆い、この被覆層の端部を前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長した延長部を形成し、
前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保つギャップ保持部材を前記被覆層の前記端部から離間させた位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定し、
前記ギャップ保持部材を前記感光体ドラムに当接させ、前記感光体ドラムの画像形成領域と前記被覆層の帯電領域を対向させて配置する、
帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法。
【請求項１】
帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
この帯電ローラの前記端部から離間した位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電部と、この帯電部の端面から突出して形成された回転軸部を含み、帯電電圧が印加される導電性ローラと、前記帯電部の外周面を覆う帯電対応部と、端部が前記帯電部の端面よりも前記導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された延長部を含む被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって前記感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
前記感光体ドラムに外周面で当接する当接部と、この当接部の端面から前記帯電部の外径よりも小さい外径で突出して前記帯電部に当接する突出部とを有し、前記被覆層の前記端部から離間した位置で前記回転軸部にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
感光体ドラムの画像形成領域に対応する帯電部と、この帯電部の端面から前記帯電部よりも小さい外径で突出した第１の回転軸部と、この第１の回転軸部の先端から前記第１の回転軸部のよりも小さい外径で突出した第２の回転軸部を含み、帯電電圧が印加される導電性ローラと、前記帯電部の外周面を覆う帯電対応部と、端部が前記帯電部の端面よりも前記導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された延長部を含む被覆層とを有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって前記感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
前記感光体ドラムに外周面で当接する当接部と、この当接部の端面から前記帯電部の外径よりも小さい外径で突出して前記帯電部に当接する突出部とを有し、前記被覆層の前記端部から離間した位置で前記第１及び第２の回転軸部にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
前記ギャップ保持部材は、前記突出部と同一の前記端面から前記被覆層の外径よりも大きい内径で前記帯電対応部の端部と前記感光体ドラムとの間までリング状に突出する第２の突出部を更に有することを特徴とする請求項２または請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】
前記被覆層の素材は、体積抵抗率が約１０６Ω・ｃｍ以上、かつ、約１０１２Ω・ｃｍ以下の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項６】
前記ギャップ保持部材の素材は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項７】
前記延長部の長さは、約０．５ｍｍ以上、かつ、約２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項８】
前記被覆層の厚さは、約５０μｍ以上、かつ、約２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の帯電装置。
【請求項９】
静電潜像及びトナー像が形成される感光体ドラムと、
この感光体ドラムに近接配置され、前記感光体ドラムを非接触で帯電させる帯電装置と、
前記感光体ドラムの画像形成領域を露光し、前記静電潜像を書込む露光装置と、
前記感光体ドラムに形成された前記静電潜像を現像剤によって現像し、前記感光体ドラムの表面に前記トナー像を形成する現像装置と、
前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を被転写媒体へ転写する転写装置と、
からなり
前記帯電装置は、帯電電圧が印加される導電性ローラと、この導電性ローラの外周面を覆う部材であって、その端部が前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長された被覆層を有し、前記導電性ローラを介して印加される前記帯電電圧によって近接配置された感光体ドラムを非接触で帯電する帯電ローラと、
この帯電ローラの前記端部から離間した位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定され、前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保ちながら前記感光体ドラムに当接し、前記感光体ドラムの回転に伴い前記帯電ローラと共に回転するギャップ保持部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
帯電電圧が印加される導電性ローラの帯電領域の外周面を前記帯電領域の長手方向の長さよりも長く形成された導電性の被覆層で覆い、この被覆層の端部を前記導電性ローラの端面よりも導電性ローラの延在方向に沿って所定の長さで延長した延長部を形成し、
前記被覆層と前記感光体ドラムとの間に所定の帯電ギャップを保つギャップ保持部材を前記被覆層の前記端部から離間させた位置で前記帯電ローラの両端にそれぞれ固定し、
前記ギャップ保持部材を前記感光体ドラムに当接させ、前記感光体ドラムの画像形成領域と前記被覆層の帯電領域を対向させて配置する、
帯電ローラと感光体ドラム間のギャップ保持方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２２５７７（Ｐ２０１１−２２５７７Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９６６４（Ｐ２０１０−１５９６６４）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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