(57)【要約】【課題】長期にわたり帯電ロールのクリーニング不良を低減し、帯電不良の発生を防止する。【解決手段】感光体ドラム１２を帯電させる帯電ロール１３の上部に、帯電ロール１３と接触するクリーニング部材５０を設ける。クリーニング部材５０の背面側には、クリーニング部材５０の帯電ロール１３への圧接力を部分的に大きくする圧力可変装置６０が設けられている。圧力可変装置６０には、クリーニング部材５０の背面側を押圧する押し当て部材６２が設けられ、押し当て部材６２の開孔６２Ａ内に形成されたねじ部にボールねじ４２が螺合されている。モータ７０でギア６８を回転すると、ギア６６を介してボールねじ６４が回転し、押し当て部材６２が長手方向に移動する。これにより、クリーニング部材５０の帯電ロール１３への圧接力を部分的に大きくすることができる。【選択図】図２
2007286508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体と、
前記像担持体の表面に接触して回転し、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールの表面に接触し、前記帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させる圧力付勢手段と、
前記クリーニング部材の背面側から前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、該圧接する力を長手方向へ可変させる圧力可変手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材の背面側の一部を押圧する押し当て部材と、前記押し当て部材を前記帯電ロールの長手方向に移動させる移動手段と、を備え、
前記押し当て部材の移動位置によって前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記押し当て部材が前記帯電ロールの長手方向に移動する速度を可変させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力をプロセス条件に応じて可変させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記プロセス条件は、画像密度、画像形成位置、記録媒体のサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、又はプロセス速度のいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力は、前記帯電ロールの端部側が中央部より強い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項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関し、特に、感光体などの像担持体の表面を帯電させる帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材を備えた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、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、帯電ロールの表面に接触しながらクリーニングするための発泡材やブラシなどを用いたクリーニング装置が設けられている。このようなクリーニング装置では、発泡材やブラシなどのクリーニング部材を帯電ロールに対して長手方向に均一に圧力を加えようとしているが、実際はクリニング部材の高さなどの取り付け寸法の公差や取り付けガタがあり、また、帯電ロールがクラウン形状を有していることも多く、長手方向に均一にクリーニング時の押し付け力を与えるのは難しい。その結果、クリーニング不良が部分的に発生することが多く、帯電不良を生じて画質の劣化につながるという問題がある。
【０００４】
また、クリーニング部材の押し付け圧を均一にするためには、大きな力が必要となり、その機構が大きくなると共に、コストが増大する。
【０００５】
一方、帯電ロールの一部のみを清掃する清掃部材を移動可能に構成し、清掃部材を移動させて帯電ロールを清掃するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。しかし、この装置では、清掃部材が帯電ロールを部分的に清掃していくので清掃時間がかかり、一般的には清掃が終了してから帯電させないと帯電ムラが生じるので、清掃終了を待つ必要があり、画像形成装置のダウンタイムが大きくなる。また、清掃部材を移動させる機構が大きくなると共に、清掃部材の汚れがたまりやすいので寿命が短く、信頼性も悪い。
【０００６】
また、クリーニング部材の両端部の厚さを中央部より厚くすることで、クリーニング部材の端部側のみ清掃力を上げるようにした構成が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。しかし、帯電ロールの汚れは、画像密度や画像形成位置に応じて変化することもあるので、クリーニング部材の端部側だけ清掃力を上げても十分でない。
【特許文献１】特開平８−２４８７４０号公報
【特許文献２】特開平９−１０１６５９号公報
【特許文献３】特開平９−１０１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、長期にわたり帯電ロールのクリーニング不良を低減し、帯電不良の発生による画質劣化を抑制できる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】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１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、前記像担持体の表面に接触して回転し、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールの表面に接触し、前記帯電ロールの表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材を前記帯電ロールに圧接させる圧力付勢手段と、前記クリーニング部材の背面側から前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、該圧接する力を長手方向へ可変させる圧力可変手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、像担持体の表面に接触して回転する帯電ロールによって像担持体の表面が帯電される。また、圧力付勢手段によってクリーニング部材が帯電ロールに圧接されており、クリーニング部材により帯電ロールの表面がクリーニングされる。このクリーニング時には、圧力可変手段によって、クリーニング部材の背面側からクリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を付与するとともに、その圧接する力を長手方向へ可変させる。クリーニング部材によるクリーニング圧を部分的に可変させることで、クリーニング部材全体を帯電ロール表面に圧接してクリーニングする場合に比べて大きな力が必要でなくなる。また、帯電ロールの汚れ付着量の多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができる。このため、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材の背面側の一部を押圧する押し当て部材と、前記押し当て部材を前記帯電ロールの長手方向に移動させる移動手段と、を備え、前記押し当て部材の移動位置によって前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力を大きくす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、クリーニング部材の背面側の一部を押圧する押し当て部材を備えており、移動手段によって押し当て部材を帯電ロールの長手方向に移動させる。これにより、帯電ロールの長手方向へ部分的にクリーニング圧を与えることができ、クリーニング部材全体を帯電ロール表面に圧接してクリーニングする場合に比べて大きな力を必要としない。また、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。また、押し当て部材を長手方向に移動させるため、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当て部材の移動位置でクリーニング圧を調整することで、機械的な取り付け交差をなくし、長期にわたり清掃能力の信頼性を維持できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記押し当て部材が前記帯電ロールの長手方向に移動する速度を可変させ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、押し当て部材が帯電ロールの長手方向に移動する速度を可変させるので、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分で押し当て部材を遅く移動させ、クリーニング圧を大きくすることが可能となる。このため、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な大きな圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。
【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項に記載の画像形成装置において、前記圧力可変手段は、前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に部分的に圧接する力をプロセス条件に応じて可変させる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、圧力可変手段は、クリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力をプロセス条件に応じて可変させるので、プロセス条件に応じて帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な圧力を与えることができる。このため、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記プロセス条件は、画像密度、画像形成位置、記録媒体のサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、又はプロセス速度のいずれか１つであ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、画像密度、画像形成位置、記録媒体のサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、又はプロセス速度のいずれか１つの条件に応じて、クリーニング部材が帯電ロールの表面に部分的に圧接する力を可変させる。これにより、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。
【００１８】
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項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材が前記帯電ロールの表面に圧接する力は、前記帯電ロールの端部側が中央部より強いことを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、クリーニング部材が帯電ロールの表面に圧接する力は、帯電ロールの端部側が中央部より強いため、帯電ロールの端部側の清掃能力が大きい。一般的に帯電ロールの端部の方が、クラウドが多く微小トナーが多いので、汚れが加速されるが、帯電ロールの端部側の清掃能力が大きいので、確実に帯電ロールをクリーニングすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、帯電ロールの汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力が十分に与えられるので、確実に帯電ロールをクリーニングすることができる。このため、帯電不良の発生を抑制でき、良好な画質の画像を得ることができる。また、部分的にクリーニングに必要な圧力を与えることで、大きな力を必要としないので、構成が簡易化し、省スペース化が可能であり、コストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００が示されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
感光体ドラム１２Ｙの表面は、帯電ロール１３Ｙ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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１３Ｙで再び帯電される。
【００３０】
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。
【００３１】
そして、所定のタイミングで二次転写位置Ａ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
図２及び図３に示すように、感光体ドラム１２の上方部には、感光体ドラム１２と接触する帯電ロール１３が配設されている。この帯電ロール１３は、導電性のシャフト１３Ａの周囲に帯電層１３Ｂが形成されたものである。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３中の反時計回り（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１３が矢印４の方向に回転する。
帯電ロール１３の上方部には、帯電ロール１３の表面と接触するクリーニング部材５０が設けられている。クリーニング部材５０は、帯電ロール１３の長手方向全幅に接触する矩形状のスポンジ部材であり、クリーニング部材５０の両端部に設けられた図示しないコイルスプリングなどの圧力付勢手段により、所定の圧力で帯電ロール１３に圧接されている。クリーニング部材５０の背面側には、クリーニング部材５０の帯電ロール１３への圧接力を部分的に大きくする圧力可変装置６０が配設されている。
図２に示すように、この圧力可変装置６０には、クリーニング部材５０の長手方向の一部を押圧する押し当て部材６２が設けられている。また、クリーニング部材５０と平行にボールねじ６４が配設されており、押し当て部材６２に形成された開孔６２Ａの内側にボールねじ６４と螺合されるねじ部が設けられている。ボールねじ６４の端部には、ギア６６が連結されており、ギア６６は、モータ７０の回転軸７０Ａに連結されたギア６８と噛合されている。また、モータ７０の駆動は制御部７２によって制御されている。モータ７０には、例えば、ステッピングモータが用いられている。モータ７０の駆動により、ギア６８を介してギア６６が回転し、ボールねじ６４が回転する。ボールねじ６４の回転により、押し当て部材６２が矢印７３の方向に往復動するように構成されている。
なお、クリーニング部材５０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。このクリーニング部材５０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クリーニング部材５０を安価に製造できる。クリーニング部材５０は、感光体ドラム１２との従動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、感光体ドラム１２の表面にクリーニング部材５０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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、帯電ロール１３の詳細について説明する。
【００３６】
この帯電ロール１３は、導電性のシャフト１３Ａ上に帯電層１３Ｂ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。
【００３７】
帯電ロール１３の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層１３Ｂ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。
【００３８】
この帯電ロール１３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。
【００３９】
シャフト１３Ａ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。
【００４０】
帯電ロール１３の帯電層１３Ｂ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１３Ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
帯電層１３Ｂ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。
【００４４】
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。
【００４５】
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１３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１３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１３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。
以上のような構成の画像形成装置１００では、制御部７２によりモータ７０を駆動すると、ギア６８を介してギア６６が回転し、ボールねじ６４が回転する。ボールねじ６４の回転により、押し当て部材６２が矢印７３の方向に往復動する。押し当て部材６２をクリーニング部材５０の長手方向に移動させることによってクリーニング部材５０の帯電ロール１３への圧接力が部分的に大きくなる。このため、押し当て部材６２の位置によって、大きなクリーニング圧を与えることができ、クリーニング部材５０の清掃能力を大きくすることができる。これにより、クリーニング部材５０全体を帯電ロール１３に圧接するための大きな力を必要としない。また、帯電ロール１３の汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロールをクリーニングすることができる。また、押し当て部材６２を長手方向に移動させるため、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当て部材６２の移動位置によってクリーニング圧を調整するので、従来に比べて機械的な取り付け交差をなくし、清掃能力の信頼性を向上できると共に、クリーニング部材５０の寿命が長くなる。
ここで、本実施形態の画像形成装置１００を用い、クリーニング効率と、クリーニング効率を１００％にするための押し付け力を測定する実験を行なった。また、比較例として帯電ロールの長手方向全域に一定の圧力でクリーニング部材を圧接した装置（クリーニング部材５０のみを使用した例）を用い、同様の実験を行なった。
クリーニング効率は、帯電ロール１３の全域でクリーニングされている面積率である。面積率は、帯電ロール１３に一定量の汚れを付着させ、クリーニング部材５０を押圧させて一定時間駆動した後、帯電ロール１３の前後の汚れの量（面積に対する量）を測定してその比を算出したものである。
図４に示すように、本実施形態の画像形成装置１００では、クリーニング効率は１００％であり、クリーニング効率を１００％にするための押し付け力は約０．０００５８８Ｎ／ｍｍ２（６ｇｆ／ｃｍ２）であった。一方、比較例の装置では、クリーニング効率は６０％であり、クリーニング効率を１００％にするための押し付け力は約０．００４９Ｎ／ｍｍ２（５０ｇｆ／ｃｍ２）であった。従って、本実施形態の画像形成装置１００では、帯電ロール１３のクリーニング効率が向上すると共に、押し当て部材６２によって部分的にクリーニング圧を大きくすることで、クリーニング部材５０全体に大きな押し付け力を必要しない。
【００４６】
また、上記画像形成装置１００では、モータ７０の回転速度を変えることによって、押し当て部材５０が帯電ロール１３の長手方向に移動する速度を可変させてもよい。例えば、押し当て部材５０を遅く移動させて部分的にクリーニング部材５０の圧接力を大きくすることができる。これにより、帯電ロール１３の汚れ付着量が多い部分に集中してクリーニングに必要な大きな圧力を与えることができ、確実に帯電ロール１３をクリーニングすることができる。
【００４７】
また、制御部７２で画像形成装置１００のプロセス条件に応じて押し当て部材６２を所定の位置に移動させ、クリーニング部材５０による帯電ロール１３への圧接力を大きくするようにしても良い。プロセス条件としては、例えば、画像密度、画像形成位置、記録用紙Ｐのサイズ、連続プリント枚数、温度湿度、プロセス速度のいずれか１つ以上が挙げられる。
【００４８】
具体的には、画像密度が多い部分に押し当て部材６２を移動させ、画像密度が少ない部分よりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。また、感光体ドラム１２の画像形成位置に押し当て部材６２を移動させ、画像形成しない位置よりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。また、図示しないセンサで検知された用紙サイズに基づき通紙部に押し当て部材６２を移動させ、非通紙部よりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。また、図示しないカウンターで計数された連続プリント枚数が多いときに押し当て部材６２を長手方向に移動させ、連続プリント枚数が少ないときよりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。また、図示しない温度湿度センサで検知された温度・湿度に基づき、高温高湿のときに押し当て部材６２を長手方向に移動させ、低温低湿のときよりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。また、プロセス速度が速いときに、押し当て部材６２を長手方向に移動させ、プロセス速度が遅いときよりもクリーニング部材５０の圧接力を大きくする。以上のような制御を行なうことにより、帯電ロール１３の汚れ付着量が多くなりそうな部分に押し当て部材６２を移動させ、集中的にクリーニング部材５０の圧接力を大きくすることができる。これにより、帯電ロール１３の表面を確実にクリーニングすることができる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について説明する。
【００５０】
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。
【００５１】
図５に示すように、この画像形成装置では、感光体ドラム１１２の下方側に帯電ロール１１３が配設されており、感光体ドラム１１２の回転方向に沿って、露光装置１１４と、現像装置１１５と、中間転写ベルト１３０を挟んで配置される一次転写ロール１１６と、クリーニング装置１２０とが配設されている。
図５及び図６に示すように、帯電ロール１１３の下方部には、帯電ロール１１３の表面と接触するクリーニング部材１５０が設けられている。クリーニング部材１５０は、帯電ロール１３の長手方向全幅に接触する矩形状のスポンジ部材であり、所定の圧力で帯電ロール１１３に圧接されている。クリーニング部材１５０の背面側には、クリーニング部材１５０の帯電ロール１１３への圧接力を部分的に大きくする圧力可変装置１６０が配設されている。
この圧力可変装置１６０には、クリーニング部材５０の長手方向の一部を押圧する押し当てロール１５２が設けられている。この押し当てロール１５２は、略Ｕ字状の支持部材１５４に支軸１５３を中心に回転可能に支持されている。支持部材１５４の下方部には突出部１５５が形成されており、この突出部１５５の開孔１５５Ａに形成されたねじ部にボールねじ１５６が螺合されている。また、支持部材１５４の下方部の両側には、支持部材１５４が回転しないように保持する１対のレール１６４が設けられ、支持部材１５４がレール１６４に沿って移動可能となっている。
また、図６に示すように、ボールねじ１５６の端部にはギア１５８が連結されている。ギア１５８は、モータ１６２の回転軸１６２Ａに連結されたギア１６４と噛合されている。
図７に示すように、押し当てロール１５２は、両縁部にフランジ１５２Ａが形成されている。図５に示すように、押し当てロール１５２は、フランジ１５２Ａの内側にクリーニング部材５０の両側部が納まるように配置されており、押し当てロール１５２が回転しながら移動するときにクリーニング部材５０から外れることが防止される。
このような画像形成装置では、モータ１６２の駆動により、ギア１６４を介してギア１５８が回転し、ボールねじ１５６が回転する。ボールねじ１５６の回転により、押し当てロール１５２が回転しながら矢印１６６の方向に往復動する。押し当てロール１５２をクリーニング部材１５０の長手方向に移動させることで、クリーニング部材１５０の帯電ロール１１３への圧接力が部分的に大きくなり、クリーニング部材１５０の清掃能力が大きくなる。このため、帯電ロール１１３の汚れ付着量が多い部分にクリーニングに必要な圧力を与えることができ、確実に帯電ロール１１３をクリーニングすることができる。また、クリーニング部材１５０の全域に大きな圧接力を付与する必要がないので、構成が簡易であり、省スペース化が可能であると共に、コストを低減できる。また、押し当てロール１５２を回転させることで、クリーニング部材１５０との摺動抵抗を少なくすることができる。また、押し当てロール１５２の移動位置によってクリーニング圧を調整するので、機械的な取り付け交差をなくし、清掃能力の信頼性を向上きると共に、クリーニング部材１５０の寿命が長くなる。
【００５２】
また、クリーニング部材１５０の両端部の厚みを中央部よりも厚く形成し、クリーニング部材１５０が帯電ロール１１３の表面に圧接する力を帯電ロール１１３の中央部よりも端部側が強くなるようにしても良い。帯電ロール１１３の端部側のクリーニング圧を強くすることで、帯電ロール１１３の端部側の清掃能力が大きくなる。一般的に帯電ロール１１３の端部側の方が、クラウドが多く微小トナーが多いので、汚れが加速される。このため、帯電ロール１１３の端部側の清掃能力が大きくすることで、確実に帯電ロール１１３をクリーニングすることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、クリーニング部材５０、１５０は発泡樹脂で形成したが、この構成に限定するものではなく、例えば、ブラシでもよい。また、クリーニング部材５０、１５０は、帯電ロールに常接ではなく、接離可能な構成でもよい。
【００５４】
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、帯電ロールのクリーニング部材に本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態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部材及び圧力可変装置を示す斜視図である。
【図３】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部材及び圧力可変装置を示す構成図である。
【図４】図１に示す画像形成装置と比較例の装置におけるクリーニング効率と、クリーニング効率を１００％にするための押し付け力を示す図である。
【図５】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部材及び圧力可変装置を示す構成図である。
【図６】図５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部材及び圧力可変装置を示す側面図である。
【図７】図５に示す画像形成装置に用いられる押し当てロールを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ     画像形成ユニット
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ     感光体ドラム
１３   帯電ロール
１３Ａ シャフト
１３Ｂ 帯電層
５０   クリーニング部材
６０   圧力可変装置（圧力可変手段）
６２   押し当て部材
６４   ボールねじ
６６   ギア
６８   ギア
７０   モータ
７２   制御部
１００ 画像形成装置
１１２ 感光体ドラム
１１３ 帯電ロール
１５０ クリーニング部材
１５２ 押し当てロール（押し当て部材）
１５３ 支軸
１５４ 支持部材
１５４Ａ      突出部
１５５ レール
１５６ ボールねじ
１５８ ギア
１６０ 圧力可変装置（圧力可変手段）
１６２ モータ
１６４ ギア
Ｐ     記録用紙
【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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