JP4967480B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に、回転駆動される像担持体の表面を帯電させる帯電ロールを清掃するクリーニング装置と、そのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置の帯電装置として、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触又は極近接させて像担持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、電源効率もよいことから、最近では主流となっている。

このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電ロールが像担持体に常時接触又は極近接しているため、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。すなわち、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、帯電工程の領域へと進入してくるが、この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の原因となり、帯電均一性を悪化させてしまう。

このような問題を改善させるための技術として、帯電ロールの表面にシート状のフィルムやスポンジを当接させ、帯電ロール表面の汚れを掻き落とすようなクリーニング方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このような接触式のクリーニング装置では、帯電ロールとクリーニング部材が常時接触しているため、画像形成装置の出荷段階における長時間の保管時や、装置を使用していない時間などが長く続くと、帯電ロールへのクリーニング部材の押圧力によって、そのクリーニング部材の表面に変形が生じてしまう。このような変形は、装置使用時に、帯電ロールへのクリーニング部材の押圧力の不足を招き、それによって、クリーニング不良を引き起こし、プリント上の画像欠陥につながってしまう。

このような問題を解決するために、帯電ロールとクリーニング部材との間に離接機構を備え、両者を常時接触ではなく、清掃時のみに接触させる構成が考えられるが、一般に離接機構は装置の大型化や複雑化が問題となる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−２４６７５号公報 特開平５−２９７６９０号公報

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、帯電ロールに接触してその表面を清掃するクリーニング部材において、例えば、装置が出荷から設置されるまでの間のように、長時間帯電ロールに対してクリーニング部材が押圧した状態が続くことによって起きるクリーニング部材の変形、更にはクリーニング不良を防止することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置は、次の構成をとる。
（１）画像を担持する像担持体を帯電させる帯電ロールに接触するとともに、該帯電ロールの周方向に沿って、少なくとも第１の位置と第２の位置とに移動可能とされ、前記帯電ロールの表面を清掃するクリーニング部材と、少なくとも前記第１の位置及び前記第２の位置において、前記クリーニング部材を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材と前記帯電ロールとの距離は、前記第１の位置の方が前記第２の位置よりも大きく設定され、前記第１の位置よりも、前記第２の位置の方が、前記帯電ロールと前記クリーニング部材の接触部における前記クリーニング部材の圧縮量が大きいことを特徴とするクリーニング装置。
（２）前記クリーニング部材は、前記帯電ロールの回転力を受けて、前記第１の位置から前記第２の位置に移動することを特徴とする（１）に記載のクリーニング装置。
（３）前記クリーニング部材は、前記帯電ロールの停止又は逆転に伴って、前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを特徴とする（１）又は（２）に記載のクリーニング装置。
（４）前記クリーニング部材を前記第２の位置から前記第１の位置に向かう方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする（１）〜（３）の何れか１に記載のクリーニング装置。
（５）（１）〜（４）の何れか１に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、例えば、画像形成装置の出荷段階や、装置の未使用時における帯電ロールに対するクリーニング部材の長時間の接触によって、これらの部材が変形することを防止でき、それによって生じる画像欠陥を低減することが可能となる。

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で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１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が設けられており、この像担持体１２は、例えば表面に有機光導電体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、図示しないモーターにより、図中の矢印Ａ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。

像担持体１２のほぼ真上には、像担持体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、更に像担持体１２の上方には、帯電装置により帯電された像担持体１２の表面にレーザー光Ｌを照射して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。

像担持体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、像担持体１２上に形成された静電潜像をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像に現像する現像ロール１６（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）が設けられている。

像担持体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、更に中間転写ベルト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。この像担持体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。

像担持体１２の左側方には、一次転写後に像担持体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ーとしてのクリーニング手段が隣接配置されており、そのクリーニング手段には、像担持体１２の外周面に圧接し、像担持体１２の回転方向と反対方向に回転駆動して像担持体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、像担持体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により像担持体１２上のトナー像がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に重ねられて一次転写され、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ー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と、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。

（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について説明する。画像形成装置１０に画像形成信号が入力され、像担持体１２が回転駆動すると、像担持体１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転し、像担持体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。続いて像担持体１２の表面には、画像形成信号に基づいて露光装置１３からレーザー光Ｌが照射される。このレーザー光Ｌにより、像担持体１２の表面が露光され、静電潜像が形成される。

像担持体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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）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に重ねられて一次転写される。また、一次転写後に像担持体１２上に残留する転写残トナーは、ブラシロール２０によって擦り取られて除去される。

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ー３８によって擦り取られて除去される。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。

（帯電ロールとクリーニング装置の構成）
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を清掃するクリーニング装置１００について詳細に説明する。図２で示すように、像担持体１２の上方部には、像担持体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。更に、帯電ロール１４の上部には、帯電ロール１４の表面に接触し、軸方向に延設されたクリーニング装置１００が設けられている。

帯電ロール１４は、上述したように、像担持体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重畳したものが印加され、像担持体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。更に、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、ロール形状の他、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が用いられ、更に、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−Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２−Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２、ＺｎＯ−ＴｉＯ_２、ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯ−ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、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よい。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種又は２種以上を混合してもよい。

抵抗層及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、更に好ましくは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、更に好ましくは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（商標）、エトキシメチル化ナイロン（商標）、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種又は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材や、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種又は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。

（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る帯電ロール１４のクリーニング装置１００について説明する。図３に示す通り、本実施形態に係るクリーニング装置１００は、帯電ロール１４の軸方向（図３の紙面に対して垂直な方向）に亘って配設されている。ここで、クリーニング装置１００は、帯電ロール１４に接触し、その表面を清掃する弾性体からなるクリーニング部材１０８と、クリーニング部材１０８が固定される固定部材１０７と、クリーニング部材１０８及び固定部材１０７を支持する支持部材１０５と、固定部材１０７と支持部材１０５との間に配設される圧縮バネ等の付勢部材１０６とから構成される。

クリーニング部材１０８は、発泡弾性体で形成された矩形状の部材であり、固定部材１０７は、樹脂材料で形成された矩形状の部材であって、これらが面同士を重ねて接合されている。また、固定部材１０７の軸方向両端部に付勢部材１０６が接合されている。なお、固定部材１０７の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの材料を採用することができる。また、クリーニング部材１０８は、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。

ここで、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）及び整泡剤（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・撹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。

また、支持部材１０５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。

次に、本実施形態におけるクリーニング装置１００の作用について説明する。図３は画像形成装置１０が停止している場合のクリーニング装置１００の配置状態を示している。すなわち、像担持体１２及び帯電ロール１４は何れも回転せず、停止状態である。この場合、クリーニング部材１０８は、図３で示すように、支持部材１０５における第１の位置としての待機位置１０５Ａで静止している。この待機位置１０５Ａでは、クリーニング部材１０８は、帯電ロール１４に対して接触する接触部における圧縮量が小さい状態で、その帯電ロール１４に接触しており、両者の間に変形が生じることはない。

なお、本発明の圧縮量とは、クリーニング部材１０８が帯電ロール１４との接触によって圧縮した場合における、接触前の自由状態からの圧縮量を意味し、例えば図１０で示すように、クリーニング部材１０８が帯電ロール１４に対して食い込まれた食い込み量ｄに相当するものである。

また、付勢部材１０６の伸縮方向において、クリーニング部材１０８と帯電ロール１４との間に生じる摩擦力Ｆ１と、固定部材１０７と支持部材１０５との間に生じる摩擦力Ｆ２と、付勢部材１０６が有する付勢力Ｆ３には、（摩擦力Ｆ１＋摩擦力Ｆ２）≧付勢力Ｆ３の関係が成立しており、前述の通り、クリーニング部材１０８は、図３で示すような配置に静止している。

このようなクリーニング装置１００を備えた画像形成装置１０が作動すると、図４で示すように、像担持体１２が矢印Ａの方向に回転することにより、帯電ロール１４が従動回転する形で、矢印Ｂの方向に回転する。この際、クリーニング部材１０８と帯電ロール１４は、画像形成装置１０の作動前まで摩擦力Ｆ１を持って接触していたため、帯電ロール１４の回転力がクリーニング部材１０８に伝わると、図４で示すような配置までクリーニング部材１０８が移動する。

画像形成装置１０の作動中、帯電ロール１４が回転を続けている間、クリーニング部材１０８に伝わる帯電ロール１４の回転力と付勢部材１０６に生じる付勢力との間で均衡が保たれ、図示するようにクリーニング部材１０８は、支持部材１０５における第２の位置としての作用位置１０５Ｂで、帯電ロール１４の表面を清掃し続ける。

ここで、図３における待機位置１０５Ａと図４における作用位置１０５Ｂでは、支持部材１０５と帯電ロール１４との距離が異なるように設定されている。すなわち、作用位置１０５Ｂにおける支持部材１０５の壁面は、待機位置１０５Ａにおける支持部材１０５の壁面に比べて、帯電ロール１４に対する間隔が狭く設定されているため、待機位置１０５Ａから作用位置１０５Ｂへクリーニング部材１０８が移動した場合、まず固定部材１０７が帯電ロール１４側へ押し付けられる。

これによって、クリーニング部材１０８は、固定部材１０７と帯電ロール１４との間で押圧され、作用位置１０５Ｂでは、結果的に待機位置１０５Ａよりも圧縮量が大きい状態で帯電ロール１４に接触することとなる。この作用位置１０５Ｂにおける帯電ロール１４に対するクリーニング部材１０８の押圧力をクリーニング性に良好な押圧力とすることで、帯電ロール１４の表面を良好に清掃し続けることが可能となる。

更に、図４における作用位置１０５Ｂにクリーニング部材１０８が位置する状態で、画像形成装置１０において像担持体１２及び帯電ロール１４が停止した場合、先に示した移動と逆の動きによってクリーニング部材１０８は待機位置１０５Ａに戻る。すなわち、帯電ロール１４の回転力がなくなると、クリーニング部材１０８及び固定部材１０７は、付勢部材１０６が有する付勢力によって、図３に示す待機位置１０５Ａに再度移動することになる。

なお、回転中に帯電ロール１４及びクリーニング部材１０８との間に異物が混入した場合や、作用位置１０５Ｂにおける押圧力が大きく設定されている場合などで、帯電ロール１４の停止にも拘わらず、クリーニング部材１０８が作用位置１０５Ｂと待機位置１０５Ａとの間で停留する場合は、画像形成装置１０の制御手段を用いて、帯電ロール１４を所定時間、逆転させてもよい。但し、この場合、帯電ロール１４の逆転は、必要以上に付勢部材１０６を圧縮させない時間に設定するか、あるいは支持部材１０５において図示しない突起部を配設し、クリーニング部材１０８が、待機位置１０５Ａよりも付勢部材１０６が圧縮する方向へ移動しすぎないようにする構成としてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る帯電ロール１４のクリーニング装置１００について説明する。本発明の第２の実施形態は、図５に示す通り、像担持体１２と、帯電ロール１４と、像担持体１２の表面を清掃するクリーニング手段としてのクリーニングブレード２２と、帯電ロール１４の表面を清掃するクリーニング部材１０８と、クリーニング部材１０８を支持する支持部材１０５とから構成されている。この場合、クリーニング部材１０８はロール形状を有し、その構造は導電性部材からなるシャフト１０８Ａの周りに、先に示したポリウレタンなどからなる材料を備えた構造を有する。

ここで、先に示した第１の実施形態と同様、図５は本実施形態のクリーニング装置１００を備えた画像形成装置１０が停止している状態を表す。この場合、クリーニング部材１０８は、そのシャフト１０８Ａが、支持部材１０５に形成された湾曲したガイド溝１０５Ｃの内部に配設されている。特に、図５における位置が、待機位置１０５Ａに相当し、画像形成装置１０の待機状態など、未使用時には、この配置をとっている。この場合、クリーニング部材１０８と帯電ロール１４とは、図５で示すように、距離ａだけ食い込んでいる状態であり、この距離ａの圧縮量では、両者の間に変形などの不具合が生じないようになっている。

ここで、画像形成装置１０の使用に応じて、像担持体１２及び帯電ロール１４が、図６で示す矢印Ｃ方向に回転すると、帯電ロール１４とクリーニング部材１０８とが互いに押圧接触しているため、クリーニング部材１０８は、図６で示すような作用位置１０５Ｂに移動する。作用位置１０５Ｂでは、帯電ロール１４とクリーニング部材１０８とは、距離ｂだけ食い込んだ状態となっており、この圧縮量は、クリーニング部材１０８が帯電ロール１４の表面を効果的に清掃することができるように設定されている。

第２の実施形態では、第１の実施形態のように、クリーニング部材１０８を付勢する付勢部材１０６を有していないため、画像形成装置１０の停止後、帯電ロール１４を所定時間逆転させることによって、クリーニング部材１０８は、待機位置１０５Ａに戻るようになっている。この場合、クリーニング部材１０８のシャフト１０８Ａと、支持部材１０５に形成された湾曲したガイド溝１０５Ｃとの間は、摩擦が小さくなるように構成し、帯電ロール１４の回転によって、クリーニング部材１０８の移動がスムーズとなるように設定することが好ましい。もちろん、第２実施形態においても第１の実施形態と同様、支持部材１０５とクリーニング部材１０８との間に付勢部材１０６を配設するように構成してもよい。

また、図６における各構成部材間の位置精度を高く保つためには、帯電ロール１４、像担持体１２、クリーニングブレード２２、支持部材１０５を同一のケーシング内に固定して配設するカートリッジ構成とすることが好ましい。

下記に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、もちろん、本発明の範囲はそれらにより限定されるものではない。

本実施例では、図１及び図３に示す構成の画像形成装置１０を用いて実施した。詳しくは、図３の構成において、クリーニング部材１０８には、ポリウレタン層を厚さ２ｍｍの固定部材１０７に固定したものを用いた。ここで、ポリウレタン層は、層厚が５ｍｍ、幅が１０ｍｍ、帯電ロール１４の軸方向における長さが３００ｍｍの板状形状を有するものを採用した。また、ポリウレタン層表面におけるセル数は４５個／２５ｍｍとした。

ここで、ポリウレタンを例にとり、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）及び整泡剤（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・撹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。

また、帯電ロール１４の外径は１８ｍｍ、シャフト１４Ａはステンレス製で、弾性層はウレタン樹脂を採用し、その表面に保護層としてアクリル樹脂にカーボンブラックを分散配合したものを採用した。帯電を施す保護層の抵抗値は１０^８Ωｃｍであり、膜厚は５０μｍである。また、像担持体１２の外径は６０ｍｍであり、画像形成装置１０中、像担持体１２はプロセススピード２２０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

帯電ロール１４は、像担持体１２に自重で当接しており、両者の表面摩擦力によって像担持体１２から帯電ロール１４に駆動が伝達されるものである。更に、付勢部材１０６は自然長が１５ｍｍ、バネ乗数が０．１１（Ｎ／ｍｍ）の圧縮バネを用い、クリーニング部材１０８の長手方向における端部に２箇所配設し、支持部材１０５と接続した。また、支持部材１０５と固定部材１０７は、ポリアセタールを用いて成形している。

まず、図３における待機位置１０５Ａにおいて、クリーニング部材１０８が静止状態を維持した場合におけるクリーニング部材１０８の変形について評価を行った。図７に示す通り、待機位置１０５Ａにおいて、クリーニング部材１０８が５％以上変形しないように、すなわち以後のクリーニング性能に影響を与えないようにするためには、待機位置１０５Ａにおけるクリーニング部材１０８の圧縮量を０．４０ｍｍ以下にすることが好ましい。本実施例では、０．３０ｍｍを選択し、以下の評価を行った。

次に、帯電ロール１４の表面を清掃する図４で示す作用位置１０５Ｂにおいて、クリーニング部材１０８と帯電ロール１４の圧縮量を変化させた場合のクリーニング性を評価した結果を図８に示す。なお、クリーニング性能は、ハーフトーン画像密度２０％のトナー画像が帯電ロール１４の表面に形成される条件で行った。また、クリーニング性能を表すグレード評価は、グレード１からグレード１０に段階評価し、目視で帯電ロール１４の表面上にクリーニング不良、すなわちトナーの擦り抜けを辛うじて確認できる状態をグレード６とし、本実施例での目標クリーニング性能はグレード５とした。図８に示す通り、クリーニング部材１０８の圧縮量を、０．５ｍｍから０．８ｍｍとすることで、好ましいクリーニング性能が得られることが判った。

次に、クリーニング部材１０８が、待機位置１０５Ａと作用位置１０５Ｂの間を移動する移動性能について評価を行った。図９は、クリーニング部材１０８の移動可能性を３つの指標において評価した結果である。すなわち、指標１は、帯電ロール１４の回転が、クリーニング部材１０８を待機位置１０５Ａから作用位置１０５Ｂに移動させることが可能か否かを評価し、指標２は、帯電ロール１４の停止で、クリーニング部材１０８が作用位置１０５Ｂから待機位置１０５Ａに戻ることができるか否かを評価し、指標３は、帯電ロール１４の逆転で、クリーニング部材１０８が作用位置１０５Ｂから待機位置１０５Ａに戻ることができるか否かを評価した結果である。

この結果から、指標１からは圧縮量が０．４０ｍｍから０．９０ｍｍであることが好ましく、その中で、指標２において、圧縮量が０．７５ｍｍ以下であることが好ましいことが判った。更に、指標３の観点では、指標２で範囲外においても０．８５ｍｍ以下であれば良好な移動性能が得られることが判った。

この結果から、本実施例を採用するに当たって、好適なクリーニング性を満たし、帯電ロール１４の停止によってクリーニング部材１０８が作用位置１０５Ｂから待機位置１０５Ａに戻るためには、クリーニング部材１０８と帯電ロール１４との圧縮量は０．４０ｍｍから０．７５ｍｍであることが必要である。また、画像形成装置１０に帯電ロール１４が逆転する手段を備えることができれば、上記の圧縮量は０．４０ｍｍから０．８０ｍｍまで採用が可能である（この場合の上限は図８のクリーニング性で決定されている）。したがって、これらの値をクリーニング部材１０８の厚みと固定部材１０７の厚みの和から、減算することで、作用位置１０５Ｂにおける支持部材１０５と帯電ロール１４の表面の距離を選択することが可能となる。

以上のように本実施例では、好適なクリーニング性を有するとともに、クリーニング部材１０８が待機位置１０５Ａと作用位置１０５Ｂとの間を移動することが可能であり、かつ待機位置１０５Ａにおいてクリーニング部材１０８の変形が生じることがない構成をとることが可能となった。なお、本実施例での待機位置１０５Ａと作用位置１０５Ｂにおける支持部材１０５と帯電ロール１４の表面との距離は、次のようになる。

待機位置１０５Ａ：クリーニング部材１０８の厚み（５ｍｍ）＋固定部材１０７の厚み（２ｍｍ）−圧縮量（０．３０ｍｍ）＝６．７０ｍｍ
作用位置１０５Ｂ（帯電ロール１４の回転停止でクリーニング部材１０８が待機位置１０５Ａに戻る場合）：クリーニング部材１０８の厚み（５ｍｍ）＋固定部材１０７の厚み（２ｍｍ）−圧縮量（０．４０ｍｍ〜０．７５ｍｍ）＝６．２５ｍｍ〜６．６０ｍｍ
作用位置１０５Ｂ（帯電ロール１４の回転停止又は逆転でクリーニング部材１０８が待機位置１０５Ａに戻る場合）：クリーニング部材１０８の厚み（５ｍｍ）＋固定部材１０７の厚み（２ｍｍ）−圧縮量（０．４０ｍｍ〜０．８０ｍｍ）＝６．２０ｍｍ〜６．６０ｍｍ

以上のように、本発明の実施形態に係るクリーニング装置１００では、例えば、画像形成装置１０の出荷段階における像担持体１２と帯電ロール１４との接触を防止することができ、それによって生じる画像欠陥を低減することが可能となる。

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像担持体、帯電ロール、及びクリーニング装置の構成を示す拡大図である。 本発明の第１の実施形態のクリーニング装置を示す第１概要図である。 本発明の第１の実施形態のクリーニング装置を示す第２概要図である。 本発明の第２の実施形態のクリーニング装置を示す第１概要図である。 本発明の第２の実施形態のクリーニング装置を示す第２概要図である。 本発明の実施例におけるクリーニング部材の変形を評価した図である。 本発明の実施例におけるクリーニング性能を評価した図である。 本発明の実施例におけるクリーニング部材の移動性能を評価した図である。 本発明におけるクリーニング部材の圧縮量について説明した図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 像担持体
１４ 帯電ロール
１４Ａ シャフト
１４Ｂ 帯電層
１５ 現像装置
１６ 現像ロール
１８ 転写ロール
３０ 中間転写ベルト
１００ クリーニング装置
１０５ 支持部材
１０５Ａ 待機位置（第１の位置）
１０５Ｂ 作用位置（第２の位置）
１０５Ｃ ガイド溝
１０６ 付勢部材
１０７ 固定部材
１０８ クリーニング部材
１０８Ａ シャフト

Claims (5)

1. 画像を担持する像担持体を帯電させる帯電ロールに接触するとともに、該帯電ロールの周方向に沿って、少なくとも第１の位置と第２の位置とに移動可能とされ、前記帯電ロールの表面を清掃するクリーニング部材と、
   少なくとも前記第１の位置及び前記第２の位置において、前記クリーニング部材を支持する支持部材と、
   を有し、
   前記支持部材と前記帯電ロールとの距離は、前記第１の位置の方が前記第２の位置よりも大きく設定され、
   前記第１の位置よりも、前記第２の位置の方が、前記帯電ロールと前記クリーニング部材の接触部における前記クリーニング部材の圧縮量が大きいことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記クリーニング部材は、前記帯電ロールの回転力を受けて、前記第１の位置から前記第２の位置に移動す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. 前記クリーニング部材は、前記帯電ロールの停止又は逆転に伴って、前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記クリーニング部材を前記第２の位置から前記第１の位置に向かう方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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