JP2006276082A - クリーニングローラ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、クリーニングローラの外周面を改良することで感光体ドラム表面からの異物の回収効率を高めたクリーニングローラを提供することを目的とするものである。
【解決手段】感光体ドラム１９に接触して紙粉等の異物を除去するクリーニングローラ３５の表面に多数の微小突起３５ｃを回転方向に向かって傾斜するように形成する。表面に形成された多数の微小突起３５ｃは、感光体ドラム１９の表面に接触する際に表面に付着した異物を掬い取るように掻き取り、密着した異物の回収効率を高めることができるようになる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、現像器を交換可能に装着する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写する−といった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、感光体ドラムの表面に紙粉等の異物が付着することが避けられず、異物を付着させたままにしておくと画質の低下等のトラブルに原因となるため、速やかに感光体ドラムから除去する必要がある。

紙粉等の異物を除去する方法としては、例えば、特許文献１には、像担持体上に残留するトナー等を除去するファーブラシと、ファーブラシと接触してトナーや紙粉を吸着するバイアスローラと、バイアスローラの表面に摺接してトナー等を除去するスクレーパとを備えたクリーニング装置が記載されている。また、特許文献２には、導電性繊維部材からなるファーブラシにより感光体ドラム上の残留トナーを捕獲し、回収ローラに電圧を印加して残留トナーを回収ローラに静電回収するクリーニング装置が記載されている。また、特許文献３には、清掃ブラシを帯電ローラに接触して設置し、帯電ローラの回転と逆方向に回転させて清掃を行う点が記載されている。また、特許文献４には、感光ドラム上の紙粉を捕捉するための１次クリーニングローラと、１次クリーニングローラに捕捉された紙粉を補足するための２次クリーニングローラと、２次クリーニングローラによって捕捉された紙粉を貯留するための紙粉貯留部とを設けた点が記載されている。
特開平７−２８３７０号公報 特開２００２−３５１２７９号公報 特開平１０−７３９８３号公報 特開２００３−２９５７２０号公報

上述したように、感光体ドラムの表面に付着した紙粉等の異物は、画質低下の原因となるため、速やかに除去する必要があるが、帯電する異物は電気的な吸引力で感光体ドラムから除去することができるが、帯電が弱い異物については感光体ドラム表面に密着してなかなか除去できないのが現状である。

そこで、本発明は、クリーニングローラの外周面を改良することで感光体ドラム表面からの異物の回収効率を高めたクリーニングローラを提供することを目的とするものである。

本発明に係るクリーニングローラは、像担持体の表面に外周面を密着させて当該像担持体に付着した異物を回転しながら除去するクリーニングローラにおいて、外周面に回転方向に向かって傾斜した多数の微小突起が密生するように形成されていることを特徴とする。さらに、両端に突設されたローラ軸が互いに異なる長さに設定されていることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記のクリーニングローラを備えていることを特徴とする。

本発明に係るクリーニングローラは、上記のような構成を有することで、外周面に回転方向に向かって傾斜した多数の微小突起が密生するように形成されているので、感光体ドラム表面に付着した異物の回収を効率よく行うことができる。すなわち、多数の微小突起が回転方向に向かって傾斜しているので、感光体ドラム表面の異物に対して掬い取るように掻き取り動作を行うようになり、異物が密着していても剥がすように除去することができる。特に、高温・多湿の環境下では、感光体ドラム表面に異物が密着しやすくなるが、こうした環境下でも異物の回収効率が維持される。また、多数の微小突起が密生するように形成されているので、感光体ドラム表面全体を同じようにクリーニングすることができ、さらに、新品の感光体ドラム表面は鏡面仕上げとなっているため特に異物が密着しやすいが、多数の微小突起により微細な擦りキズが形成され適度な粗さとなって異物の除去が容易になる。

また、クリーニングローラの両端に突設されたローラ軸の長さを互いに異なるように設定することで、多数の微小突起を形成する際に予め両端のローラ軸の設置方向（例えば、長い方のローラ軸を右側とする等）を決めておけば、クリーニングローラを取り付ける際に、多数の微小突起の傾斜方向を確認しなくても両端のローラ軸の長さを確認するだけで正確に取り付けることが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には用紙排出トレイ１０が設けられ、その下部には、記録部２及び給紙部３が配されている。

給紙部３では、給紙カセット１１が配置されており、フラッパ１２に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１１の右端部には、ピックアップローラ１３が配置されている。フラッパ１２は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１３に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１３が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。

給紙された用紙は、まずフィードローラ１４及びプレスローラ１５により記録部２に搬送される。記録部２では、搬送された用紙に記録するために、現像器１６、清掃手段１７、コロナ帯電器１８、感光体ドラム１９、転写ローラ２０、露光ヘッド２１及び定着ローラ２２が備えられている。清掃手段１７は、転写後の感光体ドラム１９の表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物を捕捉して感光体ドラム１９の表面を清掃する。コロナ帯電器１８は、コロトロンからの放電により感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光体ドラム１９に、露光ヘッド（ＬＥＤヘッドを含む）２１で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１９に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１９と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１９表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２２及びプレスローラ２３によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて用紙排出トレイ１０に搬出される。

また、装置本体の側面には、手差し給紙機構及び反転搬送機構が設けられており、手差し給紙を行う場合には、側面カバー２６を開いて給紙ローラ２７に用紙を差し込むことで行われる。差し込まれた用紙は、給紙ローラ２７によりフィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されて記録動作が行われる。また、反転搬送を行う場合には、片面に記録した用紙が一旦排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて搬出された後排紙ローラ２４を逆回転して反転搬送路に搬送して、フィードローラ２８及びプレスローラ２９、フィードローラ３０及びプレスローラ３１の２対の搬送ローラにより下方に向けて搬送する。そして、再度フィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されてもう一方の面に記録動作が行われ、用紙の両面に記録されるようになる。

図２は、図１における記録部２に関する一部拡大断面図を示している。上述したように、感光体ドラム１９の周囲には、現像器１６、清掃手段１７、コロナ帯電器１８及び転写ローラ２０が配置されており、コロナ帯電器１８と現像器１６との間の隙間に、露光ヘッド２１からレーザー光が画像記録信号に応じて感光体ドラム１９の表面に照射されるようになっている。現像器１６には現像ローラ３２が設けられており、現像ローラ３２は補給室内のトナーが供給ローラ３３を介して供給されて表面にほぼ均一なトナー層が形成され、感光体ドラム１９の表面に接触することで、トナーが転移するようになっている。

清掃手段１７は、保持フレーム３４の内部に、クリーニングローラ３５、回収ローラ３６及びスポンジ体３７が配設されて構成されている。クリーニングローラ３５は、感光体ドラム１９に圧接してその表面に付着した紙粉等の異物（図２では黒い点で模式的に図示）を除去するもので、ウレタンやシリコン等の材料からなる導電性のスポンジが用いられる。回収ローラ３６は、クリーニングローラ３６に圧接してその表面に付着した異物を回収するもので、ステンレス等の金属材料が用いられる。クリーニングローラ３５が柔軟性のある材質で作成されている場合回収ローラ３６に金属のような硬い材質のものを用いることで、クリーニングローラ３５に回収ローラ３６を圧接して効率よく異物を転移させることができる。スポンジ体３７は、回収ローラ３６に摺接してその表面に付着した異物を回収して蓄積するもので、ウレタンやシリコン等の材料からなる導電性のスポンジが使用される。回収された異物は回収スペース３８に蓄積されるとともに、スポンジ体３７の内部にも異物が入り込んで蓄積される。紙粉等の異物は軽いために、スポンジ体３７と回収ローラ３６との間に集積していき、次第に回収ローラ３６に沿うように溜まっていく。紙粉等の異物が落下してクリーニングローラ３５に付着するのを防止するために落下防止シート３９が保持フレーム３４に取り付けられており、その先端が回収ローラ３６に近接して配置されている。

図３は、クリーニングローラ３５に関する斜視図を示している。クリーニングローラ３５の両端には、ローラ軸３５ａ及び３５ｂが軸方向に突設されている。また、クリーニングローラ３５の外周面には、多数の微小突起３５ｃが密生するように形成されている。図４は、多数の微小突起３５ｃを形成する加工方法を示している。表面が粗面加工されたローラ状のグラインダ４０をクリーニングローラ３５の外周面に密着させて、クリーニングローラ３５を回転させると、グラインダ４０によりクリーニングローラ３５の表面が研磨されて回転方向とは反対方向に向かって一様に傾斜した多数の微小突起３５ｃが形成される。微小突起の高さは、数十から数百μｍ程度のほぼ同じレベルで、同じ方向に傾斜して形成されているため、表面を指でなぞると傾斜方向には抵抗が小さく反対方向に抵抗が大きく感じられるようになる。

こうして形成された多数の微小突起を有するクリーニングローラ３５により感光体ドラム１９の表面をクリーニングする場合、図５に示すように、多数の微小突起３５ｃがクリーニングローラ３５の回転方向に向かって傾斜するように設定する。多数の微小突起３５ｃは、回転方向に向かって傾斜しているので、感光体ドラム１９の表面に接触する際に、表面に付着している異物（図５では黒丸で表示）に対して掬い取るように動作し、密着した異物を効率よく掻き取ることができるようになる。また、クリーニングローラ３５の外周面の回転速度を感光体ドラム１９の外周面の回転速度よりもわずかに速くすることによりさらに異物の回収率を高めることができる。

また、多数の微小突起３５ｃが感光体ドラム１９の表面に接触することにより微細な擦りキズが付くようになるが、こうした擦りキズは適度な粗さを感光体ドラム１９の表面に与えるようになるため、表面に付着した異物の密着力を弱め回収効率を向上させる。特に新品の感光体ドラム１９の表面は鏡面加工されているため、新品に交換した際に表面に速やかに適度な粗さを付与することができる。

図６は、クリーニングローラ３５の両端に軸方向に突設されたローラ軸３５ａ及び３５ｂを示している。ローラ軸３５ａの長さａは、ローラ軸３５ｂの長さｂよりも長く設定されている。したがって、ローラ軸３５ａを左側に配置した状態で図４に示すような加工を行うことでローラ軸３５ａと微小突起３５ｃの傾斜方向との間に関係を持たせることができるようになる。すなわち、図６の状態で紙面上向きに微小突起３５ｃが傾斜するように形成されているとすると、図５に示すようにクリーニングローラ３５を取り付けるためには、ローラ軸３５ａを左側に配置して取り付けるようにすればよい。そのため、取付作業を行う場合には、ローラ軸の長さを確認して取り付けるようにすればよくなるため、微小突起３５ｃの傾斜方向を間違えることなく正確に取付作業を行うことが可能となる。

なお、ローラ軸３５ａ及び３５ｂを同じ長さに設定してもよく、その場合には、微小突起３５ｃの傾斜方向をいずれの方向にも設定でき、クリーニングローラの共通化を図ることが可能となる。

上述した微小突起を形成したクリーニングローラを用いて異物除去の効率を確認したところ、微小突起が回転方向に向かって傾斜するようにクリーニングローラを設定すると、１０００枚のうち１枚以下の割合で異物による画質の劣化が発生したが、微小突起を回転方向とは逆方向に傾斜するように設定すると、１０００枚のうち１０枚の割合で異物による画質劣化が発生した。したがって、クリーニングローラの外周面に多数の微小突起を回転方向に向かって傾斜するように設定することで異物の回収効率が向上することが確かめられた。

本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。 記録部に関する一部拡大図である。 クリーニングローラに関する斜視図である。 クリーニングローラの表面加工を示す説明図である。 クリーニングローラの異物除去作用に関する説明図である。 クリーニングローラのローラ軸に関する説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 記録部
３ 給紙部
17 清掃手段
18 コロナ帯電器
19 感光体ドラム
20 転写ローラ
21 露光ヘッド
32 現像ローラ
35 クリーニングローラ
36 回収ローラ
37 スポンジ体

Claims (3)

1. 像担持体の表面に外周面を密着させて当該像担持体に付着した異物を回転しながら除去するクリーニングローラにおいて、外周面に回転方向に向かって傾斜した多数の微小突起が密生するように形成されていることを特徴とするクリーニングローラ。
2. 両端に突設されたローラ軸が互いに異なる長さに設定され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ローラ。
3. 請求項１又は２に記載のクリーニングローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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