(57)【要約】【課題】被帯電材１２に接触又は近接して回転し、電圧が印加されて被帯電材１２を帯電する帯電部材５１と、帯電部材５１に接触して回転する清掃部材６１と、を有する帯電装置１３において、清掃部材６１の寿命が長く、配設精度や制限などが要らず、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行う。【解決手段】清掃部材６１は保持部材６４に回転可能に保持されており、保持部材６４は清掃部材６１と帯電部材５１との接触部を含む平面内で回転自由に保持されていること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電材に接触又は近接して配置され、電圧が印加されて被帯電材を帯電する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材に接触して配置されて帯電部材の表面を清掃する回転可能な清掃部材と、を有する帯電装置において、
前記清掃部材は保持部材に回転可能に保持されており、前記保持部材は前記清掃部材と前記帯電部材との接触部を含む平面内で回転自由に保持されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記保持部材は長手方向中央部を支点として回転動作することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部材がローラであることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記清掃部材がブラシローラであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記ブラシローラのブラシの毛の長さが０．５ｍｍから６．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記ブラシローラのブラシの毛の先端がブラシローラ断面の法線方向に対して傾きをもち、更にブラシの毛の先端が被帯電材の表面移動方向に対して２つ以上の角度をもち、かつ、この２つ以上の角度の範囲が１０°以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記ブラシローラのブラシの毛が直毛であることを特徴とする請求項４又は５に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記ブラシローラのブラシの毛の長さが、ブラシローラ長手方向で、中央部よりも端部の方が長いことを特徴とする請求項４から７の何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項９】
前記ブラシローラのブラシが植毛されている部分の投影像の対角線が、前記帯電部材が前記被帯電材に接触している部分の長さよりも短いことを特徴とする請求項４から８の何れか１つに記載の帯電装置。
【請求項１０】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤を供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、転写後に像担持体上に残った現像剤を清掃するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記帯電手段が請求項１から９の何れか１つに記載の帯電装置であ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、例えば、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体の帯電手段、その他の被帯電材の帯電手段として用いて好適な帯電装置に関する。また、帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置は、一般に、像担持体として、回転駆動される感光体ドラム（以下、ドラムと記す）を有する。そして、このドラムを所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置、帯電処理されたドラムに静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置、ドラム上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーにより顕像化する現像装置を有する。また、上記トナー画像をドラム面上から紙等の記録材（転写材）に転写する転写装置、転写工程後のドラム上に多少ながら残余するトナーを除去してドラム面を清掃するクリーニング装置を有する。また、記録材上のトナー画像を定着させる定着装置等を有する。ドラムは繰り返して電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供される。
【０００３】
近年、ドラム等の被帯電材を帯電する帯電装置には、帯電部材として帯電ローラを用いた接触式帯電装置が実用化されてきている。これは、被帯電材としてのドラムに帯電部材として導電性の帯電ローラを接触させ、帯電ローラに帯電バイアス電圧を印加してドラム面を所定の極性・電位に帯電するものである。この接触帯電は、帯電ローラとドラム表面間の空隙を通しての放電によりなされるものであり、従来用いられていたコロナ放電手段に比べ、印加する電圧が低く、オゾン量も少ないという利点がある。
【０００４】
しかし、ドラム表面のトナー等の異物が付着することによる帯電ローラの汚れが帯電の均一性を低下させる大きな要因となっている。帯電ローラは、汚れがある部分とない部分とで、抵抗変化が発生し、それによってドラムに帯電むらが生じ、その結果、特にハーフトーン画像に対して、それぞれの部分に対応した濃度差が発生し、濃度ムラとなる。
【０００５】
そこで、帯電ローラの表面を清掃するために、発泡ポリウレタン等のスポンジ材を帯電ローラに当接させる構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、帯電ローラの表面に当接するブラシを有するブラシローラを、その自重で帯電ローラの表面に当接させ、かつブラシローラを帯電ローラの回転に従動して回転させる。これにより、ブラシローラを駆動する駆動装置が不要となるばかりでなく、ブラシの食い込み量を規制する手段を設ける必要のないものも提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
更に、特許文献２の構成で、芯金とブラシとの間に弾性層を有し、自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材を有するクリーニング装置も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平０３−１０１７６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８８３号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の構成は、一般的に樹脂・ゴム等で形成されている帯電ローラ表面を傷付けないように、しかも付着トナーが効果的に除去されるように、スポンジ材と帯電ローラ表面との当接圧を調整するのに熟練を要する。
【０００９】
また、ブラシローラの構成でも上記のような課題がある。更には、帯電ローラへの押し圧を強くすると、ブラシローラの芯金と帯電ローラとの間でリークが発生し、帯電不良画像が発生する場合もある。
【００１０】
特許文献２、特許文献３の構成の場合、帯電ローラ表面とブラシローラとの当接ニップに関して、ブラシローラの回転方向におけるニップ幅が狭く、ブラシの毛の長さが短い。そのため、ブラシローラと帯電ローラ表面との当接圧の調整は非常に困難であり、長手方向が長くなればなるほど、更に困難なものとなった。
【００１１】
また、従来のブラシローラの支持方法として、被清掃部材である帯電ローラの方向にブラシローラを押し当てるように、次ぎのような構成が採られている。すなわち、ブラシローラの芯金の両端部に軸受けを取り付け、その軸受けに切り込みを設け、この切り込みが、カートリッジや本体側に設けたガイドスロットに沿うような構成となっている。
【００１２】
しかし、ブラシローラの芯金自身やガイドスロット、帯電ローラなどの歪みや傾きが発生した場合、特許文献１、特許文献２、特許文献３の構成では対応できない。
【００１３】
更に、ブラシローラの芯金の両端部に、バネ付きの軸受けを取り付けて、軸受けをバネ加圧する支持方法では、両端の芯金部が加圧されることにより中央部が帯電ローラに対して浮き気味になる。結果として、帯電ローラに対するブラシローラの加圧力は中央部が最も小さくなり、両端部に行くに従って、徐々に大きくなる傾向にあるため、上記の課題が発生する。
【００１４】
また、帯電ローラの表面性や、ブラシローラの状態などによって、帯電ローラとブラシローラ間に働く摩擦力が中央部と両端部とで差が発生し、ブラシローラの表面速度差を更に増大させてしまい、ブラシローラの帯電ローラへの当接圧ムラが生じる。
【００１５】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものである。その目的は、被清掃部材である帯電部材に接触して清掃する清掃部材の寿命が長く、配設精度や制限などが要らず、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる帯電装置を提供することにある。また、この帯電装置を具備した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明に係る帯電装置の代表的な構成は、被帯電材に接触又は近接して配置され、電圧が印加されて被帯電材を帯電する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材に接触して配置されて帯電部材の表面を清掃する回転可能な清掃部材と、を有する帯電装置において、前記清掃部材は保持部材に回転可能に保持されており、前記保持部材は前記清掃部材と前記帯電部材との接触部を含む平面内で回転自由に保持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、清掃部材が帯電部材に対してイコライズ動作するので、帯電部材と清掃部材との接触ニップ幅と、帯電部材と清掃部材の距離を、長手方向で、バランス良く確保し、安定した状態に保つことができる。これにより、清掃部材や帯電部材の寿命が長く、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
【実施例１】
【００１９】
（１）画像形成部
図１は本発明に従う帯電装置を、像担持体の帯電手段として用いた画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置は、転写式電子写真プロセスを用いた、レーザ走査露光方式の複写機である。
【００２０】
１はプラテンガラス（原稿台ガラス）であり、その上に複写すべき原稿Ｏを画像面を下向きにして所定の載置基準に従って載置し、原稿押え板２を被せる。不図示の操作部の複写スタートキーが押されると、画像読取機構部３が動作して、ガラス１上の原稿Ｏの下向き画像面が光電読取りされる。画像読取機構部３は光学系移動型のイメージリーダであり、原稿照明光源４、反射ミラー５〜７、結像レンズ系８、ＣＣＤアレイ等の画像読取素子９等を有する。画像読取素子９で光電読取りされた原稿画像の電気的情報が画像処理部１０を経て制御回路部（ＣＰＵ）１１に入力し、画像変調されたデジタル画像信号となる。
【００２１】
１２は像担持体（被帯電材）としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）であり、不図示の手前側と奥側の装置側板間に、ドラム軸線を前後方向（図面に垂直方向）に向けてほぼ水平にして回転可能に軸受け保持させて配設してある。そして、ドラム１２は不図示の駆動機構により矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。回転するドラム１２は、帯電装置１３による、一様な帯電処理を受け、次いで画像情報書き込み手段としての露光装置１４による画像露光Ｌを受ける。これにより、ドラム１２の面に画像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。露光装置１４は、本例の場合はレーザ走査露光装置であり、レーザ光源１５、ポリゴンミラー１６、反射ミラー１７等を有する。そして、前記制御回路部１１から入力するデジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力してドラム１２の面を走査露光する。
【００２２】
ドラム面に形成された静電潜像は現像装置１８によりトナー画像として現像される。そして、そのトナー画像が、ドラム１２と転写帯器１９との対向部である転写部において、該転写部に給紙機構部側から所定の制御タイミングで給送された、記録媒体としての記録材（転写材）Ｐの面に静電転写される。
【００２３】
給紙機構部は、本例の場合は、画像形成装置本体内の下部に取り外し自在に配置された上下２段の第１と第２のカセット給紙部２０・２１と、手差し給紙部（マルチ・パーパス・トレイ）２２と、再搬送給紙部２３である。記録材Ｐは、紙や合成樹脂等のシート材であり、これらの給紙部から選択的に一枚分離給紙され、搬送路２４を通ってレジストローラ対２５に至り、このローラ対により転写部に対して所定の制御タイミングで給送される。
【００２４】
転写部でトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは分離帯電器２６によりドラム１２の面から静電分離される。記録材分離後のドラム１２は、クリーニング装置２７により転写残トナー等の残留物の除去を受け、次いで全面露光器２８による除電露光処理を受けて、繰り返して作像に供される。
【００２５】
また、ドラム１２から分離された記録材Ｐは搬送ベルト２９により定着装置３０へ導入されてトナー画像の定着処理を受ける。本例の定着装置３０は熱ローラ定着装置であり、トナー画像は熱供給と圧力付与により記録材の面に固着画像として定着される。
【００２６】
定着装置３０を出た記録材Ｐは片面画像形成モードの場合には、定着排紙ローラ３１→搬送路３２→排紙ローラ３３の経路を通って排紙トレイ３４上には排出される。
【００２７】
両面画像形成モードの場合には、定着排紙ローラ３１を出た記録材は不図示のフラッパにより搬送路３５側に進路切り換えされてスイッチバック搬送路３６に導入され、スイッチバック搬送されて再搬送給紙部２３に導入される。そして、その記録材が転写部に対して表裏反転状態で再搬送給されて、他方の面に対するトナー画像の転写がなされる。以後は、その記録材が片面画像形成モードの場合と同様の経路を搬送されて、両面に画像形成された記録材Ｐが排紙トレイ３４上には排出される。
【００２８】
ドラム１２からトナー画像の転写を受ける記録媒体は中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体であってもよい。この場合は、この中間転写体から紙などの二次記録媒体に再度トナー画像の転写が行なわれる。
【００２９】
（２）帯電装置１３
図２・図３・図４は、それぞれ、帯電装置１３の拡大横断面図、正面図（図２において、矢印Ａの方向から見た図）、縦断正面図である。
【００３０】
帯電装置１３は、帯電部材として帯電ローラ５１を用いた接触帯電装置である。本例における帯電ローラ５１は、芯金（支持部材）５２の外周りに、下層５３と、中間層５４と、表層５５と、を内側から外側に順次に積層した３層構成ローラである。芯金５２は金属や導電性を有する硬質樹脂の成形体である。下層５３は帯電音を低減するための、導電性を有する発泡スポンジ層である。中間層５４は中抵抗の導電性ゴム部材である。表層５５はドラム１２上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するの防止するために設けている保護層である。
【００３１】
帯電ローラ５１は、ドラム１の上側において、ドラム１にほぼ並行させて配列して、芯金５２の手前側と奥側の端部５２ａと５２ｂを、それぞれ、軸受け５６・５６を介して、手前側と奥側の装置側板５７・５８間に保持させて配設してある。軸受け５６・５６は装置側板５７・５８に具備させた上下方向のガイドスロット５７ａ・５８ａに沿ってそれぞれ上下方向にスライド移動可能に配設してある。そして、各軸受け５６・５６はそれぞれ加圧スプリング５９により下方に押圧されている。これにより、帯電ローラ５１は、ドラム１２に対して所定の押圧力で圧接されてドラム１２との間に帯電ニップ部Ｎを形成した状態にされ、ドラム１２の回転に従動して回転する。
【００３２】
帯電ローラ５１の芯金５２に対して電源部６０から所定の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、回転するドラム１２の面が帯電ローラ５１により所定の極性・電位に一様に接触帯電される。
【００３３】
帯電ローラによる接触帯電は、帯電ローラと被帯電体との微小間隙に生じる放電現象により被帯電体面が帯電する放電帯電機構が主体的である。放電帯電機構は帯電ローラと被帯電体に一定の放電閾値を有するため、帯電ローラに対して被帯電体の帯電目標電位よりも大きな電圧が帯電バイアス電圧として印加される。帯電ローラに対して直流電圧のみを印加するＤＣ方式と、直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加するＡＣ方式がある。交流電圧はピーク−ピーク間電圧が放電開始電圧の２倍以上が好ましい。
【００３４】
上記の帯電ローラ５１の表面は、画像形成動作時において、クリーニング装置２７をすり抜けてドラム面に担持され、引き続くドラム１２の回転で帯電ニップ部Ｎに持ち運ばれたトナーなどの異物や、画像形成装置内に飛散するトナーなどの異物が付着する。この異物が蓄積していくことで、ドラム１２の帯電ムラや帯電不良が発生し、ドラム上に形成されるトナー像の画質が劣化する。
【００３５】
そこで、帯電ローラ５１の表面清掃手段として、帯電ローラ５１に接触させて、帯電ローラの回転に従動して回転する清掃部材６１を配設してある。
【００３６】
清掃部材６１は、回転しながら帯電ローラ面を摺擦して付着異物を掻き取る或いは掻き落とすことができる材質の部材である。たとえば、金属や硬質樹脂芯金（支持部材）６２の外周りに、摺擦材質層６３として、多数の繊維を有するブラシ層を配設した構成のブラシローラである。ブラシ層は繊維の基端部が固定されることによって形成されている。ブラシローラは清掃能力が高い。あるいは、ブラシ層の代わりに、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレン等でなるスポンジ材やゴム材など弾性層を摺擦材質層６３として配設した構成のローラなどにすることもできる。
【００３７】
ブラシローラとしては、例えば、平板状の基布に対してブラシを形成する繊維（糸）を織り込み、その後適当な大きさにカットし、スパイラル状に芯金に巻きつけてローラ形状に仕上げた織物型のものを用いることができる。また、芯金に予め接着剤を塗布しておき、最終的にブラシローラを形成する繊維長とほぼ同じ程度の大きさにカッティングした繊維（糸）を静電気力により芯金に突き刺してローラ形状に仕上げる静電植毛型のものを用いることができる。
【００３８】
毛の材質は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、レーヨン、トリアセテート、キュプラなどにすることができる。
【００３９】
ブラシ毛の長さとしては特に規定されるものではないが、例えば、０．５ｍｍから６．０ｍｍである。
【００４０】
以下、清掃部材６１をブラシローラと記す。ブラシローラ６１は、第１の保持部材６４の手前側の下向き曲げ部６４ａと奥側の下向き曲げ部６４ｂとの間に、芯金６２の手前側端部６２ａと奥側端部６２ｂを、それぞれ、軸受け６５を介して回転可能に保持させてある。本例において、軸受け６５は、摺動性の良好なポリカーボネートから成る筒状の部材である。第１の保持部材６４の長手方向（ブラシローラ軸線方向）の中央部には上向きに軸部６４ｃを具備させてある。ブラシローラ６１は、帯電ローラ５１の上側（鉛直方向）において、帯電ローラ５１にほぼ並行させて配列してある。そして、第１の保持部材６４の長手方向中央部の上向き軸部６４ｃを第２の保持部材６６に設けた縦孔６６ａに挿入してある。第２の保持部材６６は、第１の保持部材６４の上側に位置していて、加圧バネ６７・６７を介して画像形成装置或は画像形成ユニット内で固定された部材６８に繋がっている。第２の保持部材６６は加圧バネ６７・６７により押し下げられて、上向き軸部６４ｃの基部の大径段部に当たって、第１の保持部材６４を加圧する。
【００４１】
よって、上記の支持方式で保持されたブラシローラ６１は、加圧バネ６７・６７によって帯電ローラ５１の上面に対して所定の押圧力をもって圧接されて、帯電ローラ５１の回転に従動して回転する。これにより、帯電ローラ面が、ブラシローラ６１により摺擦されて付着異物が掻き取られて或いは掻き落されて清掃される。
【００４２】
また、ブラシローラ６１を保持している第１の保持部材６４は、その長手方向中央部に設けられ、第２の保持部材６６の縦孔６６ａに挿入されている上向き軸部６４ｃを中心に、第２の保持部材６６に対して帯電ローラ平面内で回転可能である。すなわち、ブラシローラ６１は帯電ローラ５１との接触部を含む平面内（帯電ローラ接平面内）で回転可能である。なお、第１の保持部材６４の上記回転角度範囲は、不図示のストッパ部材により所定の範囲内に規制させている。
【００４３】
このようなブラシローラ６１の支持方式を使用することで、前述した問題が解決できる。そのメカニズムについて図５を用いて説明する。
【００４４】
図５の（ａ）と（ｂ）に示すように、ブラシローラ６１の母線６１Ａは帯電ローラ５１の母線５１Ａと平行である。このような場合には先に述べたようにブラシローラ端部の帯電ローラ５１への加圧力が、中央部（長手方向中央部、以下同じ）の帯電ローラ５１への加圧力に比べて大きい等の理由で、ブラシローラ６１の表面速度が端部と中央部で異なってしまう。
【００４５】
このとき、従来方法でブラシローラを支持した場合、即ち、ブラシローラの芯金の両端部に軸受けを設け、本体やカートリッジ側にあるガイドスロットに沿って取り付けた場合には、ブラシローラ表面にねじれが生じてしまう。これに対して、本実施例１では、ブラシローラ６１を保持している第１の保持部材６４は、中央部に設けられ、第２の保持部材６６の縦孔６６ａに挿入されている上向き軸部６４ｃを中心に、第２の保持部材６６に対して帯電ローラ平面内で回転可能である。このため、（ｃ）に示すように、ブラシローラ６１の母線６１Ａが帯電ローラ５１の母線５１Ａと或る角度（以下、「公差角」と呼ぶ）を持つ状態で安定するように、第２の保持部材６６すなわちブラシローラ６１が回転動作する。これをブラシローラ６１のイコライズ動作と呼ぶ。
【００４６】
このような状態になる理由としては、ブラシローラ６１の端部では中央部に比べて帯電ローラ５１に対する加圧力、つまり侵入量が大きいため、それを緩和するように帯電ローラ５１から離れようとする力が作用する。一方で、ブラシローラ６１の中央部では反対に帯電ローラ５１に対して侵入量が増す方向になるため、ブラシローラ中央部の帯電ローラ５１に対する加圧力が増大する。これらの結果として、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１に対する長手方向での加圧力が均等になる公差角をもって、ブラシローラ６１は帯電ローラ５１上で安定し、ブラシローラ６１の表面速度は長手方向で同じになる。
【００４７】
本実施例１のブラシローラ支持方式では、予めブラシローラ６１の母線６１Ａと帯電ローラ５１の母線５１Ａの間に一定の公差角を設ける方式と類似している。従来の方式であるとブラシローラ及び帯電ローラ表面の経時変化や、設計公差のばらつき等を吸収することができない。本実施例１のブラシローラ支持方式では、各パラメータの経時変化、フレ等の条件の下で随時ブラシローラ表面の速度が長手方向で均一になるような交差角に設定される。
【００４８】
また、従来のように、ブラシローラの芯金の両端部に軸受けを設け、本体やカートリッジ側にあるガイドスロットに沿って取り付けた場合、ブラシローラの動作前後で、長手方向で、当接圧ムラが発生する。これは、高い取り付け精度を求めるためにブラシローラの取り付けに余裕がないため、ブラシローラの芯金の歪みや傾き、ブラシローラのブラシ部分の毛の長さ不均一、本体やカートリッジ側にあるガイドスロットの歪みや傾き等の影響を受けてしまう。
【００４９】
本実施例１のブラシローラ支持方式は、上記の歪みや傾きの影響を吸収することで、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１に対する当接圧を、長手方向の均一はもちろんのこと、ブラシローラの動作前後とで安定して、実現可能である。
【００５０】
すなわち、ブラシローラ６１は、帯電ローラ５１に対する侵入量の調整が非常に困難である。しかし、本実施例のブラシローラ支持方式によれば、清掃能力の高いブラシローラ６１が帯電ローラ５１に対してイコライズ動作して接触する。これにより、帯電ローラ５１とブラシローラ６１との接触ニップ幅と、帯電ローラ５１とブラシローラ６１の距離を、長手方向で、バランス良く確保し、安定した状態に保つことができる。その結果、ブラシローラ６１や帯電ローラ５１の寿命が長く、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる。
【００５１】
以上より、ブラシローラ６１をイコライズ動作させる支持方式を使用することで、ブラシローラ６１と帯電ローラ表面との当接圧の調整を長手方向で容易に行う事ができる。ブラシローラ６１の毛や芯金自身、ガイドスロット、帯電ローラなどの歪みや傾きが発生し、長手方向でブラシローラと帯電ローラ表面との当接圧が異なった場合でも対応が可能となる。これにより、帯電ローラ表面の傷や汚れ等による濃度ムラ、ブラシローラの芯金と帯電ローラとの間でリークが発生による帯電不良画像がない安定した画像形成を行える画像形成装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００５２】
本実施例は、ブラシローラ６１のブラシの構成を変更した以外は、画像形成装置構成、帯電装置構成は上述した実施例１と同一の構成である。
【００５３】
本実施例におけるブラシローラは、ブラシの毛の先端がブラシローラ断面の法線方向に対して傾きをもち、更にブラシの毛の先端が帯電ローラの表面移動方向に対して２つ以上の角度をもち、かつ、この２つ以上の角度の範囲が１０°以上である事を特徴とする。
【００５４】
まず、ブラシローラ６１のブラシの毛の毛倒れ方向が一方向に傾いていないことについて説明する。
【００５５】
図６の（ａ）はブラシ層の毛６３ａが一方向に毛倒れして傾いているブラシローラ６１を模式的に表わしたものである。（ｂ）はブラシ層の毛６３ａが直毛であるブラシローラ６１を模式的に表わしたものである。（ｃ）はブラシローラ６１の母線６１Ａが帯電ローラ５１の母線５１Ａと平行である状態、（ｄ）はブラシローラ６１の母線６１Ａが帯電ローラ５１の母線５１Ａと公差角を持つ状態を示している。
【００５６】
ブラシローラがイコライズ動作しない従来の支持方法による装置構成の場合には、ブラシローラ６１の母線６１Ａは（ｃ）のように帯電ローラ５１の母線と平行である状態であり、かつ、経時的にその関係は変化しない。このため、毛の毛倒れの有無に依らず、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１への接触面積は常に一定となり、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１に対する摺擦力も、常に一定である。
【００５７】
これに対して、ブラシローラがイコライズ動作する支持方式を用いた場合は、ブラシローラ６１の母線６１Ａは（ｃ）のように帯電ローラ５１の母線と平行であったり、（ｄ）のように帯電ローラ５１の母線５１Ａと公差角を持つ状態であったりする。
【００５８】
また、この交差角も様々な条件によって異なる。更に、経時的にこの交差角が変化する。そのため、（ａ）のように、毛６３ａの毛倒れ方向が一方向に傾いたブラシローラ６１では、交差角の変化に併せて、ブラシ層の毛の帯電ローラ５１への接触面積が変化し、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１に対する摺擦力が変化する。
【００５９】
一方、（ｂ）のように、毛６３ａが直毛であるブラシローラ６１は、ほとんど点接触であるため、交差角の有無や変化に対して、ブラシローラ６１の帯電ローラ５１への接触面積は変化しないため、ブラシローラ６１の帯電ローラ６１に対する摺擦力も変化しない。
【００６０】
そして、下記の条件１）、２）、３）を満足するブラシローラ６１については、公差角が変化したのに併せて、それぞれのブラシの毛の接触面積が変化しても、ブラシ全体の毛の接触面積は変化しない。そのため、ブラシローラ６１と帯電ローラ５１との間の摺擦力が変化しないため、ブラシの毛６３ａが直毛（図６の（ｂ））であるある場合と同様な効果が得られる。
【００６１】
条件１）：図７の（ａ）に示すように、ブラシの毛６３ａの先端がブラシローラ断面の法線６１Ｂの方向に対して傾きをもつ
条件２）：更に、（ｂ）や（ｃ）のように、毛６３ａの先端が帯電ローラ５１の表面移動方向５１Ｂに対して２つ以上の角度θ（ブラシの毛間の角度）をもつ
条件３）：そして、この２つ以上の角度の範囲が１０°以上である。
【００６２】
本実施例のような構成のブラシローラ６１を用いる事で、ブラシローラと帯電ローラ表面との当接圧だけではなく、帯電ローラ５１やブラシローラ６１の毛のダメージを安定して抑えた状態に保つことができる。これにより、ブラシローラ６１や帯電ローラ５１の寿命が長く、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる。
【実施例３】
【００６３】
本実施例は、ブラシローラ６１のブラシの構成を変更した以外は、画像形成装置構成、帯電装置構成は上述した実施例１と同一の構成である。
【００６４】
本実施例におけるブラシローラは、ブラシローラの長手方向で、中央部よりも端部の方がブラシの毛の長さが長い事を特徴とする。これを図８と図９により説明する。
【００６５】
図８の（ａ）はブラシローラ６１の母線６１Ａが帯電ローラ５１の母線５１Ａと平行である状態、（ｂ）はブラシローラ６１の母線６１Ａが帯電ローラ５１の母線５１Ａと公差角を持つ状態を示している。
【００６６】
ブラシローラがイコライズ動作しない従来の支持方法による装置構成の場合には、ブラシローラ６１の母線６１Ａは（ａ）のように帯電ローラ５１の母線と平行である状態であり、かつ、経時的にその関係は変化しない。すなわち、ブラシローラ６１と帯電ローラ５１との距離は、（ａ−１）〜（ａ−３）のように、両端部と中央部で常に同じに保たれて変化しないため、ブラシローラの毛の長さをローラ長手方向で変化させることはない。
【００６７】
これに対して、ブラシローラ６１がイコライズ動作する支持方式を用いた場合は、ブラシローラ６１の母線６１Ａは（ａ）のように帯電ローラ５１の母線と平行であったり、（ｂ）のように帯電ローラ５１の母線５１Ａと公差角を持つ状態であったりする。
【００６８】
公差角を持つ状態になると、ブラシローラ６１と帯電ローラ５１との距離が、（ｂ−１）〜（ｂ−３）のように、中央部と両端部で変化する。このため、交差角が大きくなりすぎると、ブラシローラ６１と帯電ローラ５１との距離が両端部で離れすぎるため、ブラシが帯電ローラ３に接触しなくなる。（ａ−１）〜（ａ−３）、（ｂ−１）〜（ｂ−３）において、５１Ｃは帯電ローラ断面の帯電ローラ回転中心を通って上方に延びている鉛直線である。
【００６９】
そこで、例えば、図９の（ａ）や（ｂ）のように、ブラシローラ６１のブラシ層６３の毛６３ａの長さを、ローラ長手方向で中央部よりも端部の方を長くする。これにより、（ｃ）、（ｃ−１）〜（ｃ−３）のように、交差角が大きくなって、ブラシローラ６１と帯電ローラ５１との距離が両端部で離れすぎても、ブラシが帯電ローラ５１に接触しなくなる事はないため、上記の課題を解決することができる。
【００７０】
図９に図示したもののみならず、ブラシの長手方向で、中央部よりも端部の方が毛の長さが長くするブラシであれば良い。
【００７１】
本実施例のような構成のブラシローラ６１を用いる事で、ブラシローラがイコライズ動作して回転した際の、帯電ローラ５１とのニップ幅の確保ができる。これにより、ブラシローラ６１や帯電ローラ５１の寿命が長く、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる。
【実施例４】
【００７２】
本実施例は、ブラシローラ６１のブラシが植毛されている部分の投影像の対角線が、帯電ローラ５１が被帯電材であるドラム１２に接触している部分の長さよりも短い構成を特徴としている。この構成以外の、画像形成装置構成、帯電装置構成は上述した実施例１と同一の構成である。
【００７３】
図１０を用いて本実施例の構成を説明する。図１０の（ａ−１）はブラシローラ６１のブラシが植毛されている部分の投影像と、その投影像の対角線６１Ｃを示している。（ａ−２）は帯電ローラ５１の平面図と、帯電ローラ５１の長さ５１Ｄを示している。長さ５１Ｄが、帯電ローラ５１が被帯電材であるドラム１２に接触している部分の長さである。この例では帯電ローラ５１の長さ５１Ｄのよりもブラシローラ６１の上記の対角線６１Ｃの方が長い関係にあるとする。この場合に、ブラシローラ６１が帯電ローラ５１に対して公差角を持つ状態に回転した際、（ａ−３）のように、ブラシローラ６１のブラシが帯電ローラ５１の端部より、斜線でハッチングした部分αのような食み出しがある。そうすると、帯電ローラ５１の端部の傾斜のないところにブラシの毛が引っ掛かるため、ブラシローラ６１がスムーズに回転しない。また、ブラシローラ回転の際、帯電ローラ５１の端部の傾斜のないところから、ブラシの毛が侵入するため、ブラシの端部の劣化が激しくなる。更に、はみ出したブラシとそうでないブラシとでブラシの劣化が異なる。
【００７４】
これは、ブラシローラ６１のブラシ部分の長手方向の長さと帯電ローラ５１のブラシローラが接触している部分の長手方向の長さが同じ場合であっても、この食み出し部分αは発生する。
【００７５】
また、白い部分βの食み出しが両方の場合に確認されるが、これは、帯電ローラ５１の曲率のある部分からブラシの毛が侵入するため、ブラシを劣化させないので、この部分の食み出しは問題ではない。
【００７６】
そこで、（ｂ−１）〜（ｂ−３）に示すように、帯電ローラ５１の長さ５１Ｄのよりもブラシローラ６１の上記の対角線６１Ｃを短くした関係構成にする。
【００７７】
これにより、ブラシローラ６１が帯電ローラ５１に対して公差角を持つ状態に回転した際にも、ブラシローラ６１のブラシが（ａ−３）のように帯電ローラ５１の端部から食み出す事態は生じない（ｂ−３）。したがって、上記の問題を解決することができる。
【００７８】
本実施例のような構成を用いる事で、ブラシローラ６１のイコライズ動作時の回転をスムーズに行う事ができる。これにより、ブラシローラ６１の毛のダメージを抑え、ブラシローラ６１や帯電ローラ５１の寿命が長く、簡易な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる。
【００７９】
［特記事項］
（１）実施例１〜４の帯電装置構成を適宜組み合わせたものにすることもできる。
【００８０】
（２）帯電部材である帯電ローラ５１は、被帯電材であるドラム１２に対して必ずしも圧接されて接触していなくてもよい。帯電ローラ５１とドラム１２との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域が保証されていてば、例えば数１０μｍの微小隙間をあけ、感光体ドラム１に対して非接触状態で近接配置され、回転される構成であってもよい（近接帯電）。
【００８１】
（３）ブラシローラ６１は加圧バネ６７で帯電ローラ５１に加圧せず、自重によって、帯電ローラ５１の表面に当接しても良い。この場合、画像形成ユニット内の手前と奥にそれぞれ設けられた側板に、下部を開放したガイドスロットがそれぞれ形成される。そして、その各ガイドスロットに第２の保持部材６６の各端部がそのガイドスロットに沿って帯電ローラ表面に対して接近したり離れたりする方向に動けるようになっている。
【００８２】
（４）清掃部材はブラシローラ６１に限られるものではない。ブラシ層の代わりに、芯金６２の外回りに、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレン等でなるスポンジ材やゴム材など弾性層を摺擦材質層６３として配設した構成のローラなどであってもよい。
【００８３】
（５）実施例では、帯電部材として、像担持体としてのドラム１２の一次帯電ローラを中心に説明を行ったが、帯電部材は一次転写ローラ、二次転写ローラなどの帯電部材であってもよい。また、帯電部材で帯電する被帯電材は画像形成装置における像担持体に限られるものではないことは勿論である。
【００８４】
（６）像担持体が電子写真感光体である場合の情報書き込み手段は実施例のレーザスキャナに限られなない。ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ当の他のデジタル露光手段であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光手段であってもよい。
【００８５】
像担持体が静電記録誘電体である場合は、この誘電体面を一様に帯電した後、除電針アレイ・電子銃等の除電手段で選択的に除電して画像情報の静電潜像が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】帯電装置の拡大横断面図
【図３】帯電装置の正面図（図２において、矢印Ａの方向から見た図）
【図４】帯電装置の縦断正面図
【図５】清掃部材の浮き、ねじれの原因を説明した模型図
【図６】実施例２における清掃部材（ブラシローラ）の毛の傾き方向による違いを説明した模型図
【図７】毛の傾斜方向を説明した模型図
【図８】実施例３における清掃部材（ブラシローラ）を説明した模型図（その１）
【図９】実施例３における清掃部材（ブラシローラ）を説明した模型図（その２）
【図１０】実施例４における構成を説明した模型図
【符号の説明】
【００８７】
Ｏ・・原稿、１・・プラテンガラス、２・・原稿圧着板、３・・画像読取機構部、１２・・像担持体、１３・・帯電装置、１８・・現像装置、１９・・転写帯電器、２０・２１・・給紙カセット、２５・・レジストローラ対、２７・・クリーニング装置（クリーニング手段）、２９・・搬送ベルト、３０・・定着装置、３４・・排紙トレイ、５１・・帯電ローラ、５２・・芯金、５３・・下層、５４・・中間層、５５・・表層、６０・・・・電源、６１・・清掃部材、６２・・芯金、６３・・ブラシ層
【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】
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【図１０】
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