JP2007199326A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ロールのクリーニング手段による電気ノイズの発生を抑え、装置動作の安定性を向上する。
【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において、スポンジ層１００Ｂを保持するシャフト１００Ａを絶縁樹脂材料で形成する。このクリーニングロール１００が高電圧のかかる帯電ロール１４の近傍に配置されても、電気ノイズの発生は抑えられるため、電気ノイズを要因とする画像形成装置の誤動作等を回避できる。また、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の接触荷重を容易に低減できるため、帯電ロール１４のダメージが抑制され、良好なクリーニング性能を長期的に維持できるようになる。
【選択図】図４

Description

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又は近接配置されて回転しつつ、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。

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、像担持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。

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。

そこで、このような問題を改善するために、帯電ロールの表面にロール形状のスポンジ部材等で形成したクリーニング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１参照）。
特開平２−２７２５９４号公報

しかし、上記のようなクリーニングロールでは、スポンジ部材を保持する保持部材としての芯材に金属製のシャフトを用いることが多く、その金属シャフトを、高電圧のかかる帯電ロールの近傍に配置すると、電気ノイズが発生しやすくなって装置の誤動作を引き起こすなどの悪影響が出てしまう。また、この電気ノイズを抑えるには、アース接地用の部品を追加したり、帯電ロールと同電位にするための安定的な給電が必要となり、さらにアースを施しても、長期の使用では、給電部のトナー汚れによりアース不良を招いて、やはりノイズが発生してしまう問題がある。

本発明は上記事実を考慮して、帯電ロールのクリーニング手段による電気ノイズの発生を抑え、動作の安定性を向上することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

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手段と、を備え、前記クリーニング手段は、クリーニング部材を保持する保持部材が絶縁性を有することを特徴としている。

本発明では、像担持体に接触又は近接配置された帯電ロールは、回転しつつ像担持体を帯電させるとともに、表面に付着したトナーや外添剤などの異物がクリーニング手段によってクリーニングされる。そして、このクリーニング手段では、例えば、弾性パッド、ブラシ繊維、スポンジロール等のクリーニング部材を保持する保持部材が絶縁性を有するため、高電圧のかかる帯電ロールの近傍に配置されても、電気ノイズの発生は抑えられる。これにより、装置動作の安定性を向上することができる。

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、前記保持部材が絶縁樹脂材料で形成されていることを特徴としている。

本発明では、保持部材を絶縁樹脂材料で形成することにより、高い絶縁性を有する保持部材を簡単且つ安価に作製することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の画像形成装置において、前記クリーニング部材が絶縁樹脂材料で形成されていることを特徴としている。

本発明では、クリーニング部材を絶縁樹脂材料で形成することにより、クリーニング手段全体の絶縁性が高められ、電気ノイズの抑制効果を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材の表面粗さＲｚが５μｍ≦Ｒｚ≦３０μｍであることを特徴としている。

本発明では、絶縁樹脂材料で形成するクリーニング部材の表面粗さＲｚを５μｍ≦Ｒｚとすることにより、クリーニング部材の長期使用によるクリーニング性の低下を抑制することができ、また、Ｒｚ≦３０μｍとすることにより、クリーニング部材の長期使用による帯電ロールへのダメージを抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記絶縁樹脂材料の体積抵抗値が１０＾14Ω・ｃｍ以上であることを特徴としている。

本発明では、体積抵抗値が１０＾14Ω・ｃｍ以上の絶縁樹脂材料を用いて保持部材及びクリーニング部材を形成することにより、高い絶縁性を有するクリーニング手段が得られ、電気ノイズの抑制効果が更に高められる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置において、前記クリーニング手段は自重で前記帯電ロールに接触していることを特徴としている。

帯電ロールを接触式のクリーニング手段でクリーニングする場合、帯電ロールに与えるダメージを低減して長期的に安定した帯電性能を維持するには、帯電ロールに接触させるクリーニング手段の低荷重化が課題となる。これに対し、本発明では、スプリング等の押圧手段を用いることなく、クリーニング手段を自重で帯電ロールに接触させることにより、簡単な構成で低荷重化を実現できる。また、特に保持部材を絶縁樹脂材料で形成した構成では軽量化が可能であるため、荷重の低減効果が高められる。

本発明の画像形成装置によれば、帯電ロールのクリーニング手段による電気ノイズの発生が抑えられ、動作の安定性を向上することができる。

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。

（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連タンデム方式のカラー複写機であり、図示のように、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１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）が中間転写ベルト３０の移動方向に沿って並設されている。

画像形成ユニット１１には、像担持体としての感光体ドラム１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）が設けられており、この感光体ドラム１２は、例えば、表面にＯＰＣ等からなる感光体層が被覆された導電性円筒体が用いられ、図示しないモータにより、図中の矢印方向（右回転方向）へ所定のプロセススピードで回転駆動される。

感光体ドラム１２のほぼ真上には、感光体ドラム１２の表面を帯電する帯電ロール（接触帯電器）１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ）を備えた帯電装置が配置され、さらに感光体ドラム１２の上方には、帯電装置により帯電された感光体ドラム１２の表面にレーザ光Ｌを照射し静電潜像を形成する露光装置１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）が配設されている。

感光体ドラム１２の右側方には、現像装置１５（１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ）が隣接配置されており、現像装置１５には、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像に現像する現像ロール１６（１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ）が設けられている。

感光体ドラム１２の下方には、現像装置１５によって可視化されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト３０が配設されており、さらに中間転写ベルト３０を挟んで一次転写ロール１８（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）が対向配置されている。この感光体ドラム１２と中間転写ベルト３０の各接触部が一次転写部Ｔ１とされ、一次転写ロール１８には正極性の一次転写バイアスが印加される。

感光体ドラム１２の左側方には、一次転写後に感光体ドラム１２上に残留する転写残トナーを除去する感光体クリーナとしてのクリーニング装置が隣接配置されており、クリーニング装置には、感光体ドラム１２の外周面に圧接して感光体ドラム１２の回転方向と反対方向に回転駆動し感光体ドラム１２から転写残トナーを擦り取るブラシロール２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）が設けられている。

中間転写ベルト３０は、駆動ロール３２、張架ロール３３、及び二次転写バックアップロール３４に巻き掛けられており、感光体ドラム１２の回転に同期して同方向に回転移動する。また、上記の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、中間転写ベルト３０の移動方向に対し、その順番で直列に配列されている。これにより、中間転写ベルト３０は、各一次転写部Ｔ１で一次転写ロール１８により感光体ドラム１２上のトナー像がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を下記の二次転写部Ｔ２（二次転写ロール３６）に向けて搬送する。

中間転写ベルト３０の右側方には、用紙搬送路４０を挟んで二次転写ロール３６が対向配置されている。この二次転写ロール３６と中間転写ベルト３０の接触部が二次転写部Ｔ２とされ、二次転写ロール３６には負極性の二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写ロール３６は、二次転写バックアップロール３４に補助され、中間転写ベルト３０に一次転写されたトナー像を二次転写部Ｔ２で用紙Ｐに二次転写する。また、中間転写ベルト３０を回転支持する二次転写バックアップロール３４の右上方には、二次転写後に中間転写ベルト３０上に残留する転写残トナーを除去する中間転写ベルトクリーナ３８が設けられている。

中間転写ベルト３０の下方には、用紙Ｐが収納される給紙トレイ４２が配置され、給紙トレイ４２の右側近傍には、給紙トレイ４２から用紙Ｐを用紙搬送路４０に送り出すフィードロール４４、及び、送り出される用紙Ｐを１枚ずつ捌くリタードロール４６が設けられている。

また、用紙搬送路４０における二次転写部Ｔ２よりも下流側には、対向する加熱ロール５２及び加圧ロール５４を備えた定着装置５０が配置され、定着装置５０の下流側には一対の排出ロール５６が設けられている。そして用紙搬送路４０は、フィードロール４４及びリタードロール４６から二次転写部Ｔ２、及び定着装置５０を経由して、排出ロール５６まで延設されている。

（第１の実施形態）
次に、上記構成の画像形成装置１０に搭載された帯電ロール１４と、帯電ロール１４をクリーニングする本発明の第１の実施形態に係るクリーニング手段について詳細に説明する。

図２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の右上部には、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手段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。

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の矢印Ａ方向（時計回転方向）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Ｂ方向（反時計回転方向）に従動回転する。また、帯電ロール１４の回転によりクリーニングロール１００が矢印Ｃ方向（時計回転方向）に従動回転する。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

クリーニングロール１００は、シャフト１００Ａを構成する芯材（保持部材）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を備え、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。

芯材の材質としては、多孔質弾性層を保持し、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。

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。

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。

このようなクリーニングロール１００において、本実施形態では、シャフト１００Ａ（芯材）がアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の絶縁樹脂材料で形成され、スポンジ層１００Ｂ（多孔質弾性層）が発泡ウレタン樹脂で形成されている。また、シャフト１００Ａに用いる絶縁樹脂材料の体積抵抗値は１０＾14Ω・ｃｍ以上とすることが好ましく、本実施形態では、体積抵抗値が１０＾１５Ω・ｃｍ程度とされている。

（支持構造の構成）
次に、本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の支持構造について詳細に説明する。

図３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に組み付けられており、このフレーム１２０内に収容されてフレーム１２０とともにユニット化され、感光体ドラム１２に対して所定の位置に配置されている。

図４に示すように、軸受け部材１１０には、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が回転自在に挿入されている。なお、本実施形態の軸受け部材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。

この一対の軸受け部材１１０に、シャフト１４Ａの両端の支持部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。

図３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。

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（下端側）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。

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Ｄ方向）、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接している。

（画像形成装置の画像形成動作）
次に、本実施形態の画像形成装置１０によるカラー画像形成動作ついて説明する。

画像形成装置１０に画像形成信号が入力され、感光体ドラム１２が回転駆動すると、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の表面（外周面）が帯電ロール１４により一様に帯電される。続いて感光体ドラム１２の表面には、画像形成信号に基づいて露光装置１３からレーザ光Ｌが照射される。このレーザ光Ｌにより、感光体ドラム１２の表面が露光され、静電潜像が形成される。

感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、現像装置１５の現像ロール１６によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を現像され、一次転写部Ｔ１で中間転写ベルト３０に重ねて一次転写される。また、一次転写後に感光体ドラム１２上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置のブラシロール２０によって擦り取られ除去される。

一方、給紙トレイ４２に収納された用紙Ｐは、フィードロール４４により送り出され、リタードロール４６により捌かれて最上部の用紙Ｐのみが用紙搬送路４０に導かれ、所定のタイミングで二次転写ロール３６と二次転写バックアップロール３４との間、すなわち二次転写部Ｔ２に送り込まれる。この二次転写部Ｔ２で、中間転写ベルト３０に一次転写されているトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、用紙搬送路４０を下流側に搬送されて定着装置５０に導かれ、加熱ロール５２と加圧ロール５４とによる熱圧力によってトナー像が定着される。そしてこのトナー像の定着により画像形成された用紙Ｐは、排出ロール５６により図示しない排紙トレイへ排出される。

また、二次転写後に中間転写ベルト３０の画像領域に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ３８によって擦り取られ除去される。さらに、上記の帯電ロール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ブラシロール２０によってクリーニング装置に回収され、クリーニング性能の維持継続がなされている。以上の動作により、画像形成装置１０によって用紙Ｐにカラー画像が形成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上述したように、帯電ロール１４をクリーニングする本実施形態のクリーニングロール１００では、スポンジ層１００Ｂを保持するシャフト１００Ａが絶縁樹脂材料で形成されているため、このクリーニングロール１００が高電圧のかかる帯電ロール１４の近傍に配置されても、電気ノイズの発生は抑えられる。また、特にこのシャフト１００Ａでは、体積抵抗値が１０＾14Ω・ｃｍ以上であるため、高い絶縁性を有するシャフト１００Ａ、及びクリーニングロール１００が得られ、電気ノイズの抑制効果がより高められる。したがって、電気ノイズを要因とする誤動作等が回避され、画像形成装置１０の動作の安定性が向上する。また、本実施形態のシャフト１００Ａは絶縁樹脂材料で形成しているため、高い絶縁性を有するシャフト１００Ａを簡単且つ安価に作製することができる。

（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。

第２の実施形態は、上述した第１の実施形態のクリーニングロールにおいて、シャフトの周面に設けるクリーニング部材の材質を変更したものであり、図５に示す本実施形態のクリーニングロール１０１では、第１実施形態と同じ構成である絶縁樹脂製のシャフト１００Ａの周面に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の絶縁樹脂材料でロール状に形成された樹脂層１０１Ｂが設けられている。また、この樹脂層１０１Ｂも体積抵抗値は１０＾14Ω・ｃｍ以上とすることが好ましく、本実施形態では、体積抵抗値が１０＾１５Ω・ｃｍ程度とされている。さらに、帯電ロール１４に接触する樹脂層１０１Ｂ周面の表面粗さＲｚは５μｍ≦Ｒｚ≦３０μｍとすることが好ましく、本実施形態では、表面粗さＲｚが１５μｍ〜２０μｍとされている。

このように、シャフト１００Ａに加え、クリーニング部材（樹脂層１０１Ｂ）も絶縁樹脂材料で形成された本実施形態のクリーニングロール１０１では、クリーニングロール全体の絶縁性が高められ、電気ノイズの抑制効果を向上することができる。また特に、樹脂層１０１Ｂの体積抵抗値を１０＾14Ω・ｃｍ以上としていることで、全体として高い絶縁性を有するクリーニングロール１０１が得られ、電気ノイズの抑制効果が更に高められる。さらに、シャフト１００Ａに樹脂層１０１Ｂを一体成型することも可能となるため、高い絶縁性を有するクリーニングロール１０１を簡単且つ安価に作製することができる。

また表１に、樹脂層周面の表面粗さＲｚを変化させた場合のクリーニング性能の評価結果を示す。ここでは、樹脂層周面の表面粗さＲｚが１、３、５、１０、２０、３０、４０、１００μｍ程度の複数種類のクリーニングロールを用意し、各クリーニングロールを画像形成装置（評価機）に搭載してそれぞれ１００，０００枚相当のプリント実行後に、プリント画質を確認する及び帯電ロールの電気抵抗を測定して抵抗値の変化を確認する評価方法を採用した。また、評価基準については、プリント画質及び抵抗とも異常なし（○）、プリント画質問題なし／やや抵抗上昇あり（△）、プリント画質異常及び抵抗上昇あり（×）、の３段階とした。

この評価結果からわかるように、樹脂層周面の表面粗さＲｚが５〜３０μｍの範囲では、プリント画質及び抵抗とも異常なしとなり、表面粗さＲｚが３μｍ以下と１００μｍ以上では、プリント画質異常及び抵抗上昇ありとなった。また、この評価結果において、表面粗さが小さい場合の悪影響は、クリーニングロールの長期使用（１００，０００枚相当のプリント実行）によるクリーニング性能の低下によって発生したものであり、表面粗さが大きい場合の悪影響は、クリーニングロールの長期使用による帯電ロールへのダメージによって発生したものである。

したがって、本実施形態のクリーニングロール１０１では、樹脂層の表面粗さＲｚを５μｍ≦Ｒｚとしたことにより、クリーニングロール１０１の長期使用によるクリーニング性能の低下を抑制することができ、また、表面粗さＲｚ≦３０μｍとしたことにより、クリーニングロール１０１の長期使用による帯電ロール１４へのダメージを抑制することができる。

（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。

第３の実施形態は、第１実施形態のクリーニングロール１００を自重で帯電ロール１４に接触させるものであり、図６に示すように、本実施形態の軸受け部材１３０では、クリーニングロール１００を支持する軸受け孔１３４が上下方向を長手とした長穴とされている。クリーニングロール１００はこの軸受け孔１３４にシャフト１４Ａ端部が挿入され、回転自在に支持されるとともに、上下方向に多少移動できる自由度が与えられている。

また、帯電ロール１４に対しては、軸受け部材１３０の下端面を開口した断面逆Ｕ字状の軸受け溝１３２が形成されている。帯電ロール１４はこの軸受け溝１３２にシャフト１４Ａ端部が嵌め入れられ、軸受け部材１３０が圧縮コイルばね１２８で感光体ドラム１２側（矢印Ｄ方向）へ付勢されることにより、感光体ドラム１２に圧接しつつ、軸受け溝１３２に回転自在に当接支持されている。

このように、本実施形態の軸受け部材１３０に支持されたクリーニングロール１００は、自重による下降で（矢印Ｅ方向）、帯電ロール１４に接近しスポンジ層１００Ｂの周面を帯電ロール１４の周面に接触させているため、簡単な構成で接触荷重を低減できている。また、特にシャフト１００Ａを絶縁樹脂材料で形成したこのクリーニングロール１００では、例えば金属シャフト等の絶縁材料に比べ軽量化が可能であるため、荷重の低減効果が高められる。

図７に、上述した第１実施形態の構成において、帯電ロール１４に対するクリーニングロール１００の接触荷重（圧接力）とニップ量の関係を示す。このグラフ図に示すように、荷重の増加に伴ってクリーニングロール１００のニップ量は増加するが、帯電ロール１４に与えるダメージを抑えつつ長期にわたって良好なクリーニング性能を得るには、荷重は１Ｎ以下であることが好ましい。一方で、クリーニングロールの外径公差（製造誤差）は±０．２５ｍｍ程度あるため、これを考慮すると設計が非常に難しくなる。例えば、ニップ中心を０．１ｍｍ程度に設定した場合、外径がマイナス公差側のクリーニングロールではニップしない状態も起こり得る。

そこで、このようなニップ不良を回避するには、本実施形態のようにクリーニングロール１００を自重で帯電ロール１４に接触させる構成が有効であり、これと共に樹脂化することで、ノイズ低減と低荷重化を容易に実現することができる。

以上、本発明を上述した第１〜第３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。

例えば、上述の実施形態では、クリーニングロールのシャフト（保持部材）を絶縁樹脂材料で形成しているが、シャフトの材質これに限定されるものではなく、セラミックス等の他の絶縁性を有する材料で形成することもできる。また、帯電ロールのクリーニング手段としては、上述したような、クリーニング部材がスポンジ製や絶縁樹脂製とされた回転式のクリーニングロールに限らず、クリーニング部材がブラシ繊維からなるブラシロールやブラシクリーナー、あるいは、クリーニング部材が弾性パッドからなるパッドクリーナー等のクリーニング手段としてもよく、それらクリーニング手段の保持部材やクリーニング部材に対して本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態では、帯電ロールとクリーニングロール１００、１０１を共に軸受け部材１１０、１３０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、１３０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、感光体ドラムに接触又は近接配置された帯電ロールと、帯電ロールに圧接して従動回転するクリーニングロールとを、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構成等にも本発明を適用することができる。

また、感光体ドラム１２の上方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の斜め上方部にクリーニングロール１００、１０１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、及びクリーニングロール１００、１０１の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの下方部に帯電ロールを接触させ、その帯電ロールの下方部等にクリーニングロール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。

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、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したタンデム方式の構成に限定されるものではない。例えば、回転式現像器を用いて感光体ドラム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であっても、感光体ドラムを帯電する帯電ロールのクリーニング手段に対して本発明を適用することができる。

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。 本発明の第１の実施形態に係る帯電ロール及びクリーニングロールの支持構造の構成を示す部分断面側面図である。 本発明の第１の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正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る帯電ロール及びクリーニングロールの支持構造の構成を示す部分断面側面図である。 本発明の第３の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正面図である。 本発明の第１及び第２の実施形態に係るクリーニングロールでの帯電ロールに対する接触荷重とニップ量の関係を示すグラフ図である。

符号の説明

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（クリーニング手段）
１００Ａ シャフト（保持部材）
１００Ｂ スポンジ層（クリーニング部材）
１０１ クリーニングロール（クリーニング手段）
１０１Ｂ 樹脂層（クリーニング部材）

Claims (6)

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手段と、
   を備え、
   前記クリーニング手段は、クリーニング部材を保持する保持部材が絶縁性を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記保持部材が絶縁樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材が絶縁樹脂材料で形成されてい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。
4. 前記クリーニング部材の表面粗さＲｚが５μｍ≦Ｒｚ≦３０μｍであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記絶縁樹脂材料の体積抵抗値が１０＾14Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング手段は自重で前記帯電ロールに接触していることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。

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