(57)【要約】【課題】帯電ロールが感光体ドラムに長期間に渡って押圧されることによる帯電ロールの変形を防止し、筋状の濃度ムラの発生を防止する。【解決手段】感光体ドラム１２を接触帯電させる帯電ロール１３と、帯電ロール１３の軸受６０を押圧し帯電ロール１３を感光体ドラム１２に接触させるコイルばね５６と、帯電ロール１３をクリーニングするクリーニングロール５２とを支持するホルダー部材５４を設ける。ホルダー部材５４は、中心点７０を中心にモータ６８によって回転し、印刷位置８０Ａと退避位置８０Ｂに移動する。退避位置８０Ｂでは、帯電ロール１３が感光体ドラム１２から退避され、コイルばね５６の力によって軸受６０がスライドし、帯電ロール１３がクリーニングロール５２から離間される。【選択図】図２
2007193207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールを支持する第１支持手段と、
前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
前記第１支持手段を支持する第２支持手段と、
前記第２支持手段を移動させる移動手段を有し、
前記第２支持手段の移動によって、前記帯電ロールが、前記像担持体表面に接触する印刷位置と、前記像担持体表面に接触しない退避位置とに移動するように、前記第２支持手段は前記第１支持手段を支持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２支持手段は、前記クリーニング部材を支持す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】
前記帯電ロールと前記クリーニング部材とを離間又は接触圧を低減させる離間手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１支持手段は、前記第２支持手段に対して移動可能に取付けられ、前記帯電ロールを支持する軸受と、前記印刷位置で前記軸受を前記像担持体に向かって付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記移動手段は、前記第２支持手段を回動させることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記離間手段は、前記帯電ロールと前記クリーニング部材との間に、前記帯電ロールを前記クリーニング部材から離間させる離間部材が挿入されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールを支持し、前記帯電ロールを前記像担持体に向かって付勢する弾性部材を備える第１支持手段と、
前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
前記第１支持手段を支持する第２支持手段と、
前記第２支持手段を移動させる移動手段と、を有し、
前記第２支持手段の移動によって、前記帯電ロールが、前記像担持体表面に接触する印刷位置と、前記像担持体表面に接触しない退避位置とに移動するように、前記第２支持手段は前記第１支持手段を支持し、
前記印刷位置で、前記帯電ロールの自重によって前記弾性部材が圧縮するように保管したとき、前記弾性部材の圧縮によって、前記帯電ロールが前記像担持体表面から離れることを特徴とする像担持体ユニット。
【請求項８】
請求項７に記載の像担持体ユニットを用いた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、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に関し、特に、感光体の表面を帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニングロールとを有する画像形成装置及び像担持体ユニット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、電源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、帯電ロールが感光体に接触しているため、帯電ロール表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。画像形成動作を繰り返し行う感光体の表面は、転写工程の下流側において、転写後の残留トナー等の異物除去を行うクリーニング工程を経た後、帯電工程のエリアへと進入してくるが、クリーニング工程を経てもトナーの一部やトナーの外添剤など、トナーよりも微小な粒子がクリーニングされずに感光体上に残留し、帯電ロールの表面へと付着してしまう。帯電ロールの表面に付着した異物は、帯電ロールの表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。
【０００４】
このような問題を改善させるための技術として、帯電ロールの表面にクリーニングロールを当接させ、クリーニングロールの回転により帯電ロールの表面汚れをクリーニングする方式が提案されている。この方式では、クリーニングロールを駆動ギアによって駆動することにより、帯電ロールと相対速度をもって走行させ、帯電ロールの表面をクリーニングしている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照)。
【特許文献１】特開平７−１４０７６３号公報
【特許文献２】特開平９−１２７７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このようなクリーニング方式では、長期間の保管時などに帯電ロールの感光体への押圧力によって帯電ロール表面の弾性部に変形が生じてしまう。この変形によって帯電ムラが発生し、印刷時に軸方向の筋状の濃度ムラとして表れるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、筋状の濃度ムラが発生することを防止できる画像形成装置及び像担持体ユニット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画像形成装置は、画像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールを支持する第１支持手段と、前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記第１支持手段を支持する第２支持手段と、前記第２支持手段を移動させる移動手段を有し、前記第２支持手段の移動によって、前記帯電ロールが、前記像担持体表面に接触する印刷位置と、前記像担持体表面に接触しない退避位置とに移動するように、前記第２支持手段は前記第１支持手段を支持する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、帯電ロールが第１支持手段に支持されており、印刷位置で帯電ロールが像担持体に接触することにより、像担持体が帯電される。また、帯電ロール表面のトナーなどの汚れは、クリーニング部材によってクリーニングされる。帯電ロールを支持する第１支持手段は、第２支持手段に支持されており、移動手段で第２支持手段を移動させることによって、帯電ロールが像担持体表面に接触する接触位置と、帯電ロールが像担持体表面に接触しない退避位置とに移動する。これにより、長期間の保管時などに退避位置で帯電ロールを像担持体表面に接触しないように保持することが可能となる。このため、帯電ロールが像担持体へ押圧されることによる帯電ロールの変形などの発生が防止される。したがって、帯電ムラの発生が防止され、軸方向の筋状の濃度ムラの発生を抑制することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第２支持手段は、前記クリーニング部材を支持する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、クリーニング部材は第２支持手段に支持されており、第２支持手段の移動によってクリーニング部材が移動可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールと前記クリーニング部材とを離間又は接触圧を低減させる離間手段を有する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、離間手段によって、帯電ロールとクリーニング部材とが離間され、又は帯電ロールとクリーニング部材との接触圧が低減される。これにより、長期間の保管時などに帯電ロールとクリーニング部材とが同じ位置で接触することによる帯電ロールの変形などの発生が防止される。このため、帯電ムラの発生が防止され、軸方向の筋状の濃度ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記第１支持手段は、前記第２支持手段に対して移動可能に取付けられ、前記帯電ロールを支持する軸受と、前記印刷位置で前記軸受を前記像担持体に向かって付勢する付勢部材と、を備える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、帯電ロールを支持する軸受が第２支持手段に対して移動可能に取付けられており、印刷位置で付勢部材によって軸受が像担持体に向かって付勢されることにより、帯電ロールが像担持体に押圧される。また、退避位置では、付勢部材の力によって軸受が第２支持手段に対して付勢方向に押し出され、帯電ロールが移動して像担持体表面から退避される。その際、軸受に支持される帯電ロールがクリーニング部材から離間され、又は両者の接触圧が低減される。このため、帯電ロールの変形などによる帯電ムラの発生が防止される。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記移動手段は、前記第２支持手段を回動させる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、移動手段によって第２支持手段を印刷位置から退避位置まで回動させることにより、帯電ロールを像担持体に接触又は退避させる動作をスムーズに行うことが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記離間手段は、前記帯電ロールと前記クリーニング部材との間に、前記帯電ロールを前記クリーニング部材から離間させる離間部材が挿入される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、帯電ロールとクリーニング部材との間に離間部材を挿入し、帯電ロールをクリーニング部材から離間させる。これにより、長期間の保管時などに、帯電ロールとクリーニング部材とを非接触に保持することが可能となり、帯電ロールの変形などの発生が防止される。
【００１９】
請求項７に記載の発明に係る像担持体ユニットは、画像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールを支持し、前記帯電ロールを前記像担持体に向かって付勢する弾性部材を備える第１支持手段と、前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記第１支持手段を支持する第２支持手段と、前記第２支持手段を移動させる移動手段と、を有し、前記第２支持手段の移動によって、前記帯電ロールが、前記像担持体表面に接触する印刷位置と、前記像担持体表面に接触しない退避位置とに移動するように、前記第２支持手段は前記第１支持手段を支持し、前記印刷位置で、前記帯電ロールの自重によって前記弾性部材が圧縮するように保管したとき、前記弾性部材の圧縮によって、前記帯電ロールが前記像担持体表面から離れる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、弾性部材の力によって帯電ロールを像担持体に向かって付勢することにより、帯電ロールが像担持体に押圧される。また、印刷位置で、帯電ロールの自重によって弾性部材が圧縮するように保管したとき、弾性部材の圧縮によって、帯電ロールが像担持体表面から離れる。このため、保管時に帯電ロールを像担持体から退避させる構造が複雑になるのを回避でき、低コスト化が可能となる。
【００２１】
請求項８に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項７に記載の像担持体ユニットを用い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、印刷位置で、帯電ロールの自重によって弾性部材が圧縮するように保管したとき、弾性部材の圧縮によって、帯電ロールが像担持体表面から離れるため、構造が複雑になるのを回避でき、低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、帯電ロールの変形による筋状の濃度ムラの発生を抑制でき、長期にわたって良好な画質の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１には、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００が示されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の像担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。
【００２９】
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。
【００３０】
感光体ドラム１２Ｙの表面は、帯電ロール１３Ｙ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１３Ｙで再び帯電される。
【００３３】
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。
【００３４】
そして、所定のタイミングで二次転写位置Ａ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図２〜図４に示すように、この画像形成装置１００では、感光体ドラム１２の上方部に、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１３が配設されている。この帯電ロール１３は、導電性のシャフト１３Ａの周囲に帯電層１３Ｂが形成されたものであり、シャフト１３Ａの両端部が軸受６０に回転可能に支持されている。この軸受６０は、ホルダー部材５４の下方部に形成された凹状の開口５４Ａにスライド可能に支持されている。すなわち、軸受６０の両側部には、直線状の凸部６０Ａが形成されており、開口５４Ａの両側に形成された直線状の凹部５４Ｂに凸部６０Ａが係合されることで、軸受６０が帯電ロール１３の軸方向と直交する方向にスライド可能となっている。なお、図示を省略するが、ホルダー部材５４は、帯電ロール１３の両側に配置され、帯電ロール１３の上方部と背面部で帯電ロール１３の軸方向に連続して形成されている。
【００３８】
軸受６０の両端部の上方部には、軸受６０を押圧して帯電ロール１３を感光体ドラム１２に押圧させるコイルばね５６が設けられている。このコイルばね５６の上部は、ホルダー部材５４に固定された支持体５８に支持されている。図２に示すように、帯電ロール１３は、自重とコイルばね５６の力により、感光体ドラム１２の回転中心に向かって押圧されている。また、軸受６０は、ホルダー部材５４に対してコイルばね５６の伸縮方向にスライドする。
【００３９】
帯電ロール１３の上方部であってコイルばね５６と隣り合う位置には、帯電ロール１３の表面に接触するクリーニングロール５２が設けられている。このクリーニングロール５２は、シャフト５２Ａの周囲にスポンジ層５２Ｂが形成されたものであり、シャフト５２Ａの両端部がホルダー部材５４に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。また、クリーニングロール５２は帯電ロール１３に所定の荷重で押圧され、スポンジ層５２Ｂが帯電ロール１３の周面に沿って弾性変形してニップ部を形成している。
【００４０】
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１３が矢印４の方向に回転する。また、帯電ロール１３の回転に従動してクリーニングロール５２が矢印６の方向に回転する。なお、帯電ロール１３、又はクリーニングロール５２は、モータを連結して独自に回転駆動するように構成してもよい。
【００４１】
図４に示すように、ホルダー部材５４の側部には、ホルダー部材５４の中央部付近に中心点７０（図２および図３参照）を中心に回転する回転軸６４が設けられている。また、回転軸６４は、逆方向の回転を規制するためのラチェット装置６６を介してモータ６８に連結されている。このモータ６８によって回転軸６４を回転させることで、ホルダー部材５４を矢印７２（図２参照）の方向へ回転させる。これにより、ホルダー部材５４は、図２及び図３に示すように、印刷時に帯電ロール１３が感光体ドラム１２に接触する印刷位置８０Ａと、図５及び図６に示すように、帯電ロール１３が感光体ドラム１２に接触しない退避位置８０Ｂとに移動するように構成されている。ラチェット装置６６は、回転軸６４の逆方向の回転を規制するものであり、退避位置８０Ｂでホルダー部材５４の回転を停止したときに、ホルダー部材５４が印刷位置８０Ａに戻るのを防止するようになっている。また、印刷位置８０Ａでは、帯電ロール１３の表面にクリーニングロール５２が接触するように位置決めされている。
【００４２】
ここで、クリーニングロール５２の詳細について説明する。
【００４３】
クリーニングロール５２のシャフト５２Ａ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５２は、スポンジ層５２Ｂを介して帯電ロール１３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。
【００４４】
スポンジ層５２Ｂ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５２Ｂ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５２Ｂを安価に製造できる。スポンジ層５２Ｂは、帯電ロール１３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１３の表面にスポンジ層５２Ｂ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。
【００４５】
ポリウレタンとして特に限定するものではなく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルやアクリルポリールなどのポリオールと、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネートの反応を伴っていれば良く、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど鎖延長剤が混合されていることが好ましい。また、水やアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物などの発泡剤を用いて発泡させるのが一般的である。さらに必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えればよい。
【００４６】
クリーニングロール５２のスポンジ層５２Ｂ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１３、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１３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。
【００４７】
また、クリーニングロール５２の径はφ７ｍｍからφ１４ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１３ｍｍで、スポンジ層５２Ｂの肉厚が２ｍｍから４ｍｍであることが好ましい。直径が１４ｍｍ以上であるとクリーニングロール５２の周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が減り、またクリーニング回数が減るので、クリーニング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、またクリーニング回数が増えるので、長期安定性に対し不利となる。
【００４８】
次に、帯電ロール１３の詳細について説明する。
【００４９】
この帯電ロール１３は、導電性のシャフト１３Ａ上に帯電層１３Ｂ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。
【００５０】
帯電ロール１３の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層１３Ｂ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。
【００５１】
この帯電ロール１３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。
【００５２】
シャフト１３Ａ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。
【００５３】
帯電ロール１３の帯電層１３Ｂ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１３Ａ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
帯電層１３Ｂ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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１３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１３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１３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。
【００５９】
次に、画像形成装置１００の作用について説明する。
【００６０】
図１に示すように、クリーニング装置２０を通過後に感光体ドラム１２の表面に付着しているトナーや外添剤（Ｓｉ，Ｔｉなど）などは、帯電ロール１３の表面に付着する。帯電ロール１３の表面に付着したトナーや外添剤は、帯電ロール１３とクリーニングロール５２とのニップ部でスポンジ層５２Ｂのセル内に取り込まれる。帯電ロール１３とクリーニングロール５２とのニップ部では、スポンジ層５２Ｂのセル内や表面で圧縮膨張運動が起こり、トナーや外添剤を掻き取りながら凝集させる現象が起こる。そして、トナーや外添剤が凝集してある大きさ以上になると、その凝集物がクリーニングロール５２のスポンジ層５２Ｂのセル内から帯電ロール１３側に戻される。さらに、その凝集物は帯電ロール１３の表面から感光体ドラム１２へ戻され、その後、感光体ドラム１２表面の凝集物はクリーニング装置２０や現像装置１５の現像ロール１８などに回収される。また、感光体ドラム１２から中間転写ベルト３０に転移した凝集物は中間転写ベルト３０の中間転写ベルト用クリーナー３３によって回収される。この一連の動作が繰り返されることによって、クリーニング性能が維持される。
【００６１】
このような画像形成装置１００では、図２に示すように、印刷時には、ホルダー部材５４が印刷位置８０Ａに移動しており、コイルばね５６によって軸受６０が感光体ドラム１２の回転中心に向かって付勢されることで、帯電ロール１３が感光体ドラム１２に接触している。このとき、帯電ロール１３の表面にクリーニングロール５２が接触している。この状態で、所定の印刷動作により画像が形成される。
【００６２】
一方、図４及び図５に示すように、非印刷時には、モータ６８によって回転軸６４を回転し、中心点７０を中心にホルダー部材５４を矢印７２の方向に回転させ（図２参照）、退避位置８０Ｂに移動させる。このとき、ラチェット装置６６によって回転軸６４の逆回転が規制され、ホルダー部材５４が退避位置８０Ｂでロックされる。
【００６３】
退避位置８０Ｂでは、図５に示すように、帯電ロール１３が感光体ドラム１２の表面から退避され、コイルばね５６の付勢力によって軸受６０がホルダー部材５４に対して押し出される方向にスライドする。これにより、帯電ロール１３がクリーニングロール５２の表面から離間される。
【００６４】
なお、帯電ロール１３とクリーニングロール５２とは、完全に離間させなくても両者の接触圧を低減させるように構成してもよい。
【００６５】
その後、印刷時には、モータ６８によって回転軸６４を回転し、中心点７０を中心としてホルダー部材５４を矢印７２の方向に回転させ、印刷位置８０Ａに移動させる。このモータ６８の駆動は図示しない制御手段によって制御されている。
【００６６】
また、この画像形成装置１００では、画像形成装置１００の組み込み前などの長期間の保管時に、ホルダー部材５４を退避位置８０Ｂに移動させるように設定している。その際、画像形成装置１００の組み込み前には、ホルダー部材５４が退避位置８０Ｂで保持され、画像形成装置１００の組み込み時には、ホルダー部材５４を印刷位置８０Ａに切り替える。
【００６７】
このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１２に帯電ロール１３を押圧することで、安定した帯電が実施され、帯電ロール１３表面にクリーニングロール５２を押圧することで、安定したクリーニングが実施される。
【００６８】
また、長期間の保管時や非印刷時などには、ホルダー部材５４を退避位置８０Ｂに移動することで、帯電ロール１３と感光体ドラム１２とを非接触に保持するので、帯電ロール１３と感光体ドラム１２との押圧状態が長期間継続されることによる帯電ロール１３の変形などが防止される。このため、帯電ムラの発生が防止され、軸方向の筋状の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００６９】
また、ホルダー部材５４を退避位置８０Ｂに移動したときに、帯電ロール１３とクリーニングロール５２とが離間されるので、帯電ロール１３とクリーニングロール５２との押圧状態が長期間継続されることによる帯電ロール１３やクリーニングロール５２の変形などが防止される。このため、帯電ムラの発生が防止され、軸方向の筋状の濃度ムラの発生を抑制することができる。また、退避位置８０Ｂでは、コイルばね５６の力により帯電ロール１３をクリーニングロール５２から離間する方向に移動させるので、クリーニングロール５２を離間させる離間手段を別途設ける必要がなく、低コスト化が可能である。
【００７０】
このため、長期間に渡って画像形成装置１００や画像形成ユニット１０を保管することが可能である。
【００７１】
また、上記実施形態では、図４に示すように、回転軸６４にモータ６８を設けてホルダー部材５４を回転させたが、モータ６８に代えて回転軸６４にツマミを設け、ユーザーが手動でツマミを回転させて、ホルダー部材５４を印刷位置８０Ａと退避位置８０Ｂに移動するようにしてもよい。これにより、長期管の保管時など帯電ロール１３の変形が生じやすい場合にのみ、ホルダー部材５４を退避位置８０Ｂさせることができ、コストを削減することができる。
【００７２】
また、回転軸６４のツマミを手動で回転させる際に、帯電ロール１３が感光体ドラム１２の下になる位置でホルダー部材５４を停止させ、その位置で長期間の保管を行っても良い。このとき、コイルばね５６のバネ定数を帯電ロール１３の自重によってコイルばね５６が圧縮する大きさに設定する。コイルばね４５の圧縮によって、帯電ロール１３が感光体ドラム１２表面から離れる。これにより、簡易な構成で帯電ロール１３を感光体ドラム１２から退避させることができ、コストを削減することができる。
【００７３】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯電ロール１３のシャフト１３Ａと、クリーニングロール５２のシャフト５２Ａとの間に、離間部材としてのリトラクト部材１２０が充填可能なスペースＳを設けても良い。このリトラクト部材１２０は、略Ｕ字状の部材の端部が外側に折り曲げられ、シャフト５２Ａをガイドするガイド部１２２を備えている。このリトラクト部材１２０は、樹脂などの弾性部材からなり、画像形成装置の長期間の保管時に、リトラクト部材１２０を弾性変形させて帯電ロール１３のシャフト１３Ａとクリーニングロール５２のシャフト５２Ａとの間のスペースＳに充填する。これにより、帯電ロール１３とクリーニングロール５２とが離間され、帯電ロール１３とクリーニングロール５２との押圧状態が長期間継続されることによる帯電ロール１３やクリーニングロール５２の変形などが防止される。
【００７４】
なお、上記実施形態の画像形成装置１００は、クリーニングロール５２がホルダー部材５４に支持される構成であったが、この構成に限定するものではなく、クリーニングロール５２が画像形成装置本体に支持される構成であってもよい。
【００７５】
なお、上記実施形態の画像形成装置１００は、感光体ドラム１２の上方部に帯電ロール１３を接触させ、この帯電ロール１３の上方部にクリーニングロール５２を接触させる構成であるが、この構成に限定するものではない。例えば、感光体ドラムの下方部に帯電ロールを接触させ、この帯電ロールの下方部にクリーニングロールを接触させる構成でも本発明を適用することが可能である。
【００７６】
なお、上記実施形態の画像形成装置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、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、感光体ドラム、帯電ロール及びクリーニングロールに本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置において、ホルダー部材が印刷位置に移動し、帯電ロールが感光体ドラムに接触した状態を示す構成図である。
【図３】図１に示す画像形成装置において、ホルダー部材が印刷位置に移動した状態を示す断面図である。
【図４】ホルダー部材を移動させるモータ付近を示す部分構成図である。
【図５】図１に示す画像形成装置において、ホルダー部材が退避位置に移動し、帯電ロールが感光体ドラムから退避した状態を示す構成図である。
【図６】図１に示す画像形成装置において、ホルダー部材が退避位置に移動した状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置において、帯電ロールのシャフトとクリーニングロールのシャフトとの間にリトラクト部材を充填した状態を示す側面図、及び断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ     画像形成ユニット（像担持体ユニット）
１２   感光体ドラム（像担持体）
１３   帯電ロール
１３Ａ シャフト
１３Ｂ 帯電層
１５   現像装置
１８   現像ロール
５２   クリーニングロール（クリーニング部材）
５２Ａ シャフト
５２Ｂ スポンジ層
５４   ホルダー部材（第２支持手段）
５４Ｂ 凹部
５４Ａ 開口
５６   コイルばね（付勢部材、離間手段）
５８   支持体
６０   軸受（第１支持手段）
６０Ａ 凸部
６４   回転軸
６６   ラチェット装置
６８   モータ（移動手段）
７０   中心点
８０Ａ 印刷位置
８０Ｂ 退避位置
１００ 画像形成装置
１２０ リトラクト部材（離間部材）
１２２ ガイド部
Ｓ     スペース
【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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