JP2004233652A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ブラシローラのブラシの毛倒れを防ぐとともに、被清掃体に対するブラシローラの清掃能力を高めることができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】被清掃体である帯電ローラ２の表面に当接して清掃を行うブラシローラ１２を備えたクリーニング装置１８において、ブラシローラ１２の断面形状が多角形になるように構成し、ブラシローラ１２は軸回りに回転自在であり且つ帯電ローラ２に連れ回りして回転するようにした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特にクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の被清掃体を清掃するクリーニング装置は、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、ファクシミリ等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等がそれぞれ用いられている。
【０００３】
このような、クリーニング装置として、被清掃体の表面に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、特許文献１参照）。
【０００４】
従来、この種のクリーニング装置は、ブラシローラを駆動装置において回転駆動し、被清掃体表面に接触するブラシローラの線速と、その被清掃体の線速とに差を持たせ、ブラシによって被清掃体表面に付着した残トナー等の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。
【０００５】
しかし、上述の従来技術は、ブラシローラを駆動する駆動装置が必要となるばかりでなく、一般にブラシの毛倒れといわれるブラシの塑性変形を抑えるために、ブラシの食い込み量を規制する手段が必要であった。このため、クリーニング装置のコストが上昇し、且つ装置が複雑化するという問題があった。
【０００６】
一方、ブラシの繊維長さを２ｍｍ以下に設定したクリーニング装置が開示されている。この従来技術ではブラシを一定量被清掃体に食い込ませて、ブラシローラ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うのではなく、ブラシの弾性変形を抑え、ブラシの先端を当接させて被清掃体の異物を弾き出すことによりクリーニングを行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。かかる従来技術では、ブラシの長さ、太さ、密度、当接荷重を規定し、ブラシ変形を抑えるようにして被清掃体上にブラシの先端を当接させているので、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もない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１４０７６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２１８８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献２の従来技術では、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ないため、被清掃体から異物を除去しきれない場合があった。
【０００９】
本発明は、ブラシローラのブラシの毛倒れを防ぐとともに、被清掃体に対するブラシローラの清掃能力を高めることができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被清掃体の表面に当接して清掃を行うブラシローラを備えたクリーニング装置において、ブラシローラの断面形状が多角形であることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１に記載の発明では、画像形成動作が行われるとき、クリーニングブレードを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被清掃体の表面に付着する。被清掃体の表面に付着したトナーは被清掃体の表面に当接したブラシによって除去される。
【００１２】
このとき、ブラシローラの断面形状を多角形で構成したので、ブラシローラの中心からブラシの先端までの距離がローラの周囲に渡って異なるので、ブラシローラの回転とともにブラシの被清掃体に対する当接圧が変動して、被清掃体上の異物に対する掃き出しが容易になる。よって、被清掃体に対するブラシローラの清掃能力を高めることができる。
【００１３】
また、ブラシの被清掃体に対する当接圧の変動により、ブラシが振動するので、掻き取った清掃体上の異物をブラシ外に放出することができ、ブラシに異物が溜まることを防止してブラシローラの寿命を延ばすことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ブラシローラの断面形状が正多角形であることを特徴とする。
【００１５】
この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ブラシローラの断面形状を正多角形とすることで、製造が容易であるとともに、被清掃体に対する当接圧を周期的に変動させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、被清掃体は像担持体に対向して像担持体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする。
【００１７】
この請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、像担持体を帯電する帯電ローラに付着した残トナー等をクリーニングすることで、帯電ムラを防止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、ブラシローラはその自重によって被清掃体の表面に当接し加圧していることを特徴とする。
【００１９】
この請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ブラシローラがその自重によって帯電ローラの表面に当接するように構成されているので、ブラシローラの重量を調整するだけで、所望するブラシの食い込み量が得られ、別途の規制手段を省くことができ、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、ブラシローラは軸回りに回転自在であり且つ被清掃体に連れ回りして回転することを特徴とする。
【００２１】
この請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ブラシローラは駆動装置により回転駆動されるのではなく、帯電ローラに従動して回転するので、ブラシローラを回転駆動するための駆動装置が不要となる。これにより、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。また、ブラシが帯電ローラの表面に過度に強く当ることがないため、帯電ローラやブラシの摩耗を抑えることもできる。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【００２２】
この請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を適用することで、高品質な画像が得られると共にコストの低減を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。図２は図１に係るブラシローラを拡大して示す断面図、図３は図１に係るブラシローラの斜視図である。画像形成装置は、ドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、像担持体１は画像形成動作の開始に伴って矢印Ａ方向に回転駆動する。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、図示しない駆動装置により、又は像担持体１の回転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弾性体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。
【００２４】
帯電された像担持体１の表面には、露光装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。
【００２５】
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Ｄのトナーが像担持体１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。
【００２６】
像担持体１には、矢印Ｅ方向に駆動される転写ベルト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、これにより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。
【００２７】
トナー像転写後の像担持体表面に付着する残トナーは、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とからなるクリーニング部材によって掻き取り除去される。一方、トナー像が転写された転写紙Ｐは、図示していない定着装置において熱と圧力の作用によってトナー像が転写紙上に定着される。
【００２８】
像担持体１、帯電ローラ２、クリーニングブラシ１０及び後述するブラシローラ１２は、ユニットケース１３内に回転自在に組み付けられており、一体的なユニット１４を構成している。また、クリーニングブレード１１もこのユニットケース１３に固定されている。
【００２９】
帯電ローラ２は、像担持体１に対向した位置で像担持体１の表面を帯電するが、かかるローラ２は、像担持体１の表面に圧接している。尚、帯電ローラ２は像担持体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の周面には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。この付着したトナーを除去するため、画像形成装置には、ブラシローラ１２を備えたクリーニング装置１８が設けられている。
【００３０】
ブラシローラ１２は、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ブラシ２０を有している。ブラシ２０は芯軸１９の全周に亘って設けられている。また、ブラシローラ１２は、そ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回転移動に従動して矢印Ｇ方向に回転するようになっている。
【００３１】
具体的には、ユニットケース１３の奥側の側板と，手前側の側板に、軸受部材２１がそれぞれ固定され、各軸受部材２１には下部が開放したガイドスロット２２が形成されている。また、各ガイドスロット２２にはブラシローラ１２の芯軸１９の長手方向各端部が、回転自在且つガイドスロット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）に摺動自在になっている。
【００３２】
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に摺動自在になっているので、自重によってブラシローラ１２は下がり、ブラシ２０が帯電ローラ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。
【００３３】
このように、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。
【００３４】
また、ブラシローラ１２の断面形状を略四角形に構成した。このように、断面形状を略四角形に構成したので、芯金１９の中心からブラシ２０の先端までの距離がローラの周囲に渡って異なり、ブラシローラ１２の回転とともにブラシ２０の帯電ローラ２に対する当接圧が変動して、帯電ローラ２上の異物に対する掃き出しが容易になる。
【００３５】
また、ブラシ２０の帯電ローラ２に対する当接圧の変動により、ブラシ２０が振動するので、掻き取った帯電ローラ２上の異物をブラシ２０外に放出することができ、ブラシ２０に異物が溜まることを防止してブラシローラ１２の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
ブラシ２０の食い込み量は、ブラシローラ１２が帯電ローラ２に当接しない状態におけるブラシローラ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より求まる。この食い込み量は、大きくなりすぎると、ブラシ２０が早期に劣化して塑性変形する。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。そこで本実施の形態では、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した。かかる構成では、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の簡素化と、コストの低減を達成できる。
【００３７】
ブラシ２０の長さは適宜設定できるが、この長さを２ｍｍ以下に設定することが望ましい。このブラシ２０の長さは、芯軸１９に対して固定された繊維部分を除く、フリーとなった繊維部分の長さである。このように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（塑性変形）の発生を抑えることができ、ブラシローラ１２の寿命を伸ばすことができる。
【００３８】
ブラシ２０の太さは適宜設定できるが、２デニール以下のブラシ２０と２デニールより大きいブラシ２０とが混合するようにした。このように、繊維の細いブラシと繊維の太いブラシを所望の割合で混ぜることで、繊維の密度を高めて各繊維に加わる荷重を小さくすることで、ブラシ倒れを防止できるとともに、太いブラシの腰の強さを利用して、帯電ローラ２の表面に付着したフィルミングを取り除くことができる。よって帯電ローラ２の汚れをなくすことができ、高品質な画像を形成することが可能となる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、実施の形態では、芯金１９の断面形状を略正方形としたが、これに限定されず、略正六角形（図４参照）やその他の正多角形でも良い。
【００４０】
被清掃体が像担持体１に対向してその像担持体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、像担持体１や、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１２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。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、ブラシローラの断面形状を多角形で構成したので、ブラシローラの中心からブラシの先端までの距離がローラの周囲に渡って異なるので、ブラシローラの回転とともにブラシの被清掃体に対する当接圧が変動して、被清掃体上の異物に対する掃き出しが容易になる。よって、被清掃体に対するブラシローラの清掃能力を高めることができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ブラシローラの断面形状を正多角形とすることで、製造が容易であるとともに、被清掃体に対する当接圧を周期的に変動させることができる。
【００４３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、像担持体を帯電する帯電ローラをクリーニングすることで、帯電ローラの表面に残トナー等が付着することがないので、帯電ローラの汚れをなくすことができ、常に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００４４】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ブラシローラがその自重によって帯電ローラの表面に当接するように構成されているので、ブラシローラの重量を調整するだけで、所望するブラシの食い込み量が得られ、別途の規制手段を省くことができ、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。
【００４５】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ブラシローラは駆動装置により回転駆動されるのではなく、帯電ローラに従動して回転するので、ブラシローラを回転駆動するための駆動装置が不要となる。これにより、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。また、ブラシが帯電ローラの表面に過度に強く当ることがないため、帯電ローラやブラシの摩耗を抑えることもできる。
【００４６】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を適用することで、高品質な画像が得られると共にコストの低減を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に係るブラシローラを拡大して示す断面図である。
【図３】図１に係るブラシローラの斜視図である。
【図４】図１に係るブラシローラの変形例である。
【符号の説明】
１ 像担持体
２ 帯電ローラ（被清掃体）
１２ ブラシローラ
１８ クリーニング装置
２０ ブラシ

Claims (6)

1. 被清掃体の表面に当接して清掃を行うブラシローラを備えたクリーニング装置において、ブラシローラの断面形状が多角形であることを特徴とするクリーニング装置。
2. ブラシローラの断面形状が正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装置。
3. 被清掃体は像担持体に対向して像担持体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
4. ブラシローラはその自重によって被清掃体の表面に当接し加圧していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のクリーニング装置。
5. ブラシローラは軸回りに回転自在であり且つ被清掃体に連れ回りして回転することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のクリーニング装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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