JP2009300849A - 帯電部材清掃部材、帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができる帯電部材清掃部材を提供する。
【解決手段】画像形成装置に備えられる帯電部材の表面に接触して清掃するための、芯材と、芯材の外周に形成された円筒状の弾性層と、弾性層の外周に形成された網目構造を有する繊維層とを有する帯電部材清掃部材である。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯電部材清掃部材、帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。

近年、プリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる現像剤の小径化により、帯電ロールなどの帯電部材などの各部材の現像剤汚染により、画質欠陥が生じるため、さまざまな清掃部材が提案されている。清掃部材の形状としては、シート形状、パッド形状、ロール形状などが提案されており、近年では、ロール形状の発泡体を用いた清掃部材が多用されるようになっている。

現在使用されている発泡体を用いた清掃部材は、発泡体を切削して製造されるため、清掃部材から切削時の研磨粉などの異物が発生することがある。その研磨粉などの異物が帯電ロールなどの帯電部材に付着することにより、色点などの画像欠陥が発生してしまうことがある。

特開２００８−２６４１５号公報

本発明は、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができる帯電部材清掃部材、その帯電部材清掃部材を備える帯電装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置である。

本発明は、画像形成装置に備えられる帯電部材の表面に接触して清掃するための、芯材と、前記芯材の外周に形成された円筒状の弾性層と、前記弾性層の外周に形成された網目構造を有する繊維層とを有する帯電部材清掃部材である。

また、前記帯電部材清掃部材において、前記網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり１０個以上３０個以下の範囲であり、前記繊維層を構成する繊維の太さが５μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。

また、前記帯電部材清掃部材において、前記弾性層が、発泡ウレタンを含んで構成されることが好ましい。

また、本発明は、画像形成装置に備えられる像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材清掃部材とを備える帯電装置である。

また、本発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材清掃部材とを備えるプロセスカートリッジである。

また、本発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材清掃部材と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、を備える画像形成装置である。

本発明の請求項１によると、繊維層を有していない場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができる帯電部材清掃部材を提供することができる。

本発明の請求項２によると、繊維層の網目の数ｎおよび繊維層を構成する繊維の太さが本範囲外の場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥をより低減することができる帯電部材清掃部材を提供することができる。

本発明の請求項３によると、弾性層が発泡ウレタンを含んで構成されていない場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥をより低減することができる帯電部材清掃部材を提供することができる。

本発明の請求項４によると、繊維層を有していない場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができる帯電装置を提供することができる。

本発明の請求項５によると、繊維層を有していない場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができるプロセスカートリッジを提供することができる。

本発明の請求項６によると、繊維層を有していない場合に比べて、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る帯電部材清掃部材を用いた帯電装置の一例の概略構成を示した側面図である。また、図２は、本実施形態に係る帯電装置の一例の概略構成を示した正面図である。図１の帯電装置１は、画像形成装置に備えられる像保持体の表面を帯電させる帯電部材であって、軸中心に回転する円筒状の帯電部材である帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃するための帯電部材清掃部材であるクリーニングロール１２と、を備える。帯電ロール１０は、導電性芯材１４と、導電性芯材１４の外周に形成された帯電層１６とを備える。クリーニングロール１２は、芯材１８と、芯材１８の外周に形成された円筒状の弾性層２０と、弾性層２０の外周に形成された繊維層２２とを備える。

図２に示すように、帯電装置１において、帯電ロール１０は、像保持体である感光体２４に対して導電性芯材１４の両端部に設置したコイルバネ２６などの弾性部材により感光体２４の表面に押し付けられ、感光体２４に従動する。一方、クリーニングロール１２は、帯電ロール１０の導電性芯材１４とクリーニングロール１２の芯材１８との軸受けの距離でベアリング２８で保持され、クリーニングロール１２は、所定のニップ量で帯電ロール１０に従動する。なお、帯電ロール１０およびクリーニングロール１２はそれぞれ感光体２４、帯電ロール１０に従動させてもよいし、別個に駆動させてもよい。

クリーニングロール１２は、少なくとも清掃領域において、弾性層２０の外周に形成された繊維層２２を備える。繊維層２２が弾性層２０を覆っているため、弾性層２０から切削時の研磨粉（通常、大きさ１５０μｍ以上５００μｍ以下）などの異物が発生したとしても、その異物が帯電ロール１０に付着することを防止することができ、色点などの画像欠陥を低減することができる。

ここで、清掃領域とは、帯電ロール１０の帯電層１６と、クリーニングロール１２の繊維層２２または弾性層２０とが接触する領域のことを指す。

クリーニングロール１２の繊維層２２は、繊維により構成される網目構造を有する。網目構造を有することにより、網目の段差によって帯電ロール１０の帯電層１６に付着した異物を除去することができる。また、弾性層２０から切削時の研磨粉などの異物が発生したとしても、その異物が帯電ロール１０に付着することを防止することができ、かつ、弾性層２０が帯電ロール１０の帯電層１６から離脱した異物を取り込むことができ、クリーニング性を保つことができる。

このとき繊維層２２において、網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり１０個以上３０個以下の範囲であり、繊維の太さが５μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり１０個未満であり、繊維の太さが５μｍ未満であると、弾性層２０から切削時の研磨粉などの異物が発生した場合に、その異物が繊維層２２をすり抜けて帯電ロール１０に付着する場合がある。網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり３０個を超え、繊維の太さが１００μｍを超えると、弾性層２０が帯電ロール１０の帯電層１６から離脱した異物を取り込むことができず、クリーニング性が悪化する場合がある。網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり１５個以上２５個以下の範囲であり、繊維の太さが１５μｍ以上４０μｍ以下の範囲であることがより好ましい。

繊維層２２の厚みは、例えば、１００μｍ以上３００μｍ以下の範囲である。繊維層２２の厚みが１００μｍ未満であると研磨粉が発生する場合があり、３００μｍを超えるとクリーニング性が悪化する場合がある。

繊維層２２を構成する繊維の材質としては、特に制限はないが、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、ゴム、金属、毛、天然繊維、その他の繊維などで、ストッキング、包帯などに用いられているポリウレタン、綿、レーヨンなどの繊維を含むことが好ましい。繊維層２２を構成する繊維が伸縮性を有することにより、繊維層２２を弾性層２０の外周に密着して形成することができる。繊維層２２は、例えば、筒状の伸縮性を有する繊維によって弾性層２０の外周を覆うことにより、形成することができる。

また必要に応じて、弾性層２０と繊維層２２との間に接着層を設けて、弾性層２０と繊維層２２とを密着させてもよい。接着層に用いる接着剤としては特に制限はなく、公知の接着剤を用いることができる。接着剤の影響による画像欠陥の発生を防止する観点からは、接着層は設けないことが好ましい。

繊維層２２を構成する繊維が伸縮性を有する場合、例えば、弾性層２０の外周を覆う前の通常の状態で網目の数ｎ’が１ｍｍ平方あたり３５個以上５０個以下の範囲のものを伸ばして弾性層２０の外周を覆うことにより、上記網目の数ｎを１ｍｍ平方あたり１０個以上３０個以下の範囲にするとよい。これにより、弾性層２０の上で繊維層２２にしわが生じることにより、ずれが生じるのを防止することができる。

本実施形態において、帯電ロール１０とクリーニングロール１２との平均ニップ量は通常０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲である。平均ニップ量が０．２ｍｍ未満であると従動せずフィルミングを発生させたり、駆動機構が必要となる場合があり、３ｍｍを超えるとブレーキ作用が働き従動しない場合がある。なお、平均ニップ量とは、帯電ロール１０の導電性芯材１４の中心とクリーニングロール１２の芯材１８の中心との軸間距離、および両部材の半径から求める値である。例として軸間距離が１０ｍｍ、帯電ロール１０の半径が７ｍｍ、クリーニングロール１２の半径が５ｍｍであれば平均ニップ量は２ｍｍとなる。

クリーニングロール１２の芯材１８の材質としては、快削鋼、ステンレス鋼などの金属、樹脂などが使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、弾性層２０および繊維層２２を介して帯電ロール１０と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時に撓みのない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択されることが好ましい。

弾性層２０は、多孔質の３次元構造を有する発泡体を含んで構成された円筒状の弾性発泡層であることが好ましい。発泡体を用いることにより、帯電ロール１０に振動が伝わりにくく、帯電むらが発生しにくい。発泡体としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミドまたはポリプロピレンなどの発泡性の樹脂またはニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴムなどを材質としたものより選択される。弾性層２０は、帯電ロール１０との従動摺擦により異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１０の表面に弾性層２０の擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張りなどに強い、ポリウレタン、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびシリコーンゴムのうち少なくとも１つがより好ましく用いられ、ポリウレタンが特に好ましく用いられる。

ポリウレタンとしては特に限定するものではなく、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルやアクリルポリオールなどのポリオールと、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネートの反応を伴っていれば良く、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど鎖延長剤が混合されていることが好ましい。また、水やアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物などの発泡剤を用いて発泡させるのが一般的である。さらに必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えてもよい。

本実施形態に係る帯電部材清掃部材は、例えば、芯材１８に、このように作製した発泡体を接着などにより一体化し、切削や研削などの除去加工によって、最終形状に加工することができる。

次に、帯電ロール１０について説明する。この帯電ロール１０は、導電性芯材１４上に帯電層１６として導電性弾性層、表面層などが順次形成されたものである。

帯電ロール１０の直径は好ましくは直径５ｍｍ以上直径１５ｍｍ以下、より好ましくは直径７ｍｍ以上直径１４ｍｍ以下で、帯電層１６の肉厚が１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。直径が１５ｍｍを超えると周面１箇所あたりの異物に接触する回数が減り、また放電回数が減るので、汚れや帯電性能に対する長期安定性には優れるものの小型化の観点から不利である。直径が８ｍｍ未満であると画像形成装置などを小型化できるので優位であるが、周面１箇所あたりの異物に接触する回数が増え、また放電回数が増えるので、長期安定性に対して不利となる。

この帯電ロール１０であるが、所定の帯電性能を有するものであれば以下の構成に限定されるものでないことは言うまでもない。

導電性芯材１４の材質としては、快削鋼、ステンレス鋼などが使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。

帯電ロール１０の帯電層１６を構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴムなどの弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材などの導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウムなどの充填剤など、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性芯材１４の周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子およびイオンのうち少なくとも１つを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したものなどを用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。

上記導電性弾性層を構成する弾性材としては、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴムなど、およびこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。

導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩など；リチウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩など；を挙げることができる。

これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、１質量部以上６０質量部以下の範囲であることが好ましく、一方、上記イオン導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが好ましい。

帯電層１６を構成する上記表面層は、異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴムなどの何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。

このうち外添剤による汚れ防止の観点から、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好ましく用いられる。共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、のうちのいずれか１種または複数種を重合単位として含むものであって、この共重合体に含まれる他の重合単位としては、６ナイロン、６６ナイロンなどが挙げられる。ここで、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロンよりなる重合単位が共重合体中に含まれる割合は、質量比で合わせて１０質量％以上であるのが好ましい。上記重合単位が１０質量％以上の場合は、調液性および表面層塗布時における成膜性に優れるとともに、特に繰り返し使用時における樹脂層の磨耗や樹脂層への異物付着が少なく、ロールの耐久性が優れ、環境による特性の変化も少なくなる。

上記高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、１，０００以上１００，０００以下の範囲であることが好ましく、１０，０００以上５０，０００以下の範囲であることがより好ましい。

また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。

また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子およびイオンのうち少なくとも１つを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したものなどを用いることができる。

導電剤のカーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」などが挙げられる。

上記カーボンブラックはｐＨ４．０以下であることが好ましい。一般的なカーボンブラックに比べ、表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよく、前記ｐＨ４．０以下のカーボンブラックを配合することにより、帯電均一性をよくすることができ、さらに抵抗値の変動を小さくすることができる。

上記抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤であれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用することができる。また、本実施形態の効果を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。

このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。

さらに、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂などが用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマを含んで構成されることが好ましい。また、表面層の中に粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール１０への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１０の表面に凹凸を付与し、感光体２４との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１０と感光体２４相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。

＜プロセスカートリッジ＞
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、上記帯電部材清掃部材とを備える。本実施形態のプロセスカートリッジは、必要に応じて、帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の像保持体表面を清掃する像保持体清掃手段とからなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。

本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例の概略構成を図３に示し、その構成について説明する。プロセスカートリッジ３は、静電潜像が形成される像保持体としての感光体（電子写真感光体）２４と、感光体２４の表面を接触帯電する帯電部材としての円筒状の帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃する帯電部材清掃部材としてのクリーニングロール１２と、感光体２４の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段としての現像ロール５２と、感光体２４の表面に接触して、転写後に感光体２４に残ったトナーなどを清掃する像保持体清掃手段としてのクリーニングブレード５６とが一体に支持されており、画像形成装置に着脱自在である。画像形成装置に装着されたときには感光体２４の周囲に、帯電ロール１０、レーザ光あるいは原稿の反射光などにより感光体２４の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置５８、現像ロール５２、感光体２４表面のトナー像を被転写体である記録紙６２に転写処理する転写手段としての転写ロール５４、クリーニングブレード５６がこの順序で配置されるようになっている。前述のように、クリーニングロール１２は、少なくとも清掃領域において、弾性層の外周に形成された繊維層を有する。なお、図３では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。

本実施形態に係るプロセスカートリッジ３の動作について説明する。

まず、感光体２４表面に接触された帯電ロール１０に対して電圧を高圧電源（図示せず）から給電することによって、感光体２４の表面を一様に高電位に帯電する。このとき感光体２４および帯電ロール１０は図３の矢印方向にそれぞれ回転する。帯電後、感光体２４表面に露光装置５８により画像情報に応じた画像光（露光）６０が照射されると、照射された部分は電位が低下する。画像光６０は画像の黒／白などに応じた光量の分布であるため、画像光６０の照射によって感光体２４表面に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分が、現像ロール５２を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着し、静電潜像を可視化したトナー像が形成される。トナー像が形成された部分に、所定のタイミングでレジストロール（図示せず）により記録紙６２が搬送され、感光体２４表面のトナー像と重なる。このトナー像が、転写ロール５４によって記録紙６２に転写された後、記録紙６２は、感光体２４から分離される。分離された記録紙６２は搬送経路を通って搬送され、定着手段としての定着ユニット（図示せず）によって、加熱加圧定着されたあと、機外へ排出される。

プロセスカートリッジ３に設けられた帯電ロール１０にはクリーニングロール１２が設置され、高圧電源からベアリング２８に電圧が印加され、クリーニングロール１２が帯電ロール１０と電気的に同極性を有することで、異物をクリーニングロール１２および帯電ロール１０表面に蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレード５６で回収させることができるため、帯電部材に付着したトナーなどの異物を長期にわたり、安定的に除去することができる。また、クリーニングロール１２が弾性層の外周に形成された繊維層を有することにより、帯電ロール１０表面上に付着、固着などする付着物を効率的に除去することができる。このため、長期にわたり帯電ロール１０に汚れが蓄積することなく、均一帯電性能において優れたものとなり安定した帯電性能が維持できる。

感光体２４は、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、感光層の上に保護層を有してもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜など他の種類の感光層を使用してもよい。

露光装置５８としては、特に制限はなく、例えば、感光体２４表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光などの光源を、所望の像様に露光できるレーザ光学系、ＬＥＤアレイなどの光学系機器などが挙げられる。

現像手段は、感光体２４上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナー層が感光体２４に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図３のように静電荷像現像用トナーを現像ロール５２を用いて感光体２４に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシなどを用いてトナーを感光体２４に付着させる機能を有する現像器など、公知の現像器などが挙げられる。

転写手段としては、紙などに直接転写する方式のものでも、中間転写体を介して転写する方式のものでもよい。例えば、図３に示すような記録紙６２を介して直接接触して転写する導電性または半導電性のロールなどを用いた転写ロール５４および転写ロール押圧装置（図示せず）を用いることができる。また、記録紙６２の裏側（感光体と反対側）からトナーとは逆極性の電荷を記録紙６２に与え、静電気力によりトナー像を記録紙６２に転写するものを用いてもよい。転写ロール５４は、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）などにより、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ロール５４として単層の発泡ロールなどが好適に用いられる。

定着手段としての定着ユニットとしては、記録紙６２に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであれば特に制限はない。

トナー像を転写する被転写体である記録紙６２としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタなどに使用される普通紙、ＯＨＰシートなどが挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂などでコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙などを好適に使用することができる。

＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、上記帯電部材清掃部材と、像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段を備える。本実施形態の画像形成装置は、必要に応じて、像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の像保持体表面を清掃する像保持体清掃手段とからなる群より選択される少なくとも一種を備えていてもよい。また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記プロセスカートリッジを使用するものであってもよい。

本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成を図４に示し、その構成について説明する。画像形成装置５は、静電潜像が形成される像保持体としての感光体２４と、感光体２４の表面を接触帯電する帯電部材としての円筒状の帯電ロール１０と、帯電ロール１０に接触して帯電ロール１０の表面を清掃する帯電部材清掃部材としてのクリーニングロール１２と、レーザ光あるいは原稿の反射光などにより感光体２４の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置５８と、感光体２４の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段としての現像ロール５２と、感光体２４表面のトナー像を被転写体である記録紙６２に転写処理する転写手段としての転写ロール５４と、感光体２４の表面に接触して、転写後に感光体２４に残ったトナーなどを清掃する像保持体清掃手段としてのクリーニングブレード５６とを備える。画像形成装置５において、感光体２４の周囲に、帯電ロール１０、露光装置５８、現像ロール５２、転写ロール５４、クリーニングブレード５６がこの順序で配置されている。前述のように、クリーニングロール１２は、少なくとも清掃領域において、弾性層の外周に形成された繊維層を有する。なお、図４では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。画像形成装置５の各構成、画像形成時の動作は図３のプロセスカートリッジ３と同様である。

画像形成装置５に設けられた帯電ロール１０にはクリーニングロール１２が設置され、高圧電源６３からベアリング２８に電圧が印加され、クリーニングロール１２が帯電ロール１０と電気的に同極性を有することで、異物をクリーニングロール１２および帯電ロール１０表面に蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレード５６で回収させることができるため、帯電部材に付着したトナーなどの異物を長期にわたり、安定的に除去することができる。また、クリーニングロール１２が弾性層の外周に形成された繊維層を有することにより、帯電ロール１０表面上に付着、固着などする付着物を効率的に除去することができる。このため、長期にわたり帯電ロール１０に汚れが蓄積することなく、均一帯電性能において優れたものとなり安定した帯電性能が維持できる。

図５には、本実施形態に係る画像形成装置の別の例として、タンデム方式のフルカラーの画像形成装置７が示されている。この画像形成装置７の内部には、感光体２４や現像器などを有する画像形成ユニットが、イエロー（６４Ｙ）、マゼンタ（６４Ｍ）、シアン（６４Ｃ）、および黒（６４Ｋ）の各色毎にそろえられている。感光体２４としては、例えば、表面に有機感光体などを含む感光体層が被覆された導電性円筒体が用いられ、図示しないモータにより、矢印Ｘ方向に例えば約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。

感光体２４の表面は、感光体２４に接触して配置された帯電ロール１０によって所定の電位に帯電された後、露光装置５８から出射されるレーザービームによって画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

この感光体２４上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋによって現像され、所定の色のトナー像となる。

例えば、フルカラーの画像を形成する場合、各色の感光体２４の表面には、帯電、露光、現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して行われ、各色の感光体２４の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。

感光体２４上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、用紙搬送ベルト６８上に保持された記録紙６２に順番に転写された後、さらに、トナー像が転写された記録紙６２は、定着装置７０へと搬送され、この定着装置７０によって加熱および加圧されてトナー像が記録紙６２上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録紙６２は、排出ロール７２によって画像形成装置７の上部に設けられた排出トレイ７４上にそのまま排出される。

―方、両面プリントの場合には、定着装置７０により第一面（表面）にトナー像が定着された記録紙６２を、排出ロール７２によって排出トレイ７４上にそのまま排出せずに、排出ロール７２によって記録紙６２の後端部を狭持した状態で、排出ロール７２を逆転させるとともに、記録紙６２の搬送径路を両面用の用紙搬送路７６に切り替え、この両面用の用紙搬送路７６に配設された搬送ロール７８によって、記録紙６２の表裏を反転した状態で、再度、用紙搬送ベルト６８の転写位置へ搬送して、記録紙６２の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録紙６２の第二面（裏面）のトナー像を定着装置７０によって定着させ、記録紙６２を排出トレイ７４上に排出する。

なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体２４の表面は、感光体２４が１回転する毎に、感光体２４の斜め上方に配置されたクリーニングブレード５６によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。

画像形成装置７に設けられた帯電ロール１０にはクリーニングロール１２が設置されている。高圧電源からベアリングに電圧が印加され、クリーニングロール１２が帯電ロール１０と電気的に同極性を有することで、異物をクリーニングロール１２および帯電ロール１０表面に蓄積させることなく移行でき、クリーニングブレード５６で回収させることができるため、帯電部材に付着したトナーなどの異物を長期にわたり、安定的に除去することができる。また、クリーニングロール１２が弾性層の外周に形成された繊維層を有することにより、帯電ロール１０表面上に付着、固着などする付着物を効率的に除去することができる。このため、長期にわたり帯電ロール１０に汚れが蓄積することなく、均一帯電性能において優れたものとなり安定した帯電性能が維持できる。

本実施形態に係る帯電装置を用いた画像形成装置の帯電装置以外の構成については、これらに限らず、従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成が適用できる。すなわち、上記帯電部材清掃部材以外の構成、例えば、帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写手段、像保持体清掃手段、除電手段、給紙手段、搬送手段、画像制御手段などについて、必要に応じて従来公知のものが適宜採用される。これらの構成については、本実施形態において特に限定されるものではない。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜クリーニングロールの作製＞
直径６ｍｍ、長さ３２０ｍｍの芯材に、直径１２ｍｍの発泡ウレタン層（イノアック製）を形成し、伸縮性を有する市販のストッキング（（株）ＡＴＳＵＧＩ製、網目構造を有し、通常の状態での網目の数ｎ’が４０個／ｍｍ^２、繊維の太さが２０μｍ、３０μｍ）を筒状（直径６ｍｍ×長さ２２５ｍｍ）に加工した後、発泡ウレタン層に被せ、筒状の繊維層を形成した。そのときの繊維層の網目の数ｎは、１０（個／ｍｍ^２）であった。ストッキングおよび繊維層の網目の数は、Ｋｅｙｅｎｃｅ社製ＶＸＨ−２００で観察して測定した。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわの確認は目視にて観察し、しわは見られなかった。

＜クリーニングロールの研磨粉の数の測定＞
得られたクリーニングロールの芯材を中心にして１００ｒｐｍで回転させながら、目開き６４μｍのナイロンメッシュフィルタを装着した直径１７ｍｍの吸引口を有する吸引装置（アマノ（株）社製、ＣＬＥＡＮ ＭＡＣ ３Σ）にて、吸引口の先端から１ｃｍ離した位置での吸引風速３０ｍ／ｓｅｃ、クリーニングロール表面と吸引口との距離１ｍｍ、吸引装置のローラ軸方向への移動速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件に設定して２往復吸引し、クリーニングロールの全面に残留している研磨粉を採取した。ナイロンメッシュフィルタの吸引面を光学顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ社製、ＳＭＺ−Ｕ ＺＯＯＭ １：１０）で観察し、研磨粉数を測定した。結果を表１に示す。

＜画質評価＞
画像形成装置ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ１１００（富士ゼロックス製）に帯電ロールの清掃部材として上記クリーニングロールを取り付けて、Ａ４用紙を用い、画像密度５％のハーフトーン画像について、１０，０００枚画像を形成した後、Ｃｉｎ３０％のハーフトーン画像を出力し、その画像について帯電ロール１周分の長さに相当する用紙上の領域における１５０μｍ以上の色点発生個数と濃度ムラを目視にて確認した。なお、濃度ムラの画質の評価を以下の基準で行った。結果を表１に示す。
◎：画質良好
○：部分的に軽微な濃度ムラ発生
△：部分的に濃度ムラ発生
×：全体に濃度ムラ発生

（実施例２）
実施例１と同じストッキングを用いて、繊維層の網目の数ｎを２９（個／ｍｍ^２）とした以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわは見られなかった。

（実施例３）
実施例１と同じストッキングを用いて、繊維層の網目の数ｎを３２（個／ｍｍ^２）とした以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわがやや見られた。

（実施例４）
実施例１と同じストッキングを用いて、繊維層の網目の数ｎを７（個／ｍｍ^２）とした以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわは見られなかった。

（実施例５）
実施例１と同じストッキングを用いて、繊維層の網目の数ｎを２０（個／ｍｍ^２）とした以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわは見られなかった。

（実施例６）
実施例１のストッキングの代わりに、伸縮性をほとんど有さないナイロンメッシュ（サンプラテック社製、網目構造を有し、網目の数ｎ’が２５個／ｍｍ^２、繊維の太さが６０μｍ）を筒状（直径８ｍｍ×長さ２２０ｍｍ）に加工したものを用いて、繊維層の網目の数ｎを２５（個／ｍｍ^２）とした以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。筒状の繊維層を形成した状態での繊維層のしわは見られなかった。

（比較例１）
繊維層を形成させない以外は、実施例１と同様にクリーニングロールを作製した。結果を表１に示す。

実施例１〜６のクリーニングロールを用いることにより、研磨粉などの異物に起因する色点などの画像欠陥を低減することができた。

本発明の実施形態に係る帯電部材清掃部材を用いた帯電装置の一例の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る帯電部材清掃部材を用いた帯電装置の一例の概略構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 帯電装置、３ プロセスカートリッジ、５，７ 画像形成装置、１０ 帯電ロール、１２ クリーニングロール、１４ 導電性芯材、１６ 帯電層、１８ 芯材、２０ 弾性層、２２ 繊維層、２４ 感光体、２６ コイルバネ、２８ ベアリング、５２ 現像ロール、５４ 転写ロール、５６ クリーニングブレード、５８ 露光装置、６０ 画像光、６２ 記録紙、６３ 高圧電源、６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ 画像形成ユニット、６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋ 現像器、６８ 用紙搬送ベルト、７０ 定着装置、７２ 排出ロール、７４ 排出トレイ、７６ 用紙搬送路、７８ 搬送ロール。

Claims (6)

1. 画像形成装置に備えられる帯電部材の表面に接触して清掃するための、芯材と、前記芯材の外周に形成された円筒状の弾性層と、前記弾性層の外周に形成された網目構造を有する繊維層とを有することを特徴とする帯電部材清掃部材。
2. 請求項１に記載の帯電部材清掃部材であって、
   前記網目の数ｎが１ｍｍ平方あたり１０個以上３０個以下の範囲であり、前記繊維層を構成する繊維の太さが５μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることを特徴とする帯電部材清掃部材。
3. 請求項１または２に記載の帯電部材清掃部材であって、
   前記弾性層が、発泡ウレタンを含んで構成されることを特徴とする帯電部材清掃部材。
4. 画像形成装置に備えられる像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材清掃部材とを備えることを特徴とする帯電装置。
5. 像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材清掃部材とを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電部材清掃部材と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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