(57)【要約】【課題】清掃ローラの回転変動による不都合を効果的に解消することができると共に装置の小型化を実現させることができる清掃ローラ、帯電装置及びそれを備えた画像形成装置並びに清掃ローラの製造方法を提供する。【解決手段】清掃ローラは、表面に清掃ローラの周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成されている。複数の凹凸部が軸線方向に沿って形成された円筒状の清掃部材の円筒孔に清掃ローラの回転軸を挿通し、清掃部材を周方向に捻った状態で清掃部材と回転軸とを固定する。押出成形用型の押出成形孔に向けて押出成形用材料を押し出しつつ押出成形用型を回転させることで表面に周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成された清掃部材を成形する。射出成形用型に充填した射出成形用材料を固化させて清掃部材を成形し、射出成形用型を軸線回りに回転させることで清掃部材を射出成形用型から型抜きする。【選択図】図３
2019086664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラであって、
当該清掃ローラの外周表面には、当該清掃ローラの周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成されていることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項２】
請求項１に記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凸部の幅をＷ、前記凹凸部の凹部の幅をＤ、当該清掃ローラの外径をＲ、前記凹凸部の当該清掃ローラの軸線に対する捩れ角度をθ、円周率をπとすると、
Ｎ＝π＊Ｒ＊ｃｏｓθ／（Ｗ＋Ｄ）
で表されるＮが３以上であることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凸部の幅をＷ、前記凹凸部の凹部の幅をＤ、前記凹凸部の当該清掃ローラの軸線に対する捩れ角度をθ、当該清掃ローラの前記清掃対象物への清掃領域の軸線方向における全長をＬとすると、
Ｍ＝（Ｗ＋Ｄ）／ｓｉｎθ／Ｌ
で表されるＭが０．３以下であることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１つに記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部は、前記外周表面において当該清掃ローラの軸線方向における全域に亘って形成されていることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１つに記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凹部の幅は、前記凹凸部の凸部の幅と等しいか又は前記凸部の幅より大きいことを特徴とする清掃ローラ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１つに記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凹部の深さをＨ、前記凹凸部の凸部が前記清掃対象物を清掃するときの前記凸部の圧縮変形量をＥとすると、
Ｅ≦Ｈ
の関係を満たすことを特徴とする清掃ローラ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１つに記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凸部は、隣り合う面でエッジを構成する角部を有していることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項８】
請求項７に記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凸部は、断面視で四角形状又は略四角形状とされていることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項９】
請求項７に記載の清掃ローラであって、
前記凹凸部の凸部は、断面視で三角形状とされていることを特徴とする清掃ローラ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までの何れか１つに記載の清掃ローラと、帯電ローラとを備え、前記清掃ローラは、前記帯電ローラと接触して前記帯電ローラを清掃することを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の帯電装置であって、
前記清掃ローラは、回転される前記帯電ローラの回転と共に従動回転することを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項９までの何れか１つに記載の清掃ローラ又は請求項１０若しくは請求項１１に記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、
外周表面に長手方向に延びる複数の凹凸部が軸線方向に沿って形成された円筒状の清掃部材の円筒孔に前記清掃ローラの回転軸を挿通する工程と、
前記清掃ローラの回転軸を挿通した前記清掃部材を周方向に捻った状態で前記清掃部材と前記回転軸とを固定する工程と
を含むことを特徴とする清掃ローラの製造方法。
【請求項１４】
清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、
周方向の全体に亘って複数の射出成形用凹凸部を形成した断面円形状の押出成形孔を有する押出成形用型の前記押出成形孔に向けて押出成形用材料を押し出す工程と、
前記押出成形用材料が前記押出成形用型の前記押出成形孔を通過するときに前記押出成形用型を前記押出成形用材料の押出方向に沿った軸線回りの所定の回転方向に回転させることで外周表面に周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成された清掃部材を成形する工程と
を含むことを特徴とする清掃ローラの製造方法。
【請求項１５】
清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、
内周表面に周方向に捻れるように延びる複数の射出成形用凹凸部が形成された射出成形用型に射出成形用材料を充填する工程と、
前記射出成形用型に充填した前記射出成形用材料を固化させて外周表面に周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成された清掃部材を成形する工程と、
前記射出成形用型を軸線回りに回転させることで前記清掃部材を前記射出成形用型から型抜きする工程と
を含むことを特徴とする清掃ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清掃対象物と接触して清掃対象物を清掃する清掃ローラ、帯電装置及びそれを備えた複写機、複合機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置並びに清掃ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
清掃ローラとして、円筒形の発泡体からなる清掃部材を備えたものが一般的である。かかる清掃ローラは、清掃対象物（例えば帯電ローラ）と長期に亘って接触することにより永久変形（圧縮永久歪み）が発生する場合がある。そうすると、清掃ローラの回転変動（例えば清掃ローラの周速度ムラや振動、清掃対象物との摩擦力変動）といった永久変形による不都合を招く。
【０００３】
この点に関し、清掃ローラの清掃部材として、例えば、短冊状の清掃部材を回転軸に巻き付けたものが使用される場合がある（例えば特許文献１〜３参照）。詳しくは、特許文献１は、芯材に発泡体を螺旋状に巻き付けた清掃ローラを開示している。特許文献２は、芯材に発泡体を螺旋状に固定して発泡体の断面の端部が中央部よりも高くなっている清掃ローラを開示している。また、特許文献３は、帯部の剥がれや欠けを防止するために、軸部に帯部を螺旋状に巻き付けて端部が帯電ローラと接触しない構造の清掃ローラを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４７２４４０号公報
【特許文献２】特許第５１７０１１５号公報
【特許文献３】特許第５４０２２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような特許文献１〜３に記載の清掃ローラでは、清掃対象物との接触部の軸線方向における接触長さが小さく、永久変形による清掃対象物との摩擦力変動を抑えることができる。しかし、発泡体の形状バラツキや巻き付け時のテンション変動などにより発泡体を芯材に巻き付けるときの形状変化が生じる場合がある。そうすると、清掃ローラの清掃対象物との当接状態にバラツキが生じ易く、清掃ローラの清掃性能が偏ってしまう。すなわち、清掃対象物（例えば帯電ローラ）に対する清掃ローラの外周表面における清掃可能部分の比率が小さい。このため、前記した如く、発泡体の変形不具合があると、例えば、清掃可能部分に対峙する帯電ローラの汚れが促進されてしまう恐れがある。また、帯電ローラとの従動回転が不安定になり易く、清掃ローラの回転変動の発生要因となって画像形成に悪影響を及ぼす恐れがある。従って、特許文献１〜３に記載の清掃ローラでは、清掃ローラの回転変動による不都合を解消できていない。また、特許文献３に記載の清掃ローラでは、帯部の剥がれや欠けの防止のために、清掃ローラにおいて不要な領域を長手方向に設けなければならず、装置の大型化を招く。
【０００６】
そこで、本発明は、清掃ローラの回転変動による不都合を効果的に解消することができると共に、装置の小型化を実現させることができる清掃ローラ、帯電装置及びそれを備えた画像形成装置並びに清掃ローラの製造方法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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために、次の清掃ローラ、帯電装置及び画像形成装置並びに第１態様から第３態様の清掃ローラの製造方法を提供する。
【０００８】
（１）清掃ローラ
本発明に係る清掃ローラは、清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラであって、当該清掃ローラの外周表面には、当該清掃ローラの周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成されている。
【０００９】
（２）帯電装置
本発明に係る帯電装置は、前記本発明に係る清掃ローラと、帯電ローラとを備え、前記清掃ローラは、前記帯電ローラと接触して前記帯電ローラを清掃することを特徴とする。
【００１０】
（３）画像形成装置
本発明に係る画像形成装置は、前記本発明に係る清掃ローラ又は前記本発明に係る帯電装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
（４）第１態様の清掃ローラの製造方法
本発明に係る第１態様の清掃ローラの製造方法は、清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、外周表面に長手方向に延びる複数の凹凸部が軸線方向に沿って形成された円筒状の清掃部材の円筒孔に前記清掃ローラの回転軸を挿通する工程と、前記清掃ローラの回転軸を挿通した前記清掃部材を周方向に捻った状態で前記清掃部材と前記回転軸とを固定する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
（５）第２態様の清掃ローラの製造方法
本発明に係る第２態様の清掃ローラの製造方法は、清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、周方向の全体に亘って複数の射出成形用凹凸部を形成した断面円形状の押出成形孔を有する押出成形用型の前記押出成形孔に向けて押出成形用材料を押し出す工程と、前記押出成形用材料が前記押出成形用型の前記押出成形孔を通過するときに前記押出成形用型を前記押出成形用材料の押出方向に沿った軸線回りの所定の回転方向に回転させることで外周表面に周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成された清掃部材を成形する工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
（６）第３態様の清掃ローラの製造方法
本発明に係る第３態様の清掃ローラの製造方法は、清掃対象物と接触して前記清掃対象物を清掃する清掃ローラの製造方法であって、内周表面に周方向に捻れるように延びる複数の射出成形用凹凸部が形成された射出成形用型に射出成形用材料を充填する工程と、前記射出成形用型に充填した前記射出成形用材料を固化させて外周表面に周方向に捻れるように延びる複数の凹凸部が形成された清掃部材を成形する工程と、前記射出成形用型を軸線回りに回転させることで前記清掃部材を前記射出成形用型から型抜きする工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、清掃ローラの回転変動による不都合を解消することができると共に、装置の大型化を実現させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る清掃ローラを備えた画像形成装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る清掃ローラ及び帯電ローラを模式的に示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る清掃ローラを模式的に示す概略平面図である。
【図４】第１実施形態に係る清掃ローラを模式的に示す概略断面図である。
【図５】第２実施形態に係る清掃ローラ及び帯電ローラを模式的に示す概略斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る清掃ローラを模式的に示す概略断面図である。
【図７】第３実施形態に係る清掃ローラを模式的に示す概略断面図である。
【図８】清掃ローラの外周表面を周方向に展開して示す展開図であって、（ａ）は、捻れ角度が小さい場合を例示する図であり、（ｂ）は、捻れ角度が大きい場合を例示する図である。
【図９】実施例１の評価結果を示す図表である。
【図１０】実施例２の評価結果を示す図表である。
【図１１】実施例３の評価結果を示す図表である。
【図１２】第１態様の清掃ローラの製造方法において清掃部材が回転軸に固定される前の状態を模式的に示す概略平面図である。
【図１３】第２態様の清掃ローラの製造方法において清掃部材を押出成形している状態を模式的に示す概略斜視図である。
【図１４】第３態様の清掃ローラの製造方法において清掃部材を押出成形する射出成形用型を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１７】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る清掃ローラ２００を備えた画像形成装置１００の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、像担持体として作用する感光体ドラム１０と、帯電装置９０と、露光装置３０と、現像装置４０と、転写帯電装置５０と、クリーニング装置６０と、定着装置７０とを備えている。帯電装置９０は、感光体ドラム１０の表面１０ａを帯電させる。露光装置３０は、帯電装置９０によって帯電された感光体ドラム１０を露光して静電潜像を形成する。現像装置４０は、露光装置３０によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。転写帯電装置５０は、現像装置４０によって形成されたトナー像を記録紙等の記録媒体Ｐ上に転写する。クリーニング装置６０は、感光体ドラム１０に残留するトナーを除去し回収する。定着装置７０は、転写帯電装置５０によって転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に定着して画像を形成する。この例では、画像形成装置１００は、モノクロのプリンタ（具体的にはレーザプリンタ）とされている。なお、画像形成装置１００は、例えば、カラー画像を形成できる中間転写方式のカラー画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１００は、この例では、プリンタとしたが、例えば、複写機、複合機又はファクシミリ装置であってもよい。
【００１９】
感光体ドラム１０は、基体１１が画像形成装置１００の本体フレーム（図示せず）に回転自在に支持され、図示を省略した駆動手段によって回転軸線γ回りに所定の回転方向Ｇ１（図中時計方向）に回転駆動される。
【００２０】
帯電装置９０は、帯電部材として作用する帯電ローラ２０（清掃対象物の一例）と、清掃ローラ２００とを備えている。帯電ローラ２０は、感光体ドラム１０の表面１０ａを高電圧印加装置２４にて均一に所定の電位に一様に帯電させるものである。帯電ローラ２０は、感光体ドラム１０と同じ又は略同じ周速度で回転するようになっている。帯電ローラ２０は、回転軸２１と、回転軸２１上に形成された円筒状の弾性部材２２と、弾性部材２２上に形成された抵抗層２３を備えている。帯電ローラの外径としては、それには限定されないが、８ｍｍ〜１４ｍｍ程度を例示できる。回転軸２１としては、例えば、金属材料を用いることができる。弾性部材２２は、感光体ドラム１０に対する給電を確保するために適当な導電性を有している。抵抗層２３は、帯電ローラ２０全体の電気抵抗を調整するものである。
【００２１】
清掃ローラ２００は、帯電ローラ２０の表面に付着した残留トナー、トナー外添剤、紙粉等の異物を除去するためのものである。清掃ローラ２００は、回転軸２０１と、回転軸２０１に固定された円筒状の清掃部材２０２とを備えている。回転軸２０１は、この例では、直径４ｍｍのシャフトとされている。回転軸２０１は、特に限定されるものではなく、一般な材料でよい。回転軸２０１に用いることができる材料としては、例えば、ステンレス、ＳＵＭ，鉄、ニッケル、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。清掃部材２０２は、弾性体、この例では、弾性発泡体（スポンジ層）からなっている。清掃ローラ２００は、帯電ローラ２０と圧接した状態で帯電ローラ２０との軸間距離が一定されていてもよいし、帯電ローラ２０に対して接離方向に移動自在とされ、図示を省略したバネ等の押圧装置により帯電ローラ２０に向けて押圧されるようになってもよい。これにより、清掃部材２０２は、帯電ローラ２０に対して所定量（例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）だけ圧縮変形する（いわゆる食い込む）。弾性発泡体は、特に限定されるものではなく、一般に用いられる発砲材料でよい。弾性発泡体としては、例えば、ポリウレタン、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＦＰＤＭ）などの有機ゴム等、或いは、ポリエチレン、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂の少なくとも一つを用いた発泡体を用いることができる。なお、清掃ローラ２００の表面構造や製造方法については、後ほど詳しく説明する。
【００２２】
露光装置３０は、画像情報に基づいて変調された光を回転駆動される感光体ドラム１０の表面１０ａに主走査方向である感光体ドラム１０の回転軸線γ方向に繰返し走査する。現像装置４０は、現像ローラ４１と、現像槽４２とを備えている。現像ローラ４１は、感光体ドラム１０の表面１０ａに現像剤ＤＶを供給する。現像槽４２は、現像剤ＤＶを収容する。転写帯電装置５０は、高電圧印加装置５１にて感光体ドラム１０と転写帯電装置５０との間に形成される転写ニップ部ＴＮに所定の高電圧を印加する。クリーニング装置６０は、クリーニングブレード６１と、回収用ケーシング６２とを備えている。クリーニングブレード６１は、感光体ドラム１０の表面１０ａに残留するトナーを除去する。回収用ケーシング６２は、クリーニングブレード６１によって除去されたトナーを収容する。定着装置７０は、加熱ローラ７１と、加圧ローラ７２とを備えている。加圧ローラ７２は、加熱ローラ７１に押圧されて定着ニップ部ＦＮを形成する。また、画像形成装置１００は、画像形成装置１００を構成する各構成要素を収容する筐体８０さらに備えている。なお、図１において、符号Ｆは記録媒体Ｐの搬送方向を示している。
【００２３】
＜清掃ローラ＞
図２は、第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）及び帯電ローラ２０を模式的に示す概略斜視図である。図３は、第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）を模式的に示す概略平面図である。図４は、第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）を模式的に示す概略断面図である。図５は、第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ（２００）及び帯電ローラ２０を模式的に示す概略斜視図である。図６は、第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ（２００）を模式的に示す概略断面図である。図７は、第３実施形態に係る清掃ローラ２００ｃ（２００）を模式的に示す概略断面図である。また、図８は、清掃ローラ２００の外周表面２０２ａを周方向Ｓに展開して示す展開図である。図８（ａ）は、捻れ角度θが小さい場合を例示する図であり、図８（ｂ）は、式（１）の関係において捻れ角度θが大きい場合を例示する図である。
【００２４】
本実施の形態では、清掃ローラ２００は、清掃対象物（この例では帯電ローラ２０）と接触して帯電ローラ２０を清掃する。清掃ローラ２００の外周表面２０２ａには、清掃ローラ２００の周方向Ｓに捻れるように延びる複数の凹凸部（凸部２１０及び凹部２２０）が形成されている。
【００２５】
本実施の形態によれば、凹凸部（凸部２１０及び凹部２２０）が清掃ローラ２００の軸線α（図３参照）に対して角度（捩れ角度θ）を持った状態で清掃ローラ２００の外周表面２０２ａを帯電ローラ２０の表面２０ａに接触させることができる。これにより、長期接触の際の変形部位を軸線方向Ｘの一部に制限することができ、それだけ摩擦力変化を小さくすることができる。ひいては安定した回転動作を得ることができる。また、たとえ帯電ローラ２０との接触によって永久変形が生じても、永久変形による帯電ローラ２０との摩擦力変動を抑えることができる。しかも、清掃ローラ２００は、従来のような短冊状の清掃部材を回転軸に螺旋状に巻き付けたものではなく、清掃ローラ２００の外周表面２０２ａに凸部２１０及び凹部２２０を形成したものである。従って、たとえ帯電ローラ２０との接触によって永久変形が生じても、清掃ローラ２００の周速度ムラや振動、帯電ローラ２０との摩擦力変動といった永久変形による不都合を効果的に解消することができる。また、帯電ローラ２０からの駆動力を周面全域で均等に得ることができる。従って、清掃ローラ２００を安定して回転させることができ、帯電ローラ２０の清掃状態を均一にすることができる。さらに、清掃ローラ２００の回転負荷変動を抑えることができる。これにより、清掃ローラ２００の回転変動による不都合を解消することができる。例えば、帯電ローラ２０による帯電の均一性や画像上のジッター低減によって画質を安定的に維持することができる。さらに、従来の如く、帯部の剥がれや欠けの防止のために、清掃ローラ２００において不要な領域を長手方向に設ける必要がない。従って、装置の小型化を実現させることができる。
【００２６】
本実施の形態において、清掃ローラ２００は、回転される帯電ローラ２０の回転と共に従動回転するようにしている。こうすることで、帯電ローラ２０の表面２０ａに付着したトナー等の異物を確実に清掃することができる。また、清掃ローラ２００は、図示を省略した駆動部により駆動回転するようにしてもよい。ここで、清掃ローラ２００が駆動回転する場合、清掃ローラ２００の回転方向は、帯電ローラ２０の回転方向Ｇ２に対してカウンタ方向（帯電ローラ２０の回転方向Ｇ２と同方向）としてもよい。また、清掃ローラ２００の回転方向は、帯電ローラ２０の回転方向Ｇ２に対して順方向（帯電ローラ２０の回転方向Ｇ２とは逆方向）としてもよい。また、清掃ローラ２００と帯電ローラ２０との周速が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
ところで、凸部２１０及び凹部２２０の軸線αに対する捩れ角度θを小さくし過ぎると、永久歪の影響を受け易くなる。一方、捩れ角度θを大きくし過ぎると、清掃ローラ２００の外周表面２０２ａの軸線方向Ｘにおける各位置（例えば図８に示す任意位置β）での接触箇所の数（例えばエッジＣの数）が少なくなる。ここで、接触箇所は、凸部２１０の帯電ローラ２０との周方向Ｓにおける一周内の接触箇所である。従って、捩れ角度θを大きくし過ぎると、凸部２１０の変形や欠損等の局所的な欠陥が発生した場合に該欠陥を一周内の他の凸部２１０で補う機会が少なくなる。そうすると、局所的な損傷による清掃能力の低下等の影響を受け易くなる。
【００２８】
凸部２１０及び凹部２２０の軸線αに対する捩れ角度θとして、例えば、５°〜６０°程度、より好ましくは１５°〜４０°程度を例示できる。こうすることで、永久歪の影響を受け難くできると共に、清掃ローラ２００の外周表面２０２ａの帯電ローラ２０との接触箇所の数（例えばエッジＣの数）を多くすることができる。従って、凸部２１０の変形や欠損等の局所的な欠陥が発生した場合に該欠陥を一周内の他の凸部２１０で補う機会を多くすることができる。ひいては、凸部２１０の変形や欠損といった局所的な欠陥による清掃能力の低下等の影響を受け難くすることができる。捩れ角度θは、この例では、２０°程度とされている。
【００２９】
［１周当たりの凹凸数］
次に、凸部２１０の幅Ｗ、凹部２２０の幅Ｄ、清掃ローラ２００の外径Ｒ、捩れ角度θ及び凹凸数Ｎの関係について図８を参照しながら説明する。なお、図８において、縦軸は、清掃ローラ２００の外周表面２０２ａの円周距離を表しており、清掃ローラ２００の軸線方向Ｘの距離を表している。図８では、図１から図４に示す第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）を例示したが、図５及び図６に示す第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ（２００）及び図７に示す第３実施形態に係る清掃ローラ２００ｃ（２００）についても同様に適用することができる。
【００３０】
凸部２１０の幅をＷ、凹部２２０の幅をＤ、清掃ローラ２００の外径（周方向Ｓにおける凸部２１０のエッジＣを通る外周円の直径）をＲ、凸部２１０及び凹部２２０の軸線αに対する捩れ角度をθ、円周率をπ、清掃ローラ２００の一周当たりの凹凸数をＮとすると、
Ｎ＝π＊Ｒ／｛〔（Ｗ＋Ｄ）／ｓｉｎθ〕＊ｔａｎθ｝
Ｎ＝π＊Ｒ／｛〔（Ｗ＋Ｄ）／ｓｉｎθ〕＊（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）｝
Ｎ＝π＊Ｒ／｛（Ｗ＋Ｄ）／ｃｏｓθ｝
Ｎ＝π＊Ｒ＊ｃｏｓθ／（Ｗ＋Ｄ）  ・・・  式（１）
となる。
【００３１】
図８に示す展開図のように、Ｎは整数値となる。これを満たすようにθ及び（Ｗ＋Ｄ）の値が決まる。これは、清掃部材２０２が発泡スポンジ等の弾性体であることから、θ及びＷ＋Ｄが連続値を取り得るためである。清掃部材２０２が剛体ならば、Ｗ＋ＤとＮとが決まれば、θが一意的に決まる。また、θとＮとが決まれば、Ｗ＋Ｄが一意的に決まる。よって、例えば、後述するように、捩りながら清掃部材２０２（発泡体）を形成する際は、Ｗ＋Ｄを押出口形状で決定し、任意のＮになるように、θ（捩り量）を制御して清掃部材２０２を成形することができる。
【００３２】
（実施例１）
次に、式（１）について、外径Ｒ、凸部２１０の幅Ｗ、凹部２２０の幅Ｄ、捩れ角度θを変化させて清掃ローラ２００によるクリーニング性能を評価した。実施例１では、帯電ローラ２０の帯電不良による濃度ムラ（縦スジ）の発生状態を調べた。
【００３３】
図９は、実施例１の評価結果を示す図表である。図９において、「◎」は濃度ムラがなく非常に良好であることを示している。「○」は濃度ムラが殆どなく良好であることを示している。「△」は濃度ムラが若干あるものの実用に耐えられることを示している。「×」は濃度ムラが実用に耐えられないことを示している。
【００３４】
図９に示すように、式（１）のπ＊Ｒ＊ｃｏｓθ／（Ｗ＋Ｄ）で表されるＮは３以上が好ましく、より好ましくは４以上である。こうすることで、凸部２１０の変形や欠損等の局所的な欠陥が発生した場合において該欠陥を一周内の他の凸部２１０で補う機会を多くすることができる。すなわち、凸部２１０を帯電ローラ２０に周方向Ｓにおける一周内の多くの接触箇所（例えばエッジＣ）で接触させることができる。これにより、たとえ清掃部材２０２に用いる材料のバラツキ（凸部２１０の変形や欠損等の局所的な欠陥）があった場合でも清掃能力を安定的に且つ効果的に付与することができる。
【００３５】
［清掃領域の全長に対する１つの凹凸部の凹凸比率］
次に、凸部２１０の幅Ｗ、凹部２２０の幅Ｄ、捩れ角度θ及び凹凸比率Ｍの関係について図８を参照しながら説明する。
【００３６】
清掃ローラ２００の帯電ローラ２０への清掃領域の軸線方向Ｘにおける全長をＬ、清掃領域の全長Ｌに対する１つの凹凸部（凸部２１０及び凹部２２０）の凹凸比率をＭとすると、
Ｍ＝（Ｗ＋Ｄ）／ｓｉｎθ／Ｌ  ・・・  式（２）
となる。
【００３７】
（実施例２）
次に、式（２）について、清掃領域の全長Ｌを一定とし、外径Ｒ、捩れ角度θ、凸部２１０の幅Ｗ、凹部２２０の幅Ｄを変化させて清掃ローラ２００によるクリーニング性能を評価した。実施例２では、バンディング（画像進行方向の濃淡ムラ）の発生状態を調べた。
【００３８】
図１０は、実施例２の評価結果を示す図表である。図１０において、「◎」はバンディングがなく非常に良好であることを示している。「○」はバンディングが殆どなく良好であることを示している。「△」はバンディングが若干あるものの実用に耐えられることを示している。「×」はバンディングが実用に耐えられないことを示している。なお、実施例２のＮｏ．Ｒ１０−１４として実施例１のＲ１０−１を用い、実施例２のＮｏ．Ｒ１０−２０として実施例１のＲ１０−７を用いた。
【００３９】
図１０に示すように、式（２）の（Ｗ＋Ｄ）／ｓｉｎθ／Ｌで表されるＭは０．３以下が好ましく、より好ましくは０．２以下である。こうすることで、清掃部材２０２の特定位置の凸部２１０及び凹部２２０が長時間接触する状態を抑制することができる。これにより、清掃部材２０２の形成不具合による清掃部材２０２の駆動負荷変動を安定化させることができる。しかも、バンディング発生等の駆動負荷に由来する画像不具合を抑制することができる。
【００４０】
本実施の形態において、凸部２１０及び凹部２２０は、外周表面２０２ａにおいて清掃ローラ２００の軸線方向Ｘにおける全域に亘って形成されている。こうすることで、帯電ローラ２０に対して清掃ローラ２００の軸線方向Ｘにおける全域に亘って清掃することができる。さらに、清掃ローラ２００における両端からの剥がれを効果的に防止でき、それだけ強固な構造にすることができる。
【００４１】
本実施の形態において、凹部２２０の幅Ｄは、凸部２１０の幅Ｗと等しいか又は凸部２１０の幅Ｗより大きい（図４参照）。こうすることで、帯電ローラ２０との接触による清掃ローラ２００の圧縮変形の際に、凹部２２０において凸部２１０の変形した部分の逃げ場を確保することができる。これにより、永久歪を受け難くすることができ、永久歪量を小さくすることができる。また、トナー等の異物を凹部２２０に貯留させ易くすることができ、貯留作用による帯電ローラ２０への再付着を効果的に防止することができる。ここで、凸部２１０の幅Ｗ及び凹部２２０の幅Ｄは、径方向において異なる場合には、凸部２１０の幅Ｗは、径方向における外方端の幅とし、凹部２２０の幅Ｄは、径方向における内方端の幅としてもよい。また、凸部２１０の幅Ｗ及び凹部２２０の幅Ｄは、径方向における中央部の幅としてもよいし、径方向における所定の複数箇所（例えば外方端及び内方端）の幅を平均してもよい。
【００４２】
［凹部の深さと凸部の圧縮変形量との関係］
次に、凹部２２０の深さ（径方向における距離）と、凸部２１０が帯電ローラ２０を清掃するときの凸部２１０の圧縮変形量（最大の変形量、いわゆる食い込み量）との関係について説明する。
【００４３】
ところで、清掃ローラ２００が帯電ローラ２０に圧接される場合、凸部２１０及び凹部２２０の双方が帯電ローラ２０に接触すると、帯電ローラ２０との接触による清掃ローラ２００の圧縮変形の際に、凹部２２０において凸部２１０の変形した部分の逃げ場を確保することができなくなる。これにより、永久歪を受け易くなり、永久歪量が大きくなる。従って、永久歪を受け難くし、永久歪量を小さくすることが望まれる。
【００４４】
これについて、凹部２２０の深さをＨ、凸部２１０が帯電ローラ２０を清掃するときの凸部２１０の圧縮変形量をＥとし（図２、図４から図７参照）、深さＨ、圧縮変形量Ｅを変化させて清掃ローラ２００によるクリーニング性能を評価した。実施例３では、凸部２１０の圧縮変形を所定時間放置した後にバンディングの発生度合を調べた。
【００４５】
図１１は、実施例３の評価結果を示す図表である。図１１において、「◎」はバンディングがなく非常に良好であることを示している。「○」はバンディングの発生度合が小さく良好であることを示している。「△」はバンディングの発生度合が若干大きいものの実用に耐えられることを示している。「×」はバンディングの発生度合が実用に耐えられないことを示している。なお、実施例３では、実施例１のＲ１０−７を用いた。
【００４６】
図１１に示すように、Ｅ≦Ｈの関係を満たすことが好ましい。すなわち、凹部２２０の深さＨは、圧縮変形量Ｅと等しいか圧縮変形量Ｅよりも大きいことが好ましい。こうすることで、帯電ローラ２０との接触による清掃ローラ２００の圧縮変形の際に、凹部２２０を凸部２１０において変形した部分の逃げ場を確保することができる。これにより、永久歪を受け難くすることができ、永久歪量を効果的に軽減させることができる。しかも、貯留作用による帯電ローラ２０への再付着を効果的に防止することができる。また、清掃ローラ２００の外径変化による駆動状態変動を抑制させることができる。これにより、永久歪みの軽減にも効果的である。
【００４７】
本実施の形態において、凸部２１０は、隣り合う面でエッジＣを構成する角部を有している。こうすることで、エッジＣによる掻き取り作用により清掃性能を向上させることができる。
【００４８】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）では、凸部２１０は、断面視で（軸線方向Ｘから視て）四角形状又は略四角形状とされている（図２から図４参照）。こうすることで、清掃ローラ２００ａ（２００）の外周表面２０２ａにおいて帯電ローラ２０と接触する周方向Ｓにおける一つの凸部２１０当たりのエッジＣの数を２箇所にすることができる。これにより、一つの凸部２１０当たりのエッジＣの数を１箇所にする場合（図５から図７参照）に比べ、凸部２１０の変形や欠損といった局所的な欠陥による清掃能力の低下等の影響を受け難くすることができる。また、帯電ローラ２０の異物をエッジＣで確実に掻き取ることができる。ここで、四角形状又は略四角形状は、正方形状又は略正方形状であってもよい。また、四角形状又は略四角形状は、周方向に長い長方形状又は略長方形状であっても、径方向に長い長方形状又は略長方形状であってもよい。また、四角形状又は略四角形状は、径方向の外方の上底が内方の下底よりも大きい台形状又は略台形状であっても、径方向の外方の上底が内方の下底よりも小さい台形状又は略台形状であってもよい。
【００４９】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ（２００）では、凸部２１０は、断面視で（軸線方向から視て）三角形状とされている（図５及び図６参照）。こうすることで、凸部２１０をエッジＣ（尖り部分）が立った状態で帯電ローラ２０に接触させることができる。これにより、エッジＣによる掻き取り作用により清掃性能をさらに向上させることができる。ここで、三角形状は、正三角形状であっても、二等辺三角形状であっても、また、直角三角形状であってもよい。三角形状が正三角形、二等辺三角形状以外の場合、エッジを構成する辺のうち清掃ローラ２００の回転方向における下流側の辺が上流側の辺よりも傾斜角度が大きくなるようにすることが好ましい。こうすることで、帯電ローラ２０の異物をエッジＣで確実に掻き取ることができる。
【００５０】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る清掃ローラ２００ｃ（２００）では、凸部２１０は、断面視で（軸線方向から視て）丸鋸形状とされている（図７参照）。こうすることで、凸部２１０をエッジＣ（尖り部分）が鋭くなった状態で帯電ローラ２０に接触させることができる。これにより、エッジＣによる掻き取り作用により清掃性能をさらに向上させることができる。この場合、丸鋸形状の凸部２１０の先端が清掃ローラ２００（２００ｃ）の回転方向Ｑにおける下流側に向くようにすることが好ましい。こうすることで、帯電ローラ２０の異物をエッジＣで確実に掻き取ることができる。
【００５１】
＜清掃ローラの製造方法＞
本実施の形態に係る清掃ローラ２００は、次の第１態様及び第２態様のようにして製造することができる。
【００５２】
［第１態様の清掃ローラの製造方法］
図１２は、第１態様の清掃ローラ２００の製造方法において清掃部材２０２が回転軸２０１に固定される前の状態を模式的に示す概略平面図である。図１２では、図２から図４に示す第１実施形態に係る清掃ローラ２００ａ（２００）を製造する例を示している。
【００５３】
第１態様の清掃ローラ２００の製造方法では、先ず、円筒状の清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂ（図４参照）に清掃ローラ２００の回転軸２０１を挿通する。円筒状の清掃部材２０２は、外周表面２０２ａに長手方向に延びる複数の凹凸部（凸部２１０及び凹部２２０）が軸線方向Ｘに沿って形成されている。円筒状の清掃部材２０２は、従来公知の所定の成形手法により形成することができる。かかる所定の成形手法は、清掃部材２０２を円筒状に形成し、且つ、外周表面２０２ａに長手方向に延びる複数の凸部２１０及び凹部２２０を軸線方向Ｘに沿って形成することができれば、何れの成形手法を用いてもよい。かかる成形手法して、それには限定されないが、押出成形や型抜き成形を例示できる。この例では、清掃部材２０２は、外径が１０ｍｍ、凸部２１０の幅が２ｍｍ、凹部２２０の幅が２ｍｍ、凹部２２０の深さが２ｍｍ、円筒孔２０２ｂの直径が４ｍｍのものとされている。また、回転軸２０１は、直径が４ｍｍのものとされている。
【００５４】
次に、清掃ローラ２００の回転軸２０１を挿通した清掃部材２０２を周方向Ｓに捻った状態で清掃部材２０２と回転軸２０１とを固定する。ここで、清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂに回転軸２０１を挿通した状態で清掃部材２０２を周方向Ｓに沿って捻ってもよい。また、清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂに回転軸２０１を挿通しつつ清掃部材２０２を周方向Ｓに沿って捻ってもよい。また、清掃部材２０２を周方向Ｓに捻る態様としては、周方向Ｓの一方側Ｓ１及び他方側Ｓ２のうち何れか片側のみに向けて捻る態様、或いは、周方向Ｓの一方側Ｓ１及び他方側Ｓ２の双方に向けて捻る態様を例示できる。こうすることで、清掃部材２０２と回転軸２０１とを固定するときに捻れ角度θを調整することができる。これにより、清掃ローラ２００の使用条件に応じて容易に最適な捻れ状態の凸部２１０及び凹部２２０を形成することができる。なお、清掃部材２０２と回転軸２０１との固定は、回転軸２０１を所定の温度に加熱して清掃部材２０２の回転軸２０１との接触部分を溶融させた後、冷却して清掃部材２０２を回転軸２０１に溶着させることで行うことができる。例えば、清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂに清掃ローラ２００の回転軸２０１を挿通する前に、回転軸２０１の周面に熱溶融性接着剤を塗布しておくことができる。また、清掃部材２０２と回転軸２０１との固定は、これに限定されることはなく、溶剤系接着剤等の接着剤を用いてもよい。
【００５５】
なお、第１態様の清掃ローラ２００の製造方法において、図５及び図６に示す第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ並びに図７に示す第３実施形態に係る清掃ローラ２００ｃ等の清掃ローラ２００についても同様にして製造することができる。
【００５６】
［第２態様の清掃ローラの製造方法］
図１３は、第２態様の清掃ローラ２００の製造方法において清掃部材２０２を押出成形している状態を模式的に示す概略斜視図である。図１３では、図２から図４に示す第１実施形態の清掃ローラ２００ａ（２００）を製造する例を示している。
【００５７】
第２態様の清掃ローラ２００の製造方法では、先ず、押出成形用型３００の押出成形孔３００ａに向けて押出成形用材料（図示省略）を押し出す。押出成形用型３００は、周方向Ｓの全体に亘って複数の射出成形用凹凸部（射出成形用凸部３１０及び射出成形用凹部３２０）を形成した断面円形状の押出成形孔３００ａを有している。
【００５８】
次に、押出成形用材料を押し出しつつ押出成形用材料が押出成形用型３００の押出成形孔３００ａを通過するときに押出成形用型３００を押出成形用材料の押出方向Ｔに沿った軸線回りの所定の回転方向Ｋに回転させる。こうして、外周表面２０２ａに周方向Ｓに捻れるように延びる複数の凸部２１０及び凹部２２０が形成された清掃部材２０２を成形する。この例では、清掃部材２０２は、中心部に円筒孔２０２ｂを有する円筒状の清掃部材とされている。
【００５９】
［第３態様の清掃ローラの製造方法］
図１４は、第３態様の清掃ローラ２００の製造方法において清掃部材２０２を押出成形する射出成形用型４００を模式的に示す概略断面図である。図１４では、図２から図４に示す第１実施形態の清掃ローラ２００ａ（２００）を製造する例を示している。
【００６０】
第３態様の清掃ローラ２００の製造方法では、射出成形用型４００に射出成形用材料Ｖを充填する。射出成形用型４００は、内周表面４００ａに周方向Ｓに捻れるように延びる複数の射出成形用凹凸部（射出成形用凹部４１０及び射出成形用凸部４２０）が形成されている。詳しくは、射出成形用型４００を構成する一対の射出成形用型４０１，４０２を型締めして、射出成形用材料Ｖを射出成形用型４００の充填口４００ｂに射出充填する。この例では、射出成形用型４００は、清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂを形成する型である。
【００６１】
次に、射出成形用型４００に充填した射出成形用材料Ｖを固化（冷却固化）させる。これにより、外周表面２０２ａに周方向Ｓに捻れるように延びる複数の凹凸部（凸部２１０及び凹部２２０）が形成された清掃部材２０２を成形する。
【００６２】
次に、射出成形用型４００を軸線回りに所定の回転方向に回転させる。これにより、清掃部材２０２を射出成形用型４００から型抜きする。詳しくは、一対の射出成形用型４０１，４０２を開き、駆動伝達手段４３０（例えばギア列）を介して回転駆動部４４０（具体的には駆動モータ）を回転駆動して射出成形用型４０１を回転させる。このとき、清掃部材２０２を図示しない移動機構で射出成形用型４０１の回転に対して従動回転しないように保持しながら抜き方向Ｘ１に移動させる。そうすると、清掃部材２０２が射出成形用型４０１から抜ける。これにより、清掃部材２０２を射出成形用型４０１から取り出すことができる。回転駆動部４４０の回転数や回転速度は、射出成形用型４０１における射出成形用凹部４１０及び射出成形用凸部４２０の数や幅によって調整することができる。
【００６３】
［第２態様及び第３態様の共通の工程］
そして、第２態様及び第３態様の清掃ローラ２００の製造方法では、凸部２１０及び凹部２２０が形成された清掃部材２０２の円筒孔２０２ｂに清掃ローラ２００の回転軸２０１を挿通する。その後、清掃部材２０２と清掃ローラ２００の回転軸２０１とを固定（具体的には接着）する。
【００６４】
第２態様及び第３態様の清掃ローラ２００の製造方法によれば、回転軸２０１と清掃部材２０２とを捩じり動作を行うことなく固定することができる。これにより、回転軸２０１と清掃部材２０２との固定化を容易に実現させることができる。しかも、清掃部材２０２の捩れ角度θを安定的に形成することができる。従って、画像形成を安定化させることができる。清掃部材２０２と回転軸２０１との固定は、第１態様の製造方法と同様に行うことができる。
【００６５】
なお、第２態様及び第３態様の清掃ローラ２００の製造方法において、図５及び図６に示す第２実施形態に係る清掃ローラ２００ｂ並びに図７に示す第３実施形態に係る清掃ローラ２００ｃ等の清掃ローラ２００についても同様にして製造することができる。
【００６６】
＜その他の実施の形態＞
本実施の形態では、清掃対象物を帯電部材（具体的には帯電ローラ２０）としたが、転写帯電ローラ等の転写帯電部材としてもよいし、各種ローラとしてもよい。また、清掃対象物は、例えば、ローラだけでなく、感光体ドラム、感光体ベルト、転写ベルトであってもよい。
【００６７】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６８】
１００    画像形成装置
２０      帯電ローラ
２０ａ    表面
２１      回転軸
２００    清掃ローラ
２００ａ  清掃ローラ
２００ｂ  清掃ローラ
２００ｃ  清掃ローラ
２０１    回転軸
２０２    清掃部材
２０２ａ  外周表面
２０２ｂ  円筒孔
２１０    凸部
２２０    凹部
３００    押出成形用型
３００ａ  押出成形孔
３１０    射出成形用凸部
３２０    射出成形用凹部
４００    射出成形用型
４１０    射出成形用凹部
４２０    射出成形用凸部
４３０    駆動伝達手段
４４０    回転駆動部
Ｃ        エッジ
Ｄ        幅
Ｆ        搬送方向
Ｍ        凹凸比率
Ｎ        凹凸数
Ｒ        外径
Ｓ        周方向
Ｓ１      一方側
Ｓ２      他方側
Ｔ        押出方向
Ｗ        幅
Ｘ        軸線方向
α        軸線
β        任意位置
γ        回転軸線
θ        捩れ角度
【図１】
2019086664.tif 000003
【図２】
2019086664.tif 000004
【図３】
2019086664.tif 000005
【図４】
2019086664.tif 000006
【図５】
2019086664.tif 000007
【図６】
2019086664.tif 000008
【図７】
2019086664.tif 000009
【図８】
2019086664.tif 000010
【図９】
2019086664.tif 000011
【図１０】
2019086664.tif 000012
【図１１】
2019086664.tif 000013
【図１２】
2019086664.tif 000014
【図１３】
2019086664.tif 000015
【図１４】
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