JP6204628B2 - 像担持体ユニットおよびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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、像担持体と、帯電ローラーを清掃する機構を有する帯電装置とをユニット化した像担持体ユニット及びそれを備えた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、印字される画像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、クリーニングブラシやクリーニングローラー等の清掃部材を帯電ローラーの表面に接触させて、帯電ローラーに付着した異物を除去するようにしている。

例えば特許文献１には、クリーニングローラーを帯電ローラーの外周面に圧接した状態で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、クリーニングローラーを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する画像形成装置が開示されている。

特開２００８−８９６３６号公報

上述したような帯電ローラーとそれを清掃する清掃部材を有する構成においては、清掃部材と帯電ローラーのニップ（隙間）は所定間隔（約０．５ｍｍ）に設定されている。ニップが狭くなると、感光体ドラムに対する帯電ローラーの従動回転に対して清掃部材の抵抗が大きくなり、感光体ドラムの表面で帯電ローラーのスリップが発生し帯電不良が発生する。一方、ニップが広くなると清掃部材と帯電ローラーの接触が不安定となり帯電ローラーのクリーニング性が悪化する。

そこで、ニップを安定させるため帯電ローラーとクリーニングブラシの軸受は一体の軸受部材で構成され、軸受部材は感光体ドラムに対して帯電ローラーを密着させるようにバネ等の付勢部材で押圧されている。帯電ローラーは感光体ドラムに対して従動回転し、クリーニングブラシは、ドラム側ギアの駆動力がアイドルギアを介してブラシ側ギアに伝達されることで、帯電ローラーに対して所定の線速差（約８０％）で回転させている。

しかし、クリーニングブラシは感光体ドラムに対して位置決めされていないため、使用環境等の要因により帯電ローラーの外径が変化すると、感光体ドラムに対するクリーニングブラシの回転軸の相対位置が変化し、ブラシ側ギアとアイドルギアのピッチ間寸法が安定し難くなる。そのため、帯電ローラーの外径が小さくなった場合、ブラシ側ギアとアイドルギアとの噛み合いが、各ギアの歯先と歯底（谷）とが突き当たる歯底当たりになり易くなる。その結果、ブラシ側ギアがアイドルギアから受ける反力によりクリーニングブラシの回転軸が浮き上がり、クリーニングブラシと軸受が一体構成である帯電ローラーの感光体ドラムからの跳ね上がり（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、上記問題点に鑑み、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するとともに、帯電ローラーと清掃部材、及び帯電ローラーと像担持体との接触状態も良好に維持可能な像担持体ユニット及びそれを備えた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の第１の構成は、像担持体と、帯電装置と、一対の支持フレームと、を備えた像担持体ユニットである。像担持体は、回転可能であり静電潜像が形成される。帯電装置は、像担持体の外周面に接触しながら従動回転することにより像担持体を帯電させる帯電ローラーと、帯電ローラーの外周面に接触しながら回転することにより帯電ローラーを清掃する清掃部材と、清掃部材及び帯電ローラーの両端部を所定の間隔で回転可能に支持する一対の軸受部材と、軸受部材を像担持体に近づく方向に付勢する付勢部材と、を有する。一対の支持フレームは、像担持体の一端部を回転可能に支持する像担持体軸受部が形成される。像担持体の一端部には出力側ギアが設けられ、清掃部材の回転軸の一端部には出力側ギアに連結される入力側ギアが設けられている。像担持体の出力側ギアが設けられた一端部を支持する第１支持フレームには、像担持体軸受部と、清掃部材の回転軸の入力側ギアが設けられた一端部を回転可能に支持する第１清掃部材軸受部と、が一体形成されている。

本発明の第１の構成によれば、像担持体の出力側ギアが設けられた一端部を支持する像担持体軸受部と、清掃部材の入力側ギアが設けられた一端部を支持する第１清掃部材軸受部とが第１支持フレームに一体形成されるため、出力側ギアと入力側ギアのギアピッチが安定する。その結果、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の発生、及び帯電ローラーのバンディングによる出力画像における横筋の発生を効果的に抑制することができる。

本発明のドラムユニット４０ａ〜４０ｂを搭載した画像形成装置１００の概略構成を示す図 図１における画像形成部Ｐａ付近の部分断面図 本発明の一実施形態に係るドラムユニット４０ａを第１支持フレーム５１ａ側から見た外観斜視図 本実施形態のドラムユニット４０ａを第２支持フレーム５１ｂ側から見た外観斜視図 本実施形態のドラムユニット４０ａを構成する帯電装置２ａの外観斜視図 本実施形態のドラムユニット４０ａの側面断面図 本実施形態のドラムユニット４０ａを長手方向に沿って切断した縦断面図 本実施形態のドラムユニット４０ａに用いられる第１支持フレーム５１ａを内側から見た斜視図 帯電装置２ａ内に配置される第１軸受部材９２ａを内側から見た斜視図 帯電装置２ａ内に配置される第２軸受部材９２ｂを外側から見た斜視図 本実施形態のドラムユニット４０ａの第１支持フレーム５１ａ側の端部周辺の部分斜視図 図１１のドラムユニット４０ａから第１支持フレーム５１ａを取り外した状態を示す部分斜視図 本実施形態のドラムユニット４０ａの第２支持フレーム５１ｂ側の端部周辺の部分斜視図であり、第２支持フレーム５１ｂを取り外した状態を示す図

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、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、本実施形態では、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターで構成されている。

画像形成装置１００の装置本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、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、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられている。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する上記した感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されている。さらに、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して、図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写される。その後、二次転写ローラー９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置７において用紙Ｐ上に定着された後、画像形成装置１００より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回り方向に回転させながら、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、画像形成装置１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されている。用紙Ｐは、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー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、主に継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー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等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー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。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄとが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、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る。次いで露光ユニット４によって画像データに基づいて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データ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ー（現像剤担持体）を備える。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ（図示せず）から各現像装置３ａ〜３ｄに現像剤が補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、露光ユニット４の露光により形成された静電潜像に静電的に付着する。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧を付与する。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラック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。一次転写ローラー６ａ〜６ｄは、一次転写駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８と同一線速で回転駆動される。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、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されている。上記ベルト駆動モーターによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対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ー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。そして、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、定着ローラー対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱および加圧される。これにより、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ー対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ー対１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラー対１５を逆回転させることにより分岐部１４で反転搬送路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ー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トナー像が二次転写ローラー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る。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

次に、上述した画像形成部Ｐａの詳細について説明する。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについては、基本的に画像形成部Ｐａと同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近を拡大して示す部分断面図である。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り方向）に沿って、上述した帯電装置２ａ、現像装置３ａ、一次転写ローラー６ａ、クリーニング装置５ａが配設されている。このうち、一次転写ローラー６ａは、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム１ａと対向する位置に配置されている。

また、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置５ａとはユニット化されている。なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ〜１ｄと、帯電装置２ａ〜２ｄと、クリーニング装置５ａ〜５ｄとから成るユニットを、以下ではドラムユニット４０ａ〜４０ｄと称する。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングするためのクリーニングブラシ２３とを有している。現像装置３ａは、攪拌搬送スクリュー、供給搬送スクリューから成る２本の攪拌搬送部材２４と、磁気ローラー２５と、現像ローラー２６とを有し、現像ローラー２６の表面に担持されたトナーを感光体ドラム１ａ表面に飛翔させて静電潜像をトナー像に現像する。

クリーニング装置５ａは、摺擦ローラー（研磨部材）２７、クリーニングブレード２８、および回収スパイラル２９を有している。摺擦ローラー２７は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動される。摺擦ローラー２７の線速は感光体ドラム１ａの線速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラー２７としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭゴム製でアスカーＣ硬度が５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカーＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラー２７との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード２８が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード２８としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード２８の材質および硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量および圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。

摺擦ローラー２７およびクリーニングブレード２８によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スパイラル２９の回転に伴ってクリーニング装置５ａ（図２参照）の外部に排出される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面にシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等から選択される研磨剤が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

このように摺擦ローラー２７を感光体ドラム１ａに対し速度差を持って回転させることで研磨剤を含む残留トナーによって感光体ドラム１ａの表面を研磨する。そして、摺擦ローラー２７およびクリーニングブレード２８によってドラム表面の水分や放電生成物等を残留トナーと共に除去する。

なお、画像形成装置１００の本体内部のレイアウトは、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向や、用紙Ｐの搬送経路を適切に設定できるのであれば、適宜変更可能である。例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび中間転写ベルト８の回転方向を、本実施形態とは逆にするとともに、ドラムユニット４０ａ〜４０ｄと現像装置３ａ〜３ｄとの位置関係を、本実施形態とは逆にし、これに合わせて用紙Ｐの搬送経路を設定することも勿論可能である。

次に、上述の画像形成装置１００に用いられるドラムユニット４０ａ〜４０ｄについて図３〜図７を用いて説明する。図３及び図４は、それぞれドラムユニット４０ａを支持フレーム５１ａ及び５１ｂ側から見た斜視図、図５は、ドラムユニット４ａを構成する帯電装置２ａの斜視図、図６は、ドラムユニット４０ａを支持フレーム５１ａ側から見た側面図、図７は、ドラムユニット４０ａを長手方向に沿って切断した断面図（図６のＡＡ矢視断面図）である。以下、画像形成部Ｐａに配置されるドラムユニット４０ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置されるドラムユニット４０ｂ〜４０ｄについても同様である。

図３及び図４に示すように、ドラムユニット４０ａは、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置５ａと、ユニット筐体４１を備える。ユニット筐体４１の長手方向の両端部には、感光体ドラム１ａの軸方向両端を回転可能に支持する一対の支持フレーム５１ａ、５１ｂが装着されている。図３に示すように、第１支持フレーム５１ａは感光体ドラム１ａの一端に形成されたドラムフランジ部４３を回転可能に支持している。

また、図４に示すように、第２支持フレーム５１ｂは感光体ドラム１ａのドラム回転軸４４を回転可能に支持している。第２支持フレーム５１ｂには、帯電装置２ａを着脱するための開口部５２が形成されている。

図５に示すように、帯電装置２ａは、帯電ローラー２１と、クリーニングブラシ２３と、帯電ローラー２１とクリーニングブラシ２３とを収容するケース部材９１とを備える。ケース部材９１は、非導電性を有する樹脂で帯電ローラー２１の軸方向に延在するように形成される。帯電ローラー２１は、金属製の回転軸２１ａの外周面にゴム等の弾性層２１ｂ（図７参照）を形成した導電性ゴムローラーからなる。帯電ローラー２１は、感光体ドラム１ａに所定のニップ圧で圧接されており、感光体ドラム１ａの回転に伴い感光体ドラム１ａに従動して回転する。

クリーニングブラシ２３は、回転軸２３ａの外周面に導電性のナイロン等の樹脂で形成されたブラシ部２３ｂ（図７参照）が突出している。クリーニングブラシ２３は、ブラシ部２３ｂを帯電ローラー２１の外周面に接触させた状態で回転することにより帯電ローラー２１に付着しているトナーや紙粉等を除去する。クリーニングブラシ２３の回転軸２３ａの一端にはブラシ側ギア８０が固定されている。なお、クリーニングブラシ２３に代えて、ゴムや樹脂のスポンジ状のローラーから成るクリーニングローラーを用いてもよい。

帯電ローラー２１とクリーニングブラシ２３の軸方向の両端部側には、一対の軸受部材９２ａ、９２ｂが配置されている。第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂは、帯電ローラー２１の回転軸２１ａ及びクリーニングブラシ２３の回転軸２３ａを回転可能に支持する。軸受部材９２ａ、９２ｂは導電性を有する樹脂で形成されている。

図７に示すように、ケース部材９１と第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂの間には一対のコイルバネ７６が配置されている。コイルバネ７６は、第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂの下部に当接するとともにケース部材９１内の底壁に当接している。コイルバネ７６は、軸受部材９２ａ、９２ｂを介して帯電ローラー２１を感光体ドラム１ａ側（図７の上方向）に付勢している。このコイルバネ７６の付勢力によって、帯電ローラー２１が感光体ドラム１ａの表面に均一に圧接され、感光体ドラム１ａの回転に伴い帯電ローラー２１が従動回転する。

図８は、第１支持フレーム５１ａを内側（感光体ドラム１ａ側）から見た斜視図、図９は、第１軸受部材９２ａを内側（帯電ローラー２１側）から見た斜視図、図１０は、第２軸受部材９２ｂを外側（帯電ローラー２１と反対側）から見た斜視図である。図８に示すように、第１支持フレーム５１ａには、感光体ドラム１ａのドラムフランジ部４３を回転可能に支持するドラム軸受部８５と、アイドルギア８２（図７参照）を回転可能に支持する固定軸８６と、クリーニングブラシ２３の回転軸２３ａを回転可能に支持する第１ブラシ軸受部８７と、が一体形成されている。また、第１支持フレーム５１ａの３箇所にはユニット筐体４１の係合穴（図示せず）に係合する係止爪９３が形成されている。

なお、ここでは図示しないが、感光体ドラム１ａの他端側に配置される第２支持フレーム５１ｂには固定軸８６、第１ブラシ軸受部８７は形成されていない。第２支持フレーム５１ｂには、開口部５２（図４参照）と、感光体ドラム１ａのドラム回転軸４４を支持するドラム軸受部８５と係止爪９３が形成されている。

図９及び図１０に示すように、第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂには、帯電ローラー２１の回転軸２１ａを回転可能に支持するローラー軸受部８８と、クリーニングブラシ２３の回転軸２３ａを回転可能に支持する第２ブラシ軸受部８９と、が一体形成されている。また、第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂの下面にはコイルバネ７６（図７参照）が当接するバネ台座９５が形成されている。ローラー軸受部８８の内径は回転軸２１ａの外径と略同一径である。なお、図１０のように帯電ローラー２１と反対側から見た状態では、第２軸受部材９２ｂのローラー軸受部８８はカバー９３で覆われており、軸受穴は目視できない。

また、第１支持フレーム５１ａ側に配置される第１軸受部材９２ａでは、第２ブラシ軸受部８９の内径がクリーニングブラシ２３の回転軸２３ａの外径に比べて若干大きく形成されており、回転軸２３ａが径方向に移動可能となっている。一方、第２支持フレーム５１ｂ側に配置される第２軸受部材９２ｂでは、第２ブラシ軸受部８９の内径は回転軸２３ａの外径と略同一径である。

図１１は、ドラムユニット４７の第１支持フレーム５１ａ側の端部周辺の部分斜視図であり、図１２は、図１１の状態から第１支持フレーム５１ａを取り外した状態を示す部分斜視図である。図１３は、ドラムユニット４７の第２支持フレーム５１ｂ側の端部から第２支持フレーム５１ｂを取り外した状態を示す部分斜視図である。必要に応じて図５〜図１０を参照しながら、図１１〜図１３を用いてクリーニングブラシ２３の駆動機構について説明する。

図１１に示すように、感光体ドラム１ａの一端に形成されたドラムフランジ部４３は、第１支持フレーム５１ａに形成されたドラム軸受部８５に回転可能に支持されている。また、ブラシ側ギア８０が固定されたクリーニングブラシ２３の回転軸２３ａの一端は、第１支持フレーム５１ａに形成された第１ブラシ軸受部８７に回転可能に支持されている。

図１２に示すように、ドラム側ギア４５の回転駆動力を第１ブラシ軸受部８７に伝達するアイドルギア８２が、第１支持フレーム５１ａに一体形成された固定軸８６に支持されている。さらに、帯電ローラー２１の回転軸２１ａとクリーニングブラシ２３の回転軸２３ａを回転可能に支持する第１軸受部材９２ａがコイルバネ７６によって感光体ドラム１ａに接近する方向に付勢されている。

図１３に示すように、感光体ドラム１ａの他端から突出するドラム回転軸４４は、第２支持フレーム５１ｂに形成されたドラム軸受部８５（図７参照）に回転可能に支持されている。また、帯電ローラー２１とクリーニングブラシ２３の他端部は第２軸受部材９２ｂによって回転可能に支持され、第２軸受部材９２ｂはコイルバネ７６によって感光体ドラム１ａに接近する方向に付勢されている。

つまり、クリーニングブラシ２３の回転軸２３ａは、第１支持フレーム５１ａ側においては第１支持フレーム５１ａに一体形成された第１ブラシ軸受部８７によって位置決めされている（図７の破線円Ｓ１）。一方、第２支持フレーム５１ｂ側においては第２軸受部材９２ｂに一体形成された第２ブラシ軸受部８９によって位置決めされている（図７の破線円Ｓ２）。

図１２のような駆動機構を備える帯電装置２ａにおいて、感光体ドラム１ａが回転すると、帯電ローラー２１は、一対のコイルバネ７６の付勢力によって第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂを介して感光体ドラム１ａの表面に略均一に圧接され、感光体ドラム１ａに従動して回転する。また、感光体ドラム１ａの回転に伴いドラム側ギア４５が回転すると、ドラム側ギア４５に噛合するアイドルギア８２、ブラシ側ギア８０が回転する。ドラム側ギア４５の回転駆動力はブラシ側ギア８０に伝達され、この回転駆動力によってクリーニングブラシ２３は第１支持フレーム５１ａの第１ブラシ軸受部８７、第２軸受部材９２ｂの第２ブラシ軸受部８９に支持された状態で、帯電ローラー２１に対して線速差をもって回転駆動される。これにより、帯電ローラー２１に付着しているトナーや紙粉等が除去される。

上記の構成によれば、感光体ドラム１ａのドラム側ギア４５が設けられた一端部を支持するドラム軸受部８５、クリーニングブラシ２３（回転軸２３ａ）のブラシ側ギア８０が設けられた一端部を支持する第１ブラシ軸受部８７、アイドルギア８２を支持する固定軸８６が第１支持フレーム５１ａに一体形成される。そのため、ドラム側ギア４５、アイドルギア８２、ブラシ側ギア８０のギアピッチが安定する。その結果、駆動機構側における帯電ローラー２１のバンディングの発生、及び帯電ローラー２１のバンディングによる出力画像における横筋の発生を効果的に抑制することができる。

また、帯電ローラー２１の回転軸２１ａを支持する第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂはコイルバネ７６によって感光体ドラム１ａ側に付勢されているため、感光体ドラム１ａの軸方向における帯電ローラー２１の接触状態も均一となる。従って、感光体ドラム１ａの軸方向の帯電ムラも抑制することができる。

また、第１軸受部材９２ａ、第２軸受部材９２ｂにより帯電ローラー２１とクリーニングブラシ２３とが所定のピッチで支持されるため、帯電ローラー２１とクリーニングブラシ２３のニップ（接触状態）も安定する。従って、クリーニングブラシ２３を用いて帯電ローラー２１に付着した汚れを良好に除去することができる。

なお、上述したように、第１支持フレーム５１ａ側に配置される第１軸受部材９２ａは、第２ブラシ軸受部８９の内面とクリーニングブラシ２３の回転軸２３ａの外周面との間に隙間が形成されている（図７の破線円Ｓ３）。これにより、第１軸受部材９２ａは帯電ローラー２１の外径変化に応じて隙間の範囲で径方向に移動可能となっており、帯電ローラー２１の外径が小さくなったときの感光体ドラム１ａからの帯電ローラー２１の浮き上がりや、帯電ローラー２１の外径が大きくなったときの感光体ドラム１ａに対する帯電ローラー２１の圧接力の上昇が発生するおそれはない。

さらに、第２支持フレーム５１ｂには開口部５２（図４参照）が形成されているため、開口部５２から帯電装置２ａをユニット筐体４１に対して軸方向に引き出し、或いは挿入することができる。従って、帯電装置２ａの交換作業やメンテナンス作業も容易となる。

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、クリーニングブラシ２３が軸方向に往復移動せず回転のみ行う帯電装置２ａについて説明したが、例えばクリーニングブラシ２３が回転しながら軸方向に往復移動する場合にも、クリーニングブラシ２３の回転軸２３ａを第１支持フレーム５１ａの第１ブラシ軸受部８７で位置決めすることで、帯電ローラー２１のバンディングを効果的に防止することができる。

また本発明は、図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、感光体ドラムと帯電装置がユニット化されたドラムユニットを備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、帯電ローラーと清掃部材とを有する帯電装置を備えた像担持体ユニットに利用可能である。本発明の利用により、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するとともに、帯電ローラーと清掃部材、及び帯電ローラーと像担持体との接触状態も良好に維持可能な像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

Claims (5)

1. 静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
   該像担持体の外周面に接触しながら従動回転することにより前記像担持体を帯電させる帯電ローラーと、該帯電ローラーの外周面に接触しながら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の両端部を所定の間隔で回転可能に支持する一対の軸受部材と、該軸受部材を前記像担持体に近づく方向に付勢する付勢部材と、を有する帯電装置と、
   前記像担持体の一端部を回転可能に支持する像担持体軸受部が形成された一対の支持フレームと、
   を備え、
   前記像担持体の一端部には出力側ギアが設けられ、
   前記清掃部材の回転軸の一端部には前記出力側ギアに連結される入力側ギアが設けられており、
   前記像担持体の前記出力側ギアが設けられた一端部を支持する第１支持フレームには、前記像担持体軸受部と、前記清掃部材の回転軸の前記入力側ギアが設けられた一端部を回転可能に支持する第１清掃部材軸受部と、が一体形成されていることを特徴とする像担持体ユニット。
2. 前記軸受部材は、前記帯電ローラーの回転軸の一端部を回転可能に支持するローラー軸受部と、前記清掃部材の回転軸の一端部を回転可能に支持する第２清掃部材軸受部と、が所定の間隔で一体形成されており、
   前記清掃部材の回転軸の前記入力側ギアが設けられた一端部を支持する第１軸受部材は、前記第２清掃部材軸受部の内径が前記清掃部材の回転軸の外径よりも大きく、
   前記清掃部材の回転軸の前記入力側ギアと反対側の一端部を支持する第２軸受部材は、前記第２清掃部材軸受部の内径が前記清掃部材の回転軸の外径と略同一径であることを特徴とする請求項１に記載の像担持体ユニット。
3. 前記像担持体の前記出力側ギアと反対側の一端部を支持する第２支持フレームには、前記帯電装置を軸方向に着脱するための開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の像担持体ユニット。
4. 前記出力側ギアと前記入力側ギアに連結され、前記出力側ギアの回転駆動力を前記入力側ギアに伝達するアイドルギアが設けられており、
   前記アイドルギアを回転可能に支持する固定軸が前記第１支持フレームに一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の像担持体ユニット。
5. 請求項１に記載の像担持体ユニットを備えた画像形成装置。

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