(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、
一様に帯電した前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
該露光装置によって形成された静電潜像を現像剤にて前記像担持体上に可視像化する現像装置と、
前記像担持体上の可視像化された画像を紙等の記録媒体上に、あるいは転写ベルト等の中間転写体上に移動させる転写装置と、
前記転写装置による画像の転写後に前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、
を備える画像形成装置において、
前記帯電装置が、
弾性層を有し、前記像担持体表面と接触、回動可能な帯電ローラと、
該帯電ローラを前記像担持体の表面に当接させる圧力を付与する圧力付与部材と、
前記帯電ローラの長手方向に均等に当接する帯電ローラ清掃部材と、
該帯電ローラ清掃部材を、前記帯電ローラの長手方向と直交する方向で前記帯電ローラ表面に当接させつつ往復移動を行わせる清掃部材移動駆動手段と、
を備え、
前記帯電ローラ清掃部材が平板状の清掃材と支持部材から構成されており、
前記清掃部材が前記帯電ローラ表面と常時当接するように設けられ、かつ前記帯電ローラ清掃部材には前記帯電ローラの長手方向と直交する方向に付勢する付勢手段が設けられ、
前記清掃部材移動駆動手段が、
前記帯電ローラの少なくとも一端に、前記帯電ローラと一体で回転可能であり、かつその回転中心から外周部までの距離が一周内で異なる駆動コロを備え、
該駆動コロは、その外周部が前記帯電ローラ清掃部材と接触し、前記帯電ローラの回転時には前記帯電ローラ清掃部材を前記付勢手段による付勢方向と逆方向に移動させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電ローラ清掃部材における前記清掃材がブラシ形状を有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３】
前記帯電ローラ清掃部材における前記清掃材が不織布から構成してあ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４】
前記帯電ローラ清掃部材における前記清掃材が弾性発泡材料から構成してあることを特徴とする請求項１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、複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置、詳しくは、電子写真作像プロセス手段においては、感光体表面を均一に帯電させる帯電手段として、回動可能な導電層を有する弾性体ローラに電圧を印加〜放電させることで感光体表面を均一に帯電する、帯電ローラ方式を搭載した画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などにおいては、潜像担持体として用いられる感光体上を帯電させるため、帯電工程にて帯電装置による放電現象にて感光体上を均一に帯電した後、露光工程において画像部のみをレーザー光等で露光して静電潜像を形成し、次の現像工程において現像装置から供給するトナーにより可視像処理し、感光体上で可視像とされたトナー像を転写工程において紙などの記録紙に転写した後、定着装置によってトナー像を定着することで、複写物や印刷出力とすることが知られている。なお、転写工程において紙上に転写されずに感光体上に残留したトナーは、転写工程下流側に配置したクリーニング工程を実行する機器、装置において、感光体等の像担持体上から除去後に回収し、再び帯電工程から次の画像形成を行えるようにしている。
【０００４】
また、この種の画像形成装置では、帯電装置には、金属製の芯材に導電性の弾性層を形成した帯電ローラを感光体表面に当接した状態で感光体と共に回動させ、芯材に電圧を印加させることで感光体表面に放電を行い帯電させる接触帯電方式が多用されている。
【０００５】
そして、この種の画像形成装置で接触帯電方式を採用することにより、従来のスコロトロン帯電方式等のワイヤ放電に比べて放電開始電圧が抑えられ、省電力並びに放電時のオゾン発生量を低減することが知られている。
【０００６】
しかしながら、このように感光体上に弾性体ローラを常時当接させることにより、感光体上に付着した異物等が帯電ローラ上に付着し易く、特にクリーニング工程にて感光体上の残留トナーが不十分な場合、クリーニング装置にて除去仕切れなかった残留トナーやトナーから遊離した添加剤が帯電ローラ表面を汚染し、感光体上の帯電状態が均一でなくなることで、可視画像上においても影響を及ぼし、同一画像面内での濃度不良やスジ状の画像抜け等、品質面で重大な問題を生じることが報告されている。
【０００７】
このような画像上での欠陥を抑制すべく、清掃部材としてブラシローラを帯電ローラ表面に当接、回転させることで帯電ローラ表面に付着したトナーや添加剤等を除去し清浄に保つ方法が実用化されている（図３参照）。図中０２１は帯電ローラ、０２２は清掃部材であるブラシローラ、０１は像担持体である感光体ドラムである。
【０００８】
しかし、小型、低コストの機種においては、清掃部材であるブラシローラとその駆動部の設置場所を確保することが困難であり、コスト上昇の要因にもなっている。そのため、小型、低コストを主眼とした機種においては、平板状のブラシや不織布等の清掃部材用い、帯電ローラに当接させることで、帯電ローラ表面に付着した残留トナーやトナーから遊離した外添剤を除去する方式が採用されている（図４参照）。図４中では、０２２は清掃部材である平板状のブラシを示している。
【０００９】
またしかし、このような方式では、清掃部材の同一面が常に帯電ローラ表面と接触する。そのため、一定以上の汚れを回収すると清掃能力が著しく低下するなどの問題があり、長期にわたる使用には支障が生じている。
【００１０】
このような帯電ローラ清掃部材の当接面の汚れを抑えるため、帯電ローラ清掃部材を帯電ローラに当接させた状態で、帯電ローラの長手方向に往復運動させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
この方法では、帯電ローラ清掃部材を帯電ローラ長手方向に常時往復移動させることで、帯電ローラ清掃部材と帯電ローラ表面とが全く同じ場所で常時当接することが無く、帯電ローラ上に付着した汚れをより広域な面積で清掃することで、帯電ローラ清掃部材の汚れの一極集中を抑制することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示の帯電装置では、帯電ローラ清掃部材が帯電ローラ長手方向に往復運動を行うため、両端の一部を除き、清掃面の大半が常時帯電ローラ表面と当接する。そのため、帯電ローラ表面広域にわたって汚れが発生した場合には、清掃面の汚れを抑制する効果は乏しい。そして、その結果、清掃能力が低減し、帯電ローラ汚れによる帯電ムラが発生、画像上同一面内にて濃度不良やスジなどの異常画像を発生させてしまうことがあり得る。
【００１３】
また、帯電ローラ清掃部材がローラ形状の清掃部材を回転させながら当接させる形態も提案されているが、装置自体が大型化し易いなどの制約も多く、コスト面でも平板状の清掃部材より上昇してしまうという課題もある。
【００１４】
そこで本発明においては、簡素な構成で長期にわたって画像欠損の発生を防ぎ得る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】
【００１５】
本発明の画像形成装置は、像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、一様に帯電した前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、該露光装置によって形成された静電潜像を現像剤にて前記像担持体上に可視像化する現像装置と、前記像担持体上の可視像化された画像を紙等の記録媒体上に、あるいは転写ベルト等の中間転写体上に移動させる転写装置と、前記転写装置による画像の転写後に前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、前記帯電装置が、弾性層を有し、前記像担持体表面と接触、回動可能な帯電ローラと、該帯電ローラを前記像担持体の表面に当接させる圧力を付与する圧力付与部材と、前記帯電ローラの長手方向に均等に当接する帯電ローラ清掃部材と、該帯電ローラ清掃部材を、前記帯電ローラの長手方向と直交する方向で前記帯電ローラ表面に当接させつつ往復移動を行わせる清掃部材移動駆動手段と、を備え、前記帯電ローラ清掃部材が平板状の清掃材と支持部材から構成されており、前記清掃部材が前記帯電ローラ表面と常時当接するように設けられ、かつ前記帯電ローラ清掃部材には前記帯電ローラの長手方向と直交する方向に付勢する付勢手段が設けられ、前記清掃部材移動駆動手段が、前記帯電ローラの少なくとも一端に、前記帯電ローラと一体で回転可能であり、かつその回転中心から外周部までの距離が一周内で異なる駆動コロを備え、該駆動コロは、その外周部が前記帯電ローラ清掃部材と接触し、前記帯電ローラの回転時には前記帯電ローラ清掃部材を前記付勢手段による付勢方向と逆方向に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、帯電ローラ清掃部材を帯電ローラに接触させた状態で帯電ローラの長手方向と直交する方向に往復運動させることにより、簡素な構成で長期にわたって画像欠損の発生を防ぎ得る画像形成装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施対象となる、画像形成装置の一例の要部構成を示す図
【図２】図１の装置の感光体ドラム周辺を示す図
【図３】従来の帯電ローラ表面の清浄方法を示す図
【図４】従来の帯電ローラ表面の他の清浄方法を示す図
【図５】実施形態１の清掃部材の往復運動を示す図
【図６】清掃部材を往復運動させる機構の一例を示す図
【図７】清掃部材を往復運動させる機構の他の例を示す図
【図８】清掃部材の具体的な一例を示す図
【図９】清掃部材を往復運動させる機構のさらに他の例を示す図
【図１０】本発明の実施形態２を示す図
【図１１】実施形態２の要部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施対象となる、画像形成装置の一例の要部構成を図１に示す。
この画像形成装置は、表面にＯＰＣ等の有機材料からなる光導電性層を有し、正逆方向それぞれに回転可能な像担持体である感光体ドラム０１と、感光体ドラム０１の周囲には、正回転方向（図では感光体ドラム０１の右回転方向）に沿って画像形成プロセスを実行するための帯電装置０２、露光装置（露光光Ｌ）、現像装置０３、クリーニング装置０５が設けてあり、これら装置からなるユニットがＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の各色毎に並列に配置してある。なお、以下の説明では特に必要が無い限り、色を示すＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫを符号に付さずに説明する。
【００１９】
帯電装置０２は、導電性の弾性層を有する帯電ローラ０２１を感光体ドラム０１の表面に当接させて回転させると同時に、高圧電源により直流電圧、あるいは直流と交流の重畳電圧を、感光体ドラム０１に印加し、感光体ドラム０１の表層に形成された光導電性層を一様に帯電させる。
【００２０】
その後、露光光Ｌにより感光体ドラム０１上に静電潜像を形成する。現像装置０３においては、例えば弾性体からなる現像ローラ０３１を感光体ドラム０１の表面に接触させて現像を行う（接触１成分現像装置）。接触１成分現像装置は、図示は省略するが、ホッパー内に納められた現像剤を、供給ローラ０３２を介して現像ローラ０３１上に供給、搬送し、現像ローラ０３１上に当接していた規制ブレード０３４により、現像ローラ０３１上に現像剤薄層を形成した後、感光体ドラム０１上に形成された静電潜像と現像剤薄層を接触させることによって静電潜像の可視画像化を行う。
【００２１】
転写装置０４は、駆動ローラ０４３、０４４に掛け回した転写ベルト０４２と、転写ベルト０４２内に設けてあり、転写ベルト０４２を介して各色の感光体ドラム０１の表面に接離可能な一次転写ローラ０４１と、転写ベルト０４２の表面と当接配置する二次転写ローラ０４５と、及び二次転写ローラ０４５の通過後に転写ベルト０４２上に残存する現像剤を除去、回収する転写クリーニング部０４６から構成してある。
【００２２】
各色ユニットにて、感光体ドラム０１上に形成した可視画像は、順次に感光体ドラム０１と転写ベルト０４２との接触部において、一次転写ローラ０４１に高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、転写ベルト０４２上へと移動しカラー画像の形成を行う。そして、転写ベルト０４２上で形成したカラー画像は、図示しないレジストローラによってレジストタイミングを設定した上で給紙装置から繰り出す転写紙を、転写ベルト０４２内の駆動ローラ０４４と挟み持つように配置してあり、回転可能に設定した二次転写ローラ０４５に対して高圧電源からバイアス電圧を印加することにより、転写紙上に画像を転写させる。
【００２３】
転写装置０４によりカラー画像を転写された転写紙を、定着装置０６に搬送後、加圧、加熱し、カラー画像を転写紙上に定着させ、図示しない排紙トレイに排出する。
【００２４】
感光体ドラム０１上の転写ベルト０４２との接触部を通過した後の残留現像剤は、感光体ドラム０１の回転方向下流側に設けたクリーニング装置０５へと移動させる。
【００２５】
クリーニング装置０５は、ウレタンを基材とした弾性体からなるブレード０５１が、感光体ドラム０１と所定の角度と圧力で当接するよう配置してある。残留現像剤は、その大半が感光体ドラム０１表面から掻き落とされる。このことで感光体ドラム０１の表面は清浄に保たれ、次の画像形成が可能となる。なお、掻き落とされた現像剤はクリーニング装置０５内部に設けたスクリュー形状をなす現像剤搬送手段０５２により、図示しない回収部に搬送させる。クリーニング装置０５を通過した感光体ドラム０１は、再び帯電装置０２に移動し、次工程の画像形成に備える。
【００２６】
感光体ドラム０１周辺を、図２を参照して説明する。帯電装置０２内の帯電ローラ０２１近傍には清掃部材０２２が設けてある。清掃部材０２２は平板状の支持部材０２２ａに同じく平板状の清掃材０２２ｂを装着した構成となっており、清掃材０２２ｂが帯電ローラ０２１に対し、長手方向に均一に当接可能となるよう配置してある。
【００２７】
本実施形態においては、清掃材０２２ｂにはナイロン系繊維からなるファーブラシや静電植毛されたブラシを用いており、通電性については導電・非導電いずれでも構わない。すなわち、清掃材０２２ｂにファーブラシを使用して帯電ローラ０２１の表面を当接させることで、該表面に付着したトナーや添加剤等をブラシ先端挙動で移動させ、ブラシ内部に回収することが可能とする。すると、清掃、除去に加え、トナーの回収効果が向上する。また、ブラシではなく不織布等を用いても良い。すなわち清掃材０２２ｂに不織布を使用して帯電ローラ０２１の表面を当接させることで、帯電ローラ０２１の表面に強く付着したトナーや添加剤等の汚れを拭き取り、除去効果を向上させることが可能となる。
【００２８】
また本実施形態においては、清掃部材０２２を、図５に示すように、帯電ローラ０２１に当接させ、帯電ローラ０２１の外周円の接線方向に往復運動可能となるように配置する。
【００２９】
清掃部材０２２を往復運動させる機構の具体的な一例を図６、図７を用いて説明する。
図６は、帯電ローラ０２１を軸方向から見た図である。帯電ローラ０２１の軸部の少なくとも一端には、帯電ローラ０２１の回転と共に回転を行うローラ状のカム０２４が設けてある。支持部材０２２ａには、このカム０２４の外周部と常時接触するように丸軸部０２２ｃが設けてある。そして、清掃部材０２２の帯電ローラ０２１の回転上流側で、清掃部材０２２の支持部材０２２ａに引張バネ０２３の一端が掛け止めてある。引張バネ０２３の他端は図示しない帯電装置０２の筐体に取り付けてある。すなわち、清掃部材０２２を帯電ローラ０２１の長手方向と直行する方向に往復運動させるため、引張バネ０２３のような付勢部材により一方向に移動付勢する。また、帯電ローラ０２１の軸端部に帯電ローラ０２１と同期回転が可能なようにコロ状のカム０２４を装着し、カム０２４の外周面を清掃部材０２２と接触させる。このことで、帯電ローラ０２１を感光体ドラム０１に当接させる圧力を付与し、その状態で清掃部材０２２を往復移動させることで、帯電ローラ０２１の回動中、同期して清掃部材０２２が全面にわたり帯電ローラ０２１の表面を摺擦することを可能としている。そのため、簡素な構成で長期にわたって画像欠損の無い、あるいは少ない画像形成装置を実現できる。
【００３０】
なおカム０２４は、装置本体側より電気的に動作を制御可能とすることで、清掃部材０２２が全面にわたり帯電ローラ０２１の表面を摺擦できるようにすると共に、任意のタイミングで動作を制御できるようにし、このことで、無駄な汚れを押さえ、より長期にわたり安定した画像供給を行うことを可能とし得る。
【００３１】
なお本実施形態では引張バネ０２３を使用しているが、代わりに清掃部材０２２より帯電ローラ０２１の回転下流側に圧縮バネを用いても差し支えない。
【００３２】
図７により、清掃部材０２２の往復運動ガイド機構について説明する。
支持部材０２２ａの両端部には突起部０２２ｄが設けてある。帯電装置０２への清掃部材０２２装着時には、この両端部の突起部０２２ｄを帯電装置筐体に設けたガイドスリット部０２５に嵌合させて装着する。このガイドスリット部０２５は、清掃部材０２２を帯電ローラ０２１と当接させ、かつ清掃部材０２２が帯電ローラ０２１と接触した状態を維持したまま、帯電ローラ外周接線方向にのみ移動が可能となるような位置に設ける。
【００３３】
清掃部材０２２は、帯電ローラ０２１の回転開始と同時に回動するカム０２４により丸軸部０２２ｃが押され、引張バネ０２３の付勢力に逆らうように作用する。すなわち、帯電ローラ０２１の回転方向へ帯電ローラ０２１の表面と清掃材０２２ｂとを当接させた状態を保持する。そしそのまま、ガイドスリット部０２５に沿って移動し、丸軸部０２２ｃが回転中心との距離が最大となる位置のカム０２４外周を過ぎたところから、引張バネ０２３により、帯電ローラ０２１回転方向とは逆方向へと移動し往復運動を繰り返すことが可能となる。
【００３４】
このように、帯電ローラ０２１と接触する清掃材０２２ｂの表面は随時変更され、清掃材０２２ｂ全面が帯電ローラ０２１表面の清掃に使用することが可能となる。
【００３５】
図８は、清掃部材０２２の具体的な一例を示す。
既述のように、清掃部材０２２は、平板状の支持体０２２ａと、ナイロン系繊維からなるファーブラシや静電植毛されたブラシからなる清掃材０２２ｂと、帯電ローラ０２１の回転と共に回転を行うカム０２４の外周部と常時接触するように丸軸部０２２ｃと、清掃部材０２２の往復運動をガイドする突起部０２２ｄとを有する。清掃材０２２ｂについては、通電性については導電・非導電いずれでも構わない。また、ブラシではなく不織布等を用いても良い。そして、丸軸部０２２ｃは図９を用いて後述するようなカムに当接するように構成しても良い。
【００３６】
また図９では、カム０２４を帯電ローラ０２１の軸部ではなく、帯電装置０２の内部あるいは外部に設けた、図示しない別の駆動源により回転駆動可能としものであり、この構成でも同様の作用を奏し得る。
【００３７】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２においては、清掃部材０２２は図１０に示すように、図示しない帯電装置筐体あるいは画像形成装置本体に装着された駆動モータ０２６により往復運動を行うようにしている。清掃部材０２２上にはギヤ歯部０２２ｅが設けてあり、このギヤ歯部０２２ｅと駆動モータ０２６の出力軸に設けた駆動ギヤ０２６ａとが嵌合する。また、駆動モータ０２６は入力信号によって正逆いずれの方向にも回転可能である。
【００３８】
清掃部材０２２における支持部材０２２ａの両端部には突起部０２２ｄが設けてあり、帯電装置０２への清掃部材０２２装着時にはこの両端部の突起部０２２ｄを、図示しない帯電装置筐体に設けたガイドスリット部０２５に嵌合させて装着する。ガイドスリット部０２５は、清掃部材０２２を帯電ローラ０２１と当接させ、かつ清掃部材０２２が帯電ローラ０２１と接触した状態を維持したまま、帯電ローラ外周接線方向にのみ移動が可能となるような位置に設ける。
【００３９】
そして、画像形成装置本体側からの入力信号により、駆動モータ０２６が回転を開始し、駆動ギヤ０２６ａの回転をギヤ歯部０２２ｅが直線運動に変換し、清掃部材０２２はガイドスリット部０２５に沿って、帯電ローラ表面と接触しながら移動する。駆動モータ０２６は一定時間毎に入力信号を変化させ、ギヤ歯部０２２ｅを正逆回転方向に切り替える。すると清掃部材０２２の移動方向が切り替わり、このことにより、清掃部材０２２の往復運動が可能となる。
【００４０】
すなわち本実施形態では、清掃部材０２２を帯電ローラ０２１と常時接触できる位置関係にあり、かつ清掃部材０２２が帯電ローラ０２１の長手方向と直行する方向に移動可能となるよう、清掃部材０２２の一部にギヤ歯部０２２ｅを設けている。そして、帯電ローラ０２１の近傍にこのギヤ歯部０２２ｅと嵌合するように駆動ギヤ０２６ａと、これを駆動する駆動源を画像形成本体より電気的に制御可能に設ける。このことで、帯電ローラ０２１の長手方向と直行する方向に連続して往復運動させることを可能とする。また、一定時間にわたり駆動するなど用途に合わせた動作を可能とし、省スペースかつ長期にわたって安定した画像を供給することを可能とする。
【００４１】
なお本実施形態では駆動モータ０２６への入力信号を制御することにより、感光体ドラム０１の回転駆動期間、連続して清掃部材を往復運動させているが、入力信号を所定枚数や時間毎に変化させ、連続ではなくステップ毎に微小移動させて使用しても構わない。またなお、帯電ローラ０２１と接触する清掃材０２２ｂの表面を適宜あるいは随時変更することにより、清掃材０２２ｂのほぼ全面を帯電ローラ０２１表面と当接、清掃に使用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
０１      ：感光体ドラム
０２      ：帯電装置
０３      ：現像装置
０４      ：転写装置
０５      ：クリーニング装置
０６      ：定着装置
０２１    ：帯電ローラ
０２２    ：清掃部材
０２２ａ  ：支持体
０２２ａ  ：支持部材
０２２ｂ  ：清掃材
０２２ｃ  ：丸軸部
０２２ｄ  ：突起部
０２２ｅ  ：ギヤ歯部
０２３    ：引張バネ
０２４    ：カム
０２５    ：ガイドスリット部
０２６    ：駆動モータ
０２６ａ  ：駆動ギヤ
０３１    ：現像ローラ
０３２    ：供給ローラ
０３４    ：規制ブレード
０４１    ：一次転写ローラ
０４２    ：転写ベルト
０４３    ：駆動ローラ
０４４    ：駆動ローラ
０４５    ：二次転写ローラ
０４６    ：転写クリーニング部
０５１    ：ブレード
０５２    ：現像剤搬送手段
Ｌ        ：露光光
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平０８−１２３１４０号公報
【図１】
0005875022.tif 000002
【図２】
0005875022.tif 000003
【図３】
0005875022.tif 000004
【図４】
0005875022.tif 000005
【図５】
0005875022.tif 000006
【図６】
0005875022.tif 000007
【図７】
0005875022.tif 000008
【図８】
0005875022.tif 000009
【図９】
0005875022.tif 000010
【図１０】
0005875022.tif 000011
【図１１】
0005875022.tif 000012