(57)【要約】【課題】螺旋状の弾性部材を供えた帯電装置のクリーニングローラにおいて、クリーニングローラへの汚れの蓄積を防止するとともにその清掃能力を向上させることにより、帯電ローラの汚れやフィルミングによる帯電不良を防止することができるクリーニングローラ及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体を帯電させる帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラであって、軸状部材と、該軸状部材に隙間をあけて螺旋状に巻きつけられた弾性部材とを備え、前記弾性部材は、その表面に複数の切り込みを有する。【選択図】図３
2011203569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラであって、
軸状部材と、該軸状部材に隙間をあけて螺旋状に巻きつけられた弾性部材とを備え、
前記弾性部材は、その表面に複数の切り込みを有することを特徴とするクリーニングローラ。
【請求項２】
前記弾性部材の各切り込みは、前記クリーニングローラの軸と交差する斜め方向にあることを特徴とする請求項１に記載のクリーニングローラ。
【請求項３】
前記弾性部材の切り込みは、円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニングローラ。
【請求項４】
前記弾性部材の切り込みは、前記弾性部材の幅方向の端部にのみ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニングローラ。
【請求項５】
前記クリーニングローラは、帯電ローラの回転に従動回転することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニングローラ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニングローラを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に感光体等の像担持体の表面を帯電する帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラ及びこのクリーニングローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体等の像担持体の表面を帯電するための装置として、像担持体に接触又は近接配置されるローラ帯電装置が知られている。このようなローラ帯電装置では、帯電ローラ表面に微小なトナー等の異物が付着すると、像担持体の帯電不良を生じ、白点等になって画像上に現れる場合がある。また、トナーやトナーに含まれた外添剤等が薄層状に帯電ローラ表面に付着するフィルミングが発生し帯電性能が変化して帯電ムラが発生する場合がある。
【０００３】
そこで、このような帯電不良を防止するため、帯電ローラ表面を清掃するためのクリーニングローラを備えた画像形成装置が知られている。このクリーニングローラは、帯電ローラと同じ長さを有し、帯電ローラに接触して回転することにより、帯電ローラの表面を清掃するものである。クリーニングローラの形状は、円筒状の弾性部材に軸が貫通したものや、短冊状の弾性部材を隙間を空けて螺旋状に軸に巻きつけたものが知られている。円筒状の弾性部材は、帯電ローラに対し、ある程度の食い込み量を確保すべく圧接されるため、帯電ローラのトルクが大きくなり、回転不良を生じるという問題がある。一方、螺旋状の弾性部材は、円筒状の弾性部材に比べて帯電ローラとの接触面積が小さくなるため、帯電ローラのトルクを小さくすることができるが、同じ量の汚れを清掃する際に単位面積あたりの汚れの蓄積が増加するため、円筒状のものに比べて汚れやすいという問題がある。また、螺旋状の弾性部材からなるクリーニングローラは、帯電ローラとの単位時間あたりの接触面積が減るので、円筒状のものに比べて清掃能力が劣るという問題もある。後者の問題については、例えば、特許文献１に記載されているように、帯電ローラとクリーニングローラとの周速差をつけることにより、清掃能力を向上させるという方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７０５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のような帯電ローラとクリーニングローラの周速差をつけるという方法によると、確かに清掃能力は向上するが、クリーニングローラが汚れやすいという問題については解決することができない。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、螺旋状の弾性部材を供えた帯電装置のクリーニングローラにおいて、クリーニングローラへの汚れの蓄積を防止するとともにその清掃能力を向上させることにより、帯電ローラの汚れやフィルミングによる帯電不良を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかるクリーニングローラは、像担持体を帯電させる帯電ローラの表面を清掃するクリーニングローラであって、軸状部材と、該軸状部材に隙間をあけて螺旋状に巻きつけられた弾性部材とを備え、前記弾性部材は、その表面に複数の切り込みを有することを特徴とする。
【０００８】
このように複数の切り込みを有することにより、クリーニングローラが帯電ローラの表面からトナーや外添剤等の異物を弾き飛ばす際、異物を弾き飛ばす力が大きくなりクリーニングローラの清掃能力を向上させることができるとともに、弾性部材の巻きかけられていないクリーニングローラの軸部分へ異物を弾き飛ばすことができるため、クリーニングローラへの汚れの蓄積を防止することができる。
【０００９】
また、前記弾性部材の各切り込みは、前記クリーニングローラの軸と交差する斜め方向にあってもよく、あるいは円弧状であってもよい。停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接され、軸と平行に力がかかっても、軸と交差する方向や円弧状に切り込みがあることにより、弾性部材の各切り込みが開ききった状態にクリープするのを防ぐことができる。
【００１０】
更に、前記弾性部材の切り込みは、前記弾性部材の幅方向の端部にのみ設けられていてもよい。幅方向の端部にのみ切り込みを設けることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接された際、各切り込みが開いたとしても切り込みのない部分があるため弾性部材の全体が変形することがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。
【００１１】
また、クリーニングローラは、帯電ローラの回転に従動回転するように構成してもよい。このように帯電ローラに従動回転させることにより、簡易な構成で帯電ローラの表面を清掃することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、帯電ローラを清掃する螺旋状のクリーニングローラにおいて、簡易な構成でクリーニングローラへの汚れの蓄積を防止することができるとともに、クリーニングローラの清掃能力を向上させることができることにより、帯電ローラの汚れやフィルミングによる帯電不良を防止し、安定した品質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に係る帯電装置の断面図である。
【図３】本発明に係るクリーニングローラの平面図である。
【図４】本発明に係るクリーニングローラが帯電ローラから異物を除去する様子を示した図である。
【図５】本発明に係るクリーニングローラの清掃能力の比較を表したグラフである。
【図６】本発明に係るクリーニングローラの別の実施形態を示した平面図である。
【図７】本発明に係るクリーニングローラの別の実施形態を示した平面図である。
【図８】本発明に係るクリーニングローラの別の実施形態を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
１．画像形成装置
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の概略を示している。この画像形成装置１００は、図示しない外部の端末装置から送られてくる画像情報に基づいて用紙Pに画像を形成するプリンタであるが、画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであっても良い。
【００１６】
画像形成装置１００は、静電潜像担持体である感光体１０を有する。感光体１０は、例えば円筒状の導電性支持体とその外側に形成された負帯電性のOPC感光層とからなり、図示しないモータにより図中矢印a方向に回転駆動される。感光体１０の周囲には、感光体１０の回転方向に沿って、帯電装置３０、露光装置６０、現像装置７０、転写装置８０、およびクリーニング装置９０が配置されている。
【００１７】
帯電装置３０は円筒形状の帯電ローラ３１と帯電ローラ３１をクリーニングするクリーニングローラ３５を有し、帯電ローラ３１は感光体１０に接触して設けられ、感光体１０に従動回転する。帯電装置３０については後に詳述する。
【００１８】
露光装置６０は、図示しないレーザ、ミラー、レンズを備え、画像信号に応じてレーザから光を出射し、感光体１０の表面を軸方向に走査する。
【００１９】
現像装置７０は、感光体１０に非接触に備えられた現像ローラ７１と、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を備えたハウジング７５とを有する。現像装置はこのような構成のものに限られるものではなく、例えば、現像ローラが感光体１０に接触していてもよく、また、現像剤はトナーのみの一成分であってもよい。
【００２０】
転写装置８０は、感光体１０に押圧された転写ローラ８１を有し、給送部２０から搬送されてきた用紙Ｐの裏側からトナーと逆極性の電圧を印加して用紙Ｐにトナー像を転写する。転写装置は、このような構成に限られるものではなく、例えば、中間転写ベルト上に一次転写した後、用紙にトナー像を二次転写するものでもよく、また、ローラ転写ではなくコロナ転写を用いてもよい。
【００２１】
クリーニング装置９０は弾性部材からなるクリーニングブレード９１を有し、クリーニングブレード９１は、感光体１０の回転方向（図中矢印a）と対抗する方向に感光体１０の表面に圧接されている。クリーニング装置はこのようなブレード方式に限られず、例えばローラやブラシ方式であってもかまわない。
【００２２】
このような構成の画像形成装置１００において、感光体１０が図示しないモータの駆動に基づいて図中矢印a方向に回転すると、帯電装置３０を通過する感光体１０表面が所定電位に帯電され、帯電された感光体１０表面は、画像信号に応じて露光装置６０から射出されるレーザ光６１により露光される。感光体１０の表面には、レーザ光６１の射出により電位の減衰した部分に静電潜像が形成され、この静電潜像は、感光体１０の回転とともに現像装置７０に搬送され、現像ローラ７１により供給されたトナーが静電潜像に付着することにより可視像化される。可視像化されたトナー像は、感光体１０の回転に伴い転写装置８０に搬送され、給紙部２０から搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。更に感光体１０が回転すると、転写装置８０で用紙Ｐにトナー像を転写された感光体１０の表面がクリーニング装置９０に到達し、転写されず残存したトナーを除去される。一方、転写装置８０にてトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置４０へと搬送され、そこでトナー像を固定され、排紙トレイ５０へ排出される。
【００２３】
２．帯電装置
次に、帯電装置について詳細に説明する。図２は、帯電装置の断面図である。帯電装置は、円筒形状の帯電ローラ３１と、帯電ローラ３１をクリーニングするクリーニングローラ３５を有する。帯電ローラ３１は、芯金３１１の周りに導電性弾性体層３１２及び汚れを防止するための表層３１３が形成されたものであり、感光体１０と同じ長さを有して感光体１０の軸と平行に備えられ、図示しない軸受によって感光体１０に圧接して支持され、感光体１０に従動回転する。なお、帯電ローラは感光体に接触する構成に限られず、感光体に接触させずに帯電ローラとの間に微小空隙を設ける構成であってもよい。
【００２４】
クリーニングローラ３５は、軸３５１と、軸３５１に隙間を空けて螺旋状に巻きつけられた弾性部材３５２からなる。クリーニングローラ３５は、帯電ローラ３１と同じ長さを有し、図示しない軸受によって帯電ローラ３１に圧接して支持され、帯電ローラ３１に従動回転する。
【００２５】
このような構成の帯電装置において、感光体１０が図示しないモータ駆動により回転すると、感光体１０に接触配置された帯電ローラ３１が従動回転する。帯電ローラ３１に所定の電圧が印加されると、帯電ローラ３１と感光体１０との圧接部近傍にできる微小空隙で放電が発生し、感光体１０の表面を帯電する。上述の通り、転写装置８０を通過した後の感光体１０表面の残存トナーは、クリーニング装置９０にて回収されるが、それでも回収しきれなかった微小なトナーや外添剤等の異物が帯電ローラ３１に到達し、帯電ローラ３１の表面に付着してしまう。この帯電ローラ３１表面に付着した異物は、帯電ローラ３１に従動回転するクリーニングローラ３５により除去される。
【００２６】
３．クリーニングローラ
次に、本発明の特徴部分であるクリーニングローラ３５について詳細に説明する。図３は、クリーニングローラ３５を軸と直交する方向から見た平面図である。クリーニングローラの軸３５１は直径４ｍｍの金属からなり、軸３５１の周りには、幅５ｍｍ、厚さ３mmの短冊状のウレタンスポンジを隙間を空けて螺旋状に巻きつけた弾性部材３５２が形成されている。ウレタンスポンジは、非伸縮性の両面粘着シート上に貼付されており、両面粘着シートにより軸３５１に接着固定されている。弾性部材３５２は、軸３５１に巻きつけられた状態で、その表面に軸と平行に複数の切り込み３５２aが形成されている。切り込み３５２aは、弾性部材３５２の厚さ方向に２．５ｍｍの深さで弾性部材３５２の幅方向全域に長さを有し、互いに２ｍｍの間隔で平行に弾性部材３５２表面に形成されている。
【００２７】
図４は、クリーニングローラ３５の弾性部材３５２が、帯電ローラ３１表面のトナーや外添剤等の異物を弾き飛ばす様子を示したものである。図４（a）に示す通り、帯電ローラ３１が回転するとクリーニングローラ３５が従動回転し、帯電ローラ３１表面に付着した異物７７aが、弾性部材３５２と帯電ローラ３１のニップ部に挟まれる。また、別の異物７７ｂは、弾性部材３５２の開いた切り込み３５２aに入り込む。更に帯電ローラ３１が回転するとクリーニングローラ３５も従動回転し、図４（ｂ）に示す通り、弾性部材３５２の表面が帯電ローラ３１から離れる際に、ニップ部で押さえつけられていた弾性部材３５２が復元しようとする弾力により、ニップ部に挟まれた異物７７a及び切り込み３５２aに入り込んでいた異物７７ｂが弾き飛ばされて帯電ローラ３１の表面から除去される。
【００２８】
このように本発明に係るクリーニングローラ３５は、切り込み３５２aを弾性部材３５２に設けたことにより、弾性部材３５２そのものの弾力に加え、切り込み３５２aの揺動力が加わり、切り込みがない場合に比べて異物を弾き飛ばす力が大きくなり、帯電ローラ３１に対する良好な清掃能力を確保することができる。
【００２９】
また、クリーニングローラ３５は、帯電ローラ３１とのニップ部で切り込み３５２aが開き、トナーや外添剤などの異物７７aが開いた切り込み３５２aに入り込むため、結果として弾性部材３５２における異物を捕捉する面積が増え、切り込みのないものにくらべて、清掃能力を向上させることができる。
【００３０】
更に、クリーニングローラ３５は、弾性部材３５２が軸３５１に対して隙間を空けて螺旋形状に巻きつけられているため、弾性部材３５２の巻きかけられていない隙間部分に異物を弾き飛ばすことができ、弾性部材３５２への汚れの蓄積を減らすことができる。
【００３１】
ここで、図５を参照して本実施例にかかるクリーニングローラ３５の清掃能力についての比較実験結果を説明する。本実験では、円筒状のスポンジに軸を貫通させたクリーニングローラ（図中折れ線「■」）、軸にスポンジを螺旋状に巻きつけて切り込みを入れた本実施例のクリーニングローラ３５（図中折れ線「●」）、本実施例のクリーニングローラから切り込みを除いた螺旋状のクリーニングローラ（図中折れ線「▲」）、の3種類を比較した。ここでは、外添剤を付着させた帯電ローラに各クリーニングローラを圧接し、帯電ローラを所定時間回転させて汚れ除去量の推移を測定した。図５をみると、切り込みのない螺旋状のクリーニングローラ（図中折れ線「▲」）に比べ、本実施例の切り込みを有するクリーニングローラ３５（図中折れ線「●」）の方が清掃能力が高く、帯電ローラに対し接触面積の多い円筒状のクリーニングローラ（図中折れ線「■」）に比肩する清掃能力を持つことが判る。
【００３２】
なお、弾性部材３５２への切り込みは、上述の例に限られるものではなく、図６に示すように軸３５１と交差する斜め方向に複数の切り込み３５２bを入れてもよく、図７に示すように、円弧状に複数の切り込み３５２ｃを入れてもよい。このように軸と交差する方向や円弧状に切り込みがあることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接され、軸と平行に力がかかっても、各切り込みが開ききってしまうことがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。
【００３３】
また、弾性部材３５２の幅方向の端部にのみ切り込みを入れてもよい。例えば、図８（a）のように軸と平行に両端部に相似する切り込み３５２dを入れてもよく、図８（ｂ）のように軸と平行に両端部から交互に切り込み３５２eを入れてもよく、図８（ｃ）のように軸と交差する斜め方向に両端部から交互に切り込み３５２fを入れてもよい。また、各切り込みは直線ではなく円弧状であってもよい。このように幅方向の端部にのみ切り込みを設けることにより、停止時にクリーニングローラが帯電ローラに圧接された際、各切り込みが開いたとしても切り込みのない部分があるため弾性部材の全体が変形することがなく、クリーニングローラのクリープを防ぐことができる。
【００３４】
以上、本発明に係るクリーニングローラの実施の形態について説明したが、クリーニングローラはこれらの形態に限られるものではなく、例えば弾性部材はスポンジでなくゴムであってもよく、厚みや幅も本実施の形態に限られない。また、切り込みの形状や深さについても本実施の形態に限られないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１０：感光体
３１：帯電ローラ
３５：クリーニングローラ
３５１：クリーニングローラの軸
３５２：弾性部材
３５２a、３５２b、３５２ｃ、３５２ｄ、３５２e、３５２ｆ：弾性部材の切り込み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011203569.tif 000008
【図７】
2011203569.tif 000009
【図８】
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