(57)【要約】【課題】クリーニングロールに与えるダメージを抑えつつ付着した異物を良好に除去し、安定したクリーニング性能を維持する。【解決手段】帯電ロール１４をクリーニングするスポンジ製のクリーニングロール１００に対して、ケーシング１４０内に設けた凸状のほぐし部材１４４を接離可能に設けるとともに、接近時にほぐし部材１４４をクリーニングロール１００の外周面に食い込ませて部分的に押圧する。このほぐし部材１４４による押圧で、クリーニングロール１００に付着した異物がほぐされ付着力が弱められるため、異物排出性が高まる。【選択図】図５
2007178612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、
前記帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールと、
前記クリーニングロールの外周面の軸方向に亘って配設され、クリーニングロールに付着した異物をほぐすほぐし部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記異物を前記クリーニングロールから前記帯電ロールを介して前記像担持体に逆転移させて回収することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ほぐし部材を前記クリーニングロールに対して接離させる接離手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ほぐし部材は凸状部を備え、その凸状部を前記クリーニングロールの外周面に食い込ませるよう配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電ロール及び前記クリーニングロールを覆うケーシングを備え、そのケーシング内に前記ほぐし部材が配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ほぐし部材が前記クリーニングロールに対して接近移動するのに伴い前記ケーシングと前記像担持体表面の間隔が狭まることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ほぐし部材が軸方向に凹凸を有することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ほぐし部材を前記クリーニングロールに対して軸方向に往復移動させる移動手段を有することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記クリーニングロールを押圧する前記ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向上流側へ向けて加えることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記クリーニングロールを押圧する前記ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向下流側へ向けて加えることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項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、回転駆動される像担持体に接触して回転しつつ、像担持体の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電ロールと、この帯電ロールのクリーニング部材とを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用い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、近年では、オゾンの排出抑制、装置の小型化、及び高圧電源コストの低減などを図るために、従来のスコロトロン等の非接触型帯電器に替えて、感光体に接触あるいは近接配置されるローラー帯電器（ＢＣＲ）が用いられている。
【０００３】
このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電ロールが像担持体に常時接触しているため、帯電ロール表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。画像形成動作を繰り返し行う像担持体の表面は、転写工程の下流側において、転写後の残留トナー等の異物除去を行うクリーニング工程を経た後、帯電工程のエリアへと進入してくるが、クリーニング工程を経てもトナーの一部やトナーの外添剤など、トナーよりも微小な粒子がクリーニングされずに像担持体上に残留し、帯電ロールの表面へと付着してしまう。帯電ロールの表面に付着した異物は、帯電ロールの表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。
【０００４】
そこで、このような問題を改善するために、回転する帯電ロールの表面にロール形状のスポンジ部材等からなるクリーニングロールを接触させ従動回転させる、あるいは、ブラシロールを回転接触させることにより、帯電ロール表面の汚れを良好にクリーニングする技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、ブラシロールを用いた構成では、ブラシロールにスクレーパーのエッジを接触させることで、ブラシロールに滞留するトナー等の異物を掻き落とし強制的に排出させるようにしている。
【特許文献１】特開５−２９７６９０号公報
【特許文献２】特開平４−６０６６０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、上記のようなスクレーパーを、スポンジ等の弾性や発泡性を有する部材で形成されたクリーニングロールに用いても、異物を良好に除去することはできず、さらには、スクレーパーのエッジによってクリーニングロールを傷め、クリーニング性能を低下させてしまう問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して、帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールに与えるダメージを抑えつつ付着した異物を良好に除去することができて、安定したクリーニング性能を維持できる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールと、前記クリーニングロールの外周面の軸方向に亘って配設され、クリーニングロールに付着した異物をほぐすほぐし部材と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明では、画像形成において像担持体を帯電させる帯電ロールは、ロール表面に付着したトナー等の異物がクリーニングロールによってクリーニングされる。そして、このクリーニングロールでは、外周面がほぐし部材により軸方向に亘って押圧されることで、付着したトナー等の異物がほぐされ付着力が弱められる。これにより、クリーニングロールをスポンジ等の弾性や発泡性を有する部材で形成した場合でも、スクレーパー等のようにクリーニングロールを傷めることなく、例えば他の異物回収手段を用いてクリーニングロールから異物を良好に除去することができ、帯電ロールに対するクリーニング性能が安定して維持される。したがって、帯電ロールによる像担持体への帯電性能が良好になり、この画像形成装置であれば、像担持体の帯電不良による画像欠陥が抑えられ、高品質な画像形成を実現できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記異物を前記クリーニングロールから前記帯電ロールを介して前記像担持体に逆転移させて回収することを特徴としている。
【００１０】
本発明では、ほぐし部材にほぐされてクリーニングロールへの付着力が弱められた異物は、クリーニングロールから帯電ロールに逆転移され、さらに帯電ロールから像担持体に逆転移されて、例えば像担持体をクリーニングするブレード等の像担持体クリーニング手段に回収される。これにより、クリーニングロールから異物を回収して除去する専用の異物回収手段等を設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の画像形成装置において、前記ほぐし部材を前記クリーニングロールに対して接離させる接離手段を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明では、例えば画像形成装置の停止時に、回転停止状態のクリーニングロールがほぐし部材に押圧されていると、その押圧部が変形してクリーニング性能の低下を招くおそれがある。これに対し、ほぐし部材が接離手段により移動されてクリーニングロールに接離する構成であれば、非画像形成時やクリーニングロールの回転停止時等に、クリーニングロールからほぐし部材を離間させることで、そのようなクリーニングロールの変形によるクリーニング性能の低下を防止することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置において、前記ほぐし部材は凸状部を備え、その凸状部を前記クリーニングロールの外周面に食い込ませるよう配置されることを特徴としている。
【００１４】
本発明では、ほぐし部材に設けられたリブ等の凸状部、あるいは、バー状等とされたほぐし部材の端部に設けられた凸状部を、クリーニングロールの外周面に食い込ませて押圧することにより、異物に対するほぐし力が強められて、クリーニングロールからの異物排出性が高められる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記帯電ロール及び前記クリーニングロールを覆うケーシングを備え、そのケーシング内に前記ほぐし部材が配設されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明では、クリーニングロールの近傍に設置するほぐし部材を、帯電ロール及びクリーニングロールを覆うケーシング内に配設することにより、省スペースでの設置が可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記ほぐし部材が前記クリーニングロールに対して接近移動するのに伴い前記ケーシングと前記像担持体表面の間隔が狭まることを特徴としている。
【００１８】
本発明では、ほぐし部材がクリーニングロールに対して接近移動するのに伴い、帯電ロール及びクリーニングロールを覆うケーシングと像担持体表面の間隔が狭まることで、ほぐし効果によるクリーニングロールからの異物排出性の向上とともに、ケーシング内へのトナークラウドの進入を抑制することができ、帯電ロール及びクリーニングロールのトナー汚染を防止できる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記ほぐし部材が軸方向に凹凸を有することを特徴としている。
【００２０】
本発明では、軸方向に凹凸を有するほぐし部材でクリーニングロールの外周面を押圧することにより、クリーニングロールへの押圧力に変化が与えられ、ほぐし力が強められる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項記載の画像形成装置において、前記ほぐし部材を前記クリーニングロールに対して軸方向に往復移動させる移動手段を有することを特徴としている。
【００２２】
本発明では、ほぐし部材をクリーニングロールに対して軸方向に往復移動させることにより、クリーニングロールへの押圧力に変化が与えられ、ほぐし力が強められる。また、特に請求項７の構成に本発明を適用した場合には、軸方向に凹凸を有するほぐし部材でクリーニングロールの外周面全体をムラなく押圧することができ、クリーニングロールからの異物排出性が更に高められる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項記載の画像形成装置において、前記クリーニングロールを押圧する前記ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向上流側へ向けて加えることを特徴としている。
【００２４】
本発明では、ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向上流側へ向けて加えることにより、ほぐし力が強められてクリーニングロールからの異物排出性が更に高められる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項記載の画像形成装置において、前記クリーニングロールを押圧する前記ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向下流側へ向けて加えることを特徴としている。
【００２６】
本発明では、ほぐし部材の押圧力をクリーニングロールの回転方向下流側へ向けて加えることにより、クリーニングロールに掛かる負荷トルクを下げることができて、例えば、クリーニングロールが帯電ロールに従動回転する構成の場合は従動性の低下が抑えられる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の画像形成装置によれば、帯電ロールをクリーニングするクリーニングロールに与えるダメージが抑えられ、付着した異物が良好に除去されて、安定したクリーニング性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００２９】
（画像形成装置の構成）
図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、４サイクル方式のフルカラーレーザプリンタであり、図示のように、装置内には、中央よりもやや右上部に、感光体ドラム１２が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しないモータにより、矢印方向に沿って所定のプロセススピードで回転駆動される。
【００３０】
感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置１６によって、レーザービームＬＢによる画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが周方向に沿って配置された回転式現像器１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００３２】
このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。現像工程では回転式現像器１８が回転し、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。
【００３３】
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。
【００３４】
感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わせた状態で一次転写ロール２２によって転写される。
【００３５】
この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して転写される。
【００３６】
一方、記録用紙２４は、画像形成装置１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。
【００３７】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピードで循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。
【００３８】
ここで、中間転写ベルト２０は、画像形成装置１０の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
【００３９】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で一体的に像形成ユニット５２を構成している。このため、画像形成装置１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体を画像形成装置１０から取り外し可能となっている。
【００４０】
一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置されたスクレーパ５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、これらのスクレーパ５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。
【００４１】
なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。
【００４２】
さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着装置６４へと搬送され、この定着装置６４によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙２４は、排出ロール６６によって画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。
【００４３】
一方、両面プリントの場合には、定着装置６４により第一面（表面）にトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像を定着装置６４によって定着させ、記録媒体２４を排出トレイ６８上に排出する。
【００４４】
さらに、画像形成装置１０には、オプションによって、画像形成装置１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７３及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。
【００４５】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００４６】
図２に示すように、感光体ドラム１２の下方部には、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１４が配置されている。この帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａの周囲に帯電層１４Ｂが形成されたものであり、シャフト１４Ａが回転可能に支持されている。帯電ロール１４の感光体ドラム１２と反対側の下方部には、帯電ロール１４の表面に接触するロール状のクリーニング部材であるクリーニングロール１００が設けられている。このクリーニングロール１００は、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂが形成されたものであり、シャフト１００Ａが回転可能に支持されている。
【００４７】
クリーニングロール１００は帯電ロール１４に所定の荷重で押圧され、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形してニップ部１０１を形成している。感光体ドラム１２は、図示しないモータによって図２中の時計回り（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１４が矢印４の方向に従動回転する。また、帯電ロール１４の回転によりロール状のクリーニングロール１００が矢印６の方向に従動回転する。
【００４８】
クリーニングロール１００が従動回転することにより、帯電ロール１４の表面に付着したトナーや外添剤などの汚れ（異物）がクリーニングロール１００によってクリーニングされる。そしてこの異物がクリーニングロール１００の発泡体のセル内に取り込まれ、セル内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール１００から帯電ロール１４を介して感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収されることで、クリーニング性能の維持継続がなされる。
【００４９】
（帯電ロール及びクリーニングロールの構成）
ここで、本実施形態の帯電ロール（ＢＣＲ）１４とクリーニングロール１００について説明する。
【００５０】
帯電ロール１４は、上述したように、感光体ドラム１２の表面に接触して配設され、直流電圧あるいは直流電圧に交流電圧を印加されて、感光体ドラム１２表面を帯電させるものである。また、その形状としては、シャフト１４Ａを構成する芯材の周囲に、帯電層１４Ｂを構成する抵抗弾性層を設けたロール形状であり、抵抗弾性層を、外側から抵抗層とそれらを支持する弾性層の順に分割した構成とすることも可能である。さらに帯電ロール１４の耐久性や耐汚染性の付与のために、必要に応じて抵抗層の外側に保護層を設けることができる。
【００５１】
以下、芯材に弾性層、抵抗層、保護層を設けた場合について、より詳細に説明を行う。
【００５２】
芯材の材質としては導電性を有するもので、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。また、金属以外の材料でも、導電性と適度の剛性を有する材料であれば用いることができ、例えば導電性粒子等を分散した樹脂成形品や、セラミックス等を用いることもできる。また、ロール形状のほか、中空のパイプ形状とすることも可能である。
【００５３】
弾性層の材質としては導電性あるいは半導電性を有するもので、一般には樹脂材あるいはゴム材に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散したものである。樹脂材料としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂などが用いられ、ゴム材料としてはエチレン−プロピレンゴム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソブチレン、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンオキシドゴムなど、または、それらを発泡させた発泡材が用いられる。
【００５４】
導電性粒子あるいは半導電性粒子としてはカーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等の金属酸化物や、第４級アンモニウム塩等のイオン性化合物等を用いることができ、これらの材料を単独あるいは２種以上混合して用いても良い。更に必要に応じてタルク、アルミナ、シリカ等の無機充填材、フッ素樹脂やシリコンゴムの微粉等の有機充填材の１種または２種以上を混合しても良い。
【００５５】
抵抗層および保護層の材質としては結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したもので、抵抗率としては１０＾3〜１０＾14Ωｃｍ、好ましくは１０＾5〜１０＾12Ωｃｍ、さらに好ましくは１０＾7〜１０＾12Ωｃｍがよい。また膜厚としては０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜５００μｍ、さらに好ましくは０．５〜１００μｍがよい。結着樹脂としてはアクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン、エトキシメチル化ナイロン、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリチオフェン樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＥＴ等のポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が用いられる。
【００５６】
導電性粒子あるいは半導電性粒子としては弾性層と同様のカーボンブラック、金属、金属酸化物や、イオン導電性を発現する第４級アンモニウム塩等のイオン性化合物等の１種または２種以上が混合される。また必要に応じてヒンダードフェノール、ヒンダードアミン等の酸化防止剤、クレー、カオリン、タルク、シリカ、アルミナ等の無機充填剤や、フッ素樹脂やシリコン樹脂の微粉等の有機充填材や、シリコーンオイル等の潤滑剤などの、１種または２種以上を添加することができる。また更に界面活性剤や帯電制御剤等が必要に応じて添加される。
【００５７】
また、これらの層を形成する手段としてはブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等を用いることができる。
【００５８】
クリーニングロール１００は、シャフト１００Ａを構成する芯材と、この芯材の周面に形成されるスポンジ層１００Ｂを構成する多孔質弾性層から形成され、上述したように、帯電ロール１４の表面に接触して配設されている。
【００５９】
芯材の材質としては、多孔質弾性層を支持し、帯電ロール１４へ適度の圧接力で以って接触状態を維持できる程度の剛性を有するものが用いられ、一般には鉄、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等などの金属の他、樹脂成形品、セラミックス等や、これらに導電性粒子等を分散させたものや、無機フィラーを分散させたものを用いることができる。また、ロール形状のほか、中空のパイプ形状とすることも可能である。
【００６０】
多孔質弾性層は、所定のセル密度で形成されたロール状のスポンジであり、例えばエーテル系ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリオレフィンフォーム、メラミンフォーム、マイクロポリマー等を用いることができる。
【００６１】
ポリウレタンフォームを例にとり、製造方法について簡単に説明すると、ポリオール、イソシアネート、水、触媒（アミン触媒、金属触媒など）および整泡剤（界面活性剤）を用いて製造され、また、用途によっては顔料などの添加剤が用いられる。そして、これら原料を混合・攪拌すると化学反応が起き、ウレタン樹脂の発泡体を得ることができる。
【００６２】
（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係る帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の支持構造と、クリーニングロール１００に付着した異物をほぐすほぐし部材について詳細に説明する。
【００６３】
図３及び図４に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００が一対の軸受け部材１１０を介して単一のフレーム１２０に組み付けられフレーム１２０内に収容されており、さらに感光体ドラム１２もこのフレーム１２０に組み付けられ、それらがユニット化されている。
【００６４】
図７に示すように、一つの軸受け部材１１０は、直方体状（ブロック状）に形成され単一構成とされている。この軸受け部材１１０は、高剛性、高摺動性で耐摩耗性に優れたポリアセタールやポリカーボネート等の合成樹脂材料で形成されている。また、耐摩耗性を更に高めるために、上記の合成樹脂材料にガラス繊維やカーボン繊維等を含有させるようにしてもよい。
【００６５】
軸受け部材１１０には、長手方向（図４の上下方向）に沿って所定の間隔で配置された２つの軸受け孔１１２、１１４が形成されている。一方の軸受け孔１１２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ端部に設けられた支持部１４ａが回転自在に挿入され、他方の軸受け孔１１４には、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａ端部に設けられた支持部１００ａが回転自在に挿入されている。
【００６６】
この一対の軸受け部材１１０に、シャフト１４Ａの両端の支持部１４ａが軸支された帯電ロール１４と、シャフト１００Ａの両端の支持部１００ａが軸支されたクリーニングロール１００とは、前述したように、クリーニングロール１００が帯電ロール１４に所定の荷重で押圧され、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形しニップ部１０１を形成した状態で（図２参照）、軸間距離が一定とされ、圧接方向の相対距離が一定に保たれている。さらに、圧接方向と直交する方向（接触部（ニップ部１０１）の略接線方向）の位置関係も一定とされて、相対位置が一定に保たれており、これによってニップ幅が一定とされている。
【００６７】
図３及び図４に示すように、フレーム１２０は、本体部１２２における帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の軸方向に沿った両端部（図３、４の左右の側端部）に、上記の一対の軸受け部材１１０が取り付けられる一対の取付部１２４が一体的に設けられている。
【００６８】
取付部１２４には、取付部１２４の延出方向に沿ったガイド溝１２６が形成されている。軸受け部材１１０は、このガイド溝１２６にはめ入れられてその先端側に配置されており、ガイド溝１２６にガイドされて取付部１２４の延出方向（感光体ドラム１２に対し接離する方向）に沿って摺動可能とされている。
【００６９】
一対の取付部１２４の外側面側は厚肉とされて先端側が延出されており、その先端部に、感光体ドラム１２を軸支する一対の軸受け部１３２が設けられている。この一対の軸受け部１３２には、軸受け孔１３４が同軸的に形成されており、感光体ドラム１２は、シャフト１２Ａの端部に設けられた支持部１２ａが各軸受け孔１３４に回転自在に挿通されて、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００とともにフレーム１２０に組み付けられている。
【００７０】
また、ガイド溝１２６内の基端側には、軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ付勢する圧縮コイルばね１２８が設けられている。この圧縮コイルばね１２８のばね力で、軸受け部材１１０が感光体ドラム１２側へ付勢され（矢印８の方向）、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接している。
【００７１】
図５及び図６に示すように、感光体ドラム１２側（図中の上側）を除く帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の周囲には、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００を覆うケーシング１４０が配置されている。ケーシング１４０は、上面部が開放された断面略Ｕ字状で、クリーニングロール１００の軸方向に沿って延出されたケーシング本体１４２を備えており（図３、４参照）、ケーシング本体１４２底面の略中央には、クリーニングロール１００に付着した異物をほぐすほぐし部材１４４が設けられている。ほぐし部材１４４は、底面から上方へ突出する断面略三角形状でクリーニングロール１００の軸方向と平行に延出されており、頂面部が円周面状に形成されてこの頂面部により凸状部が構成されている。
【００７２】
図３及び図４に示すように、ケーシング１４０（ケーシング本体１４２）は、フレーム１２０に設けられた一対の取付部１２４の各内側面に、クリーニングロール１００に対して接離する方向に摺動可能に支持されて取り付けられており、ケーシング１４０の下側には、複数の偏心カム１４６が配置されている。各偏心カム１４６は、クリーニングロール１００の軸方向と平行に配置されたカム軸１４８に所定の間隔で同位相に取り付けられ、フレーム１２０底面に設けられた複数の軸受け部１５０にカム軸１４６が回転自在に支持されることで回転可能とされており、その状態でカム面１４６Ａをケーシング１４０の下面に接触させている（図５、６参照）。また、カム軸１４８には回転ギヤ１５２が取り付けられており、回転ギヤ１５２ギヤには、フレーム１２０の底面上に取り付けられた駆動モータ１５４の駆動ギヤ１５６が噛み合っている。
【００７３】
この駆動モータ１５４が回転駆動すると、駆動ギヤ１５６及び回転ギヤ１５２を介してカム軸１４８に回転力が伝達され、各偏心カム１４６が回転する。そして、画像形成装置１０による画像形成時には、図３及び図５に示すように、ケーシング１４０が偏心カム１４６に押し上げられた状態となり、回転するクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂの外周面にほぐし部材１４４の頂面部（凸状部）が軸方向に亘って食い込み、スポンジ層外周面を部分的に押圧する。さらにこのケーシング１４０の上昇移動に伴い、すなわち、ほぐし部材１４４がクリーニングロール１００に対して接近移動するのに伴い、ケーシング１４０と感光体ドラム１２表面の間隔が狭まってそれらの間に形成された隙間は縮小される。
【００７４】
また、非画像形成時や装置停止時におけるクリーニングロール１００の回転停止時には、その状態から図４及び図６に示すように偏心カム１４６が略半回転した状態となり、ケーシング１４０が下降してクリーニングロール１００から離間し、ほぐし部材１４４によるスポンジ層外周面の部分的な押圧が解除される。
【００７５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００７６】
本実施形態の画像形成装置１０では、画像形成動作時に感光体ドラム１２が回転すると、感光体ドラム１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転し感光体ドラム１２を帯電させ、さらに帯電ロール１４の回転に伴ってクリーニングロール１００が従動回転し帯電ロール１４をクリーニングする。そして、回転状態のクリーニングロール１００では、スポンジ層１００Ｂの外周面がほぐし部材１４４により軸方向に亘って部分的に押圧されることで、付着したトナー等の異物がほぐされ付着力が弱められる。特に、本実施形態のほぐし部材１４４では、頂面部（凸状部）をクリーニングロール１００のスポンジ層１００Ｂ外周面に食い込ませて押圧していることにより、異物に対するほぐし力が強められて異物排出性が高められる。
【００７７】
これにより、本実施形態のようなスポンジ製のクリーニングロール１００であっても、ほぐし部材１４４に押圧されることで受けるダメージが抑えられつつ、異物が良好に除去されるようになり、帯電ロール１４に対するクリーニング性能が安定して維持される。したがって、この画像形成装置１０では、帯電ロール１４による感光体ドラム１２への帯電性能が良好になり、感光体ドラム１２の帯電不良による画像欠陥が抑えられて高品質な画像形成を実現することができる。
【００７８】
また、ほぐし部材１４４にほぐされて付着力が弱められた異物は、クリーニングロール１００から帯電ロール１４に逆転移され、さらに帯電ロール１４から感光体ドラム１２に逆転移されて、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収される。そのため、クリーニングロールから異物を回収するための専用の異物回収手段等を設けることなく、構成を簡素化できている。
【００７９】
また、画像形成装置１０の停止時や非画像形成時には、ほぐし部材１４４によるクリーニングロール１００の押圧が解除されるため、回転停止状態のクリーニングロール１００では、外周面の一定箇所をほぐし部材１４４に長時間押圧されることで生じる凹状の部分的な変形が回避される。したがって、そのような変形によるクリーニング性能の低下が防止される。また別の態様として、画像形成時には、ほぐし部材１４４によるクリーニングロール１００の押圧を解除し、画像形成の前後にクリーニングモードを設けて押圧するようにしてもよく、その場合は、クリーニングロール１００への過度な外圧（ストレス）を抑えつつ、付着した異物を効率的にほぐすことができる。
【００８０】
また、本実施形態では、クリーニングロール１００の近傍に設置するほぐし部材１４４を、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００を覆うケーシング１４０内に配設していることにより、省スペースに設置できている。さらに、ケーシング１４０が上昇移動しほぐし部材１４４がクリーニングロール１００に対して接近移動するのに伴い、ケーシング１４０と感光体ドラム１２表面の間隔が狭まることで、上記のほぐし効果によるクリーニングロール１００からの異物排出性の向上とともに、ケーシング１４０内へのトナークラウドの進入を抑制することができて、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００のトナー汚染を防止することができる。
【００８１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８２】
図８及び図９に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００を覆うとともに、第１の実施形態と同じ駆動機構によって上下移動するケーシング１６０が設けられており、このケーシング１６０を構成するケーシング本体１６２の底面上には、複数のほぐし部材１６４が突設されている。図示のように、各ほぐし部材１６４は略半球状に形成されて頂面部が略球面状とされており、各々がクリーニングロール１００の軸方向と平行に等間隔で一列（直線状）に配列されている。
【００８３】
このように、軸方向に凹凸を有するよう構成された複数のほぐし部材１６４で、回転するクリーニングロール１００の外周面を押圧する場合には、クリーニングロール１００への押圧力に変化が与えられてほぐし力を強めることができる。
【００８４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００８５】
図１０及び図１１に示すように、本実施形態では、ケーシング１７０を構成するケーシング本体１６２の底面上に、第２の実施形態と同様に構成された複数のほぐし部材１６４がクリーニングロール１００の軸方向と平行に二列に配列されている。また、各列のほぐし部材１６４は、図１０に示すように、リーニングロール１００の軸方向と直交する方向において重ならないよう、一方の列の各ほぐし部材１６４の間に他方の列の各ほぐし部材１６４が配置され、交互（千鳥状）に並べられている。
【００８６】
このように、複数のほぐし部材１６４を千鳥状に配置して凹凸を構成した場合には、クリーニングロール１００への押圧力に変化を付けてほぐし力を強めつつ、クリーニングロール１００の外周面全体をほぼムラなく押圧することができるため、クリーニングロール１００からの異物排出性が更に高められる。
【００８７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００８８】
図１２に示すように、本実施形態では、第２の実施形態で説明したケーシング１７０がアクチュエータ１８０の駆動でクリーニングロール１００の軸方向に往復移動するよう構成されている。
【００８９】
このように、アクチュエータ１８０によってケーシング１７０を往復移動させ、ほぐし部材１６４をクリーニングロール１００に対して軸方向に往復移動させることにより、クリーニングロールへの押圧力に周方向（回転方向）と軸方向の変化が与えられ、ほぐし力が更に強められる。また、本実施形態のように、軸方向の凹凸を一列に構成した場合でも、第３の実施形態と同様に、クリーニングロール１００の外周面全体をほぼムラなく押圧することができるため、クリーニングロール１００からの異物排出性を高めることができる。
【００９０】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００９１】
図１３に示すように、本実施形態では、ケーシング１９０を構成するケーシング本体１６２の底面上に、第２の実施形態と同様構成のほぐし部材１６５Ａが突設されている。なお、図示は省略するが、本実施形態も複数のほぐし部材１６５Ａがクリーニングロール１００の軸方向と平行に等間隔で一列に配列されている。また、各ほぐし部材１６５Ａは、クリーニングロール１００の回転方向上流側へ向けて突出するよう傾斜している。
【００９２】
このように、突出方向がロール回転方向の上流側へ傾いたほぐし部材１６５Ａでクリーニングロール１００を押圧すると、押圧力がクリーニングロール１００の回転方向上流側へ向けて加えられるようになるため、ほぐし力が強められてクリーニングロールからの異物排出性が更に高められる。
【００９３】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００９４】
図１４に示すように、本実施形態では、ケーシング２００を構成するケーシング本体１６２の底面上に、第２の実施形態と同様構成のほぐし部材１６５Ｂが第５の実施形態とは反対の向きに突設されている。すなわち、ほぐし部材１６５Ｂはクリーニングロール１００の回転方向下流側へ向けて突出するよう傾斜している。なお、本実施形態も図示は省略するが、複数のほぐし部材１６５Ｂがクリーニングロール１００の軸方向と平行に等間隔で一列に配列されている。
【００９５】
このように、突出方向がロール回転方向の下流側へ傾いたほぐし部材１６５Ｂでクリーニングロール１００を押圧すると、押圧力がクリーニングロール１００の回転方向下流側へ向けて加えられるようになるため、クリーニングロール１００に掛かる負荷トルクが低減し、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の従動性の低下が抑えられる。
【００９６】
以上、本発明を上述した第１〜第６の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。
【００９７】
例えば、上述の実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００を共に軸受け部材１１０で支持することによりそれらを圧接状態とし、軸受け部材１１０を圧縮コイルばね１２８で付勢することにより帯電ロール１４を感光体ドラム１２に圧接させる構成としているが、各ロールの支持構造や圧接構造はこれに限定されるものではなく、帯電ロール１４とクリーニングロール１００を個別の軸受け部材で支持し、個別の付勢手段で付勢し圧接させるようにしてもよい。
【００９８】
また、感光体ドラム１２の下方部に帯電ロール１４を接触させ、帯電ロール１４の下方部にクリーニングロール１００を接触させ、そのクリーニングロール１００の下方部にほぐし部材１４４を接触させる構成としているが、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、クリーニングロール１００、及びほぐし部材１４４の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの上方部に帯電ロールを接触させ、帯電ロールの上方部にクリーニングロール（スポンジ部材）を接触させ、そのクリーニングロールの上方部や側方部にほぐし部材を接触させる構成等にも本発明を適用することができる。さらに、感光体ドラム１２に非接触状態で配設された帯電ロール１４により帯電を行う形態にも本発明のほぐし部材を適用することができる。
【００９９】
また、ほぐし部材については、第１実施形態のようなケーシング内に設けた単一のリブ状や、第２〜第６実施形態のような複数の突起部で構成したものに限らず、例えば、円柱状や楕円柱状等のバー状の部材でクリーニングロールを直接押圧する、又は、そのバー状部材の表面（凸状部）をクリーニングロールに食い込ませる、あるいは、バー状部材に複数の凹凸を形成し凸部によってクリーニングロールを押圧する、又は、その凸部をクリーニングロールに食い込ませるような構成としてもよい。
【０１００】
また、本発明を適用する画像形成装置については、上述の実施形態のように、回転式現像器１８を用いて感光体ドラム１２へのトナー像の形成を４回繰り返して行う４サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、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ても、各画像形成ユニットの感光体ドラム、帯電ロール、及びスポンジ部材に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に搭載された感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールの構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロール、及び、押圧状態のほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロール、及び、離間状態のほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【図５】図３に対応する縦断面図である。
【図６】図４に対応する縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る帯電ロール及びクリーニングロールが軸受け部材に軸支された状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【図９】図８に対応する縦断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【図１１】図１０に対応する縦断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るほぐし部材と往復移動のための移動手段の構成を示す部分断面側面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係るほぐし部材の構成を示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０   画像形成装置
１２   感光体ドラム（像担持体）
１４   帯電ロール
１００ クリーニングロール
１００Ｂ      スポンジ層
１４０        ケーシング
１４２        ケーシング本体
１４４ ほぐし部材
１４６        偏心カム（接離手段）
１４８        カム軸（接離手段）
１５２        回転ギヤ（接離手段）
１５４        駆動モータ（接離手段）
１５６        駆動ギヤ（接離手段）
１６０ ケーシング
１６２ ケーシング本体
１６４ ほぐし部材
１６５Ａ      ほぐし部材
１６５Ｂ      ほぐし部材
１７０ ケーシング
１８０ アクチュエータ（移動手段）
１９０ ケーシング
２００ ケーシング
【図１】
2007178612.tif 000003
【図２】
2007178612.tif 000004
【図３】
2007178612.tif 000005
【図４】
2007178612.tif 000006
【図５】
2007178612.tif 000007
【図６】
2007178612.tif 000008
【図７】
2007178612.tif 000009
【図８】
2007178612.tif 000010
【図９】
2007178612.tif 000011
【図１０】
2007178612.tif 000012
【図１１】
2007178612.tif 000013
【図１２】
2007178612.tif 000014
【図１３】
2007178612.tif 000015
【図１４】
2007178612.tif 000016