(57)【要約】【課題】帯電部材に対する清掃部材の清掃性能を確保しつつ、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量を抑制する。【解決手段】帯電部材１の周方向に対する清掃部材２の接触位置を変化させる位置可変機構３を備え、清掃部材２の接触位置として第１の接触圧ｐ１が作用する第１の接触位置と第２の接触圧ｐ２が作用する第２の接触位置との間で当該清掃部材２が案内される案内溝５を有し、当該案内溝５に沿って第１の接触位置と第２の接触位置との間で清掃部材２を進退可能に支持する案内部材４と、第１の接触位置から第２の接触位置に向かって清掃部材２を付勢する付勢要素６と、を有し、帯電部材１駆動時に帯電部材１と清掃部材２との接触部で生ずる摩擦力Ｆにて付勢要素６の付勢力に抗して第２の接触位置から第１の接触位置に清掃部材２を移動させるものである。【選択図】図１
2019060992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に対向して設けられて軸方向に延び、回転して前記被帯電体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に沿って軸方向に延び、前記帯電部材に接触することで追従して回転し且つ当該帯電部材を清掃する清掃部材と、
前記帯電部材駆動時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の予め決められた第１の接触圧よりも前記帯電部材停止時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の第２の接触圧が小さくなるように、前記帯電部材の周方向に対する前記清掃部材の接触位置を変化させる位置可変機構と、を備え、
前記位置可変機構は、前記清掃部材の接触位置として前記第１の接触圧が作用する第１の接触位置と前記第２の接触圧が作用する第２の接触位置との間で当該清掃部材が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝を有し、当該案内溝に沿って前記第１の接触位置と前記第２の接触位置との間で前記清掃部材を進退可能に支持する案内部材と、
前記第１の接触位置から第２の接触位置に向かって前記清掃部材を付勢する付勢要素と、を有し、
前記帯電部材駆動時に前記帯電部材と前記清掃部材との接触部で生ずる摩擦力にて前記付勢要素の付勢力に抗して前記第２の接触位置から前記第１の接触位置に前記清掃部材を移動させることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において、
前記帯電部材（清掃部材と非接触）の半径をｒ１、前記清掃部材（帯電部材と非接触）の半径をｒ２、前記第１の接触位置における前記帯電部材と前記清掃部材との中心間距離をＡ、前記第２の接触位置における前記帯電部材と前記清掃部材との中心間距離をＢ、ｒ１＋ｒ２をＣとすれば、
Ａ＜Ｂ＜ｒ１＋ｒ２＝Ｃを満たすことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の帯電装置において、
前記第１の接触位置における前記清掃部材の第１の食い込み量ｈ１をＣ−Ａ、前記第２の接触位置における前記清掃部材の第２の食い込み量ｈ２をＣ−Ｂとすれば、
ｈ１＞ｈ２を満たすことを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の帯電装置において、
前記第１の接触位置から前記第２の接触位置に至る前記清掃部材の移動量をＤとすると、少なくとも両者間の食い込み量差Δｈ（＝ｈ１−ｈ２）を確保するように選定することを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項３に記載の帯電装置において、
前記第２の接触位置における前記清掃部材の第２の食い込み量ｈ２は、少なくとも前記帯電部材駆動時に前記清掃部材が従動回転する上で必要な従動限界食い込み量以上に設定されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の帯電装置において、
前記案内部材は、前記帯電部材停止時における当該帯電部材と前記清掃部材との中心間を結ぶ基準線に対し非直角の角度で傾斜する直線状の案内溝を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の帯電装置において、
前記第１の接触位置から前記第２の接触位置に至る前記清掃部材の移動量をＤとすると、前記案内溝は前記清掃部材の移動量Ｄを許容することを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項７に記載の帯電装置において、
前記案内溝は、いずれかの終端位置が前記清掃部材の前記第１の接触位置又は前記第２の接触位置を規制することを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項７に記載の帯電装置において、
前記案内溝は、一方の終端位置に至る途中の位置が前記清掃部材の第１の接触位置であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の帯電装置において、
前記付勢要素は、前記案内溝を略鉛直方向に向けて形成し、前記第２の接触位置が前記第１の接触位置より下方に位置するように配置することで重力を付勢力として利用することを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の帯電装置において、
前記案内部材は前記清掃部材の軸受部材を兼用したものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
帯電可能な被帯電体と、
前記被帯電体を帯電する帯電装置と、を備え、
前記帯電装置は、被帯電体に対向して設けられて軸方向に延び、回転して前記被帯電体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に沿って軸方向に延び、前記帯電部材に接触することで追従して回転し且つ当該帯電部材を清掃する清掃部材と、
前記帯電部材駆動時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の予め決められた第１の接触圧よりも前記帯電部材停止時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の第２の接触圧が小さくなるように、前記帯電部材の周方向に対する前記清掃部材の接触位置を変化させる位置可変機構と、を備え、
前記位置可変機構は、前記清掃部材の接触位置として前記第１の接触圧が作用する第１の接触位置と前記第２の接触圧が作用する第２の接触位置との間で当該清掃部材が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝を有し、当該案内溝に沿って前記第１の接触位置と前記第２の接触位置との間で前記清掃部材を進退可能に支持する案内部材と、
前記第１の接触位置から第２の接触位置に向かって前記清掃部材を付勢する付勢要素と、を有し、
前記帯電部材駆動時に前記帯電部材と前記清掃部材との接触部で生ずる摩擦力にて前記付勢要素の付勢力に抗して前記第２の接触位置から前記第１の接触位置に前記清掃部材を移動させ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、帯電装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の帯電装置としては例えば特許文献１，２に記載のものが既に知られている。
特許文献１には、帯電ロールに近い側の軸受け穴の内壁を接触抵抗が低く、帯電ロールから遠い側の軸受け穴の内壁を接触抵抗が高くし、これによりクリーニング部材が跳ね上がろうとする動きには大きな力を要し、逆にクリーニング部材が帯電ロールに接触する方向の動きには力を要しない構成とし、これにより、バネ部材などの押圧力を用いずにクリーニング部材の跳ね上がりを防止し、単純な構成で帯電ロール表面のクリーニングを確実に行うことが可能な清掃装置が開示されている。
特許文献２には、クリーニングロールと帯電ロールとのニップ圧を軸方向で均一にする帯電装置を提供するために、画像を担持する像担持体と接触しながら回転し、像担持体を帯電する帯電ロールと、帯電ロールの軸長より長く形成され、帯電ロールに接触しながら回転して帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールと、を備え、帯電ロールの軸方向の両端部には、外径が減少する外径減少部が設けられ、帯電ロール及びクリーニングロールの軸方向両側には、クリーニングロールを帯電ロールに圧接させ且つ帯電ロールとクリーニングロールとの相対位置が軸方向で一定となるように、帯電ロールのシャフト及びクリーニングロールのシャフトを回転自在に支持する軸受け孔を備えた軸受手段が設けられ、クリーニングロールのシャフトが支持される軸受け孔は長孔である帯電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９３２４７号公報（発明を実施するための最良の形態，図４）
【特許文献２】特開２０１３−１６７９１３号公報（発明を実施するための最良の形態，図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、帯電部材に追従して回転する清掃部材を備えた態様において、帯電部材の周方向における清掃部材の接触位置を一律に設定した場合に比べて、帯電部材に対する清掃部材の清掃性能を確保しつつ、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、被帯電体に対向して設けられて軸方向に延び、回転して前記被帯電体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に沿って軸方向に延び、前記帯電部材に接触することで追従して回転し且つ当該帯電部材を清掃する清掃部材と、前記帯電部材駆動時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の予め決められた第１の接触圧よりも前記帯電部材停止時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の第２の接触圧が小さくなるように、前記帯電部材の周方向に対する前記清掃部材の接触位置を変化させる位置可変機構と、を備え、前記位置可変機構は、前記清掃部材の接触位置として前記第１の接触圧が作用する第１の接触位置と前記第２の接触圧が作用する第２の接触位置との間で当該清掃部材が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝を有し、当該案内溝に沿って前記第１の接触位置と前記第２の接触位置との間で前記清掃部材を進退可能に支持する案内部材と、前記第１の接触位置から第２の接触位置に向かって前記清掃部材を付勢する付勢要素と、を有し、前記帯電部材駆動時に前記帯電部材と前記清掃部材との接触部で生ずる摩擦力にて前記付勢要素の付勢力に抗して前記第２の接触位置から前記第１の接触位置に前記清掃部材を移動させることを特徴とする帯電装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る帯電装置において、前記帯電部材（清掃部材と非接触）の半径をｒ１、前記清掃部材（帯電部材と非接触）の半径をｒ２、前記第１の接触位置における前記帯電部材と前記清掃部材との中心間距離をＡ、前記第２の接触位置における前記帯電部材と前記清掃部材との中心間距離をＢ、ｒ１＋ｒ２をＣとすれば、
Ａ＜Ｂ＜ｒ１＋ｒ２＝Ｃを満たすことを特徴とする帯電装置である。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る帯電装置において、前記第１の接触位置における前記清掃部材の第１の食い込み量ｈ１をＣ−Ａ、前記第２の接触位置における前記清掃部材の第２の食い込み量ｈ２をＣ−Ｂとすれば、
ｈ１＞ｈ２を満たすことを特徴とする帯電装置である。
請求項４に係る発明は、請求項３に係る帯電装置において、前記第１の接触位置から前記第２の接触位置に至る前記清掃部材の移動量をＤとすると、少なくとも両者間の食い込み量差Δｈ（＝ｈ１−ｈ２）を確保するように選定することを特徴とする帯電装置である。
請求項５に係る発明は、請求項３に係る帯電装置において、前記第２の接触位置における前記清掃部材の第２の食い込み量ｈ２は、少なくとも前記帯電部材駆動時に前記清掃部材が従動回転する上で必要な従動限界食い込み量以上に設定されていることを特徴とする帯電装置である。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに係る帯電装置において、前記案内部材は、前記帯電部材停止時における当該帯電部材と前記清掃部材との中心間を結ぶ基準線に対し非直角の角度で傾斜する直線状の案内溝を有することを特徴とする帯電装置である。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る帯電装置において、前記第１の接触位置から前記第２の接触位置に至る前記清掃部材の移動量をＤとすると、前記案内溝は前記清掃部材の移動量Ｄを許容することを特徴とする帯電装置である。
請求項８に係る発明は、請求項７に係る帯電装置において、前記案内溝は、いずれかの終端位置が前記清掃部材の前記第１の接触位置又は前記第２の接触位置を規制することを特徴とする帯電装置である。
請求項９に係る発明は、請求項７に係る帯電装置において、前記案内溝は、一方の終端位置に至る途中の位置が前記清掃部材の第１の接触位置であることを特徴とする帯電装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに係る帯電装置において、前記付勢要素は、前記案内溝を略鉛直方向に向けて形成し、前記第２の接触位置が前記第１の接触位置より下方に位置するように配置することで重力を付勢力として利用することを特徴とする帯電装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０のいずれかに係る帯電装置において、前記案内部材は前記清掃部材の軸受部材を兼用したものであることを特徴とする帯電装置である。
【０００７】
請求項１２に係る発明は、帯電可能な被帯電体と、前記被帯電体を帯電する帯電装置と、を備え、前記帯電装置は、被帯電体に対向して設けられて軸方向に延び、回転して前記被帯電体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に沿って軸方向に延び、前記帯電部材に接触することで追従して回転し且つ当該帯電部材を清掃する清掃部材と、前記帯電部材駆動時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の予め決められた第１の接触圧よりも前記帯電部材停止時における前記帯電部材に対する前記清掃部材の第２の接触圧が小さくなるように、前記帯電部材の周方向に対する前記清掃部材の接触位置を変化させる位置可変機構と、を備え、前記位置可変機構は、前記清掃部材の接触位置として前記第１の接触圧が作用する第１の接触位置と前記第２の接触圧が作用する第２の接触位置との間で当該清掃部材が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝を有し、当該案内溝に沿って前記第１の接触位置と前記第２の接触位置との間で前記清掃部材を進退可能に支持する案内部材と、前記第１の接触位置から第２の接触位置に向かって前記清掃部材を付勢する付勢要素と、を有し、前記帯電部材駆動時に前記帯電部材と前記清掃部材との接触部で生ずる摩擦力にて前記付勢要素の付勢力に抗して前記第２の接触位置から前記第１の接触位置に前記清掃部材を移動させることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、帯電部材に追従して回転する清掃部材を備えた態様において、帯電部材の周方向における清掃部材の接触位置を一律に設定した場合に比べて、帯電部材に対する清掃部材の清掃性能を確保しつつ、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量を抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、第１の接触位置、第２の接触位置における清掃部材の食い込み量を所定の関係に選定することで、清掃部材の清掃性能、及び、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量の抑制を両立することができる。
請求項３に係る発明によれば、第１の接触位置、第２の接触位置における清掃部材の食い込み量差を考慮し、第１の接触位置から第２の接触位置に至る清掃部材の移動量を選定することができる。
請求項４に係る発明によれば、帯電部材駆動時に第２の接触位置にて清掃部材に対し安定的に従動回転させることができる。
請求項５に係る発明によれば、予め決められた直線方向に清掃部材を移動可能に支持することで、清掃部材の清掃性能、及び、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量の抑制を両立することができる。
請求項６に係る発明によれば、予め決められた直線方向に清掃部材を移動可能に支持することで、清掃部材の清掃性能、及び、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量の抑制を両立することができる。
請求項７に係る発明によれば、清掃部材の移動量を考慮し、案内部材の案内溝として必要な長さを選定することができる。
請求項８に係る発明によれば、第１の接触位置又は第２の接触位置に清掃部材を規制することで、帯電部材に対し清掃部材を定位置にて接触させることができる。
請求項９に係る発明によれば、清掃部材に硬度のばらつきや経時変化があったとしても、第１の接触位置にて帯電部材に対し清掃部材を定荷重で接触させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、付勢要素として別部品である付勢部材を用いることなく、重力を利用した位置可変機構を構築することができる。
請求項１１に係る発明によれば、軸受部材と別に案内部材を用いる場合に比べて、簡単な構成で位置可変機構を構築することができる。
請求項１２に係る発明によれば、帯電部材に追従して回転する清掃部材を備えた帯電装置において、帯電部材の周方向における清掃部材の接触位置を一律に設定した場合に比べて、帯電部材に対する清掃部材の清掃性能を確保しつつ、帯電部材停止時における帯電部材と清掃部材との接触に伴う歪量を抑制することが可能な画像形成装置を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された帯電装置を組み込んだ画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本実施の形態で用いられる帯電装置の要部を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図である。
【図４】（ａ）は帯電ロール駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図、（ｂ）は帯電ロール非駆動時（停止時）における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図である。
【図５】（ａ）は帯電ロール駆動時における帯電ロールに清掃ロールの食い込み量、接触圧を示す説明図、（ｂ）は帯電ロール非駆動時（停止時）における帯電ロールに清掃ロールの食い込み量、接触圧を示す説明図、（ｃ）は帯電ロールに対する食い込み量と両者の接触圧との関係を示す説明図である。
【図６】（ａ）は本実施の形態で用いられる位置可変機構における案内板の案内溝に必要な長さの選定方法を示す説明図、（ｂ）は位置可変機構における付勢ばねの付勢力と、帯電ロール駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの接触域で生ずる摩擦力との関係を示す説明図である。
【図７】比較の形態１に係る帯電装置を示し、（ａ）は帯電ロール駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図、（ｂ）は帯電ロール非駆動時（停止時）における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図である。
【図８】実施の形態２に係る帯電装置を示し、（ａ）は帯電ロール駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図、（ｂ）は帯電ロール非駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図である。
【図９】実施の形態３に係る帯電装置を示し、（ａ）は帯電ロール駆動時における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図、（ｂ）は帯電ロール非駆動時（停止時）における帯電ロールと清掃ロールとの位置関係を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は変形の形態１に係る帯電装置の要部を示す説明図、（ｂ）は変形の形態２に係る帯電装置の要部を示す説明図である。
【図１１】実施例１に係る帯電装置において、汚染筋グレード（汚染筋Ｇ）、保管筋グレード（保管筋Ｇ）及び食い込み量の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
◎実施の形態の概要
図１は本発明が適用された帯電装置を組み込んだ画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、帯電可能な被帯電体１１と、被帯電体１１を帯電する帯電装置１２と、を備え、帯電装置１２は、被帯電体１１に対向して設けられて軸方向に延び、回転して被帯電体１１を帯電する帯電部材１と、帯電部材１に沿って軸方向に延び、帯電部材１に接触することで追従して回転し且つ当該帯電部材１を清掃する清掃部材２と、帯電部材１駆動時における帯電部材１に対する清掃部材２の予め決められた第１の接触圧ｐ１よりも帯電部材１停止時における帯電部材１に対する清掃部材の第２の接触圧ｐ２が小さくなるように、帯電部材１の周方向に対する清掃部材２の接触位置を変化させる位置可変機構３と、を備え、位置可変機構３は、清掃部材２の接触位置として第１の接触圧ｐ１が作用する第１の接触位置ＰＴ１と第２の接触圧ｐ２が作用する第２の接触位置ＰＴ２との間で当該清掃部材２が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝５を有し、当該案内溝５に沿って第１の接触位置ＰＴ１と第２の接触位置ＰＴ２との間で清掃部材２を進退可能に支持する案内部材４と、第１の接触位置ＰＴ１から第２の接触位置ＰＴ２に向かって清掃部材２を付勢する付勢要素６と、を有し、帯電部材１駆動時に帯電部材１と清掃部材２との接触部で生ずる摩擦力Ｆにて付勢要素６の付勢力に抗して第２の接触位置ＰＴ２から第１の接触位置ＰＴ１に清掃部材２を移動させるものである。
【００１１】
このような技術的手段において、帯電部材１は被帯電体１１との間で帯電作用を奏するように設けられていればよく、被帯電体１１に対して接触している態様のほか、近接している態様をも含む。
また、帯電部材１は被帯電体１１に対して追従回転する態様が多く採用されるが、駆動回転するものであってもよい。但し、非回転の帯電部材（コロトロン等）は含まない。
更に、清掃部材２は帯電部材１と表面が接触して追従回転するものであれば、ロール状、発泡ウレタン製の帯状体をスパイラル状に巻いたものなどを広く含む。また、清掃部材２が例えばスリップ防止のために補助的に駆動される態様も含む。
また、位置可変機構３は、清掃部材２による第１の接触圧ｐ１と第２の接触圧ｐ２とを作用させる第１、第２の接触位置ＰＴ１，ＰＴ２は帯電部材１の周方向で異なっていることを要する。本例では、「帯電部材１の周方向に対する接触位置」に着目したため、例えば特許文献２に示される「帯電部材１の径方向に対する」ものは除外する趣旨である。
更に、案内溝５は直線状に限らず、曲線状のものをも含む。このため、清掃部材２が一方向に移動可能である態様には限定されず、曲線状に変化する方向に移動可能なものでもよい。
更にまた、付勢要素６については付勢バネのような付勢部材の他に、重力を利用する態様（案内溝を重力の作用方向に形成する態様）をも含む趣旨である。
【００１２】
次に、本実施の形態に係る帯電装置１２の代表的態様又好ましい態様について説明する。
先ず、清掃部材２による第１の接触圧ｐ１、第２の接触圧ｐ２の関係を満たす代表的な態様としては、帯電部材１（清掃部材２と非接触）の半径をｒ１、清掃部材２（帯電部材１と非接触）の半径をｒ２、第１の接触位置における帯電部材１と清掃部材２との中心間距離をＡ、第２の接触位置における帯電部材１と清掃部材２との中心間距離をＢ、ｒ１＋ｒ２をＣとすれば、Ａ＜Ｂ＜ｒ１＋ｒ２＝Ｃを満たすようにすればよい。本例は、清掃部材２の第１の接触位置ＰＴ１、第２の接触位置ＰＴ２における帯電部材１との中心間距離が変化することから、清掃部材２の接触圧の関係を清掃部材２の食い込み量に置き換えて定義しようとするものである。
【００１３】
また、清掃部材２の食い込み量の選定方法としては、第１の接触位置における清掃部材２の第１の食い込み量ｈ１をＣ−Ａ、第２の接触位置における清掃部材の第２の食い込み量ｈ２をＣ−Ｂとすれば、ｈ１＞ｈ２を満たすようにすればよい。
更に、清掃部材２の食い込み量の別の選定方法としては、第１の接触位置から第２の接触位置に至る清掃部材２の移動量をＤとすると、少なくとも両者間の食い込み量差Δｈ（＝ｈ１−ｈ２）を確保するように選定すればよい。
更にまた、清掃部材２の食い込み量の選定方法としては、第２の接触位置における清掃部材２の第２の食い込み量ｈ２は、少なくとも帯電部材１駆動時に清掃部材２が従動回転する上で必要な従動限界食い込み量以上に設定されている態様が挙げられる。本例は、第２の食い込み量ｈ２を選定するに当たって考慮すべき事項を示す。
【００１４】
また、本実施の形態において、案内部材４の好ましい案内溝構造としては、帯電部材１停止時における当該帯電部材１と清掃部材２との中心間を結ぶ基準線に対し非直角の角度で傾斜する直線状の案内溝５を有する態様が挙げられる。本例は、案内溝５が前述した基準線に対して非直角の角度で傾斜する直線状形状を有する態様である。
更に、案内部材４の好ましい別の案内溝構造としては、第１の接触位置から第２の接触位置に至る清掃部材２の移動量をＤとすると、案内溝５は清掃部材２の移動量Ｄを許容することを要する。本例は、清掃部材２の移動量と案内溝５の傾斜角度とで案内溝５に必要な長さを割り出すことが可能である。
また、案内部材４の好ましい更に別の案内溝構造としては、案内溝５のいずれかの終端位置が清掃部材２の第１の接触位置又は第２の接触位置を規制する態様が挙げられる。本例は、案内溝５の少なくともいずれかの終端位置が第１の接触位置又は第２の接触位置を規制する態様であり、案内溝５の両方の終端位置で清掃部材２の第１の接触位置及び第２の接触位置を規制してもよいことは勿論である。
【００１５】
更に、案内部材４の好ましい別の案内溝構造としては、案内溝５の一方の終端位置に至る途中の位置が清掃部材２の第１の接触位置である態様が挙げられる。本例は、清掃部材２の第１の接触位置が案内溝５の終端位置に規制されていない態様を示す。
更にまた、付勢要素６として重力を利用する態様としては、案内溝５を略鉛直方向に向けて形成し、第２の接触位置が第１の接触位置より下方に位置するように配置することで重力を付勢力として利用する態様が挙げられる。本例は、第１の接触位置と第２の接触位置とのレイアウトを工夫することで、付勢要素６として重力を利用することが可能な態様である。
また、位置可変機構３の好ましい態様としては、案内部材４は清掃部材２の軸受部材を兼用したものである態様が挙げられる。更に、案内部材４は帯電部材１の軸受部材と一体型に構成してもよい。
【００１６】
◎実施の形態１
−画像形成装置の全体構成−
図２は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す。
本実施の形態において、画像形成装置３１は、像保持体としての感光体３２の周囲に、この感光体３２を帯電する帯電装置３３と、この帯電装置３３によって帯電された感光体３２上に潜像を書き込む潜像書込装置３４と、この潜像書込装置３４にて書き込まれた感光体３２上の潜像をトナーにて現像して可視像化する現像装置３５と、この現像装置３５にて可視像化されたトナー像を記録媒体４０上に転写する例えば転写ロールからなる転写装置３６と、この転写装置３６による転写後の感光体３２に向かってトナー本来の極性方向への帯電を行う清掃前帯電装置３７と、転写後の感光体３２上の残トナーを清掃する清掃装置３８と、を備えている。
【００１７】
本例において、各電子写真デバイスは公知のものを広く採用することができる。
帯電装置３３の詳細については後述することとし、他のデバイスについて簡単に説明する。
先ず、潜像書込装置３４としては例えばレーザ走査装置によるレーザ光照射方式を採用してもよいし、レーザ走査装置に代えてＬＥＤアレイを用いるようにしてもよい。
また、現像装置３５は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いる方式を採用したもので、現像容器３５１内の感光体３２に対向する位置に現像ロール３５２を設け、この現像ロール３５２の背後には、上下方向に現像剤を撹拌搬送する二つの撹拌搬送部材３５３，３５４が設けられ、更に、現像ロール３５２と下側の撹拌搬送部材３５４との間には現像ロール３５２から回収された現像剤を撹拌搬送部材３５４に導く搬送部材３５５が設けられている。そのため、上下方向に設けられた二つの撹拌搬送部材３５３，３５４によって現像剤は十分混合撹拌されて帯電された現像剤が、上方の撹拌搬送部材３５３から現像ロール３５２上に供給される。現像ロール３５２上に供給された現像剤は、図示外の層厚規制部材等によって層厚規制され、感光体３２と現像ロール３５２との対向領域である現像領域に搬送される。現像領域では、現像ロール３５２と感光体３２との間に印加される現像バイアス並びに現像ロール３５２側の磁極分布によって現像剤中のトナーが感光体３２上の潜像に向かって飛翔し吸着される。現像後の現像ロール３５２上の現像剤は、搬送部材３５５を経由して下方の撹拌搬送部材３５４側に導かれる。
【００１８】
更に、転写装置３６は、記録媒体４０を挟んで感光体３２に対向配置されるもので、この転写装置３６と感光体３２との間に予め決められた転写電界を形成することで、感光体３２上のトナー像が記録媒体４０上に転写されるようになる。尚、記録媒体４０は用紙は勿論、例えば中間転写型の画像形成装置にあっては中間転写体をも含むものである。
また、清掃前帯電装置３７としては例えばコロトロン等からなる帯電調整装置が用いられる。
更に、清掃装置３８は、清掃容器３８１内に、清掃部材３８２として二つの部材を備えており、感光体３２の回転方向上流側に設けたブラシロール３８２ａと、下流側に設けたブレード３８２ｂとの二つを有することで清掃効率が高められる。 そして、ブラシロール３８２ａの下方位置で清掃容器３８１と感光体３２との間には、清掃容器３８１に一部が固定された塞ぎ止め部材３８３が設けられる。本実施の形態の塞き止め部材３８３は、例えばポリウレタン製の可撓性フィルム素材が用いられ、その固定端側が清掃容器３８１に対し例えば両面テープを用いて接着固定され、他方の自由端側が感光体３２に接触するように配置される。尚、清掃装置３８内の符号３８４は、ブラシロール３８２ａやブレード３８２ｂによって清掃回収されたトナーを清掃装置３８から外部に排出するための搬送部材である。
【００１９】
−帯電装置−
本実施の形態では、帯電装置３３は、図２及び図３（ａ）に示すように、被帯電体としての感光体３２に対向して設けられて軸方向に延び、回転して感光体３２を帯電する帯電部材としての帯電ロール５１と、帯電ロール５１に沿って軸方向に延び、帯電ロール５１に接触することで追従して回転し且つ当該帯電ロール５１を清掃する清掃部材としての清掃ロール５５と、帯電ロール５１駆動時における帯電ロール５１に対する清掃ロール５５の予め決められた第１の接触圧ｐ１よりも帯電ロール５１停止時における帯電ロール５１に対する清掃ロール５５の第２の接触圧ｐ２が小さくなるように、帯電ロール５１の周方向に対する清掃ロール５５の接触位置を変化させる位置可変機構６０と、を備えている。
【００２０】
＜帯電ロール、清掃ロール＞
本例において、帯電ロール５１は、導電性のシャフト５２の周囲に導電層５３が形成されたものであり、図示外の軸受部材にシャフト５２が回転可能に支持されている。そして、帯電ロール５１は、感光体３２駆動時に当該感光体３２の回転に追従して従動回転するようになっており、本例では、帯電ロール５１駆動時とは、帯電ロール５１が従動回転している状態を指す。
尚、帯電ロール５１には図示外の帯電バイアスが印加され、感光体３２を予め決められた帯電電位に帯電するようになっている。
また、清掃ロール５５は、シャフト５６の周囲にスポンジ層（例えば多孔質弾性層）５７が形成されたもので、図３（ｂ）に示すように、シャフト５６が軸受部材５８に回転可能に支持されている。
そして、清掃ロール５５は帯電ロール５１に接触して所定の荷重で押圧され、スポンジ層５７が帯電ロール５１の周面に沿って弾性変形して接触部（ニップ部）を形成するようになっている。
【００２１】
＜位置可変機構＞
また、本実施の形態では、位置可変機構６０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、清掃ロール５５の接触位置として第１の接触圧ｐ１が作用する第１の接触位置ＰＴ１と第２の接触圧ｐ２が作用する第２の接触位置ＰＴ２との間で当該清掃ロール５５が予め決められた移動軌跡に沿って案内される案内溝６２を有し、当該案内溝６２に沿って第１の接触位置と第２の接触位置との間で清掃ロール５５を進退可能に支持する案内板６１と、第１の接触位置から第２の接触位置に向かって清掃ロール５５を付勢する付勢要素としての付勢ばね６３と、を備えている。
本例では、付勢ばね６３は、清掃ロール５５の両端を回転支持する軸受部材５８を第１の接触位置から第２の接触位置に向けて付勢力Ｆｓ（図４参照）にて引っ張り付勢するものである。
そして、帯電ロール５１駆動時には帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部で生ずる摩擦力Ｆにて付勢ばね６３の付勢力Ｆｓに抗して第２の接触位置から第１の接触位置に清掃ロール５５を移動させるものである。
【００２２】
本例において、案内板６１の案内溝６２は、図３（ａ）に示すように、帯電ロール５１非駆動時（停止時に相当）において帯電ロール５１と清掃ロール５５との中心間を結ぶ基準線Ｌに対し非直角の角度で傾斜する方向Ｕに直線状に延びた形状を有している。
ここで、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部で生ずる摩擦力Ｆの作用方向は基準線Ｌに直交する方向であり、基準線Ｌに直交する方向と案内溝６２が延びる方向Ｕとは交差角θで交差配置されるようになっている。
【００２３】
＜清掃ロールの食い込み量＞
そして、帯電ロール５１（清掃ロール５５と非接触）の半径をｒ１、清掃ロール５５（帯電ロール５１と非接触）の半径をｒ２、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、第１の接触位置（帯電ロール５１駆動時）における帯電ロール５１と清掃ロール５５との中心間距離をＡ、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、第２の接触位置（帯電ロール５１停止時）における帯電ロール５１と清掃ロール５５との中心間距離をＢ、ｒ１＋ｒ２をＣとすれば、
Ａ＜Ｂ＜ｒ１＋ｒ２＝Ｃ            ……（式１）
を満たすようになっている。
【００２４】
更に、第１の接触位置における清掃ロール５５の第１の食い込み量ｈ１をＣ−Ａ、第２の接触位置における清掃ロール５５の第２の食い込み量ｈ２をＣ−Ｂとすれば、
ｈ１＞ｈ２                        ……（式２）
を満たすようなっている。
ここで、清掃ロール５５の第１の食い込み量ｈ１、第２の食い込み量ｈ２について検討してみると、第２の食い込み量ｈ２は、少なくとも帯電ロール５１駆動時に清掃ロール５５が従動回転する上で必要な従動限界食い込み量以上に設定されている必要がある。つまり、図５（ｃ）に示すように、第２の食い込み量ｈ２のときに帯電ロール５１に対する清掃ロール５５の第２の接触圧ｐ２が帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部に作用することから、このとき接触部にて生ずる摩擦力Ｆは第２の接触圧ｐ２と、帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部間の摩擦抵抗とで決まる。このため、第２の食い込み量ｈ２を従動限界食い込み量以上とすることで、これに依存して清掃ロール５５の従動回転に要する摩擦力Ｆが生成されることになる。
また、第１の食い込み量ｈ１は、帯電ロール５１駆動時に帯電ロール５１に対する清掃ロール５５による清掃能力が発揮される上で必要な第１の接触圧ｐ１を生成するものであればよい。このとき、清掃ロール５５による清掃能力も第１の接触圧ｐ１と帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部間の摩擦抵抗とで決まる。このため、第１の食い込み量ｈ１としては、図５（ｃ）に示すように、清掃ロール５５による清掃能力が確保される上で十分な範囲の第１の接触圧ｐ１が得られるように選定することが必要である。
【００２５】
＜案内溝の長さ選定＞
案内板６１の案内溝６２の長さとしては、図４（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、第１の接触位置から第２の接触位置に至る清掃ロール５５の移動量Ｄを許容することが必要である。従って、案内溝６２の長さとしては、清掃ロール５５の移動量Ｄを満たすようにし、かつ、清掃ロール５５が移動量Ｄを満たしたときに、第１、第２の食い込み量ｈ１，ｈ２の差分である食い込み量差Δｈ（ｈ１−ｈ２）を確保するように選定にすればよい。尚、図６（ａ）中、ｍはＢを半径とした円弧軌跡である。
このため、本例では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、清掃ロール５５が第１の接触位置に位置するときには、清掃ロール５５のシャフト５６が案内溝６２の一方の終端位置６２ａに規制され、清掃ロール５５が第２の接触位置に位置するときには、清掃ロール５５のシャフト５６が案内溝６２の他方の終端位置６２ｂに規制されるようになっている。
【００２６】
＜付勢ばねによる付勢力の選定＞
今、図６（ｂ）に示すように、清掃ロール５５が第２の接触位置から第１の接触位置に移動すると、付勢ばね６３の付勢力Ｆｓは、清掃ロール５５が第２の接触位置に位置するときの付勢力（Ｆｓ（Ｂ））に加え、清掃ロール５５の移動量Ｄ分だけ付勢ばね６３が伸びることから、その分Ｆｓ（Ｄ）だけ増加することになる。
これに対し、清掃ロール５５駆動時には、帯電ロール５１と清掃ロール５５との接触部に摩擦力Ｆが作用し、この摩擦力Ｆによって清掃ロール５５が第２の接触位置から第１の接触位置へと移動させられる。このとき、摩擦力Ｆのうち、付勢ばね６３の付勢力Ｆｓに相対向する成分はＦ・ｃｏｓθであるから、
Ｆ・ｃｏｓθ≧Ｆｓ＝Ｆｓ（Ｂ）＋Ｆｓ（Ｄ）        ……（式３）
を満たすように選定すればよい。
【００２７】
−帯電装置の作動−
次に、本実施の形態に係る帯電装置の作動について説明する。
今、帯電ロール５１非駆動時（停止時）には、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、清掃ロール５５は付勢ばね６３によって案内板６１の案内溝６２の他方の終端位置６２ｂに位置している。この状態では、清掃ロール５５は、帯電ロール５１の第２の接触位置にて第２の食い込み量ｈ２だけ食い込み、帯電ロール５１に第２の接触圧ｐ２で接触配置されている。
次いで、帯電ロール５１駆動時には、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、第２の接触位置に位置する清掃ロール５５には帯電ロール５１の駆動に追従して摩擦力Ｆが作用し、清掃ロール５５が付勢ばね６３の付勢力Ｆｓに抗した方向に押され、案内板６１の案内溝６２に沿って移動し、案内溝６２の一方の終端位置６２ａに至る。この状態において、清掃ロール５５は、帯電ロール５１の第１の接触位置にて第１の食い込み量ｈ１だけ食い込み、帯電ロール５１に第１の接触圧ｐ１で接触配置されている。このため、帯電ロール５１駆動時には、清掃ロール５５が追従回転し、帯電ロール５１の周面を清掃する。
【００２８】
◎比較の形態１
図７（ａ）（ｂ）は比較の形態１に係る帯電装置の要部を示す。
同図において、帯電装置３３’は、実施の形態１と略同様な帯電ロール５１及び清掃ロール５５を有しているが、実施の形態１と異なる位置可変機構６０’を備えている。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本例において、位置可変機構６０’は案内板６１’の案内溝６２’が帯電ロール５１と清掃ロール５５との中心間を結ぶ基準線Ｌに対し略直角の角度に延び、第１の接触位置ＰＴ１から第２の接触位置ＰＴ２に向けて清掃ロール５５を付勢ばね６３’にて付勢している態様である。
本例でおいては、清掃ロール５５の第１の接触位置及び第２の接触位置間の移動量Ｄが小さい場合、第１の接触位置、第２の接触位置での両ロール５１，５５の中心間距離Ａ，ＢはＡ≒Ｂであるため、第１の接触位置において清掃ロール５５による清掃能力に要する１の食い込み量が第２の食い込み量とほとんど変わらなくなってしまい、清掃ロール５５による清掃能力を確保することが困難である。更に、清掃ロール５５の移動量Ｄが比較的大きい場合には、Ａ＜Ｂの関係になってしまい、帯電ロール５１と清掃ロール５５との間の接触部での摩擦力Ｆが弱まることから、清掃ロール５５による清掃能力を確保することが益々困難になってしまう懸念がある。
【００２９】
◎実施の形態２
図８（ａ）（ｂ）は実施の形態２に係る帯電装置の要部を示す。
同図において、帯電装置３３の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なる位置可変機構６０を備えている。尚、実施の形態１と同様な構成要素については同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。以下の実施の形態、変形の形態でも同様である。
本実施の形態において、位置可変機構６０は、実施の形態１と略同様な案内板６１、案内溝６２及び付勢ばね６３を備えているが、実施の形態１と異なり、案内溝６２の長さをＤ１とすると、実施の形態１における第１の接触位置ＰＴ１と第２の接触位置ＰＴ２との間の清掃ロール５５の移動量Ｄよりも大きく設定されている。
このため、本実施の形態では、帯電ロール５１駆動時には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、第２の接触位置に位置する清掃ロール５５には帯電ロール５１の駆動に追従して摩擦力Ｆが作用し、清掃ロール５５が付勢ばね６３の付勢力Ｆｓに抗した方向に押され、案内板６１の案内溝６２に沿って移動するが、案内溝６２の一方の終端位置６２ａには至らず、案内溝６２の途中の位置にとどまる。この状態において、清掃ロール５５は、帯電ロール５１の第１の接触位置にて第１の食い込み量ｈ１だけ食い込み、帯電ロール５１に第１の接触圧ｐ１で接触配置されている。このため、帯電ロール５１駆動時には、清掃ロール５５が追従回転し、帯電ロール５１の周面を清掃する。このとき、清掃ロール５５は前述した摩擦力Ｆと付勢ばね６３の付勢力Ｆｓとが均衡した位置に配置されており、案内溝６２の一方の終端位置６２ａに規制されていないことから、例えば清掃ロール５５の硬度のばらつきや経時変化があったとしても、第１の接触位置ＰＴ１にて帯電ロール５１に対し清掃ロール５５を定荷重で接触させることが可能である。
【００３０】
◎実施の形態３
図９（ａ）（ｂ）は実施の形態３に係る帯電装置の要部を示す。
同図において、帯電装置３３の基本的構成は、実施の形態１，２と同様に、帯電ロール５１、清掃ロール５５を備えているが、実施の形態１，２と異なる位置可変機構６０を備えている。
本実施の形態において、清掃ロール５５は帯電ロール５１の側方に配置されており、位置可変機構６０は、案内板６１の案内溝６２を略鉛直方向に向けて形成し、第２の接触位置ＰＴ２が第１の接触位置ＰＴ１より下方に位置するように配置することで、実施の形態１，２で用いられていた付勢ばね６３を用いることなく、重力Ｆｇを清掃ロール５５に作用する付勢力として利用するようにしたものである。
本実施の形態によれば、帯電ロール５１駆動時には、図９（ａ）（ｂ）に示すように、第２の接触位置に位置する清掃ロール５５には帯電ロール５１の駆動に追従して摩擦力Ｆが作用し、清掃ロール５５が重力Ｆｇに抗した方向に押され、案内板６１の案内溝６２に沿って移動して案内溝６２の一方の終端位置６２ａに至る。の状態において、清掃ロール５５は、帯電ロール５１の第１の接触位置にて第１の食い込み量ｈ１だけ食い込み、帯電ロール５１に第１の接触圧ｐ１で接触配置されている。このため、帯電ロール５１駆動時には、清掃ロール５５が追従回転し、帯電ロール５１の周面を清掃する。
【００３１】
本発明は、上述した実施の形態１〜３に係る帯電装置３３に限定されるものではなく、例えば図１０（ａ）（ｂ）に示す変形の形態１，２に係る帯電装置のように構成しても差し支えない。
◎変形の形態１
変形の形態１に係る帯電装置３３は、図１０（ａ）に示すように、実施の形態１と略同様に構成されているが、実施の形態１と異なる位置可変機構６０を有している。
本例において、位置可変機構６０は、実施の形態１と略同様に、案内板６１，案内溝６２及び付勢ばね６３を備えているが、実施の形態１と異なり、案内溝６２の途中部分６２ｃが直線状ではなく、曲線状の形状として構成されている。
本例にあっても、例えば案内溝６２の両方の終端位置６２ａ，６２ｂが清掃ロール５５の第１の接触位置ＰＴ１、第２の接触位置ＰＴ２として設定されていれば、案内溝６２の途中部分６２ｃに曲線部が存在したとしても、清掃ロール５５の案内性が損なわれなければ特に支障はない。
◎変形の形態２
変形の形態２に係る帯電装置３３は、図１０（ｂ）に示すように、実施の形態１と略同様に構成されているが、実施の形態１と異なり、位置可変機構６０の案内溝６２付きの案内板６１と、帯電ロール５１の軸受部材８０とを一体的に成形した軸受位置規制部品１００として構成したものである。
本例にあっても、帯電装置３３は実施の形態１と略同様の作用を奏する。
【実施例】
【００３２】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１に係る帯電装置を具現化し、帯電ロール５１非駆動時（停止時）、駆動時における食い込み量の設定を行ったものである。
本例では、帯電ロール５１、清掃ロール５５は以下の仕様のものを用いた。
●帯電ロール５１：
・外径  φ１２
・硬度  アスカＣ７０°
・表面粗さ（Ｒｚ）  ５μｍ
・全長  ３４０ｍｍ
●清掃ロール５５：
・構成  発泡ウレタンスパイラル
・外径  φ１０．６
・硬度  ３００Ｎ（原反硬度）
・密度  ７０ｋｇｆ／ｍ３
・全長  ３４７ｍｍ
【００３３】
本実施例において、食い込み量と汚染筋（清掃ロールによる清掃不良により発生する筋）についての評価グレード（汚染筋Ｇ）、保管筋（帯電ロールの凹みにより発生する筋）についての評価グレードとの関係を調べたところ、図１１に示す結果が得られた。
同図において、従動限界食い込み量は０．１ｍｍであり、また、両ロールの外径公差や硬度公差等を考慮し、食い込み量公差を±０．３５ｍｍとすれば、駆動時の食い込み量の目標値が０．６ｍｍ、停止時の食い込み量の目標値を０．５ｍｍとすれば、選定可能な食い込み量としては以下のように選定される。
駆動時の食い込み量：０．６±０．３５ｍｍ
停止時の食い込み量：０．５±０．３５ｍｍ
【符号の説明】
【００３４】
１…帯電部材，２…清掃部材，３…位置可変機構，４…案内部材，５…案内溝，６…付勢要素，１１…被帯電体，１２…帯電装置，Ａ…第１の接触位置ＰＴ１における帯電部材と清掃部材との中心間距離、Ｂ…第２の接触位置ＰＴ２における帯電部材と清掃部材との中心間距離、ｐ１…第１の接触圧，ｐ２…第２の接触圧，ｈ１…第１の食い込み量，ｈ２…第２の食い込み量
【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】
2019060992.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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