(57)【要約】【課題】帯電ローラへの帯電ローラ清掃部材の接触、摺擦による帯電ローラ表面の損傷を抑制して、高画質化、高寿命化された帯電装置を含む作像ユニットにおいても、帯電ローラ表面の損傷による異常画像の発生を防止する。【解決手段】帯電装置１は、帯電ローラ２に接触して回転可能であって、軸７ｂの表面上に螺旋状に静電植毛されたブラシ繊維７ａを有するブラシローラ７を備えている。ブラシローラ７は、ブラシローラ７の周方向の植毛幅３５が、ブラシローラ７の周方向におけるブラシローラ７と帯電ローラ２との接触幅３６よりも小さい。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体を帯電させる帯電ローラと、該帯電ローラを清掃する帯電ローラ清掃部材とを備える帯電装置において、
前記帯電ローラ清掃部材が、軸上に螺旋状に静電植毛された、前記帯電ローラに接触して回転可能なブラシローラであることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電装置において、
前記ブラシローラの周方向の植毛幅が、前記ブラシローラの周方向における該ブラシローラと前記帯電ローラとの接触幅よりも小さいことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の帯電装置において、
前記ブラシローラが、絶縁性の材質からなり、
前記帯電ローラの表面と前記ブラシローラとの摩擦により、前記ブラシローラが、前記帯電ローラの表面に付着した異物とは逆極性に帯電することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の帯電装置において、
前記帯電ローラの表面には、凹凸形状が形成されており、
前記ブラシローラが、前記帯電ローラの表面の前記凹凸形状の凹部に入り込む繊維径の繊維からなるブラシ繊維を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項４記載の帯電装置において、
前記ブラシ繊維が、該ブラシ繊維の先端から側面にかけて、前記帯電ローラの表面と摩擦して帯電することを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項５記載の帯電装置において、
前記ブラシローラの帯電量が、前記ブラシ繊維の外面から内側にかけて大きくなることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項４ないし６の何れか１つに記載の帯電装置において、
前記ブラシローラの前記ブラシ繊維の密度が、前記ブラシ繊維の外面から内側にかけて大きくなることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の帯電装置において、
前記ブラシローラが、前記帯電ローラの表面に加圧接触して、前記ブラシ繊維と前記帯電ローラ表面との接触部に作用する力により連れ回りすることを特徴とする帯電装置。
【請求項９】
請求項８記載の帯電装置において、
前記ブラシローラの軸方向における螺旋状の植毛幅間のピッチが、前記ブラシローラの軸方向における螺旋状の植毛範囲長さの１／３以下であることを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の帯電装置において、
前記ブラシローラと前記帯電ローラとの軸間距離が固定されていて、前記ブラシローラが連れ回ることを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、前記被帯電体としての像担持体と、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段から選ばれる少なくとも１つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段が、少なくとも請求項１ないし１０の何れか一つに記載の帯電装置を一体に備えたプロセスカートリッジであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
請求項１ないし１０の何れか一つに記載の帯電装置または請求項１１記載のプロセスカートリッジ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、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる帯電装置及びこれを備えたプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の複写機、プリンタのカラー化、高速化、高画質化の進展とともに、電子写真方式の画像形成装置では、４連タンデム方式の画像形成装置が主流となってきている（後述する図１参照）。また、環境意識への高まりから、リサイクル、高信頼性、高寿命化、省エネルギー化もますます重要になってきている。オフィス環境への配慮から、オゾン発生量、粉塵発生量に関しても、意識が高まっている。そのために、電子写真方式の画像形成装置では、帯電部材としては、オゾン発生量が少ない帯電ローラ方式が採用されるものが多い。さらに、高寿命化、高画質化への要求から、また帯電電流が十分に流れ帯電電位が安定する点から、帯電ローラに対して交流電圧を印加するものも多くなってきている。
【０００３】
感光体と接触して回転する帯電ローラには、感光体の表面をクリーニングする際にすり抜けてきたトナー等の汚れが表面に付着する。帯電ローラ表面の汚れが蓄積していくと、帯電ローラの体積抵抗が上昇して、やがて帯電性能が劣化して帯電不良となり、色筋画像等の問題を発生させる。そのため、従来では、ブラシローラやスポンジローラ等の帯電ローラクリーニング部材を設けて、帯電ローラ表面の汚れを除去していた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
しかしながら、帯電ローラの表面にブラシローラやスポンジローラ等を当接させると、帯電ローラ表面がブラシ毛やスポンジとの接触、摺擦により損傷してしまう。そして、経時で、帯電ローラが異常放電を起こして、帯電不良となり、ハーフトーンにスジ画像等の異常画像が発生する場合がある（後述する図７参照）。そのために、ブラシローラでは、ブラシ繊維を細く柔軟にして、帯電ローラ表面が傷つくのを抑制したり、スポンジローラでは、柔らかいスポンジを弱く当てて、帯電ローラ表面の損傷を抑制したりしてきた。なお、「当接」とは、突き当てた状態に接することを、「摺擦」とは、接触し摺りつつ擦りつけることを、それぞれ意味する。
【０００５】
特に、ブラシローラの場合には、静電植毛方法により、極細い繊維（繊維径５μｍ程度）を高密度（３００００本／ｃｍ２以上）で植毛できるために、静電植毛のブラシローラが帯電ローラクリーナとして、使われることがよくある（例えば、特許文献３参照）。ここで、静電植毛とは、被対象物に接着剤を散布し、これに強い電界を掛けて短繊維(パイル)を植え付けビロード状の仕上がりを得る表面処理加工方法である。この静電植毛では、一般のブラシ毛繊維を織り込んだ基布を軸に巻きつける形態のブラシローラとは異なり、極細の繊維を、高密度で植毛できる利点がある。上記したように極細のブラシ繊維を高密度で静電植毛したブラシローラは、ブラシ繊維の１本当たりの帯電ローラへの接触力を小さくすることで、帯電ローラの表面の損傷をある程度は抑制できる。
【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３記載の技術では、帯電ローラの表面にブラシローラのブラシ繊維が当接し、帯電ローラの表面とブラシ繊維とが、常時、接触・摺擦しているので、帯電ローラの表面が損傷することは避けられない。昨今、作像ユニットが高画質化、高寿命化されてきているため、経時で、上記した帯電ローラ表面の損傷が大きくなり、帯電ローラが異常放電を起こして、帯電不良となり、ハーフトーンにスジ画像等の異常画像が発生するという問題がある。
本発明の目的は、帯電ローラへの帯電ローラ清掃部材の接触、摺擦による帯電ローラ表面の損傷を抑制して、高画質化、高寿命化された帯電装置を含む作像ユニットにおいても、帯電ローラ表面の損傷による異常画像の発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項を採っている。本発明は、被帯電体を帯電させる帯電ローラと、該帯電ローラを清掃する帯電ローラ清掃部材とを備える帯電装置において、前記帯電ローラ清掃部材が、軸上に螺旋状に静電植毛された、前記帯電ローラに接触して回転可能なブラシローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成により、帯電ローラ表面の損傷を抑制して、帯電ローラ表面の損傷による異常画像の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用するタンデム型間接転写方式の画像形成装置の構成等を示す概略的な断面図である。
【図２】図１に示した従来の作像ユニットの拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は、図２に示した従来の作像ユニットにおける帯電ローラのクリーニング構成を示す簡略的な斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は、（Ａ）の要部を展開して示す拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は、図２に示した従来の作像ユニットにおける帯電ローラの別のクリーニング構成を示す簡略的な斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）の要部を展開して示す拡大断面図である。
【図５】図４の従来のブラシローラにおけるブラシ繊維の作用を展開して示す要部の拡大断面図である。
【図６】図４の従来のブラシローラにおけるブラシ繊維の作用を示す要部の拡大断面図である。
【図７】図４の従来のブラシローラの問題点を説明する要部の拡大断面図である。
【図８】実施形態１の作像ユニットを示す拡大断面図である。
【図９】実施形態１の作像ユニットにおける帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。
【図１０】実施形態１のブラシローラの外観斜視図である。
【図１１】実施形態１のブラシローラの帯電ローラに対する接触状態を説明する要部の側面図である。
【図１２】実施形態１のブラシローラの帯電ローラに対する損傷を抑制する状態を説明する要部の拡大断面図である。
【図１３】比較例のブラシローラの外観斜視図である。
【図１４】変形例１の帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。
【図１５】変形例２の帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を詳細に説明する。従来技術を含め各実施形態等に亘り、同一の機能及び形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図及び説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。
【００１１】
まず、図１を参照して、本発明を適用するタンデム型間接転写方式の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明を適用するタンデム型間接転写方式の画像形成装置の構成等を示す概略的な断面図である。
図１に示す画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを用いてカラー画像形成を行う、４連タンデム方式のプリンタである。画像形成装置１００は、装置本体１１０のほぼ中央部に中間転写ユニット８０を配備する。中間転写ユニット８０には、像担持体ないし中間転写体としての無端状の中間転写ベルト５２が複数の支持ローラに張力を付与された状態でループ状に掛け渡されて配設されている。なお、「配設」とは、配置して設けること、又は位置を決めて設けることを意味する。
【００１２】
ここで支持ローラは、中間転写ベルト５２を図中反時計回り方向に回転駆動する駆動ローラ８１、後述の２次転写ローラ２７との対向部材である２次転写バックアップローラ８２、従動ローラ８３、４つの１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋからなる。なお、１次転写ローラ１８の符号の末端に付しているＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している。
【００１３】
中間転写ベルト５２は、概略三角形状の姿勢で上記各支持ローラに張架（張力がかかった状態で掛け渡すことを意味する）されている。中間転写ベルト５２の三角形状の底辺にあたるベルト下部張架面の下方には、画像形成部としてのプロセスカートリッジである４色分の作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（以下、代表記載では１１と記す）が水平方向に順次配設されている。
作像ユニット１１Ｙでは、イエローの作像部を収容し、作像されたイエローのトナー像が中間転写ベルト５２に転写される。同様に作像ユニット１１Ｍはマゼンタの作像部を、作像ユニット１１Ｃはシアンの作像部を、作像ユニット１１Ｋはブラックの作像部を、それぞれ収容している。これら各色の作像ユニット１１から各色のトナー像が１次転写ローラ１８と対向する１次転写位置で中間転写ベルト５２に転写される。この中間転写ベルト５２上に１次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト５２の走行移動によって２次転写部２０に送られる。
【００１４】
４つの作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの下方には、画像情報に基づいた露光光Ｌを像担持体としての感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（以下、代表記載では１４と記す）上に照射する露光部１３が配設されている。露光部１３は、光書込ユニットからなり、不図示のスキャナ等から制御部に送信される原稿の画像情報に基づいて各色の版のデータを受け、図示しないレーザ制御部によって４つの半導体レーザ（図示せず）を駆動して４つの露光光Ｌを出射する。そして、作像ユニット１１の感光体ドラム１４をそれぞれ露光光Ｌによって走査して、感光体ドラム１４の外周表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像を書き込む。
【００１５】
図１において、２０は、中間転写ベルト５２上のフルカラートナー像をシート状の記録媒体としての用紙Ｐに一括して２次転写させる２次転写部を、２３は、用紙Ｐを収容した複数の給紙カセット２１、２２から用紙Ｐを給送する給紙部を、それぞれ示す。また、２４は、用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を定着させる定着部（定着装置）を示す。
給紙カセット２１、２２から定着部２４までの間には、用紙Ｐを搬送する搬送経路２６が形成されている。また、中間転写ユニット８０の駆動ローラ８１と対向する部位には、中間転写ベルト５２表面を清掃するベルトクリーニング装置４５が配置されている。また、中間転写ユニット８０の上方には、補給用トナーを収納するトナーボトル７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋが配設されている。
【００１６】
図２を参照して、プロセスカートリッジである作像ユニット１１について説明する。図２は、図１に示した作像ユニットの拡大断面図である。各作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、使用するトナーの色が異なる他、同一の構成を備えている。そのため、１つの作像ユニット１１について代表して説明する。
図２において、１０は、感光体ドラム１４上を帯電させる帯電装置を、１６は、感光体ドラム１４上に形成された静電潜像を現像する現像装置を、１９は、感光体ドラム１４上の未転写トナーを回収するクリーニング装置を、それぞれ示している。また、破線で示す２８は、潤滑剤塗布装置を模式・簡略的に示している。
【００１７】
作像ユニット１１の帯電装置１０では、高画質化、高寿命を狙い、帯電装置１０には、直流電圧に交流電圧を重畳印加する接触式の帯電ローラ２を採用している。これにより、帯電電流が大きくなり、帯電電位が安定して、高画質化、長寿命化が図れるようにしている。
【００１８】
感光体ドラム１４及びこの周囲に配設された上記各装置は、共通の支持体たる二点鎖線で示すケーシング１２０で支持されていて、１つの作像ユニット１１を構成している。作像ユニット１１は、ケーシング１２０を介して装置本体１１０に対して一体化されて着脱可能に装着される。これにより、装置本体１１０に対する作像ユニット１１のセット性・メインテナンス性が向上する。更に、一体化することにより、帯電装置１０、現像装置１６、クリーニング装置１９等を構成する各部材の、感光体ドラム１４に対する位置精度が良くなる。
【００１９】
次に、画像形成時における作像ユニット１１の動作を説明する。先ず上記図示しない制御部に不図示のスキャナ等から画像情報が送信され、取り込まれた画像情報は４色に色分解される。このうち、例えば、イエローＹの画像情報は電気信号に変換された後に作像ユニット１１Ｙに対応した露光部１３に送信される。そして、露光部１３からは電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが感光体ドラム１４上に向けて発せられる。
【００２０】
感光体ドラム１４は、図２において時計回り方向に回転しており、帯電装置１０の帯電ローラ２との対向位置においてその外周表面を一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１４の表面は露光光Ｌの照射位置に達し、この位置で画像情報に対応した静電潜像を形成される。
感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像はその後に現像装置１６との対向部に到達し、現像装置１６によって静電潜像が顕像化される。なお、現像装置１６内の現像剤中のトナーは、図示しないトナーホッパから供給されたトナーと共に２本のスクリュ１６３、１６４によって攪拌されながら搬送循環され、キャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーはキャリアと共に現像ローラ１６１上に供給される。その後、現像ローラ１６１上に担持されたトナーはドクタブレード１６２を通過して均一層化された後に感光体ドラム１４との対向部に達し、この対向位置において感光体ドラム１４上に形成された静電潜像に付着する。なお、不図示のトナーホッパから供給されるトナーは現像装置１６内のトナー消費に伴って適宜に補給され、現像装置１６内のトナー消費状態（トナー濃度）は感光体ドラム１４に対向する図示しない光センサからなるトナー濃度センサによって検出される。
【００２１】
現像装置１６において現像された感光体ドラム１４の表面は１次転写ローラ１８との対向部に達し、この位置で中間転写ベルト５２に対して感光体ドラム１４上のトナー像が１次転写される。
この転写工程後、感光体ドラム１４上には中間転写ベルト５２に転写されない未転写トナーＴが僅かながら存在する。未転写トナーを有する感光体ドラム１４の表面は、クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１に達する。このクリーニングブレード３１は、ウレタンゴム（弾性部材）で形成され、断面矩形の短冊状プレート状を成し、支持ブラケット３９を介して取り付けられている。クリーニングブレード３１はクリーニングブラシ３０で除去されずにすり抜けた比較的少量の残留トナーを確実に掻き取り・除去する。
【００２２】
クリーニングブレード３１を含むクリーニング装置１９で回収されたトナーは、廃トナーとして搬送スクリュ４９を介して図示しない廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル（図示せず）に向けて搬送される。
【００２３】
感光体ドラム１４は、クリーニング装置１９による残留トナーの除去後、潤滑剤塗布装置２８によって潤滑剤としてのワックス（例えば、ステアリン酸亜鉛）が感光体ドラム１４の表面に塗布されて、同外周表面が保護される。
潤滑剤塗布装置２８は、それぞれ図示を省略した、例えばステアリン酸亜鉛で形成された固形状のワックスと、ばねと、回転ブラシとで構成される。
【００２４】
上述のように、４色分の作像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから各色のトナー像が中間転写ベルト５２に転写される。そして、中間転写ベルト５２上に１次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト５２の走行移動によって図１に示す２次転写部２０に送られる。
２次転写部２０に給送される用紙Ｐは次のように動作する。すなわち、図１に示すように、先ず、画像形成装置１００の給紙カセット２１、２２のうちの１つが自動または手動（操作部での操作）で選択される。ここでは、上段の給紙カセット２１が選択されたものとする。給紙ローラ４１が駆動されることにより、給紙カセット２１に収容されている用紙Ｐの１枚が搬送経路２６に向けて給送され、搬送経路２６を通過した用紙Ｐはレジストローラ対４２に到達し、一旦停止される。そして、レジストローラ対４２が所定のタイミングで回転することにより、用紙Ｐは中間転写ベルト５２上のトナー画像と位置合わせされたタイミングで２次転写部２０に向けて給送される。
【００２５】
２次転写部２０においてトナー画像が転写された転写工程後の用紙Ｐは、２次転写部２０を通過した後に搬送経路２６を経て定着部２４に送られる。定着部２４では用紙Ｐ上の未定着トナーが熱と圧力とによって用紙Ｐ上に融解・定着され、定着工程後の用紙Ｐは出力画像として画像形成装置１００より排出される。
なお、２次転写部２０を通過後の中間転写ベルト５２はベルトクリーニング装置４５に達すると、中間転写ベルト５２上の残留トナーが除去される。以上の動作によって、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２６】
図２及び図３を参照して、従来の帯電装置１０について説明する。図３（Ａ）は、図２に示した作像ユニットにおける帯電ローラのクリーニング構成を示す簡略的な斜視図、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の要部を展開して示す拡大断面図である。
図２に示すように、感光体ドラム１４と接触して回転する帯電ローラ２は、クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１をすり抜けてきたトナー等の汚れが表面に付着する。帯電ローラ２の表面の汚れが蓄積していくと、帯電ローラ２の体積抵抗が上昇して、やがて帯電性能が劣化して、帯電不良となり、色筋画像等の問題を発生させる。そのため、図３（Ａ）に示すように、帯電ローラ２のクリーニング（清掃）部材としてブラシローラやスポンジローラ等の帯電ローラクリーニング部材３を設けて、帯電ローラ２の表面の汚れを除去している。帯電ローラクリーニング部材３は、帯電ローラ２と接触して帯電ローラ２と連れ回りする。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように、帯電ローラ２では、帯電ローラ２の表面に凹凸形状を設けて、帯電ローラ２の表面と感光体ドラム１４表面との接触面積を小さくしている。これにより、クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１をすり抜けてくるトナーＴ等の汚れを捕捉しにくくして、トナー汚れを防止し、経時性能を向上させている。なお、帯電ローラ２の表面の凹凸形状は、高低差が数μｍ、ピッチが数十μｍ程度である。
【００２８】
しかしながら、図３（Ｂ）に示すように、トナーＴ等の汚れが数十μｍ程度の凹凸形状を設けた帯電ローラ２表面の凹凸の凹部に入り込むと、帯電ローラクリーニング部材３では帯電ローラ２表面の凹部までその部材先端が到達できない。即ち、図３（Ｃ）に示すように、帯電ローラクリーニング部材３に一般的なブラシローラを用いても、帯電ローラクリーニング部材３のブラシ３ａが帯電ローラ２の表面の汚れを除去しきれない。このため、帯電ローラ２の表面に異物汚れを徐々に蓄積させて、帯電不良による異常画像等を発生させてしまう。図３（Ｃ）に示す帯電ローラクリーニング部材３は、一般的にブラシ毛繊維を織り込んだ基布を軸３ｂに巻きつけるか、軸３ｂの外周に多数のブラシ３ａを植設（植えた状態に設けることを意味する）することで構成される。
【００２９】
一方、図２に示す最近の作像ユニット１０では、感光体ドラム１４に接触する帯電ローラ２には、高画質化、高寿命化を狙い交流電圧が印加されている。トナーは高画質化を狙い、円形度が高く粒径の小さなマイナス帯電の重合トナーが採用されている。このような作像ユニット１０で採用される重合トナーは、円形度が高く粒径が小さいので、クリーニング性が悪く、クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１をすり抜けるトナー量も多くなる。
【００３０】
そのため、最近の帯電ローラクリーニング部材としては、図４（Ａ）に示すように、ブラシ毛（ブラシ繊維）を外周に有するブラシローラ５を設けて、帯電ローラ２の表面の汚れを除去している。ブラシローラ５は、帯電ローラ２の表面に加圧接触して、ブラシ毛（ブラシ繊維）と帯電ローラ２の表面との接触部に作用する力によりブラシローラ５が連れ回り回転駆動される。また、帯電ローラ２は、図４（Ｂ）に示すように、帯電ローラ２の表面に凹凸形状を設けて、帯電ローラ２表面と感光体ドラム１４表面との接触面積を小さくしている。これにより、クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１をすり抜けてくるトナーＴ等の汚れを捕捉しにくくして、トナー汚れ防止し、経時性能を向上させている。帯電ローラ２は、単層で、材質がポリウレタンゴムで構成されている。
【００３１】
ブラシローラ５は、数十μｍ程度の凹凸形状がある帯電ローラ２の表面の凹部に入り込んだトナーＴ等の汚れを捕らえるために、繊度０．８デニール、線径５μｍ程度の極細の繊維（以下、「ブラシ繊維５ａ」という）を静電植毛法により植毛している。ブラシローラ５は、軸５ｂの外周に多数のブラシ繊維５ａが静電植毛法により植毛されている。ブラシ繊維５ａは、帯電ローラ２の表面材質（上記したポリウレタンゴム）よりも帯電列が上位の絶縁性の材質で構成されているために、ブラシ繊維５ａと帯電ローラ２の表面が回転によって摩擦すると、ブラシ繊維５ａはプラスに帯電する。ブラシ繊維５ａの絶縁性の材質としては、例えばナイロンを含むポリアミド樹脂（ＰＯＭ）やポリエステル繊維（ＰＥＴ）が用いられる。
【００３２】
図６に示すように、極細のブラシ繊維５ａは、帯電ローラ２の表面との接触で屈曲して、側面で帯電ローラ２表面と接触しながら連れ回っているため、ブラシ繊維５ａはその先端ばかりではなく、側面も摩擦帯電する。従って、ブラシ繊維５ａ外面ばかりではなく、ブラシ繊維５ａ内側も摩擦帯電している。また、ブラシ繊維５ａは静電植毛法により直立して植毛されているために、ブラシ繊維５ａの密度は外面から内側中心方向に向かって大きくなる。それに従って、ブラシ繊維５ａの摩擦帯電量もブラシ繊維５ａ外面から内側中心方向に向かって、大きくなっている。
【００３３】
クリーニング装置１９のクリーニングブレード３１をすり抜けて帯電ローラ２に到達し、帯電ローラ２表面に付着したトナーＴは、マイナス帯電している。そして、このトナーＴとは逆の帯電極性、即ち逆極性のプラスに帯電したブラシローラ５のブラシ繊維５ａに効果的に捕捉される。また、帯電ローラ２表面にある高低差が数μｍ、ピッチが数十μｍ程度の凹凸形状の凹部に入り込んだトナーＴ等の汚れに対しても、図５に示すように、繊維径５μｍ程度の極細のブラシ繊維５ａが凹部に入り込んで、凹部の汚れを捕らえることができる。また、図６に示すように、ブラシ繊維５の先端（ブラシ繊維５の外面）ばかりではなく、ブラシ繊維５ａの内側も摩擦帯電しているので、ブラシ繊維５の先端ばかりでなくブラシ繊維５ａの内側でもトナーＴ等の汚れを捕捉・保持することができる。これにより、トナー汚れ除去・保持性能が向上する。
【００３４】
更に、図６を参照して上述したように、ブラシローラ５の帯電量がブラシ繊維５ａの外面から内側にかけて大きくなっているので、ブラシローラ５により捕らえられたトナー汚れが、静電気力の大きなブラシローラ５の内側へ移動して保持される。そのため、より多くの帯電ローラ２のトナー汚れがブラシローラ５に効率的に保持できる。これにより、ブラシローラ５の汚れ保持性能が向上し、長期に亘ってブラシローラ５のクリーニング性能が維持できる。こうした一連の作用効果で、長期に亘って帯電ローラ２の表面を清浄な状態に維持することが可能となり、帯電性能を維持でき、帯電不良による異常画像等が発生し難くなる。
【００３５】
一方、図７に示すように、帯電ローラ２の表面にブラシローラ５のブラシ繊維５ａが当接し、帯電ローラ２の表面とブラシ繊維５ａとが、常時、接触・摺擦しているので、帯電ローラ２の表面、特に凹凸形状が損傷する。上記したように極細のブラシ繊維５ａを高密度で静電植毛したブラシローラ５であるため、ブラシ繊維５ａの１本当たりの帯電ローラ２への接触力を小さくすることで、帯電ローラ２の表面の損傷をある程度は抑制できる。しかしながら、昨今、作像ユニットが高画質化、高寿命化されてきているため、経時で、帯電ローラ表面の損傷が大きくなり、帯電ローラが異常放電を起こして、帯電不良となり、ハーフトーンにスジ画像等の異常画像が発生する問題が懸念される。
そこで、以下に説明する実施形態及び変形例を創作した。
【００３６】
（実施形態１）
図８〜図１３を参照して、帯電装置を含む作像ユニットに係る実施形態１を説明する（請求項１、２、１１）。図８は、実施形態１の作像ユニット（プロセスカートリッジ）を示す拡大断面図である。図９は、実施形態１の帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。図１０は、実施形態１のブラシローラの外観斜視図である。図１１は、ブラシローラの帯電ローラに対する接触状態を説明する要部の側面図である。図１２は、ブラシローラの帯電ローラに対する損傷を抑制する状態を説明する要部の拡大断面図である。図１３は、比較例のブラシローラの外観斜視図である。
【００３７】
実施形態１は、図２に示した作像ユニット１１と比較して、帯電装置１０に代えて、図８に示す帯電装置１を用いる点が相違する。この相違点以外の実施形態１の構成は、図１に示した画像形成装置１００、図２に示した作像ユニット１１と基本的に同様である。図８に示す帯電装置１は、図２に示した従来の帯電装置１０と比較して、帯電ローラクリーニング部材であるブラシローラ５に代えて、軸７ｂの表面上に螺旋状に静電植毛されたブラシ繊維７ａを有するブラシローラ７を用いる点のみ相違する。
【００３８】
図９に示すように、ブラシローラ７の軸７ｂの両端部は、図８のケーシング１２０側に配設された軸受部材８によって、ブラシローラ７を帯電ローラ２に押し付ける方向に移動可能に、且つ、回転可能に支持されている。また、図８のケーシング１２０側に配設された不動部材（図示せず）と各軸受部材８との間に装着された加圧ばね９（圧縮ばね）によって、ブラシローラ７は所定の加圧力で帯電ローラ２に接触するように軸受部材８で支持されている。各軸受部材８は、図８のケーシング１２０側に配設された案内部材（図示せず）によって帯電ローラ２に接触するように移動可能に案内されている。なお、図９では、左側に配設されている軸受部材８及び加圧ばね９の図示が省略されている。
上述した構成のとおり、ブラシローラ７は、帯電ローラ２の表面に加圧接触して、ブラシ繊維７ａと帯電ローラ２表面との接触部に作用する力により連れ回りするように構成されている。従って、本実施形態によれば、特に別の駆動源を設けることなく、上記簡易な構成でブラシローラ７を駆動することができる。
【００３９】
図１０及び図１１において、３３は、ブラシローラ７のある回転時において、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａが帯電ローラ２と接触、摺擦する接触部を表している。ブラシローラ７は、帯電ローラ清掃部材として機能し、図２等に示したブラシローラ５と比較して、ブラシ繊維７ａの植毛範囲のみ異なる。即ち、ブラシローラ７は、図１０及び図１１に示すように、軸７ｂの長さ方向に渡り、軸７ｂの表面上に螺旋形状に静電植毛されたブラシ繊維７ａを有し、ブラシローラ７の１回転当たりの植毛範囲３４は全周の１／５となっている。そのため、ブラシローラ７の１回転当たりの帯電ローラ２との接触、摺擦は、各ブラシ繊維５ａ、７ａの先端の外周径が同じ場合のブラシローラ５と比べて、１／５に低減することとなる。
【００４０】
図１１及び図１２に示すように、本実施形態のブラシローラ７では、ブラシローラ７の周方向の植毛幅３５が、ブラシローラ７の周方向におけるブラシローラ７と帯電ローラ２との接触幅３６よりも小さいことを特徴としている。また、本実施形態のブラシローラ７では、図１０に示すように、ブラシローラ７の軸方向における螺旋状の植毛幅間のピッチＬｐが、ブラシローラ７の軸方向における螺旋状の植毛範囲長さＬａの１／３以下に設定されている。
【００４１】
一方、図１３に示すブラシローラ７Ｘは、本実施形態のブラシローラ７の比較例を示す。このブラシローラ７Ｘは、ブラシローラ７と比較して、ブラシローラ７Ｘの軸方向における螺旋状の植毛幅間のピッチＬｐが、ブラシローラ７Ｘの軸方向における螺旋状の植毛範囲長さＬａの１／２に設定されている点のみ相違する。ブラシローラ７Ｘでは、帯電ローラ２に対してブラシローラ７Ｘが片当たりになってしまう。
【００４２】
上記構成のとおり、本実施形態では、静電植毛により極細のブラシ繊維７ａを高密度で植毛できるために、ブラシ繊維７ａの１本当たりの帯電ローラ２への接触力が小さくなる。また、極細のブラシ繊維７ａを螺旋状に植毛するために、ブラシローラ１回転当たりのブラシ繊維７ａと帯電ローラ２表面との接触機会が減少する。従って、本実施形態によれば、帯電ローラ２表面とブラシローラ７のブラシ繊維７ａとの接触、摺擦時間が軽減されて、帯電ローラ２表面の損傷を抑制できる。更に、ブラシローラ７の螺旋状に植毛された周方向の植毛幅３５が、ブラシローラ７の周方向におけるブラシローラ７と帯電ローラ２との接触幅３６よりも小さいので、図１２に示す状態になる。即ち、ブラシローラ７が回転する際、ブラシ繊維７ａが帯電ローラ２表面にブラシ繊維７ａ先端が突っ張った状態で接触して座屈するのではなく、横から接触して屈曲する。これにより、帯電ローラ２表面への接触力が更に抑制されて、帯電ローラ２表面の損傷をより一層抑制できる。このようにして、ブラシローラ７による帯電ローラ２表面の損傷を著しく抑制できるために、昨今の高画質化、高寿命化された作像ユニットでも、帯電ローラ２表面に損傷による帯電不良、異常画像の発生を防止できる。
【００４３】
更に、ブラシローラ７の植毛幅間のピッチＬｐが、植毛範囲長さＬａの１／３以下に設定されている。これにより、帯電ローラ２表面との接触部３３に作用する力により連れ回るブラシローラ７に対して、帯電ローラ２表面とブラシローラ７のブラシ繊維７ａとの接触点間の距離がブラシローラ７の長さのほぼ２／３以上となる。従って、本実施形態のブラシローラ７では、図１３に示す比較例のブラシローラ７Ｘのように、ブラシローラ７が帯電ローラ２に片当たりになることがなくなり、帯電ローラ２とブラシローラ７のブラシ繊維７ａとの接触が安定する。
【００４４】
実施形態１では、ブラシローラ７は、図２等に示したブラシローラ５と比較して、ブラシ繊維７ａの植毛範囲のみ異なることにより、静電植毛されたブラシ繊維５ａを有するブラシローラ５で説明したと同様の作用効果を奏する。以下に、ブラシ繊維７ａを有するブラシローラ７の実施形態１で説明を省略した作用効果をまとめて述べる。
【００４５】
実施形態１のブラシローラ７は、絶縁性の材質からなり、帯電ローラ２の表面とブラシローラ７との摩擦により、ブラシローラ７が、帯電ローラ２の表面に付着した異物とは逆極性に帯電するものであった（請求項３）。
これにより、感光体ドラム１４から帯電ローラ２に付着したトナーは、逆極性に帯電したブラシローラ７に静電的に付着して効率的に除去される。従って、帯電ローラ２表面を清浄な状態に維持することが可能となり、帯電性能を維持できる。
【００４６】
実施形態１では、帯電ローラ２の表面には、凹凸形状が形成されており、ブラシローラ７が、帯電ローラ２の表面の凹凸形状の凹部に入り込む繊維径の繊維からなるブラシ繊維７ａを有するものであった（請求項４）。
これにより、帯電ローラ２表面の凹部に落ち込んだ汚れに対してもブラシ繊維７ａが凹部に入り込んで、凹部の汚れを捕らえることができる。従って、帯電ローラ２表面を清浄な状態に維持することが可能となり、帯電性能を維持できる。
【００４７】
実施形態１では、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａが、該ブラシ繊維７ａの先端から側面にかけて、帯電ローラ２の表面と摩擦して帯電するものであった（請求項５）。
これにより、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａ先端から側面にかけて、帯電ローラ２表面と接触摩擦するので、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａ先端のみでなく側面も摩擦帯電する。そのため、帯電ローラ２のトナー汚れをブラシ繊維７ａ先端のみではなく、ブラシ繊維７ａ内側でも捉えて保持できる。従って、ブラシローラ７による帯電ローラ２の汚れ捕捉・保持性能が向上して、帯電ローラ２表面を長期に亘り清浄な状態に維持できるようになり、帯電性能を維持できる。
【００４８】
実施形態１では、ブラシローラ７の帯電量が、ブラシ繊維７ａの外面から内側にかけて大きくなるものであった（請求項６）。
これにより、ブラシローラ７により捕らえられたトナー等の汚れが、静電気力の大きなブラシローラ７の内側へ移動して保持される。そのため、より多くの帯電ローラ２のトナー汚れがブラシローラ７に保持されて、長期に亘ってブラシローラ７のクリーニング性能が維持できる。従って、長期に亘って、帯電ローラ２表面を清浄な状態に維持することが可能となり、帯電性能を維持できる。
【００４９】
実施形態１では、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａの密度が、ブラシ繊維７ａの外面から内側にかけて大きくなるものであった（請求項７）。
これにより、ブラシローラ７により捕らえられたトナー汚れが、静電気力の大きなブラシ繊維７ａ内側へ移動して保持されるために、より多くの帯電ローラ２のトナー汚れがブラシローラ７に保持されて、長期に亘ってブラシローラ７のクリーニング性能が維持できる。そのため、長期に亘って、帯電ローラ２表面を清浄な状態に維持することが可能となり、帯電性能を維持できる。
【００５０】
（変形例１）
図１４を参照して、実施形態１の変形例１を説明する。図１４は、変形例１の帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。変形例１は、実施形態１と比較して、帯電装置１に代えて、帯電装置１Ａを用いる点のみ相違する。帯電装置１Ａは、帯電装置１と比較して、ブラシローラ７の各軸７ｂと帯電ローラ２の各軸２ｂとの両端部を同一の軸受部材８Ａで支持して、軸間距離が固定されている点のみ相違する。上記相違点以外の変形例１の帯電装置１Ａの構成は、実施形態１の帯電装置１Ａと同様である。なお、図１４では図の左側のブラシローラ７の軸７ｂ、帯電ローラ２の軸２ｂ及び軸受部材８Ａの図示を省略している。
【００５１】
本変形例によれば、上記構成のとおり、ブラシローラ７と帯電ローラ２との軸間距離が固定されていることにより、帯電ローラ２に対するブラシローラ７のブラシ繊維７ａ食い込み量が一定に維持されて変動しないので、連れ回り駆動が安定する。
【００５２】
（変形例２）
図１５を参照して、実施形態１の変形例２を説明する。図１５は、変形例２の帯電装置周りの簡略的な一部断面斜視図である。変形例２は、実施形態１と比較して、帯電装置１に代えて、帯電装置１Ｂを用いる点のみ相違する。帯電装置１Ｂは、帯電装置１と比較して、ブラシローラ７の軸７ｂの両端部に、帯電ローラ２との軸間距離を保持・固定するためのコロ部材６を配置・固定した点のみ相違する。上記相違点以外の変形例２の帯電装置１Ｂの構成は、実施形態１の帯電装置１と同様である。なお、図１５では図の左側のブラシローラ７の軸７ｂ等の図示を省略している。
【００５３】
本変形例のブラシローラ７は、加圧ばね９により所定の加圧力で帯電ローラ２に加圧されているが、コロ部材６が帯電ローラ２との軸間距離を一定とするために、ブラシローラ７のブラシ繊維７ａの帯電ローラ２への食い込み量が一定に維持される。そのため、本変形例によれば、ブラシローラ７の連れ回りが安定する。コロ部材６に作用する力によりブラシローラ７を回転駆動させることができるので、帯電ローラ２表面とブラシ繊維７ａの接触力で駆動する必要がなくなり、帯電ローラ２表面がブラシ繊維７ａから受ける力を更に低減できる。そのため、ブラシ繊維７ａとの接触、摺擦による帯電ローラ２表面の損傷がより一層抑制できる。
【００５４】
本発明は、上述した実施形態１のように、感光体ドラム１４に接触する帯電ローラ２ばかりではなく、被帯電体である感光体に対して微小ギャップをもって対向する帯電ローラに対しても適用される。感光体と微小ギャップをもって対向する帯電ローラは、表面に感光体からトナー等の汚れが付着しにくく、帯電ローラ汚れが抑制可能で長寿命化が図れるという利点がある。
また、本発明の画像形成装置は、作像ユニットとして、被帯電体・像担持体としての感光体と、帯電装置、感光体クリーニング装置、潤滑剤塗布装置が一体となったプロセスカートリッジとなって、プロセスカートリッジ一体で作像ユニットを交換する構成でもよい。
【００５５】
以上説明したとおり、本発明を特定の実施形態や変形例等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態や変形例あるいは実施例等に例示されているものに限定されるものではない。すなわち、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性及び用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ａ、１Ｂ    帯電装置
２    帯電ローラ
７    ブラシローラ（帯電ローラ清掃部材、ブラシローラの一例）
７ａ    ブラシ繊維
８      軸受部材
１１    作像ユニット（プロセスカートリッジの一例）
１３    露光部
１４    感光体ドラム（被帯電体、像担持体の一例）
１６    現像装置（現像手段）
１９    クリーニング装置
３３    帯電ローラとブラシ繊維との接触部
３４    ブラシローラの１回転当たりの植毛範囲
３５    植毛幅
３６    接触幅
１００  画像形成装置
Ｌａ    植毛範囲長さ
Ｌｐ    植毛幅間のピッチ
Ｔ      トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特許第４８０７９９０号公報
【特許文献２】特開２００８−３０４７２９号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２３３５号公報
【図１】
2015068975.tif 000003
【図２】
2015068975.tif 000004
【図３】
2015068975.tif 000005
【図４】
2015068975.tif 000006
【図５】
2015068975.tif 000007
【図６】
2015068975.tif 000008
【図７】
2015068975.tif 000009
【図８】
2015068975.tif 000010
【図９】
2015068975.tif 000011
【図１０】
2015068975.tif 000012
【図１１】
2015068975.tif 000013
【図１２】
2015068975.tif 000014
【図１３】
2015068975.tif 000015
【図１４】
2015068975.tif 000016
【図１５】
2015068975.tif 000017