JP5401342B2 - 帯電装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体の帯電を行う帯電装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、被帯電体である像担時体（感光体）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、スコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置のように非接触方式の帯電装置が用いられているが、環境への配慮から感光体ドラムに対して接触して帯電し、オゾン排出量を低減可能な帯電ローラ等の帯電部材を有する接触方式の帯電装置も用いられている。

このような接触方式の帯電装置の一例を図９に示す。図９に示すように、帯電装置２には、帯電ローラ２１と、帯電ローラ２１のシャフト（支軸）２１ａの軸方向両端部２１ａａを保持する第１保持部材５１と、第１保持部材５１を帯電ローラ２１が感光体ドラム１を押圧する方向（図の下側）に付勢するコイルバネ等の付勢部材３５と、が設けられている。

第１保持部材５１は、円筒形状や断面略Ｕ字形状等から形成され、円筒の内周若しくはＵ字形状の底部でシャフト２１ａの両端部２１ａａを保持している。また、付勢部材３５によりシャフト２１ａの両端部２１ａａが感光体ドラム１に向かって付勢されることにより、帯電ローラ２１が感光体ドラム１に押圧される。

しかし、シャフト２１ａの両端部２１ａａを感光体ドラム１に向かって付勢すると、帯電ローラ２１の感光体ドラム１に対する押圧力は軸方向両端部で大きく、中央部では小さくなる。このため、帯電ローラ２１に帯電バイアスを印加すると、感光体ドラム１の表面電位は軸方向両端部では高く、中央部では低くなる。このように感光体ドラム１に対して不均一な帯電を行うと、カブリ等の画質不具合が発生するおそれがある。そこで、感光体に対する帯電を均一にする方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、芯体の外周に設けられた弾性層の軸方向両端部における外径ｄ１と中央部における外径ｄ２とが異なるクリーニングローラを帯電ローラに接触させることにより、帯電ローラ表面のクリーニング性に優れ、且つ、帯電ローラによる像担持体への均一な帯電を可能とし、良好な画像形成を可能とする方法が開示されている。また、かかる特許文献１には、帯電ローラと像担持体との接触圧力の分布に応じて外径ｄ１、外径ｄ２を設定することにより、帯電ローラと像担持体との間の軸方向の接触圧力を均一にして、帯電ローラによる像担持体の帯電を均一にすることが開示されている。

特開２００８−５８６５３号公報

しかし、特許文献１の方法では、帯電ローラ表面と接触するクリーニングローラの形状を軸方向に変えているため、かかるクリーニングローラの軸方向における形状の違いが帯電ローラ表面に影響を及ぼすおそれがある。また、クリーニングローラの形状が経時的に変化していないため、特許文献１の方法では、軸方向両端部と中央部とで帯電ローラの像担持体に対する押圧力を、経時的に変えることは困難である。

ここで、帯電ローラの感光体に対する押圧力が軸方向両端部の方が中央部よりも高い場合には、画像形成領域を考慮して感光体表面の軸方向中央部が適切な表面電位となるように帯電バイアスが設定される。このため、帯電ローラの軸方向両端部の帯電バイアスは、中央部の適切な帯電バイアスよりも高くなり、これに伴い、感光体表面の軸方向両端部の表面電位は、中央部の適切な表面電位よりも高くなる。

このように、帯電ローラの軸方向両端部の帯電バイアスが高い状態で画像形成が繰り返されると、帯電ローラの軸方向両端部が集中的に早期に劣化し、帯電ローラが早期に寿命を迎えることになる。

また、感光体の軸方向両端部の表面電位が高い状態で画像形成が繰り返されると、現像剤から脱落した添加剤が該両端部に対して徐々に付着し、該両端部に付着した添加剤は、感光体と接触回転する中間転写ベルトや転写ローラにも付着する。その結果、感光体の軸方向両端部が添加剤を介して中間転写ベルトや転写ローラに摺擦され、削れて劣化し、感光体が早期に寿命を迎えることになる。

そこで、帯電ローラの軸方向両端部と中央部とでの帯電バイアス差や押圧力差を経時的に変化させるために、帯電ローラ自体の抵抗値、表面粗さや形状について経時的に軸方向で差を設ける方法も考えられる。しかし、このように帯電ローラ自体を経時的に変化させる方法ではコストが増大するおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構成で帯電部材及びこれと接触する像担持体の長寿命化を図ることが可能な帯電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、像担持体に対し接触回転して帯電する帯電部材と、該帯電部材の支軸の軸方向両端部を回転可能に保持する保持部材と、該保持部材を前記帯電部材が前記像担持体を押圧するように付勢する付勢部材と、を備えた帯電装置であって、前記保持部材は、前記両端部と当接する第１の保持部と、前記第１の保持部とは前記軸方向に異なる位置で前記両端部と離間して配置される第２の保持部と、を有し、且つ、前記第１の保持部は前記第２の保持部よりも前記支軸との摺擦による耐摩耗性が低く、前記第１の保持部が磨耗することにより前記第２の保持部が前記両端部と当接することを特徴としている。

また本発明は、前記第１の保持部は、前記第２の保持部よりも前記軸方向両外側に配置されることを特徴としている。

また本発明は、前記第１の保持部は、前記像担持体側に向かって突出し、突出端部が前記両端部と当接する突出部から成り、前記第２の保持部は、前記像担持体側に開口を有し、前記両端部に嵌め込まれる溝部から成り、前記突出端部が磨耗することにより前記溝部の底部が前記両端部と当接することを特徴としている。

また本発明は、前記第１の保持部は、前記第２の保持部よりも肉薄に形成されることを特徴としている。

また本発明は、前記帯電部材の前記軸方向両端部の前記像担持体に対する押圧力が、前記第１の保持部が前記両端部と当接するとき目標値よりも大きく、前記第２の保持部が前記両端部と当接するとき前記目標値となることを特徴としている。

また本発明は、前記帯電装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、保持部材が、支軸の軸方向両端部と当接する第１の保持部と、第１の保持部とは軸方向に異なる位置で上記両端部と離間して配置される第２の保持部と、を有し、且つ、第１の保持部の方が第２の保持部よりも支軸との摺擦による耐摩耗性が低くし、第１の保持部が磨耗することにより第２の保持部が上記両端部と当接することによって、保持部材による像担持体に対する押圧支点を、経時的に第１の保持部から第２の保持部へと変化させることができる。

これにより、第１の保持部の磨耗初期には、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力が大きくなるため、帯電部材の軸方向両端部の帯電性能の劣化を促進して、像担持体の軸方向両端部に現像剤を潤滑剤として存在させることができる。従って、像担持体の軸方向両端部の削れを早期に抑制することができる。

また、磨耗し易い第１の保持部の磨耗が早期に進み、離間していた第２の保持部が支軸の軸方向両端部と当接すると、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力が軽減されると共に支軸の撓みが軽減されて、両端部と中央部とで押圧力の差を小さくすることができる。これにより、磨耗初期に促進された帯電部材の劣化の進行を、早期に抑制することができる。

さらに、磨耗し難い第２の保持部が支軸の軸方向両端部と当接した後は、帯電部材の像担持体に対する押圧力の経時的な変化を抑制できるため、帯電部材の劣化の進行の抑制及び像担持体の削れの抑制を、維持することができる。しかも、これらを、帯電部材自体の形状、抵抗値や表面粗さを軸方向に部分的に変更等することなく、第１の保持部を磨耗させるだけで行うことができる。従って、簡単な構成で帯電部材及びこれと接触する像担持体の長寿命化を図ることが可能となる。

また、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、第１の保持部を、第２の保持部よりも軸方向両外側に配置することによって、保持部材による像担持体に対する押圧支点を、軸方向内側に移動させることができる。これにより、支軸の撓みをより軽減することができるため、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力をより軽減すると共に、両端部と中央部とで押圧力の差をより小さくすることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１または第２の構成の帯電装置において、第１の保持部を、像担持体側に向かって突出し、突出端部が支軸の軸方向両端部と当接する突出部から構成し、第２の保持部を、像担持体側に開口を有し、上記両端部に嵌め込まれる溝部から構成し、突出端部が磨耗することにより溝部の底部が上記両端部と当接することによって、保持部材の形成が容易となるため、より簡単な構成とすることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の帯電装置において、前記第１の保持部を、前記第２の保持部よりも肉薄に形成することによって、第１の保持部と第２の保持部とで材質を変えることなく一体形成できるため、より簡単な構成とすることができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の帯電装置において、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力を、第１の保持部が両端部と当接するとき目標値よりも大きく、第２の保持部が両端部と当接するとき目標値とすることによって、第１の保持部が上記両端部と当接しているときに帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力がより大きくなるため、像担持体の劣化をより早期に抑制することができる。また、より早期に第１の保持部が磨耗するため、帯電部材の劣化の進行をより早期に抑制することができる。さらに、第２の保持部が上記両端部と当接した後には、帯電部材の像担持体に対する押圧力の過度の低下を防止できるため、押圧力を適切に維持することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第５のいずれかの構成の帯電装置を備えた画像形成装置とすることによって、長期間にわたって帯電の安定した画像形成を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る帯電装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略側面断面図 本発明の第１実施形態に係る帯電装置周辺を示す側面断面図 図２の帯電装置及び感光体ドラムを図２の右側から見た平面図 図３の保持部材周辺を示す図であって、図４（ａ）は、図３の左側に配置された保持部材周辺を示す部分拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）を左側から見た側面図 図４の保持用突出部が磨耗する状態を示す図であって、図５（ａ）は、部分拡大平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）を左側から見た側面図 図４の保持用突出部が磨耗した後の状態を示す図であって、図６（ａ）は、拡大平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）を左側から見た側面図 本発明の第２実施形態に係る帯電装置に用いられる保持部材周辺を示す図であって、図７（ａ）は、部分拡大平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）を左側から見た側面図 図７の保持用突出部が磨耗した後の状態を示す図であって、図８（ａ）は、部分拡大平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）を左側から見た側面図 従来の帯電装置周辺を示す平面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る帯電装置を備えたタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略側面断面図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及び黒色の画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動モータ（図示せず）により図１において時計回り（矢印方向）に回転しながら各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）された後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写（二次転写）され、さらに、定着装置７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、そのフランジ部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像信号を露光する露光装置４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーを供給し、トナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。なお、帯電装置２ａ〜２ｄの詳細については後述する。

感光体ドラム１ａ〜１ｄは、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電装置２ａ〜２ｄにより表面を帯電させるようになっている。そして、露光装置４からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、例えば単層から成る正帯電有機感光層（ＯＰＣ）等が用いられるが、特に限定されるものではなく、その他、アモルファスシリコンドラム（ａ−Ｓｉ）を用いることもできる。また、現像装置３ａ〜３ｄに収容されている現像剤としては、例えばトナー成分とキャリアとから構成される２成分現像剤やトナー成分のみから構成される１成分現像剤が挙げられる。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及び黒色の各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。トナーとしては、例えば粒径６μｍ〜８μｍのトナー母材に、粒径０．１μｍ以下の添加剤を外添したトナーを用いることができる。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及び黒色のトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置７へと搬送される。

定着装置７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置７を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置本体外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る帯電装置周辺を示す側面断面図であり、図３は、図２の帯電装置及び感光体ドラムを図２の右側から見た平面図である。また、図４（ａ）は、図３の左側に配置された保持部材周辺を示す部分拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）を左側から見た側面図である。なお、図２〜図４では、図１とは上下を逆にして示し、図３及び図４ではクリーニング部材２２を省略して示す。また、図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

また、帯電装置２ａ〜２ｄは全く同様の構成であるため、図２〜図４では代表例として感光体ドラム１ａを帯電するための帯電装置２ａを用いて説明する。帯電装置２ａには、帯電ローラ（帯電部材）２１と、クリーニング部材２２と、第２保持部材（保持部材）３１と、コイルバネ等から成る付勢部材３５と、が設けられている。

帯電ローラ２１は、例えば、シャフト（支軸）２１ａの表層に抵抗値１０⁵〜１０⁶Ω、表面粗さＲ_Z＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴムを使用した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプや、導電性ブラシ等を用いることもできる。

図２〜図４に示すように、帯電ローラ２１のシャフト２１ａの軸方向両端部２１ａａは、第２保持部材３１によって回転可能に保持されている。また、後述するように、シャフト２１ａの両端部２１ａａが付勢部材３５によって感光体ドラム１ａに向かって付勢されることにより、帯電ローラ２１は、感光体ドラム１ａに所定のニップ圧で押圧され、感光体ドラム１ａに従動回転するようになっている。

シャフト２１ａは、不図示のバイアス印加装置と電気的に接続されており、交流電圧が重畳された直流電圧から成る帯電バイアスが印加されるようになっている。なお、シャフト２１ａに直流電圧から成る帯電バイアスを印加することもできる。

また、感光体ドラム１ａは駆動ギア（図示せず）を介して駆動モータ（図示せず）に連結されており、該駆動モータにより回転するようになっている。そして、正帯電トナーを用いる場合には、帯電ローラ２１に正極性（以下、単に「正」という）の帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１ａを正に帯電させる。また、クリーニング部材２２は、クリーニングローラやクリーニングブラシ等から成り、帯電ローラ２１の表面を清掃するようになっているが、かかるクリーニング部材２２を設けない構成とすることもできる。

図３及び図４に示すように、第２保持部材３１は、本体部（第２の保持部）３１ａと、保持用突出部（第１の保持部）３１ｂと、を有している。本体部３１ａは、略矩形状の樹脂製の板状部材から成り、本体部３１ａには、その一端片が感光体ドラム１ａに向かって開放するＵ字形状に切り欠かれることにより、シャフト２１ａの両端部２１ａａに嵌め込み可能な保持用溝部（溝部）３１ａａが形成されている。また、本体部３１ａは、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接することにより、両端部２１ａａを保持できるようになっている（図６参照）。

保持用突出部３１ｂは、本体部３１ａと同じ材質で一体形成されており、本体部３１ａにおける保持用溝部３１ａａに対し感光体ドラム１ａとは反対側（図３及び図４の上側）に隣接する位置から突設されている。具体的には、保持用突出部３１ｂは、略Ｌ字状から成り、軸方向（図３及び図４の左右方向）において本体部３１ａから外側に向かって略垂直に突出すると共に、突出端部３１ｂａが感光体ドラム１ａ側に略垂直に折れ曲がった形状に形成されている。また、突出端部３１ｂａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接することによりこれを保持している。

保持用突出部３１ｂにおける感光体ドラム１ａとは反対側（図４の上側）の端部には、該反対側に向かって本体部３１ａ側（図４（ａ）の右側）に近づくように傾斜する傾斜部３１ｂｂが形成されている。

また、保持用突出部３１ｂは、本体部３１ａよりも肉薄に形成されており、これにより、本体部３１ａよりも磨耗し易く、シャフト２１ａとの摺擦による耐摩耗性が低くなっている。換言すれば、本体部３１ａは、保持用突起部３１ｂよりも磨耗し難く、シャフト２１ａとの摺擦による耐摩耗性が高くなっている。また、保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａは、保持用溝部３１ａａの底部よりも感光体ドラム１ａ側（図４の下側）まで突出している。そして、突出端部３１ｂａが磨耗すると、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接するようになっている（図６参照）。

かかる突出端部３１ｂａの保持用溝部３１ａａの底部に対する軸方向とは垂直方向（図３及び図４の上下方向）の突出長さは、帯電ローラ２１が数万回転すると略全て磨耗する程度に設定することができる。なお、ここでいう数万回転は、帯電ローラ２１及び感光体ドラム１ａの総寿命の１／２０程度に相当する。

また、突出端部３１ｂａが磨耗して本体部３１ａの保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａを保持するとき、帯電ローラ２１の感光体ドラム１ａに対する押圧力が最適値（目標値）になるように設定されている。かかる最適値は、装置構成等に応じて予備実験等により適宜設定することができる。また、突出端部３１ｂａと本体部３１ａとの間の軸方向の間隔は、例えば数ｍｍに設定することができる。

付勢部材３５は、軸方向とは垂直方向に沿って配置され、その一端（図の上端）が装置本体に設けられた不図示の支持部に固定され、他端（図の下端）が本体部３１ａの感光体ドラム１ａとは反対側端部に固定されており、第２保持部材３１を感光体ドラム１ａ側に付勢している。

これにより、帯電ローラ２１が感光体ドラム１ａを押圧するようになっている。また、付勢部材３５によるシャフト２１ａの両端部２１ａａに対する付勢力（押圧力）は、軸方向とは垂直方向に沿って本体部３１ａが感光体ドラム１ａから離間する方向に移動すると大きくなり（図４参照）、接近する方向に移動すると小さくなる（図５及び図６参照）。

そして、帯電ローラ２１のシャフト２１ａの両端部２１ａａに、第２保持部材３１の本体部３１ａの保持用溝部３１ａａを嵌め込むと共に保持用突出部３１ｂを当接させ、本体部３１ａを付勢部材３５で感光体ドラム１ａ側に付勢すると、帯電ローラ２１を感光体ドラム１ａに対して押圧力Ｆで押圧させることができる。なお、かかる組立順序や組立方法は特に限定されるものではない。

図５（ａ）は、図４の保持用突出部が磨耗する状態を示す部分拡大平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）を左側から見た側面図である。また、図６（ａ）は、図４の保持用突出部が磨耗した後の状態を示す拡大平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）を左側から見た側面図である。図４と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

装置の組立時や、第２保持部材３１の交換時等、第２保持部材３１が新品のとき（初期）には、図４に示すように、シャフト２１ａの両端部２１ａａには保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａが当接し、帯電ローラ２１を感光体ドラム１ａに対して押圧させる。一方、保持用溝部３１ａａは両端部２１ａａに嵌め込まれているものの、その底部は両端部２１ａａから離間している。また、保持用突出部３１ｂが両端部２１ａａと当接しているときには押圧力Ｆが最適値よりも大きくなっている。

そして、画像形成部Ｐａ（図１参照）で画像形成が繰り返されると、シャフト２１ａの両端部２１ａａと保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａとの摩擦が繰り返され、磨耗し易い突出端部３１ｂａが両端部２１ａａに摺擦されることにより、図５に示すように、突出端部３１ｂａの磨耗が進行して突出長さが短くなる。また、かかる磨耗の進行に伴って本体部３１ａが感光体ドラム１ａに接近するため、押圧力Ｆが小さくなる。

さらに画像形成が繰り返され、磨耗が進行して突出端部３１ｂａが殆ど存在しなくなると、図６に示すように、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接し、これを保持する。これにより、第２保持部材３１によるシャフト２１ａの押圧支点Ａが、突出端部３１ｂａから保持用溝部３１ａａの底部に移動する。また、このとき押圧力Ｆは最適値となる。

上記した図４に示すように、保持用突出部３１ｂの磨耗初期には、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力が大きいため、帯電ローラ２１の軸方向両端部の表面性状や電気特性の劣化が促進し、該両端部の電荷付与特性（帯電能力）の低下が促進される。

これにより、感光体ドラム１ａの軸方向両端部の表面電位が中央部よりも小さくなるため、感光体ドラム１ａの非画像形成領域付近にカブリ成分となるトナーを存在させることができる。従って、感光体ドラム１ａの軸方向両端部と中間転写ベルト８との間にトナーが介在し、このトナーが潤滑剤としての役割を果たすことができるため、感光体ドラム１ａの削れを、早期に抑制することができる。

また、図５に示すように磨耗し易い保持用突出部３１ｂの磨耗が進み、図６に示すように保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接すると、シャフト２１ａに対する付勢部材３５の付勢力が軽減するため、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力を軽減することができる。また、シャフト２１ａの撓みも軽減するため、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力を軽減することができる。

このように、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力が軽減され、両端部と中央部とで押圧力の差が小さくなると、保持用突出部３１ｂの磨耗初期に促進されていた帯電ローラ２１の劣化の進行が、早期に抑制される。また、第２保持部材３１による押圧支点Ａが、軸方向内側に移動することにより、シャフト２１ａの撓みが一層軽減するため、帯電ローラ２１の軸方向両端部と中央部とで感光体ドラム１ａに対する押圧力の差がより小さくなる。

さらに、図６に示すように、磨耗し難い保持用溝部３１ａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接した後は、帯電ローラ２１の感光体ドラム１ａに対する押圧力の変化を抑制することができるため、帯電ローラ２１の劣化の進行の抑制及び感光体ドラム１ａの削れの抑制を、維持することができる。

しかも、これら帯電ローラ２１の軸方向両端部の劣化の促進、該劣化の抑制、感光体ドラム１ａの軸方向両端部の削れの抑制、及び、これらの抑制の維持を、帯電ローラ２１自体の形状、抵抗値や表面粗さを軸方向に部分的に変更等することなく、保持用突出部３１ｂを磨耗させるだけで行うことができる。

上記したように、第２保持部材３１に、シャフト２１ａの両端部２１ａａと当接する保持用突出部３１ｂと、保持用突出部３１ｂとは軸方向に異なる位置に配置された本体部３１ａと、を形成し、保持用突出部３１ｂの方を本体部３１ａよりもシャフト２１ａとの摺擦による耐磨耗性を低くし、保持用突出部３１ｂが磨耗することにより本体部３１ａが両端部２１ａａと当接することとした。

これにより、保持用突出部３１ｂの磨耗初期には、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力を大きくして、帯電ローラ２１の軸方向両端部の帯電性能の劣化を促進し、感光体ドラム１ａの軸方向両端部に現像剤を潤滑剤として存在させることができるため、感光体ドラム１ａの軸方向両端部の削れを早期に抑制することができる。

また、磨耗し易い保持用突出部３１ｂの磨耗が早期に進み、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接すると、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力が軽減されて両端部と中央部とで押圧力の差を小さくすることができるため、磨耗初期に促進した帯電ローラ２１の劣化の進行を、早期に抑制することができる。

さらに、磨耗し難い保持用溝部３１ａａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接した後は、感光体ドラム１ａの削れの抑制及び帯電ローラ２１の劣化の進行の抑制を、維持することができる。しかも、これらを、保持用突出部３１ｂを磨耗させるだけで行うことができる。従って、簡単な構成で帯電ローラ２１及びこれと接触する感光体ドラム１ａの長寿命化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、保持用突出部３１ｂを、本体部３１ａよりも軸方向両外側に配置したため、第２保持部材３１による感光体ドラム１ａに対する押圧支点Ａを、経時的に軸方向内側に移動させることができる。これにより、シャフト２１ａの撓みをより軽減することができるため、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力をより軽減すると共に、より両端部と中央部とで押圧力の差を小さくすることができる。

なお、その他例えば、保持用突出部３１ｂを、本体部３１ａよりも軸方向内側に設けることもできる。ただし、保持用突出部３１ｂを軸方向内側に設けると、保持用突出部３１ｂが磨耗して保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接する際、シャフト２１ａの撓みが大きくなり、かえって帯電ローラ２１の軸方向両端部の押圧力が増大するおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮して、保持用突出部３１ｂ及び本体部３１ａの配置を適宜設定すればよい。

また、本実施形態では、第２保持部材３１に、感光体ドラム１ａに向かって突出し、突出端部３１ｂａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接する保持用突出部３１ｂと、感光体ドラム１ａ側に開口を有し、両端部２１ａａに嵌め込まれる保持用溝部３１ａａと、を形成し、保持用突出部３１ｂが磨耗することにより保持用溝部３１ａａの底部を両端部２１ａａと当接させたため、第２保持部材３１の形成が容易となる。これにより、より簡単な構成とすることができる。

なお、本実施形態では、保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａの突出長さを、数万回転で略全て磨耗する程度としたが、かかる突出長さは特に限定されるものではない。ただし、かかる突出長さが大きくなれば強度が低下する等のおそれがあり、小さくなれば帯電ローラ２１の軸方向両端部の押圧力を十分に軽減できないおそれがある。従って、例えばかかる観点や、帯電ローラ２１及び感光体ドラム１ａの総寿命や装置構成等を考慮して適宜設定することができる。

また、本実施形態では、突出端部３１ｂａと本体部３１ａとの軸方向の間隔を数ｍｍとしたが、かかる間隔は特に限定されるものではない。ただし、かかる間隔が大きくなればシャフト２１ａの撓みをより軽減できる一方、その分強度が低下する等のおそれがあり、小さくなれば撓みを十分に軽減できないおそれがある。従って、例えばかかる観点や装置構成等を考慮して適宜設定することができる。

また、本実施形態では、保持用突出部３１ｂを、本体部３１ａよりも肉薄に形成したため、保持用突出部３１ｂと本体部３１ａとで材質を変えることなく一体形成でき、より簡単な構成とすることができる。しかし、保持用突出部３１ｂ及び本体部３１ａの材質や形成方法等は、本実施形態に特に限定されるものではない。

その他例えば、保持用突出部３１ｂを、本体部３１ａよりも耐磨耗性の低い材料、例えばＡＢＳ樹脂等から形成することもでき、一体形成することも、別体として形成した後、接着等により両者を固定することもできる。また、保持用突出部３１ｂ全体を本体部３１ａよりも肉薄に形成することも、突出端部３１ｂａのみを肉薄に形成することもできる。

また、本実施形態では、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力を、保持用突出部３１ｂがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接するとき最適値よりも大きく、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接するとき、最適値となるように設定したため、保持用突出部３１ｂがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接しているときに帯電ローラ２１の軸方向両端部の劣化をより促進することができるため、感光体ドラム１ａの削れを、より早期に抑制することができる。

また、保持用突出部３１ｂがより磨耗し易くなるため、帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力をより早期に軽減して、帯電ローラ２１の軸方向両端部の劣化の進行をより早期に抑制することができる。また、保持用溝部３１ａａの底部がシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接した後には、帯電ローラ２１の感光体ドラム１ａに対する押圧力の過度の低下を防止できるため、押圧力を適切に維持することができる。

また、本実施形態では、保持用突出部３１ｂに傾斜部３１ｂｂを設けたため、保持用突出部３１ｂの強度を高めることができる。しかし、保持用突出部３１ｂや本体部３１ａの形状等は、本実施形態に特に限定されるものではなく、装置構成等に応じて適宜設計することができる。

図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置に用いられる保持部材周辺を示す部分拡大平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）を左側から見た側面図である。また、図８（ａ）は、図７の保持用突出部が磨耗した後の状態を示す拡大平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）を左側から見た側面図である。図４〜図６と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、図７に示すように、第２保持部材３１の保持用突出部３１ｂを、本体部３１ａから軸方向外側に向かって感光体ドラム１ａ側に突出するように傾斜する平たい板状から形成し、保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接することとした。なお、ここでは、突出端部３１ｂａは、保持用突出部３１ｂのうち両端部２１ａａとの摺擦により磨耗される部分とした。

そして、第２保持部材３１が新品のときには、図７に示すように、保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａがシャフト２１ａの両端部２１ａａと当接しており、経時的に突出端部３１ｂａが磨耗するに従って、突出端部３１ｂａによる両端部２１ａａの押圧支点Ａが軸方向内側（図７（ａ）の右側）に順次移動する。そして、さらに磨耗が進行すると、図８に示すように本体部３１ａの保持用溝部３１ａａの底部が両端部２１ａａと当接する。

本実施形態により、保持用突出部３１ｂの突出端部３１ｂａの磨耗に伴って押圧支点Ａを徐々に軸方向内側に移動させ、シャフト２１ａの撓みを徐々に軽減することができるため、より効果的に帯電ローラ２１の軸方向両端部の感光体ドラム１ａに対する押圧力を軽減することができる。これにより、帯電ローラ２１の劣化の促進、感光体ドラム１ａの劣化の抑制、帯電ローラ２１の劣化の進行の抑制、を詳細に調整することが可能となり、帯電ローラ２１及び感光体ドラム１ａの長寿命化を効果的に図ることができる。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

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、第２保持部材３１の形状等は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、帯電ローラ２１の劣化の促進及び劣化の進行の抑制状態、感光体ドラム１ａの劣化の抑制状態や、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、上記実施形態では、トナーとして正帯電トナーを用いた場合を説明したが、トナーとして負帯電トナーを用いることもできる。

また本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、帯電装置を用いて感光体表面を帯電させる種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、保持部材が、支軸の軸方向両端部と当接する第１の保持部と、第１の保持部とは軸方向に異なる位置で上記両端部と離間して配置される第２の保持部と、を有し、且つ、第１の保持部の方が第２の保持部よりも支軸との摺擦による耐摩耗性が低く、第１の保持部が磨耗することにより第２の保持部が上記両端部と当接するものである。

これにより、帯電部材の及び像担持体の長寿命化を図ることができるため、長期間にわたって安定に像担持体の帯電を行うことが可能となる。また、第１の保持部を、第２の保持部よりも軸方向両外側に配置することによって、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力をより軽減すると共に、その両端部と中央部とで押圧力の差をより小さくすることができる。

また、第１の保持部を、像担持体側に向かって突出し、突出端部が支軸の軸方向両端部と当接する突出部から構成し、第２の保持部を、像担持体側に開口を有し、上記両端部に嵌め込まれる溝部から構成し、突出端部が磨耗することにより溝部の底部が上記両端部と当接することによって、より簡単な構成とすることができる。また、前記第１の保持部を、前記第２の保持部よりも肉薄に形成することによって、より簡単な構成とすることができる。

また、帯電部材の軸方向両端部の像担持体に対する押圧力を、第１の保持部が両端部と当接するとき目標値よりも大きく、第２の保持部が両端部と当接するとき目標値とすることによって、より早期に帯電部材及び像担持体の劣化を抑制すると共に、帯電部材の像担持体に対する押圧力を適切に維持することができる。また、上記帯電装置を備えた画像形成装置とすることによって、経時的に帯電の安定した画像形成を行うことができる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
８ 中間転写ベルト
２１ 帯電ローラ（帯電部材）
２１ａ シャフト（支軸）
２１ａａ 両端部
３１ 第２保持部材（保持部材）
３１ａ 本体部（第２の保持部）
３１ａａ 保持用溝部（溝部）
３１ｂ 保持用突出部（第１の保持部）
３１ｂａ 突出端部
３１ｂｂ 傾斜部
３５ 付勢部材

Claims (5)

1. 像担持体に対し接触回転して帯電する帯電部材と、
   該帯電部材の支軸の軸方向両端部を回転可能に保持する保持部材と、
   該保持部材を前記帯電部材が前記像担持体を押圧するように付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記保持部材は、
   前記像担持体側に向かって突出し、突出端部が前記両端部と当接する突出部から成る第１の保持部と、
   前記第１の保持部とは前記軸方向に異なる位置で前記両端部と離間して配置され、前記像担持体側に開口を有し、前記両端部に嵌め込まれる溝部から成る第２の保持部と、
   を有し、
   前記第１の保持部は前記第２の保持部よりも前記支軸との摺擦による耐摩耗性が低く、
   前記突出端部が磨耗することにより前記溝部の底部が前記両端部と当接する
   ことを特徴とする帯電装置。
2. 前記第１の保持部は、前記第２の保持部よりも前記軸方向両外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記第１の保持部は、前記第２の保持部よりも肉薄に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
4. 前記帯電部材の前記軸方向両端部の前記像担持体に対する押圧力が、前記第１の保持部が前記両端部と当接するとき目標値よりも大きく、前記第２の保持部が前記両端部と当接するとき前記目標値となることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の帯電装置を備えた画像形成装置。

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