JP4609591B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

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。

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、回転する帯電ロールの表面に板状のスポンジやブラシ等からなるクリーニング部材を圧接（摺接）させ、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１参照）。またこの技術では、帯電ロールを筺体（ケース）に回転可能に支持し付勢部材（スプリング）により付勢して感光体に圧接させることにより、感光体に対して帯電ロールを従動回転させるようにしており、さらにクリーニング部材も個別に設けた付勢部材により付勢して帯電ロールに圧接させるよう構成している。

特開２００５−１３４７６０号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、帯電ロールとクリーニング部材の間でアライメントの精度誤差や経時変化が生じた場合、あるいは、各部材に加えた圧接力で撓みが生じた場合に、帯電ロールの回転軸の端部（支持部）が軸受け部との間にかじりを起こし、局部的に強く接触するようになるため、回転抵抗が増加して感光体に対する帯電ロールの従動性が悪くなり、帯電不良が発生しやすくなる。また、クリーニング部材がこの技術で用いているような固定接触式ではなく、例えば帯電ロールに従動回転する回転接触式の構成では、上述した部材間のアライメント不良や圧接力の付加による撓みで、帯電ロールと同様に、クリーニング部材の回転軸の端部（支持部）も軸受け部に局部的に強く接触するようになるため、帯電ロールに対するクリーニング部材の従動性が悪くなってクリーニング性の低下を招く問題がある。

本発明は上記事実を考慮して、帯電ロールによる被帯電体への良好な帯電性と、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を得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、回転する被帯電体に圧接して従動回転することにより被帯電体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に圧接して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記帯電ロールを支持して前記帯電ロールを前記被帯電体に圧接させるための断面Ｕ字状の第１受け部と前記クリーニング部材を支持してクリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させるための第２受け部とが形成された一対の単一構成の保持部材と、前記保持部材を前記被帯電体側へ付勢して前記帯電ロールを被帯電体に圧接させる付勢手段と、を有し、前記第１受け部及び前記第２受け部が、第１受け部側では前記帯電ロールに対して前記被帯電体への圧接方向に自由度を与える形状とされ、第２受け部側では前記クリーニング部材に対して前記帯電ロールへの圧接方向に自由度を与える形状とされており、前記第１受け部と前記第２受け部が前記帯電ロールの軸方向で同じ位置に配置されていることを特徴としている。

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、前記帯電ロールの軸方向幅が、前記被帯電体の軸方向幅よりも狭いことを特徴としている。

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、前記クリーニング部材は、回転する前記帯電ロールに従動回転するロール状の回転体であることを特徴としている。

本発明の画像形成装置によれば、帯電ロールによる被帯電体への良好な帯電性と、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を得ることができる。

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、及びスポンジ部材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、帯電ロール及びスポンジ部材の取付構造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スポンジ部材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。 （Ａ）〜（Ｃ）は、従来の帯電ロール及びスポンジ部材の取付構造に対し、本発明の第１の実施形態に係る取付構造の改善効果を比較説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯電ロール及びスポンジ部材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。 （Ａ）〜（Ｃ）は、従来の帯電ロール及びスポンジ部材の取付構造に対し、本発明の第２の実施形態に係る取付構造の改善効果を比較説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る帯電ロール及びスポンジ部材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。 （Ａ）〜（Ｃ）は、従来の帯電ロール及びスポンジ部材の取付構造に対し、本発明の第３の実施形態に係る取付構造の改善効果を比較説明するための説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る帯電ロール及びスポンジ部材が軸受け部材に軸支された状態を示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る軸受け部材に帯電ロール及びスポンジ部材を取り付ける手順を説明するための説明図である。 （Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る軸受け部材に帯電ロール及びスポンジ部材が軸支された状態を示す側面図、（Ｂ）、（Ｃ）は、（Ａ）の軸受け部材に帯電ロール及びスポンジ部材を取り付ける手順を説明するための説明図である。

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。

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。

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（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。

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スポンジ部材１００が設けられている。このスポンジ部材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。

スポンジ部材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スポンジ部材１００が矢印６の方向に従動回転する。

スポンジ部材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）がスポンジ部材１００によってクリーニングされる。そしてこの異物がスポンジ部材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、スポンジ部材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ていると考えられている。

このような帯電ロール１４のクリーニング部材としてのスポンジ部材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、スポンジ部材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、ニップ時に撓みの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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る帯電ロール１４及びスポンジ部材１００の取付構造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とスポンジ部材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。

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。

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、スポンジ部材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。

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が軸支されたスポンジ部材１００とは、スポンジ部材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、スポンジ部材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、このようにスポンジ部材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。

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及びスポンジ部材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。

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及びスポンジ部材１００とともにフレーム１２０に組み付けられている。

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。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の回転に伴ってスポンジ部材１００が従動回転し帯電ロール１４をクリーニングする。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図５（Ａ）に示すように、スポンジ部材１００を支持するために軸受け部材１１１に形成した軸受け孔１１５の内径が、シャフト１００Ａ（支持部１００ａ）とほぼ同径とされている場合には、帯電ロール１４とスポンジ部材１００の間でアライメントの精度誤差や経時変化が生じた場合、あるいは、圧接力によりスポンジ部材１００に撓みが生じた場合に、図５（Ｂ）に示すように、スポンジ部材１００のシャフト１００Ａの支持部１００ａが軸受け孔１１５との間にかじりを起こしたり、軸受け孔１１５を変形させたりして、強く接触するようになる。そのため、回転抵抗が増加して帯電ロール１４に対するスポンジ部材１００の従動性が悪くなり、クリーニング性が低下してしまうことになる。

これに対し、本実施形態では、図５（Ｃ）に示すように、スポンジ部材１００にアライメント不良や撓みが生じても、シャフト１００Ａの支持部１００ａが軸受け部材１１０の軸受け孔１１４に支持された状態で帯電ロール１４への圧接方向（矢印８方向）に自由に変位及び変形できることにより、接触圧の上昇による回転抵抗の増加が抑えられ、帯電ロール１４に対する従動性の低下を防止できる。したがって、スポンジ部材１００による帯電ロール１４のクリーニング性が良好になる。

また、本実施形態では、帯電ロール１４を軸支する軸受け部（第１受け部）としての軸受け孔１１２と、スポンジ部材１００を軸支する軸受け部（第２受け部）としての軸受け孔１１４とを単一の軸受け部材１１０に設けてそれらを一体的に構成しつつ、一対の軸受け部材１１０により帯電ロール１４の両端の支持部１４ａとスポンジ部材１００の両端の支持部１００ａを共に支持してそれぞれ圧縮コイルばね１２８により感光体ドラム１２側へ付勢していることにより、例えば上記の２つの軸受け部（第１及び第２受け部）を別部材に設けるような構成や、帯電ロール１４及びスポンジ部材１００に個別の付勢手段を設けるような構成に比べて、簡単な構成で帯電ロール１４を感光体ドラム１２に圧接させ且つスポンジ部材１００を帯電ロール１４に圧接させることができる。

また、例えば弾性体からなるパット部材を帯電ロールに押し当てるような固定接触式のクリーニング部材等の場合、帯電ロールとの接触部で汚れの蓄積や目詰まりによる硬度上昇が起こりやすくなるが、本実施形態のように、帯電ロール１４に従動回転するロール状に構成した回転接触式のスポンジ部材１００であれば、そのような硬度上昇が起こらないため、安定したクリーニング性能を維持することができる。また、スポンジ部材１００を回転体とすることにより、帯電ロール１４の表面にかかる摩擦力が、上記のような弾性体のパット部材等を押し当てる構成に比べて小さくなるため、帯電ロール１４の従動回転不良が起こりにくくなる。

（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（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４をクリーニングするスポンジ部材（クリーニング部材）１４０が、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と、基板１４０Ａの片面に形成されたパッド状のスポンジ層（弾性体）１４０Ｂとで構成されている。

このスポンジ部材１４０は、第１の実施形態のスポンジ部材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。また、図６（Ｂ）に示めすように、支持孔１５２の開口形状は、幅方向が基板１４０Ａ（支持部１４０ａ）の幅寸法とほぼ同じにされ、高さ方向が基板１４０Ａの厚さ寸法よりも大きくされている。

そしてこの一対の軸受け部材１５０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、基板１４０Ａの両端の支持部１４０ａが支持されたスポンジ部材１４０とは、スポンジ部材１４０のスポンジ層１４０Ｂが帯電ロール１４に所定の荷重で押圧され、スポンジ部材１４０の基板１４０Ａの支持部１４０ａが支持孔１５２における帯電ロール１４とは反対側の内周面部１５２Ａに当接支持されて、相対位置がほぼ一定に保たれており、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。また、スポンジ部材１４０の基板１４０Ａの支持部１４０ａを当接支持した支持孔１５２は、基板１４０Ａの支持部１４０ａ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。

これにより、感光体ドラム１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転すると、ロール表面がスポンジ部材１４０のスポンジ層１４０Ｂに摺接されてクリーニングされる。またこのように、帯電ロール１４をクリーニングするスポンジ部材１４０に、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。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図７（Ａ）に示すように、スポンジ部材１４０を支持するために軸受け部材１５１に形成した支持孔１５３の開口形状が、基板１４０Ａ（支持部１４０ａ）の断面形状とほぼ同形状とされている場合には、図７（Ｂ）に示すように、アライメント不良や圧接力の影響によりスポンジ部材１４０が撓んだ場合に、基板１４０Ａの支持部１４０ａが支持孔１５３に嵌合していることで撓みにくくなる。また、支持孔１５３を変形させたり、支持孔１５３に局部的に強く接触したりするようになる。そのため、帯電ロール１４がスポンジ部材１４０から受ける負荷（回転抵抗）が大きくなり、従動回転不良を起こしやすくなる。

これに対し、本実施形態では、図７（Ｃ）に示すように、スポンジ部材１４０に撓みが生じた場合に、基板１４０Ａの支持部１４０ａが軸受け部材１５０の支持孔１５２に支持された状態で圧接方向（矢印８方向）に自由に変形（変位）できるため、撓みやすくなる。さらに、経時での汚れ蓄積によりスポンジ層１４０Ｂの硬度が上昇し、それに伴い撓み量が増えて支持部１４０ａの変形量（変位量）が増加しても、その増加分を吸収できるようになる。このように、スポンジ部材１４０を支持して帯電ロール１４に圧接させつつ軸方向の変形性は良好にすることにより、帯電ロール１４がスポンジ部材１４０から受ける負荷（回転抵抗）の増加が抑えられ、長期にわたり安定した回転性を維持することができる。

また、本実施形態の場合も第１の実施形態と同様に、帯電ロール１４を軸支する軸受け孔１１２と、スポンジ部材１４０を支持する支持孔１５２とを単一の軸受け部材１５０に設けてそれらを一体的に構成しつつ、一対の軸受け部材１５０により帯電ロール１４の両端の支持部１４ａとスポンジ部材１４０の両端の支持部１４０ａを共に支持してそれぞれ圧縮コイルばね１２８により感光体ドラム１２側へ付勢していることにより、簡単な構成で帯電ロール１４を感光体ドラム１２に圧接させつつ、スポンジ部材１４０を帯電ロール１４に圧接させることができる。

（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（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態の軸受け部材１６０では、帯電ロール１４を支持するための軸受け部として、軸受け部材１６０の上端面を開口した断面Ｕ字状の軸受け溝１６２が形成されている。この軸受け溝１６２は、半円周面状とされた内周面部１６２Ａの内径がシャフト１４Ａ（支持部１４ａ）の軸径とほぼ同じにされており、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で、帯電ロール１４のシャフト１４Ａの支持部１４ａを内周面部１６２Ａで当接支持した際に、その支持部１４０ａ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。

また、第２の実施形態で説明したスポンジ部材１４０を支持するために形成された矩形状の支持孔１６４は、開口形状が基板１４０Ａ（支持部１４０ａ）の断面形状とほぼ同じにされており、挿通された基板１４０Ａの支持部１４０ａを嵌合支持するよう構成されている。

これにより、本実施形態では、帯電ロール１４とスポンジ部材１４０を支持した軸受け部材１６０が圧縮コイルばね１２８により感光体ドラム１２側へ付勢されると、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接しつつシャフト１４Ａの支持部１４ａが軸受け部材１６０の軸受け溝１６２における内周面部１６２Ａに当接支持されて所定の位置に配置され、支持孔１６４に基板１４０Ａの支持部１４０ａが嵌合支持されたスポンジ部材１４０は、スポンジ層１４０Ｂが帯電ロール１４に圧接する。そして、帯電ロール１４とスポンジ部材１４０はその圧接した状態で相対位置が略一定に保持される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図９（Ａ）に示すように、帯電ロール１４を支持するために軸受け部材１６１に形成した軸受け孔１６３の内径が、シャフト１４Ａ（支持部１４ａ）とほぼ同径とされている場合には、帯電ロール１４とスポンジ部材１４０の間でアライメントの精度誤差が大きい場合、あるいは、圧接力により帯電ロール１４に撓みが生じた場合に、軸受け孔１６３に対するシャフト１４Ａの支持部１４ａの接触圧が高まるため、回転抵抗が増加して感光体ドラム１２に対する帯電ロール１４の従動性が悪くなり、帯電不良が発生しやすくなる。

また、スポンジ部材１４０に設けたスポンジ層１４０Ｂの経時による硬度上昇で、スポンジ部材１４０から受ける圧接力が上昇した場合には、スポンジ部材１４０から受ける負荷が増加して帯電ロール１４の従動性が更に悪化することになる。

これに対し、本実施形態では、帯電ロール１４にアライメント不良や撓みが生じても、シャフト１４Ａの支持部１４ａが軸受け部材１６０の軸受け溝１６２に支持された状態で感光体ドラム１２への圧接方向（矢印８方向）に自由に変位及び変形できることにより、接触圧の上昇による回転抵抗の増加が抑えられ、感光体ドラム１２に対する従動性の悪化が抑えられる。したがって、帯電ロール１４による感光体ドラム１２の帯電性低下が抑えられる。

また、経時によるスポンジ層１４０Ｂの硬度上昇でスポンジ部材１４０と帯電ロール１４との圧接力が上昇するような場合でも、軸受け部材１６０が帯電ロール１４を支持しつつ感光体ドラム１２に圧接させた状態で、帯電ロール１４の感光体ドラム１２への圧接方向とは反対方向に圧縮コイルばね１２８のばね力に抗して移動するため、圧接力が必要以上に上昇することを回避でき、帯電ロール１４の回転負荷の増加が抑えられる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

図１０（Ａ）に示すように、本実施形態の軸受け部材１７０では、帯電ロール１４を支持するための軸受け部として、第３の実施形態と同様に、軸受け部材１７０の上端面を開口するとともに、内径がシャフト１４Ａ（支持部１４ａ）の軸径とほぼ同じにされた断面Ｕ字状（半円弧状）の軸受け溝１７２が形成されている。また、第１の実施形態で説明した回転接触式のスポンジ部材１００を支持するための軸受け部として、スポンジ部材１００の圧接方向を長手とした長穴状の軸受け孔１７４が形成されている。

このように、この軸受け部材１７０では、軸受け溝１７２と軸受け孔１７４が共に支持部１４ａ及び支持部１００ａに対して圧接方向に自由度を与える形状とされていることで、アライメント不良や撓みによる帯電ロール１４及びスポンジ部材１００の従動不良が防止され、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、スポンジ部材１００による帯電ロール１４の良好なクリーニング性が得られる。

また、図１１に示すように、フレーム１２０に組み付けられた一対の軸受け部材１７０に帯電ロール１４とスポンジ部材１００を取り付ける際には、図１１（Ａ）に示すように、先ず、一方の軸受け部材１７０の軸受け孔１７４に、スポンジ部材１００のシャフト１００Ａの一方の支持部１００ａを斜めに挿入しつつ奥まで通し、図１１（Ｂ）に示すように、シャフト１００Ａの他方の支持部１００ａを、他方の軸受け部材１７０の軸受け孔１７４に位置合わせして、図１１（Ｃ）に示すように、そのまま他方の支持部１００ａを軸受け孔１７４に挿入することにより、スポンジ部材１００を容易に取り付けることができる。

続いて、図１１（Ｃ）に示すように、一対の軸受け部材１７０の各軸受け溝１７２に、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ両端の支持部１４ａを嵌め入れることにより、帯電ロール１４も容易に取り付けることができる。

また、帯電ロール１４及びスポンジ部材１００を一対の軸受け部材１７０から取り外す際は、上記の取付方法とは反対の手順によりそれぞれ容易に取り外すことができる。

このように、軸受け部材１７０に設けた各軸受け部（軸受け溝１７２及び軸受け孔１７４）を共に支持部に対して圧接方向に自由度を与える形状とした場合には、各軸受け部に対する帯電ロール１４及びスポンジ部材１００の着脱性が良好になり、組み立て性及びリサイクル性が向上する。

また、本実施形態の構成を第２の実施形態で説明した固定接触式のスポンジ部材１４０に適用する場合には、図１０（Ｂ）に示す軸受け部材１８０のように、帯電ロール１４を支持するための軸受け部を、帯電ロール１４の圧接方向が開放された断面Ｕ字状の軸受け溝１７２とし、スポンジ部材１４０を支持するための軸受け部を、第２の実施形態で説明したような、スポンジ部材１４０の圧接方向である基板１４０Ａの厚さ方向にて、その厚さ寸法よりも開口寸法が大きくされた矩形状の支持孔１８２とする。

これにより、このスポンジ部材１４０を備える構成においても、一対の軸受け部材１８０に対する帯電ロール１４及びスポンジ部材１４０の着脱性が良好になる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

図１２（Ｃ）に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４に対してスポンジ部材２００の軸方向長さが少し短くされており、組付状態では、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ両端に設けられた支持部１４ａに対して、スポンジ部材２００のシャフト２００Ａ両端に設けられた支持部２００ａが軸方向内側に配置されるようにされている。

この帯電ロール１４及びスポンジ部材２００に対応した軸受け部材１９０は、図１２（Ａ）に示すように、各支持部を支持する各軸受け部が、圧接方向を開放した断面Ｕ字状の軸受け溝１９２、１９４とされている。また、この軸受け部材１９０をフレーム１２０に組み付けると、スポンジ部材２００を支持する軸受け溝１９４が、帯電ロール１４を支持する軸受け溝１９２よりも軸方向内側に配置される。

このように、本実施形態の軸受け部材１９０においても、軸受け溝１９２、１９４が共に支持部１４ａ及び支持部２００ａに対して圧接方向に自由度を与える形状とされているため、アライメント不良や撓みによる帯電ロール１４及びスポンジ部材２００の従動不良が防止され、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、スポンジ部材２００による帯電ロール１４の良好なクリーニング性が得られる。

また、フレーム１２０に組み付けられた一対の軸受け部材１９０に帯電ロール１４とスポンジ部材２００を取り付ける際には、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各軸受け部材１９０の軸受け溝１９４に、スポンジ部材２００のシャフト２００Ａ両端の支持部２００ａを嵌め入れるだけで、スポンジ部材２００が容易に取り付けられ、帯電ロール１４は第４の実施形態と同様に、各軸受け部材１９０の軸受け溝１９２に、シャフト１４Ａ両端の支持部１４ａを嵌め入れるだけで容易に取り付けられる。

このように、本実施形態では、スポンジ部材２００の支持部２００ａとその支持部２００ａを支持する軸受け溝１９４を、帯電ロール１４の支持部１４ａとその支持部１４ａを支持する軸受け溝１９２よりも軸方向内側に配置していることにより、特に上記のように、スポンジ部材２００を先にセットし、帯電ロール１４を後からセットして取り付けるような構成において、各部材の着脱性が良好になり、組み立て性及びリサイクル性が更に向上する。

以上、本発明を上述した第１〜第５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、上述の実施形態では、帯電ロール１４とスポンジ部材１００、１４０、２００を軸受け部材１１０、１５０、１７０、１８０、１９０で支持する構成としているが、それらを別部材で支持し個別の付勢手段を用いてそれぞれ圧接させるよう構成してもよい。

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の下方部にスポンジ部材１００、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、及びスポンジ部材１００、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スポンジ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、及びスポンジ部材に本発明を適用することができる。

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（被帯電体）
１４ 帯電ロール
１４Ａ シャフト
１４ａ 支持部
１００ スポンジ部材（クリーニング部材／回転体）
１００Ａ シャフト
１００ａ 支持部
１００Ｂ スポンジ層
１１０ 軸受け部材（保持部材）
１１２ 軸受け孔（第１受け部）
１１４ 軸受け孔（第２受け部）
１２８ 圧縮コイルばね（付勢手段）
１４０ スポンジ部材（クリーニング部材）
１４０Ａ 基板
１４０ａ 支持部
１４０Ｂ スポンジ層
１５０ 軸受け部材（保持部材）
１５２ 支持孔（第２受け部）
１６０ 軸受け部材（保持部材）
１６２ 軸受け溝（第１受け部）
１６４ 支持孔（第２受け部）
１７０ 軸受け部材（保持部材）
１７２ 軸受け溝（第１受け部）
１７４ 軸受け孔（第２受け部）
１８０ 軸受け部材（保持部材）
１８２ 支持孔（第２受け部）
１９０ 軸受け部材（保持部材）
１９２ 軸受け溝（第１受け部）
１９４ 軸受け溝（第２受け部）
２００ スポンジ部材（クリーニング部材／回転体）
２００Ａ シャフト
２００ａ 支持部

Claims (3)

1. 回転する被帯電体に圧接して従動回転することにより被帯電体を帯電させる帯電ロールと、
   前記帯電ロールの表面に圧接して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
   前記帯電ロールを支持して前記帯電ロールを前記被帯電体に圧接させるための断面Ｕ字状の第１受け部と前記クリーニング部材を支持してクリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させるための第２受け部とが形成された一対の単一構成の保持部材と、
   前記保持部材を前記被帯電体側へ付勢して前記帯電ロールを被帯電体に圧接させる付勢手段と、
   を有し、
   前記第１受け部及び前記第２受け部が、第１受け部側では前記帯電ロールに対して前記被帯電体への圧接方向に自由度を与える形状とされ、第２受け部側では前記クリーニング部材に対して前記帯電ロールへの圧接方向に自由度を与える形状とされており、
   前記第１受け部と前記第２受け部が前記帯電ロールの軸方向で同じ位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電ロールの軸方向幅が、前記被帯電体の軸方向幅よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材は、回転する前記帯電ロールに従動回転するロール状の回転体であ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。

Images