(57)【要約】【課題】クリーニングシートを帯電ロールの長手方向にほぼ均一に接触させる。【解決手段】クリーニングシート６２の両端部６２Ａを支持する両端部支持部材６４が設けられている。両端部支持部材６４は、帯電ロール１６のシャフト１６Ａを回転可能に支持する軸受部材６５と、軸受部材６５の下部の支持体６６とを備えており、軸受部材５８と支持体６６とにクリーニングシート６２の両端部６２Ａが挟持されている。支持体６６の底面と筐体７０との間にコイルスプリング６８が配設されている。支持体６６の上面は、帯電ロール１６の下側の周面の位置よりシャフト１６Ａに近い位置に設けられている。これによって、クリーニングシート６２が帯電ロール１６の表面に軸方向へ張力を付与した状態で押し付けられる。【選択図】図２
2008158044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング装置であって、
前記帯電ロールに軸方向へ張力を付与して前記帯電ロールの表面に押し当てられるクリーニングシートを有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記クリーニングシートの長手方向の両端部を前記帯電ロールの軸方向に張力を付与して支持する両端部支持部材と、
前記帯電ロールの回転方向上流側の前記クリーニングシートの側端部を支持する側端部支持部材と、
を有す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】
前記クリーニングシートは、前記両端部支持部材に支持される前記両端部より前記側端部支持部材に支持される前記側端部を幅広とし、前記両端部と前記側端部の幅が変わる部分の隅部に切り欠きを有することを特徴とする請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記クリーニングシートの前記帯電ロールと反対側の裏面に、前記帯電ロールの両端部と接触する位置から前記両端部支持部材に支持される位置まで、補強部材が貼着されていることを特徴とする請求項２又は請求項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】
前記クリーニングシートの前記側端部に補強板を備え、
前記側端部支持部材は、前記補強板及び前記クリーニングシートを遊びを設けて支持することを特徴とする請求項２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。
【請求項６】
前記帯電ロールは、中央部の径が両端部の径よりも大きいクラウン形状であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
回転駆動される像保持体と、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、を備えた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、帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、帯電ロールを一定以上の圧力で感光体の表面に圧接しているため、感光体に残ったトナーや紙粉等の異物が帯電ロールに付着し、帯電不良の原因となる。
【０００４】
このため、帯電ロールの表面の長手方向全長にシート状の可撓部材を接触させた構成が提案されている。この可撓部材は、長手方向の一辺が支持体に支持されており、可撓部材の撓みの反発力によって帯電ロール表面に可撓部材を長手方向に面接触させ、可撓部材の面接触摺動により帯電ロールの表面を清掃している（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５―０２４６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、シート状の可撓部材を長手方向に均一な幅で帯電ロールに接触させることは困難である。
【０００６】
本発明は、クリーニングシートを帯電ロールの表面に長手方向にほぼ均一に接触させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るクリーニング装置は、回転する帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング装置であって、前記帯電ロールに軸方向へ張力を付与して前記帯電ロールの表面に押し当てられるクリーニングシートを有することを特徴としている。
【０００８】
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、前記クリーニングシートの長手方向の両端部を前記帯電ロールの軸方向に張力を付与して支持する両端部支持部材と、前記帯電ロールの回転方向上流側の前記クリーニングシートの側端部を支持する側端部支持部材と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングシートは、前記両端部支持部材に支持される前記両端部より前記側端部支持部材に支持される前記側端部を幅広とし、前記両端部と前記側端部の幅が変わる部分の隅部に切り欠きを有することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のクリーニング装置において、前記クリーニングシートの前記帯電ロールと反対側の裏面に、前記帯電ロールの両端部と接触する位置から前記両端部支持部材に支持される位置まで、補強部材が貼着されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２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において、前記クリーニングシートの前記側端部に補強板を備え、前記側端部支持部材は、前記補強板及び前記クリーニングシートを遊びを設けて支持することを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５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、前記帯電ロールは、中央部の径が両端部の径よりも大きいクラウン形状であることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項８に記載の発明に係る画像形成装置は、回転駆動される像保持体と、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のクリーニング装置と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、クリーニングシートを帯電ロールの軸方向へ張力を付与しないで押し当てた場合に比べて、クリーニングシートを帯電ロールの表面に長手方向にほぼ均一に接触させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、帯電ロールの回転方向上流側のクリーニングシートの側端部を支持しない場合に比べて、帯電ロールの回転によるクリーニングシートの両端部の伸びなどの劣化を抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、クリーニングシートの両端部と側端部の幅が変わる部分の隅部に切り欠きを設けることにより、本構成を使用しない場合に比べて、帯電ロールの回転によりクリーニングシートの両端部と側端部の幅が変わる部分の隅部にしわが発生することを抑制することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、クリーニングシートの裏面に補強部材を貼着することにより、本構成を使用しない場合に比べて、帯電ロールの回転によるクリーニングシートの両端部の伸びなどの発生を抑制することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、クリーニングシートの側端部及び補強板を遊びを設けて支持することにより、クリーニングシートの側端部を固定支持する場合に比べて、帯電ロールの回転によるクリーニングシートのしわや折れなどの発生を抑制することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、中央部の径が両端部の径よりも大きいクラウン形状の帯電ロールを用いたときに、クリーニングシートと帯電ロールとの接触幅が中央部よりも両端部が小さくなることを抑制できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、帯電ロールとクリーニング装置とを備えたプロセスカートリッジの交換を容易に行うことが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、帯電ロールのクリーニング不良の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、本発明の第１実施形態の画像形成装置１が示されている。
【００２５】
この画像形成装置１は、デジタルカラープリンターであり、原稿（図示省略）の露光装置やパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データは画像処理装置１２に送られ、所定の画像処理が施される。画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの露光装置１４に送られる。この露光装置１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。
【００２６】
画像形成装置１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、回転駆動される感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する帯電ロール１６と、感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とで構成されている。
【００２７】
露光装置１４は、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光装置１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー（多面鏡）１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。
【００２８】
露光装置１４は、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れがある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状の枠体２０によって密閉されているとともに、枠体２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製の窓部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。
【００２９】
画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられた露光装置１４に、各色の画像データが順次出力される。露光装置１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００３０】
各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の中間転写ベルト２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。
【００３１】
中間転写ベルト２５は、中間転写ベルトを駆動するためのドライブロール２７と、中間転写ベルトに張力を付与するためのテンションロール２４と、二次転写部において、中間転写ベルトを背後から支持するためのバックアップロール２８との間に一定のテンションで巻き掛けられており、図示しないモータによって回転駆動されるドライブロール２７により、図中の時計回りに所定の速度で循環駆動されるようになっている。
【００３２】
中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、シートとしての記録用紙３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。定着器３１は、所定の温度に加熱された加熱ロール５６と、この加熱ロール５６に圧接された加圧ロール５７とを備えている。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、加熱ロール５６と加圧ロール５７との圧接部で熱及び圧力により定着処理を受けた後、排出ロール３２によって画像形成装置１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。
【００３３】
記録用紙３０は、給紙カセット３４から所定のサイズのものが、給紙ローラ３５及び用紙分離搬送用のローラ対３６により用紙搬送路３７を介して、用紙の軸方向の位置を規定するためのレジストロール３８まで一旦搬送され、停止される。給紙された記録用紙３０の用紙搬送路３７は、垂直方向上向きとなっている。給紙カセット３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。
【００３４】
なお、画像形成装置１において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。この両面用搬送ユニット４０では、搬送径路４１に沿って設けられた図示しない搬送ローラ対により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送される。そして、記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。
【００３５】
また、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置１８は、図示しないクリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードによって感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００３６】
また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂによって、中間転写ベルト２５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。
【００３７】
なお、画像形成装置１の内部の上方部には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容するトナーカートリッジ４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋがそれぞれ設けられており、各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するようになっている。
【００３８】
また、画像形成装置１の側面（図１中の左側面）には、任意のシートを積載可能な手差しトレイ４７が取り付けられている。この手差しトレイ４７には、シートとしての記録用紙５２がセットされ、給紙ローラ５４によって記録用紙５２が給紙され、レジストロール３８へと搬送されるようになっている。なお、記録用紙５２は、先述の記録用紙３０と種類やサイズが異なる。
【００３９】
図１に示すように、感光体ドラム１５は、図示しないモータにより矢印Ａ方向（反時計方向）に回転駆動されている。また、帯電ロール１６は、感光体ドラム１５の表面に接触し、感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。帯電ロール１６の下方（感光体ドラム１５と反対側）には、帯電ロール１６の表面をクリーニングするクリーニング装置６０が設けられている。
【００４０】
図２及び図３に示すように、クリーニング装置６０は、帯電ロール１６の表面の長手方向全長に接触するクリーニングシート６２と、このクリーニングシート６２の長手方向の両端部６２Ａを帯電ロール１６の軸方向に張力を付与して支持する両サイドの両端部支持部材６４とを備えている。両端部支持部材６４は、帯電ロールのシャフト１６Ａを回転可能に支持する軸受部材６５と、軸受部材６５の下部に、クリーニングシート６２の両端部６２Ａを軸受部材６５との間に挟持する支持体６６とで構成されている。また、支持体６６の下部にコイルスプリング６８の一端が固着され、コイルスプリング６８の他端が筐体７０に固着されている。このコイルスプリング６８の作用によって、帯電ロール１６が感光体ドラム１５に圧接されている。
【００４１】
図４に示すように、筐体７０は、感光体ドラム１５側に開口７１を有する箱状に形成されている。また、軸受部材６５には、底面から下方側に突出する突起６５Ａと、帯電ロール１６のシャフト１６Ａを回転可能に支持する開口部７４とが設けられている。クリーニングシート６２の両端部６２Ａには、突起６５Ａが挿通可能な開口６３が形成されており、支持体６６の上面６６Ａには、突起６５Ａが嵌合される凹状部６７が形成されている。そして、突起６５Ａにクリーニングシート６２の開口６３を挿通し、突起６５Ａを凹状部６７に嵌合させることで、クリーニングシート６２が軸受部材６５と支持体６６との間に挟持されるようになっている。
【００４２】
そのとき、両端部支持部材６４を構成する支持体６６の上面６６Ａの位置、すなわち、軸受部材６５と支持体６６との間にクリーニングシート６２を挟持する位置を、帯電ロール１６の下方側の周面より上方に配置することで、クリーニングシート６２の長手方向の両端部６２Ａを帯電ロール１６の軸方向に張力を付与して支持する構成となっている。
【００４３】
次に、帯電ロール１６の詳細について説明する。
【００４４】
この帯電ロール１６は、導電性のシャフト１６Ａ上に、帯電層１６Ｂ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。
【００４５】
帯電ロール１６の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層１６Ｂ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、径の増大に伴ってレイアウト上の検討が必要となる。直径が７ｍｍ以下であると画像形成装置１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ことになる。
【００４６】
この帯電ロール１６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。
【００４７】
シャフト１６Ａ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。
【００４８】
帯電ロール１６の帯電層１６Ｂ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１６Ａ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
帯電層１６Ｂ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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を用いることができ、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１６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１６の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１５との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１６と感光体ドラム１５相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００５４】
このようなクリーニング装置６０では、クリーニングシート６２が両端部支持部材６４によって、帯電ロール１６の軸方向へ張力を付与した状態で帯電ロール１６の表面に押し当てられている。これにより、図５に示すように、クリーニングシート６２が帯電ロール１６に面接触するニップ部７２の幅が帯電ロール１６の軸方向にほぼ均一となる。このため、帯電ロール１６が回転してクリーニングシート６２と面接触しながら摺動されることにより、帯電ロール１６の表面が軸方向にほぼ均一にクリーニングされる。
【００５５】
また、感光体ドラム１５の帯電均一性の要求から、帯電ロール１６は、両端部の径よりも中央部の径が大きい、いわゆるクラウン形状を持たせることが多い。このような形状を持つ帯電ロール１６に対しても、両端部支持部材６４によってクリーニングシート６２が張力を付与した状態で帯電ロール１６に押し当てられることにより、クリーニングシート６２が帯電ロール１６に面接触するニップ部７２の幅が帯電ロール１６の軸方向にほぼ均一となる。
【００５６】
一方、図１４に示すクリーニング装置２００では、クリーニングシート２０２の長手方向の１辺である側部２０２Ａが支持部材２０４に支持されており、クリーニングシート２０２の自由端２０２Ｂが帯電ロール１６の表面に押し当てられている。この構成では、クリーニングシート２０２を長手方向に均一な幅で帯電ロール１６に面接触させることは困難である。特に、クラウン形状の帯電ロール１６では、図１５に示すように、クリーニングシート２０２を帯電ロール１６に接触させたとき、ニップ部２０６の両端部の幅が中央部の幅より小さくなる。すなわち、クリーニングシート２０２の両端部のニップ圧が不足し、クリーニング性能が長手方向で不均一となり、帯電ロール１６の両端部のクリーニング不良を起こすことがある。
【００５７】
例えば、図１４に示す構成で、外径１４ｍｍ、硬度７５度、ゴム部長さ３１４ｍｍ、クラウン量７５μｍの帯電ロール１６に対して、シート厚さ８０μｍ、シート自由長７ｍｍ、シート幅３１４ｍｍのナイロン材質のクリーニングシート２０２をシート固定端（支持部材２０４で支持された部分）より５．５ｍｍのところで当接するように押し当てたところ、中央部でのニップ幅は１ｍｍとなるのに対し、両端から４０ｍｍの箇所でのニップ幅は０．５ｍｍ程度に細くなってしまう。この状態で連続通紙プリントテストを行なったところ、２５ｋｐｖ（２万５千枚）にて、帯電ロール１６の端部汚れによる端部帯電不良（かぶり）が生じた。
【００５８】
ここで、クラウン量とは、帯電ロール１６の中央部のロール外径（直径）から端部のロール外径（直径）を引いた値（μｍ）をいう。クラウン量＞０の場合にクラウン形状、クラウン量＝０の場合はストレート、クラウン量＜０の場合はフレアー形状（逆クラウン形状）となる。
【００５９】
これに対して、図５に示す本実施形態のクリーニング装置６０では、クリーニングシート６２の両端部６２Ａを両端部支持部材６４で張架した状態で、帯電ロール１６のクラウン量に応じてニップ量を調節することにより、ニップ幅を均一に取ることができ、クリーニング性能を長手方向全域にわたって長期的に維持することができる。例えば、外径１４ｍｍ、硬度７５度、ゴム部長さ３１４ｍｍ、クラウン量７５μｍの帯電ロール１６に対して、クリーニングシート６２の材質がナイロンでシート厚さ８０μｍのクリーニングシート６２を、軸受部材６５の位置（帯電ロール１６のゴム部端より約４ｍｍ外側）にて約０．５ｍｍだけ帯電ロール１６のシャフト１６Ａに寄った高さにて張架する（図３中のＤ＝０.５ｍｍ、Ｅ＝４ｍｍに設定する）。このとき、帯電ロール１６表面と段差の付いた両端部支持部材６４の軸受部材６５の位置でクリーニングシート６２の両端部６２Ａを固定するためには、クリーニングシート６２自体がある程度の柔らかさと弾力性を持っている必要がある。すなわち、クリーニングシートがあまり硬いと折れ目がつき、ヒビ割れが発生する場合がある。目安として、クリーニングシート６２のヤング率は、１Ｇｐａ未満であることが望ましい。
【００６０】
この状態でクリーニングシート６２と帯電ロール１６とのニップ部７２の幅を測定したところ、中央部で１ｍｍ、両端から４０ｍｍの箇所でも１ｍｍであり、均一なニップ幅を得ることができた。
【００６１】
この構成で連続プリントテストを行なったところ、４５ｋｐｖ（４万５千枚）まで帯電ロール１６の汚れに起因する画像欠陥は現れなかった。
【００６２】
なお、画像形成装置１では、図２に示す筐体７０に帯電ロール１６及びクリーニング装置６０を一体として設け、筐体７０を画像形成装置１に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成しても良い。
【００６３】
次に、本発明の第２実施形態である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。
【００６４】
図６〜図８に示すように、このクリーニング装置８０では、クリーニングシート８２に帯電ロール１６の回転方向上流側（矢印Ｃ方向と逆側）に延びた矩形状の側端部８２Ｂが設けられている。この側端部８２Ｂは、クリーニングシート８２の両端部８２Ａより長手方向と直交する方向に幅広とされており、帯電ロール１６の長手方向の長さよりやや短く形成されている。また、クリーニングシート８２には、長手方向の両端部８２Ａと側端部８２Ｂの幅が変わる部分の隅部に湾曲状に切り欠かれた切り欠き部８２Ｃが設けられている。
【００６５】
筐体８６には、帯電ロール１６の回転方向上流側（矢印Ｃ方向と逆側）に長手方向に沿ってクリーニングシート８２の側端部８２Ｂを支持する側端部支持部材８８が設けられている。図９に示すように、側端部支持部材８８は、筐体８６の底部と連続する下部支持体８９と、この下部支持体８９の上方に配置される上部支持体９０とで構成されている。上部支持体９０の底面には複数の突起９０Ａが形成されており、下部支持体８９の上面には、突起９０Ａがそれぞれ嵌合される複数の凹状部８９Ａが形成されている。また、クリーニングシート８２の側端部８２Ｂには、複数の突起９０Ａにそれぞれ挿通される開口８３が設けられている。
【００６６】
クリーニングシート８２の開口８３を突起９０Ａに挿通させた状態で上部支持体９０の突起９０Ａが下部支持体８９の凹状部８９Ａに嵌合されることにより、クリーニングシート８２の側端部８２Ｂが上部支持体９０と下部支持体８９に挟持される。
【００６７】
このようなクリーニング装置８０では、クリーニングシート８２の両端部８２Ａが両端部支持部材６４に支持されると共に、帯電ロール１６の回転方向上流側（矢印Ｃ方向と逆側）で、クリーニングシート８２の側端部８２Ｂが側端部支持部材８８に支持される。これにより、帯電ロール１６の回転によってクリーニングシート８２が帯電ロール１６の回転方向の変位を受けることが抑制される。
【００６８】
このため、図６（Ｂ）に示すように、帯電ロール１６が回転しても、クリーニングシート８２と帯電ロール１６のニップ部９２の幅が長手方向にほぼ均一となる。また、クリーニングシート８２の両端部８２Ａと側端部８２Ｂの幅が変わる部分の隅部に切り欠き部８２Ｃが設けられているので、両端部支持部材６４と側端部支持部材８８の組立て精度を高くすること無く、両端部８２Ａと側端部８２Ｂの幅が変わる部分のしわの発生を抑え、より安定したニップ部９２の端部形状を維持することができる。
【００６９】
次に、このようなクリーニング装置１００の機能維持性を確認するテストを行った。
【００７０】
まず、第１実施形態のクリーニング装置６０を用いて連続プリントテストを実施したところ、４５ｋｐｖ（４万５千枚）まで帯電ロール１６の汚れに起因する画像欠陥は現れなかったが、４５ｋｐｖを超えたところで帯電ロール１６の端部の汚れによる端部の帯電不良（かぶり）が生じた。このとき帯電ロール１６とクリーニングシート６２を取り出して調べてみると、圧力が集中する帯電ロール１６の端部において、クリーニングシート６２の伸びが生じ、両端でのニップ幅が均一幅を確保できなくなっていた。これは、クリーニングシート６２の両端部６２Ａのみを支持していたために、帯電ロール１６の回転開始時および回転終了時に、大きくはないがクリーニングシート６２に帯電ロール１６の回転方向の急激な変位が起こり、この変位による応力ストレスが最も圧力の集中する帯電ロール１６端部にかかり続けたため、帯電ロール１６端部に対応するクリーニングシート６２の部分の劣化を早めたものと考えられる。なお、クリーニングシート６２が柔らかいほど、この帯電ロール１６の回転方向の変位を受けやすいので、クリーニングシート６２のヤング率は、５００Ｍｐａ以上であることが望ましい。
【００７１】
一方、本実施形態のクリーニング装置８０を用いて、第１実施形態のクリーニング装置６０と同じ連続プリントテストを行なったところ、感光体ドラム１５の磨耗によって画像欠陥が起こる６０ｋｐｖ（６万枚）まで、帯電ロール１６の汚れに起因する画像欠陥は現れなかった。
【００７２】
次に、本発明の第３実施形態であるクリーニング装置について説明する。なお、第１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。
【００７３】
図１０及び図１１に示すように、このクリーニング装置１００では、クリーニングシート８２の裏面（帯電ロール１６と接触する側と反対側の面）に、帯電ロール１６の端部と接触する位置から両端部支持部材６４に支持される位置まで補強シート１０２が貼り付けられている。クリーニングシート８２の両端に補強シート１０２を貼り付けることにより、クリーニングシート８２の両端部８２Ａの伸びを抑制することができる。
【００７４】
次に、このようなクリーニング装置１００の機能維持性を確認するテストを行った。
【００７５】
まず、第２実施形態で６０ｋｐｖまで連続プリントテストを行なったクリーニング装置８０を備えた画像形成装置において感光体ドラム１５のみ新品に取替え、プリントテストを続行してみたところ、５０ｋｐｖ（トータルで１１０ｋｐｖ）まで連続プリントしたところで、帯電ロール１６の端部汚れによる端部の帯電不良（かぶり）が生じた。このとき、帯電ロール１６とクリーニングシート８２を取り出して調べてみると、圧力が集中する帯電ロール１６の端部において、クリーニングシート８２の伸びが生じ、両端でのニップ部が均一幅を確保できなくなっていた。
【００７６】
一方、本実施形態のクリーニング装置１００では、クリーニングシート８２の両端に補強シート１０２を貼り付けることにより、帯電ロール１６の両端部に当たる部分の伸びを遅らせることができる。このクリーニング装置１００を用いて同じプリントテストを行なったところ、トータルで１２０ｋｐｖを超え、３代目の感光体ドラム１５の２５ｋｐｖ、つまりトータルで１４５ｋｐｖまで問題なく帯電することができた。
【００７７】
次に、本発明の第４実施形態であるクリーニング装置について説明する。なお、第１〜第３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。
【００７８】
図１２及び図１３に示すように、このクリーニング装置１１０では、クリーニングシート１１２の側端部１１２Ｂに長手方向に沿って矩形状のシート補強板１１４が取付けられている。また、筐体８６の底部と連続して側端部支持部材１１６が設けられており、側端部支持部材１１６の内側には、側端部１１２Ｂの上下に側端部１１２Ｂと間隔を設けて突起部１１６Ａ、１１６Ｂが形成されている。
【００７９】
これらの突起部１１６Ａ、１１６の間に、シート補強板１１４が取り付けられたクリーニングシート１１２の側端部１１２Ｂが挿入されており、側端部１１２Ｂ及びシート補強板１１４が突起部１１６Ａ、１１６の間で遊びを設けて支持される構成となっている。これによって、クリーニングシート１１２の側端部１１２Ｂを固定支持する場合と比較して、クリーニングシート１１２の両端部１１２Ａの伸びを抑制することが可能となる。
【００８０】
次に、このようなクリーニング装置１１０の機能維持性を確認するテストを行った。
【００８１】
まず、第３実施形態で１４５ｋｐｖまで連続プリントテストを行なった後、クリーニング装置１００の帯電ロール１６とクリーニングシート８２を取り出して調べてみると、クリーニングシート８２の端部の切り欠き部８２Ｃに亀裂が入っており、帯電ロール１６へのクリーニングシート８２の当たりが不安定になっていた。これは、クリーニングシート８２の両端部８２Ａの支持位置は両端部支持部材６４の下部のコイルスプリング６８によって変動する余地があるのに対し、側端部８２Ｂの支持位置は側端部支持部材８８に固定されており、画像形成装置１の作動中の帯電ロール１６の位置変動や、筐体８６を備えたプロセスカートリッジを画像形成装置１の本体から取り外したり、運搬したりしたときの揺れ等で、クリーニングシート８２に折れやしわが生じるためと考えられる。
【００８２】
一方、本実施形態のクリーニング装置１１０では、クリーニングシート１１２の側端部１１２Ｂが突起部１１６Ａ、１１６の間で移動可能であるため（側端部１１２Ｂ及びシート補強板１１４が遊びを設けて支持されているため）、画像形成装置１の揺れ等でクリーニングシート１１２に折れやしわが生じることが抑制され、かつ、クリーニングシート１１２が帯電ロール１６の回転によって帯電ロール１６の回転方向に変位を受けないようにすることができる。このようなクリーニング装置１１０を用いて連続プリントテストを行ったところ、１４５ｋｐｖまで連続プリントしてもクリーニングシート１１２の亀裂などが発生せず、帯電ロール１６へのクリーニングシート１１２の当たり（ニップ部１１８の形状）が安定していた。
【００８３】
なお、上記実施形態の画像形成装置１は、中間転写ベルト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色の現像器を配置した回転式現像器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画像形成装置であっても、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】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を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置で用いられる帯電ロール及びクリーニング装置を示す側面図である。
【図３】図２の帯電ロール及びクリーニング装置の一部を拡大した側面図である。
【図４】図２に示す帯電ロール及びクリーニング装置の一部を示す分解斜視図である。
【図５】図２に示す帯電ロール及びクリーニング装置のクリーニングシートを下方から見た構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置を示す図であって、（Ａ）は帯電ロール及びクリーニング装置の側面図、（Ｂ）は帯電ロール及びクリーニングシートを下方から見た構成図である。
【図７】（Ａ）は、図６の帯電ロール及びクリーニング装置の一部を拡大して下方から見た構成図、（Ｂ）は図６の帯電ロール及びクリーニング装置の一部を拡大した側面図である。
【図８】図６に示す帯電ロール及びクリーニング装置の長手方向と直交する方向に切断した断面図である。
【図９】図６に示す帯電ロール及びクリーニング装置の一部を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るクリーニング装置及び帯電ロールの一部を拡大した側断面図である。
【図１１】図１０に示す帯電ロール及びクリーニング装置の一部を拡大して下方から見た構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るクリーニング装置及び帯電ロールの長手方向と直交する方向に切断した断面図である。
【図１３】図１２に示す帯電ロール及びクリーニング装置の一部を拡大して下方から見た構成図である。
【図１４】比較例のクリーニング装置及び帯電ロールを示す側面図である。
【図１５】比較例のクリーニング装置及び帯電ロールを下方から見た構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１     画像形成装置
１５   感光体ドラム（像保持体）
１６   帯電ロール
６０   クリーニング装置
６２   クリーニングシート
６２Ａ 両端部
６４   両端部支持部材
６５   軸受部材（両端部支持部材）
６６   支持体（両端部支持部材）
７２   ニップ部
８０   クリーニング装置
８２   クリーニングシート
８２Ａ 両端部
８２Ｂ 側端部
８２Ｃ 切り欠き部
８８   側端部支持部材
８９   下部支持体（側端部支持部材）
９０   上部支持体（側端部支持部材）
９２   ニップ部
１００ クリーニング装置
１０２ 補強シート（補強部材）
１１０ クリーニング装置
１１２ クリーニングシート
１１２Ａ      両端部
１１２Ｂ      側端部
１１４ シート補強板（補強板）
１１６ 側端部支持部材
１１６Ａ、１１６Ｂ   突起部
１１８ ニップ部
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
2008158044.tif 000011
【図５】
2008158044.tif 000012
【図６】
2008158044.tif 000013
【図７】
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【図１１】
2008158044.tif 000015
【図１３】
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【図１５】
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