(57)【要約】【課題】簡易な構成で、清掃部材による帯電ローラへの付着物の擦りつけを低減させ、長期に亘って安定した帯電を行うことができる帯電装置及びこれをも用いた画像形成装置を提供することである。【解決手段】クリーニングローラ９６は、帯電ローラ９０に接触して帯電ローラ９０表面を清掃する清掃部９６ｂと、清掃部９６ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０に対して非接触になるように形成された非清掃部９６ｃとを備え、清掃部９６ｂと非清掃部９６ｃとが帯電ローラ９０との対向部で交互に現れる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動する被帯電体を帯電させる帯電ローラと、該帯電ローラとの接触から受けた力により従動回転しながら該帯電ローラを清掃するクリーニングローラとを備えた帯電装置において、
上記クリーニングローラは、上記帯電ローラに接触して該帯電ローラ表面を清掃する清掃部と、該清掃部よりも径が小さく該帯電ローラに対して非接触になるように形成された非清掃部とを備え、該清掃部と該非清掃部とが該帯電ローラとの対向部で交互に現れることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１の帯電装置において、
上記クリーニングローラは、上記帯電ローラと上記クリーニングローラとの対向部で清掃部と非清掃部とが占める割合が回転によっても略変わらないことことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１乃至２の帯電装置において、
上記クリーニングローラの清掃部は、軸方向にスパイラル状に形成されることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の帯電装置において、
上記クリーニングローラの軸方向の端部には、非清掃部を設けないことを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の帯電装置において、
上記クリーニングローラの非清掃部を設けない範囲を非画像形成領域とすることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、又は５の帯電装置において、
上記クリーニングローラは、表面が多孔質材により構成されることを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
請求項６の帯電装置において、
上記多孔質材は、メラミン樹脂発泡体から構成されることを特徴とする帯電装置。
【請求項８】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体をクリーニングする像担持体用クリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
上記帯電手段に請求項１、２、３、４、５、６、又は７の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記現像手段に用いられるトナーは、重合法で作られていることを特徴とする画像装置。
【請求項１０】
請求項８又は９の画像形成装置において、
上記像担持体と、上記現像手段、上記帯電手段、上記像担持体用クリーニング手段より選ばれる少なくとも１以上の手段とが、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとして一体に支持されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に使用される帯電装置として、被帯電体である像担持体に帯電ローラを接触配置若しくは微小空間を持たせて近接配置させ、帯電バイアスを印加して像担持体を所定の電位に帯電するものが知られている。しかし、接触帯電装置では、像担持体と帯電ローラとが常に接触しながら回転しているため、像担持体上に残留する転写残トナーや潤滑剤、転写紙に含まれる填量等の残留成分が帯電ローラに付着しやすく付着力も大きい。近接帯電装置では、像担持体と帯電ローラとの間に微小空間があるため、接触帯電装置に比べ像担持体上の残留成分が付着しにくいが、長期の使用によりやはり帯電ローラ上に像担持体上の残留成分が電気的又は機械的に付着してしまう。像担持体上の残留成分が帯電ローラに付着すると、帯電ローラ表面の抵抗値が不均一となり、これにより感光体と帯電ローラとの放電が不均一となって帯電不良を引き起こし、画像ムラ、白スジ、黒スジ等の異常画像の原因となる。特に、使用環境の湿度により、帯電ローラ上の付着物が吸湿若しくは脱湿することで、帯電ローラ表面の抵抗値のムラが増減され、画像ムラが顕著となる。
【０００３】
そこで、一般に、帯電装置では、帯電ローラ上の付着物を除去すべく、帯電ローラ表面を清掃する清掃部材が各種提案されている。例えば、清掃部材として、図１０に示すように表面が多孔質材からなるローラ形状のクリーニング部材を用いたものや、多孔質材からなるパッド形状のクリーニング部材が提案されている。多孔質材からなるクリーニング部材は、寿命アップ策としては有効な手段であり、特にメラミン樹脂発泡体からなるクリーニング部材は付着物の除去性に優れる（例えば特許文献１）。また、清掃部材としてブラシを用いたものが提案されている。しかし、ブラシからなる清掃部材は、清掃効率を高めるため、ブラシを高速で回転させたり、ブラシの剛性を上げたりすると、帯電ローラの摩耗を促進し、帯電ローラの寿命を短くしてしまう虞がある。これに対し、像担持体と帯電ローラとの間の空隙に向けて気流を形成する送風手段を設置し、送風手段により帯電ローラ上の付着物を除去することも提案されている。また、所定の条件により清掃部材を帯電ローラから接離させる接離手段を設置することも提案されている（例えば特許文献２）。これら送風手段や接離手段を備えた装置は、帯電ローラの摩耗が少なく、耐久性に優れる。
【０００４】
なお、特許文献３には、帯電ローラ上の汚れを貯蔵する汚れ貯蔵部を設けたパット形状の清掃部材も提案されている。この清掃部材は、後述する課題を解決するための手段における「帯電ローラと非接触になる非清掃部」と同じように、汚れ貯蔵部が帯電ローラと非接触となるように形成されている。しかし、この汚れ貯蔵部は、帯電ローラに対して位置が固定されており、汚れを貯蔵するためのものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７０７５０号公報
【特許文献２】特開平７−１２８９５６号公報
【特許文献３】特開平９−９６９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図１０に示すように、清掃部材として外径が軸方向で同一であるクリーニングローラ９９を帯電ローラに対して従動回転させた場合には、帯電ローラとクリーニングローラ９９とのニップ内でどうしても周速差が生じ、クリーニングローラ９９が除去した付着物を帯電ローラ上に擦りつけてしまうことになる。特に、近接帯電装置のように帯電ローラへの付着力が小さい場合には、クリーニングローラ９９が帯電ローラに常時接触していると、付着物を除去する機会よりも付着物を擦りつける機会の方が多くなり、かえって帯電ローラの汚れを悪化させてしまう虞がある。
【０００７】
なお、帯電ローラとクリーニングローラとの接触機会を少なくするには、ニップ幅を狭くすることも有効である。しかし、ニップ幅を狭くした場合には、両ローラ共に軸方向の長さに比べ径が小さいため、両ローラの軸の平行度が僅かにずれてもニップがなくなってしまう所がでる虞があり、両ローラの安定した当接に不安が残る。また、ニップ幅を狭くした場合には、従動回転するクリーニングローラの駆動力はニップにより伝達されるため、駆動力が不十分でスリップする虞があり、クリーニングローラの回転動作に不安が残る。また、清掃部材による帯電ローラへの付着物のこすり付けを低減するためには、上述した送風手段や接離手段を設置することも有効である。しかし、送風手段や接離手段を設けた場合には、装置が複雑化、大型化、高額化してしまう。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、簡易な構成で、清掃部材による帯電ローラへの付着物の擦りつけを低減させ、長期に亘って安定した帯電を行うことができる帯電装置及びこれをも用いた画像形成装置を提供することである。
【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、請求項１の発明は、回動する被帯電体を帯電させる帯電ローラと、該帯電ローラとの接触から受けた力により従動回転しながら該帯電ローラを清掃するクリーニングローラとを備えた帯電装置において、上記クリーニングローラは、上記帯電ローラに接触して該帯電ローラ表面を清掃する清掃部と、該清掃部よりも径が小さく該帯電ローラに対して非接触になるように形成された非清掃部とを備え、該清掃部と該非清掃部とが該帯電ローラとの対向部で交互に現れることを特徴とするものである。
請求項２の発明はは、請求項１の帯電装置において、上記クリーニングローラは、上記帯電ローラと上記クリーニングローラとの対向部で清掃部と非清掃部とが占める割合が回転によっても略変わらないことことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１乃至２の帯電装置において、上記クリーニングローラの清掃部は、軸方向にスパイラル状に形成されることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の帯電装置において、上記クリーニングローラの軸方向の端部には、非清掃部を設けないことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の帯電装置において、上記クリーニングローラの非清掃部を設けない範囲を非画像形成領域とすることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１、２、３、４、又は５の帯電装置において、上記クリーニングローラは、表面が多孔質材により構成されることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６の帯電装置において、上記多孔質材は、メラミン樹脂発泡体から構成されることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該像担持体をクリーニングする像担持体用クリーニング手段とを備えた画像形成装置において、上記帯電手段に請求項１、２、３、４、５、６、又は７の帯電装置を用いることを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記現像手段に用いられるトナーは、重合法で作られていることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項８又は９の画像形成装置において、上記像担持体と、上記現像手段、上記帯電手段、上記像担持体用クリーニング手段より選ばれる少なくとも１以上の手段とが、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとして一体に支持されることを特徴とするものである。
請求項１乃至１０の発明におけるクリーニングローラは、帯電ローラに対して接触・非接触を繰り返しながらクリーニングを行う。そのため、帯電ローラと常時接触するように形成された非清掃部のない従来のクリーニングローラに比べ、クリーニングローラが除去した付着物を帯電ローラへ擦りつける機会が少なくなる。付着力の弱い付着物は清掃部によって少ない機会で除去できるので、付着物を除去してこれを保持する清掃部と帯電ローラとの接触機会が多いと、付着物を除去する作用よりも付着部を擦りつける作用の方が大きくなるためと考えられるからである。よって、クリーニングローラに部分的に径が小さい非清掃部を設けるという簡易な構成で、帯電ローラへの付着物の擦りつけを低減させ、帯電ローラの汚れを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で、清掃部材による帯電ローラへの付着物の擦りつけを低減させ、長期に亘って安定した帯電を行うことができる帯電装置及びこれをも用いた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明をタンデム型間接転写方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明する。まず、画像形成装置の概略構成及び動作について説明する。図１は、画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。この画像形成装置は、装置本体１００と、該装置本体１００を載せる給紙テーブル２００と、装置本体１００上に取り付けるスキャナ３００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成される。
【００１２】
装置本体１００の中央には、中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂが横に並べて配置されている。上記タンデム画像形成ユニット２０における個々の画像形成ユニット１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写装置、感光体クリーニング装置、除電装置等を備えている。これらの４つの画像形成ユニット１８Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂにより、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成ユニット２０が構成されている。また、タンデム画像形成ユニット２０の上には、露光装置２１が設けられている。
【００１３】
中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成ユニット２０と反対の側には、転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を転写紙に転写する。また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成ユニット２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
【００１４】
図２は、画像形成ユニットのうちの２色を部分拡大した構成図である。カラーはイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックのいずれでも構わないので、以後特に記載しないこととする。図２に示すように、タンデム画像形成部２０において、個々の画像形成ユニット１８は、ドラム状の潜像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置６０、現像装置６１、一次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４等を備えている。なお、感光体ドラム４０は、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材を塗付して感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。なお、画像形成ユニット１８は、装置本体１００から着脱可能なプロセスカートリッジとして、感光体ドラム４０、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３が一体に構成されている。このように画像形成ユニット１８を装置本体１００に対して着脱可能に構成することにより、作業性を向上するようにしている。
【００１５】
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用し、感光体ドラム４０上の潜像を現像する。この現像装置６１は、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム４０と対向して現像剤担持体としての現像スリーブ６５を設けるとともに、その現像スリーブ６５内にマグネット７２を固定して設ける。また、この現像ケース７０は、二成分現像剤を撹拌しながら搬送して現像剤スリーブ６５に付着する撹拌部６６と、その現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体ドラム４０に転移する現像部６７とで構成し、その現像部６７より撹拌部６６を低い位置とする。さらに、現像スリーブ６５に先端を接近してドクタブレード７３を設ける。撹拌部６６には、２本のスクリュ６８を設けており、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られる。撹拌部６６内の２成分現像剤は、２本のスクリュ６８で攪拌されながら搬送循環され、現像スリーブ６５に供給される。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、ドクタブレード７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加する現像バイアス電圧により感光体ドラム４０に転移してその感光体ドラム４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサー７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１６】
上記一次転写装置６２では、１次転写ローラが中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム４０を押し当てて設けられ、１次転写ローラに印加された転写バイアスにより、現像装置６１により現像された感光体ドラム４０上のトナー像が中間転写ベルト１０上に転写される。勿論、一次転写装置は、非接触のコロナチャージャ等であってもよい。
【００１７】
上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム４０に押し当てる、例えばポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７５と、外周を感光体ドラム４０に接触させ図中矢印方向に回転する導電性のファーブラシ７６を備える。さらに、図中矢印方向に回転し、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製電界ローラ７７と、電界ローラ７７に先端が押し当てられるスクレーパ７８と、除去したトナーを回収する回収スクリュ７９とを備える。そして、感光体ドラム４０に残留したトナーは、感光体ドラム４０に対してカウンター方向に回転するファーブラシ７６で除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンター方向に回転する電界ローラ７７でバイアスを印加して除去される。電界ローラ７７は、スクレーパ７８でクリーニングされる。このように感光体クリーニング装置６３で回収されたトナーは、回収スクリュ７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、感光体クリーニング装置６３と現像装置６１とを繋ぐトナー搬送装置８０で現像装置６１へと戻されて再び現像に利用される。除電装置６４は、例えばランプであり、光を照射して感光体ドラム４０の表面電位を初期化する。
【００１８】
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサー３６に入れ、原稿内容を読み取る。また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モーターで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成ユニット１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出す。そして、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
【００２０】
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成ユニット２０による再度の画像形成に備える。
【００２１】
以下、本発明の特徴部である帯電装置について詳細に説明する。本実施形態に係る帯電装置６０は、金属製の軸部とこれの表面に被覆された導電性のゴムや樹脂材料からなるローラ部とを有する帯電ローラ９０を備え、感光体ドラム４０の画像形成領域に対向する部分は感光体ドラム４０と非接触である。感光体ドラム４０と帯電ローラ９０との微小ギャップの維持方法としては、従来公知の方法の使用することができる。例えば、帯電ローラ９０の両端部にフィルムを巻きつけてスペーサとし、このスペーサを感光体ドラム４０の両端部の非画像形成領域に接触させ、帯電ローラ９０と感光体ドラム４０の画像領域に一定の微小ギャップを得るようにしてよい。このとき、感光体ドラム４０の軸部を加圧バネによって感光体ドラム側に加圧してもよい。また、スペーサを帯電ローラ９０と一体成型にしても良い。このとき、スペーサは、少なくともその表面を絶縁体にするのが良い。このようにすることにより、スペーサでの放電をなくし、スペーサに放電生成物が堆積し、放電生成物に粘着性によりトナーがスペーサに固着し、ギャップが広がることがなくなる。
【００２２】
そして、帯電ローラ９０には図示しない帯電用の電源が接続されている。感光体ドラム４０と帯電ローラ９０との間の微小空間での近接放電により、感光体ドラム４０表面が均一に帯電される。印加電圧は、本実施形態においては直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。ただし、印加電圧はこれに限るものではなく、ＤＣ電圧のみでも構わない。帯電ローラ９０に印加する印加電圧としてＤＣ電圧のみを印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつき、放電の安定性に問題があるなどの理由により、感光体ドラム４０表面を均一に帯電する上で不都合な場合がある。本実施形態のようにＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、より均一な帯電が可能となり、高画質化が可能となる。
【００２３】
また、本実施形態に係る帯電装置６０の帯電ローラ９０には、帯電ローラ９０のローラ部を清掃するクリーニングローラ９１が設置される。クリーニングローラ９１は、クリーニングローラ９１自体の自重により帯電ローラ９０のローラ部と接触し、ローラ部との接触から受けた力により帯電ローラ９０に従動回転している。図３は、第１の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図３に示すように、クリーニングローラ９１は、金属製の軸９１ａと、軸９１に被覆され帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９１ｂと、清掃部９１ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９１ｃとを備えている。具体的には、清掃部９１ｂが軸方向に沿って６条形成され、非清掃部９１ｃが清掃部９１ｂ間に溝となって形成され、クリーニングローラ９１の回転により帯電ローラ９０との対向部で清掃部９１ｂと非清掃部９１ｃとが交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９１は、図１０のように径が均一に形成される従来のクローニングローラ９９に比べ、清掃部９１ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなり、帯電ローラ９０の帯電性能を長期に亘って維持することが可能となる。
【００２４】
次に、第２の実施形態に係るクリーニングローラの構成について説明する。図４は、第２の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図４に示すように、このクリーニングローラ９２は、金属製の軸部９２ａと、軸９２ａに被覆され、帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９２ｂと、清掃部９２ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９２ｃとを備えている。具体的には、清掃部９２ｂが軸方向に沿って６条形成され、非清掃部９２ｃが清掃部９２ｂ間に溝となって形成され、軸方向中央部で清掃部９２ｂと非清掃部９２ｃの位置が切り替わるように形成されている。そして、クリーニングローラ９２の回転により、帯電ローラ９０との対向部で清掃部９２ｂと非清掃部９２ｃとが占める割合（ここでは、１：１）が変わらないまま交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９２は、上述したように、図１０に示す従来のクローニングローラ９９に比べ、清掃部９２ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなる。また、クリーニングローラ９２は、回転によっても帯電ローラ９０との対向部で清掃部９２ｂと非清掃部９２ｃとが占める割合が変わらないので、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定となる。よって、第２の実施形態に係るクリーニングローラ９２は、第１の実施形態に係るクリーニングローラ９１に比べ、帯電ローラとクリーニングローラとの接触／非接触の繰り返し動作が安定化される。
【００２５】
次に、第３の実施形態に係るクリーニングローラの構成について説明する。図５は、第３の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図５に示すように、このクリーニングローラ９３は、金属製の軸部９３ａと、軸９３ａに被覆され、帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９３ｂと、清掃部９３ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９３ｃとを備えている。具体的には、清掃部９３ｂが軸方向に沿ってスパイラル状に形成され、非清掃部９３ｃが清掃部９３ｂ間にスパイラル状の溝となって形成されている。そして、クリーニングローラ９３は、回転により帯電ローラ９０との対向部で清掃部９３ｂと非清掃部９３ｃとが占める割合が変わらないまま交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９３は、上述したように、図１０に示す従来のクローニングローラ９９に比べ、清掃部９３ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなる。また、クリーニングローラ９３は、回転によっても帯電ローラ９０との対向部で清掃部９３ｂと非清掃部９３ｃとが占める割合が変わらず、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定であってかつ軸方向においても概ね均一化されている。よって、第３の実施形態に係るクリーニングローラ９３は、第１及び第２の実施形態に係るクリーニングローラ９１、９２に比べ、帯電ローラとクリーニングローラとの接触／非接触の繰り返し動作がより安定化される。
【００２６】
次に、第４の実施形態に係るクリーニングローラの構成について説明する。図６は、第４の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図６に示すように、このクリーニングローラ９４は、金属製の軸部９４ａと、軸９４ａに被覆され、帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９４ｂと、清掃部９４ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９４ｃとを備えている。具体的には、清掃部９４ｂが軸方向両端部で軸部９４ａの全周に亘って形成されるとともに、軸方向両端部を除いて軸方向に沿って６条形成され、非清掃部９４ｃが清掃部９４ｂ間に溝となって形成される。そして、クリーニングローラ９４は、軸方向両端部で常に清掃部９４ｂが帯電ローラ９０に接触しながら従動回転し、軸方向両端部を除く帯電ローラ９０との対向部で清掃部９４ｂと非清掃部９４ｃとが交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９４は、図１０のように径が均一に形成される従来のクローニングローラ９９に比べ、清掃部９４ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなる。また、第４の実施形態に係るクリーニングローラ９４は、軸方向両端部の清掃部９４ｂが帯電ローラ９０と常時接触して従動回転できるように形成されているので、第１の実施形態に係るクリーニングローラ９１に比べクリーニングローラ９４の回転動作がより安定化したものとなる。また、クリーニングローラ９４は、清掃部９４ｂの幅が狭くなることによる当接圧上昇による不具合、すなわち帯電ローラ９０上への付着物の擦りつけ等による帯電ローラ９０の劣化を効果的に防止することができる。
【００２７】
次に、第５の実施形態に係るクリーニングローラの構成について説明する。図７は、第５の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図７に示すように、このクリーニングローラ９５は、金属製の軸部９５ａと、軸９５ａに被覆され、帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９５ｂと、清掃部９５ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９５ｃとを備えている。具体的には、清掃部９５ｂが軸方向両端部で軸部９５ａの全周に亘って形成されるとともに、軸方向両端部を除いて軸方向に沿って６条形成され、非清掃部９５ｃが清掃部９５ｂ間に溝となって形成され、軸方向中央部で清掃部９５ｂと非清掃部９５ｃの位置が切り替わるように形成されている。そして、クリーニングローラ９５は、軸方向両端部で常に清掃部９５ｂが帯電ローラ９０に接触しながら従動回転し、軸方向両端部を除く帯電ローラ９０との対向部で清掃部９５ｂと非清掃部９５ｃとが交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９５は、図１０のように径が均一に形成される従来のクリーニングローラ９９に比べ、清掃部９５ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなる。また、クリーニングローラ９５は、回転によっても帯電ローラ９０との対向部で清掃部９５ｂと非清掃部９５ｃとが占める割合が変わらないので、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定となる。よって、第５の実施形態に係るクリーニングローラ９５は、第４の実施形態に係るクリーニングローラ９１に比べ、帯電ローラとクリーニングローラとの接触／非接触の繰り返し動作が安定化される。また、クリーニングローラ９５は、軸方向両端部の清掃部９５ｂが帯電ローラ９０と常時接触して従動回転できるように形成されているので、第２の実施形態に係るクリーニングローラ９２に比べクリーニングローラ９５の回転動作がより安定化したものとなる。また、クリーニングローラ９５は、清掃部９５ｂの幅が狭くなることによる当接圧上昇による不具合、すなわち帯電ローラ９０上への付着物の擦りつけ等による帯電ローラ９０の劣化を効果的に防止することができる。
【００２８】
次に、第６の実施形態に係るクリーニングローラの構成について説明する。図８は、第８の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図である。図９は、第６の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す平面図である。図８に示すように、このクリーニングローラ９６は、金属製の軸部９６ａと、軸９６ａに被覆され、帯電ローラ９０のローラ部と接触してローラ部を清掃する清掃部９６ｂと、清掃部９６ｂよりも径が小さく帯電ローラ９０のローラ部と非接触になる非清掃部９６ｃとを備えている。具体的には、清掃部９６ｂが軸方向両端部で軸部９６ａの全周に亘って形成されるとともに、軸方向両端部を除いてスパイラル状に形成され、非清掃部９６ｃが清掃部９６ｂ間に溝となって形成されている。そして、クリーニングローラ９６は、軸方向両端部で常に清掃部９６ｂが帯電ローラ９０に接触しながら従動回転し、軸方向両端部を除く帯電ローラ９０との対向部で清掃部９６ｂと非清掃部９６ｃとが交互に現れるようになっている。このように構成されるクリーニングローラ９６は、図１０のように径が均一に形成される従来のクローニングローラ９９に比べ、清掃部９６ｂで除去した帯電ローラ９０上の付着物を帯電ローラ９０上に擦りつける機会が少なくなる。また、クリーニングローラ９６は、回転によっても帯電ローラ９０との対向部で清掃部９６ｂと非清掃部９６ｃとが占める割合が変わらず、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定であってかつ軸方向においても均一化されている。よって、第６の実施形態に係るクリーニングローラ９６は、第４及び第５の実施形態に係るクリーニングローラ９４、９５に比べ、帯電ローラとクリーニングローラとの接触／非接触の繰り返し動作がより安定化される。また、クリーニングローラ９６は、軸方向両端部の清掃部９６ｂが帯電ローラ９０と常時接触して従動回転できるように形成されているので、第３の実施形態に係るクリーニングローラ９３に比べ、クリーニングローラ９６の回転動作がより安定化したものとなる。また、クリーニングローラ９６は、清掃部９６ｂの幅が狭くなることによる当接圧上昇による不具合、すなわち帯電ローラ９０上への付着物の擦りつけ等による帯電ローラ９０の劣化を効果的に防止することができる。
【００２９】
また、図９に示すように、クリーニングローラ９６の非清掃部９６ｃを設けない範囲は、非画像形成領域であることが好ましい。つまり、クリーニングローラ９６の清掃部９６ｂが軸方向両端部に軸部９６ａの全周に亘って形成される領域は非画像形成領域である。これにより、クリーニングローラ９６の回転動作を安定化できるとともに、帯電ローラ９０の画像領域においては非清掃部９６ｃによって確実に付着物の擦りつけを低減させることが可能である。なお、第４及び５の実施形態に係るクリーニングローラ９４、９５においても同様である。
【００３０】
また、上記クリーニングローラ９６と、図１０に示す従来のクリーニングローラ９９を上述した画像形成装置にそれぞれ搭載し、帯電ローラ９０に汚れが発生しやすい加速条件下（画像面積率の高いものを出力）で画像形成を行った。その結果、本実施形態に係るクリーニングローラ９６を用いた帯電ローラ９０は、従来のクリーニングローラを用いた帯電ローラに比べ１．５倍長持ちした。
【００３１】
なお、帯電ローラ９０の付着物を効果的に除去するためには、上記クリーニングローラ９１、９２、９３、９４、９５、９６の清掃部及び非清掃部には、多孔質材（フォーム）を用いるとよい。多孔質材材としては、熱可塑性エラストマーのポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、一般汎用樹脂のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリスチレン、ＡＢＳ、エンジニアリングプラスチックスの、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン等があげられる。中でも、発泡倍率が高く、多くの表面積を持つメラミン発泡樹脂は、付着物除去性に優れる。
【００３２】
また、現像装置６１に用いられるトナーには、重合法で作られるトナーを用いるとよい。重合法で作られるトナーは、粉砕分級等により作られるトナーに比べ、トナー一粒づつの対電荷質量比が揃っているので、転写効率を高くすることができる。よって、重合法で作られるトナーを用いた画像形成ユニット１８では、感光体クリーニング装置６３に入力されるトナー量が少なく、同時に感光体クリーニング装置６３をすり抜けて帯電ローラ９０に付着するトナー量も少なくなるので、帯電ローラ９０の汚れを抑制しやすくなる。
【００３３】
以上、本実施形態に係る帯電装置６０は、帯電ローラ９０に接触して帯電ローラ９０表面を清掃する清掃部と、帯電ローラ９０に接触しない非清掃部とを備えたクリーニングローラ９１、９２、９３、９４、９５、９６を備え、帯電ローラ９０とクリーニングローラ９１、９２、９３、９４、９５、９６との対向部で、清掃部と非清掃部とが交互に現れる。よって、新たな部材や装置を設けることなく簡易な構成で、クリーニングローラによる帯電ローラへの付着物の擦りつけを低減させ、帯電ローラの汚れを抑制することができる。
また、本実施形態に係る帯電装置６０は、帯電ローラ９０とクリーニングローラ９２、９３、９５、９６との対向部で清掃部と非清掃部とが占める割合が回転によっても概ね変わらない。そのため、クリーニングローラ９２、９３、９５、９６では、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定となり、帯電ローラ９０との接触／非接触の繰り返し動作が安定化される。
また、本実施形態に係る帯電装置６０は、清掃部がスパイラル状に形成されるクリーニングローラ９３、９６を備えている。そのため、クリーニングローラ９３、９６では、回転によっても帯電ローラ９０との対向部で清掃部と非清掃部とが占める割合が変わらず、帯電ローラ９０との接触により受ける力が周方向で一定であってかつ軸方向においても均一化されている。よって、帯電ローラ９０とクリーニングローラ９３、９６との接触／非接触の繰り返し動作がより安定化される。そして、クリーニングローラに部分的に外径の小さい非清掃部を形成するには、スパイラル形状は適しており、安価に形成することができる。
また、本実施形態に係る帯電装置６０では、クリーニングローラ９４、９５、９６の軸方向端部に非清掃部を設けていない。クリーニングローラの端部は、帯電ローラへの当接状態が不安定になりやすい。しかし、帯電ローラ９０とクリーニングローラ９４、９５、９６では、軸方向両端部で常時接触して従動回転している状態である。よって、クリーニングローラ９４、９５、９６の回転動作が安定化される。
また、本実施形態に係る帯電装置６０では、クリーニングローラ９６において非清掃部９６ｃを設けない範囲が非画像形成領域となっている。これにより、クリーニングローラ９６の回転動作を安定化できるとともに、帯電ローラ９０の画像領域において確実に付着物の擦りつけを低減させることが可能である。
また、本実施形態に係る帯電装置６０では、クリーニングローラ９１、９２、９３、９４、９５、９６の表面（清掃部及び非清掃部）が多孔質材により構成される。そのため、ブラシ等に比べて帯電ローラ９０上の付着物をより多く捕集することができ、長期間安定して帯電ローラ９０表面の付着物を除去することができる。
また、本実施形態に係る帯電装置６０では、クリーニングローラ９１、９２、９３、９４、９５、９６の表面（清掃部及び非清掃部）にメラミン樹脂発泡体を用いる。メラミン樹脂発泡体は、発泡倍率が高く多くの表面積を持つため、帯電ローラ９０上の付着物をより効果的に捕集することができ、長期間安定して帯電ローラ９０表面の付着物を除去することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、上述した帯電装置６０を備えているので、長期間安定して帯電ローラ表面の付着物を除去でき、装置本体の高寿命化に貢献できる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、現像装置６１に重合法で作られるトナーを用いている。これにより、像担持体用クリーニング装置である感光体クリーニング装置６３に入力されるトナー量が少なくなり、同時に感光体クリーニング装置６３をすり抜けて帯電ローラ９０に付着するトナー量も少なくなるので、帯電ローラ９０の汚れを抑制しやすくなる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム４０、、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３とが、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。プロセスカートリッジの場合、その中に構成される部品の一つに異常が発生すると、プロセスカートリッジ全体を交換し、寿命内の部品も破棄しなければならず、経済的ではない。しかし、本実施形態のように帯電ローラ９０の汚れを抑制し、長期間安定した帯電を行うことができる帯電装置６０を備えていれば、プロセスカートリッジの利点、すなわち良好な作業性を活かすことができる。
なお、本実施形態に係る帯電装置６０には近接帯電方式を採用したが、本発明は、これに限定されるものでない。本発明は、帯電ローラへの付着物が比較的少なければ、接触帯電方式を採用した帯電装置に適用してもよい。また、本実施形態に係る画像形成装置には、タンデム型間接転写方式を採用したが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。本発明は、例えば、ひとつの感光体に複数の現像装置を備えた画像形成装置や、感光体上に形成したトナー像を転写紙に直接転写する画像形成装置に適用してもよい。また、ひとつの感光体及びひとつの現像装置を有するモノクロ画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】画像形成装置の内部構成を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置の画像形成ユニットのうちの２色を部分拡大した構成図。
【図３】第１の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図。
【図４】第２の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図。
【図５】第３の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図。
【図６】第４の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図。
【図７】第５の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図
【図８】第６の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す斜視図
【図９】第６の実施形態に係るクリーニングローラの構成を示す平面図。
【図１０】従来のクリーニングローラの構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
４０    感光体ドラム
６０    帯電装置
６１    現像装置
６２    １次転写装置
６３    感光体クリーニング装置
６４    除電装置
９０    帯電ローラ
９１、９２、９３、９４、９５、９６    クリーニングローラ
【図１】
2008304729.tif 000003
【図２】
2008304729.tif 000004
【図３】
2008304729.tif 000005
【図４】
2008304729.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008304729.tif 000008
【図７】
2008304729.tif 000009
【図８】
2008304729.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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