JP2004054141A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触帯電部材の汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止できるようにする。
【解決手段】帯電ローラ２のクリーニング部材としてポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを用い、かつこの帯電ローラクリーニング部材２ｆを帯電ローラ２の長手方向に沿って所定量だけ往復運動させることにより、帯電ローラクリーニング部材２ｆが帯電ローラ２表面の長手方向に沿って均一に安定して当接してクリーニングすることができるので、長期にわたって帯電ローラ２の転写残トナーによる汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止することができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、より詳しくは、接触帯電部材を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の転写方式画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーによりトナー画像として顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナー画像を感光体面上から紙などの転写材に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などから構成されており、感光体は繰り返して上記の電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供される。
【０００３】
上記の画像形成装置において、転写工程後の感光体上に残余するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置により感光体面上から除去されてクリーニング装置内に溜まって廃トナーとなるが、環境保全や資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ないことが望ましい。
【０００４】
そこで、近年、クリーニング装置を無くし、感光体上の転写残トナーを現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体上から除去し、現像装置に回収し再利用する装置構成にした「クリーナレス方式」の画像形成装置の実用化がなされてきている。
【０００５】
現像同時クリーニングとは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって、トナーで現像されるべきでない感光体面部分上（非画像部）に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、メンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０００６】
ところで、上述したような転写工程後の感光体上の転写残トナーを、現像装置で除去・回収し再利用するクリーナレス方式の画像形成装置においては、帯電極性が元々正規極性とは逆極性に反転しているトナーや、帯電極性が正規極性のトナーであっても転写バイアスや剥離放電等に影響されて帯電極性が反転するトナーが存在した場合、それらのトナーは現像装置で感光体面上から回収・除去できない場合がある。
【０００７】
また、帯電装置が、感光体に当接して感光体面を帯電処理する接触帯電部材を有する接触帯電装置であるときには、感光体面上を連れまわるトナーが感光体と接触帯電装置の接触ニップ部である帯電部を通過する際に、接触帯電部材に付着してトナー汚染を引き起こし、帯電不良の原因となってしまう。
【０００８】
つまり、感光体上の転写残トナーを現像装置の現像同時クリーニングにて除去・回収するためには、帯電部を通過して現像部に持ち運ばれる感光体上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光体の静電潜像を現像できるトナーの帯電量であることが必要である。
【０００９】
そこで、感光体の回転方向に対して接触帯電部材より上流側でかつ転写装置より下流側の位置に、感光体上の転写残トナーを帯電するトナー帯電量制御手段を設け、更に、感光体の回転方向に対して該トナー帯電量制御手段より上流側でかつ転写装置より下流側の位置に、トナー像を転写材に転写した後の感光体上に残留する転写残トナーを均一化する転写残トナー均一化手段を設けて、前記トナー帯電量制御手段と転写残トナー均一化手段に一定の直流電圧を印加することにより、この間題を解決することができる。
【００１０】
つまり、転写後に感光体面上に残留する残留トナーを転写残トナー均一化手段で均一化し、その均一化された感光体面上の転写残トナーをトナー帯電量制御手段で正規極性に帯電処理した後、接触帯電部材で感光体面上を帯電すると同時に、トナー帯電量制御手段で帯電処理した転写残トナーを、現像装置において現像同時クリーニングにて除去・回収するのに適正な帯電量に帯電処理し、現像装置で回収する。
【００１１】
しかしながら、このような構成の画像形成装置においても、感光体上の転写残トナー連れまわりがなくなった場合でも、転写残トナーが接触帯電部材を通過する時に微量ながら接触帯電部材に付着してしまう。特に、写真画像などといった印字率（画像比率）の高い画像を連続画像形成する場合には、接触帯電部材に付着するトナーは画像形成枚数が増えるにつれて徐々に増加していき、やがて帯電不良の原因となる。
【００１２】
この汚れを除去する方法として、接触帯電部材に清掃部材（クリーニング部材）を当接させる方法が用いられてきた。一般的に清掃部材には、スポンジや微細繊維などの柔らかくて補集性の高いパット部材がある。これらの清掃部材（パット部材）を用い、常時所定の加圧力（あるいは侵入量）をもって接触帯電部材に圧接させる方式では、構成が簡易である反面、清掃部材による接触帯電部材表面の損傷や、清掃部材上に転写残トナーなどが蓄積して、その汚れが再度接触帯電部材に押し付けられることにより、接触帯電部材の表面を再度汚すおそれがある。
【００１３】
このため、接触帯電部材の長寿命化を図るためには、清掃部材が接触帯電部材表面に接触する時間を著しく軽減させる必要がある。この方法としては、ソレノイドなどの外部駆動を利用して、清掃部材を接触帯電部材表面に対してあるタイミング毎に接離する方式が用いられている。
【００１４】
しかしながら、上記のような清掃部材を接触帯電部材表面からあるタイミング毎に離間させる接離機構を有する方式では、前記の清掃部材を接触帯電部材表面に常時押圧させる方式に比較して帯電装置自体が大きくなり、またコストも高くなるなどの欠点がある。また、清掃部材が上述したパット部材である場合、常時当接している場合よりは長く持つものの、やがて清掃部材上に転写残トナーなどが蓄積して、清掃部材の清掃能力が低下し、スジ状の汚れなどの画像不良を発生する。
【００１５】
そこで、このような問題を防止するために、接触帯電部材の清掃部材にポリイミドなどからなる可撓性を持つ有機高分子化合物のフィルムを用いる方法が提案されている。ポリイミドなどのフィルムを接触帯電部材に当接させることにより、接触帯電部材に付着した逆極性に反転したトナーなどと摺擦し、ポリイミドなどのフィルムと付着トナーが接触摩擦帯電することで、トナーを正規極性に帯電しなおすことができる。正規極性に帯電しなおされたトナーは、接触帯電部材から感光体上に吐出され、その後現像装置で回収される。
【００１６】
この際、ポリイミドなどのフィルムが接触帯電部材表面に当接したときの当接圧が高すぎる場合には、ポリイミドなどのフィルムの接触帯電部材との当接部分に、トナーを局部的に溜め込んでしまう場合があり、接触帯電部材が局部的にスジ状にトナーで汚染あるいは固着させてしまうおそれがある。そのため、従来、フィルムの自由長や厚みを調整することで、フィルムが接触帯電部材表面に当接したときの当接圧をコントロールするようにしていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにポリイミドなどのフィルムを所定の設定で接触帯電部材に当接させた場合においても、ポリイミドなどのフィルムと接触帯電部材の当接圧が、感光体の長手方向（主走査方向）全域にわたって均一に保証することは非常に困難である。このため、画像形成枚数が増えるにつれて、上記したようにポリイミドなどのフィルムと接触帯電部材との当接部分においてトナーを局部的に溜め込んでしまい、接触帯電部材が局部的にスジ状にトナーで汚染あるいは固着させてしまうといった問題が発生する。
【００１８】
そこで本発明は、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像同時クリーニングで除去・回収し、再利用するクリーナレス方式および接触帯電方式を用いた画像形成装置において、長期にわたり接触帯電部材の良好な清掃状態を確保することにより、接触帯電部材の汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回動自在な像担持体と、前記像担持体表面に当接し帯電バイアスの印加により前記像担持体を帯電する回転自在な接触帯電部材と、帯電された前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して現像剤像として可視像化する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記接触帯電部材表面にその長手方向に沿って当接するように配置した、前記接触帯電部材表面をクリーニングする可撓性を有する有機高分子化合物からなるクリーニング部材を有し、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って複数の隙間を有し、かつ前記接触帯電部材に対して当接位置がずれるように移動自在に設けられていることを特徴としている。
【００２０】
また、前記可撓性を有する有機高分子化合物は、ポリイミドであることを特徴としている。
【００２１】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってブラシ状に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってフィルム状で、かつ複数の切欠き溝部を有していることを特徴としている。
【００２３】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってフィルム状で、かつ複数の開口穴部を有していることを特徴としている。
【００２４】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って一定量の往復運動をするように設けられていることを特徴としている。
【００２５】
また、前記クリーニング部材の長手方向における前記開口穴部の幅は、前記往復運動の幅よりも小さいことを特徴としている。
【００２６】
また、前記クリーニング部材の長手方向における前記切欠き溝部の幅は、前記往復運動の幅よりも小さいことを特徴としている。
【００２７】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿ってブラシ部を複数設けて形成されていることを特徴としている。
【００２８】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿って複数の切欠き部を有するフィルムを複数設けて形成されていることを特徴としている。
【００２９】
また、前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿って複数の開口穴部を有するフィルムを複数設けて形成されていることを特徴としている。
【００３０】
また、前記回転体は、前記クリーニング部材と前記接触帯電部材との当接部において前記接触帯電部材の回転方向に対して逆方向に移動するように回転駆動されることを特徴としている。
【００３１】
また、前記現像手段が、前記転写手段により現像剤像を転写材に転写した後に前記像担持体表面に残留した残トナーを静電的に回収するクリーニング手段を兼ねることを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３３】
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、接触帯電方式で現像同時クリーニングによるクリーナレス方式のレーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。
【００３４】
この画像形成装置は、回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、感光ドラム１の回転方向（反時計方向）に沿ってその周囲に接触帯電部材としての帯電ローラ（ローラ帯電器）２、現像装置４、接触転写部材としての転写ローラ５、転写残トナー均一化手段としての転写残トナー均一化部材８、トナー帯電量制御手段としてのトナー帯電量制御部材７が設置されており、帯電ローラ２と現像装置４との間の上方には露光装置３が設置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ５間に形成される転写ニップ部ｄの転写材搬送方向の下流側には、定着装置６が設置されている。
【００３５】
感光ドラム１は、本実施の形態では外径６０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）であり、駆動装置（不図示）の駆動によって１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリング（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄの３層を下から順に塗布して構成されている。
【００３６】
帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材（不図示）により回転自在に保持されると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢して感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光ドラム１の回転駆動に従動して回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。
【００３７】
帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施の形態では、帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−５００）と交流電圧（周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧１．５ｋＶの正弦波）とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００３８】
また、帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍであり、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００３９】
より具体的には、本実施の形態における帯電ローラ２の仕様は下記の通りである。
【００４０】
芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ^３、体積抵抗値１０^２〜１０^９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０^２〜１０^５Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０^７〜１０^１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
【００４１】
また、帯電ローラ２表面には、帯電ローラ２表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング部材２ｆが当接するようにして設けられている（本発明の特徴である帯電ローラクリーニング部材２ｆの詳細については後述する）。
【００４２】
露光装置３は、本実施の形態では半導体レーザを用いたレーザビームスキャナであり、不図示の画像読み取り装置等のホスト処理から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌする。この走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで、感光ドラム１面には走査露光Ｌした画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００４３】
現像装置４は、本実施の形態では二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。この現像装置４は、現像容器４ａの開口部に固定マグネットローラ４ｃを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ｂが設けられており、現像容器４ａの現像剤（トナー）４ｅを、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ｂ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。現像容器４ａの現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆの回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。
【００４４】
本実施の形態における磁性キャリアの抵抗は約１０^１３Ωｃｍ、粒径は４０μｍであり、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。また、現像容器４ａ内のトナー濃度は、濃度センサ（不図示）によって検知され、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇから適正量のトナーを現像容器４ａに補給して、トナー濃度を一定に調整する。
【００４５】
現像スリーブ４ｂは、現像位置ｃにおいて感光ドラム１との最近接距離を３５０μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設されており、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の回転方向（反時計方向）とは逆方向に回転駆動される。
【００４６】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施の形態において、現像スリーブ４ｂへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧（−３５０Ｖ）と交流電圧（周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶの矩形波）とを重畳した振動電圧である。
【００４７】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって当接して転写ニップ部ｄを形成し、電源Ｓ３から転写バイアス（トナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス；本実施の形態では＋２ｋＶ）が印加されることによって、この転写ニップ部ｄにて用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像を転写する。
【００４８】
定着装置６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有しており、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。
【００４９】
トナー帯電量制御部材７は、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、感光ドラム１の回転方向に対して帯電ローラ２の上流側でかつ転写ローラ５の下流側で、感光ドラム１表面に当接部ｅで当接するようにして設置されている。トナー帯電量制御部材７は、転写後に感光ドラム１上に残留した転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるものである。トナー帯電量制御部材７には、電源Ｓ４から負極性の直流電圧（本実施の形態では、−８００Ｖ）が印加される。
【００５０】
転写残トナー均一化部材８は、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、感光ドラム１の回転方向に対してトナー帯電量制御部材７の上流側でかつ転写ローラ５の下流側で、感光ドラム１表面に当接部ｆで当接するようにして設置されている。転写残トナー均一化部材８は、転写後に感光ドラム１上に残留した転写残トナーを除電するものである。転写残トナー均一化部材８には、電源Ｓ５から正極性の直流電圧（本実施の形態では、＋８００Ｖ）が印加される。
【００５１】
転写後に転写ニップ部ｄで転写材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在しており、転写残トナー均一化部材８により一度転写残トナーを除電してやり、トナー帯電量制御部材７で再度転写残トナーに正規極性帯電化処理をしてやることで、転写残トナーの帯電ローラ２への付着防止が効果的になされると共に、現像装置４での除去・回収を効果的に行うことができる。
【００５２】
次に、上記画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００５３】
画像形成時には、感光ドラム１は駆動装置（不図示）により矢印方向（反時計方向）に所定の周速で回転駆動され、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２により表面が一様に帯電される。
【００５４】
そして、帯電された感光ドラム１上に露光装置３により走査露光Ｌが与えられて、入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像に、現像部ｃにて感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４の現像スリーブ４ｂにより感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性に帯電されたトナーを付着させて、トナー像として顕像化（反転現像）する。
【００５５】
そして、感光ドラム１上のトナー像が感光ドラム１と転写ローラ４間の転写ニップ部ｄに到達すると、このタイミングに合わせて用紙などの転写材Ｐがレジストローラ（不図示）によって転写ニップ部ｄに搬送される。
【００５６】
そして、前記トナーと逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ５により、転写ニップ部ｄに搬送された転写材Ｐに感光ドラム１と転写ローラ５間に発生する静電力によって、感光ドラム１上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置６に搬送され、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にてトナー像を転写材Ｐに加熱加圧して熱定着した後に外部に排出され、一連の画像形成動作を終了する。
【００５７】
また、トナー像転写後の感光ドラム１表面に残留している転写残トナーは、上述したように感光ドラム１の回転にともない転写残トナー均一化部材８により一度除電された後に、トナー帯電量制御部材７で再度正規極性帯電化処理される。
【００５８】
そして、正規極性に帯電された転写残トナーは、帯電部ａを経由して現像部ｃに至り、現像装置４の現像スリーブ４ｂで次工程以後の現像時に、かぶり取りバイアス（現像スリーブ４ｂに印加する直流電圧と感光ドラム１の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する（現像同時クリーニング）。回収された転写残トナー（残留現像剤）は、次工程以後に用いられることにより、廃トナーをなくすことができる。
【００５９】
次に、本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆについて詳細に説明する。
【００６０】
帯電ローラクリーニング部材２ｆは、図１、図２に示すように、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップ（当接部）を形成するよう配置されている。
【００６１】
支持部材２ｇは、不図示の駆動装置によりギア列を介して帯電ローラ２の長手方向に対し一定量の往復運動駆動するように構成されており、この往復運動駆動によって帯電ローラ２表面が帯電ローラクリーニング部材２ｆで摺擦される。これにより、帯電ローラ２表面に付着した転写残トナーに再度適量の正規極性の電荷を供給し、感光ドラム１上に戻すことが可能となる。
【００６２】
帯電ローラクリーニング部材２ｆは、可撓性を持つ有機高分子化合物のフィルムで形成されている。クリーニング部材として効果の認められる有機高分子化合物フィルムとしては、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアミドイミドおよびポリイミドなどの比較的摩擦係数の低いプラスチックを用いることができる。
【００６３】
ただし、これらの有機高分子化合物の中で、フッ素樹脂などの磨耗率が高いものを使用した場合には、磨耗粉が発生しそれらが帯電ローラ２を汚染するおそれがある。また、ポリアミドなどのように、摩擦・磨耗により相手側に転移しやすい物を使用した場合には、帯電ローラ２の表面に樹脂の膜を形成し、帯電ローラ２の抵抗を上げるおそがある。そこで、本実施の形態では、機械的強度、摩擦・磨耗特性、摩擦帯電特性などの点からポリイミドのフィルムを使用した。
【００６４】
ところで、この帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いるうえで、帯電ローラクリーニング部材２ｆの帯電ローラ２への当接圧が高い場合には、帯電ローラクリーニング部材２ｆと帯電ローラ２の当接部に、帯電ローラ２に付着した転写残トナーが局部的に蓄積しやすくなる。その結果、画像形成枚数が増えるにつれて帯電ローラ２表面を転写残トナーにより局部的にスジ状に汚し、最終的には帯電ローラ２表面に転写残トナーがスジ状に固着してしまうおそれがある。
【００６５】
このような転写残トナーによるスジ状汚れの発生メカニズムについて、図３を参照して説明する。
【００６６】
図３（ａ）に示すように、静電的に凝集した転写残トナーｔの転写残トナー凝集体Ｔが帯電ローラ２に付着して、帯電ローラ２と帯電ローラクリーニング部材２ｆの当接部に到達した場合、帯電ローラクリーニング部材２ｆの帯電ローラ２への当接圧が大きい場合には、そこでトラップされる可能性がある。
【００６７】
このとき、図３（ｂ）に示すように、帯電ローラクリーニング部材２ｆは局部的に押し上げられ、トラップされた転写残トナー凝集体Ｔ近傍で、帯電ローラ２と帯電ローラクリーニング部材２ｆの間に隙間（ギャップ）Ｇが発生してしまう。一方、帯電ローラ２と帯電ローラクリーニング部材２ｆの間に存在する転写残トナーｔは、帯電ローラクリーニング部材２ｆが帯電ローラ２の長手方向に往復動作をしていることからこの往復動作方向（図３（ｂ）の左右方向）に作用力を受ける。
【００６８】
そして、図３（ｃ）に示すように、これらの作用力を受けた転写残トナーｔの一部が、上記の帯電ローラ２と帯電ローラクリーニング部材２ｆの間に発生した隙間（ギャップ）Ｇに到達した場合、帯電ローラクリーニング部材２ｆのクリーニング作用を受けることができないため、帯電ローラ２上を連れまわり転写残トナーｔが縦スジとなり、この繰り返しにより縦スジが成長していく。
【００６９】
このような転写残トナーによる帯電ローラ２表面のスジ状汚れの発生を防止するためには、帯電ローラクリーニング部材２ｆの帯電ローラ２に対する当接圧を調整する必要がある。
【００７０】
調整するパラメータとしては、帯電ローラクリーニング部材２ｆの帯電ローラ２表面に対する侵入量δ、帯電ローラクリーニング部材２ｆの自由長Ｌや厚みｈなどがある。本実施の形態では、帯電ローラクリーニング部材２ｆに使用するポリイミドのヤング率Ｅが約２９４０（Ｎ／ｍｍ^２）のとき、侵入量δを１．５（ｍｍ）、自由長Ｌを約８（ｍｍ）、厚みｈを３５（μｍ）とした。
【００７１】
ただし、上記のようなパラメータ設定を行った場合でも、図４に示すような長手方向に沿って均一幅のシート状のポリイミドフィルム２ｉからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いた場合には、帯電ローラクリーニング部材２ｆの帯電ローラ２に対する当接圧を、帯電ローラ２の長手方向全域で均一にかつ安定的に一定にすることは困難である。このため、上述したように、やはり局部的に帯電ローラ２表面に転写残トナーがスジ状に付着する問題を発生してしまう。
【００７２】
即ち、図４に示す帯電ローラクリーニング部材２ｆでは、ポリイミドフィルム２ｉを支持部材２ｈに取り付けるときの、貼りムラによるポリイミドフィルム２ｉの波うちなどで侵入量δや自由長Ｌが部分的にばらつくためである。
【００７３】
そこで、本実施の形態では、図５に示すように、長手方向に沿って設けたポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを使用した。この帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に沿って一定量の往復運動をするように設置されている。なお、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、ブラシ２ｊの中央部から先端側の領域で帯電ローラ２に当接する。ブラシ２ｊは、支持部材２ｈに支持されている。
【００７４】
本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆのブラシ２ｊは、帯電ローラ２の長手方向に対して各ブラシ２ｊが独立して当接することにより、上記のような貼りムラによるフィルムの波うちによる影響をなくすことが可能となる。
【００７５】
そして、図４に示したポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを使用した本実施の形態に係る画像形成装置で、長期の連続画像形成を行ったところ、帯電ローラ２の長手方向に往復運動する帯電ローラクリーニング部材２ｆのブラシ２ｊで帯電ローラ２が良好にクリーニングされ、帯電ローラ２表面に転写残トナーによるスジ状汚れが発生することはなかった。
【００７６】
このように本実施の形態では、帯電ローラ２のクリーニング部材としてポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを、帯電ローラ２の長手方向に往復運動させて使用することにより、帯電ローラクリーニング部材２ｆが帯電ローラ２表面の長手方向に沿って均一に安定して当接してクリーングすることができるので、長期にわたって帯電ローラ２の転写残トナーによる汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止することができる。
【００７７】
更に、帯電ローラ２のクリーニング部材としてポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを使用したことにより、従来の均一幅のフィルム状の帯電ローラクリーニング部材に比べてコストが高くなることはなく、かつスペースも大きくなることはなく、クリーナレスシステムのメリットを犠牲にすることはない。
【００７８】
また、本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆの変形例として、図６や図７に示すような帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いてもよい。
【００７９】
図６に示す帯電ローラクリーニング部材２ｆは、シート状のポリイミドフィルム２ｋにその長手方向に沿って複数の切欠き部２ｋ’を有している。ポリイミドフィルム２ｋは、支持部材２ｈに支持されている。なお、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、切欠き部２ｋ’を有するポリイミドフィルム２ｋの中央部から先端側の領域で帯電ローラ２に当接する。他の構成は上記した帯電ローラクリーニング部材２ｆと同様である。
【００８０】
この帯電ローラクリーニング部材２ｆの切欠き部２ｋ’の幅Ａは、帯電ローラクリーニング部材２ｆの往復動作方向（図６の左右方向）の振幅動作幅よりも小さく、帯電ローラクリーニング部材２ｆの突出部の幅Ｂは、帯電ローラクリーニング部材２ｆの往復動作方向（図６の左右方向）の振幅動作幅よりも大きくなるように構成されている。
【００８１】
図７に示す帯電ローラクリーニング部材２ｆは、シート状のポリイミドフィルム２ｍにその長手方向に沿って複数の開口部２ｍ’を有しており、各開口部２ｍ’よりも先端側のシート領域Ｃが帯電ローラ２に当接する。ポリイミドフィルム２ｍは、支持部材２ｈに支持されている。他の構成は上記した帯電ローラクリーニング部材２ｆと同様である。
【００８２】
この帯電ローラクリーニング部材２ｆの開口部２ｍ’の幅Ａは、帯電ローラクリーニング部材２ｆの往復動作方向（図７の左右方向）の振幅動作幅よりも小さく、帯電ローラクリーニング部材２ｆのシート部の幅Ｂは、帯電ローラクリーニング部材２ｆの往復動作方向（図７の左右方向）の振幅動作幅よりも大きくなるように構成されている。
【００８３】
図６と図７に示すような帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いた場合においても、上記したポリイミドのブラシ２ｊからなる帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
〈実施の形態２〉
図８は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、表面にブラシを有するローラ状の帯電ローラクリーニング部材２ｆを備えている。他の構成は図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同様であり、重複する説明は省略する。
【００８５】
本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、表面にポリイミドのブラシ２ｐを有するローラ状の帯電ローラクリーニング部材２ｆを使用した。本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆは、ブラシ２ｐを回転体としてのローラ状の芯金２ｎ表面にその長手方向に沿ってかつ芯金２ｎの周面に沿って複数配置してローラ状に構成されている。ローラ状の帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２の表面に当接している。ブラシ２ｐは、実施の形態１における図５のブラシ２ｊと同様である。
【００８６】
また、本実施の形態におけるローラ状の帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２との当接部において帯電ローラ２の回転方向に対して逆方向に移動するように回転駆動される。
【００８７】
このように本実施の形態の帯電ローラクリーニング部材２ｆを有する画像形成装置においても、実施の形態１における帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
〈実施の形態３〉
図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。本実施の形態の画像形成装置は、複数の切欠き部を有するシート状のポリイミドフィルム２ｒを複数取り付けた帯電ローラクリーニング部材２ｆを備えている。他の構成は図１に示した実施の形態１の画像形成装置と同様であり、重複する説明は省略する。
【００８９】
本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、回転体としてのローラ状の芯金２ｎの表面にその長手方向に沿ってかつ芯金２ｎの周面に沿って、複数の切欠き部を有するポリイミドフィルム２ｒを複数取り付けて構成されている。なお、図１１（ａ）、（ｂ）では、芯金２ｎの表面に４つのポリイミドフィルム２ｒしか配置されていないが、実際には、芯金２ｎの周面に切欠き部を有する複数のポリイミドフィルム２ｒが帯電ローラ２に当接するようにして設けられている。
【００９０】
本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆの構成は、図６に示した実施の形態１の変形例における帯電ローラクリーニング部材２ｆのポリイミドフィルム２ｋと同様の構成である。また、本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆの各ポリイミドフィルム２ｒは、それぞれの切欠き部の位置がずれるようにして配置されている。
【００９１】
また、本実施の形態における帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２との当接部において帯電ローラ２の回転方向に対して逆方向に移動するように回転駆動される。
【００９２】
このように本実施の形態の帯電ローラクリーニング部材２ｆを有する画像形成装置においても、実施の形態１における帯電ローラクリーニング部材２ｆを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可撓性を有する有機高分子化合物からなる接触帯電部材表面をクリーニングするクリーニング部材が、接触帯電部材の長手方向に沿って複数の隙間を有し、かつ接触帯電部材に対して当接位置がずれるように移動自在に設けたことにより、クリーニング部材が接触帯電部材表面の長手方向に沿って均一に安定して当接してクリーングすることができるので、長期にわたって接触帯電部材の残トナーによる汚れに起因する帯電不良などの画像形成不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の感光ドラムと帯電ローラの層構成を示す概略断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、帯電ローラ表面に生じるスジ状の汚れの発生メカニズムを説明するための図。
【図４】本発明の実施の形態１に対する従来の帯電ローラクリーニング部材を示す図。
【図５】本発明の実施の形態１における帯電ローラクリーニング部材を示す図。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例における帯電ローラクリーニング部材を示す図。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例における帯電ローラクリーニング部材を示す図。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。
【図９】（ａ）は、本発明の実施の形態２における帯電ローラクリーニング部材を示す側面図、（ｂ）は、その平面図。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。
【図１１】（ａ）は、本発明の実施の形態３における帯電ローラクリーニング部材を示す側面図、（ｂ）は、その平面図。
【符号の説明】
１　　　感光ドラム（像担持体）
２　　　帯電ローラ（接触帯電部材）
２ｆ　　帯電ローラクリーニング部材（クリーニング部材）
３　　　露光装置
４　　　現像装置
４ｂ　　現像スリーブ
５　　　転写ローラ
６　　　定着装置
６ａ　　定着ローラ
６ｂ　　加圧ローラ
７　　　トナー帯電量制御部材
８　　　転写残トナー均一化部材

Claims (13)

1. 回動自在な像担持体と、前記像担持体表面に当接し帯電バイアスの印加により前記像担持体を帯電する回転自在な接触帯電部材と、帯電された前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像して現像剤像として可視像化する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記接触帯電部材表面にその長手方向に沿って当接するように配置した、前記接触帯電部材表面をクリーニングする可撓性を有する有機高分子化合物からなるクリーニング部材を有し、
   前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って複数の隙間を有し、かつ前記接触帯電部材に対して当接位置がずれるように移動自在に設けられている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記可撓性を有する有機高分子化合物は、ポリイミドである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってブラシ状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってフィルム状で、かつ複数の切欠き溝部を有している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってフィルム状で、かつ複数の開口穴部を有している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って一定量の往復運動をするように設けられている、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング部材の長手方向における前記開口穴部の幅は、前記往復運動の幅よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項４又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記クリーニング部材の長手方向における前記切欠き溝部の幅は、前記往復運動の幅よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
9. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿ってブラシ部を複数設けて形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
10. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿って複数の切欠き部を有するフィルムを複数設けて形成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
11. 前記クリーニング部材は、前記接触帯電部材の長手方向に沿って配置した回転体の表面に、前記接触帯電部材の長手方向に沿ってかつ前記接触帯電部材の周面に沿って複数の開口穴部を有するフィルムを複数設けて形成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
12. 前記回転体は、前記クリーニング部材と前記接触帯電部材との当接部において前記接触帯電部材の回転方向に対して逆方向に移動するように回転駆動される、
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記現像手段が、前記転写手段により現像剤像を転写材に転写した後に前記像担持体表面に残留した残トナーを静電的に回収するクリーニング手段を兼ねる、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置。

Images