(57)【要約】    【課題】      帯電ローラの表面の凹部に入り込んだ微少な粒子も除去できるようにすること。    【解決手段】  感光体ドラム感光体ドラム１１１Ｙ，感光体ドラム１１１Ｍ，感光体ドラム１１１Ｃ，感光体ドラム１１１Ｋを帯電する帯電ローラ１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋと、帯電ローラ１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋの表面に付着した異物を除去するブラシローラ１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋと、を備える。また、帯電ローラ１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋの表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下、帯電ローラ１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋの表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を２００μｍ〜３００μｍとする。  【選択図】      図６
2006301233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材の表面に付着した異物を除去する清掃部材と、を備え、
前記帯電部材の表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下、前記帯電部材の表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を２００μｍ以上とした帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、回転する帯電ローラからなり、
前記清掃部材は、前記帯電ローラの表面に接触回転するブラシローラからなる請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記ブラシローラのブラシの直径が３０μｍ以下である請求項２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電部材は、回転する帯電ローラからなり、
前記清掃部材は、前記帯電ローラの表面に圧接する多孔質の弾性体からなる請求項１記載の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電ローラの表面は、前記多孔質の弾性体の硬度よりも低硬度の弾性体層からなる請求項４記載の帯電装置。
【請求項６】
像担持体を帯電する帯電手段として、請求項１から請求項５のいずれかに記載の帯電装置を用いる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置およびこれを備えた画像形成装置に関し、特に、電子写真方式または静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の帯電手段に用いて有用な帯電装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置において、像担持体（感光体）を帯電する帯電装置として、像担持体表面に接触または近接配置した帯電ローラを用いるものが知られている。
【０００３】
帯電ローラを用いた帯電装置では、帯電ローラの表面に紙粉、トナーおよび埃などの異物が付着すると帯電不良が発生する。
【０００４】
そこで、この種の画像形成装置における帯電装置においては、例えば、帯電ローラの表面にブラシローラやスポンジローラなどの清掃部材を当接させて、帯電ローラの表面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１参照）。
【０００５】
特許文献１記載の帯電装置は、図９に示すように、感光体（不図示）に近接または接触した状態で感光体の帯電を行う帯電ローラ１１と、帯電ローラ１１に付着した異物を除去する清掃部材としてのブラシローラ１２とを備えている。
【０００６】
ブラシローラ１２は、芯軸１３にローラ状のブラシ１４を設けた構成を有している。ブラシローラ１２の芯軸１３は、ユニットケース（不図示）の側板１５のガイドスロット１６に、回転かつ摺動自在に嵌合している。
【０００７】
図９において、ブラシローラ１２は、自重によりブラシ１４が帯電ローラ１１の表面に当接した状態で、帯電ローラ１１の回転に伴って従動回転することにより、ブラシ１４の先端部で帯電ローラ１１の表面に付着した異物を除去する。
【０００８】
ところが、このような構成の帯電装置においては、帯電ローラ１１の表面粗さ（Ｒｚ）が大きくなると、帯電ローラ１１の表面の凹部に異物が入り込みやすくなるため、ブラシローラ１２のブラシ１４では異物を除去しきれなくなる。
【０００９】
そこで、特許文献１記載の帯電装置においては、帯電ローラ１１の被清掃面の表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下に設定して帯電ローラ１１の表面を平滑にし、帯電ローラ１１の表面に付着した異物を除去しやすくしている。
【特許文献１】特開２００４−２５１９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の帯電装置においては、図１０に示すように、ブラシローラ１２のブラシ１４の先端部１４ａが、帯電ローラ１１の表面の凸部１１ａにより変形され、帯電ローラ１１の表面の凸部１１ａを乗り越えるように回転する。
【００１１】
そして、ブラシローラ１２のブラシ１４の先端部１４ａは、自身の弾性により真直ぐになろうとするが、真直ぐになる前に下流側の凸部１１ａにより再び変形されてしまう。
【００１２】
このため、従来の帯電装置では、例えば現像剤の添加剤であるシリカなどのような粒径が１μｍ以下の微少な粒子が帯電ローラ１１の表面に付着した場合、この微少な粒子がブラシローラ１２のブラシ１４の先端部１４ａで除去されずに帯電ローラ１１の表面の凹部に堆積しやすかった。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、帯電ローラの表面の凹部に入り込んだ微少な粒子も除去することができる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するため、本発明の帯電装置は、像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材の表面に付着した異物を除去する清掃部材と、を備え、前記帯電部材の表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下、前記帯電部材の表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を２００μｍ以上とした構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、帯電ローラの表面の凹部に入り込んだ微少な粒子も除去することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る帯電装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本例の画像形成装置１００は、画像形成ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ、レーザスキャンユニット（ＬＳＵ）１２０、中間転写ユニット１３０、定着ユニット１４０、給紙ユニット１５０などを備えている。
【００１９】
画像形成ユニット１１０Ｙは、像担持体である感光体ドラム１１１Ｙ、帯電装置１１２Ｙ、現像装置１１３Ｙ、一次転写ローラ１１４Ｙ、感光体クリーナ１１５Ｙを備えており、イエロー（Ｙ）色のトナー像を感光体ドラム１１１Ｙに形成する。
【００２０】
画像形成ユニット１１０Ｍは、感光体ドラム１１１Ｍ、帯電装置１１２Ｍ、現像装置１１３Ｍ、一次転写ローラ１１４Ｍ、感光体クリーナ１１５Ｍを備えており、マゼンタ（Ｍ）色のトナー像を感光体ドラム１１１Ｍに形成する。
【００２１】
画像形成ユニット１１０Ｃは、感光体ドラム１１１Ｃ、帯電装置１１２Ｃ、現像装置１１３Ｃ、一次転写ローラ１１４Ｃ、感光体クリーナ１１５Ｃを備えており、シアン（Ｃ）色のトナー像を感光体ドラム１１１Ｃに形成する。
【００２２】
画像形成ユニット１１０Ｋは、感光体ドラム１１１Ｋ、帯電装置１１２Ｋ、現像装置１１３Ｋ、一次転写ローラ１１４Ｋ、感光体クリーナ１１５Ｋを備えており、ブラック（Ｋ）色のトナー像を感光体ドラム１１１Ｋに形成する。
【００２３】
ここで、帯電装置１１２Ｙは、帯電部材である帯電ローラ１１６Ｙと、帯電ローラ１１６Ｙの清掃部材であるブラシローラ１１７Ｙとを備えている。
【００２４】
また、帯電装置１１２Ｍは、帯電部材である帯電ローラ１１６Ｍと、帯電ローラ１１６Ｍの清掃部材であるブラシローラ１１７Ｍとを備えている。
【００２５】
また、帯電装置１１２Ｃは、帯電部材である帯電ローラ１１６Ｃと、帯電ローラ１１６Ｃの清掃部材であるブラシローラ１１７Ｃとを備えている。
【００２６】
また、帯電装置１１２Ｋは、帯電部材である帯電ローラ１１６Ｋと、帯電ローラ１１６Ｋの清掃部材であるブラシローラ１１７Ｋとを備えている。
【００２７】
レーザスキャンユニット１２０は、４色に色分解された各レーザ光ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫを、図示しないポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー、結像レンズなどを通して、各画像形成ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋの感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋに照射する。
【００２８】
中間転写ユニット１３０は、中間転写ベルト１３１、駆動ローラ１３２、従動ローラ１３３、ベルトクリーナ１３４を備えている。
【００２９】
中間転写ベルト１３１は、駆動ローラ１３２および従動ローラ１３３により所定の張力が付与されて回転自在に懸架されており、駆動ローラ１３２により駆動されて矢印方向に回転する。
【００３０】
ベルトクリーナ１３４は、中間転写ベルト１３１が回転することにより、中間転写ベルト１３１の画像転写面上の残トナーなどを除去する。
【００３１】
定着ユニット１４０は、定着ローラ１４１、加圧ローラ１４２などを備えている。定着ローラ１４１と加圧ローラ１４２は、互いに圧接回転してニップを形成している。
【００３２】
なお、本例の画像形成装置１００における定着ユニット１４０は、ハロゲンランプやヒータを熱源とするものを用いているが、電磁誘導加熱方式のであってもよい。
【００３３】
給紙ユニット１５０は、装置本体１０１の下部に配設されており、用紙Ｐを収容する用紙カセット１５１を備えている。
【００３４】
用紙カセット１５１内に積層して収容された用紙Ｐは、ピックアップローラ１５２および分離ローラ１５３により用紙カセット１５１から１枚ずつ分離して給紙される。
【００３５】
図１において、各画像形成ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋの感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋは、図示しない駆動系により所定のタイミングで所定方向に回転され、帯電装置１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃ，１１２Ｋの帯電ローラ１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋにより表面が所定の電位に順次帯電される。
【００３６】
帯電された各感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋの表面は、レーザスキャンユニット１２０から照射される各レーザ光ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫにより順次露光される。これにより、各感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋの表面に、各色の静電潜像が形成される。
【００３７】
各感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋの表面に形成された各色の静電潜像は、各現像装置１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ，１１３Ｋにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーにより順次現像され、４色のトナー像としてそれぞれ顕像化される。
【００３８】
なお、本例の画像形成装置１００における各現像装置１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ，１１３Ｋは、マグネットロールを備えた磁気ブラシ接触型の２成分現像方式の現像装置で構成されている。
【００３９】
各感光体ドラム１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋの表面に形成された４色のトナー像は、回転する中間転写ベルト１３１の画像転写面（外周面）上に、一次転写ローラ１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃ，１１４Ｋにより順次重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１３１の画像転写面上にフルカラー画像が形成される。
【００４０】
中間転写ベルト１３１上に一次転写されたフルカラー画像は、給紙ユニット１５０から給紙されて、レジストローラ１０２により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐ上に、二次転写ローラ１０３により一括転写（二次転写）される。
【００４１】
フルカラー画像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット１４０のニップでフルカラー画像が定着された後、排紙ローラにより装置本体１０１の上部に設けられた排紙トレイ上に排紙される。
【００４２】
次に、本例の画像形成装置１００の画像形成ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋにおけるトナーの挙動について説明する。図２は、前記画像形成装置の画像形成ユニットにおけるトナーの挙動を説明するための概略断面図である。なお、各画像形成ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、同一の構成を有しているので、ここではイエロー（Ｙ）色のトナー像を感光体ドラム１１１Ｙに形成する画像形成ユニット１１０Ｙを例にとって説明することとする。
【００４３】
図２において、画像形成ユニット１１０Ｙの感光体ドラム１１１Ｙの表面は、帯電装置１１２Ｙの帯電ローラ１１６Ｙによって、約−５００Ｖ程度に帯電される。
【００４４】
その後、感光体ドラム１１１Ｙの表面には、レーザスキャンユニット１２０によりレーザ光ＬＹが照射されることによって、入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００４５】
感光体ドラム１１１Ｙは、レーザスキャンユニット１２０で静電潜像を書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位が、−１００Ｖ以下程度にまで除電される。
【００４６】
一方、現像装置１１３Ｙの現像ケース２０１に収容されているトナーＴを含む２成分現像剤Ｄは、攪拌搬送ローラ２０２，２０３により攪拌されながら現像ローラ２０４に搬送される。
【００４７】
現像ローラ２０４に搬送されたトナーＴを含む２成分現像剤Ｄは、現像ローラ２０４の回転によりドクタ２０５で薄層化されて、感光体ドラム１１１Ｙの表面に最接近する現像部位に送られる。
【００４８】
なお、現像ローラ２０４上にある２成分現像剤中のトナーＴの帯電量は、概ね−２０〜−３０μＣ／ｇ程度である。また、この現像装置１１３Ｙにおいては、ＡＣ＋ＤＣの現像電圧を印加して現像が実施されるが、この現像電圧は、ＡＣが４ｋＨｚ、１．６ｋＶｐｐで、ＤＣが−４００Ｖ程度である。
【００４９】
これにより、−１００Ｖ以下程度にまで除電された感光体ドラム１１１Ｙ上には、その画像露光部に現像ローラ２０４により搬送された２成分現像剤中のトナーＴが付着することでイエロー（Ｙ）色のトナー像が形成される。
【００５０】
その後、感光体ドラム１１１Ｙ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１１４Ｙによって約＋５００Ｖ程度に帯電した中間転写ベルト１３１上に一次転写される。
【００５１】
一方、中間転写ベルト１３１上に一次転写されずに感光体ドラム１１１Ｙの表面に残留した転写残トナーＴｚは、感光体クリーナ１１５Ｙのクリーニングブレード２０６により感光体ドラム１１１Ｙの表面から掻き取られて廃トナーボックス２０７に回収される。
【００５２】
このとき、感光体クリーナ１１５Ｙのクリーニングブレード２０６は、微少な粒子Ｅを若干すり抜けさせてしまう。ここで、微少な粒子Ｅとは、トナーに外添されているシリカ等で粒径は５０ｎｍ程度である。
【００５３】
このクリーニングブレード２０６をすり抜けた微少な粒子Ｅは、帯電装置１１２Ｙの帯電ローラ１１６Ｙの表面に付着する。そして、帯電ローラ１１６Ｙの表面に付着した微少な粒子Ｅは、ブラシローラ１１７Ｙにより帯電ローラ１１６Ｙの表面から除去される。
【００５４】
しかしながら、帯電ローラ１１６Ｙの表面に付着した微少な粒子Ｅは、粒径が１μｍ以下の微少な粒子である場合、前述したように、従来の帯電装置では除去されずに帯電ローラ表面の凹部に堆積してしまう。
【００５５】
そこで、本例の帯電装置１１２Ｙにおいては、図３、図４および図５に示すように、帯電部材としての帯電ローラ１１６Ｙの表面の移動方向に沿って測定した表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下、帯電ローラ１１６Ｙの表面の移動方向に沿って測定した凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を２００μｍ〜３００μｍとした構成とする。
【００５６】
ここで、帯電ローラ１１６Ｙの表面粗さ（Ｒｚ）とは、図４に示す帯電ローラ１１６Ｙの表面の断面曲線において、帯電ローラ１１６Ｙの表面凸部の最高から５番目までの山頂の位置の平均値と、帯電ローラ１１６Ｙの表面凹部の最深から５番目までの谷底の位置の平均値との差を表す十点平均粗さをいう。
【００５７】
また、帯電ローラ１１６Ｙの表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）とは、図５に示すように、帯電ローラ１１６Ｙの表面の粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬ（不図示）だけ抜き取り、１つの山およびそれに隣合う１つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、その平均を求めた値をいう。ここでＬは２．５ｍｍとした。
【００５８】
このように、本例の帯電装置１１２Ｙにおいては、帯電ローラ１１６Ｙの表面粗さ（Ｒｚ）が２５μｍ以下であるので、帯電ローラ１１６Ｙの表面が平滑になり、帯電ローラ１１６Ｙの表面に付着した異物を除去しやすくなる。
【００５９】
また、本例の帯電装置１１２Ｙにおいては、帯電ローラ１１６Ｙの表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が、２００μｍ〜３００μｍと大きいので、図６に示すように、ブラシローラ１１７Ｙのブラシ１１８の先端部１１８ａが、帯電ローラ１１６Ｙの表面の凸部１１６ａにより一旦は変形されても、その直後に自身の弾性により真直ぐになり、帯電ローラ１１６Ｙの表面の凹部１１６ｂに入り込んだ微少な粒子Ｅも容易に掻き取ることができる。
【００６０】
なお、本例の帯電装置１１２Ｙにおけるブラシローラ１１７Ｙのブラシ１１８の直径は、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
ここで、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、さらに詳しく物理的な構成上の掻き残し領域Ｗを考えた場合、ブラシ１１８の直径が３０μｍ以下であれば、図８（ｃ）に示すように、帯電ローラ１１６Ｙの表面粗さが２５μｍと比較的大きい場合でも掻き残し領域Ｗが小さくなり効果的であることがわかる。
【００６２】
このように、ブラシ１１８の直径を３０μｍ以下としたブラシローラ１１７Ｙは、ブラシ１１８の先端部１１８ａが帯電ローラ１１６Ｙの表面の凹部１１６ｂに容易に入り込めるようになり、凹部１１６ｂに入り込んだ微少な粒子Ｅを掻き出しやすくなる。
【００６３】
また、ここでは、帯電ローラ１１６Ｙの表面に付着した異物を除去する清掃部材として、ブラシローラ１１７Ｙを使用した例を示したが、この清掃部材としては、図７に示すような、帯電ローラ１１６Ｙの表面に圧接する多孔質の弾性体７１０であってもよい。
【００６４】
スポンジなどの多孔質の弾性体７１０は、図７に示すように、孔の隔壁７１０ａが帯電ローラ１１６Ｙの表面の凹部１１６ｂに入り込むことによって、凹部１１６ｂに入り込んだ微少な粒子Ｅを掻き出すので、ブラシローラ１１７Ｙのブラシ１１８のように帯電ローラ１１６Ｙの表面の凸部１１６ａにより変形されることがなく、高いクリーニング効果を得ることができる。ここで、帯電ローラ１１６Ｙの表面は、多孔質の弾性体７１０の硬度よりも低硬度の弾性体層とすることで、多孔質の弾性体７１０の変形を抑えることができるようになり、より高いクリーニング効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る帯電装置およびこれを備えた画像形成装置は、帯電ローラの表面の凹部に入り込んだ微少な粒子も除去することができるので、電子写真方式または静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の帯電手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る帯電装置を搭載するのに適した画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】前記画像形成装置の画像形成ユニットにおけるトナーの挙動を説明するための概略断面図
【図３】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラの外観を示す概略斜視図
【図４】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラの表面の凹凸の十点平均粗さを示す線図
【図５】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラの表面の凹凸の平均間隔を示す線図
【図６】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラのブラシによるクリーニングモデルを示す拡大断面図
【図７】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラの清掃部材である弾性発泡体の構造を示す概略拡大図
【図８】本発明の一実施の形態に係る帯電装置における帯電ローラのブラシによるクリーニングモデルのブラシの直径と掻き残し領域との関係を示す拡大断面図
【図９】従来の帯電装置における帯電ローラの清掃部材の構成を示す概略構成図
【図１０】従来の帯電装置における帯電ローラのブラシによるクリーニングモデルを示す拡大断面図
【符号の説明】
【００６７】
１００  画像形成装置
１０１  装置本体
１０２  レジストローラ
１０３  二次転写ローラ
１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ  画像形成ユニット
１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋ  感光体ドラム
１１２Ｙ，１１２Ｍ，１１２Ｃ，１１２Ｋ  帯電装置
１１３Ｙ，１１３Ｍ，１１３Ｃ，１１３Ｋ  現像装置
１１４Ｙ，１１４Ｍ，１１４Ｃ，１１４Ｋ  一次転写ローラ
１１５Ｙ，１１５Ｍ，１１５Ｃ，１１５Ｋ  感光体クリーナ
１１６Ｙ，１１６Ｍ，１１６Ｃ，１１６Ｋ  帯電ローラ
１１６ａ  帯電ローラの表面の凸部
１１６ｂ  帯電ローラの表面の凹部
１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋ  ブラシローラ
１１８  ブラシ
１２０  レーザスキャンユニット
１３０  中間転写ユニット
１４０  定着ユニット
１４１  定着ローラ
１４２  加圧ローラ
１５０  給紙ユニット
７１０  多孔質の弾性体
７１０ａ  孔の隔壁
Ｄ  ２成分現像剤
Ｐ  用紙
Ｔ  トナー
【図１】
2006301233.tif 000003
【図２】
2006301233.tif 000004
【図３】
2006301233.tif 000005
【図４】
2006301233.tif 000006
【図５】
2006301233.tif 000007
【図６】
2006301233.tif 000008
【図７】
2006301233.tif 000009
【図８】
2006301233.tif 000010
【図９】
2006301233.tif 000011
【図１０】
2006301233.tif 000012