帯電装置
【課題】帯電ロールクリーニング部材による帯電ロールの良好なクリーニング性能と帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得る。
【解決手段】クリーニングロール１００＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４の端部まで確実にクリーニングすることができ、帯電ロール１４の良好なクリーニング性能が得られる。また、帯電ロール１４の軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロール１４による感光体ドラム１２への良好な帯電性と、感光体ドラム１２の長寿命化を図ることができる。
【解決手段】クリーニングロール１００＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４の端部まで確実にクリーニングすることができ、帯電ロール１４の良好なクリーニング性能が得られる。また、帯電ロール１４の軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロール１４による感光体ドラム１２への良好な帯電性と、感光体ドラム１２の長寿命化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触させて像担持体の帯電を行う接触帯電方式は、オゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。
【０００３】
このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電時に像担持体上にある各種の付着物を吸着してしまい汚染されやすいという不都合があった。これに対し、特許文献１では、スポンジで構成された帯電ロールクリーニング部材を帯電ロールに圧接させることで、帯電ロールの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を除去できるようにした技術を提案している。
【０００４】
しかしながら、帯電ロールクリーニング部材の軸長を感光体ドラムの有効現像幅よりも大きく、また、帯電ロールと感光体ドラムとが接する軸方向の帯電接触幅よりも小さくしているが、現像器端部からのクラウドトナーにより感光体ドラム上には有効現像幅以上のトナーが付着してしまう。
【０００５】
このため、帯電ロールの端部（帯電ロールクリーニング部材が接触しない領域）は、クリーニングができず、トナーで汚染されてしまう。また、この他に、帯電ロールの端部は、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が発生し、感光体ドラム表面への異常放電により感光体ドラム表面層の摩耗が促進し、感光体ドラムのライフを短縮させる。
【特許文献１】特開２００１−４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、帯電ロールクリーニング部材による帯電ロールの良好なクリーニング性能と、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得ることができる帯電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、帯電装置において、画像を担持する像担持体を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに当接して、該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング部材と、を備え、前記帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、前記帯電ロールの軸方向端部と前記帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部との少なくとも一方に、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けて、前記帯電ロールクリーニング部材と前記帯電ロールの接触する部分の押圧力を帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させる。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、像担持体の軸方向に沿った帯電ロールクリーニング部材の長さを帯電ロールの軸長よりも長くする（帯電ロールクリーニング部材＞帯電ロール）ことで、帯電ロールの軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロールによる帯電ロールの良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロールの軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性と、像担持体の長寿命化を図ることができる。
【０００９】
ここで、帯電ロールクリーニング部材の清掃メカニズムとして、帯電ロールに付着した異物（トナー成分）は、帯電ロールクリーニング部材で捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロールへもどされて、像担持体へ移行する。像担持体へ移行した異物は、感光体クリーニング部材で回収されるが、中間転写体にも移行するため、中間転写体クリーニング部材でも回収される。
【００１０】
また、帯電ロールクリーニング部材と帯電ロールの接触する部分の押圧力を、帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させるようにすることで、帯電ロールの全域に渡って帯電ロールクリーニング部材を当接させた場合でも、帯電ロールの軸方向の端部の押圧力は、他の領域と比較して小さくなる。このため、帯電ロールの軸方向の端部において、帯電ロールの圧力が上昇することはなく、帯電ロールの回転性能を確保することができる。
【００１１】
さらに、帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、帯電ロールの軸方向端部と帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部の少なくとも一方に、帯電ロールと帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けることで、より安価に帯電ロールの軸方向端部の圧力低減ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記構成としたので、帯電ロールクリーニング部材による帯電ロールの良好なクリーニング性能と、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１４】
図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、４サイクル方式のフルカラーレーザプリンタであり、図示のように、装置内には、中央よりもやや右上部に、感光体ドラム１２（像担持体）が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しないモータにより、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。
【００１５】
感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置１６によって、レーザービームＬＢによる画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００１６】
この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが周方向に沿って配置された回転式現像器１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００１７】
このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。現像工程では回転式現像器１８が回転し、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。
【００１８】
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。
【００１９】
感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わせた状態で一次転写ロール２２によって転写される。
【００２０】
この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して転写される。
【００２１】
一方、記録用紙２４は、画像形成装置１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。
【００２２】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。
【００２３】
ここで、中間転写ベルト２０は、画像形成装置１０の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
【００２４】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で一体的に像形成ユニット５２を構成している。このため、画像形成装置１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体を画像形成装置１０から取り外し可能となっている。
【００２５】
一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置された中間転写ベルト用クリーニングブレード（中間転写体クリーニング部材）５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、中間転写ベルト用クリーニングブレード５８の幅（記録用紙２４の搬送方向と直交する方向の長さ）を帯電ロール１４の軸長よりも長くしている（中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４）。
【００２６】
そして、これらの中間転写ベルト用クリーニングブレード５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。
【００２７】
なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。
【００２８】
さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着装置６４へと搬送され、この定着装置６４によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙２４は、排出ロール６６によって画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。
【００２９】
一方、両面プリントの場合には、定着装置６４により第一面（表面）にトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像を定着装置６４によって定着させ、記録用紙２４を排出トレイ６８上に排出する。
【００３０】
さらに、画像形成装置１０には、オプションによって、画像形成装置１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７３及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。
【００３１】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０が当接可能となっている。このクリーニングブレード８０の幅（記録用紙２４の搬送方向と直交する方向の長さ）は帯電ロール１４の軸長よりも長くしており（クリーニングロール１００＞帯電ロール１４）、感光体ドラム１２が１回転する毎に、該クリーニングブレード８０によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００３２】
図２に示すように、感光体ドラム１２の下方部には、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１４が配置されている。この帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａの周囲に帯電層１４Ｂが形成されたものであり、シャフト１４Ａが回転可能に支持されている。帯電ロール１４の感光体ドラム１２と反対側の下方部には、帯電ロール１４の表面に接触するロール状のクリーニングロール１００が設けられている。このクリーニングロール１００は、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂ（多孔質弾性層）が形成されたものであり、シャフト１００Ａが回転可能に支持されている。
【００３３】
クリーニングロール１００は帯電ロール１４に接触して所定の荷重で押圧され、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形してニップ部１０１を形成している。感光体ドラム１２は、図示しないモータによって図２中の時計回り（矢印２の方向）に回転駆動され、感光体ドラム１２の回転により帯電ロール１４が矢印４の方向に従動回転する。また、帯電ロール１４の回転によりロール状のクリーニングロール１００が矢印６の方向に従動回転する。このクリーニングロール１００の軸長を帯電ロール１４の軸長よりも長くしている（クリーニングロール１００＞帯電ロール１４）。
【００３４】
そして、感光体ドラム１２の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード８０＞クリーニングロール１００＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４の関係を満たすようにしている（なお、これらの部材はセンター合わせされた状態で配設される）。
【００３５】
また、帯電ロール１４には帯電用の電源が接続されており、直流に交流を重畳したバイアス、または直流バイアスのみが印可されている。一方、クリーニングロール１００へのバイアス印可については特に規定しないが、本発明においては帯電ロール１４のシャフト１４Ａ及びクリーニングロール１００のシャフト１００Ａは同一の軸受けにて回転可能に軸支されており（後述する）、クリーニングロール１００は帯電ロール１４と同電位となっている。
【００３６】
そして、クリーニングロール１００が従動回転することにより、帯電ロール１４の表面に付着したトナーや外添剤などの汚れ（異物）がクリーニングロール１００によってクリーニングされる。そしてこの異物がクリーニングロール１００の発泡体のセル内に取り込まれ、セル内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール１００から帯電ロール１４を介して感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収されることで、クリーニング性能の維持継続がなされる。
【００３７】
このようなクリーニングロール１００について、シャフト１００Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法が適時選択される。また導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、クリーニングロール１００は、スポンジ層１００Ｂを介して帯電ロール１４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時の撓みが少ない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。
【００３８】
スポンジ層１００Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなる。このスポンジ層１００Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。スポンジ層１００Ｂは、帯電ロール１４との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面にスポンジ層１００Ｂの擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
【００３９】
また、帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａ上に帯電層１４Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。
【００４０】
シャフト１４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。
【００４１】
帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト１４Ａの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
【００４２】
帯電層１４Ｂを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。
【００４３】
また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。
【００４４】
また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。
【００４５】
上記抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ＩＴＯ等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用することができる。また、本発明を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。
【００４６】
このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。
【００４７】
さらに、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール１４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１４と感光体ドラム１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００４８】
次に、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の取付構造について詳細に説明する。
【００４９】
図３に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００が一対の軸受け部材１１０を介して単一のフレーム１２０に組み付けられフレーム１２０内に収容されており、さらに感光体ドラム１２もこのフレーム１２０に組み付けられ、それらがユニット化されている。
【００５０】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一つの軸受け部材１１０は、扁平な直方体状（ブロック状）に形成され単一構成とされている。この軸受け部材１１０は、高剛性、高摺動性で耐摩耗性に優れたポリアセタールやポリカーボネート等の合成樹脂材料で形成されている。また、耐摩耗性を更に高めるために、上記の合成樹脂材料にガラス繊維やカーボン繊維等を含有させるようにしてもよい。
【００５１】
軸受け部材１１０には、長手方向（図４の上下方向）に沿って所定の間隔で配置された２つの軸受け孔１１２、１１４が形成されている。一方の軸受け孔１１２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ端部に設けられた支持部１４ａが回転自在に挿通され、他方の軸受け孔１１４には、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａ端部に設けられた支持部１００ａが回転自在に挿通されている。また、図示のように、軸受け孔１１４の内径はシャフト１００Ａ（支持部１００ａ）の軸径よりも大きくされている。
【００５２】
この一対の軸受け部材１１０に、シャフト１４Ａの両端の支持部１４ａが軸支された帯電ロール１４と、シャフト１００Ａの両端の支持部１００ａが軸支されたクリーニングロール１００とは、クリーニングロール１００が帯電ロール１４に所定の荷重で押圧されることにより、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａの支持部１００ａが軸受け孔１１４における帯電ロール１４とは反対側の内周面部１１４Ａに当接支持されて、相対位置がほぼ一定に保たれており、前述したように、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形しニップ部１０１を形成している（図２参照）。また、このようにクリーニングロール１００のシャフト１００Ａの支持部１００ａを当接支持した軸受け孔１１４は、シャフト１００Ａの支持部１００ａに対して帯電ロール１４への圧接方向（矢印８方向）に自由度を与える形状とされている。
【００５３】
図３に示すように、フレーム１２０は、本体部１２２における帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の軸方向に沿った両端部（図３の左右の側端部）に、上記の一対の軸受け部材１１０が取り付けられる一対の取付部１２４が一体的に設けられている。
【００５４】
取付部１２４には、取付部１２４の延出方向に沿ったガイド溝１２６が形成されている。軸受け部材１１０は、このガイド溝１２６にはめ入れられてその先端側に配置されており、ガイド溝１２６にガイドされて取付部１２４の延出方向（感光体ドラム１２に対し接離する方向）に沿って摺動可能とされている。
【００５５】
一対の取付部１２４の外側面側は厚肉とされて先端側が延出されており、その先端部に、感光体ドラム１２を軸支する一対の軸受け部１３２が設けられている。この一対の軸受け部１３２には、軸受け孔１３４が同軸的に形成されており、感光体ドラム１２は、シャフト１２Ａの端部に設けられた支持部１２ａが各軸受け孔１３４に回転自在に挿通されて、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００とともにフレーム１２０に組み付けられている。
【００５６】
また、ガイド溝１２６内の基端側には、軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ付勢する圧縮コイルばね１２８が設けられている。この圧縮コイルばね１２８のばね力で、軸受け部材１１０が感光体ドラム１２側へ付勢され（矢印８の方向）、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接している。これにより、感光体ドラム１２が回転すると、感光体ドラム１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転し感光体ドラム１２を帯電させ、さらに帯電ロール１４の回転に伴ってクリーニングロール１００が従動回転し帯電ロール１４をクリーニングする。
【００５７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００５８】
図５に示すように、本発明では、感光体ドラム１２の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード８０＞クリーニングロール１００＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４の関係を満たすようにしている。
【００５９】
クリーニングロール１００＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４の軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロール１００による帯電ロール１４の良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロール１４の軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロール１４による感光体ドラム１２への良好な帯電性と、感光体ドラム１２の長寿命化を図ることができる。
【００６０】
クリーニングロール１００の清掃メカニズムとして、帯電ロール１４に付着した異物（トナー成分）は、クリーニングロール１００表面のスポンジ層１００Ｂで捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロール１４へもどされて、感光体ドラム１２へ移行する。そして、感光体ドラム１２へ移行した異物は、感光体ドラム１２の清掃部材であるクリーニングブレード８０で回収されるが、中間転写ベルト２０にも移行するため、中間転写ベルト２０の清掃部材である中間転写ベルト用クリーニングブレード５８でも回収される。
【００６１】
このため、クリーニングブレード８０＞帯電ロール１４、及び中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４から回収されたトナー（帯電ロール１４による回収領域のトナー）を確実に回収することができることとなる。
【００６２】
一方、クリーニングブレード８０は、感光体ドラム１２上の有効現像幅Ｗ以上に幅がないと現像されたトナーを回収できないが、中間転写ベルト２０へは転写ロール２２の幅以上はトナーがのらず、クリーニングブレード８０より中間転写ベルト用クリーニングブレード５８を長くすると、トナーがない領域において、潤滑剤が不足してめくれが発生してしまう。
【００６３】
したがって、記録用紙２４の全域に画像を転写するためには、記録用紙幅Ｗ１＜転写ロール２２＜有効現像幅Ｗの関係が必要であり、クリーニングブレード８０＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８の関係が得られることとなる。
【００６４】
ところで、クリーニングロール１００と帯電ロール１４において、帯電ロール１４の全域に渡ってクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂを当接させた場合、帯電ロール１４の軸方向の端部では、スポンジ層１００Ｂによる食い込みによって、帯電ロール１４の端面にまでスポンジ層１００Ｂが回り込んだ状態となり、帯電ロール１４の圧力が上昇し、帯電ロール１４の回転不良が発生する恐れがある。
【００６５】
このため、図６（Ａ）に示すように、クリーニングロール１００の軸方向の端部において、クリーニングロール１００の軸方向に沿った曲線の曲率半径を小さくする逃げ部１４０を設け、帯電ロール１４のＮＩＰ力（いわゆる、クリーニングロール１００と帯電ロール１４の接触する部分の押圧力）を帯電ロール１４の軸方向の端部へ行くに従って減少させるようにしても良い。
【００６６】
これにより、帯電ロール１４の全域に渡ってスポンジ層１００Ｂを当接させた場合でも、帯電ロール１４の軸方向の端部のＮＩＰ力は、他の領域と比較して小さくなるため、帯電ロール１４の軸方向の端部で、端面にまでスポンジ層１００Ｂが回り込むということはなく、帯電ロール１４の軸方向の端部の圧力が上昇することはなく、帯電ロール１４の回転性能を確保することができる。
【００６７】
また、これ以外にも、図６（Ｂ）に示すように、帯電ロール１４の軸方向の端部とクリーニングロール１００の軸方向の端部に、軸方向の端部へ行くに従って外径が減少するテーパ部（外径減少部）１４２、１４４をそれぞれ設けて、帯電ロール１４の軸方向の端部がクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂに当接しないようにしても良い。これにより、図６（Ａ）の場合と略同一の効果が得られる上に、より安価に帯電ロール１４の軸方向の端部の圧力低減ができる。なお、このテーパ部は、帯電ロール１４の軸方向の端部にのみ設けても良い。
【００６８】
以上、本発明の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。
【００６９】
例えば、本形態では、一例として、クリーニング部材としてクリーニングロール１００を用い、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂが形成されたものについて説明したが、ロール状のスポンジに限らず、板状を成すスポンジ部材を用いても良い。但し、この場合、該スポンジ部材は帯電ロールに対向して設けられたホルダーによって固定され、移動不能な状態で配設されることとなる。
【００７０】
また、本形態では、感光体ドラム１２の下方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の下方部にクリーニングロール１００を接触させる構成としているが、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、及びクリーニングロール１００の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの上方部に帯電ロールを接触させ、その帯電ロールの上方部にクリーニングロールを接触させる構成等にも本発明を適用することができる。
【００７１】
また、本発明を適用する画像形成装置については、上述の実施形態のように、回転式現像器１８を用いて感光体ドラム１２へのトナー像の形成を４回繰り返して行う４サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトの移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットを並設する構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に搭載された感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール及びクリーニングロールの取付構造の構成を示す部分断面側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電ロール及びクリーニングロールが軸受け部材に軸支された状態を示す（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する感光体ドラム用のクリーニングブレード、帯電ロール、クリーニングロール等の長さの関係を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電ロール及びクリーニングロールの端部の状態を示す正面図であり、（Ｂ）は変形例である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 帯電ロール
１００ クリーニングロール（帯電ロールクリーニング部材）
１４２ テーパ部（外径減少部）
１４４ テーパ部（外径減少部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触させて像担持体の帯電を行う接触帯電方式は、オゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。
【０００３】
このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電時に像担持体上にある各種の付着物を吸着してしまい汚染されやすいという不都合があった。これに対し、特許文献１では、スポンジで構成された帯電ロールクリーニング部材を帯電ロールに圧接させることで、帯電ロールの表面に付着したトナーや紙粉等の異物を除去できるようにした技術を提案している。
【０００４】
しかしながら、帯電ロールクリーニング部材の軸長を感光体ドラムの有効現像幅よりも大きく、また、帯電ロールと感光体ドラムとが接する軸方向の帯電接触幅よりも小さくしているが、現像器端部からのクラウドトナーにより感光体ドラム上には有効現像幅以上のトナーが付着してしまう。
【０００５】
このため、帯電ロールの端部（帯電ロールクリーニング部材が接触しない領域）は、クリーニングができず、トナーで汚染されてしまう。また、この他に、帯電ロールの端部は、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が発生し、感光体ドラム表面への異常放電により感光体ドラム表面層の摩耗が促進し、感光体ドラムのライフを短縮させる。
【特許文献１】特開２００１−４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、帯電ロールクリーニング部材による帯電ロールの良好なクリーニング性能と、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得ることができる帯電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、帯電装置において、画像を担持する像担持体を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに当接して、該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング部材と、を備え、前記帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、前記帯電ロールの軸方向端部と前記帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部との少なくとも一方に、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けて、前記帯電ロールクリーニング部材と前記帯電ロールの接触する部分の押圧力を帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させる。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、像担持体の軸方向に沿った帯電ロールクリーニング部材の長さを帯電ロールの軸長よりも長くする（帯電ロールクリーニング部材＞帯電ロール）ことで、帯電ロールの軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロールによる帯電ロールの良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロールの軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性と、像担持体の長寿命化を図ることができる。
【０００９】
ここで、帯電ロールクリーニング部材の清掃メカニズムとして、帯電ロールに付着した異物（トナー成分）は、帯電ロールクリーニング部材で捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロールへもどされて、像担持体へ移行する。像担持体へ移行した異物は、感光体クリーニング部材で回収されるが、中間転写体にも移行するため、中間転写体クリーニング部材でも回収される。
【００１０】
また、帯電ロールクリーニング部材と帯電ロールの接触する部分の押圧力を、帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させるようにすることで、帯電ロールの全域に渡って帯電ロールクリーニング部材を当接させた場合でも、帯電ロールの軸方向の端部の押圧力は、他の領域と比較して小さくなる。このため、帯電ロールの軸方向の端部において、帯電ロールの圧力が上昇することはなく、帯電ロールの回転性能を確保することができる。
【００１１】
さらに、帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、帯電ロールの軸方向端部と帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部の少なくとも一方に、帯電ロールと帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けることで、より安価に帯電ロールの軸方向端部の圧力低減ができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記構成としたので、帯電ロールクリーニング部材による帯電ロールの良好なクリーニング性能と、帯電ロールによる像担持体への良好な帯電性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００１４】
図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、４サイクル方式のフルカラーレーザプリンタであり、図示のように、装置内には、中央よりもやや右上部に、感光体ドラム１２（像担持体）が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しないモータにより、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。
【００１５】
感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置１６によって、レーザービームＬＢによる画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００１６】
この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが周方向に沿って配置された回転式現像器１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００１７】
このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。現像工程では回転式現像器１８が回転し、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。
【００１８】
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。
【００１９】
感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わせた状態で一次転写ロール２２によって転写される。
【００２０】
この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して転写される。
【００２１】
一方、記録用紙２４は、画像形成装置１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。
【００２２】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。
【００２３】
ここで、中間転写ベルト２０は、画像形成装置１０の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
【００２４】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で一体的に像形成ユニット５２を構成している。このため、画像形成装置１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体を画像形成装置１０から取り外し可能となっている。
【００２５】
一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置された中間転写ベルト用クリーニングブレード（中間転写体クリーニング部材）５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、中間転写ベルト用クリーニングブレード５８の幅（記録用紙２４の搬送方向と直交する方向の長さ）を帯電ロール１４の軸長よりも長くしている（中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４）。
【００２６】
そして、これらの中間転写ベルト用クリーニングブレード５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。
【００２７】
なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。
【００２８】
さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着装置６４へと搬送され、この定着装置６４によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙２４は、排出ロール６６によって画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。
【００２９】
一方、両面プリントの場合には、定着装置６４により第一面（表面）にトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像を定着装置６４によって定着させ、記録用紙２４を排出トレイ６８上に排出する。
【００３０】
さらに、画像形成装置１０には、オプションによって、画像形成装置１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７３及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。
【００３１】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０が当接可能となっている。このクリーニングブレード８０の幅（記録用紙２４の搬送方向と直交する方向の長さ）は帯電ロール１４の軸長よりも長くしており（クリーニングロール１００＞帯電ロール１４）、感光体ドラム１２が１回転する毎に、該クリーニングブレード８０によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００３２】
図２に示すように、感光体ドラム１２の下方部には、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１４が配置されている。この帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａの周囲に帯電層１４Ｂが形成されたものであり、シャフト１４Ａが回転可能に支持されている。帯電ロール１４の感光体ドラム１２と反対側の下方部には、帯電ロール１４の表面に接触するロール状のクリーニングロール１００が設けられている。このクリーニングロール１００は、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂ（多孔質弾性層）が形成されたものであり、シャフト１００Ａが回転可能に支持されている。
【００３３】
クリーニングロール１００は帯電ロール１４に接触して所定の荷重で押圧され、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形してニップ部１０１を形成している。感光体ドラム１２は、図示しないモータによって図２中の時計回り（矢印２の方向）に回転駆動され、感光体ドラム１２の回転により帯電ロール１４が矢印４の方向に従動回転する。また、帯電ロール１４の回転によりロール状のクリーニングロール１００が矢印６の方向に従動回転する。このクリーニングロール１００の軸長を帯電ロール１４の軸長よりも長くしている（クリーニングロール１００＞帯電ロール１４）。
【００３４】
そして、感光体ドラム１２の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード８０＞クリーニングロール１００＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４の関係を満たすようにしている（なお、これらの部材はセンター合わせされた状態で配設される）。
【００３５】
また、帯電ロール１４には帯電用の電源が接続されており、直流に交流を重畳したバイアス、または直流バイアスのみが印可されている。一方、クリーニングロール１００へのバイアス印可については特に規定しないが、本発明においては帯電ロール１４のシャフト１４Ａ及びクリーニングロール１００のシャフト１００Ａは同一の軸受けにて回転可能に軸支されており（後述する）、クリーニングロール１００は帯電ロール１４と同電位となっている。
【００３６】
そして、クリーニングロール１００が従動回転することにより、帯電ロール１４の表面に付着したトナーや外添剤などの汚れ（異物）がクリーニングロール１００によってクリーニングされる。そしてこの異物がクリーニングロール１００の発泡体のセル内に取り込まれ、セル内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール１００から帯電ロール１４を介して感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収されることで、クリーニング性能の維持継続がなされる。
【００３７】
このようなクリーニングロール１００について、シャフト１００Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法が適時選択される。また導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、クリーニングロール１００は、スポンジ層１００Ｂを介して帯電ロール１４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時の撓みが少ない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。
【００３８】
スポンジ層１００Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなる。このスポンジ層１００Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。スポンジ層１００Ｂは、帯電ロール１４との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面にスポンジ層１００Ｂの擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
【００３９】
また、帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａ上に帯電層１４Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。
【００４０】
シャフト１４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。
【００４１】
帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト１４Ａの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
【００４２】
帯電層１４Ｂを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。
【００４３】
また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。
【００４４】
また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。
【００４５】
上記抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ＩＴＯ等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用することができる。また、本発明を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。
【００４６】
このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。
【００４７】
さらに、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール１４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１４と感光体ドラム１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００４８】
次に、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の取付構造について詳細に説明する。
【００４９】
図３に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００が一対の軸受け部材１１０を介して単一のフレーム１２０に組み付けられフレーム１２０内に収容されており、さらに感光体ドラム１２もこのフレーム１２０に組み付けられ、それらがユニット化されている。
【００５０】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一つの軸受け部材１１０は、扁平な直方体状（ブロック状）に形成され単一構成とされている。この軸受け部材１１０は、高剛性、高摺動性で耐摩耗性に優れたポリアセタールやポリカーボネート等の合成樹脂材料で形成されている。また、耐摩耗性を更に高めるために、上記の合成樹脂材料にガラス繊維やカーボン繊維等を含有させるようにしてもよい。
【００５１】
軸受け部材１１０には、長手方向（図４の上下方向）に沿って所定の間隔で配置された２つの軸受け孔１１２、１１４が形成されている。一方の軸受け孔１１２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ端部に設けられた支持部１４ａが回転自在に挿通され、他方の軸受け孔１１４には、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａ端部に設けられた支持部１００ａが回転自在に挿通されている。また、図示のように、軸受け孔１１４の内径はシャフト１００Ａ（支持部１００ａ）の軸径よりも大きくされている。
【００５２】
この一対の軸受け部材１１０に、シャフト１４Ａの両端の支持部１４ａが軸支された帯電ロール１４と、シャフト１００Ａの両端の支持部１００ａが軸支されたクリーニングロール１００とは、クリーニングロール１００が帯電ロール１４に所定の荷重で押圧されることにより、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａの支持部１００ａが軸受け孔１１４における帯電ロール１４とは反対側の内周面部１１４Ａに当接支持されて、相対位置がほぼ一定に保たれており、前述したように、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形しニップ部１０１を形成している（図２参照）。また、このようにクリーニングロール１００のシャフト１００Ａの支持部１００ａを当接支持した軸受け孔１１４は、シャフト１００Ａの支持部１００ａに対して帯電ロール１４への圧接方向（矢印８方向）に自由度を与える形状とされている。
【００５３】
図３に示すように、フレーム１２０は、本体部１２２における帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の軸方向に沿った両端部（図３の左右の側端部）に、上記の一対の軸受け部材１１０が取り付けられる一対の取付部１２４が一体的に設けられている。
【００５４】
取付部１２４には、取付部１２４の延出方向に沿ったガイド溝１２６が形成されている。軸受け部材１１０は、このガイド溝１２６にはめ入れられてその先端側に配置されており、ガイド溝１２６にガイドされて取付部１２４の延出方向（感光体ドラム１２に対し接離する方向）に沿って摺動可能とされている。
【００５５】
一対の取付部１２４の外側面側は厚肉とされて先端側が延出されており、その先端部に、感光体ドラム１２を軸支する一対の軸受け部１３２が設けられている。この一対の軸受け部１３２には、軸受け孔１３４が同軸的に形成されており、感光体ドラム１２は、シャフト１２Ａの端部に設けられた支持部１２ａが各軸受け孔１３４に回転自在に挿通されて、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００とともにフレーム１２０に組み付けられている。
【００５６】
また、ガイド溝１２６内の基端側には、軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ付勢する圧縮コイルばね１２８が設けられている。この圧縮コイルばね１２８のばね力で、軸受け部材１１０が感光体ドラム１２側へ付勢され（矢印８の方向）、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接している。これにより、感光体ドラム１２が回転すると、感光体ドラム１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転し感光体ドラム１２を帯電させ、さらに帯電ロール１４の回転に伴ってクリーニングロール１００が従動回転し帯電ロール１４をクリーニングする。
【００５７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００５８】
図５に示すように、本発明では、感光体ドラム１２の軸方向における長さ関係において、クリーニングブレード８０＞クリーニングロール１００＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４の関係を満たすようにしている。
【００５９】
クリーニングロール１００＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４の軸方向の端部まで確実にクリーニングすることができ、クリーニングロール１００による帯電ロール１４の良好なクリーニング性能を得ることができる。また、帯電ロール１４の軸方向の端部において、放電による放電生成物の付着や紙粉の付着等による汚染が生じることはなく、帯電ロール１４による感光体ドラム１２への良好な帯電性と、感光体ドラム１２の長寿命化を図ることができる。
【００６０】
クリーニングロール１００の清掃メカニズムとして、帯電ロール１４に付着した異物（トナー成分）は、クリーニングロール１００表面のスポンジ層１００Ｂで捕獲され、ある程度の大きさに凝集された異物が帯電ロール１４へもどされて、感光体ドラム１２へ移行する。そして、感光体ドラム１２へ移行した異物は、感光体ドラム１２の清掃部材であるクリーニングブレード８０で回収されるが、中間転写ベルト２０にも移行するため、中間転写ベルト２０の清掃部材である中間転写ベルト用クリーニングブレード５８でも回収される。
【００６１】
このため、クリーニングブレード８０＞帯電ロール１４、及び中間転写ベルト用クリーニングブレード５８＞帯電ロール１４とすることで、帯電ロール１４から回収されたトナー（帯電ロール１４による回収領域のトナー）を確実に回収することができることとなる。
【００６２】
一方、クリーニングブレード８０は、感光体ドラム１２上の有効現像幅Ｗ以上に幅がないと現像されたトナーを回収できないが、中間転写ベルト２０へは転写ロール２２の幅以上はトナーがのらず、クリーニングブレード８０より中間転写ベルト用クリーニングブレード５８を長くすると、トナーがない領域において、潤滑剤が不足してめくれが発生してしまう。
【００６３】
したがって、記録用紙２４の全域に画像を転写するためには、記録用紙幅Ｗ１＜転写ロール２２＜有効現像幅Ｗの関係が必要であり、クリーニングブレード８０＞中間転写ベルト用クリーニングブレード５８の関係が得られることとなる。
【００６４】
ところで、クリーニングロール１００と帯電ロール１４において、帯電ロール１４の全域に渡ってクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂを当接させた場合、帯電ロール１４の軸方向の端部では、スポンジ層１００Ｂによる食い込みによって、帯電ロール１４の端面にまでスポンジ層１００Ｂが回り込んだ状態となり、帯電ロール１４の圧力が上昇し、帯電ロール１４の回転不良が発生する恐れがある。
【００６５】
このため、図６（Ａ）に示すように、クリーニングロール１００の軸方向の端部において、クリーニングロール１００の軸方向に沿った曲線の曲率半径を小さくする逃げ部１４０を設け、帯電ロール１４のＮＩＰ力（いわゆる、クリーニングロール１００と帯電ロール１４の接触する部分の押圧力）を帯電ロール１４の軸方向の端部へ行くに従って減少させるようにしても良い。
【００６６】
これにより、帯電ロール１４の全域に渡ってスポンジ層１００Ｂを当接させた場合でも、帯電ロール１４の軸方向の端部のＮＩＰ力は、他の領域と比較して小さくなるため、帯電ロール１４の軸方向の端部で、端面にまでスポンジ層１００Ｂが回り込むということはなく、帯電ロール１４の軸方向の端部の圧力が上昇することはなく、帯電ロール１４の回転性能を確保することができる。
【００６７】
また、これ以外にも、図６（Ｂ）に示すように、帯電ロール１４の軸方向の端部とクリーニングロール１００の軸方向の端部に、軸方向の端部へ行くに従って外径が減少するテーパ部（外径減少部）１４２、１４４をそれぞれ設けて、帯電ロール１４の軸方向の端部がクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂに当接しないようにしても良い。これにより、図６（Ａ）の場合と略同一の効果が得られる上に、より安価に帯電ロール１４の軸方向の端部の圧力低減ができる。なお、このテーパ部は、帯電ロール１４の軸方向の端部にのみ設けても良い。
【００６８】
以上、本発明の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。
【００６９】
例えば、本形態では、一例として、クリーニング部材としてクリーニングロール１００を用い、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂが形成されたものについて説明したが、ロール状のスポンジに限らず、板状を成すスポンジ部材を用いても良い。但し、この場合、該スポンジ部材は帯電ロールに対向して設けられたホルダーによって固定され、移動不能な状態で配設されることとなる。
【００７０】
また、本形態では、感光体ドラム１２の下方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の下方部にクリーニングロール１００を接触させる構成としているが、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、及びクリーニングロール１００の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの上方部に帯電ロールを接触させ、その帯電ロールの上方部にクリーニングロールを接触させる構成等にも本発明を適用することができる。
【００７１】
また、本発明を適用する画像形成装置については、上述の実施形態のように、回転式現像器１８を用いて感光体ドラム１２へのトナー像の形成を４回繰り返して行う４サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトの移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットを並設する構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に搭載された感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール及びクリーニングロールの取付構造の構成を示す部分断面側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電ロール及びクリーニングロールが軸受け部材に軸支された状態を示す（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する感光体ドラム用のクリーニングブレード、帯電ロール、クリーニングロール等の長さの関係を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を構成する帯電ロール及びクリーニングロールの端部の状態を示す正面図であり、（Ｂ）は変形例である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 帯電ロール
１００ クリーニングロール（帯電ロールクリーニング部材）
１４２ テーパ部（外径減少部）
１４４ テーパ部（外径減少部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する像担持体を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに当接して、該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング部材と、
を備え、
前記帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、前記帯電ロールの軸方向端部と前記帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部との少なくとも一方に、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けて、前記帯電ロールクリーニング部材と前記帯電ロールの接触する部分の押圧力を帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させる帯電装置。
【請求項１】
画像を担持する像担持体を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールの軸長より長く形成され、前記帯電ロールに当接して、該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング部材と、
を備え、
前記帯電ロールクリーニング部材がロール状を成し、前記帯電ロールの軸方向端部と前記帯電ロールクリーニング部材の軸方向端部との少なくとも一方に、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーニング部材とが非接触となるように外径が減少する外径減少部を設けて、前記帯電ロールクリーニング部材と前記帯電ロールの接触する部分の押圧力を帯電ロールの軸方向端部へ行くに従って減少させる帯電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３８１７０（Ｐ２０１１−１３８１７０Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７１３０（Ｐ２０１１−８７１３０）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【分割の表示】特願２００５−３５８８３４（Ｐ２００５−３５８８３４）の分割
【原出願日】平成１７年１２月１３日（２００５．１２．１３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【分割の表示】特願２００５−３５８８３４（Ｐ２００５−３５８８３４）の分割
【原出願日】平成１７年１２月１３日（２００５．１２．１３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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