(57)【要約】【課題】帯電ローラと像担持体とのニップに付着物が滞留し難いため画像ノイズが発生し難い帯電装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体の外周面に圧接されて従動回転する帯電ローラ１１０と、前記帯電ローラ１１０を帯電位置に保持すると共に、前記帯電ローラ１１０を径方向外側から押圧して前記像担持体に接触させるローラ保持部材１２０と、前記ローラ保持部材１２０の姿勢を変えることによって、前記帯電ローラ１１０を前記像担持体に対してローラ回転軸方向に摺動させるローラ操作手段とを備える構成とした。【選択図】図２
2009300925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置用の帯電装置であって、
像担持体の外周面に圧接されて従動回転する帯電ローラと、
前記帯電ローラを帯電位置に保持すると共に、前記帯電ローラを径方向外側から押圧して前記像担持体に接触させるローラ保持部材と、
前記ローラ保持部材の姿勢を変えることによって、前記帯電ローラを前記像担持体に対してローラ回転軸方向に摺動させるローラ操作手段と
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記ローラ操作手段は、前記ローラ保持部材における前記帯電ローラと接触する面が前記像担持体の主走査方向に対して非平行状態となるように前記ローラ保持部材の姿勢を変え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】
前記ローラ保持部材は、前記帯電ローラの外周面と接触するようにして前記ローラ回転軸方向に沿って配置される第１規制板を有し、
前記ローラ操作手段は、前記第１規制板のローラ回転軸方向における少なくとも一方の端部を前記像担持体の外周面に対する法線方向に移動させることで前記帯電ローラを摺動させ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】
前記ローラ保持部材は、前記帯電ローラの外周面と接触するようにして前記ローラ回転軸方向に沿って配置される第２規制板を有し、
前記ローラ操作手段は、前記第２規制板のローラ回転軸方向における少なくとも一方の端部を前記像担持体の外周面に対する接線方向に移動させることで前記帯電ローラを摺動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項５】
前記帯電ローラのローラ回転軸方向における位置を検知するローラ位置検知手段を備え、
前記ローラ操作手段は、前記帯電ローラが前記ローラ保持部材のローラ回転軸方向一端部に達した場合に他端部に向けて移動するように前記帯電ローラの移動方向を切り換えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記ローラ操作手段は、設定された時間毎に、前記帯電ローラの移動方向を反対方向に切り換えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の帯電装置を備え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、帯電ローラを備えた帯電装置及び画像形成装置に関する。特に、芯金を有さない帯電ローラを備えた帯電装置において、当該帯電ローラと像担持体とのニップに付着物が滞留するのを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な帯電ローラは回転軸としての芯金を備えており、当該芯金によって帯電ローラが保持されている。
一方、芯金を有さない帯電ローラを備えた帯電装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。前記帯電装置では、像担持体側に開口を有する箱形のケーシングの内部に、一部が前記開口からはみ出した状態で帯電ローラが収容されており、そのケーシングで帯電ローラを像担持体側に押圧してはみ出した部分を像担持体に圧接させることによって、帯電ローラを像担持体に対して従動回転させている。前記帯電装置は、単価の高い金属部材である芯金を有さないため安価である。また、芯金を受ける部材や芯金を像担持体側に付勢するためのバネ部材を帯電ローラの長手方向両側に配置する必要がないため帯電装置を主に主走査方向に小型化することができ、イメージングユニットや感光体ユニットへの搭載にも適している。
【特許文献１】特開２００６−１６３１９７号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、画像形成時等においては、帯電ローラと像担持体とのニップに紙粉、トナー、トナー後処理剤等の付着物が滞留することがある。ニップに付着物が滞留すると、異常放電が誘発されて画像ノイズが発生する。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、帯電ローラと像担持体とのニップに付着物が滞留し難いため画像ノイズが発生し難い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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る帯電装置は、画像形成装置用の帯電装置であって、像担持体の外周面に圧接されて従動回転する帯電ローラと、前記帯電ローラを帯電位置に保持すると共に、前記帯電ローラを径方向外側から押圧して前記像担持体に接触させるローラ保持部材と、前記ローラ保持部材の姿勢を変えることによって、前記帯電ローラを前記像担持体に対してローラ回転軸方向に摺動させるローラ操作手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の帯電装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る帯電装置及び画像形成装置は、ローラ保持部材の姿勢を変えることで帯電ローラを像担持体に対してローラ回転軸方向に摺動させるローラ操作手段を備えているため、帯電ローラと像担持体とのニップ位置をローラ回転軸方向に変動させることができる。このようにニップ位置が変動すると、ニップの同じ位置に付着物が滞留し難く、一時的に滞留したとしてもその位置から比較的容易にずれ動いてニップ外へ放出されるため、付着物による異常放電が起こり難くなり画像ノイズも発生し難い。したがって、長期間にわたって安定して像担持体を帯電させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る帯電装置及び画像形成装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式の複写機であって、原稿読取部１０、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０、及び制御部５０を備える。
【０００８】
原稿読取部１０は、原稿の画像を読み取りデジタル画像データを出力するものであって、原稿給紙台１１、プラテンローラ１２、プラテンガラス１３、イメージセンサ１４、及び原稿排紙台１５を備える。
原稿給紙台１１上に載置された原稿は、プラテンローラ１２によって１枚ずつプラテンガラス１３上の読取位置まで搬送される。イメージセンサ１４は、読取位置まで搬送された原稿からの像光を受光し画像信号に変換する。読み取られた原稿は原稿排紙台１５に集積される。なお、原稿を直接プラテンガラス１３上に載置し、イメージセンサ１４で読み取ることも可能である。
【０００９】
画像形成部２０は、転写材としての記録紙Ｐに電子写真方式により画像を形成するものであって、本発明に係る帯電装置の一例としての帯電装置１００、像担持体としての感光体ドラム２１、露光装置２２、現像装置２３、転写装置２４、及びクリーニング装置２５を備える。なお、像担持体は感光体ベルトであっても良い。
感光体ドラム２１の表面は、帯電装置１００によって所定電位に均一帯電処理される。均一帯電処理後の感光体ドラム２１の表面には、露光装置２２による像露光と現像装置２３による現像によりトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写装置２４により記録紙Ｐに転写される。転写後の感光体ドラム２１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置２５によって掻き取られて除去される。
【００１０】
給紙部３０は、画像形成部２０に記録紙Ｐを供給するものであって、カセット３１ａ〜３１ｃ、給紙手段３２ａ〜３２ｃ、レジストローラ３３、搬送ベルト３４、及び反転搬送装置３５を備える。
カセット３１ａ〜３１ｃに収容された記録紙Ｐは、給紙開始信号を受信して作動する給紙手段３２ａ〜３２ｃによって１枚ずつ分離され給紙される。給紙された記録紙Ｐは、レジストローラ３３によって感光体ドラム２１と転写装置２４との間に供給され、トナー像が転写された後に搬送ベルト３４によって定着部４０へ搬送される。両面印刷の場合は、反転搬送装置３５により記録紙Ｐを反転し、再びレジストローラ３３上流に供給させる。
【００１１】
定着部４０は、加熱ローラ４１及び加圧ローラ４２を備え、記録紙Ｐにトナー像を定着させる。トナー像が転写された記録紙Ｐは、対向配置された加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間のニップ部に搬送される。記録紙Ｐには、ニップ部を通過する際に、加熱ローラ４１からの熱と加圧ローラ４２の作用による圧力とが加えられ、これら熱と圧力により未定着トナーが溶融し記録紙Ｐに定着する。
【００１２】
制御部５０は、印刷データ及びプリンタ制御コマンド等に応じて画像形成部２０、給紙部３０及び定着部４０等の各部の動作を制御するための制御信号を出力して画像形成動作を行わせるもので、後述する帯電装置１００のサーボ制御部１６０も含まれる。
［帯電装置］
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。図２に示すように、帯電装置１００は、帯電ローラ１１０と、ローラ保持部材としてのケーシング１２０と、位置検知手段としての第１センサ１３０及び第２センサ１４０と、ローラ操作手段としてのサーボ機構１５０及びサーボ制御部１６０とを備える。
【００１３】
帯電ローラ１１０は、ローラ回転軸が感光体ドラム２１の回転軸と平行になるように配された円筒状の部材であって、外周面が感光体ドラム２１表面と接触しており、摩擦力で感光体ドラム２１から駆動力を得てウイズ方向に従動回転する。
帯電ローラ１１０は、例えば、外径が１０ｍｍ、内径が９．８ｍｍ、ローラ回転軸方向の長さが２２０ｍｍであって、樹脂バインダやゴムに導電性材料やイオン導電材料を分散させてなる材料で形成されている。
【００１４】
樹脂バインダとしては、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ化樹脂などを用いることができる。ゴムとしては、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン（ＥＰＤＭ）ゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクローラヒドリンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エピクローラヒドリン・エチレンオキサイド共重合ゴム（ＣＨＣ）などを用いることができる。なお、帯電ローラ１１０とケーシング１２０との間の摩擦係数を小さくするために、樹脂バインダやゴムに摩擦係数低減剤としてのフッ素微粒子を混入させても良い。
【００１５】
導電性材料としては、カーボンブラック、炭素微粒子、カーボンナノチューブ、酸化亜鉛・酸化錫などの金属酸化微粒子、アルミニウム・銅などの金属微粒子などを用いることができる。イオン導電材料としては、４級アンモニウム塩、過塩化酸塩、アルカリ金属過酸化物などを用いることができる。
帯電ローラ１１０の表面抵抗値は、１０４〜１０10Ω・ｃｍの範囲が好ましい。表面抵抗値は、樹脂バインダ、ゴム、導電性材料、イオン導電材料の混合割合で調整可能である。本実施の形態では、ナイロン樹脂にカーボンブラックを分散させ、表面抵抗値を１×１０4Ω・ｃｍに調整したもので帯電ローラ１１０を形成した。
【００１６】
ケーシング１２０は、図３に示すように、天板１２１と、当該天板１２１の外周を囲む第１〜第４側板１２２〜１２５とを備える長尺の箱形部材であって、感光体ドラム２１側に開口１２６を有し、その内部には開口１２６から一部がはみ出した状態で帯電ローラ１１０が収容される。
ケーシング１２０は、図４に示すように、感光体ドラム２１に対し適切な間隔をあけて、画像形成装置１の筐体２内に配置されており、帯電ローラ１１０を帯電位置に保持すると共に、帯電ローラ１１０を径方向外側から感光体ドラム２１側に押圧してケーシング１２０からはみ出した部分を感光体ドラム２１に接触させる役割を果たす。適切な間隔とは、天板１２１が帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１側に押圧し、帯電ローラ１１０のはみ出した部分が感光体ドラム２１に適切に圧接される間隔である。適切に圧接されると、帯電ローラ１１０の外表面における感光体ドラム２１と接する領域が当該感光体ドラム２１表面に沿って弾性変形し、ニップが形成される。
【００１７】
このように、帯電ローラ１１０を径方向外側からケーシング１２０によって押圧し感光体ドラム２１に圧接させる構成であるため、帯電ローラ１１０から芯金を無くすことが可能となり、その結果、帯電装置１００の低コスト化や小型化が図られることとなる。
ケーシング１２０は、樹脂に導電性材料を分散させてなる材料で形成されており、天板１２１には給電を受けるためのリード線（不図示）が接続され、電源装置（不図示）から前記リード線及びケーシング１２０を介して帯電ローラ１１０へ所定の電圧が印加される。これにより、感光体ドラム２１表面を帯電させることができる。なお、ケーシング１２０を形成する材料は、ゴムにカーボンブラック等の導電性材料を分散させたものであってもよく、ステンレススチール（ＳＵＳ）、アルミニウム、銅その他の金属材料であってもよい。
【００１８】
天板１２１は、帯電ローラ１１０の外周面と接触するようにして、ローラ回転軸方向に沿って、帯電ローラ１１０を挟んで感光体ドラム２１と対向するように配置されており、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に圧接させる役割、及び、帯電ローラ１１０をローラ回転軸方向に摺動させるための第１規制板としての役割を果たす。
第１側板１２２は、帯電ローラ１１０の外周面と接触するようにして、ローラ回転軸方向に沿って、帯電ローラ１１０よりも感光体ドラム２１の回転方向下流側に天板１２１に対して４５°の角度となるように配されており（図４参照）、帯電ローラ１１０が感光体ドラム２１の回転方向下流側に移動するのを規制する役割を果たす。
【００１９】
なお、帯電ローラ１１０が回転すると、当該帯電ローラ１１０表面と天板１２１及び第１側板１２２とが擦れ合うため、帯電ローラ１１０の表面がクリーニングされるといった効果が奏される。
第１センサ１３０及び第２センサ１４０は、発光素子と受光素子からなる反射型センサであって、帯電ローラ１１０のローラ軸方向における位置を検知する。検知結果は位置情報としてサーボ制御部１６０に送信される。
【００２０】
サーボ機構１５０及びサーボ制御部１６０からなるローラ操作手段は、ケーシング１２０の姿勢を変えることによって、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に対してローラ回転軸方向に摺動させる。
サーボ機構１５０は、図２に示すように、ケーシング１２０の姿勢を変えるためにケーシング１２０を回転軸Ｘ周りに回転駆動させる機構であって、固定軸１５１、モータ収容部１５２及びステッピングモータ１５３を備える。
【００２１】
固定軸１５１は、感光体ドラム２１のドラム回転軸と平行な状態で画像形成装置１の筐体２に固定されており、ケーシング１２０の回転軸となる。モータ収容部１５２は、固定軸１５１とケーシング１２０とを連結しており、ケーシング１２０の天板１２１に固定されていると共に、固定軸１５１に対しては回転自在に取り付けられている。ステッピングモータ１５３は、モータ収容部１５２に内蔵されており、当該モータ収容部１５２に回転駆動力を与え固定軸１５１を軸として回転軸Ｘを中心に回転させる。これにより、ケーシング１２０も回転軸Ｘを中心に回転する。なお、ステッピングモータ１５３とケーシング１２０とを電気的に絶縁させるために、モータ収容部１５２は絶縁材料で形成されている。
【００２２】
サーボ制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、第１センサ１３０及び第２センサ１４０からの位置情報に基づき、ステッピングモータ１５３を動作させてケーシング１２０の姿勢を制御する。当該サーボ制御部１６０は、図２に示すように、センサ制御部１６１、姿勢判定部１６２、閾値設定部１６３及び駆動制御部１６４を備えている。
【００２３】
センサ制御部１６１は、第１センサ１３０及び第２センサ１４０に位置検知動作を実行させ、当該位置検知動作で取得された位置情報に関する信号を受信する。この場合、各センサ１３０，１４０に備えられている発光素子を所定のタイミングで間欠的に若しくは連続的に点灯させ、そのときに受光素子で受光され光電変換された電気信号を位置情報に関する信号として受信する。前記電気信号は受光素子の受光量に応じた光電変換特性を示すことになる。帯電ローラ１１０で発光素子と受光素子との間の光路が遮断されているときは受光量が少なく、遮断されていないときは受光量が多い。
【００２４】
姿勢判定部１６２は、予め設定された所定の閾値を用いて、第１センサ１３０及び第２センサ１４０からの出力値が前記閾値よりも低いか否かを判定する。出力値が閾値よりも低い場合は検知位置に帯電ローラ１１０が存在していると判定し、信号を生成して出力する。
閾値設定部１６３は、閾値に関する設定を受け付ける機能部である。姿勢判定部１６２は、この閾値設定部１６３に設定されている閾値を読み出して前記判定を行う。
【００２５】
駆動制御部１６４は、姿勢判定部１６２から出力される信号を参照しつつ、ステッピングモータ１５３を駆動させて、帯電ローラ１１０がケーシング１２０のローラ回転軸方向一端部に達した場合に他端部に向けて移動するようにケーシング１２０の姿勢を変える制御を行う。
具体的には、図５に示すように、画像形成が開始されると（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、画像処理が終了するまで（ステップＳ１０２で「ＮＯ」）、第１センサ１３０及び第２センサ１４０が帯電ローラ１１０の位置を検知し、いずれかのセンサが帯電ローラ１１０を検知すると（ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」）、それが第１センサ１３０である場合は（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」）、ケーシング１２０が図２に示すＡ方向に回転するようにステッピングモータ１５３を駆動させ（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）、それが第１センサ１３０でない場合は（ステップＳ１０４で「ＮＯ」）、ケーシング１２０が図２に示すＢ方向に回転するようにステッピングモータ１５３を駆動させる（ステップＳ１０６で「ＮＯ」）。
【００２６】
図６は、第１の実施形態に係る帯電ローラの移動原理を説明するための模式図である。図６を用いて、ケーシング１２０の姿勢と帯電ローラ１１０の移動方向との関係について説明する。なお、図６では、ケーシング１２０の姿勢を理解しやすいように、当該ケーシング１２０の回転角を極端に大きくして描写している。また、帯電ローラ１１０の移動方向を理解し易いように、当該帯電ローラ１１０の移動量を極端に大きくして描写している。
【００２７】
図６（ａ）に示すように、ケーシング１２０の天板１２１は帯電ローラ１１０を押圧し感光体ドラム２１に圧接させている。
図６（ｂ）に示すように、ケーシング１２０をＡ方向に回転させると、天板１２１のローラ回転軸方向における一方の端部１２１ａが、感光体ドラム２１外周面に対する法線方向に感光体ドラム２１に近づくよう移動し、他方の端部１２１ｂが前記法線方向に感光体ドラム２１から遠ざかるよう移動する。そうすると帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに沿って他方の端部１２１ｂ側に移動し、いずれ第２センサ１４０に検知される。
【００２８】
例えば、帯電ローラ１１０が天板１２１に接触しながら従動回転し、天板１２１から力Ｆ１を受けるとする。天板１２１が感光体ドラム２１の主走査方向Ｍ（ドラム回転軸方向）に対して角度θ回転している場合、帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに平行な力として分力Ｆ１×ｓｉｎθを受ける。この分力により帯電ローラ１１０が一方の端部１２１ｂ側に移動する。
【００２９】
図６（ｃ）に示すように、ケーシング１２０をＢ方向に回転させると、天板１２１のローラ回転軸方向における一方の端部１２１ａが、感光体ドラム２１外周面に対する法線方向に感光体ドラム２１から遠ざかるよう移動し、他方の端部１２１ｂが前記法線方向に感光体ドラム２１に近づくよう移動する。そうすると帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに沿って一方の端部１２１ａ側に移動し、いずれ第１センサ１３０に検知される。
【００３０】
このように、ケーシング１２０の姿勢を変えて、天板１２１を主走査方向Ｍに対して非平衡状態となるようにすることによって、言い変えれば、天板１２１における帯電ローラ１１０と接触する面が主走査方向Ｍに対して非平衡状態となるようにすることによって、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に対してローラ回転軸方向に摺動させる。
なお、仮に、帯電ローラ１１０が移動し過ぎた場合は、帯電ローラ１１０の回転軸方向両側に配置された第３側板１２４及び第４側板１２５によって、帯電ローラ１１０の移動が規制される。しかしながら、帯電ローラ１１０の端部がケーシング１２０に当たると当該帯電ローラ１１０の寿命が短くなるため好ましくない。
【００３１】
図７は、ケーシングの姿勢と帯電ローラ移動速度との関係を示す図である。図７に示す結果は次のような条件の実験より得た。実験では、外径１６．５ｍｍの帯電ローラ１１０を用い、天板１２１と感光体ドラム２１との最短距離が(I)群では１６．５ｍｍ、(II)群では１６．０ｍｍとなるようにケーシング１２０を配置した。そして、ケーシング１２０の一端側だけを図４に示すＨ方向に０ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ又は１．５ｍｍ可変させて、それぞれの場合に帯電ローラ１１０が主走査方向Ｍに５ｍｍ移動するのに要する時間を計測した。なお、ケーシング１２０の前記一端側は図４に示すＺ方向にも０．１ｍｍ可変させた。
【００３２】
図７に示すように、(I)群及び(II)群のいずれもＨ方向への可変量が増加するほど帯電ローラ１１０の移動時間が短くなっていることから、ある程度までは、天板１２１の回転角が大きいほど帯電ローラ１１０の移動速度が増す傾向にあることが分かる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る帯電装置は、ケーシングの姿勢を変える態様が第１の実施形態に係る帯電装置と異なる。以下では、第１の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第１の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
【００３３】
図８は、第２の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。図８に示すように、サーボ機構２５０及びサーボ制御部２６０からなるローラ操作手段は、ケーシング１２０の姿勢を変えることによって、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に対してローラ回転軸方向に摺動させる。
サーボ機構２５０は、ケーシング１２０の姿勢を変えるためにケーシング１２０を回転軸Ｙ周りに回転駆動させる機構であって、固定軸２５１、モータ収容部２５２及びステッピングモータ２５３を備える。
【００３４】
固定軸２５１は、感光体ドラム２１のドラム回転軸と直交する方向に向けて画像形成装置１の筐体２に固定されており、ケーシング１２０の回転軸となる。モータ収容部２５２は、固定軸２５１とケーシング１２０とを連結しており、ケーシング１２０の天板１２１に固定されていると共に、固定軸２５１に対しては回転自在に取り付けられている。ステッピングモータ２５３は、モータ収容部２５２に内蔵されており、当該モータ収容部２５２に回転駆動力を与え固定軸２５１を軸として回転軸Ｙを中心に回転させる。これにより、ケーシング１２０も回転軸Ｙを中心に回転する。なお、ステッピングモータ２５３とケーシング１２０とを電気的に絶縁させるために、モータ収容部２５２は絶縁材料で形成されている。
【００３５】
サーボ制御部２６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、第１センサ１３０及び第２センサ１４０からの位置情報に基づき、ステッピングモータ２５３を動作させてケーシング１２０の姿勢を制御する。サーボ制御部２６０の構成は基本的には第１の実施形態に係るサーボ制御部１６０と同じであるが、以下の点が大きく異なる。
図５に示すように、検知したセンサが第１センサ１３０である場合は（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」）、ケーシング１２０が図８に示すＣ方向に回転するようにステッピングモータ２５３を駆動させ（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）、それが第１センサ１３０でない場合は（ステップＳ１０４で「ＮＯ」）、ケーシング１２０が図８に示すＤ方向に回転するようにステッピングモータ２５３を駆動させる（ステップＳ１０６で「ＮＯ」）。
【００３６】
図９は、第２の実施形態に係る帯電ローラの移動原理を説明するための模式図である。図９を用いて、ケーシング１２０の姿勢と帯電ローラ１１０の移動方向との関係について説明する。なお、図９では、ケーシング１２０の姿勢を理解しやすいように、当該ケーシング１２０の回転角を極端に大きく描写している。また、帯電ローラ１１０の移動方向を理解し易いように、当該帯電ローラ１１０の移動量を極端に大きく描写している。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、ケーシング１２０の第１側板１２２は、帯電ローラ１１０の外周面と接触するようにして、ローラ回転軸方向に沿って配置されており、帯電ローラ１１０をローラ回転軸方向に摺動させるための第２規制板としての役割を果たす。
図９（ｂ）に示すように、ケーシング１２０をＣ方向に回転させると、第１側板１２２のローラ回転軸方向における一方の端部１２２ａが、感光体ドラム２１外周面に対する接線方向であって感光体ドラム２１の回転方向上流側に移動し、他方の端部１２２ｂが前記接線方向であって感光体ドラム２１の回転方向下流側に移動する。そうすると帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに沿って他方の端部１２２ｂ側に移動し、いずれ第２センサ１４０に検知される。
【００３８】
例えば、帯電ローラ１１０が第１側板１２２に接触しながら従動回転し第１側板１２２から力Ｆ２を受けるとする。第１側板１２２が主走査方向Ｍに対して角度φ回転している場合は、帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに平行な力として分力Ｆ２×ｓｉｎφを受ける。この分力により帯電ローラ１１０が一方の端部１２２ｂ側に移動する。
図９（ｃ）に示すように、ケーシング１２０をＤ方向に回転させると、第１側板１２２のローラ回転軸方向における一方の端部１２２ａが、感光体ドラム２１外周面に対する接線方向であって感光体ドラム２１の回転方向下流側に移動し、他方の端部１２２ｂが前記接線方向であって感光体ドラム２１の回転方向上流側に移動する。そうすると帯電ローラ１１０は主走査方向Ｍに沿って他方の端部１２２ａ側に移動し、いずれ第１センサ１３０に検知される。
【００３９】
このように、ケーシング１２０の姿勢を変えて、第１側板１２２を主走査方向Ｍに対して非平衡状態となるようにすることによって、言い変えれば、第１側板１２２における帯電ローラ１１０と接触する面が主走査方向Ｍに対して非平衡状態となるようにすることによって、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に対してローラ回転軸方向に摺動させる。
図１０は、ケーシングの姿勢と帯電ローラ移動速度との関係を示す図である。図１０に示す結果は次のような条件の実験より得た。実験では、外径１６．５ｍｍの帯電ローラ１１０を用い、天板１２１と感光体ドラム２１との最短距離が(III)群では１６．５ｍｍ、(IV)群では１６．０ｍｍ、(V)群では１５．５ｍｍとなるようにケーシング１２０を配置した。そして、ケーシング１２０の一端側だけを図４に示すＺ方向に０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ又は１．５ｍｍ可変させて、それぞれの場合に帯電ローラ１１０が主走査方向Ｍに５ｍｍ移動するのに要する時間を計測した。
【００４０】
図１０に示すように、(III)〜(V)群のいずれもＺ方向への可変量が増加するほど帯電ローラ１１０の移動時間が短くなっていることから、ある程度までは、第１側板１２２の回転角が大きいほど帯電ローラ１１０の移動速度が増す傾向にあることが分かる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る帯電装置は、ケーシングの姿勢を変える態様が第１及び第２の実施形態に係る帯電装置と異なる。以下では、第１及び第２の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第１の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
【００４１】
図１１は、第３の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。図１１に示すように、サーボ機構３５０及びサーボ制御部３６０からなるローラ操作手段は、ケーシング１２０の姿勢を変えることによって、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に対してローラ回転軸方向に摺動させる。
ケーシング１２０の天板１２１は、帯電ローラ１１０の外周面と接触するようにして、ローラ回転軸方向に沿って、帯電ローラ１１０を挟んで感光体ドラム２１と対向するように配置されており、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に圧接させる役割、及び、帯電ローラ１１０をローラ回転軸方向に摺動させるための第１規制板としての役割を果たす。
【００４２】
ケーシング１２０の第１側板１２２は、帯電ローラ１１０の外周面と接触するようにして、ローラ回転軸方向に沿って配置されており、帯電ローラ１１０をローラ回転軸方向に摺動させるための第２規制板としての役割を果たす。
サーボ機構３５０は、ケーシング１２０の姿勢を変えるためにケーシング１２０を回転軸Ｘ及び回転軸Ｙ周りに回転駆動させる機構であって、第１固定軸３５１、モータ収容部３５２、第１ステッピングモータ２５３、第２固定軸３５４、第２ステッピングモータ３５５、及び、一対の軸受け部３５６ａ，３５６ｂを備える。
【００４３】
第１固定軸３５１は、感光体ドラム２１のドラム回転軸と直交する方向に向けて画像形成装置１の筐体２に固定されている。モータ収容部３５２は、第１固定軸２５１に、当該第１固定軸に対して回転自在に取り付けられており、モータ収容部２５２が第１固定軸２５１を軸として回転軸Ｙを中心に回転するための第１ステッピングモータ３５３を内蔵している。また、モータ収容部３５２には、感光体ドラム２１のドラム回転軸と平行な状態で第２固定軸３５４が回転自在に取り付けられていると共に、当該第２固定軸３５４をモータ収容部３５２に対して回転軸Ｘを中心に回転させる第２ステッピングモータ３５５が内蔵されている。第２固定軸３５４は、ケーシング１２０に固定された一対の軸受け部３５６ａ，３５６ｂに固定されている。
【００４４】
第２ステッピングモータ３５５を駆動させることによって、ケーシング１２０をＡＢ方向に回転させることが可能である。また、第１ステッピングモータ３５３を駆動させることによって、ケーシング１２０をＣＤ方向に回転させることが可能である。
サーボ制御部３６０は、図５に示すように、検知したセンサが第１センサ１３０である場合は（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」）、ケーシング１２０が図１１に示すＡ方向及び／又はＣ方向の両方に回転するようにステッピングモータ３５３及び／又は第２ステッピングモータ３５５を駆動させ（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）、それが第１センサ１３０でない場合は（ステップＳ１０４で「ＮＯ」）、ケーシング１２０が図１１に示すＢ方向及び／又はＤ方向の両方に回転するようにステッピングモータ３５３及び／又は第２ステッピングモータ３５５を駆動させる（ステップＳ１０６で「ＮＯ」）。
【００４５】
［変形例］
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
＜画像形成装置について＞
本発明に係る画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、複写機、ファクシミリ機又はこれらの２以上を組み合わせた複合機であってもよい。
【００４６】
＜ローラ制御手段について＞
本発明に係るローラ制御手段は、帯電ローラ１１０を画像形成時に摺動させる構成に限定されず、非画像形成時に摺動させる構成であっても良く、画像形成時と非画像形成時の両方に摺動させる構成であっても良い。
また、本発明に係るローラ制御手段は、第１〜第３の実施形態のように、サーボ機構１５０，２５０，３５０を用いてケーシング１２０の姿勢を変える構成に限定されない。例えば、図１２に示す帯電装置４００のように、偏心カム４２３ａ，４２３ｂ，４３３ａ，４３３ｂでケーシング１２０の姿勢を変える構成であっても良い。変形例に係るローラ制御手段は、ケーシング１２０を支持する支持部材４１０と、天板１２１を押圧することでケーシング１２０の姿勢を変える天板押圧機構４２０と、第２側板１２３を押圧することでケーシング１２０の姿勢を変える側板押圧機構４３０と、それら天板押圧機構４２０及び側板押圧機構４３０を制御するカム制御部４４０とを備える。
【００４７】
支持部材４１０は、画像形成装置１の筐体２に固定されるボール軸４１１と、ケーシング１２０の天板１２１の略中央に固定され、ボール軸４１１の先端とボールジョイント機構により連結された軸受け部材４１２とを備える。ケーシング１２０は、ボール軸４１１と軸受け部材４１２との連結箇所を中心としてＡＢ方向及びＣＤ方向に回転自在に支持されている。
【００４８】
天板押圧機構４２０は、ステッピングモータ４２１と、当該ステッピングモータ４２１によって回転駆動されるシャフト４２２と、当該シャフト４２２に取り付けられた一対の偏心カム４２３ａ，４２３ｂとからなる。一対の偏心カム４２３ａ，４２３ｂは同形状であって、天板１２１の両端部にそれぞれ配置されており、一方の偏心カムの長径の部分が天板１２１の一端部と接触するとき、他方の偏心カムは短径の部分が天板１２１の他端部と接触するよう連動している。例えば、偏心カム４２３ａの長径Ｗ１の部分が天板１２１の一端部と接触するとき、偏心カム４２３ｂの短径Ｗ２の部分が天板１２１の他端部と接触する。これにより、天板１２１の長径Ｗ１の部分が接触している側の端部は感光体ドラム(不図示)に近づき、短径Ｗ２の部分が接触している側の端部は感光体ドラムから遠ざかって、ケーシング１２０はＡ方向に回転する。
【００４９】
側板押圧機構４３０は、ステッピングモータ４３１と、当該ステッピングモータ４３１によって回転駆動されるシャフト４３２と、当該シャフト４３２に取り付けられた一対の偏心カム４３３ａ，４３３ｂとからなる。一対の偏心カム４３３ａ，４３３ｂは同形状であって、第２側板１２３の両端部にそれぞれ配置されており、一方の偏心カムの長径の部分が第２側板１２３の一端部と接触しているときは、他方の偏心カムの短径の部分が第２側板１２３の他端部と接触するように連動している。例えば、偏心カム４３３ａの短径Ｗ３の部分が第２側板１２３の一端部と接触するとき、偏心カム４３３ｂの長径Ｗ４の部分が第２側板１２３の他端部と接触する。これにより、第２側板１２３の短径Ｗ３の部分が接触している側の端部は感光体ドラムの回転方向上流側に移動し、長径Ｗ４の部分が接触している側の端部はそれとは回転方向下流側に移動して、ケーシング１２０はＣ方向に回転する。
【００５０】
カム制御部４４０は、第１センサ１３０及び第２センサ１４０からの位置情報に基づいて、天板押圧機構４２０のステッピングモータ４２１、及び、側板押圧機構４３０のステッピングモータ４３１の回転駆動を制御し、ケーシング１２０の姿勢を変えて帯電ローラ１１０を摺動させる。
なお、本実施の形態では、ケーシング１２０をＡＢ方向とＣＤ方向の両方に回転させる構成であったが、ＡＢ方向とＣＤ方向のいずれかのみに回転させる構成であっても良い。その場合、天板押圧機構４２０及び側板押圧機構４３０の一方のみを備える構成であっても良い。
【００５１】
別の変形例として、ローラ操作手段は、第１〜第３の実施形態のように、帯電ローラ１１０がケーシング１２０のローラ回転軸方向一端部に達した場合に他端部に向けて移動するように帯電ローラ１１０の移動方向を切り換える構成に限定されず、設定された時間毎に、帯電ローラ１１０の移動方向を反対方向に切り換える構成であっても良い。
例えば、図１３に示すように、画像形成が開始されると（ステップＳ２０１で「ＹＥＳ」）、タイマーをＯＮにして（ステップＳ２０２）、設定された時間が経過した時に（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」）、画像処理が終了していなければ（ステップＳ２０４で「ＮＯ」）、サーボ制御部の制御履歴からケーシングの現在の回転方向を判定して（ステップＳ２０５）、それがＡ（Ｃ）方向でない場合は（ステップＳ２０５で「ＮＯ」）、ケーシングがＡ（Ｃ）方向に回転するようにステッピングモータを駆動させ（ステップＳ２０７）、それがＡ（Ｃ）方向の場合は（ステップＳ２０６で「ＹＥＳ」）、ケーシングがＢ（Ｄ）方向に回転するようにステッピングモータを駆動させる（ステップＳ２０８）。
【００５２】
別の変形例として、ローラ操作手段は、移動した帯電ロール１１０が第３側板１２４又は第４側板１２５まで到達した際に、帯電ロール１１０がさらに移動しようとして第３側板１２４又は第４側板１２５を押す反力を利用して機械的にケーシング１２０の姿勢を変える構成であっても良い。
＜ローラ保持部材について＞
本発明に係るローラ制御手段は、第３の実施形態に係るケーシング１２０のように、第１規制板（天板１２１）と第２規制板（第１側板１２２）とが一体である構成に限定されない。例えば、図１４に示す帯電装置５００のように、第１規制板５２１と第２規制板５２２とが別体となった構成でも良い。変形例に係るローラ保持部材５２０では、第１規制板５２１と第２規制板５２２の両方が、帯電ローラ１１０を感光体ドラム２１に圧接させる役割、及び、帯電ローラ１１０をローラ回転軸方向に摺動させる役割を果たす。
【００５３】
＜ローラ位置検知手段について＞
本発明に係るローラ位置検知手段は、反射型センサに限定されず、透過型センサ、ＣＣＤセンサ、メカ接点を備えたメカスイッチなど帯電ローラ１１０がケーシングの端部に移動したことを検知できるものであればよい。
＜その他＞
本発明に係る帯電装置は、第１〜第３の実施形態及び変形例の構成の一部を組み合わせた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ機及び複合機等の画像形成装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に係るローラ保持部材を示す斜視図である。
【図４】帯電装置の配置状態を説明するための図である。
【図５】姿勢制御部によるローラ操作処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る帯電ローラの移動原理を説明するための模式図である。
【図７】第１の実施形態に係るケーシングの姿勢と帯電ローラ移動速度との関係を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図９】第２の実施形態に係る帯電ローラの移動原理を説明するための模式図である。
【図１０】第２の実施形態に係るケーシングの姿勢と帯電ローラ移動速度との関係を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る帯電装置を示す概略構成図である。
【図１２】変形例に係るローラ操作手段等を示す斜視図である。
【図１３】変形例に係るローラ操作処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】変形例に係るローラ保持部材等を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  画像形成装置
１００，２００，３００，４００，５００  帯電装置
２１  像担持体
１１０  帯電ローラ
１２０，５２０  ローラ保持部材
１２１，５２１  第１規制板
１２２，５２２  第２規制板
１３０，１４０  ローラ位置検知手段
【図１】
2009300925.tif 000003
【図２】
2009300925.tif 000004
【図３】
2009300925.tif 000005
【図４】
2009300925.tif 000006
【図５】
2009300925.tif 000007
【図６】
2009300925.tif 000008
【図７】
2009300925.tif 000009
【図８】
2009300925.tif 000010
【図９】
2009300925.tif 000011
【図１０】
2009300925.tif 000012
【図１１】
2009300925.tif 000013
【図１２】
2009300925.tif 000014
【図１３】
2009300925.tif 000015
【図１４】
2009300925.tif 000016