(57)【要約】【課題】経時で発生する帯電手段の汚れを防止し、長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と、感光体１に近接又は接触した状態で感光体１の帯電を行う帯電ローラ２と、帯電ローラ２に付着した異物を清掃するブラシローラ１２とを備え、帯電ローラ２の被清掃面の表面粗さ（Ｒｚ）を２５μｍ以下とする。これにより、帯電ローラ２にトナー等の異物が付着しにくく、付着してもブラシローラ１２によって容易に除去することができる。【選択図】  図３
2004251974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体に近接又は接触した状態で該像担持体の帯電を行う帯電部材と、該帯電部材に付着した異物を清掃する清掃部材とを備える画像形成装置において、
上記帯電部材の被清掃面の表面粗さ（Ｒｚ）が２５μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記帯電部材が帯電ローラで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記清掃部材がブラシローラで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３の画像形成装置において、
上記像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーが、重合法で作られていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、又は４の画像形成装置において、
少なくとも上記帯電部材と上記清掃部材とが、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構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体と、該像担持体に近接又は接触した状態で帯電を行う帯電部材と、該帯電部材表面に付着した異物を除去する清掃部材とを備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、感光体等の像担持体表面に接触又は近接させた状態で帯電を行う帯電部材と、帯電部材に付着した異物を除去する清掃部材とを有する帯電装置を備えたものが知られている。像担持体用の清掃部材を通り抜けた像担持体上の転写残トナーや転写紙から発生する紙粉等の異物は、その下流側に位置する帯電部材の表面に徐々に付着して行く。また、画像形成装置の機内に浮遊している紙粉、トナー、ほこり等等の異物も、徐々に帯電部材に付着する。このように帯電部材に付着した異物が、長期間の使用によって帯電部材の抵抗値を変化させてしまう。表面に異物が付着し抵抗値が変化した帯電部材により像担持体の表面を帯電した場合には、帯電ムラ、帯電不足等の帯電不良に起因した異常画像が発生してしまう。そこで、帯電部材に付着した異物を除去する手段として、例えば帯電部材の表面にブラシローラやクリーニングパッド等の清掃部材を当接させて清掃する手段が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように帯電部材表面に清掃部材を当接させて清掃する手段を用いた場合でも、帯電部材表面にトナー等の異物が少しづつ残ってしまう。そして、この残った異物が徐々に溜まっていき、いずれは帯電不良を引き起こす程の汚れになってしまう。特に、像担持体表面に接触した状態にある帯電部材においては、像担持体上に残るトナーと直接接触するため、トナーが溜まりやすい。
【０００４】
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、経時で発生する帯電部材の汚れを防止し、長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体に近接又は接触した状態で該像担持体の帯電を行う帯電部材と、該帯電部材に付着した異物を清掃する清掃部材とを備える画像形成装置において、上記帯電部材の被清掃面の表面粗さ（Ｒｚ）が２５μｍ以下であることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記帯電部材が帯電ローラで構成されている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又は２の画像形成装置において、上記清掃部材がブラシローラで構成されてい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の画像形成装置において、上記像担持体に担持される画像の現像剤に使用されるトナーが、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５の発明は、請求項１、２、３、又は４の画像形成装置において、少なくとも上記帯電部材と上記清掃部材とが、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構成されていることを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、帯電部材の被クリーニング面の表面粗さ（ＲＺ）が２５μｍ以下に規制され、被クリーニング面が従来に比べ平滑である。そのため、像担持体用の清掃部材をすり抜けたトナーや、プリンタ本体内に浮遊する紙粉、トナー等の異物が帯電部材に付着しにくい。また、これら異物が帯電部材に付着しても帯電部材の清掃部材によって容易に除去することができる。よって、帯電部材では、清掃モレのない状態を保つことができ、経時でこれら異物が蓄積することがない。帯電部材の被クリーニング面の表面粗さ（Ｒｚ）が２５μｍを超える場合には、帯電部材の被クリーニング面の凹部にこれら異物が入り込みやすく、清掃部材によってもこれら異物を除去しづらくなり、異物が蓄積してしまう。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置であるタンデム式カラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した実施形態について説明する。図１は、プリンタの概略構成図である。図１に示すプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋが、転写紙の移動方向上流側から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。このトナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋは、それぞれ像担持体としての感光体１を有する感光体ユニットと、現像装置としての現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの配置は、ドラム状の感光体１の回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【０００７】
このプリンタは、上記トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋのほか、潜像形成手段としての光書込ユニット１０２、給紙カセット１０３，１０４、一対のレジストローラ１０５を備えている。また、転写ユニット１０８、ベルト定着方式の定着ユニット１０７、排紙トレイ１０６を備えている。更に、図示しない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットも備えている。
上記光書込ユニット１０２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
【０００８】
図２に、上記トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋのうちの、１つのトナー像形成部の概略構成を拡大して示す。各トナー像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋは、それぞれ同じ構成となっている。図２において、感光体１は、画像形成動作の開始に伴って矢印Ａ方向に回転駆動される。これにより、感光体１の表面に対向配置された帯電部材としての帯電ローラ２は、図示していない駆動装置により、又は感光体１表面の移動に従動して矢印Ｂ方向に回転する。
【０００９】
上記帯電ローラ２は、芯金３と、そのまわりに固定された弾性体４とで構成されている。この帯電ローラ２には、上述のように回転するとき、その芯金３に所定極性の帯電電圧が印加される。これによって、感光体１の表面が所定の極性に帯電される。帯電された感光体１の表面には、光書込ユニット１０２から出射される光変調されたレーザビームＬＢが照射されることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５によりトナー像として可視像化される。図示の現像装置５は、粉体状の現像剤Ｄを収容した現像ケース６と、現像剤Ｄを担持して搬送する現像ローラ７を有し、矢印Ｃ方向に回転駆動される。現像ローラ７の周面に担持された現像剤中のトナーは、感光体１に形成された静電潜像に静電的に移行する。これにより、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００１０】
上記感光体１には、矢印Ｅ方向に駆動される転写ベルト８が対向配置されている。この転写ベルト８は、給紙カセット１０３，１０４から給送された転写紙Ｐを担持して搬送する。この転写ベルト８により担持・搬送される転写紙Ｐは、感光体１と転写ベルト８との間の転写領域に送り込まれる。そして、この転写領域を通る際に、転写ベルト８を挟んで感光体１に対向配置された転写装置９に印加される転写電圧により、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙Ｐ上に静電的に転写される。ここで、感光体１上に形成したトナー像を、中間転写体上に一次転写し、この一次転写トナー像を転写紙Ｐ上に二次転写するように構成してもよい。
【００１１】
上記トナー像の転写後の感光体１表面に残留している転写残トナーは、感光体１の表面に圧接したクリーニングブラシ１０とクリーニングブレード１１によって掻き取り除去される。一方、転写紙Ｐに転写されたトナー像は、定着ユニット１０７を通る際の熱と圧力の作用によって、転写紙Ｐ上に定着される。
【００１２】
次に、上記帯電ローラ２のクリーニング装置について説明する。図３は、帯電ローラのクリーニング装置の概略構成図である。図４は、ブラシローラの正面図である。図３に示すように、クリーニング装置１８は、帯電ローラ２に対向配置され、帯電ローラ２表面を清掃する清掃部材としてのブラシローラ１２を備えている。図４に示すように、ブラシローラ１２は、金属又は硬質樹脂などの剛体より成る芯軸１９と、この芯軸１９の周面に基端部が固定され、帯電ローラ２の表面をクリーニングできる幅Ｗを有する多数の繊維より成るブラシ２０を有している。
【００１３】
ここで、図３に示すブラシローラ１２は、ブラシ２０がブラシローラ１２の自重によって帯電ローラ２の表面に当接し、且つ帯電ローラ２の表面の移動に従動して矢印Ｇ方向に回転するように配置されている。具体的には、図２乃至図４に示すように、ユニットケース１３の奥側の側板１３Ａと、手前側の側板（図示せず）に、軸受部材２１がそれぞれ固定されている。この各軸受部材２１には、下部が開放したガイドスロット２２がそれぞれ形成されている。各ガイドスロット２２には、ブラシローラ１２の芯軸１９の長手方向両端部が回転自在、且つガイドスロット２２に沿って矢印Ｆ方向（帯電ローラ２の表面に対して接近又は離間する方向）に摺動自在に嵌合している。各ガイドスロット２２の幅は、芯軸１９の各端部の直径よりもわずかに大きく設定されている。これにより、芯軸１９の両端部が各ガイドスロット２２にがたつくことなく嵌合されるようになる。
上記構成のブラシローラ１２は、帯電ローラ２の上部領域に位置し、且つその芯軸１９の両端部がガイドスロット２２に摺動自在に嵌合している。これにより、ブラシローラ１２の自重によって、そのクリーニングブラシ２０が帯電ローラ２の表面に当接する。しかも、芯軸１９の両端部がガイドスロット２２に回転自在に嵌合しているので、帯電ローラ２が矢印Ｂ方向に回転することにより、ブラシローラ１２が、帯電ローラ２の表面の移動に従動して矢印Ｇ方向に従動回転するようになる。このブラシローラ１２が帯電ローラ２の回転に連れ回わりすることで、帯電ローラ２の表面に付着した異物がクリーニングブラシ２０により除去されるようになる。
【００１４】
このように、図３に示すクリーニング装置１８においては、ブラシ２０の帯電ローラ２の表面に対する食込み量を規制する手段や、ブラシローラ１２を駆動する駆動手段が不要になる。これにより、クリーニング装置１８の構成を簡素化できると共に、そのコストを低減することができる。しかも、ブラシ２０が帯電ローラ２の表面に過度に強く当ることがないので、帯電ローラ２の表面の摩耗を抑えることもできる。
【００１５】
なお、図３に示すクリーニング装置１８においては、ブラシローラ１２が帯電ローラ２に従動回転し、両者の移動速度が同じである構成であるが、帯電ローラ２とブラシローラ１２の移動速度を異ならせる構成であってもよい。ブラシローラ１２の移動速度と、帯電ローラ２の移動速度とを異ならせる方法としては、ブラシローラ１２を、ギヤ等の駆動手段あるいはモータで強制駆動する方法を用いることができる。
このように、ブラシローラ１２のブラシ２０の移動速度と、帯電ローラ２の移動速度とを異ならせることにより、クリーニングブラシ２０の異物の掻き取り能力を向上させることができる。
【００１６】
ところで、上記プリンタにおいては、上記帯電ローラ２の表面粗さ（ＲＺ）が２５μｍ以下に規制されている。帯電ローラ２の表面は、研磨材の使用、研磨時間の調整によって、所望の表面粗さを得ることができる。
上述したような画像形成動作が行われるとき、クリーニングブレード１１をすり抜けたトナーや、プリンタ本体内に浮遊するトナー等の異物が存在する。しかし、帯電ローラ２表面の表面粗さ（ＲＺ）が２５μｍ以下に規制され、帯電ローラ２表面が平滑である。そのため、帯電ローラ２の表面にはこれら異物が付着しにくい。また、これら異物が帯電ローラ２に付着してもブラシローラ１２によって容易に除去することができる。したがって、帯電ローラ２表面では、清掃モレのない状態を保つことができ、経時でこれら異物が蓄積しない。帯電ローラ２の表面粗さ（Ｒｚ）が２５μｍを超える場合には、帯電ローラ２の表面の凹部にこれら異物が入り込みやすく、ブラシローラ１２によってもこれら異物を除去しづらくなり、異物が蓄積してしまう。
【００１７】
また、上記プリンタにおいては、上述した感光体１、帯電ローラ２、クリーニングブラシ１０、及びブラシローラ１２が、ユニットケース１３に回転自在に組み付けられている。また、クリーニングブレード１１の基端部がユニットケース１３に固定されている。クリーニングブラシ１０、クリーニングブレード１１、及びユニットケース１３と一体のクリーニングケース１６によって、感光体１の表面を清掃する感光体用のクリーニング装置１７が構成されている。これら要素が一体的に構成され、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のユニット１４が構成される。ここで、ユニット１４は、プリンタ本体に固定されたガイドレール１５に沿って、プリンタ本体の手前側に引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジ１００をプリンタ本体の奥側に押し込むことによって、ユニット１４を所定の位置に装填することができる。
【００１８】
また、上記プリンタにおいては、その現像装置５内に収容されるトナーとして、所謂重合法によって作成したトナーを使用することで、上記帯電ローラ２の表面へのトナー付着をさらに抑制することができる。前述したように、帯電ローラ２の表面に付着する異物には、感光体用のクリーニング装置１７をすり抜けたトナーも含まれている。重合法によって作成されたトナーは、１粒づつの帯電荷質量比が極めて揃っているので、静電的に転写する工程における転写効率を極めて高くすることができる。従って、この重合法によって作成されたトナーを使用することで、クリーニング装置１７に入力されるトナー量が、従来のトナーに比較して少なくなる。これにより、このクリーニング装置１７をすり抜けて帯電ローラ２の表面に付着するトナーの量も減少するようになる。このとき、トナーの形状を真球に近い形状ではなく、歪んだ形状とすることで、感光体用のクリーニング装置１７で、このトナーが掻き落とされやすくなり、クリーニング装置１７に入力されるトナー量がさらに少なくなる。
【００１９】
上述のように、本実施形態に係る画像形成装置においては、帯電部材としての帯電ローラ２の被クリーニング面の表面粗さ（ＲＺ）が２５μｍ以下に規制されている。そのため、清掃部材としてのブラシローラ１２によって帯電ローラ２の被クリーニング面としての表面を効率よく清掃することができる。よって、経時で発生する帯電ローラ２の汚れを防止することができ、帯電ローラ２の長寿命化を図ることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、帯電部材を帯電ローラ２で構成している。帯電ローラ２は、回転しながら帯電を行っているため、汚れが１カ所に留まることなく清掃部材によって清掃され、清掃効果が大きい。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、清掃部材をクリーニングブラシ１２で構成している。クリーニングブラシ１２は、発泡弾性体からなる清掃部材に比較して、実際に異物の清掃に寄与する帯電部材の表面に対する接触面積を大きくすることができ清掃効果が大きい。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、現像装置５内に収容されるトナーとして、所謂重合法によって作成したトナーを使用している。重合法によって作成されたトナーは、静電的に転写する工程における転写効率が極めて高い。よって、クリーニング装置１７をすり抜けて帯電ローラ２の表面に付着するトナーの量も従来のトナーに比較して少なくない。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電ローラ２及びクリーニング装置１８が、プロセスカートリッジ１００として構成されている。このプロセスカートリッジ１００は、帯電ローラ２の寿命を大幅に改善しているため、従来のプロセスカートリッジのように、帯電ローラ２の寿命によって他の寿命内の部品を破棄する必要がなくなり、低コスト化を図ることができる。そして、このプロセスカートリッジ１００は、プロセスカートリッジ本来の利点である良好な操作性を生かすことができるようになる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、経時で発生する帯電部材の汚れを防止し、長寿命化を図ることができる画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】上記プリンタのトナー像形成部の概略構成を拡大して示す概略構成図。
【図３】上記プリンタの帯電ローラとクリーニング装置の概略構成図。
【図４】上記クリーニング装置のブラシローラの正面図。
【符号の説明】
１      感光体
２      帯電ローラ
７      現像ローラ
１１      クリーニングブレード
１２      ブラシローラ
１５      ガイドレール
２０      ブラシ
２２      ガイドスロット
１００      プロセスカートリッジ
１０１      トナー像形成部
１０２      光書込ユニット
１０３，１０４      給紙カセット
１０５      レジストローラ
１０６      排紙トレイ
１０７      定着ユニット
１０８      転写ユニット
【図１】
2004251974.tif 000003
【図２】
2004251974.tif 000004
【図３】
2004251974.tif 000005
【図４】
2004251974.tif 000006