JP6277790B2 - 清掃装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、清掃装置及び画像形成装置に関する。

清掃装置に関する技術としては、例えば、特許文献１〜３等に開示されたものが既に提案されている。特許文献１は、基体と、基体から外向きに延びて非画像形成面に接触して粒子を除去する多数の導電性繊維とを有する部材と、この部材を非画像形成表面に接触した状態で移動自在に支える支持装置と、部材を十分に清掃できるように部材から粒子を除去する手段と、部材を電気的にバイアスする手段とからなるように構成したものである。

特許文献２は、円筒面から半径方向外方に延びる多数の繊維状のブラシ毛を有し、ブラシ毛の先端部がトナー像担持体表面に対して接触する接触位置と離隔する離隔位置との間で移動可能に支持されたトナー像担持体表面上のトナーを除去する回転型ブラシを備え、この回転型ブラシは、ブラシ毛の倒れ方向が、回転型ブラシの回転方向の前方側を向いた成分および回転型ブラシの回転軸方向の成分を有し、回転軸方向の成分が回転方向の前方を向いた成分より大きく設定され、回転型ブラシを回転可能に支持し且つトナー像担持体表面から回転ブラシにより除去されたトナーを収容するように構成したものである。

特許文献３は、像担持体に対向して回転可能に支持され、トナーと逆極性のトナー付着用ロールと、像担持体から離間した位置に回転可能に支持され、トナーと同極性のトナー剥離用ロールと、トナー付着用ロールとトナー剥離用ロールに懸架され、像担持体に接触して周回移動するベルト状のブラシ部材と、を備えるように構成したものである。

特開２００１−１７５１４２号公報 特開２００２−２７８３９８号公報 特開２００７−１５５９５６号公報

この発明の目的は、清掃部材の被清掃部材に対する従動不良及び清掃部材の圧接による被清掃部材への異物付着の発生を抑制することにある。

請求項１に記載された発明は、導電性の無端状のフィルム基材の外周面に、導電性繊維を植毛してなる植毛領域と、前記導電性繊維を植毛しない非植毛領域と、を有する清掃部材と、
前記清掃部材の前記非植毛領域と被清掃部材との静電的な吸着力によって、前記清掃部材が従動回転するよう当該清掃部材を支持する支持部材と、
前記清掃部材の前記導電性繊維に前記被清掃部材の表面に前記導電性繊維を静電吸着させる電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域とを前記清掃部材の長手方向に沿って有し、且つ前記清掃部材が１回転したとき前記被清掃部材の長手方向に沿った清掃領域の全域が前記植毛領域と接触するよう前記植毛領域を配置したことを特徴とする清掃装置である。
ここで、清掃領域とは、清掃部材に植毛されている導電性繊維が被清掃部材の表面に接触する領域をいう。
また、請求項２に記載された発明は、無端状のフィルム基材の外周面に、導電性繊維を植毛してなる植毛領域と、前記導電性繊維を植毛しない非植毛領域と、を有する清掃部材と、
前記清掃部材の前記非植毛領域が被清掃部材の表面に接触することによって、前記清掃部材が従動回転するよう当該清掃部材を支持する支持部材と、
前記清掃部材の前記導電性繊維に前記被清掃部材の表面に前記導電性繊維を静電吸着させる電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域とを前記清掃部材の長手方向に沿って有し、且つ前記清掃部材が１回転したとき前記被清掃部材の長手方向に沿った清掃領域の全域が前記植毛領域と接触するよう前記植毛領域を配置したことを特徴とする清掃装置である。

請求項３に記載された発明は、前記清掃部材は、前記植毛領域を前記清掃部材の長手方向に沿って螺旋状に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の清掃装置である。

請求項４に記載された発明は、前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域を周方向及び長手方向に沿って交互に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の清掃装置である。

請求項５に記載された発明は、前記清掃部材は、絶縁性材料からなる前記フィルム基材の外周面に導電性接着剤を介して前記導電性繊維を静電植毛してなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の清掃装置である。

請求項６に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体及び前記帯電手段の少なくとも一方を清掃する清掃手段とを備え、
前記清掃手段として請求項１乃至５のいずれかに記載の清掃装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、清掃部材の非植毛領域と被清掃部材との静電的な吸着力によって、清掃部材を従動回転させることにより、清掃部材の植毛領域と被清掃部材との静電的な吸着力のみによって清掃部材を従動回転させる場合に比べて、清掃部材の被清掃部材に対する従動不良及び清掃部材の圧接による被清掃部材への異物付着の発生を抑制することができる。
また、請求項２に記載された発明によれば、清掃部材の非植毛領域が被清掃部材の表面に接触して清掃部材を従動回転させることによって、清掃部材の植毛領域と被清掃部材の表面のみとが接触して清掃部材を従動回転させる場合に比べて、清掃部材の被清掃部材に対する従動不良及び清掃部材の圧接による被清掃部材への異物付着の発生を抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、被清掃部材の長手方向に沿った一端部から他端部に向けて清掃することができる。

請求項４に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、清掃部材が１回転する間に被清掃部材の同一領域を複数回清掃することができる。

請求項５に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、植毛領域及び非植毛領域を容易に形成することができる。

請求項５に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、清掃部材の像保持体及び帯電部材の少なくとも一方に対する従動不良及び清掃部材の圧接による像保持体及び帯電部材の少なくとも一方への異物付着の発生を抑制することができ、画質の向上が可能となる。

この発明の実施の形態１に係る清掃装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成部を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る清掃装置を示す構成図である。 清掃部材の植毛状態を示す構成図である。 清掃部材の導電性繊維の状態を示す模式図である。 清掃部材を示す斜視構成図である。 実験例の結果を示す図表である。 この発明の実施の形態２に係る清掃装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態３に係る清掃装置の清掃部材を示す斜視構成図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［実施の形態１］
図１及び図２は、実施の形態１に係る清掃装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロ複写機として構成されたものである。画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る画像読取装置３と、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部２とを備えている。画像読取装置３は、画像形成部２を収容した装置本体１ａの上部に配置されている。

画像形成部２は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置１０と、作像装置１０で形成されるトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙５に転写する転写装置２０と、転写装置２０の転写位置に供給すべき所要の記録媒体の一例としての記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、転写装置２０で転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、装置本体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。

作像装置１０は、ブラック（Ｋ）色のトナー像を専用に形成する一つの作像装置で構成されている。この作像装置１０は、装置本体１ａの内部空間において所要位置に配置されている。

作像装置１０は、図１に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、帯電装置１２の周面を清掃する帯電装置用の清掃装置１６と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１３と、その静電潜像をブラック色（Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置１４と、転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１５等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電ロール１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力され、後述する画像処理装置で画像処理された画像の情報（信号）が送信される。

現像装置１４は、開口部と現像剤の収容室が形成された筐体の内部に、現像剤を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や攪拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、図１中、符号１４５は、現像装置１４に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器を、１４６は現像剤収容容器１４５に収容された現像剤を現像装置１４に補給する現像剤補給装置をそれぞれ示している。

転写装置２０は、感光体ドラム１１の周面に接触して回転するとともに転写用電圧が供給されるベルト型の転写装置である。このベルト型の転写装置２０は、駆動ロール２１と従動ロール２２との間に掛け渡された転写ベルト２３と、転写ベルト２３の内部に配置され、当該転写ベルト２３を介して感光体ドラム１１の周面に接触して回転する転写ロール２４とを備えている。転写ロール２４には、転写用電圧が印加される。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１５は、一部が開口する容器状の本体１５０と、一次転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１５１と、清掃板１５１よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側で感光体ドラム１１の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール１５２と、回収された残留トナー等の付着物を外部に排出する搬送用オーガ１５３等で構成されている。

定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置５０は、装置筐体１ａの下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する複数（又は単数）の用紙収容体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、用紙収容体５１ａ、５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

給紙装置５０と転写装置２０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５４、５５、５６や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路５７が設けられている。給紙搬送路５７において転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５６は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。さらに、定着装置４０の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙５の搬送方向を切り替える図示しない切替部材と、切替部材によって搬送方向が一方（図中右側）に切り替えられた記録用紙５を排出収容部７１へと排出する排出ロール対７２と、切替部材によって搬送方向が他方（図中下方）に切り替えられた記録用紙５の表裏を反転する反転ロール対７３と、表裏が反転された記録用紙５を給紙搬送路５７まで搬送する複数の用紙搬送ロール対７４や搬送ガイド材で構成される両面用給紙搬送路７５とが配置されている。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

前記作像装置１０を使用して、ブラック色（Ｋ）のトナー像からなるモノクロ画像を形成するときの画像形成動作を説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置２０、定着装置４０等が始動する。

そして、作像装置１０においては、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。

続いて、現像装置１４が、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたトナーを供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、トナーで現像されたトナー像として顕像化される。

続いて、作像装置１０の感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写位置まで搬送されると、転写装置２０の転写ロール２４が、そのトナー像を転写ベルト２３によって搬送される記録用紙５に対して転写させる。

また、転写が終了した作像装置１０では、ドラム清掃装置１５が感光体ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。

一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５７に送り出す。給紙搬送路５７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５６が記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置に送り出して供給する。

続いて、トナー像が転写された記録用紙５は、転写ベルト２３により定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、通常の画像形成動作のときは、切替部材を介して用紙排出ロール対７２により、例えば筐体１ａの外部に設置された排出収容部７１に排出される。

また、両面モードの画像形成動作のときは、定着装置４０による定着が終了した後の記録用紙５は、切替部材を介して反転ロール対７３により表裏が反転された後、用紙搬送ロール対７４によって両面用給紙搬送路７５に沿って搬送され給紙搬送路５７を介して転写位置まで搬送される。そして、転写位置において裏面にトナー像が転写された記録用紙５は、定着装置４０による定着処理を受け、切替部材を介して用紙排出ロール対７２により排出収容部７１に排出される。

以上の動作により、モノクロの画像が片面又は両面に形成された記録用紙５が出力される。

＜清掃装置の構成＞
図３はこの実施の形態に係る清掃装置を示す構成図である。

帯電装置１２は、図３に示されるように、金属製の芯金１２１の外周に導電性を有する合成樹脂や合成ゴム等からなる導電層１２２を被覆したロール状に形成されている。帯電ロール１２の芯金１２１には、帯電用高圧電源１２３によって所要の電圧（例えば、−１０５０Ｖ程度）が印加される。帯電ロール１２は、図示しないスプリング等の弾性部材によって感光体ドラム１１の表面に圧接されることにより、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転される。なお、帯電ロール１２は、図示しない駆動源によって回転駆動されるように構成しても良い。また、帯電装置１２は、帯電ロール１２の周面に付着したトナーあるいはシリカやチタン等の微粒子からなる外添剤などの付着物を清掃する帯電装置用の清掃装置１６を備えている。

この帯電装置用の清掃装置１６は、無端状のフィルム基材１６１の外周面に導電性繊維１６２が植毛されてなる清掃部材１６０と、清掃部材１６０を回転自在に支持するとともに、清掃部材１６０の導電性繊維１６２に清掃用の電圧を印加するための給電部材を兼ねた支持部材１６３とを備えている。フィルム基材１６１は、例えば、外力が作用しない自由形状が円筒形状となるよう形成されるが、無端状の形状を呈するものであれば、長円形状や楕円形状など他の形状に形成しても良い。フィルム基材１６１は、導電性を有するものであっても良いが、絶縁性の材料からなるフィルム状部材をそのまま使用しても良い。フィルム状基材１６１の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチエン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等のフッ素系樹脂などの合成樹脂、あるいはシリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴムを挙げることができる。フィルム基材１６１に導電性を付与する場合には、これらの材料にカーボンブラック等の導電性粒子が添加される。この実施の形態では、フィルム状基材としてカーボンブラック等の導電性材料が分散されたポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを用いている。

また、フィルム基材１６１の厚さは、特に限定されるものではないが、被清掃部材としての帯電ロール１２の回転に追従して回転可能な可撓性を有する厚さであることが望ましい。フィルム状基材１６１の厚さは、例えば、１０〜５００μｍ程度に設定される。この実施の形態では、外径が８〜１２ｍｍの円筒形状に形成された厚さ１００μｍのフィルム基材１６１を用いている。

フィルム基材１６１の外周面には、多数の導電性繊維１６２が部分的に植毛されている。導電性繊維１６２としては、例えば、ナイロン、レーヨンまたはポリエステル等の合成樹脂にカーボンブラック等の導電材料を分散させたものを紡糸することによって体積抵抗率が調整された合成樹脂製の繊維が用いられる。この実施の形態では、カーボンブラックを分散させたナイロン製の繊維を用いている。導電性繊維１６２の体積抵抗率は、例えば、１０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍに設定される。体積抵抗率が１０²以下であると、火花放電が発生し易く、体積抵抗率が１０¹¹以上であると、帯電ロール１２との間に生じる静電吸着力が不十分となる虞れがある。この実施の形態では、導電性繊維１６２の体積抵抗率を１０⁶〜１０⁷Ω・ｃｍ程度に設定している。

また、導電性繊維１６２の長さは、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度に設定される。導電性繊維１６２の太さは、例えば、０．５〜１０ｄ程度に設定される。この実施の形態では、長さ（パイル長）が１．０ｍｍ、太さが２ｄの導電性繊維１６２を用いている。また、導電性繊維１６２の植毛密度は、例えば、２０万本／ｉｎｃｈ²に設定されるが、これに限定されるものではない。

導電性繊維１６２は、図４に示されるように、フィルム基材１６１の外周面にアクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の導電性接着剤１６５を塗布した状態で、静電植毛によって略均一な密度となるよう植毛される。導電性繊維１６２は、フィルム基材１６１の外周面に略垂直に植毛しても良いが、導電性繊維１６２の先端１６２ａが清掃部材１６の回転方向Ｂに沿った下流側に向けて傾斜した状態で植毛するのが望ましい。その理由は、帯電ロール１２との接触部で倒れていた繊維が、帯電ロール１２の接触部から離れて起き上がるときに外添剤を掻き取る力がより一層働きやすいためである。

なお、導電性繊維１６２は、その先端１６２ａが清掃部材１６の回転方向Ｂに沿った下流側に向くよう傾斜した状態で直接植毛しても良いが、導電性繊維１６２をフィルム基材１６１の外周面に略垂直に植毛した後、機械的な力及び／又は熱を加えることによって、その先端１６２ａが帯電部材の回転方向Ｂに沿った下流側に向けて傾斜した状態となるように構成しても良い。

但し、導電性繊維１６２の向きは、これに限定されるものではなく、導電性繊維１６２は、フィルム基材１６１の外周面に略垂直、又はその先端１６２ａが清掃部材１６の回転方向Ｂに沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛しても良い。

支持部材１６３は、図３に示されるように、清掃部材１６０の内部に長手方向に沿って貫通するように挿入された円柱状又は円筒状の部材から構成されている。支持部材１６３としては、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属、あるいは合成樹脂などからなるものが用いられる。この実施の形態では、支持部材１６３として、ステンレス等の金属からなる直径が４ｍｍの円柱形状の部材を用いている。

給電部材としての機能を兼ねた支持部材１６３には、電圧印加手段の一例としての清掃用高圧電源１６４によってトナーの帯電極性と同極性（負極性）の電圧であって、帯電ロール１２の印加電圧よりも低い（絶対値が小さい）所要の清掃用電圧（例えば、−６５０Ｖ程度）が印加される。

なお、上記実施の形態では、給電部材としての機能を兼ねた支持部材１６３によって清掃部材１６０に清掃用電圧を印加するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、清掃部材１６０の外周面に、当該清掃部材１６０に清掃用の電圧を印加する電圧印加手段の一部を構成する図示しない給電部材を、清掃部材１６０の略全長にわたって接触するよう配置しても良い。この場合、給電部材は、清掃部材１６０に清掃用の電圧を印加することが可能なものであれば、その形状は任意であり、例えば、棒状、板状、ループ状、ブラシ状、発泡体状など種々のものが用いられる。また、給電部材は、清掃部材１６０の導電性繊維１６２より体積抵抗率が低い材質からなるもので有れば良く、例えば、金属や導電性が付与された合成樹脂、あるいは合成ゴム、合成発泡体などから形成することができる。

また、清掃部材１６０の外周面に設けられた給電部材から当該清掃部材１６０に清掃用電圧を印加する場合、清掃部材１６０のフィルム基体１６１は必ずしも導電性を有する必要がなく、上述した絶縁性材料がそのまま使用される。

上記の如く構成される清掃装置１６は、清掃部材１６０の導電性繊維１６２に支持部材１６３を介して清掃用高圧電源１６４によってトナーの帯電極性と同極性であってしかも絶対値が小さい清掃用電圧を印加することにより、フィルム基材１６１の表面に静電植毛された導電性繊維１６２が帯電ロール１２の表面に静電気力により吸着された状態で、清掃部材１６０が帯電ロール１２表面の移動に伴って従動回転する。その際、清掃部材１６０は、当該清掃部材１６０と帯電ロール１２の表面とが接触する接触領域において、帯電ロール１２の周面に付着したトナーや外添剤等の付着物を導電性繊維１６２によって掻き取ることで除去するとともに、除去した付着物を清掃部材１６０の表面に静電的又は物理的な付着力により保持する。なお、清掃部材１６０の表面に保持された付着物を除去する図示しないフリッカーバー等の除去部材を設けても良い。

ところで、この清掃装置１６は、清掃部材１６０の導電性繊維１６２が静電的に帯電ロール１２の表面に吸着する吸着力により、帯電ロール１２の回転に伴って矢印方向Ｂに沿って従動回転する。そのため、清掃部材１６０の導電性繊維１６２と帯電ロール１２表面との間に作用する静電吸着力が不十分であると、清掃部材１２０に従動不良が発生し、帯電ロール１２表面の清掃能力が低下し、帯電ロール１２の表面にトナーや外添剤からなるフィルミングが発生したり、帯電ムラ等の帯電不良の原因となる。

更に説明すると、清掃部材１６０の導電性繊維１６２と帯電ロール１２表面との間に作用する吸着力が不十分であると、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、導電性繊維１６２のこし（剛性）の力による反発力で導電性繊維１６２が帯電ロール１２の表面に十分に接触せず、フィルム基材１６１と帯電ロール１２の間に隙間が生じ、清掃部材１６０と帯電ロール１２表面との密着性が低下し、清掃部材１６０の従動不良が発生し易くなる。

一方、清掃部材１６０の導電性繊維１６２と帯電ロール１２表面との間に作用する吸着力を高めるため、清掃部材１６０に印加する清掃用電圧として帯電ロール１２の印加電圧との電位差を大きく設定した場合には、清掃部材１６０の導電性繊維１６２と帯電ロール１２表面との間に作用する静電吸着力が過大となり、ドラム清掃装置１５を擦り抜けたトナー及びシリカやチタン等のトナーの外添剤が清掃部材１６０によって帯電ロール１２の表面に押し付けられ、帯電ロール１２の表面にトナーやシリカ等の外添剤がフィルム状に付着するフィルミングが生じる虞れがある。特に、トナーやシリカ等の外添剤によるフィルミングは、ドラム清掃装置１５を備えないクリーナーレス方式を採用した画像形成装置１においては顕著に発生する。

そこで、この実施の形態では、図６に示されるように、清掃部材１６０に、導電性繊維１６２を植毛した主として清掃能力を担う植毛領域１６６と、導電性繊維２６２を植毛しない帯電ロール１２とフィルム基体１６１とが直接接触し従動作用を担う非植毛領域１６７とを、清掃部材１６０の長手方向に沿って設け、且つ清掃部材１６０が１回転する間に帯電ロール１２の長手方向に沿った清掃領域の全域が少なくとも１回は植毛領域１６６と接触するよう植毛領域１６６を配置している。ここで、清掃領域とは、清掃部材１６０に植毛されている導電性繊維１６２が帯電ロール１２の表面に接触する領域をいう。なお、非植毛領域１６７では、フィルム基材１６１が表面に露出している。

更に説明すると、清掃部材１６０は、その外周面において長手方向に沿った１本の直線Ｌ上の領域を見た場合、当該直線Ｌ上において植毛領域１６６と非植毛領域１６７とがそれぞれ必ず少なくとも１箇所以上存在するように、植毛領域１６６及び非植毛領域１６７が設けられている。また、清掃部材１６０が１回転する間に帯電ロール１２の長手方向に沿ったすべての清掃領域が少なくとも１回は植毛領域１６６と接触するように植毛領域１６６が配置されている。

この実施の形態では、植毛領域１６６が清掃部材１６０の外周面に長手方向（軸方向）に沿って螺旋状に位置するよう構成されている。植毛領域１６６は、例えば、清掃部材１６０の軸方向に沿って幅Ｗが例えば１５ｍｍで、且つ巻き付け角度が３０度となるよう螺旋状に植毛されている。その結果、清掃部材１６０は、導電性繊維１６２が植毛された植毛領域１６６と、導電性繊維２６２が植毛されていない非植毛領域１６７とが、軸方向に沿って必ず存在し、しかも、清掃部材１６０が１回転する間に帯電ロール１２の長手方向に沿ったすべての清掃領域が少なくとも１回は植毛領域１６６と接触するように植毛領域１６６が配置されている。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
画像形成装置１は、上述したように、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置２０、定着装置４０等が始動する。

そして、作像装置１０においては、図１及び図２に示されるように、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電ロール１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電する。

帯電ロール１２は、感光体ドラム１１の表面と接触しているため、この帯電ロール１２の表面には、感光体ドラム１１の表面に付着しドラム清掃装置１５を通過した転写残トナーやトナーの外添剤等の付着物が転移して付着する。この現象は、特に、ドラム清掃装置１５を備えないクリーナーレス方式を採用した画像形成装置では顕著に発生する。帯電ロール１２の表面に付着したトナーやトナーの外添剤等の付着物は、帯電ロール１２による帯電ムラ等の原因となる。

ところで、帯電ロール１２の外周面には、帯電装置用の清掃装置１６が配置されている。清掃装置１６は、図３に示されるように、導電性繊維１６２が植毛された円筒状の帯電部材１６０を備えている。そして、帯電部材１６０には、支持部材１６３を介して清掃用高圧電源１６４によって清掃用電圧を印加することにより、導電性繊維１６２が帯電ロール１２の周面に静電吸着力により吸着され、帯電ロール１２の回転に伴って従動回転することにより、帯電ロール１２の周面に付着した付着物を清掃する。

その際、清掃装置１６には、図６に示されるように、長手方向に沿って導電性繊維１６２が植毛された植毛領域１６６と、導電性繊維１６２が植毛されていない非植毛領域１６７とを備えている。これらの植毛領域１６６と非植毛領域１６７は、清掃部材１６０の長手方向に沿って必ず少なくとも一箇所ずつ存在するように配置されているため、清掃部材１６０は、非植毛領域１６７において導電性繊維１６２を介さずに直接接触する。そのため、非植毛領域１６７に隣接する植毛領域１６６では、図５（ａ），（ｃ）に示されるように、導電性繊維１６２が帯電ロール１２の表面に密着した状態となり、帯電ロール１２との接触箇所において矢印方向に沿って移動する力が伝達されて従動回転する。このとき、清掃部材１６０のフィルム基体１６１が導電性を有する材料からなる場合には、フィルム基体１６１と帯電ロール１２との間に静電的な吸着力が作用するため、帯電部材１６０をより一層確実に従動回転させることが可能となる。また、清掃部材１６０は、植毛領域１６６によって帯電ロール１２表面に導電性繊維１６２が接触し、帯電ロール１２の周面に付着した付着物を除去する。清掃部材１６０には、１回転する間に帯電ロール１２の長手方向に沿ったすべての清掃領域が少なくとも１回は植毛領域１６６と接触するように植毛領域１６６が配置されており、帯電ロール１２の長手方向に沿ったすべての清掃領域が植毛領域１６６によって清掃される。

このように、清掃装置１６には、図６に示されるように、導電性繊維１６２が植毛された植毛領域１６６と、導電性繊維１６２が植毛されていない非植毛領域１６７とを長手方向に沿って備えている。これらの植毛領域１６６と非植毛領域１６７は、清掃部材１６０の長手方向に沿って必ず少なくとも一箇所ずつ存在するように配置されているため、清掃部材１６０は、非植毛領域１６７によって導電性繊維１６２を介さずに直接接触し、帯電ロール１２との接触箇所において矢印方向に沿って移動する力が伝達されて従動回転する。また、清掃部材１６０は、植毛領域１６６によって帯電ロール１２表面に導電性繊維１６２が接触し、帯電ロール１２の周面に付着した付着物を除去する。

また、この実施の形態では、清掃装置１６の導電性繊維１６２に印加する清掃用電圧を高く設定する必要がなく、清掃部材１６０と帯電ロール１２との吸着力が高くなり過ぎることによって帯電ロール１２へのトナーや外添剤等がフィルム状に付着する所謂フィルミング発生することを抑制することができる。

実験例
次に、本発明者は、上記実施の形態１に係る画像形成装置の効果を確認するため、図２に示されるような作像装置１０を備えたベンチモデルを試作し、清掃装置１６の清掃部材１６０として図６に示されるような螺旋状に形成された植毛領域１６６を備えた清掃装置１６を用い、帯電ロール１２に−１０５０Ｖの帯電用電圧を印加するとともに、清掃装置１６の清掃部材１６０に−６５０Ｖの清掃用電圧を印加し、清掃部材１６０の従動不良及びそれに起因したフィルミングの発生度合い、並びに清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力に起因したフィルミングの発生度合いを確認する実験を行なった。

なお、清掃部材１６０の帯電ロール１２表面に対する従動率は、清掃部材１６０の表面に光を反射する反射部材を貼り付け、当該反射部材に光を照射したときの反射光を受光素子で受光して電気信号に変換することにより、清掃部材１６０の回転状態を検出して行なった。

図７は実験例の結果を示す図表である。

図７から明らかなように、実施の形態１に係る清掃部材１６０を用いた場合には、清掃部材１６０の従動率が画質上問題のない９７％を超えて９８％と非常に良好であり、清掃部材１６０の従動不良に起因したフィルミングの発生も問題とならないレベルであることが判った。また、清掃装置１６の清掃部材１６０に印加する清掃用電圧が−６５０Ｖであり、帯電ロール１２に印加する帯電用電圧が−１０５０Ｖであって、清掃用電圧と帯電用電圧との電位差が４００Ｖと相対的に低く、清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力に起因したフィルミングも問題とならないレベルであることが判った。

比較例１
比較例１として、清掃部材１６０の全面に導電性繊維１６２を植毛した植毛領域１６６とし、非植毛領域１６７を設けない清掃装置１６を用い、帯電ロール１２に−１０５０Ｖの帯電用電圧を印加するとともに、清掃部材１６０に−１５０Ｖの清掃用電圧を印加し、清掃部材１６０の従動不良及びそれに起因したフィルミングの発生度合い、並びに清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力に起因したフィルミングの発生度合いを確認する実験を行なった。

図７は比較例１の結果をも示す図表である。

図７から明らかなように、比較例１に係る清掃部材１６０を用いた場合には、清掃部材１６０の従動率が画質上問題のない９７％を超えて９８％と良好であり、清掃部材１６０の従動不良に起因したフィルミングの発生も問題とならないレベルであることが判った。

これに対して、比較例１は、清掃装置１６の清掃部材１６０に印加する清掃用電圧が−１５０Ｖであり、帯電ロール１２に印加する帯電用電圧が−１０５０Ｖであって、清掃用電圧と帯電用電圧との電位差が９００Ｖと相対的に高く、清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力が増大する結果、帯電ロール１２の表面にトナーや外添剤からなるフィルミングが発生し、実使用上問題となるレベルであることが判った。

比較例２
比較例２として、清掃部材１６０の全面に導電性繊維１６２を植毛した植毛領域１６６とした清掃装置１６を用い、帯電ロール１２に−１０５０Ｖの帯電用電圧を印加するとともに、清掃装置１６の清掃部材１６０に−６５０Ｖの清掃用電圧を印加し、清掃部材１６０の従動不良及びそれに起因したフィルミングの発生度合い、並びに清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力に起因したフィルミングの発生度合いを確認する実験を行なった。

図７は比較例２の結果をも示す図表である。

図７から明らかなように、比較例２に係る清掃部材１６０を用いた場合には、清掃部材１６０の従動率が画質上問題のない９７％を大幅に下回り５３％と低く、清掃部材１６０の従動不良に起因したフィルミングが発生し、実使用上問題となるレベルであることが判った。

一方、比較例２は、清掃装置１６の清掃部材１６０に印加する清掃用電圧が実験例１と同じ値である−６５０Ｖであり、帯電ロール１２に印加する帯電用電圧が−１０５０Ｖであって、清掃用電圧と帯電用電圧との電位差が４００Ｖと相対的に低く、清掃部材１６０と帯電ロール１２との静電吸着力に起因したフィルミングも問題とならないレベルであることが判った。

実施の形態２
図８はこの発明の実施の形態２に係る清掃装置を示す概略構成図である。

この清掃装置１６は、帯電装置１２を清掃するものではなく、被清掃部材の一例として感光体ドラム１１の周面を清掃するドラム清掃装置１５に適用したものである。

この実施の形態２に係るドラム清掃装置１５は、図８に示されるように、清掃板１５１よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側で感光体ドラム１１の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロールに代えて、清掃部材１６０を用いるように構成している。

清掃部材１６０は、上述した実施の形態１と同様に構成したものである。即ち、清掃部材１６０は、フィルム基材１６１と、フィルム基材１６１の外周面に静電植毛された導電性繊維１６２とを備えている。また、清掃部材１６０には、導電性繊維１６２を植毛した植毛領域１６６が螺旋状に設けられている。

清掃部材１６０の導電性繊維１６２には、清掃用の電圧が印加されているが、感光体ドラム１１の表面電位は、帯電ロール１２の印加電圧に比較して低いため、清掃用電圧もこれに応じて低く設定されている。

また、ドラム清掃装置１５は、転写装置２０の転写位置の下流側直下に配置されており、感光体ドラム１１の表面に付着した転写残トナーや外添剤の量は、帯電ロール１２に比較して多い。そのため、帯電ロール１２に配置される清掃装置１６に比較して、植毛領域１６６の面積を相対的に増加させることが望ましい。

実施の形態３
図９はこの発明の実施の形態３に係る清掃装置の清掃部材を示す概略構成図である。

この清掃部材１６０は、矩形状に形成された植毛領域１６６と、同じく矩形状に形成された非植毛領域１６７を周方向及び長手方向に沿って交互に配置するように構成されている。

この実施の形態３では、植毛領域１６６と非植毛領域１６７を周方向及び長手方向に沿って交互に配置することにより、清掃部材１６０の周方向に沿って植毛領域１６６と非植毛領域１６７とが交互に位置し、被清掃部材の同一領域と植毛領域１６６が接触する回数を増加させることが可能となる。そのため、清掃部材１６０の植毛領域１６６による清掃効率を向上させることが可能となる。

１…画像形成装置
２…画像形成部
１１…感光体ドラム
１２…帯電ロール
１６…清掃装置
１６０…清掃部材
１６１…フィルム基材
１６２…導電性繊維
１６６…植毛領域
１６７…非植毛領域

Claims (6)

1. 導電性の無端状のフィルム基材の外周面に、導電性繊維を植毛してなる植毛領域と、前記導電性繊維を植毛しない非植毛領域と、を有する清掃部材と、
   前記清掃部材の前記非植毛領域と被清掃部材との静電的な吸着力によって、前記清掃部材が従動回転するよう当該清掃部材を支持する支持部材と、
   前記清掃部材の前記導電性繊維に前記被清掃部材の表面に前記導電性繊維を静電吸着させる電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
   前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域とを前記清掃部材の長手方向に沿って有し、且つ前記清掃部材が１回転したとき前記被清掃部材の長手方向に沿った清掃領域の全域が前記植毛領域と接触するよう前記植毛領域を配置したことを特徴とする清掃装置。
2. 無端状のフィルム基材の外周面に、導電性繊維を植毛してなる植毛領域と、前記導電性繊維を植毛しない非植毛領域と、を有する清掃部材と、
   前記清掃部材の前記非植毛領域が被清掃部材の表面に接触することによって、前記清掃部材が従動回転するよう当該清掃部材を支持する支持部材と、
   前記清掃部材の前記導電性繊維に前記被清掃部材の表面に前記導電性繊維を静電吸着させる電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
   前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域とを前記清掃部材の長手方向に沿って有し、且つ前記清掃部材が１回転したとき前記被清掃部材の長手方向に沿った清掃領域の全域が前記植毛領域と接触するよう前記植毛領域を配置したことを特徴とする清掃装置。
3. 前記清掃部材は、前記植毛領域を前記清掃部材の長手方向に沿って螺旋状に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の清掃装置。
4. 前記清掃部材は、前記植毛領域と前記非植毛領域を周方向及び長手方向に沿って交互に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の清掃装置。
5. 前記清掃部材は、絶縁性材料からなる前記フィルム基材の外周面に導電性接着剤を介して前記導電性繊維を静電植毛してなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の清掃装置。
6. 静電潜像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記像保持体及び前記帯電手段の少なくとも一方を清掃する清掃手段とを備え、
   前記清掃手段として請求項１乃至５のいずれかに記載の清掃装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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