(57)【要約】【課題】長期に渡る高画質化を達成できるプロセスカートリッジを提供すること。【解決手段】静電潜像保持体と、現像手段と、前記静電潜像保持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触する帯電ロールクリーナと、前記静電潜像保持体の表面をクリーニングする静電潜像保持体クリーナとを有し、前記静電潜像保持体クリーナが、クリーニングブレード、回収トナーを収納するハウジング、カートリッジ内の回収トナーを外部に搬送する搬送手段、及び、回収トナーをカートリッジ外部に排出する排出口を有し、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーナのニップ幅が、排出口側で大きいことを特徴とするプロセスカートリッジ。【選択図】図３
2010066708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像保持体と、
現像手段と、
前記静電潜像保持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールの表面に接触する帯電ロールクリーナと、
前記静電潜像保持体の表面をクリーニングする静電潜像保持体クリーナとを有し、
前記静電潜像保持体クリーナが、クリーニングブレード、回収トナーを収納するハウジング、カートリッジ内の回収トナーを外部に搬送する搬送手段、及び、回収トナーをカートリッジ外部に排出する排出口を有し、
前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーナのニップ幅が、排出口側で大きいことを特徴とする
プロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記帯電ロールクリーナは、棒状支軸外周に発泡樹脂からなる当接部が設けられており、発泡樹脂からなる当接部の外径が、排出口側で大きい、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記帯電ロールクリーナは、棒状支軸外周に発泡樹脂からなる当接部が設けられており、帯電ロールクリーナの棒状支軸と、帯電ロールの支軸との軸間距離が、排出口側で小さい、請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジに関する。
【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では、オゾンや窒素酸化物が発生する場合がある。これに対して、導電性の帯電ロールなど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、電源効率もよいことから、最近では接触帯電方式が主流となっている。
【０００３】
このような接触帯電方式の帯電ロールを用いた画像形成装置では、例えば、帯電ロールに接触回転して帯電ロールのクリーニングを行う帯電ロールクリーナが配設されている。また、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジが設けられており、このプロセスカートリッジ内に感光体と帯電ロールと帯電ロールクリーナとを含む構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、転写残トナーをクリーニング装置で回収して、現像器に戻し、再利用する方式が検討されており、特許文献２には、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像器と、前記トナー像を被転写材上に転写した後に前記像担持体上に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置と、前記クリーニング装置のハウジング内に回収した前記残留トナーを上記現像器に搬送するトナー搬送スクリューと、を備えた画像形成装置であって、前記ハウジングの内壁と当接する緩衝部材を前記トナー搬送スクリューに設けたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６２８５３号公報
【特許文献２】特開２００７−９３６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、長期に渡る高画質化を達成できるプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題は以下の＜１＞に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である＜２＞及び＜３＞とともに以下に記載する。
＜１＞  静電潜像保持体と、現像手段と、前記静電潜像保持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触する帯電ロールクリーナと、前記静電潜像保持体の表面をクリーニングする静電潜像保持体クリーナとを有し、前記静電潜像保持体クリーナが、クリーニングブレード、回収トナーを収納するハウジング、カートリッジ内の回収トナーを外部に搬送する搬送手段、及び、回収トナーをカートリッジ外部に排出する排出口を有し、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーナのニップ幅が、排出口側で大きいことを特徴とするプロセスカートリッジ、
＜２＞  前記帯電ロールクリーナは、棒状支軸外周に発泡樹脂からなる当接部が設けられており、棒状支軸は搬送オーガと平行に配置され、発泡樹脂からなる当接部の外径が、排出口側で大きい、＜１＞に記載のプロセスカートリッジ、
＜３＞  前記帯電ロールクリーナは、棒状支軸外周に発泡樹脂からなる当接部が設けられており、帯電ロールクリーナの棒状支軸と、帯電ロールの支軸との軸間距離が、排出口側で小さい、＜１＞又は＜２＞に記載のプロセスカートリッジ。
【発明の効果】
【０００８】
＜１＞に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、長期に渡って高画質な画像を形成可能なプロセスカートリッジを提供することができる。
＜２＞に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、簡便な装置とすることができる。
＜３＞に記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、簡便な装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像保持体と、現像手段と、前記静電潜像保持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触する帯電ロールクリーナと、前記静電潜像保持体の表面をクリーニングする静電潜像保持体クリーナとを有し、前記静電潜像保持体クリーナが、クリーニングブレード、回収トナーを収納するハウジング、カートリッジ内の回収トナーを外部に搬送する搬送手段、及び、回収トナーをカートリッジ外部に排出する排出口を有し、前記帯電ロールと前記帯電ロールクリーナのニップ幅が、排出口側で大きいことを特徴とする。
以下、図面を参照して本実施態様について詳述する。なお、以下の説明において、同一の符号は同一の対象を表す。
【００１０】
図１は、本実施形態のプロセスカートリッジを備える画像形成装置１の全体を示す構成概略図である。
この画像形成装置１は、デジタルカラープリンターであり、原稿（図示省略）の露光装置やパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データは画像処理装置１２に送られ、所定の画像処理が施される。画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの露光装置１４に送られる。この露光装置１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。
画像形成装置１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、回転駆動される静電潜像保持体（感光体ドラム）１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する帯電ロール１６と、感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８と、帯電ロール１６をクリーニングする帯電ロールクリーナ６０で構成されている。
【００１１】
露光装置１４は、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光装置１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。
【００１２】
露光装置１４は、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損されるおそれがある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２０によって密閉されているとともに、フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。
【００１３】
画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられた露光装置１４に、各色の画像データが順次出力される。露光装置１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００１４】
各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の中間転写ベルト２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。
【００１５】
中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２４と、バックアップロール２８との間に一定のテンションで巻き掛けられており、図示しないモータによって回転駆動されるドライブロール２７により、図中の時計回りに所定の速度で循環駆動されるようになっている。
【００１６】
中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、シートとしての記録媒体（記録用紙）３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。定着器３１は、所定の温度に加熱された加熱ロール５６と、この加熱ロール５６に圧接された加圧ロール５８とを備えている。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、加熱ロール５６と加圧ロール５８との圧接部で熱及び圧力により定着処理を受けた後、排出ロール３２によって画像形成装置１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。
【００１７】
記録用紙３０は、給紙カセット３４から所定のサイズのものが、給紙ローラ３５及び用紙分離搬送用のローラ対３６により用紙搬送路３７を介して、レジストロール３８まで一旦搬送され、停止される。給紙された記録用紙３０の用紙搬送路３７は、垂直方向上向きとなっている。給紙カセット３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。
【００１８】
なお、画像形成装置１において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。この両面用搬送ユニット４０では、搬送経路４１に沿って設けられた図示しない搬送ローラ対により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送される。そして、記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。
【００１９】
また、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置１８は、図示しないクリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードによって感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００２０】
また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂによって、中間転写ベルト２５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００２１】
なお、画像形成装置１の内部の上方部には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容するトナーカートリッジ４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋがそれぞれ設けられており、各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するようになっている。
【００２２】
また、画像形成装置１の側面（図１中の左側面）には、任意のシートを積載可能な手差しトレイ４７が取り付けられている。この手差しトレイ４７には、シートとしての記録用紙５２がセットされ、給紙ローラ５４によって記録用紙５２が給紙され、レジストロール３８へと搬送されるようになっている。なお、記録用紙５２は、先述の記録用紙３０と種類やサイズが異なる。
【００２３】
図２は、本実施形態のプロセスカートリッジを示す断面模式図であり、図３及び図４はプロセスカートリッジを示す平面模式図である。プロセスカートリッジは、いわゆるＣＲＵ（Customer Replace Unit）であり、消耗部品である静電潜像保持体（感光体）、現像器などを一体としてアセンブリ化し、交換可能としたユニットである。
【００２４】
プロセスカートリッジ１００には、図示しない露光手段からの露光により表面に潜像を形成する静電潜像保持体（以下、「感光体」ともいう。）１０１と、静電潜像保持体１０１を帯電させる帯電ロール１０２と、静電潜像保持体１０１に形成された潜像に応じたトナー像を形成する現像器１０４、転写後の静電潜像保持体上の残トナーを除去する静電潜像保持体クリーナ（以下、「感光体クリーナ」ともいう。）１０５を有する。さらに、プロセスカートリッジ１００は、帯電ロール１０２表面に接触し、帯電ロール１０２上の残トナーを除去する帯電ロールクリーナ１０３を有する。なお、感光体１０１、帯電ロール１０２、感光体クリーナ１０５、帯電ロールクリーナ１０３及び現像器１０４は、図示しないハウジング内に収容されている。
感光体クリーナ１０５は、感光体１０１に当接する位置にはクリーニングブレード１０６が設けられており、転写されず感光体１０１に残留した転写残トナー１１０をクリーニングブレード１０６のエッジで擦り落とす。擦り落とされた転写残トナー１１０はハウジング１０７内に回収される。
ハウジング１０７内に回収され、回収トナー１１１となった転写残トナー１１０は、搬送手段１０８により排出口１０９へと搬送される。
【００２５】
搬送手段と１０８しては、搬送オーガーが例示でき、搬送オーガーは、表面をスクリュー状に成形された円柱形状の部材であり、これが回転することにより図３に示すように表面のスクリュー状突起１１２で排出方向（図３中の矢印Ｄ方向）へ回収トナー１１１を搬送する。
排出された回収トナー１１１は、現像器１０４へ搬送されて再利用してもよい。
【００２６】
本実施態様では、帯電ロール１０２と帯電ロールクリーナ１０３とのニップ幅（接触幅）が、排出口側で大きい。図３では、帯電ロールクリーナ１０３は、排出口側で外径が大きくなっている。また、図４では、帯電ロールクリーナ１０３の棒状支軸１２０と、帯電ロール１０２の支軸１２２との軸間距離が排出口側で小さくなっている。なお、クリーニングブレード１０６と感光体１０１、感光体１０１と帯電ロール１０２、帯電ロール１０２と帯電ロールクリーナ１０３は接触して配置されているが、説明の便宜のために、図３（ａ）及び図４（ａ）では離して示している。また、図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、点線でニップ部分を示している。
【００２７】
図３を参照すれば、帯電ロールクリーナ１０３は、棒状支軸１２０の外周に発泡樹脂からなる当接部１２１が設けられており、該棒状支軸１２０は搬送手段（搬送オーガー）１０８、帯電ロール１０２、感光体１０１と平行に配置されている。
図３において、当接部１２１の排出口側の外径をｓ、排出口とは反対側の外径をｔとすると、ｓ＞ｔとなっている。
【００２８】
外径ｓと外径ｔの差は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましく、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
図３（ｂ）に示すように、当接部１２１の排出口側の外径が大きい帯電ロールクリーナ１０３を帯電ロール１０２に当接すると、排出口側のニップ幅は、排出口とは反対側のニップ幅よりも大きくなる。
図５は、図３における帯電ロール１０２及び帯電ロールクリーナ１０３の断面図であり、図５（ｂ）は、排出口側での断面図、図５（ａ）は排出口とは反対側での断面図である。
図３及び図５を参照すれば、帯電ロールクリーナ１０３の排出口側での外周ｓが、排出口とは反対側での外周ｔよりも大きい。また、帯電ロールクリーナ１０３の棒状支軸１２０と、帯電ロール１０２の支軸１２２との軸間距離は、排出口側及び排出口とは反対側で同じ（ｘ＝ｙ）である。排出口側でのニップ幅（図５（ｂ）中ａ）は、排出口とは反対側のニップ幅（図５（ａ）中ｂ）よりも大きい。すなわち、ａ＞ｂが成立する。ａとｂの差は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。ａとｂの差が上記範囲内であると、ｂのニップ幅が大きくなった場合でも、ａのニップ幅も小さく抑えることができ、ニップ幅の過大上昇に伴う接触帯電ロールへのトナー、外添剤等の固着を防止することができるので好ましい。
ここで、ｂは１ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましい。ｂが上記範囲内であると、ａのニップ幅も小さく抑えることができて、ニップ幅の過大上昇に伴う接触帯電ロールへのトナー・外添剤の固着を防止することができるので好ましい。
図３に記載の構成は、排出口側の外径が大きい帯電ロールクリーナ１０３を、従来の帯電ロールクリーナの代わりに使用することによって得ることができる。
【００２９】
図４に示す実施態様では、帯電ロールクリーナ１０３の棒状支軸１２０と、帯電ロール１０２の支軸１２２との軸間距離が排出口側で小さくなっている。図４では、排出口側での軸間距離をｘ、排出口とは反対側での軸間距離をｙで表しており、ｘ＜ｙとなっている。
図６は、図４における帯電ロール１０２及び帯電ロールクリーナ１０３の断面図であり、図６（ｂ）は、排出口側での断面図であり、図６（ａ）は、排出口とは反対側での断面図である。
図４及び図６を参照すれば、帯電ロールクリーナ１０３の排出口側での外周ｓと、排出口側とは反対側での外周ｔは等しい（ｔ＝ｓ）。また、排出口側での帯電ロールクリーナ１０３の棒状支軸１２０と、帯電ロール１０２の支軸１２２との軸間距離をｘ、排出口側とは反対側での軸間距離をｙとすると、ｘ＜ｙとなっている。
これにより、排出口側でのニップ幅（図６（ｂ）中ａ）は、排出口とは反対側でのニップ幅（図６（ａ）中ｂ）よりも大きくなる。すなわち、ａ＞ｂが成立する。ａとｂの差の好ましい範囲及びｂの好ましい範囲は上記と同様である。
【００３０】
次に、本発明の作用について詳述する。
高画像密度の画像形成が長期に渡って行われた場合には、ハウジング１０７内の回収トナー１１１量が増加し、排出口１０９付近に回収トナー１１１が滞留するという現象が生じる。このような現象が生じると、回収トナー１１１が感光体１０１へ再移行し、感光体１０１の汚染が生じる。また、感光体１０１とクリーニングブレード１０６との間において、トナーの介在量が多くなるとともに、排出口側では特に介在量が多くなるという不均衡が発生する。
本発明者は、このようなトナー介在量の不均衡により、クリーニングブレード１０６のブレード挙動が不安定化し、感光体１０１を介して帯電ロール１０２の汚染が生じ、帯電不均一に伴う画像劣化が生じるという問題が生じることを見いだした。
【００３１】
本実施態様のプロセスカートリッジは、帯電ロール１０２と帯電ロールクリーナ１０３のニップ幅（接触幅）を排出口１０９側で大きくすることにより、帯電ロール１０３のクリーニング性を排出口側で向上させ、トナー介在量の不均衡を抑制し、長期に渡って良好な画像を形成するものである。
【００３２】
（帯電ロールクリーナ）
帯電ロールクリーナの詳細について説明する。帯電ロールクリーナとしては公知の帯電ロールクリーナから適宜選択することができ、特に限定されないが、棒状支軸（シャフト）の外周に発泡樹脂からなる当接部（スポンジ層）が形成されたものが例示できる。
帯電ロールクリーナのシャフトの材質としては、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及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、帯電ロールクリーナは、スポンジ層を介して帯電ロール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又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。
【００３３】
当接部（スポンジ層）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とが好ましい。このスポンジ層は、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を安価に製造できる。スポンジ層は、帯電ロール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、帯電ロールの表面にスポンジ層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。
【００３４】
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よく、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。
【００３５】
図３に示すように、排出口側の外径を大きくするためには、発泡させた後に切削する等の方法が例示できる。
【００３６】
また、帯電ロールクリーナの外径は特に限定されないが、φ７ｍｍ以上φ１４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくはφ８ｍｍ以上φ１３ｍｍ以下であり、スポンジ層の肉厚が２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。直径が１４ｍｍ以下であると小型化の観点から好ましく、直径が７ｍｍ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少なく、またクリーニング回数が少ないので、長期安定性に優れる。
【００３７】
（帯電ロール）
次に、帯電ロールの詳細について説明する。帯電ロールとしては公知の帯電ロールから適宜選択すればよく、特に限定されないが、導電性の支軸（シャフト）上に帯電層として導電性弾性層、表面層が順次形成されたものが例示できる。
帯電ロールの外径（直径）は特に限定されないが、φ７ｍｍ以上φ１５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくはφ８ｍｍ以上φ１４ｍｍ以下である。直径が１５ｍｍ以下であると小型化の観点から有利である。直径が７ｍｍ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少なく、また放電回数が少ないので、長期安定性に対し有利である。
【００３８】
帯電ロールは、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。
支軸（シャフト）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及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る。
【００３９】
帯電ロールの帯電層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、シリカ及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。
【００４０】
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、エピクロロヒドリンゴム、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、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−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、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−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及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。
【００４１】
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又は合金；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。中でも電子導電剤は前記帯電ロールクリーナへの付着が少ないため、維持性の観点から好ましい。
【００４２】
帯電層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されるものではない。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。このうち耐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。
【００４３】
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以下であるものが好ましい。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。
【００４４】
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を用いることが好ましい。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、帯電ロールの表面に凹凸を付与し、感光体との摺擦時の負担を小さくして帯電ロールと感光体相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【実施例】
【００４５】
以下に実施例を参照して本実施態様をさらに詳述するが、本実施態様はこれに限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
実施例１では、図３及び図５に示すプロセスカートリッジを使用した。
ここで、帯電ロールクリーナの排出口側の外径ｓをφ１４ｍｍとし、排出口とは反対側の外径ｓをφ１０ｍｍとした。また、帯電ロールクリーナの棒状支軸と帯電ロールの支軸との軸間距離は、１１．５ｍｍとした。
また、帯電ロールの外径はφ１４ｍｍで一定とした。
【００４７】
（実施例２）
実施例２では、図４に示すプロセスカートリッジを使用した。
ここで、帯電ロールクリーナの外径は１０ｍｍで一定とした。また、帯電ロールクリーナの棒状支軸と、帯電ロールの支軸との軸間距離は、排出口側でｘ＝１０．５ｍｍ、排出口とは反対側でｙ＝１１．５ｍｍとした。
また、帯電ロールの外径はφ１４ｍｍで一定とした。
【００４８】
（比較例１）
比較例１では、図７に示すプロセスカートリッジを使用した。
ここで、帯電ロールクリーナの外径は１０ｍｍで一定であり、また、帯電ロールクリーナの棒状支軸と、帯電ロールの支軸との軸間距離は、１１．５ｍｍで一定とした。
なお、帯電ロールの外径はφ１４ｍｍで一定である。
【００４９】
（評価方法）
実施例１、２及び比較例１に示すように、富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  Ｃｏｌｏｒ４５０に帯電ロールクリーナを設置できるよう、加工を行った。
温度２８℃、湿度８５％の高温高湿下で、Ａ４横１０，０００、さらに、温度１０℃／湿度１５％の低温低湿下でＡ４横１０，０００枚、合計２０，０００枚のハーフトーン画像を形成後、低温低湿下でハーフトーン画像を形成させ、画質を評価した。
ニップ幅は三次元測定器で測定した。
結果を以下の表に示す。
【００５０】
【表１】
2010066708.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態のプロセスカートリッジを備える画像形成装置の全体を示す構成概略図である。
【図２】本実施形態のプロセスカートリッジの構成を示す断面模式図である。
【図３】本実施形態のプロセスカートリッジの一例を示す平面模式図である。
【図４】本実施形態のプロセスカートリッジの他の一例を示す平面模式図である。
【図５】本実施形態のプロセスカートリッジの帯電ロールと帯電ロールクリーナの接触の一例を示す断面模式図である。
【図６】本実施形態のプロセスカートリッジの帯電ロールと帯電ロールクリーナの接触の他の一例を示す断面模式図である。
【図７】比較例のプロセスカートリッジを示す平面模式図である。ｓ
【符号の説明】
【００５２】
１      画像形成装置
１２      画像処理装置
１３Ｙ      イエロー画像形成ユニット
１３Ｍ      マゼンタ画像形成ユニット
１３Ｃ      シアン画像形成ユニット
１３Ｋ      ブラック画像形成ユニット
１４      露光装置
１５      静電潜像保持体（感光体ドラム）
１６      帯電ロール
１７      現像器
１８      クリーニング装置
１９      ポリゴンミラー
２０      フレーム
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ      ウインドウ
２２      転写ユニット
２４      テンションロール
２５      中間転写ベルト
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ      一次転写ロール
２７      ドライブロール
２８      バックアップロール
２９      二次転写ロール
３０      記録媒体（記録用紙）
３１      定着器
３２      排出ロール
３３      排出トレイ
３４      給紙カセット
３５      給紙ローラ
３６      用紙分離搬送用のローラ対
３７      用紙搬送路
３８      レジストロール
３９      用紙搬送用のローラ対
４０      両面用搬送ユニット
４１      搬送経路
４３      クリーニング装置
４３ａ      クリーニングブラシ
４３ｂ      クリーニングブレード
４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋ      トナーカートリッジ
４７      手差しトレイ
５２      記録用紙
５４      給紙ローラ
５６      加熱ロール
５８      加圧ロール
６０      帯電ロールクリーナ
１００      プロセスカートリッジ
１０１      静電潜像保持体（感光体）
１０２      帯電ロール
１０３      帯電ロールクリーナ
１０４      現像器
１０５      静電潜像保持体クリーナ（感光体クリーナ）
１０６      クリーニングブレード
１０７      ハウジング
１０８      搬送手段
１０９      排出口
１１０      転写残トナー
１１１      回収トナー
１１２      スクリュー状突起
１２０      棒状支軸
１２１      当接部
１２２      帯電ロールの支軸
ＬＢ      レーザ光
【図１】
2010066708.tif 000004
【図２】
2010066708.tif 000005
【図３】
2010066708.tif 000006
【図４】
2010066708.tif 000007
【図５】
2010066708.tif 000008
【図６】
2010066708.tif 000009
【図７】
2010066708.tif 000010