(57)【要約】【課題】帯電部材の外周面から異物を除去する性能を長期間にわたり高く維持することができるクリーニングローラ、帯電装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム１２の表面を帯電させる帯電ローラ１３の外周面１３ａをクリーニングするクリーニングローラ１４であって、外周面１４２ａを有する円柱状であり、軸線１４ａを中心に回転可能なシャフト部材１４１と、シャフト部材１４１の外周面１４２ａを被覆し、帯電ローラ１３の外周面１３ａに当接する外周面１４２ａを有するスポンジ層１４２とを備え、シャフト部材１４１は、軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝１４３を有し、スポンジ層１４２は、連続的な繋がりを有する複数の微小セル１４５を有する多孔体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電部材の第１の外周面をクリーニングするクリーニングローラであって、
第２の外周面を有する円柱状であり、軸線を中心に回転可能なシャフト部材と、
前記シャフト部材の前記第２の外周面を被覆し、前記帯電部材の前記第１の外周面に当接する第３の外周面を有する弾性層と
を備え、
前記シャフト部材は、前記軸線に平行な軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝を有し、
前記弾性層は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間を有する多孔体である
ことを特徴とするクリーニングローラ。
【請求項２】
前記長溝の各々は、前記第２の外周面の内の前記弾性層に接する領域において、前記軸線方向の全域を含むように延在することを特徴とする請求項１に記載のクリーニングローラ。
【請求項３】
前記長溝の各々は、少なくとも一端が前記弾性層の外側において開口する開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニングローラ。
【請求項４】
前記開口部は、前記軸線方向における前記弾性層の端部に存在することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項５】
前記長溝の各々は、前記軸線方向に平行な直線部分を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項６】
前記長溝の各々は、前記軸線方向に対して傾斜して延在する傾斜部分を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項７】
前記長溝の各々は、前記シャフト部材の前記第２の外周面に沿って形成された螺旋形状であることを特徴とする請求項６に記載のクリーニングローラ。
【請求項８】
前記傾斜部分は、前記シャフト部材の前記軸線方向の中央位置を中心として対称な形状を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のクリーニングローラ。
【請求項９】
前記傾斜部分は、前記シャフト部材の前記軸線方向の中央位置に近いほど、前記シャフト部材の回転方向について先行するように、前記シャフト部材の回転方向に先端角部を向けるように配置されたことを特徴とする請求項６から８までのいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項１０】
前記弾性層は、連続発泡型のポリウレタンスポンジで形成されたスポンジ層であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項１１】
像担持体を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材の第１の外周面をクリーニングするクリーニングローラと、
を備え、
前記クリーニングローラは、
第２の外周面を有する円柱状であり、軸線を中心に回転可能なシャフト部材と、
前記シャフト部材の前記第２の外周面を被覆し、前記帯電部材の前記第１の外周面に当接する第３の外周面を有する弾性層と
を備え、
前記シャフト部材は、前記軸線に平行な軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝を有し、
前記弾性層は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間を有する多孔体である
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項１２】
前記クリーニングローラの端部に、前記長溝の開口部に通じる収容空間を持つ異物収容部をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の帯電装置。
【請求項１３】
像担持体と、
該像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像して現像剤像とする現像装置と
を有し、
前記帯電装置は、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材の第１の外周面をクリーニングするクリーニングローラと、
を備え、
前記クリーニングローラは、
第２の外周面を有する円柱状であり、軸線を中心に回転可能なシャフト部材と、
前記シャフト部材の前記第２の外周面を被覆し、前記帯電部材の前記第１の外周面に当接する第３の外周面を有する弾性層と
を備え、
前記シャフト部材は、前記軸線に平行な軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝を有し、
前記弾性層は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間を有する多孔体である
ことを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項１４】
像担持体と、
該像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像装置と、
前記現像剤像を記録媒体に転写する転写装置と
を有し、
前記帯電装置は、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材の第１の外周面をクリーニングするクリーニングローラと、
を備え、
前記クリーニングローラは、
第２の外周面を有する円柱状であり、軸線を中心に回転可能なシャフト部材と、
前記シャフト部材の前記第２の外周面を被覆し、前記帯電部材の前記第１の外周面に当接する第３の外周面を有する弾性層と
を備え、
前記シャフト部材は、前記軸線に平行な軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝を有し、
前記弾性層は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間を有する多孔体である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を帯電させる帯電部材の外周面をクリーニングするクリーニングローラ、このクリーニングローラを有する帯電装置、並びに、この帯電装置を有する画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、像担持体としての感光ドラムの表面を一様帯電させる帯電装置が備えられている。帯電装置としては、感光ドラムの表面に接触する帯電部材としての帯電ローラと、帯電ローラの表面に付着したトナーなどの異物を除去する多孔性のスポンジ層を持つクリーニングローラとを有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６２９４８号公報（図１、要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の帯電装置では、クリーニングローラが帯電ローラの表面から捕集した異物がスポンジ層内の隙間（セル）に入り込んで徐々に蓄積されため、長期間蓄積された異物によって、スポンジ層の硬度が高くなる。このため、従来の帯電装置には、クリーニングローラによる異物の除去性能の低下が早期に生じてしまうという問題があった。
【０００５】
なお、硬度が高くなったクリーニングローラを使用し続けると、帯電ローラの表面を損傷させたり、帯電ローラ表面の異物の回収が不十分になったりして、像担持体の表面に帯電ムラが発生し、記録媒体に形成される画像の品質が低下するという問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、帯電部材の外周面から異物を除去する性能を長期間にわたり高く維持することができるクリーニングローラ、このクリーニングローラを有する帯電装置、並びに、この帯電装置を有する画像形成ユニット及び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】
【０００７】
本発明の一態様に係るクリーニングローラは、像担持体を帯電させる帯電部材の第１の外周面をクリーニングするクリーニングローラであって、第２の外周面を有する円柱状であり、軸線を中心に回転可能なシャフト部材と、前記シャフト部材の前記第２の外周面を被覆し、前記帯電部材の前記第１の外周面に当接する第３の外周面を有する弾性層とを備え、前記シャフト部材は、前記軸線に平行な軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝を有し、前記弾性層は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間を有する多孔体であることを特徴としている。
【０００８】
本発明の一態様に係る帯電装置は、像担持体を帯電させる帯電部材と、該帯電部材の外周面に当接する上記クリーニングローラとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明の一態様に係る画像形成ユニットは、像担持体と、該像担持体を帯電させる上記帯電装置と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像して現像剤像とする現像装置とを有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の一態様に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体を帯電させる請求項９に記載の帯電装置と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像装置と、前記現像剤像を記録媒体に転写する転写装置とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、帯電部材の外周面から異物を除去するクリーニングローラのクリーニング性能を長期間にわたり高く維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１及び第２の実施形態に係る画像形成装置の構造を概略的に示す縦断面図である。
【図２】第１及び第２の実施形態に係る画像形成ユニットの構造を概略的に示す縦断面図である。
【図３】第１及び第２の実施形態に係る帯電装置の構造を概略的に示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るクリーニングローラの構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るクリーニングローラのシャフト部材の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第１の実施形態に係るクリーニングローラのスポンジ層の一部の構造を拡大して示す断面図である。
【図７】図６に示されるクリーニングローラのスポンジ層の一部の構造を拡大して示す断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る帯電装置の構造及びクリーニングローラが異物を捕集する原理を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るクリーニングローラの構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るクリーニングローラのシャフト部材の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係る帯電装置によって異物がクリーニングローラの長溝に沿って移動する原理を示す図である。
【図１２】第２の実施形態の変形例に係るクリーニングローラのシャフト部材の構造を概略的に示す正面図である。
【図１３】第１及び第２の実施形態の変形例に係るクリーニングローラのシャフト部材の長溝の断面構造を示す図である。
【図１４】第１及び第２の実施形態の他の変形例に係るクリーニングローラのシャフト部材の長溝の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《１》第１の実施形態
《１−１》第１の実施形態の構成
《１−１−１》画像形成装置
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の構造を概略的に示す縦断面図である。第１の実施形態に係る画像形成装置は、タンデム方式のカラーＬＥＤプリンタである。ただし、本発明が適用可能な画像形成装置には、複写機、ファクシミリ、複合機（多機能周辺装置（ＭＦＰ））、モノクロプリンタなどのような、電子写真方式を採用する他のタイプの装置も含まれる。
【００１４】
図１に示されるように、第１の実施形態に係る画像形成装置は、筺体１００と、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報に基づく露光を行う露光装置２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃと、定着装置３と、転写装置４と、給紙カセット５と、給紙機構６と、無端ベルト７と、この無端ベルト７を張架する駆動ローラ８及びテンションローラ９とを有している。
【００１５】
画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ（画像形成ユニット１とも表記する。）は、筺体１００内に備えられる記録媒体の搬送路に沿って、１列に配列されている。画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの各々は、筐体１００内の所定位置に着脱自在なユニットであり、「プロセスユニット」又は「現像ユニット」とも称される。
【００１６】
露光装置２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ（露光装置２とも表記する。）は、画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの各感光ドラム（像担持体）１２の近傍（図１においては上方）に配置されている。露光装置２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの各々は、ＬＥＤアレイ（図示せず）を有しており、筐体１００の上部カバーに取り付けられている。上部カバーは、筺体１００内の画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、又は、現像剤カートリッジ（トナーカートリッジ）３０を着脱する際に開けられる。各色のトナーカートリッジ３０は、画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの各々に対して着脱自在なカートリッジである。
【００１７】
給紙カセット５は、記録媒体（用紙）を収容し、筺体１００の下部に着脱可能に取り付けられている。給紙機構６は、給紙カセット５に積載された記録媒体を１枚ずつ搬送路に送り出す給紙ローラを備えている。給紙機構６は、記録媒体のスキューを矯正して画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに送り出すレジストローラを備えてもよい。
【００１８】
無端ベルト７は、駆動ローラ８の回転によって移動する。無端ベルト７は、その表面に記録媒体を吸着保持し、駆動ローラ８の回転駆動により移動して、給紙機構６によって送り出された記録媒体を画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの並びに沿って搬送する。
【００１９】
転写装置４は、画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの各感光ドラム１２に対向配置された転写ローラ４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃを備えている。転写ローラ４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃには、各感光ドラム１２の表面に形成された現像剤像（トナー像）を、記録媒体に転写させるためのバイアス電圧が印加されている。転写ローラ４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの各感光ドラム１２上に形成されたトナー像を、記録媒体上に転写する。
【００２０】
定着装置３は、ヒートローラ３ａと加圧ローラ３ｂとを有し、これらヒートローラ３ａと加圧ローラ３ｂとの間で未定着のトナー像を備えた記録媒体を加熱及び加圧して、記録媒体にトナー画像を定着させる。
【００２１】
なお、本発明が適用可能な画像形成装置の構造は図示の例に限定されない。
【００２２】
《１−１−２》画像形成ユニット
図２は、第１の実施形態に係る画像形成ユニット１の構造を概略的に示す縦断面図である。図２に示されるように、画像形成ユニット１は、ユニット本体１０と、このユニット本体１０に装着されるトナーカートリッジ３０とから構成される。
【００２３】
ユニット本体１０は、フレーム部材１１と、像担持体としての感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面を一様帯電させる帯電装置１５と、トナーカートリッジ３０から供給されたトナーを貯蔵するトナー貯蔵室内に配置された供給ローラ１８と、供給ローラ１８から供給されたトナーにより感光ドラム１２の表面上の静電潜像を現像する現像ローラ１７と、現像ローラ１７上のトナー層の厚さを規制する現像ブレード（現像剤規制部材）１９と、感光ドラム１２の表面に残存する残留トナーを除去するクリーニング装置２１とを有している。
【００２４】
感光ドラム１２は、例えば、アルミニウム等からなる円筒状の導電性基層と、この導電性基層の外周を覆う有機感光体からなる表層とから構成される。感光ドラム１２は、図中矢印Ｄ１で示す方向（図２では時計回り方向）に回転する。
【００２５】
帯電装置１５は、帯電ローラ１３と、この帯電ローラ１３の外周面（第１の外周面）１３ａをクリーニングするクリーニングローラ１４とを有している。帯電ローラ１３は、例えば、導電性の金属シャフトと、この金属シャフトの外周を覆うエピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴムとから構成され、感光ドラム１２の表面に当接している。
【００２６】
現像ローラ１７は、例えば、導電性の金属シャフトと、この金属シャフトの外周を覆うシリコーン等の半導電性ゴムとから構成される。供給ローラ１８は、例えば、導電性の金属シャフトと、この金属シャフトの外周を覆うシリコーン等の半導電性ゴムとから構成される。現像ブレード１９は、現像ローラ１７上にトナー薄層を均一な層厚に規制するための部材である。現像ブレード１９は、例えば、フレーム部材１１に固定された支持部材によって挟み付けられて固定されている。現像ブレード１９と供給ローラ１８は、現像ローラ１７に接触するように配置される。
【００２７】
クリーニング装置２１は、フレーム部材１１に支持されるブラケット２１ａと、このブラケット２１ａに固定されるウレターンゴム等のゴムからなる板状のクリーニングブレード２１ｂとから構成される。クリーニングブレード２１ｂは、感光ドラム１２に接触するように配置されており、感光ドラム１２の表面に残留したトナーＴ０を除去する。なお、クリーニング装置２１によって感光ドラム１２から取り除かれた廃棄トナーを搬送し、図示しない廃棄トナー室に搬送する廃棄トナー搬送機構を備えてもよい。
【００２８】
感光ドラム１２、帯電ローラ１３、クリーニングローラ１４、現像ローラ１７、及び供給ローラ１８は、例えば、モータ及び駆動力伝達機構などを含む回転駆動部材（図示せず）からの駆動力によって、図中矢印方向に回転する。また、帯電ローラ１３、現像ローラ１７、供給ローラ１８、及び現像ブレード１９は、電源回路（図示せず）によって、バイアス電圧が印加される。
【００２９】
感光ドラム１２、帯電ローラ１３、及びクリーニングローラ１４は、感光ドラム１２の軸線方向（帯電ローラ１３及びクリーニングローラ１４の軸線方向に平行である）の両端に配置したサイドフレーム（図示せず）によって回転可能に支持されている。また、現像ローラ１７、供給ローラ１８、及び現像ブレード１９も、感光ドラム１２の軸線方向の両端に配置したサイドフレーム（図示せず）によって回転可能に支持されている。サイドフレームは、例えば、フレーム部材１１の一部を構成する、又は、フレーム部材１１に固定されている部材である。フレーム部材１１は、トナーカートリッジ３０が装着されるカバーフレームを含み、カバーフレームには、トナーカートリッジ３０からのトナー補給のためのトナー補給口が設けられている。
【００３０】
トナーカートリッジ３０は、各色の画像形成ユニット１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの上部に取り付けられ、各色の画像形成ユニット３１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに対して、着脱自在であり、トナーが消費されて残量少になったり、部品が劣化したりしたときなどに交換される。
【００３１】
なお、本発明が適用可能な画像形成ユニット１の構造は図示の例に限定されない。
【００３２】
《１−１−３》帯電装置
図３は、第１の実施形態に係る帯電装置１５の構造を概略的に示す図である。図３に示されるように、帯電装置１５は、帯電ローラ１３と、この帯電ローラ１３の外周面（第１の外周面）１３ｂをクリーニングするクリーニングローラ１４とを有している。
【００３３】
帯電ローラ１３は、例えば、軸線１３ａを中心に回転する芯金としての導電性金属シャフト１３１と、この金属シャフト１３１の外周面を覆うエピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴム部材１３２とから構成されている。帯電ローラ１３は、図示しない付勢部材により所定の圧力をもって感光ドラム１２の表面１２ａに当接しており、感光ドラム１２の回転に伴い従動回転する。例えば、帯電ローラ１３は、感光ドラム１２の矢印Ｄ１方向の回転駆動に伴い、接触面の摩擦抵抗により、矢印Ｄ２方向に従動回転する。帯電ローラ１３は、その回転動作中には、図示しない制御部の指令により、電源１６によりシャフト部材１３１に所定のバイアス電圧が印加されている。このようにして、帯電ローラ１３により感光ドラム１２の外周面１２ａが所定の電位に帯電される。
【００３４】
クリーニングローラ１４は、帯電ローラ１３の外周面１３ｂをクリーニングするクリーニング部材であり、帯電ローラ１３の外周面１３ｂに図示しない付勢部材により所定の圧力を持って当接している。クリーニングローラ１４は、例えば、帯電ローラ１３の矢印Ｄ２方向の回転駆動に伴い、接触面の摩擦抵抗により、矢印Ｄ３方向に従動回転する。
【００３５】
《１−１−４》クリーニングローラ
図４（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るクリーニングローラ１４の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＩＶ−ＩＶ線断面図である。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係るクリーニングローラ１４のシャフト部材１４１の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＶ−Ｖ線断面図である。
【００３６】
クリーニングローラ１４は、帯電ローラ１３の外周面１３ｂをクリーニングするクリーニング部材である。クリーニングローラ１４は、軸線１４ａを中心に回転可能なシャフト部材１４１と、シャフト部材１４１の外周面１４１ａを被覆し、帯電ローラ１３１の外周面１３ｂに当接する外周面（第３の外周面）１４ｂを有する弾性層１４２を備えている。弾性層１４２は、例えば、スポンジ層１４２である。スポンジ層１４２は、連続発泡型のポリウレタンスポンジであることが望ましい。シャフト部材１４１は、外周面（第２の外周面）１４１ａを有する円柱状であり、例えば、金属から構成される。シャフト部材１４１は、外周面１４１ａの内のスポンジ層１４２に接する領域に、軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝１４３を有している。スポンジ層１４２は、連続的な繋がりを有する複数の微小空間であるセル１４５を有する多孔体である。また、長溝１４３の各々は、少なくとも一端がスポンジ層１４２の外側において開口する開口部１４３ａを有することが望ましい。長溝１４３は、例えば、シャフト部材１４１の引き抜き加工によって形成することができる。また、長溝１４３の各々は、シャフト部材１４１の外周面（第２の外周面）１４１ａの内のスポンジ層１４２に接する領域において、軸線方向の全域を含むように延在することが望ましい。こうすることにより、スポンジ層１４２を通して、長溝１４３に達した異物を回収する能力を、軸線方向の全域で得ることができるからである。
【００３７】
また、クリーニングローラ１４の両端部には、長溝１４３の開口部１４３ａに通じる収容空間を持つ異物収容部１４４が備えられている。ただし、長溝１４３の開口部１４３ａを設けることにより、長溝１４３内に収容された異物が開口部１４３ａから押し出され、異物収容部１４４に収容される。開口部１４３ａ及び異物収容部１４４を備えた形態が望ましいが、これらを備えない場合であっても、長溝１４３の容積に応じた異物の回収性能がある。
【００３８】
図６は、第１の実施形態に係るクリーニングローラ１４のスポンジ層１４２の一部の構造を拡大して示す断面図である。また、図７は、図６に示されるクリーニングローラ１４のスポンジ層１４２の一部の構造を拡大して示す断面図である。
【００３９】
スポンジ層１４２は、その表面及び内部に一様にセル（間隙又は微小空間）１４５が存在し、セル１４５間に連続的な繋がりを有している連続気泡型の多孔体であり、表面で捕集したトナーなどの異物Ｔ１がセル１４５間を移動できる構造となっている。連続気泡型の構造を拡大すると、図６に示されるように、隣り合うセル１４５同士が部分的に繋がった状態となっている。そのため、異物Ｔ１（例えば、空気のような気体、水のような液体、トナーなどの微小な粒子など）は、繋がり合うセル１４５の空間を、図６の矢印Ｄ４に示すような経路で通り抜けることができる。
【００４０】
セル１４５の大きさについて、図６及び図７に示すスポンジ層１４２内部の概略図を使用して、説明する。スポンジ層１４２は、スポンジ材で構成されたセル壁１４６と、セル壁１４６の間に形成された微小空間としてのセル（発砲セル）１４５とを含む。複数のセル１４５は、互いに繋がった連結口１４５ａを有している。セル１４５を楕円と仮定したときの焦点位置を１４５ｂとし、セル１４５の深さ方向（すなわち、スポンジ層１４２の厚み方向）の半径をＲａとし、セル１４５の幅方向（すなわち、深さ方向に直交する方向）の半径をＲｂとし、焦点位置における発泡セル１４５の幅をＱｆとすると、
Ｑｆ＝２・（Ｒａ）２／Ｒｂとなる。また、隣接するセル１４５巻の連結口の幅Ｑｈは、異物が通り抜ける上でスポンジ層１４２の硬度を極端に上昇させない大きさがよく、トナー粒径の２〜３倍の大きさであることが好ましい。また、スポンジ層１４２の軸線１４ａ方向の両端には、シャフト部材１４１の外周に密着し、装置内側側面が長溝１４３を含めて、スポンジ層１４２と接触しているリング状の異物収容部１４４が備えられている。
【００４１】
《１−２》第１の実施形態の動作
第１の実施形態に係る画像形成装置において印刷動作が開始されると、制御部（図示せず）からの指示により、感光ドラム１２は、モータ及びギヤなどの駆動機構からの駆動力によって回転する。この回転に伴い、各ローラ及び機構部は、感光ドラム１２に係合している動力伝達機構（図示せず）を通して伝達される駆動力により、所定の動作を行う。このとき、帯電ローラ１３、現像ローラ１７、供給ローラ１８には所定の電圧が印加される。このようにして、各ローラが電圧を印加された状態で、所定の動作を行い、印刷動作が行われる。このときに、帯電装置１５では、所定の圧力で帯電ローラ１３が感光ドラム１２に当接しているため、各ローラの接触部の摩擦力により、帯電ローラ１３は感光ドラム１２の回転に従い連れ回り回転をする。また、帯電ローラ１３が回転すると帯電ローラ１３に所定の圧力で当接しているクリーニングローラ１４は接触部の摩擦抵抗により帯電ローラ１３の回転に従い連れ回り回転をする。このように帯電装置１５では、感光ドラム１２に接触しながら回転動作を行い、同時に、制御部から電圧を印加され、感光ドラム１２の表面１２ａを帯電させている。
【００４２】
印刷動作中に、転写装置４により感光ドラム１２の表面のトナー像を記録媒体（用紙）に転写した際に、用紙に移動できなかった残トナーや紙粉などの異物が感光ドラム１２の表面に残留又は付着することがある。このような異物は、感光ドラム１２の回転により、転写装置４を通過後、回転方向下流側に配置されたクリーニングブレード２１ｂにより掻き取られ、回収されている。しかしながら、クリーニングブレード２１ｂによる感光ドラム１２の表面の異物の掻き取りにおいては、微小な異物が清掃しきれずにクリーニングブレード２１ｂを通過し、感光ドラム１２の表面に残留することがある。この徴小な異物は、感光ドラム１２の回転により、回転方向下流側に移動し、回転方向下流側に位置する帯電装置１５の帯電ローラ１３の表面に移動することがある。
【００４３】
上記説明したように、印刷動作においては、感光ドラム１２の表面にはトナー等の異物があり、その異物をクリーニングブレード２１ｂで清掃しているが、清掃しきれずにすり抜けた異物が帯電ローラ１３に付着することがある。
【００４４】
図８は、第１の実施形態に係る帯電装置１５の構造及びクリーニングローラ１４が異物を捕集する原理を示す図である。帯電ローラ１３の表面に付着した異物（付着物）Ｔ１は帯電ローラ１３の回転動作により矢印Ｄ２方向に運搬され、クリーニングローラ１４との接触部Ｐ０に到達する。接触部Ｐ０では、クリーニングローラ１４の外周面１４ａにあるスポンジ層１４２のセル１４５により、耐電ローラ１３上の異物Ｔ１を捕獲し、捕獲された異物Ｔ１は、スポンジ層１４２内の微小空間であるセル１４５内に蓄積される。同時に、スポンジ層１４２は、帯電ローラ１３と接触する際に接触部Ｐ０において、帯電ローラ１３から回転軸１４ａに向かう圧力を受け、変形するため（又は、後から捕集された異物に押されて）、セル１４５に蓄積された異物Ｔ１はスポンジ層１４２の中心側に徐々に移動し、シャフト部材１４１の長溝１４３に到達し、貯蔵される。このようにして、帯電ローラ１３の表面に付着した異物Ｔ１はクリーニングローラ１４のスポンジ層１４２の外周面１４ａのセル１４５により捕獲され、捕獲された異物Ｔ１はスポンジ層１４２内のセル１４５内を移動し、その後、シャフト部材１４１の長溝１４３に貯蔵される。
【００４５】
長溝１４３に貯蔵された異物Ｔ１は、長溝１４３内に貯蔵されたままであってもよいが、長溝１４３の端部に開口部１４３ａを設けることによって異物収容部１４４に回収することもできる。
【００４６】
《１−３》第１の実施形態の効果
以上に説明したように、第１の実施形態に係るクリーニングローラ１４を用いれば、帯電ローラ１３の表面に付着した残トナーや紙粉などの異物Ｔ１をクリーニングローラ１４のスポンジ層１４２で捕集し、連結されたセル１４３内を移動させて長構１４３に貯蔵することができるので、セル１４５が異物Ｔ１によって飽和し難い。このため、異物Ｔ１の飽和によるスポンジ層１４２の硬度の上昇が生じ難く、又は、生じなくすることができ、適切な硬度（弾性）の維持が可能となる。また、セル１４５が飽和し難い、又は、しないため、長期間に渡り異物Ｔ１の捕集が可能であり、帯電ローラ１３の異物除去能力を長期にわたり高い能力に維持でき、感光ドラム１２において帯電ムラの発生しない印刷動作が可能となる。
【００４７】
また、長溝１４３の端部に開口部１４３ａ及び異物収容部１４４を設けることによって、長溝１４３内に収容された異物Ｔ１の一部が長溝１４３の外に排出される構造とした場合には、クリーニングローラ１４の異物除去能力を一層長く維持できる。
【００４８】
《２》第２の実施形態
《２−１》第２の実施形態の構成
第２の実施形態に係る画像形成装置、画像形成ユニット、及び帯電装置は、クリーニングローラのシャフト部材の長溝の形状の点において、第１の実施形態に係る画像形成装置、画像形成ユニット、及び帯電装置と相違する。クリーニングローラのシャフト部材の長溝の形状以外の点については、第２の実施形態は、第１の実施形態と同じである。したがって、第２の実施形態の説明に際しては、図１から図３までをも参照する。
【００４９】
図９（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るクリーニングローラ５４の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＩＸ−ＩＸ線断面図である。また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るクリーニングローラ５４のシャフト部材５４１の構造を概略的に示す正面図、側面図、及びＸ−Ｘ線断面図である。
【００５０】
クリーニングローラ５４は、帯電ローラ１３の外周面１３ｂをクリーニングするクリーニング部材である。クリーニングローラ５４は、軸線５４ａを中心に回転可能なシャフト部材５４１と、シャフト部材５４１の外周面５４１ａを被覆し、帯電ローラ１３１の外周面１３ｂに当接する外周面（第３の外周面）５４ｂを有する弾性層５４２を備えている。弾性層５４２は、例えば、スポンジ層５４２であり、その構造は、第１の実施形態のものと同じである。シャフト部材５４１は、外周面（第２の外周面）５４１ａを有する円柱状であり、例えば、金属から構成される。シャフト部材５４１は、外周面５４１ａの内のスポンジ層５４２に接する領域に、軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の長溝５４３を有している。長溝５４３の各々は、軸線５４ａ方向に対して傾斜して延在する傾斜部分を有する傾斜長溝である。長溝５４３の傾斜部分は、シャフト部材５４１の軸線５４ａ方向の中央位置を中心として対称な形状を有している。長溝５４３の傾斜部分は、シャフト部材５４１の軸線５４ａの中央位置に近いほど、シャフト部材５４１の回転方向について先行するように、シャフト部材５４１の回転方向に先端角部５４３ｂを向けるように配置されていることが望ましい。
【００５１】
また、シャフト部材５４２の端部には異物収容部５４４を配置することが望ましい。これは、クリーニングローラ５４の長溝５４３自体で異物を貯蔵できるが、開口部５４３ａに繋がる異物収容部５４４を設けることによって、異物の回収を長期間にわたり行うことができる。なお、異物収容部５４４を、クリーニングブレード２１ｂで掻き取られた廃棄トナーの回収及び収容機構に繋げることも可能である。
【００５２】
《２−２》第２の実施形態の動作
帯電ローラ１３の表面に付着した異物Ｔ１は、第１に実施形態の場合と同様に、帯電ローラ１３とクリーニングローラ５４の接触部Ｐ０において、スポンジ層５４２の外周面にあるセル１４５により捕獲され、その後、スポンジ層５４２のセル１４５を通り、内側に移動し、シャフト部材５４１の傾斜長溝５４３に貯蔵される。この清掃動作において、帯電ローラ１３とクリーニングローラ５４の接触部では、クリーニングローラ５４が所定の圧力で帯電ローラ１３に当接しているため、スポンジ層５４２は、圧力によりクリーニングローラ５４の軸線（中心軸）５４ａに直行する方向で中心軸に向かう方向に圧縮され変形している。この変形により、傾斜長溝５４３内に貯蔵されている異物Ｔ１も圧力を受けるため、異物Ｔ１はシャフト部材５４１の長手方向に沿って、中央位置から両側端部に向かい徐々に移動する。
【００５３】
この移動について、図１１（ａ）〜（ｄ）を用いて、詳細に説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係る帯電装置によって異物Ｔ１がクリーニングローラの傾斜長溝５４３に沿って移動する原理を示す図である。図１１（ｂ）〜（ｄ）は、図１１（ａ）の矢印Ｄ５方向に見たクリーニングローラ５４（帯電ローラ１３を図示しない）を示す正面図とその断面図である。
【００５４】
複数本ある傾斜長溝の１本である傾斜長溝５４３で、この傾斜長溝５４３の軸線５４ａ方向の中央付近に貯蔵された異物Ｔ１がある。図１１（ｂ）の状態では、異物Ｔ１は、帯電ローラ１３とクリーニングローラ５４の接触部Ｐ０の領域内には入っておらず、クリーニングローラ５４の回転方向の上流側に位置している。この状態より、微小時間が経過し、クリーニングローラ５４が回転し、図１１（ｃ）の位置になると、傾斜長溝５４３の異物Ｔ１がある範囲は、接触部Ｐ０の領域内に移動する。このとき、スポンジ層５４２の変形により、異物Ｔ１にはクリーニングローラ５４の外周から軸線５４ａに向かう圧力を受ける。また、傾斜長溝５４３は、接触部Ｐ０に対して傾斜しているため、軸線５４ａに向かう圧力によって、異物Ｔ１には、クリーニングローラ５４の長手方向の中央から端部方向に向かう圧力が加わり、異物Ｔ１が移動する。このため、異物Ｔ１は、中央から端部に向けて少し移動する。さらにクリーニングローラ５４が回転し、図１１（ｄ）の位置になると、傾斜長溝５４３内の異物Ｔ１が移動すると、異物Ｔ１が接触部Ｐ０の領域を通り抜け、傾斜長溝５４３内の端部方向への異物Ｔ１の移動は一旦停止する。この移動がクリーニングローラ５４の回転時の帯電ローラ１３との接触部を通過するたびに起こるので、最終的には、異物Ｔ１は、端部の異物収容部５４４に入り込み、貯蔵される。
【００５５】
このように、帯電ローラ１３とクリーニングローラ５４との接触部Ｐ０に対して傾斜を持った傾斜長溝５４３が、クリーニングローラ５４の回転に伴い、接触部Ｐ０を通過して行く際に、傾斜長溝５４３内に貯蔵された異物Ｔ１は、クリーニングローラ１４の長手方向の中央部から外側にスポンジ層５４２の変形による圧力によってシャフト部材５４１の外側端部に移動する。そして、異物Ｔ１は、異物収容部５４４に貯蔵される。また、接触部Ｐ０を通過する傾斜長溝５４３は、クリーニングローラ５４の回転により、長手方向の位置が変化するため、帯電ローラ１３の清掃ムラが小さくなっている。
【００５６】
《２−３》第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、クリーニングローラ５４のシャフト部材５４１の傾斜長溝５４３を軸線５４ａ方向の中央より端部に向かい、端部の長溝位置が中央部よりもシャフト回転方向下流側に位置する左右対称の傾斜長溝５４３としたことにより、傾斜長溝５４３に貯蔵された異物Ｔ１をクリーニングローラ５４の端部に効率よく移動させることが可能となる。このため、クリーニングローラ５４による異物収容量が増加し、清掃力の持続量の向上、及び、スポンジ層５４２の薄肉化による装置小型化が可能となる。
【００５７】
さらに、クリーニングローラ５４のシャフト部の傾斜長溝が帯電ローラ１３との接触部Ｐ０を軸線５４ａ方向で移動しながら通過するため、傾斜長溝５４３の有無によるスポンジ層５４２の変形状態の変化が少なく、安定して、効率の良い清掃が可能となる。これらにより、帯電ローラ１３の清掃が長期にわたり維持でき、帯電ムラの発生しない印刷動作が可能となる。
【００５８】
《２−４》第２の実施形態の変形例
図１２は、第２の実施形態の変形例に係るクリーニングローラのシャフト部材６４１の構造を概略的に示す正面図である。図１２に示されるように、長溝６４３の各々は、シャフト部材６４１の第２の外周面６４１ａに沿って形成された螺旋形状であってもよい。
シャフト部材６４１は、外周面（第２の外周面）６４１ａを有する円柱状であり、例えば、金属から構成される。シャフト部材６４１は、外周面６４１ａの内のスポンジ層に接する領域に、軸線方向に長さを有するように延在する１又は複数本の螺旋長溝６４３を有している。螺旋長溝６４３の各々は、軸線方向に対して傾斜して延在する傾斜部分を有する。螺旋長溝６４３の傾斜部分は、シャフト部材６４１の軸線方向の中央位置を中心として対称な形状を有している。螺旋長溝６４３の傾斜部分は、シャフト部材６４１の軸線の中央位置に近いほど、シャフト部材６４１の回転方向について先行するように、シャフト部材６４１の回転方向に先端角部６４３ｂを向けるように配置されていることが望ましい。この場合にも、図９（ａ）〜（ｃ）の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
《３》他の変形例
図１３は、第１及び第２の実施形態の変形例に係るクリーニングローラ７４のシャフト部材７４１の長溝７４３の断面形状を示す図である。第１及び第２の実施形態においては、クリーニングローラのシャフト部材の長溝の断面形状は、図４（ｃ）及び図９（ｃ）に示されるように、半円形状又はＵ字状であったが、図１３に示されるように、長溝７４３の断面形状をＶ字状にしてもよい。この場合には、長溝７４３の開口面積が広くなるので、外側から中心軸に向かう圧力を受けたスポンジ層７４２が長溝７４３内に入り込み易くなり、クリーニングローラ７４が捕集した異物に対して、軸線方向外側に向かう力が付与され易くなる。
【００６０】
図１４は、第１及び第２の実施形態の変形例に係るクリーニングローラ８４のシャフト部材８４１の長溝８４３の断面形状を示す図である。第１及び第２の実施形態においては、クリーニングローラのシャフト部材の長溝の断面形状は、図４（ｃ）及び図９（ｃ）に示されるように、半円形状又はＵ字状であったが、図１４に示されるように、長溝８４３の断面形状を略円形状又は略楕円形状にしてもよい。この場合には、長溝８４３の開口面積が小さくなるので、外側から中心軸に向かう圧力を受けたスポンジ層８４２が長溝８４３内に多少入り込み難くなるが、クリーニングローラ８４が捕集した異物を収容できる空間の容積が増加するという利点がある。
【００６１】
なお、図示していないが、長溝の深さは均一であってもよいが、均一ではなく傾斜していてもよい。例えば、長溝の深さを、軸線方向中央で浅くし、外側に近付くほど深くするように緩やかな傾斜を設けることによって、クリーニングローラが捕集した異物の軸線方向外側に向かう移動をスムーズにすることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ  画像形成ユニット、
２，２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ  露光装置、
３  定着装置、  ４  転写装置、  ４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ  転写ローラ、
５  給紙カセット、  ６  給紙機構、  ７  無端ベルト、  ８  駆動ローラ、
９  テンションローラ、  １０  ユニット本体、  １１  フレーム部材、
１２  感光ドラム（像担持体）、  １３  帯電ローラ、
１４，５４，７４，８４  クリーニングローラ、
１４１、５４１，６４１，７４１，８４１  シャフト部材、
１４１ａ  シャフト部材の外周面（第２の外周面）、
１４２，５４２，７４２，８４２  スポンジ層（弾性層）、
１４３，５４３，６４３，７４３，８４３  長溝、
１４４，５４４  異物収容部、  １４５  セル、
１５  帯電装置、  １７  現像ローラ、  １８  供給ローラ、  １９  現像ブレード、
２１  クリーニング装置、  ３０  トナーカートリッジ、  １００  筺体。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2012247479.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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