JP3722208B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電ローラ等の帯電装置を感光体に接触させてこの感光体を帯電し、帯電した感光体上に静電潜像を形成することで画像を形成する画像形成装置の技術分野に属し、特に、帯電装置の帯電部材を清掃部材によって清掃するようになっている画像形成装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
静電複写機やプリンタ等の画像形成装置は感光体を帯電する帯電装置を備えており、この帯電装置として、従来、コロナ帯電が広く利用されている。しかし、このコロナ帯電はオゾンや窒素酸化物が発生して感光体などの表面に付着するので、画像欠陥を起こすという問題がある。
【０００３】
そこで、帯電装置として、電圧を印加した例えばウレタンゴム等からなる帯電部材を感光体に接触させて感光体を帯電させるという接触帯電方式が、例えば特開昭６３−１４９６６８号公報において提案されている。このような接触帯電方式の帯電によれば、前述のコロナ帯電で発生する問題が解消される。
しかしながら、接触帯電方式は帯電部材が感光体に接触していることから、クリーニング装置からすり抜けた感光体上のトナーや現像器から飛散したトナー等の異物が帯電部材の表面に付着してしまう。このため、感光体の帯電不良が引き起こされ、画像劣化が発生してしまう。
【０００４】
このようなことから、帯電部材の表面に付着したトナー等の異物を取り除くための清掃部材を備えた画像形成装置が、従来から種々提案されている。このような画像形成装置の清掃部材は常時帯電部材に接触していると、帯電部材の表面が傷ついて帯電不良を起こしてしまうので帯電部材に対して離接可能に設けられている。そして、この清掃部材は、帯電部材を清掃するときのみこの帯電部材に接触され、帯電部材を清掃しないときには帯電部材から離間された状態に設定されるようになっている。その場合、帯電部材の清掃は一般的に定期的に行われるようになっており、したがって清掃部材の離接動作も定期的に行われている。この清掃部材を備えた画像形成装置によれば、帯電部材の表面が清掃され、感光体の帯電が良好になる。
【０００５】
このような帯電部材に対して清掃部材を離接動作を実施するタイミングとして、特開平６−３９３０号公報には帯電部材が回転しているときに、離接動作を実施する方法が開示されており、また、特許第２８５３２０８号公報には、帯電部材の回転と離接動作とを同時に実施する方法が開示されている。更に、帯電部材に対する清掃部材の離接の動作方法としては、従来のほとんどの画像形成装置では、清掃部材を帯電部材の径方向に移動させるようにしている。
また、清掃部材の離接動作を実施しなく、清掃部材を単に帯電部材の軸方向に往復動させながら、帯電部材を清掃する方法も、例えば特開平７−１１０６１８号公報や特開平７−１３４４７４号公報において提案されている。
【０００６】
一方、帯電部材の清掃部材としては、例えば特開平７−１６８４２２号公報等に開示されているようにブラシが用いられており、このブラシにより、帯電ローラの表面を傷つけることなく、かつ清掃部材の当接圧の調整も必要とせずに、帯電ローラの表面のすじ汚れによる帯電むらの発生が防止されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、帯電部材の清掃を繰り返すことにより、清掃部材中に除去したトナーが徐々に蓄積される。このトナーが蓄積された清掃部材を、特開平６−３９３０号公報に開示されているように回転している帯電部材に当接させるか、あるいは特許第２８５３２０８号公報に開示されているように清掃部材の離接動作と同時に帯電部材を回転させるかした場合、帯電部材に対して清掃部材が当接する瞬間あるいは離れる瞬間に、清掃部材が帯電部材の回転により叩かれてしまうおそれが考えられる。このように清掃部材が帯電部材の回転で叩かれると、清掃部材に蓄積されたトナーが飛散してしまう。そして、この飛散したトナーにより、感光体等が収容されたプロセスカートリッジ内あるいは画像形成装置本体内が汚染されて、画質の劣化を招いてしまう。
【０００８】
更に、清掃部材の離接機構を有する帯電部材の清掃装置においては、帯電部材から清掃部材が離れるときに、帯電部材と清掃部材とが接するニップ部に堆積しているトナーによって、帯電部材上にいわゆる離間すじが発生してしまうことがあるが、この離間すじによって、次のような問題が生じる。すなわち、
(1) 離間すじの一部が帯電部材上に帯電部材の回転方向に対してすじ状に残るばかりでなく、清掃部材の離接動作が径方向であるため、常時同一の個所がすじ状になってしまい、帯電不良の原因になる。
(2) 離間すじの一部のトナーは感光体に移動するが、他の一部のトナーは帯電部材の下に零れ落ちて離接動作の度毎に堆積し、プロセスカートリッジ内やさらには画像形成装置内を汚染し、画像形成装置の品質を劣化させる。
【０００９】
そこで、本出願人はこのような問題を解決した画像形成装置を特許出願している（特願平１１−１９５９５３号）。この特許出願の画像形成装置では、清掃部材が帯電部材に対して軸方向に移動しながら当接するようになっている。
【００１０】
ところで、この特許出願のような画像形成装置における帯電部材の清掃部材としてブラシを用いることが考えられる。しかし、ブラシはその製造工程に起因して、そのブラシ植毛が帯電部材に垂直に当接したとき倒れやすい方向と倒れにくい方向とが存在する。つまり、ブラシ植毛はブラシの長手方向に延びる部材に垂直にかつブラシの長手方向全体にわたって均一に当接されて荷重を加えられたとき、ほぼ一方向に倒れる倒れ習性を有している。例えば、図４（ａ）に示すように清掃部材１０を多数のブラシ植毛１０ａからなるブラシで形成し、これらのブラシ植毛１０ａを荷重がかからない自由状態では支持部材１１に垂直に直立するように支持させた状態で、これらのブラシ植毛１０ａをブラシの長手方向に延びる部材αに垂直にかつブラシの長手方向全体にわたって均一に当接させてブラシ植毛１０ａに荷重を加えたとき、図４（ｂ）に示すようにブラシ植毛１０ａは支持部材１１に対して左方向に倒れる倒れ方向Ｂとなるか、あるいは図４（ｃ）に示すように右方向に倒れる倒れ方向Ｃとなるかのいずれか一方向に倒れるという倒れ習性を有している。
【００１１】
このように、ブラシ植毛の倒れ習性がブラシによって種々異なると、ブラシの倒れ方によっては、帯電部材へのブラシの当接荷重が異なって不安定になりやすい。このため、清掃むらが発生して清掃能力が低下してしまう。このため、帯電部材の清掃が十分行われなくなり、前述と同様に帯電むらが生じて帯電能力が低下し、画質が著しく劣化しするという問題がある。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブラシの持つ倒れ習性を考慮して、より効果的に帯電部材の清掃を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、静電潜像が形成される感光体と、この感光体に接触して感光体を帯電する帯電部材と、この帯電部材に対して離接可能に設けられて前記帯電部材を清掃する清掃部材とを少なくとも備え、前記清掃部材を前記帯電部材に当接させた状態で前記帯電部材を回転させることで前記帯電部材の清掃を行うようになっている画像形成装置において、前記清掃部材が多数のブラシ植毛からなるブラシで形成されており、前記ブラシ植毛が自由状態で前記ブラシの長手方向にわたって均一にかつ垂直に荷重をかけたとき一方向に倒れる倒れ習性を有しており、前記帯電部材に対する前記清掃部材の離接動作方向が、前記帯電部材の軸線方向に移動する成分を有する斜め方向に設定されているとともに、前記清掃部材のブラシ植毛の前記倒れ習性による倒れ方向が、前記清掃部材が前記帯電部材に当接する際の前記軸線方向の移動成分の方向と同方向に設定されていることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
このように構成された本発明の画像形成装置においては、帯電部材の清掃のため清掃部材のブラシが帯電部材の軸線方向に移動する成分を有する斜め方向に移動して帯電部材に当接するとき、ブラシのブラシ植毛がその倒れ習性による倒れ方向に逆らってブラシが帯電部材に当接する際の軸線方向の移動成分の方向とは逆の方向に倒れるようになる。このようにブラシ植毛が帯電部材に当接する際の軸線方向の移動成分の方向とは逆の方向、つまりその倒れ習性である倒れ方向とは逆方向に倒れる場合は、ブラシ植毛が抵抗しながら倒れ習性による倒れ方向とは逆方向に小さく倒れるようになる。したがって、ブラシ植毛は帯電部材に対してこれに付着しているトナー等の異物が取れる方向に当たるため、帯電部材からトナー等の異物を削り取るようになり、クリーニング能力（清掃能力）が高くなる。
【００１５】
また、この清掃部材による帯電部材の清掃が終了すると、ブラシは帯電部材から元の方向へ、軸線方向の移動成分の方向に対して斜めに離間するが、このとき、ブラシ植毛が帯電部材の軸線方向に移動する成分を有する斜め方向に移動して離間する方向、つまりブラシ植毛の倒れ習性による倒れ方向とは逆方向に小さく倒れているので、元に復帰するための弾性復元力が小さくなっている。このため、ブラシ植毛は帯電部材からの離間時に、清掃後にも帯電部材に付着しているトナー等の異物をはじき飛ばすことがないので、装置を汚さない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例が適用されたフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図、図２はこの例の清掃部材と帯電部材との関係を模式的に示す図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、感光体（以下、ＯＰＣともいう）２、帯電装置３、露光装置４、現像装置５、中間転写装置６、およびクリーニング装置７を備えているとともに、図示しないが中間転写装置６の転写ベルト６ａに転写された中間転写画像を転写紙等の転写材に転写する転写装置および転写材に転写された転写画像を定着する定着装置を備えている。
【００１７】
帯電装置３、露光装置４、現像装置５、中間転写装置６、およびクリーニング装置７は、従来の画像形成装置と同様にＯＰＣ２の周囲にこれらの順に図において時計回りに配設されている。
この例の画像形成装置１における帯電装置３は、図２に示すようにＯＰＣ２に接触してこのＯＰＣ２を帯電するための帯電ローラ等の帯電部材９、この帯電部材９に対して離接可能とされ、帯電部材９と接触時にその表面を清掃する清掃部材１０、および図に矢印で示すように上下左右方向、つまり帯電部材９の回転軸９ａの軸方向かつ帯電部材９の径方向に斜めに移動可能に設けられ、清掃部材１０を保持する保持部材１１を備えている。したがって、清掃部材１０も帯電部材９の回転軸９ａの軸方向かつ帯電部材９の径方向に斜めに移動可能であり、つまり清掃部材１０は図２において斜め右下方向に移動して帯電部材９の帯電部９ｂに当接可能であり、また元の方向の斜め左上方向に移動して帯電部材９から離間可能になっている。
【００１８】
この清掃部材１０および支持部材１１は、図１に示すように支持部材１１の長手方向に設けられた一対のばね１３,１４のばね力で帯電部材９に当接するようになっているとともに、帯電部材９の長手方向に延設された図示しないカム部材で帯電部材９から離間するようになっている。清掃部材１０を帯電部材９に対して離接させるため、カム部材を駆動する駆動手段は適宜の手段を用いることができ、ここではこの駆動手段の説明は省略する。
【００１９】
前述の図４に示すブラシと同様に、この例の清掃部材１０は多数のブラシ植毛１０ａからなるとともに、各ブラシ植毛１０ａはこれらのブラシ植毛１０ａに荷重が加えられない自由状態では保持部材１１に対して垂直に直立して植毛されている。そして、これらのブラシ植毛１０ａは長手方向の部材に垂直に当接されたとき、一方向つまり図４（ｃ）に示す場合と同様に右方向に倒れやすい倒れ習性を有している。
そして、この例の画像形成装置１では、図３（ａ）に点線で示すように清掃部材１０のブラシが帯電部材９に対し当接、離間する離接方向である斜め右下方向Ａ、つまり清掃部材１０の帯電部材９の軸線方向に移動する成分を有する斜め離接方向と、ブラシ植毛１０ａが倒れ習性による倒れ方向Ｃとが互いに同方向になるように設定されている。すなわち、清掃部材１０の離接方向Ａの傾斜方向と倒れ方向Ｃの傾斜方向とが互いに逆方向に設定される。
【００２０】
このように清掃部材１０のブラシを設けることにより、図３（ａ）に示すように帯電部材９の清掃のため清掃部材１０が斜め右下方向に移動して帯電部材９に当接方向Ａで当接するとき、図３（ｂ）に示すように清掃部材１０のブラシ植毛１０ａはその当接時に加えられる当接方向Ａの荷重によりその倒れ習性による倒れ方向Ｃに逆らってブラシの帯電部材９への当接方向Ａとは逆の方向Ｂに倒れるようになる。このようにブラシ植毛１０ａがブラシの帯電部材９への当接方向Ａとは逆の方向、つまりその倒れ習性による倒れ方向Ｃとは逆方向Ｂに倒れる場合は、ブラシ植毛１０ａが抵抗しながら倒れ習性による倒れ方向とは逆方向に小さく倒れるようになる。
【００２１】
したがって、ブラシ植毛１０ａは帯電部材９に対してこれに付着しているトナー等の異物が取れる方向に当たるため、帯電部材９からトナー等の異物を削り取るようになり、クリーニング能力が高くなる。また、この清掃部材１０による帯電部材９の清掃が終了すると、ブラシは帯電部材９から元の方向Ａへ斜めに離間するが、このとき、ブラシ植毛１０ａがブラシの離間方向Ａ、つまりブラシ植毛１０ａの倒れ習性による倒れ方向Ｃとは逆方向Ｂに小さく倒れているので、元に復帰するための弾性復元力が小さくなっている。このため、ブラシ植毛１０ａは帯電部材９からの離間時に、清掃後にも帯電部材９に付着しているトナー等の異物をはじき飛ばすことがないので、装置内を汚すようなことはない。
【００２２】
現像装置５は、従来のフルカラーの画像形成装置の現像器と同様に、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器２８,２９,３０,３１を備えており、これらの各現像器２８,２９,３０,３１はＯＰＣの外周に沿って配設されている。その場合、各色の現像器２８,２９,３０,３１の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。なお、以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器２８,２９,３０,３１が配設されているものとする。
【００２３】
クリーニング装置７も、従来のフルカラーの画像形成装置と同様にクリーナハウジング３２およびクリーニングブレード３３を備えている。その場合、クリーナハウジング３２は、図示のようにプロセスカートリッジ８の枠体８ａと一体に形成されている。なお、クリーナハウジング３２はプロセスカートリッジ８の枠体８ａと別体に形成し、このプロセスカートリッジ８に取り付けるようにすることもできる。
【００２４】
このように、この例の画像形成装置１では、ＯＰＣ２、帯電部材９、帯電部材９の清掃部材１０、現像装置５、およびクリーニング装置７が、１つのプロセスカートリッジ８の枠体８ａ内に収容されている（なお、図１には現像装置５およびクリーニング装置７がプロセスカートリッジ８の枠体８ａ内に収容されていることが示されていないが、これらはこの例でも従来と同様の方法でプロセスカートリッジ８の枠体８ａ内に収容されている）。
【００２５】
このように構成されたこの例の画像形成装置１の作動について説明する。
まず、通常時は、清掃部材１０は図５に示す離間位置に設定されて帯電部材９から離間している。画像形成にあたり、従来の一般的な画像形成装置と同様に帯電部材９でＯＰＣ２の表面に帯電させた後、露光装置４で画像がＯＰＣ２上の帯電された部分に静電潜像として露光される。そして、このＯＰＣ２上の静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器２８,２９,３０,３１で順に現像されて可視像化され、更に、ＯＰＣ２上の現像画像が中間転写装置６に一次転写されて転写装置（不図示）に送られ、この転写装置で色合わせが行われて転写材（不図示）に転写された後、定着装置（不図示）で定着することにより、転写材上に所望の画像が得られるようになる。
【００２６】
そして、現像画像が転写材に転写された後、ＯＰＣ２上に残留する残余トナーはクリーニング装置７のクリーニングブレード３３によって除去され、クリーナハウジング３２に収容される。こうして、画像形成装置１により、画像形成が終了し、ＯＰＣ２が除電された後、次の画像形成のため、ＯＰＣ２が帯電部材９によって再び帯電され、以下同様の画像形成工程が行われる。
【００２７】
ところで、転写後、ＯＰＣ２上に残留する残余トナーはクリーニングブレード３３によってＯＰＣ２から除去されてクリーナハウジング３２に収容されるようになっているが、その一部は除去されずに、クリーニングブレード３３をすり抜けて帯電部材９の方へ移動し、この帯電部材９に付着するようになる。また、所定期間画像形成が行われている間に現像器から飛散したトナーも帯電部材９に付着する場合や、ＯＰＣ２周辺の飛び散っているちりやほこりが帯電部材９に付着する場合がある。このため、この例の画像形成装置１では、定期的に清掃工程を行い、帯電部材９に付着した異物が清掃部材１０によって除去される。
【００２８】
この清掃工程では、まず前述のように清掃部材１０が帯電部材９に当接される。この状態で、帯電部材９が回転されて、帯電部材９に付着したトナー等の異物が清掃部材１０によって除去される。このとき、前述のように清掃部材１０のブラシ植毛１０ａが帯電部材９に対してこれに付着しているトナー等の異物が取れる方向に当たっていてクリーニング能力が高くなっているので、帯電部材９からトナー等の異物を効果的に削り取るようになる。清掃部材１０によって除去された異物は、プロセスカートリッジ８内のクリーナハウジング３２内に収容されるか、プロセスカートリッジ８内にクリーナハウジング３２とは別に収容部を設けた場合はその収容部に収容される。
帯電部材９が所定時間回転されると、帯電部材９の回転が停止され、清掃部材１０が元の方向に移動されて帯電部材９から離間される。この清掃部材１０の帯電部材９からの離間時に、ブラシ植毛１０ａは前述のようにその弾性復元力が小さくなっているため、清掃後にも帯電部材９に付着しているトナー等の異物をはじき飛ばすことがないので、装置を汚さない。こうして、清掃部材１０による帯電部材９の清掃工程が終了する。清掃後にも帯電部材９にいまだ付着しているトナー等の異物の一部は、帯電部材９の回転でＯＰＣ２の方へ搬送されてこのＯＰＣ２に移動し、更にＯＰＣ２に移動した異物はクリーニング装置７によって除去される。
【００２９】
この例の画像形成装置１によれば、清掃部材１０に用いられるブラシのブラシ植毛１０ａの倒れ習性を効果的に利用し、帯電部材９に対するブラシの離接方向とブラシ植毛１０ａの倒れ習性による倒れ方向とを同方向になるように設定しているので、ブラシ植毛１０ａを帯電部材９に対してこれに付着しているトナー等の異物が取れる方向に当接させることができ、クリーニング能力を高めることができる。また、清掃部材１０の帯電部材９への当接時にはブラシ植毛１０ａの弾性復元力を小さくして、ブラシ植毛１０ａの帯電部材９からの離間時に、清掃後にも帯電部材９に付着しているトナー等の異物をはじき飛ばさないようにしているので、装置が汚れるのを防止できる。
【００３０】
このようにして、ブラシからなる清掃部材１０による帯電部材９の清掃を、より確実にかつより十分に行うことができる。したがって、帯電部材９の表面のすじ汚れによる帯電むらの発生を防止でき、画質の劣化を防止して画質をより一層向上させることができる。
【００３１】
なお、前述の例の画像形成装置１では、本発明をフルカラーの画像形成装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも感光体、この感光体を帯電する帯電部材、およびこの帯電部材の清掃部材を少なくとも備える画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、清掃部材であるブラシの帯電部材の軸線方向に移動する成分を有する斜め離接方向と、ブラシ植毛の倒れ習性による倒れ方向とを同方向に設定しているので、ブラシ植毛を帯電部材に対してこれに付着しているトナー等の異物が取れる方向に当接させることができ、クリーニング能力を高めることができる。また、清掃部材の帯電部材への当接時にはブラシ植毛の弾性復元力を小さくなるようにして、ブラシ植毛の帯電部材からの離間時に、清掃後にも帯電部材に付着しているトナー等の異物をはじき飛ばさないようにしているので、装置の汚れを防止できる。
【００３３】
このようにして、清掃部材の清掃能力を向上することができ、帯電部材の清掃をより確実にかつより十分に行うことができる。したがって、帯電部材の表面のすじ汚れによる帯電むらの発生を防止でき、画質の劣化を防止して画質をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例が適用されたフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図である。
【図２】 この例の清掃部材と帯電部材との関係を模式的に示す図である。
【図３】 この例の清掃部材のブラシが帯電部材に離接動作する斜め右下方向と、ブラシ植毛が倒れ習性による倒れやすい左方向とを示す図である。
【図４】 従来の清掃部材に用いられるブラシを示し、（ａ）は自由状態のブラシ植毛を示す図、（ｂ）はブラシ植毛が倒れ習性により左方向に倒れた状態を示す図、（ｃ）はブラシ植毛が倒れ習性により右方向に倒れた状態を示す図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…感光体（ＯＰＣ）、３…帯電装置、４…露光装置、５…現像装置、６…中間転写装置、７…クリーニング装置、８…プロセスカートリッジ、８ａ…プロセスカートリッジ８の枠体、９…帯電部材、１０…清掃部材、１０ａ…ブラシ植毛、１１…保持部材、１３,１４…ばね

Claims (1)

1. 静電潜像が形成される感光体と、この感光体に接触して感光体を帯電する帯電部材と、この帯電部材に対して離接可能に設けられて前記帯電部材を清掃する清掃部材とを少なくとも備え、前記清掃部材を前記帯電部材に当接させた状態で前記帯電部材を回転させることで前記帯電部材の清掃を行うようになっている画像形成装置において、
   前記清掃部材は多数のブラシ植毛からなるブラシで形成されており、前記ブラシ植毛は自由状態で前記ブラシの長手方向にわたって均一にかつ垂直に荷重をかけたとき一方向に倒れる倒れ習性を有しており、
   前記帯電部材に対する前記清掃部材の離接動作方向は、前記帯電部材の軸線方向に移動する成分を有する斜め方向に設定されているとともに、前記清掃部材のブラシ植毛の前記倒れ習性による倒れ方向が、前記清掃部材が前記帯電部材に当接する際の前記軸線方向の移動成分の方向と同方向に設定されていることを特徴とする画像形成装置。

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