(57)【要約】【課題】帯電ロールとカバーとの空間で、帯電ロールの回転方向にエアフローが発生することを抑制する。【解決手段】感光体ドラム１２の表面を帯電する帯電ロール２４の上部に、帯電ロール２４の上方を覆うようにカバー４２が設けられている。カバー４２は、帯電ロール２４の回転方向上流側に空気の流入口としての入口４４と、下流側に空気の排出口としての出口４６が設けられている。カバー４２は、入口４４側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離が、出口４６側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離より長く形成されている。これにより、入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が出口４６から排出される排出抵抗よりも小さくなり、出口４６からエアが抜けにくい。これによって、入口４４から出口４６に向かうエアフローの発生が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールを覆うカバーと、を備え、
前記帯電ロールの回転によって、前記帯電ロールと前記カバーとの間へ前記帯電ロールの回転方向の上流側から流れ込む空気の流入抵抗を下流側から排出される排出抵抗より小さくしたことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電ロールと前記カバーとで構成される空気の流入口を、前記帯電ロールと前記カバーとで構成される空気の排出口より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記排出口側の前記カバーの内壁に突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記カバー内にある前記帯電ロールを清掃する清掃部材を前記排出口側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項５】
回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールを上方から覆うカバーと、を備え、
前記カバーの頂部に、前記帯電ロールの長手方向に開口部が形成されたことを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
前記開口部の長手方向の長さは、前記帯電ロールの長手方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記開口部にフィルターを設けたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記開口部に、前記カバーの内側から外側への流れを有する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の帯電装置。
【請求項９】
回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールを下方から覆うカバーと、を備え、
前記カバーの底部に、前記帯電ロールの長手方向に開口部が形成されたことを特徴とする帯電装置。
【請求項１０】
前記開口部から前記カバーの下部に吹き出された異物を収容する収容部を設けたことを特徴とする請求項９に記載の帯電装置。
【請求項１１】
前記開口部は、前記像保持体と前記帯電ロールとの接点を通る前記像保持体の法線に対して、前記像保持体の表面にトナー像を形成する現像装置から離れた側に設けられていることを特徴とする請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項１２】
回転駆動される像保持体と、
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の帯電装置と、
前記像保持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
を有す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、感光体などの像保持体の表面を帯電する帯電ロールを備えた帯電装置、及びこの帯電装置を備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールなどを感光体に直接接触させて感光体の帯電を行う接触帯電方式はオゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電力効率も良いことから、最近では主流となっている。
【０００３】
このような接触帯電方式では、帯電ロールを感光体表面に加圧接触し、感光体の回転に従動して回転するように構成している。また、帯電ロールの周囲には、リークなどを抑制し、また帯電ロールを清掃する清掃部材を保持するためにカバーが設けられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、帯電ロールをより高速で回転する必要が出てきており、帯電ロールが高速で回転することにより生じるエアフローにより画像形成装置内にトナークラウドが発生する問題がある。また、帯電ロールの周囲にカバーを設けると、カバーと帯電ロールとの空間がエアダクトの役割となり、帯電ロールの回転方向下流側のカバーの出口から吹き出すエアフローが発生する。吹き出したエアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊しやすくなる。また、帯電ロールの回転方向上流側のカバーの入口側では、吸い込むエアフローとなるため、入口側に現像装置などのトナークラウドの汚れが発生しやすい構成となっていると、トナークラウドをより吸引することになる。このため、画像形成装置内の汚れをより加速するだけでなく、カバー内に汚れを吸い込むことにより帯電ロールが汚れやすくなり、帯電ロールの寿命が短くなる要因となる。
【０００５】
一方、帯電ロールの表面に汚れなどが付着することを抑制するために、帯電ロールの近傍の空気を吸引する気流発生装置を設けた構成が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。しかし、気流発生装置を設けると、構成が複雑で装置が大型化し、コストが増大するという問題がある。
【特許文献１】特開平２００４−１０１６１０号公報
【特許文献１】特開平１１−１６１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、帯電ロールの回転方向のエアフローにより帯電ロール表面に汚れが付着し、また画像形成装置内に汚れが浮遊することを抑制できる帯電装置及び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】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る帯電装置は、回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールを覆うカバーと、を備え、前記帯電ロールの回転によって、前記帯電ロールと前記カバーとの間へ前記帯電ロールの回転方向の上流側から流れ込む空気の流入抵抗を下流側から排出される排出抵抗より小さくしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、帯電ロールを覆うカバーが設けられており、帯電ロールとカバーとの間へ帯電ロールの回転方向の上流側から流れ込む空気の流入抵抗を下流側から排出される排出抵抗より小さくしている。帯電ロールとカバーとの間では、帯電ロールの回転方向に向かって層流が発生し、空気が上流側から流れ込み下流側に流れやすいが、上流側から流れ込む空気の流入抵抗を下流側から排出される排出抵抗より小さくすることで、上流側から下流側に向かうエアフローの発生が抑制される。これによって、トナークラウドなどがカバー内に入って帯電ロールを汚すことが抑制されると共に、エアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊することが抑制される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の帯電装置において、前記帯電ロールと前記カバーとで構成される空気の流入口を、前記帯電ロールと前記カバーとで構成される空気の排出口より大きくしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、帯電ロールとカバーとで構成される空気の流入口を、帯電ロールとカバーとで構成される空気の排出口より大きくするので、帯電ロールの回転方向上流側の流入口から流れ込む空気の流入抵抗が下流側の排出口から排出される排出抵抗より小さくなる。これによって、排出口側では空気が流れにくくなり、帯電ロールの回転方向に沿ったエアフローの発生が抑制される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の帯電装置において、前記排出口側の前記カバーの内壁に突起を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、排出口側のカバーの内壁に突起を設けるので、帯電ロールの回転方向上流側の流入口から流れ込む空気の流入抵抗が下流側の排出口から排出される排出抵抗より小さくなる。これによって、突起の部分で空気が流れにくくなり、帯電ロールの回転方向に沿ったエアフローの発生が抑制される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の帯電装置において、前記カバー内にある前記帯電ロールを清掃する清掃部材を前記排出口側に設けたことを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、カバー内にある帯電ロールを清掃する清掃部材を排出口側に設けるので、帯電ロールの回転方向上流側の流入口から流れ込む空気の流入抵抗が下流側の排出口から排出される排出抵抗より小さくなる。これによって、清掃部材付近で空気が流れにくくなり、帯電ロールの回転方向に沿ったエアフローの発生が抑制される。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールを上方から覆うカバーと、を備え、前記カバーの頂部に、前記帯電ロールの長手方向に開口部が形成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、帯電ロールを上方から覆うカバーが設けられており、カバーの頂部に帯電ロールの長手方向に開口部が形成されている。帯電ロールとカバーとの間では、帯電ロールの回転方向に向かって層流が発生し、空気が上流側から流れ込み下流側に流れやすいが、カバーの頂部に帯電ロールの長手方向に開口部を形成することで、上流側から流れ込んだ空気が開口部からカバーの外側に排出され、上流側から下流側に向かうエアフローの発生が抑制される。これによって、トナークラウドなどがカバー内に入って帯電ロールを汚すことが抑制されると共に、エアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊することが抑制される。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の帯電装置において、前記開口部の長手方向の長さは、前記帯電ロールの長手方向の長さよりも長いことを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、開口部の長手方向の長さは、帯電ロールの長手方向の長さよりも長いため、帯電ロールの長手方向に沿って空気の流れが不均一になることが抑制され、帯電ロールに汚れのムラが発生することが抑制される。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の帯電装置において、前記開口部にフィルターを設けたことを特徴としている。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、開口部にフィルターを設けたので、カバー内の空気中に含まれる汚れがフィルターで捕獲され、汚れの除去された空気がカバーの外側へ排出される。このため、空気中に含まれる汚れが画像形成装置内に浮遊することが抑制される。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の帯電装置において、前記開口部に、前記カバーの内側から外側への流れを有する逆止弁を設けたことを特徴としている。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、開口部にカバーの内側から外側への流れを有する逆止弁を設けたので、カバー内の空気が開口部からカバーの外側へ排出され、カバーの外側の空気が開口部からカバーの内側に入ることが抑制される。このため、カバー内で帯電ロールの回転方向に沿って上流側から下流側に向かうエアフローが発生することがよりいっそう抑制される。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、回転駆動される像保持体の表面を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールを下方から覆うカバーと、を備え、前記カバーの底部に、前記帯電ロールの長手方向に開口部が形成されたことを特徴としている。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、帯電ロールを下方から覆うカバーが設けられており、カバーの底部に帯電ロールの長手方向に開口部が形成されている。帯電ロールとカバーとの間では、帯電ロールの回転方向に向かって層流が発生し、空気が上流側から流れ込み下流側に流れやすいが、カバーの底部に帯電ロールの長手方向に開口部を形成することで、上流側から流れ込んだ空気が開口部からカバーの外側に排出され、上流側から下流側に向かうエアフローの発生が抑制される。また、開口部はカバーの底部に設けられており、カバー内の空気が開口部から外側に排出される際に、空気中の異物が重力方向に落下する。これによって、トナークラウドなどがカバー内に入って帯電ロールを汚すことが抑制されると共に、エアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊することが抑制される。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の帯電装置において、前記開口部から前記カバーの下部に吹き出された異物を収容する収容部を設けたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、開口部からカバーの下部に吹出された異物が重力方向に落下し、収容部内に収容される。このため、空気中の汚れがカバーの外側に拡散することがよりいっそう抑制される。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載の帯電装置において、前記開口部は、前記像保持体と前記帯電ロールとの接点を通る前記像保持体の法線に対して、前記像保持体の表面にトナー像を形成する現像装置から離れた側に設けられていることを特徴としている。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、開口部は、像保持体と帯電ロールとの接点を通る像保持体の法線に対して、現像装置から離れた側に設けられているので、現像装置付近で発生したトナークラウドが開口部からカバーの内側に入り込むことが抑制される。
【００２９】
請求項１２に記載の発明に係る画像形成装置は、回転駆動される像保持体と、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の帯電装置と、前記像保持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、を有することを特徴としている。
【００３０】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の帯電装置が設けられているので、カバーと帯電ロールとの間で、帯電ロールの回転方向に沿って上流側から下流側へ向かうエアフローの発生が抑制される。これによって、トナークラウドなどがカバー内に入って帯電ロールを汚すことが抑制されると共に、エアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊することが抑制される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、カバーと帯電ロールとの間で、帯電ロールの回転方向に沿って上流側から下流側へ向かうエアフローの発生を抑制できる。このため、現像装置付近で発生したトナークラウドなどがカバー内に入って帯電ロールを汚すことを抑制できると共に、エアフローによって画像形成装置内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１には、本発明の第１実施形態に係る帯電装置を備えた画像形成装置１００が示されている。
【００３４】
この画像形成装置１００は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像データ入力装置から送られてくるカラー画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録用紙Ｐにカラー画像を形成するものである。
【００３５】
画像形成装置１００には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えている。なお、以降、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。
【００３６】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、バックアップロール３４と複数の張架ロール３２によって張架された無端状の中間転写ベルト３０の進行方向に対して、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト３０は、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの像保持体としての感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、それぞれ対向して配設される一次転写ロール１６Ｙ、１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとの間を挿通している。
【００３７】
つぎに、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの構成と画像形成の動作とを、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙを代表して説明する。
【００３８】
感光体ドラム１２Ｙの表面は、帯電ロール２４Ｙにより一様に帯電される。つぎに、露光装置１４Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム１２Ｙの表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３９】
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置１５Ｙの現像バイアスが印加された現像ロール１８Ｙに担持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール１６Ｙの圧接力と、一次転写ロール１６Ｙに印加された転写バイアスによる静電吸引力と、によって、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００４０】
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト３０に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム１２Ｙに残留する。また、感光体ドラム１２Ｙの表面には、トナーの外添剤なども付着している。一次転写後の感光体ドラム１２Ｙは、クリーニング装置２０Ｙとの対向位置を通過し、感光体ドラム１２Ｙの表面の転写残留トナーなどが除去される。その後、感光体ドラム１２Ｙの表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電ロール２４Ｙで再び帯電される。
【００４１】
図１に示すように、画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて行われ、中間転写ベルト３０上に、順次、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
【００４２】
そして、所定のタイミングで二次転写ロール３６と中間転写ベルト３０とが対向する二次転写位置へと搬送されてきた記録用紙Ｐに、転写バイアスが印加された二次転写ロール３６の静電吸引力によって、中間転写ベルト３０から多重トナー像が一括して記録用紙Ｐに転写される。
【００４３】
多重トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３０から分離された後、定着装置３１へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Ｐに定着されてフルカラー画像が形成される。
【００４４】
記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３０上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー３３で回収される。
【００４５】
この画像形成装置１００では、図２に示すように、感光体ドラム１２の上部に帯電装置４０が配設されている。帯電装置４０は、感光体ドラム１２の表面と接触する帯電ロール２４と、感光体ドラム１２と反対側に帯電ロール２４の周囲を覆うようなカバー４２とを備えている。
【００４６】
帯電ロール２４は、導電性のシャフト２４Ａの周囲に帯電層２４Ｂが形成されたものである。シャフト２４Ａには、図示しない電源から所定の高電圧が印加されている。感光体ドラム１２の支軸には図示しないモータが連結されており、感光体ドラム１２が図２中の時計回り（矢印２の方向）に回転駆動される。また、感光体ドラム１２の回転に従動して帯電ロール２４が矢印４の方向に回転する。
【００４７】
カバー４２は、帯電ロール２４の長手方向の全長よりも長く形成されており、カバー４２の壁部は、帯電ロール２４の周面を囲むように逆Ｕ字状に折り曲げられている。カバー４２と帯電ロール２４との間には、帯電ロール２４の回転方向に対して上流側に空気の流入口としての入口４４と、下流側に空気の排出口としての出口４６とが設けられている。このとき、感光体ドラム１２と帯電ロール２４との接点を通る感光体ドラム１２の法線４８に対して、入口４４は現像ロール１８に近い側に、出口４６は現像ロール１８から離れた側に設けられている。
【００４８】
カバー４２は、入口４４側のカバー４２の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離が、出口４６側のカバー４２の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離より長く形成されている。例えば、入口４４側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離は、出口４６側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離よりも約２．５ｍｍ長く設定されている。これにより、帯電ロール２４の回転によって、帯電ロール２４とカバー４２との間へ帯電ロール２４の回転方向上流側の入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が、下流側の出口４６から排出される排出抵抗より小さくなる。
【００４９】
次に、帯電ロール２４の詳細について説明する。
【００５０】
この帯電ロール２４は、導電性のシャフト２４Ａ上に、帯電層２４Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。
【００５１】
帯電ロール２４の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層２４Ｂの肉厚が２ｍｍから４ｍｍであることが好ましい。直径が１５ｍｍ以上であると周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が減り、また放電回数が減るので、汚れや帯電性能に対する長期安定性には優れるものの小型化の観点から不利である。直径が７ｍｍ以下であると画像形成装置１００を小型化できるので優位であるが、周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が増え、また放電回数が増えるので、長期安定性に対し不利となる。
【００５２】
この帯電ロール２４であるが、所定の帯電性能を有するものであれば以下の構成に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５３】
シャフト２４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。
【００５４】
帯電ロール２４の帯電層２４Ｂを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト２４Ａの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。
【００５５】
上記導電性弾性層を構成する弾性材としては、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００５６】
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。
【００５７】
帯電層２４Ｂを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。このうち外添剤汚れの観点から、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好ましく用いられる。
【００５８】
また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。
【００５９】
また、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール２４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール２４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール２４と感光体ドラム１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００６０】
以上のような構成の画像形成装置１００では、カバー４２の出口４６側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離よりも入口４４側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離が長く設定されており、帯電ロール２４の回転方向上流側の入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が、下流側の出口４６から排出される排出抵抗よりも小さくなる。
【００６１】
一般に、帯電ロール２４とカバー４２との間では、帯電ロール２４の回転方向に向かって層流５０が発生し、空気が入口から入って出口へ流れやすいが、本実施形態では、出口４６側の内壁４２Ａと帯電ロール２４との距離を入口４４側よりも短くすることで、入口４４から入った空気が出口４６へ抜けにくい。このため、入口４４から入った空気がカバー４２内を折り返して入口４４から排出される流れ５２が発生し、帯電ロール２４の回転方向に沿って入口４４から入って出口４６へ向かうエアフローが小さくなる。
【００６２】
また、入口４４は、現像ロール１８に近い側に設けられているので、現像ロール１８付近で発生したトナークラウドなどが入口４４から流れ込んで出口４６から排出されることが抑制される。このため、トナークラウドなどがカバー４２内に入って帯電ロール２４を汚すことを抑制できると共に、入口４４から出口４６に向かうエアフローによって画像形成装置１００内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態の帯電装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６４】
図３に示すように、この帯電装置６０では、カバー６２の入口４４側の内壁６２Ａと帯電ロール２４との距離と、カバー６２の出口４６側の内壁６２Ａと帯電ロール２４との距離はほぼ同じであるが、出口４６側の内壁６２Ａに帯電ロール２４側に突出した複数の突起６４が設けられている。複数の突起６４は、帯電ロール２４表面の軸方向に対してほぼ直角方向に突出するように形成されている。
【００６５】
このような帯電装置６０では、カバー６２の出口４６側の内壁６２Ａに帯電ロール２４側に突出する複数の突起６４が形成されており、帯電ロール２４の回転方向上流側の入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が、下流側の出口４６から排出される排出抵抗よりも小さくなる。
【００６６】
一般に、帯電ロール２４とカバー６２との間では、帯電ロール２４の回転方向に向かって層流５０が発生し、空気が入口から入って出口へ流れやすいが、本実施形態では、入口４４から入った空気が複数の突起６４によって遮られることによって出口４６へ抜けにくくなる。このため、入口４４から入った空気がカバー６２内を折り返して入口４４から排出される流れ５２が発生し、帯電ロール２４の回転方向に沿って入口４４から入って出口４６へ向かうエアフローが小さくなる。
【００６７】
また、入口４４は、現像ロール１８に近い側に設けられているので、現像ロール１８付近で発生したトナークラウドなどが入口４４から流れ込んで出口４６から排出されることが抑制される。このため、トナークラウドなどがカバー６２内に入って帯電ロール２４を汚すことを抑制できると共に、入口４４から出口４６に向かうエアフローによって画像形成装置１００内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【００６８】
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６９】
図４に示すように、この帯電装置７０では、カバー７２の入口４４側の内壁７２Ａと帯電ロール２４との距離と、カバー７２の出口４６側の内壁７２Ａと帯電ロール２４との距離はほぼ同じであるが、出口４６側に近い位置に帯電ロール２４の表面と接触するクリーニングロール７４が設けられている。このクリーニングロール７４は、カバー７２の逆Ｕ字状に折り曲げられた部分の入口４４側から遠い側に配設されている。クリーニングロール７４を設けることで、帯電ロール２４の回転方向上流側の入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が、下流側の出口４６から排出させる排出抵抗よりも小さくなる。
【００７０】
クリーニングロール７４は、シャフト７４Ａの周面にロール状のスポンジ層７４Ｂが形成されたものである。シャフト７４Ａは、図示しない両端部の軸受に回転可能に支持されている。このクリーニングロール７４は、帯電ロール２４の回転に従動して矢印方向に回転する。
【００７１】
シャフト７４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、クリーニングロール７４は、スポンジ層７４Ｂを介して帯電ロール２４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時に撓みのない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。
【００７２】
スポンジ層７４Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなり、内部や表面に空洞や凹凸部（以下、セルという。）が存在し、弾性を有している。このスポンジ層７４Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、オレフィン、メラミン又はポリプロピレン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、天然ゴム及びスチレンブタジエンゴム、クロロプレン、シリコーン、ニトリル、等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。これにより、多数のセルを有するスポンジ層７４Ｂを安価に製造できる。スポンジ層７４Ｂは、帯電ロール２４との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール２４の表面にスポンジ層７４Ｂの擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
【００７３】
スポンジ層７４Ｂのセル数は４０〜８０個／２５ｍｍであることが好ましく、４５〜７５個／２５ｍｍであることがより好ましい。このようなセル数に設定することで、セルの中にトナーや外添剤などの異物を取り込みやすく、かつ取り込んだ外添剤などの異物を帯電ロール２４、感光体ドラム１２へ転移しやすくなる。セル数が８０個／２５ｍｍより多いとセル径が小さい為に外添剤の取り込み性が低下し、逆にセル数が４０個／２５ｍｍより少ないとセル径が大きくなりすぎ、取り込んだ外添剤を帯電ロール２４へ転移させる適度な大きさまで固めることが困難となる。
【００７４】
このような帯電装置７０では、カバー７２の出口４６側と近い位置にクリーニングロール７４が設けられており、帯電ロール２４の回転方向上流側の入口４４から流れ込む空気の流入抵抗が、下流側の出口４６から排出される排出抵抗よりも小さくなる。
【００７５】
一般に、帯電ロール２４とカバー６２との間では、帯電ロール２４の回転方向に向かって層流５０が発生し、空気が入口から入って出口へ流れやすいが、本実施形態では、入口４４から入った空気がクリーニングロール７４によって遮られることによって出口４６へ抜けにくくなる。このため、入口４４から入った空気がカバー７２内を折り返して入口４４から排出される流れ５２が発生し、帯電ロール２４の回転方向に沿って入口４４から入って出口４６へ向かうエアフローが小さくなる。
【００７６】
また、入口４４は、現像ロール１８に近い側に設けられているので、現像ロール１８付近で発生したトナークラウドなどが入口４４から流れ込んで出口４６から排出されることが抑制される。このため、トナークラウドなどがカバー７２内に入って帯電ロール２４を汚すことを抑制できると共に、入口４４から出口４６に向かうエアフローによって画像形成装置１００内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【００７７】
次に、本発明の第４実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１〜第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００７８】
図５に示すように、この帯電装置１１０は、帯電ロール２４の感光体ドラム１２と反対側に帯電ロール２４の上方を覆うようにカバー１１２を備えており、カバー１１２の壁部は、帯電ロール２４の周面を囲むように逆Ｕ字状に折り曲げられている。カバー１１２と帯電ロール２４との対向部には、帯電ロール２４の回転方向（矢印４の方向）に対して上流側に空気の流入口としての入口１１４と、下流側に空気の排出口としての出口１１６とが設けられている。
【００７９】
この帯電装置１１０では、カバー１１２の入口１１４側の内壁１１２Ａと帯電ロール２４との距離と、カバー１１２の出口１１６側の内壁１１２Ａと帯電ロール２４との距離はほぼ同じであるが、入口１１４と出口１１６の途中のカバー１１２の頂部に、帯電ロール２４の長手方向にほぼ均一な幅の開口部１１８が設けられている。この開口部１１８は、帯電ロール２４の上部に設けられ、帯電ロール２４の長手方向の長さよりも長く形成されている。
【００８０】
このような帯電装置１１０では、カバー１１２の入口１１４と出口１１６の途中に開口部１１８が設けられており、開口部１１８からカバー１１２の外側に空気が吹き出される流れ１２０が発生する。一般に、帯電ロール２４とカバー１１２との対向部では、帯電ロール２４の回転方向に向かって層流５０が発生し、空気が入口から入って出口へ流れやすいが、本実施形態では、カバー１１２の入口１１４と出口１１６の途中に開口部１１８を設けることで、入口１１４から入った空気が開口部１１８からカバー１１２の外側に吹き出される。これによって、帯電ロール２４の回転方向に沿って入口１１４から入って出口１１６へ向かうエアフローが小さくなる。
【００８１】
また、入口１１４は、現像ロール１８に近い側に設けられているので、現像ロール１８付近で発生したトナークラウドなどが入口１１４から流れ込んで出口１１６から排出されることが抑制される。このため、トナークラウドなどがカバー１１２内に入って帯電ロール２４を汚すことを抑制できると共に、入口１１４から出口１１６に向かうエアフローによって画像形成装置１００内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【００８２】
また、開口部１１８の長手方向の長さは、帯電ロール２４の長手方向の長さよりも長いので、帯電ロール２４の長手方向に沿って空気の流れが不均一になることを抑制できる。このため、帯電ロール２４表面に汚れのムラが発生することを抑制できる。
【００８３】
次に、本発明の第５実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１〜第４実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００８４】
図６に示すように、この帯電装置１３０は、入口１１４と出口１１６の途中のカバー１１２の頂部に形成された開口部１１８にフィルター１３２が取り付けられている。フィルター１３２として、例えば、活性炭フィルター、ポリエステルやポリプロピレンなどの樹脂繊維フィルター、ガラス繊維フィルターなどが用いられる。
【００８５】
このような帯電装置１３０では、カバー１１２の入口１１４と出口１１６の途中に開口部１１８が設けられており、開口部１１８からカバー１１２の外側に空気が吹き出される流れ１２０が発生する。開口部１１８には、フィルター１３２が取り付けられているので、カバー１１２内の空気中に含まれる異物などの汚れがフィルター１３２に捕獲され、汚れの除去された空気がカバー１１２の外側に吹き出される。このため、汚れが画像形成装置１００内に浮遊することを抑制できる。
【００８６】
次に、本発明の第６実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１〜第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００８７】
図７に示すように、この帯電装置１４０は、入口１１４と出口１１６の途中のカバー１１２の頂部に形成された開口部１１８に、カバー１１２の内側から外側への流れを有する逆止弁１４２が取り付けられている。この逆止弁１４２は、開口部１１８の外側方向に湾曲し、中央部に開閉孔１４２Ａが形成されたものであり、所定の空気圧がかかったときに開閉孔１４２Ａを通してカバー１１２の内側から外側へ空気が流れ、逆方向には空気が流れないように構成されている。
【００８８】
このような帯電装置１４０では、開口部１１８に逆止弁１４２を設けたので、カバー１１２内の空気が逆止弁１４２の開閉孔１４２Ａを通して外側に吹き出される流れ１２０が発生し、カバー１１２の外側の空気が開口部１１８からカバー１１２内に入ることが抑制される。このため、カバー１１２内で帯電ロール２４の回転方向に沿って入口１１４から出口１１６に向かうエアフローが発生することをよりいっそう抑制できる。
【００８９】
次に、本発明の第７実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１〜第６実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００９０】
図８に示すように、この帯電装置１５０は、入口１１４と出口１１６のと途中のカバー１５２の頂部に開口部１５４が設けられている。この開口部１５４は、感光体ドラム１２と帯電ロール２４との接点を通る感光体ドラム１２の法線４８に対して、現像ロール１８から離れた側に形成されている。
【００９１】
このような帯電装置１５０では、開口部１５４は、法線４８に対して現像ロール１８から離れた側に設けられているので、カバー１５２の外側の空気が開口部１５４からカバー１５２内に入り、現像ロール１８側に流れる流れ１５６、１５７が発生する。このため、現像ロール１８付近で発生したトナークラウドが、カバー１５２の外側から開口部１５４を通ってカバー１５２内に流れ込むことを抑制できる。また、帯電ロール２４の回転方向に沿って入口１１４から出口１１６に向かうエアフローの発生を抑制できるので、トナークラウドなどがカバー１５２内に入って帯電ロール２４を汚すことを抑制できると共に、入口１１４から出口１１６に向かうエアフローによって画像形成装置１００内に汚れが浮遊することを抑制できる。
【００９２】
次に、本発明の第８実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１〜第７実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００９３】
図９に示すように、感光体ドラム１６０は時計方向（矢印１６２の方向）に回転し、感光体ドラム１６０の下部に帯電装置１７０が設けられている。帯電装置１７０には、帯電ロール１６６が設けられており、感光体ドラム１６０の回転に従動して矢印１６４の方向に回転している。帯電装置１７０は、帯電ロール１６６の感光体ドラム１６０と反対側に帯電ロール１６６の下方を覆うカバー１７２を備えている。このカバー１７２は、断面が略Ｕ字状に形成されている。カバー１７２には、帯電ロール１６６の回転方向（矢印１６４の方向）に対して上流側に空気の流入口としての入口１７４と、下流側に空気の排出口としての出口１７６とが設けられている。
【００９４】
カバー１７２には、入口１７４と出口１７６の途中の底部であって、帯電ロール１６６に対して重力落下方向に開口部１７８が設けられている。この開口部１７８は、帯電ロール１６６の長手方向にほぼ均一な幅を有しており、帯電ロール１６６の長手方向の全長よりも長く形成されている。また、開口部１７８の下部には、トナーや外添剤などの異物を収容する収容部材１８０が設けられている。この収容部材１８０は、断面が略Ｕ字状に折り曲げられたトレイであり、落下した異物を捕獲するような構成となっている。
【００９５】
このような帯電装置１７０では、入口１７４からカバー１７２内に入った空気が下部の開口部１７８から吹き出される流れ１８２が発生する。開口部１７８は、帯電ロール１６６の下部に設けられており、カバー１７２内の空気が開口部１７８から外側に吹き出されるときに、空気中の異物などの汚れが重力方向の収容部材１８０に落下又は吹き付けられ、異物などの汚れが収容部材１８０の内部に収容される。このため、空気中の異物などの汚れがカバー１７２の外側の画像形成装置内に浮遊することをよりいっそう抑制できる。
【００９６】
なお、上記実施形態では、図４を除いて、帯電装置のカバー内に帯電ロールのみが設けられる構成であるが、この構成に限定するものではない。カバー内に、帯電ロールを清掃するブラシ、パッド、弾性ロールなどのクリーニング部材を設けてもよい。
【００９７】
なお、図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト３０の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを並設する構成であったが、この構成に限定するものではない。例えば、４色の現像器を備えた回転式現像装置を用いて感光体ドラムへのトナー像の形成を４サイクル繰り返して行う構成であっても、本発明の帯電装置を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１実施形態の帯電装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す帯電装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第５実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第６実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図８】本発明の第７実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【図９】本発明の第８実施形態の帯電装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ     画像形成ユニット
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ     感光体ドラム（像保持体）
１５Ｙ 現像装置
１８   現像ロール
２４   帯電ロール
２４Ａ シャフト
２４Ｂ 帯電層
４０   帯電装置
４２   カバー
４２Ａ 内壁
４４   入口（流入口）
４６   出口（排出口）
６０   帯電装置
６２   カバー
６２Ａ 内壁
６４   突起
７０   帯電装置
７２   カバー
７２Ａ 内壁
７４   クリーニングロール
７４Ａ シャフト
７４Ｂ スポンジ層
１００ 画像形成装置
１１０ 帯電装置
１１２ カバー
１１２Ａ      内壁
１１４ 入口（流入口）
１１６ 出口（排出口）
１１８ 開口部
１３０ 帯電装置
１３２ フィルター
１４０ 帯電装置
１４２ 逆止弁
１５０ 帯電装置
１５２ カバー
１５４ 開口部
１６０ 感光体ドラム（像保持体）
１６６ 帯電ロール
１７０ 帯電装置
１７２ カバー
１７４ 入口（流入口）
１７６ 出口（排出口）
１７８ 開口部
１８０ 収容部材
【図１】
2008015027.tif 000003
【図２】
2008015027.tif 000004
【図３】
2008015027.tif 000005
【図４】
2008015027.tif 000006
【図５】
2008015027.tif 000007
【図６】
2008015027.tif 000008
【図７】
2008015027.tif 000009
【図８】
2008015027.tif 000010
【図９】
2008015027.tif 000011