JP5935483B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体を帯電させる帯電ローラを備えた画像形成装置に関する。

一般的に、電子写真方式を採用した画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体の帯電後、その周面に、画像データに基づくトナー像が形成される。このトナー像は、用紙等の記録媒体に転写後、該記録媒体上に定着させられ、これによって、印刷物が完成する。

像担持体の帯電方式には、主として、非接触帯電方式と接触帯電方式がある。非接触方式には、コロナ放電に基づくコロトロン方式およびスコロトロン方式がある。それに対し、接触帯電方式には、微小空隙での火花放電（近接放電ともいう）に基づくローラ帯電方式およびブラシ帯電方式がある。

非接触方式ではコロナ放電によりオゾンが発生する。それゆえ、非接触方式を採用する場合、画像形成装置には、ダクトやファン等から構成される、オゾンの排気システムが必要となる。その結果、画像形成装置が高コスト化および大型化する。

非接触方式に対し、接触方式ではオゾンは発生しないので、画像形成装置には排気システムが不要となる。このメリットにより、接触方式はローエンドのプリンタで多く採用されている。さらに、近年、接触方式は、帯電安定性も向上してきたため、高速領域のオフィス向けＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）でも採用されつつある。

接触方式で実用化されているものにローラ帯電方式がある。帯電ローラは、像担持体と近接した状態で放電するので、その表面状態（凹凸、汚れ、材料の不均一等）の影響を受けやすい。この影響により、像担持体では帯電ムラが発生するので、帯電ローラは像担持体に対し一定速度で従動回転することが求められる。

一般的に、像担持体に対する帯電ローラの圧接力を大きくすると、帯電ローラは像担持体の回転に対し少ないスリップ量で良好に従動回転する。換言すると、従動性が向上する。例えば、下記特許文献１では、感光体ドラム、帯電ローラおよびスポンジ部材の各回転中心が同一直線上に配置され、帯電ローラおよびスポンジ部材が像担持体の回転中心方向に付勢される。

特開２００７−１２１５４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、圧接力を大きくすることで従動性を向上させているため、帯電ローラによる像担持体への負荷が大きくなる。その結果、像担持体の摩耗量が増加し、その寿命が低下するという問題点がある。

また、帯電ローラの像担持体への密着度が上がるので、像担持体に付着した汚れ等が帯電ローラの表面にも付着しやすくなる。この汚れの付着は、帯電ローラの放電ムラの原因となる。また、高速化に対応するには、さらに大きな圧接力が必要となるので、画像形成装置を高速化しようとすればするほど、放電ムラは激しくなる。

それゆえに、本発明の目的は、像担持体への帯電ローラの圧接力を小さくしつつ、従動性を向上可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、画像形成装置であって、予め定められた回転方向に回転する像担持体と、前記像担持体に接触しており、該像担持体の回転により従動回転して、該像担持体の周面を帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラを所定の付勢方向に付勢する付勢手段と、前記帯電ローラを押圧しており、回転することにより該帯電ローラを清掃する清掃ローラと、を備え、前記清掃ローラは、前記像担持体と前記帯電ローラとの接触位置を基準として、該帯電ローラの回転方向の下流側に１８０°以上２７０°以下の角度だけ回転させた位置に配置されており、前記所定の付勢方向は、前記帯電ローラの回転中心から前記像担持体の回転中心へと向かう方向を基準として、該像担持体の回転方向の下流側に傾いており、前記清掃ローラの押圧方向は、該清掃ローラの回転中心から前記帯電ローラの回転中心へと向かう方向を基準として、該帯電ローラの回転方向の下流側に傾いている。

上記局面によれば、像担持体への帯電ローラの押圧力を小さくしつつ、該像担持体との従動回転性を向上させることが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の要部を示す模式図である。 図１に示すイメージングユニットの拡大図である。 （Ａ）は、図２に示す像担持体、帯電ローラおよび清掃ローラの模式図であり、（Ｂ）は、付勢手段の詳細な構成を示す模式図であり、（Ｃ）は、同図（Ｂ）の付勢手段による付勢方向を示す模式図である。 （Ａ）は、第一比較例の像担持体、帯電ローラおよび清掃ローラの模式図であり、（Ｂ）は、付勢手段の詳細な構成を示す模式図であり、（Ｃ）は、同図（Ｂ）の付勢手段による付勢方向を示す模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、第二、第三および第四実施形態の帯電ローラを示す模式図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、第二、第三および第四比較例の帯電ローラを示す模式図である。 傾斜角度を示す模式図である。 （Ａ）は、本実施形態に係る清掃ローラの配置位置を示す模式図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は清掃ローラの配置位置の具体例を示す模式図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、比較例に係る清掃ローラの配置位置を示す模式図である。 清掃ローラの押圧方向を例示する模式図である。

（はじめに）
以下、本発明の各実施形態に係る画像形成装置の説明を行う。まず、各図において、Ｘ軸は画像形成装置の左右方向（横方向）を示し、Ｙ軸は画像形成装置の前後方向（奥行き方向）を示し、Ｚ軸は画像形成装置の高さ方向を示す。

また、参照符号の後に記載されたアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を表す添え字である。例えば、感光体ドラム２１ａはイエロー用の感光体ドラム２１を意味する。また、ａ〜ｄの添え字が無い参照符号はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色用であることを意味する。例えば、感光体ドラム２１は、各色用の感光体ドラム２１を意味する。

（第一実施形態）
次に、図１，図２を参照して、第一実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成および動作について説明する。まず、図１において、画像形成装置は、例えば、電子写真方式を採用したタンデム型のフルカラーＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。

画像形成装置は、本体内部のほぼ中央部に、中間転写ベルト１１を備えている。中間転写ベルト１１は、ローラ１２、テンションローラ１３、ガイドローラ１４の外周部に掛け渡され、点線矢印αで示す反時計回りの方向に回転駆動する。また、中間転写ベルト１１の左端には、中間転写ベルト１１のクリーニングユニット１５が設けられている。

中間転写ベルト１１の真下には、イメージングユニット２ａ〜２ｄが、左から右へとこの順番で配列される。図２に拡大して示すように、イメージングユニット２は、像担持体としての感光体ドラム２１を有する。イメージングユニット２は、感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向（点線矢印βで示す方向）に沿って順に、帯電ローラ２２と、現像器２４と、クリーニングユニット２６と、をさらに有する。また、帯電ローラ２２の周面上には、帯電ローラの清掃ローラ２８が設けられている。また、イメージングユニット２の下方には、図示しないレーザ走査光学系が配置される。

再度図１を参照する。中間転写ベルト１１を挟んで、各感光体ドラム２１と対向する位置に、一次転写ローラ３０が設けられる。さらに、中間転写ベルト１１を挟んでローラ１２と対向する位置に、二次転写ローラ１６が圧接されている。これにより、二次転写ローラ１６と中間転写ベルト１１との間に、二次転写領域１７としてのニップが形成される。

画像形成装置は、本体の下段に、図示しない給紙カセットが着脱可能に配置される。給紙カセット内に積載された記録媒体（典型的には用紙）は、回転する給紙ローラによって一枚ずつ引き出されて、点線矢印γで示す搬送経路（以下、搬送経路γと記す）に送り出される。

搬送経路γは、給紙カセットから、タイミングローラ対１８、二次転写領域１７、図示しない定着ユニット等を通って図示しない排紙トレイまで延びている。給紙カセットから送り出された用紙は、タイミングローラ対１８まで搬送され、ここで一旦停止させられる。一旦停止した用紙は、タイミングローラ対１８の回転制御により、所定のタイミングで二次転写領域１７に送り出される。

次に、画像形成装置の概略的な動作について説明する。画像形成装置において、帯電ローラ２２は、回転する感光体ドラム２１を帯電させる。また、レーザ走査光学系において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの発光素子が、対応する色のデジタル画像信号により駆動される。これに応じて、各発光素子からは、デジタル画像信号で変調された光ビームＢが出射される。

光ビームＢは、ポリゴンミラーや走査レンズ等を介して、対応する感光体ドラム２１の周面に照射され、各色の静電潜像が形成される。また、各現像器２４は、内蔵の現像ローラにより、対応色のトナーを、回転する感光体ドラム２１の周面に供給する。これによって、各現像器２４対応する感光体ドラム２１の周面に形成された静電潜像を現像して、対応色のトナー像を形成する。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像は、対応する一次転写ローラ３０の作用により、回転駆動される中間転写ベルト１１上に重なり合うように一次転写される。これによって、中間転写ベルト１１上に合成トナー像が形成される。合成トナー像は、中間転写ベルト１１の回転駆動により、二次転写領域１７に向けて搬送される。

また、搬送経路γに送り出された用紙は、タイミングローラ対１８によって、合成トナー像が二次転写領域１７に達するタイミングに合わせて、二次転写領域１７へと送り出される。また、二次転写ローラ１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加される。これにより、二次転写領域１７において、合成トナー像が中間転写ベルト１１から用紙に二次転写される。合成トナー像が転写された用紙は、搬送経路γを通って定着ユニットに搬送され定着処理された後、排紙ローラ対から排紙トレイに排出される。

次に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照して、本実施形態の特徴であるローラ帯電方式について説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）において、感光体ドラム２１は、より具体的に説明すると、画像形成装置の縦方向に延在しており、画像形成時に、Ｙ軸に平行な回転軸Ａ２１を中心に、点線矢印βで示す方向（つまり時計周り）に回転する。

帯電ローラ２２は、画像形成装置の縦方向に延在し、感光体ドラム２１の周面に接触するように配置されている。帯電ローラ２２は、感光体ドラム２１の回転に従動して、Ｙ軸に平行な回転軸Ａ２２を中心に、点線矢印δで示す方向（つまり反時計周り）に回転する。また、帯電ローラ２２において、金属製の回転軸Ａ２２は電源回路に接続される。

清掃ローラ２８は、画像形成装置の縦方向に延在し、帯電ローラ２２の周面に接触するように配置されている。この清掃ローラ２８としては、帯電ローラ２２の回転に従動して、Ｙ軸に平行な回転軸Ａ２８を中心に、帯電ローラ２２と逆方向（感光体ドラム２１とは同方向）に回転する。

画像形成時に、回転軸Ａ２２には電源回路により電流または電圧が印加されると、感光体ドラム２１および帯電ローラ２２間の電位差により、これらのニップ近傍の微小空隙において火花放電が発生し、これにより、帯電ローラ２２は、感光体ドラム２１の周面が所定電位となるように均一に帯電させる。また、清掃ローラ２８は、回転する帯電ローラ２２の周面上の付着物（汚れ等）を除去する。

以上の帯電ローラ２２は、図３（Ｂ）に示す付勢手段３２により、付勢方向εに付勢され、感光体ドラム２１を押圧する。具体的には、帯電ローラ２２は、付勢手段３２を構成する二個の軸受３２ａ，３２ｂにより回転可能に支持される。帯電ローラ２２は、軸受３２ａ，３２ｂと共に、ガイド３２ｃ内に収容され、後方よりバネ３２ｄにより付勢方向εに付勢される。

ここで、図３（Ｃ）に示すように、帯電ローラ２２の回転軸Ａ２２の中心から、感光体ドラム２１の回転軸Ａ２１の中心への向かう方向を、方向ζとすると、付勢方向εは、方向ζを基準として、感光体ドラム２１の回転方向βの下流側に傾くように、付勢手段３２は設計される。この構成により、帯電ローラ２２の感光体ドラム２１に対する圧接力Ｆａを小さくしつつ、該感光体ドラム２１との従動性を向上させることが可能となる。

上記構成の具体的な作用を、図３（Ｃ）を参照して説明する。帯電ローラ２２は感光体ドラム２１に従動して回転するので、帯電ローラ２２において感光体ドラム２１との接触位置には接線方向の力（以下、従動回転力という）Ｆ’が加わる。これに加え、本実施形態では、付勢手段３２により、帯電ローラ２２には付勢方向εの力Ｆが与えられる。力Ｆは、感光体ドラム２１の回転中心に向かう力（以下、圧接力という）Ｆａと、力Ｆ’と同方向の力（以下、回転補助力という）Ｆｂと、に分解することができる。

上記の回転補助力Ｆｂが、帯電ローラ２２の回転時に従動回転力Ｆ’に加わるため、感光体ドラム２１に対する帯電ローラ２２の従動性が向上する。これによって、感光体ドラム２１における帯電ムラを抑制することが可能となる。また、本実施形態では、従動回転力Ｆ’自体を大きくするのではなく、回転補助力Ｆｂにより従動性を向上させている。換言すると、本実施形態では、感光体ドラム２１に大きな圧接力Ｆａを加えることが不要となる。したがって、圧接力Ｆａを小さく抑えることが可能となり、これによって、感光体ドラム２１の摩耗量が低減し、その寿命を長くすることが可能となる。

ここで、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態との対比のための第一比較例（つまり、特許文献１）の配置関係、付勢手段の構成、および付勢方向を示す。図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第一比較例において、第一実施形態と相違するのは、帯電ローラ４０２の付勢方向εが感光体ドラム４０１の回転中心の方向である点のみである。この構成では、図４（Ｃ）に示すように、付勢力Ｆが圧接力Ｆａとなるため、感光体ドラム４０１に大きな圧接力Ｆａを与えることが可能となる。これにより帯電ローラ４０２の従動性を向上させている。その一方で、大きな圧接力Ｆａにより感光体ドラム４０１への負荷が大きくなる。その結果、感光体ドラム４０１の摩耗量が増加し、その寿命が低下するという問題点があった。また、帯電ローラ４０２と感光体ドラム４０１の密着性が上がるので、感光体ドラム４０１に付着した汚れ等が帯電ローラ４０２の表面にも付着しやすくなる。汚れ等の付着は、帯電ローラ４０２の放電ムラの原因となってしまう。

（他の実施形態）
図５（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、第二、第三および第四実施形態の帯電ローラを示している。第二、第三および第四実施形態は、第一実施形態と比較すると、帯電ローラ２１および清掃ローラ２８が、感光体ドラム２１の回転軸Ａ２１を中心として反時計回りに９０°、１８０°および２７０°に位置に設けられる点で相違する。これらの実施形態もまた、第一実施形態と同様の効果を奏する。このように、帯電ローラ２１等の設置位置に実質的に制約が無いので、画像形成装置の設計自由度が上がり、小型化も容易になる。

また、図６（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、第二、第三および第四比較例の帯電ローラ、清掃ローラおよび付勢手段を示している。この第二、第三および第四比較例は、第一比較例（図４（Ａ）を参照）と比較すると、帯電ローラ、清掃ローラおよび付勢手段が、感光体ドラムの回転軸を中心として反時計回りに９０°、１８０°および２７０°に位置に設けられる点で相違する。

本願発明者は、第一比較例、第三比較例と対比しつつ、第一実施形態、第三実施形態の技術的効果を評価した。評価手法の概要は、下記の（１）〜（３）の工程である。
（１）図２のイメージングユニットを改造したものを駆動し、ハーフトーン画像の現像
（２）上記（１）で現像したハーフトーン画像をＡ４サイズの用紙で印刷出力
（３）上記（２）の印刷物におけるスリップによる帯電ムラの発生度合を官能評価

発生度合は四段階のレベルで示される。具体的には、帯電ムラの発生度合が５％以下の場合は、最上の評価レベルとして◎が付けられる。また、５％超１０％以下の場合には次位の評価レベル○が、１０％超３０％以下の場合には第三位の評価レベル△が、３０％超の場合には最下位の評価レベル×が付けられる。

また、具体的な帯電条件は下記の通りである。まず、帯電ローラとしては、外径１２ｍｍ、軸径８ｍｍ、弾性層２ｍｍを有するものが用いられる。弾性層の材質は、エピクロルヒドリンゴムである。また、弾性層の表層には、粗さ粒子を混合した抵抗調整層が形成される。帯電ローラには、直流バイアスに交流バイアスを重畳した帯電バイアス電圧が、定電圧制御により印加される。この帯電バイアス電圧は、電圧中心が−５００Ｖ、ピーク間電圧が１５００Ｖ、周波数が１ｋＨｚの正弦波である。

他のパラメータとして、プロセス速度Ｖｐ、付勢力Ｆおよび傾斜角度θが変更される。プロセス速度Ｖｐは、感光体ドラムに対する帯電ローラの従動性を示すパラメータである。プロセス速度Ｖｐが速いほど、帯電ローラと感光体ドラムの間の摩擦力よりも駆動モータにより感光体ドラムのモーメントが大きくなる。よって、感光体ドラムに対する帯電ローラの従動回転性が低下する。今回の評価では、１００ｍｍ／ｓから３００ｍｍ／ｓまでの速度領域につき評価が実施された。

付勢力Ｆは、感光体ドラムへの圧接力Ｆａと、帯電ローラへの回転補助力とに関係するパラメータである。バネ荷重による総圧を１０Ｎまたは１５Ｎする。なお、例えば第一実施形態と第三実施形態とでは、帯電ローラや付勢手段の自重による力が異なるので、これを考慮する必要があるが、今回の評価は、帯電ローラに加わる付勢力Ｆの総圧に基づき実施された。

また、傾斜角度θは、図７に示すように、帯電ローラ２２の回転中心から感光体ドラム２１の回転中心に向かう方向ζに対する付勢方向εの角度である。この傾斜角度θもまた、付勢力Ｆの場合と同様に、圧接力Ｆａおよび回転補助力に関係するパラメータである。傾斜角度θについては、５°〜４５°の範囲内の四水準で評価が実施された。評価を４５°までに制限したのは、付勢力Ｆを分解した場合、図７に示すように、回転補助力Ｆｂ（＝Ｆ×ｓｉｎθ）が圧接力Ｆａ（＝Ｆ×ｃｏｓθ）を上回るからである。より具体的には、従動性には、圧接力Ｆａが最も大きく寄与するため、圧接力Ｆａは回転補助力Ｆｂよりも大きい必要がある。圧接力Ｆａが低下すると、従動性も低下する。他にも、帯電ローラ２２および感光体ドラム２１の外径等の構造的制約もあるため、評価は４５°までに制限された。

以上の条件による評価結果を表１に示す。

表１に示す評価結果より、第一および第三実施形態は、第一および第三比較例に対して、スリップによる帯電ムラの発生を抑制する効果を奏することが分かる。特に、従動性が低下する高速領域では、第一および第三実施形態ではスリップによる帯電ムラの発生度合が少なく、良好な効果を得ることが出来ることが判明した。換言すると、第一および第三実施形態は、高速な画像形成装置にも対応可能であることが判明した。

また、表１の評価結果より、第三実施形態の方がスリップによる帯電ムラの発生を抑制可能であることが分かる。つまり、帯電ローラおよび付勢手段等の自重により、帯電ローラへの付勢力Ｆを大きくした方が、従動性の観点から好ましい。

また、第一実施形態および第一比較例の帯電ローラに同一の付勢力Ｆを与えた場合、第一実施形態の方が、スリップによる帯電ムラの発生度合が少なく、従動性が良好である。また、傾斜角度θについては、４５°に近づけるほど回転補助力Ｆｂが大きくなるので、スリップによる帯電ムラの発生度合が少なく、従動性が良好になる。

また、本願出願人は、第一から第四実施形態の耐久による影響も評価した。また、対比のために、第一比較例から第四比較例についても同様の評価が実施された。評価手法の概要は、下記の（１）〜（３）の工程である。
（１）図２のイメージングユニットを改造したものを駆動し、繰り返し現像させて耐久
（２）上記（１）の耐久後に、ハーフトーン画像をＡ３サイズの用紙で印刷出力
（３）上記（２）の印刷物から、帯電ローラの汚れによる帯電ムラの発生度合を官能評価

発生度合は四段階のレベルで示される。具体的には、Ａ３サイズの用紙内で濃度変動が３％以下の場合は、最上の評価レベルとして◎が付けられる。また、３％超５％以下の場合には次位の評価レベル○が、５％超１０％以下の場合には第三位の評価レベル△が、１０％超の場合には最下位の評価レベル×が付けられる。

上記（１）での耐久条件は、システム速度Ｖｐが１００ｍｍ／ｓで、約４０時間である。また、具体的な帯電条件は前述同様である。また、付勢力Ｆは１５Ｎおよび２０Ｎであり、傾斜角度θは４５°のみである。

以上の条件による評価結果を表２に示す。

表２の評価結果に示す通り、付勢力Ｆが２０Ｎの場合、全比較例で評価レベルが×であるのに対し、全実施形態で評価レベルは○または△であった。全比較例で×となり、ハーフトーン画像に激しいノイズが発生した理由は、耐久による感光体ドラム上のトナー等の汚れが帯電ローラに付着し、その結果、帯電ムラが発生したためであると考えられる。それに対し、全実施形態では、感光体ドラムへの帯電ローラの圧接力Ｆａが小さいため、帯電ローラが汚れ難くなっており、その結果、良好な評価レベルが得られたと考えられる。

また、本願発明者は、耐久後に、第一実施形態の感光体ドラムの摩耗量と、第一比較例のそれとを測定した。感光体ドラム１００ｋ回転あたりの摩耗量は、第一比較例では１．２μｍであったが、第一実施形態では約５０％減の０．６μｍであった。ここで、第一比較例における帯電ローラの圧接力Ｆａを１とすると、第一実施形態のそれは、約３０％減の約０．７となる。第一実施形態によれば、帯電ローラの圧接力Ｆａの減少以上に、摩耗量が減少していることが分かる。摩耗量が減少したのは、帯電ローラの圧接力Ｆａの低下により、感光体ドラムと帯電ローラとの摩擦が減少したためと考えられる。

（第一から第四実施形態の清掃ローラの構成）
清掃ローラ２８は、例えば、１０ｍｍの外径を有し、径６ｍｍの軸と、該軸の周囲に厚さ２ｍｍの発泡層を有している。この清掃ローラ２８は、帯電ローラ２２の周面に接触しており、該帯電ローラ２２の回転に対し従動回転する。この清掃ローラ２８は、図３（Ｂ）に示すように、帯電ローラ２２と同一の軸受３２ａ，３２ｂにより、該帯電ローラ２２の回転中心の方向に押圧するように支持される。清掃ローラ２８は、他にも、軸受３２ａ，３２ｂとは別の軸受により支持されても構わない。

清掃ローラ２８の帯電ローラ２２に対する位置や、清掃ローラ２８が帯電ローラ２２に与える押圧力により、帯電ローラ２２が感光体ドラム２１に与える圧接力Ｆａおよび回転補助力Ｆｂが変わってくる。ここで、図８（Ａ）に示すように、清掃ローラ２８の回転中心と帯電ローラ２２の回転中心とを結ぶ線を中心線Ｌ１とし、また、中心線Ｌ１に対し垂直で帯電ローラ２２の回転中心を通過する線を中心線Ｌ２とする。この時、清掃ローラ２８は、感光体ドラム２１と帯電ローラ２２との接触位置を基準として、帯電ローラ２２の回転方向の下流側に１８０°以上２７０°以下の範囲内で、帯電ローラ２２の周面に接触することが好ましい。

上記のような接触位置において、清掃ローラ２８は、帯電ローラ２２の回転中心の方向に押圧する。清掃ローラ２８の押圧力Ｆ”は、図８（Ｂ）に示すように、前述の圧接力Ｆａと同方向の力（以下、圧接補助力という）Ｆａ”と、回転補助力Ｆｂと同方向の力（以下、第二回転補助力という）Ｆｂ”と、に分解することができる。これら圧接補助力Ｆａ”および第二回転補助力Ｆｂ”により、帯電ローラ２２の従動性がさらに向上させることが可能となり、感光体ドラム２１の帯電ムラを抑えることも可能となる。

また、図８（Ｃ）に示すように、感光体ドラム２１と帯電ローラ２２との接触位置から２７０°の位置で、清掃ローラ２８が帯電ローラ２２に接触している場合、清掃ローラ２８の押圧力の全てを第二回転補助力Ｆｂ”に用いることが可能となるので、さらに好ましい。

また、図８（Ｄ）に示すように、感光体ドラム２１と帯電ローラ２２との接触位置から１８０°の位置で、清掃ローラ２８が帯電ローラ２２に接触している場合、清掃ローラ２８の押圧力の全てを圧接補助力Ｆａ”に用いることが可能となる。

ここで、図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、帯電ローラ４０２の回転方向の下流側に１８０°以上２７０°以下の範囲外に設けられた清掃ローラ４０３を示している。

図９（Ａ）において、清掃ローラ４０３は、１８０°未満の位置に設けられ、帯電ローラ４０２の回転中心に向けて該帯電ローラ４０２を押圧する。この押圧力Ｆ”は、回転補助力Ｆｂと逆向きの成分を含むため、回転補助力Ｆｂを弱めてしまう。その結果、従動性を低下させてしまう。

図９（Ｂ）において、清掃ローラ４０３は、２７０°超の位置に設けられ、帯電ローラ４０２の回転中心に向けて該帯電ローラ４０２を押圧している。この場合、押圧力Ｆ”は、回転補助力Ｆｂと同方向の成分を含むため、従動性を向上させることは可能となる。しかし、力Ｆ”は圧接力Ｆａと逆向きの成分を含むため、圧接力Ｆａそのものを弱めてしまうため、本実施形態の基本的な考え方（帯電ローラが感光体ドラムに押圧する）に反することになる。また、図９（Ｂ）の場合、清掃ローラ４０３が感光体ドラム４０１に接触しやすくなるという構造上の課題も生じる。

（清掃ローラの押圧方向の第一例）
また、清掃ローラ２８は、帯電ローラ２２の回転中心の方向に該帯電ローラ２２を押圧することが好ましい。これにより、清掃ローラ２８の押圧力を帯電ローラ２２へと効率的に伝達することが可能となる。さらに、帯電ローラ２２に対する清掃ローラ２８の従動性が向上するため、帯電ローラ２２を確実に清掃することが可能となる。

ここで、例えば、清掃ローラ２８の軸が軸受け３２ａ，３２ｂにより支持される場合、清掃ローラ２８の軸と帯電ローラ２２の軸の間の距離は固定値となり、さらに、清掃ローラ２８は、帯電ローラ２２の回転中心の方向に該帯電ローラ２２を押圧することになる。なお、帯電ローラ２２の軸受と清掃ローラ２８の軸受が別体の場合、帯電ローラ２２の回転中心の方向に該帯電ローラ２２を押圧することもできるが、これとは異なる方向に押圧することも可能となる。

（清掃ローラの押圧方向の第二例）
清掃ローラ２８の押圧方向は、上記以外にも図１０に示すものでも構わない。具体的には、図１０において、清掃ローラ２８の回転中心から、帯電ローラ２２の回転中心を通って感光体ドラム２１の回転中心への向かう方向を方向ζとする。この場合、押圧方向ηは、方向ζを基準として、帯電ローラ２２の回転方向δの下流側に傾くように設計される。この構成により、清掃ローラ２８の帯電ローラ２２に対する従動性を向上させることが可能となる。

（付記）
なお、上記では、画像形成装置は、タンデム型であるとして説明したが、これに限らず、サイクル型でも構わない。さらに、画像形成装置は、モノクロ印刷のみ可能なものでも構わない。

なお、帯電ローラの外径や材質および帯電バイアス条件は上記に限らず、適宜適切な値および材質が選ばれればよい。例えば、帯電ローラの弾性層の材質としては、エピクロルヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムの中から選ばれた一種、または二種以上を混合したものを主成分とするゴム組成物が挙げられる。この中でも、特に、弾性層の材質としては、エピクロルヒドリンゴムを主成分とするものが望ましい。

上記では、画像形成装置は、好ましい例として清掃ローラ２８を備えていた。しかし、清掃ローラ２８に代えて、清掃ブラシもしくは回転しないタイプの清掃パッドまたは清掃フィルムを備えていても構わない。

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムへの帯電ローラの押圧力を小さくしつつ、該感光体ドラムとの従動回転性を向上させることが可能であり、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、レーザプリンタ、複写機またはファクシミリ等に有用である。

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電ローラ
３２ 付勢手段
β 感光体ドラムの回転方向
ε 付勢方向

Claims (1)

1. 予め定められた回転方向に回転する像担持体と、
   前記像担持体に接触しており、該像担持体の回転により従動回転して、該像担持体の周面を帯電させる帯電ローラと、
   前記帯電ローラを所定の付勢方向に付勢する付勢手段と、
   前記帯電ローラを押圧しており、回転することにより該帯電ローラを清掃する清掃ローラと、
   を備え、
   前記清掃ローラは、前記像担持体と前記帯電ローラとの接触位置を基準として、該帯電ローラの回転方向の下流側に１８０°以上２７０°以下の角度だけ回転させた位置に配置されており、
   前記所定の付勢方向は、前記帯電ローラの回転中心から前記像担持体の回転中心へと向かう方向を基準として、該像担持体の回転方向の下流側に傾いており、
   前記清掃ローラの押圧方向は、該清掃ローラの回転中心から前記帯電ローラの回転中心へと向かう方向を基準として、該帯電ローラの回転方向の下流側に傾いている、
   画像形成装置。

Images