JP2012168370A - 帯電装置及びそれを備えたドラムユニット並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラーの汚れを除去する清掃部材を備えた帯電装置において、駆動機構のギアの噛み合いに起因する帯電ローラーのバンディングを効果的に防止可能な帯電装置及びそれを備えたドラムユニット並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム３８の回転にともないドラム側ギア３９が回転すると、ドラム側ギア３９に噛合する入力側ギア８７が回転する。入力側ギア８７の回転駆動は出力側ギア８４に伝達され、この回転駆動によって帯電装置４０の清掃部材８１が回転する。入力側ギア８７と出力側ギア８４との噛み合い位置Ｒは、ドラム側ギア３９の回転中心Ｏ１と入力側ギア８７の回転中心Ｏ２とを通る直線Ｌに対しドラム側ギア３９の回転方向上流側に位置する。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、帯電ローラーを清掃する機構を有する帯電装置及びそれを備えたドラムユニット並びに画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置には、像担持体である感光体の表面を帯電させるために帯電装置が用いられている。帯電装置としては、感光体とコロナワイヤーを非接触に配置し、コロナ放電により感光体の表面を帯電させるコロナ帯電方式と、帯電ローラー等の帯電部材を用いて感光体の表面に接触させる接触帯電方式とが知られている。しかし、近年、人体に有害なオゾンの排出量を減らすため、オゾン排出量がより少ない接触帯電方式が採用されることが多くなっている。

このような接触帯電方式において帯電ローラーを感光体表面に接触させる場合、感光体表面にトナーの成分や用紙の紙粉等の異物が付着し、その異物が帯電ローラーの表面に移動することがある。帯電ローラー表面に異物が付着すると、感光体表面に帯電不良を発生させるので、印刷の画質に大きな影響を与える原因となる。このような帯電ローラーへの異物の付着を防止するため、従来から、スポンジ等の清掃部材を帯電ローラーの表面に押圧して、帯電ローラーに付着した異物による汚れを拭き取るようにしていた。

ところが、清掃部材をスポンジ等の部材により構成すると、帯電ローラーに部分的に拭き残しが発生し、帯電ローラーの筋状の汚れによる帯電不良を防ぐことができずに、印刷画質に影響を与えるという問題があった。

そこで、特許文献１では、清掃部材が帯電ローラーに対して線速差をもって回転駆動するとともに、帯電ローラーの軸方向に往復移動することによって、帯電ローラーの汚れを除去している。具体的には、この帯電装置は、清掃部材の一方の軸部には出力側ギアを設けて、この出力側ギアがアイドルギアである入力側ギアを介して感光体ドラムに固定されたドラム側ギアに噛み合い、感光体ドラムの回転に同期して清掃部材が回転駆動する。また、清掃部材の他方の軸部には軸方向に傾斜した円板状カムを設けて、この円板状カムが装置本体に設けた凹部に嵌まり込み、清掃部材の回転駆動にともない、清掃部材が円板状カムにガイドされて軸方向に往復駆動し、帯電ローラーを清掃している。

特開２００７−２４２１２号公報（段落[００３１]〜[００３３]、［００３８］〜[００４２]、第８図、第１０図）

ところで、上述した特許文献１の構成では、入力側ギアの回転軸を固定することにより、ドラム側ギアと入力側ギアとの間のピッチの変動を抑制することができる。その結果、ドラム側ギアの駆動力が入力側ギアに円滑に伝達されるため、ギア間の噛み合い不良による騒音やジッタが低減され、画像形成装置の静音化や画像品質の改善が見込める。

しかし、ドラム側ギアから入力側ギアを介して出力側ギアに駆動力が伝達されるとき、出力側ギアには入力側ギアから逃げようとする方向の力が作用する。通常、清掃部材は帯電ローラーと共に感光体ドラム側へ付勢されるように弾性的に支持されており、清掃部材に設けられた出力側ギアは帯電装置のケース部材に固定されていないため、出力側ギア及びこれに連結された清掃部材、帯電ローラーが入力側ギアから作用する力の方向に移動する。このとき、出力側ギアの移動方向によっては駆動機構部側において感光体ドラムからの帯電ローラーの跳ね上がり（バンディング）が発生する。これにより、感光体ドラム表面に帯電ムラが発生し、出力画像に横筋等の画像不良が生じるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、帯電ローラーの汚れを除去する清掃部材を備えた帯電装置において、駆動機構のギアの噛み合いに起因する帯電ローラーのバンディングを効果的に防止可能な帯電装置及びそれを備えたドラムユニット並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体を帯電させる帯電ローラーと、該帯電ローラーの表面に接触して回転することにより前記帯電ローラーを清掃する清掃部材と、該清掃部材及び前記帯電ローラーを所定の間隔で回転可能に且つ一体に保持する支持部材と、該支持部材を前記像担持体方向に付勢する第１の付勢部材と、を有するケース部材と、該清掃部材の回転軸に固定される出力側ギアと、前記像担持体の回転軸に固定されるドラム側ギアからの駆動力を前記出力側ギアに伝達する入力側ギアと、を有する駆動機構部と、を備えた帯電装置において、前記入力側ギアは、回転軸が前記ケース部材に固定されたアイドルギアであり、前記入力側ギアと前記出力側ギアとの噛み合い位置が、前記ドラム側ギアの回転中心と前記入力側ギアの回転中心とを通る直線に対し前記ドラム側ギアの回転方向上流側に位置することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の帯電装置において、前記駆動機構部は、前記入力側ギアに対して同軸に設けられるウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイルと該ウォームホイルの回転によって前記清掃部材を軸方向に変位させる偏芯カムとを有するカム部材と、前記清掃部材を前記カム部材の方向に付勢する第２の付勢部材と、を備え、前記清掃部材を回転駆動させ、且つ軸方向に沿って往復駆動させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の帯電装置において、前記偏芯カムは前記第２の付勢部材の付勢力により前記入力側ギアの側面部に圧接されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の帯電装置において、前記駆動機構部は、前記ケース部材内の一端側に回転自在に支持されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の帯電装置と、前記ドラム側ギアを備えた前記像担持体と、がユニット化されたドラムユニットである。

また本発明は、上記構成のドラムユニットが搭載された画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、入力側ギアから出力側ギアに作用する力は常に入力側ギアから遠ざかる方向、即ち、像担持体に近づく方向となる。これにより、出力側ギアが連結される清掃部材、及び清掃部材と所定のピッチで固定される帯電ローラーにも像担持体に近づく方向の力が作用する。その結果、駆動機構部側における帯電ローラーのバンディングを効果的に防止することができる。

本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の帯電装置において、入力側及び出力側ギアの回転によって清掃部材は回転するとともに、ウォームとウォームホイルの噛合によってカム部材の偏芯カムは減速して回転し、偏芯カムの変位に応じて、清掃部材はその回転に対して比較的に遅く軸方向に往復移動する。従って、清掃部材が回転するとともに軸方向にゆっくりと往復移動するので、駆動機構部の回転ムラが発生するおそれがなく像担持体は安定して回転し、帯状の濃度ムラ等の画像不良が発生することなく、帯電ローラーに付着した汚れを良好に除去することができる。更に、清掃部材を駆動させる駆動機構部は、その構成部材が少なくてすみ、簡素な構成となり、装置が大型化することがない。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の帯電装置において、第２の付勢部材の付勢力により偏芯カムが入力側ギアの側面部に圧接され、そして偏芯カムが回転すると、清掃部材は軸方向に往復移動するので、偏芯カムに圧接させるカムフォロア等の部材を設けなくてもよく、また、確実に清掃部材を軸方向に往復移動させることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の帯電装置において、駆動機構部はケース部材内の一端側に回転自在に支持されるので、帯電装置が嵩張ることがない。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の帯電装置と、ドラム側ギアを備えた像担持体と、をユニット化することにより、帯電ローラーに付着した汚れを均一に除去することができ、ドラム側ギアから入力側ギアを介して出力側ギアに駆動力が伝達される際に帯電ローラーのバンディングが発生しないドラムユニットとなる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成のドラムユニットを搭載することにより、帯電ローラーに付着した汚れを均一に除去し良好な画像が得られるとともに、帯電ローラーのバンディングに起因する帯電不良、及び横筋等の画像不良の発生も防止可能な画像形成装置となる。

本発明の実施形態である帯電装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図 本実施形態に係る帯電装置を示す斜視図 本実施形態に係る帯電装置の一部を断面した平面図 本実施形態に係る帯電装置の支持部材を示す側面図 本実施形態に係る帯電装置の駆動機構部を示す斜視図 本実施形態に係る駆動機構部のカム部材を支持する構成を示す平面図 本実施形態に係るカム部材の支持構成の変形例を示す平面図 本実施形態に係る帯電装置の駆動機構部を示す平面図 本実施形態に係る帯電装置の駆動機構部におけるドラム側ギア、入力側ギア、出力側ギアの位置関係を示す側面図 比較例に係る帯電装置の駆動機構部におけるドラム側ギア、入力側ギア、出力側ギアの位置関係を示す側面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、胴内排紙方式の画像形成装置を示す図である。なお、実線で示した矢印は用紙Ｐまたは原稿の搬送方向および搬送経路を示し、また、一点鎖線で示した矢印は感光体に照射される光線を示す。

画像形成装置１０の下部には、カセットタイプの給紙部１４が配設されている。給紙部１４は上下２段の給紙カセット１６ａ、１６ｂを有し、給紙カセット１６ａ、１６ｂには印刷前の用紙Ｐが積載して収容されている。給紙カセット１６ａ、１６ｂに収容された用紙Ｐは、選択された給紙カセット１６ａ（１６ｂ）からピックアップローラー１８ａ（１８ｂ）により１枚ずつ繰り出され、繰り出された用紙Ｐは一対の給紙ローラー２０ａ、２０ｂによって用紙搬送路Ｌ１へと送り出される。

画像形成装置１０の右側面には、手差しトレイ２２が配設されている。手差しトレイ２２が図１に示す閉状態から開操作されて水平位置状態にあると、給紙カセット１６ａ、１６ｂと異なるサイズの用紙Ｐが手差しトレイ２２に載置可能となる。手差しトレイ２２に載置された用紙Ｐは、ピックアップローラー２４により１枚ずつ繰り出され、繰り出された用紙Ｐは、一対の給紙ローラー２６ａ、２６ｂによって用紙搬送路Ｌ２へと送り出される。

用紙搬送路Ｌ１は、複数の搬送ローラー２８を備え、給紙カセット１６ａ、１６ｂの左方に配置されている。給紙カセット１６ａ、１６ｂから送り出された用紙Ｐが、用紙搬送路Ｌ１の各搬送ローラー２８によって上方に搬送され、画像転写部３６に送られる。用紙搬送路Ｌ２は、複数の搬送ローラー３０を備え、手差しトレイ２２の左方に配置されている。手差しトレイ２２から送り出された用紙Ｐが、用紙搬送路Ｌ２の搬送ローラー３０によって略水平に搬送され、画像転写部３６に送られる。

画像転写部３６の用紙搬送方向上流側には、レジストローラー３２が配設されている。レジストローラー対３２は、用紙Ｐにトナー像を転写するタイミングと同期をとって、画像転写部３６に向けて用紙Ｐを送り出す。

画像形成装置１０の上部には、原稿給送読取器３７が配設されている。原稿のコピーを行う場合、原稿が原稿給送部に載置され、載置された原稿が１枚ずつ分離して原稿給送部から原稿読取部に送り出され、原稿読取部によって原稿の画像データが読み取られる。

画像形成装置１０の略中央部には、画像形成部３４が配設されている。画像形成部３４は、像担持体である感光体ドラム３８を備え、更に、感光体ドラム３８の周辺にその回転方向に沿って順に、帯電装置４０と、露光器４２と、現像器４４と、転写ローラー４８、及びクリーニング装置４６を備える。感光体ドラム３８、帯電装置４０、クリーニング装置４６は、ドラムユニット４７としてユニット化されている。

感光体ドラム３８の表面が帯電装置４０によって所定の極性および電位で一様に帯電されると、 露光器４２は、原稿給送読取器３７によって読み取られた原稿の画像データに基づいて、感光体ドラム３８上に原稿画像の静電潜像を形成する。

現像器４４は、帯電したトナーを感光体ドラム３８の表面に供給し、感光体ドラム３８上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。トナー像は画像転写部３６の転写ローラー４８によって用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、用紙搬送路Ｌ３を通って、定着部５０へと搬送される。用紙Ｐにトナー像が転写された後、感光体ドラム３８の表面に残留する残留トナーがクリーニング装置４６によってクリーニングされ回収される。

定着器５０は、熱源を内蔵する熱ローラー５２と、熱ローラー５２を加圧する加圧ローラー５４とを備える。トナー像を転写された用紙Ｐが熱ローラー５２と加圧ローラー５４によって加圧加熱され、用紙Ｐ上のトナー像が溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、一対の排出ローラー５８ａ、５８ｂによって胴内排紙部６０に排出される。

トナー像が定着された用紙Ｐは、必要に応じて、経路切り替えガイド５６によって搬送方向を切り替えられ、搬送ローラー６４ａ、６４ｂによってスタックトレイ６２上に排出される。また、両面印刷を行う場合には、胴内排紙部６０に排出させる途中において、用紙Ｐの後端が切り替えガイド５６を通過したタイミングで排出ローラー５８ａ、５８ｂを逆回転させて、経路切り替えガイド５６、６６を用紙搬送路Ｌ４側に切り替える。これによって、用紙Ｐは、用紙搬送路Ｌ４の各搬送ローラー６８の間を通って、用紙搬送路Ｌ１からレジストローラー対３２に搬送される。その後、画像転写部３６で用紙Ｐの裏面にもトナー像が転写されると、用紙Ｐは定着部５０によって再度定着され排出される。

次に、上述の画像形成装置１０に用いられる帯電装置４０について図２〜図４を用いて説明する。図２は、ドラムユニット４７の感光体ドラム３８及び帯電装置４０を示す斜視図であり、図３は、図２における帯電装置の平面断面図であり、図４は、帯電ローラーの支持部材を模式的に示す側面図である。なお、図３は図２の帯電装置４０の裏面側を示す平面図である。また、図２ではドラムユニット４７の筐体及びクリーニング装置４６は記載を省略している。

図２に示すように、帯電装置４０は、帯電ローラー７１と、清掃部材８１と、駆動機構部８０と、前記の帯電ローラー７１と清掃部材８１と駆動機構部８０とを収容するケース部材９１とを備える。

帯電ローラー７１は、金属製の芯金の周面にゴム等の弾性層を形成した導電性ゴムローラーからなり、感光体ドラム３８に所定のニップ圧で圧接されており、感光体ドラム３８の回転にともない従動回転する。

清掃部材８１は、帯電ローラー７１に付着しているトナーや用紙の紙粉等を除去するものであり、ゴムや樹脂のスポンジ状のローラーからなり、帯電ローラー７１と同様に軸方向に延び帯電ローラー７１の上方でその表面に接触している。また、清掃部材８１は回転可能に支持されるとともに帯電ローラー７１の軸方向に移動可能に支持される。なお、清掃部材８１は導電性のナイロン等の樹脂でブラシ状に形成してもよい。

ケース部材９１は、非導電性を有する樹脂で帯電ローラー７１の軸方向に長く延びる箱状に形成され、ケース部材９１の一側面には開口部９１ｈが形成される。この開口部９１ｈに後述するバネ部材の一端が対向して、バネ部材の一端が装置本体の電源に接続された給電用の端子に圧接され、帯電ローラー７１に所定の電圧を印加することが可能になる。

駆動機構部８０は、ケース部材９１内の一端側に配設され、感光体ドラム３８の一端側に設けたドラム側ギア３９に接続される。感光体ドラム３８が回転すると、ドラム側ギア３９の回転駆動力によって、駆動機構部８０は清掃部材８１を帯電ローラー７１に対して線速差をもって回転駆動させるとともに、軸方向に沿って往復駆動させる。これによって、帯電ローラー７１に付着しているトナーや用紙の紙粉等が除去される。

図３に示すように、帯電装置４０は、前述の帯電ローラー７１、清掃部材８１、駆動機構部８０、ケース部材９１の他に、一対の支持部材９２（右側の支持部材９２は不可視）と、一対の第１バネ部材７６（右側の第１バネ部材７６は不可視）と、第２バネ部材７５とを備え、これらの各部材はケース部材９１内に収容される。

一対の支持部材９２は、帯電ローラー７１の軸方向の両端部側に設けられ、帯電ローラー７１に設けた回転軸７４を回転自在に支持するとともに、清掃部材８１に設けた軸部材８３を回転自在で且つ軸方向に移動自在に支持する。一方の支持部材９２（図３の左側の支持部材９２）の外側には第２バネ部材７５が配設され、他方の支持部材９２（図３の右側の支持部材９２、不可視）の外側には駆動機構部８０が配設される。

第２バネ部材７５は、コイルスプリングからなり、清掃部材８１の軸部材８３の端部に当接して清掃部材８１を駆動機構部８０側に押圧する。

図４に示すように、一対の第１バネ部材７６は、コイルスプリングからなり、支持部材９２の上部に当接するとともにケース部材９１内の上壁に当接して、支持部材９２を介して帯電ローラー７１を感光体ドラム３８表面側に付勢している。また、支持部材９２には、清掃部材８１の軸部材８３を回転自在に支持する軸受け孔９２ｂが形成される。更に、支持部材９２には、下側の欠けた半円形の軸受け部９２ａが形成され、支持部材９２が第１バネ部材７６に付勢されても、軸受け部９２ａは帯電ローラー７１の回転軸７４を軸受けすることになる。更に、支持部材９２には、ケース部材９１の内壁に当接する当接面９２ｄが形成され、この当接面９２ｄのケース部材９１の内壁への当接によって、支持部材９２が図４の左右方向に移動しないようになっている。

従って、この第１バネ部材７６の付勢力によって、帯電ローラー７１が感光体ドラム３８の表面に均一に圧接され、感光体ドラム３８の回転にともない帯電ローラー７１が従動回転するとともに、清掃部材８１が帯電ローラー７１に接触する。

また、支持部材９２は導電性を有する樹脂で形成され、更に、一方の第１バネ部材７６の一端は、ケース部材９１の開口部９１ｈ（図２参照）まで延設されて、装置本体の電源に接続された給電用の端子（図略）に圧接している。これによって、支持部材９２、回転軸７４を介して帯電ローラー７１に所定の電圧を印加することが可能になる。なお、一方の第１バネ部材７６に替えて、第２バネ部材７５（図３参照）を介して帯電ローラー７１に電源を供給するようにしてもよい。

次に、図５〜図９を用いて駆動機構部８０を説明する。図５は、駆動機構部を示す斜視図である。また、図６は、駆動機構部のカム部材を支持する構成を示す側面図であり、図７は、カム部材の支持構成の変形例を示す側面図である。図８は、駆動機構部を示す正面図である。なお、図５は感光体側から見た斜視図であり、図８はケース部材を省略し駆動機構部を示している。

図５に示すように、駆動機構部８０は、帯電ローラー７１と同じ方向に延びて配置される原動軸部材８５と、原動軸部材８５に交差して配置されるカム部材９５とを備える。

原動軸部材８５は、ケース部材９１に回転自在に支持される軸部８６と、軸部８６の周りに形成されるアイドルギアである入力側ギア８７と、入力側ギア８７に対して同じ軸芯で隣接して配置されるウォーム８８と、を有する。入力側ギア８７は清掃部材８１の軸部材８３（図８も参照）に設けられる出力側ギア８４に噛合している。

カム部材９５は、ケース部材９１に回転自在に支持される軸部９６と、原動軸部材８５のウォーム８８に噛合し軸部９６の周りに形成されるウォームホイル９７と、ウォームホイル９７と同じ軸芯で隣接して配置される偏芯カム９８と、を有する。

図６に示すように、カム部材９５の軸部９６は、ケース部材９１に形成された長孔部９１ａと突起部９１ｄに回転自在に支持される。

長孔部９１ａは、カム部材９５の軸部９６の外径より僅かに大きい幅を有して、ケース部材９１の端面から延びる長孔にて形成される。長孔部９１ａの奥には、嵌合部９１ｂが形成され、長孔部９１ａの一方の内側面９１ｃには突起部９１ｄが形成される。

嵌合部９１ｂは、カム部材９５の軸部９６の外径より僅かに大きい半円形をなし、カム部材９５の軸部９６を回転可能に支持する。

突起部９１ｄは、長孔部９１ａの内側面９１ｃから円弧状に突出して形成され、カム部材９５の軸部９６ｂが嵌合部９１ｂに嵌っているときに、軸部９６の一部に当接する。従って、カム部材９５の軸部９６は、嵌合部９１ｂと突起部９１ｄによって回転可能に支持される。

ケース部材９１の突起部９１ｄの近傍には、孔部９１ｅが形成される。孔部９１ｅは、突起部９１ｄに対向する位置を含んで長孔部９１ａと並列して延びる貫通孔で形成される。突起部９１ｄの近傍の対向する位置に孔部９１ｅを形成することで、突起部９１ｄと孔部９１ｅとの間の樹脂部分の幅を小さくして弾性変形可能になるようにしている。なお、孔部９１ｅは、突起部９１ｄの近傍の対向する位置に形成されるのであれば、長孔であっても丸孔であってもよい。

カム部材９５をケース部材９１に取り付ける場合、カム部材９５の軸部９６をケース部材９１の長孔部９１ａに挿入した後、軸部９６を突起部９１ｄに対して押し込むと、突起部９１ｄの樹脂部分が孔部９１ｅ側に弾性変形するために、軸部９６は、突起部９１ｄを乗り越えて嵌合部９１ｂに嵌まる。軸部９６が嵌合部９１ｂに嵌った状態では、突起部９１ｄは元の位置に戻り軸部９６の一部に当接することで、カム部材９５の軸部９６はケース部材９１に回転可能に支持される。

図７はケース部材９１の孔部９１ｅの変形例である。孔部９１ｅは、突起部９１ｄの近傍で円弧形の突起部９１ｄに対向する位置に形成される細長状の貫通孔である。さらに、孔部９１ｅは、長孔部９１ａの開放側（図７の下側）に向かうにつれて長孔部９１ａに接近するように傾く傾斜面９１ｆを有する。従って、突起部９１ｄと孔部９１ｅとの間の樹脂部分は、長孔部９１ａの嵌合部９１ｂ側では幅が広く、一方、長孔部９１ａの開放側では幅が狭くなる。

この構成によって、突起部９１ｄと孔部９１ｅとの間の開放側の樹脂部分は弾性変形し易くなり、軸部９６を突起部９１ｄに対して押し込むと、軸部９６が突起部９１ｄを乗り越え易くなるとともに、軸部９６が嵌合部９１ｂに嵌ると、嵌合部９１ｂと突起部９１ｄによって軸部９６は確実に支持されることになる。なお、上記変形例では、孔部９１ｅは、傾斜面９１ｆの他方の面が長孔部９１ａに対して平行な面で形成されているが、これに替えて、他方の面を傾斜面９１ｆと平行である面に形成してもよい。

なお、上記カム部材９５の支持構成では、ケース部材９１の突起部９１ｄ及び孔部９１ｅは、長孔部９１ａの一方の内側面９１ｃ側に設ける構成を示したが、これに替えて、長孔部９１ａの両方の側面に設ける構成にしてもよい。この場合には、突起部９１ｄの側面からの突出量は、上記の実施形態より小さくしておくとよい。

図８に示すように、偏芯カム９８はその軸芯（回転中心）から外周縁までの距離が周上において異なる。つまり、偏芯カム９８の回転中心から外周縁までの距離は、最も短い部分を基準（０°）として単位回転角当りに対して一定の割合で長くなり、１８０度の回転角で最も長くなり、１８０度を超えると、逆に外周縁までの距離が一定の割合で短くなるように形成されている。この回転角に対する外周縁までの距離の変位は清掃部材８１の往復移動の片側移動量に応じて設定される。

また、偏芯カム９８の外周縁は出力側ギア８４の側面部８４ａに対向するように配置され、そして、出力側ギア８４は第２バネ部材７５（図３参照）によって偏芯カム９８側に押圧されているので、偏芯カム９８の外周縁は出力側ギア８４の側面部８４ａに常に当接することになる。このため、偏芯カム９８が回転すると、偏芯カム９８の位相に応じて出力側ギア８４は第２バネ部材７５（図３参照）の付勢力に抗して軸方向に移動し、軸部材８３を介して清掃部材８１は軸方向に移動する。偏芯カム９８が半回転すると、清掃部材８１は軸方向の一端側から他端側に移動し、更に偏芯カム９８が半回転すると、逆に清掃部材８１は軸方向の他端側から一端側に移動するので、偏芯カム９８が１回転すると清掃部材８１は１回往復移動することになる。

このように、出力側ギア８４と清掃部材８１との間に設けた軸部材８３は、出力側ギア８４の軸方向移動にともない、支持部材９２に設けた軸受け孔９２ｂ内で軸方向に摺動する。また、出力側ギア８４が入力側ギア８７によって回転させられると、出力側ギア８４の軸部材８３は支持部材９２の軸受け孔９２ｂ内で回転する。なお、入力側ギア８７は、出力側ギア８４に噛合するとともに、感光体ドラム３８に設けられたドラム側ギア３９に噛合する。

上述のように、支持部材９２は軸受け孔９２ｂ内に清掃部材８１の軸部材８３を回転及び摺動自在に支持し、また、その軸受け部９２ａ内に帯電ローラー７１の回転軸７４を回転自在に支持している。軸受け部９２ａは下側の欠けた半円形（図４も参照）に形成されているために、帯電装置４０の近傍に配設された現像器４４（図１参照）からトナーが飛散し、そのトナーが帯電ローラー７１の回転軸７４に付着するおそれがある。帯電ローラー７１の回転軸７４にトナーが付着すると帯電ローラー７１の滑らかな回転が得られなくなるので、それを防ぐためにカバー部材９９が回転軸７４に配設される。

カバー部材９９はカバー部９９ａと保持部９９ｂとを有して樹脂で形成される。カバー部９９ａは、支持部材９２の半円形の軸受け部９２ａに対向し、更に回転軸７４の下側で軸受け部９２ａの左右側に延びて回転軸７４を被うように半円形状に形成される。保持部９９ｂはカバー部９９ａの帯電ローラー７１側に連設され回転軸７４に嵌合している。保持部９９ｂは回転軸７４に嵌装されることで、カバー部９９ａが回転軸７４の下側を被うようにカバー部材９９が保持される。なお、第１バネ部材７６は、支持部材９２の上部から突出して形成したバネ受け９２ｃに嵌めこまれて、支持部材９２に保持されている。

このような駆動機構部８０を備える帯電装置４０において、感光体ドラム３８(図２参照)が回転すると、帯電ローラー７１は、一対の第１バネ部材７６の付勢力によって感光体ドラム３８の表面に均一に圧接され、従動回転する。また、感光体ドラム３８の回転にともないドラム側ギア３９が回転すると、ドラム側ギア３９に噛合する入力側ギア８７が回転する。入力側ギア８７の回転駆動は出力側ギア８４に伝達され、この回転駆動によって清掃部材８１は支持部材９２の軸受け孔９２ｂに支持されて回転する。

また、入力側ギア８７の回転駆動はウォーム８８に伝達され、ウォーム８８に噛合するウォームホイル９７は減速されて回転し、偏芯カム９８も一体に減速して回転する。ここで、ウォーム８８とウォームホイル９７との減速比が１／Ｎであると、入力側ギア８７の回転によって、出力側ギア８４がＮ回転する期間に、ウォームホイル９７とともに偏芯カム９８は１回転することになる。なお、ここでは、入力側ギア８７と出力側ギア８４は等速回転としている。

このように偏芯カム９８が回転すると、偏芯カム９８が出力側ギア８４の側面部８４ａに押圧されているので、出力側ギア８４は軸方向に往復移動し、更に清掃部材８１は支持部材９２の軸受け孔９２ｂに支持されて軸方向に往復移動する。従って、清掃部材８１は帯電ローラー７１に接触しながらＮ回転すると同時に軸方向に１往復することになる。

上記の構成によれば、原動軸部材８５が回転駆動すると、入力側及び出力側ギア８７、８４の回転によって清掃部材８１が回転するとともに、ウォーム８８とウォームホイル９７の噛合によってカム部材９５の偏芯カム９８が減速して回転し、偏芯カム９８の変位に応じて、清掃部材８１はその回転に対して比較的に遅く軸方向に往復移動する。従って、清掃部材８１が回転するとともに軸方向にゆっくりと往復移動するので、駆動機構部８０の回転ムラが発生するおそれがなく感光体ドラム３８は安定して回転し、帯状の濃度ムラ等の画像不良が発生することなく、帯電ローラー７１に付着した汚れを良好に除去することができる。更に、清掃部材８１を駆動させる駆動機構部８０は原動軸部材８５とカム部材９５からなり、その構成部材が少なくてすみ、簡素な構成となり、装置が大型化することがない。

また、上記の構成によれば、第２バネ部材７５により偏芯カム９８が出力側ギア８４の側面部８４ａに圧接され、そして偏芯カム９８が回転すると、清掃部材８１は軸方向に往復移動するので、偏芯カム９８に圧接するカムフォロア等の部材を設けなくてもよく、また、確実に清掃部材８１を軸方向に往復移動させることができる。

また、上記の構成によれば、駆動機構部８０は、帯電ローラー７１を支持するケース部材９１内の一端側に回転自在に支持されることによって、帯電装置４０が嵩張ることがない。

また、入力側ギア８７は清掃部材８１に設けた出力側ギア８４に噛合するとともに駆動源であるドラム側ギア３９に噛合するので、駆動機構部８０が大型化することがない。

図９は、本実施形態の帯電装置４０の駆動機構部８０を構成するドラム側ギア３９、入力側ギア８７、出力側ギア８４の位置関係を示す側面図である。本発明の帯電装置４０では、図９に示すように、入力側ギア８７と出力側ギア８４との噛み合い位置Ｒは、ドラム側ギア３９の回転中心Ｏ１と入力側ギア８７の回転中心Ｏ２とを通る直線Ｌに対しドラム側ギア３９の回転方向上流側（図９では直線Ｌの右側）に位置する。

図５に示したように、入力側ギア８７の回転軸である軸部８６（図８参照）をケース部材９１に固定することにより、感光体ドラム３８に固定されたドラム側ギア３９と入力側ギア８７との間のピッチの変動も抑制される。従って、ドラム側ギア２５の駆動力が入力側ギア８７に円滑に伝達されるため、ギア間の噛み合い不良による騒音やジッタが低減され、画像形成装置１０の静音化や画像品質の改善が見込める。

ドラム側ギア３９から入力側ギア８７を介して出力側ギア８４に駆動力が伝達されるとき、出力側ギア８４には入力側ギア８７から逃げようとする方向の力が作用する。出力側ギア８４はケース部材９１に固定されていないため、出力側ギア８４は入力側ギア８７から作用する力の方向に移動する。このとき、出力側ギア８４を前述の範囲に配置することで、入力側ギア８７から出力側ギア８４に作用する力は入力側ギア８７から遠ざかる方向、即ち、感光体ドラム３８に近づく方向（図９の矢印Ａ方向）となる。

これにより、出力側ギア８４が連結される清掃部材８１、及び支持部材９２により清掃部材８１と所定のピッチで支持され、第１バネ部材７６によって感光体ドラム３８側に付勢されている帯電ローラー７１にも感光体ドラム３８に近づく方向の力が作用する。その結果、駆動機構部８０側における帯電ローラー７１のバンディングを効果的に防止することができる。

図１０は、入力側ギア８７と出力側ギア８４との噛み合い位置Ｒが、ドラム側ギア３９の回転中心Ｏ１と入力側ギア８７の回転中心Ｏ２とを通る直線Ｌに対しドラム側ギア３９の回転方向下流側（図１０では直線Ｌの左側）にある比較例の構成を示す側面図である。図１０に示す比較例の構成では、入力側ギア８７から出力側ギア８４に作用する力は入力側ギア８７に近づく方向（図１０の矢印Ｂ方向）となる。

その結果、出力側ギア８４は入力側ギア８７に乗り上げる方向に移動するため、駆動機構部８０側において帯電ローラー７１のバンディングが発生する。従って、感光体ドラム３８表面に帯電ムラが発生し、出力画像に横筋等の画像不良が生じ易くなる。

つまり、ドラム側ギア３９、入力側ギア８７、出力側ギア８４の位置関係を図９で示したような範囲に規定することで、出力側ギア８４の逃げ方向を感光体ドラム３８に近づく方向とすることができ、帯電ローラー７１のバンディングによる出力画像での横筋の発生を抑制することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、押圧されることによって偏芯カム９８が出力側ギア８４の側面部８４ａに当接する構成を示したが、本発明はこれに限らず、押圧されることによって偏芯カム９８が清掃部材８１の軸部材８３に当接するようにしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。

また、上記実施形態では、清掃部材８１が回転しながら軸方向に往復移動する帯電装置４０について説明したが、例えば清掃部材８１が軸方向に往復移動せず回転のみ行う場合にも、ドラム側ギア３９、入力側ギア８７、出力側ギア８４を図９に示した位置関係とすることで、帯電ローラーのバンディングを効果的に防止することができる。

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、帯電ローラーを清掃する機構を有する帯電装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

１０ 画像形成装置
３８ 感光体ドラム（像担持体）
３９ ドラム側ギア
４０ 帯電装置
４７ ドラムユニット
７１ 帯電ローラー
７４ 回転軸
７５ 第２バネ部材（第２の付勢部材）
７６ 第１バネ部材（第１の付勢部材）
８０ 駆動機構部
８１ 清掃部材
８３ 軸部材
８４ 出力側ギア
８４ａ 側面部
８５ 原動軸部材
８６ 軸部
８７ 入力側ギア
８８ ウォーム
９１ ケース部材
９２ 支持部材
９２ａ 軸受け部
９２ｂ 軸受け孔
９２ｄ 当接面
９５ カム部材
９６ 軸部
９７ ウォームホイル
９８ 偏芯カム
９９ カバー部材
Ｒ 噛み合い位置

Claims (6)

1. 像担持体を帯電させる帯電ローラーと、
   該帯電ローラーの表面に接触して回転することにより前記帯電ローラーを清掃する清掃部材と、
   該清掃部材及び前記帯電ローラーを所定の間隔で回転可能に且つ一体に保持する支持部材と、該支持部材を前記像担持体方向に付勢する第１の付勢部材と、を有するケース部材と、
   該清掃部材の回転軸に固定される出力側ギアと、前記像担持体の回転軸に固定されるドラム側ギアからの駆動力を前記出力側ギアに伝達する入力側ギアと、を有する駆動機構部と、
   を備えた帯電装置において、
   前記入力側ギアは、回転軸が前記ケース部材に固定されたアイドルギアであり、前記入力側ギアと前記出力側ギアとの噛み合い位置が、前記ドラム側ギアの回転中心と前記入力側ギアの回転中心とを通る直線に対し前記ドラム側ギアの回転方向上流側に位置することを特徴とする帯電装置。
2. 前記駆動機構部は、前記入力側ギアに対して同軸に設けられるウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイルと該ウォームホイルの回転によって前記清掃部材を軸方向に変位させる偏芯カムとを有するカム部材と、前記清掃部材を前記カム部材の方向に付勢する第２の付勢部材と、を備え、前記清掃部材を回転駆動させ、且つ軸方向に沿って往復駆動させることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記偏芯カムは前記第２の付勢部材の付勢力により前記入力側ギアの側面部に圧接されることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
4. 前記駆動機構部は、前記ケース部材内の一端側に回転自在に支持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の帯電装置と、前記ドラム側ギアを備えた前記像担持体と、がユニット化されたドラムユニット。
6. 請求項５に記載のドラムユニットが搭載された画像形成装置。