(57)【要約】【課題】帯電部材の表面を清掃する清掃部材のクリーニング性能を維持すると共に、保管後の帯電部材との接触による清掃部材の変形を抑制する。【解決手段】感光体ドラム１２の表面を帯電する帯電ロール２４と接触するようにクリーニング装置５０が設けられている。クリーニング装置５０は、帯電ロール２４の表面と接触する発泡部材５２と、発泡部材５２を支持する保持部材５４とを備えている。発泡部材５２は、帯電ロール２４の表面と接触して帯電ロール２４を清掃する層状の清掃部５２Ａと、この清掃部５２Ａの内側の層状の非清掃部５２Ｂとからなり、清掃部５２Ａの密度が非清掃部５２Ｂの密度よりも大きくなるように形成されている。【選択図】図２
2008015321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電部材に接触するように配置され、前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えるクリーニング装置であって、
前記清掃部材は、単一の材料で形成された発泡部材を備え、
前記発泡部材が前記帯電部材に接触して前記帯電部材を清掃する清掃領域の密度が、前記清掃領域以外の非清掃領域の密度より大きいことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記清掃部材は、回転可能に支持され、少なくとも周面にロール状の前記発泡部材が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電部材に接触するように配置され、前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えるクリーニング装置であって、
前記清掃部材は、回転可能に支持され、少なくとも周面に単一の材料で形成されたロール状の発泡部材を備え、前記発泡部材の周方向の密度が異なることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
前記発泡部材は、熱圧縮成形により単一の材料で密度を異ならせる構成としたことを特徴する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体に対して回転可能に支持され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
を有す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、像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電ロールの表面を清掃するクリーニング装置、及びこのクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【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の場合には、オゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。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、電力効率も良いことから、最近では主流となっている。
【０００３】
このような接触帯電方式では、帯電ロールの表面をクリーニングするために、帯電ロールの表面に接触する清掃部材が設けられている。この清掃部材は、例えば、ポリウレタンなどの発泡材からなり、発泡材の表面セルが帯電ロールの表面に接触することによりクリーニングを行っている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平６−００３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような清掃部材では、所望のクリーニング性能を得るために、発泡材の密度や押し当て力が重要なパラメータである。従来技術では、清掃部材を帯電ロールに定荷重で押し付ける方式を用いており、清掃部材を帯電ロールに当接させたまま長期保管すると、荷重の大きさによっては清掃部材が変形し、筋状の濃度ムラ（バンディング）などの画質不良が発生するといった問題がある。
【０００５】
また、清掃部材のクリーニング性能と保管後の変形抑制とをともに満足することが困難であるため、画質形成時以外は清掃部材を帯電ロールからリトラクトさせるための機構を設けるなどの対策が考えられる。しかし、このようなリトラクト機構を設けると、コストの上昇や装置全体のサイズが大きくなるといった問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、清掃部材のクリーニング性能を維持すると共に、保管後の清掃部材の変形を低コストで抑制できるクリーニング装置及び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】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電部材に接触するように配置され、前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えるクリーニング装置であって、前記清掃部材は、単一の材料で形成された発泡部材を備え、前記発泡部材が前記帯電部材に接触して前記帯電部材を清掃する清掃領域の密度が、前記清掃領域以外の非清掃領域の密度より大きいことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電部材に、清掃部材として、単一の材料で形成された発泡部材を接触させることで、帯電部材の表面が清掃される。発泡部材は、帯電部材に接触する清掃領域の密度がこの清掃領域以外の非清掃領域の密度より大きいので、清掃領域とその内側の非清掃領域の密度によって、帯電部材に対する清掃部材の押し付け力を適切に設定することが可能となる。また、発泡部材の清掃領域の密度を大きくすることで、清掃領域のクリーニング性能を維持することが可能となる。これによって、コストを増大することなく、清掃部材のクリーニング性能を維持すると共に、保管後の清掃部材の変形を抑制することが可能となる。
【０００９】
また、清掃部材の構成を、異なる密度の発泡部材を接着して２層構造にすることも考えられるが、本発明では単一の材料からなる発泡部材で異なる密度の領域を形成することで、異なる密度の発泡部材を接着して２層構造とする場合に比べ、接着不良や接着剤のはみ出しによるクリーニング不良を防ぐことができる。さらに接着剤も不要なことから、コスト上昇も抑えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記清掃部材は、回転可能に支持され、少なくとも周面にロール状の前記発泡部材が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、清掃部材は、少なくとも周面にロール状の発泡部材が形成されており、発泡部材の清掃領域が帯電ロールに接触して回転することにより、帯電部材の表面が清掃される。これによって、帯電部材の汚れがよりいっそう低減されると共に、帯電部材との接触による清掃部材の変形が抑制される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、像担持体の表面を帯電する回転可能な帯電部材に接触するように配置され、前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えるクリーニング装置であって、前記清掃部材は、回転可能に支持され、少なくとも周面に単一の材料で形成されたロール状の発泡部材を備え、前記発泡部材の周方向の密度が異なることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、清掃部材は、少なくとも周面に単一の材料で形成されたロール状の発泡部材を備えており、発泡部材が回転することによって帯電部材の表面が清掃される。その際、発泡部材の周方向の密度が異なるため、清掃部材の帯電部材に対する押し付け力が周方向で変化する。清掃部材を上記構成にすることにより、帯電部材の停止時に帯電部材と発泡部材の低密度の領域とを接触させることで、帯電部材と清掃部材を接触させたまま長期保管をしたとしても清掃部材の変形を抑制させることができる。それにより、長期保管後の清掃部材の変形により発生する清掃部材の回転ムラによる画質不良を防ぐことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記発泡部材は、熱圧縮成形により単一の材料で密度を異ならせる構成としたことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、熱圧縮成形によって発泡部材を単一の材料で密度が異なる構成としている。すなわち、熱圧縮の加熱温度や時間、発泡部材のプレス量（変形量）を制御することで、発泡部材を厚さ方向に所望の発泡密度で変化させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係る画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、前記像担持体に対して回転可能に支持され、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、清掃部材は、発泡部材の清掃領域の密度が非清掃領域の密度より大きいので、清掃部材の帯電部材に対する押し付け力を適切に設定することが可能である。これによって、コストを増大することなく、清掃部材の清掃領域のクリーニング性能を維持すると共に、保管後の帯電部材との接触による清掃部材の変形を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、清掃部材のクリーニング性能を維持できると共に、保管後の帯電部材との接触による清掃部材の変形を低コストで抑制できる。このため、筋状の画像ムラなどの画質劣化の発生が少ない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１には、本発明の第１実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置１００が示されている。
【００２１】
この画像形成装置１００は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像データ入力装置から送られてくるカラー画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録用紙Ｐにカラー画像を形成するものである。
【００２２】
画像形成装置１００には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えている。なお、以降、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの何れかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要が無い場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。
【００２３】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、バックアップロール３４と複数の張架ロール３２によって張架された無端状の中間転写ベルト３０の進行方向に対して、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの順番で直列に配列されている。また、中間転写ベルト３０は、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの像担持体としての感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、それぞれ対向して配設される一次転写ロール１６Ｙ、１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋとの間を挿通している。
【００２４】
つぎに、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの構成と画像形成の動作とを、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙを代表して説明する。
【００２５】
感光体ドラム１２Ｙの表面は、帯電ロール２４Ｙにより一様に帯電される。つぎに、露光装置１４Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム１２Ｙの表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
【００２６】
イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置１５Ｙの現像バイアスが印加された現像ロール１８Ｙに担持されたトナーによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール１６Ｙの圧接力と、一次転写ロール１６Ｙに印加された転写バイアスによる静電吸引力と、によって、中間転写ベルト３０上に一次転写される。
【００２７】
この一次転写では、イエロートナー画像は全て中間転写ベルト３０に転写されず、一部が転写残留イエロートナーとして、感光体ドラム１２Ｙに残留する。また、感光体ドラム１２Ｙの表面には、トナーの外添剤なども付着している。一次転写後の感光体ドラム１２Ｙは、クリーニング装置２０Ｙとの対向位置を通過し、感光体ドラム１２Ｙの表面の転写残留トナーなどが除去される。その後、感光体ドラム１２Ｙの表面は、つぎの画像形成サイクルの為、帯電ロール２４Ｙで再び帯電される。
【００２８】
図１に示すように、画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて行われ、中間転写ベルト３０上に、順次、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナー像が重ねられ、多重トナー像が形成される。
【００２９】
そして、所定のタイミングで二次転写ロール３６と中間転写ベルト３０とが対向する二次転写位置へと搬送されてきた記録用紙Ｐに、転写バイアスが印加された二次転写ロール３６の静電吸引力によって、中間転写ベルト３０から多重トナー像が一括して記録用紙Ｐに転写される。
【００３０】
多重トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３０から分離された後、定着装置３１へと搬送され、熱と圧力とにより記録用紙Ｐに定着されてフルカラー画像が形成される。
【００３１】
記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３０上の転写残留トナーは、中間転写ベルト用クリーナー３３で回収される。
【００３２】
この画像形成装置１００では、図２に示すように、感光体ドラム１２の上方部に、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール２４が配設されている。この帯電ロール２４は、導電性のシャフト２４Ａの周囲に帯電層２４Ｂが形成されたものである。帯電ロール２４の上方部には、帯電ロール２４の表面を清掃するクリーニング装置５０が設けられている。
【００３３】
このクリーニング装置５０は、帯電ロール２４の表面に接触する清掃部材としての矩形状の発泡部材５２を備えており、発泡部材５２が板状の保持部材５４に取り付けられている。発泡部材５２は、帯電ロール２４の軸方向のほぼ全長に設けられており、保持部材５４が画像形成ユニット１０の筐体（図示省略）に支持されている。
【００３４】
発泡部材５２は、単一の発泡性材料で形成されており、帯電ロール２４に接触して帯電ロール２４を清掃する層状の清掃部５２Ａと、この清掃部５２Ａより保持部材５４側（内側）の層状の非清掃部５２Ｂとを備えている。この発泡部材５２は、清掃部５２Ａの密度が、非清掃部５２Ｂの密度よりも大きくなるように形成されている。
【００３５】
この発泡部材５２は、保持部材５４の後方に配置された図示しないスプリングによって帯電ロール２４に所定の圧力で押圧され、発泡部材５２が帯電ロール２４の周面に沿って弾性変形してニップ部を形成している。また、感光体ドラム１２の支軸には図示しないモータが連結されており、感光体ドラム１２が図２中の時計回り（矢印２の方向）に回転駆動される。この感光体ドラム１２の回転に従動して帯電ロール２４が矢印４の方向に回転する。
【００３６】
発泡部材５２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。この発泡部材５２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発泡部材５２を安価に製造できる。発泡部材５２は、帯電ロール２４との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２４の表面に発泡部材５２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。
【００３７】
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良く、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。
【００３８】
また、発泡部材５２は、セルの個数や大きさを制御することによって清掃部５２Ａの密度が非清掃部５２Ｂの密度よりも大きくなるように形成されている。すなわち、清掃部５２Ａではセルの個数が少なく（又はセルの大きさが小さく）、非清掃部５２Ｂではセルの個数が多い（又はセルの大きさが大きい）構成となっている。本実施形態では、例えば、清掃部５２Ａの密度は１８ｇ／ｃｍ３〜２２ｇ／ｃｍ３に設定され（高密度）、非清掃部５２Ｂの密度は約７．５ｇ／ｃｍ３〜１１．５ｇ／ｃｍ３に設定されている（低密度）。発泡部材５２は、清掃部５２Ａと非清掃部５２Ｂとを単一の発泡性材料によって密度が異なる構成とするために、熱圧縮成形によって製造されている。
【００３９】
図３に示すように、熱圧縮成形用のプレス機１１０には、金属製の下部板１１２と、この下部板１１２の上方で可動可能な上部金型１１４とが設けられている。上部金型１１４には、ほぼ等間隔に複数の凹部１１４Ａと凸部１１４Ｂが矩形状に交互に設けられている。下部板１１２と上部金型１１４は図示しないヒータにより所定の温度に加熱可能となっている。
【００４０】
下部板１１２上に発泡部材１１８をセットし、上部金型１１４で発泡部材１１８を下部板１１２との間でプレスし、発泡部材１１８を所望の厚さ（密度）に熱圧縮成形する。そのときの温度は、たとえば２００℃であり、発泡部材はプレスされた状態で数分間熱を加えられることで金型の形状に圧縮される。これによって、図４（Ａ）に示すように、発泡部材１２０は上部金型１１４の複数の凹部１１４Ａと凸部１１４Ｂに対応した凹凸形状となり、凸部１１４Ｂに対応する高密度部１２０Ａと、凹部１１４Ａと対応する低密度部１２０Ｂとが交互に形成される。
【００４１】
そして、図４（Ｂ）に示すように、発泡部材１２０を平面状に切断することで、高密度部１２０Ａと低密度部１２０Ｂとが交互に形成された状態となる。この発泡部材１２０を所定の寸法で切り出すことで、図２に示す発泡部材５２が形成され、高密度部１２０Ａが清掃部５２Ａ、低密度部１２０Ｂが非清掃部５２Ｂとなる。本実施形態では、発泡部材５２には、熱圧縮メラミン又は熱圧縮ウレタンフォームが用いられている。
【００４２】
次に、帯電ロール２４の詳細について説明する。
【００４３】
この帯電ロール２４は、導電性のシャフト２４Ａ上に、帯電層２４Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。
【００４４】
帯電ロール２４の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層２４Ｂの肉厚が２ｍｍから４ｍｍであることが好ましい。直径が１５ｍｍ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減り、また放電回数が減るので、汚れや帯電性能に対する長期安定性には優れるものの小型化の観点から不利である。直径が７ｍｍ以下であると画像形成装置１００を小型化できるので優位であるが、周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が増え、また放電回数が増えるので、長期安定性に対し不利となる。
【００４５】
この帯電ロール２４であるが、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ことは言うまでもない。
【００４６】
シャフト２４Ａ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およ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てもよい。
【００４７】
帯電ロール２４の帯電層２４Ｂ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、シリカおよ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２４Ａ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。
【００４８】
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、エピクロルヒドリンゴム、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、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−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、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−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およ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。
【００４９】
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または合金；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。
【００５０】
帯電層２４Ｂ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するものではない。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。
【００５１】
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以下であるものが望ましい。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。
【００５２】
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が用いられている。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２４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２４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール２４と感光体ドラム１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００５３】
以上のような構成の画像形成装置１００では、クリーニング装置５０の発泡部材５２が帯電ロール２４の表面に圧接されており、清掃部５２Ａが帯電ロール２４の表面に接触することにより、帯電ロール２４の表面がクリーニングされる。この発泡部材５２は、帯電ロール２４に接触する清掃部５２Ａの密度がその内側の非清掃部５２Ｂの密度よりも大きいので、清掃部５２Ａとその内側の非清掃部５２Ｂの密度を調整することによって、帯電ロール２４に対するクリーニング装置５０の押し付け力を適切に設定することが可能となる。また、清掃部５２Ａの密度を大きくすることで、清掃部５２Ａのクリーニング性能を維持することが可能となる。これによって、コストを増大することなく、発泡部材５２のクリーニング性能を維持できると共に、保管後の発泡部材５２の変形が抑制され、筋状の画像ムラなどの発生を低減できる。
【００５４】
また、発泡部材の構成を、異なる密度の発泡部材を接着して２層構造にすることも考えられるが、単一の材料からなる発泡部材５２で異なる密度の層を形成することで、異なる密度の発泡部材を接着して２層構造とする場合に比べ、接着不良や接着剤のはみ出しによるクリーニング不良を防ぐことができる。さらに接着剤も不要なことから、コスト上昇も抑制することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態のクリーニング装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように、帯電ロール２４と接触するようにクリーニング装置６０が設けられている。このクリーニング装置６０は、ロール状の清掃部材からなり、シャフト６２の周面にロール状の発泡部材６４が形成されている。シャフト６２は、図示しない両端部の軸受に回転可能に支持されている。
【００５７】
発泡部材６４は、単一の発泡性材料で形成されており、帯電ロール２４に接触して帯電ロール２４を清掃する上層の清掃部６４Ａと、この清掃部５２Ａより下層（シャフト６２側）の非清掃部６４Ｂとを備えている。発泡部材６４は、清掃部６４Ａの密度が、非清掃部６４Ｂの密度よりも大きくなるように形成されている。すなわち、清掃部６４Ａが高密度、非清掃部６４Ｂが低密度となっている。
【００５８】
クリーニング装置６０は帯電ロール２４に所定の荷重で押圧され、発泡部材６４が帯電ロール２４の周面に沿って弾性変形してニップ部を形成している。
【００５９】
また、感光体ドラム１２は矢印２の方向に回転駆動され、感光体ドラム１２の回転により帯電ロール２４が矢印４の方向に従動回転する。さらに、帯電ロール２４の回転によりクリーニング装置６０が矢印６の方向に従動回転する。
【００６０】
このクリーニング装置６０のシャフト６２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およ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、クリーニング装置６０は、発泡部材６４を介して帯電ロール２４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また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。
【００６１】
発泡部材６４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。本実施形態では、発泡部材６４には、熱圧縮メラミン又は熱圧縮ウレタンフォームが用いられている。
【００６２】
また、クリーニング装置６０の径はφ７ｍｍからφ１４ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１３ｍｍで、発泡部材６４の肉厚が２ｍｍから４ｍｍであることが好ましい。直径が１４ｍｍ以上であると発泡部材６４の周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が減り、またクリーニング回数が減るので、クリーニング性能に対する長期安定性には優れるものの小型化の観点から不利である。直径が７ｍｍ以下であると画像形成装置を小型化できるので優位であるが、周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が増え、またクリーニング回数が増えるので、長期安定性に対し不利となる。
【００６３】
図６には、このクリーニング装置６０の製造方法が示されている。図６（Ａ）に示すように、まず、シャフト６２の周囲に低密度の非清掃部６４Ｂを形成する。
【００６４】
図６（Ａ）に示すように、まず、図３に示す発泡部材１１８を切り出して、略長方形状の発泡部材を形成する。略長方形状の発泡部材にシャフト６２が挿通可能な円形状の開口を穿設する。その開口に表面に接着剤（ホットメルト）を塗布したシャフト６２を挿通し、発泡部材とシャフトを接着後、円柱状に切り出して非清掃部６４Ｂが形成されたシャフト６２を製造する。
【００６５】
プレス機１３０には、半円状の凹部１３２Ａを備えた下部金型１３２と半円状の凹部１３４Ａを備えた上部金型１３４とが設けられており、下部金型１３２と上部金型１３４との間に、非清掃部６４Ｂが形成されたシャフト６２を挿通する。その非清掃部６４Ｂの外周部を上部金型１３４と下部金型１３２とでプレスして、非清掃部６４Ｂの外周表面部を熱圧縮成形する。すると、高密度の清掃部６４Ａが非清掃部６４Ｂの上面に形成される。これにより、図６（Ｃ）に示すように、シャフト６２の周面上に低密度の非清掃部６４Ｂとその上層の高密度の清掃部６４Ａとからなる発泡部材６４が形成され、これをクリーニング装置６０に用いることができる。
【００６６】
このようなクリーニング装置６０では、発泡部材６４が帯電ロール２４の表面に圧接され、帯電ロール２４の回転に従動して回転しており、清掃部６４Ａによって帯電ロール２４の表面がクリーニングされる。この発泡部材６４は、帯電ロール２４に接触する清掃部６４Ａの密度がその内側の非清掃部６４Ｂの密度よりも大きいので、清掃部６４Ａとその内側の非清掃部６４Ｂの密度を調整することによって、帯電ロール２４に対するクリーニング装置６０の押し付け力を適切に設定することが可能となる。また、清掃部６４Ａの密度を大きくすることで、清掃部６４Ａのクリーニング性能を維持することが可能となる。これによって、コストを増大することなく、発泡部材６４のクリーニング性能を維持できると共に、保管後の発泡部材６４の変形が抑制され、筋状の画像ムラなどの発生を低減できる。また、発泡部材６４が回転することで、帯電ロール２４と発泡部材６４との間に異物が堆積することを抑制できる。
【００６７】
また、図７に示すように、予め、シャフト６２の周面に低密度の非清掃部６４Ｂを形成したロール状部材１４０を形成し、その後、ロール状部材１４０の表面（非清掃部６４Ｂ）に刃状の加熱部材１４２を所定の圧力で圧接し、ロール状部材１４０を矢印１４４の方向に回転する。加熱部材１４２によってロール状部材１４０の周面が熱圧縮し、高密度の清掃部６４Ａを形成することができる。これにより、シャフト６２の周面上に低密度の非清掃部６４Ｂとその上層の高密度の清掃部６４Ａとを備えたロール状の発泡部材６４を形成することができる。
【００６８】
なお、図５では、シャフト６２の周面上の発泡部材６４の一部が高密度部６４Ａで他の部分が低密度部６４Ｂであるが、この構成に限定するものではない。ロール状の発泡部材の半径方向に密度の異なる複数の領域が形成された構成でも良い。
【００６９】
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００７０】
図８に示すように、帯電ロール２４と接触するようにクリーニング装置７０が設けられている。このクリーニング装置７０は、ロール状の清掃部材からなり、シャフト７２の周面にロール状の発泡部材７４が形成されている。シャフト７２は、図示しない両端部の軸受に回転可能に支持されている。
【００７１】
発泡部材７４は、単一の発泡性材料で形成されており、シャフト７２の周面上の略半分を構成する高密度部７４Ａと、シャフト７２の周面上の他の略半分を構成する低密度部７４Ｂとを備えている。
【００７２】
また、感光体ドラム１２は矢印２の方向に回転駆動され、感光体ドラム１２の回転により帯電ロール２４が矢印４の方向に従動回転し、帯電ロール２４の回転によりクリーニング装置７０が矢印６の方向に従動回転する。また、クリーニング装置７０の径は、帯電ロール２４の径より小さく設定されており、クリーニング装置７０が一回転したときに、帯電ロール２４の同じ位置と接触しないように構成されている。
【００７３】
図９には、このクリーニング装置７０の製造方法が示されている。図９（Ａ）に示すように、まず、図４に示す発泡部材１２０を切り出して、高密度部１２０Ａと低密度部１２０Ｂとからなる略長方形状の発泡部材１５０を形成する。図９（Ｂ）に示すように、高密度部１２０Ａと低密度部１２０Ｂとの境界部にシャフト７２が挿通可能な円形状の開口１５２を穿設する。図９（Ｃ）に示すように、その開口１５２に表面に接着剤（ホットメルト）を塗布したシャフト７２を挿通し、発泡部材７４とシャフト７２を接着後、図９（Ｄ）に示すように、円柱状に切り出してクリーニング装置７０を製造する。
【００７４】
このようなクリーニング装置７０では、発泡部材７４が帯電ロール２４の表面に圧接され、帯電ロール２４の回転に従動して回転することにより、帯電ロール２４の表面がクリーニングされる。この発泡部材７４は、回転により高密度部７４Ａと低密度部７４Ｂとが交互に帯電ロール２４に接触し、発泡部材７４の帯電ロール２４に対する押し付け力が周方向で変化する。
【００７５】
清掃部材を上記構成にすることにより、クリーニング装置７０の出荷時に帯電ロール２４と発泡部材７４の低密度部７４Ｂとを接触させることで、保管後の発泡部材７４の変形を抑制できる。それにより、長期保管後の清掃部材の変形により発生する清掃部材の回転ムラによる画質不良を防ぐことができる。
【００７６】
また、図１０に示すクリーニング装置８０のように、シャフト７２にモータ８２を接続し、モータ８２の駆動を制御部８４で制御するようにしても良い。モータ８２には、例えば、ステッピングモータが用いられる。このような構成により、帯電ロール２４の回転が停止するときに、発泡部材７４の停止位置をモータ８２の駆動によって制御し、低密度部７４Ｂと帯電ロール２４とを接触させるように制御する。また、クリーニング装置８０を備えた画像形成装置の出荷時に、低密度部７４Ｂと帯電ロール２４とを接触させるように制御する。これによって、保管後の発泡部材７４の変形をよりいっそう抑制することができる。
【００７７】
なお、図１０では、シャフト７２の周面上の発泡部材７４の略半分が高密度部７４Ａで他の略半分が低密度部７４Ｂであるが、この構成に限定するものではない。ロール状の発泡部材の周方向に密度の異なる複数の領域が形成された構成でも良い。
【００７８】
なお、図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト３０の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを並設する構成であったが、この構成に限定するものではない。例えば、４色の現像器を備えた回転式現像装置を用いて感光体ドラムへのトナー像の形成を４サイクル繰り返して行う構成であっても、本発明のクリーニング装置を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態のクリーニング装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すクリーニング装置を示す断面図である。
【図３】図１に示すクリーニング装置の発泡部材を製造するためのプレス機を示す断面図である。
【図４】（Ａ）と（Ｂ）は、図１に示すクリーニング装置の発泡部材を製造する工程を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態のクリーニング装置を示す断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図５に示すクリーニング装置の発泡部材を製造する工程を示す斜視図である。
【図７】図５に示すクリーニング装置の発泡部材を製造する他の工程を示す構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態のクリーニング装置を示す断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、図８に示すクリーニング装置の発泡部材を製造する工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態のクリーニング装置の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ     画像形成ユニット
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ     感光体ドラム（像担持体）
２４   帯電ロール（帯電部材）
２４Ａ シャフト
２４Ｂ 帯電層
５０   クリーニング装置（清掃部材）
５２   発泡部材
５２Ａ 清掃部
５２Ｂ 非清掃部
５４   保持部材
６０   クリーニング装置（清掃部材）
６２   シャフト
６４   発泡部材
６４Ａ 清掃部
６４Ｂ 非清掃部
７０   クリーニング装置（清掃部材）
７２   シャフト
７４   発泡部材
７４Ａ 高密度部
７４Ｂ 低密度部
８０   クリーニング装置（清掃部材）
８２   モータ
８４   制御部
【図１】
2008015321.tif 000003
【図２】
2008015321.tif 000004
【図３】
2008015321.tif 000005
【図４】
2008015321.tif 000006
【図５】
2008015321.tif 000007
【図６】
2008015321.tif 000008
【図７】
2008015321.tif 000009
【図８】
2008015321.tif 000010
【図９】
2008015321.tif 000011
【図１０】
2008015321.tif 000012