JP5256242B2 - 帯電装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体の帯電を行う帯電装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を形成する感光体の帯電方式として、スコロトロン方式が主流であったが、近年オゾンの発生に対する安全性の問題から、オゾンの発生量が少ない接触帯電ローラ方式が多く採用されている。

このような接触式の帯電装置を用いる場合、感光体ドラム表面がトナーの成分や転写紙の紙粉等の異物で汚染されていると、これら異物が、帯電ローラの表面抵抗の上昇を引き起こし、帯電性能が低下する結果、画像品質が低下する。また、帯電ローラ表面の部分的な汚染はグレー画像での濃度ムラ（黒スジ）といった不具合として現れ易いため、帯電ローラの寿命を支配する主要因となっている。

これらの問題を回避するために、例えば特許文献１には、帯電ローラ表面を清掃するためのブラシローラを設け、ブラシローラを回転させると同時に長手方向にスラストさせることにより、帯電ローラ表面の部分的な汚染を低減する方法が開示されている。かかる特許文献１に示すようなブラシローラ周辺の構成を図１８に示す。

図１８に示すように、帯電装置３のハウジング３ａ内には、帯電ローラ３１表面を清掃するブラシローラ３３が設けられており、ブラシローラ３３が回転するときに発生する、ブラシ先端が撓んで戻る際の弾性力によって、帯電ローラ３１表面の異物を弾いている。しかし、近年、コスト低減及び装置本体の小型化の要請が高まっており、ブラシローラよりもコンパクトな板状ブラシを用いることが提案されている。

また例えば、特許文献２には、板状のブラシを帯電ローラに対してスラスト移動させることにより、クリーニングブレードからの異物の擦り抜けによる帯電ローラの汚染を防止する方法が開示されている。かかる特許文献２に示すような板状ブラシ周辺の構成を図１９に示す。

図１９に示すように、帯電装置３のハウジング３ａ内には、帯電ローラ３１表面を清掃する板状ブラシ３５が設けられている。板状ブラシ３５は、支持板３５ａと、支持板３５ａから感光体ドラム２側に突設されたブラシ部３５ｂと、を有し、図の紙面とは垂直方向にスラスト移動する。

特開２００７−１５５８４４号公報 特開２００６−１９５１５４号公報

ここで、図２０に、板状ブラシと帯電ローラとの当接状態を図１９のＡ方向から示す。ブラシ部３５ｂは、帯電ローラ３１の曲率に応じて撓んでおり、図２０に示すように、特に短手方向（図の紙面とは垂直方向、図１９の左右方向参照）中央部では、帯電ローラ３１と支持板３５ａとの距離が短いため、ブラシ部３５ｂの湾曲が大きい。また、ブラシ部材３５がスラスト移動しても、ブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との当接領域において支持板３５ａと帯電ローラ３１との距離は変わらない。

このため、ブラシ部３５ｂの短手方向中央部では、板状ブラシ３５が長手方向（図の左右方向）にスラスト移動しても、ブラシ部３５ｂの先端が殆どスラスト方向に移動しないおそれがある。その結果、かかる短手方向中央部では帯電ローラ３１に対する摺動距離が短くなり、帯電ローラ３１の清掃能力を十分に発揮させることが困難となる。

上記の通り、特許文献１のようなブラシローラでは、コストが高くなると共に、装置本体の小型化が困難となる。また、特許文献２のような板状ブラシでは、コストは低くなるが、板状ブラシを単に長手方向（スラスト方向）に往復移動させても、ブラシ部による帯電ローラ表面の摺動距離が短いため十分な清掃能力を発揮させることが困難である。さらに、板状ブラシを単にスラスト方向に移動させるだけでは、帯電ローラ表面に対しスラスト方向に沿って集中的に帯状に付着した異物を十分に清掃することは困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、帯電部材に対して高い清掃能力を発揮すると共に、低コストで小型化も可能な帯電装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、像担持体に対して接触回転しながら帯電する接触式の帯電部材と、該帯電部材と接触して前記帯電部材表面を摺擦可能なブラシ部材と、を有する帯電装置であって、前記ブラシ部材には、板状の支持部と、該支持部から突設され前記帯電部材と接触するブラシ部と、が設けられ、前記ブラシ部材は、前記ブラシ部と前記帯電部材との接触部において前記帯電部材の軸方向に沿って往復運動すると共に、前記軸方向とは垂直方向に沿って往復運動することを特徴としている。

また、本発明は、前記ブラシ部材は、前記垂直方向に沿って略直線状に往復運動することを特徴としている。

また、本発明は、前記ブラシ部材は、前記帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電部材の周面に対して接線方向に沿って略直線状に往復運動することを特徴としている。

また、本発明は、前記ブラシ部材は、前記軸方向を中心として揺動可能であり、前記垂直方向に沿って略円弧状に往復運動することを特徴としている。

また、本発明は、前記ブラシ部材は、前記帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電部材の周面に対して法線方向に沿って往復運動することを特徴としている。

また、本発明は、前記ブラシ部は、静電植毛法によって前記支持部に形成され、且つ、前記垂直方向に対して傾斜した複数の隙間を有することを特徴としている。

また、本発明は、前記帯電装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、ブラシ部材に、板状の支持部と、該支持部から突設され帯電部材と接触するブラシ部と、を設け、ブラシ部材が、ブラシ部と帯電部材との接触部において帯電部材の軸方向に沿って往復運動すると共に、軸方向とは垂直方向に沿って往復運動することによって、帯電部材表面に対するブラシ部の先端の摺擦距離を長くすることができるため、帯電部材に対して高い清掃能力を発揮すると共に、低コストで小型化も可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の帯電装置において、ブラシ部材が、垂直方向に沿って略直線状に往復運動することによって、より簡単な構成で、帯電部材に対して高い清掃能力を発揮できる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の帯電装置において、帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電部材の周面に対して接線方向に沿って略直線状に往復運動することによって、より簡単な構成で、帯電部材に対して高い清掃能力を発揮できる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の帯電装置において、ブラシ部材が、軸方向を中心として揺動可能であり、垂直方向に沿って略円弧状に往復運動することによって、ブラシ部の弾性力をより発揮できるため、帯電部材に対してより高い清掃能力を発揮できる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１の構成の帯電装置において、ブラシ部材が、帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電部材の周面に対して法線方向に沿って往復運動することによって、ブラシ部の弾性力をより発揮できるため、帯電部材に対してより高い清掃能力を発揮できる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の帯電装置において、前記ブラシ部が、静電植毛法によって支持部に形成され、且つ、垂直方向に対して傾斜した複数の隙間を有する構成とすることによって、ブラシ部同士の干渉を防止すると共に、より万遍なく帯電部材を清掃することが可能となる。

また本発明の第７の構成によれば、上記第１〜第６のいずれかの構成の帯電装置を備えた画像形成装置とすることによって、帯電性能の低下に起因する画像品質の低下を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る帯電装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図 本発明の第１実施形態に係る帯電装置周辺の構成を示す概略断面図 図２の板状ブラシ及び帯電ローラ周辺を示す概略拡大断面図 板状ブラシのブラシ部を示す概略図 板状ブラシが帯電ローラ表面に圧接される状態を示す概略拡大断面図 板状ブラシ周辺の構成を図３のＢ方向から示す概略側面図 長手方向及び短手方向において板状ブラシが一方に移動した状態を図３のＣ方向から示す概略図 長手方向及び短手方向において板状ブラシが他方に移動した状態を図３のＣ方向から示す概略図 板状ブラシの短手方向の移動状態を示す概略図 板状ブラシの移動状態を図５の下方から示す概略図 図９のＤＤ’断面図 本発明の第２実施形態に係る帯電装置に用いられる板状ブラシ周辺の構成を示す概略側面図 長手方向及び短手方向において板状ブラシが一方に移動した状態を図１２の上方から示す概略図 長手方向及び短手方向において板状ブラシが他方に移動した状態を図１２の上方から示す概略図 図１３のＥＥ’断面図 板状ブラシの短手方向の揺動状態を図１２の左方から示す概略図 板状ブラシの移動状態を図１２の下方から示す概略図 従来の帯電装置に用いられるブラシローラ周辺を示す概略断面図 従来の帯電装置に用いられる板状ブラシ周辺を示す概略断面図 板状ブラシと帯電ローラとの当接状態を図１９のＡ方向から示す図

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る帯電装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置１内には画像形成部Ｐが配設されている。この画像形成部Ｐは、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。

この画像形成部Ｐには、可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）２が配設されており、感光体ドラム２上に形成されたトナー像が、シート（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着ユニット７においてシート６上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。不図示の駆動モータにより感光体ドラム２を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム２に対する画像形成プロセスが実行される。

次に、画像形成部Ｐについて詳細に説明する。回転自在に配設された感光体ドラム２の周囲及び右方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電装置３と、感光体ドラム２に画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム２上にトナー像を形成する現像ユニット５と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）を回収するクリーニング装置９と、静電潜像を除去する除電器１０と、が設けられている。

先ず、帯電装置３に設けられた帯電ローラ３１によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット５は、感光体ドラム２と対向して配置された現像ローラ５ａを有し、現像ユニット５には、磁性一成分の正帯電トナーがトナーコンテナ１１によって所定量充填されている。このトナーは、不図示の現像バイアス印加装置により現像バイアスが印加された現像ローラ５ａにより感光体ドラム２表面に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、帯電装置３の詳細については後述する。

トナー像が転写されるシート６は、シート６を収納する給紙カセット１２に収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ１４を介して、トナー像が形成された感光体ドラム２に向けて搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、シート６の所定位置にトナー像が転写されるように感光体ドラム２上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム２の下部において、所定の転写バイアスが印加された転写ローラ１７で電界付与することにより、感光体ドラム２上のトナー像がシート６上に転写される。

トナー像が転写されたシート６は、定着ユニット７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム２は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング装置９により回収される。定着ユニット７に搬送されたシート６は、定着ローラ７ａにより加熱及び加圧されてトナー像がシート６の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート６は、その後排出ローラ１８によって排出トレイ１９に排出される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る帯電装置周辺の構成を示す概略断面図であり、図３は、図２の板状ブラシ及び帯電ローラ周辺を示す概略拡大断面図であり、図４は、板状ブラシのブラシ部を示す概略図であり、図５は、板状ブラシが帯電ローラ表面に圧接される状態を示す概略拡大断面図である。図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。なお、図２において、感光体ドラム２と転写ローラ１７との間を通る矢印方向は、シート６の搬送方向を示し、図５において、支持板３５ａを破線で示す。

感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムを用いることができ、また、感光体ドラム２は、上記した通り、図中時計回りに回転するようになっている。

帯電装置３には、感光体ドラム２表面と回転自在に当接し、該ドラム表面を帯電する帯電ローラ３１が配置されている。帯電ローラ３１は、例えば、金属製のシャフト（芯金）３１ａ（図６参照）の周面に抵抗値１０⁵〜１０⁶Ω、表面粗さＲ_Z＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴム等から成るゴム層（弾性層）を形成した導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを好適に用いることができる。

また、ゴム層としては、その他、エピクロルヒドリンゴムにカーボンを分散した電子伝導性材料から形成することも、エピクロルヒドリンゴムにイオン性導電材を添加したイオン伝導性材料から形成することもできるが、特にこれらに限定されるものではない。また、その他、例えば、発泡ゴムローラにチューブを被せたスポンジタイプ等を用いることもできる。

帯電ローラ３１は、帯電装置３のハウジング３ａに回転可能に支持されている。また、帯電ローラ３１は、感光体ドラム２に所定のニップ圧で圧接されており、感光体ドラム２に従動して回転するようになっている。また、画像形成時、帯電ローラ３１にはトナーと同極性（ここでは正極性）の帯電バイアスが印加されるようになっている。

具体的には、帯電ローラ３１の芯金３１ａ（図６参照）は、不図示の電源と電気的に接続され、かかる電源により帯電ローラ３１に対して交流電圧を重畳した直流電圧から成る帯電バイアスが印加される。かかる帯電バイアスの印加によって帯電ローラ３１のゴム層の抵抗に応じて流れる電流により、感光体ドラム２表面を帯電することができる。なお、帯電ローラ３１に対して、直流電圧を印加することもできる。

また、転写ローラ１７には、画像形成時、トナーとは逆極性の転写バイアスが印加されるようになっている。

クリーニング装置９には、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード２２と、感光体ドラム２表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム２表面を摺擦して研磨するクリーニングローラ２３と、トナー排出手段としての回収スパイラル２４と、スクレーパ２５と、が設けられている。クリーニングブレード２２は、感光体ドラム２の表面に、該ドラムの回転方向（図２の時計回り）に対しカウンターとなるよう当接している。

クリーニングブレード２２は、硬度７０°、自由長１０ｍｍ、厚さ２．２ｍｍの板状ウレタンゴムから形成されており、感光体ドラム２に対する食い込み量が１．２ｍｍとなるように設定されている。なお、これらクリーニングブレード２２の材質、形状や食い込み量等は、装置構成等に応じて適宜設定することができる。

クリーニングローラ２３は、肉厚２ｍｍ、外径１４ｍｍのＥＰＤＭゴム製発泡材料から形成されており、感光体ドラム２とのニップ部において感光体ドラム２と同じ方向に（図２の反時計回り）に、感光体ドラム２に対して１．２倍の周速で回転するようになっている。

クリーニングローラ２３の回転方向に対し、クリーニングローラ２３と感光体ドラム２とのニップ部よりも下流側には、支持部２６から突設されたスクレーパ２５が配置されている。スクレーパ２５は、厚さ８０μｍのＳＵＳ製板から形成されており、自由端部がクリーニングローラ２３表面に当接している。スクレーパ２５によって、クリーニングローラ２３と感光体ドラム２とのニップ圧によりクリーニングローラ２３表面に付着した現像残トナーを、掻き落とすことができる。

感光体ドラム２表面の残留トナーや外添剤は、クリーニングブレード２２、クリーニングローラ２３及びスクレーパ２５で回収され、感光体ドラム２の回転力と、クリーニングローラ２５の回転力及び回転駆動により、回収スパイラル２４に搬送される。その後、残留トナー等は、回収スパイラル２４によって、クリーニング装置９外に配置された回収タンクに搬送され、ここに蓄積される。なお、図示しないが、クリーニング装置９には、クリーニング装置９内の回収トナーを外部に漏らさないためのウレタンシール等も設けられている。

図３において帯電ローラ３１の上方（図２において帯電ローラ３１の右方）には、帯電ローラ３１表面に圧接され、該ローラ表面を清掃する板状ブラシ（ブラシ部材）３５が配置されている。板状ブラシ３５は、例えば、細長く平たい矩形から成る支持板（支持部）３５ａと、支持板３５ａから突設されたブラシ部３５ｂと、から形成されている。

支持板３５ａは、ハウジング３ａに、長手方向（軸方向）及び短手方向（軸方向とは垂直方向）に移動可能に支持されている。また、ブラシ部３５ｂは、導電性のブラシから成り、かかる導電性のブラシが、静電植毛法を用いて支持板３５ａに植毛されることによって形成されている。また、ブラシ部３５ｂは、全体として支持板３５ａに沿った平たい矩形状に形成されている。

ブラシ部３５ｂの材質としては、例えば、ナイロン系、ポリエステル系等の導電性樹脂材料を用いることができるが、その他、樹脂材料を他の導電性材料と複合化させることによって導電性が付与されたような材料を用いることもできる。また、帯電ローラ３１表面の清掃性を考慮すれば、ブラシ部３５ｂのブラシ長さは、例えば１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましく、ブラシ線径は、例えば１デニール〜１０デニールが好ましく、２デニールがより好ましい。

また、図４に示すように、ブラシ部３５ｂは、短手方向に対し傾斜した複数のスリット３５ｂａ（隙間）を有するように形成されている。スリット３５ｂａは、一定の間隔を隔てて一定の幅で形成されている。かかるスリット３５ｂａを設けることにより、静電植毛法で形成された密度の高いブラシ部３５ｂの間に、帯電ローラ３１表面から掻き取った異物が滞留することを防止できる。また、ブラシ部３５ｂが帯電ローラ３１表面を摺擦する際、ブラシ部３５ｂ同士が互いに干渉することを防止できるため、ブラシ部３５ｂの弾性力をより効果的に発揮することができる。

また、図５に示すように、ブラシ部３５ｂにおける帯電ローラ３１表面と接触している領域のうち、短手方向（図５の左右方向）において両端部で最も食い込みが小さく、中央部において最も食い込みが大きくなっている。かかる両端部と中央部との食い込み量の差ｄ（すなわち帯電ローラ３１表面と支持板３５ａとの最近接距離）は、０．２ｍｍ以下３ｍｍ以下とすることが好ましく、ここでは、０．５ｍｍとなるように設定されている。

図６は、板状ブラシ周辺の構成を図３のＢ方向から示す概略側面図であり、図７は、長手方向及び短手方向において板状ブラシが一方に移動した状態を図３のＣ方向から示す概略図であり、図８は、他方に移動した状態を図３のＣ方向から示す概略図であり、図９は、板状ブラシの短手方向の移動状態を示す概略図であり、図１０は、板状ブラシの移動状態を図５の下方から示す概略図であり、図１１は、図９のＤＤ’断面図である。図２〜図５と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、板状ブラシ３５の支持板３５ａの長手方向（図の左右方向）に沿って右端部には、コイルバネ３４の一端が連結されている。また、コイルバネ３４の他端は、ハウジング３ａ（図２参照）に固定されている。これにより、コイルバネ３４は、板状ブラシ３５を、図の左側に付勢している。

一方、板状ブラシ３５の左端部における短手方向（図の紙面とは垂直方向）中央部から、長手方向に沿って左側に支軸３５ｃが突設されており、支軸３５ｃには、図の下方に突出する突起部３５ｄが形成されている。

板状ブラシ３５の左側には、略円盤状から成り、図の右側面が傾斜した形状から成る回転部材３７が配置されている。回転部材３７は、帯電装置３のハウジング３ａ（図２参照）に回転可能に支持されており、上記した感光体ドラム２を回転させるための不図示の駆動モータと不図示のギアを介して連結されている。これにより、感光体ドラム２の回転に伴って、回転部材３７が回転するようになっている。

回転部材３７が回転し、図７に示すように、支軸３５ｃの先端が回転部材３７の最も肉薄部分と当接すると、板状ブラシ３５はコイルバネ３４の付勢力によって左側に移動し、図８に示すように、最も肉厚部分と当接すると、板状ブラシ３５は、肉厚部分に押圧され、コイルバネ３４の付勢力に抗して右側に移動する。すなわち、板状ブラシ３５のブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との接触部において長手方向に沿って往復移動する（スラスト移動）。

また、図６に示すように、支軸３５ｃに対し図６の下方には、略直線状の第１案内溝部３９が形成されている。第１案内溝部３９は、図７及び図８に示すように板状ブラシ３５の長手方向に対して傾斜して配置されている。第１案内溝部３９の第１溝３９ａには、支軸３５ｃに形成された突起部３５ｄが係合している。また、第１案内溝部３９は、突起部３５ｄが第１溝３９ａに沿って案内されるような大きさ、位置関係で形成されている。

これにより、図７に示すように、板状ブラシ３５が左側に移動するとき、突起部３５ｄは第１溝３９ａに沿って図の下方に移動し、図８に示すように、右側に移動するとき、突起部３５ｄは第１溝３９ａに沿って図の上方に移動する。すなわち、図９に示すように、板状ブラシ３５は、ブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との接触部において短手方向（図の左右方向）に沿って略直線状に往復運動、つまり、帯電ローラ３１の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電ローラ３１の周面に対して接線方向に沿って略直線状に往復運動する。

このように、感光体ドラム２の回転と共に回転部材３７が回転すると、感光体ドラム２と従動回転する帯電ローラ３１に対して、板状ブラシ３５が長手方向及び短手方向に移動するため、図１０に示すように、板状ブラシ３５は、全体として長手方向に対して傾斜する方向（斜め方向）に往復移動する。

これにより、図１１に示すように、ブラシ部３５ｂの一部が帯電ローラ３１表面との距離が最も小さくなる領域Ｒ（図９参照）に配置されても（図１１に実線で示す）、板状ブラシ３５が短手方向に移動することによって、当該一部が領域Ｒよりも外側（図９の右側若しくは左側）に移動する（図１１に破線で示す）。

そして、かかる移動の際、ブラシ部３５ｂの撓みが開放されるため、その弾性力によってブラシ部３５ｂの先端が帯電ローラ３１表面の異物を弾くことができる。また、板状ブラシ３５が斜め方向に往復移動することにより、かかる異物を弾く動作が順次行われることになるため、帯電ローラ３１表面の摺擦時間が、単にスラスト移動する場合よりも長くなる。

なお、板状ブラシ３５の長手方向のスラスト移動における、図７に示す最も左側から図８に示す最も右側までの移動距離（振幅）は、帯電ローラ３１の清掃状態等に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、帯電ローラ３１を十分に清掃することができる。

一方、かかる振幅を例えば３ｍｍ以下とすることが好ましく、これにより、無駄に装置が大型化することを回避できる。また、これらを考慮すれば、例えば長手方向の振幅を２ｍｍとすることがより好ましい。また、スラスト移動周期は、帯電ローラ３１が１回転するとき、１往復以上することが好ましいが、特に限定されるもものではない。

また、板状ブラシ３５の短手方向の移動における、図７に示す最も下側から図８に示す最も上側までの移動距離（振幅）は、帯電ローラ３１の清掃状態等に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上とすることが好ましく、これにより、帯電ローラ３１を十分に清掃することができる。

一方、かかる振幅を例えば３ｍｍ以下とすることが好ましく、これにより、無駄に装置が大型化することを回避できる。また、これらを考慮すれば、例えば短手方向の振幅を２ｍｍとすることがより好ましい。また、短手方向の移動周期は、帯電ローラ３１が１回転するとき、１往復以上することが好ましいが、特に限定されるもものではない。

上記の通り、板状ブラシ３５に、支持板３５ａと、該支持板３５ａから突設され帯電ローラ３１と接触するブラシ部３５ｂと、を設け、板状ブラシ３５が、ブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との接触部において帯電ローラ３１の軸方向（長手方向）に往復運動すると共に、軸方向とは垂直方向（短手方向）に往復運動することとしたため、帯電ローラ３１表面に対するブラシ部３５ｂの先端の摺擦距離を長くすることができる。これにより、帯電ローラ３１に対して高い清掃能力を発揮することができる。また、板状ブラシ３５を用いることができるため、低コストで小型化も可能となる。

また、本実施形態では、ブラシ部３５ｂが、静電植毛法によって支持板３５ａに形成され、且つ、短手方向に対して傾斜した複数のスリット３５ｂａを有することとしたため、ブラシ部３５ｂ同士の干渉を防止すると共に、より万遍なく帯電ローラ３１を清掃することが可能となる。

かかるスリット３５ｂａの間隔、及びスリット３５ｂａによって隔てられたブラシ部３５ｂの幅は、特に限定されるものではないが、板状ブラシ３５の振幅よりも短く、且つ、板状ブラシ３５が１往復する間にブラシ部３５ｂを通過する帯電ローラ３１表面の全領域がブラシ部３５ｂと当接するように、適宜設定することが好ましい。かかる観点を考慮すれば、例えばブラシ部３５ｂの帯電ローラ３１表面に対する食い込み量が０．５ｍｍのとき、スリット３５ｂａの間隔及びブラシ部３５ｂの幅を、２ｍｍとすることができる。

また、スリット３５ｂａの短手方向に対する傾斜角度は、例えば３０°とすることができるが、かかる角度は特に限定されるものではなく、ブラシ部３５ｂの撓み状態等に応じてブラシ部３５ｂ同士が干渉しないよう、適宜設定することができる。また、かかるスリット３５ｂａを設けない構成とすることもできる。また、ブラシ部３５ｂの形成方法は、特に静電植毛法に限定されるものではなく、その他、例えば、織タイプのブラシを用いてブラシ部３５ｂを形成することもできる。

また、板状ブラシ３５の短手方向及び長手方向におけるブラシ部３５ｂ先端の並び、すなわち長手方向及び短手方向に見た断面は、平担には特に限定されず、ブラシ部３５ｂの帯電ローラ３１に対する清掃状態等に応じて、その他、凸状または凹状とすることもできる。また、これらを凸状または凹状とした場合、その曲率は、帯電ローラ３１の清掃状態等に応じて適宜設定すればよい。

また、このようにブラシ部３５ｂを凸状または凹状とする代わりに、支持板３５ａを、凸状または凹状とすること等もできる。また、支持板３５ａを可撓性材料から形成し、帯電ローラ３１の表面曲率に応じて支持板３５ａを撓ませるようにすることもできる。

また、支持板３５ａと帯電ローラ３１表面との間の最近接距離（差ｄ）は、ブラシ部３５ｂのブラシ長さ、板状ブラシ３５の振幅、ブラシ部３５ｂの帯電ローラ３１に対する食い込み量等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、板状ブラシ３５が、短手方向に略直線状に往復運動することとしたため、より簡単な構成で、帯電ローラ３１に対して高い清掃能力を発揮できる。しかし、ブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との接触部における板状ブラシ３５の短手方向の往復移動は、上記実施形態に特に限定されるものではない。

図１２は、本発明の第２実施形態に係る帯電装置に用いられる板状ブラシ周辺の構成を示す概略側面図であり、図１３は、長手方向及び短手方向において板状ブラシが一方に移動した状態を図１２の上方から示す概略図であり、図１４は、他方に移動した状態を図１２の上方から示す概略図であり、図１５は、図１３のＥＥ’断面図であり、図１６は、板状ブラシの短手方向の揺動状態を図１２の左方から示す概略図であり、図１７は、板状ブラシの移動状態を図１２の下方から示す概略図である。図２〜図１１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、板状ブラシ３５を、スラスト移動させると共に長手方向を中心として揺動させることとした。図１２に示すように、本実施形態では、支軸３５ｃがスラスト方向に移動可能且つ回転可能に支持されると共に、支持板３５ａが全体としてスラスト方向に移動可能且つ支軸３５ｃを中心として回転可能に支持されることとした。

また、支軸３５ｃに第１実施形態の突起部３５ｄの代わりにアーム部３５ｅが突設され、第１案内溝部３９の代わりに、アーム部３５ｅを案内する第２案内溝部４１が設けられている。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図１２〜図１４に示すように、第２案内溝部４１は、短手方向（図１２の紙面とは垂直方向、図１３及び図１４の上下方向）に対して傾斜して設けられている。また、図１５に示すように、第２案内溝部４１は、図の下方に突出するように湾曲した円弧状に形成されており、第２案内溝部４１の第２溝４１ａにはアーム部３５ｅが係合している。また、第２案内溝部４１は、アーム部３５ｅが第２溝４１ａに沿って案内されるような大きさ、位置関係で形成されている。

これにより、図１３に示すように、回転部材３７の回転により板状ブラシ３５が左側に移動するとき、支軸３５ｃが図の左側へ移動すると共に、アーム部３５ｅの先端が第２溝４１ａに案内されて図の下方へ移動する。これにより、アーム部３５ｅ及び支軸３５ｃは、図１５の反時計回りに回動する（図１５の実線、図１６の実線参照）。

これに対し、図１４に示すように、板状ブラシ３５が右側に移動するとき、支軸３５ｃが図の右側へ移動すると共に、アーム部３５ｅの先端が第２溝４１ａに案内されて図の上方へする。これにより、アーム部３５ｅ及び支軸３５ｃは、図１５の時計回りに回動する（図１５の破線、図１６の破線参照）。従って、図１６に示すように、板状ブラシ３５は、ブラシ部３５ｂと帯電ローラ３１との接触部において短手方向（図の左右方向）に沿って略円弧状に往復運動、つまり、帯電ローラ３１の軸方向に対して直交する方向で、且つ、帯電ローラ３１の周面に対して法線方向に沿って往復運動する。

これにより、図１６に示すように、ブラシ部３５ｂの一部が帯電ローラ３１表面との距離が最も小さくなる領域Ｒに配置されても、板状ブラシ３５が短手方向に移動することによって、当該一部が領域Ｒよりも外側に移動すると共に、帯電ローラ３１から図の上方に離間するように移動する。

このように、感光体ドラム２の回転と共に回転部材３７が回転すると、感光体ドラム２と従動回転する帯電ローラ３１に対して、板状ブラシ３５が長手方向に移動且つ及び短手方向に揺動するため、図１７に示すように、板状ブラシ３５は、全体として長手方向に対して傾斜する方向（斜め方向）に往復移動する。

そして、かかる移動の際、ブラシ部３５ｂの撓みが開放されるため、その弾性力によってブラシ部３５ｂの先端が帯電ローラ３１表面の異物を弾くことができる。また、板状ブラシ３５が斜め方向に往復移動することにより、かかる異物を弾く動作が順次行われることになるため、帯電ローラ３１表面の摺擦時間が、単にスラスト移動する場合よりも長くなる。また、板状ブラシ３５の揺動周期は、帯電ローラ３１が１回転する間に１往復以上することが好ましいが、特に限定されるものではない。

本実施形態により、板状ブラシ３５が、支軸３５ｃ（長手方向）を中心として揺動可能とし、短手方向に略円弧状に往復運動することによって、ブラシ部３５ｂの弾性力をより発揮できるため、帯電ローラ３１に対してより高い清掃能力を発揮できる。なお、板状ブラシ３５の揺動角度は、ブラシ部３５ｂのブラシ長さ等に応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。

かかる揺動角度は、例えばブラシ部３５ｂによる摺擦領域を有効に利用する観点から、ブラシ部材３５が１往復する間に、ブラシ部３５ｂの短手方向一端から他端までが帯電ローラ３１表面と当接できるような角度とすることが好ましい。また、本実施形態のアーム部３５ｅとして、第１実施形態の突起部３５ｄを用いることもできる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、板状ブラシ３５を短手方向に移動させる方法として、突起部３５ｄと第１案内溝部３９、及び、アーム部３５ｅと第２案内溝部４１、を用いたが、その他、支軸３５ｃをソレノイドのＯＮ／ＯＦＦ等によって短手方向に往復移動させたり、支軸３５ｃを正逆回転可能なモータ等と連結することによって、長手方向を中心として揺動させることもできる。また、板状ブラシ３５のスラスト移動方法も上記実施形態に特に限定されるものではない。

また、本発明が適用できる画像形成装置は、カラー用、モノクロ用の如何を問わず、デジタル複写機や、アナログ複写機、レーザビームプリンタなど、種々の画像形成装置に適用できる。

本発明は、ブラシ部材に、板状の支持部と、該支持部から突設され帯電部材と接触するブラシ部と、を設け、ブラシ部材が、ブラシ部と帯電部材との接触部において帯電部材の軸方向に沿って往復運動すると共に、軸方向とは垂直方向に沿って往復運動するものである。

これにより、帯電部材に対して高い清掃能力を発揮すると共に、低コストで小型化も可能となるため、帯電不良の発生を防止すると共に、帯電装置の長寿命化を図ることができる。また上記帯電装置を備えた画像形成装置とすることによって、帯電性能の低下に起因する画像品質の低下を防止することができる。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム（像担持体）
３ 帯電装置
３１ 帯電ローラ（帯電部材）
３４ コイルバネ
３５ 板状ブラシ（ブラシ部材）
３５ａ 支持板（支持部）
３５ｂ ブラシ部
３５ｂａ スリット（隙間）
３５ｃ 支軸
３５ｄ 突起部
３５ｅ アーム部
３７ 回転部材
３９ 第１案内溝部
３９ａ 第１溝
４１ 第２案内溝部
４１ａ 第２溝

Claims (7)

1. 像担持体に対して接触回転しながら帯電する接触式の帯電部材と、
   該帯電部材と接触して前記帯電部材表面を摺擦可能なブラシ部材と、を有する帯電装置であって、
   前記ブラシ部材には、板状の支持部と、該支持部から突設され前記帯電部材と接触するブラシ部と、が設けられ、
   前記ブラシ部材は、前記ブラシ部と前記帯電部材との接触部において前記帯電部材の軸方向に沿って往復運動すると共に、前記軸方向とは垂直方向に沿って往復運動することを特徴とする帯電装置。
2. 前記ブラシ部材は、前記垂直方向に沿って略直線状に往復運動することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記ブラシ部材は、前記帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、前記帯電部材の周面に対して接線方向に沿って略直線状に往復運動することを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
4. 前記ブラシ部材は、前記軸方向を中心として揺動可能であり、前記垂直方向に沿って略円弧状に往復運動することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
5. 前記ブラシ部材は、前記帯電部材の軸方向に対して直交する方向で、且つ、前記帯電部材の周面に対して法線方向に沿って往復運動することを特徴とする請求項４に記載の帯電装置。
6. 前記ブラシ部は、静電植毛法によって前記支持部に形成され、且つ、前記垂直方向に対して傾斜した複数の隙間を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の帯電装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載された前記帯電装置を備えた画像形成装置。

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