画像形成装置
【課題】簡単な構造により、長期間の放置による、帯電ローラ４の永久歪、感光体ドラム２の表面の汚染及び不均一な帯電を防止すると共に、長期間の使用においても画像異常が発生しないようにすること。
【解決手段】画像形成装置は、帯電ローラ４と、コントローラ１７とを備えている。帯電ローラ４の表面に接触する接触部材３０が備えられ、接触部材３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の一方向への回転により一方向に従動回転させられると、帯電ローラ４が接触部材３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向う反力を受けるよう配置される。コントローラ１７は、所定の制御モードにおいて、感光体ドラム２を他方向へ回転させて帯電ローラ４を他方向に従動回転させる。
【解決手段】画像形成装置は、帯電ローラ４と、コントローラ１７とを備えている。帯電ローラ４の表面に接触する接触部材３０が備えられ、接触部材３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の一方向への回転により一方向に従動回転させられると、帯電ローラ４が接触部材３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向う反力を受けるよう配置される。コントローラ１７は、所定の制御モードにおいて、感光体ドラム２を他方向へ回転させて帯電ローラ４を他方向に従動回転させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ電子写真式の、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの、画像形成装置、特に、像担持体の表面（外周面）に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体である感光体、誘電体などの表面を均一に帯電させる好適な手段としてコロナ放電器が広く使用されている。しかしながら、コロナ放電器は高価な高圧電源を必要とする、コロナ放電器自体のスペースや高圧電源のためのシールド空間を必要とする、多く発生するオゾンなどのコロナ生成物に対処するための付加手段や機構などを必要とするので、装置が大型化し、大幅なコストアップを招く、などの問題を有している。
【０００３】
そこで、これらの問題を解消するため、コロナ放電器に代えて、帯電ローラを使用する接触帯電方式を備えた画像形成装置は既に公開されている。引用文献１に開示された画像形成装置において、帯電ローラは、軸と、軸の周囲を覆うよう配設された、ゴムなどの半導電性の弾性体とから構成されている。帯電ローラは、軸の両端部がそれぞれ弾性部材に回転自在に支持されると共に、弾性部材の弾性力によって像担持体の表面に圧接させられている。
【０００４】
しかしながら、上記構成には次のような問題が存在する。
（１）帯電ローラと像担持体とは常時圧接状態にあるので、倉庫内への保管あるいは輸送など、長期間の放置により、帯電ローラのゴムに永久歪が発生したり、帯電ローラからのブリード（ゴムの内部物質の染み出し）により帯電ローラ及び像担持体の表面が汚染されたりするおそれがある。このような現象は帯電不良を生成させる原因となる。
（２）帯電ローラの軸の両端部に弾性力を加え、像担持体に圧接させる構造は、帯電ローラに撓みを発生させる可能性が高い。すなわち、帯電ローラの軸の両端部に弾性力が加えられると、帯電ローラは、一般的に、軸方向の両端から中央に近付くに従って像担持体から離れる方向に撓む傾向にある。このため、帯電ローラと像担持体とのニップ量は、中央に近付くに従って少なくなるので、像担持体の帯電電位は中央に近付くに従って低くなる。このような、軸方向の不均一な帯電は、画像品質の均一性を損なう原因となる。
【０００５】
上記問題（１）、すなわち永久歪の問題を解消するため、出荷時にストッパを装着し、帯電ローラの、像担持体に対する圧接力を開放した状態で保管、輸送を行い、使用時にストッパを取り外す手段が既に存在する。この手段においては、ストッパを装着しかつ取り外す機構が複雑で相当なコストアップとなり、しかも、ストッパが廃棄物となるので、環境保全上好ましくない。
【０００６】
他方、上記問題（２）、すなわち撓みの問題を解消するため、帯電ローラを、その外径が、中央から両端部に近付くに従って小さくなる、いわゆるクラウン形状として、軸方向の帯電ムラを抑制する手段が既に存在する。この手段においては、帯電ローラの外径をクラウン形状とする加工精度が厳しく、相当なコストアップとなる。
【特許文献１】特開平０７−１４０７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構造により、長期間の放置による、帯電ローラの永久歪、帯電ローラ及び像担持体の表面の汚染及び像担持体への不均一な帯電を防止することを可能にすると共に、長期間の使用においても画像異常が発生しない良好な画像を確保することを可能にする、新規な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
像担持体の表面に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、像担持体の駆動を制御するコントローラとを備え、帯電ローラは像担持体の移動により従動回転させられる画像形成装置において、
帯電ローラの表面に接触する接触部材が備えられ、
接触部材は、帯電ローラが像担持体の一方向への移動により一方向に従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置され、
コントローラは、所定の制御モードにおいて、像担持体を他方向へ移動させて帯電ローラを他方向に従動回転させるよう制御する、
ことを特徴とする画像形成装置、が提供される。
帯電ローラは心金を備え、心金の両端部は、位置決め及びガイド手段により支持され、位置決め及びガイド手段は、帯電ローラの移動であって、帯電ローラの表面の、像担持体の表面との接触部における接線方向への移動を規制すると共に、帯電ローラが像担持体の表面に接触したセット位置から、像担持体の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する、ことが好ましい。
接触部材は、実質的に同一平面上に存在する平坦面を有しておりかつ、帯電ローラを軸方向に見て、該平坦面が帯電ローラの表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる、ことが好ましい。
像担持体は感光体ドラムからなり、帯電ローラを軸方向に見て、接触部材の該平坦面の、帯電ローラの表面に対する接触部は、帯電ローラの表面における、帯電ローラ及び感光体ドラムの各々の軸心を結ぶ第１の直線と直交しかつ、帯電ローラの軸心を通る第２の直線と交わる位置から、帯電ローラの該一方向である従動回転方向の下流側であって、第１の直線と交わる位置よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する、ことが好ましい。
帯電ローラを軸方向に見て、接触部材は、該平坦面が感光体ドラムの表面から離れるに従って第１の直線に近付くよう傾斜して配置される、ことが好ましい。
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１を参照して、全体を図示しない画像形成装置である静電写真式のプリンタのプリンタ本体内には、感光体ドラム２が配置されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電ローラ４、露光装置６、現像ローラ８を備えた現像装置１０、転写装置に含まれる転写ローラ１２、クリーニング装置１４、除電装置１６、コントローラ１７などが配設されている。
【００１１】
像担持体である感光体ドラム２は、アルミニウム素管などからなる円筒状の金属基体と、金属基体の表面に配設された正帯電性のａ−ｓｉ感光体（膜厚２０μｍ）とを備え、全体の直径は３０ｍｍ（Φ３０）である。金属基体は駆動軸（不図示）に一体に支持され、駆動軸はギヤなどの動力伝達装置（不図示）を介して駆動源である電動モータＭに駆動連結されている。感光体ドラム２は、駆動軸を介してプリンタ本体に接地されている。
【００１２】
帯電ローラ４は、直径６ｍｍ（Φ６）の心金（軸）１８と、心金１８の周囲を厚さ３ｍｍで覆うよう配設された弾性体２０とを備えている。弾性体２０は、合成ゴムなどの半導電性弾性部材から形成され、実施形態においては、エピクロルヒドリンゴムから形成されている。弾性体２０の電気抵抗値（体積抵抗率）は３×１０７Ωｃｍ、ゴム硬度は４０（ＪＩＳＡ）である。弾性体２０の円形外周面は、ポリアミド樹脂からなる薄い塗膜（膜厚約５μｍ）により覆われ、表面硬度は、４１（ＪＩＳＡ）である。弾性体２０と上記塗膜とにより、心金１８の周囲には円形外周面を有する弾性層が形成される。帯電ローラ４の直径は、ほぼ１２ｍｍ（Φ１２）である。なお、以下、弾性体２０と記載した場合には、上記塗膜を含む弾性層を意味するものである。
【００１３】
帯電ローラ４の心金１８は、放電に必要な電圧を供給することができる電圧供給手段に接続されている。それ自体は周知の構成を利用することでよい電圧供給手段は電源を含んでいる（いずれも図示せず）。プリンタ本体内には、上記コントローラ１７が備えられている。コントローラ１７は、電動モータＭの駆動系に信号を出力して、感光体ドラム２の回転駆動を制御することができる。コントローラ１７は、通常のプリントモードなどにおいては、感光体ドラム２を一方向（図１及び図２において時計方向）へ回転駆動（移動）させて、帯電ローラ４を一方向（図１及び図２において反時計方向）に従動回転させるよう制御する、また、コントローラ１７は、所定の制御モード、具体的には後述する帯電ローラクリーニングモードにおいて、感光体ドラム２を他方向（図１及び図２において反時計方向）へ回転駆動（移動）させて、帯電ローラ４を他方向（図１及び図２において時計方向）に従動回転させるよう制御する。
【００１４】
コントローラ１７は、マイクロコンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラの入力インターフェースには、操作ボードからの各種入力信号、検出器、スイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータＭなどに制御信号を出力する。実施形態において、コントローラ１７は、感光体ドラム２の駆動制御のみならず、プリンタを、プリント動作が遂行される通常のプリントモード、帯電ローラクリーニングモード、トナーリフレッシュモード、エージングモードなどの各種モードに対応して制御することができる。
【００１５】
図１〜図３を参照して、プリンタ本体には、帯電ローラ４の弾性体２０の表面に接触する接触部材、実施形態においては接触板３０が備えられている。後の説明から容易に理解されるように、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の移動（回転）により従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受けるよう配置されている。この原理は、タイヤと路面との関係に見出すことができる。
【００１６】
更に具体的に説明すると、接触板３０は、一定の幅及び厚さをもって帯状に直線状に延在する接触本体部３０Ａと、接触本体部３０Ａの長手方向両端に配設された取付フランジ３０Ｂとを備えている。接触本体部３０Ａは、図２に示されているように、横断面が細長い矩形をなしており、その片面は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａをなしている。図３において片方のみが図示されている取付フランジ３０Ｂは、接触板３０の接触本体部３０Ａにおける長手方向両端から、平坦面３０ａと反対方向に直角に延び出すよう形成されている。取付フランジ３０Ｂの各々には、２個の取付穴３２が形成されている。
【００１７】
接触板３０は、基本的には、帯電ローラ４の弾性体２０との間で相対移動が行われたときに摩擦力が発生する材料であれば、合成ゴム、金属、合成樹脂など、いずれの材料でもよい。感光体ドラム２に対する帯電ローラ４のニップ圧は、画像形成装置の機種によって異なるので、該ニップ圧に応じて材料が選定される。例えば、合成ゴムとしては、塩素化ポリエチレンゴム、ポリウレタンゴムなどのように、通常、感光体ドラム２をクリーニングするために使用されるローラと同じ材料でもよい。金属としては、硬度の高いＳＵＳが好ましい。実施形態においては、ＳＵＳ３０４が使用されている。
【００１８】
帯電ローラ４を軸方向に見て（図１及び図２において紙面を垂直に見て）、接触板３０は、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面（弾性体２０の表面）に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の該一方向である従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。このような構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への移動（回転）により該一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受ける。
【００１９】
帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１よりも、位置Ａ２に向う周方向に、ある角度θだけ変位させることが好ましい。図１及び図２には、このような構成の一例が図示されている。すなわち、図２には、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、第２の直線Ｌ２に対し、点Ａ２に向う周方向に、角度θ＝５°変位した位置に存在する構成が明示されている。接触板３０の平坦面３０ａは、接触部Ｃから図２において上方に向うに従って（感光体ドラム２の表面から離れるに従って）第１の直線Ｌ１に近付くよう傾斜して配置されているので、帯電ローラ２が該一方向へ従動回転して、感光体ドラム２の表面方向へ移動させられるに従って、接触板３０の平坦面３０ａとの距離が離れるので摩擦力が低減させられる。その結果、帯電ローラ４の位置が安定し易いからである。
【００２０】
弾性体２０の両端からそれぞれ延び出している、帯電ローラ２の心金１８の両端部は、それぞれ、位置決め及びガイド手段、実施形態においては一対の位置決め及びガイド部材４０に支持されている。相互に共通部品からなる位置決め及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部（ニップ部）Ｎにおける接線方向（図１及び図２において左右方向）への移動を規制する。
【００２１】
位置決め及びガイド部材４０は、ほぼ矩形をなす板から形成されている。位置決め及びガイド部材４０の中央には、矩形状の位置決め及びガイド穴４２が形成され、位置決め及びガイド穴４２の水平方向両側には、それぞれ取付穴４４が形成されている。位置決め及びガイド穴４２の、水平方向に対向しかつ鉛直方向に平行に延在する一対の側壁面４２ａの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりもわずかに大きく形成されている。また、位置決め及びガイド穴４２の、鉛直方向に対向しかつ水平方向に平行に延在する一対の端壁面４２ｂの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりも大きく形成されている。
【００２２】
位置決め及びガイド部材４０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に、取付穴４４を介して図示しないボルトナットにより締結される。帯電ローラ２の心金１８の両端部は、対応する位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２に回転自在に嵌合させられる。帯電ローラ２は、自重により感光体ドラム２の表面に鉛直上方から載置され、接触させられる。帯電ローラ４は、感光体ドラム２の表面に接触するセット位置に位置付けられる。
【００２３】
このセット状態において、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の側壁面４２ａにより規制される。また、上記セット状態において、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の上端の上方に、わずかの隙間をおいて位置付けられ、下側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の下端の下方に、該隙間よりも大きな隙間をおいて位置付けられる。その結果、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する鉛直上方への移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂにより規制され、鉛直下方への移動は、一対の側壁面４２ａに沿って若干許容される。すなわち、位置規制及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。なお、位置決め及びガイド穴４２の各々を、図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に直接形成することにより、位置決め及びガイド手段を構成する他の実施形態もある。
【００２４】
接触板３０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の支持壁に、取付フランジ３０Ｂの各々に形成された取付穴３２を介して図示しないボルトナットにより締結される。接触板３０における接触本体部３０Ａの平坦面３０ａは、帯電ローラ４の表面（弾性体２０の表面）に対し接線方向（図２に図示する実施形態においては、鉛直方向に対し傾斜した接戦方向）に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４における弾性体２０の表面に対する接触軸方向長さは、帯電ローラ４における弾性体２０の表面の全長にわたる軸方向全領域であることが好ましいが、少なくとも印字領域における軸方向全領域であることが好ましい。
【００２５】
露光装置６は、画像情報に応じて感光体ドラム２の表面にレーザ光を照射することができるよう構成されている。現像装置１０は、現像ハウジング内に配設された磁気ブラシ機構を含む磁気ブラシ式現像装置から構成されている。磁気ブラシ機構は、現像ローラ８（円筒状スリーブ部材）と、現像ローラ８内に配設された図示しない静止永久磁石部材とから構成されている。現像ハウジング内にはトナーと磁性キャリアとの混合物からなる二成分系磁性現像剤が収容される。トナーは現像ハウジング内に配設された撹拌搬送機構の作用により正極に帯電させられる。磁性キャリアは、トナーとは逆極性の負極に帯電させられる。クリーニング装置１４は、クリーニングブレード４６及びクリーニングローラ４７を備えている。除電装置１６は、ハロゲンランプなどの除電ランプ４８から構成されている。
【００２６】
図１を参照して、画像形成時（通常のプリントモード時）には、コントローラ１７の指令に基づいて、感光体ドラム２が電動モータＭにより図１において時計方向（一方向）に回転駆動される（線速２１０ｍｍ／ｓ）。帯電ローラ４は、感光体ドラム２の回転に従動回転させられる（図１において一方向である反時計方向に）。帯電ローラ４の心金１８には、図示しない電圧供給手段によって、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が供給される。実施形態において、供給電圧は、直流電圧Ｖｄｃ＝４５０Ｖ、交流電圧Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ、周波数Ｖｆ＝１．５ｋＨｚに設定されている。感光体ドラム２の表面は帯電ローラ４によって正極性（２６０Ｖ）に一様帯電させられる。
【００２７】
帯電ローラ４によって正極性に一様帯電させられた感光体ドラム２の表面には、露光装置６によって、感光体ドラム２の表面に形成すべき画像に対応したレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。現像ローラ８には、図示しない現像バイアス印加手段によって所定のバイアス電圧（正極性）が印加される。実施形態において、現像バイアスは、振幅１．７ｋＶ、周波数２．４ｋＨｚ、デューティ比５０％の矩形波に設定されている。感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は現像装置１０によってトナー像に現像される。このトナー像は、トナーと逆極性（負極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｐに転写される。実施形態において、転写バイアスは、直流電圧Ｖｄｃ−１．５ｋＶに設定されている。用紙Ｐに転写されたトナー像は、図示しない定着装置により定着されて画像の複写物が得られる。
【００２８】
転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーは、クリーニング装置１４のクリーニングローラ４７及びクリーニングブレード４６によって、クリーニング装置１４のハウジング内に掻き落とされる。ハウジング内に掻き落とされたトナーは、トナー回収部材によってトナー回収容器に排出されて回収される（いずれも図示せず）。クリーニング後の感光体ドラム２の表面に残留する電位は除電装置１６の除電ランプ４８のＯＮ作動によって除電される。これら一連のプリント動作が、感光体ドラム２の回転に応じて連続して繰り返し行われる。
【００２９】
図１及び図２を参照して、本発明によれば、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への移動、すなわち該一方向への回転により該一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向う反力を受けるよう配置されているので、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への回転によりが一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４は、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、図２において下方に移動する力を自動的に得る。この力は、感光体ドラム２の回転が停止すると自動的に解消される。その結果、従来におけるような弾性力（ばね力）を帯電ローラ４の心金１８に常時付与することなく、感光体ドラム２の回転時のみ、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する所要のニップ圧を確保できるので、長期間の放置による、帯電ローラ４の永久歪が防止され、帯電ローラ４からのブリードが防止されるので帯電ローラ４及び感光体ドラム２の表面の汚染が防止される。また、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力は、軸方向に均一であるので、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対するニップ圧も軸方向に均一となる。その結果、帯電ローラ４の撓みの発生が防止されるので、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラ、すなわち不均一な帯電が防止され、良好な画像が確保される。更にはまた、接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板３０から形成されているので、従来装置に較べて構造が簡単であり、コストダウンが可能となる。
【００３０】
本発明において、帯電ローラ４は心金１８を備え、心金１８の両端部は、位置規制及びガイド部材４０により支持され、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部Ｎにおける接線方向への移動を規制する。この構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への回転によりが一方向へ従動回転させられる間、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、安定して移動させられ、安定した均一帯電が得られる。
【００３１】
本発明において、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。この構成により、帯電ローラ４が意図しない外力を受けて、感光体ドラム２の表面から離隔して所定の帯電が遂行できなくなる不具合が確実に防止される。また、後述するように、帯電ローラ４が逆方向に従動回転させられても、感光体ドラム２の表面から離隔することが防止される。
【００３２】
本発明において、接触板３０は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａを有しておりかつ、帯電ローラ４を軸方向に見て、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。この構成により、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力が、軸方向に均一となり、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラが防止され、均一帯電に寄与する。
【００３３】
先に述べたように、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の該一方向である従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。なお、帯電ローラ２の、図１、図２及び図４における左右水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２により規制される。図２に示すように、接触板３０は、傾斜して配設されることが、先に述べた理由により好ましいが、図４に示すように、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１に存在する他の実施形態もある。図４において、接触板３０の平坦面３０ａは、第１の直線Ｌ１に平行に鉛直に延在する。この実施形態においては、帯電ローラ４が、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って移動しても、接触板３０の平坦面３０ａとの摩擦力が一定であるので、図１及び図２に示す配置に比較して、帯電ローラ４の位置の安定性という面では不利であるが、先に述べた、従来装置には存在しない基本的な特徴を備えているので、本発明の目的を達成することができる。
【００３４】
本発明において、コントローラ１７は、所定の制御モードにおいて、感光体ドラム２を他方向へ回転駆動（移動）させて帯電ローラ４を他方向に従動回転させるよう制御する。所定の制御モードとは、予め所定のプリント枚数毎に設定されている帯電ローラクリーニングモードであって、実施形態においては、トータルプリント枚数１０Ｋ（１万枚）毎に自動的に行われるよう設定されている。カウンタがプリント枚数１０Ｋをカウントしたとき、２枚以上のデータを印字中であるならば、その用紙間に帯電ローラクリーニングモードを設定して、制御を遂行する。帯電ローラクリーニングモードの制御は、帯電ローラ４への帯電電圧出力はＯＦＦとして、感光体ドラム２を一端停止した後、逆転させて帯電ローラ４を少なくとも５回転、逆転させることにより行う。帯電ローラクリーニングモードの制御時間は１０秒程度である。その結果、帯電ローラ４と接触板３０との接触部Ｃの上流側に停滞した汚染物質が剥離され、帯電ローラ４の表面及び接触板３０の平坦面３０ａの表面もクリーニングされる。帯電ローラ４が逆転することによって、帯電ローラ４は接触板３０との間の摩擦力によって、感光体ドラム２の表面から離隔する方向に移動しようとする反力を受けるが、この移動（実施形態においては浮き上がり）は、位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２によって阻止される。
【００３５】
このように、本明細書において、帯電ローラクリーニングモードとは、感光体ドラム２を通常のプリントモードなどにおける該一方向への回転に対し、逆方向である他方向へ逆回転させ、帯電ローラ４を逆方向である他方向へ逆回転させて帯電ローラ４及び接触板３０をクリーニングする制御モードを意味するものである。
【００３６】
帯電ローラクリーニングモードの遂行後、感光体ドラム２を一旦停止させる。続いて、感光体ドラム２を再び該一方向に回転駆動させて、通常のプリントモードの制御を遂行する。
【００３７】
上記実施形態において、像担持体として感光体ドラム２が使用されているが、他の形態の像担持体（例えば、感光体ベルト）であっても、本発明は適用可能である。また、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する接触位置は、実施形態において上端であるが、周方向のいずれの位置でも本発明は適用可能である。
【００３８】
本発明者は、本発明の効果を確認するため、印字率５％の連続印字を１００Ｋ（１０万枚）行い、１００Ｋ耐刷後の画像品質の評価を行った。帯電ローラクリーニングモードの遂行間隔を、比較例１はゼロ（帯電ローラクリーニングモードを遂行しない）、比較例２は５０Ｋ、比較例３は３０Ｋ、比較例４は２０Ｋ、実施例１は１０Ｋとして、相互の比較実験を行った。この実験結果を図５に示してある。この実験結果によれば、帯電ローラクリーニングモードの遂行間隔が短ければ短いほど、汚染物質による異常画像の発生が抑制され、良好な画像が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部を拡大して示す構成図である。
【図３】図２に示す構成部材の一部を分解して示す斜視図である。
【図４】図２に示す接触板の、他の配置の形態を概略的に示す構成図である。
【図５】本発明の効果を確認するために行った実験の結果を表にまとめたものである。
【符号の説明】
【００４０】
２：感光体ドラム
４：帯電ローラ
６：露光装置
８：現像ローラ
１０：現像装置
１２:転写ローラ
１４：クリーニング装置
１６：除電装置
１７：コントローラ
１８：心金
２０：弾性体
３０：接触板（接触部材）
３０ａ：平坦面
４０：位置決め及びガイド部材
４６：クリーニングブレード
４７：クリーニングローラ
４８:除電ランプ
Ｐ：用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ電子写真式の、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの、画像形成装置、特に、像担持体の表面（外周面）に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体である感光体、誘電体などの表面を均一に帯電させる好適な手段としてコロナ放電器が広く使用されている。しかしながら、コロナ放電器は高価な高圧電源を必要とする、コロナ放電器自体のスペースや高圧電源のためのシールド空間を必要とする、多く発生するオゾンなどのコロナ生成物に対処するための付加手段や機構などを必要とするので、装置が大型化し、大幅なコストアップを招く、などの問題を有している。
【０００３】
そこで、これらの問題を解消するため、コロナ放電器に代えて、帯電ローラを使用する接触帯電方式を備えた画像形成装置は既に公開されている。引用文献１に開示された画像形成装置において、帯電ローラは、軸と、軸の周囲を覆うよう配設された、ゴムなどの半導電性の弾性体とから構成されている。帯電ローラは、軸の両端部がそれぞれ弾性部材に回転自在に支持されると共に、弾性部材の弾性力によって像担持体の表面に圧接させられている。
【０００４】
しかしながら、上記構成には次のような問題が存在する。
（１）帯電ローラと像担持体とは常時圧接状態にあるので、倉庫内への保管あるいは輸送など、長期間の放置により、帯電ローラのゴムに永久歪が発生したり、帯電ローラからのブリード（ゴムの内部物質の染み出し）により帯電ローラ及び像担持体の表面が汚染されたりするおそれがある。このような現象は帯電不良を生成させる原因となる。
（２）帯電ローラの軸の両端部に弾性力を加え、像担持体に圧接させる構造は、帯電ローラに撓みを発生させる可能性が高い。すなわち、帯電ローラの軸の両端部に弾性力が加えられると、帯電ローラは、一般的に、軸方向の両端から中央に近付くに従って像担持体から離れる方向に撓む傾向にある。このため、帯電ローラと像担持体とのニップ量は、中央に近付くに従って少なくなるので、像担持体の帯電電位は中央に近付くに従って低くなる。このような、軸方向の不均一な帯電は、画像品質の均一性を損なう原因となる。
【０００５】
上記問題（１）、すなわち永久歪の問題を解消するため、出荷時にストッパを装着し、帯電ローラの、像担持体に対する圧接力を開放した状態で保管、輸送を行い、使用時にストッパを取り外す手段が既に存在する。この手段においては、ストッパを装着しかつ取り外す機構が複雑で相当なコストアップとなり、しかも、ストッパが廃棄物となるので、環境保全上好ましくない。
【０００６】
他方、上記問題（２）、すなわち撓みの問題を解消するため、帯電ローラを、その外径が、中央から両端部に近付くに従って小さくなる、いわゆるクラウン形状として、軸方向の帯電ムラを抑制する手段が既に存在する。この手段においては、帯電ローラの外径をクラウン形状とする加工精度が厳しく、相当なコストアップとなる。
【特許文献１】特開平０７−１４０７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、簡単な構造により、長期間の放置による、帯電ローラの永久歪、帯電ローラ及び像担持体の表面の汚染及び像担持体への不均一な帯電を防止することを可能にすると共に、長期間の使用においても画像異常が発生しない良好な画像を確保することを可能にする、新規な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
像担持体の表面に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、像担持体の駆動を制御するコントローラとを備え、帯電ローラは像担持体の移動により従動回転させられる画像形成装置において、
帯電ローラの表面に接触する接触部材が備えられ、
接触部材は、帯電ローラが像担持体の一方向への移動により一方向に従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置され、
コントローラは、所定の制御モードにおいて、像担持体を他方向へ移動させて帯電ローラを他方向に従動回転させるよう制御する、
ことを特徴とする画像形成装置、が提供される。
帯電ローラは心金を備え、心金の両端部は、位置決め及びガイド手段により支持され、位置決め及びガイド手段は、帯電ローラの移動であって、帯電ローラの表面の、像担持体の表面との接触部における接線方向への移動を規制すると共に、帯電ローラが像担持体の表面に接触したセット位置から、像担持体の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する、ことが好ましい。
接触部材は、実質的に同一平面上に存在する平坦面を有しておりかつ、帯電ローラを軸方向に見て、該平坦面が帯電ローラの表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる、ことが好ましい。
像担持体は感光体ドラムからなり、帯電ローラを軸方向に見て、接触部材の該平坦面の、帯電ローラの表面に対する接触部は、帯電ローラの表面における、帯電ローラ及び感光体ドラムの各々の軸心を結ぶ第１の直線と直交しかつ、帯電ローラの軸心を通る第２の直線と交わる位置から、帯電ローラの該一方向である従動回転方向の下流側であって、第１の直線と交わる位置よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する、ことが好ましい。
帯電ローラを軸方向に見て、接触部材は、該平坦面が感光体ドラムの表面から離れるに従って第１の直線に近付くよう傾斜して配置される、ことが好ましい。
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、ことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１を参照して、全体を図示しない画像形成装置である静電写真式のプリンタのプリンタ本体内には、感光体ドラム２が配置されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電ローラ４、露光装置６、現像ローラ８を備えた現像装置１０、転写装置に含まれる転写ローラ１２、クリーニング装置１４、除電装置１６、コントローラ１７などが配設されている。
【００１１】
像担持体である感光体ドラム２は、アルミニウム素管などからなる円筒状の金属基体と、金属基体の表面に配設された正帯電性のａ−ｓｉ感光体（膜厚２０μｍ）とを備え、全体の直径は３０ｍｍ（Φ３０）である。金属基体は駆動軸（不図示）に一体に支持され、駆動軸はギヤなどの動力伝達装置（不図示）を介して駆動源である電動モータＭに駆動連結されている。感光体ドラム２は、駆動軸を介してプリンタ本体に接地されている。
【００１２】
帯電ローラ４は、直径６ｍｍ（Φ６）の心金（軸）１８と、心金１８の周囲を厚さ３ｍｍで覆うよう配設された弾性体２０とを備えている。弾性体２０は、合成ゴムなどの半導電性弾性部材から形成され、実施形態においては、エピクロルヒドリンゴムから形成されている。弾性体２０の電気抵抗値（体積抵抗率）は３×１０７Ωｃｍ、ゴム硬度は４０（ＪＩＳＡ）である。弾性体２０の円形外周面は、ポリアミド樹脂からなる薄い塗膜（膜厚約５μｍ）により覆われ、表面硬度は、４１（ＪＩＳＡ）である。弾性体２０と上記塗膜とにより、心金１８の周囲には円形外周面を有する弾性層が形成される。帯電ローラ４の直径は、ほぼ１２ｍｍ（Φ１２）である。なお、以下、弾性体２０と記載した場合には、上記塗膜を含む弾性層を意味するものである。
【００１３】
帯電ローラ４の心金１８は、放電に必要な電圧を供給することができる電圧供給手段に接続されている。それ自体は周知の構成を利用することでよい電圧供給手段は電源を含んでいる（いずれも図示せず）。プリンタ本体内には、上記コントローラ１７が備えられている。コントローラ１７は、電動モータＭの駆動系に信号を出力して、感光体ドラム２の回転駆動を制御することができる。コントローラ１７は、通常のプリントモードなどにおいては、感光体ドラム２を一方向（図１及び図２において時計方向）へ回転駆動（移動）させて、帯電ローラ４を一方向（図１及び図２において反時計方向）に従動回転させるよう制御する、また、コントローラ１７は、所定の制御モード、具体的には後述する帯電ローラクリーニングモードにおいて、感光体ドラム２を他方向（図１及び図２において反時計方向）へ回転駆動（移動）させて、帯電ローラ４を他方向（図１及び図２において時計方向）に従動回転させるよう制御する。
【００１４】
コントローラ１７は、マイクロコンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラの入力インターフェースには、操作ボードからの各種入力信号、検出器、スイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータＭなどに制御信号を出力する。実施形態において、コントローラ１７は、感光体ドラム２の駆動制御のみならず、プリンタを、プリント動作が遂行される通常のプリントモード、帯電ローラクリーニングモード、トナーリフレッシュモード、エージングモードなどの各種モードに対応して制御することができる。
【００１５】
図１〜図３を参照して、プリンタ本体には、帯電ローラ４の弾性体２０の表面に接触する接触部材、実施形態においては接触板３０が備えられている。後の説明から容易に理解されるように、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の移動（回転）により従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受けるよう配置されている。この原理は、タイヤと路面との関係に見出すことができる。
【００１６】
更に具体的に説明すると、接触板３０は、一定の幅及び厚さをもって帯状に直線状に延在する接触本体部３０Ａと、接触本体部３０Ａの長手方向両端に配設された取付フランジ３０Ｂとを備えている。接触本体部３０Ａは、図２に示されているように、横断面が細長い矩形をなしており、その片面は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａをなしている。図３において片方のみが図示されている取付フランジ３０Ｂは、接触板３０の接触本体部３０Ａにおける長手方向両端から、平坦面３０ａと反対方向に直角に延び出すよう形成されている。取付フランジ３０Ｂの各々には、２個の取付穴３２が形成されている。
【００１７】
接触板３０は、基本的には、帯電ローラ４の弾性体２０との間で相対移動が行われたときに摩擦力が発生する材料であれば、合成ゴム、金属、合成樹脂など、いずれの材料でもよい。感光体ドラム２に対する帯電ローラ４のニップ圧は、画像形成装置の機種によって異なるので、該ニップ圧に応じて材料が選定される。例えば、合成ゴムとしては、塩素化ポリエチレンゴム、ポリウレタンゴムなどのように、通常、感光体ドラム２をクリーニングするために使用されるローラと同じ材料でもよい。金属としては、硬度の高いＳＵＳが好ましい。実施形態においては、ＳＵＳ３０４が使用されている。
【００１８】
帯電ローラ４を軸方向に見て（図１及び図２において紙面を垂直に見て）、接触板３０は、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面（弾性体２０の表面）に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の該一方向である従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。このような構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への移動（回転）により該一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面（外周面）に向う反力を受ける。
【００１９】
帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１よりも、位置Ａ２に向う周方向に、ある角度θだけ変位させることが好ましい。図１及び図２には、このような構成の一例が図示されている。すなわち、図２には、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、第２の直線Ｌ２に対し、点Ａ２に向う周方向に、角度θ＝５°変位した位置に存在する構成が明示されている。接触板３０の平坦面３０ａは、接触部Ｃから図２において上方に向うに従って（感光体ドラム２の表面から離れるに従って）第１の直線Ｌ１に近付くよう傾斜して配置されているので、帯電ローラ２が該一方向へ従動回転して、感光体ドラム２の表面方向へ移動させられるに従って、接触板３０の平坦面３０ａとの距離が離れるので摩擦力が低減させられる。その結果、帯電ローラ４の位置が安定し易いからである。
【００２０】
弾性体２０の両端からそれぞれ延び出している、帯電ローラ２の心金１８の両端部は、それぞれ、位置決め及びガイド手段、実施形態においては一対の位置決め及びガイド部材４０に支持されている。相互に共通部品からなる位置決め及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部（ニップ部）Ｎにおける接線方向（図１及び図２において左右方向）への移動を規制する。
【００２１】
位置決め及びガイド部材４０は、ほぼ矩形をなす板から形成されている。位置決め及びガイド部材４０の中央には、矩形状の位置決め及びガイド穴４２が形成され、位置決め及びガイド穴４２の水平方向両側には、それぞれ取付穴４４が形成されている。位置決め及びガイド穴４２の、水平方向に対向しかつ鉛直方向に平行に延在する一対の側壁面４２ａの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりもわずかに大きく形成されている。また、位置決め及びガイド穴４２の、鉛直方向に対向しかつ水平方向に平行に延在する一対の端壁面４２ｂの間隔は、帯電ローラ２の心金１８の外径よりも大きく形成されている。
【００２２】
位置決め及びガイド部材４０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に、取付穴４４を介して図示しないボルトナットにより締結される。帯電ローラ２の心金１８の両端部は、対応する位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２に回転自在に嵌合させられる。帯電ローラ２は、自重により感光体ドラム２の表面に鉛直上方から載置され、接触させられる。帯電ローラ４は、感光体ドラム２の表面に接触するセット位置に位置付けられる。
【００２３】
このセット状態において、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の側壁面４２ａにより規制される。また、上記セット状態において、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の上端の上方に、わずかの隙間をおいて位置付けられ、下側に位置する端壁面４２ｂは、帯電ローラ２における心金１８の両端部の外周面の下端の下方に、該隙間よりも大きな隙間をおいて位置付けられる。その結果、帯電ローラ２における心金１８の両端部の、心金１８に直交する鉛直上方への移動は、位置決め及びガイド部材４０の各々の位置決め及びガイド穴４２における一対の端壁面４２ｂのうち、上側に位置する端壁面４２ｂにより規制され、鉛直下方への移動は、一対の側壁面４２ａに沿って若干許容される。すなわち、位置規制及びガイド部材４０の各々は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。なお、位置決め及びガイド穴４２の各々を、図示しない一対の側壁又は一対の支持壁に直接形成することにより、位置決め及びガイド手段を構成する他の実施形態もある。
【００２４】
接触板３０は、プリンタ本体内に相互に水平方向に間隔をおいて対向するよう配設された図示しない一対の支持壁に、取付フランジ３０Ｂの各々に形成された取付穴３２を介して図示しないボルトナットにより締結される。接触板３０における接触本体部３０Ａの平坦面３０ａは、帯電ローラ４の表面（弾性体２０の表面）に対し接線方向（図２に図示する実施形態においては、鉛直方向に対し傾斜した接戦方向）に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４における弾性体２０の表面に対する接触軸方向長さは、帯電ローラ４における弾性体２０の表面の全長にわたる軸方向全領域であることが好ましいが、少なくとも印字領域における軸方向全領域であることが好ましい。
【００２５】
露光装置６は、画像情報に応じて感光体ドラム２の表面にレーザ光を照射することができるよう構成されている。現像装置１０は、現像ハウジング内に配設された磁気ブラシ機構を含む磁気ブラシ式現像装置から構成されている。磁気ブラシ機構は、現像ローラ８（円筒状スリーブ部材）と、現像ローラ８内に配設された図示しない静止永久磁石部材とから構成されている。現像ハウジング内にはトナーと磁性キャリアとの混合物からなる二成分系磁性現像剤が収容される。トナーは現像ハウジング内に配設された撹拌搬送機構の作用により正極に帯電させられる。磁性キャリアは、トナーとは逆極性の負極に帯電させられる。クリーニング装置１４は、クリーニングブレード４６及びクリーニングローラ４７を備えている。除電装置１６は、ハロゲンランプなどの除電ランプ４８から構成されている。
【００２６】
図１を参照して、画像形成時（通常のプリントモード時）には、コントローラ１７の指令に基づいて、感光体ドラム２が電動モータＭにより図１において時計方向（一方向）に回転駆動される（線速２１０ｍｍ／ｓ）。帯電ローラ４は、感光体ドラム２の回転に従動回転させられる（図１において一方向である反時計方向に）。帯電ローラ４の心金１８には、図示しない電圧供給手段によって、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が供給される。実施形態において、供給電圧は、直流電圧Ｖｄｃ＝４５０Ｖ、交流電圧Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ、周波数Ｖｆ＝１．５ｋＨｚに設定されている。感光体ドラム２の表面は帯電ローラ４によって正極性（２６０Ｖ）に一様帯電させられる。
【００２７】
帯電ローラ４によって正極性に一様帯電させられた感光体ドラム２の表面には、露光装置６によって、感光体ドラム２の表面に形成すべき画像に対応したレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。現像ローラ８には、図示しない現像バイアス印加手段によって所定のバイアス電圧（正極性）が印加される。実施形態において、現像バイアスは、振幅１．７ｋＶ、周波数２．４ｋＨｚ、デューティ比５０％の矩形波に設定されている。感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像は現像装置１０によってトナー像に現像される。このトナー像は、トナーと逆極性（負極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ１２によって、用紙Ｐに転写される。実施形態において、転写バイアスは、直流電圧Ｖｄｃ−１．５ｋＶに設定されている。用紙Ｐに転写されたトナー像は、図示しない定着装置により定着されて画像の複写物が得られる。
【００２８】
転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーは、クリーニング装置１４のクリーニングローラ４７及びクリーニングブレード４６によって、クリーニング装置１４のハウジング内に掻き落とされる。ハウジング内に掻き落とされたトナーは、トナー回収部材によってトナー回収容器に排出されて回収される（いずれも図示せず）。クリーニング後の感光体ドラム２の表面に残留する電位は除電装置１６の除電ランプ４８のＯＮ作動によって除電される。これら一連のプリント動作が、感光体ドラム２の回転に応じて連続して繰り返し行われる。
【００２９】
図１及び図２を参照して、本発明によれば、接触板３０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への移動、すなわち該一方向への回転により該一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４が接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向う反力を受けるよう配置されているので、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への回転によりが一方向へ従動回転させられると、帯電ローラ４は、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、図２において下方に移動する力を自動的に得る。この力は、感光体ドラム２の回転が停止すると自動的に解消される。その結果、従来におけるような弾性力（ばね力）を帯電ローラ４の心金１８に常時付与することなく、感光体ドラム２の回転時のみ、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する所要のニップ圧を確保できるので、長期間の放置による、帯電ローラ４の永久歪が防止され、帯電ローラ４からのブリードが防止されるので帯電ローラ４及び感光体ドラム２の表面の汚染が防止される。また、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力は、軸方向に均一であるので、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対するニップ圧も軸方向に均一となる。その結果、帯電ローラ４の撓みの発生が防止されるので、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラ、すなわち不均一な帯電が防止され、良好な画像が確保される。更にはまた、接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板３０から形成されているので、従来装置に較べて構造が簡単であり、コストダウンが可能となる。
【００３０】
本発明において、帯電ローラ４は心金１８を備え、心金１８の両端部は、位置規制及びガイド部材４０により支持され、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４の移動であって、帯電ローラ４の表面の、感光体ドラム２の表面との接触部Ｎにおける接線方向への移動を規制する。この構成により、帯電ローラ４が感光体ドラム２の該一方向への回転によりが一方向へ従動回転させられる間、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って、安定して移動させられ、安定した均一帯電が得られる。
【００３１】
本発明において、位置規制及びガイド部材４０は、帯電ローラ４が感光体ドラム２の表面に接触したセット位置から、感光体ドラム２の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する。この構成により、帯電ローラ４が意図しない外力を受けて、感光体ドラム２の表面から離隔して所定の帯電が遂行できなくなる不具合が確実に防止される。また、後述するように、帯電ローラ４が逆方向に従動回転させられても、感光体ドラム２の表面から離隔することが防止される。
【００３２】
本発明において、接触板３０は、実質的に同一平面上に存在する平坦面３０ａを有しておりかつ、帯電ローラ４を軸方向に見て、平坦面３０ａが帯電ローラ４の表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる。この構成により、接触板３０と帯電ローラ４との間の摩擦力が、軸方向に均一となり、感光体ドラム２の表面における軸方向の帯電ムラが防止され、均一帯電に寄与する。
【００３３】
先に述べたように、帯電ローラ４を軸方向に見て、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃは、帯電ローラ４の表面における、帯電ローラ４の軸心Ｏ１及び感光体ドラム２の軸心Ｏ２を結ぶ第１の直線Ｌ１と直交しかつ、帯電ローラ２の軸心Ｏ１を通る第２の直線Ｌ２と交わる位置（点）Ａ１から、帯電ローラ２の該一方向である従動回転方向（図１及び図２において反時計方向）の下流側であって、第１の直線Ｌ１と交わる位置（点）Ａ２よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する。なお、帯電ローラ２の、図１、図２及び図４における左右水平方向の移動は、位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２により規制される。図２に示すように、接触板３０は、傾斜して配設されることが、先に述べた理由により好ましいが、図４に示すように、接触板３０の平坦面３０ａの、帯電ローラ４の表面に対する接触部Ｃが、帯電ローラ４の表面における位置Ａ１に存在する他の実施形態もある。図４において、接触板３０の平坦面３０ａは、第１の直線Ｌ１に平行に鉛直に延在する。この実施形態においては、帯電ローラ４が、接触板３０との間の摩擦力により感光体ドラム２の表面に向って移動しても、接触板３０の平坦面３０ａとの摩擦力が一定であるので、図１及び図２に示す配置に比較して、帯電ローラ４の位置の安定性という面では不利であるが、先に述べた、従来装置には存在しない基本的な特徴を備えているので、本発明の目的を達成することができる。
【００３４】
本発明において、コントローラ１７は、所定の制御モードにおいて、感光体ドラム２を他方向へ回転駆動（移動）させて帯電ローラ４を他方向に従動回転させるよう制御する。所定の制御モードとは、予め所定のプリント枚数毎に設定されている帯電ローラクリーニングモードであって、実施形態においては、トータルプリント枚数１０Ｋ（１万枚）毎に自動的に行われるよう設定されている。カウンタがプリント枚数１０Ｋをカウントしたとき、２枚以上のデータを印字中であるならば、その用紙間に帯電ローラクリーニングモードを設定して、制御を遂行する。帯電ローラクリーニングモードの制御は、帯電ローラ４への帯電電圧出力はＯＦＦとして、感光体ドラム２を一端停止した後、逆転させて帯電ローラ４を少なくとも５回転、逆転させることにより行う。帯電ローラクリーニングモードの制御時間は１０秒程度である。その結果、帯電ローラ４と接触板３０との接触部Ｃの上流側に停滞した汚染物質が剥離され、帯電ローラ４の表面及び接触板３０の平坦面３０ａの表面もクリーニングされる。帯電ローラ４が逆転することによって、帯電ローラ４は接触板３０との間の摩擦力によって、感光体ドラム２の表面から離隔する方向に移動しようとする反力を受けるが、この移動（実施形態においては浮き上がり）は、位置決め及びガイド部材４０の位置決め及びガイド穴４２によって阻止される。
【００３５】
このように、本明細書において、帯電ローラクリーニングモードとは、感光体ドラム２を通常のプリントモードなどにおける該一方向への回転に対し、逆方向である他方向へ逆回転させ、帯電ローラ４を逆方向である他方向へ逆回転させて帯電ローラ４及び接触板３０をクリーニングする制御モードを意味するものである。
【００３６】
帯電ローラクリーニングモードの遂行後、感光体ドラム２を一旦停止させる。続いて、感光体ドラム２を再び該一方向に回転駆動させて、通常のプリントモードの制御を遂行する。
【００３７】
上記実施形態において、像担持体として感光体ドラム２が使用されているが、他の形態の像担持体（例えば、感光体ベルト）であっても、本発明は適用可能である。また、帯電ローラ４の、感光体ドラム２に対する接触位置は、実施形態において上端であるが、周方向のいずれの位置でも本発明は適用可能である。
【００３８】
本発明者は、本発明の効果を確認するため、印字率５％の連続印字を１００Ｋ（１０万枚）行い、１００Ｋ耐刷後の画像品質の評価を行った。帯電ローラクリーニングモードの遂行間隔を、比較例１はゼロ（帯電ローラクリーニングモードを遂行しない）、比較例２は５０Ｋ、比較例３は３０Ｋ、比較例４は２０Ｋ、実施例１は１０Ｋとして、相互の比較実験を行った。この実験結果を図５に示してある。この実験結果によれば、帯電ローラクリーニングモードの遂行間隔が短ければ短いほど、汚染物質による異常画像の発生が抑制され、良好な画像が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に従って構成された画像形成装置の実施形態を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の要部を拡大して示す構成図である。
【図３】図２に示す構成部材の一部を分解して示す斜視図である。
【図４】図２に示す接触板の、他の配置の形態を概略的に示す構成図である。
【図５】本発明の効果を確認するために行った実験の結果を表にまとめたものである。
【符号の説明】
【００４０】
２：感光体ドラム
４：帯電ローラ
６：露光装置
８：現像ローラ
１０：現像装置
１２:転写ローラ
１４：クリーニング装置
１６：除電装置
１７：コントローラ
１８：心金
２０：弾性体
３０：接触板（接触部材）
３０ａ：平坦面
４０：位置決め及びガイド部材
４６：クリーニングブレード
４７：クリーニングローラ
４８:除電ランプ
Ｐ：用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、像担持体の駆動を制御するコントローラとを備え、帯電ローラは像担持体の移動により従動回転させられる画像形成装置において、
帯電ローラの表面に接触する接触部材が備えられ、
接触部材は、帯電ローラが像担持体の一方向への移動により一方向に従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置され、
コントローラは、所定の制御モードにおいて、像担持体を他方向へ移動させて帯電ローラを他方向に従動回転させるよう制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電ローラは心金を備え、心金の両端部は、位置決め及びガイド手段により支持され、位置決め及びガイド手段は、帯電ローラの移動であって、帯電ローラの表面の、像担持体の表面との接触部における接線方向への移動を規制すると共に、帯電ローラが像担持体の表面に接触したセット位置から、像担持体の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
接触部材は、実質的に同一平面上に存在する平坦面を有しておりかつ、帯電ローラを軸方向に見て、該平坦面が帯電ローラの表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる、請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体は感光体ドラムからなり、帯電ローラを軸方向に見て、接触部材の該平坦面の、帯電ローラの表面に対する接触部は、帯電ローラの表面における、帯電ローラ及び感光体ドラムの各々の軸心を結ぶ第１の直線と直交しかつ、帯電ローラの軸心を通る第２の直線と交わる位置から、帯電ローラの該一方向である従動回転方向の下流側であって、第１の直線と交わる位置よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する、請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
帯電ローラを軸方向に見て、接触部材は、該平坦面が感光体ドラムの表面から離れるに従って第１の直線に近付くよう傾斜して配置される、請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体の表面に接触して像担持体の表面を帯電させる帯電ローラと、像担持体の駆動を制御するコントローラとを備え、帯電ローラは像担持体の移動により従動回転させられる画像形成装置において、
帯電ローラの表面に接触する接触部材が備えられ、
接触部材は、帯電ローラが像担持体の一方向への移動により一方向に従動回転させられると、帯電ローラが接触部材との間の摩擦力により像担持体の表面に向う反力を受けるよう配置され、
コントローラは、所定の制御モードにおいて、像担持体を他方向へ移動させて帯電ローラを他方向に従動回転させるよう制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電ローラは心金を備え、心金の両端部は、位置決め及びガイド手段により支持され、位置決め及びガイド手段は、帯電ローラの移動であって、帯電ローラの表面の、像担持体の表面との接触部における接線方向への移動を規制すると共に、帯電ローラが像担持体の表面に接触したセット位置から、像担持体の表面に対し、接近する方向への移動を許容するが、離隔する方向への移動は規制する、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
接触部材は、実質的に同一平面上に存在する平坦面を有しておりかつ、帯電ローラを軸方向に見て、該平坦面が帯電ローラの表面に対し接線方向に延在するよう配置されて該表面に接触させられる、請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体は感光体ドラムからなり、帯電ローラを軸方向に見て、接触部材の該平坦面の、帯電ローラの表面に対する接触部は、帯電ローラの表面における、帯電ローラ及び感光体ドラムの各々の軸心を結ぶ第１の直線と直交しかつ、帯電ローラの軸心を通る第２の直線と交わる位置から、帯電ローラの該一方向である従動回転方向の下流側であって、第１の直線と交わる位置よりも、該一方向である従動回転方向の上流側の周方向領域に存在する、請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
帯電ローラを軸方向に見て、接触部材は、該平坦面が感光体ドラムの表面から離れるに従って第１の直線に近付くよう傾斜して配置される、請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
接触部材は、横断面が細長い矩形をなす接触板から形成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１５４３４４（Ｐ２００６−１５４３４４Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４５３１７（Ｐ２００４−３４５３１７）
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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