(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持部材は、前記接触状態から前記芯材の下方への移動を許容すると共に、前記芯材の下方への移動を許容する許容量を、前記接触状態から前記芯材の上方への移動を許容する許容量と同様とする請求項1に記載の帯電装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の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1〜
図7に従って説明する。なお、図中に示す矢印Y方向は、鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印X方向は、水平方向であって装置幅方向を示し、矢印Z方向は、水平方向であって装置奥行を示す。
【0013】
(全体構成)
画像形成装置10は、
図7に示されるように、第一筐体12と、第二筐体14と、画像形成部16と、媒体搬送部50と、後処理部60と、制御部68と、を含んで構成されている。なお、制御部68は、画像形成装置10を構成する各部(画像形成部16を構成する各部等)の制御を行うようになっている。
【0014】
また、第一筐体12と第二筐体14とは、装置幅方向に並んで配置され、連結機構44により連結されている。
【0015】
〔画像形成部16〕
画像形成部16は、第一筐体12の内部に配置され、
図6に示されるように、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成された画像を記録媒体としてのシート部材Pに転写する転写装置30と、シート部材Pに転写されたトナー画像をシート部材Pに定着する定着装置40と、を含んで構成されている。なお、画像形成部16は、電子写真方式によりシート部材Pに画像を形成するようになっている。
【0016】
[トナー画像形成部20]
トナー画像形成部20は、像保持体の一例としての感光体ドラム21と、帯電装置22と、露光装置23と、現像装置24と、を含んで構成されている。トナー画像形成部20は、色ごとにトナー画像を形成するように複数備えられている。本実施形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色のトナー画像形成部20が設けられている。また、各色のトナー画像形成部20は、同様の構造とされ、転写装置30に備えられたる転写ベルト31の周回方向において、上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順で各色のトナー画像形成部20の感光体ドラム21が転写ベルト31と接するように、トナー画像形成部20が配置されている。そして、各色のトナー画像形成部20は、装置幅方向に並んで配置されている。なお、Y、M、C、Kを区別して説明する必要が無い場合は、Y,M,C,Kを省略して記載することがある。
【0017】
感光体ドラム21は、円筒状に形成され、駆動手段(図示省略)によって自軸周りに回転駆動されるようになっている。感光体ドラム21の外周面には、一例として負の帯電極性を呈する感光層が形成されている。なお、感光体ドラム21の外周面にオーバーコート層を形成してもよい。
【0018】
帯電装置22は、感光体ドラム21の外周面(感光層)に接触して、回転する感光体ドラム21に従動しながら回転し、感光体ドラム21の外周面を負極性に帯電させる帯電部材の一例としての帯電ロール70を備えている。なお、帯電装置22については、詳細を後述する。
【0019】
露光装置23は、感光体ドラム21の外周面に静電潜像を形成するようになっている。具体的には、制御部68を構成する画像信号処理部から受け取った画像データに応じて、変調した露光光Lを帯電装置22により帯電された感光体ドラム21の外周面に照射するようになっている。そして、露光光Lの照射により、感光体ドラム21の外周面には静電潜像が形成されるようになっている。
【0020】
本実施形態では、露光装置23は、光源(図示省略)から照射された光ビームをポリゴンミラーやFθレンズを含む光走査手段(光学系)で走査しつつ感光体ドラム21の外周面を露光する構成となっている。
【0021】
現像装置24は、トナーT(粉体の一例)及びキャリアCAを含む現像剤Gで感光体ドラム21の外周面に形成された静電潜像をトナー画像として現像することで、感光体ドラム21の外周面にトナー画像を形成するようになっている。現像装置24には、トナーTを現像装置24へ補充するためのトナーカートリッジ39が搬送路(図示省略)を介してつながっている。各色のトナーカートリッジ39は、露光装置23に対して上方で、装置幅方向に並んで配置されており、個別に第一筐体12に対して着脱可能(交換可能)とされている。
【0022】
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像が転写される無端状の転写ベルト31を備え、転写ベルト31は、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。本実施形態では、転写ベルト31は、正面側から見て装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。
【0023】
複数のロール32のうちロール32Dは、モーター(図示省略)の動力により転写ベルト31を矢印A方向に周回させる駆動ロールとして機能する。また、複数のロール32のうちロール32Tは、転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。複数のロール32のうちロール32Bは、後述する二次転写ロール34の対向ロールとして機能する。
【0024】
さらに、転写ベルト31を挟んで各色の感光体ドラム21の反対側には、感光体ドラム21の外周面に形成されるトナー画像を転写ベルト31に転写する一次転写ロール33が夫々配置されている。
【0025】
さらに、転写ベルト31の鈍角を成す下端側の頂部には、転写ベルト31に転写されたトナー画像をシート部材Pに転写する二次転写ロール34が接触しており、転写ベルト31と二次転写ロール34とで転写ニップNTが形成されている。
【0026】
定着装置40は、転写装置30においてトナー画像が転写されたシート部材Pに、トナー画像を定着させるようになっている。本実施形態では、定着装置40は、定着ニップNFにおいてトナー画像を加熱しつつ加圧することで、トナー画像をシート部材Pに定着するようになっている。
【0027】
〔媒体搬送部50〕
媒体搬送部50は、
図7に示されるように、画像形成部16にシート部材Pを供給する媒体供給部52と、画像が形成されたシート部材Pを排出する媒体排出部54と、を含んで構成されている。さらに、媒体搬送部50は、シート部材Pの両面に画像を形成させる際に用いられる媒体戻し部58と、転写装置30から定着装置40までシート部材Pを搬送する中間搬送部59と、を含んで構成されている。
【0028】
媒体供給部52は、画像形成部16の転写ニップNTに対し、転写タイミングに合わせてシート部材Pを1枚ずつ供給するようになっている。これに対して、媒体排出部54は、定着装置40にてトナー画像が定着されたシート部材Pを装置外に排出するようになっている。さらに、媒体戻し部58は、一方の面にトナー画像が定着されたシート部材Pの他方の面に画像を形成する際に、シート部材Pの表裏を反転させて画像形成部16(媒体供給部52)に戻すようになっている。
【0029】
〔後処理部60〕
後処理部60は、
図7に示されるように、第二筐体14の内部に配置され、画像が形成されたシート部材Pを冷却する媒体冷却部62と、シート部材Pの湾曲を矯正する矯正装置64と、画像を検査する画像検査部66と、を含んで構成されている。
【0030】
そして、後処理部60を構成する各部は、媒体搬送部50の媒体排出部54中に配置され、媒体冷却部62、矯正装置64及び画像検査部66は、シート部材Pの排出方向の上流側からこの順で配置されている。
【0031】
(画像形成動作)
次に、画像形成装置10によるシート部材Pへの画像形成工程、及び後処理工程の概要について説明する。
【0032】
画像形成指令を受けた制御部68は、トナー画像形成部20、転写装置30及び定着装置40を作動させる。これにより、感光体ドラム21及び現像装置24に備えられたる現像ロール(符号省略)が回転され、転写ベルト31が周回される。さらに、定着装置40に備えられる加圧ロール42が回転される共に、定着ベルト(符号省略)が周回される。そして、これらの動作に同期して、制御部68は、媒体搬送部50等を作動させる。
【0033】
これにより、各色の感光体ドラム21は、回転しながら帯電装置22によって帯電される。また、制御部68は、画像信号処理部で画像処理が施された画像データを、各色の露光装置23に送る。各色の露光装置23は、画像データに応じて各色の露光光Lを出射して、帯電した各色の感光体ドラム21に露光する。そして、各色の感光体ドラム21の外周面に静電潜像が形成される。各色の感光体ドラム21に形成された静電潜像は、現像装置24から供給される現像剤Gによってトナー画像として現像される。これにより、各色の感光体ドラム21には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のうち、対応する色のトナー画像が形成される。
【0034】
さらに、各色の感光体ドラム21に形成された各色のトナー画像は、各色の一次転写ロール33によって周回する転写ベルト31に順次転写される。これにより、転写ベルト31には、4色分のトナー画像が重畳されたトナー画像が形成される。このトナー画像は、転写ベルト31の周回によって転写ニップNTに搬送される。この転写ニップNTには、このトナー画像の搬送にタイミングを合わせるように、媒体供給部52によりシート部材Pが供給される。この転写ニップNTにおいて転写バイアス電圧が印加されることで、転写ベルト31からトナー画像がシート部材Pに転写される。
【0035】
トナー画像が転写されたシート部材Pは、中間搬送部59によって転写装置30の転写ニップNTから定着装置40の定着ニップNFに向けて、負圧吸引されながら搬送される。定着装置40は、定着ニップNFを通過するシート部材Pに熱及び加圧力(定着エネルギー)を付与する。これにより、シート部材Pに転写されたトナー画像がシート部材Pに定着される。
【0036】
定着装置40から排出されたシート部材Pは、媒体排出部54によって装置外の排出媒体受け部に向けて搬送されつつ、後処理部60により処理が施される。定着装置40により加熱されたシート部材Pは、まず媒体冷却部62において冷却される。次に、シート部材Pは、矯正装置64によって湾曲が矯正される。さらに、シート部材Pに定着されたトナー画像は、画像検査部66によって、トナー濃度欠陥、画像欠陥、画像位置欠陥等の有無や程度が検出される。そして、シート部材Pは、媒体排出部54によって第二筐体14の外部に排出される。
【0037】
一方、シート部材Pの画像が形成されていない非画像面(裏面)に画像を形成させる場合(両面印刷の場合)には、制御部68は、画像検査部66を通過したシート部材Pの搬送経路を、媒体排出部54から媒体戻し部58に切り替える。これによりシート部材Pは、表裏反転されて媒体供給部52に送り込まれる。このシート部材Pの裏面には、前述した工程と同様の工程で画像が形成(定着)され、媒体排出部54によって第二筐体14の外部に排出される。
【0038】
(要部構成)
次に、帯電装置22について説明する。
【0039】
帯電装置22は、
図4に示されるように、感光体ドラム21の上方に配置され、感光体ドラム21の外周面を負極性に帯電させる帯電ロール70(帯電部材の一例)と、帯電ロール70の表面を清掃する清掃部材72とを備えている。さらに、帯電装置22は、帯電ロール70、及び清掃部材72を回転可能に支持する一対の支持部材90を備えている。
【0040】
〔帯電ロール70〕
帯電ロール70は、装置奥行方向に延びる円柱状とされる軸部材70Aと、軸部材70Aが貫通する円筒状のロール部材70Bと、を備えている。そして、
図4に示されるように、帯電ロール70は、感光体ドラム21の上側から感光体ドラム21の外周面に接触するように配置されている。さらに、帯電ロール70の軸部材70Aは、帯電ロール70の両端に配置される一対の支持部材90に回転可能に支持されている。
【0041】
この構成において、帯電ロール70は、回転する感光体ドラム21と従動して回転するようになっている。そして、感光体ドラム21と従動して回転する帯電ロール70に図示せぬ電源から電圧が印加されることで、帯電ロール70が感光体ドラム21の表面を帯電するようになっている。
【0042】
〔清掃部材72〕
清掃部材72は、
図4に示されるように、装置奥行方向に延びる円柱状とされる芯材74と、芯材74の外周面に螺旋状に巻き付けられる清掃材76と、を備えている。そして、清掃部材72の清掃材76は、帯電ロール70の上側から帯電ロール70の外周面に接触するように配置されている。さらに、清掃部材72の芯材74は、清掃部材72の両端に配置される一対の支持部材90に回転可能に支持されている。
【0043】
清掃材76は、一例として、ウレタン樹脂の発泡材により形成され、芯材74の外周面に巻き付けられていない自由状態で断面矩形状とされている。さらに、清掃材76は、両面テープ(図示省略)を用いることで、芯材74の外周面に固定されるようになっている。
【0044】
また、清掃材76が芯材74に巻き付けられた状態では、
図2に示されるように、清掃材76における幅方向の両方の端部76Aは、中央部76Bよりも芯材74の径方向に突出している(反り立っている)。換言すると、清掃材76が芯材74に巻き付けられた状態では、清掃材76の幅方向の端部76Aの高さが、幅方向の中央部76Bの高さより高くなっている。本実施形態では、清掃材76の端部76Aの高さと、中央部76Bの高さとの差は、
図2に示すように寸法Hである。詳細には、装置奥行方向から見て、芯材74の中心を通り、水平方向に延びる線Rに対する清掃材76の端部76Aの高さ(T1)と、中央部76Bの高さ(T2)との差が、寸法Hである。
【0045】
また、清掃部材72の清掃材76を帯電ロール70に上側から接触させた接触状態(以下単に「接触状態」と記載する)では、清掃部材72の自重で清掃材76の端部が圧縮され、清掃材76の中央部76Bと帯電ロール70(
図2の二点鎖線参照)とが接触するようになっている。つまり、接触状態での清掃材76の圧縮量は、寸法H以上とされている。
【0046】
この構成において、清掃部材72が、回転する帯電ロール70に従動して回転することで、帯電ロール70の表面を清掃するようになっている。
【0047】
〔支持部材90〕
帯電ロール70、及び清掃部材72を回転可能に支持する支持部材90は、
図4に示されるように、清掃部材72の両端部に夫々配置されている。そして、支持部材90には、
図1、
図3に示されるように、芯材74の両端が挿入される凹部92が形成されている。
【0048】
凹部92は、清掃部材72と帯電ロール70の軸間バラツキを許容するため、装置奥行方向(芯材74の回転軸方向)から見て、上下方向に延びる長穴形状(スロット形状)とされている。これにより、芯材74の上下方向の移動が許容されている。そして、接触状態から芯材74の上方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法J)は、前述した寸法H(
図2参照)以下とされている。さらに、接触状態から芯材74の下方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法K)は、接触状態から芯材74の上方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法J)と同様とされている。
【0049】
(作用)
次に、帯電装置22の作用について、清掃部材72が、帯電ロール70の表面に付着したトナー外添剤等の付着物を取り除き、帯電ロール70の表面を清掃する動作によって説明する。
【0050】
図5(A)(B)に示されるように、矢印方向に回転する帯電ロール70の表面に付着した付着物は、従動して回転する清掃部材72の清掃材76の一方の端部76Aに押圧されて凝集する。具体的には、付着物は、清掃材76の一方の端部76Aが帯電ロール70の表面に押されて清掃部材72の厚さ方向(
図5(A)に示すG方向)と、幅方向(
図5(A)に示すW方向)に弾性変形(弾性圧縮)することで清掃材76に押圧されて凝集する。そして、
図5(C)に示されるように、凝集した付着物は、従動回転する清掃部材72の清掃材76の端部76Aが復元することで、この復元力により、密な状態からほぐされ、帯電ロール70の外周面からはじかれる。このように、清掃部材72が、帯電ロール70の表面を清掃する。
【0051】
(まとめ)
ここで、清掃部材72は、清掃材76を芯材74に螺旋状に巻き付けることで構成されている。このため、芯材に円筒状のロール材を被覆する清掃部材と比して、清掃部材72の外径寸法が部分的にばらつくことがある(変化してしまうことがある)。これにより、回転する帯電ロール70と従動して回転する清掃部材72が上下方向に移動(振動)することがある。
【0052】
しかし、接触状態から芯材74の上方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法J)は、清掃材76の端部76Aの高さと、中央部76Bの高さの差(
図1に示す寸法H)以下とされている。また、接触状態での清掃材76の圧縮量は、寸法H以上とされている。このため、接触状態から芯材74が上方へ移動した際にも清掃材76の端部76Aと帯電ロール70とが接触している。これにより、帯電ロール70を清掃する清掃性能が低下するのが抑制される。
【0053】
また、清掃部材72は、清掃材76を芯材74に螺旋状に巻き付けることで構成されている。このため、芯材に円筒状のロール材を被覆する清掃部材と比して、ロール材の外表面を切削する切削工程が不要となるため、清掃部材72のコストが低減される。換言すれば、コストを低減した上で、帯電ロール70を清掃する清掃性能が低下するのが抑制される。
【0054】
また、接触状態から芯材74の下方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法K)は、接触状態から芯材74の上方への移動を許容する許容量(
図1に示す寸法J)と同様とされている。このため、帯電ロール70と従動して回転する清掃部材72が上下方向に移動(振動)した際にも、振幅が凹部92によって規制され、接触状態から上方への移動量と接触状態から下方への移動量とが同様となり、清掃部材72が偏って振動するのが抑制される。このため、帯電ロール70に清掃むらが生じるのが抑制される。
【0055】
また、画像形成装置10においては、帯電ロール70を清掃する清掃性能が低下するのが抑制されることで、出力画像の品質の低下が抑制される。
【0056】
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、清掃材76は、弾性変形可能なウレタン樹脂の発泡材により形成されたが、この材料に限定されず、清掃材76が芯材74に巻き付けられた状態では、清掃材76の幅方向の両方の端部76Aの高さが、中央部76Bの高さよりも高くなる弾性材料であればよい。