JP2005352335A - 清掃部材、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被清掃部材をクリーニングするための清掃部材、これを備えたクリーニング装置、これらを備えたユニット、これらを備えたプロセスカートリッジ、これらを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行う技術の提供。
【解決手段】中心をなす芯軸19と、被清掃体2に係合するブラシ層20と、芯軸19とブラシ層20との間に配設された弾性層25とを有し、自重によって被清掃体2の表面に係合して清掃を行う清掃部材12、これを有するクリーニング装置18等。
【選択図】図2
【解決手段】中心をなす芯軸19と、被清掃体2に係合するブラシ層20と、芯軸19とブラシ層20との間に配設された弾性層25とを有し、自重によって被清掃体2の表面に係合して清掃を行う清掃部材12、これを有するクリーニング装置18等。
【選択図】図2
Description
本発明は、像担持体、帯電ローラ、中間転写体等の被清掃部材をクリーニングするための清掃部材またはクリーニング装置、またこれら清掃部材、クリーニング装置を備え、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載されるユニット、プロセスカートリッジ、またかかる清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたはプロセスカートリッジを有するかかる画像形成装置に関する。
被清掃体を清掃する清掃部材、これを有するクリーニング装置は、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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、像担持体の表面を清掃する清掃部材、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清掃部材、クリーニング装置、あるいは中間転写体等の転写ベルトの表面を清掃する清掃部材、クリーニング装置などがそれぞれ用いられている。
このような清掃部材、クリーニング装置として、〔特許文献1〕ないし〔特許文献4〕等に記載されているように、被清掃体の表面に当接するブラシを有するブラシローラ、これを有するクリーニング装置が広く利用されている。
従来のこの種のクリーニング装置においては、〔特許文献1〕に記載されているように、ブラシローラを駆動装置によって回転駆動し、被清掃体表面に接触するブラシの線速と、その被清掃体表面の線速とに差をもたせ、当該ブラシによって被清掃体表面に付着した異物を掻き取ることにより、その表面を清掃するように構成されている。
従来のこの種のクリーニング装置においては、〔特許文献1〕に記載されているように、ブラシローラを駆動装置によって回転駆動し、被清掃体表面に接触するブラシの線速と、その被清掃体表面の線速とに差をもたせ、当該ブラシによって被清掃体表面に付着した異物を掻き取ることにより、その表面を清掃するように構成されている。
また、〔特許文献1〕には、ブラシを一定量被清掃体に食い込ませて毛倒れさせて摺擦し、ブラシの線速と、被清掃体表面の線速差によりクリーニングを行なうことが記載されているが、〔特許文献2〕には、繊維の長さを2mm以下に設定したブラシローラを用い、ブラシの弾性変形を抑え、ブラシ繊維の先端面を当接させて被清掃体上の異物を弾き出すことによりクリーニングを行なうクリーニング技術が提案されている。
〔特許文献3〕には、ブラシローラの構成として、金属円筒上にブラシ繊維を有する基布を巻き付けたものが開示されている。このブラシローラは、被清掃部材に対しカウンター方向に回転駆動されている。
〔特許文献4〕には、ブラシローラの構成として、回転軸上にブラシ繊維を有する織物を巻き付け、ブラシ繊維の間に充填部材を充填したものが開示されている。
〔特許文献4〕には、ブラシローラの構成として、回転軸上にブラシ繊維を有する織物を巻き付け、ブラシ繊維の間に充填部材を充填したものが開示されている。
しかし、〔特許文献1〕、〔特許文献3〕に記載された構成によると、ブラシローラを駆動する駆動装置が必要となるだけでなく、一般にブラシの倒れと称せられているブラシ繊維の永久変形を抑えるため、ブラシの食い込み量を規制する手段を設ける必要がある。このため、クリーニング装置のコストが上昇し、かつその構造が複雑化する問題がある。なおここでブラシの食い込み量とは、ブラシローラのブラシを被清掃体の表面に圧接させたとき、そのブラシローラの半径方向におけるブラシの最大変形量である。
ブラシの食い込み量の規制に関し、〔特許文献2〕には、ブラシ繊維の長さを2mm以下とすること、ブラシ繊維の太さを2デニール以下とすること、ブラシ繊維の密度を20000本/cm2以上とすること、ブラシローラの当接荷重を規定することすなわち具体的には、ブラシローラが自重で被清掃部材に当接する場合はブラシローラの重量を50gf以上で200gf以下とすること、ブラシローラを被清掃部材に従動させることなどの条件を設定することで、ブラシの弾性変形を抑えて被清掃体上にブラシ繊維の先端を当接させて用いることが記載されており、これによれば、ブラシローラを駆動する駆動装置が不要となるだけでなく、ブラシの食い込み量を規制する手段を設ける必要がなくなる利点がある。
しかし、ブラシの弾性変形を抑えるために、ブラシの当接圧は比較的低く設定しなければならず、このためブラシと被清掃体との間の、ブラシの回転方向におけるニップ幅が狭くなってしまうので、ブラシの被清掃体への接触が一定に保たれず、異物を均一に除去しきれない場合があった。また、ニップ幅を一定に保つためにはブラシ表面の毛先と被清掃体表面の真直を保たねばならず、これを保つための手段を備えることがコストアップの要因となっていた。
〔特許文献4〕には、〔特許文献2〕に記載されているような各種条件が記載されておらず、〔特許文献1〕、〔特許文献3〕と同様の問題があると考えられる。
〔特許文献4〕には、〔特許文献2〕に記載されているような各種条件が記載されておらず、〔特許文献1〕、〔特許文献3〕と同様の問題があると考えられる。
本発明は、像担持体、帯電ローラ、中間転写体等の被清掃部材をクリーニングするための清掃部材またはクリーニング装置、またこれら清掃部材、クリーニング装置を備え、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載されるユニット、プロセスカートリッジ、またかかる清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたはプロセスカートリッジを有するかかる画像形成装置に関し、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行う技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材にある。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが2mm以下であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが2デニール以下で、密度が20000本/cm2以上であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載の清掃部材において、質量が50g以上かつ200g以下であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載の清掃部材において、被清掃体に従動することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5の何れか1つに記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1つに記載の清掃部材において、円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したことを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置にある。
請求項9記載の発明は、請求項8記載のクリーニング装置において、被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたユニットにある。
請求項11記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニットと、像担持体とを有するプロセスカートリッジにある。
請求項12記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニット、または、請求項11記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。
本発明は、自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材にあるので、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが2mm以下であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、被清掃体の表面に圧接して弾性的に曲げ変形した繊維の基端部に作用する曲げモーメントが小さく、ブラシの繊維の倒れが防止され、またかかる繊維への汚物の固着が防止されるので、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができるとともに、小型であって、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ、画像形成装置の小型化に寄与できる清掃部材を提供することができる。
ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが2デニール以下で、密度が20000本/cm2以上であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、被清掃体の表面に多数ほんの繊維が係合することとなり、各繊維に加えられる荷重を小さくし、ブラシの繊維の倒れを防止することができるとともに、被清掃体に係合する繊維の本数が増大することにより、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
質量が50g以上かつ200g以下であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、清掃部材の被清掃体に対する食い込み量が適当な量となり、ブラシの繊維の倒れを防止しつつ清掃効率が高く、また被清掃体への従動回転を良好にすることに寄与でき、よって、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
被清掃体に従動することとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、清掃部材を駆動する構成が不要となるので、清掃部材の寿命が長く、より簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるとともに、ブラシの繊維を高密度で植毛することができ、よってブラシの繊維の倒れを防止することができ、また清掃効率が高いから、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したこととすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるとともに、清掃部材の自重によって、清掃部材を支障なく被清掃体に係合させることができ、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
本発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置にあるので、上述の各効果を奏する清掃部材を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることとすれば、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた像担持体、帯電ローラまたは中間転写体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で像担持体、帯電ローラまたは中間転写体の良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
本発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたユニットにあるので、上述の各効果を奏する清掃部材またはクリーニング装置を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるとともにメンテナンス性に優れたユニットを提供することができる。
本発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニットと、像担持体とを有するプロセスカートリッジにあるので、上述の各効果を奏する清掃部材、クリーニング装置またはユニットを有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるとともにメンテナンス性に優れ、良好な画像形成を長期にわたって行うことに寄与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。
本発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニット、または、請求項11記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたは画像形成装置を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができ、良好な画像形成を長期にわたって行うことができる安価な画像形成装置を提供することができる。
図1に、本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。
画像形成装置100は、ドラム状の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1の表面に対向配置された被清掃体としての帯電ローラ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、その周りに固定された弾性体4とを有しており、かかる帯電ローラ2が矢印B方向に回転するとき、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。
画像形成装置100は、ドラム状の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1の表面に対向配置された被清掃体としての帯電ローラ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、その周りに固定された弾性体4とを有しており、かかる帯電ローラ2が矢印B方向に回転するとき、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。
帯電された像担持体1の表面には、露光装置としての図示しないレーザ書き込みユニットから出射され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1の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、粉体状の現像剤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中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、静電潜像がトナー像として可視像化される。
像担持体1には、矢印E方向に駆動される中間転写体としての転写ベルト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記録媒体としての転写紙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と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1の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。なお、画像形成装置100は、像担持体上に形成されたトナー像を直接転写紙に転写するのでなく、一旦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。
トナー像転写後の像担持体1の表面に付着する転写残トナーは、像担持体表面に圧接したクリーニング部材としてのクリーニングブラシ10とクリーニング部材としてのクリーニングブレード11と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。
画像形成装置100においては、像担持体1、帯電ローラ2、クリーニングブラシ10及び後述する清掃部材としてのブラシローラ12が、ユニットケース13に回転自在に組み付けられ、またクリーニングブレード11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としてのユニット14が構成されている。このユニット14を、画像形成装置100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、当該ユニット14を画像形成装置100本体内の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。
帯電ローラ2は、前述のように像担持体に対向してその像担持体1を帯電する用をなす。帯電ローラ2は、図1に示すように、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、像担持体1に対して非接触状態で位置していてもよい。
帯電ローラ2は、前述のように像担持体に対向してその像担持体1を帯電する用をなす。帯電ローラ2は、図1に示すように、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、像担持体1に対して非接触状態で位置していてもよい。
上述の如き画像形成動作が行われるとき、クリーニングブレード11をすり抜けたトナーや、画像形成装置100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1の帯電むらや帯電不良が発生し、像担持体1上に形成されるトナー像の画質が劣化する。
そこで、画像形成装置100には、前述のブラシローラ12を備えた帯電ローラ2をクリーニングするためのクリーニング装置18が設けられている。このクリーニング装置18はユニット14に含まれている。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、図3、図4に示すように、中心をなす芯軸19と、帯電ローラ2に当接する、多数の繊維を有する植毛層としてのブラシ層20と、芯軸10とブラシ層20との間に配設された弾性層25とを有している。
芯軸19は、剛体、具体的には金属によって構成されているが、硬質樹脂製であっても良い。弾性層25は、柔軟性、低コストの観点から発泡ポリウレタン製とされているが、発泡樹脂、発泡ゴム等の材質によって適宜構成することができる。ブラシ層20は、図3に符号Wで示した範囲において、弾性層25の全周に亘ってこれを構成するブラシの繊維の基端部が固定されることによって形成されている。
ブラシローラ12は、ブラシ層20が、ブラシローラ12の自重によって帯電ローラ2の表面に当接し、帯電ローラ2の表面の移動すなわち回転に従動して、図1、図2、図4に示すように矢印G方向に回転するように配置されている。
具体的には、ユニットケース13の奥側の図1に示す側板13Aと、図示しない手前側の側板に、図1、図2、図3に示す軸受部材21がそれぞれ固定され、図2に示すように、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方向すなわち帯電ローラ2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にガタつくことなく嵌合している。
具体的には、ユニットケース13の奥側の図1に示す側板13Aと、図示しない手前側の側板に、図1、図2、図3に示す軸受部材21がそれぞれ固定され、図2に示すように、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方向すなわち帯電ローラ2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にガタつくことなく嵌合している。
ブラシローラ12は、帯電ローラ2の上部領域に位置し、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、そのブラシ層20が、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りし、このとき帯電ローラ2の表面に当接したブラシ層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。
上述のように、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る。これにより、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。しかも、ブラシ層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。
ブラシローラ12が帯電ローラ2に当接しない状態でのブラシローラ12の半径と帯電ローラ2の半径との和から、ブラシローラ12が帯電ローラ2に当接した状態でのブラシローラ12の中心と帯電ローラ2の中心との間の距離を引いた値が、ブラシ層20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20層の繊維が早期に劣化してこれが永久変形する。すなわちブラシの倒れが発生するのである。逆にブラシ層20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。そこで従来は、先にも説明したように、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していたのであるが、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。
これに対し、本発明を適用したブラシローラ12においては、弾性層25を有するので、ブラシローラ12は、図4に示すように、弾性層25が変形した状態で帯電ローラ2に当接し、適度な当接圧で、ブラシローラ12と帯電ローラ2との間においてB方向、G方向における十分なニップ幅が確保され、これにより、帯電ローラ2に対するブラシローラ12の接触状態が一定に保たれ、帯電ローラ2の周面に付着した異物が均一且つ安定して除去される。
また、かかるニップ幅を一定に保つために、ブラシ層20に備えられたブラシの繊維の毛先と帯電ローラ2の表面との真直を厳しく保つ必要がなく、ブラシローラ12と帯電ローラ2との位置関係を精度良く保つことなどにより、かかる真直の精度を必要以上に高くすることを要しないため、コストの低減が実現される。
さらにクリーニング装置18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の重量を調整することで、所望するブラシの食い込み量が得られ、従来設けられていた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。
ブラシ層20に備えられたブラシの繊維の長さは適宜設定できるが、この長さを2mm以下、特に0.4乃至0.6mmに設定することが望ましい。この繊維の長さは、弾性層25に対して固定された繊維部分を除く、フリーとなった繊維部分の長さである。このようにブラシの繊維の長さを短くすると、帯電ローラ2の表面に圧接して弾性的に曲げ変形した繊維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る。
これにより長期に亘ってブラシの倒れによって生ずる永久変形の発生を抑えられ、ブラシローラ12の寿命を伸ばすことができる。ブラシの繊維の長さを2mmよりも長くすると、その繊維の先端部における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繊維に加えられる荷重が大きくなり、これによってブラシの倒れが促進されるが、繊維の長さを2mm以下に設定することにより、かかる不具合が回避される。
また、ブラシローラ12のブラシの繊維の長さを前述のように2mm以下に設定すると、ブラシローラ12の径が小さくなるので、ブラシローラ12、クリーニング装置18、ユニット14(プロセスカートリッジ)、画像形成装置100を小型化できる利点も得られる。
一般に、ブラシローラのブラシの先端部に付着したトナーを除去するには、そのブラシをフリッカーに打ち当てるのが普通であるが、ブラシ層20に備えられたブラシの繊維の長さを上述のように短くすると、図1に示すように、そのブラシ層20をフリッカーに打ち当てずとも、ブラシ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、繊維が2mm以下という短かい長さであるときには、帯電ローラ2の表面に圧接して弾性変形した繊維が、ブラシローラ12の回転に伴って、帯電ローラ2から離れると、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繊維の先端部に付着したトナーが当該繊維から飛び出るためであると考えられる。
ブラシ層20に備えら得たブラシの繊維の太さと、その密度については、その太さを2デニール以下とし、その密度を20000本/cm2以上、特に30000本/cm2に設定すると、帯電ローラ2の表面に多数本の繊維が当接することになり、これによって各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の倒れの発生を抑えることができる。また、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。
ブラシローラ12の重量については、特に50g以上かつ200g以下の範囲とすると、ブラシローラ12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50gより小さいと、ブラシローラ12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、重量が200gよりも大きいと、ブラシローラ12の食い込み量が過度に大きくなって、ブラシの倒れが促進されやすくなる。
ブラシ層20に備えられたブラシの繊維は、特に、その繊維基端部を弾性層25の周面に静電植毛法により固定すると、弾性層25に対して、短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の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。
静電植毛法としては、例えば、弾性層25の範囲Wに接着剤を塗布し、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、かかる基端部を接着剤を介して弾性層25に固定する方法がある。
静電植毛法としては、例えば、弾性層25の範囲Wに接着剤を塗布し、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、かかる基端部を接着剤を介して弾性層25に固定する方法がある。
ブラシの繊維の材質も適宜選択できるが、実験によると、特にナイロン66又はPETすなわち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、ブラシの倒れを効果的に抑え、適度な食い込み量が得られることが確認されている。
帯電ローラ2に付着したトナーを静電的に吸引できる材料によって、かかるブラシの繊維を構成すると、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。
帯電ローラ2に付着したトナーを静電的に吸引できる材料によって、かかるブラシの繊維を構成すると、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。
被清掃体が、図1に示した帯電ローラ2のように、円柱状に形成された回転体より成る場合には、図5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、ブラシ層20を支障なく回転体に当接させることができる。このため、本形態におけるブラシローラ12も、円柱状の回転体である帯電ローラ2の回転中心を通る水平線よりも上方の周面において帯電ローラ2に当接するように配設されている。
以上、本発明を実施するための形態として、本発明を適用した清掃部材としてのクリーニングローラ12、クリーニング装置18、プロセスカートリッジでもあるユニット14及び画像形成装置100について説明したが、被清掃体は帯電ローラ2でなく、像担持体1や、転写ベルト等の中間転写体であってもよい。1つのユニット、プロセスカートリッジ、画像形成装置等に清掃部材、クリーニング装置を複数備えていてもよく、この場合には、像担持体、帯電ローラ、中間転写体のうちの複数の部材を被清掃体とし、そのクリーニングを行うことができる。
ユニットは、清掃部材またはクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたものであればよく、上述のように、像担持体を含むプロセスカートリッジとして構成されているに限られない。
プロセスカートリッジは、清掃部材、クリーニング装置又はユニットと、像担持体とを少なくとも有し、これらを一体的に構成したものであれば、上述のような像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラを含んだ構成となっていなくともよく、また現像装置等を含んだ構成となっていても良く、像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラ、現像装置等を適当な組み合わせで含む構成とすることができる。
プロセスカートリッジは、清掃部材、クリーニング装置又はユニットと、像担持体とを少なくとも有し、これらを一体的に構成したものであれば、上述のような像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラを含んだ構成となっていなくともよく、また現像装置等を含んだ構成となっていても良く、像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラ、現像装置等を適当な組み合わせで含む構成とすることができる。
画像形成装置100は、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機など、どのような構成の画像形成装置であっても良い。
本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
1 像担持体
2 被清掃体、帯電ローラ
2A 円柱状の回転体
12 清掃部材
14 ユニット、プロセスカートリッジ
18 クリーニング装置
19 芯軸
20 ブラシ層
25 弾性層
100 画像形成装置
O 被清掃体の回転中心
H 被清掃体の回転中心を通る水平線
S 水平線よりも上方の周面
2 被清掃体、帯電ローラ
2A 円柱状の回転体
12 清掃部材
14 ユニット、プロセスカートリッジ
18 クリーニング装置
19 芯軸
20 ブラシ層
25 弾性層
100 画像形成装置
O 被清掃体の回転中心
H 被清掃体の回転中心を通る水平線
S 水平線よりも上方の周面
Claims (12)
- 自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材。
- 請求項1記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが2mm以下であることを特徴とする清掃部材。
- 請求項1または2記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが2デニール以下で、密度が20000本/cm2以上であることを特徴とする清掃部材。
- 請求項1ないし3の何れか1つに記載の清掃部材において、質量が50g以上かつ200g以下であることを特徴とする清掃部材。
- 請求項1ないし4の何れか1つに記載の清掃部材において、被清掃体に従動することを特徴とする清掃部材。
- 請求項1ないし5の何れか1つに記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることを特徴とする清掃部材。
- 請求項1ないし6の何れか1つに記載の清掃部材において、円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したことを特徴とする清掃部材。
- 請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置。
- 請求項8記載のクリーニング装置において、被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置と、
被清掃体とを一体的に組み付けたユニット。 - 請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニットと、
像担持体とを有するプロセスカートリッジ。 - 請求項1ないし7の何れか1つに記載の清掃部材、または、請求項8または9記載のクリーニング装置、または、請求項10記載のユニット、または、請求項11記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004175072A JP2005352335A (ja) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | 清掃部材、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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JP2004175072A JP2005352335A (ja) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | 清掃部材、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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JP2005352335A true JP2005352335A (ja) | 2005-12-22 |
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ID=35586849
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JP2004175072A Pending JP2005352335A (ja) | 2004-06-14 | 2004-06-14 | 清掃部材、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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JP (1) | JP2005352335A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008309847A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及び回転ブラシ |
-
2004
- 2004-06-14 JP JP2004175072A patent/JP2005352335A/ja active Pending
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