JP2008090035A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成で帯電ロールの表面をクリーニングすると共に、像保持体の表面の放電生成物や外添剤を除去する。
【解決手段】感光体ドラム１５の表面の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側に、ブラシロールからなる帯電ロールクリーナ７０が設けられている。帯電ロールクリーナ７０は、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部より感光体ドラム１５の回転方向上流側に配置され、帯電ロール１６の表面に接触し、かつ、感光体ドラム１５の表面に接触している。帯電ロールクリーナ７０は、帯電ロール１６の回転に従動して回転する。
【選択図】図２

Description

本発明は、像保持体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装置、およびこのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

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、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、電力効率も良いことから、最近では主流となっている。

このような接触帯電方式では、帯電ロールを一定以上の圧力で感光体の表面に圧接しているため、感光体をクリーニングした後、感光体に残ったトナーや紙粉等の異物が帯電ロールに付着し、帯電不良の原因となる。

この対策として、帯電ロールの表面に接触させるようにクリーニング部材を設けると共に、感光体と帯電ロールとを接離させる第１接離手段と、帯電ロールとクリーニング部材とを接離させる第２接離手段とを設けた構成が開示されている。この構成では、感光体と帯電ロールが接触しているときは帯電ロールとクリーニング部材が接触し、感光体と帯電ロールが離間しているときは帯電ロールとクリーニングロールが接触又は離間する（例えば、特許文献１を参照）。

また、感光体と帯電ロールとを接離させる接離手段と、帯電ロールが感光体から離間したときに帯電ロールと接触するクリーニングロールと、帯電ロールの補助クリーニングロールとを設けると共に、帯電ロールに付着したトナーや異物と逆極性の電荷を補助クリーニングロールに印加する構成が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開平８―２２１７３号公報 特開平８―６２９４９号公報

しかし、特許文献１に記載の構成では、クリーニング部材と第１接離手段と第２接離手段とを設け、特許文献２に記載の構成では、接離手段とクリーニングロールと帯電ロールの補助クリーニングロールとを設けるため、それぞれ構成が複雑となり、装置本体の大型化、コストの増加を招いている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、安価な構成で帯電ロールをクリーニングすると共に、部品点数を増やすことなく像保持体の放電生成物や外添剤によるフィルミングの発生を抑制するクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、像保持体の表面の転写残トナーをクリーニングする像保持体クリーナよりも前記像保持体の回転方向下流側に配置され、前記像保持体の表面を接触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装置であって、前記帯電ロールと前記像保持体との接触部より前記像保持体の回転方向上流側に配置され、前記帯電ロールの表面に接触し、かつ、前記像保持体の表面に接触する回転可能な帯電ロールクリーナを備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、帯電ロールと像保持体との接触部より像保持体の回転方向上流側に帯電ロールの表面に接触する回転可能な帯電ロールクリーナが配置されており、帯電ロールクリーナによって帯電ロールの表面がクリーニングされる。また、像保持体の表面の転写残トナーをクリーニングする像保持体クリーナよりも回転方向下流側であって、帯電ロールと像保持体との接触部より回転方向上流側で、帯電ロールクリーナが像保持体の表面に接触して回転しており、帯電ロールクリーナによって像保持体の表面がクリーニングされる。その際、帯電ロールクリーナによって像保持体の表面の放電生成物や外添剤などが除去され、像保持体のフィルミングの発生が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記帯電ロールクリーナは、ブラシロールであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、ブラシロールであり、帯電ロールと像保持体の表面にそれぞれ安定して接触させることが可能である。また、構成が簡単で低コスト化が可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記帯電ロールクリーナは、スポンジロールであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、スポンジロールであり、帯電ロールと像保持体の表面にそれぞれ安定して接触させることが可能である。また、構成が簡単で低コスト化が可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記帯電ロールクリーナは、２種類以上の材質からなり、前記２種類以上の材質をそれぞれ交互にスパイラル状に配置したことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、２種類以上の材質をそれぞれ交互にスパイラル状に配置したので、帯電ロールのクリーニングに適する材質と、像保持体のクリーニング（あるいはリフレシャー）に適する材質を組み合わせることが可能となる。このため、帯電ロールのクリーニングと、像保持体のクリーニングによるフィルミングの抑制の２つの機能を両立させることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のクリーニング装置において、前記２種類以上の材質は、スポンジとブラシであることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、帯電ロールのクリーニングに適するスポンジと、像保持体のクリーニング（あるいはリフレシャー）に適するブラシを組み合わせることができる。このため、帯電ロールのクリーニングと、像保持体のクリーニングによるフィルミングの抑制の２つの機能を両立させることが可能となる。

請求項６に記載の発明に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の帯電ロールクリーナと、前記帯電ロールクリーナよりも前記像保持体の回転方向上流側に、前記像保持体の表面をクリーニングする像保持体クリーナと、を有することを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、帯電ロールの表面に接触する帯電ロールクリーナは、帯電ロールと像保持体の接触部よりも回転方向上流側で像保持体に接触している。帯電ロールクリーナよりも像保持体の回転方向上流側に像保持体クリーナが設けられており、像保持体の表面がクリーニングされた後、像保持体は帯電ロールクリーナでクリーニングされる。このため、像保持体表面の放電生成物や外添剤などが除去され、フィルミングの発生が抑制される。また、像保持体が帯電ロールクリーナによってクリーニングされた後に、帯電ロールに接触するので、帯電ロールの表面が汚れにくい。また、帯電ロールの表面は、帯電ロールクリーナによってクリーニングされる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと逆方向に回転することを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、帯電ロールとの接触部において、帯電ロールと逆方向に回転しており、帯電ロールの表面をクリーニングすることが可能である。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとのニップ量ｌと、前記帯電ロールクリーナと前記像保持体とのニップ量ｍとの関係がｍ＞ｌであり、前記帯電ロールクリーナは前記像保持体の回転に従動して回転することを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナと帯電ロールとのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナと像保持体とのニップ量ｍとの関係がｍ＞ｌであり、帯電ロールクリーナは像保持体の回転に従動して回転するので、構成が簡単であり、低コスト化で帯電ロール表面のクリーニングと、像保持体表面のトナーをクリーニングする機能を両立することが可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと同方向に回転することを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、帯電ロールとの接触部において、帯電ロールと同方向に回転しており、帯電ロールの表面をクリーニングすることが可能である。

請求項１０に記載の発明は、請求項６、請求項７又は請求項９までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとのニップ量ｌと、前記帯電ロールクリーナと前記像保持体とのニップ量ｍとの関係がｌ＞ｍであり、前記帯電ロールクリーナは前記帯電ロールの回転に従動して回転することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナと帯電ロールとのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナと像保持体とのニップ量ｍとの関係がｌ＞ｍであり、帯電ロールクリーナは帯電ロールの回転に従動して回転するので、構成が簡単であり、低コスト化が可能となる。また、帯電ロールクリーナは、像保持体との接触部で像保持体と逆方向に回転する。このため、帯電ロールクリーナは、像保持体のリフレシャーとして機能し、像保持体表面の放電生成物や外添剤などが回収され、フィルミングの発生が抑制される。

請求項１１に記載の発明は、像保持体の表面の転写残トナーをクリーニングする像保持体クリーナよりも前記像保持体の回転方向下流側に配置され、前記像保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装置であって、前記帯電ロールと前記像保持体との接触部より前記像保持体の回転方向上流側に配置され、前記帯電ロールの表面に接触し、かつ、前記像保持体と接触せずに近接した状態で配置される回転可能な帯電ロールクリーナを備え、前記帯電ロールクリーナにバイアスが印加されることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明によれば、帯電ロールの表面に接触する回転可能な帯電ロールクリーナを備えており、帯電ロールの表面がクリーニングされる。また、像保持体クリーナよりも像保持体の回転方向下流側で、帯電ロールクリーナは像保持体と接触せずに近接した状態で配置され、帯電ロールクリーナにバイアスが印加されるので、像保持体表面の放電生成物や外添剤などを電気的な力で帯電ロールクリーナに回収することが可能となる。このため、像保持体のフィルミングの発生を抑制することが可能となる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナは、導電性又は半導電性を有するスポンジロールであることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、導電性又は半導電性を有するスポンジロールであるので、バイアスの印加によって像保持体表面の放電生成物や外添剤などを回収できる共に、帯電ロールのクリーニング性が良好となる。

請求項１３に記載の発明に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項１１又は請求項１２に記載の帯電ロールクリーナと、前記帯電ロールクリーナよりも前記像保持体の回転方向上流側に、前記像保持体の表面をクリーニングする像保持体クリーナと、を有することを特徴としている。

請求項１３に記載の発明によれば、帯電ロールの表面に接触する回転可能な帯電ロールクリーナによって、帯電ロールの表面がクリーニングされる。また、像保持体クリーナよりも像保持体の回転方向下流側で、帯電ロールクリーナは像保持体と接触せずに近接した状態で配置され、帯電ロールクリーナにバイアスが印加されるので、像保持体表面の放電生成物や外添剤などを電気的な力で帯電ロールクリーナに回収することが可能となる。このため、像保持体のフィルミングの発生を抑制することが可能となる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと同方向に回転することを特徴としている。

請求項１４に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは、帯電ロールとの接触部において、帯電ロールと同方向に回転しており、帯電ロールの表面をクリーニングすることが可能となる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は請求項１４に記載の画像形成装置において、前記帯電ロールクリーナは前記帯電ロールの回転に従動して回転することを特徴としている。

請求項１５に記載の発明によれば、帯電ロールクリーナは帯電ロールの回転に従動して回転するので、構成が簡単であり、低コスト化が可能である。

本発明によれば、簡単な構成で少ない部品点数であり、低コスト化が可能となると共に、装置本体の大型化を防止できる。また、帯電ロールのクリーニングとともに像保持体表面の放電生成物や外添剤によるフィルミングを抑制でき、長期にわたって安定した画質の画像を得ることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の第１実施形態の画像形成装置１が示されている。

この画像形成装置１は、デジタルカラープリンターであり、原稿（図示省略）の露光装置やパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データは画像処理装置１２に送られ、所定の画像処理が施される。画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの露光装置１４に送られる。この露光装置１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。
画像形成装置１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、回転駆動される感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する帯電ロール１６と、感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とで構成されている。

露光装置１４は、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光装置１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

露光装置１４は、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れがある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２０によって密閉されているとともに、フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。

画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられた露光装置１４に、各色の画像データが順次出力される。露光装置１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の中間転写ベルト２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２４と、バックアップロール２８との間に一定のテンションで巻き掛けられており、図示しないモータによって回転駆動されるドライブロール２７により、図中の時計回りに所定の速度で循環駆動されるようになっている。

中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、シートとしての記録用紙３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。定着器３１は、所定の温度に加熱された加熱ロール５６と、この加熱ロール５６に圧接された加圧ロール５８とを備えている。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、加熱ロール５６と加圧ロール５８との圧接部で熱及び圧力により定着処理を受けた後、排出ロール３２によって画像形成装置１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。

記録用紙３０は、給紙カセット３４から所定のサイズのものが、給紙ローラ３５及び用紙分離搬送用のローラ対３６により用紙搬送路３７を介して、レジストロール３８まで一旦搬送され、停止される。給紙された記録用紙３０の用紙搬送路３７は、垂直方向上向きとなっている。給紙カセット３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

なお、画像形成装置１において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。この両面用搬送ユニット４０では、搬送径路４１に沿って設けられた図示しない搬送ローラ対により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送される。そして、記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。

また、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置１８は、図示しないクリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードによって感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４２によって、中間転写ベルト２５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

なお、画像形成装置１の内部の上方部には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容するトナーカートリッジ４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋがそれぞれ設けられており、各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するようになっている。

また、画像形成装置１の側面（図１中の左側面）には、任意のシートを積載可能な手差しトレイ４７が取り付けられている。この手差しトレイ４７には、シートとしての記録用紙５２がセットされ、給紙ローラ５４によって記録用紙５２が給紙され、レジストロール３８へと搬送されるようになっている。なお、記録用紙５２は、先述の記録用紙３０と種類やサイズが異なる。

図２に示すように、感光体ドラム１５は、図示しないモータにより矢印Ａ方向（反時計方向）に回転駆動されている。また、帯電ロール１６は、感光体ドラム１５の表面に接触し、感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。感光体ドラム１５の表面の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置１８よりも回転方向下流側であって、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部より回転方向上流側には、帯電ロール１６の表面をクリーニングするクリーニング装置として、帯電ロールクリーナ７０が設けられている。この帯電ロールクリーナ７０は、シャフト７０Ａに放射状に複数のブラシ毛７１が植設されたものであり、シャフト７０Ａの両端部が図示しないフレームに回転可能に支持されている。この帯電ロールクリーナ７０は、帯電ロール１６の表面に接触し、かつ、感光体ドラム１５の表面に接触するように配置されている。

図２に示すように、帯電ロールクリーナ７０と帯電ロール１６とのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナ７０と感光体ドラム１５とのニップ量ｍとの関係がｌ＞ｍに設定されており、帯電ロールクリーナ７０は帯電ロール１６の回転に従動して矢印Ｃ方向に回転するような構成となっている。すなわち、帯電ロールクリーナ７０は、帯電ロールクリーナ７０と帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と同方向に回転している。また、帯電ロールクリーナ７０は、帯電ロールクリーナ７０と感光体ドラム１５との接触部において、感光体ドラム１５と逆方向に回転している。

また、帯電ロールクリーナ７０よりも感光体ドラム１５の回転方向上流側に配置されるクリーニング装置１８には、感光体ドラム１５の表面に圧接されるクリーニングブレード６２が設けられている。このクリーニングブレード６２は、感光体ドラム１５の回転方向下流側から上流側に向けて配置されている。このクリーニングブレード６２によって、転写後に感光体ドラム１５の表面の転写残トナーが除去される。

次に、帯電ロール１６の詳細について説明する。

この帯電ロール１６は、導電性のシャフト１６Ａ上に、帯電層１６Ｂ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。

帯電ロール１６の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層１６Ｂ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１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。

この帯電ロール１６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。

シャフト１６Ａ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。

帯電ロール１６の帯電層１６Ｂ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１６Ａ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。

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。

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。

帯電層１６Ｂ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。

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。

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を用いることができ、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１６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１６の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１５との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１６と感光体ドラム１５相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。

次に、帯電ロールクリーナ７０について説明する。

帯電ロールクリーナ７０のシャフト７０Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、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もよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、帯電ロールクリーナ７０は、ブラシ毛７１を介して帯電ロール１６と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時に撓みのない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。ブラシ毛７１の材質としては、ナイロンなどの樹脂が用いられる。

次に、上記構成の画像形成装置１の作用について説明する。図２に示すように、感光体ドラム１５が矢印Ａ方向に回転し、感光体ドラム１５に接触する帯電ロール１６が感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転する。さらに、帯電ロール１６の回転に従動して帯電ロールクリーナ７０が矢印Ｃ方向に回転する。この帯電ロールクリーナ７０によって、帯電ロール１６の表面がクリーニングされる。また、感光体ドラム１５の転写残トナーを除去するクリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側に帯電ロールクリーナ７０が配置されており、帯電ロールクリーナ７０と感光体ドラム１５との接触部で、帯電ロールクリーナ７０が感光体ドラム１５の回転方向と逆方向に回転する。これによって、帯電ロールクリーナ７０が感光体ドラム１５のリフレシャーとして機能し、感光体ドラム１５の表面の放電生成物や外添剤などが回収される。このため、感光体ドラム１５の表面のフィルミングの発生を抑制できる。

このような帯電ロールクリーナ７０を設けた画像形成装置１では、少ない部品点数で構成が簡単となり、低コストで画像形成装置１の大型化を抑制できる。また、帯電ロール１６のクリーニングとともに感光体ドラム１５のフィルミングを抑制でき、長期にわたって安定した画質の画像を得ることができる。

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。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。

図３に示すように、この画像形成装置では、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側であって、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部よりも感光体ドラム１５の回転方向上流側に、帯電ロール１６の表面をクリーニングする帯電ロールクリーナ７４が設けられている。この帯電ロールクリーナ７４は、シャフト７４Ａの周囲にスポンジ層７４Ｂを備えている。この帯電ロールクリーナ７４は、帯電ロール１６の表面に接触し、かつ、感光体ドラム１５の表面に接触するように配置されている。

図３に示すように、帯電ロールクリーナ７４と帯電ロール１６とのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナ７４と感光体ドラム１５とのニップ量ｍとの関係がｌ＞ｍに設定されており、帯電ロールクリーナ７４は帯電ロール１６の回転に従動して矢印Ｃ方向に回転するような構成となっている。すなわち、帯電ロールクリーナ７４は、帯電ロールクリーナ７４と帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と同方向に回転する。

帯電ロールクリーナ７４は、スポンジ層７４Ｂを介して帯電ロール１６と適度なニップ圧力で接触するため、シャフト７４Ａは、ニップ時に撓みのない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。

スポンジ層７４Ｂ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。このスポンジ層７４Ｂ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スポンジ層７４Ｂを安価に製造できる。スポンジ層７４Ｂは、帯電ロール１６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、帯電ロール１６の表面にスポンジ層７４Ｂ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。

このような画像形成装置では、帯電ロール１６の回転に従動して帯電ロールクリーナ７４が矢印Ｃ方向に回転しており、帯電ロールクリーナ７４によって帯電ロール１６の表面がクリーニングされる。また、帯電ロールクリーナ７４と感光体ドラム１５との接触部で、帯電ロールクリーナ７４が感光体ドラム１５の回転方向と逆方向に回転し、感光体ドラム１５の表面の放電生成物や外添剤などが回収される。

このような帯電ロールクリーナ７４を設けることで、少ない部品点数で構成が簡単となり、低コスト化が可能であると共に、画像形成装置の大型化を抑制できる。また、帯電ロール１６のクリーニングとともに感光体ドラム１５のフィルミングを抑制でき、長期にわたって安定した画質の画像を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１及び第２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。

図４に示すように、この画像形成装置では、図３中に示す帯電ロールクリーナ７４に代えて、帯電ロールクリーナ８０が用いられている。この帯電ロールクリーナ８０は、シャフト８０Ａの周囲に、ブラシ部材８４とスポンジ部材８６をそれぞれ交互にスパイラル状に形成したものである。

この帯電ロールクリーナ８０では、帯電ロール１６（図３参照）のクリーニングに適するスポンジ部材８６と、感光体ドラム１５（図３参照）のクリーニング（あるいはリフレシャー）に適するブラシ部材８４とを組み合わせることができる。このため、帯電ロール１６のクリーニングと、感光体ドラム１５のクリーニングによるフィルミングの抑制の２つの機能を両立させることができる。

次に、本発明の第４実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１から第３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。

図５に示すように、この画像形成装置では、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側であって、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部よりも感光体ドラム１５の回転方向上流側に、帯電ロール１６の表面をクリーニングする帯電ロールクリーナ９０が設けられている。この帯電ロールクリーナ９０は、シャフト９０Ａの周囲に放射状に複数のブラシ毛９１が植設されたものである。ブラシ毛９１の材質として、例えばナイロンが用いられている。帯電ロールクリーナ９０は、帯電ロール１６の表面に接触し、かつ、感光体ドラム１５の表面に接触するように配置されている。

図５に示すように、帯電ロールクリーナ９０と帯電ロール１６とのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナ９０と感光体ドラム１５とのニップ量ｍとの関係がｍ＞ｌに設定されており、帯電ロールクリーナ９０は感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｄ方向に回転する構成となっている。すなわち、帯電ロールクリーナ９０は、帯電ロールクリーナ９０と感光体ドラム１５との接触部において、感光体ドラム１５と同方向に回転する。また、帯電ロールクリーナ９０は、帯電ロールクリーナ９０と帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と逆方向に回転する。

このような画像形成装置では、帯電ロールクリーナ９０は、帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と逆方向に回転しており、帯電ロールクリーナ９０によって帯電ロール１６の表面がクリーニングされる。また、帯電ロールクリーナ９０は感光体ドラム１５の回転に従動して回転し、複数のブラシ毛９１を備えているので、感光体ドラム１５の表面の放電生成物や外添剤などを回収することができる。このため、帯電ロール１６表面のクリーニングと、感光体ドラム１５表面のトナーをクリーニングする機能を両立することができる。

次に、本発明の第５実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１から第４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。

図６に示すように、この画像形成装置では、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側であって、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部よりも感光体ドラム１５の回転方向上流側に、帯電ロール１６の表面をクリーニングする帯電ロールクリーナ９４が設けられている。この帯電ロールクリーナ９４は、シャフト９４Ａの周囲にスポンジ層９４Ｂが形成されたものである。スポンジ層９４Ｂの材質として、例えば発泡ポリウレタンが用いられている。帯電ロールクリーナ９４は、帯電ロール１６の表面に接触し、かつ、感光体ドラム１５の表面に接触するように配置されている。

図６に示すように、帯電ロールクリーナ９４と帯電ロール１６とのニップ量ｌと、帯電ロールクリーナ９４と感光体ドラム１５とのニップ量ｍとの関係がｍ＞ｌに設定されており、帯電ロールクリーナ９４は感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｄ方向に回転するような構成となっている。すなわち、帯電ロールクリーナ９４は、帯電ロールクリーナ９４と帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と逆方向に回転する。

このような画像形成装置では、帯電ロールクリーナ９４は、帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と逆方向に回転しており、帯電ロールクリーナ９４によって帯電ロール１６の表面がクリーニングされる。また、帯電ロールクリーナ９４は感光体ドラム１５の回転に従動して回転しており、スポンジ層９４Ｂによって、感光体ドラム１５の表面の放電生成物や外添剤などを回収することができる。このため、帯電ロール１６表面のクリーニングと、感光体ドラム１５表面のトナーをクリーニングする機能を両立することができる。

次に、本発明の第６実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１から第５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。

図７に示すように、この画像形成装置では、クリーニング装置１８よりも感光体ドラム１５の回転方向下流側であって、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との接触部よりも感光体ドラム１５の回転方向上流側に、帯電ロール１６の表面をクリーニングする帯電ロールクリーナ１００が設けられている。この帯電ロールクリーナ１００は、金属製のシャフト１００Ａの周囲に導電性のスポンジ層１００Ｂが形成されたものである。スポンジ層１００Ｂの材質として、例えばカーボンブラックなどの導電性粉を混合した導電性の発泡ポリウレタンが用いられている。帯電ロールクリーナ１００は、感光体ドラム１５の表面に接触せずに近接対向するように配置されており、帯電ロール１６の表面に接触している。

帯電ロールクリーナ１００は帯電ロール１６の回転に従動して矢印Ｃ方向に回転するような構成となっている。すなわち、帯電ロールクリーナ１００は、帯電ロールクリーナ１００と帯電ロール１６との接触部において、帯電ロール１６と同方向に回転する。

また、帯電ロールクリーナ１００のシャフト１００Ａには、バイアスを印加する電源１０２が接続されている。感光体ドラム１５上の転写残トナーは、転写工程後なので逆バイアスに帯電している。このため、帯電ロールクリーナ１００と帯電ロール１６とのバイアスを同電位にしておくことで、帯電ロールクリーナ１００のバイアスによって、感光体ドラム１５上の転写残トナーを回収することが可能となる。

帯電ロールクリーナ１００の周面と感光体ドラム１５の周面との間隔は、１００μｍから２ｍｍの範囲に設定されている。この間隔が１００μｍ以下の場合、取り付け誤差や帯電ロールクリーナ１００等の外周振れによって感光体ドラム１５との間に接触する部分が生じ、本構成を維持することが困難である。また、この間隔が２ｍｍ以上の場合、残存した転写残トナーを効率的に回収することが困難となる。

このような画像形成装置では、帯電ロールクリーナ１００にバイアスが印加されるので、感光体ドラム１５の表面の転写残トナーや、放電生成物、外添剤などを電気的な力で帯電ロールクリーナ１００に回収することができる。このため、感光体ドラム１５のフィルミングの発生を抑制することができる。また、スポンジ層１００Ｂを備えた帯電ロールクリーナ１００を設けることで、帯電ロール１６のクリーニング性が良好となる。また、帯電ロールクリーナ１００は帯電ロール１６の回転に従動して回転するので、構成が簡単であり、低コスト化が可能であり、画像形成装置の大型化を抑制できる。

なお、帯電ロールクリーナ１００に代えて、ブラシロールからなる帯電ロールクリーナを設けることも可能である。

なお、上記実施形態の画像形成装置１は、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たが、この構成に限定するものではない。例えば、４色の現像器を配置した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サイクル繰り返して行う画像形成装置であっても、本発明を適用することが可能である。

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１に示す画像形成装置で用いられる帯電ローラクリーナ付近を示す構成図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置で用いられる帯電ロールクリーナ付近を示す構成図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置で用いられる帯電ロールクリーナを示す側面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置で用いられる帯電ロールクリーナ付近を示す構成図である。 本発明の第５実施形態に係る画像形成装置で用いられる帯電ロールクリーナ付近を示す構成図である。 本発明の第６実施形態に係る画像形成装置で用いられる帯電ロールクリーナ付近を示す構成図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１５ 感光体ドラム（像保持体）
１６ 帯電ロール
１６Ａ シャフト
１６Ｂ 帯電層
１８ クリーニング装置（像保持体クリーナ）
６２ クリーニングブレード
７０ 帯電ロールクリーナ
７０Ａ シャフト
７１ ブラシ毛
７４ 帯電ロールクリーナ
７４Ａ シャフト
７４Ｂ スポンジ層
８０ 帯電ロールクリーナ
８０Ａ シャフト
８４ ブラシ部材
８６ スポンジ部材
９０ 帯電ロールクリーナ
９０Ａ シャフト
９１ ブラシ毛
９４ 帯電ロールクリーナ
９４Ａ シャフト
９４Ｂ スポンジ層
１００ 帯電ロールクリーナ
１００Ａ シャフト
１００Ｂ スポンジ層
１０２ 電源

Claims (15)

1. 像保持体の表面の転写残トナーをクリーニングする像保持体クリーナよりも前記像保持体の回転方向下流側に配置され、前記像保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装置であって、
   前記帯電ロールと前記像保持体との接触部より前記像保持体の回転方向上流側に配置され、前記帯電ロールの表面に接触し、かつ、前記像保持体の表面に接触する回転可能な帯電ロールクリーナを備えることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記帯電ロールクリーナは、ブラシロールであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記帯電ロールクリーナは、スポンジロールであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
4. 前記帯電ロールクリーナは、２種類以上の材質からなり、前記２種類以上の材質をそれぞれ交互にスパイラル状に配置したことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
5. 前記２種類以上の材質は、スポンジとブラシであることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 像保持体と、
   前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の帯電ロールクリーナと、
   前記帯電ロールクリーナよりも前記像保持体の回転方向上流側に、前記像保持体の表面をクリーニングする像保持体クリーナと、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと逆方向に回転することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとのニップ量ｌと、前記帯電ロールクリーナと前記像保持体とのニップ量ｍとの関係がｍ＞ｌであり、
   前記帯電ロールクリーナは前記像保持体の回転に従動して回転することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと同方向に回転することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとのニップ量ｌと、前記帯電ロールクリーナと前記像保持体とのニップ量ｍとの関係がｌ＞ｍであり、
    前記帯電ロールクリーナは前記帯電ロールの回転に従動して回転することを特徴とする請求項６、請求項７又は請求項９までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 像保持体の表面の転写残トナーをクリーニングする像保持体クリーナよりも前記像保持体の回転方向下流側に配置され、前記像保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装置であって、
    前記帯電ロールと前記像保持体との接触部より前記像保持体の回転方向上流側に配置され、前記帯電ロールの表面に接触し、かつ、前記像保持体と接触せずに近接した状態で配置される回転可能な帯電ロールクリーナを備え、前記帯電ロールクリーナにバイアスが印加されることを特徴とするクリーニング装置。
12. 前記帯電ロールクリーナは、導電性又は半導電性を有するスポンジロールであることを特徴とする請求項１１に記載のクリーニング装置。
13. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、
    請求項１１又は請求項１２に記載の帯電ロールクリーナと、
    前記帯電ロールクリーナよりも前記像保持体の回転方向上流側に、前記像保持体の表面をクリーニングする像保持体クリーナと、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 前記帯電ロールクリーナと前記帯電ロールとの接触部において、前記帯電ロールクリーナは、前記帯電ロールと同方向に回転することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記帯電ロールクリーナは前記帯電ロールの回転に従動して回転することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の画像形成装置。

Images