JP5168862B2 - 帯電ローラのクリーニング装置及びクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯電ローラのクリーニング装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、帯電ローラのクリーニング方法及び画像記録体の製造方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、現像装置において、像担持体である感光体表面に帯電手段により所定極性の電荷を与えて帯電させ、帯電した感光体表面を露光して放電し、電荷の違いによる静電潜像を形成し、この静電潜像に帯電極性と同極性に帯電されたトナーを供給し、トナー像を形成し現像する。さらに、感光体上に形成されたトナー像は、その後、記録紙等の記録基体に転写され、熱と圧力によって記録基体上に定着される。最近は、帯電工程において帯電ローラを像担持体である感光体の表面に接触させることによって、感光体を帯電させる接触ローラ帯電法が多く採用されている。

このような現像装置において、トナー像転写後の感光体表面に残留する転写残トナーが感光体表面のクリーニング工程で完全に除去されず、帯電ローラの付近に達すると、これらの転写残トナーが帯電ローラに付着する。転写残トナーが帯電ローラ表面に付着すれば、感光体への帯電付与性能が低下し、現像装置の現像不良の原因になるという問題があった。特に、転写残トナーの中には、現像剤との攪拌等において設計とは逆の極性に帯電してしまうものも存在する。正規の極性に帯電したトナーであれば、帯電ローラとは静電気的に反発するため、その表面に付着しにくいが、逆帯電トナーは帯電ローラと静電気的に引きつけ合い、帯電ローラ表面に付着しやすい。また、逆帯電トナー以外にも、例えば紙粉等のゴミのうち電荷を帯びて帯電ローラと静電気的に引き合うものであれば帯電ローラ表面に付着してしまう。トナーや紙粉等が帯電ローラ表面に付着すれば、感光体への帯電付与性能が低下し、現像装置の現像不良の原因になる。

さらに、近年、画像の高画質、高精細化の要求が高まるにつれ、小粒径化、球形化されたトナーが使用されるようになってきている。このようなトナーを用いることで、静電潜像に緻密にトナーを付着させ高画質、高精細化を実現しようというものである。ところが、上記の小粒径化、球形化されたトナーは、感光体のクリーニング工程においてクリーニングブレードをすり抜けやすく、十分に感光体表面をクリーニングできないという問題点があった。

このようにクリーニングされずに感光体表面に残留する転写残トナーが帯電ローラに付着し、帯電ローラの性能が低下し、感光体表面の均一な帯電が行えなくなることを防ぐため、帯電ローラ表面のクリーニングが必要である。そこで、帯電ローラのクリーニング手段として、帯電ローラの外周面に一定の角度でブレードの先端が接していて、帯電ローラを回転することによってその外周面に付着しているトナー等を掻き落とす方法が提案されている（特許文献１）。また、帯電ローラの外周面にスポンジ材を常に摺接させて、その表面に付着したトナー等を除去する方法（特許文献２）、ブラシローラを用いる方法（特許文献３）等が提案されている。これらのクリーニング手段は、クリーニング部材を帯電ローラ表面に相対的に擦り付けることにより、トナー等の付着物を除去するものである。付着物は、スポンジ材であれば内部の気孔に、ブラシローラであればブラシの繊維間に付着して帯電ローラから剥離する。さらに、摺接するクリーニング部材を帯電ローラに接離可能に配置して、画像形成時以外の時間に帯電ローラをクリーニングする方法（特許文献４）、帯電ローラにクリーニングローラを当接させて、クリーニングローラを帯電ローラに連れまわりさせながらクリーニングする方法（特許文献５）などが提案されている。
特開昭５８−１９４０６１号公報 特開平３−１０１７６８号公報 特開２００２−２２１８８３号公報 特許第２７０２８４７号公報 特開２００４−３６１９１６号公報

上述のように、現像装置における帯電ローラのクリーニングには、多くの方法や装置が提案されている。これらのクリーニング方法で、帯電ローラ表面に付着した大部分の転写残トナー等は除去できる。しかし、帯電ローラ表面に比較的強固に付着した転写残トナーや圧力により変形や溶融し易い汚れ等は、クリーニング部材により帯電ローラ表面に擦り付けられたり、押し付けられたりして、逆に帯電ローラ表面にさらに強く付着してしまうことがある。特に、クリーニング部材を帯電ローラ表面に擦り付けるクリーニング方法では、この傾向が強い。帯電ローラ表面に擦り付けられないで付着している転写残トナー等は、自然に剥離したりして、現像装置の感光体での現像工程においてそれほど大きな現像トラブルの原因にはならない。しかし、帯電ローラ表面に強く付着した転写残トナー等は、感光体の帯電不良を起こしやすく、帯電ローラから剥離することも困難で、重大な現像トラブルを引き起こしやすい傾向がある。上述の帯電ローラのクリーニング方法の提案を含め、これまでは、このようなクリーニング部材の悪影響に対処することができる、帯電ローラのクリーニング方法やクリーニング装置は、考慮されてこなかった。

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、現像装置において帯電ローラ表面に付着した転写残トナー等の汚れを、強固に帯電ローラ表面に付着することを防ぎながら、帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング装置及びクリーニング方法を提供することである。また、上記のクリーニング装置を備えた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。さらに、上記クリーニング方法を利用した画像形成装置による画像記録体の製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング装置を、帯電ローラが帯電性能を保っている間は、クリーニング装置を帯電ローラから離間させておき、帯電ローラのクリーニングが必要になったときだけ帯電ローラに当接し、かえって悪影響の大きいと思われるときは帯電ローラから離しておく帯電ローラのクリーニング方法により、上記課題が解決できるということを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。

本発明は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、前記感光体表面を露光して前記感光体表面に潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記感光体表面に形成された潜像をトナー像とする現像ローラと、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写する転写手段と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置とを備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記帯電ローラをクリーニングするクリーニング装置であって、前記帯電ローラに当接して前記帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラと、前記クリーニングローラを保持する保持部材とを備え、前記クリーニングローラは、芯金の外周に、密度５〜１５ｋｇ／ｃｍ^３、引っ張り強度１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２のメラミン樹脂発泡体層を備え、前記感光体清浄化装置は、感光体表面に潤滑性を付与する固体の潤滑性付与材を含む潤滑性付与手段を備え、前記潤滑性付与手段は、前記潤滑性付与材の消費量に応じて一端が揺動可能なクリーニングローラ制御棒を備え、前記保持部材は、前記クリーニングローラ制御棒の一端の揺動に応じて、前記クリーニングローラを前記帯電ローラに当接可能に支持することを特徴とするクリーニング装置である。
本発明は、前記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、又は画像形成装置のプロセスカートリッジである。
本発明は、感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を露光して前記感光体表面に潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像をトナー像とする現像工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写する転写工程と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置による感光体清浄化工程とを有する電子写真方式の画像形成方法において、前記帯電ローラをクリーニングローラに当接させてクリーニングする帯電ローラのクリーニング方法であって、前記クリーニングローラは、芯金の外周に、密度５〜１５ｋｇ／ｃｍ^３、引っ張り強度１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２のメラミン樹脂発泡体層を備え、前記感光体清浄化装置は、感光体表面に潤滑性を付与する固体の潤滑性付与材を備え、前記クリーニングローラは、前記潤滑性付与材の消費量に応じて一端が揺動可能なクリーニングローラ制御棒の揺動に応じて揺動する保持部材により、前記帯電ローラに当接可能に支持されることを特徴とする帯電ローラのクリーニング方法である。
本発明は、感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を静電潜像形成手段により露光して潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像を現像ローラによりトナー像とする現像工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写手段により転写する転写工程と、前記感光体表面を感光体清浄化装置により清浄にする感光体清浄化工程と、前記帯電ローラをクリーニングローラによりクリーニングするクリーニング工程とを含む電子写真方式の画像形成方法であって、前記クリーニング工程は、前記帯電ローラのクリーニング方法を含むことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法である。
本発明は、少なくとも感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を静電潜像形成手段により露光して潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像を現像する現像工程と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化工程と、前記帯電ローラをクリーニングローラによりクリーニングするクリーニング工程とを有する電子写真方式の画像形成方法により画像記録基体に画像を形成する画像記録体の製造方法であって、前記クリーニング工程は、前記帯電ローラのクリーニング方法を含むことを特徴とする画像記録体の製造方法である。
参考の発明１は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、感光体表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置とを備えた電子写真方式の現像装置において、前記帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラと、前記クリーニングローラを帯電ローラに接離可能に配置するクリーニングローラの保持部材とを備えたクリーニング装置である。

参考の発明２は、前記クリーニングローラを帯電ローラに圧接する圧接手段をさらに備えた参考の発明１のクリーニング装置である。

参考の発明３は、前記現像装置の運転時間を検知する運転時間検知手段と、運転時間検知手段により検知された所定の運転時間に応じてクリーニングローラを帯電ローラに当接させるクリーニングローラ制御手段とを、さらに備えた参考の発明１又は２のクリーニング装置である。

参考の発明４は、前記クリーニングローラは、芯金の外周にメラミン樹脂発泡体層を設けた参考の発明１乃至３のいずれかのクリーニング装置である。

参考の発明５は、前記メラミン樹脂発泡体層は、一旦発泡させたメラミン樹脂発泡体を圧縮して２０乃至４０容量％減縮したメラミン樹脂発泡体からなる参考の発明４のクリーニング装置である。

参考の発明６は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、感光体表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置と、感光体表面に潤滑性を付与する潤滑性付与手段と、参考の発明３乃至５のいずれかのクリーニング装置とを備えた現像装置であって、潤滑性付与手段は固体の潤滑性付与材を含み、該潤滑性付与材の消費量を検知する潤滑性付与材消費量検知手段を有する現像装置である。

参考の発明７は、前記潤滑性付与材消費量検知手段は、前記潤滑性付与材の大きさを検知するセンサである参考の発明６の現像装置である。

参考の発明８は、前記潤滑性付与材消費量検知手段は、前記潤滑性付与材に当接するクリーニングローラ制御棒である 参考の発明６の現像装置である。

参考の発明９は、少なくとも参考の発明６乃至８のいずれかの現像装置を備えた画像形成装置のプロセスカートリッジである。

参考の発明１０は、参考の発明６乃至８のいずれかの現像装置又は参考の発明９のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置である。

参考の発明１１は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、感光体表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置と、帯電ローラをクリーニングするクリーニング装置とを備えた電子写真方式の現像装置における帯電ローラのクリーニング方法であって、現像装置の運転当初は前記クリーニングローラを帯電ローラから離しておき、現像装置の累積運転時間を測定して、累積運転時間が所定時間経過した時点で、クリーニングローラを帯電ローラに当接させて帯電ローラをクリーニングする帯電ローラのクリーニング方法である。

参考の発明１２は、前記現像装置の累積運転時間を、現像装置の累積現像回数で代替する参考の発明１１の帯電ローラのクリーニング方法である。

参考の発明１３は、前記現像装置の累積運転時間を、現像装置に備えられた、感光体表面に潤滑性を付与する潤滑性付与材の消費量で代替する参考の発明１１の帯電ローラのクリーニング方法である。

参考の発明１４は、前記クリーニングローラを帯電ローラに当接して帯電ローラをクリーニングするにあたり、クリーニングローラを帯電ローラに連れまわりさせたり、回転停止させたりする参考の発明１１乃至１３のいずれかの帯電ローラのクリーニング方法である。

参考の発明１５は、前記クリーニングローラを帯電ローラに当接して帯電ローラをクリーニングするにあたり、クリーニングローラを揺動させる参考の発明１１乃至１４のいずれかの帯電ローラのクリーニング方法である。

参考の発明１６は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、感光体表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置と、帯電ローラをクリーニングするクリーニング装置とを備えた電子写真方式の現像装置を有する画像形成装置の帯電ローラを参考の発明１１乃至１４のいずれかの帯電ローラのクリーニング方法によりクリーニングして画像記録基体に画像を形成する画像記録体の製造方法である。

本発明のクリーニング装置及び帯電ローラのクリーニング方法によれば、現像装置において、運転中に帯電ローラ表面に付着した転写残トナー等を強固に帯電ローラ表面に付着することを防ぎながら、帯電ローラ表面をクリーニングして現像工程に有害な転写残トナー等を除去し、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。また、本発明の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置は、帯電ローラの帯電ローラの寿命が長く、感光体の帯電不良による現像トラブルが少ない。さらに、本発明の画像記録体の製造方法によれば、汚れや画像むらのない画像記録体を提供することができる。

本発明の第一の実施態様は、電子写真方式の現像装置に備えられている帯電ローラのクリーニング装置である。このクリーニング装置は、少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、感光体表面に形成された潜像を現像する現像ローラと、感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置とを備えた電子写真方式の現像装置に付属している。そして、このクリーニング装置は、少なくとも帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラと、クリーニングローラを帯電ローラに接離可能に配置するクリーニングローラ保持部材とを備えている。好ましくは、このクリーニング装置は、クリーニングローラを帯電ローラに圧接する圧接手段を備えている。さらに好ましくは、このクリーニング装置は、現像装置の運転時間を検知する運転時間検知手段と、運転時間検知手段により検知された所定の運転時間に応じてクリーニングローラを帯電ローラに当接させるクリーニングローラ制御手段とを備えている。

この実施態様のクリーニング装置は、電子写真方式の現像装置に備えられており、さらに、通常、この現像装置は、電子写真方式の画像形成装置に備えられている。特に、この現像装置はプロセスカートリッジとして画像形成装置に着脱可能に備えることができる。

まず、画像形成装置について簡単に説明する。図７に本発明のクリーニング装置を含む画像形成装置１００を示している。この画像形成装置１００は、通常の画像形成装置と同様、上部に画像読み取り部（スキャナー）５０が、その下に画像の記録紙への露光手段３３、転写ベルト３１，定着装置３２，搬送ベルト及び現像装置３０を含む画像形成部があり、最下部には、記録紙等の記録基体保管部４０がある。なお、本発明のクリーニング装置は、現像装置３０の中に含まれており、帯電ローラ８に隣接しているが、画像形成装置全体から見れば非常に小さいので図示していない。本発明のクリーニング装置は、現像形成装置３０の部分を拡大した図７において、その主要部品であるクリーニングローラ７として示している。

この画像形成装置においては、画像読み取り部５０で電子情報として読み取られた画像情報は、画像形成部の露光手段３３で光情報に変換され、現像装置３０にまず潜像として記録される。潜像として記録された画像情報は、さらに現像ローラから供給されるトナーによってトナー像に現像される。トナー像に現像された画像情報は、記録基体保管部から搬送ベルト３１によって搬送されてきた記録基体（通常は記録紙である。）に転写され、定着装置３２により定着されて記録基体に形成された画像情報として画像形成装置１００の左側のトレイに排出される（図７、８参照）。本発明のクリーニング装置を含む画像形成装置１００のこのような概略の画像形成工程においては、従来の画像形成装置の画像形成工程と変わるところはない。

現像装置３０の概略について、図７を参照にして説明する。現像装置３０は、感光体１と、感光体１表面を帯電させる帯電ローラ８と、感光体１表面に形成された潜像を現像する現像ローラ３４と、感光体１表面を清浄にする感光体清浄化装置（クリーニングブレード）６とを備えている。さらに、現像装置３０には、本発明のクリーニング装置を備えており、クリーニングローラ７として図示している。この現像装置３０の動作は、従来の現像装置と同じように、感光体１が反時計回り方向に回転しながら、帯電ローラ８によって均一に帯電された感光体１表面には、露光装置３３からの光線信号によって電荷の違いによる潜像が形成される。形成された潜像は、現像ローラ３４によりトナーを供給され、トナー像として感光体１表面に現像される。感光体１表面に形成されたトナー像は、転写ベルト３１又は転写ベルト３１に搬送されてきた記録基体上に転写される。トナー像を転写した感光体１は、さらに回転して感光体１表面上の転写残トナー等の汚れは、クリーニングブレード６を含む感光体清浄化装置により除去される。汚れを除去された感光体１の表面には、再度帯電ローラ８により帯電され、現像工程が繰り返される。

感光体清浄化装置により除去されるべき汚れが完全に除去され、帯電前の感光体表面が完全に清浄になっていれば問題はないが、通常は、転写残トナー等の一部が除去されずに感光体１表面に残ったまま帯電操作が行われる。そうすると、この汚れが帯電ローラ８表面にも付着することになる。そして、帯電ローラ８による感光体１表面の均一な帯電を妨げることになる。

本発明のクリーニング装置は、上述の帯電ローラ８表面の転写残トナー等の汚れを除去して、帯電ローラ８による感光体１表面の均一な帯電性能を維持するものである。さらに、本発明のクリーニング装置を図１の形態例に基づいて説明すると、クリーニング装置は、帯電ローラ８に当接して帯電ローラ８上の汚れを除去するクリーニングローラ７と保持部材９とからなっている。保持部材９は、クリーニングローラ７の軸受けを兼ねている。図１においては、クリーニングローラ７は、帯電ローラ８に当接しているが、保持部材９は図の左上方向に移動可能で、クリーニングローラ７を帯電ローラ８から離すことができる。そして、保持部材９は、圧接部材であるバネによってクリーニングローラ７を帯電ローラ８に押しつけている。これにより、クリーニングローラ７が帯電ローラ８の回転に合わせて連れまわりし易くなっている。また、帯電ローラ８上の転写残トナー等が除去されやすくなっている。

このクリーニング装置は、現像装置３０の運転時間、すなわち帯電ローラ８の累積使用時間を検知する運転時間検知手段と、運転時間検知手段により検知された所定の運転時間に応じてクリーニングローラを帯電ローラに当接させるクリーニングローラ制御手段とを備えている。この例における具体的な現像装置３０の運転時間検知手段は、画像形成装置における現像装置の累積現像回数を測定する累積画像処理枚数計数装置（通称、累積処理枚数カウンタ）でもよい。図１に示した形態では、この現像装置は、感光体清浄化装置としてクリーニングブレード６とファーブラシ２を備えており、ファーブラシ２には、感光体１表面に潤滑性を付与する固体の潤滑性付与材４を当接している。潤滑性付与材４は、潤滑性付与材押圧スプリング５によって常に所定の押圧力によってファーブラシ２に押しつけられている。潤滑性付与材４は、消耗品であり現像装置の累積使用時間に比例して減耗していく。潤滑性付与材４の減耗に応じて潤滑性付与材４の潤滑性付与材押圧スプリング５と当接している部分は、ファーブラシ２に近づいていく。図１においては、潤滑性付与材４の潤滑性付与材押圧スプリング５との当接部が下がっていく。この潤滑性付与材４と潤滑性付与材押圧スプリング５との当接部の位置をセンサ２０で測定して、この潤滑性付与材４と潤滑性付与材押圧スプリング５との当接部の位置により現像装置の累積運転時間を検知することができる。これが、固体潤滑剤消費量検知手段の一例である。

この固体潤滑剤消費量検知手段で検知した固体潤滑剤の消費量を、現像装置の累積運転時間に換算することにより、帯電ローラ８の使用時間が算出できる。帯電ローラ８の使用開始当初は、帯電ローラ８に付着する汚れは、帯電性能にあまり影響を及ぼさないが、帯電ローラ８を長期間使用し、帯電ローラ８に付着する汚れが時間の経過とともに固まったり、高密度化したり、化学変化したりすると、帯電ローラ８の感光体１への帯電性能に異常が発生しやすくなる。また、帯電ローラ８の使用開始当初から帯電ローラ８にクリーニングローラ７を当接しておくと、帯電ローラ８に付着し、クリーニングローラ７によっても除去されなかった少量の汚れが、かえってクリーニングローラ７に押しつけられて固まったり、高密度化したりして帯電ローラ８に強固に付着し、帯電ローラ８の感光体１への帯電性能に異常が発生しやすくなる。

上述のようなトラブルを防ぐためには、帯電ローラ８の使用開始当初、すなわち現像装置の使用開始当初は、クリーニングローラ７は帯電ローラ８から離しておき、帯電ローラ８の汚れが、帯電ローラ８の帯電性能に影響を及ぼす寸前で、クリーニングローラ７を帯電ローラ８に当接して帯電ローラ８のクリーニングをすればよい。この際、クリーニングローラ７のクリーニング効果を向上させるため、この現像装置においては、事前に帯電ローラ８の帯電性能が低下するまでの累積運転時間を調べておき、クリーニングローラ７を帯電ローラ８に当接して帯電ローラ８のクリーニングを始める最適時期を決めておけばよい。その為の累積運転時間の算定方法として、上述の累積現像回数や、潤滑性付与材の消費量を指標とすることができる。

クリーニングローラ７を帯電ローラ８から離したり、接触させたりする方法、構造はどのようなものでもよいが、現像装置の運転当初は、クリーニングローラ７を帯電ローラ８から離しておき、所定の時間が経過したら接触させる方法、構造が好ましい。例えば、現像装置の累積運転時間や上述のような累積運転時間に代替できる指標により算出した計算累積運転時間が、所定の時間になったら、ばねの押圧力や電動装置によって保持部材９を移動させてクリーニングローラ７を帯電ローラ８に当接させればよい。

具体的なクリーニングローラの接離構造の例を図２〜５に示す。この接離構造の例は潤滑性付与材４の消費量を機械的に検知して、フック１５を情報伝達手段として、クリーニングローラ７をスプリング１３によって帯電ローラ８に当接させている。図にしたがって説明すると、図２は、現像装置の運転当初で、潤滑性付与材４が十分に大きく、フック１５は潤滑性付与材４の側面に固定されている状態を示している。このとき、クリーニングローラ７の軸１１がフック１５の潤滑性付与材４に当接している端と反対側の端に支えられて、帯電ローラ８と離間状態にある。図３は、現像装置を所定期間運転して、潤滑性付与材４が、消費され、フック１５に対して図中の矢印ａの方向に相対的に移動したところを示している。そうすると、フック１５は、スプリング１０の作用によって図中の矢印ｂの方向に回転移動する。そして、フック１５の他端が支えていたクリーニングローラの軸１１がフック１５から外れて、クリーニングローラ７が不図示のスプリングに押圧されて帯電ローラ８に圧接される。この状況を図４，図５に側面図として示した。図４においては、クリーニングローラ７は、フック１５に支えられているので帯電ローラ８に当接していない。図５においては、クリーニングローラ７がフック１５の支えから外れているのでスプリング１３により押圧され、帯電ローラ８に当接している。この状態であれば、クリーニングローラ７が帯電ローラ８をクリーニングすることになる。この構造例では、潤滑性付与材４の消費量が現像装置の運転時間の目安になっている。そして、潤滑性付与材４が所定量消費された段階で、フック１５が潤滑性付与材４から外れて、クリーニングローラ７を帯電ローラ８に当接させることにより、所定の運転時期以降に帯電ローラ８をクリーニングし、帯電ローラ８の寿命を延ばすことができる。

他のクリーニングローラの接離構造の例を図６に示す。図６に示した構造も、潤滑性付与材４の消費量を運転時間の指標として、運転開始当初、帯電ローラ８から離れていたクリーニングローラ７が所定時間経過後に、帯電ローラ８に接してクリーニングを開始する構造である。図６ａは、運転開始当初で、潤滑性付与材４が十分大きく、クリーニングローラ制御棒１６が支点１９と潤滑性付与材４とに支えられており、クリーニングローラ制御棒１６の支点に対し反対側の端部が保持部材１７の支点２１とともに保持部材１７を支え、クリーニングローラ７が帯電ローラ８に接しないようにしている。図６ｂにおいては、現像装置を所定時間運転した後で潤滑性付与材４が消費され短くなり、その分クリーニングローラ制御棒１６がスプリング５により下方に押さえつけられている。これに伴い、クリーニングローラ７の保持部材１７もスプリング１８により下方に押さえつけられ、クリーニングローラ７は帯電ローラ８に接することになる。この時点でクリーニングローラ７のクリーニング作用が働き始める。さらに、現像装置を運転して、潤滑性付与材４が消費されると、図６ｃに示すように、クリーニングローラ制御棒１６のクリーニングローラ７側の端部はさらに下がるが、クリーニングローラ７はそのままでクリーニングを続けることができる。

クリーニングローラ７は、回動自在に支持され、帯電ローラ８に対し連れ回りすることが好ましい。このように、クリーニングローラ７を帯電ローラ８の回転に従動させることにより、クリーニングローラ７には駆動装置が不要となり、構成を簡易にできる。また、クリーニングローラ７の外周が樹脂発泡体ことが好ましく、これにより帯電ローラ８表面との接触に特に強い押圧力を必要としなくとも十分なクリーニング性能を得ることができる。このため、帯電ローラ８表面の摩耗を抑えることもできる。

更に、クリーニングローラ７は、帯電ローラ８の回転に伴って、長手方向に揺動する揺動機構を備えることが好ましい。この機構は、例えば、クリーニングローラ７の芯軸先端にベアリングを備え、揺動カム付きギヤのカム面に突き当たるようにし、帯電ローラ８の回転に伴い、揺動カム付きギヤが回転すると、カム面の凹凸に従ってクリーニングローラ７が長手方向に揺動する機構等を用いることができる。このように、クリーニングローラ７を揺動させることで、帯電ローラ８表面のクリーニングを均一にすることができる。特に、紙粉は、記録紙の両端部から発生することが多いため、感光体１上の付着する位置が偏り、従って、帯電ローラ８表面にも偏って付着する。そこで、クリーニングローラ７を揺動させることで、このような付着物の偏りにも対応し、帯電ローラ８のクリーニングを均一にすることができる。

また、他の形態例として、クリーニングローラ７の芯軸端部に回転停止装置、例えばワンウェイクラッチを設ける構成としてもよい。回転停止装置は、クリーニングローラ７の帯電ローラ８と連れまわりを制御することできる。通常は、クリーニングローラ７は帯電ローラ８との連れまわりをしている。しかし、例えば、画像形成動作中、ワンウェイクラッチをロックして、これによりクリーニングローラ７の回転は停止して、帯電ローラ８の回転によってその表面を摺察することでクリーニングする。一方、画像形成終了時、感光体１は僅かに逆回転を伴って停止する。このとき、ワンウェイクラッチにより、クリーニングローラ７が僅かに帯電ローラ８に連れまわりして回転して停止する。このような構成にすることで、クリーニングローラ７の樹脂発泡体部分が帯電ローラ８表面に過度に強く当たることがないため、帯電ローラ８表面の摩耗を抑えることができると共に、帯電ローラ８に対するクリーニングローラ７の当接位置を順次ずらしていくことができ、良好なクリーニングを行うことができる。

本発明のクリーニング装置におけるクリーニングローラ７の材質について説明する。クリーニングローラ７としては、例えば、芯金に樹脂発泡体を円筒状に巻き付けるなどして樹脂発泡体層を形成することができる。樹脂発泡体としては、その物性値として、密度が５〜１５ｋｇ／ｍ^３、引っ張り強度が１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２の範囲を示す連続気泡構造を有する樹脂発泡体を用いることができる。帯電ローラ８表面のクリーニング性及びキズ付け性は、形成される画像の状態で評価できる。すなわち、クリーニングローラ７のクリーニング性能が不十分で帯電ローラ８表面に汚れが付着していると、感光体１の帯電が良好に行われず、記録媒体に地汚れが発生し、形成される画像の状態が悪化する。また、クリーニングローラ７の摺擦によって帯電ローラ８表面がキズつくと、画像上にはスジ状の不具合が発生する。樹脂発泡体の密度が５ｋｇ／ｍ^３以上でクリーニングローラ２ｂの十分なクリーニング性能が得られる。密度が５ｋｇ／ｍ^３より小さいと、十分なクリーニング性能が得られず、早期に帯電不良が発生し、画像に地汚れ等の不具合を発生させる。一方、密度が１５ｋｇ／ｍ^３より大きいと、クリーニング性能は良くても、帯電ローラ８表面の削り量が多くなり、早期に帯電ローラ８表面にキズが発生し、画像にスジ状の不具合を発生させ易くなる。

また、樹脂発泡体の引っ張り強度が１．２ｋｇ／ｃｍ^２以上であればクリーニングローラ７は十分なクリーニング性能が得られる。引っ張り強度が１．２ｋｇ／ｃｍ^２未満では強度が十分でなく、樹脂発泡体が早期にボロボロになり、クリーニング性能が発揮されない。一方、引っ張り強度が２．２ｋｇ／ｃｍ^２より大きいと、クリーニング性能が良くても、帯電ローラ８表面を早期にキズ付け、画像にスジ状の不具合を発生させる。従って、クリーニングローラ７を構成する樹脂発泡体の物性値としては、密度が５〜１５ｋｇ／ｍ^３、引っ張り強度が１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２の範囲であることが。密度が上記範囲にある連続気泡構造を有する樹脂発泡体は、微細な気孔を有する網目状の形態を示し、発泡体の骨格部分で帯電ローラ８表面のトナー等の付着物を削り取ることができる。また、引っ張り強度が上記範囲にある樹脂発泡体は、脆い性質を示し、帯電ローラ８との接触面で受ける摩擦力により剥がれ落ちる。樹脂発泡体の気孔内に保持されたトナー等の付着物もこのとき一緒に剥がれ落ちるため、従来用いられてきた樹脂発泡体のように、付着物が発泡体の気孔内に溜め込まれることはなく、常にフレッシュな面でのクリーニングが可能になる。そして、帯電ローラ表面をキズ付けることなく、長期に亘って良好なクリーニング性能を得ることができる。

上記の物性値を示す樹脂発泡体の中でも、特にメラミン樹脂発泡体が好ましい。メラミン樹脂で形成された発泡体は、網目状の繊維が硬いため、帯電ローラ８上の付着物を容易に削り取る、あるいは引っかけ剥ぎ取ることができる。このようにクリーニング性能に優れると共に、上記の脆い性質を示すことから、常にクリーニングローラ７のフレッシュな面が帯電ローラ８表面と接し、良好なクリーニング性能を維持することができる。特に、メラミン樹脂発泡体を使用することで,帯電ローラ上に付着したトナー等の付着物を除去する効率があがり、異常画像の発生を防ぐことができる。現像装置の使用開始時には帯電ローラ８とクリーニングローラ７とは離間された状態であり、一定期間後から接するようになっているため、メラミン樹脂発泡体のトナー回収能力が飽和することがなく、異常画像に対する余裕度がアップする。

特に、クリーニングローラ用の樹脂発泡体としては、一旦発泡したメラミン樹脂発泡体を２０〜４０容量％圧縮したメラミン樹脂発泡体を使用することが好ましい。一旦発泡したメラミン樹脂発泡体を２０〜４０容量％圧縮したメラミン樹脂発泡体は、最初の発泡時に生じる気泡の径を、圧縮により小さくすることができ、帯電ローラ表面のクリーニングムラの発生を防ぐことができる
以上説明してきた本発明のクリーニング装置は、感光体と、帯電手段とを少なくとも含み、更に現像ローラ、感光体清浄化装置から選択される任意の手段とを含んで一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成した、図８に示すような現像装置及びプロセスカートリッジに用いることができる。本発明の現像装置又はプロセスカートリッジは、本発明のクリーニング装置を配備することで、帯電ローラ表面のクリーニングを適切に行い、帯電の均一性を維持する。また、現像装置又はプロセスカートリッジの寿命が到来するまで、帯電ローラの帯電性能を損なうことはない。

本発明のクリーニング装置を搭載する画像形成装置は、図７の構成に限るものではなく、感光体１上のトナー像を一旦転写されて担持する中間転写体を備える構成や、多色画像を形成するために感光体を複数備える構成であってもよい。

本発明のクリーニング方法を用いて画像形成装置によって形成した画像記録体は、用紙などの記録基体の表面に記録された画像に地汚れやすじなどのキズがなく、鮮明な画像記録体とすることができる。

以上、本発明の実施の形態を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

画像形成装置の帯電ローラ周辺の断面図 クリーニングローラの離間状態を表す斜視図 クリーニングローラの当接状態を表す斜視図 クリーニングローラの離間状態を表す側面図 クリーニングローラの当接状態を表す側面図 他のクリーニングローラの作動状況を表す模式図 画像形成装置の断面図 プロセスカートリッジ（現像装置）の断面図

符号の説明

１：感光体
２：ファーブラシ
３：廃トナー搬送コイル
４：潤滑性付与材
５：潤滑性付与材押圧スプリング
６：クリーニングブレード
７：クリーニングローラ
８：帯電ローラ
９：保持部材
１０：スプリング
１１：クリーニングローラの軸
１２：帯電ローラの軸
１３：スプリング
１４：帯電ローラの軸受け
１５：フック
１６：クリーニングローラ制御棒
１７：保持部材
１８：スプリング
１９：支点
２０：センサ
２１：支点
３０：現像装置（プロセスカートリッジ）
３１：転写ベルト
３２：定着装置
３３：露光手段
３４：現像ローラ
４０：記録基体保管部
５０：画像読み取り部
１００：画像形成装置

Claims (10)

1. 少なくとも感光体と、感光体表面を帯電させる帯電ローラと、前記感光体表面を露光して前記感光体表面に潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記感光体表面に形成された潜像をトナー像とする現像ローラと、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写する転写手段と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置とを備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記帯電ローラをクリーニングするクリーニング装置であって、
   前記帯電ローラに当接して前記帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラと、前記クリーニングローラを保持する保持部材とを備え、
   前記クリーニングローラは、芯金の外周に、密度５〜１５ｋｇ／ｃｍ^３、引っ張り強度１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２のメラミン樹脂発泡体層を備え、
   前記感光体清浄化装置は、感光体表面に潤滑性を付与する固体の潤滑性付与材を含む潤滑性付与手段を備え、
   前記潤滑性付与手段は、前記潤滑性付与材の消費量に応じて一端が揺動可能なクリーニングローラ制御棒を備え、
   前記保持部材は、前記クリーニングローラ制御棒の一端の揺動に応じて、前記クリーニングローラを前記帯電ローラに当接可能に支持することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記メラミン樹脂発泡体層は、一旦発泡させたメラミン樹脂発泡体を圧縮して２０乃至４０容量％減縮したメラミン樹脂発泡体からな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. 前記クリーニングローラは、前記帯電ローラの回転に従動可能に当接し、前記帯電ローラの長手方向に揺動させる揺動機構を備え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装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一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。
5. 請求項１乃至３のいずれか一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のプロセスカートリッジ。
6. 感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を露光して前記感光体表面に潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像をトナー像とする現像工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写する転写工程と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化装置による感光体清浄化工程とを有する電子写真方式の画像形成方法において、前記帯電ローラをクリーニングローラに当接させてクリーニングする帯電ローラのクリーニング方法であって、
   前記クリーニングローラは、芯金の外周に、密度５〜１５ｋｇ／ｃｍ^３、引っ張り強度１．７±０．５ｋｇ／ｃｍ^２のメラミン樹脂発泡体層を備え、
   前記感光体清浄化装置は、感光体表面に潤滑性を付与する固体の潤滑性付与材を備え、
   前記クリーニングローラは、前記潤滑性付与材の消費量に応じて一端が揺動可能なクリーニングローラ制御棒の揺動に応じて揺動する保持部材により、前記帯電ローラに当接可能に支持されることを特徴とする帯電ローラのクリーニング方法。
7. 前記メラミン樹脂発泡体層は、一旦発泡させたメラミン樹脂発泡体を圧縮して２０乃至４０容量％減縮したメラミン樹脂発泡体からなることを特徴とする請求項６に記載の帯電ローラのクリーニング方法。
8. 前記クリーニングローラは、前記帯電ローラの回転に従動可能に当接し、前記帯電ローラの長手方向に揺動しながら前記帯電ローラをクリーニングすることを特徴とする請求項６又は７に記載の帯電ローラのクリーニング方法。
9. 感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を静電潜像形成手段により露光して潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像を現像ローラによりトナー像とする現像工程と、前記感光体表面に形成されたトナー像を転写手段により転写する転写工程と、前記感光体表面を感光体清浄化装置により清浄にする感光体清浄化工程と、前記帯電ローラをクリーニングローラによりクリーニングするクリーニング工程とを含む電子写真方式の画像形成方法であって、
   前記クリーニング工程は、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の帯電ローラのクリーニング方法を含むことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。
10. 少なくとも感光体表面を帯電ローラにより帯電させる帯電工程と、前記感光体表面を静電潜像形成手段により露光して潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記感光体表面に形成された潜像を現像する現像工程と、前記感光体表面を清浄にする感光体清浄化工程と、前記帯電ローラをクリーニングローラによりクリーニングするクリーニング工程とを有する電子写真方式の画像形成方法により画像記録基体に画像を形成する画像記録体の製造方法であって、
    前記クリーニング工程は、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の帯電ローラのクリーニング方法を含むことを特徴とする画像記録体の製造方法。

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