JP2008090060A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ロールへの給電と帯電ロールによる像保持体の帯電性能を安定化する。
【解決手段】帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａを、軸受け部材１１０の軸受け孔１１２に挿通して回転可能に支持するとともに、クリーニングロール１００側へ押圧するよう、シャフト１４Ａの端部１４ａの外周面に給電端子１３０の端子部１３６を圧接させる。給電端子１３０がシャフト１４Ａに確実且つ良好に接触するため、電源装置１３８から給電端子１３０を介した帯電ロール１４への給電が安定し、感光体ドラム１２に対する帯電性能が安定化する。
【選択図】図５

Description

本発明は、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における帯電装置、及び、その帯電装置を備えた画像形成装置に関する。

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における帯電装置として、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、像保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、像保持体に接触あるいは近接配置される帯電ロールの表面がトナー外添剤等の異物の付着によって汚れやすくなることから、板状のスポンジ等からなるクリーニングパッド、あるいは、ロール形状のスポンジやブラシ等からなるクリーニングロール等のクリーニング部材を帯電ロールの表面に圧接させて、帯電ロール表面の汚れをクリーニングするようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、帯電ロールへの給電については、例えば導電性樹脂材料で形成した樹脂ベアリング等の支持部材によって帯電ロールの芯材（シャフト）を回転可能に支持し、支持部材に帯電電圧を印加することにより、支持部材を介して給電するようにしている。
特開平８−６２９４８号公報

しかしながら、上記構成の帯電装置では、帯電ロールがクリーニング部材に圧接されることで、クリーニング部材と、設置位置が定まっている像保持体とに挟まれた状態となり、例えば、帯電ロールの芯材と支持部材の芯材支持部の間に、製造公差内で隙間が生じているような場合、あるいは、帯電ロールの回転抵抗の増加を抑えたり、支持部材に対する帯電ロールの組み付け性を良好にするために、芯材支持部に開口部を設けるような場合には、帯電ロールの芯材は、像保持体と帯電ロールの間、及び、帯電ロールとクリーニング部材の間に作用する各力（押圧力及び反発力）のバランスが取れた位置で芯材支持部に支持されつつ、像保持体の回転振れや外径の製造誤差によって支持位置が変化しやすくなる。

また、クリーニング部材としてクリーニングロールを用いた構成では、クリーニングロールの回転振れや外径の製造誤差も芯材の支持位置の変化に影響するようになる。そのため、帯電ロールの芯材と芯材支持部の接触状態が安定せず、帯電ロールへの給電及び帯電ロールによる像保持体の帯電性能が不安定となり、画像品質が低下するおそれがある。

本発明は上記事実を考慮して、帯電ロールへの給電及び帯電ロールによる像保持体の帯電性能を安定化できる帯電装置、及び、高品質な画像形成を実現できる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、画像を保持する像保持体に接触して回転し前記像保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帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記帯電ロールに設けられ導電性材料により形成された芯材と、前記芯材を芯材支持部により回転可能に支持して前記帯電ロールを前記像保持体に接触させる支持部材と、前記芯材を径方向へ押圧して芯材に接触し、電源から供給された帯電電圧を前記帯電ロールに印加する給電端子と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、帯電ロールは、導電性材料により形成された芯材が支持部材の例えば円形孔等からなる芯材支持部に回転可能に支持され、画像を保持する像保持体に接触して回転する。そして、芯材に接触した給電端子を介して電源から帯電電圧が供給されると、その帯電電圧を像保持体に印加して像保持体を帯電させ、帯電ロールに接触するクリーニング部材により、汚れがクリーニングされる。この帯電ロールでは、芯材支持部に支持された芯材を給電端子が径方向へ押圧して芯材に確実に接触するため、芯材に対する給電端子の接触状態が良好となり、安定した給電が行われて像保持体に対する帯電性能が安定する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、前記芯材支持部は前記像保持体に対する前記帯電ロールの接触方向に沿って前記芯材を移動可能とする開口部を有し、前記給電端子が前記芯材を前記接触方向とは略反対方向へ押圧することを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、支持部材の芯材支持部に、像保持体に対する帯電ロールの接触方向に沿って芯材を移動可能とする開口部を設けることにより、例えば帯電ロールを像保持体に所定の圧力で接触させることにより芯材に撓みが生じても、帯電ロールの回転時に芯材支持部との間に生じる芯材の回転抵抗の増加が抑えられる。また、このような開口部を有する芯材支持部であれば、芯材が挿入しやすくなり、支持部材に対する帯電ロールの組み付け性が良好となる。

なお、この開口部を有する芯材支持部とは、例えば像保持体側が開口された長孔状やＵ溝状等の芯材支持部が含まれ、それらの形状に形成された芯材支持部であれば、芯材が上記の圧接方向に沿って移動できるようになる。そして、この開口部を有する芯材支持部に支持された芯材は、給電端子によって上記の接触方向とは略反対方向へ押圧されるため、すなわち、開口部側とは略反対方向へ押圧されるため、支持位置及び支持状態が安定する。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の帯電装置において、前記給電端子は前記芯材を押圧する押圧部を有し、その押圧部が前記開口部内に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、給電端子の押圧部を芯材支持部の開口部内に配置して芯材を押圧することにより、この給電端子を含む帯電ロールの給電構造を小型に構成することができる。また、給電端子の押圧部から芯材へ加えられた押圧力が芯材支持部によって直接的に受け止められるため、より安定した支持状態が得られる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の帯電装置において、前記給電端子が導電性金属材料で形成された板ばねとされていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、給電端子を導電性金属材料の板ばねで形成することにより、帯電ロールの芯材を押圧する機能を備えた給電端子を簡素な構成で実現でき、安価に作製することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の帯電装置において、前記支持部材が導電性材料により形成され、その支持部材にも前記帯電電圧が印加されることを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、帯電ロールへの給電について、導電性材料で形成した支持部材にも帯電電圧を印加し給電することにより、給電効率が高められる。また、帯電ロールの芯材が給電端子によって径方向へ押圧される、あるいは、像保持体に対する帯電ロールの接触方向とは略反対方向へ押圧されることにより、芯材と芯材支持部の接触状態が安定して、この支持部材を介した帯電ロールへの給電も安定する。

請求項６に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の帯電装置を備えることを特徴としている。

上記の帯電装置を備えた画像形成装置であれば、帯電装置による像保持体の帯電性能が安定化し、高品質な画像形成を実現することができる。

本発明の帯電装置によれば、帯電ロールへの給電及び帯電ロールによる像保持体の帯電性能を安定化することができる。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質な画像形成を実現することができる。

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、表面に有機光導電体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、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−Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２−Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、ＺｎＯ−ＴｉＯ_２、ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯ−ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、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（登録商標）、エトキシメチル化ナイロン（登録商標）、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（ロール状の多孔質弾性体）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。

（第１の実施形態）
次に、第１の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、帯電ロール１４に帯電電圧を印加する給電端子の構成（給電構造）について説明する。

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を介して箱状のフレーム１２０に組み付けられており、このフレーム１２０内に収容されてフレーム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に、導電性粒子等を分散含有した導電性樹脂材料で形成されており、導電性を有する樹脂ベアリングとして構成されている。

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の端部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の端部１００ａが回転自在に挿通されている。

この一対の軸受け部材１１０に、シャフト１４Ａの両側の端部１４ａが軸支された帯電ロール１４と、シャフト１００Ａの両側の端部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。

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。

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。

図５に示すように、軸受け部材１１０にシャフト１４Ａが支持された帯電ロール１４では、軸受け部材１１０の外側に突出されたシャフト１４Ａの端部１４ａの側方近傍に、給電端子１３０が配置されている。

給電端子１３０は、導電性金属板により、断面形状がクランク状となるよう屈曲形成された板ばねで構成されている。この給電端子１３０は、平板状の固定部１３２、固定部１３２の一端から略直角に屈曲されて延出された本体部１３４、本体部１３４の先端から固定部１３２とは逆側へ屈曲された端子部１３６を備えており、フレーム１２０に設けられた基台部１２９に固定部１３２が固定され、本体部１３４が帯電ロール１４におけるシャフト１４Ａの端部１４ａの側方に配置されて、端子部１３６がシャフト１４Ａの端部１４ａの外周面におけるクリーニングロール１００とは反対側の周面部に圧接している。

シャフト１４Ａの端部１４ａは、この給電端子１３０の弾性復元力により、端子部１３６によって、径方向へ所定の荷重で押圧されている。詳細には、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の圧接方向（図４の矢印８方向）とは略反対方向となるクリーニングロール１００側へ押圧されている。

また、給電端子１３０の端子部１３６がシャフト１４Ａの端部１４ａをクリーニングロール１００側へ押圧する荷重（図５のＦ２）は、圧縮コイルばね１２８が軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ押圧する荷重（図５のＦ１）よりも小さくなるよう設定されている（Ｆ１＞Ｆ２）。

給電端子１３０の固定部１３２には、画像形成装置１０内に装備された電源装置１３８が電気的に接続されている。この電源装置１３８は、画像形成装置１０の画像形成動作時に、所定のタイミングで所定レベルの帯電電圧を給電端子１３０に印加するよう構成されている。

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、電源装置１３８は、所定のタイミングで所定レベルの帯電電圧を給電端子１３０に印加する。この帯電電圧が給電端子１３０の端子部１３６からシャフト１４Ａを介して帯電ロール１４の帯電層１４Ｂに伝達され、感光体ドラム１２に圧接して従動回転する帯電ロール１４により、感光体ドラム１２の表面が均一に帯電される。

この帯電工程後に、前述した露光・現像・転写の各工程が行われ、記録用紙２４に画像が形成される。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の表面がクリーニングされる。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、本実施形態では、軸受け部材１１０に支持された帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａを給電端子１３０の端子部１３６が径方向（クリーニングロール１００側）へ押圧してシャフト１４Ａに確実に接触するため、シャフト１４Ａに対する給電端子１３０の接触状態が良好となり、仮に、シャフト１４Ａと軸受け孔１１２の間に製造公差内で隙間が生じているような場合でも、安定した給電が行われて感光体ドラム１２に対する帯電性能が安定する。したがって、本実施形態の画像形成装置１０であれば、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。

また、特にこの給電端子１３０は、導電性金属材料の板ばねで形成していることにより、帯電ロール１４のシャフト１４Ａを押圧する機能を備えた給電端子を簡素な構成で実現でき、安価に作製することができている。

また、軸受け部材１１０を導電性樹脂で形成した本実施形態の場合、図５の破線で示すように、軸受け部材１１０にも電源装置１３８を電気的に接続して帯電電圧を印加することにより、上記の給電端子１３０による帯電ロール１４への給電に加えて、軸受け部材１１０を介した給電が可能となる。このように、帯電ロール１４に２系統で給電する構成であれば給電効率が高められる。また、帯電ロール１４のシャフト１４Ａは給電端子１３０によって径方向（クリーニングロール１００側）へ押圧されるため、軸受け部材１１０の軸受け孔１１２に対するシャフト１４Ａの接触状態が安定し、この軸受け部材１１０を介した帯電ロール１４への給電も安定する。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図６に示すように、帯電ロール１４をクリーニングする本実施形態のクリーニング部材（スポンジ部材）１４０は、帯電ロール１４の軸方向に沿って延出されたバー状の基板１４０Ａを備え、基板１４０Ａの片面にパッド状のスポンジ層（弾性体）１４０Ｂが形成されて構成されている。

このクリーニング部材１４０は、第１の実施形態のクリーニングロール１００と同様に、基板１４０Ａの両端部に設けられた支持部１４０ａが、単一構成の軸受け部材１５０に形成された矩形状の支持孔１５２にそれぞれ挿通されて、帯電ロール１４とともに一対の軸受け部材１５０により支持されている。そして、帯電ロール１４とクリーニング部材１４０の相対位置はほぼ一定に保たれ、クリーニング部材１４０が帯電ロール１４に所定の荷重で押圧されて、スポンジ層１４０Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形しニップ部を形成している。

図７に示すように、本実施形態の帯電ロール１４への給電構造については、第１の実施形態と同様に構成されている。すなわち、電源装置１３８に接続された給電端子１３０は、圧縮コイルばね１２８が軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ押圧する荷重（図７のＦ１）よりも小さな荷重（図７のＦ２）で、端子部１３６により帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａをクリーニングロール１００側へ押圧しつつ圧接し、電源装置１３８から供給された帯電電圧を、シャフト１４Ａを通して帯電ロール１４（帯電層１４Ｂ）に印加するよう構成されている。

以上により、本実施形態も第１の実施形態と同様に、給電端子１３０が帯電ロール１４のシャフト１４Ａに確実且つ良好に接触し、電源装置１３８から供給された帯電電圧を帯電ロール１４に安定して印加できるため、帯電ロール１４による感光体ドラム１２に対する帯電性能が安定する。

また、特に本実施形態では、帯電ロール１４をクリーニングするクリーニング部材として、回転する帯電ロール１４に摺接するパッド状のスポンジ層１４０Ｂを設けたクリーニング部材１４０を用いていることにより、簡素且つ安価の構成で帯電ロール１４を良好にクリーニングすることができる。さらに、このような固定接触式のクリーニング部材１４０においても、クリーニング部材１４０を帯電ロール１４と共に軸受け部材１５０で支持し、圧接方向での相対距離を一定に保つことにより、硬度のばらつきや経時での硬度上昇による接触幅の変動や縮小が抑えられ、スポンジ層１４０Ｂでクリーニングに必要なセル数が確保できるようになってクリーニング性能が安定し、帯電ロール１４を良好にクリーニングすることができる。

したがって、感光体ドラム１２の帯電不良及び帯電ロール１４のクリーニング不良による画質低下が抑制され、長期にわたって高品質な画像形成を実現できる。

また、軸受け部材１５０を導電性樹脂等で形成する場合には、第１の実施形態と同じく、図７の破線で示すように、電源装置１３８から軸受け部材１５０にも帯電電圧を供給して、軸受け部材１５０を通した帯電ロール１４への給電も付加することにより、給電効率を高めることができる。またここでも、給電端子１３０の端子部１３６によって径方向（クリーニングロール１００側）へ押圧された帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａは、軸受け部材１１０の軸受け孔１１２の内周面に安定して接触するようになるため、軸受け部材１５０を通した帯電ロール１４への給電も安定化することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図８に示すように、本実施形態の軸受け部材１６０には、第１の実施形態で説明した帯電ロール１４とクリーニングロール１００が支持されている。この軸受け部材１６０には、長手方向（図８の上下方向）に沿って所定の間隔で配置された軸受け溝１６２と軸受け孔１１４が形成されている。

軸受け溝１６２は、軸受け部材１６０の上端面を開口した断面Ｕ字状で、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の接触方向（図８の矢印８方向）に沿ってシャフト１４Ａを移動可能とする開口部１６４が設けられており、半円周面状とされた内周面部の内径が、シャフト１４Ａ（端部１４ａ）の軸径とほぼ同じにされている。この軸受け溝１６２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａが、軸受け部材１６０の外側に突出せずに軸受け溝１６２内に収容されて回転自在に嵌め入れられている。

また、軸受け部材１６０の軸受け孔１１４には、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａの端部１００ａが回転自在に挿入されており、このシャフト１００Ａの端部１００ａも軸受け部材１６０の外側には突出せずに、軸受け孔１１４内に収容されている。

図９に示すように、帯電ロール１４に対する本実施形態の給電構造にも、第１の実施形態で説明した給電端子１３０が用いられている。ただし、本実施形態では、給電端子１３０の端子部１３６が、軸受け溝１６２に設けられた開口部１６４内に配置されており、軸受け溝１６２に嵌め入れられたシャフト１４Ａの端部１４ａの外周面を、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の接触方向とは略反対方向となるクリーニングロール１００側へ押圧しつつ、その端部１４ａの外周面に圧接している。そしてこの給電端子１３０も電源装置１３８に接続され、電源装置１３８から供給された帯電電圧を、シャフト１４Ａを通して帯電ロール１４（帯電層１４Ｂ）に印加するよう構成されている。

以上により、本実施形態では、軸受け部材１６０に開口部１６４を有する軸受け溝１６２を設けていることで、シャフト１４Ａの端部１４ａが軸受け溝１６２に挿入しやすくなり、軸受け部材１６０に対する帯電ロール１４の組み付け性が良好になる。また、帯電ロール１４を感光体ドラム１２に圧接させることで、シャフト１４Ａに撓みが生じたとしても、帯電ロール１４の回転時に軸受け溝１６２との間に生じるシャフト１４Ａの回転抵抗の増加が抑えられる。

そして、この軸受け溝１６２に支持された帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａにも、給電端子１３０の端子部１３６が確実且つ良好に接触するため、電源装置１３８から供給された帯電電圧が帯電ロール１４に安定して印加され、帯電ロール１４による感光体ドラム１２に対する帯電性能が安定する。

また、このシャフト１４Ａの端部１４ａは、給電端子１３０の端子部１３６によって、軸受け溝１６２の開口部１６４側とは反対側となる内周底面側へ押圧されるため、軸受け溝１６２の内周面部に当接して支持位置及び支持状態が安定する。特に本実施形態では、給電端子１３０の押圧部となる端子部１３６を軸受け溝１６２の開口部１６４内に配置していることで、端子部１３６からシャフト１４Ａの端部１４ａへ加えられた押圧力が軸受け溝１６２の内周面部によって直接的に受け止められるようになり、より安定した支持状態が得られる。さらに、端子部１３６を開口部１６４内に配置していることで、給電端子１３０が軸受け部材１６０に近接配置できるようになり、この給電端子１３０を含む帯電ロール１４の給電構造を小型に構成することができる。

また、軸受け部材１６０を導電性樹脂等で形成する場合には、第１及び第２の実施形態と同じく、図９の破線で示すように、電源装置１３８から軸受け部材１６０にも帯電電圧を供給し、軸受け部材１６０を通した帯電ロール１４への給電も付加して、給電効率を高めることができる。またここでも、給電端子１３０の端子部１３６によって径方向（軸受け溝１６２の内周底面側側）へ押圧された帯電ロール１４のシャフト１４Ａの端部１４ａは、軸受け部材１６０の軸受け溝１６２の内周面部に安定して接触するようになるため、軸受け部材１６０を通した帯電ロール１４への給電も安定化することができる。

以上、本発明を上述した第１〜第３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。

例えば、第３の実施形態では、軸受け部材１６０にＵ溝状の軸受け溝１６２を形成することにより、感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の接触方向に沿ってシャフト１４Ａを移動可能とする開口部１６４を設けているが、このような開口部を有する支持部（芯材支持部）としては、一部が完全に開口したＵ溝等の他に、上記の接触方向に沿った長孔等の閉塞した孔部としてもよく、そのような孔部では、シャフト１４Ａの挿入にて形成される空洞部分により上記の開口部が構成される。

また、上述の各実施形態では、給電端子１３０を導電性金属板からなる板ばねで構成しているが、この給電端子は例えば導電性樹脂材料等で形成するようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００又はクリーニング部材１４０を共に軸受け部材１１０、１５０、１６０で支持し、その軸受け部材を圧縮コイルばね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、この支持構造や圧接構造は上述の構成に限定されるものではない。例えば、帯電ロール１４とクリーニングロール１００又はクリーニング部材１４０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又はクリーニング部材１４０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、クリーニング部材１４０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又はクリーニング部材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帯電ロールの給電構造に対して本発明を適用することができる。

本発明の第１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。 本発明の第１の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、及びフレームの構成を示す部分断面側面図である。 本発明の第１の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。 本発明の第１の実施形態に係る帯電ロールの給電構造を示す構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯電ロール及びクリーニング部材が軸受け部材に軸支された状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯電ロールの給電構造を示す構成図である。 本発明の第３の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。 本発明の第３の実施形態に係る帯電ロールの給電構造を示す構成図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像保持体）
１４ 帯電ロール
１４Ａ シャフト（芯材）
１４ａ 端部
１００ クリーニングロール（クリーニング部材）
１１０ 軸受け部材（支持部材）
１１２ 軸受け孔（芯材支持部）
１３０ 給電端子
１３６ 端子部（押圧部）
１３８ 電源装置（電源）
１４０ クリーニング部材
１５０ 軸受け部材（支持部材）
１６０ 軸受け部材（支持部材）
１６２ 軸受け溝（芯材支持部）
１６４ 開口部

Claims (6)

1. 画像を保持する像保持体に接触して回転し前記像保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帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
   前記帯電ロールに設けられ導電性材料により形成された芯材と、
   前記芯材を芯材支持部により回転可能に支持して前記帯電ロールを前記像保持体に接触させる支持部材と、
   前記芯材を径方向へ押圧して芯材に接触し、電源から供給された帯電電圧を前記帯電ロールに印加する給電端子と、
   を有することを特徴とする帯電装置。
2. 前記芯材支持部は前記像保持体に対する前記帯電ロールの接触方向に沿って前記芯材を移動可能とする開口部を有し、前記給電端子が前記芯材を前記接触方向とは略反対方向へ押圧することを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
3. 前記給電端子は前記芯材を押圧する押圧部を有し、その押圧部が前記開口部内に配置されていることを特徴とする請求項２記載の帯電装置。
4. 前記給電端子が導電性金属材料で形成された板ばねと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項記載の帯電装置。
5. 前記支持部材が導電性材料により形成され、その支持部材にも前記帯電電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の帯電装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images