JP2007206613A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対する帯電ロールの従動性の低下を抑え、安定した帯電性能を長期にわたり維持する。
【解決手段】感光体ドラム１２に接触して従動回転する帯電ロール１４の両端部近傍に、感光体ドラム１２に接触して帯電ロール１４とともに従動回転する一対の第１補助ロール１５を設ける。この第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力は、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力よりも大きくし、帯電ロール１４とクリーニングロールとの間の摩擦力は、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力よりも小さくする。長期の使用で帯電ロール１４表面の経時劣化が進行しても、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の従動性の低下が抑えられるため、安定した帯電性能が長期にわたり維持できる。
【選択図】図３

Description

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関し、特に、回転駆動される像担持体に接触して回転しつつ、像担持体の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電ロールと、この帯電ロールのクリーニング部材とを有する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用い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、近年では、オゾンの排出抑制、装置の小型化、及び高圧電源コストの低減などを図るために、従来のスコロトロン等の非接触型帯電器に替えて、像担持体に接触あるいは近接配置されるローラー帯電器（ＢＣＲ）が用いられている。

このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電ロールが像担持体に常時接触しているため、帯電ロール表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。画像形成動作を繰り返し行う像担持体の表面は、転写工程の下流側において、転写後の残留トナー等の異物除去を行うクリーニング工程を経た後、帯電工程のエリアへと進入してくるが、クリーニング工程を経てもトナーの一部やトナーの外添剤など、トナーよりも微小な粒子がクリーニングされずに像担持体上に残留し、帯電ロールの表面へと付着してしまう。帯電ロールの表面に付着した異物は、帯電ロールの表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。

そこで、このような問題を改善するために、帯電ロールの表面にロール形状のフェルト材やスポンジ材からなるクリーニングロールを回転接触させることにより、帯電ロール表面の汚れをクリーニングする技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平２−２７２５８９号公報 特開平２−２７２５９４号公報

しかし、上記のようなクリーニングロールを、帯電ロールに接触させて従動回転させる構成の場合、画像形成装置の長期使用による帯電ロール表面の経時劣化で、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力（回転負荷）が低下し、この摩擦力が帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力（回転負荷）を下まわると、像担持体に対する帯電ロールの従動性（回転性）が低下して帯電不良を発生させる問題がある。

本発明は上記事実を考慮して、像担持体に対する帯電ロールの従動性の低下を抑え、安定した帯電性能を長期にわたり維持することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、回転する像担持体と、前記像担持体に接触して従動回転し像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールに接触して従動回転し帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールと、前記帯電ロールに同軸的に設けられ前記像担持体に接触して帯電ロールとともに従動回転する第１補助ロールと、を有し、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力＞帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力の関係を満足するよう設定されていることを特徴としている。

本発明では、画像形成において像担持体を帯電させる帯電ロールは、ロール表面に付着した異物がクリーニングロールによってクリーニングされるため、帯電性能の低下が抑えられる。また、像担持体に接触して従動回転するこの帯電ロールは、帯電ロールに対して同軸的に設けられた第１補助ロールが像担持体に接触して帯電ロールとともに従動回転することにより、像担持体に対する従動回転が補助される。そして、この第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力は、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力よりも大きくし、さらに、帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力は、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力よりも小さくすることにより、長期の使用で帯電ロール表面の経時劣化が進行しても、像担持体に対する帯電ロールの従動性の低下が抑えられる。これにより、安定した帯電性能を長期にわたり維持できるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記クリーニングロールに同軸的に設けられ前記第１補助ロールに接触してクリーニングロールとともに従動回転する第２補助ロールを有し、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞第１補助ロールと第２補助ロールとの間の摩擦力≧像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力＞帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力の関係を満足するよう設定されていることを特徴としている。

クリーニングロールを帯電ロールに接触させて従動回転させる構成の場合、画像形成装置の長期使用によるクリーニングロール表面の経時劣化等で、クリーニングロールと帯電ロールとの間の摩擦力が低下し、帯電ロールに対するクリーニングロールの従動性が低下してクリーニング不良を発生させることが懸念される。

これに対し、本発明のクリーニングロールは、クリーニングロールに対して同軸的に設けられた第２補助ロールが、帯電ロールに設けられた第１補助ロールに接触して、クリーニングロールとともに従動回転することにより、帯電ロールに対する従動回転が補助される。また、この第１補助ロールと第２補助ロールとの間の摩擦力を、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力よりも小さくすることにより、像担持体に対する帯電ロールの従動性低下が回避でき、さらに、帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力よりも大きくする（像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力以上とする）ことにより、帯電ロールに対するクリーニングロールの従動回転を良好に補助することができる。これにより、長期の使用でクリーニングロール表面の経時劣化が進行しても、帯電ロールに対するクリーニングロールの従動性の低下が抑えられ、安定したクリーニング性能を長期にわたり維持できるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の画像形成装置において、前記帯電ロールの表面の弾性力＞前記第１補助ロールの表面の弾性力の関係を満足するよう設定されていることを特徴としている。

本発明では、第１補助ロールの表面の弾性力を帯電ロールの表面の弾性力よりも小さくすることにより、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力が、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力よりも高められるようになる。これにより、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力の関係を簡単な構成で実現することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置において、前記第１補助ロールの外径≧前記帯電ロールの外径の関係を満足するよう設定されていることを特徴としている。

本発明では、第１補助ロールの外径を帯電ロールの外径以上とすることにより、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力が、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力よりも高められるようになる。これにより、第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力の関係を簡単な構成で実現することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記第２補助ロールの外径≧前記クリーニングロールの外径の関係を満足するよう設定されていることを特徴としている。

本発明では、第２補助ロールの外径をクリーニングロールの外径以上とすることにより、第１補助ロールと第２補助ロールとの間の摩擦力が、帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力よりも高められるようになる。これにより、第１補助ロールと第２補助ロールとの間の摩擦力（≧像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力）＞帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力の関係を簡単な構成で実現することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置において、前記第１補助ロールは前記像担持体の画像形成領域外に配置されていることを特徴としている。

本発明では、第１補助ロールを像担持体の画像形成領域外に配置することにより、第１補助ロールを設けることによる画像形成への悪影響を回避することができる。

本発明の画像形成装置によれば、像担持体に対する帯電ロールの従動性の低下が抑えられ、安定した帯電性能を長期にわたり維持することができる。

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。

（画像形成装置の構成）
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、矢印方向に沿って所定のプロセススピードで回転駆動される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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スクレーパ５８と、第２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、これらのスクレーパ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。

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。

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。

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、記録媒体２４を排出トレイ６８上に排出する。

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。

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の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、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。

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部材である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。

クリーニングロール１００は帯電ロール１４に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。

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。

（帯電ロール及びクリーニングロールの構成）
ここで、本実施形態の帯電ロール（ＢＣＲ）１４とクリーニングロール１００について説明する。

帯電ロール１４は、上述したように、感光体ドラム１２の表面に接触して配設され、直流電圧あるいは直流電圧に交流電圧を印加されて、感光体ドラム１２表面を帯電させるものである。また、その形状としては、シャフト１４Ａを構成する芯材の周囲に、帯電層１４Ｂを構成する抵抗弾性層を設けたロール形状であり、抵抗弾性層を、外側から抵抗層とそれらを支持する弾性層の順に分割した構成とすることも可能である。さらに帯電ロール１４の耐久性や耐汚染性の付与のために、必要に応じて抵抗層の外側に保護層を設けることができる。

以下、芯材に弾性層、抵抗層、保護層を設けた場合について、より詳細に説明を行う。

芯材の材質としては導電性を有するもので、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。また、金属以外の材料でも、導電性と適度の剛性を有する材料であれば用いることができ、例えば導電性粒子等を分散した樹脂成形品や、セラミックス等を用いることもできる。また、ロール形状のほか、中空のパイプ形状とすることも可能である。

弾性層の材質としては導電性あるいは半導電性を有するもので、一般には樹脂材あるいはゴム材に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散したものである。樹脂材料としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂などが用いられ、ゴム材料としてはエチレン−プロピレンゴム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴムなど、または、それらを発泡させた発泡材が用いられる。

導電性粒子あるいは半導電性粒子としてはカーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等の金属酸化物や、第４級アンモニウム塩等のイオン性化合物等を用いることができ、これらの材料を単独あるいは２種以上混合して用いても良い。更に必要に応じてタルク、アルミナ、シリカ等の無機充填材、フッ素樹脂やシリコンゴムの微粉等の有機充填材の１種または２種以上を混合しても良い。

抵抗層および保護層の材質としては結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したもので、抵抗率としては１０＾3〜１０＾14Ωｃｍ、好ましくは１０＾5〜１０＾12Ωｃｍ、さらに好ましくは１０＾7〜１０＾12Ωｃｍがよい。また膜厚としては０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜５００μｍ、さらに好ましくは０．５〜１００μｍがよい。結着樹脂としてはアクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＥＴ等のポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が用いられる。

導電性粒子あるいは半導電性粒子としては弾性層と同様のカーボンブラック、金属、金属酸化物や、イオン導電性を発現する第４級アンモニウム塩等のイオン性化合物等の１種または２種以上が混合される。また必要に応じてヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の酸化防止剤、クレー、カオリン、タルク、シリカ、アルミナ等の無機充填剤や、フッ素樹脂やシリコン樹脂の微粉等の有機充填材や、シリコーンオイル等の潤滑剤などの、１種または２種以上を添加することができる。また更に界面活性剤や帯電制御剤等が必要に応じて添加される。

また、これらの層を形成する手段としてはブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等を用いることができる。

クリーニングロール１００は、シャフト１００Ａを構成する芯材と、この芯材の周面に形成されるスポンジ層１００Ｂを構成する多孔質弾性層から形成され、上述したように、帯電ロール１４の表面に接触して配設されている。

芯材の材質としては、多孔質弾性層を支持し、帯電ロール１４へ適度の圧接力で以って接触状態を維持できる程度の剛性を有するものが用いられ、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等などの金属の他、樹脂成形品、セラミックス等や、これらに導電性粒子等を分散させたものや、無機フィラーを分散させたものを用いることができる。また、ロール形状のほか、中空のパイプ形状とすることも可能である。

多孔質弾性層は、所定のセル密度で形成されたロール状のスポンジであり、例えばエーテル系ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリオレフィンフォーム、メラミンフォーム、マイクロポリマー等を用いることができる。

ポリウレタンフォームを例にとり、製造方法について簡単に説明すると、ポリオール、イソシアネート、水、触媒（アミン触媒、金属触媒など）および整泡剤（界面活性剤）を用いて製造され、また、用途によっては顔料などの添加剤が用いられる。そして、これら原料を混合・攪拌すると化学反応が起き、ウレタン樹脂の発泡体を得ることができる。

（帯電ロール及びクリーニングロールの支持構造と補助ロールの構成）
次に、本実施形態に係る帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の支持構造と、各ロールに設けられた補助ロールについて詳細に説明する。

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を介して箱状のホルダー１２０に組み付けられており、このホルダー１２０内に収容されてホルダー１２０とともにユニット化され、感光体ドラム１２に対して所定の位置に配置されている。

図４に示すように、一つの軸受け部材１１０は、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。

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軸受け溝１１２及び軸受け孔１１４が形成されている。軸受け溝１１２は、軸受け部材１１０の上端面を開口した断面Ｕ字状に形成され、半円周面状とされた内周面部の内径が、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ端部に設けられた支持部１４ａの軸径とほぼ同じにされている。この軸受け溝１１２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａの支持部１４ａが回転自在に嵌め入れられている。また、軸受け溝１１２は図の上側となる感光体ドラム１２側が開放されていることにより、支持部１４ａを内周面部で当接支持した際に、その支持部１４ａに対して感光体ドラム１２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。一方、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が回転自在に挿入されている。

図３に示すように、ホルダー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。

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。

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。

そして、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、前述したように、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、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を形成した状態で（図２参照）、軸間距離が一定とされ、圧接方向の相対距離が一定に保たれている。さらに、圧接方向と直交する方向（接触部（ニップ部１０１）の略接線方向）の位置関係も一定とされて、相対位置が一定に保たれており、これによってニップ幅が一定とされている。また、図５に示すように、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の周囲を覆うホルダー１２０は、感光体ドラム１２側（図５の上側）が開口しており、上記各ロールを支持した状態で、上端縁部１２７と感光体ドラム１２との間に隙間が形成されている。

図３及び図４に示すように、本実施形態の帯電ロール１４には、シャフト１４Ａの両端部近傍に、一対の第１補助ロール１５が同軸的に取り付けられている。また、クリーニングロール１００には、シャフト１００Ａの両端部近傍に、一対の第１補助ロール１５に対応する一対の第２補助ロール１０２が同軸的に取り付けられている。

第１補助ロール１５は、シャフト１４Ａの端部近傍において、帯電層１４Ｂから少し離間し、且つ、軸受け部材１１０と接触しない位置に固着されている。さらに、図６に示すように、感光体ドラム１２上における画像形成領域の外側（非画像形成領域）に位置し、画像形成領域からも十分離されて配置されている。

この第１補助ロール１５は、外径が帯電ロール１４（帯電層１４Ｂ）の外径と同じか、又は、少し大きくされて、感光体ドラム１２の表面に接触している。さらに、本実施形態の第１補助ロール１５では、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力が、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力よりも大きくなるように設定されている。

具体的には、第１補助ロール１５の表面の弾性力を帯電ロール１４の表面の弾性力よりも大きくする、あるいは、第１補助ロール１５の外径を帯電ロール１４の外径よりも大きくする、あるいは、第１補助ロール１５を帯電ロール１４（帯電層１４Ｂ）よりも、感光体ドラム１２に対する摩擦係数の高い材料で形成する、あるいは、第１補助ロール１５の表面に、帯電ロール１４（帯電層１４Ｂ）よりも、感光体ドラム１２に対する摩擦係数が高くなるコーティングを施すなどにより、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力＞感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力の関係を満足するよう設定されている。

一方、第２補助ロール１０２は、シャフト１００Ａの端部近傍において、スポンジ層１００Ｂから少し離間し、且つ、軸受け部材１１０と接触しない位置に固着されている。さらに、図６に示すように、第１補助ロール１５に対応して感光体ドラム１２上における画像形成領域の外側（非画像形成領域）に位置しており、第１補助ロール１５と同様に画像形成領域から十分離されて配置されている。

この第２補助ロール１０２は、外径がクリーニングロール１００（スポンジ層１００Ｂ）の外径と同じか、又は、少し大きくされて、第１補助ロール１５の表面に接触しており、幅寸法（軸方向寸法）が第１補助ロール１５の幅寸法とほぼ同じにされている。

さらに、本実施形態の第２補助ロール１０２では、第１補助ロール１５と第２補助ロール１０２との間の摩擦力が、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力よりも小さくなり、且つ、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力以上となり、且つ、帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦力よりも大きくなるように設定されている。

具体的には、第２補助ロール１０２の外径をクリーニングロール１００の外径よりも大きくする、あるいは、第１補助ロール１５に対する第２補助ロール１０２の摩擦係数が、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦係数よりも小さくなり、且つ、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦係数以上となり、且つ、帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦係数よりも大きくなる材料で第２補助ロール１０２を形成する、あるいは、第２補助ロール１０２の表面に、上記の各摩擦係数の関係を満足するコーティングを施すなどにより、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力＞第１補助ロール１５と第２補助ロール１０２との間の摩擦力≧感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力＞帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦力の関係を満足するよう設定されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態の画像形成装置１０では、画像形成動作時に感光体ドラム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。このように、画像形成において感光体ドラム１２を帯電させる帯電ロール１４は、ロール表面に付着した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ため、帯電性能の低下が抑えられる。また、クリーニングロール１００とともに、感光体ドラム１２側を除く周囲がホルダー１２０により覆われているため、現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋから飛散して装置内を浮遊するトナーや塵埃等から保護され、それら異物の付着が防止される。

また、感光体ドラム１２に接触して従動回転するこの帯電ロール１４は、帯電ロール１４に対して同軸的に設けられた一対の第１補助ロール１５が感光体ドラム１２に接触して帯電ロール１４とともに従動回転することにより、感光体ドラム１２に対する従動回転が補助される。そして、この第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力は、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力よりも大きくされ、さらに、帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦力は、感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力よりも小さくされていることにより、長期の使用で帯電ロール１４表面の経時劣化が進行しても、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の従動性の低下が抑えられる。これにより、安定した帯電性能を長期にわたり維持できるようになる。さらに、この第１補助ロール１５は感光体ドラム１２の画像形成領域外に配置されていることで、画像形成への悪影響が回避される。

また、上述したように、第１補助ロール１５の表面の弾性力を帯電ロール１４の表面の弾性力よりも小さくする、あるいは、第１補助ロール１５の外径を帯電ロール１４の外径以上とすることにより、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力＞感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力の関係を簡単な構成で実現することができる。

また、本実施形態のように、クリーニングロール１００を帯電ロール１４に接触させて従動回転させる構成では、画像形成装置１０の長期使用によるクリーニングロール１００表面の経時劣化等で、クリーニングロール１００と帯電ロール１４との間の摩擦力が低下し、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の従動性が低下してクリーニング不良を発生させることが懸念される。

これに対し、本実施形態のクリーニングロール１００は、同軸的に設けられた一対の第２補助ロール１０２が、帯電ロール１４に設けられた一対の第１補助ロール１５に接触して、クリーニングロール１００とともに従動回転することにより、帯電ロール１４に対する従動回転が補助される。また、この第１補助ロール１５と第２補助ロール１０２との間の摩擦力は、第１補助ロール１５と感光体ドラム１２との間の摩擦力よりも小さくされていることにより、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の従動性の低下を回避することができ、さらに、帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦力よりも大きくされている（感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力以上とされている）ことにより、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の従動回転を良好に補助することができる。これにより、長期の使用でクリーニングロール１００表面の経時劣化が進行しても、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の従動性の低下が抑えられ、安定したクリーニング性能を長期にわたり維持できるようになる。

また、上述したように、第２補助ロール１０２の外径をクリーニングロール１００の外径以上とすることにより、第１補助ロール１５と第２補助ロール１０２との間の摩擦力（≧感光体ドラム１２と帯電ロール１４との間の摩擦力）＞帯電ロール１４とクリーニングロール１００との間の摩擦力の関係を簡単な構成で実現することができる。

このように、本実施形態の画像形成装置１０では、感光体ドラム１２の帯電不良や帯電ロール１４のクリーニング不良による画像欠陥が抑えられ、長期にわたり高品質な画像を形成することができる。

以上、本発明を上述した特定の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれ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。

例えば、上述の実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００を共に軸受け部材１１０で支持し、軸受け部材１１０を圧縮コイルばね１２８で付勢することにより帯電ロール１４を感光体ドラム１２に圧接させ、クリーニングロール１００を帯電ロール１４に圧接させる構成としているが、各ロールの支持構造や圧接構造はこれに限定されるものではなく、帯電ロール１４とクリーニングロール１００を個別の軸受け部材で支持し、個別の付勢手段で付勢し圧接させるようにしてもよい。

また、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。

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したフルカラーのタンデム構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラムと、帯電ロール及びクリーニングロールのホルダーに本発明を適用することができる。

本発明の一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。 本発明の一実施形態に係る感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロール、補助ロール、及びホルダーの構成を示す部分断面側面図である。 本発明の一実施形態に係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斜視図である。 本発明の一実施形態に係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部分断面正面図である。 本発明の一実施形態に係る補助ロールの取付位置を図３と対応させて示す拡大図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 帯電ロール
１４Ａ シャフト
１４ａ 支持部
１４Ｂ 帯電層
１５ 第１補助ロール
１００ クリーニングロール
１００Ａ シャフト
１００ａ 支持部
１００Ｂ スポンジ層
１０２ 第２補助ロール

Claims (6)

1. 回転する像担持体と、
   前記像担持体に接触して従動回転し像担持体を帯電させる帯電ロールと、
   前記帯電ロールに接触して従動回転し帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールと、
   前記帯電ロールに同軸的に設けられ前記像担持体に接触して帯電ロールとともに従動回転する第１補助ロールと、
   を有し、
   第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力＞帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力
   の関係を満足するよう設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングロールに同軸的に設けられ前記第１補助ロールに接触してクリーニングロールとともに従動回転する第２補助ロールを有し、
   第１補助ロールと像担持体との間の摩擦力＞第１補助ロールと第２補助ロールとの間の摩擦力≧像担持体と帯電ロールとの間の摩擦力＞帯電ロールとクリーニングロールとの間の摩擦力
   の関係を満足するよう設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記帯電ロールの表面の弾性力＞前記第１補助ロールの表面の弾性力の関係を満足するよう設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１補助ロールの外径≧前記帯電ロールの外径の関係を満足するよう設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記第２補助ロールの外径≧前記クリーニングロールの外径の関係を満足するよう設定されていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記第１補助ロールは前記像担持体の画像形成領域外に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。

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