JP4997897B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置に関する。

近年、導電性の帯電ロールなどを感光体に直接接触させて感光体の帯電を行う接触帯電方式はオゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電力効率も良いことから、最近では主流となっている。

このような接触帯電方式では、帯電ロールを一定以上の圧力で感光体の表面に圧接しているため、感光体に残ったトナーや紙粉等の異物が帯電ロールに付着し、帯電不良の原因となる。このため、帯電ロールの表面の長手方向全長に接触するクリーニング部材を設けているが、クリーニング部材の撓みなどにより、クリーニング部材を帯電ロールの長手方向に対して均一に接触させることが困難である。

このため、帯電ロールにクリーニング部材を接触させると共に、クリーニング部材の中央部を背面側から押圧する押圧部材を設けた構成が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、帯電ロールとクリーニング部材の接触部分が帯電ロールの全長に比べて小さな清掃手段を設け、清掃手段を帯電ロールに接離させる接離手段を設けると共に、駆動源を用いて清掃手段を帯電ロールの長手方向に移動させるようにした構成が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開平８―２２１７３号公報 特開平８―６２９４９号公報

本発明は、クリーニング部材と被清掃体との接触圧力のばらつきによるクリーニング不良の発生を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るクリーニング装置は、回転する円筒状の被清掃体の表面をクリーニングし、前記被清掃体の最大使用領域よりも長手方向が長いクリーニング部材を備え、前記クリーニング部材は、前記クリーニング部材の長手方向長さよりも短い領域で前記被清掃体と接触し、かつ、前記被清掃体との前記クリーニング部材の接触部は前記被清掃体の長手方向に移動するものであり、前記クリーニング部材の長手方向の傾きを変化させることで、前記接触部を移動させる接触部移動手段を有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記接触部移動手段は、前記クリーニング部材を前記被清掃体から離間させる離間動作を更に備えていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング部材の長手方向の断面は、両端部よりも中央部付近が大きく形成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記接触部の移動速度または移動方向を変化させる接触部制御手段を備えたことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のクリーニング装置において、前記接触部制御手段は、前記接触部の移動速度を前記被清掃体の中央部よりも端部において遅くすることを特徴としている。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のクリーニング装置において、前記接触部制御手段は、回転するシャフトに前記クリーニング部材の背面に接触するカム部材を備え、前記シャフトの回転速度を遅くすることにより、前記接触部の前記長手方向における移動速度を前記被清掃体の中央部よりも端部において遅くすることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記接触部制御手段は、前記接触部を前記被清掃体の所定の範囲で往復移動させることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のクリーニング装置において、前記被清掃体が、トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールであることを特徴としている。

請求項９に記載の発明に係るプロセスカートリッジは、トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項８に記載のクリーニング装置とを備えたことを特徴としている。

請求項１０に記載の発明に係る画像形成装置は、回転駆動される像保持体と、前記像担持体の回転により従動回転し、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項８に記載のクリーニング装置と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、長手方向全体で押圧する場合に比べて、被清掃体の回転負荷を抑え、軸方向における被清掃体とクリーニング部材との接触圧力のばらつきを低減することができ、長手方向全長が短いクリーニング部材を用いる場合と比較して目詰まりによるクリーニング部材の寿命の低下を抑制することができる。

また、クリーニング部材そのものを軸方向に移動させる場合に比べて、簡単な構成で、接触部の移動を行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、クリーニング部材の離間手段を別途用いることがなく、接触部移動手段と離間手段を兼用することが可能である。

請求項３に記載の発明によれば、クリーニング部材と被接触体の接触部を長手方向の一端から他端へ移動する間、接触部をクリーニング部材の長手方向長さよりも短い領域に維持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、被清掃体の汚れやすい領域を集中的に清掃することができる。

請求項５に記載の発明によれば、被清掃体の中央部よりも汚れやすい端部付近を集中的に清掃することができる。
請求項６に記載の発明によれば、被清掃体の中央部よりも汚れやすい端部付近を集中的に清掃することができる。

請求項７に記載の発明によれば、被清掃体の汚れやすい領域を集中的に清掃することができる。

請求項８に記載の発明によれば、帯電ロールの回転負荷の上昇を抑えながら帯電ロールのクリーニング不良の発生を抑制することができる。

請求項９に記載の発明によれば、帯電ロールとクリーニング装置とを備えたプロセスカートリッジの交換を容易に行うことが可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、帯電ロールの従動回転性を損なうことなく帯電ロールのクリーニング不良の発生を抑制することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の第１実施形態の画像形成装置１が示されている。

この画像形成装置１は、デジタルカラープリンターであり、原稿（図示省略）の露光装置やパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データは画像処理装置１２に送られ、所定の画像処理が施される。画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの露光装置１４に送られる。この露光装置１４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。
画像形成装置１の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、回転駆動される感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する帯電ロール１６と、感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とで構成されている。

露光装置１４は、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光装置１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記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は、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー（多面鏡）１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

露光装置１４は、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れがある。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状の枠体２０によって密閉されているとともに、フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製の窓部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。

画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられた露光装置１４に、各色の画像データが順次出力される。露光装置１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の中間転写ベルト２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

中間転写ベルト２５は、中間転写ベルトを駆動するためのドライブロール２７と、中間転写ベルトに張力を付与するためのテンションロール２４と、二次転写部において、中間転写ベルトを背後から支持するためのバックアップロール２８との間に一定のテンションで巻き掛けられており、図示しないモータによって回転駆動されるドライブロール２７により、図中の時計回りに所定の速度で循環駆動されるようになっている。

中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、シートとしての記録用紙３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、上方に位置する定着器３１へと搬送される。二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下方から上方に搬送される記録用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。定着器３１は、所定の温度に加熱された加熱ロール５６と、この加熱ロール５６に圧接された加圧ロール５８とを備えている。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙３０は、加熱ロール５６と加圧ロール５８との圧接部で熱及び圧力により定着処理を受けた後、排出ロール３２によって画像形成装置１の上部に設けられた排出トレイ３３上に排出される。

記録用紙３０は、給紙カセット３４から所定のサイズのものが、給紙ローラ３５及び用紙分離搬送用のローラ対３６により用紙搬送路３７を介して、用紙の軸方向の位置を規定するためのレジストロール３８まで一旦搬送され、停止される。給紙された記録用紙３０の用紙搬送路３７は、垂直方向上向きとなっている。給紙カセット３４から供給された記録用紙３０は、所定のタイミングで回転するレジストロール３８によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

なお、画像形成装置１において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、片面に画像が定着された記録用紙３０を、排出ロール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニット４０へと搬送する。この両面用搬送ユニット４０では、搬送径路４１に沿って設けられた図示しない搬送ローラ対により、記録用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３８へと搬送される。そして、記録用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ３３上に排出される。

また、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置１８は、図示しないクリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードによって感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

また、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面は、クリーニング装置４３によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置４３は、クリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４２によって、中間転写ベルト２５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

なお、画像形成装置１の内部の上方部には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容するトナーカートリッジ４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋがそれぞれ設けられており、各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するようになっている。

また、画像形成装置１の側面（図１中の左側面）には、任意のシートを積載可能な手差しトレイ４７が取り付けられている。この手差しトレイ４７には、シートとしての記録用紙５２がセットされ、給紙ローラ５４によって記録用紙５２が給紙され、レジストロール３８へと搬送されるようになっている。なお、記録用紙５２は、先述の記録用紙３０と種類やサイズが異なる。

図２に示すように、感光体ドラム１５は、図示しないモータにより矢印Ａ方向（反時計方向）に回転駆動されている。また、帯電ロール１６は、感光体ドラム１５の表面に接触し、感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。また、帯電ロール１６の下方（感光体ドラム１５と反対側）には、帯電ロール１６の表面をクリーニングするクリーニング装置６０が設けられている。

このクリーニング装置６０には、帯電ロール１６の表面に接触してクリーニングするクリーニングブラシ６２が設けられている。図４に示すように、クリーニングブラシ６２は、鈍角状に折り曲げられた支持部材６４の一方に複数のブラシ毛６６が植設されており、支持部材６４の他方に設けられた支軸６５によって揺動可能に支持されている。支軸６５は、図示しないフレームに上下方向に形成された長孔に挿通され、上下方向に移動可能となっている。図４（Ｂ）に示すように、支持部材６４のブラシ毛６６が植設される部分は、帯電ロール１６の長手方向に沿ってほぼ均一な太さの平板状に形成されている。

支持部材６４の背面側（帯電ロール１６と反対側）には、クリーニングブラシ６２を長手方向長さよりも短い領域で帯電ロール１６に接触させると共に、帯電ロール１６とのクリーニングブラシ６２の接触部を帯電ロール１６の長手方向に移動させる接触部移動装置６８が設けられている。図３に示すように、接触部移動装置６８は、シャフト７０の両側に２枚のカム部材７２、７４を備えており、シャフト７０の端部には、シャフト７０を回転させるモータ７８が設けられている。カム部材７２、７４は、図３（Ｂ）に示すように、略楕円状で同一のプロファイルを有しているが、その位相をずらしてシャフト７０に取り付けている。モータ７８の駆動及びタイミングは制御部８０によって制御されている。モータ７８には、回転速度を変更可能なステッピングモータが用いられている。

接触部移動装置６８は、カム部材７２、７４がそれぞれ支持部材６４に当たることで、クリーニングブラシ６２の帯電ロール１６への押し付け量を変化させ、また、クリーニングブラシ６２を帯電ロール１６から離間させるように構成されている。

次に、帯電ロール１６の詳細について説明する。

この帯電ロール１６は、導電性のシャフト１６Ａ上に、帯電層１６Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。

帯電ロール１６の径はφ７ｍｍからφ１５ｍｍ、より好ましくはφ８ｍｍからφ１４ｍｍで、帯電層１６Ｂの肉厚が２ｍｍから４ｍｍであることが好ましい。直径が１５ｍｍ以上であると周面１箇所あたりの外添剤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、径の増大に伴ってレイアウト上の検討が必要となる。直径が７ｍｍ以下であると画像形成装置１を小型化できるので優位であるが、周面１箇所あたりの外添剤に接触する回数が増え、また放電回数が増えることになる。

この帯電ロール１６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。

シャフト１６Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、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１６の帯電層１６Ｂを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、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等の導電材、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等の充填剤等、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、導電性のシャフト１６Ａ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、電子及び／又はイオン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等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、天然ゴム等、及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等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、ステンレス鋼等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等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；などの微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等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。

帯電層１６Ｂを構成する上記表面層は、トナー等の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、ゴム等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等を挙げることができる。このうち外添剤汚れの観点から、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。

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、電子及び／又はイオン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等を用いることができる。

また、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂を用いることができ、特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微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１６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１６の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１５との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１６と感光体ドラム１５相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。

次に、クリーニングブラシ６２について説明する。

クリーニングブラシ６２の支持部材６４の材質としては、ステンレス鋼や樹脂などが用いられている。また、ブラシ毛６６の材質としては、ナイロンなどの樹脂が用いられている。

次に、上記構成の画像形成装置１の作用について説明する。

クリーニング動作を開始すると、図２に示すように、感光体ドラム１５が矢印Ａ方向に回転し、感光体ドラム１５に接触する帯電ロール１６が感光体ドラム１５の回転に従動して矢印Ｂ方向に回転する。また、制御部８０はモータ７８を駆動してシャフト７０を回転し、カム部材７２、７４を回転させる。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カム部材７２、７４を離間位置に回転させることで、クリーニングブラシ６２と帯電ロール１６とが離間されている。この離間位置からシャフト７０が反時計方向（矢印方向）に回転すると、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、まず図６（Ａ）中の手前側のカム部材７２によってクリーニングブラシ６２の手前側が帯電ロール１６に接触し、帯電ロール１６をクリーニングする。このとき、クリーニングブラシ６２の奥側は帯電ロール１６から離間されている（図６（Ｂ）の状態）。すなわち、クリーニングブラシ６２は、長手方向長さよりも短い領域で帯電ロール１６と接触する。

さらに、シャフト７０が反時計方向（矢印方向）に回転するのに合わせて、帯電ロール１６とのクリーニングブラシ６２の接触部が、手前側から奥側へ移動していき、やがて、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）中のクリーニングブラシ６２の手前側が帯電ロール１６から離間し、奥側のカム部材７４によってクリーニングブラシ６２の奥側が帯電ロール１６に接触した状態となる（図７（Ｂ）の状態）。このようにクリーニングブラシ６２と帯電ロール１６との接触部が手前側から奥側へ移動することにより、帯電ロール１６の軸方向全面に渡ってクリーニングが行われる。

この後、シャフト７０が反時計方向（矢印方向）にさらに回転し、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、クリーニングブラシ６２が帯電ロール１６から離間されることで、クリーニング動作が終了する。

このような方式では、１回のクリーニング動作によって帯電ロール１６を軸方向に一度クリーニングしたが、制御部８０は、モータ７８を逆回転させることで、シャフト７０を逆方向（時計回り）に回転させ、図７から図６へとクリーニングブラシ６２を動作させ、帯電ロール１６を軸方向について往復でクリーニングしても良い。

また、制御部８０は、モータ７８の駆動によりシャフト７０の回転方向を制御することで、図６と図７のクリーニングブラシ６２の動作を複数回繰り返して、より確実にクリーニングしてからクリーニングブラシ６２を帯電ロール１６から離間させることもできる。

また、帯電ロール１６は中央部よりも両端部が汚れやすいため、制御部８０は、帯電ロール１６の両端部付近で、モータ７８の駆動を制御してシャフト７０の回転速度を遅くしても良い。これによって、帯電ロール１６の両端部付近で、クリーニングブラシ６２の接触部の移動速度を遅くすることができる。

次に、本発明のクリーニング装置の変形例について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図９に示すように、帯電ロール１６（図２参照）とのクリーニングブラシ６２（図２参照）の接触部を長手方向に移動させる接触部移動装置９０として、シャフト７０のカム部材７２、７４の間、すなわちシャフト７０の中央部に、カム部材９２を追加することができる。カム部材９２は、図９（Ｂ）に示すように、略楕円状でカム部材７２、７４と同一のプロファイルを有しているが、カム部材７２、９２、７４の順にその位相をずらしてシャフト７０に取り付けている。これにより、クリーニングブラシ６２（図４参照）が、長手方向中央部がたわむ程度の低い剛性であっても、中央部のクリーニングブラシ６２（図４参照）と帯電ロール１６（図２参照）との接触圧力が弱くなることが抑制される。

図１０に示すように、帯電ロール１６（図２参照）とのクリーニングブラシ６２（図２参照）の接触部を長手方向に移動させる接触部移動装置１００として、シャフト７０に、断面が楕円状でその断面形状が長手方向に沿って変化するロール状のカム部材１０２を設けることもできる。カム部材１０２は、帯電ロール１６の長手方向の帯電幅（最大使用幅）よりも長く形成されており、長手方向の一端部１０２Ａと他端部１０２Ｂとの間で、その断面形状が徐々に変化するように形成されている。このようなカム部材１０２は、クリーニングブラシ６２（図２参照）を軸方向に渡って支持することができるので、クリーニングブラシ６２（図２参照）と帯電ロール１６（図２参照）との確実な接触状態が得られる。

図１１に示すように、クリーニングブラシ１１０として、支持部材１１２の長手方向中央部を帯電ロール１６（図２参照）側に突出させた山形形状とすることができる。この支持部材１１２の山形形状の部分に複数のブラシ毛６６が植設されている。

図１２に示すように、クリーニングブラシ１２０として、支持部材１２２の長手方向中央部を帯電ロール１６（図２参照）側に突出させた円弧形状とすることができる。この支持部材１２２の円弧形状の部分に複数のブラシ毛６６が植設されている。

図１３に示すように、クリーニングブラシ１３０として、支持部材１３２の長手方向中央部を帯電ロール１６（図２参照）と反対側（背面側）に突出させた山形形状とすることができる。この支持部材１３２の山形形状と反対側の平板部に複数のブラシ毛６６が植設されている。

図１４に示すように、クリーニングブラシ１４０として、支持部材１４２の長手方向中央部を帯電ロール１６（図２参照）と反対側（背面側）に突出させた円弧形状とすることができる。この支持部材１４２の円弧形状と反対側の平面部に複数のブラシ毛６６が植設されている。

図１５に示すように、クリーニングブラシ１５０として、シャフト１５１の周囲に、断面が楕円状で、長手方向に沿ってその断面形状が異なる異形ロール１５２が設けられ、その異形ロール１５２の周面に複数のブラシ毛６６を植設したものが用いられている。異形ロール１５２は、帯電ロール１６の長手方向の帯電幅（最大使用幅）よりも長く形成されており、軸方向の一端部１５２Ａと他端部１５２Ｂとの間で、その断面形状が徐々に変化している。このクリーニングブラシ１５０を回転させることにより、クリーニングブラシ１５０と帯電ロール１６（図２参照）との接触部を長手方向に移動させ、また、クリーニングブラシ１５０と帯電ロール１６（図２参照）とを離間させることができる。このようなクリーニングブラシ１５０を用いることで、接触部移動装置とクリーニングブラシとを兼用することができる。

なお、本願において、「断面形状が異なる」とは、同じ断面形状にて向きが異なるものや、回転軸に対する周方向の配置が異なるものを含む。

次に、本発明の他の実施形態である画像形成装置について説明する。なお、上記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１６に示すように、この画像形成装置２００では、画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにそれぞれ設けられた帯電ロール１６の下部には、帯電ロール１６の表面をクリーニングするクリーニング装置２０２が設けられている。図１６及び図１７に示すように、このクリーニング装置２０２は、４つの帯電ロール１６の表面をそれぞれクリーニングする４つのクリーニングブラシ６２を備えている。クリーニングブラシ６２は、支持部材６４に設けられた支軸６５によって揺動可能に支持されている。

また、このクリーニング装置２０２には、帯電ロール１６とのクリーニングブラシ６２の接触部を長手方向に移動させる接触部移動装置２０４が設けられている。この接触部移動装置２０４は、図１７に示すように、４つのクリーニングブラシ６２の両端部にそれぞれ掛け渡されるように、所定の形状に折り曲げた状態に形成された板金からなる２つの駆動伝達部材２０６、２０８を備えている。駆動伝達部材２０６、２０８の一端には、ヒンジ部２１０を介して板状部２１２の一端が連結されており、板状部２１２の他端に円筒状の連結部２１２Ａが形成されている。また、画像形成ユニット１３Ｙの外側に、クリーニングブラシ６２とほぼ平行にシャフト２１４が配置されており、このシャフト２１４には、所定の方向に略Ｕ字状に突出した第１クランク部２１４Ａと、この第１クランク部２１４Ａと直角方向に略Ｕ字状に突出した第２クランク部２１４Ｂとが形成されている。駆動伝達部材２０６に連結された板状部２１２の連結部２１２Ａは第１クランク部２１４Ａに回転可能に取り付けられ、駆動伝達部材２０８に連結された板状部２１２の連結部２１２Ａは第２クランク部２１４Ｂに回転可能に取り付けられている。シャフト２１４の一端にモータ２１６が設けられ、モータ２１６の駆動によりシャフト２１４が一定方向に回転するように構成されている。

また、駆動伝達部材２０６、２０８には、ヒンジ部２１０に連結された水平の下方板部２２０Ａと、この下方板部２２０Ａから斜め上方に傾斜した状態で設けられた短い傾斜板部２２０Ｂと、この傾斜板部２２０Ｂの端部に水平に設けられた上方板部２２０Ｃと、この上方板部２２０Ｃから斜め下方に傾斜した状態で設けられた短い傾斜板部２２０Ｄとを１つのセットとして、他の３つの画像形成ユニットにわたって連設して形成されている。すなわち、上方板部２２０Ｃが下方板部２２０Ａから突出した突出部となっている。駆動伝達部材２０６、２０８の上方板部２２０Ｃは、それぞれクリーニングブラシ６２の支持部材６４に当たり、クリーニングブラシ６２を帯電ロール１６に押し付けるように構成されている。

駆動伝達部材２０６、２０８は、画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにまたがって配置されており、シャフト２１４の回転によって駆動伝達部材２０６、２０８が図示しないフレームに支持された状態で水平方向（帯電ロール１６の長手方向と直交する方向）に移動する構成となっている。その際、シャフト２１４の第１クランク部２１４Ａに駆動伝達部材２０６の連結部２１２Ａが設けられ、シャフト２１４の第２クランク部２１４Ｂに駆動伝達部材２０８の連結部２１２Ａが設けられているので、駆動伝達部材２０６、２０８を位相を変えて往復移動させることができる。すなわち、図１８（Ａ）に示すように、駆動伝達部材２０６、２０８は、上方板部２２０Ｃの位置がクリーニングブラシ６２の手前側と奥側で異なる状態で往復移動する。そして、上方板部２２０Ｃに支持部材６４の背面側が当たり、クリーニングブラシ６２を帯電ロール１６に押し付ける。このため、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、クリーニングブラシ６２の帯電ロール１６への接触タイミングを手前側と奥側でずれる。また、駆動伝達部材２０６、２０８の移動によりクリーニングブラシ６２と帯電ロール１６との接触部を長手方向に移動させ、また、クリーニングブラシ６２と帯電ロール１６とを離間させる。

なお、上記実施形態では、帯電ロール１６をクリーニングするクリーニングブラシ６２が用いられているが、この構成に限定するものではない。例えば、クリーニング部材として、クリーニングブラシに代えて、発泡樹脂からなるスポンジを備えたクリーニングパッドを用いても良い。

なお、上記実施形態では、クリーニング装置は帯電ロール１６をクリーニングするものであったが、清掃対象（被清掃体）は帯電ロール１６に限定するものではない。例えば、転写ロールなど、回転可能な被清掃体であれば、本発明のクリーニング装置を適用可能である。

なお、上記実施形態の画像形成装置１、２００は、中間転写ベルトの移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットを並設する構成であったが、この構成に限定するものではない。例えば、４色の現像器を配置した回転式現像器を用いて感光体ドラムへのトナー像の形成を４サイクル繰り返して行う画像形成装置であっても、本発明を適用することが可能である。

上記に示した本発明にかかる実施形態における構成とその効果を以下に示す。

１）クリーニングブラシ１１０として、支持部材１１２の長手方向中央部を帯電ロール１６側に突出させた山形形状とすることができる。この支持部材１１２の山形形状の部分に複数のブラシ毛６６が植設されている。このため、帯電ロール１６（図２参照）の中央部付近のクリーニング時に、クリーニングブラシ１１０と帯電ロール１６（図２参照）との接触部の長さが大きくなり負荷が上昇することを抑制できる。

２）クリーニングブラシ１２０として、支持部材１２２の長手方向中央部を帯電ロール１６側に突出させた円弧形状とすることができる。このような支持部材１２２を用いることで、ブラシ毛６６の開き具合が長手方向に渡って一様になるので、山形形状の支持部材を用いた場合に頂上部（長手方向中央部）でブラシ毛が開いてクリーニング能力にムラが生じるという懸念がなくなる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置で用いられる帯電ロール、クリーニングブラシ及び接触部移動装置付近を示す構成図である。 （Ａ）は接触部移動装置の斜視図、（Ｂ）は接触部移動装置の側面図、および（Ｃ）は接触部移動装置の平面図である。 （Ａ）はクリーニングブラシの側面図、（Ｂ）はクリーニングブラシの平面図である。 クリーニングブラシ及び接触部移動装置が動作する過程を示す側面図、及び平面図である。 クリーニングブラシ及び接触部移動装置が動作する過程を示す側面図、及び平面図である。 クリーニングブラシ及び接触部移動装置が動作する過程を示す側面図、及び平面図である。 クリーニングブラシ及び接触部移動装置が動作する過程を示す側面図、及び平面図である。 接触部移動装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は接触部移動装置の斜視図、（Ｂ）は接触部移動装置の側面図、および（Ｃ）は接触部移動装置の平面図である。 接触部移動装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は接触部移動装置の斜視図、（Ｂ）は接触部移動装置の側面図、および（Ｃ）は接触部移動装置の平面図である。 クリーニングブラシの変形例を示す図であって、（Ａ）はクリーニングブラシの側面図、（Ｂ）はクリーニングブラシの平面図である。 クリーニングブラシの変形例を示す図であって、（Ａ）はクリーニングブラシの側面図、（Ｂ）はクリーニングブラシの平面図である。 クリーニングブラシの変形例を示す平面図である。 クリーニングブラシの変形例を示す平面図である。 クリーニングブラシの変形例を示す図であって、（Ａ）はクリーニングブラシの側面図、（Ｂ）はクリーニングブラシの平面図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 図１６に示す画像形成装置で用いられる複数のクリーニングブラシ及び接触部移動装置付近を示す斜視図である。 （Ａ）はクリーニングブラシと帯電ロールとの接触部を長手方向に移動する動作を示す斜視図であり、（Ｂ）はクリーニングブラシと帯電ロールの平面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１２ 帯電ロール
１５ 感光体ドラム（像保持体）
１６ 帯電ロール
６０ クリーニング装置
６２ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
６４ 支持部材
６５ 支軸
６８ 接触部移動装置（接触部移動手段）
７０ シャフト
７２ カム部材
７４ カム部材
９０ 接触部移動装置（接触部移動手段）
９２ カム部材
１００ 接触部移動装置（接触部移動手段）
１０２ カム部材
１１０ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
１１２ 支持部材
１２０ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
１２２ 支持部材
１３０ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
１３２ 支持部材
１４０ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
１４２ 支持部材
１５０ クリーニングブラシ（クリーニング部材）
１５２ 異形ロール
２００ 画像形成装置
２０２ クリーニング装置
２０４ 接触部移動装置（接触部移動手段）
２０６ 駆動伝達部材
２０８ 駆動伝達部材
２１４ シャフト（駆動手段）
２１６ モータ（駆動手段）
２２０Ｃ 上方板部（突出部）

Claims (10)

1. 回転する円筒状の被清掃体の表面をクリーニングし、前記被清掃体の最大使用領域よりも長手方向が長いクリーニング部材を備え、
   前記クリーニング部材は、前記クリーニング部材の長手方向長さよりも短い領域で前記被清掃体と接触し、かつ、前記被清掃体との前記クリーニング部材の接触部は前記被清掃体の長手方向に移動するものであり、
   前記クリーニング部材の長手方向の傾きを変化させることで、前記接触部を移動させる接触部移動手段を有することを特徴するクリーニング装置。
2. 前記接触部移動手段は、前記クリーニング部材を前記被清掃体から離間させる離間動作を更に備えてい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. 前記クリーニング部材の長手方向の断面は、両端部よりも中央部付近が大きく形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記接触部の前記長手方向における移動速度または移動方向を変化させる接触部制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記接触部制御手段は、前記接触部の前記長手方向における移動速度を前記被清掃体の中央部よりも端部において遅くすることを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。
6. 前記接触部制御手段は、回転するシャフトに前記クリーニング部材の背面に接触するカム部材を備え、前記シャフトの回転速度を遅くすることにより、前記接触部の前記長手方向における移動速度を前記被清掃体の中央部よりも端部において遅くすることを特徴とする請求項５に記載のクリーニング装置。
7. 前記接触部制御手段は、前記接触部を前記被清掃体の所定の範囲で往復移動させることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のクリーニング装置。
8. 前記被清掃体が、トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のクリーニング装置。
9. トナー画像が形成される像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、請求項８に記載のクリーニング装置とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 回転駆動される像保持体と、
    前記像担持体の回転により従動回転し、前記像保持体の表面を接触帯電させる帯電ロールと、
    請求項８に記載のクリーニング装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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