JP2006276126A - クリーニング部材および該クリーニング部材を用いる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被清掃部材の表面から極微細の不要物を損傷少なく効果的に掻き取ることのできる繊維を用いることにより、クリーニング能力の早期の低下を回避して、高効率のクリーニング機能を長期に亘って維持することのできるクリーニング部材を実現し、トナーの外添剤などによる画像品質の低下を未然に防止することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 筋状溝３７が繊維の周方向と長さ方向の位置や本数に決まりなく外面３６ａに形成されることにより、断面形状がその延長方向に変化する断面変化繊維３６を用いてパイル糸に撚糸し、このパイル糸が織り込まれて起毛されている基布を回転軸に螺旋状に固着することにより、帯電ローラの外面からトナーの極微細な外添剤などを掻き取ることのできるクリーニングローラとして画像形成装置に搭載する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、クリーニング部材および該クリーニング部材を用いる画像形成装置に関し、詳しくは、微細の不要物を内部に取り込んで被清掃物の表面から取り除くことができるものに関する。

従来より、塵埃等が付着している部材表面を清浄にする場合には、クリーニング部材を用いてその部材表面から塵埃等の不要物を拭き取るなどの清掃（クリーニング）作業が行われる。このクリーニング部材としては、複数本の繊維を撚糸したパイル糸（繊維を撚り合せて糸にして織物の地組織から毛羽立たせている糸）を密に起毛することにより、その繊維間に塵埃などを挟み込むように保持させてクリーナーとして機能するものがあり、例えば、トナーにより画像形成するプリンタなどでは、このクリーニング部材をローラ形状に形成して、トナーの付着する部材表面に接触回転させることにより、その繊維間にトナーを保持させて清掃することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

このような画像形成装置に搭載される文献１に記載のクリーニング部材では、繊維の断面形状を楕円形状に形成することにより、被清掃部材の表面に対する摺接効果を高めるとともにクリーニング能力の長寿命化を図る一方、清掃される側に与える影響を小さくしている。

また、文献２に記載のクリーニング部材では、繊維として、剛性繊維と分割繊維（合成繊維に比して細かく分割されている繊維）を用いて起毛することにより、この剛性繊維内に分割繊維が詰まって先端部が広がる状態にして、その繊維間に塵埃などを被清掃部材の表面から掻き取って捕集することを実現している。また、このクリーニング部材では、分割繊維のエッジを利用して被清掃部材の表面から塵埃などを効果的に掻き取ることができるように工夫されている。
特開平６−２８２２０５号公報 特開２００４−１１３９３７号公報

しかしながら、この文献１に記載のような従来のクリーニング部材にあっては、繊維の断面形状が楕円形状に形成されているだけなので、被清掃部材の表面に付着する極微細な不要物を掻き取って保持することができずに、例えば、プリンタなどが画像形成するために用いるトナーの外添剤は、その繊維間をすり抜けてしまって、トナーを担持させる部材の表面に残留してしまう。この場合には、その担持部材の表面にトナーの外添剤が押し潰されるようにして密着して、トナーにより形成する画像品質を劣化させる、所謂、フィルミングを発生させてしまう恐れがある。

これに対して、文献２に記載のクリーニング部材にあっては、トナーの担持部材などの被清掃部材の表面から分割繊維のエッジにより不要物を掻き取ることができるので、その担持部材表面の外添剤でも効果的に掻き取って清浄にすることができる。しかるに、このクリーニング部材は、剛性繊維や分割繊維同士が擦れて外添剤などの不要物を効果的に内部に保持することが難しい。また、分割繊維は、撚糸加工した後に分割する繊維であるので、その分割繊維同士が隣接する状態で被清掃部材の表面から不要物を掻き取る動作を行うことになり、エッジ同士が衝突する頻度が多く、分割繊維のエッジに欠けが生じる。この場合には、分割繊維のエッジによる掻き取り効果が小さくなってしまい、例えば、プリンタなどに搭載しても、残留するトナーの外添剤によるフィルミングが早期に発生してしまう恐れがある。

ここで、近年には、繊維の紡糸加工技術の向上により、断面形状を３葉から８葉などにする突出形状を有する多葉断面繊維が出現しており、この繊維を織物としたときに所望の質感などを得ることができるように工夫されている。この多葉断面繊維により作製したクリーニング部材では、その突出形状の先端で被清掃部材の表面から不要物を効果的に掻き取ることができるとともに、例えば、プリンタなどに用いるトナーの外添剤などのように極微細な不要物でもその突出形状の外面に付着させて、擦り落とされてしまうことを少なく保持させることは実現可能に考えられる。しかるに、この多葉断面繊維により作製したクリーニング部材でも、多葉断面繊維同士が隣接する状態で被清掃部材の表面から不要物を掻き取る動作を行うことになり、隣接する突出形状同士が衝突する頻度が多く、その突出形状に欠けが生じる。これにより、被清掃部材表面から不要物を突出形状により効果的に掻き取ることができなくなってしまい、例えば、プリンタなどに搭載しても、トナーを担持させる部材表面にその外添剤が残留してしまい、同様に、フィルミングが発生してしまう恐れがある。

また、近年の繊維には、断面形状が延在方向に変化するように、外面に筋状の溝を形成されることにより、織物としたときに所望の質感などを得ることができるように工夫されている断面変化繊維も出現している。この断面変化繊維によりクリーニング部材を作製した場合には、その外面の筋状溝のエッジでトナーの外添剤などのような極微細の不要物でも被清掃部材の表面から掻き取って、その筋状溝内に付着させて擦り落とされてしまうことを少なく保持させることは実現可能に考えられる。また、この断面変化繊維を撚糸した場合には、外面の筋状溝の形成位置が繊維の延長方向や周方向にずれて、そのエッジ同士が衝突する可能性が低くなる。

そこで、本発明は、被清掃部材の表面から極微細の不要物を損傷少なく効果的に掻き取ることのできる繊維を用いることにより、クリーニング能力の早期の低下を防止して、高効率のクリーニング機能を長期に亘って維持することのできるクリーニング部材を提供することを目的とする。また、このクリーニング部材を搭載することにより、トナーの外添剤などによる画像品質の低下を未然に防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するクリーニング部材の第１の発明は、複数本の繊維を撚糸したパイル糸が基材に起毛されることにより、清掃する対象物の表面から微細な不要物を掻き取るクリーニング部材であって、前記パイル糸の繊維として、当該繊維の外面内に始端および終端の存在する筋状溝が、該繊維の延長方向に異なる位置の断面形状の外周において０本または１本あるいは２本以上と異なる本数になるように形成されることにより、該断面形状が延長方向に変化する断面変化繊維を用いて撚糸加工されていることを特徴とするものである。

この発明では、断面変化繊維が撚糸加工されてパイル糸が作製されており、その断面変化繊維の筋状溝のエッジで被清掃部材の表面から極微細な不要物を掻き取ることができ、隣接する繊維が進入することのない筋状溝内に掻き取った極微細な不要物を付着する状態にして保持することができる。このとき、断面変化繊維は、掻き取った筋状溝内の極微細な不要物が隣接する繊維に擦られてすり抜けてしまうことがなく、また、その筋状溝の形成位置が延長方向や周方向にずれていることからエッジ同士が衝突して欠けてしまうことも少ない。したがって、断面変化繊維の筋状溝のエッジにより被清掃部材の表面から極微細の不要物を効果的に掻き取ることができるとともに、その筋状溝のエッジによるクリーニング能力を長期間維持することができる。

上記課題を解決するクリーニング部材の第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記断面変化繊維と共に、断面形状を３葉以上にする突出形状を有する多葉断面繊維を撚糸してパイル糸を作製することを特徴とするものである。なお、多葉断面繊維は、３葉以上８葉以下とするものが多いが、これに限らず、９葉以上としても良いことはいうまでもない。

この発明では、断面変化繊維と多葉断面繊維とが混在する状態で撚糸加工されてパイル糸が作製されており、断面変化繊維が間に存在することにより多葉断面繊維同士が直接接触する状態を少なくしつつ、これらの繊維が被清掃部材の表面から微細な不要物を掻き取って間に保持することができる。このとき、多葉断面繊維は、掻き取った極微細な不要物がその突出形状間に付着するが、隣接する繊維に擦られてすり抜けてしまうことがなく、また、隣接する多葉断面繊維の突出形状に衝突して欠けてしまうことも少ない。したがって、被清掃部材の表面から極微細の不要物を効果的に掻取可能な多葉断面繊維の突出形状が損傷してしまうことを少なくしつつ、断面変化繊維のみの場合よりもクリーニング能力を向上させるとともに、そのクリーニング能力を長期間維持することができる。

上記課題を解決するクリーニング部材の第３の発明は、上記第２の発明の特定事項に加え、前記パイル糸は、断面変化繊維と多葉断面繊維が略均等に混在するように撚糸加工されていることを特徴とするものである。

この発明では、断面変化繊維と多葉断面繊維が略均等に混在することにより、多葉断面繊維の周囲に断面変化繊維が（逆に、断面変化繊維の周囲に多葉断面繊維が）できるだけ存在することになり、より確実に断面変化繊維が多葉断面繊維間に存在する。これにより、多葉断面繊維同士が直接接触（衝突）して、その突出形状の外面の極微細な不要物を擦り落としてしまったり、その突出形状が欠けてしまうことをより少なくすることができる。したがって、クリーニング能力をより高くしつつより長期間維持することができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第１の発明は、画像データに基づく静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該担持部材表面の静電潜像にトナーを選択的に付着させて該静電潜像を現像する現像カートリッジと、担持部材表面を静電潜像を形成可能に帯電させる帯電ローラ部材と、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、上記の第１から第３のいずれかの発明のクリーニング部材を、ローラ形状に形成して帯電ローラ部材の外周面に接触回転するように設けることを特徴とするものである。

この発明では、担持部材表面を帯電させる帯電ローラ部材の外周面に、断面変化繊維のみのパイル糸や、断面変化繊維と多葉断面繊維とが混在するパイル糸のクリーニング部材が接触回転して、その外周面が清掃される。ここで、帯電ローラ部材には、トナーの担持部材の表面に接触回転して所望の電位に帯電させる際に、その担持部材の表面に残留する画像転写後のトナー（クリーニングブレードなどによる掻き残しトナー）やその外添剤などが乗り移って、画像品質の劣化要因となる、所謂、フィルミングが発生する恐れがある。しかるに、この帯電ローラ部材の外周面からは、トナーと共に極微細な外添剤なども、断面変化繊維の筋状溝のエッジや多葉断面繊維の突出形状により効果的に掻き取って保持することができ、長期に亘ってその外周面を清浄に維持することができる。

上記課題を解決する画像形成装置の第２の発明は、画像データに基づいて形成された静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該静電潜像にトナーを選択的に付着させて現像する現像カートリッジと、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、上記の第１から第３のいずれかの発明のクリーニング部材を、ローラ形状に形成して担持部材の外周面に接触回転するように設けることを特徴とするものである。

この発明では、トナー像の担持部材（例えば、静電潜像を形成して現像したトナー像を担持する感光体や、そのトナー像を中継するように転写される中間転写媒体など）の外面に、断面変化繊維のみのパイル糸や、断面変化繊維と多葉断面繊維とが混在するパイル糸のクリーニング部材が接触回転して、その外面が清掃される。ここで、担持部材には、その表面に残留する画像転写後のトナー（クリーニングブレードなどによる掻き残しトナー）やその外添剤が、続けて形成するトナー像の画像品質の劣化要因となる。しかるに、この担持部材の外面からは、トナーと共に極微細な外添剤なども、断面変化繊維の筋状溝のエッジや多葉断面繊維の突出形状により効果的に掻き取って保持することができ、長期に亘ってその外面を清浄に維持することができる。

このように本発明によれば、形成位置のずれた筋状溝を有する断面変化繊維を撚糸加工してパイル糸にしたり、この断面変化繊維と３葉以上の突出形状を有する多葉断面繊維が所望の状態で混在するように撚糸加工してパイル糸にしているので、筋状溝のエッジ同士や突出形状同士が直接接触・衝突してしまうことを少なくしつつ、これらの繊維により被清掃部材の表面から極微細な不要物を含めて掻き取って、筋状溝内や突出形状の外面に付着させるなどして繊維間に保持させることができる。これにより、断面変化繊維の筋状溝のエッジや多葉断面繊維の突出形状が欠けてしまってクリーニング能力が低下してしまうことを少なくしつつ、効率よく極微細な不要物をも掻き取るとともに、隣接する繊維との接触によりすり抜けさせてしまうことなく、その筋状溝内や突出形状の外面に付着する極微細な不要物を保持することができる。

したがって、被清掃部材の表面から極微細の不要物を効果的に掻き取ることができるとともに、そのクリーニング能力を長期間維持することができる。また、このクリーニング部材を、トナーにより画像形成する画像形成装置に搭載することにより、静電潜像を形成可能にトナーの担持部材を帯電させる帯電ローラ部材や、その静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材の表面を長期に亘って信頼性高く清浄な状態に維持することができ、高品質な画像を形成可能にすることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図９は本発明に係るクリーニング部材をクリーニングローラとして搭載する画像形成装置の第１実施形態を示す図である。

図１において、画像形成装置は、文字等の画像を作成・出力するパーソナルコンピュータＰＣなどの外部装置に接続して利用するプリンタであり、この画像形成装置は、画像形成する文字等の画像データを受け取って電子写真方式により記録用紙（記録媒体）の一面側または両面側に記録形成する画像記録装置１０と、積載する複数枚の記録用紙をこの画像記録装置１０に搬送するとともに画像を記録形成されたその記録用紙を装置外に搬出して積載する用紙搬送装置２０と、により構成されている。

画像記録装置１０は、簡単に説明すると、画像データに基づいてレーザ光Ｌを走査するレーザ光走査装置１１と、このレーザ光走査装置１１からのレーザ光Ｌを照射・走査されて画像データに基づく静電潜像が表面に露光・形成される感光体ドラム（担持部材）１２と、レーザ光Ｌの照射により静電潜像を形成可能に感光体ドラム１２の外周表面を帯電させる帯電ローラ１３と、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容して、感光体ドラム１２の表面に隙間を介して対面する現像ローラ１４ａを同期回転させることにより、その収容トナーを選択的に付着させて感光体ドラム１２表面の静電潜像をトナー現像する各色毎の現像カートリッジ１４（１箇所のみ図示）と、この現像カートリッジ１４をその各色毎の設置空間１５ａ内に収納して回転軸１５ｂを中心に回転する現像ロータリーユニット１５と、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を受け取って記録用紙上に転写記録可能なトナー画像（モノクロ画像あるいはカラー画像）を形成する中間転写ベルト（担持部材）１６と、搬送されてきた記録用紙を中間転写ベルト１６との間で挟むように圧接（ニップ）することによりその中間転写ベルト１６が担持するトナー像を転写させるとともにその記録用紙を挟持しつつ下流へと搬送する転写ローラ１７と、トナー像を転写されて搬送されてきた記録用紙を加熱圧接することによりそのトナー画像を定着させるとともにその記録用紙をさらに下流側へと挟持搬送する定着ローラ対１８と、感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面上に残留するトナーをクリーニングブレード１９ａにより回収して貯留する廃トナータンク１９と、を備えている。なお、現像カートリッジ１４の現像ローラ１４ａには、その現像カートリッジ１４のトナーの収容空間内で回転する供給ローラ１４ｂが圧接回転することによりトナーを供給する。

これにより、画像記録装置１０は、レーザ光走査装置１１により感光体ドラム１２表面に形成された画像データに基づく静電潜像を、その画像データに応じて切り換えられた現像ロータリーユニット１５内の現像カートリッジ１４がトナー現像するようになっておりこの後に、その感光体ドラム１２上のトナー像を、中間転写ベルト１６に一次転写して用紙搬送装置２０により搬送されてきた記録用紙に二次転写して記録した後に定着ローラ対１８が加熱圧接して定着させることにより画像形成する。

用紙搬送装置２０は、簡単に説明すると、装置本体下部に着脱可能にセットされて複数枚の記録用紙を積載する用紙カセット２１と、この用紙カセット２１の底面の昇降板２１ａにより上昇された記録用紙束に圧接して回転することにより最上の記録用紙を引き出して搬送経路ｆへと送り出すピックアップローラ２２と、このピックアップローラ２２により送り出されてきた記録用紙を受け取ってさらに下流の搬送経路ｆへと挟持搬送する中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂと、この中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂが搬送する搬送経路ｆ内の記録用紙を受け取って画像記録装置１０の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７による画像の記録形成位置に挟持搬送するレジストローラ対２４と、このレジストローラ対２４から中間転写ベルト１６および転写ローラ１７の間や定着ローラ対１８間を経る搬送経路ｆを搬送されることにより一面側に定着画像が形成された記録用紙を受け取って装置本体上部の排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する排紙ローラ対２５ａ、２５ｂと、を備えている。なお、画像記録装置の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７や、定着ローラ対１８は、記録用紙を搬送する機能も備えることから、この用紙搬送装置２０の一部をも構成している。

これにより、用紙搬送装置２０は、用紙カセット２１内からピックアップローラ２２により引き出された記録用紙を、中継搬送ローラ対２３ａ、２３ｂを介してレジストローラ対２４に受け渡した後に、そのレジストローラ対２４が画像記録装置１０の動作に同期するように、中間転写ベルト１６と転写ローラ１７が圧接する画像の記録形成位置に給紙するようになっており、その中間転写ベルト１６上のトナー像を転写記録して定着ローラ対１８により定着させた記録用紙を、排紙ローラ対２５ａ、２５ｂが受け取って排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する。

ここで、この用紙搬送装置２０は、一面側に画像形成された記録用紙を反転させてレジストローラ対２４の上流側の搬送経路ｆに送り出すための再搬送経路ｒおよびその経路ｒに配設された中間搬送ローラ対２７を備えており、排紙ローラ対２５ａ、２５ｂが反転することにより再搬送経路ｒ内に送られてきた記録用紙を中間搬送ローラ対２７が受け取ってレジストローラ対２４に受け渡すことにより、記録用紙の両面に画像形成することができる。また、この用紙搬送装置２０は、手差しする記録用紙をレジストローラ対２４の上流側の搬送経路ｆに送り出すための手差し経路ｍおよびその経路ｍに配設された手差し給送ローラ対２８を備えており、その手差し経路ｍ内に差し込まれた記録用紙を手差し給送ローラ対２８が受け取ってレジストローラ対２４に受け渡すことにより、記録用紙の片面または両面に画像形成することができる。

そして、画像記録装置１０の現像カートリッジ１４は、現像ロータリーユニット１５の回転軸１５ｂを中心に回転する区画フレーム１５ｃにより区画されている複数の設置空間１５ａと、外形を相似形状に形成されることにより収納可能に作製されており、この現像ロータリーユニット１５が回転軸１５ｂを中心に回転することにより、感光体ドラム１２に対面する現像カートリッジ１４が切り換えられてその感光体ドラム１２表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する。このとき、例えば、現像ロータリーユニット１５がイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを収容する現像カートリッジ１４を収納されている場合には、感光体ドラム１２上の静電潜像を現像するトナーの色を切り換えることにより、受け取った画像データに基づいてその各色のトナーを色重ねしたり選択してカラー画像から単色画像までを記録用紙に印字形成することができる。また、現像ロータリーユニット１５がすべての現像カートリッジ１４内に同色の、例えば、ブラック（Ｋ）のトナーを収容する現像カートリッジ１４を収納されている場合には、感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する現像カートリッジ１４を順次に切り換えてモノクロ画像を記録用紙に連続印字して形成する専用機として利用することができる。

一方、この静電潜像を形成する感光体ドラム１２は、その表面にローラ形状の帯電ローラ１３の外周面が接触しつつ回転して高電圧を印加されることにより、レーザ光走査装置１１がレーザ光Ｌを走査してトナーの付着する静電潜像を形成可能な電位に（露光前にはトナーの付着しない高電圧に）帯電される。このとき、帯電ローラ１３は、その外周面に付着物（不要物）があると感光体ドラム１２表面に帯電ムラを生じさせてしまい、形成する静電潜像や担持するトナー像の品質を劣化させてしまうことから、この帯電ローラ１３には、図２に示すように、例えば、感光体ドラム１２の表面から乗り移ってくる残留トナー等を除去するなどして清掃するクリーニングローラ３０が配設されている。

このクリーニングローラ３０は、図３〜図５に示すように、帯電ローラ１３の外周面に外形部分が接触しつつ回転するようにローラ形状に形成されており、後述する断面変化繊維３６の複数本を撚糸したパイル糸３３を基布（基材）３４にＵ字形状になるように織り込んで起毛するとともに、その基布３４を回転軸３５に螺旋状に巻き付けて接着剤により固着することにより、放射状に起毛するパイル糸３３の先端側部分が被清掃物の表面から不要物を掻き取って清掃するクリーニングブラシとして使用することができる。なお、このパイル糸３３の基布３４への織り込みは、例えば、経糸を上下させつつ緯糸を打ち込んで上下２枚の平織り組織の基布３４を作る際に、その上下の緯糸にパイル糸３３を交錯させることにより、対面する２枚の基布３４間をパイル糸３３で連結する状態に織り上げることができ、この後に、そのパイル糸３３の基布３４間の中間を切断することにより、基布３４の一面側にパイル糸３３が起毛する状態にすることができる。

このパイル糸３３を構成する断面変化繊維３６は、図６および図７に示すように、繊維の外面３６ａ内に末端（始端および終端）３７ａの存在する筋状溝３７が、その周方向および長さ方向の位置に、また、その本数に決まりなく形成されており、その繊維の延長方向において異なる位置の断面形状３６Ａ〜３６Ｃの外周に、０本から２本以上と異なる本数の筋状溝３７が形成されている。これにより、断面変化繊維３６は、断面形状が延長方向に変化している。ここで、この断面変化繊維３６は、例えば、特開昭６２−６９８２０号公報に記載されているように、ポリエステルに有機ケイ素化合物を含有させて紡糸した後に、その得られた繊維のポリエステルの溶出処理をすることにより作製することができる。

そして、このクリーニングローラ３０は、帯電ローラ１３に対する外周面の周速度が相対的な速度差を持って、例えば、帯電ローラ１３よりも遅く回転するようになっており、その帯電ローラ１３の外周面にパイル糸３３の先端側部分が屈曲しつつ摺接することにより、感光体ドラム１２から乗り移ってきた残留トナーなどをその外周面から掻き取ることができ、その残留トナーなどはパイル糸３３内部に取り込んで断面変化繊維３６間で保持することができる。

このとき、パイル糸３３の断面変化繊維３６は、筋状溝３７を形成されていることから、その筋状溝３７のエッジ３７ｂを帯電ローラ１３の外周面に摺接させて残留トナーなどを掻き取ることができ、例えば、その残留トナーの構成材料であるシリカ（ＳｉＯ_２）やチタニア（ＴｉＯ_２）などの極微細な外添剤をそのエッジ３７ｂで掻き取って、その筋状溝３７内に付着させて保持することができる。これにより、パイル糸３３の断面変化繊維３６は、極微細な外添剤などでも帯電ローラ１３の外面から除去して清浄な状態にすることができる。

また、この断面変化繊維３６は、筋状溝３７の形成幅は狭いことから、その筋状溝３７内に隣接する断面変化繊維３６が進入して付着・保持する外添剤などが擦り落とされて帯電ローラ１３側に戻してしまうことがなく、また、その筋状溝３７の形成位置に規則性がないことから、隣接する断面変化繊維３６の筋状溝３７とエッジ３７ｂ同士を直接衝突させて欠けてしまうことが少なく、このクリーニング能力を長期間維持することができる。

したがって、帯電ローラ１３は、残留トナーはもちろんその外添剤までもが外周面から効果的に掻き取られて固着してしまうことを回避することができ、感光体ドラム１２の帯電ムラの発生要因となる、所謂、フィルミングの発生を未然に防止することができ、静電潜像やトナー像を高品質に形成することができる。

また、この帯電ローラ１３が帯電させる感光体ドラム１２は、その表面の静電潜像にトナーを付着させたトナー像を担持して中間転写ベルト１６に受け渡す動作を繰り返すので、その表面は帯電ムラや残留トナーによる混色や画像の乱れが生じないように、帯電ローラ１３が接触回転して帯電される前に清浄にされている必要があることから、図８に示すように、その感光体ドラム１２の表面に摺接して残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード１９ａの下流側に、クリーニングローラ４０が配設されている。

さらに、この感光体ドラム１２からトナー像を受け渡される中間転写ベルト１６は、そのトナー像をその表面に担持して記録用紙に転写する動作を繰り返すので、その表面は残留トナーによる混色や画像の乱れが生じないように、次のトナー像を感光体ドラム１２から受け渡される前に清浄にされている必要があることから、感光体ドラム１２と同様に、図９に示すように、その中間転写ベルト１６の表面に摺接して残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード１９ａの下流側に、クリーニングローラ５０が配設されている。

これらのクリーニングローラ４０、５０は、帯電ローラ１３に接触回転するクリーニングローラ３０と同様に、断面変化繊維３６を撚糸加工したパイル糸３３の先端部分が感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面に接触・回転するように基布３４が回転軸３５に螺旋状に固着されてローラ形状に形成されている。これにより、クリーニングローラ４０、５０は、クリーニングブレード１９ａが掻き落としきれない感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面の残留トナーなどを掻き取ってパイル糸３３の断面変化繊維３６間で保持することができ、これらの表面にトナーの極微細な外添剤などが付着していても、上述したように、パイル糸３３からすり抜けさせてしまうことなく、その外添剤をも断面変化繊維３６の筋状溝３７のエッジ３７ｂで掻き取って付着・保持して、感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面を信頼性高く清浄な状態に維持することができる。

このように本実施形態おいては、断面変化繊維３６を撚糸加工したパイル糸３３によりクリーニングローラ３０、４０、５０を作製しているので、断面変化繊維３６間に帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面から掻き取ったトナーなどを保持することができるのに加えて、その断面変化繊維３６の筋状溝３７のエッジ３７ｂによりトナーの極微細な成分である外添剤をも掻き取って、その筋状溝３７内に付着・保持することができる。この断面変化繊維３６の筋状溝３７は、隣接する断面変化繊維３６が内部に進入・接触して付着・保持する外添剤などを擦り落とされてしまうことがなく、また、その筋状溝３７のエッジ３７ｂ同士の衝突により欠けてクリーニング能力が低下してしまうことが少ない。したがって、このクリーニングローラ３０、４０、５０は、帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面から極微細なトナーの外添剤などでも効率よく掻き取って、その表面を清浄に維持することができ、長期に亘って高品質な画像を形成可能にすることができる。

次に、図１０および図１１は本発明に係るクリーニング部材をクリーニングローラとして搭載する画像形成装置の第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付して、特徴部分を説明する。

図１０において、用紙搬送装置２０と共に画像形成装置を構成する画像記録装置１０は、帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面からトナーなどを掻き取って保持するパイル糸３３が、上述実施形態で採用する断面変化繊維３６と共に、多葉断面繊維３１を撚糸（交撚）することにより製糸されており、この断面変化繊維３６と多葉断面繊維３１を撚糸したパイル糸３３がＵ字形状になるように織り込まれた基布３４を回転軸３５に螺旋状に巻き付けて固着することにより、放射状に起毛するパイル糸３３の先端側部分が被清掃物の表面から不要物を掻き取って清掃するクリーニングブラシのクリーニングローラ３０、４０、５０が作製されている。

このパイル糸３３の多葉断面繊維３１は、図１１に示すように、中心３１ａから略均等な８放射方向に突出する突出形状３１ｂを形成された８葉の断面形状に形成されており、この多葉断面繊維３１は、その断面形状に応じたノズル形状に形成されるとともにその紡糸後の断面形状の最外形の大きさ（太さ）が断面変化繊維３６と略同等になるように形成された紡糸口金から合成樹脂を溶融紡糸することにより製糸される。この多葉断面繊維３１は、断面変化繊維３６と均等に混在するように撚糸加工されて、できるだけ同一種で隣接しないように、言い換えると、隣接する周囲には断面変化繊維３６ができるだけ位置するように撚糸加工されている。

これにより、クリーニングローラ３０、４０、５０は、帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６（以下、単にこれらを「帯電ローラ１３など」と省略する場合もある）の回転・走行速度に対する外周面の周速度が相対的な速度差を持って、例えば、これら帯電ローラ１３の外周面（表面）などよりも遅く回転するようになっており、その表面にパイル糸３３の先端側部分が屈曲しつつ摺接することにより、残留トナーなどをその表面から掻き取ることができ、その残留トナーなどはパイル糸３３内部に取り込んで断面変化繊維３６と多葉断面繊維３１の間などの繊維間で保持することができる。

このとき、パイル糸３３の多葉断面繊維３１は、突出形状３１ｂを有することから、その先端部を帯電ローラ１３の外周面などに摺接させて残留トナーなどを掻き取ることができ、その残留トナーの極微細な外添剤をも突出形状３１ｂの先端部で掻き取って、その突出形状３１ｂの外面３１ｃに付着させて保持することができる。これにより、パイル糸３３の多葉断面繊維３１は、極微細な外添剤などでも帯電ローラ１３などの表面から除去して清浄な状態にすることができる。

また、この多葉断面繊維３１は、突出形状３１ｂが８葉の断面形状を形成してその外面３１ｃ間が近接しているとともに、多葉断面繊維３１同士の間には断面変化繊維３６が存在する。これにより、多葉断面繊維３１は、突出形状３１ｂ間に隣接する繊維が進入してその外面３１ｃに付着・保持する外添剤などが擦り落とされて帯電ローラ１３側に戻してしまうことがなく、また、隣接する突出形状３１ｂ同士を直接衝突させて欠けてしまうことをできるだけ少なくされて、このクリーニング能力を長期間維持することができる。

したがって、帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６は、残留トナーはもちろんその外添剤までもが外周面から効果的に掻き取られて固着してしまうことを回避することができ、感光体ドラム１２の帯電ムラやトナー像の残留トナーによる混色や画像の乱れを、また、中間転写ベルト１６のトナー像の残留トナーによる混色や画像の乱れを未然に防止することができ、静電潜像やトナー像を高品質に形成・転写することができる。

このように本実施形態おいては、断面変化繊維３６と共に、断面形状が８葉の多葉断面繊維３１を略同等の外径に形成して均等に混在するように撚糸加工したパイル糸３３によりクリーニングローラ３０、４０、５０を作製しているので、上述実施形態と同様に、これらの断面変化繊維３６と多葉断面繊維３１との間に帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面から掻き取ったトナーなどを保持することができるのに加えて、断面変化繊維３６の筋状溝３７のエッジ３７ｂと同様に、その多葉断面繊維３１の突出形状３１ｂによってもトナーの極微細な成分である外添剤を掻き取って、その突出形状３１ｂの外面３１ｃに付着・保持することができる。この多葉断面繊維３１の突出形状３１ｂは、近接する外面３１ｃの間に断面変化繊維３６が進入・接触して付着・保持する外添剤などを擦り落とされてしまうことがなく、また、その断面変化繊維３６により隣接する突出形状３１ｂ同士が接触することを少なくされて、その突出形状３１ｂが先端部同士の衝突により欠けてクリーニング能力が低下してしまうことを少なくされている。したがって、断面変化繊維３６と多葉断面繊維３１を撚糸加工したパイル糸３３のクリーニングローラ３０、４０、５０でも、帯電ローラ１３や感光体ドラム１２や中間転写ベルト１６の表面から極微細なトナーの外添剤などでも効率よく掻き取って、その表面を清浄に維持することができ、長期に亘って高品質な画像を形成可能にすることができる。

ここで、本実施形態の他の態様としては、多葉断面繊維３１を異なる断面形状に形成してもよく、例えば、図１２（ａ）に示すように、中心３１ａから略均等な３放射方向に突出する突出形状３１ｂを形成された３葉の断面形状の多葉断面繊維４３としたり、また、同様に、中心３１ａから突出形状３１ｂが略均等な４放射方向に突出する図１２（ｂ）に示す４葉の多葉断面繊維４４や、突出形状３１ｂが略均等な５放射方向に突出する図１２（ｃ）に示す５葉の多葉断面繊維４５や、突出形状３１ｂが略均等な６放射方向に突出する図１２（ｄ）に示す６葉の多葉断面繊維４６や、突出形状３１ｂが略均等な７放射方向に突出する図１２（ｅ）に示す７葉の多葉断面繊維４７としてもよい。この場合にも、断面変化繊維３６が隣接することにより欠けを少なくされた突出形状３１ｂの先端部により極微細な外添剤などを掻き取ってその外面３１ｃに付着・保持することができる。しかるに、多葉断面繊維は、葉数が少なくなるほど突出形状３１ｂの外面３１ｃ間が広くなって断面変化繊維３６が接触する面積も大きくなるとともに、欠けによる影響も大きくなることから、葉数は多い方が有利である。

また、この多葉断面繊維の突出形状３１ｂの突出方向は、必ずしも均等にする必要はなく、例えば、図１３（ａ）に３葉の多葉断面繊維５３の場合を、また、図１３（ｃ）に４葉の多葉断面繊維５４の場合を示すように、一部の突出形状３１ｂの外面３１ｃを近接させてもよいことはいうまでもない。さらに、この多葉断面繊維は、中心３１ａから放射方向に同様の長さで突出する形状に限るものではなく、例えば、断面形状が略Ｈ字形になるなどの異形の多葉断面繊維としてもよい。なお、この異形の多葉断面繊維は、さらに、Ｖ字などの異形断面形状にすることもできるが、断面変化繊維３６に接触させない外面の面積を大きくするために、突出形状３１ｂが放射状に広がる断面形状の多葉断面繊維に形成する方が好ましい。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことはいうまでもない。例えば、本実施形態では、中間転写ベルト１６を備える機構に適用する場合を一例に説明するが、これに限るものではなく、感光体ドラムからトナー像を記録用紙に直接転写して画像形成する機構の画像形成装置にも好適に適用することができることはいうまでもない。

本発明に係るクリーニング部材をクリーニングローラとして搭載する画像形成装置の第１実施形態を示す図であり、その概略全体構成を示す透視正面図である。 そのクリーニングローラの配置構成を示す軸方向から見た正面図である。 そのクリーニングローラの外観を示す斜視図である。 そのクリーニングローラの作製途中を示す斜視図である。 そのクリーニングローラの要部構成を示す図であり、そのパイル糸や基布を示す拡大斜視図である。 そのクリーニングローラの要部構成を示す図であり、そのパイル糸を構成する断面変化繊維を示す拡大平面図である。 そのクリーニングローラの要部構成のパイル糸を構成する断面変化繊維を示す拡大断面図であり、（ａ）は図６におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図６におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図６におけるＣ−Ｃ断面図である。 そのクリーニングローラの別の配置構成を示す軸方向から見た正面図である。 そのクリーニングローラの別の配置構成を示す軸方向から見た正面図である。 本発明に係るクリーニング部材をクリーニングローラとして搭載する画像形成装置の第２実施形態を示す図であり、そのクリーニングローラの要部構成のパイル糸や基布を示す拡大斜視図である。 そのクリーニングローラの要部構成を示す図であり、そのパイル糸を構成する多葉断面繊維を示す拡大斜視図である。 その多葉断面繊維の他の態様を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）はその断面図である。 その図１２に示す多葉断面繊維の他の態様を示す図であり、（ａ）、（ｂ）はその断面図である。

符号の説明

１０……画像記録装置 １１……レーザ光走査装置 １２……感光体ドラム １３……帯電ローラ １４……現像カートリッジ １４ａ……現像ローラ １５……現像ロータリーユニット １６……中間転写ベルト １７……転写ローラ １８……定着ローラ対 １９……廃トナータンク １９ａ……クリーニングブレード ２０……用紙搬送装置 ３０、４０、５０……クリーニングローラ ３１、４３〜４７、５３、５４……多葉断面繊維 ３１ｂ……突出形状 ３１ｃ……外面 ３２……円滑外面繊維 ３３……パイル糸 ３４……基布 ３５……回転軸 ３６……断面変化繊維 ３７……筋状溝 ３７ａ……末端 ３７ｂ……エッジ Ｌ……レーザ光

Claims (5)

1. 複数本の繊維を撚糸したパイル糸が基材に起毛されることにより、清掃する対象物の表面から微細な不要物を掻き取るクリーニング部材であって、
   前記パイル糸の繊維として、当該繊維の外面内に始端および終端の存在する筋状溝が、該繊維の延長方向に異なる位置の断面形状の外周において０本または１本あるいは２本以上と異なる本数になるように形成されることにより、該断面形状が延長方向に変化する断面変化繊維を用いて撚糸加工されていることを特徴とするクリーニング部材。
2. 前記断面変化繊維と共に、断面形状を３葉以上にする突出形状を有する多葉断面繊維を撚糸してパイル糸を作製することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング部材。
3. 前記パイル糸は、断面変化繊維と多葉断面繊維が略均等に混在するように撚糸加工されていることを特徴とする請求項２に記載のクリーニング部材。
4. 画像データに基づく静電潜像が表面に形成されて該静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該担持部材表面の静電潜像にトナーを選択的に付着させて該静電潜像を現像する現像カートリッジと、担持部材表面を静電潜像を形成可能に帯電させる帯電ローラ部材と、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
   上記請求項１から３のいずれかに記載のクリーニング部材を、ローラ形状に形成して帯電ローラ部材の外周面に接触回転するように設けることを特徴とする画像形成装置。
5. 画像データに基づいて形成された静電潜像を現像したトナー像を担持する担持部材と、該静電潜像にトナーを選択的に付着させて現像する現像カートリッジと、を備えて、担持部材表面のトナー像を記録媒体に転写して定着させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
   上記請求項１から３のいずれかに記載のクリーニング部材を、ローラ形状に形成して担持部材の外周面に接触回転するように設けることを特徴とする画像形成装置。

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