(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を保持して回転する像保持体に従動して回転する回転部材と、
前記回転部材の両端部から突出し、前記回転部材と伴に回転し、電圧が印加される軸部材と、
前記軸部材の両端部に形成され、軸径が徐々に小さくなり、先端が前記軸部材の軸方向の外側を向く頂部を有する円錐状の円錐凸部と、
前記軸部材の周方向の全域に亘って前記軸部材の径方向から前記軸部材を支持する支持部材であって、前記円錐凸部を回転可能に支持すると共に、円錐凸部の円錐面に接触する、円錐状の円錐凹部が形成されている前記支持部材と、
を備える帯電装置。
【請求項２】
トナー画像を保持して回転する像保持体に従動して回転する回転部材と、
前記回転部材の両端部から突出し、前記回転部材と伴に回転し、電圧が印加される軸部材と、
前記軸部材の両端部に形成され、外径が徐々に小さくなり、先端が前記軸部材の軸方向の内側を向く頂部を有する円錐状の円錐凹部と、
前記軸部材の周方向の全域に亘って前記軸部材の径方向から前記軸部材を支持する支持部材であって、前記円錐凹部を回転可能に支持すると共に、前記円錐凹部の円錐面に接触し、外径が徐々に小さくなり、先端が軸部材の軸方向の内側を向く頂部を有する円錐状の円錐凸部が形成されている前記支持部材と、
を備える帯電装置。
【請求項３】
トナー画像を保持して回転する像保持体と、
回転する前記像保持体に従動して回転する回転部材を有し、前記像保持体を帯電する請求項１又は２に記載の帯電装置と、
帯電した前記像保持体にトナー画像を形成する画像形成部材と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転する帯電ロールと従動して回転し、帯電ロールを清掃するクリーニングロールが記載されている。そして、クリーニングロールのシャフト（軸部材）において、軸受け（支持部材）に支持される部分は、他の部分よりも小径化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、軸部材の端部側の円柱状の部分で、支持部材が軸部材を支持していた。この場合、軸部材と支持部材との接触面積を減らすことができず、軸部材と支持部材との間で生じる摺動抵抗により軸部材に回転不良が生じることがあった。
【０００５】
本発明の課題は、軸部材の両端部において円柱状の外周面が支持部材に支持される場合に比べ、軸部材と支持部材との摺動抵抗の上昇に起因して生じる軸部材の回転不良を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る帯電装置は、トナー画像を保持して回転する像保持体に従動して回転する回転部材と、前記回転部材の両端部から突出し、前記回転部材と伴に回転し、電圧が印加される軸部材と、前記軸部材の両端部に形成され、軸径が徐々に小さくなり、先端が前記軸部材の軸方向の外側を向く頂部を有する円錐状の円錐凸部と、前記軸部材の周方向の全域に亘って前記軸部材の径方向から前記軸部材を支持する支持部材であって、前記円錐凸部を回転可能に支持すると共に、円錐凸部の円錐面に接触する、円錐状の円錐凹部が形成されている前記支持部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る帯電装置は、トナー画像を保持して回転する像保持体に従動して回転する回転部材と、前記回転部材の両端部から突出し、前記回転部材と伴に回転し、電圧が印加される軸部材と、前記軸部材の両端部に形成され、外径が徐々に小さくなり、先端が前記軸部材の軸方向の内側を向く頂部を有する円錐状の円錐凹部と、前記軸部材の周方向の全域に亘って前記軸部材の径方向から前記軸部材を支持する支持部材であって、前記円錐凹部を回転可能に支持すると共に、前記円錐凹部の円錐面に接触し、外径が徐々に小さくなり、先端が軸部材の軸方向の内側を向く頂部を有する円錐状の円錐凸部が形成されている前記支持部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る画像形成装置は、トナー画像を保持して回転する像保持体と、回転する前記像保持体に従動して回転する回転部材を有し、前記像保持体を帯電する請求項１又は２に記載の帯電装置と、帯電した前記像保持体にトナー画像を形成する画像形成部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の帯電装置によれば、軸部材の両端部において円柱状の外周面が支持部材に支持される場合と比して、軸部材と支持部材との摺動抵抗の上昇に起因して生じる軸部材の回転不良を抑制することができる。
【００１０】
請求項２の帯電装置によれば、軸部材の両端部において円柱状の外周面が支持部材に支持される場合と比して、軸部材と支持部材との摺動抵抗の上昇に起因して生じる回転不良を抑制することができる。
【００１１】
請求項３の画像形成装置によれば、請求項１又は２に記載の帯電装置を備えていない場合と比して、出力画像の品質が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る帯電装置を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る帯電装置を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る帯電装置を示した正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の像保持体及び帯電装置を示した正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る帯電装置、及び比較形態に係る帯電装置の評価結果を表で示した図面である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る帯電装置、及び比較形態に係る帯電装置の評価方法を説明するのに用いた説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る帯電装置に対する比較形態に係る帯電装置を示した正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る帯電装置を示した分解斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る帯電装置を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る帯電装置、及び画像形成装置の一例を図１〜図８に従って説明する。なお図中に示す矢印ＵＰは鉛直方向上方を示す。
【００１４】
（全体構成）
図５に示されるように、画像形成装置１０の装置本体１０Ａの内部には、記録媒体としてのシート部材Ｐに転写されるトナー画像を形成する画像形成部１２と、シート部材Ｐが収容される用紙収容部１４と、用紙収容部１４に収容されたシート部材Ｐを搬送経路１６に沿って搬送する搬送部１８と、を備えている。
【００１５】
〔画像形成部〕
画像形成部１２は、後述する各色の像保持体２２に露光光を照射する露光装置３０（画像形成部材の一例）を備えている。さらに、画像形成部１２は、露光装置３０の上方で、水平方向に並んだイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えている。４つの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、用いるトナーを除いて同様の構成とされている。なお、以後の説明では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、符号に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して記載することがある。
【００１６】
画像形成ユニット２０は、回転する円柱状の像保持体２２と、像保持体２２の外周面を帯電する帯電装置２４と、を備えている。さらに、画像形成ユニット２０は、前述した露光装置３０の露光光によって、帯電した像保持体２２の外周面に形成された静電潜像を、トナー画像として可視化する現像部材２８（画像形成部材の一例）を備えている。なお、帯電装置２４につては、詳細を後述する。
【００１７】
また、各色の画像形成ユニット２０の上方には、一次転写ユニット３２が配置されている。
【００１８】
この一次転写ユニット３２は、各色の像保持体２２と接触する無端状の転写ベルト３４と、転写ベルト３４が巻き掛けられる駆動ロール４０、及び従動ロール３８と、転写ベルト３４を挟んで各色の像保持体２２の反対側に配置される各色の一次転写ロール３６と、を含んで構成されている。そして、各色一次転写ロール３６によって、各色の像保持体２２上に形成されたトナー画像が転写ベルト３４に一次転写されるようになっている。
【００１９】
さらに、転写ベルト３４を挟んで駆動ロール４０の反対側には、二次転写ロール４２が配置されている。そして、転写ベルト３４上に転写されて転写ベルト３４により搬送されたトナー画像は、駆動ロール４０と二次転写ロール４２とに挟まれ、二次転写ロール４２によって搬送経路１６に沿って搬送されるシート部材Ｐに二次転写されるようになっている。
【００２０】
さらに、二次転写ロール４２に対してシート部材Ｐの搬送方向の下流側（以下単に「搬送方向下流側」と言う）には、シート部材Ｐに転写されたトナー画像を熱及び圧力によりシート部材Ｐに定着する定着装置４４が配置されている。そして、定着装置４４によってトナー画像が定着したシート部材Ｐは、搬送部１８によって搬送経路１６に沿って搬送され、装置本体１０Ａの外部へ排出されるようになっている。
【００２１】
（要部構成）
次に、帯電装置２４の構成について説明する。
【００２２】
帯電装置２４は、回転する像保持体２２と従動して回転する弾性部材５６（回転部材の一例）と、弾性部材５６の回転軸を構成し、弾性部材５６と伴に回転する軸部材５４と、軸部材５４を支持する軸受としての支持部材５２と、を備えている。
【００２３】
〔弾性部材〕
弾性部材５６は、図４に示されるように、像保持体２２の回転軸方向（以下「軸方向」と記載する。図中矢印Ｄ方向）に延びる円筒状であって、イオン導電性の弾性体層に、電子導電性物質を分散させた表面層を積層させた部材である。本第１実施形態では、弾性部材５６は、一例として、外径１２〔ｍｍ〕、内径５〔ｍｍ〕、全長３２０〔ｍｍ〕とされ、イオン導電性の弾性体層として、３元系エピクロルヒドリンゴムが用いられている。
【００２４】
〔軸部材〕
軸部材５４は、図４に示されるように、弾性部材５６を貫通する円柱状の導電性の部材である。本第１実施形態では、軸部材５４は、一例として、外径５〔ｍｍ〕、全長３５５〔ｍｍ〕とされ、導電性の部材として、ＳＵＭ−Ｎｉシャフト（硫黄快削鋼にニッケルメッキを施したもの）が用いられている。
【００２５】
さらに、軸部材５４において弾性部材５６から突出した両端部には、先端が軸方向の外側を向く円錐状の円錐凸部５４Ａが夫々形成されている。この円錐凸部５４Ａの底面の外径は、５〔ｍｍ〕とされ、円錐凸部５４Ａの軸方向の長さは、５〔ｍｍ〕とされている。また、円錐凸部５４Ａは、軸方向において、弾性部材５６と離間している。
【００２６】
この構成において、回転する像保持体２２と従動して弾性部材５６、及び軸部材５４が回転し、図示せぬ電源から軸部材５４に電圧が印加される。そして、弾性部材５６から像保持体２２へ電流が流れることで、像保持体２２の外周面が帯電するようになっている。
【００２７】
〔支持部材〕
支持部材５２は、図４に示されるように、軸部材５４の両端側に夫々配置されている。
【００２８】
支持部材５２は、樹脂材料で形成された部材であり、本第１実施形態では、樹脂材料として、ポリアセタール（ＰＯＭ）が用いられている。
【００２９】
また、支持部材５２には、図１、図２に示されるように、軸部材５４の円錐凸部５４Ａを支持する円錐状の円錐凹部５２Ａが形成されている。具体的には、円錐凹部５２Ａの円錐面が、円錐凸部５４Ａの円錐面に接触して、円錐凹部５２Ａが、円錐凸部５４Ａを支持している。そして、軸方向における円錐凸部５４Ａと、円錐凹部５２Ａとの支持代（図３に示すＬ寸法）は、５〔ｍｍ〕とされている。
【００３０】
（作用）
次に、帯電装置２４の作用について説明する。
【００３１】
図４に示されるように、像保持体２２が回転すると、軸部材５４を回転軸とする弾性部材５６が軸部材５４と伴に従動して回転する。また、図示せぬ電源から軸部材５４に電圧が印加され、弾性部材５６から像保持体２２へ電流が流れる。これにより、像保持体２２の外周面が帯電する。
【００３２】
また、帯電した像保持体２２の外周面には、前述したように、露光装置３０の露光光によって静電潜像が形成され、さらに、この静電潜像は、現像部材２８によってトナー画像として可視化される。具体的には、現像部材２８が、現像部材２８に収容される現像剤に含まれるトナーによって静電潜像をトナー画像として可視化する。
【００３３】
ここで、現像部材２８に収容される現像剤には、トナー、キャリア、及び添加剤等（以下「トナー等」と記載する）が含まれている。そして、現像部材２８が、静電潜像をトナー画像として可視化する際に、このトナー等が、現像部材２８から落下又は装置内に浮遊する。落下したトナー等、又は装置内に浮遊するトナー等が軸部材５４に付着し、軸部材５４が汚染されることがある。この汚染は、図３の矢印Ｅに示されるように、弾性部材５６の端部から始まり、軸部材５４の先端へ向かって広がる。そして、この汚染が、円錐凸部５４Ａまで達すると、円錐凸部５４Ａと円錐凹部５２Ａとの摺動抵抗が上昇し、軸部材５４に回転不良が発生することが考えられる。
【００３４】
（評価）
ここで、本第１実施形態に係る帯電装置２４の実施例１、後述する第２実施形態に係る帯電装置１００の実施例２、及び比較形態に係る帯電装置の比較例について評価し、図６に示す表を用いて説明する。
【００３５】
１．評価仕様
・実施例１：軸部材５４の両端部に円錐状の円錐凸部５４Ａが夫々形成されている。軸部材５４の軸径は、５〔ｍｍ〕とされ、軸方向における円錐凸部５４Ａの長さは、５〔ｍｍ〕とされている。また、軸方向における円錐凸部５４Ａと円錐凹部５２Ａとのラップ代は、５〔ｍｍ〕とされている（図３参照）。
・実施例２：軸部材１０４の両端部に先端が軸方向の内側を向く円錐状の円錐凹部１０４Ａが夫々形成されている（図９参照）。軸部材１０４の軸径は、５〔ｍｍ〕とされ、軸方向における円錐凹部１０４Ａの長さは、５〔ｍｍ〕とされている。
【００３６】
また、支持部材１０２には、軸部材１０４の円錐凹部１０４Ａを支持する円錐状の円錐凸部１０２Ａが形成されている。そして、軸方向における円錐凹部１０４Ａと、円錐凸部１０２Ａとのラップ代は、５〔ｍｍ〕とされている。
・比較例：軸部材２０４は、軸方向の両端部まで円柱形状とされ、軸部材５４の軸径は、５〔ｍｍ〕とされている（図８参照）。
【００３７】
また、支持部材２０２には、軸部材２０４の両端部を支持する円柱状の円柱凹部２０２Ａが形成されている。そして、軸方向における軸部材２０４と、円柱凹部２０２Ａとの支持代（図８におけるＬ’）は、５〔ｍｍ〕とされている。
【００３８】
なお、前述した仕様以外の仕様については、実施例１、実施例２、及び比較例で同様である。
【００３９】
２．評価方法
実施例１、２、及び比較例に係る帯電装置を、富士ゼロックス製  ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ‐ＩＶ  Ｃ５５７０に取り付けた。
【００４０】
像保持体２２の外径は、２００〔ｍｍ〕とされており、周速度２５０〔ｍｍ／ｓ〕で回転する。この像保持体の外周面に、実施例１、２、及び比較例に係る帯電装置の弾性部材を９．５〔Ｎ〕の力で押し付けた。
【００４１】
評価には、シート部材Ｐとして、Ａ３サイズのＪ紙（富士ゼロックスインターフィールド製、坪量８２〔ｇ／ｍ ２ 〕）を用い、連続画像テストを実施した。画像条件は、３０％濃度ハーフトーン画像とし、出力枚数は、５万枚とした。
【００４２】
３．評価項目・評価結果
（１）従動回転評価
連続画像テスト中に、弾性部材５６の周速度が、２０％以上低下した場合は、従動不良発生とし、「×」とした。その他は、従動不良未発生として「○」とした。なお、弾性部材５６の周速度については、弾性部材５６の回転数を検出するセンサを用いて算出されている。
【００４３】
実施例１、実施例２については、弾性部材の周速度が、２０％以上低下しなかったため、図６に示されるように、「○」となり、比較例については、弾性部材の周速度が、２０％以上低下したため、「×」となった。
（２）抵抗値差評価
連続画像テスト後の、弾性部材５６における周方向の抵抗値の差を評価した。
【００４４】
具体的には、図７に示されるように、軸部材５４、２０４を接地し、弾性部材５６の外周面にプローブピン９８の先端を接触させる。この状態で弾性部材５６及び軸部材５４、２０４を１回転させて弾性部材５６の抵抗値を測定する。
【００４５】
そして、測定された抵抗値の最大値と最小値との差を、抵抗値差とし、この抵抗値差が、０．０５〔ｌｏｇΩ〕以上の場合は、像保持体に帯電不良（帯電ムラ）が生じる可能性が高くなるため、「×」とし、０．０５〔ｌｏｇΩ〕より小さい場合は、像保持体に帯電不良（帯電ムラ）が生じる可能性が低くなるため、「○」とした。
【００４６】
実施例１については、抵抗値差が０．０３〔ｌｏｇΩ〕で「○」となった。実施例２については、抵抗値差が０．０２〔ｌｏｇΩ〕で「○」となった。一方、比較例については、抵抗値差が０．０６〔ｌｏｇΩ〕で「×」となった。
（３）総合判定
実施例１、実施例２については、図６に示されるように、従動回転評価、及び抵抗値差評価が伴に「○」となり、総合判定も「○」となった。一方、比較例については、従動回転評価、及び抵抗値差評価が伴に「×」となり、総合判定も「×」となった。
【００４７】
（まとめ）
本第１実施形態に係る帯電装置２４においては、軸部材５４の両端部は、先端が軸方向の外側を向く円錐状の円錐凸部５４Ａとされており、この円錐凸部５４Ａが、円錐凹部５２Ａに支持されている。
【００４８】
これにより、軸部材の軸方向の両端部まで円柱形状とされる比較例の帯電装置と比して、軸部材と支持部材との接触面積が小さくなるため、摺動抵抗が小さくなる。また、軸部材の両端部に段差が形成され、この段差によって軸径が小径化される場合と比して、軸部材５４の変形が抑制される。
【００４９】
また、軸部材５４の変形が抑制されることで、弾性部材５６の回転不良が抑制される。
【００５０】
また、軸方向において円錐凸部５４Ａが、弾性部材５６から離間している。これにより、円錐凸部５４Ａが弾性部材５６と離間していない場合と比して、弾性部材５６の両端部から始まったトナー等による軸部材５４の汚染が、円錐凸部５４Ａへ到達するのが遅れる。このため、トナー等による軸部材５４の汚染に起因して、円錐凸部５４Ａと円錐凹部５２Ａとの摺動抵抗の上昇が抑制される。
【００５１】
前述した評価結果を加味して以上をまとめると、帯電装置２４においては、軸部材５４が変形するのを抑制した上で、軸部材５４と支持部材５２との摺動抵抗の上昇に起因して生じる軸部材５４の回転不良が抑制される。
【００５２】
また、画像形成装置１０においては、軸部材５４の回転不良が抑制されることで、像保持体２２の帯電不良が抑制される。さらに、像保持体２２の帯電不良が抑制されることで、出力画像に生じる濃度ムラの発生が抑制される。換言すれば、画像形成装置１０においては、出力画像の画像品質の低下が抑制される。
【００５３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る帯電装置、及び画像形成装置の一例について図９、図１０に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００５４】
第２実施形態に係る帯電装置１００の軸部材１０４の両端部には、図９、図１０に示されるように、先端が軸方向の内側を向く円錐状の円錐凹部１０４Ａが夫々形成されている。また、支持部材１０２には、軸部材１０４の円錐凹部１０４Ａを支持する円錐状の円錐凸部１０２Ａが形成されている。
【００５５】
このため、弾性部材５６の両端部から始まったトナー等による軸部材１０４の汚染が、円錐凹部１０４Ａに到達するのが、軸部材の端部が円錐凸状に形成されている場合と比して遅れる。このためトナー等による軸部材１０４の汚染に起因して、円錐凹部１０４Ａと円錐凸部１０２Ａとの摺動抵抗の上昇が抑制される。
【００５６】
他の作用については、第１実施形態の作用と同様である。
【００５７】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、軸部材５４、１０４の両端部に、円錐凸部５４Ａ、円錐凹部１０４Ａが形成されたが、一方の端部だけに円錐凸部５４Ａ、円錐凹部１０４Ａが形成されてもよい。また、軸部材の一方の端部が円錐凸部５４Ａで、他方の端部が円錐凹部１０４Ａであってもよい。
【００５８】
また、上記第１実施形態では、円錐凸部５４Ａについては、頂部が形成されたが、円錐凸部５４Ａの頂部が球状等になっていて頂部が形成されていなくてもよい。
【００５９】
また、上記第２実施形態では、円錐凹部１０４Ａについては、頂部が形成されたが、円錐凹部１０４Ａの頂部が球状等になっていて頂部が形成されていなくてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、軸部材５４、１０４は、弾性部材５６を貫通したが、弾性部材５６の両端部から突出していればよい。
【００６１】
また、上記第１実施形態では、支持部材５２が、円錐凸部５４Ａの全体を支持したが、円錐凸部５４Ａの先端側だけを支持してもよい。同様に、上記第２実施形態では、支持部材１０２が、円錐凹部１０４Ａの全体を支持したが、円錐凹部１０４Ａの先端側だけを支持してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０          画像形成装置
２２          像保持体
２４          帯電装置
２８          現像部材（画像形成部材の一例）
３０          露光装置（画像形成部材の一例）
５２          支持部材
５２Ａ        円錐凹部
５４Ａ        円錐凸部
５４          軸部材
５６          弾性部材（回転部材の一例）
１００        帯電装置
１０２        支持部材
１０２        円錐凸部
１０４Ａ      円錐凹部
１０４        軸部材
２０２Ａ      円柱凹部
２０２        支持部材
【図１】
0006269398.tif 000002
【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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