(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面を帯電する帯電ロールに接触して前記帯電ロールの表面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、前記帯電ロールの前記像担持体の表面を帯電した部位が、帯電後最初に接触するように設けられた上流側清掃部と、前記上流側清掃部に接触した後に接触するように設けられた下流側清掃部と、を備え、
前記上流側清掃部と前記下流側清掃部とのいずれか一方がプラス帯電列の材料で形成されており、他方がマイナス帯電列の材料で形成されており、
かつ前記上流側清掃部と前記下流側清掃部の少なくとも一方が、絶縁性のフィルム部材で支持されている、
ことを特徴とするクリーニング装置。
【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させる帯電ロールの表面を清掃するクリーニング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、人体や地球環境に悪影響のある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、電源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、帯電ロールにトナーや外添剤などの汚れが付着しやすいため、撓み変形可能なフィルム状あるいはシート状の清掃部材を帯電ロールと面接触させる構成が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、固定したフィルム状あるいはシート状の清掃部材は帯電ロールから除去した異物の回収を効率良く行うことが難しく、異物の堆積による帯電ロールへの固着や堆積した異物により帯電ロールに傷をつけ、帯電ロールの寿命を短くする不具合が発生する。
【０００５】
また、帯電ロールの清掃部材として、スポンジ等の基体に両面テープにてフィルム状のポリエチレンテレフタレートを貼り付けた構成とし、帯電ロールに摺擦したときに清掃部材がトナーと同極性に摩擦帯電をすることにより、トナーが清掃部材に堆積することを抑制する構成が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
しかし、清掃部材がトナーと同極性に摩擦帯電すると汚染物の捕集作用がなく、帯電ロール表面の清掃効果が十分に得られない。また、清掃部材にスポンジを用いると、その構成上、帯電ロール表面に対してある程度侵入させる必要があり、接触圧が増加し、接触幅が大きくなる。このため、帯電ロール表面から除去した汚染物が清掃部材の接触ニップ内に蓄積し、それが帯電ロールや清掃部材に固着したり、堆積した異物により帯電ロールに傷をつけ、帯電ロールの寿命を短くする不具合が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2００５−２４６７５号公報
【特許文献２】特開平６−２０２４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、帯電ロールの表面を効率よく清掃すると共に、帯電ロールの傷の発生を抑制できるクリーニング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】
【０００９】
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帯電ロールに接触して前記帯電ロールの表面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、前記帯電ロールの前記像担持体の表面を帯電した部位が、帯電後最初に接触するように設けられた上流側清掃部と、前記上流側清掃部に接触した後に接触するように設けられた下流側清掃部と、を備え、前記上流側清掃部と前記下流側清掃部とのいずれか一方がプラス帯電列の材料で形成されており、他方がマイナス帯電列の材料で形成されており、かつ前記上流側清掃部と前記下流側清掃部の少なくとも一方が、絶縁性のフィルム部材で支持されているものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、清掃部材は、帯電ロールの像担持体の表面を帯電した部位が、帯電後最初に接触するように設けられた上流側清掃部と、この上流側清掃部に接触した後に接触するように設けられた下流側清掃部と、を備えている。上流側清掃部と前記下流側清掃部とのいずれか一方がプラス帯電列の材料で形成されており、他方がマイナス帯電列の材料で形成されている。このように摩擦帯電列を調整することで、汚染物質との摩擦により、上流側清掃部で汚染物質（トナーや外添剤など）を清掃部材に捕集し、下流側清掃部で汚染物質を帯電ロールに戻すことが可能となる。これによって、帯電ロールの汚染を効率的に抑制することができる。従って、清掃部材と帯電ロールとの間の異物の堆積による帯電ロールへの固着や傷の発生が抑制され、帯電ロールの長寿命化が可能となる。
【００１１】
また、上流側清掃部と下流側清掃部の少なくとも一方が、絶縁性のフィルム部材で支持されている。これにより、フィルム部材で支持された上流側清掃部又は下流側清掃部を帯電ロールに低圧力で接触させ、物理的作用を付与することができると共に、省スペース化、低コスト化が可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、清掃部材と帯電ロールとの間の異物の堆積による帯電ロールへの固着や傷の発生を抑制でき、帯電ロールの長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の参考例に係る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に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電ロールのクリーニング装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明の参考例に係る画像形成装置１００が示されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
感光体ドラム１２Ｙの表面には、帯電ロール２４Ｙが接触して配置されており、帯電ロール２４Ｙにより感光体ドラム１２Ｙの表面が一様に帯電される。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
そして、所定のタイミングで中間転写ベルト３０と二次転写ロール３６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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。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。シャフト２４Ａには、図示しない電源から所定の高電圧が印加されている。
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。また、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。
【００３１】
帯電ロール２４の上部には、帯電ロール２４の表面を清掃するクリーニング装置としての清掃部材４０が配設されている。清掃部材４０は、支持体としてのフィルム部材４２を備えており、フィルム部材４２は、帯電ロール２４の長手方向両端部で図示しないフレームに支持されている。フィルム部材４２には、帯電ロール２４の回転方向上流側で帯電ロール２４に接触する上流側電極４４と、帯電ロール２４の回転方向下流側で帯電ロール２４に接触する下流側電極４６とが設けられている。すなわち、上流側電極４４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材４０とのニップ領域に進入する上流側ニップ領域にが設けられ、下流側電極４６は、帯電ロール２４が回転して清掃部材４０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に設けられている。これらの上流側電極４４と、下流側電極４６は、所定の間隔をあけて配置され、帯電ロール２４の長手方向全幅に配設されている。
【００３２】
上流側電極４４には、直流電源４８からトナーの帯電極性（本実施形態ではマイナス）と逆極性のバイアス（本実施形態ではプラス）が印加される。また、下流側電極４６には、直流電源５０からトナーの帯電極性と同極性のバイアス（本実施形態ではマイナス）が印加される。直流電源４８から印加されるバイアスは、例えば８００Ｖ〜１０００Ｖに設定され、直流電源５０から印加されるバイアスは、例えば−８００Ｖ〜−１０００Ｖに設定されている。また、上流側電極４４、下流側電極４６には、例えば、金属の他、樹脂に導電性粉などを混合した導電性樹脂などが用いられている。
【００３３】
また、フィルム部材４２には、絶縁シートが用いられており、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどが用いられる。また、フィルム部材４２の厚みは、例えば２００μｍであり、上流側電極４４、下流側電極４６の厚みは、例えば５００μｍに設定されている。なお、図２では、構成をわかり易くするため、上流側電極４４、下流側電極４６の厚みを実際よりも強調して表現している。
【００３４】
次に、帯電ロール２４の詳細について説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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好ましく用いられる。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。
【００４５】
次に、画像形成装置１００の作用について説明する。
【００４６】
クリーニング装置２０を通過した後の感光体ドラム１２の表面にトナーや外添剤などの汚染物質が付着していると、汚染物質は感光体ドラム１２の回転により帯電ロール２４に付着し、この帯電ロール２４の表面の汚染物質は帯電ロール２４の回転により清掃部材４０との接触ニップ領域に送られる。
【００４７】
その際、清掃部材４０と帯電ロール２４とが接触する上流側ニップ領域では、上流側電極４４にトナーと逆極性のバイアスが印加されているので、汚染物質が清掃部材４０に捕集され、清掃部材４０と帯電ロール２４との接触ニップ領域で汚染物質がある程度の大きさに凝集される。また、清掃部材４０と帯電ロール２４とが接触する下流側ニップ領域では、下流側電極４６にトナーと同極性のバイアスが印加されているので、凝集された汚染物質が帯電ロール２４に戻される。そして、帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。このため、帯電ロール２４の汚染を効率よく抑制することができる。従って、フィルム部材４２と帯電ロール２４との間の異物の堆積による帯電ロール２４への固着や傷の発生を抑制でき、帯電ロール２４の長寿命化を図ることができる。
【００４８】
次に、本発明の第１実施形態の画像形成装置に用いられるクリーニング装置について説明する。
【００４９】
なお、参考例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。
【００５０】
図３に示すように、この画像形成装置では、帯電ロール２４の上部に、帯電ロール２４を清掃するクリーニング装置としての清掃部材６０が配設されている。清掃部材６０は、フィルム部材６２を備えており、フィルム部材６２が帯電ロール２４の両端部で図示しないフレームに支持されている。フィルム部材６２の表面には、帯電ロール２４の回転方向上流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の上流側清掃部６４が貼着され、帯電ロール２４の回転方向下流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の下流側清掃部６６が貼着されている。すなわち、上流側清掃部６４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材６０との接触ニップ領域に進入する上流側ニップ領域に貼着され、下流側清掃部６６は、帯電ロール２４が回転して清掃部材６０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に貼着されている。
【００５１】
上流側清掃部６４と下流側清掃部６６は、それぞれ異なる摩擦帯電列の材料で形成されている。本実施形態では、上流側清掃部６４はトナーと逆極性のプラスに帯電するプラス帯電列の材料で形成されており、下流側清掃部６６はトナーと同極性のマイナスに帯電するマイナス帯電列の材料で形成されている。プラス帯電列の上流側清掃部６４には、例えば、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステルなどが用いられる。マイナス帯電列の下流側清掃部６６には、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＣ、ポリイミドなどが用いられる。また、上流側清掃部６４と下流側清掃部６６は、所定の間隔をあけて帯電ロール２４の長手方向全幅に設けられている。
【００５２】
ここで、摩擦帯電は、摩擦する物質の組合せで、どちらが正（＋）に、どちらが負（−）に帯電するかが決まる。そして、互いに摩擦し、正（＋）に帯電しやすい物質と負（−）に帯電しやすい物質と並べたものを、摩擦帯電列（帯電序列）という。換言すると、摩擦帯電列とは、電子を放ちやすいもの、あるいは電子を受け取りやすいものの序列である。そして、この摩擦帯電列中の位置関係が近い物質では、摩擦による帯電量は小さく、遠いほど大きく帯電する。
【００５３】
また、フィルム部材６２の厚みは、例えば２００μｍであり、上流側清掃部６４、下流側清掃部６６の厚みは、例えば２００μｍに設定されている。なお、図３では、構成をわかり易くするため、上流側清掃部６４、下流側清掃部６６の厚みを実際よりも強調して表現している。
【００５４】
このような画像形成装置では、感光体ドラム１２の表面に残留するトナーや外添剤などの汚染物質は帯電ロール２４に付着し、この帯電ロール２４の表面の汚染物質は帯電ロール２４の回転により清掃部材６０との接触ニップ領域に送られる。清掃部材６０と帯電ロール２４とが接触する上流側ニップ領域では、汚染物質との摩擦により上流側清掃部６４がトナーと逆極性のプラスに帯電され、汚染物質が清掃部材６０に捕集される。また、清掃部材６０と帯電ロール２４とが接触する下流側ニップ領域では、下流側清掃部６６がトナーと同極性のマイナスに帯電され、汚染物質が帯電ロール２４に戻される。そして、帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。これによって、帯電ロール２４の汚染を効率よく抑制することができる。従って、清掃部材６０と帯電ロール２４との間の異物の堆積による帯電ロール２４への固着や傷の発生を抑制でき、帯電ロール２４の長寿命化を図ることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置に用いられるクリーニング装置について説明する。
【００５６】
なお、参考例及び第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。
【００５７】
図４に示すように、この画像形成装置では、帯電ロール２４を清掃するクリーニング装置としての清掃部材７０が配設されている。清掃部材７０は、フィルム部材７２を備えており、フィルム部材７２が帯電ロール２４の両端部で図示しないフレームに支持されている。フィルム部材７２の表面には、帯電ロール２４の回転方向上流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の上流側清掃部７４が貼着され、帯電ロール２４の回転方向下流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の下流側清掃部７６が貼着されている。すなわち、上流側清掃部７４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材７０との接触ニップ領域に進入する上流側ニップ領域に貼着され、下流側清掃部７６は、帯電ロール２４が回転して清掃部材７０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に貼着されている。
【００５８】
上流側清掃部７４と下流側清掃部７６は、それぞれ異なる表面粗さに設定され、上流側清掃部７４の表面粗さよりも下流側清掃部７６の表面粗さが小さく設定されている。また、上流側清掃部７４と下流側清掃部７６は、隣接するように配置され、帯電ロール２４の長手方向全幅に設けられている。
【００５９】
ここで、表面粗さとは、十点平均表面粗さであり、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に規定された表面粗さのことである。本実施形態では、上流側清掃部７４の表面粗さは、例えば６μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上に設定され、また、下流側清掃部７６の表面粗さは、例えば５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下に設定されている。
【００６０】
なお、十点平均表面粗さＲｚは、表面粗さ測定器等を用いて測定することができるが、本実施形態においては、２３℃・５５ＲＨ％の環境下において、接触式表面粗さ測定装置（サーフコム５７０Ａ、東京精密社製）を用いた。上流側清掃部７４、下流側清掃部７６表面の測定に際しては、測定距離を２．５ｍｍとし、接触針としてはその先端がダイヤモンド（５μｍＲ、９０°円錐）のものを用い、場所を変えて３回繰り返し測定した際の平均値を十点平均表面粗さＲｚとして求めた。
【００６１】
このような画像形成装置では、感光体ドラム１２の表面に残留するトナーや外添剤などの汚染物質は帯電ロール２４に付着し、この帯電ロール２４の表面の汚染物質は帯電ロール２４の回転により清掃部材７０との接触ニップ領域に送られる。清掃部材７０と帯電ロール２４との上流側ニップ領域では、上流側清掃部７４の表面粗さが大きいので、汚染物質が付着しやすく、汚染物質が清掃部材７０に捕集される。また、下流側ニップ領域では、下流側清掃部７６の表面粗さが小さいので、汚染物質が付着しにくく、汚染物質が帯電ロール２４に戻される。帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。これによって、帯電ロール２４の汚染を効率よく抑制することができる。従って、清掃部材７０と帯電ロール２４との間の異物の堆積による帯電ロール２４への固着や傷の発生を抑制でき、帯電ロール２４の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置に用いられるクリーニング装置について説明する。
【００６３】
なお、参考例及び第１、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。
【００６４】
図５に示すように、この画像形成装置では、帯電ロール２４の上部に、帯電ロール２４を清掃するクリーニング装置としての清掃部材８０が配設されている。清掃部材８０は、フィルム部材８２を備えており、フィルム部材８２が帯電ロール２４の両端部で図示しないフレームに支持されている。フィルム部材８２の表面には、帯電ロール２４の回転方向上流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の上流側清掃部８４が貼着され、帯電ロール２４の回転方向下流側で帯電ロール２４に接触するフィルム状の下流側清掃部８６が貼着されている。すなわち、上流側清掃部８４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材８０との接触ニップ領域に進入する上流側ニップ領域に貼着され、下流側清掃部８６は、帯電ロール２４が回転して清掃部材８０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に貼着されている。
【００６５】
上流側清掃部８４と下流側清掃部８６は、それぞれ異なる表面特性を有しており、上流側清掃部８４の表面エネルギーよりも下流側清掃部８６の表面エネルギーが小さく設定されている。すなわち、上流側清掃部８４の離型性よりも下流側清掃部８６の離型性が優れるような構成となっている。本実施形態では、上流側清掃部８４には、例えば、ポリプロピレン、ポリエステルなどが用いられ、下流側清掃部８６には、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＣなどが用いられる。また、上流側清掃部８４と下流側清掃部８６は、隣接するように配置され、帯電ロール２４の長手方向全幅に設けられている。
【００６６】
このような画像形成装置では、感光体ドラム１２の表面に残留するトナーや外添剤などの汚染物質は帯電ロール２４に付着し、この帯電ロール２４の表面の汚染物質は帯電ロール２４の回転により清掃部材８０との接触ニップ領域に送られる。清掃部材８０と帯電ロール２４とが接触する上流側ニップ領域では、上流側清掃部８４の表面エネルギーが大きく、離型性が良くないため、汚染物質が清掃部材８０に捕集される。また、下流側ニップ領域では、下流側清掃部８６の表面エネルギーが小さく、離型性が良いので、汚染物質が帯電ロール２４に戻される。帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。これによって、帯電ロール２４の汚染を効率よく抑制することができる。従って、清掃部材８０と帯電ロール２４との間の異物の堆積による帯電ロール２４への固着や傷の発生を抑制でき、帯電ロール２４の長寿命化を図ることができる。
【００６７】
次に、本発明の第４実施形態の画像形成装置に用いられるクリーニング装置について説明する。
【００６８】
なお、参考例及び第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。
【００６９】
図６に示すように、この画像形成装置では、帯電ロール２４を清掃するクリーニング装置としての清掃部材１１０が配設されている。清掃部材１１０は、２つのフィルム部材１１２、１１４の端縁を接着してＬ字状に折り曲げた形状であり、フィルム部材１１２、１１４がそれぞれ帯電ロール２４に接触することで、清掃部材１１０が２箇所の接触部位で帯電ロール２４の表面に接触する構成となっている。
【００７０】
フィルム部材１１２は、帯電ロール２４が回転して清掃部材１１０との接触ニップ領域に進入する上流側ニップ領域に配置され、フィルム部材１１４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材１１０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に配置されている。すなわち、フィルム部材１１２が上流側清掃部を構成し、フィルム部材１１４が下流側清掃部を構成している。また、フィルム部材１１２、１１４の厚みは、例えば３００μｍに設定されている。
【００７１】
また、フィルム部材１１２、１１４は、それぞれ異なる表面粗さに設定され、フィルム部材１１２の表面粗さよりもフィルム部材１１４の表面粗さが小さく設定されている。フィルム部材１１２、１１４は、帯電ロール２４の長手方向全幅で帯電ロール２４の表面に接触するように配置されている。
【００７２】
ここで、表面粗さとは、十点平均表面粗さであり、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に規定された表面粗さである。本実施形態では、フィルム部材１１２の表面粗さは、例えば６μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上に設定され、また、フィルム部材１１４の表面粗さは、例えば５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下に設定されている。
【００７３】
このような清掃部材１１０では、フィルム部材１１２、１１４によって２箇所の接触部位で帯電ロール２４に接触させるので、平面状のフィルム部材を帯電ロール２４に接触させる場合と比較して接触面積を増加させることができる。その際、上流側ニップ領域では、フィルム部材１１２の表面粗さが大きいので、汚染物質が付着しやすく、汚染物質がフィルム部材１１２に捕集される。また、下流側ニップ領域では、フィルム部材１１４の表面粗さが小さいので、汚染物質が付着しにくく、汚染物質が帯電ロール２４に戻される。帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。清掃部材１１０を２箇所の接触部位で帯電ロール２４に接触させるので、清掃部材１１０によって長期的に安定してクリーニングすることが可能となり、クリーニング性が向上する。
【００７４】
次に、本発明の第５実施形態の画像形成装置に用いられるクリーニング装置について説明する。
【００７５】
なお、参考例及び第１〜第４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。
【００７６】
図７に示すように、この画像形成装置では、帯電ロール２４を清掃するクリーニング装置としての清掃部材１２０が配設されている。清掃部材１２０は、２つのフィルム部材１２２、１２４の端縁を接着してＬ字状に折り曲げた形状であり、フィルム部材１２２、１２４によって２箇所の接触部位で帯電ロール２４の表面に接触している。
【００７７】
フィルム部材１２２は、帯電ロール２４が回転して清掃部材１２０との接触ニップ領域に進入する上流側ニップ領域に配置され、フィルム部材１２４は、帯電ロール２４が回転して清掃部材１２０との接触ニップ領域から離れる下流側ニップ領域に配置されている。すなわち、フィルム部材１２２が上流側清掃部を構成し、フィルム部材１２４が下流側清掃部を構成している。
【００７８】
フィルム部材１２２、１２４は、それぞれ異なる表面エネルギーに設定され、フィルム部材１２２の表面エネルギーよりもフィルム部材１２４の表面エネルギーが小さく設定されている。フィルム部材１２２、１２４は、帯電ロール２４の長手方向全幅で帯電ロール２４の表面に接触するように配置されている。
【００７９】
このような清掃部材１２０では、フィルム部材１２２、１２４によって２箇所の接触部位で帯電ロール２４に接触させるので、平面状のフィルム部材を帯電ロール２４に接触させる場合と比較して接触面積を増加させることができる。その際、上流側ニップ領域では、フィルム部材１２２の表面エネルギーが大きいので、汚染物質が付着しやすく、汚染物質がフィルム部材１２２に捕集される。また、下流側ニップ領域では、フィルム部材１２４の表面粗さが小さいので、汚染物質が付着しにくく、汚染物質が帯電ロール２４に戻される。帯電ロール２４に戻された汚染物質は感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２のクリーニング装置２０や現像装置１５などによって回収される。清掃部材１２０を２箇所の接触部位で帯電ロール２４に接触させるので、清掃部材１２０によって長期的に安定してクリーニングすることが可能となり、クリーニング性が向上する。
【００８０】
なお、図６、図７に示すクリーニング装置では、清掃部材１１０、１２０が２箇所の接触部位で帯電ロール２４に接触する構成であったが、この構成に限定するものではなく、複数の接触部位で帯電ロール２４に接触させる構成でもよい。例えば、フィルム状の清掃部材を逆Ｕ字状に形成することで、３箇所で帯電ロール２４に接触する構成や、円弧状の清掃部材の内側曲面を帯電ロール２４に接触させる構成でも良い。
【００８１】
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、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。
【符号の説明】
【００８２】
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
２４Ａ シャフト
２４Ｂ 帯電層
４０ 清掃部材
４２ フィルム部材（支持体）
４４ 上流側電極
４６ 下流側電極
４８ 直流電源
５０ 直流電源
６０ 清掃部材
６２ フィルム部材
６４ 上流側清掃部
６６ 下流側清掃部
７０ 清掃部材
７２ フィルム部材
７４ 上流側清掃部
７６ 下流側清掃部
８０ 清掃部材
８２ フィルム部材
８４ 上流側清掃部
８６ 下流側清掃部
１００ 画像形成装置
１１０ 清掃部材
１１２ フィルム部材
１１４ フィルム部材
１２０ 清掃部材
１２２ フィルム部材
１２４ フィルム部材
【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５】
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【図６】
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【図７】
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