JP4956970B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置における帯電ロール、像担持体、中間転写体などをクリーニングするクリーニング装置に関する。

一般に、電子写真プロセスを応用したプリンタや複写機などの画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成するために、像担持体を予め所定の電位に帯電する帯電装置が用いられている。また、中間転写ベルトなどの中間転写体を用いたタイプの画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写するために中間転写体を帯電する帯電装置が用いられる。

これらの帯電装置として、従来より、コロナ放電などを利用した非接触帯電方式と、帯電ロールなどを用いて微小ギャップに持続的な放電を発生させる接触帯電方式とが知られている。

コロナ放電を利用した非接触帯電方式では、シールドケース内に被放電体の表面と近接・離隔させてワイヤを張架し、このワイヤに高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、被放電体表面に所定の電荷を付与するようになっている。この帯電方式は、均一な帯電を行うのに適しているものの、オゾンなどの放電生成物が大量に発生して装置の劣化を促進させることからこのオゾンを処理することが必要となり、装置の大型化や高コスト化を招きやすい。

そのため、最近では帯電部材を被帯電体に直接接触させて帯電する接触型帯電方式が検討されている。この帯電方式では、像担持体などの被帯電体の表面に接触させたゴムロールやブラシなどに、直流あるいは交流の重畳電圧を印加してその接触部近傍の微小空間で放電を起こさせ、被帯電体を帯電するようになっている。

この接触型帯電方式では、コロナ放電を利用するコロトロン等の非接触型帯電装置と比較して、オゾンや窒素酸化物等の放電生成物が生成されにくいという利点に加え、小さな帯電部材を被帯電体に接触させるように配置しているため、帯電装置自体を小型化、軽量化できるという利点がある。一方、ゴムロールやブラシなどの帯電部材が被帯電体に常時接触しているため、被帯電体に残留しているトナー、埃、紙粉等の異物がブラシ表面に溜まり、溜まり切らない汚れが帯電器に再付着して画質ディフェクトを発生したり、帯電器のクリーニング性能を低下させたりする。

そこで、例えば、帯電電極と像担持体との間の微小空隙内で持続的な放電を生じさせて像担持体を帯電する帯電装置において、ロール状の帯電電極に付着した異物を、アクリル、ナイロン、レイヨン、ポリエステル等の繊維が植毛されたブラシ状の清掃部材で除去するとともに帯電電極を均一に帯電するようにした帯電装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１８６８０５号公報（第４頁−第６頁）

しかしながら、上記特許文献１に開示された帯電装置では、使用中に帯電電極に付着した異物がブラシで除去し切れずに次第に残留するようになり、異常放電や不安定な放電の発生、および画質ディフェクトの発生を招くことがある。

また、電子写真方式の画像形成装置においては、上記の帯電ロール以外にもクリーニングを必要とする被クリーニング体として、例えば像担持体や中間転写体などがあり、これらの回転する被クリーニング体にクリーニングブラシを当接させて被クリーニング体をクリーニングするクリーニング装置が広く知られている。これら像担持体や中間転写体などのクリーニング装置においても、使用中に被クリーニング体の表面に付着した異物がクリーニングブラシで除去し切れずに次第に残留するようになり、画質ディフェクトを惹き起こしやすいという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、長期間にわたって高いクリーニング性能を持続することのできるクリーニング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１のクリーニング装置は、
所定方向に回転する被クリーニング体にクリーニングブラシを当接させて該被クリーニング体表面をクリーニングするクリーニング装置において、
上記クリーニングブラシが、中空円筒状の毛を植毛したものであることを特徴とする。

本発明の第１のクリーニング装置によれば、中空円筒状の毛を植毛したクリーニングブラシを用いているので、被クリーニング体から除去されたトナー粒子が毛の表面だけでなく、中空の毛の空所内にも保持されるので高いクリーニング性能を持続することができる。

また、上記目的を達成する本発明の第２のクリーニング装置は、
所定方向に回転する被クリーニング体にクリーニングブラシを当接させて該被クリーニング体表面をクリーニングするクリーニング装置において、
上記クリーニングブラシが、長手方向に沿う各点での、該長手方向に垂直に切断したときの断面形状が不規則に変化する異形の毛を植毛したものであることを特徴とする。

本発明の第２のクリーニング装置によれば、表面積の極めて大きい異形の毛を植毛したクリーニングブラシを用いているので、被クリーニング体から除去されたトナー粒子が表面積の極めて大きい異形の毛に付着するので高いクリーニング性能を持続することができる。

ここで、上記クリーニングブラシが、上記毛を複数本撚り合わせた上で植毛したものであることが好ましい。

本発明のクリーニング装置を上記のように構成した場合は、複数本の毛を撚り合わせたことにより表面積の増大したクリーニングブラシを用いているので、より高いクリーニング性能を持続することができる。

また、上記クリーニングブラシが、上記毛を２００Ｋｆ／ｃｍ²以上の植毛密度で植毛したものであることも好ましい。

本発明のクリーニング装置を上記のように構成した場合は、高密度で植毛されたクリーニングブラシを用いることにより、一層高いクリーニング性能を持続することができる。

また、上記クリーニングブラシが、上記毛を長さ１０ｍｍ以下の長さに植毛したものであることも好ましい態様の一つである。

本発明のクリーニング装置を上記のように構成した場合は、適度な長さで植毛されたクリーニングブラシを用いることにより、さらに高いクリーニング性能を持続することができる。

本発明によれば、長期間にわたって高いクリーニング性能を持続することのできるクリーニング装置を実現することができる。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。

図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読取装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）５０とを備えている。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、この画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）３０を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。

更に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。

転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写べルト２１上に存在する残留トナー等を除去する中間転写体クリーナ２５を備えている。

中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで張架されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。

中間転写体クリーナ２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。

ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，ｌｌＫの下方に備えられているためにトナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。

シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。

更に、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。

次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋについて詳述する。

図２は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの概略構成図であり、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１１Ｙとマゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ，１１Ｋもこれとほぼ同様の構成を有している。

画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナー像を担持しながら矢印Ａ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム１２、矢印Ｂ方向に回転する帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去する感光体クリーナ１６を備えている。

本実施形態における帯電ロール１３ａは、本発明にいう被クリーニング体に相当するものである。

この帯電器１３の詳細については後述する。

なお、本実施形態では、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３、および感光体クリーナ１６を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体１からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体１に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、不揮発性メモリ（図示せず）が搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにそのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。これらのカートリッジは、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに夫々不揮発性メモリが搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。

次に、上記の帯電器１３に、本発明の第１および第２のクリーニング装置を適用した実施形態について詳細に説明する。

図３は、図２に示した画像形成ユニットに備えられた帯電器１３を示す図であり、図４は、帯電器１３から帯電ロール１３ａを取り外したハウジング５１を示す図である。

この帯電器１３は、感光体ドラム１２（図１参照）の表面に接触してこの感光体ドラム１２の表面を所定の電位に帯電する帯電ロール１３ａと、この帯電ロール１３ａを収容するハウジング５１とを備えている。なお、帯電ロール１３ａの両端には金属製のシャフト１３ｂが取り付けられている。

帯電ロール１３ａは、例えば外径１４ｍｍ、スチレンゴムの下地層にポリアミドにカーボンを分散した表面層を形成したもので構成される。なお、表面層にはフッ素やナイロンを分散させることもある。また、その硬度（アスカＣ）は７０°以下、表面粗さＲｚは０．９以下、摩擦係数は０．２以下、静電容量１５００ｐＦ〜３０００ｐＦである。

また、ハウジング５１は、帯電ロール１３ａの一側面を覆う側壁部５２、この側壁部５２の長手方向両端部に一体的に設けられ帯電ロール１３ａのシャフト１３ｂを回転自在に支持する軸受部５３、帯電ロール１３ａの下端面を覆う底壁部を兼ねる帯電ロールクリーナ５４を有している。

なお、軸受部５３には、帯電ロール１３ａのシャフト１３ｂを回転自在に支持する軸受５５が、感光体ドラム１２（図１参照）と接離する方向に移動自在に取り付けられている。また、軸受５５は、軸受部５３に取り付けられたコイルスプリング５６によって感光体ドラム１２と接近する方向に付勢されている。このコイルスプリング５６を介して帯電ロール１３ａに対して高圧のバイアス電圧が印加されるようになっている。

本実施形態では、帯電ロール１３ａを回転駆動する駆動機構は特に設けられておらず、帯電ロール１３ａが接触する感光体ドラム１２（図１参照）の回転に伴って従動回転するようになっている。

図５は、帯電ロールクリーナ５４の端部拡大図であり、図６は、帯電ロールクリーナ５４の全体を示す図であり、図７は、帯電ロールクリーナが揺動した状態を示す図である。

帯電ロールクリーナ５４は、帯電ロール１３ａの下側に配置された平板５７と、この平板５７の端部から上方に短く起立した側壁部５８とを備えており、平板５７の略山型に形成された上面５７ａには、クリーニングブラシ５９が両面テープ等によって固着されている。

また、帯電ロールクリーナ５４は、図４および図６に示すように、ハウジング５１の軸受部５３に、軸６０を中心にして回動自在に取り付けられており、図４に示すように、その一部に設けられた図示しないストッパが軸受部５３と係合することによって、側壁部５２と略直交した状態で停止するようになっている。また、帯電ロールクリーナ５４は、図７に示すように、逆方向に回動した状態で、その幅方向の先端部５４ａが、側壁部５２内面の下端部に設けられたストッパ６１に当接することによって停止するようになっている。

ここで、クリーニングブラシ５９は、フィルムラミネートの上に基布部および植毛部を形成してなり、フィルムラミネートの底部には両面テープが取り付けられる。また、基布部はナイロンで構成され、植毛部は後述するように特殊な毛で構成されている。

図８は、帯電ロールクリーナ５４（図７参照）を回動させる回動機構６２およびこの回動機構６２を駆動する駆動機構７４を示す斜視図であり、図９は、クリーナ、回動機構、駆動機構による清掃状態を示す図であり、図１０は、帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させた状態を示す図である。

回動機構６２は、帯電ロール１３ａの下方に配設されており、帯電ロールクリーナ５４を帯電ロール１３ａの表面に対して接離する方向に駆動するカム６３を有している。このカム６３は、断面略円形状の細長い棒状に形成された軸部６４と、この軸部６４の上面に長手方向に沿って一体的に形成された幅の狭い平板部６５と、この平板部６５上に両面テープにより接着された薄い合成樹脂製のマイラーフィルム（商品名）６６とを有している。

このマイラーフィルム６６としては、例えば厚さ１２５μｍのものが用いられる。なお、マイラーフィルム６６の厚さを適宜異ならせることにより、マイラーフィルム６６の弾性変形量を可変でき、クリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａの表面に当接させる押圧力を調節することが可能である。

また、カム６３は、その軸方向端部に設けられたアーム部６８により回動するように構成されており、このカム６３をアーム部６８によって回動することにより、マイラーフィルム６６が帯電ロールクリーナ５４の背面を押し上げ、帯電ロールクリーナ５４に取り付けられたクリーニングブラシ５９を帯電ロール１３ａの表面に当接させるようになっている。なお、マイラーフィルム６６は帯電ロールクリーナ５４を回動させる際に特に軸方向中央部が弾性変形しやすく、帯電ロールクリーナ５４の回動が不十分となるのを防止するため、帯電ロールクリーナ５４の背面中央部にはリブ６９が複数本取り付けられている。

一方、駆動機構７４は、駆動源としての駆動モータ７５を備えている。この駆動モータ７５に取り付けられたギヤ７６には、二段の減速ギヤ７６，７７を介してアーム７９と一体的に設けられた扇型のギヤ８０が噛み合わされている。そして、アーム７９は、駆動モータ７５を所定量だけ回転駆動することによって揺動するようになっている。なお、アーム７９には、カム６３に当接する突起７９ａ（図９参照）が形成されている。このようにアーム７９を揺動させることで、例えば図９に示すように帯電ロール１３ａにクリーニングブラシ５９を当接させたり、例えば図１０に示すように、帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させたりできるようになっている。

なお、本実施形態では、通常は帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させておき、適宜タイミングで帯電ロール１３ａにクリーニングブラシ５９を当接させて帯電ロール１３ａ表面の清掃を実行するようになっている。

そして、本実施形態では、図９に示すように、揺動するアーム７９によって付勢されたクリーニングブラシ５９が、感光体ドラム１２の軸中心１２１と帯電ロール１３ａの軸中心１３１とを結ぶ直線Ａ方向に向かって押圧力を働かせるようになっている。したがって、クリーニングブラシ５９の押圧力はすべて帯電ロール１３ａに対して働くこととなり、クリーニングブラシ５９による帯電ロール１３ａの清掃性能を向上させることができる。

また、クリーニングブラシ５９を用いて帯電ロール１３ａを清掃しているため、クリーニングブレード等を用いる場合と比較して、両者間に働く摩擦抵抗を低くすることができる。これにより、感光体ドラム１２に従動する帯電ロール１３ａの回転が妨げられにくくなり、清掃むら等を抑えた安定な清掃を行わせることができる。

さらに、クリーニングブラシ５９は、通常時において帯電ロール１３ａから離間しているので、感光体ドラム１２に従動する帯電ロール１３ａの回転が妨げられにくくなり、画像形成時における帯電ロール１３ａの回転不良およびこれに伴う帯電不良や画像形成不良を防止することができる。

さらにまた、クリーニングブラシ５９は、帯電ロール１３ａの下方に取り付けられているため、一旦クリーニングブラシ５９で除去された残トナーや埃等の異物が重力によって帯電ロール１３ａ側とは逆方向に落下するので、これら異物が帯電ロール１３ａ側に再度転移するのを防止することができる。

次に、図１に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない画像読取装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。

ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、ｆ−θレンズ（図示せず）を介してポリゴンミラー３１に出射する。

ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各感光体ドラム１２に照射する。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。

一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重転写されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。こうして各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理された後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。

なお、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器２９によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面に画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。

次に、図２に示す画像形成ユニット１１Ｙにおける画像形成動作について詳述する。なお、他の画像形成ユニット１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋについても同様である。

画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１２が回転を開始し、感光体ドラム１２の表面が帯電ロール１３ａによって所定の電位に帯電される。そして、所定の電位に帯電した感光体ドラム１２表面に選択的にレーザ光ＬＢ−Ｙが照射され、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。次に、回転する現像ロール１４ａから感光体ドラム１２に対し、形成された静電潜像に対応して選択的にトナーが転移し、作成すべき画像に対応したトナー像が形成される。さらに、一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスにより、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２１上に転写される。そして、中間転写ベルト２１に転写されずに感光体ドラム１２上に残留した残留トナーは、感光体クリーナ１６のクリーニングブレード１６ａによって掻き取られる。

ところで、上述した画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋでは、クリーニングブレード１６ａで除去しきれなかった残留トナーや異物が帯電ロール１３ａに徐々に付着して感光体ドラム１２の帯電性能を低下させたり、あるいは感光体ドラム１２に形成されるトナー像を汚してしまうという事態を招くことがある。

そこで、本実施形態では、矢印Ｂ方向に回転する帯電ロール１３ａ（図２〜図３、図８〜図１０参照）にクリーニングブラシ５９を当接させて帯電ロール１３ａ表面をクリーニングする帯電ロールクリーナ５４が設けられている。

そして、本発明の第１の実施形態では、帯電ロールクリーナ５４のクリーニングブラシ５９を、中空円筒状の毛を植毛したもので構成している。

なお、この第１の実施形態における帯電ロール１３ａは、本発明にいう被クリーニング体に相当するものであり、また、帯電ロールクリーナ５４は、本発明にいうクリーニング装置に相当する。

なお、本発明が適用されるクリーニング装置は、上記の帯電ロールクリーナ５４のみに限定されるものではなく、前述の中間転写体クリーナ２５（図１参照）や感光体クリーナ１６（図２参照）にも適用することができる。

図１１は、第１の実施形態におけるクリーニングブラシに用いられる毛の形状を示す図である。

図１１に、第１の実施形態のクリーニングブラシに用いられる中空円筒状の毛９１の形状を示す。このような形状の毛９１を植毛したクリーニングブラシを用いることにより、帯電ロール表面から除去されたトナー粒子９３，９４は毛９１の表面に付着するとともに中空の毛の空所９２内にも保持されるので、通常の毛を植毛したクリーニングブラシよりも高いクリーニング性能を得ることができる。

なお、このクリーニングブラシを、上記毛を複数本撚り合わせた上で植毛したものとすることが好ましい。

図１２は、２本の毛を撚り合わせた状態を示す図である。

図１２に示すように毛を複数本撚り合わせたものを植毛したクリーニングブラシを用いた場合は毛の表面積が増加するので、クリーニング性能を向上させることができる。

また、このクリーニングブラシを、上記毛を２００Ｋｆ／ｃｍ²以上の植毛密度で植毛したものとすることが好ましい。

図１３は、植毛密度とクリーニング性能との関係を示すグラフである。

図１３に示すように、植毛密度が２００Ｋｆ／ｃｍ²以上の領域ではクリーニング性能が向上することがわかる。

また、このクリーニングブラシを、上記毛を長さ１０ｍｍ以下の長さに植毛したものとすることが好ましい。

図１４は、クリーニングブラシの毛の長さとクリーニング性能との関係を示すグラフである。

図１４に示すように、毛の長さが１０ｍｍ以下の長さである場合に高いクリーニング性能を得ることができる。

次に、第２の実施形態として、本発明の第２のクリーニング装置の実施形態について説明する。

第２のクリーニング装置は、所定方向に回転する被クリーニング体にクリーニングブラシを当接させて該被クリーニング体表面をクリーニングするクリーニング装置において、上記クリーニングブラシを、長手方向に沿う各点での、該長手方向に垂直に切断したときの断面形状が不規則に変化する異形の毛を植毛したもので構成している。

図１５は、第２の実施形態におけるクリーニングブラシに用いられる毛の形状を示す図である。

図１５に、第１の実施形態のクリーニングブラシに用いられる、長手方向Ａに沿う各点での、該長手方向Ａに垂直に切断したときの断面形状が不規則に変化する異形の毛９５の形状を示す。このような形状の毛９５を植毛したクリーニングブラシを用いることにより、帯電ロール表面から除去されたトナー粒子は、表面積の極めて大きい異形の毛９５に大量に付着するので、通常の毛を植毛したクリーニングブラシよりも高いクリーニング性能を得ることができる。

さらに、この異形の毛９５を複数本撚り合わせた上で植毛したものとすることが好ましく、また、この異形の毛９５を２００Ｋｆ／ｃｍ²以上の植毛密度で植毛したものとすることが好ましく、さらに、この異形の毛９５を長さ１０ｍｍ以下の長さに植毛したものとすることも好ましい態様である。

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの概略構成図である。 図２に示した画像形成ユニットに備えられた帯電器１３を示す図である。 帯電器１３から帯電ロール１３ａを取り外したハウジング５１を示す図である。 帯電ロールクリーナ５４の端部拡大図である。 帯電ロールクリーナ５４の全体を示す図である。 帯電器のクリーナが揺動した状態を示す図である。 帯電ロールクリーナ５４（図７参照）を回動させる回動機構６２およびこの回動機構６２を駆動する駆動機構７４を示す斜視図である。 クリーナ、回動機構、駆動機構による清掃状態を示す図である。 帯電ロール１３ａからクリーニングブラシ５９を離間させた状態を示す図である。 第１の実施形態におけるクリーニングブラシに用いられる毛の形状を示すグラフである。 ２本の毛を撚り合わせた状態を示す図である。 植毛密度とクリーニング性能との関係を示す図である。 クリーニングブラシの毛の長さとクリーニング性能との関係を示すグラフである。 第２の実施形態におけるクリーニングブラシに用いられる毛の形状を示す図である。

符号の説明

１ 本体
１０ 画像プロセス系
１１ 画像形成ユニット
１２ 感光体ドラム
１３ 帯電器
１３ａ 帯電ロール
１３ｂ シャフト
１４ 現像器
１４ａ 現像ロール
１５ 一次転写ロール
１６ クリーニング装置
１６ａ クリーニングブレード
１９ トナーカートリッジ
２０ 転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
２２ ドライブロール
２３ テンションロール
２４ バックアップロール
２５ クリーニング装置
２５ａ クリーニングブラシ
２５ｂ クリーニングブレード
２９ 定着器
３０ ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）
３１ ポリゴンミラー
３２ フレーム
３３ ウィンドウ
４０ シート搬送系
４１ 給紙装置
４２ ナジャーロール
４３ フィードロール
４４ 搬送路
４５ レジストロール
４６ 二次転写ロール
４７ 排出ロール
４８ 排出トレイ
４９ 両面用搬送ユニット
５０ ＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
５１ ハウジング
５２ 側壁部
５３ 軸受部
５４ クリーナ
５４ａ 先端部
５５ 軸受
５６ コイルスプリング
５７ 平板
５７ａ 上面
５８ 側壁部
５９ クリーニングブラシ
６０ 軸
６１ ストッパ
６２ 回動機構
６３ カム
６４ 軸部
６５ 平板部
６６ マイラーフィルム（商品名）
６８ アーム部
６９ リブ
７４ 駆動機構
７５ 駆動モータ
７６，７７ ギヤ
７９ アーム
７９ａ 突起
８０ ギヤ
９１ 毛
９２ 空所
９３，９４ トナー粒子
９５ 異形の毛
１３１ 軸中心

Claims (2)

1. 所定方向に回転する被クリーニング体にクリーニングブラシを当接させて該被クリーニング体表面をクリーニングするクリーニング装置において、
   前記クリーニングブラシとして、中空円筒状の毛を２００Ｋｆ／ｃｍ²以上の植毛密度で長さ１０ｍｍ以下の長さに植毛したものを用い、前記被クリーニング体表面からトナー粒子を除去し、該トナー粒子を、前記毛の表面に付着させるとともに該毛の空所内にも保持することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記クリーニングブラシが、前記毛を複数本撚り合わせた上で植毛したものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。

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