(57)【要約】【課題】簡単な構成で帯電ローラ表面を効果的に清掃し、画質の低下及び帯電ローラの寿命の低下を防止可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１には、感光体ドラム２、感光体ドラム２と従動回転する帯電ローラ３、感光体ドラム２の回転方向に対し帯電ローラ３よりも上流側において感光体ドラム２及び帯電ローラ３の表面に接触しながら回転可能なクリーニング部材２１と、が設けられている。クリーニング部材２１は、回転軸２１ａとブラシ部２１ｂとを有しており、帯電ローラ３に対して従動方向に回転し、クリーニング部材２１の帯電ローラ３に対する線速比は１より小さい。【選択図】図２
2010117389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体と対向配置され前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラを清掃するクリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング部材は、前記像担持体の回転方向に対し前記帯電ローラの上流側に、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触するよう配置されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材は、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支され、前記クリーニング部材の線速は、前記像担持体及び帯電ローラの線速とは異な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】
前記クリーニング部材は、前記帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つ前記クリーニング部材の前記帯電ローラに対する線速比は、１よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニング部材は、導電性であり、
前記クリーニング部材に前記帯電ローラと略同じ電圧を印加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５】
前記クリーニング部材は、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支され、前記クリーニング部材の線速は、前記像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング部材は、前記帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つ前記クリーニング部材の前記帯電ローラに対する線速比は、１よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記クリーニング部材が、前記帯電ローラの回転軸方向に往復運動することを特徴とする請求項１〜６に記載の画像形成装置。
【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器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、像担持体（感光体）表面を帯電させるために帯電器が用いられている。帯電器としては、感光体と非接触に配置し、コロナ放電により感光体の表面を帯電させるコロトロン（若しくはスコロトロン）帯電器と、感光体に接触して若しくは非接触に配置されて感光体を帯電する帯電ローラと、が知られている。しかし、近年、人体に有害なオゾンの排出量を減らすため、オゾン排出量がより少ない帯電ローラが採用されることが多くなっている。
【０００３】
このような帯電ローラを用いる画像形成装置においては、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像後、感光体表面に残留するトナーやトナー外添剤を、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置により除去するようになっている。しかし、感光体表面に残留するトナー外添剤等の異物がクリーニングブレードを擦り抜ける場合があり、擦り抜けた異物が帯電ローラの表面に付着する場合がある。特に、帯電ローラを感光体と接触させる場合には、かかる付着は大きい。
【０００４】
このような場合、帯電ローラ表面において異物の付着した部分では、感光体に対する帯電が不十分となり、その結果、帯電ムラが生じ、画像品質を低下させるおそれがある。また、異物の付着により帯電ローラの寿命が短くなるおそれがある。そこで、帯電ローラ表面の異物を除去するための方法が開示されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、クリーニング部材の帯電ローラへの当接部を該帯電ローラに対向する面における帯電ローラの回転方向下流側の一端面とし、保持部材の上記一端面側に、帯電ローラの回転に伴ってクリーニング部材が帯電ローラの回転方向へ弾性変形することを抑制する弾性変形抑制部材を設けることにより、クリーニング部材の帯電ローラに対する摩擦力の変動を抑え、クリーニング部材の保持部材からの脱落や、帯電ローラ表面に対するクリーニング部材の発熱によるフィルミング現象の発生を防止するための方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３５１５８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、帯電ローラ表面に付着する異物を完全に除去することは困難であり、クリーニング部材は、異物を完全に除去できないまでも、帯電ローラ表面において異物が局所的に集中して付着することがないよう均一にならし、これにより放電ムラを抑制するために用いられている場合が多い。
【０００７】
ここで、異物が例えば筋状に局所的に集中した状態で感光体ドラム表面に残留し、クリーニングブレードを擦り抜け、筋状のまま帯電ローラ表面に付着する場合がある。かかる場合、感光体ドラムと帯電ローラとのニップ圧により帯電ローラ表面に押し付けられるため、筋状の異物をクリーニング部材により均一にならすことが困難となる。その結果、筋状カブリやハーフトーン画像における筋画像等、画像の不具合が発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構成で帯電ローラ表面を効果的に清掃し、画質の低下及び帯電ローラの寿命の低下を防止可能な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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体と対向配置され前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラを清掃するクリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記像担持体の回転方向に対し前記帯電ローラの上流側に、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触するよう配置されたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支され、前記クリーニング部材の線速は、前記像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つ前記クリーニング部材の前記帯電ローラに対する線速比は、１よりも小さいことを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材は、導電性であり、前記クリーニング部材に前記帯電ローラと略同じ電圧を印加することを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支され、前記クリーニング部材の線速は、前記像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つ前記クリーニング部材の前記帯電ローラに対する線速比は、１よりも大きいことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記クリーニング部材が、前記帯電ローラの回転軸方向に往復運動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の構成によれば、帯電ローラのクリーニング部材を、像担持体の回転方向に対し帯電ローラの上流側に、像担持体と帯電ローラとに接触するよう配置することにより、クリーニング部材によって像担持体表面の異物を予め分散すると共にその一部を除去し、かかる分散後に帯電ローラ表面に付着した異物を除去すると共にさらに分散することができる。
【００１７】
これにより、帯電ローラ表面に異物が局所的に集中したまま付着することを防止すると共に付着する異物を減少させることができるため、帯電ローラ表面における異物の除去及び分散が容易となる。従って、簡単な構成で帯電ローラ表面を効果的にクリーニングし、画質の低下及び帯電ローラの寿命の低下を防止することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、クリーニング部材を、像担持体と帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支し、クリーニング部材の線速が、像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることにより、像担持体及び帯電ローラに対するクリーニング部材の掃き取り性能を向上させることができるため、異物の除去及び分散性能をより向上させ、かかる除去及び分散をより容易にすることができる。
【００１９】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、クリーニング部材を、帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つクリーニング部材の帯電ローラに対する線速比を、１よりも小さくすることにより、帯電ローラの回転を安定に維持すると共に、特に帯電ローラの表面に対するクリーニング部材の掃き取り性能を向上させて異物の除去及び分散性能を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、クリーニング部材を導電性とし、クリーニング部材に帯電ローラと略同じ電圧を印加することにより、像担持体に対して帯電ローラにより帯電する前に、クリーニング部材によって予備帯電を行うことが可能となるため、像担持体に対する帯電性能を向上させることができ、画質の低下をより防止することができる。
【００２１】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の画像形成装置において、クリーニング部材を、像担持体と帯電ローラとに接触しながら回転可能に軸支し、クリーニング部材の線速が、像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることにより、像担持体及び帯電ローラに対するクリーニング部材の掃き取り性能を向上させることができるため、異物の除去及び分散性能をより向上させ、かかる除去及び分散をより容易にすることができる。
【００２２】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、クリーニング部材を、帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つクリーニング部材の帯電ローラに対する線速比を、１よりも大きくすることにより、クリーニング部材と帯電ローラとのニップ部における線速差によって、クリーニング部材に溜まった異物を弾き飛ばすことができる。これにより、クリーニング部材の帯電性能の低下を防止し、画質の低下をより防止することができる。
【００２３】
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画像形成装置において、クリーニング部材が、帯電ローラの回転軸方向に往復運動することにより、帯電ローラ表面からの異物の除去及び分散性能をより向上させることができ、画質の低下をより防止することができる。特に、クリーニング部材が回転すると共に往復運動することにより、帯電ローラ表面に対して回転方向と、該回転方向とは異なる方向と、に物理的な衝撃力を与えることができるため、より効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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、本発明の第１実施形態に係る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、搬送ベルト８の上方に配設されている。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。
【００２５】
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、画像形成部Ｐに隣接して移動する搬送ベルト８によって担持・搬送されるシート（記録媒体）６上に転写され、さらに、定着部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。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。
【００２６】
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の周囲及び上方には、感光体ドラム２を帯電させる帯電ローラ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装置５と、感光体ドラム２上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部９と、静電潜像を除去する除電器１０と、が設けられている。
【００２７】
先ず、帯電ローラ３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。現像装置５には、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、現像装置５により感光体ドラム２上に供給され、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、感光体ドラム２、帯電ローラ３及び現像装置５の詳細については、後述する。
【００２８】
トナー像が転写されるシート６は、シート６を収納する複数の給紙カセット１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１２ｄに収容されており、給紙ローラ１３、レジストローラ１４を介して搬送ベルト８上へ供給され、感光体ドラム２の位置へと搬送される。搬送ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００２９】
搬送ベルト８は、下流側の駆動ローラ１５と、上流側の従動ローラ１６とに掛け渡されており、搬送ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、シート６がレジストローラ１４から搬送ベルト８上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、所定のタイミングにより感光体ドラム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、所定の転写電圧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。このシート６は、搬送ベルト８上に静電吸着力で保持されている。なお、転写の詳細については後述する。
【００３０】
トナー像が転写されたシート６は、搬送ベルト８から離脱し、定着部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部９により除去される。搬送ベルト８から定着部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。
【００３１】
図２は、本実施形態に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺の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。感光体ドラム２としては、例えばアモルファスシリコンドラムを用いることができる。また、感光体ドラム２は、不図示の駆動ギアを介して不図示の駆動モータと連結されることにより、図中時計回りに回転するようになっている。また、感光体ドラム２表面は、例えば後述する電源２３（図３参照）と電気的に接続された帯電ローラ３によって＋２５０Ｖに一様に帯電されるようになっている。
【００３２】
また、現像装置５は、感光体ドラム２と非接触に対向して配置された現像ローラ５ａを備えており、現像ローラ５ａに対し、現像バイアスとして直流成分が＋１７０Ｖ、交流成分が振幅１．７ｋＶ、周波数２．５ｋＨｚ及びＤＵＴＹ比４５％の矩形波を印可し、現像ローラ５ａ表面のトナーを感光体ドラム２に供給し静電潜像を現像する。現像されたトナー像は転写ローラ１７に転写バイアス−２．５ｋＶを印加することによってシート６（図１参照）上に転写されるようになっている。
【００３３】
帯電ローラ３としては、例えばφ６ｍｍの芯金３ａにローラ径がφ１２ｍｍとなるようにエピクロルヒドリンゴム弾性層（厚さ３ｍｍ）を成型することにより形成することができる。かかる弾性層の電気抵抗は３×１０6Ωｃｍであり、ゴム硬度は４５°(ＪＩＳＡ)である。なお、弾性層としては、例えば導電性ゴムローラ等のソリッドタイプを用いることができる。また、帯電ローラ３は、感光体ドラム２に対して従動回転するようになっている。
【００３４】
そして、図２に示すように、感光体ドラム２の回転方向に対し帯電ローラ３の上流側には、感光体ドラム２及び帯電ローラ３と接触しながら回転可能に軸支されたクリーニング部材２１が配置されている。クリーニング部材２１は、帯電ローラ３と略平行に配置された回転軸２１ａと、回転軸２１ａの周囲に沿って配置され、感光体ドラム２及び帯電ローラ３の表面と当接するブラシが植毛されたブラシ部２１ｂと、から構成されている。ブラシ部２１ｂは、例えば導電性のナイロン等の樹脂材料から形成されており、帯電ローラ３及び感光体ドラム２の表面に食い込み可能な程度の硬さを有している。
【００３５】
クリーニング部材２１は、帯電ローラ３への損傷や回転に及ぼす影響等が少ないという観点から、本実施形態に示すようなブラシローラが好ましいが、その他、ゴムローラとすることもできる。ブラシローラの場合、単糸繊度が大きくなると、装置構成によっては帯電ローラ３の安定回転を阻害するおそれがある。かかる観点を考慮すれば、ブラシ部２１ｂに用いられるブラシの単糸繊度は、例えば１０Ｔ以下とすることが好ましい。
【００３６】
また、ブラシの密度が小さくなれば感光体ドラム２及び帯電ローラ３に対する損傷や回転に及ぼす影響は小さいものの掃き取り性能が低下する傾向にあり、大きくなれば掃き取り性能が向上するものの感光体ドラム２及び帯電ローラ３に対する上記影響が大きくなる傾向にある。従って、例えばかかる観点を考慮して密度を適宜設定することができ、例えば密度を３０ｋＦ／ｉｎｃｈ2以上３００ｋＦ／ｉｎｃｈ2以下とすることが好ましい。
【００３７】
また、ブラシ部２１ｂを、帯電ローラ３の表面に食い込ませることにより、帯電ローラ３表面の異物の除去及び分散性能を向上させることができる。かかる食い込み量は、例えば０．５ｍｍとすることができる。しかし、上記食い込み量は、ブラシ部２１ｂ、帯電ローラ３の材質等に応じて適宜設定することができる。また、感光体ドラム２に対するクリーニング部材２１の食い込み量も、同様に例えば０．５ｍｍとすることができる。
【００３８】
また、クリーニング部材２１は、帯電ローラ３に対して従動方向（感光体ドラム２とはカウンター方向）に回転することとし、帯電ローラ３に対する線速比を１より小さく設定することとした。かかる線速比は例えば０．８５とすることができる。クリーニング部材２１は、不図示の駆動モータ等により感光体ドラム２とは別個に駆動して回転させることも、感光体ドラム２の上記駆動ギアと不図示のアイドルギアを介して連結し、ギア比等を適宜設定することにより回転させることもできる。
【００３９】
次に、クリーニング部材２１による清掃動作について説明する。転写ローラ１７による転写後、感光体ドラム２表面に残留したトナー外添剤等の異物のうち、クリーニング装置９により回収されなかった異物は、感光体ドラム２と共に回転する。かかる異物がクリーニング部材２１と対向する位置に到達すると、感光体ドラム２表面と回転しながら当接するクリーニング部材２１のブラシ部２１ｂにより掃かれ、感光体ドラム２表面において主としてまばらに分散される。このとき、異物の一部はクリーニング部材２１に除去される。
【００４０】
次に、クリーニング部材２１に除去されなかった異物は、さらに感光体ドラム２と共に回転し、帯電ローラ３と対向する位置に到達すると、帯電ローラ３の表面に付着する。なお、帯電ローラ３表面と感光体ドラム２とのニップ部では、帯電ローラ２表面の電位とニップ部での圧接力とが作用するため、感光体ドラム２表面の異物は帯電ローラ３表面に付着し易くなっている。帯電ローラ３表面に付着した異物は、帯電ローラ３表面に食い込んだクリーニング部材２１により掃かれることにより除去され、残りは分散される。
【００４１】
このように、クリーニング部材２１が感光体ドラム２表面と接触することにより、感光体ドラム２表面に残留する異物を、帯電ローラ３に付着するよりも前に予め分散（予備分散）する第１清掃が行われ、その後、帯電ローラ３に付着した異物を除去及び分散する第２清掃が行われる。
【００４２】
また、第１清掃により感光体ドラム２表面の異物を予備分散できるため、該表面において局所的に集中することを回避することができる。これにより、感光体ドラム２表面に局所的に集中した異物が帯電ローラ３とのニップ部で圧接され、このように集中したまま帯電ローラ３表面に押し固められることを防止できる。従って、第２清掃において、クリーニング部材２１による帯電ローラ３表面に付着した異物の除去及び分散が容易となる。
【００４３】
このように、クリーニング部材２１を感光体ドラム２及び帯電ローラ３に接触させ、第１及び第２清掃という２度の清掃を行うことにより、帯電ローラ３表面のみを清掃するだけでは十分に除去及び分散することが困難であった異物を、十分に除去及び分散することができる。これにより、帯電ローラ３表面を効果的に清掃し、画質の低下及び帯電ローラの寿命の低下を防止することができる。また、かかる２度の清掃動作を１つのクリーニング部材２１で行うことができるため、簡単な構成となり、コストを減少させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、クリーニング部材２１を、感光体ドラム２及び帯電ローラ３と接触しながら回転可能に軸支し、クリーニング部材２１の線速が、感光体ドラム２及び帯電ローラ３の線速とは異なることとしたため、感光体ドラム２及び帯電ローラ３に対するクリーニング部材２１の掃き取り性能を向上させることができる。これにより、異物の除去及び分散性能をより向上させ、かかる除去及び分散をより容易にすることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、クリーニング部材２１の帯電ローラ３に対する線速比を１より小さくしたため、帯電ローラ３表面において線速差により摩擦力を向上させ、クリーニング部材２１の掃き取り性能を十分に発揮させることができる。これにより、帯電ローラ３表面の異物の除去及び分散性能を向上させることができる。また、帯電ローラ３に対して従動方向に回転させることにより、帯電ローラ３の回転の安定を維持することができる。
【００４６】
しかし、クリーニング部材２１の回転方向及び線速は、上記第１及び第２清掃を行うことが可能であれば、特に限定されるものではない。なお、クリーニング部材２１を帯電ローラ３に対してカウンター方向（感光体ドラム２に対して従動方向）に回転させる、若しくは帯電ローラ３に対する線速比を１より大きくすると、帯電ローラ３の回転が不安定になる傾向にある一方、第１の清掃において感光体ドラム２表面の異物の分散及び除去性能を向上させる傾向にある。
【００４７】
また、かかる線速比を１とする場合には、帯電ローラ３表面での異物の除去及び分散性を十分に向上させることができないおそれがある。従って、例えばかかる観点を考慮し、クリーニング部材２１の回転方向及び線速を、感光体ドラム２表面での第１清掃の清掃性能と帯電ローラ３表面での第２清掃の清掃性能とによる総合的な清掃性能が向上するよう、予備実験等により検討し、装置構成等に応じて適宜設定することができる。また、ここでは、クリーニング部材２１のブラシ部２１ｂを導電性としたが、非導電性とすることもできる。
【００４８】
また、本実施形態では、クリーニング部材２１を回転させたため、クリーニング部材２１に過度の負荷がかかって劣化することを防止して長寿命にすると共に帯電ローラ３を損傷させたり、異物が帯電ローラ３表面に強く押圧され固着することを防止することもできる。しかし、クリーニング部材２１を固定式とすることもできる。
【００４９】
ここで、クリーニング部材２１を固定式にすると、帯電ローラ３の材質等によってはクリーニング部材２１が劣化したり、帯電ローラ３とのニップ圧等によっては帯電ローラ３を損傷させたり、異物を帯電ローラ３表面に強く押圧し固着させるおそれがあり、これらを回避するために構成が複雑になるおそれがある。従って、かかる観点から、本実施形態のようにクリーニング部材２１を回転式にすることが好ましい。
【００５０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺の概略拡大断面図である。
【００５１】
本実施形態では、電源２３によりクリーニング部材２１を帯電ローラ３と同電位となるよう同じＤＣ電圧＋６５０Ｖを印加することとした。図３に示すように、クリーニング部材２１の回転軸２１ａは、帯電ローラ３の芯金３ａと同様、電源２３に電気的に接続されている。また、クリーニング部材２１は、上記第１実施形態と同様、帯電ローラ３に対して従動方向に回転することとしたが、帯電ローラ３に対する線速比は１より大きくした。それ以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５２】
本実施形態により、上記第１実施形態と同様、クリーニング部材２１により、感光体ドラム２表面に対して第１清掃を行い、帯電ローラ３表面に対して第２清掃を行うことができる。加えて、帯電ローラ３に印加される感光体ドラム２に対する帯電電圧と略同じ電圧が、クリーニング部材２１にも印加されるため、帯電ローラ３の帯電より前に、クリーニング部材２１が感光体ドラム２表面をプレ帯電（予備帯電）することができる。
【００５３】
このように、帯電ローラ３のみならずクリーニング部材２１にも電圧を印加して２度の帯電を行うことにより、特に、帯電ローラ３の帯電性能が低下しやすい低温低湿環境下等においても感光体ドラム２を十分に帯電することができる。これにより、画質の低下を防止することができる。加えて、２度の清掃及び２度の帯電動作を1つのクリーニング部材２１を用いることにより実現できるため、簡単な構成となり、コストを減少させることができる。
【００５４】
また、帯電ローラ３とクリーニング部材２１とが同電位となるため、両者間で静電気力の発生が抑制されるため、異物の種類によってはクリーニング部材２１による帯電ローラ３表面の物理的な掃き取り性能を向上させることも可能となる。
【００５５】
また、本実施形態でも、上記第１実施形態と同様、クリーニング部材２１の帯電ローラ３に対する線速比を１より小さくしたため、帯電ローラ３表面において線速差により摩擦力を向上させ、クリーニング部材２１の掃き取り性能を十分に発揮させることができる。これにより、帯電ローラ３表面の異物の除去及び分散性能を向上させることができる。また、帯電ローラ３に対して従動方向に回転させることにより、帯電ローラ３の回転の安定を維持することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、クリーニング部材２１を帯電ローラ３に対して従動方向に回転させ、帯電ローラ３に対する線速比を１より大きくした。クリーニング部材２１を、かかる従動方向に回転させることにより、上記第１実施形態と同様、帯電ローラ３の回転を安定に維持することができる。
【００５７】
ここで、上記第１実施形態とは異なり、クリーニング部材２１に上記電圧を印加する場合には、特に感光体ドラム２上の異物を電気的に吸着し易くなる。これにより、電気抵抗となる異物がクリーニング部材２１に勢い良く蓄積され、クリーニング部材２１の帯電性能が急速に低下するおそれがある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、クリーニング部材２１の帯電ローラ３に対する線速比を１より大きくすることとした。これにより、クリーニング部材２１に溜まった異物を、クリーニング部材２１と帯電ローラ３とで形成されたニップ部の回転方向下流側で弾き飛ばすことができるため、クリーニング部材２１への異物の蓄積を抑制し、クリーニング部材２１の帯電性能の低下を防止することができる。
【００５９】
しかし、クリーニング部材２１の回転方向及び線速は、特に限定されるものではなく、上述した感光体ドラム２表面での第１清掃と帯電ローラ３表面での第２清掃とのバランスによる総合的な清掃性能等を考慮するのに加え、感光体ドラム２に対する帯電性能も考慮して、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００６０】
本実施形態では、クリーニング部材２１にＤＣ電圧を印加したが、クリーニング部材２１に対する印加電圧は、帯電ローラ３と略同電圧を印加可能であれば特に限定されず、帯電ローラ３に対する印加電圧に応じてＡＣ電圧を印加することも、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳して印加することもできる。また、その印加量も、帯電条件等に応じて適宜設定することができる。
【００６１】
また、本実施形態のように、クリーニング部材２１に電圧を印加する場合には、上記した２度の帯電を行うため、クリーニング部材２１のブラシ部２１ｂは、導電性材料から形成することが必要である。
【００６２】
また、上記各実施形態では、クリーニング部材２１を、回転軸２１ａを中心に回転させることとしたが、クリーニング部材２１の動作は、特に上記各実施形態に特に限定されるものではない。
【００６３】
図４は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺を示す概略拡大断面図であり、図５は、図４のＡ方向から見た平面図であり、図６は、図５のＢ方向から見た平面図である。図１〜図３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。
【００６４】
本実施形態では、図４〜図６に示すように、クリーニング部材２１の往復運動を可能とする往復運動機構２７を設けた。図５及び図６に示すように、往復運動機構２７は、軸受部材２８、円盤状カム３０及びケース部材３１を備えている。
【００６５】
クリーニング部材２１の回転軸２１ａは、帯電ローラ３の芯金３ａと共に軸受部材２８に回転可能に支持されている。回転軸２１ａの左側端部には、軸方向に湾曲変形させた円板状カム３０が設けられている。円板状カム３０は、回転軸２１ａに回転不能に嵌合する小判状穴３０ａを有するボス部３０ｂに対して、軸直角方向よりも僅かに傾斜させることで形成されている。
【００６６】
また、円板状カム３０が嵌り込む有底四角箱状のケース部材３１が設けられており、このケース部材３１の底付近に、円板状カム３０の外周部の一部を軸方向の両側から挟み込む一対の突起３１ａが形成されている。また、ケース部材３１は、軸受部材２８に固定され、軸方向に移動しないようになっている。
【００６７】
これにより、クリーニング部材２１が回転駆動されると、ケース部材３１の一対の突起３１ａでクリーニング部材２１の円板状カム３０がガイドされ、クリーニング部材２１を軸方向に往復運動させることができる。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、設明を省略する。
【００６８】
本実施形態により、クリーニング部材２１が、帯電ローラ３の回転軸方向に往復運動することができる。これにより、感光体ドラム２及び帯電ローラ３の表面に対して軸方向に対する物理的な衝撃を与えることができるため、感光体ドラム２及び帯電ローラ３表面からの異物の除去及び分散効果を向上させることができ、画質の低下をより防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、クリーニング部材２１が回転軸２１ａを中心に回転すると共に往復運動することとしたため、帯電ローラ３表面に対して回転方向と、該回転方向とは異なる方向と、に物理的な衝撃力を与えることができ、より効果的である。しかし、クリーニング部材２１が回転することなく、往復運動のみを行う構成とすることもできる。
【００７０】
なお、クリーニング部材２１の往復周期は、例えば感光体ドラム２及び帯電ローラ３に対する異物の除去及び分散性能と、感光体ドラム２及び帯電ローラ３に及ぼす損傷の程度や回転の安定と、を考慮し、装置構成等に応じて適宜設定することができる。
【００７１】
その他、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、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、帯電ローラ３は感光体ドラム２に対して接触させる接触方式としたが、感光体ドラム２に対して非接触な非接触方式とすることもできる。
【００７２】
非接触方式は接触方式に比べて異物の付着量は圧倒的に少ないが、それでも特に集中的にトナー外添剤等の異物が擦り抜けた場合等には、かかる異物が帯電ローラ３表面へ付着するおそれがあるため、非接触方式においても帯電ローラ３表面の異物を除去及び分散させる必要が生じ得る。
【００７３】
また、本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、種々の画像形成装置に適用可能である。
【００７４】
以下、本発明について実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００７５】
下記の実験例１及び実験例２の画像形成装置を用い、常温常湿環境下（２３℃５０％ＲＨ）、普通紙に印字率５％のテキスト画像（文字画像）を３０万枚連続して印字する第１耐久性試験を行い、印字画像の画質を評価した。
【００７６】
＜実験例１＞
図１に示した本発明の第１実施形態の画像形成装置を用い、クリーニング部材２１のブラシ部２１ｂの材質を、単紙繊度２．３Ｔ（総繊度２２０Ｔ／９６Ｆ）、密度６０ｋＦ／ｉｎｃｈ2の導電性ナイロンとし、感光体ドラム２及び帯電ローラ３へのブラシ部２１ｂの食い込み量を０．５ｍｍに設定した。また、帯電ローラ３は、感光体ドラム２と同線速で従動回転することとした。
【００７７】
クリーニング部材２１は、帯電ローラ３に対して従動方向に回転すると共にクリーニング部材２１の帯電ローラ３に対する線速比を０．８５とした。また、帯電ローラ３に帯電用のＤＣ電圧＋６５０Ｖを印加した。かかる構成で第１耐久性試験を行った。結果を表１に示す。
【００７８】
＜実験例２＞
クリーニング部材２１を、帯電ローラ３にのみ接触させて回転させること以外は、実験例１と同様にして第１耐久性試験を行った。結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
2010117389.tif 000003
【００８０】
表１に示すように、クリーニング部材２１を感光体ドラム２と帯電ローラ３とに接触させる本発明の構成を満たす実験例１の場合、３０万枚まで印字画像の画質低下が認められなかった。これに対し、クリーニング部材２１を帯電ローラ３に接触させて回転させる本発明の構成を満たさない実験例２の場合、１２万枚より印字画像に筋状カブリが発生し、明らかに画質の低下が認められた。また、例えば３０万枚をメンテナンスサイクルとした場合、実験例１ではメンテナンスサイクルまで画質低下を防止できたのに対し、実験例２では、メンテナンスサイクルまで画質の低下を防止できなかった。
【００８１】
この結果、本発明により、感光体ドラム２と帯電ローラ３とにクリーニング部材２１を接触させることにより、帯電ローラ３の表面の異物を除去及び分散させることができるため、帯電ローラ３表面に局所的に集中して異物が付着することを防止し、画質低下を防止することができることがわかった。また、異物の付着に起因する帯電ローラ３の寿命の低下を防止できることがわかった。
【実施例２】
【００８２】
さらに、上記実施例１よりも過酷な条件で第２耐久性試験を行った。すなわち、常温常湿環境下（２３℃５０％ＲＨ）、普通紙に印字率５％のテキスト画像（文字画像）を３０万枚連続して印字し、かかる連続印字中、５０万枚ごとに低温低湿環境下（１０℃２０％ＲＨ）で印字して印字画像の画質を評価した。
【００８３】
＜実験例３＞
図３に示した本発明の第２実施形態の画像形成装置を用い、電源２３により帯電ローラ３のみならずクリーニング部材２１にもＤＣ電圧＋６５０Ｖを印加する以外は実験例１と同様にして、第２耐久性試験を行った。結果を表２に示す。
【００８４】
＜実験例４＞
上記実験例１の画像形成装置を用い、第２耐久性試験を行った。すなわち、帯電ローラ３にのみＤＣ電圧＋６５０Ｖを印加し、クリーニング部材２１には電圧を印加しなかった。結果を表２に示す。
【００８５】
【表２】
2010117389.tif 000004
【００８６】
表２に示すように、クリーニング部材２１を感光体ドラム２と帯電ローラ３とに接触させることに加え、クリーニング部材２１に帯電ローラ３と同電圧を印加する実験例３の場合、３０万枚まで印字画像の画質低下が認められなかった。一方、クリーニング部材２１に電圧を印加しない実験例４の場合、２０万枚より印字画像に筋状カブリが発生し、より過酷な低温低湿環境下では画質の低下が認められる傾向にあった。
【００８７】
この結果、クリーニング部材２１を感光体ドラム２と帯電ローラ３とに接触させることにより、より過酷な環境下で行う第２耐久性試験では画質が低下する傾向にあるものの、通常の環境下で行う第１耐久性試験では、十分に画質の低下を防止できることがわかった。これに対し、クリーニング部材２１を感光体ドラム２と帯電ローラ３とに接触させることに加え、クリーニング部材２１に帯電ローラ３と同電圧を印加することにより、より過酷な第２耐久性試験においても十分に画質の低下を防止できることがわかった。
【００８８】
このように、クリーニング部材２１に上記電圧を印加することにより、感光体ドラム２に対する帯電性能を向上させることができ、画質の低下を一層防止することができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、像担持体と、該像担持体と対向配置され前記像担持体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラを清掃するクリーニング部材と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング部材は、前記像担持体の回転方向に対し前記帯電ローラの上流側に、前記像担持体と前記帯電ローラとに接触するよう配置されたことを特徴とする画像形成装置されたものである。
【００９０】
これにより、帯電ローラ表面における異物の除去及び分散が容易となるため、簡単な構成で帯電ローラ表面を効果的にクリーニングし、画質の低下及び帯電ローラの寿命の低下を防止することができる。また、クリーニング部材を、像担持体及び帯電ローラと接触しながら回転可能に軸支し、クリーニング部材の線速が、像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることにより、クリーニング部材の掃き取り性能を向上させることができるため、異物の除去及び分散性能をより容易にすることができる。
【００９１】
また、クリーニング部材を、帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つクリーニング部材の帯電ローラに対する線速比を、１よりも小さくすることにより、帯電ローラの回転を安定に維持すると共に、異物の除去及び分散性能を向上させることができる。また、クリーニング部材を導電性とし、クリーニング部材に帯電ローラと略同じ電圧を印加することにより、クリーニング部材により予備帯電を行うことが可能となるため、像担持体に対する帯電性能を向上させることができ、画質の低下をより防止することができる。
【００９２】
また、上記帯電を行うと共に、クリーニング部材を、像担持体及び帯電ローラと接触しながら回転可能に軸支し、クリーニング部材の線速が、像担持体及び帯電ローラの線速とは異なることにより、クリーニング部材の掃き取り性能を向上させることができるため、異物の除去及び分散性能をより容易にすることができる。
【００９３】
また、クリーニング部材を、帯電ローラに対して従動方向に回転し、且つクリーニング部材の帯電ローラに対する線速比を、１よりも大きくすることにより、クリーニング部材に溜まった異物を弾き飛ばすことができるため、クリーニング部材の帯電性能の低下を防止し、画質の低下をより防止することができる。また、クリーニング部材が、帯電ローラの回転軸方向に往復運動することにより、帯電ローラ表面からの異物の除去及び分散性能をより向上させることができ、画質の低下をより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
【図２】は、本実施形態の画像形成装置に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺の概略拡大断面図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺の概略拡大断面図である。
【図４】は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置に用いられる感光体ドラム、帯電ローラ及びクリーニング部材周辺を示す概略拡大断面図である。
【図５】は、図４のＡ方向から見た平面図である。
【図６】は、図５のＢ方向から見た平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１      画像形成装置
２      感光体ドラム（像担持体）
３      帯電ローラ
３ａ    芯金
２１      クリーニング部材
２１ａ    回転軸
２１ｂ    ブラシ部
２３      電源
２７      往復移動機構
２８      軸受部材
３０      円板状カム
３１      ケース部材
Ｐ      画像形成部
【図１】
2010117389.tif 000005
【図２】
2010117389.tif 000006
【図３】
2010117389.tif 000007
【図４】
2010117389.tif 000008
【図５】
2010117389.tif 000009
【図６】
2010117389.tif 000010