(57)【要約】【課題】充分な清掃性能を発揮できるとともに、針電極の折れ曲がりを生じない清掃機構を有した帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体に対向して配置された針電極と、前記針電極を清掃する１対の清掃部材と、前記清掃部材を前記針電極の先端部を挟み込むよう保持する回転軸と、前記清掃部材を前記回転軸の廻りに回転させながら前記針電極の配列方向に移動させる駆動機構と、を備え、前記清掃部材が前記針電極の先端部を摺擦して清掃する力の方向を、針元から針先に向かう方向となるよう設定したことを特徴とする帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置。【選択図】図１
2012118308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置された針電極と、
前記針電極を清掃する１対の清掃部材と、
前記清掃部材を前記針電極の先端部を挟み込むよう保持する回転軸と、
前記清掃部材を前記回転軸の廻りに回転させながら前記針電極の配列方向に移動させる駆動機構と、を備え、
前記清掃部材が前記針電極の先端部を摺擦して清掃する力の方向を、針元から針先に向かう方向となるよう設定したことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記清掃部材の前記針電極の先端部を摺擦して清掃する力の方向は、前記清掃部材が前記針電極の先端部を摺擦する部分における回転速度ベクトルと、配列方向の移動速度ベクトルとの合成ベクトルが針先方向に向かうように前記駆動機構の回転速度と移動速度を設定することで行われることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記清掃部材が円板状部材であり、円板の面が移動方向後方側で前記針電極の先端部を挟み込むように前記回転軸を傾けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記清掃部材がローラ部材であり、前記ローラ部材が前記回転軸の移動方向前方側が針先側に傾き前記針電極の先端部を挟み込むように前記回転軸を傾けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記清掃部材を回転させる回転駆動機構と、前記清掃部材を針電極の配列方向に移動させる移動駆動機構を別々に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項６】
前記回転駆動機構の駆動源を前記清掃部材の保持枠体に搭載したことを特徴とする請求項５に記載の帯電装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記清掃部材を回転させる回転駆動機構と、前記清掃部材を針電極の配列方向に移動させる移動駆動機構を共通の駆動部材で構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項８】
前記清掃部材による前記針電極の清掃が一方向の移動時に行われ、復帰方向の移動時は前記清掃部材の前記針電極に対する押圧を開放又は軽減する機構を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の帯電装置。
【請求項９】
前記清掃部材による前記針電極の清掃が往復両一方向で行われ、前記回転軸の傾き方向を切換える姿勢切替機構を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記清掃部材は、ベース部材と、該ベース部材上に設けられる弾性部材と、該弾性部材上に設けられ研磨剤を含むクリーニング部材を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の帯電装置。
【請求項１１】
前記清掃部材は、ベース部材と、該ベース部材上に多数植設され、研磨砥粒を固定された短繊維を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の帯電装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電装置、特には針電極でコロナ放電を行う帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
針電極方式（鋸歯電極方式とも言う）の帯電装置は、複数の針状の電極を被帯電体に平行に配列したもので、針電極の先端に電界が集中するため、コロナワイヤ方式に比べ放電生成物が少ないというメリットがある。それでも継続使用すると、放電生成物やトナーなどの付着物が発生し、帯電性能が低下してくる。
【０００３】
このため、針電極を清掃する種々の提案がされている。例えば、特許文献１は、針電極の両側面に外周面が接触し、針電極の配列方向に沿って移動しながら針電極の側面を転がって回転する清掃ローラを備え、清掃ローラの針電極先端側に接する側が前傾するように、その回転軸を傾斜させる構造の清掃装置を開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、針電極を清掃する第１清掃部材と第２清掃部材を備えた構成を開示している。第１清掃部材は、低硬度の研磨剤を含んだ弾性体で構成され、針電極の配列方向に沿って回転しながら移動し、針電極の先端部が順に周面から内部に埋没した後に内部から抜脱するようになっており、一方、第２清掃部材は、針電極と同等の硬度の材料で構成され、回転しながら針電極の配列方向に沿って移動し、針電極の側面に圧接して付着物をそぎ落とすよう作用するものである。すなわち、硬軟の２つの清掃部材で針電極を摺擦して清掃を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８７４６９号公報
【特許文献２】特開２００９−９２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の清掃部材の回転軸は、針電極の配列方向と直交する平面から進行方向に前傾する回転軸となっている。回転軸の前傾は、清掃部材の回転により針電極先端部に作用する力を少なくする試みであるが、清掃部材が配列方向への転がり駆動であるため、軸の傾斜を大きくとることができず（実施形態では１５°〜３０°）、配列方向の力の成分が残ってしまい、針電極を強く擦ると先端が曲がってしまう。
【０００７】
また、特許文献２の清掃部材の回転軸は、針電極の側面と直交する回転軸であり、清掃部材は、針電極の先端部のみを清掃するとされている。それでも、清掃部材が回転して針電極に作用する力は、配列方向であり、この力にさらに清掃部材が配列方向に移動する力が加算される。従って、針電極の先端を配列方向に折り曲げる方向の力となるので、強く擦ると針電極先端が折れ曲がることになる。
【０００８】
すなわち、特許文献１も特許文献２も針電極を折り曲げないようにすると清掃性能が充分でなく、清掃性能を高めようとすると針電極の先端を折り曲げる恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、充分な清掃性能を発揮できるとともに、針電極の折れ曲がりを生じない清掃機構を有した帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、清掃部材が針電極に与える力の方向を針電極の針元から針先に向かう、針先方向とほぼ同一とする本発明の清掃機構により達成される。具体的には、
１．像担持体に対向して配置された針電極と、
前記針電極を清掃する１対の清掃部材と、
前記清掃部材を前記針電極の先端部を挟み込むよう保持する回転軸と、
前記清掃部材を前記回転軸の廻りに回転させながら前記針電極の配列方向に移動させる駆動機構と、を備え、
前記清掃部材が前記針電極の先端部を摺擦して清掃する力の方向を、針元から針先に向かう方向となるよう設定したことを特徴とする帯電装置。
２．前記清掃部材の前記針電極の先端部を摺擦して清掃する力の方向は、前記清掃部材が前記針電極の先端部を摺擦する部分における回転速度ベクトルと、配列方向の移動速度ベクトルとの合成ベクトルが針先方向に向かうように前記駆動機構の回転速度と移動速度を設定することで行われることを特徴とする前記１に記載の帯電装置。
３．前記清掃部材が円板状部材であり、円板の面が移動方向後方側で前記針電極の先端部を挟み込むように前記回転軸を傾けたことを特徴とする前記１又は２に記載の帯電装置。
４．前記清掃部材がローラ部材であり、前記ローラ部材が前記回転軸の移動方向前方側が針先側に傾き前記針電極の先端部を挟み込むように前記回転軸を傾けたことを特徴とする前記１又は２に記載の帯電装置。
５．前記駆動機構は、前記清掃部材を回転させる回転駆動機構と、前記清掃部材を針電極の配列方向に移動させる移動駆動機構を別々に有することを特徴とする前記１又は２に記載の帯電装置。
６．前記回転駆動機構の駆動源を前記清掃部材の保持枠体に搭載したことを特徴とする前記５に記載の帯電装置。
７．前記駆動機構は、前記清掃部材を回転させる回転駆動機構と、前記清掃部材を針電極の配列方向に移動させる移動駆動機構を共通の駆動部材で構成したことを特徴とする前記１又は２に記載の帯電装置。
８．前記清掃部材による前記針電極の清掃が一方向の移動時に行われ、復帰方向の移動時は前記清掃部材の前記針電極に対する押圧を開放又は軽減する機構を有することを特徴とする前記１から７のいずれか一項に記載の帯電装置。
９．前記清掃部材による前記針電極の清掃が往復両一方向で行われ、前記回転軸の傾き方向を切換える姿勢切替機構を有することを特徴とする前記１から７のいずれか一項に記載の帯電装置。
１０．前記清掃部材は、ベース部材と、該ベース部材上に設けられる弾性部材と、該弾性部材上に設けられ研磨剤を含むクリーニング部材を有することを特徴とする前記１から９のいずれか一項に記載の帯電装置。
１１．前記清掃部材は、ベース部材と、該ベース部材上に多数植設され、研磨砥粒を固定された短繊維を有することを特徴とする前記１から９のいずれか一項に記載の帯電装置。
１２．前記１から１１のいずれか一項に記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、充分な清掃性能を発揮できるとともに、針電極の折れ曲がりを生じない清掃機構を有した帯電装置、及びこの帯電装置を備えた画像形成装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の原理を説明する模式図。
【図２】本発明を適用した第１の実施形態を示す図。
【図３】本発明の清掃部材の具体的構成を示す断面図。
【図４】本発明の清掃機構を採用できる画像形成装置の一例を示す部分断面図。
【図５】第１の実施形態の駆動機構の変形例を示す図。
【図６】第１の実施形態で往復両方向清掃する際の姿勢切替機構を示す図。
【図７】本発明を適用した第２の実施形態を示す図。
【図８】本発明を適用した第３の実施形態を示す図。
【図９】第３の実施形態の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を用いて本発明を説明する。図１は、本発明の原理を説明する模式図であり、図１（ａ）が上面図、図１（ｂ）が側面図である。図において、針電極１の両側に清掃部材２ａ、２ｂが、針電極１の先端部を挟み込むように配置されている。
【００１４】
清掃部材２ａ、２ｂは、全体的に円板状で、弾性を有する支持部の表面に針電極を摺擦して清掃する清掃部を有し、図示しない駆動機構で図中左から右に針電極の配列方向に沿って水平移動されるとともに、回転軸３ａ、３ｂの廻りに時計方向（図１（ｂ））に回転駆動される。
【００１５】
清掃部材２ａ、２ｂの回転軸３ａ、３ｂは、水平移動の清掃移動方向後ろ及び若干針元側に傾いており、これにより清掃部材２ａ、２ｂは、進行方向前方側を開いて後方側で針電極１の先端部を挟み込むようになっている。図１（ａ）において、θは、針電極１の側面と清掃部材２ａの清掃面との開き角を示しており、５°〜３０°程度に設定される。これは、別な言い方をすれば、清掃部材２ａ、２ｂの回転軸３ａ、３ｂが、針電極１の配列方向に対して垂直な面から水平移動の清掃移動方向後ろ及び若干針元側に角度θだけ傾いているということである。
【００１６】
図１（ｂ）において、針電極１の先端から伸びる矢印は、清掃部材の清掃移動の速度ベクトルＶｓと、清掃部材２ａ、２ｂが回転し針電極１の先端を摺擦して清掃する部分ＣＡにおける回転速度ベクトルＶｒと、両ベクトルＶｓ、Ｖｒの合成ベクトルＶｃを表している。図からわかるように、合成ベクトルＶｃは、針電極の針元から針先に向かう針先方向と一致するように設定されている。すなわち、回転速度ベクトルＶｒの清掃移動方向の成分Ｖｒｘと清掃移動の速度ベクトルＶｓとが互いに相殺するように設定することで、清掃部材２ａ、２ｂが針先を摺擦する方向を上記合成ベクトルＶｃの針先方向としたものであり、針先が延びる方向と一致しているので、清掃部材２ａ、２ｂが強く針先を摺擦しても、針電極１が折れ曲がることは無い。従って、清掃部材２ａ、２ｂで針電極１を強く挟持できるので、高い清掃性能を発揮できる。
【００１７】
例えば、清掃部材の直径が１４ｍｍ、清掃部材の水平移動の速度が３０ｍｍ／ｓｅｃ、清掃部材の回転速度が６０ｍｍ／ｓｅｃでベクトルＶｒが水平方向から６０°の角度を持つとすると、丁度、ＶｓとＶｒｘが正負で同じ値となり、清掃部材が針電極を摺擦する方向Ｖｃが針先方向を向くようになる。
【００１８】
図２は、本発明を適用した第１の実施形態の構成を示す図であり、図２（ａ）が上面図、図２（ｂ）が側面図である。なお、図１、図２では対称に配置される部材に対して、符号「ａ」符号「ｂ」を付して示している。符号の付け方は、符号「ａ」は上面図で上側、側面図で奥側の部材に、符号「ｂ」は上面図で下側、側面図で手前側の部材に付すものである。しかしながら、多くの部材番号を記すことはかえって見にくくなるので、後続の図面、及び説明では、「ａ」「ｂ」の符号を一部省略することにする。ただし、詳しい説明が必要な場合や片側のみに部材がある場合などは符号を付すことにする。例えば、図２（ｂ）の側面図の場合は、符号「ｂ」が付いた部品番号を記載している。
【００１９】
図２において、第１の実施形態の清掃機構１０は、針電極１と平行に設けられた２本のはすばラック１１と、清掃部材２を保持する保持枠体１２と、保持枠体１２を針電極１の配列方向と平行に移動させる駆動機構を備えている。なお、この実施形態では駆動機構としてワイヤとプーリ、及び駆動用モータを用いるが、ワイヤの一部のみ図示した。ワイヤ４は、針電極の両側に設けられ、清掃機構１０を清掃方向と復帰方向に駆動するものである。その他、ボールねじや清掃機構に駆動源を搭載した自走機構など公知の構成を用いることができる。
【００２０】
清掃部材２は、その回転軸３上に、はすばラック１１と係合するはすば歯車１３、段差部１４を有している。そして、回転軸３は、保持枠体１２の側面に埋め込まれた軸受１５で回転可能に保持される（図２（ａ）で下側のみに図示）。
【００２１】
また、回転軸３は、軸方向に若干移動可能に軸受１５に保持され、段差部１４には、ブレーキ部材１６が押し当てられている。回転軸３の軸方向可動保持とブレーキ部材１６の作用については後述する。
【００２２】
一方、保持枠体１２の内側下面と、はすばラック１１の底面の間には、ローラ１７が設けられる。このローラ１７は、保持枠体１２の水平移動をスムーズに行うためと、はすば歯車１３をはすばラック１１から浮き上がらないように規制する機能を果たす。
【００２３】
図３は、清掃部材２の具体的構成を示す断面図であり、３種類の清掃部材を示す。
【００２４】
図３（ａ）の第１例は、ベース部材２１の上に順に、スポンジ層２２、不織布層２３、クリーニング層２４が積層されており、最表層のクリーニング層２４を針電極１に押し当てる構造である。ベース部材２１は、ＡＢＳやＰＣなどの樹脂、或いはステンレスや快削鋼等の金属で構成される。スポンジ層２２は、シリコンゴム、クロロプレンゴムなどで構成され、気孔の直径が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ、厚さが１ｍｍ〜５ｍｍの弾性層である。不織布層２３は、ポリエステル、ナイロン、レーヨン等の繊維を不織布としたもので、厚さ０．３ｍｍ〜１．５ｍｍである。クリーニング層２４は、粒径０．５μｍ〜２０μｍのアルミナ、カーボランダム、ダイヤモンドなどの研磨剤を接着剤に混入して不織布層２３に塗布したものである。
【００２５】
図３（ｂ）に示す第２例は、ベース部材３１の上に短繊維３２を植設したもので、短繊維としては、繊維径５μｍ以上、長さ１ｍｍ〜４ｍｍ程度のナイロン、アクリル、ビニロン等を用いることができ、この短繊維の表面にアルミナ、カーボランダム等の微細砥粒を固定化している。この短繊維がブラシ状に植設されることで、清掃部材に弾性とクリーニング性能を与える。
【００２６】
図３（ｃ）に示す第３例は、大径の支持部と小径の軸部を有するベース部材４１の支持部の廻りに弾性支持部材４２を成形固着し、その上に不織布層４３、クリーニング層４４を積層した構成である。弾性支持部材４２は、ゴム硬度３０〜６０度（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ０．６ｍｍ〜３ｍｍのＣＲゴム等を用いて公知の成形方法で成形できる。不織布層４３、クリーニング層４４は、第１例で説明した構成を用いることができる。
【００２７】
以上の３例の形状は図１に示すように、基本的に円板状であるが、清掃部材が針電極に接触する部分を角面取り（図３（ｄ））や丸面取り（図３（ｅ））にするとさらに好適である。
【００２８】
次に、第１の実施形態の清掃機構１０の作用を説明するに、清掃機構１０が図示しない駆動機構で水平に清掃方向（図中右向き）に移動されると、はすばラック１１と係合するはすば歯車１３は、図２（ｂ）において時計方向に回転して、図１で説明したように、針電極１の針先を摺擦し、清掃する。このとき、清掃機構１０を清掃方向に駆動する速度と、はすばラック１１と係合して回転するはすば歯車１３の速度は図１で示した関係に設定されるので、清掃部材２の針電極の針先に接触する部分は、針先方向に向かって針電極１を摺擦するようになる。
【００２９】
また、はすばラック１１とはすば歯車１３のはすば傾斜方向は、清掃方向に移動するとき、針電極１に向かうように設計された傾斜となっており、回転軸３が軸方向に可動に保持されているので、清掃時に清掃部材２が針電極１を押圧するように作用する。なお、清掃機構１０が清掃方向と逆方向に移動するときはこの反対となって、清掃部材２が針電極１から離れる方向に移動して、押圧力を解除、或いは軽減する。また、ブレーキ部材１６は、段差部１４を押圧してブレーキをかけトルクを増大させる。これによって清掃部材２の軸方向移動によるスラスト荷重を増大させて清掃部材２をより強く針電極１に押圧することができる。
【００３０】
本発明の清掃機構は、上記のように作用するので、清掃部材２は針電極１を折り曲げること無く、強く摺擦でき、高い清掃性能を発揮できる。
【００３１】
図４は、本発明の清掃機構を採用できる画像形成装置５０の一例を示す部分断面図である。図の画像形成装置５０は、タンデム方式のカラー画像を形成するものであり、中央に縦長に張架される中間転写ベルト５１の右側に、上から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成ユニット５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋが配置される。各画像形成ユニットの構成は同一であるので、イエローのユニット５２Ｙを例にとって説明するに、中間転写ベルト５１と接触する感光ドラムＰＹの廻りに帯電装置ＣＹ、露光装置ＥＹ、現像装置ＤＹ、一次転写ローラＴＹ（中間転写ベルト５１の裏面側から当接）、クリーニング装置ＳＹが、反時計方向に順次配設されている。ここで、帯電装置ＣＹに本発明が適用される。
【００３２】
中間転写ベルト５１上に各色のトナー画像が形成されると、このトナー像は二次転写装置５３によって図示しない給紙装置から給紙された用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置５４によって画像を定着され、排出される。一方、中間転写ベルト５１は、クリーニング装置５５で表面の残留トナーなどをクリーニングされて、次の画像形成に進む。
【００３３】
本発明の帯電装置は、各画像形成ユニット５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋの帯電装置に用いることができるが、その他の帯電や除電を行う帯電装置に用いても良い。
【００３４】
図５は、第１の実施形態の駆動機構の変形例を示す図で、図５（ａ）が上面図、図５（ｂ）が側面図である。この変形例は、清掃部材２の回転駆動力と清掃機構１０の水平移動駆動力とを、２本のはすばラックウォーム５７によって得るものである。はすばラックウォーム５７は、長いロッドの周面に、はすば歯車を形成したもので、回転させることにより、係合するはすば歯車１３を回転させるとともに、水平方向の駆動力を与え、清掃機構１０全体を水平方向に移動させる。これによって、別途の駆動機構が不要になり、構成が簡単になる。なお、ブレーキ部材１６は段差部１４の上方からはすば歯車１３をはすばラックウォーム５７に押付けるように設置される。これにより、ブレーキ作用とはすば歯車１３の浮き上がり防止作用を果たす。
【００３５】
さて、以上の説明では、清掃部材２は清掃方向の移動時のみ針電極１に押圧され、復帰時には、押圧を解除される構成で、一方向での清掃であったが、これを往復両方向での清掃とすることもできる。この場合、清掃部材２が清掃方向後方側で針電極を清掃するため、姿勢を切替える機構が必要となる。図６は、姿勢切替機構の一例を示す図である。
【００３６】
図６（ａ）は、第１の実施形態の清掃機構１０が図中左から右に清掃移動するときの上方から見た図であり、図６（ｂ）は、清掃機構１０が図中右から左に清掃移動するときの上方から見た図である。両図とも針電極１より上側部分を省略して下側のみを図示している。
【００３７】
清掃部材２の回転軸３を保持する軸受１５ｂは、図面垂直方向の軸６０ｂによってわずかに回動可能に保持されている。そして、軸６０ｂには、レバー６１ｂが固着され、レバー６１ｂの針電極側のピン６２ｂと保持枠体１２上のピン６３ｂの間にスプリング６４ｂが張架されている。以上の構成は上面図で上側、側面図で奥側の清掃部材２に対しても同様に設けられており、さらに清掃機構１０の下部にも同様の構成を設けることもできる。
【００３８】
一方、本体の右に向かう清掃方向終端には固定部材７０ｂが設けられている。ここで、清掃機構１０が清掃方向に移動して終端に至ると、レバー６１ｂが固定部材７０ｂに当って反時計方向に回動する。このときスプリング６４ｂの上死点を超えるとレバー６１ｂは、左側に付勢される。その結果、レバー６１ｂは図６（ｂ）の位置に切り替わり、軸６０ｂに支持される回転軸３及びこの軸に支持される清掃部材２も同様に切り替わる。
【００３９】
清掃機構１０が、ホームポジションに向けて図中左方向に移動するときは、図６（ｂ）の状態で清掃を行う。ホームポジションには、固定部材７１ｂが設けられており、左方向の清掃移動終端でレバー６１を時計方向に回動させ、清掃部材２を図６（ａ）の状態に切換える。
【００４０】
図６は、往復両方向で清掃をするための清掃部材の姿勢切替機構の一例であり、その他の構成をとることができることは勿論である。
【００４１】
図７は、第２の実施形態の清掃機構１００を示す図である。この第２の実施形態は、清掃部材は第１の実施形態と同様であるが、清掃部材を回転させる駆動モータを保持枠体に搭載し、往復両方向で清掃するための姿勢切替機構を図６とは別の構造としたものである。
【００４２】
図７（ａ）はこの変形例の上面図、図７（ｂ）はその側面図、図７（ｃ）は進行方向後ろ側から見た背面図である。
【００４３】
図７において２枚の清掃部材２は、第１の実施形態と同様の円板形状であり、針電極１を両側から挟みこんでいる。清掃部材２の清掃面と反対側には支持部材１０１が設けられる。支持部材１０１は、中央の支持部１０１Ａと、清掃部材側の第一軸１０１Ｂと、その反対側の第二軸１０１Ｃとを有しており、支持部１０１Ａの清掃部材側は傾斜面になっていて、この傾斜面に垂直に第一軸１０１Ｂが延出している。一方、第二軸１０１Ｃ側の支持部の面は針電極１の配列面と平行でこの面から垂直に第二軸１０１Ｃが延出し、後述するように保持枠体１０２に軸支される。なお、保持枠体１０２は、その一部を一点鎖線で示し奥側が透過して見える状態にしている。
【００４４】
清掃部材２の背面には、かさ歯車１０３が接着され、かさ歯車１０３は第一軸１０１Ｂの廻りに軸受１０４を介して保持されている。かさ歯車１０３は、対面するかさ平歯車１０５のかさ歯車部に係合しており、かさ平歯車１０５の回転を受けて清掃部材２を回転させる。かさ平歯車１０５は、軸と直交する面にかさ歯が形成されるとともに、周面に平歯が形成された歯車である。かさ平歯車１０５は、支持部１０１Ａの廻りに軸受１０６を介して回転可能に保持され、第二軸１０１Ｃは、保持枠体１０２に設けられた軸受１０７により回転可能に保持される。なお、図７（ａ）の針電極１より上側の部分は、かさ歯車１０３とかさ平歯車１０５を点線で示し、その下の構成を実線で記載している。
【００４５】
かさ平歯車１０５ａ、１０５ｂの下側に駆動伝達用の第一歯車１０８ａ、１０８ｂ、第二歯車１０９ａ、１０９ｂが夫々連結され、第二歯車１０９ａには第三歯車１１０ａが連結される。第三歯車１１０ａには保持枠体１０２の外側に設けられたモータ１１１の軸が連結される。第二歯車１０９ａ、１０９ｂは、共通の軸に軸支されており、従って、モータ１１１の駆動力は、第三歯車１１０ａ、各２枚の第二歯車１０９、第一歯車１０８、かさ平歯車１０５、かさ歯車１０３の順に伝わり、２つの清掃部材２を回転させるものである。
【００４６】
保持枠体１０２に軸支される第二軸１０１Ｃは、保持枠体１０２の外側に突出しており、突出した軸部にレバー１１２が植設されている。このレバーレバー１１２は、保持枠体１０２の両外側面に形成された夫々２本の当り止めピン１１３に当って回転を止められる構造になっている。図７（ｂ）の状態は、清掃部材２が左から右に清掃移動する状態であり、清掃部材２の回転は時計方向で、レバー１１２は左側の当り止めピン１１３に当って止まっている。後述するように、清掃移動方向が反対になると、支持部材１０１は第二軸の軸支で反時計方向に回転して右側の当り止めピン１１３に当る。これにより、支持部の傾斜面は図７（ａ）と反対の清掃移動方向（左方向）の前方側がひらくように切り替わる。そして、さらに駆動力が加わると清掃部材２は反時計方向に回転して針電極１を清掃する。
【００４７】
保持枠体１０２の底面には、ナット１２１が固設され、このナット１２１にボールねじ１２０のねじ軸１２２が挿入されている。このねじ軸１２２を図示しない駆動源で回転させることにより保持枠体１０２全体が往復の清掃移動を行うことができる。
【００４８】
以上の第２の実施形態は、清掃部材の構造、作用は第１の実施形態と同一であるが、清掃移動がボールねじで行われ、清掃部材の回転は保持枠体に設けたモータの駆動力を歯車列で伝達する構造である。そして、往復両方向で清掃をするための清掃部材の姿勢を切替える機構として、モータが逆方向に回転されると支持部材が回動して清掃部材の前方をあけるように姿勢転換する構成を採用している。
【００４９】
次に、図８で第３の実施形態の清掃機構２００を説明する。この実施形態では、清掃部材をローラで構成し、ローラ軸を移動方向前方側を上げて清掃ローラ部材を傾けるように設定したもので、清掃移動を一方向のみとし、復帰の際は、清掃部材を針電極から解除、若しくは押圧力を軽減する構造である。
【００５０】
図８（ａ）は、清掃機構２００の側面図、図８（ｂ）は清掃機構２００を進行方向後方側から見た背面図である。また、図８（ｃ）は、清掃ローラに代えて清掃ベルトとした例を示す部分側面図である。
【００５１】
清掃ローラ２０１は、軸を傾けたローラ体であり、内部のベースローラの上に、順に、スポンジ層、不織布層、クリーニング層を設けたもので、図３の第１例と同様の構造である。勿論、第２例のように短繊維を植設したローラ体などにしてもよい。
【００５２】
この清掃ローラ２０１は、保持枠体２０２で保持されるが、保持枠体２０２は針電極１の側面と平行な２枚の側板部２０２Ａと２枚の側板部２０２Ａを結ぶ平板部２０２Ｂと夫々の側板部から上方に延びるローラ軸支部２０２Ｃを有している。この保持枠体２０２は、２つの清掃ローラ２０１を針電極１を挟み込むように保持するべく針電極１に対して対称に設けられる。
【００５３】
ローラ軸支部２０２Ｃは、側板部２０２Ａの上端から上方に伸びる２本の柱部分と、この柱部分が途中で斜めに傾くとともに針電極側に折れて広がる平板部分と、平板部分に設けられる軸受（図示せず）からなり、清掃移動方向前方の側の柱部分が長いので、２つの軸受は斜めの配置となり、この軸受で軸支される清掃ローラ２０１も斜めの配置となる。
【００５４】
清掃ローラ２０１の軸には、第１かさ歯車２０３が固設され、この第１かさ歯車２０３は第２かさ歯車２０４と夫々係合する。
【００５５】
保持枠体２０２の平板部２０２Ｂは、清掃移動方向後方にまで延びており、この部分の下方であって、図８（ａ）の奥側（図８（ｂ）の左側）にモータ２０５が固定されている。モータの軸は、奥側の第２かさ歯車２０４ａの軸となっており、第２かさ歯車２０４ａと平板部２０２Ｂの間で、モータ軸に平歯車２０６ａが設けられ、一方、図８（ａ）の手前側（図８（ｂ）の右側）は、第１かさ歯車２０３ｂと同軸に平歯車２０６ａが設けられ、この平歯車２０６ａと平歯車２０６ｂが係合している。
【００５６】
モータ２０５の回転は、奥側の平歯車２０６ａから手前側の平歯車２０６ｂに伝えられ、両者の軸に軸支される２つの第２かさ歯車２０４、第１かさ歯車２０３を介して、両清掃ローラ２０１を針電極１の針先方向に回転するように駆動する。
【００５７】
保持枠体２０２の平板部２０２Ｂの下面には、ボールねじ２０７のナット２０８が固定され、針電極１の下でその配列方向に張設されるねじ軸２０９にナット２０８が係合している。ねじ軸２０９が図示しない駆動源により回転されると、ナット２０８がその回転を受けて保持枠体２０２を移動させる。
【００５８】
保持枠体２０２の２つの側板部２０２Ａの下方側には、清掃ローラの開閉機構が設けられる。保持枠体２０２は、可撓性の材料で構成されており、開閉機構で２つの側板部２０２Ａの下方側を狭めると平板部２０２Ｂが撓んで上方側のローラ軸支部２０２Ｃがひらくことになる。
【００５９】
開閉機構は、奥側の側板部２０２Ａの下方端に固定されたソレノイド２１０と、このソレノイド２１０を貫通し他方の側板部２０２Ａに一端を固定されたソレノイド軸２１１と、奥側の側板部２０２Ａから外側に突出するソレノイド軸２１１に巻回されたスプリング２１２からなる。
【００６０】
ソレノイド２１０の通電がオフの状態では、スプリング２１２の付勢力により２つの側板部２０２Ａは互いに間を狭めた状態で、清掃ローラ２０１は針電極１から離れることになる。一方、ソレノイド２１０がオンするとスプリングの付勢力に抗して２つの側板部２０２Ａの間を拡げ、これにより２つの清掃ローラ２０１が針電極１を所定の圧力で挟み込むようになる。
【００６１】
この第２の実施形態においても、清掃ローラ２０１が針電極１に与える摺擦力の方向は針先方向に設定される。すなわち、図８（ａ）の右側にベクトルで示すように、清掃ローラ２０１の回転による清掃方向のベクトルＶｒと清掃機構全体が移動するベクトルＶｓとの合成ベクトルＶｃが、垂直に上に向かう針先方向となるよう設定するのである。
【００６２】
また、図８（ｃ）に示すようにローラに代えてベルト構成とすることもできる。ベルト構成の場合、２本の支持ローラ２２０、２２１を２つのベルト軸支部２０２Ｄで保持し、この支持ローラ２２０、２２１に清掃ベルト２２２を巻回する。清掃ベルト２２２の構成は図３に示す清掃ローラの構成と同様にすればよい。
【００６３】
図９は第２実施形態の変形例の清掃機構３００を示す図であり、図９（ａ）は、清掃機構３００の側面図、図９（ｂ）は清掃機構３００を進行方向後方側から見た背面図である。この変形例は、第２実施形態と同様の清掃ローラ３０１で針電極を清掃するものであるが、往復両方向で清掃できるように、清掃ローラ３０１の姿勢切替機構を有している。往復で清掃するため、第２実施形態の開閉機構は不要である。
【００６４】
図９において、清掃ローラ３０１を支持する保持枠体３０２は、清掃移動方向にボールねじ３０３で駆動される外枠３１１と外枠３１１に遥動可能に保持される内枠３１２を有している。外枠３１１（図９（ａ）では一点鎖線で示す）は、底板部３１１Ａと２枚の側板部３１１Ｂからなり、底板部３１１Ａにボールネジ３０３のナット３０４が固定され、このナット３０４がねじ軸３０５と係合し、ねじ軸３０５の回転により保持枠体全体を往復両方向に移動させる。
【００６５】
外枠３１１両側の側板部３１１Ｂの上部には、遥動軸３１３が設けられ、この遥動軸３１３で内枠３１２を遥動可能に保持する。また、外枠３１１の外側にシールド板３０６に摺接する摺接部材３０７が設けられている。この摺接部材３０７は、低摩擦係数の材料で構成され、保持枠体３０２の横ブレを規制して移動を安定化させるものである。
【００６６】
内枠３１２は、底板部３１２Ａと、底板部３１２Ａから立ち上がる２枚の側板部３１２Ｂと、側板部３１２Ｂの上端から上方に延びるローラ軸支部３１２Ｃと、側板部３１２Ｂの上端から外側に延出し、外枠の側板部３１１Ｂに沿って上方に延びる遥動支持部３１２Ｄとを有している。遥動支持部３１２Ｄは、外枠側板部３１１Ｂと遥動軸３１３で接続されて、内枠３１２全体を遥動可能に支持している。
【００６７】
ローラ軸支部３１２Ｃは、２本の柱部分と、この柱部分が中央側に折れて広がる平板部分と、平板部分に設けられる軸受（図示せず）からなり、２つの軸受が清掃ローラ３０１を軸支している。
【００６８】
２つの清掃ローラ３０１の軸には第１かさ歯車３１４が固設され、この第１かさ歯車３１４は、夫々第２かさ歯車３１５と係合している。一方の第２かさ歯車３１５の軸には、平歯車３１６と、内枠３１２の底板部３１２Ａに固定されるモータ３１７とが接続され、モータを設けない側の第２かさ歯車３１５の軸にも平歯車３１６が他方の平歯車３１６と係合するように設けられている。従って、モータ３１７の回転は平歯車３１６を介してもう一方の清掃ローラ３０１に伝達するようになっている。
【００６９】
以上の清掃ローラ３０１、第１かさ歯車、第２かさ歯車、平歯車、モータを有する内枠３１２を遥動させる清掃ローラ３０１の姿勢切替機構は、外枠３１１に設けられた遥動モータ３２１と遥動モータの軸に接続されたウォーム３２２と、内枠３１２の底面に設けられるウォームホイール３２３とを有している。ウォームホイール３２３は、遥動軸３１３を中心とする歯車であるが、遥動範囲をカバーするだけの円弧状の歯車部である。
【００７０】
図９（ａ）において、清掃機構３００が図の左から右に清掃移動する場合、遥動モータ３２１の回転により、ウォームホイール３２３を反時計方向に回転させ、これにより内枠３１２を図９の状態とする。そして、ボールねじ３０３の回転により清掃機構３００が右方向に清掃移動しながら、清掃ローラ３０１が針電極１を擦り上げるように回転する。このとき、図９（ａ）の右側にベクトルで示すように、清掃ローラ３０１の回転による清掃方向のベクトルＶｒと清掃機構全体が移動するベクトルＶｓとの合成ベクトルＶｃは、垂直に上に向かう針先方向となるよう設定される。
【００７１】
清掃機構３００が右方向の終端に達すると、姿勢切替を行って、左方向の清掃移動を行う。すなわち、遥動モータ３２１の回転により、ウォームホイール３２３を時計方向に回転させ内枠３１２を遥動させて、清掃ローラ３０１の軸を清掃方向後方側の下側に傾かせる。これにより、清掃ローラ３０１の針電極１を摺擦する方向のベクトルを、清掃方向に対して、例えば、６０°とすることができ、清掃移動の速度ベクトルとの合成ベクトルＶｃが針電極１の針先方向となる。
【００７２】
このように本発明の清掃機構は、円板状の清掃部材も清掃ローラも針電極を集札する方向を針元から針先に向かう方向としたため、針電極を折り曲げることなく清掃部材を強く押圧でき、充分な清掃性能を発揮することができる。
【００７３】
なお、以上の実施形態、及び変形例は１対の清掃部材を一方向のみ、或いは往復両方向に清掃移動させているが、往復両方向に清掃する場合、傾きの方向が異なる２対の清掃部材を設け、往動と復動とで夫々の清掃部材を使い分けて清掃するようにしても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１  針電極
２ａ、２ｂ  清掃部材
３ａ、３ｂ  回転軸
４ａ、４ｂ  ワイヤ
１０、１００、２００、３００  清掃機構
Ｖｓ  水平移動の速度ベクトル
Ｖｒ  回転速度ベクトル
Ｖｃ  合成ベクトル
１１ａ、１１ｂ  はすばラック
１２、１０２、２０２、３１１  保持枠体
１３ａ、１３ｂ  はすば歯車
１４ａ、１４ｂ  段差部
１５ａ、１５ｂ  軸受
１６ａ、１６ｂ  ブレーキ部材
１７  ローラ
１３ａ、１３ｂ  はすば歯車
２１、３１、４１  ベース部材
２２  スポンジ層
２３、４３  不織布層
２４、４４  クリーニング層
３２  短繊維
４２  弾性支持部材
５０  画像形成装置
５７ａ、５７ｂ  はすばラックウォーム
６０ｂ  軸
６１ｂ  レバー
６２ｂ、６３ｂ  ピン
６４ｂ  スプリング
７０ｂ、７１ｂ  固定部材
１０１  支持部材
１０３ａ、１０３ｂ  かさ歯車
１０５ａ、１０５ｂ  かさ平歯車
１０８ａ、１０８ｂ  第一歯車
１０９ａ、１０９ｂ  第二歯車
１１０ａ  第三歯車
１１１  モータ
１１２  レバー
１１３  当り止めピン
１２０、２０７、３０３  ボールねじ
１２１、２０８  ナット
１２２、２０９  ねじ軸
２０１、３０１  清掃ローラ
２０３、２０３ａ、２０３ｂ、３１４、３１４ａ、３１４ｂ  第１かさ歯車
２０４、２０４ａ、２０４ｂ、３１５、３１５ａ、３１５ｂ  第２かさ歯車
２０５、３１７  モータ
２０６、２０６ａ、２０６ｂ、３１６、３１６ａ、３１６ｂ  平歯車
２１０  ソレノイド
２１１  ソレノイド軸
２１２  スプリング
２２２  清掃ベルト
３１１  外枠
３１２  内枠
３１３  遥動軸
３２１  遥動モータ
３２２  ウォーム
３２３  ウォームホイール
【図１】
2012118308.tif 000003
【図２】
2012118308.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012118308.tif 000007
【図６】
2012118308.tif 000008
【図７】
2012118308.tif 000009
【図８】
2012118308.tif 000010
【図９】
2012118308.tif 000011