(57)【要約】【課題】帯電ローラの表面を汚れ難くすることができるとともに、帯電ローラと像担持体との間のギャップの偏差により像担持体が局所的に摩耗するのを抑制でき、像担持体の寿命が短くなるのを防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、感光体に対してギャップを介して非接触で配置され、感光体の表面部を帯電させる帯電ローラ３３Ａを有する帯電装置と、を少なくとも備え、感光体の表面部に形成された画像を記録材上に転写する画像形成装置において、帯電ローラ３３Ａは、両端部から中央部に向かって外径寸法が徐々に大きくなる形状を有する。【選択図】図５
2015156004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体に対してギャップを介して非接触で配置され、前記像担持体の表面部を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置と、を少なくとも備え、前記像担持体の表面部に形成された画像を記録材上に転写する画像形成装置であって、
前記帯電ローラは、両端部から中央部に向かって外径寸法が徐々に大きくなる形状を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電ローラは、その表面部に樹脂材料からなる抵抗層を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電ローラは、交流電圧印加手段によって交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記交流電圧印加手段は、印加する前記交流電圧が電圧印加制御手段によって制御されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の表面部にエッジ部を当接させ、転写後の前記像担持体の表面部に残留する付着物を除去するクリーニングブレードを有したクリーニング装置をさらに備え、
前記クリーニングブレードは、少なくとも前記エッジ部を前記像担持体の表面部に接触させながら、その接触位置を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニングブレードは、複数の層を積層した積層構造を有し、前記複数の層のうち、前記エッジ部を含むエッジ層は、他の層に比べて１００％モジュラス値が大きい部材を用いて形成されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記エッジ層は、２３［℃］における１００％モジュラス値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］である部材を用いて形成されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記エッジ層は、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満である部材を用いて形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体を含むとともに、前記帯電装置、前記クリーニング装置、または、現像装置のうちの少なくとも一つを含むプロセスカートリッジからなる作像ユニットを備えことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、これらの機能を複合的に備えた複合機等の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（以下、単に画像形成装置と略記する）では、記録紙やＯＨＰシート等の記録材に転写される転写像を形成するために、まず、像担持体としての感光体の表面に転写像に対応する静電潜像の形成が行われる。すなわち、静電潜像の形成は、帯電装置によって一様に帯電された感光体の表面を転写像に応じて露光することにより、転写像の帯電像を形成するものである。そして、その帯電像である静電潜像を、トナーを用いて現像することにより、感光体の表面にトナー像としての転写像が形成されるようになっている。
【０００３】
ところで、昨今の画像形成装置では、高速化や高画質化とともに、フルカラー化に伴って、４連タンデム方式の画像形成ユニットを採用するものが主流となってきている。
【０００４】
また、省資源化等の観点から、リサイクル、高信頼性、高寿命化もますます重要になってきている。さらに、オフィス環境への配慮から、オゾン発生量や粉塵発生量に関しても、削減の意識が高まっている。
【０００５】
そのために、この種の画像形成装置では、オゾン発生量が少ない帯電ローラを帯電部材として採用するものが多い。また、この方式の画像形成装置においては、特に、高画質化への要求から、帯電電流が十分に流れることで帯電電位が安定し易い交流電圧を帯電ローラに印加するものも多くなってきている。
【０００６】
ところが、上記した画像形成装置においては、帯電ローラが感光体と接触しており、そのために、帯電ローラの表面が、感光体クリーニングブレードを通過した感光体上の残留トナーや添加剤等の付着物により汚され易いものとなっている。一般に、帯電ローラは、使用に伴う経時により、その表面に汚れが蓄積すると、抵抗が上昇し、筋画像等の異常画像を発生させる要因となる帯電不良を起こす。
【０００７】
これを防ぐために、画像形成装置の中には、帯電ローラの汚れを除去するスポンジローラやブラシローラ等の帯電ローラクリーナを設けているものもある。また、別の画像形成装置では、帯電ローラを感光体と微小ギャップをもって対向させて配置し、感光体からの付着物を付着し難くして、帯電ローラの長寿命化を図るようにしている。
【０００８】
しかし、感光体クリーニングブレードのエッジ部が使用に伴う経時により摩耗して、該ブレードをすり抜けるトナーや添加剤の量が増加すると、帯電ローラ表面の汚れが増大する。すると、帯電ローラクリーナでも汚れを除去しきれなくなり、帯電ローラは、やがて、帯電不良を起こす。同様に、トナーや添加剤の量が増加すると、たとえ、微小ギャップをもって対向させて配置した帯電ローラであっても、表面の汚れが加速し、やがて、帯電不良を起こす。
【０００９】
そこで、ブレードの初期の当接状態をより長く維持できるようにしたクリーニング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、これとは別に、特許文献としての開示はないが、交流電圧の調整により感光体の摩耗速度を制御するとともに、帯電ローラと感光体とのギャップを経時に伴って増大させ、帯電ローラの表面が付着物によって汚され難くする方式も検討されている。この方式では、帯電ローラの表面の汚れが抑制されるので、長期間にわたって、帯電ローラの汚れによる帯電不良の発生を防止することができるとともに、帯電ローラの長寿命化が可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した交流電圧の調整により感光体の摩耗速度を制御するとともに、帯電ローラと感光体とのギャップを経時に伴って増大させる従来の構成では、感光体の寿命が短くなるという課題があった。
【００１２】
すなわち、従来の構成において、例えば図７に示すように、帯電ローラ１は、感光体２に加圧されることにより中央部が撓む（帯電ローラ１と感光体２との間のギャップが両端部よりも中央部付近で拡がる）。この現象は、帯電ローラ１の自重により、より顕著となる。すると、帯電電流ｉは、感光体２とのギャップがより小さい帯電ローラ１の両端部において、より多く流れるようになる。したがって、感光体１の両端部での摩耗が中央部よりも進行してしまい、この局所的な摩耗が感光体２の短寿命化を招く。
【００１３】
本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、帯電ローラの表面を汚れ難くすることができるとともに、帯電ローラと像担持体との間のギャップの偏差により像担持体が局所的に摩耗するのを抑制でき、像担持体の寿命が短くなるのを防止することができる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】
本発明に係る画像形成装置は、上記目的達成のため、像担持体と、前記像担持体に対してギャップを介して非接触で配置され、前記像担持体の表面部を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置と、を少なくとも備え、前記像担持体の表面部に形成された画像を記録材上に転写する画像形成装置であって、前記帯電ローラは、両端部から中央部に向かって外径寸法が徐々に大きくなる形状を有する構成とされている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、帯電ローラの表面を汚れ難くすることができるとともに、帯電ローラと像担持体との間のギャップの偏差により像担持体が局所的に摩耗するのを抑制でき、像担持体の寿命が短くなるのを防止することができる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画像形成ユニットの概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における帯電ローラの概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における帯電ローラと感光体との間の微小ギャップと帯電電流との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部を拡大して示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における帯電ローラと感光体との間の微小ギャップと帯電電流との関係を示す概略図である。
【図７】従来における帯電ローラと感光体との間のギャップと帯電電流との関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した場合を例に説明する。
【００１８】
図１において、本実施の形態に係る画像形成装置１は、電子写真方式を採用しており、図示下方から、給紙部１０、露光部２０、作像部３０、中間転写部４０、二次転写部５０、定着部６０、排紙部７０、両面搬送部８０、を記録材搬送プロセス順に有している。なお、以下の説明においては、特に指定しない限り、記録材の搬送方向を基準として上流及び下流と称する。
【００１９】
給紙部１０は、画像形成装置１の内部下方に配置されている。給紙部１０は、引き出し式の給紙カセット１１が複数段に配置されている。この例では、給紙カセット１１は、上下二段に配置されている。給紙カセット１１は、記録紙等のシート状の記録材Ｐを収納可能としている。
【００２０】
そして、各給紙カセット１１の下流端側の上部には、各給紙カセット１１に収納された記録材Ｐを最上位のものから一枚ずつ繰り出して記録材搬送路１２に給紙する給紙コロ１３が設けられている。
【００２１】
給紙部１０は、最上段の給紙コロ１３と二次転写部５０との間に配置され、記録材Ｐの搬送タイミングを調整するレジスト部１４を有している。なお、レジスト部１４の具体的な構成や作用は公知であるため、説明は省略する。また、記録材搬送路１２に臨むレジスト部１４、二次転写部５０、定着部６０、排紙部７０及び各種搬送ローラ１５〜１８等は、記録材Ｐをニップして通紙する搬送部を構成している。
【００２２】
露光部２０は、最上段の給紙カセット１１の上部に配置されている。露光部２０は、例えば、図示を略すパーソナルコンピュータから送信される画像情報に基づいて、静電潜像を形成するためのレーザ光Ｌを作像部３０に照射する。なお、露光部２０の構成として、図１では、図示を略す光源から発せられたレーザ光Ｌをモータ（図示を略す）により回転駆動されるポリゴンミラー２１で偏向させながら、複数のミラー２２等を介して、作像部３０に照射する方式を例示した。しかし、このようなポリゴン走査方式以外に、例えばＬＥＤアレイ方式を用いることもできる。
【００２３】
作像部３０は、現像材であるイエロー（Ｙ）・シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・ブラック（Ｋ）の各色用のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット（作像ユニット）３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋが、略水平方向に四連タンデム式に並べられている。これらの画像形成ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、いわゆるプロセスカートリッジであって、互いに異なる色のＹトナー・Ｃトナー・Ｍトナー・Ｋトナーを用いるが、それ以外の構成は４色とも共通である。
【００２４】
以下では、Ｙトナー用の画像形成ユニット３１Ｙを例にとって説明する（図２参照）。また、以下の説明では、便宜上、特に指定しない限り、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの符号を省略することがある。
【００２５】
画像形成ユニット３１は、図２に示すように、像担持体であるドラム状の感光体３２を備え、その周囲に、作像プロセス順に、帯電装置３３、露光部２０（レーザ光Ｌ）、現像装置３４、ドラム（感光体）クリーニング装置３５、除電装置３６が配されている。なお、除電装置３６は、公知の技術のものを用いているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２６】
ドラムクリーニング装置３５は、感光体３２の回転軸方向に長尺な弾性部材等からなる感光体クリーニングブレード３５Ａと、排出スクリュー３５Ｂと、から主に構成されている。感光体クリーニングブレード３５Ａは、図３に示すように、長尺方向に延びる一辺（接触辺）をエッジ部３５ｅとして感光体３２に押し付けながら、その接触位置を変化させつつ、感光体３２の表面上に残留するトナー等の不要な付着物を引き離して除去する。除去されたトナーは、図２に示すように、排出スクリュー３５Ｂによって、ドラムクリーニング装置３５の外に排出される。
【００２７】
感光体クリーニングブレード３５Ａは、複数の層（例えば、エッジ層３５Ａａ及びバックアップ層３５Ａｂ）を有して形成される。詳細については後述するが、少なくともエッジ部３５ｅを含むエッジ層３５Ａａは、他の層であるバックアップ層３５Ａｂに比べて１００％モジュラス値が大きい部材（材質）を用いて構成される。
【００２８】
なお、１００％モジュラス値とは、弾性ゴムの試験片に１００％伸びを与えたときの引張応力であり、一般的にゴムの弾性変形し難さ（硬さ）を示す指標値として用いられるものである。
【００２９】
図３に示すように、感光体クリーニングブレード３５Ａは、例えば、互いに永久伸びの値が異なる部材からなるエッジ層３５Ａａ及びバックアップ層３５Ａｂによって構成される積層構造（二層構造）を有する。そして、感光体クリーニングブレード３５Ａは、このエッジ層３５Ａａにおけるエッジ部３５ｅが、図示矢印の方向に回転する感光体３２の表面に当接されることにより、感光体３２の表面を移動しながらクリーニングする。実際には、感光体クリーニングブレード３５Ａのエッジ部３５ｅに対して、感光体３２の表面が回転方向に沿って移動する。
【００３０】
このように、感光体クリーニングブレード３５Ａは、永久伸びの値が異なる部材を積層した構成とすることにより、残留トナー等の不要な付着物のすり抜けを抑制できるようになる等、クリーニング性能（せき止め能力）の向上が図られている。
【００３１】
ここで、感光体クリーニングブレード３５Ａは、エッジ部３５ｅの硬度が高く、変形し難いものとすることで、エッジ部３５ｅの感光体３２との接触面積を小さくできる。そのため、感光体クリーニングブレード３５Ａは、エッジ部３５ｅの感光体３２の表面への当接面圧を大きくでき、トナー等の不要な付着物のせき止め能力を向上できる。
【００３２】
また、感光体クリーニングブレード３５Ａにおいて、エッジ部３５ｅを含むエッジ層３５Ａａに使用される高硬度の部材は永久伸びの値が大きいのに対して、バックアップ層３５Ａｂには、１００％モジュラス値が低い、つまり低硬度の部材が用いられる。これにより、従来の課題、例えば、エッジ層３５Ａａのみでは、感光体３２との長期の接触による経時での塑性変形（へたり）によるクリーニング圧の低下が大きくなり、長期にわたってクリーニング性能を維持することが困難である、という問題を解消できる。
【００３３】
すなわち、本実施の形態における感光体クリーニングブレード３５Ａは、感光体３２との長期の接触による経時での塑性変形によるクリーニング圧の低下を減少できる。そのため、長期にわたって、良好なクリーニング性能を維持でき、クリーニング不良の発生を抑制することが可能となる。
【００３４】
また、感光体クリーニングブレード３５Ａは、そのクリーニング性能や寿命等を考慮して、エッジ部３５ｅを含むエッジ層３５Ａａの形成に、２３［℃］における１００％モジュラス値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］の部材が用いられている。これにより、感光体クリーニングブレード３５Ａのエッジ部３５ｅが変形して接触面積が広くなることを抑制でき、従来の単層ブレードよりも良好なクリーニング性能を長期にわたって維持できる。
【００３５】
また、感光体クリーニングブレード３５Ａのエッジ部３５ｅを形成するエッジ層３５Ａａの部材としては、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満の、例えばゴム材料が用いられる。これにより、エッジ部３５ｅは、通常のオフィスで想定される１０［℃］という低温環境下でもゴム材料として機能し、所望のクリーニング性能を得ることできる。
【００３６】
なお、ｔａｎδピーク温度が５［℃］未満のゴム材料であれば、エッジ部３５ｅは、５［℃］以上の環境下でもゴム材料として機能し、所望のクリーニング性能を得ることができる。また、ｔａｎδピーク温度が−２０［℃］未満のゴム材料であれば、エッジ部３５ｅは、−２０［℃］以上の環境下でもゴム材料として機能し、所望のクリーニング性能を得ることができる。すなわち、感光体クリーニングブレード３５Ａは、エッジ層３５Ａａに用いるゴム材料のｔａｎδピーク温度の値が低ければ低いほど、より低温環境下での使用が可能になる。
【００３７】
また、感光体クリーニングブレード３５Ａは、本実施の形態の二層構造に限定されるものではなく、上記に示された各部材を用いて形成されるエッジ層３５Ａａとバックアップ層３５Ａｂとを少なくとも含む構成であればよい。
【００３８】
帯電装置３３は、図３に示すように、感光体３２の表面に微小ギャップＧをもって対向するように非接触で配置された帯電ローラ３３Ａと、この帯電ローラ３３Ａに当接して回転する帯電ローラクリーナ３３Ｂと、から主に構成されている。帯電ローラ３３Ａは、その表面部に樹脂材料からなる抵抗層３３Ａａを有している（図２参照）。これによって、温度変化や湿度変化による帯電ローラ３３Ａの外径寸法の変化をより小さくできるため、温度変化や湿度変化による微小ギャップＧの変動を抑制でき、感光体３２を安定して帯電できるようになる。
【００３９】
帯電ローラ３３Ａには、図２に示すように、交流電圧印加手段を含む帯電電圧印加手段９１及び帯電電圧印加制御手段（電圧印加制御手段）９２によって、所望の帯電電圧が印加されている。この帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧であり、感光体３２の表面における帯電電位を安定化でき、画像形成装置１の高画質化が図れるとともに、画像形成装置１の長寿命化が可能になる。
【００４０】
なお、帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧に限らず、交流電圧のみでもよい。
【００４１】
帯電電圧印加制御手段９２は、例えば、図示を略したギャップ情報取得手段によって取得した微小ギャップＧの変化に関するギャップ情報に基づいて帯電電圧印加手段９１に供給する制御信号を制御して、帯電ローラ３３Ａに印加される交流電圧を調整する。このように、本実施の形態においては、帯電電流に応じて効果的に感光体３２の表面の膜を摩耗させることにより、経時に伴って、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間の微小ギャップＧを拡大できるようになる。
【００４２】
すなわち、帯電ローラ３３Ａは、ギャップ情報に基づいて交流電圧が調整されることによって、感光体３２に流れる帯電電流を制御して、使用に伴う経時での、感光体３２の表面の摩耗速度（摩耗量）を増加させる。これにより、感光体３２の摩耗量に応じて、経時での、感光体３２と帯電ローラ３３Ａとの間の微小ギャップＧを初期時よりも拡大させることが可能となる。したがって、経時に伴って、たとえ感光体３２の表面に残留するトナー等の不要な付着物が感光体クリーニングブレード３５Ａをすり抜ける量が増加したとしても、帯電ローラ３３Ａが汚れるのを抑制することができ、汚れの蓄積による帯電不良の発生を防止できる。
【００４３】
なお、上記したギャップ情報とは、感光体３２の表面の膜厚の変化（特に、減少）に応じた微小ギャップＧの大きさである。すなわち、図４に示すように、交流電圧Ｖのピーク間電圧Ｖｐ−ｐを固定した場合、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間のギャップ（μｍ）の拡大に伴って、帯電電流Ｉ（ｍＡ）は減少する。したがって、ピーク間電圧Ｖｐ−ｐを帯電ローラ３３Ａに印加した際に流れる帯電電流ｉに基づいて、帯電電圧Ｖと帯電電流ＩとのＶＩ特性から感光体３２との微小ギャップＧの大きさ、つまりギャップ情報が求められる。
【００４４】
また、本実施の形態において、帯電ローラ３３Ａは、図５に示すように、両端部から中央部に向かって外径寸法（ローラ径）が徐々に大きくなる形状を有している。すなわち、帯電ローラ３３Ａは、中央部のローラ径Ｒが両端部のローラ径ｒよりも大きい（Ｒ＞ｒ）。
【００４５】
帯電ローラ３３Ａは、その軸の両端部に、例えば、外径寸法が帯電ローラ３３Ａの最大ローラ径と略同径となるように、一定の厚みを有する円盤状のギャップ形成部材３３Ａｂが設けられている。これにより、図６に示すように、ギャップ形成部材３３Ａｂの外周部が感光体３２の表面の両端部における非画像形成領域に当接するように、帯電ローラ３３Ａを配置することによって、初期の微小ギャップＧは容易に設定することができる。すなわち、ギャップ形成部材３３Ａｂの厚みは、例えば、帯電ローラ３３Ａの最大ローラ径と予め設定される微小ギャップＧとに応じて決定される。
【００４６】
帯電ローラ３３Ａは、感光体３２に加圧されると中央部が撓み、中央部付近の微小ギャップＧａが大きくなるが、帯電ローラ３３Ａを中央部に向かってローラ径が大きくなるように形成したことにより、中央部付近での微小ギャップＧａの増大を抑制できる。特に、帯電ローラ３３Ａを感光体３２の下方に配置する構成の場合、自重により、帯電ローラ３３Ａの撓みが増加するため、中央部付近での微小ギャップＧａの増大がより顕著になるが（例えば、図７参照）、これを抑制できる。
【００４７】
すなわち、帯電ローラ３３Ａは、中央部側の外径寸法を大きくしたことによって中央部の撓みを相殺でき、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間の微小ギャップＧにおける中央部（Ｇａ）及び両端部（Ｇｂ）での偏差を、より小さくすることができる。換言すれば、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間の微小ギャップＧは、中央部付近の微小ギャップＧａと両端部の微小ギャップＧｂとにおいて、略均一化できる。したがって、従来のような、帯電電流ｉが感光体３２の両端部で局所的に増加し、その両端部での感光体３２の摩耗速度を部分的に加速させるために、感光体３２の寿命を短くするといった不具合を解決できる。
【００４８】
よって、経時に伴う帯電ローラ３３Ａの汚れを抑制しながらも、感光体３２の表面の膜寿命を最大限に長くすることが可能となり、感光体３２等を含む画像形成ユニット３１の長寿命化が可能となる。
【００４９】
帯電装置３３は、図示を略す駆動手段により図２に矢印で示す時計回り方向に回転している感光体３２の表面を一様に帯電する（例えば、−６９０Ｖ）。
【００５０】
現像装置３４は、第一の搬送スクリュー３４Ａ、第二の搬送スクリュー３４Ｂ、透磁率センサからなるトナー濃度センサ３７、現像ローラ３８、及び、ドクターブレード３９を有している。
【００５１】
第一の搬送スクリュー３４Ａ及び第二の搬送スクリュー３４Ｂにおいて、例えば、第一の搬送スクリュー３４Ａは紙面の奥側から手前側へ、第二の搬送スクリュー３４Ｂは紙面の手前側から奥側へ、とトナーを撹拌しながら往復搬送する。搬送途中のトナーは、トナー濃度センサ３７でトナー濃度が検知される。
【００５２】
現像ローラ３８は、第二の搬送スクリュー３４Ｂと平行に配置されている。現像ローラ３８は、図２において、反時計回り方向に回転する非磁性の現像スリーブ３８Ａと、現像スリーブ３８Ａに内包された回転しないマグネットローラ３８Ｂと、で構成される。
【００５３】
第二の搬送スクリュー３４Ｂで撹拌搬送されるトナーの一部は、マグネットローラ３８Ｂの磁力により現像スリーブ３８Ａの表面に汲み上げられる。現像スリーブ３８Ａには、微小な隙間を保持してドクターブレード３９が対向して設けられており、汲み上げられたトナーはドクターブレード３９を通過する際に、その層厚（汲み上げ量）が規制される。
【００５４】
感光体３２は、レーザ光Ｌで露光された領域のみ表面の電位が低下され（例えば、−５０Ｖ）、帯電像としての静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体３２が回転することで、現像装置３４の現像ローラ３８と対向する現像領域まで移動される。
【００５５】
ドクターブレード３９を通過したトナーは、感光体３２と対向する現像領域まで搬送される。現像スリーブ３８Ａに印加された現像電位（例えば、−５５０Ｖ）と感光体３２の露光領域の表面電位（例えば、−５０Ｖ）との電位差により、現像領域に搬送されたトナー中のＹトナーのみが感光体３２の露光領域のみに付着する。これにより、感光体３２上に転写像としてのトナー像が形成される。
【００５６】
感光体３２に形成されたトナー像は、図１の中間転写部４０で中間転写される。中間転写後に感光体３２の表面に残留した廃トナー（残留トナー）等は、ドラムクリーニング装置３５が除去する（図２参照）。廃トナーが除去された感光体３２は、除電装置３６により除電され、次の画像形成を行うために帯電装置３３へと向かう。
【００５７】
ここで、作像部３０の各画像形成ユニット３１は、感光体３２を含むとともに、ドラムクリーニング装置３５、帯電装置３３、現像装置３４の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジである。このように、各画像形成ユニット３１は一体化されているため、セット性（装着性）やメインテナンス性に優れる。また、一体化により、ドラムクリーニング装置３５の感光体クリーニングブレード３５Ａ、帯電装置３３の帯電ローラ３３Ａ、現像装置３４の現像ローラ３８等の、感光体３２に対する位置精度の向上が図られる。
【００５８】
中間転写部４０は、シート状の記録材Ｐに未定着画像を転写するための転写方式が、トナー像を担持する中間転写体として中間転写ベルト４１を用いた中間転写方式となっている。中間転写部４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニングユニット４２、一次転写ローラ４３（４３Ｙ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｋ）、二次転対向ローラ４４、駆動ローラ４５、トナー付着検知センサ４６、等で構成される。
【００５９】
なお、中間転写ベルト４１の上方には、各色対応の画像形成ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋに補給用トナーを供給する４つのトナーカートリッジ４７（４７Ｙ，４７Ｃ，４７Ｍ，４７Ｋ）が設けられている。トナーカートリッジ４７内の各色トナーは図示を略す補給経路を経て、トナー補給口（図示を略す）から画像形成ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋに補給される。これらのトナーカートリッジ４７は画像形成装置１に対して着脱可能、すなわち、交換可能である。
【００６０】
４つの一次転写ローラ４３は、中間転写ベルト４１を挟んで、各々対応する色の感光体３２との間に一次転写ニップ部を形成している。一次転写ローラ４３は、中間転写ベルト４１の内側に一次転写バイアスを印加する。一次転写ローラ４３と感光体３２との電位差により、感光体３２上の各色のトナー像が一次転写ニップ部で、順次、中間転写ベルト４１に転写される。こうして、一次転写ニップ部において、各色のトナー像が中間転写ベルト４１に順次転写されて、中間転写ベルト４１には、４色のトナー像を重ね合わせたフルカラーのトナー像が形成される。
【００６１】
二次転対向ローラ４４は、二次転写部５０の二次転写ローラ５１と対向する位置に設けられ、両ローラ４４，５１が中間転写ベルト４１を挟み込むことで二次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト４１に形成されたフルカラーのトナー像のタイミングに合わせて、レジスト部１４が記録材Ｐを二次転写ニップ部に搬送する。二次転対向ローラ４４と二次転写ローラ５１との間には二次転写バイアスが印加されており、その力で、中間転写ベルト４１上のフルカラーのトナー像は記録材Ｐへと二次転写されて、未定着画像が形成される。
【００６２】
二次転写ニップ部を通過後に、中間転写ベルト４１に残留した廃トナーはベルトクリーニングユニット４２が除去する。
【００６３】
二次転写部５０は、記録材搬送路１２の経路上に二次転写ローラ５１を配置しており、中間転写ベルト４１に形成した一次転写画像であるフルカラーのトナー像を記録材Ｐに転写する。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４５により図１に矢印で示す反時計回りに回転される。
【００６４】
定着部６０は、外部加熱方式により未定着画像を記録材Ｐに定着させるための、加圧部材としての加圧ローラ６１と、加圧ローラ６１との間で定着ニップ部を形成する定着部材としての定着ローラ６２と、図示を略すサーマルヒータ群（加熱部材）と、を有している。
【００６５】
加圧ローラ６１は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金と、この芯金の表面に被覆された弾性層と、を有している。弾性層は、シリコンゴムで形成されており、厚みが５ｍｍである。弾性層の表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。加圧ローラ６１は、図示を略す付勢手段により定着ローラ６２に圧接されている。
【００６６】
定着ローラ６２は、外径が４０ｍｍで厚みが１ｍｍのアルミニウム製の芯金と、この芯金の表面に被覆された断熱層と、を有している。断熱層は、シリコンゴムで形成されており、厚みが３ｍｍである。断熱層は、その断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコンゴム等で形成してもよい。
【００６７】
断熱層の表層には、ニッケルからなる良熱伝導層が形成されている。良熱伝導層は、ニッケルに限らず、ステンレス等の鉄系合金、アルミニウムや銅等の金属系、グラファイトシート等、熱伝導性が少なくとも断熱層よりも高ければよい。良熱伝導層は、サーマルヒータ群の発熱むらによる定着ローラ６２の表面温度の局部的な温度むらを低減する。また、良熱伝導層の機能によって、サーマルヒータ群が加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。
【００６８】
サーマルヒータ群は、図示を略す付勢手段により定着ローラ６２の表面に押し当てられている。サーマルヒータ群は、図示を略す電源装置から電源が供給されて加熱される。サーマルヒータ群は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に沿って配置された複数（例えば、７つ）のヒータから加熱領域が構成されており、各ヒータは、独立して定着ローラ６２の対応領域を加熱できるようになっている。
【００６９】
サーマルヒータ群は、良熱伝導層の機能によって、各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。また、定着ローラ６２の耐久性を高め、離型性を確保するために、断熱層の表層には、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜３０μｍの離型層が形成されている。
【００７０】
なお、サーマルヒータ群は、定着ローラ６２の表面に接触させて加熱する構成としたが、外部加熱部材をコイルとインバータとで構成し、ＩＨ方式による非接触加熱方式としてもよい。ＩＨ方式では、加熱用のコイルを多数配置する構成でも、もしくは、磁束をキャンセルする部材を多数配置することで加熱領域や加熱量を制御する構成としても構わない。
【００７１】
定着部６０は、定着ローラ６２の回転方向を基準として、定着ローラ６２のニップ部よりも下流でサーマルヒータ群よりも上流に定着ローラ６２の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ（図示を略す）を有している。また、定着部６０は、サーマルヒータ群の温度を検知するサーマルヒータ群の温度検知手段としてのサーミスタ（図示を略す）を有している。
【００７２】
２つのサーミスタで検知した温度情報のデータは、図示を略す加熱制御部に入力される。加熱制御部は、その温度情報データに基づいて電源装置（図示を略す）を制御する。なお、加熱制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータを意味する。
【００７３】
また、定着部６０は、上述した外部加熱方式に限らず、内部加熱方式を採用することもできる。また、ローラ方式の定着ローラ６２に変えて、ベルト方式の定着ベルトを用いることもできる。
【００７４】
排紙部７０は、定着部６０の下流で記録材搬送路１２の経路終端に配置されている。排紙部７０は、画像形成装置１に設けられた排紙口７１から画像定着済みの記録材Ｐを集積トレイ部７２に向けて排紙する一対のローラから構成している。
【００７５】
両面搬送部８０は、記録材Ｐの両面に画像を形成する場合に用いられ、排紙部７０で排紙方向に記録材Ｐを搬送した後、排紙部７０を逆転させて記録材Ｐを反転させつつレジスト部１４よりも上流側の記録材搬送路１２に搬送するようになっている。両面搬送部８０は、このための一対の搬送ローラ８１，８２，８３を適宜配置している。両面搬送部８０は、給紙カセット１１とは別に、手差しにより記録材（図示を略す）を画像形成装置１に供給可能とするように収納する手差トレイ８４を有する。
【００７６】
手差トレイ８４に収納した記録材は、給紙コロ８５と一対の搬送ローラ８６とによって、最上位のものから一枚ずつ繰り出されて記録材搬送路１２に給紙される。なお、搬送ローラ８６の駆動側のローラは、搬送ローラ８３とで共有している。
【００７７】
なお、両面搬送部８０は、着脱式のオプション機器であって、画像形成装置１として必須の構成ではない。
【００７８】
上記したように、画像形成装置１は、帯電ローラ３３Ａの表面を汚れ難くすることができるとともに、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間のギャップＧの偏差により感光体３２が局所的に摩耗するのを抑制でき、感光体３２の寿命が短くなるのを防止することができる。
【００７９】
すなわち、感光体３２に対して微小ギャップＧを介して非接触で配置される帯電装置３３の帯電ローラ３３Ａを、両端部から中央部に向かって外径寸法が徐々に大きくなる形状を有した構成としている。これにより、帯電ローラ３３Ａを感光体３２に加圧させた場合にも、自重による撓みを含めて、帯電ローラ３３Ａの撓みにより感光体３２との間の微小ギャップＧが不均一になるのを改善できる。したがって、帯電ローラ３３ａを感光体３２と非接触で配置したことにより付着物の汚れから保護できるのみならず、帯電電流ｉの局所的な増加によって感光体３２の摩耗量がばらつくのを軽減できるため、感光体３２を長寿命化させることができる。
【００８０】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、帯電ローラ３３Ａの表面部に樹脂材料からなる抵抗層３３Ａａを設けているため、温度変化や湿度変化による帯電ローラ３３Ａの外径寸法の変化及び微小ギャップＧの変動を抑制でき、感光体３２を安定して帯電できる。
【００８１】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、帯電ローラ３３Ａに交流電圧を印加するようにしているため、帯電電流ｉを十分に流すことが可能となり、感光体３２の帯電電位を安定化させることができるとともに、高画質化及び長寿命化が図れる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、帯電ローラ３３Ａに印加する交流電圧を帯電電圧印加制御手段９２によって調整することができ、帯電電流ｉによる感光体３２の摩耗量を可変することが可能とされている。したがって、感光体３２の摩耗速度を最適化することにより、帯電ローラ３３Ａと感光体３２との間の微小ギャップＧを径時に伴って容易に増大させることができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、感光体クリーニングブレード３５Ａを二層構造とし、エッジ部３５ｅを含むエッジ層３５Ａａを、バックアップ層３５Ａｂに比べて１００％モジュラス値が大きい部材を用いて形成するようにしている。このため、エッジ部３５ｅが感光体３２の回転方向に引き込まれて変形するのを防止できるとともに、エッジ部３５ｅの感光体３２との接触面積が小さく、エッジ部３５ｅの感光体３２への当接面圧を大きくできる。これにより、感光体３２の表面に残留する付着物が感光体クリーニングブレード３５Ａをすり抜け難くでき、付着物のせき止め能力の向上、つまり、クリーニング性能を向上させることができる。また、感光体３２との長期の接触による経時的なクリーニング圧の低下を抑えることが可能となり、感光体クリーニングブレード３４Ａの初期の当接状態をより長く維持できるようになる。したがって、長期にわたり、良好なクリーニング性能を維持できるとともに、クリーニング不良の発生を防止することができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、エッジ層３５Ａａの形成に、２３［℃］における１００％モジュラス値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］の部材を用いることにより、さらに、エッジ部３５ｅの感光体３２との接触面積が拡大するのを抑制できる。したがって、単層からなる従来の感光体クリーニングブレードよりも、良好なクリーニング性能を得ることができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、エッジ層３５Ａａの形成に、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満の部材を用いることにより、たとえ、１０［℃］程度の低温環境下であっても、所望のクリーニング性能を十分に得ることができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、画像形成ユニット３１をプロセスカートリッジとしたことによって、交換時等のセット性やメインテナンス性を向上できるとともに、感光体３２に対する帯電装置３３等の取付けの位置精度をも向上できる。
【００８７】
なお、上述した本実施の形態においては、電子写真方式を用いた画像形成装置１として、フルカラー画像の形成を行うものに適用した場合を例に説明したが、これに限らず、例えばＫトナーのみを用いた二色画像の形成を行う汎用タイプのものにも適用できる。
【００８８】
また、電子写真方式の画像形成装置１としては、プリンタに限らず、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、これらの機能を複合的に備えた複合機等であってもよい。
【００８９】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、帯電ローラの表面を汚れ難くすることができるとともに、帯電ローラと像担持体との間のギャップの偏差により像担持体が局所的に摩耗するのを抑制でき、像担持体の寿命が短くなるのを防止することができるという効果を有し、電子写真方式を採用した画像形成装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１  画像形成装置（プリンタ）
３０  作像部
３１  画像形成ユニット（作像ユニット）
３２  感光体（像担持体）
３３  帯電装置
３３Ａ  帯電ローラ
３３Ａａ  抵抗層
３３Ａｂ  ギャップ形成部材
３４  現像装置
３５  ドラムクリーニング装置
３５Ａ  感光体クリーニングブレード（クリーニングブレード）
３５Ａａ  エッジ層
３５Ａｂ  バックアップ層（他の層）
３５ｅ  エッジ部
９１  帯電電圧印加手段（交流電圧印加手段）
９２  帯電電圧印加制御手段（電圧印加制御手段）
Ｇ  微小ギャップ
Ｐ  記録材
Ｒ  中央部のローラ径
ｒ  両端部のローラ径
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２０１１−１９７３１１号公報
【図１】
2015156004.tif 000003
【図２】
2015156004.tif 000004
【図３】
2015156004.tif 000005
【図４】
2015156004.tif 000006
【図５】
2015156004.tif 000007
【図６】
2015156004.tif 000008
【図７】
2015156004.tif 000009