(57)【要約】【課題】ブラシローラが帯電ローラに対し、また、帯電ローラが像担持体に対し、スリップすることを防止すること、ならびに、掻き取り部材の掻き取り性能を向上させ、長期に亘り、ブラシローラのクリーニング性能を維持できること。【解決手段】帯電ローラと軸間距離を固定したブラシローラを備える事により、ブラシローラは帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置され、ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を備え、掻き落し部材は、幅方向に連続した個々の部材の集合体から成っており、個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする。【選択図】図１
2006276134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラと軸間距離を固定したブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を備え、前記掻き落し部材は、幅方向に連続した個々の部材の集合体から成っており、前記個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置。
【請求項２】
芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラに外部より加圧されたブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を備え、前記掻き落し部材は、幅方向に連続した個々の部材の集合体から成っており、前記個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置。
【請求項３】
芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラと軸間距離を固定したブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を少なくとも２つ以上備え、前記掻き落し部材は、幅方向に断続した個々の部材の集合体から成っており、各々の掻き落し部材内の個々の部材は、幅方向に重なっており、該個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置。
【請求項４】
芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラに外部より加圧されたブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を少なくとも２つ以上備え、前記掻き落し部材は、幅方向に断続した個々の部材の集合体から成っており、各々の掻き落し部材内の個々の部材は、幅方向に重なっており、該個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置。
【請求項５】
前記掻き落し部材の個々の部材が、ブラシに加える力を、０．５Ｎ以下としたことを特徴とした請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項６】
前記掻き落し部材が、１ｍｍ以下の樹脂製のシートから成っている事を特徴とした請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項７】
前記掻き落し部材の個々の部材が、樹脂製のシートに切れ目を入れることによって形成されている事を特徴とした請求項１乃至請求項６いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項８】
前記掻き落し部材の材料が、ポリイミドであることを特徴とした請求項１乃至請求項７いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項９】
前記ブラシローラの繊維の太さを２デニール以下とし、密度を２００００本／cm２以上、としている事を特徴とした請求項１乃至請求項８いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項１０】
潜像を形成する像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該像担持体表面を均一に帯電する帯電手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにおいて、該帯電手段は、帯電部材として芯金と弾性材料からなる帯電ローラを備え、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
潜像を担持する潜像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該潜像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電した該潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、該帯電手段は、帯電部材として芯金と弾性材料からなる帯電ローラを備え、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能な請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項１３】
前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能な掻き落し部材を設けた請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【請求項１４】
前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能なブラシローラを設けた請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置。
【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装置において像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラのクリーニング装置に関する。また、当該帯電ローラクリーニング装置を備えた複写機、プリンタ等の画像形成装置、並びに、プロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体表面を放電により所定極性の電荷を与えて帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に帯電極性と同極性に帯電されたトナーを供給し、トナー像を形成させる。感光体上に形成されたトナー像は、その後、記録紙等に転写され、熱と圧力を受けて記録紙上に定着される。
また、トナー像転写後の感光体表面には、転写されずに残留するトナーがあるため、次の帯電工程に入る前に、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等のクリーニング部材によって感光体表面がクリーニングされる。
上記のような画像形成装置において、感光体表面を帯電する方法としては、近年では導電性の部材でローラ状に形成した帯電ローラを感光体の表面に近接又は接触させ、その状態で帯電ローラと感光体との間に電圧を印加することにより、感光体の表面を帯電させる帯電装置が、低オゾン化と低電力化が図れるという利点があることから、実用化されている。
しかしながら、トナー像転写後の感光体表面に残留する転写残トナー、トナーに含まれる外添剤、紙粉等がクリーニング工程において、完全に除去されず、帯電ローラと近接又は接触する領域に達すると、これらの転写残トナーや外添剤が帯電ローラに付着するという問題がある。
近年、画像の高画質、高精細化の需要が高まる中で、数μｍに小粒径化、球形化されたトナーや数ｎｍ（ナノメートル）から数百ｎｍの大きさのトナー外添剤や紙紛は、クリーニング工程において、クリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良を起こしやすいという問題点がある。
したがって、このようにして、クリーニングされずに感光体上に残留するトナーやトナーの外添剤、紙紛等の異物が帯電ローラに付着し、感光体表面の均一な帯電が行えなくなる事を防ぐため、帯電ローラ表面のクリーニングが必要である。帯電ローラ表面をクリーニングするためには、帯電ローラにクリーニング部材を当接して、表面の異物を除去する方法が、これまでも多く検討されている。
帯電ローラのクリーニング部材としては、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレン（特許文献１）、発泡メラミン（特許文献２）等のスポンジ材を帯電ローラに当接してするもの、ブラシローラ（特許文献３）を帯電ローラに当接するもの、さらに、ブラシローラの付着した異物を掻き落すため、ブラシローラに掻き落し部材を当接したもの（特許文献４）等が用いられている。
【特許文献１】特開平５−２９７６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１９１６号公報
【特許文献３】特開２００２−２２１８８３号公報
【特許文献４】特開２００３−０７６２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら前述した特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４の構成では、以下に示すような課題があった。
帯電ローラクリーナとして、発泡ウレタンスポンジ等を使用した場合（特許文献１）、帯電ローラ表面に当接させ摺察させることにより、クリーニングブレードをすり抜け、帯電ローラに付着した異物が、スポンジ材の内部の気孔に溜め込まれる。しかしながら、気泡に溜め込まれる付着物の量には限界があり、クリーニング性能を長期に亘って維持することは難しく、使用期間が長くなるにつれて、帯電ローラの表面が汚れていくという課題が残されている。
帯電ローラクリーナとして、発泡メラミンスポンジを使用した場合（特許文献２）、付着物がメラミンスポンジの表面の気孔に内包され、メラミンスポンジとともに剥がれ落ちるが、今度は、その剥がれ落ちたメラミンスポンジと付着物の混在物が、帯電ローラに付着し、帯電ローラの表面を汚してしまうという課題が残されている。
帯電ローラクリーナとして、ブラシローラを使用した場合（特許文献３）、一般的に発泡ウレタン等の気泡の隙間より、ブラシ繊維間の隙間の方が大きいため、繊維間に溜め込まれる付着物の許容量が多く、発泡材を使用した場合より、長期に帯電ローラの汚れが取れ、帯電ローラの寿命は延びる傾向がある。しかしながら、同様に繊維間に溜め込まれる付着物の量には限界があるため、長期に渡ってクリーニング性能を維持すること難しかった。
上記、ブラシローラの課題を解決するために、ブラシローラに掻き落し部材を当接したものが提案されている（特許文献４）。しかしながら、ブラシローラの自重によってのみ帯電ローラに当接されているブラシに、掻き落し部材を当接すると、ブラシの毛が曲がることによる曲げモーメントや掻き落し部材とブラシの毛との摩擦力により、ブラシの回転方向と逆方向に駆動力が働くために、帯電ローラに対し、連れ回りしているだけのブラシローラ構成では、簡単にスリップしてしまうという課題があった。通常、特許文献３にあるようにブラシの長期保存時の毛倒れを防ぐため、ブラシの毛は、短く高密度となっているために、見かけ上、ブラシは硬くなっている。そのため、掻き落し部材の材質が硬い場合は、ブラシも硬いために、掻き落し部材がブラシにわずかに食込んだだけでも、ブラシローラの回転方向とは逆方向の駆動力が大きくなり、帯電ローラがスリップしやすいという課題があった。ブラシローラがスリップして回転しなくなると、帯電ローラと接触部のブラシの毛の部分にのみ、付着物が蓄積されていくため、クリーニング性能がすぐに低下してしまう。また、掻き落し部材として、柔らかい一様なＰＥＴシートなどの樹脂シートをブラシに当てた場合も、ブラシが硬いために、シートが曲がってブラシに対し腹当て状に反るため、ブラシにシートの先端が食込まない状態となった。シートの先端がブラシに当たらず、腹当て状になるとブラシの付着物はシートをすり抜けてしまい、掻き落し効果がなくなるという課題があった。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブラシローラに掻き落し部材を備え、その掻き落し部材を幅方向に個々の部材の集合とすることにより帯電ローラのスリップを防止し、かつ、その掻き落し部材が微小に振動する事により、ブラシローラの付着物を長期に効率的に除去することで、帯電ローラ表面に異物が付着する事を防止し、長期にわたって安定した帯電性を確保することが可能な帯電ローラクリーニング装置、また、当該帯電ローラクリーニング装置を備え、帯電ローラの安定した帯電性を維持することができるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するために、請求項１記載の発明は、芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラと軸間距離を固定したブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を備え、前記掻き落し部材は、幅方向に連続した個々の部材の集合体から成っており、前記個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【０００５】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、ブラシローラのスリップを防止し、かつ掻き落し部材の微小な振動によってブラシローラの付着物を長期に効率的に除去することができる。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラに外部より加圧されたブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を備え、前記掻き落し部材は、幅方向に連続した個々の部材の集合体から成っており、前記個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【０００７】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、請求項１と同様にブラシローラのスリップを防止し、掻き落し部材の微小な振動によってブラシローラの付着物を長期に効率的に除去する事ができる。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラと軸間距離を固定したブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を少なくとも２つ以上備え、前記掻き落し部材は、幅方向に断続した個々の部材の集合体から成っており、各々の掻き落し部材内の個々の部材は、幅方向に重なっており、該個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【０００９】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、複数個の掻き落し部材を、幅方向に重なるように配列することにより、掻き落し部材の振動を促進し、確実にブラシローラの付着物を長期に効率的に除去する事ができる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなり、像担持体の表面の移動に従動して回転し、像担持体表面を帯電させる帯電ローラの表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング装置であって、前記帯電ローラに外部より加圧されたブラシローラを備える事により、前記ブラシローラは前記帯電ローラの表面に当接し、かつ、帯電ローラの表面の移動に従動して回転するように配置されており、前記ブラシローラのブラシに当接して当該ブラシ先端に付着した異物を除去するための掻き落し部材を少なくとも２つ以上備え、前記掻き落し部材は、幅方向に断続した個々の部材の集合体から成っており、各々の掻き落し部材内の個々の部材は、幅方向に重なっており、該個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とする事を特徴とする帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００１１】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、請求項３と同様に複数個の掻き落し部材を、幅方向に重なるように配列することにより、掻き落し部材の振動を促進し、確実にブラシローラの付着物を長期に効率的に除去する事ができる。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、前記掻き落し部材の個々の部材が、ブラシに加える力を、０．５Ｎ以下としたことを特徴とした請求項１乃至請求項４いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００１３】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、掻き落し部材の個々の部材が、ブラシに加える力を、０．５Ｎ以下とすることにより、掻き落し部材がブラシに対して腹当たりになるのを防止し、掻き落し部材の先端がブラシの繊維間に入るために、ブラシローラの付着物を確実に除去する事ができる。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、前記掻き落し部材が、１ｍｍ以下の樹脂製のシートから成っている事を特徴とした請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００１５】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、１ｍｍ以下の樹脂製のシートを使用することにより、該個々の部材のバネ定数を、０．０２Ｎ／ｍｍ以下とすることが容易に構成でき、掻き落し部材により、ブラシローラの付着物を確実に除去する事ができる。
【００１６】
また、請求項７記載の発明は、前記掻き落し部材の個々の部材が、樹脂製のシートに切れ目を入れることによって、個々の部材を形成する事を特徴とした請求項１乃至請求項６いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００１７】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、樹脂製のシートに切れ目を入れることによって形成されている事により、容易かつ安価な構成で、該個々の部材のバネ定数が、０．０２Ｎ／ｍｍ以下の掻き落し部材を構成することができ、ブラシローラの付着物を確実に除去する事ができる。
【００１８】
また、請求項８記載の発明は、前記掻き落し部材の材料が、ポリイミドであることを特徴とした請求項１乃至請求項７いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置提供するものである。
【００１９】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、掻き落し部材の材料に、ポリイミドを使用することにより、掻き落し部材が、効率的に、ブラシからの異物を除去するため、クリーニングブラシのクリーニング性を長期に亘り、良好に保つことができる。
【００２０】
また、請求項９記載の発明は、前記ブラシローラの繊維の太さを２デニール以下とし、密度を２００００本／cm２以上、としている事を特徴とした請求項１乃至請求項８いずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００２１】
本発明の帯電ローラクリーニング装置においては、ブラシローラの繊維の太さを２デニール以下とし、密度を２００００本／cm２以上、とすることにより、ブラシの毛倒れを防止し、クリーニングブラシのクリーニング性を長期に亘り、良好に保つことができる。
【００２２】
また、請求項１０記載の発明は、潜像を形成する像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該像担持体表面を均一に帯電する帯電手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにおいて、該帯電手段は、帯電部材として芯金と弾性材料からなる帯電ローラを備え、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジを提供するものである。
【００２３】
また、請求項１１記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該潜像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電した該潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、該帯電手段は、帯電部材として芯金と弾性材料からなる帯電ローラを備え、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【００２４】
また、請求項１２記載の発明は、前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能な請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００２５】
このように構成することにより、帯電装置ローラクリーニング装置、又は、該帯電ローラクリーニング装置を含む帯電装置の劣化に応じて、帯電装置ローラクリーニング装置、又は、該帯電ローラクリーニング装置を含む帯電装置のみを交換することができる。
【００２６】
また、請求項１３記載の発明は、前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能な掻き落し部材を設けた請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００２７】
このように構成することにより、掻き落し部材の劣化に応じて、掻き落し部材のみを交換することができる。
【００２８】
また、請求項１４記載の発明は、前記プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置より着脱が可能なブラシローラを設けた請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の帯電ローラクリーニング装置を提供するものである。
【００２９】
このように構成することにより、ブラシローラの劣化に応じて、ブラシローラのみを交換することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は前述のように構成したために、ブラシローラのスリップを防止し、かつ、その掻き落し部材の振動によってブラシローラの付着物を長期に効率的に除去することができるため、帯電ローラの表面を汚すことなく、安定した帯電性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る帯電装置について好適な実施例に基づいて添付の図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の帯電部を示すものであり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は軸と垂直な平面で切った断面モデル図、図１（ｃ）は、軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、図１（ｄ）は、帯電ローラクリーナブラシの掻き落し部材を正面方向と側面方向から見たときのモデル図、図１（ｅ）は、掻き落し部材の作用を示す状態図である。また、図２は、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式プリンタの概略を示す全体断面図、図３は、現像器を軸と垂直な平面で切ったときの断面図、図４は、現像器を軸と平行な平面で切ったときの断面図、である。
（画像形成装置の全体構成）
まず、図３を参照して画像形成装置の全体構成について概略説明する
画像評価装置としてＫＸ−ＣＬ５００（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製）の現像装置部分を改造した装置を用いた。本機はプロセス速度１００ｍｍ／ｓで動作し、Ａ４用紙が１６枚／分で印字ができるフルカラープリント画像を得る４連ドラム方式プリンタである。
【００３２】
本発明の実施の形態１における画像形成装置は、図３に示すように感光体ドラム１Ｙ、１Ｍの間に、支持具２Ｙによって保持され上流側の感光体ドラム１Ｙの周面に接触して感光体ドラム１Ｙ表面に残存するトナーの除去を行うクリーニングブレード３Ｙを配置し、隣接下流の感光体ドラム１Ｍの周面にトナーを付着させる現像ローラ４Ｍを、その軸芯が支持具２Ｙの上方であって隣接上流の感光体ドラム１Ｙの軸芯から支持具２Ｙ側に傾斜する線分上に位置するように配置しており、他色の部材についても同様に配置している。このよう配置とすることにより、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ間のピッチを短くして、装置の小型化を実現している。
【００３３】
以下、マゼンタの現像装置８Ｍを用いて、その構成について説明するが、他の色の現像装置８Ｙ、８Ｃ、８Ｋについても同様であるので、それらの説明は省略する。感光体ドラム１Ｍは外径２４ｍｍの積層型有機感光体で、周速度１００ｍｍ／ｓで回転している。感光体ドラム１Ｍには、感光体ドラム１Ｍに従動回転しながら感光体ドラム１Ｍの帯電を行う帯電ローラ５Ｍ、及び、感光体ドラム１Ｍに形成されたトナー像を中間転写ベルト１１に転写する為の第一転写ローラ６Ｍが配置されている。帯電ローラ５Ｍは外径１０ｍｍで金属シャフトにエピクロルヒドリンゴムを形成したもの、第一転写ローラ６Ｍは外径１２ｍｍで金属シャフトに導電性ウレタンスポンジを形成したものを使用している。中間転写ベルト１１は電気抵抗が１×１０９Ω・ｃｍのポリカーボネートシートを使用した。
【００３４】
帯電ローラ５Ｍにより一様に帯電された感光体ドラム１Ｍ表面に、画像情報に応じてレーザー光（図示せず）を照射して静電潜像が形成された後、現像ローラ４Ｍによって現像域（現像ローラ４Ｍと感光体ドラム１Ｍとの間）に搬送された現像剤の磁気ブラシが静電潜像に摺擦され、トナーのみが感光体ドラム１Ｍの表面に移行しトナー像が形成される。レーザーパワーは２８０μＷで、帯電ローラ５Ｍには１．２ｋＶのＤＣ電圧が印加されており、感光体ドラム１Ｍの帯電電位Ｖ０と露光後電位ＶＬを測定したところ、それぞれ−６５０Ｖと−１００Ｖであった。現像ローラ４Ｍには、−５００ＶのＤＣ電圧に、周波数３ｋＨｚでピーク・トゥ・ピーク電圧が１．５ｋＶの矩形波のＡＣ電圧を重畳したバイアス電圧を印加している。
【００３５】
感光体ドラム上１Ｍに形成されたトナー像は、＋６００Ｖの電圧が印加された第一転写ローラ６Ｍにより、中間転写ベルト１１表面に転写される。以上の動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋと感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからなる画像形成ユニットについて行い、中間転写ベルト１１上に４色の合成トナー像を形成する。その後合成トナー像は記録紙トレイ９から搬送されてきた記録紙１０上に第二転写ローラ７により一括転写され、記録紙１０の排出経路上に設けられている定着器１２により、熱、圧力等の手段により、記録紙１０表面に定着される。この定着器１２は、誘導加熱装置を用いた定着器で、温度の立ち上がりが早いという特徴を持つ。そのため、ユーザが印刷命令を出して、記録紙がプリンタから出力されるまでの時間が短く、便利である。
【００３６】
一方、トナー像の転写が終了した後のそれぞれの感光体ドラム１Ｍの表面は、ウレタンゴムをシート状に成形したクリーニングブレード３Ｍにより感光体ドラム１Ｍ表面に残存するトナーが除去され、これにより、画像形成の１サイクルが完了する。
【００３７】
以下、図２乃至図４を用いて、本発明の実施の形態１における現像装置について、現像装置８Ｍを用いてさらに詳細に説明する。以下の内容は、他の色の現像装置８Ｙ、８Ｃ、８Ｋについても同様である。
（現像装置）
本実施の形態１にかかる現像装置は、図３に示すように、仕切り壁１３Ｍにより２個の現像剤搬送路に区画されており、仕切り壁１３Ｍによりも上側で現像ローラ４Ｍから遠距離側に位置する第一現像剤搬送路１４Ｍと、仕切り壁１３Ｍによりも下側で現像ローラ４Ｍから近距離側に位置する第二現像剤搬送路１５Ｍを備えている。第二現像剤搬送路１５Ｍには外側への張り出し部１６Ｍが形成されており、この張り出し部１６Ｍ内には、現像ローラ４Ｍが突出して設けられている。ここで、現像ローラ４Ｍは、表面粗さＲｚが５μｍの回転自在なアルミ製の現像スリーブ２６Ｍ内に、７個のマグネットを固定配置されたものから構成されている。これら７個のマグネットは、現像ローラ４Ｍと感光体ドラム１Ｍが近接する現像領域で磁力のピークが形成され、穂切り軸２５Ｍ周辺では磁力の谷間が形成されるように配置されている。本実施の形態では、現像領域にＮ極を配置して主極磁力を９５ｍＴ（ミリテスラー）とし、穂切り軸２５ＭをＳ極とＮ極で挟む構成とした。さらに第二現像剤搬送路１５Ｍが近接する領域には、現像後の現像剤の剥離を効果的に行えるように、Ｓ極同士を隣接させて磁力が殆どゼロとなる領域を設けている。
【００３８】
現像ローラ４Ｍの外径は１４ｍｍで、現像スリーブ２６Ｍは周速度１１４ｍｍ／ｓで感光体ドラム１Ｍの回転方向に対してウィズ方向に回転しており、感光体ドラム１Ｍに対して１．１４の周速度比を持つ。現像ローラ４Ｍと感光体ドラム１Ｍは対面するように配置され、現像ローラ４Ｍと感光体ドラム１Ｍのギャップは現像ローラ４Ｍの両サイドに設けられたコロ１８Ｍの径を変更することで調整できる。本発明の実施の形態１では現像領域での現像ローラ４Ｍと感光体ドラム１Ｍのギャップは０．４ｍｍに調整されている。
【００３９】
図３、図４に示すように、現像装置８Ｍの下側に位置する第二現像剤搬送路１５Ｍ内には、その軸方向に沿って延びる第二搬送スクリュー１７Ｍが設けられている。
【００４０】
さらに、現像装置８Ｍの第一現像剤搬送路１４Ｍ内には、やはり現像ローラ４Ｍの軸方向に沿って延びている第一搬送スクリュー１９Ｍが設けられている。また、図４に示すように、第二現像剤搬送路１５Ｍ内の第二搬送スクリュー１７Ｍと、第一現像剤搬送路１４Ｍ内の第一搬送スクリュー１９Ｍとは、現像ローラ４Ｍの軸方向に沿って互いに反対方向に現像剤を搬送するように、その羽根或いは回転方向が設定されており、例えば第一搬送スクリュー１９Ｍは、図４中の矢印Ｘの方向に現像剤の攪拌搬送を行い、第二搬送スクリュー１７Ｍは、図４中の矢印Ｙの方向に現像剤の搬送を行うように設定されている。
（現像剤）
トナーは、本実施の形態においては、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたが、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いても構わない。
【００４１】
また、本実施の形態においては、使用可能な顔料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金属錯体の黒顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１，３，７４，９７，９８等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２，１３，１４，１７等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９，７７，７９、Ｃ．Ｉ．ディスパース・イエロー１６４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８，４９：１，５３：１，５７，５７：１，８１，１２２，５等の赤色顔料、Ｃ．Ｉ．ソルベント・レッド４９，５２，５８，８等の赤色染料、Ｃ．Ｉ．ピグネント・ブルー１５：３等のフタロシアニン及びその誘導体の青色染顔料が１種類又は２種類以上で配合される。添加量は結着樹脂１００重量部に対し、３〜８重量部が好ましい。
【００４２】
また、トナーを帯電させる目的で必要に応じて１種類以上の帯電制御剤を添加してもよい。１〜７重量％程度の材料を負帯電、正帯電の目的に応じて添加を行うことができる。
【００４３】
また、トナーの帯電や流動性の向上を目的としてシリカ、アルミナ、チタニア等の平均粒径が５〜２００ｎｍの微粒子の添加を行う。必要に応じて微粒子表面に疎水化や帯電制御を目的としてシランカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を行うことができる。
【００４４】
また、トナー平均粒径は３〜１２μｍが望ましい。粒径が大きいと高解像度の実現が難しくなる。また、粒径が小さすぎるとトナー流動性が悪く、キャリアとの混合攪拌性が悪くなる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、キャリアは、樹脂と磁性体の混合型、もしくは、磁性体単独型が使用可能である。混合型で使用される樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が用いることができる。特にフェノール樹脂に代表される熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ、耐久性、耐衝撃性、耐熱性に優れているので、これらの利点を生かした磁性体と熱硬化性樹脂からなる樹脂キャリアが望まれる。
【００４６】
また、本実施の形態に用いる強磁性鉄化合物粒子粉末としては、マグネタイト、マグヘマイト等の強磁性酸化鉄粒子粉末、鉄以外の金属（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｕ等）を一種又は二種以上含有するスピネルフェライト粒子粉末、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト粒子粉末、表面に酸化被膜を有する鉄や鉄合金の微粒子粉末を用いることができる。好ましくはマグネタイト等の強磁性酸化鉄粒子粉末である。前記強磁性鉄化合物粒子の粒径は、０．０２〜５μｍであることが望ましい。その形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。
【００４７】
樹脂中の磁性体添加量は５０重量％以上が望ましく、樹脂キャリアにおいては、７０％〜９０重量％が特に望ましい。一方、５０重量％に満たない場合、キャリアの磁気力が小さくなりトナー保持部材へキャリアが付着しやすくなる問題が発生する。
【００４８】
また、本実施の形態において、キャリア表面の被覆層を形成する樹脂としては、１種又は２種以上の樹脂であり、より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン樹脂及びフッ素樹脂等から選ばれた樹脂の１種又は２種以上の樹脂が好ましい。
【００４９】
また、本実施の形態において、キャリア表面の樹脂による被覆層の形成は、例えばスプレードライヤーを用いて磁性体分散粒子に樹脂を吹きつける方法、ヘンシェルミキサー、ハイスピードミキサー等を用いて磁性体分散粒子と樹脂とを乾式混合する方法、樹脂を含む溶剤中に球状複合体芯粒子を含浸する方法等のいずれの方法であってもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態において、キャリアとして、樹脂と磁性体の混合型の樹脂キャリアを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コア材として、平均粒径３５μｍのＭｎ−Ｚｎフェライトを用い、さらに表面にシリコーン樹脂をコートした磁性体単独型キャリアを用いても良い。
（帯電装置）
帯電装置５Ｍは、芯金の外周に少なくとも弾性層を設けてなる帯電ローラ５０Ｍと帯電ローラ５０Ｍに接続される図示しない電源を備える。帯電ローラ５０Ｍに高電圧を印加して、曲率を有する帯電ローラ５０Ｍと感光体１Ｍとの間に所定の電圧を印加し、感光体１Ｍとの間でコロナ放電を発生させて感光体１Ｍの表面を一様に帯電するものである。本実施例の画像形成装置には、前述のクリーニングブラシ５２Ｍと掻き落し部材５３Ｍを備えた帯電ローラ用のクリーニング装置が設けられている。このクリーニングブラシ５２Ｍのブラシが、帯電ローラ５０Ｍの表面に当接して該表面に付着したトナー、外添剤、紙紛等の異物を除去し、掻き落し部材５３Ｍがクリーニングブラシ５２Ｍのブラシに付着したトナー、外添剤、紙紛等の異物を除去するようになっている。
【００５１】
本実施の形態では、クリーニングブラシが、回転するブラシローラ５２Ｍとして構成され、このブラシローラ５２Ｍは、帯電ローラ２０Ｍに対して平行に延び、金属又は硬質樹脂などの剛体より成る芯軸と、この芯軸の周面に基端部が固定された多数の繊維より成るブラシを有している。ブラシは、図１（ａ）に符号Ｑで示した範囲において、芯軸の全周に亘って設けられている。かかるブラシが、図１（ｂ）に示すように、帯電ローラ２の表面に当接して、帯電ローラ２０Ｍに付着したトナー、外添剤、紙紛等の異物を効率よく除去することができる。このようにブラシローラ５２Ｍは、帯電ローラ５０Ｍの表面に当接するブラシを有しているのである。
ブラシローラ５２Ｍは、帯電ローラ５０Ｍの上部領域に位置し、ブラシローラ５２Ｍと帯電ローラ５０Ｍは、２個の穴部をもつ軸受け５５Ｍによって固定されている。軸受け５５Ｍは、一方の貫通穴に帯電ローラの軸を把持し、もう一方の穴にブラシローラの軸を把持し、互いの軸間距離を規定する事により、ブラシローラ５２Ｍのブラシが、帯電ローラ５０Ｍとある一定量の食込みをなして、当接するようになっている。本実施例において、この食込み量は０．５ｍｍとした。このような構成とすることにより、ブラシローラのブラシと帯電ローラを確実に当接することができる。
【００５２】
また、帯電ローラ５０Ｍの軸は、前記軸受け５５Ｍの外側の帯電軸受け５１Ｍによって、軸端部を把持されている。さらに、帯電軸受け５１Ｍは、装置本体に一方の端部を取り付けられた圧縮バネ５６Ｍにより、ある一定荷重が加えられ、感光体１Ｍに当接される。
【００５３】
帯電ローラ２０Ｍが感光体１Ｍの回転に対して連れ回りし、ブラシローラ５２Ｍが帯電ローラ５０Ｍの回転に対して連れ回わりする。このとき、帯電ローラ５０Ｍの表面に当接したブラシが帯電ローラ５０Ｍの表面に付着したトナーや外添剤、紙紛等の異物を除去し、帯電ローラ表面を清掃し、次にブラシローラのブラシに付着したトナーや外添剤、紙紛等の異物を掻き落し部材５３Ｍが清掃するのである。
【００５４】
ブラシローラ５２Ｍのブラシは、ナイロン、アクリルなどの繊維によって構成されている。上述した構成によれば、帯電ローラ５０Ｍの周面にトナーや外添剤、紙紛などの異物が付着したときも、短時間で多量の異物をブラシローラ５２Ｍに吸着させることができ、帯電ローラ５０Ｍに付着した異物の除去効率を高めることができる。これにより、帯電ローラ５０Ｍの周面に多量の異物が付着したまま、その帯電ローラ５０Ｍによって感光体１Ｍを帯電することはなく、トナー、外添剤、紙紛等の異物がほとんど付着していない帯電ローラ５０Ｍ、或いは当該異物の付着量が極めて少ない帯電ローラ５０Ｍによって像担持体１Ｍを帯電することができる。従って感光体１Ｍの帯電むらや帯電不良の発生を効果的に抑え、かかる感光体１Ｍを露光、現像することによって高品質な画像を形成することができる。
【００５５】
ブラシの繊維の長さは適宜設定できるが、この長さを２mm以下に設定することが望ましい。この繊維の長さは、芯軸に対して固定された繊維部分を除く、フリーとなった繊維部分の長さである。このように繊維の長さを短くすると、帯電ローラ５０Ｍの表面に圧接して弾性的に曲げ変形した繊維の基端部に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。これにより、長期に亘ってブラシの倒れ（永久変形）の発生をより一層効果的に抑えることができ、ブラシローラ５２Ｍの寿命を伸ばすことができる。ブラシの繊維長さを２mmよりも長くすると、その繊維の先端部における繊維間の間隔が大きくなるので、帯電ローラ５０Ｍの表面に当接した各繊維に加えられる荷重が大きくなり、これによってブラシの倒れが促進されるおそれがあるが、繊維の長さを２mm以下に設定することにより、かかる不具合を回避することができる。
【００５６】
また、ブラシの繊維の太さと、その密度も適宜設定できるが、当該太さを２デニール以下とし、繊維の密度を２００００本／cm２以上、特に３００００本／cm２に設定すると、帯電ローラ５０Ｍの表面に多数本の繊維が当接することになり、これによって各繊維に加えられる荷重を小さくすることができる。これによっても長期に亘ってブラシの倒れの発生を抑えることができる。また、繊維の密度をこのように高めると、帯電ローラ表面に当接する繊維の本数が増大するので、帯電ローラ５０Ｍの表面を効率よく清掃し、その汚れむらをなくすことができ、像担持体１Ｍ上に常に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００５７】
また、ブラシローラ５２Ｍの食込みも適宜設定できるが、食込みが大きくなると、ブラシの倒れ（永久変形）が発生したり、ブラシの毛の曲げモーメントや摩擦力による帯電ローラと逆方向の駆動力が大きくなったりする。そうすると、帯電ローラ５０Ｍを感光体１Ｍに対して円滑に連れ回わりさせることが困難になるため、１．０ｍｍ以下が望ましい。実験によると、１．０ｍｍより大きくなると、ブラシによって連れ回り方向とは逆方向の力が大きくなるため、感光体１Ｍに対して帯電ローラ５０Ｍがスリップして、帯電ムラが発生した。また、食込みが１.０ｍｍより大きくなると、ブラシの倒れが促進されやすくなった。
【００５８】
逆に、帯電ローラ５０Ｍとブラシローラ５２Ｍのブラシの食込みが小さくなりすぎると、帯電ローラ５０Ｍは、感光体に対して良好に連れまわるが、今度は、ブラシローラ５２Ｍが、帯電ローラ５０Ｍに対してスリップし、連れ回りしなくなる。すると、ブラシの一部と、帯電ローラが常に当接するため、そのブラシの一部にのみ、帯電ローラからの異物が付着し溜まっていくために、すぐに、ブラシが異物で飽和状態となる。そのために、すぐにブラシのクリーニング性能が低下する。
【００５９】
また、ブラシを適宜な方法によって芯軸に固定することができるが、特に、ブラシの繊維基端部をブラシローラの芯軸の周面に静電植毛法により固定すると、芯軸に対して、短い繊維を高密度に植毛することができる。これにより、長期間に亘ってブラシの倒れの発生を防止でき、ブラシローラ５２Ｍの寿命を伸ばすことが可能となる。例えば、芯軸の範囲Ｑに接着剤を塗布し、多数の繊維の基端部をその接着剤に静電的に付着させて、当該繊維の基端部を接着剤を介して芯軸に固定することができる。
【００６０】
次に、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、このブラシローラにＰＥＴシートの先端を当接させ、そのＰＥＴシートの微小な振動によりブラシローラに付着した異物を除去する。ＰＥＴシートは、一方を装置本体に両面テープによって固定し、そして、もう一方をブラシローラと接触させている。ＰＥＴシートの幅Ｊは、ブラシローラのブラシ幅Ｑより若干大きく設定されている。このＰＥＴシートの厚さは０．１ｍｍで、ブラシローラとの接触側の面は、２ｍｍ毎にスリットを入れており、１つ１つは、軽い力で曲がるようになっている。このスリット間のＰＥＴシートの１つ１つを、以後チップと称する。
【００６１】
ブラシローラは、通常、製造過程で毛の密度ムラや、毛の高さムラ等が生じる。ここで、ブラシが、ＰＥＴシートのチップに加える力、又は、ＰＥＴシートのチップがブラシに加える力をＦとする。このようなブラシ単体のムラの他に、装置に組込んだときのブラシローラの回転ムラなどによって、ブラシが、ＰＥＴシートのチップに加える力Ｆは、逐次変化し、Ｆ±ΔＦとなっている。例えば、図１（ｃ）において、ＰＥＴシートのチップの姿勢が図の状態Ｒにある場合、ブラシから受ける力Ｆは大きくなり、Ｆ＋ΔＦとなり、ＰＥＴシートの変形量は大きくなる。次にブラシの毛が低い部分が来るとブラシから受ける力Ｆが小さくＦ−ΔＦとなるため状態ＳになりＰＥＴシートのチップの変形量は小さくなる。また、次にブラシの毛の密度が高い部分が接触するとチップの食込みが大きくなるため、チップの姿勢は再び状態Ｒとなる。これを繰返すことによってＰＥＴシートのチップは振動する。さらに、ブラシの粗密差や高さの差は、幅方向でばらつくために、全てのチップが同じ位相の振動状態になることは少ない。例えば、図１（ｄ）に示すように、ある瞬間は、チップＴ，Ｖ，Ｐが状態Ｒとなり、チップＵ，Ｗ，Ｙ，Ｚが状態Ｓとなる。ここで、ＰＥＴシートの曲げ状態にフックの法則を用いると次のようになる（式（１）（２））。
【００６２】
Ｆ±ΔＦ＝ｋ＊（Ｘ±ΔＸ）  （１）
ここで、Ｆ  ：ブラシがチップに加える力、
又は、チップがブラシに加える力
ΔＦ：上記Ｆの変動分
ｋ  ：チップのバネ定数
Ｘ  ：チップの曲げ変位
ΔＸ：チップの曲げ変位の変動分
変動分のみで表現すると
ΔＦ＝ｋ＊ΔＸ    （２）
となる。
【００６３】
もし、ＰＥＴシートにスリットを入れずに、シートをブラシに当接させると、ＰＥＴシート全体が、図１（ｄ）の状態Ｒのようにブラシに対し常に腹当たりの状態のまま継続されてしまう。前述したように、これは、前記フックの法則（２）式で、ｋが大きいために、ΔＸが小さくなり、振動しない状態をとなる事を示している。
【００６４】
そうなると、チップの先端がブラシの毛の内部に入らずに振動しなくなるために、ブラシの繊維間に付着物が溜まったままとなり、帯電ローラのクリーニング性が低下する。
【００６５】
ＰＥＴシートの各チップが、ブラシローラの粗密差や高さの差によるばらつきに対して、感度よく反応することにより、図１（ｄ）の状態Ｒ、状態Ｓを繰り返し、振動する。このチップの作用により、ブラシの繊維間に溜まった付着物が、ブラシの外に吐き出され、ブラシ内部に付着物が溜まりにくくなる為、帯電ローラの表面は長期にわたって、きれいな状態を保つことができる。ブラシの粗密ムラや高さムラ、ブラシの回転ムラなどによって変動する力ΔＦは、元々、小さい力である。もし、ブラシの粗密ムラや高さムラが大きいと、帯電ローラ表面の付着物のかき取りムラとなるためである。
【００６６】
これらのブラシの粗密ムラ、高さムラ、ブラシローラの回転ムラなどによりブラシがチップに加える力の変動分ΔＦにより、チップを振動させるためには、チップのバネ定数ｋを小さくし、チップの変位の変動分ΔＸを大きくする必要がある。これらは、スリットの間隔を小さくしたり、ＰＥＴシートの厚さを薄くしたりすることによって、チップ１個あたりの曲げによるバネ定数ｋを小さくする事ができる。バネ定数ｋが小さい場合、前述したフックの法則（２）式より、ブラシの粗密ムラ、高さムラ、ブラシローラの回転ムラなどによって変化する力ΔＦが小さい場合でも、変位ΔＸは、大きくなる。例えば、ΔＦ＝１でＫ＝０．１の場合は、ΔＸ＝１０変位分スリットが曲がるため振動の振幅が大きくなるが、Ｋ＝１０の場合は、ΔＸ＝０．１の変位分しかスリットが曲がらないために振動の振幅が小さくなり、振動によるクリーニング性能が低下する。チップに加わる力Ｆの小さな変化ΔＦによって、チップを振動させるには、バネ定数ｋを小さくして、力ΔＦの変動に対する変位ΔＸの感度を上げることが重要である。本実施形態においては、ＰＥＴシートの厚さを０．１ｍｍ、スリット間距離を２ｍｍとした。また、実験により、このチップのバネ定数が０．０２Ｎ／ｍｍよりも大きくなると、ＰＥＴシートの曲げによってブラシローラの連れ回り方向と逆方向に働く力が大きくなりすぎて、帯電ローラに対し、ブラシローラがスリップし、ブラシと帯電ローラの当接部にのみ異物が溜まって、すぐに飽和状態となった。なお、帯電ローラにブラシローラのみを用いたクリーニング装置と、今回のように、ブラシローラにスリットのあるＰＥＴシートのかき取り部材用いたクリーニング装置とを使って、寿命試験で比較したところ、帯電ローラの汚れが約半分になることを確認できた。
【００６７】
本実施形態では、ＰＥＴシートの厚さを０．１ｍｍ、スリット間距離を２ｍｍと固定して行い、良好な結果になったが、ブラシローラの仕様が変われば好適な掻き取り部材の仕様も若干変動することは当然であるが、ＰＥＴシートのチップが微小に振動することによって、ブラシローラに溜まった異物を掻き取り、帯電ローラの表面がきれいな状態となり、長期に亘って安定した帯電性能が得られるという本来の作用効果が変化するものではない。
【００６８】
さらに、掻き落し部材の材料をＰＥＴシートから、厚さ０．０８ｍｍ、スリット間距離２ｍｍのポリイミドシートに変えて実験を行った。通常、ＰＥＴシートからポリイミドシートに変えるとコストアップするが、ブラシに溜まった異物の掻き落し性が向上していることを確認できた。今回、ポリイミドシートは、体積抵抗が１０４Ω・cm以上、表面抵抗が１０５Ω／□以上の高抵抗体を使用した。
【００６９】
ＰＥＴシートを使用した場合と同様に、本実施形態では、ポリイミドシートの厚さを０．０８ｍｍ、スリット間距離を２ｍｍと固定して行い、良好な結果になったが、ブラシローラの仕様が変われば好適な掻き取り部材の仕様も若干変動することは当然であるが、ポリイミドシートのチップが微小に振動することによって、ブラシローラに溜まった異物を掻き取り、帯電ローラの表面がきれいな状態となり、長期に亘って安定した帯電性能が得られるという本来の作用効果が変化するものではない。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図５は、本発明の実施の形態２の帯電部を示すものであり、図５（ａ）は軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、図５（ｂ）は軸と垂直な平面で切ったときの断面モデル図、図５（ｃ）はフックの法則の説明図である。
【００７０】
本実施形態の帯電装置が、実施の形態１と異なる点は、クリーニングブラシの固定方法である。実施の形態１では、ブラシローラと帯電ローラは軸受け５５Ｍによって固定され、軸受け５５Ｍは、一方の貫通穴に帯電ローラの軸を把持し、もう一方の穴にブラシローラの軸を把持し、互いの軸間距離を規定する事により、ブラシローラ５２Ｍのブラシが、帯電ローラ５０Ｍとある一定量の食込みをなして、当接するようになっていた。本実施形態では、軸受け５２Ｍは、ブラシローラの軸のみを受けており、装置本体に一方の端部を取り付けられた圧縮バネ５７Ｍにより、該軸受け５２Ｍにある一定荷重が加えられ、ブラシローラ５２Ｍのブラシが、帯電ローラ５０Ｍに当接されるようになっている。
【００７１】
実施の形態１で述べたように、クリーニングブラシは、毛倒れを防止するため、高密度で、毛の高さを低くし、見かけ上、硬くなっている。
ここで、図５（ｃ）に示すように、ブラシと帯電ローラの圧接状態にフックの法則を用いると次のようになる（式（３））。
【００７２】
Ｆ１＝  ｋ１＊Ｘ１  （３）
ここで、
Ｆ１：ブラシが帯電ローラに与える押圧力
ｋ１：ブラシの帯電ローラに対するバネ定数
Ｘ１：ブラシの帯電ローラに対する食込み量
前述したように、ブラシは硬くなっているため、ブラシのバネ定数ｋ１は高い状態にあり、食込みＸ１を少し増やしただけで、ブラシが帯電ローラに与える押圧力Ｆ１が高くなり、クリーニング性能が変わりやすい。実施形態１では、軸受け５５Ｍによって、食込みＸ１を変化させて、押圧力Ｆ１を調整する構成されている。しかしながら、ｋ１の値が大きいために、Ｘ１により押圧力Ｆ１を微調整することが難しくなっている。
次に、式（３）を変化させると次のようになる（式（４））。
Ｘ１＝Ｆ１／ｋ１  （４）
これに対し、本実施形態では、式（４）に示すように、ブラシの押圧力Ｆ１をバネによって変化させることによって、食込みＸ１を調整している。ここで、Ｆ１はバネの荷重によって微調整でき、かつ食込みＸ１も、バネ定数ｋ１が大きいために、バネの荷重Ｆ１によって微調整が可能となっている。
【００７３】
本実施形態においては、圧縮バネ５７Ｍが２個必要となるために、実施の形態１よりコストアップとなるが、ブラシの押圧力、食込みを微調整できるために、帯電ローラのクリーニングの最適な条件を出しやすいという利点がある。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態３の帯電部を示すものであり、図６（ａ）は軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、図６（ｂ）は軸と垂直な平面で切ったときの断面モデル図、図６（ｃ）は、２個の掻き落し部材のモデル図である。
【００７４】
本実施形態の帯電装置が、実施の形態１および２と異なる点は、掻き取り部材の構成である。実施の形態１および２では、１つの掻き取り部材にスリットを入れ、幅方向に連続的な短冊状のチップの集合体とした構成となっていたが、本実施形態においては、図６に示すように、掻き取り部材を２つにし、それぞれの掻き取り部材を、幅方向に断続的な短冊状のチップの集合体とし、断続的にできたチップが、幅方向に重なるように２つの掻き取り部材を配置した点である。図６（ｃ）に示すように、第１掻き取り部材５８Ｍにおいて、チップ幅Ｌ＝２ｍｍ、隙間幅Ｇ＝２ｍｍとし、第２掻き取り部材において、チップ幅Ｎ＝３ｍｍ、隙間幅Ｈ＝１ｍｍとした。さらに、隙間ができないようにするために、第１掻き取り部材の隙間の中心線ＣＬと第２掻き取り部材のチップの中心線ＣＬを一致させ、第１掻き取り部材のチップと第２掻き取り部材のチップの両端が０．５ｍｍずつ重なるように配置した。
【００７５】
このような構成にすることにより、掻き取り部材が２つとなるためにコストアップするが、隣接するチップの側面の干渉を防ぐ事ができるために、チップの振動を確実にすることができる。また、２つの掻き取り部材を互い違いに配置することにより、実施の形態１において隣接するチップとの振動状態が違うためにできるスリットの微小な隙間を抜けるブラシ付着した異物の除去が可能となるために、帯電ローラの表面を、確実に、長期に亘ってきれいな状態を保つことができる。
（他の実施形態）
尚、前述した各実施形態における帯電装置は画像形成装置に組み込まれている場合のみならず、画像形成装置本体に対して着脱可能な帯電ユニットとして構成されていてもよい。
更には、像担持体としての感光体ドラム１と帯電装置、あるいは感光体ドラム１と帯電装置、更には電子写真画像形成プロセスによって画像を形成するためのプロセス手段、例えば現像装置２４、クリーニング装置３等を組み込み、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジにおいても現像装置を前述した各実施形態の構成にすることにより、長期に亘って安定した帯電性能を維持することができるので好ましい。
また、前記装置本体、又は、前記プロセスカートリッジから、着脱可能な帯電ユニット、又は、帯電ローラクリーニングユニット、又は、帯電ローラクリーニングブラシ、又は、掻き落し部材、としてもよい。このような構成とし、劣化部材のみを交換することにより省資源化に貢献し、かつ長期に亘って安定した帯電性能を維持することができるので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる電子写真方式を用いた１成分現像装置の長寿命、高画質等の特長は、複写機、ＦＡＸ、プリンタ、ＭＦＰ（マルチファンクションプリンター等として有用である。またプリント基板のパターン作成等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１における帯電装置を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は幅と垂直な平面で切った断面モデル図、（ｃ）は、軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、（ｄ）は、帯電ローラクリーナブラシの掻き落し部材を幅方向と側面方向から見たときのモデル図、（ｅ）は、掻き落し部材の作用を示す状態図
【図２】フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式プリンタの概略を示す全体断面図
【図３】現像器を軸と垂直な平面で切ったときの断面図
【図４】現像器を軸と平行な平面で切ったときの断面図
【図５】本発明の実施の形態２における帯電部を示すものであり、（ａ）は軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、（ｂ）は幅と垂直な平面で切ったときの断面モデル図、（ｃ）はフックの法則の説明図
【図６】本発明の実施の形態３における帯電部を示すものであり、（ａ）は軸と平行な平面で切ったときの断面モデル図、（ｂ）は幅と垂直な平面で切ったときの断面モデル図、（ｃ）は、２つの掻き落し部材のモデル図
【符号の説明】
【００７８】
１Ｍ    感光体ドラム
４Ｍ    現像ローラ
５Ｍ    帯電装置
８Ｍ    現像装置
１３Ｍ    仕切り壁
１４Ｍ    第一現像剤搬送路
１５Ｍ    第二現像剤搬送路
１６Ｍ    張り出し部
１７Ｍ    第二搬送スクリュー
１９Ｍ    第一搬送スクリュー
２３Ｍ    トナー濃度センサー
２４Ｍ    トナー補給口
２５Ｍ    穂切り軸
２６Ｍ    現像スリーブ
５０Ｍ    帯電ローラ
５１Ｍ    帯電ローラ軸受け
５２Ｍ    クリーニングブラシローラ
５３Ｍ    掻き落し部材
５５Ｍ    軸受け
５６Ｍ    帯電ローラ用スプリング
５７Ｍ    ブラシローラ用スプリング
５８Ｍ    第1掻き落し部材
５９Ｍ    第２掻き落し部材
【図１】
2006276134.tif 000003
【図２】
2006276134.tif 000004
【図３】
2006276134.tif 000005
【図４】
2006276134.tif 000006
【図５】
2006276134.tif 000007
【図６】
2006276134.tif 000008