JP2003271032A - ブラシローラ、クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents
ブラシローラ、クリーニング装置及び画像形成装置Info
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Abstract
掃するブラシ繊維を備えたブラシローラにおいて、ブラ
シ繊維の毛倒れを防止すると共に、ブラシローラの清掃
能力が低下することを防止する。 【解決手段】 ブラシローラ12は、その芯軸19に基
端部が固定された多数のブラシ繊維20を有していて、
該ブラシローラ12は、そのブラシ繊維20が帯電ロー
ラ2の周面に当接しながら回転し、帯電ローラ2の周面
を清掃する。このブラシローラ12は、太さの異なるブ
ラシ繊維20を有し、しかもそのブラシ繊維の長さが2
mm以下に設定されている。太さの太いブラシ繊維がブラ
シ繊維20の全体の毛倒れを防止し、太さの細いブラシ
繊維が帯電ローラ2の周面に対する清掃能力を高める。
ブラシ繊維の長さを2mm以下とすることによっても、ブ
ラシ繊維の毛倒れを抑制できる。
Description
のブラシローラを有するクリーニング装置、及び該クリ
ーニング装置を有する画像形成装置に関するものであ
る。
従来より各種の技術分野における機械、装置に広く採用
されている。例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ
などとして構成される画像形成装置においては、像担持
体の表面を清掃するクリーニング装置や、像担持体を帯
電する帯電ローラの周面を清掃するクリーニング装置、
或いは転写ベルトの表面を清掃するクリーニング装置な
どがそれぞれ用いられている。
のブラシ繊維を有し、そのブラシ繊維が被清掃体に当接
しながら回転するブラシローラを備えたクリーニング装
置が広く利用されている(例えば特開平7−14076
3号公報参照)。このブラシローラは、そのブラシ繊維
が被清掃体に当接しながら回転するので、当該ブラシ繊
維に大きな外力が加えられ、そのブラシ繊維が経時的に
毛倒れと称せられている永久変形を起こす。かかる毛倒
れが著しくなると、ブラシローラの清掃能力が低下する
ので、長期に亘って毛倒れ現象が発生しないようにブラ
シローラを構成する必要がある。このため、従来よりブ
ラシ繊維の毛倒れを防止するための各種提案がなされて
いるが、従来の構成によると、ブラシ繊維の毛倒れを抑
制することによって、ブラシローラの清掃能力が低下す
る欠点を免れなかった。
掃体に対する清掃能力の低下を抑え、かつブラシ繊維の
毛倒れの発生を効果的に抑制することのできるブラシロ
ーラと、そのブラシローラを有するクリーニング装置
と、該クリーニング装置を有する画像形成装置を提供す
ることにある。
成するため、被清掃体に当接して該被清掃体を清掃する
ブラシ繊維を有するブラシローラにおいて、太さの異な
るブラシ繊維が混在し、かつ該ブラシ繊維の長さが2mm
以下に設定されていることを特徴とするブラシローラを
提案する(請求項1)。
維と、2デニールよりも細いブラシ繊維が混在している
と有利である(請求項2)。
め、請求項1又は2に記載のブラシローラを有すること
を特徴とするクリーニング装置を提案する(請求項
3)。
て、ブラシ繊維が被清掃体に当接するように構成されて
いると有利である(請求項4)。
ニング装置において、前記ブラシローラが、被清掃体表
面の移動に従動して回転するように構成されていると有
利である(請求項5)。
め、請求項3乃至5のいずれかに記載のクリーニング装
置を有することを特徴とする画像形成装置を提案する
(請求項6)。
帯電ローラより成る場合の実施形態例を図面に従って詳
細に説明する。
あり、ここに示した画像形成装置は、電子複写機、プリ
ンタ、ファクシミリ又はこれらの少なくとも2つの機能
を備えた複合機などとして構成されるものである。
感光体として構成された像担持体1を有し、画像形成動
作の開始に伴って、像担持体1は矢印A方向に回転駆動
される。このとき、像担持体表面に対向配置された帯電
ローラ2が、図示していない駆動装置により、又は像担
持体1の表面の移動に従動して矢印B方向に回転する。
帯電ローラ2は芯金3と、そのまわりに固定された抵抗
層4より成り、かかる帯電ローラ2が上述のように回転
するとき、その芯金3に所定極性の帯電電圧が印加さ
れ、これによって像担持体1の表面が所定の極性に帯電
される。
置の一例であるレーザ書き込みユニット(図示せず)か
ら出射する光変調されたレーザビームLBが照射され、
これによって像担持体表面に静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像装置5によりトナー像として可視像
化される。ここに示した現像装置5は、乾式の現像剤D
を収容した現像ケース6と、現像剤Dを担持して搬送す
る現像ローラ7を有し、矢印C方向に回転駆動される現
像ローラ7の周面に担持された現像剤のトナーが像担持
体に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜像がト
ナー像として可視像化される。
転写ベルト8が対向配置され、図示していない給紙部か
ら給送された転写紙Pは、この転写ベルト8に担持され
て搬送される。転写紙Pが像担持体1と転写ベルト8の
間の転写領域を通るとき、転写ベルト8を挟んで像担持
体1に対向配置された転写装置9に転写電圧が印加さ
れ、これによって像担持体表面に形成されたトナー像が
転写紙P上に静電的に転写される。像担持体上に形成さ
れたトナー像を中間転写体に転写し、その転写トナー像
を転写紙に転写するように構成することもできる。
転写残トナーは、像担持体表面に圧接したクリーニング
ブラシ10とクリーニングブレード11のクリーニング
部材によって掻き取り除去される。一方、トナー像を転
写された転写紙Pは、図示していない定着装置を通り、
このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が転写
紙上に定着される。
担持体1、帯電ローラ2、クリーニングブラシ10及び
後述するブラシローラ12が、ユニットケース13に回
転自在に組み付けられ、しかもクリーニングブレード1
1の基端部がユニットケース13に固定され、これらの
要素によって一体的なプロセスカートリッジ14が構成
されている。このプロセスカートリッジ14を、画像形
成装置本体に固定されたガイドレール15に沿って手前
側に引き出し、又は奥側に押し込んで、当該プロセスカ
ートリッジ14を所定の位置に装填することができる。
クリーニングブラシ10、クリーニングブレード11、
及びユニットケース13の一部により構成されたクリー
ニングケース16によって、像担持体表面を清掃する像
担持体用のクリーニング装置17が構成されている。
対向してその像担持体1を帯電する用をなす。かかるロ
ーラ2は、図1に示す如く、像担持体1の表面に圧接し
ていてもよいが、像担持体1の表面から微小間隙をあ
け、その像担持体に対して非接触状態で位置していても
よい。
れるとき、クリーニング装置17は、像担持体上の転写
残トナーを除去するが、全てのトナーを除去することは
困難であり、微量のトナーがクリーニングブレード11
をすり抜ける。このようにしてすり抜けたトナーや、画
像形成装置本体内に浮遊するトナーなどの異物が帯電ロ
ーラ2の周面に付着する。これを放置したとすると、像
担持体の帯電むらや帯電不良が発生し、像担持体上に形
成されるトナー像の画質が劣化する。
ブラシローラ12を備えた帯電ローラ用のクリーニング
装置18が設けられ、このクリーニング装置18によっ
て帯電ローラ2の周面を清掃するように構成されてい
る。ブラシローラ12は、帯電ローラ2に対して平行に
延び、図2及び図3にも示すように、金属又は硬質樹脂
などの剛体より成る芯軸19と、この芯軸19の周面に
基端部が固定された多数のブラシ繊維20を有してい
る。ブラシ繊維20は、図3に符号Wで示した範囲にお
いて、芯軸19の全周に亘って設けられている。図1及
び図2に示すように、ブラシローラ12は、そのブラシ
繊維20が、被清掃体、この例では帯電ローラ2の表面
に当接しながら回転する。このように、ブラシローラ
は、被清掃体に当接して該被清掃体を清掃する多数のブ
ラシ繊維を有している。
ねなどの加圧手段によって帯電ローラ2の周面に圧接さ
せたり、後述する規制手段によって被清掃体に対するブ
ラシ繊維の当接状態を規制したり、またこのブラシロー
ラ12を図示していない駆動装置によって回転駆動して
もよいが、本例のブラシローラ12は、そのブラシ繊維
20が、当該ブラシローラ12の自重によって被清掃
体、すなわち帯電ローラ2の表面に当接し、かつその被
清掃体の表面の移動に従動して矢印G方向に回転するよ
うに構成されている。
ユニットケース13の奥側の側板13Aと、手前側の側
板(図示せず)に、図3にも鎖線で示す如く軸受部材2
1がそれぞれ固定され、その各軸受部材21には下部が
開放したガイドスロット22がそれぞれ形成され、その
各ガイドスロット22にブラシローラ12の芯軸19の
長手方向各端部が、回転自在に、かつそのガイドスロッ
ト22に沿って矢印F方向(被清掃体の表面に対して接
近又は離間する方向)に摺動自在に嵌合している。各ガ
イドスロット22の幅は、芯軸19の各端部の直径より
もわずかに大きく設定され、これにより芯軸19の各端
部が各ガイドスロット22にがたつくことなく嵌合する
ことができる。
領域に位置し、かつその芯軸19の各端部がガイドスロ
ット22に摺動自在に嵌合しているので、ブラシローラ
12は、そのブラシ繊維20が、当該ローラ12の自重
によって帯電ローラ2の表面に当接する。しかも、芯軸
19の各端部がガイドスロット22に回転自在に嵌合し
ているので、帯電ローラ2が矢印B方向に回転すると
き、ブラシローラ12は、帯電ローラ2の表面の移動に
従動して矢印G方向に回転することができる。ブラシロ
ーラ12が帯電ローラ2の回転に対して連れ回わりし、
このとき帯電ローラ2の表面に当接したブラシ繊維20
が帯電ローラ2の表面に付着したトナーを除去し、当該
表面を清掃するのである。
20が永久変形してその毛倒れが著しくなると、帯電ロ
ーラ2を清掃する能力が低下する。このような毛倒れの
発生を抑えるには、ブラシ繊維の太さを太くし、その剛
性と強度を高めることにより、ブラシ繊維20の永久変
形を抑えるように構成することが考えられる。ところ
が、ブラシ繊維の太さを太くすると、そのブラシ繊維が
被清掃体表面の微小な凹凸に追従しきれず、その清掃能
力が低下してしまう。またブラシ繊維の太さを太くする
と、そのブラシ繊維の植毛密度が低下するので、各ブラ
シ繊維が被清掃体表面に付着する異物に対して接触する
機会が減少し、これによっても清掃能力が低下する欠点
を免れない。
は、ブラシ繊維の太さを細くすればよい。ところが、こ
のように構成すると、そのブラシ繊維が変形しやすくな
り、早期にブラシ繊維の毛倒れが発生し、その寿命が縮
められる。
は、太さの異なるブラシ繊維20が混在し、かつそのブ
ラシ繊維20の長さが2mm以下に設定されている。この
構成によれば、太さの太いブラシ繊維が、ブラシローラ
12を支え、ブラシ繊維20の全体が短期間で永久変形
することを阻止する。しかも太さの細いブラシ繊維が帯
電ローラ2の表面の微小な凹凸に追従してその清掃能力
を高めることができる。太いブラシ繊維と細いブラシ繊
維が、毛倒れの発生の抑制と、清掃能力の向上の2つの
機能をそれぞれ分担し、ブラシローラ12の長寿命化
と、機能向上を達成することができるのである。しか
も、この構成によってブラシローラ12のコストが極端
に上昇することはない。
は適宜設定できるが、本発明者の検討したところによる
と、2デニール以上の太さのブラシ繊維と、2デニール
よりも細いブラシ繊維が混在していると、その毛倒れの
発生の抑制と、ブラシローラ12の清掃能力の向上を特
に効果的に高めることができた。例えば、2.0デニー
ルのブラシ繊維と0.8デニールのブラシ繊維が混在す
るブラシローラによって上記効果をより確実なものにす
ることができる。
設定することにより、帯電ローラ2の表面に当接して弾
性的に曲げ変形した各ブラシ繊維20の基端部に作用す
る曲げモーメントを小さくすることができ、これによっ
ても長期に亘ってブラシ繊維の毛倒れ(永久変形)の発
生を抑えることができる。ブラシ繊維の長さを2mmより
も長くすると、そのブラシ繊維の先端部におけるブラシ
繊維間の間隔が大きくなるので、帯電ローラ2の表面に
当接した各ブラシ繊維に加えられる荷重が大きくなり、
これによって毛倒れが促進されるおそれがあるが、繊維
の長さを2mm以下に設定することにより、かかる不具合
を回避することができる。ブラシ繊維20の長さを0.
4乃至0.6mmに設定することが特に好ましい。なお、
このブラシ繊維の長さは、芯軸19に対して固定された
繊維部分を除く、フリーとなったブラシ繊維部分の長さ
である。
と共に、その長さを上述の如く設定することによって、
ブラシローラの清掃能力を向上させ、かつ毛倒れの発生
を効果的に抑制することができる。
定できるが、その密度を20000本/cm2以上、特に
30000本/cm2以上に設定すると、帯電ローラ2の
表面に多数本のブラシ繊維が当接することになり、これ
によって各ブラシ繊維に加えられる荷重を小さくするこ
とができる。これによっても長期に亘ってブラシ繊維の
毛倒れの発生を抑えることができる。また、ブラシ繊維
の密度をこのように高めると、帯電ローラ表面に当接す
る繊維の本数が増大するので、帯電ローラ2の表面を効
率よく清掃し、その汚れむらをなくすことができ、像担
持体1上に常に高品質な画像を形成することが可能とな
る。
すると、異物によるブラシの目詰まりが著しくなり、そ
の清掃能力が低下するので、この点をも考慮に入れてブ
ラシ繊維の密度を設定することが望ましい。
動装置によって回転駆動することもでき、その際、ブラ
シローラ12の外周部(ブラシ繊維の先端部)の線速と
被清掃体表面との線速を等しくし、或いは両線速に差を
もたせることもできる。これに対し、本例のクリーニン
グ装置18のブラシローラ12は、駆動装置により回転
駆動されるのではなく、帯電ローラ2の回転に従動して
回転するので、ブラシローラ12を回転駆動する駆動装
置が不要となり、これによって、クリーニング装置18
の構成を簡素化できると共に、そのコストを低減するこ
とができる。
体の表面に当接させたとき、そのブラシローラの半径方
向におけるブラシ繊維の最大変形量がブラシ繊維の食い
込み量であるが、この食い込み量が大きくなりすぎる
と、ブラシ繊維が早期に毛倒れを起こし、逆にブラシ繊
維の食い込み量が少なすぎると、帯電ローラ2の表面の
清掃効率が低下する。そこで、図示していない規制手段
によってブラシローラの中心と帯電ローラの中心の間の
距離が一定となるように両者の相対位置を調整してブラ
シの食い込み量を規制することもできるが、かかる規制
手段を設ければ、それだけクリーニング装置のコストが
上昇し、その構造が複雑化する。
においては、ブラシローラ12がその自重によって帯電
ローラ2の表面に当接するように構成されているので、
ブラシローラ12の重量を調整するだけで、所望するブ
ラシ繊維の食い込み量が得られ、上記規制手段を省くこ
とができる。これにより、クリーニング装置18の構造
の簡素化と、コストの低減を達成できる。しかも、ブラ
シ繊維20が帯電ローラ2の表面に過度に強く当ること
がないため、帯電ローラ2の表面の摩耗を抑えることも
できる。
るブラシローラ12の重量も適宜設定できるが、特に当
該重量を50gf以上で200gf以下に設定すると、
ブラシ繊維20の適度な食い込み量を保証でき、かつブ
ラシローラ12を円滑に連れ回わりさせることが可能と
なる。ブラシローラ12の重量が50gfより小さい
と、ブラシ繊維の食い込み量が少なくなりすぎて、帯電
ローラ2の表面の清掃効率が低下し、当該重量が200
gfよりも大きいと、ブラシ繊維の食い込み量が過度に
大きくなって、ブラシ繊維の毛倒れが促進されやすくな
る。
したトナーを除去するため、そのブラシ繊維をフリッカ
ーに打ち当てるように構成してもよいが、ブラシ繊維2
0の長さを前述のように2mm以下と短かくすると、図1
に示すように、そのブラシ繊維20をフリッカーに打ち
当てずとも、当該ブラシ繊維の先端部に付着したトナー
を除去することができる。その理由は必ずしも明らかで
はないが、ブラシ繊維が2mm以下という短かい長さであ
ると、帯電ローラ2の表面に圧接して弾性変形したブラ
シ繊維が、ブラシローラ12の回転に伴って、帯電ロー
ラ2から離れたとき、瞬時にして元の形態に弾性復帰す
るので、このときの衝撃によってブラシ繊維の先端部に
付着したトナーが当該ブラシ繊維から飛び出るためであ
ると考えられる。
て芯軸19に固定することができるが、特に、ブラシ繊
維20の基端部をブラシローラの芯軸19の周面に静電
植毛法により固定すると、芯軸19に対して、短かい繊
維を高密度に植毛することができる。これにより、長期
間に亘ってブラシ繊維の毛倒れの発生を防止でき、ブラ
シローラ12の寿命を伸ばすことが可能となる。
剤を塗布し、多数の繊維の基端部をその接着剤に静電的
に付着させて、当該繊維の基端部を接着剤を介して芯軸
19に固定することができる。
実験によると、特にナイロン66又はPET(ポリエチ
レンテレフタレート)などの樹脂により当該繊維を構成
すると、ブラシ繊維の毛倒れをより効果的に抑え、適度
な食い込み量が得られることが確認されている。
ラシ繊維に静電的に吸引できる材料によって、当該ブラ
シ繊維を構成すると、帯電ローラ2の表面の清掃効率を
一層高めることができる。
ように、円柱状に形成された回転体より成る場合には、
図4に示すように、その回転体2Aの回転中心Oを通る
水平線Hよりも上方の回転体周面の範囲Sにブラシロー
ラ12を当接させれば、そのブラシローラ12の自重に
よって、ブラシ繊維20を支障なく回転体に当接させる
ことができる。
の像担持体1を帯電する帯電ローラ2である場合のクリ
ーニング装置と、かかるクリーニング装置を有する画像
形成装置の例を説明したが、帯電ローラ2以外の各種被
清掃体を清掃するために、上述した各構成のクリーニン
グ装置を用いることができる。例えば、図1に示した画
像形成装置は、像担持体に形成されたトナー像を転写材
に転写したあとの像担持体表面を清掃するクリーニング
装置17を有しているが、該クリーニング装置のクリー
ニングブラシ10を、前述のブラシローラ12と同様に
構成して、先に説明した各構成を像担持体用のクリーニ
ング装置17に適用することができる。その他、前述の
中間転写体上に付着した転写残トナーを除去するため
に、前述のブラシローラを有するクリーニング装置を用
いることもでき、また転写ベルト8上に付着したトナー
を除去するクリーニング装置にも前述の各構成を採用す
ることができる。
能力の低下を抑え、かつブラシ繊維の毛倒れ発生を効果
的に抑制することができる。
明する図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被清掃体に当接して該被清掃体を清掃す
るブラシ繊維を有するブラシローラにおいて、太さの異
なるブラシ繊維が混在し、かつ該ブラシ繊維の長さが2
mm以下に設定されていることを特徴とするブラシロー
ラ。 - 【請求項2】 2デニール以上の太さのブラシ繊維と、
2デニールよりも細いブラシ繊維が混在している請求項
1に記載のブラシローラ。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のブラシローラを
有することを特徴とするクリーニング装置。 - 【請求項4】 前記ブラシローラの自重によって、ブラ
シ繊維が被清掃体に当接するように構成されている請求
項3に記載のクリーニング装置。 - 【請求項5】 前記ブラシローラが、被清掃体表面の移
動に従動して回転するように構成されている請求項3又
は4に記載のクリーニング装置。 - 【請求項6】 請求項3乃至5のいずれかに記載のクリ
ーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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US7343133B2 (en) * | 2004-12-15 | 2008-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Cleaning brush and image forming apparatus |
CN104238327A (zh) * | 2013-06-11 | 2014-12-24 | 富士施乐株式会社 | 清洁刷、充电装置和图像形成装置 |
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- 2002-03-18 JP JP2002073417A patent/JP3904200B2/ja not_active Expired - Fee Related
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