JP5327882B2 - クリーニングブラシ及びクリーニング装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
中間転写ベルトを備えた画像形成装置では、感光体ドラムに形成されたトナー像は一旦中間転写ベルトに転写され、この中間転写ベルトに転写されたトナー像が紙等の被転写体に転写される。この過程で、トナーは完全に被転写体に転写されずに感光体ドラム表面や中間転写ベルト表面に残留する。
このような残留トナーは新たな画像形成の妨げとなり、良好な転写画像を得られない原因となる。そのため、画像形成装置には残留トナーを除去するためのクリーニング装置が備えられている。
クリーニングブラシをトナー像担持体に当接して回転させることで、トナー像担持体表面に残留するトナー等の付着物が掻き落とされる。また、クリーニングブラシにバイアスを印加することで、帯電したトナー粒子を電気的に回収することも可能である。
上記したように、クリーニングブラシを使用すると、物理的、電気的な付着物の除去が可能となり、効率的且つ効果的にトナー像担持体をクリーニングすることができる。
しかし、クリーニングブラシを使用する場合のクリーニング性能は、ブラシの耐久性に大きく影響される。
特許文献1の開示技術は、ブラシを構成する繊維を嵩高な捩れクリンプ(カール)構造とし、捩れのピッチ、繊維横断面形状、圧縮率を規定することにより耐へたり性や弾力性を付与するものである。
この技術を用いると、長期間に亘ってブラシの立毛状態を維持してトナー像担持体表面をクリーニングすることができる。しかし、繊維横断面がアレイ型やボーン型等、複雑な形状であるため、繊維を貼り合わせねばならず、容易に製造できないという問題があった。
特許文献2の開示技術を用いると、へたりや環境変化等に対する耐久性に優れたクリーニングブラシを得ることができる。
しかし、ブラシを形成する糸が複数本の繊維束を縒り合せたものであるため、長期間使用すると繊維束に縒り戻りが生じてクリーニング性能が低下する虞があった。従って、長期に亘って安定的にトナー像担持体をクリーニングできないという問題があった。また、繊維束を縒り合せた縒り糸の表面は丸みを帯びているため、トナーを十分に掻き落とすことが困難であり、特に微細なトナー粒子に対するクリーニング効果が低いという問題があった。
また、前記捩れのピッチが0.05〜0.1mmであることにより、微細なトナー粒子であっても効果的に除去することができる。従って、高画質化に伴うトナー粒子の微細化に適応可能なクリーニングブラシとすることができる。
本発明に係るクリーニングブラシ(1)は、回転軸(100)と回転軸(100)の周囲に設けられるブラシ(101)とから構成される。
ブラシ(101)は、繊維(111)が基材(2)に植設されたパイル地から形成されている(図2参照)。クリーニングブラシ(1)は、このブラシ(101)が回転軸(100)にらせん状に巻回されたものである。
単糸を複数本縒り合せたものをブラシ(101)の繊維(111)として使用すると耐久性に優れるが、経時的に繊維(111)の縒り戻りが生じる虞がある。単糸を使用すると、縒り戻りが生じることがない。
また繊維(111)を捩ることで、トナー等の付着物の回収が容易となる。
この範囲に設定することで、微細なトナー粒子であっても掻き取ることができる。
ピッチが0.05mm未満であると捩れにより繊維(111)の柔軟性が低下するためトナーが十分に除去されない虞があり、一方、0.1mmを超えると微細なトナーの除去が困難となるため、いずれの場合も好ましくない。
従って、図4(a)に示すような三ツ矢状とすると、トナー像担持体(3)(中間転写ベルト(31)や感光体ドラム(32))に接触する繊維(111)のエッジ部分が多くなり、トナー除去効果を向上させることができる。
本発明に係るクリーニング装置(11)は、上記した本発明に係るクリーニングブラシ(1)を備えたものである。
クリーニングブラシ(1)は循環駆動する中間転写ベルト(31)に当接して回転する。クリーニングブラシ(1)にはスイープローラ(4)が当接しており、クリーニングブラシ(1)によって中間転写ベルト(31)から除去されたトナーが回収される。スイープローラ(4)に回収されたトナーは、スイープローラ(4)に当接して設置されるクリーニングブレード(5)によって掻き落とされる。
図6に示すクリーニング装置(11)は、トナー像が形成される感光体ドラム(32)表面をクリーニングするものである。
クリーニングブラシ(1)は感光体ドラム(32)に当接して回転する。図示例のクリーニング装置(1)はクリーニングブラシ(1)の他に、感光体ドラム(32)表面の付着物(トナー、放電生成物等)を掻き取るクリーニングブレード(5)に当接して設けられており、感光体ドラム(32)から除去されたトナーを回収する回収スクリュー(6)が備えられている。
図7に示す画像形成装置(20)は、タンデム方式のカラープリンタであるが、モノクロプリンタ、複写機、ファクシミリであってもよい。
本発明に係る画像形成装置(20)は、上記したクリーニング装置(11)を備えているものである。
画像形成処理部(27)は、上記各色の補給用トナーを収納するトナーコンテナ(30)と、トナー像を形成する感光体ドラム(32)と、感光体ドラム(32)にトナーを供給して現像処理を施す現像装置(13)と、感光体ドラム(32)に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト(31)を備えている。
帯電後の感光体ドラム(32)表面には、露光装置(図示略)により画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置(13)から供給されるトナーが静電的に付着することによってトナー像となる。
感光体ドラム(32)表面に形成されたトナー像は、転写装置(14)によって循環駆動する中間転写ベルト(31)に転写される。中間転写ベルト(31)に転写されたトナー像は、転写部(28)において用紙に転写像として転写される。
トナー像を用紙に転写した中間転写ベルト(31)表面には、用紙に転写されなかったトナーが付着している。中間転写ベルト(31)表面の残留トナーはクリーニング装置(11)によって除去される。
但し、本発明は下記実施例には限定されない。
マゼンタ、ブラック、二重色(マゼンタ,シアン)、四重色(マゼンタ,シアン,イエロー,ブラック)の夫々についてベタ画像を1枚目の用紙に二次転写により転写して画像形成後、2〜4枚目の用紙における残留トナー汚れの有無を目視により評価した。
残留トナー汚れの有無は以下に示す評価基準に従って評価した。
○:トナー汚れなし
△:薄いトナー汚れが見られる
×:トナー汚れあり
実施例1〜3,比較例ともに、表1に示すクリーニングブラシ、実施環境にて試験を行った。
また、実施例1〜3、比較例ともにクリーニングブラシにはバイアスを印加した。印加電流は−34.2μA、−42.1μAとした。
結果を表2に示す。尚、表2中、Mはマゼンタ、Kはブラック、Cはシアン、Yはイエローを示す。
一方、実施例1〜3においては、薄くトナー汚れが見られたものがあるものの、概ねトナー汚れがないことがわかった。
実施例1においては、二重色、四重色で薄いトナー汚れが確認されたものの、単色ではトナー汚れは全く見られないか薄い汚れであった。
また、実施例2においては、二重色、四重色で薄いトナー汚れが確認されたものの、単色でのトナー汚れは見られなかった。
実施例3においては、すべての色において残留トナーによる汚れや薄い汚れが確認されず、中間転写ベルトに付着するトナーが除去されていることがわかった。これは、ブラシローラに使用した繊維の長さ方向に対する直角断面形状が三ツ矢状であり且つ繊維を捩ることによって繊維の表面積が大きくなり、更に中間転写ベルトに接触するエッジ部分が増えたことによりクリーニング効果が向上したものと考えられる。
また、使用する繊維の断面形状を楕円、長方形、三ツ矢状とするにつれてクリーニング効果が増すことが確認され、トナー像担持体(中間転写ベルト)に当接するエッジ部分を多くすることで、より高いクリーニング効果が得られた。
11 クリーニング装置
101 ブラシ
111 繊維
3 トナー像担持体
31 中間転写ベルト
32 感光体ドラム
20 画像形成装置
Claims (7)
- トナー像が形成されるトナー像担持体に当接して配設され、前記トナー像担持体表面に付着する付着物を除去するクリーニングブラシであって、
前記ブラシを形成する繊維が、捩った単糸であり、
前記捩れのピッチが0.05〜0.1mmであることを特徴とするクリーニングブラシ。 - 前記繊維の長さ方向に対する直角断面形状が三ツ矢状であることを特徴とする請求項1記載のクリーニングブラシ。
- 前記繊維の長さ方向に対する直角断面形状が多角形であることを特徴とする請求項1記載のクリーニングブラシ。
- 前記繊維の長さ方向に対する直角断面形状が円であることを特徴とする請求項1記載のクリーニングブラシ。
- 請求項1乃至4いずれかに記載のクリーニングブラシを備えていることを特徴とするクリーニング装置。
- 前記クリーニングブラシにバイアスが印加されることを特徴とする請求項5記載のクリーニング装置。
- 請求項5又は6記載のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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