(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備えた画像形成装置において、
前記ブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら線速差が生ずるように回転駆動されると同時に、軸方向に往復移動され、
前記ブラシローラの端部に、軸方向に湾曲変形させた円板状カムを設けるとともに、円板状カムの外周部の一部を軸方向の両側から挟み込む突起を有するケース部材を設けて、このケース部材を前記帯電ローラのハウジング部材で軸方向に移動しないように支持したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラシローラのブラシの単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）、密度が１５０〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の範囲にあ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】
前記ブラシローラの帯電ローラに対するブラシの毛倒れ方向は、帯電ローラの回転方向に倣う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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備えた画像形成装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
前記帯電部のブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら従動回転させるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−４０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記背景技術では、帯電ローラにブラシローラを自重で当接させながら従動回転させるものであるから、従動回転ではクリーニング力が弱いために、数十万枚レベルの長寿命化を期待することができない。そして、クリーニング力を強化するために、ブラシローラを重量化すれば、帯電ローラ上にトナー外添材を固着させてしまうので、帯電性能が低下するとともに、帯電ローラの回転が不安定となってジッタ画像（筋状の線）が発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、ブラシローラのクリーニング性能の長寿命化を図るとともに、ジッタ画像の発生を抑制できるように工夫した帯電部を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、感光体ドラムと同期回転して感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、この帯電ローラにほぼ真上から当接して、帯電ローラに付着したトナー等をクリーニングするブラシローラとを有する帯電部を備えた画像形成装置において、前記ブラシローラは、帯電ローラに自重で当接させながら線速差が生ずるように回転駆動されると同時に、軸方向に往復移動され、前記ブラシローラの端部に、軸方向に湾曲変形させた円板状カムを設けるとともに、円板状カムの外周部の一部を軸方向の両側から挟み込む突起を有するケース部材を設けて、このケース部材を前記帯電ローラのハウジング部材で軸方向に移動しないように支持したことを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
請求項２のように、前記ブラシローラのブラシの単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）、密度が１５０〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の範囲にある構成とすることが好ましい。
【０００９】
請求項３のように、前記ブラシローラの帯電ローラに対するブラシの毛倒れ方向は、帯電ローラの回転方向に倣う構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブラシローラを帯電ローラに自重で当接させるから、ブラシローラが帯電ローラの周面に倣って軸直角方向に移動できるので（軸間距離のセルフアジャスト）、密度の高いブラシを選択できて、クリーニング効果が向上するようになる。
【００１１】
また、ブラシローラを帯電ローラに対して線速差が生ずるように回転駆動させるから、クリーニング力が強化されるようになる。この場合、ブラシローラを従動させるのでは無く、回転駆動させることで、ブラシローラが重量化しないから、帯電ローラ上にトナー外添材を固着させるおそれが無いので、帯電性能が低下しにくくなるとともに、帯電ローラの回転が安定となってジッタ画像の発生が抑制されるようになる。
【００１２】
加えて、ブラシローラを軸方向に往復移動させるから、ブラシ密度の隙が自動的に補填されるので（換言すれば、隙が全く無くなる。）、クリーニング効果が向上するようになる。
【００１３】
又、ブラシローラを軸方向に往復移動させる機構として、円板状カムとケース部材とを設けるだけであるから、構造か簡単で確実に往復移動させることができる。
【００１４】
請求項２によれば、ブラシローラのブラシの単糸繊度と密度との範囲を設定することにより、帯電ローラ上にトナー外添材を固着させるおそれが少なくなるので、帯電性能が低下しにくくなる。
【００１５】
請求項３によれば、ブラシローラのブラシの毛倒れ方向は、帯電ローラの回転方向に倣うように設定することにより、帯電ローラに対する当接面積が増加するので、ジッタ画像の発生がより抑制されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンター１の概略構成図である。なお、本発明は、プリンターに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。
【００１８】
プリンター１は、搬送路Ｌに沿って用紙を搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体２の内部に、感光体ドラム３の表面にトナー像を形成した後に、そのトナー像を用紙に転写する画像形成部４と、画像形成部４に用紙を供給する給紙部５と、トナー像を用紙に定着する定着部６とを備えている。
【００１９】
前記搬送路Ｌは、図中、左右方向に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の左端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有している。
【００２０】
前記給紙部５は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１０を有しており、給紙カセット１０に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部４に供給するようになっている。
【００２１】
前記画像形成部４は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の略中央に配設される感光体ドラム３と、感光体ドラム３の上方に配設される帯電部１３と、感光体ドラム３の右方に配設される現像部１４と、感光体ドラム３の下方に配設される転写部１５と、感光体ドラム３の左方に配設されるクリーニング部１６と、帯電部１３及びクリーニング部１６並びに定着部６の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１７とを有している。
【００２２】
前記感光体ドラム３は、図１において時計回りに回転するようになっており、感光体ドラム３の表面が帯電部１３によって一様に帯電された後に、レーザースキャナユニット１７によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３と現像部１４との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部１４からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。
【００２３】
そして、前記給紙部５から供給された用紙は、転写部１５の転写ローラ１５ａによって感光体ドラム３に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部６に送り込まれる。なお、転写後の感光体ドラム３の表面に残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部１６によって除去されるようになっている。
【００２４】
前記定着部６は、ヒートローラ６ａと、圧力ローラ６ｂとを有しており、これらのローラ６ａ，６ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。
【００２５】
そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体２の上面に形成された排出部１９に排出されるようになる。
【００２６】
本実施形態のプリンター１では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１０との間に、スイッチバック部２０が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。また、２１は手差しユニットである。
【００２７】
本実施形態のプリンター１では、現像部１４とトナーコンテナ２３とが一体化された現像ユニット２５が設けられて、装置本体２の上面の出し入れ開口２ａに対して、斜め方向から出し入れ可能になっている。すなわち、現像ユニット２５は、斜め下方の矢印ＩＮ方向から装置本体２に装填することができるとともに、斜め上方の矢印ＯＵＴ方向に装置本体２から取り出すことができるようになっている。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｃ）に略画的に示すように、前記帯電部１３には、感光体ドラム３と同期回転して感光体ドラム３の表面を帯電させる帯電ローラ２６と、この帯電ローラ２６にほぼ真上から当接して、帯電ローラ２６に付着したトナー等をクリーニングするブラシローラ２７とを有している。ブラシローラ２７は、例えば導電性のナイロン製である。
【００２９】
図３、図３の右側拡大図である図６、図３の左側拡大図である図７に詳細に示すように、帯電ローラ２６とブラシローラ２７の両端軸部２６ａ，２７ａは、軸受部材２８でそれぞれ保持されている。軸受部材２８には、帯電ローラ２６の両端軸部２６ａを回転可能に保持する軸穴２８ａが形成されるとともに、ブラシローラ２７の両端軸部２７ａを回転、上下移動、かつ軸方向に往復移動〔図２（ｂ）の矢印ａ参照〕可能に保持する長軸穴２８ｂが形成されている。
【００３０】
各軸受部材２８は、スプリング２９で下方に付勢されて、各軸受部材２８を介して帯電ローラ２６がスプリング２９の付勢力で感光体ドラム３に当接するようになっている。ブラシローラ２７の両端軸部２７ａは、各軸受部材２８の長軸穴２８ｂでガイドされて、ブラシローラ２７は自重で帯電ローラ２６に当接するようになっている。
【００３１】
図８に示すように、ブラシローラ２７の一方の軸部２７ａには、別体のアイドルギア４１を介して感光体ドラム３のギア部３ａに噛み合うギア部２７ｂが設けられている。
【００３２】
具体的には、ブラシローラ２７の一方の軸部２７ａには、一方の軸部２７ａの回転を許容するとともに、一方の軸部２７ａの軸方向への移動が規制されたブラケット４３が取り付けられ、このブラケット４３にアイドルギア４１が支持されていて、ブラシローラ２７のギア部２７ｂとアイドルギア４１との噛み合い状態は、ブラケット４３によって常に一定となるように維持されている。
【００３３】
そして、スプリング２９の付勢力で帯電ローラ２６が感光体ドラム３に当接することで、帯電ローラ２６が感光体ドラム３と同期回転されるとともに、ブラシローラ２７のギア部２７ｂと感光体ドラム３のギア部３ａとが別体のアイドルギア４１を介して噛み合うことによって、ブラシローラ２７も自重で帯電ローラ２６に当接した状態で、回転駆動されるようになる。
【００３４】
ブラシローラ２７の上下移動量は、ブラケット４３を介してブラシローラ２７とともに上下移動するアイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い深さで吸収することができる。なお、アイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い状態は、軸受部材２８の長軸穴２８ｂでブラシローラ２７の両端軸部２７ａの上下移動量を規制することで、噛み合いが深すぎたり、浅すぎたりしないようになっている。ブラシローラ２７の軸方向の往復移動量は、ブラケット４３を介してブラシローラ２７とともに往復移動するアイドルギア４１と感光体ドラム３のギア部３ａとの噛み合い幅で吸収することができる。
【００３５】
また、ギア部２７ｂとアイドルギア４１の歯数を変えることで、帯電ローラ２６に対してブラシローラ２７が線速差を生ずるように回転駆動することができる。線速差は、増速（プラス）側でも減速（マイナス）側でも良いが、クリーニング能率的には、マイナス側が優れており、本実施形態では、マイナス１５％に設定した。
【００３６】
ブラシローラ２７のブラシの単糸繊度は、１〜１０Ｔ（デシテックス）、密度が１５０〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の範囲にあることが好ましい。また、ブラシが最も帯電ローラ２６から離れた時のブラシ食い込み量は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
さらに、図２（ｃ）に略画的に示したように、ブラシローラ２７の帯電ローラ２６に対するブラシの毛倒れ方向は、帯電ローラ２６の回転方向Ａに倣うことが好ましい。
【００３８】
一方、図９および図１０に詳細に示すように、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ａには、軸方向に湾曲変形させた円板状カム３０を設けられている。この円板状カム３０は、図１２に詳細に示すように、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ａの小判状部２７ｃ（図９参照）に回転不自在に嵌合する小判状穴３０ａを有するボス部３０ｂに対して、軸直角方向よりも僅かに傾斜させることで形成されている。
【００３９】
また、図１３に詳細に示すように、有底四角箱状のケース部材３１を設けて、このケース部材３１内に、円板状カム３０が隙間を隔てて嵌り込む凹部３１ａが形成されるとともに、この凹部３１ａの底付近に、円板状カム３０の外周部の一部を軸方向の両側から挟み込む一対の突起３１ｂが形成されている。
【００４０】
図４に示すように、帯電ローラ２６とブラシローラ２７の両端軸部２６ａ，２７ａの軸受部材２８は、帯電ローラ２６のハウジング部材３２の両端箱状部３２Ａ，３２Ｂでそれぞれ支持されている。
【００４１】
そして、ケース部材３１は、図１１を参照すれば、ハウジング部材３２の箱状部３２Ｂの内部で軸方向に移動しないように支持されている。
【００４２】
したがって、ブラシローラ２７が回転駆動されると、ケース部材３１の一対の突起３１ｂでブラシローラ２７の円板状カム３０がガイドされて、ブラシローラ２７が軸方向に往復駆動されるようになる。
【００４３】
図５に詳細に示すように、帯電ローラ２６のハウジング部材３２の両端箱状部３２Ａ，３２Ｂには、取付け部材３３Ａ，３３Ｂが取付けられて、この取付け部材３３Ａ，３３Ｂを装置本体２のフレームに取付けるようになっている。
【００４４】
前記のように構成すれば、画像形成部４の帯電部１３において、ブラシローラ２７を帯電ローラ２６に自重で当接させるから、軸受部材２８の長軸穴２８ｂにより、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６の周面に倣って軸直角方向に移動できるので（軸間距離のセルフアジャスト）、密度の高いブラシを選択できて、クリーニング効果が向上するようになる。
【００４５】
また、ブラシローラ２７を帯電ローラ２６に対して線速差が生ずるように回転駆動させるから、クリーニング力が強化されるようになる。この場合、ブラシローラ２７を従動させるのでは無く、ギア部２７ｂを用いて回転駆動させることで、ブラシローラ２７が重量化しないから、帯電ローラ２６上にトナー外添材を固着させるおそれが無いので、帯電性能が低下しにくくなるとともに、帯電ローラ２６の回転が安定となってジッタ画像の発生が抑制されるようになる。
【００４６】
加えて、ブラシローラ２７を軸方向に往復移動ａ〔図２（ｂ）参照〕をさせるから、ブラシ密度の隙が自動的に補填されるので（換言すれば、隙が全く無くなる。）、クリーニング効果が向上するようになる。
【００４７】
表１に、本実施形態のように、ブラシローラ２７を駆動、上下動、往復動させるタイプと、ブラシローラ２７を従動、上下動、往復動させるタイプ１、ブラシローラ２７を駆動、上下動させるタイプ２（往復動をさせない。）、ブラシローラ２７を駆動・往復動させるタイプ３（上下動をさせない。）で実験した結果を示す。なお、白丸はジッタ画像が発生していない等の良好なことを表している。
【００４８】
【表１】
0004809115.tif 000002
【００４９】
表１から明らかなように、タイプ３では、初期画像からジッタ画像が発生した。また、タイプ１では、６万枚で帯電ローラ２６に外添材凝集物が付着して黒点が発生し、タイプ２では、１２万枚で帯電ローラ２６に外添材が筋状に堆積して、筋状かぶり（ジッタ画像）が発生した。これらに対して、本実施形態のタイプでは、３０万枚でもジッタ画像の発生が認められなかった。
【００５０】
表２に、本実施形態のように、ブラシローラ２７のブラシ食い込み量ｔ＝０．１０ｍｍのタイプと、ｔ＝０．０５のタイプ４と、ｔ＝０．１５のタイプ５と、ｔ＝０．２０のタイプ４で実験した結果を示す。なお、白丸はジッタ画像が発生していない等の良好なことを表している。また、二重丸はより良好、三角は可、×は不可を表している。
【００５１】
【表２】
0004809115.tif 000003
【００５２】
表２から明らかなように、タイプ４では、初期ジッタ（初期画像のジッタ）は発生しないが、クリーニング性が悪くなっている。タイプ５では、初期ジッタはやや発生しているが、クリーニング性が良好になっている。タイプ６では、初期ジッタは不可まで発生しているが、クリーニング性がより良好になっている。これらに対して、本実施形態のタイプでは、初期ジッタは発生せず、クリーニング性も良好になっていることが分かる。
【００５３】
一方、ブラシローラ２７を軸方向に往復移動ａをさせる機構として、円板状カム３０とケース部材３１とを設けるだけであるから、構造か簡単で確実に往復移動ａをさせることができる。
【００５４】
また、ブラシローラ２７のブラシの単糸繊度を１〜１０Ｔ（デシテックス）、密度が１５０〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の範囲に設定することにより、帯電ローラ２６上にトナー外添材を固着させるおそれが少なくなるので、帯電性能が低下しにくくなる。
【００５５】
さらに、ブラシローラ２７のブラシの毛倒れ方向は、帯電ローラ２６の回転方向Ａに倣うように設定することにより、帯電ローラ２６に対する当接面積が増加するので、ジッタ画像の発生がより抑制されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンターの構成を示す略画的側面図である。
【図２】帯電ローラとブラシローラの略画であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はブラシローラのブラシの毛倒れ方向を示す側面図である。
【図３】帯電ローラとブラシローラとの第１の組み付け状態の斜視図である。
【図４】帯電ローラとブラシローラとの第２の組み付け状態の斜視図である。
【図５】帯電ローラとブラシローラとの第３の組み付け状態の斜視図である。
【図６】図３の右側部分の拡大図である。
【図７】図３の左側部分の拡大図である。
【図８】図６にギアを組み付けた拡大図である。
【図９】図７を円板状カム側から見た斜視図である。
【図１０】図９の正面図である。
【図１１】図９に取付け部材と組み付けた斜視図である。
【図１２】円板状カムであり、（ａ）は一側方向から見た斜視図、（ｂ）は他側方向から見た斜視図である。
【図１３】ケース部材であり、（ａ）は一側方向から見た斜視図、（ｂ）は他側方向から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      プリンター（画像形成装置）
２      装置本体
３      感光体ドラム
１３    帯電部
２６    帯電ローラ
２６ａ  軸部
２７    ブラシローラ
２７ａ  軸部
２８    軸受部材
２９    スプリング
３０    円板状カム
３１    ケース部材
３２    ハウジング部材
４１    アイドルギア
ａ      往復移動
【図１】
0004809115.tif 000004
【図２】
0004809115.tif 000005
【図３】
0004809115.tif 000006
【図４】
0004809115.tif 000007
【図５】
0004809115.tif 000008
【図６】
0004809115.tif 000009
【図７】
0004809115.tif 000010
【図８】
0004809115.tif 000011
【図９】
0004809115.tif 000012
【図１０】
0004809115.tif 000013
【図１１】
0004809115.tif 000014
【図１２】
0004809115.tif 000015
【図１３】
0004809115.tif 000016