(57)【要約】【課題】  ノコ歯の先端部分に付着した汚染物質のクリーニングにおいて、クリーニングに有効な外周長を充分に確保してクリーニング部材の長寿命化を図り、ひいては長期間に渡って画質の安定化を可能とすることができ、かつ画像形成装置の小型化に対応した帯電装置、およびそれを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】  帯電装置３０１は、針電極３６３と、ノコ歯保持部材３６２と、クリーニング部材と、クリーニング部材保持体３９４と、移動手段３０３とを含む。クリーニング部材は、無端状のベルト部材からなる。このような帯電装置３０１を備える画像形成装置１００を用いて、画像を形成する。【選択図】      図５
2010266693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面を帯電させる帯電装置であって、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
複数のノコ歯が垂直に設けられるベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
複数のノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部分に順に接することで針電極をクリーニングする無端状のベルト部材からなるクリーニング部材と、
クリーニング部材を保持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段とを含むことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
クリーニング部材保持体は、軸線がノコ歯の配列方向に対して垂直となるように設けられる２つの支持部材を含み、
クリーニング部材が２つの支持部材に巻き掛けられて張架されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
クリーニング部材は、外周長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度以上５０度以下であることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
２つの支持部材の軸線間の距離が５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
クリーニング部材は、クリーニング部材保持体によって着脱自在に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】
クリーニング部材保持体には、ノコ歯の配列方向に対して垂直で、かつベース面に平行な方向へのクリーニング部材の移動を抑制する抑制部材がクリーニング部材を挟んで設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項７】
クリーニング部材とクリーニング部材保持体との接触部分には、潤滑剤からなる塗膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる感光体表面を均一に帯電させる帯電装置において、ノコ歯に付着した汚染物質を清掃するベルト状のクリーニング部材とクリーニング機構とを有する帯電装置、およびそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体の表面を均一に帯電させる帯電装置が搭載される。帯電装置としては、ノコ歯とグリッドとを含み、たとえば感光体の表面に接触しない非接触帯電装置がある。非接触帯電装置は、高圧電源が印加された電極からの放電により、感光体の表面を帯電させる。非接触帯電装置としては、複数のノコ歯を有するノコ歯タイプの帯電装置がある。ノコ歯タイプの帯電装置の課題として、この帯電装置を備える画像形成装置内に浮遊しているトナー、シリカおよび塵が、高電界が発生しているノコ歯の先端部分に吸着し易く、これを放置すると適正な放電が行われず、いわゆる放電不良が発生する。この放電不良によって、感光体が均一に帯電されないため、画像不良が生じてしまう。特に、トナーの外添剤であるシリカに添加されている疎水化処理剤であるＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラン）が定着工程で加熱され、ＴＭＳ（トリメチルシラノール）の揮発ガスが発生し、この揮発ガスがノコ歯の先端に付着して堆積すると、放電不良が顕著化する。
【０００３】
しかしながら、ＨＭＤＳは高温高湿環境下におけるトナーの帯電性低下を防ぐ目的で使用されており、画像形成装置内から無くすことは容易ではない。そのため、たとえば定期的にノコ歯先端部分を清掃ローラでクリーニングする方法がある。
【０００４】
特許文献１には、シリコーンゴムや発砲スチロールからなるローラ形状のクリーニング部材を有するクリーニング装置を用いる帯電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１１９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の帯電装置ではローラ形状のクリーニング部材がノコ歯の先端部分に付着した汚染物質をクリーニングするため、クリーニングに有効な外周長を充分に確保することができない。そのため、クリーニング部材の表面が激しく磨耗劣化し、クリーニング部材の早期交換が必要となる。
【０００７】
また近年、画像形成装置の小型化が進められており、それに対応して帯電装置のノコ歯とグリッドとの間の距離が短く設計される。このようにノコ歯先端部分とグリッドとの間の距離が短くなると、クリーニング部材の設置空間が狭くなる。狭い設置空間にクリーニング部材を設置するためにはローラ形状のクリーニング部材の外径を小さくする方法があるが、クリーニングに有効な外周長がさらに短くなるという不具合が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、ノコ歯の先端部分に付着した汚染物質のクリーニングにおいて、クリーニングに有効な外周長を充分に確保してクリーニング部材の長寿命化を図り、ひいては長期間に渡って画質の安定化を可能とすることができ、かつ画像形成装置の小型化に対応した帯電装置、およびそれを備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、像担持体表面を帯電させる帯電装置であって、
複数のノコ歯が一方向に配列した針電極と、
複数のノコ歯が垂直に設けられるベース面を有するベース部分、およびノコ歯に対して平行にノコ歯を保持する保持部分で針電極を保持するノコ歯保持部材と、
複数のノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯の先端部分に順に接することで針電極をクリーニングする無端状のベルト部材からなるクリーニング部材と、
クリーニング部材を保持するクリーニング部材保持体と、
ノコ歯の配列方向に沿ってクリーニング部材保持体を移動させる移動手段とを含むことを特徴とする帯電装置である。
【００１０】
また本発明は、クリーニング部材保持体は、軸線がノコ歯の配列方向に対して垂直となるように設けられる２つの支持部材を含み、
クリーニング部材が２つの支持部材に巻き掛けられて張架されていることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、クリーニング部材は、外周長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度以上５０度以下であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、２つの支持部材の軸線間の距離が５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、クリーニング部材は、クリーニング部材保持体によって着脱自在に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、クリーニング部材保持体には、ノコ歯の配列方向に対して垂直で、かつベース面に平行な方向へのクリーニング部材の移動を抑制する抑制部材がクリーニング部材を挟んで設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、クリーニング部材とクリーニング部材保持体との接触部分には、潤滑剤からなる塗膜が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、帯電装置は、像担持体表面を帯電させるものであり、針電極とノコ歯保持部材とベルト状のクリーニング部材とクリーニング部材保持体と移動手段とを含む。ノコ歯保持部材は、複数のノコ歯が一方向に配列した針電極を保持する。クリーニング部材は、クリーニング部材保持体に保持されており、複数のノコ歯の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時にノコ歯の先端部分に順に接することで針電極をクリーニングする。クリーニング部材保持体は、移動手段によって複数のノコ歯の配列方向に沿って移動する。クリーニング部材が無端状のベルト部材からなることによって、外周長の長いクリーニング部材とすることができ、クリーニングに有効な外周長を充分に確保することができる。そのため、長期間に渡って安定したクリーニング性を得ることができ、画質の安定化を可能とすることができる。また、クリーニング部材はベルト状であるので、クリーニングに有効な外周長を、ノコ歯の配列方向に延長させて確保することができる。そのため、クリーニングに有効な外周長を充分に確保しつつ、ノコ歯先端部分と像担持体との間隔を狭くでき、省スペース化が可能なクリーニング部材とすることができる。
【００１８】
また本発明によれば、クリーニング部材保持体は、軸線がノコ歯の配列方向に対して垂直となるように設けられる２つの支持部材を含む。クリーニング部材は、この２つの支持部材に巻き掛けられて張架されているので、クリーニング部材とクリーニング部材保持体との接触面積を小さくでき、クリーニング部材にかかる摩擦力を小さくすることができる。そのため、クリーニング部材の長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また本発明によれば、クリーニング部材は、外周長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、厚さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度以上５０度以下である。クリーニング部材が２つの支持部材によって架け渡されている前記構成において、クリーニング部材の外周長、厚みおよび硬さを前記のように適正化することによって、クリーニングの際、ノコ歯との間に適度なクッション性が得られるクリーニング部材とすることができる。そのため、ノコ歯先端部分への過度な負荷力を抑制して、ノコ歯先端部分の保護性（曲がり防止性）を向上させ、ノコ歯およびクリーニング部材の一層の長寿命化を図りつつ、ノコ歯先端部分の汚染物質を確実にクリーニングすることができる。したがって、ノコ歯およびクリーニング部材の長寿命化と、クリーニング性とを両立でき、長期間に渡って画質の安定化が可能となる。
【００２０】
また本発明によれば、２つの支持部材の軸線間の距離は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。前記のように外周長、厚みおよび硬さが適正化されたクリーニング部材において、２つの支持部材の軸線間の距離を前記のように適正化することによって、クリーニングの際、ノコ歯との間に適度なクッション性が得られるクリーニング部材とすることができる。
【００２１】
また本発明によれば、ベルト状のクリーニング部材はクリーニング部材保持体によって着脱自在に保持されている。ノコ歯をクリーニングすることで、クリーニング部材は磨耗劣化する。クリーニング部材がローラ状であれば、クリーニング部材と一体に形成されている内部の芯材などとともにクリーニング部材を交換しなければならない。これに対して、クリーニング部材がクリーニング部材保持体によって着脱可能に保持されていることによって、クリーニング部材のみをクリーニング部材保持体から取り外して交換することができ、クリーニング部材保持体は継続使用できる。そのため、コストダウンを図ることができる。
【００２２】
また本発明によれば、クリーニング部材保持体には、ノコ歯の配列方向に対して垂直で、かつベース面に平行な方向へのクリーニング部材の移動を抑制する抑制部材がクリーニング部材を挟んで設けられているので、クリーニング部材保持体からのクリーニング部材の離脱を抑制でき、安定したクリーニング性を得ることができる。
【００２３】
また本発明によれば、クリーニング部材とクリーニング部材保持体との接触部分には、潤滑剤からなる塗膜が形成されているので、クリーニング部材とクリーニング部材保持体との間に生じる摩擦力を低減することができ、機械的トルクアップによるストレスを防止してクリーニング部材およびクリーニング部材保持体の長寿命化を図ることができる。
【００２４】
また本発明によれば、画像形成装置は本発明の帯電装置を備える。本発明の帯電装置は、ノコ歯先端部分から像担持体に向かう方向の省スペース化、ならびにノコ歯およびクリーニング部材の長寿命化が可能で、かつクリーニングに有効な外周長を充分に確保することができ、長期間に渡って安定したクリーニング性を得ることができるので、小型化が可能で、長期間に渡ってクリーニング部材を交換することなく画質の良好な画像を形成できる画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１ａの実施形態である帯電装置３０１の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の第１ａの実施形態である帯電装置３０１の構成を模式的に示す底面図である。
【図３】図２に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３５７−Ｓ３５７から見た断面図である。
【図４】図２に示すクリーニングベルト６６周辺の拡大図である。
【図５】図４に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３０９−Ｓ３０９から見た断面図である。
【図６】図１に示すクリーニング部材保持体３９４周辺の拡大図である。
【図７】本発明の第１ｂの実施形態である帯電装置１の構成を模式的に示す底面図である。
【図８】図７に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。
【図９】図７に示すクリーニングベルト６６周辺の拡大図である。
【図１０】図７に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５０−Ｓ５０から見た断面図である。
【図１１】クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。
【図１２】図１１に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５５−Ｓ５５から見た断面図である。
【図１３】クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の端まで移動した状態を示す底面図である。
【図１４】図１３に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５７−Ｓ５７から見た断面図である。
【図１５】本発明の第１ｃの実施形態である帯電装置９３の構成を模式的に示す底面図である。
【図１６】本発明の第１ｄの実施形態である帯電装置９５に含まれるクリーニングベルト６６および案内手段の構成を模式的に示す底面図である。
【図１７】本発明の第１ｅの実施形態である帯電装置１０１の構成を模式的に示す底面図である。
【図１８】図１７に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１０５−Ｓ１０５から見た断面図である。
【図１９】図１７に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５０−Ｓ１５０から見た断面図である。
【図２０】クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。
【００２６】
【図２１】図２０に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５５−Ｓ１５５から見た断面図である。
【図２２】クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動した状態を示す底面図である。
【図２３】図２２に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５７−Ｓ１５７から見た断面図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態である画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。
【図２５】図２４に示す感光体１１の周辺の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１、帯電装置
（帯電装置３０１）
図１は、本発明の第１ａの実施形態である帯電装置３０１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、本発明の第１ａの実施形態である帯電装置３０１の構成を模式的に示す底面図である。図３は、図２に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３５７−Ｓ３５７から見た断面図である。図４は、図２に示すクリーニングベルト６６周辺の拡大図である。
【００２８】
図２では省略しているが、図３に示すように、帯電装置３０１は、帯電ケース３００に囲まれている。帯電装置３０１は、帯電ケース３００と、針電極３６３と、ノコ歯保持部材３６２と、クリーニングベルト６６と、クリーニング部材保持体３９４と、移動手段３０３と、スクリーングリッド（以下単に「グリッド」とも記載する）６４と、端子部３５０とを含む。
【００２９】
針電極３６３は、薄い帯状の金属材料からなり、その全長に渡って一定の間隔で複数のノコ歯５３が下向きに延出している。複数のノコ歯５３は、針電極３６３の長さ方向に平行な矢符Ｂ１，Ｂ２に沿って一方向に配列している。針電極３６３からの放電によって感光体の表面が一様の電位に帯電する。複数のノコ歯５３は、後述する画像形成装置に備えられる像担持体である感光体の長手方向（軸線方向）に渡って配列されており、ノコ歯５３の先端部分と後述する感光体との間には、一定の距離がある。針電極３６３の長さは、感光体における周面の軸方向の長さより長い。ノコ歯５３には、定電流電源が接続されている。スクリーングリッド６４には、定電圧電源が接続されている。
【００３０】
複数のノコ歯５３を保持するノコ歯保持部材３６２は、ノコ歯５３が垂直に設けられるベース面３０８を有するベース部分３０６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分３０７で針電極３６３を保持する。ノコ歯保持部材３６２の長さは、針電極３６３の長さより長い。ベース部分３０６は、ノコ歯５３が存在する存在部３６２ａの両端部にノコ歯５３が存在しない非存在部３６２ｂが一体的に形成されてなる。本実施形態において、存在部３６２ａの長手方向の長さ３８３は３２８ｍｍであり、短手方向の長さ３８４は１０ｍｍである。ノコ歯保持部材３６２は、その長手方向の両端部で帯電装置３０１の帯電ケース３００に固定される。ノコ歯保持部材３６２は、合成樹脂などの絶縁性材料によって構成される。
【００３１】
クリーニング部材であるクリーニングベルト６６は、無端状のベルト部材からなる。クリーニングベルト６６は、ノコ歯５３の先端部分と感光体との間において、ノコ歯５３の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯５３の先端部分に順に外周面が接することで針電極３６３をクリーニングする。
【００３２】
クリーニング部材が無端状のベルト部材からなることによって、外周長の長いクリーニングベルト６６とすることができ、クリーニングに有効な外周長を充分に確保することができる。そのため、長期間に渡って安定したクリーニング性を得ることができ、画質の安定化を可能とすることができる。また、クリーニング部材がベルト状であるので、クリーニングに有効な外周長を、ノコ歯の配列方向に延長させて確保することができる。そのため、クリーニングに有効な外周長を充分に確保しつつ、ノコ歯５３先端部分と感光体との間隔を狭くできる。そのため、省スペース化が可能なクリーニングベルト６６とすることができ、また、所定の帯電特性を得るために必要なノコ歯５３からの放電電力を小さくすることができる。ただし、ノコ歯５３先端部分と感光体との間隔が狭すぎると、ノコ歯５３先端部分に付着した汚れが少量であっても、ノコ歯５３先端部分の汚れによる影響が画像へ現れやすくなるので、このことを考慮してノコ歯５３先端部分と感光体との間隔は適宜調整する必要がある。
【００３３】
メカ設計上、ノコ歯５３先端部分と感光体との間隔を調整することが出来ない場合、従来は外径の小さいクリーニングローラでノコ歯５３先端部分のクリーニングを行っていたが、クリーニングローラの有効外周長が短いため、クリーニングローラの磨耗劣化が加速されていた。そのため、クリーニングローラの交換頻度が多くなり、さらには帯電装置そのものを交換する必要が生じていた。しかしながら、クリーニング部材が無端状のベルト部材からなることによって、クリーニングに有効な外周長を充分に確保することができるので、長期間クリーニング部材および帯電装置を交換することなく、ノコ歯５３の安定したクリーニング性を得ることができる。
【００３４】
さらに、クリーニング部材が無端状のベルト部材からなることによって、ローラ状のクリーニング部材を用いる場合よりも、クリーニングベルト６６に同時に接触するノコ歯５３の数を多くできる。そのため、効率良くクリーニングできるので、クリーニング時間を短縮でき、またクリーニングの際、ノコ歯1本当たりに掛かる負荷を低減できるので、ノコ歯５３およびクリーニングベルト６６の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
クリーニングベルト６６は、外周長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、厚さ６６ａが１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度以上５０度以下であることが好ましい。クリーニングベルト６６が２つのシャフト６５によって架け渡されている前記構成において、クリーニングベルト６６の外周長、厚みおよび硬さを前記のように適正化することによって、クリーニングの際、ノコ歯５３との間に適度なクッション性が得られるクリーニングベルト６６とすることができる。そのため、ノコ歯５３先端部分への過度な負荷力を抑制して、ノコ歯５３先端部分の保護性（曲がり防止性）を向上させ、ノコ歯５３およびクリーニングベルト６６の一層の長寿命化を図りつつ、ノコ歯５３先端部分の汚染物質を確実にクリーニングすることができる。したがって、ノコ歯５３およびクリーニングベルト６６の長寿命化と、クリーニング性とを両立でき、長期間に渡って画質の安定化が可能となる。さらに、クリーニングベルト６６のエッジ部分であっても、充分なクリーニング性が得られる。本実施形態では、クリーニングベルト６６の外周長は４０ｍｍであり、厚さ６６ａは１．５ｍｍであり、ＪＩＳ−Ａ硬さは２５度である。
【００３６】
クリーニングベルト６６の材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ウレタン、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴムといった多種のゴムが挙げられる。
【００３７】
クリーニングベルト６６を保持するクリーニング部材保持体３９４は、ゴムローラ保持体２と、支持部材である２つのシャフト６５と、抑制部材である４つの回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄと、突起片３０２ａ，３０２ｂとを含む。シャフト６５は、ゴムローラ保持体３０２によって両端部を固定されており、軸線がノコ歯５３の配列方向に対して垂直となるように設けられる。シャフト６５の材料としては、ポリカーボネートおよびＳＵＳ（Stainless Used Steel）材が挙げられる。本実施形態では、シャフト６５の材料は、ポリカーボネートであり、シャフト６５の外径は３ｍｍである。
【００３８】
クリーニングベルト６６は、延在方向がノコ歯５３の配列方向となるように２つのシャフト６５に巻き掛けられて張架されている。このように２つのシャフト６５によってクリーニングベルト６６が巻き掛けられて張架されていることによって、クリーニングベルト６６とクリーニング部材保持体３９４との接触面積を小さくでき、クリーニングベルト６６にかかる摩擦力を小さくすることができる。そのため、クリーニングベルト６６の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
なお、クリーニングベルト６６は２つのシャフト６５によって巻き掛けて張架される構成に限定されず、たとえば板状部材で巻き掛けて張架されていてもよい。また、クリーニングベルト６６は、ある程度たるんだ状態で巻き掛けられていてもよく、張った状態で巻き掛けられていてもよい。
【００４０】
２つのシャフト６５の軸線間の距離６５ａは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。前記のように外周長、厚みおよび硬さが適正化されたクリーニングベルト６６において、２つのシャフト６５の軸線間の距離６５ａを前記のように適正化することによって、クリーニングの際、ノコ歯５３との間に適度なクッション性が得られるクリーニングベルト６６とすることができる。
【００４１】
クリーニングベルト６６はクリーニング部材保持体３９４から着脱自在である。ノコ歯５３をクリーニングすることで、クリーニングベルト６６は磨耗劣化する。クリーニング部材がローラ状であれば、クリーニング部材と一体に形成されている内部の芯材などとともにクリーニング部材を交換しなければならない。これに対して、クリーニングベルト６６がクリーニング部材保持体３９４から着脱可能であることによって、クリーニングベルト６６のみをクリーニング部材保持体３９４から取り外して交換することができ、クリーニング部材保持体３９４は継続使用できる。そのため、コストダウンを図れる。
【００４２】
４つの回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ（第１回転コロ６７ａ、第２回転コロ６７ｂ、第３回転コロ６７ｃ、第４回転コロ６７ｄ）は、２つのシャフト６５それぞれの表面においてクリーニングベルト６６を挟んで設けられている円盤状の部材である。４つの回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄは、ノコ歯５３の配列方向に垂直な方向へのクリーニングベルト６６の移動を抑制する部材である。そのため、回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄの外径は、クリーニングベルト６６の最大厚み幅６９より大きい。回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄが設けられることによって、シャフト６５からのクリーニングベルト６６の離脱を抑制でき、安定したクリーニング性を得ることができる。
【００４３】
本実施形態では、４つの回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄが設けられているが、少なくともクリーニングベルト６６の両側にそれぞれ１つずつ設けられていればシャフト６５からのクリーニングベルト６６の離脱を抑制できる。
【００４４】
回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄの材料としては、ポリカーボネートおよびＳＵＳ材が挙げられる。本実施形態では、回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄの材料は、ポリカーボネートである。また、回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄの外径は、７ｍｍである。
【００４５】
クリーニングベルト６６の最大厚み幅６９は、２つのシャフト６５の軸線間の中心におけるクリーニングベルト６６の厚み幅である。クリーニングベルト６６の最大厚み幅６９は、クリーニングベルト６６がスクリーングリッド６４の周面に接触しない範囲でできるだけ大きくすることができ、たとえば直径が６.５ｍｍである。
【００４６】
図５は、図４に示す帯電装置３０１を切断面線Ｓ３０９−Ｓ３０９から見た断面図である。２つのシャフト６５の表面には、弾性層９６がシャフト６５と一体に形成されており、本実施形態では弾性層９６が形成されたシャフト６５を支持部材とする。弾性層９６が形成されることによって、クリーニングベルト６６が比較的硬い場合や、２つのシャフト６５の軸線間の距離６５ａが短くてクリーニングベルト６６の外周長が比較的短い構成であっても、クリーニングベルト６６に適度なクッション性を持たせることができる。弾性層９６は、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度以上１５度以下が好ましい。
【００４７】
本発明の他の実施形態では、シャフト６５表面に弾性層９６は形成されていなくてもよい。弾性層９６が形成されていない構成では、ノコ歯５３先端部分と感光体との間隔を一層狭くできる。そのため、一層の省スペース化が可能なクリーニングベルト６６とすることができ、また、規定の帯電特性を得るために必要なノコ歯５３からの放電電力を一層小さくすることができる。弾性層９６の材料としては、前記のクリーニングベルト６６の材料と同じ材料が挙げられる。
【００４８】
前記適度なクッション性は、クリーニングベルト６６に対するノコ歯５３の埋没する長さ５３ａで規定することができ、その埋没する長さ５３ａは、０．２５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。この長さ５３ａは、クリーニングベルト６６の硬さ、厚み、クリーニングベルト６６の外周長に対する２つのシャフト６５の軸線間の距離６５ａ、および弾性層９６の有無によって調整できる。本実施形態では、長さ５３ａは約０．５ｍｍである。
【００４９】
クリーニングベルト６６には複数のノコ歯５３が同時に埋没し、クリーニングベルト６６のノコ歯の配列方向における中央部と端部とではノコ歯５３の埋没する長さは異なるが、前記ノコ歯５３の埋没する長さ５３ａは、クリーニングベルト６６表面から埋没した長さのうち、最大のものとする。
【００５０】
図５に示すように、ノコ歯５３の先端部分がクリーニングベルト６６に埋没するようにして順に接することで、コロナ放電に伴う静電気力の集塵作用によりノコ歯５３先端部分に付着した、浮遊トナー、揮発したＴＭＳおよび塵がクリーニングされる。クリーニングベルト６６は、複数のノコ歯５３からの周面に作用する抵抗力によってノコ歯５３の配列方向と平行な方向に回転しつつ矢符Ｂ１，Ｂ２に沿って移動する。２つのシャフト６５および弾性層９６は、回転することなく矢符Ｂ１，Ｂ２に沿って移動する。このようにシャフト６５は回転せず、クリーニングベルト６６は回転するため、クリーニングベルト６６と弾性層９６との間に摩擦力が生じる。そのため、クリーニングベルト６６と弾性層９６との接触部分には、潤滑剤からなる塗膜が形成されていることが好ましく、これによってクリーニングベルト６６と弾性層９６との間に生じる摩擦力を低減することができ、機械的トルクアップによるストレスを防止してクリーニングベルト６６および弾性層９６の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
潤滑剤としては、たとえばフッ素系の樹脂が挙げられ、フッ素系の樹脂からなるフッ素樹脂層が１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さで弾性層９６表面に形成されることが好ましい。なお、シャフト６５表面に弾性層９６が形成されない構成の場合には、潤滑剤からなる塗膜はシャフト６５表面に形成される。
【００５２】
フッ素系の樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン  パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＦＥＰ（パーフルオロ  エチレン-プロピレン)、ＦＫＭ（フッ化ビニリデン）、ＦＥＰＭ（テトラフルオロエチレン  プロピレン）が挙げられる。
【００５３】
クリーニングベルト６６と弾性層９６との間の摩擦力を低減する他の方法としては、支持部材を回転自在に保持する方法や、回転自在に保持した支持部材にフッ素樹脂層を設ける方法がある。
【００５４】
図３，４に戻って、突起片３０２ａ，３０２ｂは、クリーニング部材保持体３９４の内面側に形成される。クリーニング部材保持体３９４は、該内面における上面３０２ｃと、突起片３０２ａ，３０２ｂとでノコ歯保持部材３６２を上下方向に挟み、該内面における側面３０２ｄ，３０２ｅでノコ歯保持部材３６２を左右方向に挟む。このためクリーニング部材保持体３９４は、ベース面３０８に平行で矢符Ｂ１，Ｂ２に直交する方向において、回転を含む移動を規制される。針電極３６３のクリーニング後、クリーニング部材保持体３９４は、印字の妨げとならないノコ歯５３の無い位置、すなわち２つの非存在部３６２ｂのいずれか一方まで移動手段によって移動する。
【００５５】
図６は、図１に示すクリーニング部材保持体３９４周辺の拡大図である。図６に示すように、移動手段３０３はスクリューネジ７０と移動部材３７１とを含む。移動部材３７１には、ねじ軸であるスクリューネジ７０から螺合されるねじ穴８２が貫通している。スクリューネジ７０は、ベース部分３０６の長手方向に渡って設けられ、その回転によって、スクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体３９４を移動させる。スクリューネジ７０は、図示しないモータによって回転する。モータは正逆回転が可能である。スクリューネジ７０が矢符Ａ１の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体３９４は矢符Ｂ１の方向に移動し、スクリューネジ７０が矢符Ａ２の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体３９４は矢符Ｂ２の方向に移動する。スクリューネジ７０は、ノコ歯５３の配列方向および感光体の軸線方向と平行に構成される。
【００５６】
端子部３５０は、図示しない端子を収納する。端子は、高圧電源と針電極３６３とを接続する。端子を介して針電極３６３に高圧電源が印加されると、ノコ歯５３の先端部分に印加電界が集中し、この部分が放電しやすくなる。これによって、複数のノコ歯５３から感光体の表面に放電され、この放電によって感光体表面が所定の電位に帯電される。
【００５７】
本発明の帯電装置の構成は、前述の帯電装置３０１の構成に限定されず、以下のような帯電装置１，９３，９５，１０１の構成でも前述の効果を発揮することができる。帯電装置１，９３，９５，１０１は、前述の効果に加えて、帯電装置３０１の構成では発揮されない別の効果を発揮することができる。以下、帯電装置１，９３，９５，１０１の構成および前記別の効果について記載する。まず本発明の第１ｂの実施形態である帯電装置１について記載する。
【００５８】
（帯電装置１）
図７は、本発明の第１ｂの実施形態である帯電装置１の構成を模式的に示す底面図である。図８は、図７に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５−Ｓ５から見た断面図である。図９は、図７に示すクリーニングベルト６６周辺の拡大図である。図７，８，９に示すように、帯電装置１は、針電極６３と、ノコ歯保持部材６２と、クリーニングベルト６６と、クリーニング部材保持体９４と、移動手段３と、案内手段と、図示しないスクリーングリッドと、図示しない端子部とを含む。スクリーングリッドおよび端子部については、帯電装置３０１と同一の構成のため記載を省略する。
【００５９】
針電極６３は、複数のノコ歯５３が一方向に配列したものである。針電極６３からの放電によって感光体の表面が一様の電位に帯電する。複数のノコ歯５３は、感光体の長手方向に渡って配列しており、ノコ歯５３の先端部分と感光体との間には、一定の距離がある。
【００６０】
複数のノコ歯を保持するノコ歯保持部材６２は、ノコ歯５３に対して垂直にノコ歯５３を保持するベース面８を有するベース部分６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分７で針電極６３を保持する。図７に示すように、ノコ歯保持部材６２は一定の幅を有し、ベース面８に平行な方向、すなわち矢符Ａ３の方向に湾曲している。ノコ歯保持部材６２は、ノコ歯５３が存在する存在部６２ａの両端部にノコ歯５３が存在しない非存在部６２ｂが一体的に形成されてなる。本実施形態において、存在部６２ａの長手方向の長さ８３は３２８ｍｍであり、短手方向の長さ８４は１０ｍｍである。ノコ歯保持部材６２の曲率は、１．４８１×１０-1（１／ｍ）である。曲率とは、曲線または曲面上の各点における、その曲線または曲面のまがりの程度を示す値である。曲率は、曲率半径の逆数で示す。たとえば曲率半径ｒの曲率円の曲率は１／ｒであり、まがりの程度が大きいほど曲率の値は大きくなる。本実施形態において、ノコ歯保持部材６２の曲率は、存在部６２ａにおける中心軸９９と、中心軸９９の両端部Ｂ，Ｃとからなる円弧によって設定される。円弧ＢＣの長さは３２９．８ｍｍであり、円弧ＢＣの弦の長さは前記存在部６２ａの長手方向の長さ８３と等しく、円弧ＢＣを含む曲率円の曲率半径は６７５２ｍｍである。中心軸９９の両端部Ｂ，Ｃと曲率中心とから成る角度は２．８°である。ノコ歯保持部材６２は、その長手方向の両端部で帯電装置１の図示しない帯電ケースに固定される。
【００６１】
クリーニングベルト６６を保持するクリーニング部材保持体９４は、ゴムローラ保持体２と、支持部材である２つのシャフト６５と、抑制部材である４つの回転コロ６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｂと、突起片３０２ｂとを含む。シャフト６５は、ゴムローラ保持体２の両端部に固定される。
【００６２】
クリーニングベルト６６の構成は、帯電装置３０１におけるクリーニングベルト６６の構成と同様であり、シャフト６５の外周において、４つの回転コロ（第１回転コロ６７ａ、第２回転コロ６７ｂ，第３回転コロ６７ｃ、第４回転コロ６７ｄ）の間に形成される。クリーニングベルト６６は、ノコ歯５３の先端部分と感光体との間において、ノコ歯５３の配列方向に沿って移動するように配置され、その移動時に複数のノコ歯５３の先端部分に順に外周面が接することで針電極６３をクリーニングする。
【００６３】
クリーニング部材保持体９４は、針電極６３のクリーニング後、印字の妨げとならないノコ歯５３の無い位置、すなわち２つの非存在部６２ｂのいずれか一方まで移動手段３によって移動する。図７に示すようにゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の一端に存在する時点において、ノコ歯５３の先端部分は図８に示すようにクリーニングベルト６６外周面の第４回転コロ６７ｄ側の端に接している。
【００６４】
図１０は、図７に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５０−Ｓ５０から見た断面図である。図１０に示すように、移動手段３はスクリューネジ７０と移動部材７１とを含む。移動部材７１は、基部８０と、基部８０の下面の逆Ｔ字状の案内レール８１とが一体的に形成される。基部８０には、ねじ軸であるスクリューネジ７０から螺合されるねじ穴８２が貫通している。スクリューネジ７０は、ベース部分６の長手方向に渡って設けられ、その回転によって、スクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体９４を移動させる。スクリューネジ７０は、図示しないモータによって回転する。モータは正逆回転が可能である。スクリューネジ７０が矢符Ａ１の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体９４は矢符Ｂ１の方向に移動し、スクリューネジ７０が矢符Ａ２の方向に回転すると、その回転によってクリーニング部材保持体９４は矢符Ｂ２の方向に移動する。スクリューネジ７０は、ノコ歯５３の配列方向および感光体の軸線方向と平行に構成される。
【００６５】
クリーニング部材保持体９４を構成するゴムローラ保持体２は、案内溝部８９と、案内溝部８９の下面の一対の保持部８８とが一体的に形成される。一対の保持部８８は、ノコ歯保持部材６２が収まるよう、Ｃ１，Ｃ２の方向に間隔を空けて一体的に形成される。案内溝部８９は、断面が逆Ｔ字状であり、案内溝９０を形成する。案内溝９０は、断面が逆Ｔ字状で、案内レール８１がはまり込んでおり、案内レール８１がＣ１，Ｃ２の方向に移動できるよう案内する。各保持部８８には、シャフト６５が回転自在に固定される。案内溝部８９のＣ方向における両端部には、図示しない端壁が存在する。そのため、案内レール８１は各端壁の間においてＣの方向に移動する。なお、図７に示す帯電装置１を側面から見た場合、案内溝９０は見えず、ゴムローラ保持体２と移動部材７１とは一体的に形成されているように見える。ゴムローラ保持体２および移動手段３が上記のような構成であることによってクリーニング部材保持体９４が、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向、すなわちＣの方向に移動可能となる。クリーニング部材保持体９４および移動手段３の構造は、Ｃの方向に移動可能であれば、前記の構造に限定されない。
【００６６】
案内手段は、移動手段３によるクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向、すなわちＣの方向にクリーニング部材保持体９４を移動させる。本実施形態では、ベース部分６が案内手段に相当する。
【００６７】
図８に戻って、一対の保持部８８が相互に対面する内面のいずれか一方には、その保持部８８と一体的に固定され、各保持部８８間に挿入されたノコ歯保持部材６２の一側面に弾発的に当接する圧接片４を有する。圧接片４はノコ歯保持部材６２を樹脂弾性で圧接する。前述のように、ベース部分６はベース面８に対して平行な方向に湾曲しており、クリーニング部材保持体９４が湾曲したベース部分６を含むノコ歯保持部材６２に沿って円滑に移動するためには、ノコ歯保持部材６２とゴムローラ保持体２との間においてベース面８に平行な方向にある程度の隙間５２が必要となる。しかしながら、隙間５２があるとクリーニング部材保持体９４は、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列する方向に直交する方向に自由に移動してしまう。これに対して圧接片４を設けてクリーニングベルト６６がゴムローラ保持体２の一端に常に接する構造とすることによって、クリーニング部材保持体９４が湾曲した形状のノコ歯保持部材６２に沿って円滑に移動でき、かつクリーニング部材保持体９４を矢符Ａ４，Ａ５の所望の方向に確実に移動させることができる。本実施形態において、隙間５２の幅は２ｍｍである。圧接片４の材料はある程度の弾性を有するものであれば特に限定されないが、本実施形態ではポリカーボネート樹脂である。また、圧接片４の形状は、ノコ歯保持部材６２をゴムローラ保持体２の一端に圧接することができれば図８に示す形状に限定されないが、ノコ歯保持部材６２との摩擦係数が小さく、クリーニング部材保持体９４の移動を妨げないような形状が好ましい。
【００６８】
図１１は、クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。図１２は、図１１に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５５−Ｓ５５から見た断面図である。図１１に示すようにゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の中心に存在する時点では、ノコ歯５３先端は、図１２に示すようにクリーニングベルト６６の第３回転コロ６７ｃ側に接している。これは、ノコ歯５３の配列方向に沿ったゴムローラ保持体２の移動に伴い、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向にクリーニング部材保持体９４が移動したためである。クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の中心に移動するまでの間、クリーニングベルト６６の外周面において、第４回転コロ６７ｄ側の端から第３回転コロ６７ｃ側の端へとノコ歯５３の先端部分と接する位置が移動する。
【００６９】
図１３は、クリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の端まで移動した状態を示す底面図である。図１４は、図１３に示す帯電装置１を切断面線Ｓ５７−Ｓ５７から見た断面図である。図１３に示すようにクリーニング部材保持体９４がノコ歯保持部材６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３先端は、図１４に示すようにクリーニングベルト６６の外周面において、第４回転コロ６７ｄ側に接している。これは、ノコ歯５３の配列方向に沿ったクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向にクリーニング部材保持体９４が移動したためである。ゴムローラ保持体２がノコ歯保持部材６２の端に移動するまでの間、クリーニングベルト６６の外周面において、第３回転コロ６７ｃ側の端から第４回転コロ６７ｄ側の端へとノコ歯５３の先端部分と接する位置が移動する。すなわち、クリーニングベルト６６の外周面全域が確実にノコ歯５３の先端部分と接する。
【００７０】
このように帯電装置１を用いると、移動手段によるクリーニング部材保持体９４の移動に伴い、クリーニング部材保持体９４は、ベース部分６の形状に応じて、ベース面８に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向に移動するので、クリーニングベルト６６の外周面全域をノコ歯５３と接触させることができる。したがって、クリーニングベルト６６の外周面全域を用いて確実にノコ歯５３をクリーニングできるので、針電極６３の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与を可能にすることができる。また、クリーニングの際にクリーニングベルト６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングベルト６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００７１】
（帯電装置９３）
図１５は、本発明の第１ｃの実施形態である帯電装置９３の構成を模式的に示す底面図である。帯電装置９３は、ノコ歯保持部材９２の形状が異なる以外は前記帯電装置１の構成と同じである。図１５に示すように、ノコ歯保持部材９２は一定の幅を有し、複数のノコ歯５３の配列方向とベース面の長手方向における中心軸９１とは非平行である。このような形状のノコ歯保持部材９２を用いても、クリーニングベルト６６の外周面全域で確実にノコ歯５３のクリーニングを行うことができるので、安定したクリーニング性と画質を維持することができる。また、クリーニングベルト６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００７２】
（帯電装置９５）
図１６は、本発明の第１ｄの実施形態である帯電装置９５に含まれるクリーニングベルト６６および案内手段の構成を模式的に示す底面図である。帯電装置９５では、案内手段がガイド６８である点が前記帯電装置１および帯電装置９３と異なる。また、ノコ歯保持部材の形状が異なり、一定の幅を有するベース面の長手方向における中心軸が、スクリューネジ７０およびノコ歯５３の配列方向と平行である。それ以外の構成は前記帯電装置１および帯電装置９３と同じであるため、記載を省略する。
【００７３】
ガイド６８は、第１ガイド部材６８ａと第２ガイド部材６８ｂとから構成される。第１回転コロ６７ａは、第１ガイド部材６８ａに沿って移動し、第２回転コロ６７ｂは第２ガイド部材６８ｂに沿って移動する。一対のガイド部材６８ａ，６８ｂは、ベース面に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向と直交する方向に湾曲しており、これによって移動手段によるクリーニング部材保持体の移動に伴い、クリーニング部材保持体は、ベース部分の形状に応じて、ベース面に平行であり、かつノコ歯５３の配列方向に直交する方向に移動するので、クリーニングベルト６６の外周面全域をノコ歯５３と接触させることができる。したがって、クリーニングベルト６６の外周面全域を用いて確実にノコ歯５３をクリーニングできるので、針電極の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与を可能にできる。また、クリーニングの際にクリーニングベルト６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングベルト６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００７４】
（帯電装置１０１）
図１７は、本発明の第１ｅの実施形態である帯電装置１０１の構成を模式的に示す底面図である。図１８は、図１７に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１０５−Ｓ１０５から見た断面図である。図１９は、図１７に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５０−Ｓ１５０から見た断面図である。図１７，１８に示すように、帯電装置１０１は、針電極６３と、ノコ歯保持部材１６２と、クリーニングベルト６６と、クリーニング部材保持体１９４と、移動手段１０３とを含む。帯電装置１０１では、案内手段を含まない点が前記帯電装置９３と異なる。また、ノコ歯保持部材、クリーニング部材保持体１９４に含まれるゴムローラ保持部材１０２および移動部材１７１の構造も異なる。その他の構成は前記帯電装置９３と同じであるため記載を省略し、図面において同一の参照符号を用いる。
【００７５】
ノコ歯保持部材１６２は、ノコ歯５３に対して垂直にノコ歯５３を保持するベース面１０８を有するベース部分１０６、およびノコ歯５３に対して平行にノコ歯５３を保持する保持部分１０７で針電極１６３を保持する。移動手段１０３は、ベース部分１０６の長手方向に渡って設けられる、ねじ軸であるスクリューネジ７０を含み、その回転によってスクリューネジ７０に沿ってクリーニング部材保持体１９４を移動させる。クリーニング部材保持体１９４は、クリーニングベルト６６を回動自在に保持する。図１９に示すように、移動部材１７１は、図１０にて示される断面が逆Ｔ字状の案内レール８１を含まず、クリーニング部材保持体１９４は、案内溝部８９を含まず、移動部材１７１の下面にゴムローラ保持部材１０２が一体的に形成される。そのため、本実施形態ではゴムローラ保持部材１０２がＣの方向に移動することはなく、ゴムローラ保持部材１０２をノコ歯保持部材１６２の一側面に圧接させる圧接片４を含まない。
【００７６】
帯電装置９３では、複数のノコ歯５３は、スクリューネジ７０に対して平行に、かつベース面の長手方向における中心軸に対して非平行に配列されていたが、帯電装置１０１では、スクリューネジ７０とベース面１０８の長手方向における中心軸１９１とは平行であり、複数のノコ歯５３は、前記中心軸１９１およびスクリューネジ７０に対して非平行に配列される。具体的には、ノコ歯５３の配列方向と、中心軸１９１との成す角度は、０．５°であり、ノコ歯５３はノコ歯保持部材１６２における矩形の存在部１６２ａの対角線上に配列される。クリーニングベルト６６の外周面全域でクリーニングを行う目的で、ノコ歯５３の配列方向と中心軸１９１との角度に調整するので、前記角度は、クリーニングベルト６６の軸線方向の長さ、および存在部１６２ａの長手方向の長さによって決まる。
【００７７】
図１７に示されるように、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３先端は、図１８に示すようにクリーニングベルト６６の外周面において第１回転コロ６７ａ側の端と接している。
【００７８】
図２０は、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２における長手方向の中心まで移動した状態を示す底面図である。図２１は、図２０に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５５−Ｓ１５５から見た断面図である。図２０に示すようにクリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材の中心に存在する時点では、ノコ歯５３先端は、図２１に示すようにクリーニングベルト６６の外周面において、クリーニングベルト６６の中心と接している。これは、ゴムローラ保持部材１０２はノコ歯５３の配列方向に沿って移動するが、中心軸１９１とノコ歯５３の配列方向とが非平行なためである。クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材における長手方向の中心まで移動する間、クリーニングベルト６６外周面において、クリーニングベルト６６における第１回転コロ６７ａ側の端からクリーニングベルト６６軸の中心へとノコ歯５３の先端部分と接する位置が移動する。
【００７９】
図２２は、クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動した状態を示す底面図である。図２３は、図２２に示す帯電装置１０１を切断面線Ｓ１５７−Ｓ１５７から見た断面図である。図２２に示すようにクリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の一端に存在する時点では、ノコ歯５３先端は、図２３に示すようにクリーニングベルト６６の第２回転コロ６７ｂ側の端に接している。これは、クリーニング部材保持体１９４はノコ歯５３の配列方向に沿って移動するが、中心軸１９１とノコ歯５３の配列方向とが非平行なためである。クリーニング部材保持体１９４がノコ歯保持部材１６２の端まで移動する間、クリーニングベルト６６外周面において、クリーニングベルト６６軸の中心からクリーニングベルト６６における第２回転コロ６７ｂ側の端へとノコ歯５３の先端部分と接する位置が移動する。すなわち、クリーニングベルト６６の外周面全域が確実にノコ歯５３の先端部分と接する。したがって、針電極１６３の安定したクリーニング性を維持でき、長期間に渡って放電むらのない均一な帯電付与を可能にできる。また、クリーニングの際にクリーニングベルト６６の一部分のみがノコ歯５３と接触し続けることを防ぐことができるので、クリーニングベルト６６およびノコ歯５３の長寿命化を図ることができる。
【００８０】
２、画像形成装置
図２４は、本発明の第２の実施形態である画像形成装置１００の構成を模式的に示す図である。画像形成装置１００は前述した帯電装置３０１，１，９３，９５，１０１のいずれか１つを備える。以下、帯電装置３０１を備える画像形成装置１００の構成について記載する。
【００８１】
本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式のフルカラー画像形成装置であり、たとえばネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや読取部２０６によって読み取った画像データに基づいて、記録媒体（転写媒体）に対し多色または単色の画像を形成する。
【００８２】
図２４に示すように、画像形成装置１００は、可視像形成ユニット１０、供給トレイ２０、記録媒体搬送手段３０および定着装置４０を備える。ここでは、可視像形成ユニット１０にて現像した像（トナー像）は、記録媒体Ｐに直接転写するものとするが、中間転写ベルト等の中間転写媒体に転写するようになっていてもよい。
【００８３】
可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが並設される。つまり、可視像形成ユニット１０は４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録媒体Ｐを搬送する搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが配設されており、搬送される記録媒体Ｐに各色のトナーを多重転写する。図２４に示すように、可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂは、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体（感光体ドラム、像担持体）１１、帯電装置３０１、温湿度センサー３１３、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６および除電装置１７が設けられている。
【００８４】
図２５は、図２４に示す感光体１１の周辺の構造を示す説明図である。帯電装置３０１、温湿度センサー３１３、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６および除電装置１７がこの順で像担持体である感光体１１表面を臨むように配置されている。
【００８５】
帯電手段である帯電装置３０１は、感光体１１の表面を所定の電位に均一に帯電させる装置であり、感光体１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる非接触帯電方式のコロナ帯電方式の帯電装置を用いている。
【００８６】
温湿度センサー３１３は、帯電装置３０１および現像装置１４周辺の温度および相対湿度を測定するプロセスコントロール用の装置である。
【００８７】
レーザ光照射手段１３は、帯電装置３０１によって帯電された感光体１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体１１の表面に静電潜像を形成する装置である。
【００８８】
現像装置１４は、感光体１１の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する装置である。感光体１１の表面へのトナーの供給に際しては、現像装置１４にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧として印加される。これによって、トナーが静電潜像に円滑に供給される。
【００８９】
転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体１１に形成されたトナー像を、記録媒体搬送手段３０によって搬送される記録媒体Ｐに転写させる装置である。
【００９０】
クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体１１の表面に残留したトナーを除去および回収する。クリーナユニット１６は、ケース５４およびクリーニングブレード５１を備えている。クリーニングブレード５１は、感光体１１の表面に残留するトナーを回収するためのものであり、感光体１１の軸方向を長手方向とする長尺状のゴム部材によって形成されている。
【００９１】
除電装置１７は、感光体１１表面を除電する装置である。
上記の構成の各可視像形成ユニットにおいて、感光体１１は除電装置１７で除電された後、帯電装置３０１によって表面が帯電され、帯電した感光体１１の表面をレーザ光照射手段１３で露光して静電潜像を形成し、静電潜像を現像装置１４によって現像し、現像したトナー像を転写ローラ１５によって記録媒体Ｐに転写する。転写後に感光体１１の表面に残ったトナー像は、クリーナユニット１６によって除去回収される。そして、このような記録媒体Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニットにおいて順次行うことで、記録媒体Ｐに各色のトナー像が多重転写される。
【００９２】
図２４に戻って、記録媒体搬送手段３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２および搬送ベルト３３を含み、各可視像形成ユニットによって記録媒体Ｐにトナー像が転写されるように、記録媒体を搬送する。駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転する。また、搬送ベルト３３は、外側表面は所定の電位に帯電しており、記録媒体Ｐを静電吸着しながら搬送する。
【００９３】
記録媒体搬送手段３０によって搬送されて各可視像形成ユニットを通過し、トナー像（未定着トナー像）が転写された記録媒体Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。
【００９４】
定着装置４０は、記録媒体Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、記録媒体Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録媒体Ｐに定着させ、記録媒体Ｐを排紙トレイ（図示せず）に排出する。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、たとえば加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録媒体を挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。これらの動作によって、記録媒体Ｐに画像が形成される。
【００９５】
このような画像形成装置１００に備えられる上記各部材の動作は、制御手段である制御部（図示しない制御用集積回路基板または図示しないコンピュータ）２０２によって制御される。
【００９６】
前述のように、画像形成装置１００は帯電装置３０１を備える。帯電装置３０１は、ノコ歯５３先端部分から感光体１１に向かう方向への省スペース化、ならびにノコ歯５３およびクリーニングベルト６６の長寿命化が可能で、かつクリーニングに有効な外周長を充分に確保することができ、長期間に渡って安定したクリーニング性を得ることができるので、小型化が可能で、長期間に渡ってクリーニングベルト６６を交換することなく画質の良好な画像を形成できる画像形成装置１００とすることができる。
【実施例】
【００９７】
［実施例１］
図１に示す帯電装置を備える画像形成装置（商品名：フルカラー機ＭＸ７００１、フルカラー印刷速度５０枚／分、フルカラープロセス速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ、シャープ株式会社製）を用い、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色Ａ４サイズ５％の印字率で、合計２０％の印字率で実写エージングを行った。
【００９８】
ノコ歯先端部とグリッドとの間の距離は７ｍｍとし、クリーニングベルトの材料として、ＥＰＤＭのゴム材を用いた。クリーニングベルトの外周長は４０ｍｍとし、厚さは１．５ｍｍとし、ＪＩＳ−Ａ硬さは２０度とし、クリーニングベルトの最大厚み幅は６．０ｍｍとした。クリーニングベルトの周面にノコ歯の先端部分が０．５ｍｍ埋没するようクリーニングベルトの厚さおよび硬さを調整した。シャフトは、材料をポリカーボネートとし、外径が２．０ｍｍのものを用いた。このシャフトには、クリーニングベルトを介して、材料をポリカーボネートとする外径が６．５ｍｍの回転コロを設けた。また、シャフト表面には、厚さが０．５ｍｍのフッ素ゴムから成る外径３．０ｍｍの弾性層を設けた。弾性層には、ＰＦＡからなる０.５μｍのフッ素樹脂層を設けた。
【００９９】
１Ｋ枚毎にノコ歯のクリーニングを行ったところ、３００Ｋ枚印字後においてもノコ歯の良好なクリーニング性が得られた。また、ノコ歯およびクリーニングベルトに摩耗劣化は確認されなかった。なお、本実施例で用いたクリーニングベルトと同じ長さの外周長をローラ形状のクリーニング部材で確保するためには、ローラ形状のクリーニング部材の直径を１２．７ｍｍとしなければならない。このことから、クリーニング部材がベルト部材からなることによって、省スペース化が可能な帯電装置とすることができていることがわかる。また、実施例１でのクリーニングベルトの外周長は、下記実施例２のクリーニングベルトの外周長より長いので、実施例１は実施例２よりさらにノコ歯のクリーニング効果が持続した。そのため、実施例１は実施例２より長期間にわたってノコ歯の良好なクリーニング性が得られた。
【０１００】
[実施例２]
図１に示す帯電装置を備える画像形成装置（商品名：フルカラー機ＭＸ３５０１、フルカラー印刷速度３５枚／分、フルカラープロセス速度１６７ｍｍ／ｓｅｃ、シャープ株式会社製）を用い、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色Ａ４サイズで印字率５％、合計２０％の印字率で実写エージングを行った。
【０１０１】
ノコ歯先端部とグリッドとの間の距離は５ｍｍとし、クリーニングベルトの材料として、ウレタンのゴム材を用いた。クリーニングベルトの外周長は３０ｍｍとし、厚さは１．０ｍｍとし、ＪＩＳ−Ａ硬さは１０度とし、クリーニングベルトの最大厚み幅は４．０ｍｍとした。クリーニングベルトの周面にノコ歯の先端部分が０．５ｍｍ埋没するようクリーニングベルトの厚さおよび硬さを調整した。シャフトは、材料をポリカーボネートとし、外径が２．０ｍｍのものを用いた。このシャフトには、クリーニングベルトを介して、材料をポリカーボネートとする外径が４．５ｍｍの回転コロを設けた。シャフト表面には弾性層は設けなかった。クリーニングベルト内部にはＰＴＦＥからなる２０μｍフッ素樹脂層を設けた。
【０１０２】
１Ｋ枚毎にノコ歯のクリーニングを行ったところ、１００Ｋ枚印字後においてもノコ歯の良好なクリーニング性が得られた。また、ノコ歯およびクリーニングベルトに摩耗劣化は確認されなかった。なお、本実施例で用いたクリーニングベルトと同じ長さの外周長をローラ形状のクリーニング部材で確保するためには、ローラ形状のクリーニング部材の直径を９．６ｍｍとしなければならない。このことから、クリーニング部材がベルト部材からなることによって、省スペース化が可能な帯電装置とすることができていることがわかる。
【０１０３】
［比較例１］
クリーニング部材として、クリーニングベルトの代わりにクリーニングローラを用いたこと以外は実施例２と同様にして実写エージングを行った。クリーニングローラは、シャフトとシャフト表面に形成されるゴム層から成り、シャフトの外径は２ｍｍとし、ゴム層の厚みは１ｍｍとした。すなわち、クリーニングローラの外径は４ｍｍである。クリーニングローラの軸線方向の長さは４ｍｍとした。ゴム層の材料としては、ＥＰＤＭ（ＪＩＳ−Ａ硬さ２５度）を用いた。１Ｋ枚毎にノコ歯のクリーニングを行ったところ、３０Ｋ枚印字後においてノコ歯のクリーニング不良による帯電ムラが発生し、それによって画像不良が発生した。また、ノコ歯およびクリーニングローラに摩耗劣化が確認された。これらのことから、クリーニング部材がクリーニングローラであると、ノコ歯先端部とグリッドとの間の距離が同じで、クリーニング部材がクリーニングベルトである場合と比較して、早期に画像不良が発生することがわかる。また、ノコ歯およびクリーニングローラにおいて早期に摩耗劣化が発生することがわかる。
【符号の説明】
【０１０４】
５３  ノコ歯
５３ａ  長さ
６５  シャフト
６５ａ  軸線間の距離
６６  クリーニングベルト
６９  最大厚み幅
９６  弾性層
３０１  帯電装置
３０６  ベース部分
３０７  保持部分
３９４  クリーニング部材保持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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