JP2007193247A - 清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でクリーニング部材による帯電ロールへの負担が少なく、良好なクリーニング性を得ることができる清掃装置を提供する。
【解決手段】帯電ロール１２に近い（図中下）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が低く、帯電ロール１２から遠い（図中上）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が高い。これにより図４（ｂ）に示すようにクリーニング部材２４が跳ね上がろうとする動き（図中黒矢印）には大きな力を要し、逆にクリーニング部材２４が帯電ロール１２に接触する方向の動き（図中白矢印）には力を要しない。これにより、バネ部材などの押圧力を用いずにクリーニング部材２４の跳ね上がりを防止し、単純な構成で帯電ロール１２表面のクリーニングを確実に行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は清掃装置に関し、特に像担持体の表面を帯電させる接触帯電方式の帯電ロールを清掃する清掃装置に関する。

従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触させて像担持体の帯電を行う接触帯電方式はオゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。

このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電ロールが像担持体に常時接触しているため、帯電ロール表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。画像形成動作を繰り返し行う像担持体の表面は、転写工程の下流側において、転写後の残留トナー等の異物除去を行うクリーニング工程を経た後、帯電工程のエリアへと進入してくるが、クリーニング工程を経てもトナーの一部やトナーの外添剤など、トナーよりも微小な粒子がクリーニングされずに像担持体上に残留し、帯電ロールの表面へと付着してしまう。帯電ロールの表面に付着した異物は、帯電ロールの表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。

そこで、このような問題を改善するために、回転する帯電ロールの表面に板状のスポンジやブラシ等からなるクリーニング部材を圧接（摺接）させ、帯電ロール表面の汚れをクリーニングする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

またこの技術では、感光体、ケースに支持された帯電ロール及びクリーニング部材の各中心を一直線上に並べ、ケースをその直線に沿って摺動可能に構成するとともに、帯電ロールを感光体に圧接させるためにケースに加える第１付勢部材（スプリング）の付勢力と、クリーニング部材を帯電ロールに圧接させるためにクリーニング部材に加える第２付勢部材（スプリング）の付勢力とを、上記の直線に沿って作用させることにより、すなわち、各付勢力の作用方向を上記の直線上に一致させることにより、第１付勢部材から筺体を介して帯電ロールに加わる力と、第２付勢部材に付勢されたクリーニング部材から帯電ロールに加わる力とが、効率的に感光体に加えられるとされている。つまりは、クリーニング部材から帯電ロールに加わる力を、帯電ロールを感光体へ圧接する力の補助的役割として利用しているものである。

しかしながら、上記特許文献１の構成では、クリーニング部材が回転接触式ではなく固定接触式であるため、クリーニング部材との高い摩擦抵抗によって帯電ロールの起動トルク及び回転駆動トルクが大きくなり、その反力（帯電ロールの回転に対する負荷）を受け止めるケースは、ケースを支持する筐体等に対して帯電ロール圧接方向への摺動抵抗が高くなる。そのため、帯電ロールを感光体へ圧接するための圧接力（第１付勢部材の付勢力）の伝達効率が低下し、感光体に対する帯電ロールの従動性が悪くなって帯電不良が発生しやすくなる。さらに、クリーニング部材を帯電ロールに圧接させるための付勢部材と、帯電ロールを感光体に圧接させるための付勢部材との２つの付勢部材を設ける必要があるため、構成が複雑で組立性が悪化しコストアップとなる問題もある。

例えば図７に示すように感光体ドラム１１１、帯電ロール１１２及びクリーニング部材１２４の各中心を一直線上に並べ、クリーニング部材１２４をその直線に沿って摺動可能に構成すると、感光体ドラム１１１（帯電ロール１１２及びクリーニング部材１２４も）が回転を開始した時にクリーニング部材１２４が接触抵抗により跳ね上がり、クリーニング部材１２４の芯材１２４ａが図示しないフレームに設けられた軸受け穴１２６内を図中矢印の方向に跳ねることで、帯電ロール１１２表面のクリーニングが部分的に行われない状態のまま画像形成処理が開始されてしまう。

これを避けるにはクリーニング部材１２４を矢印と反対方向にバネなどの弾性部材で押圧すれば跳ね防止は可能となるが、あまり大きい押圧力でクリーニング部材１２４を帯電ロール１１２に付勢すると両者の製造時寸法誤差などから振動が発生したり、また帯電ロール１１２自身が削れやすく、強い押圧力による摩擦によって表面が削れてしまう恐れのある材質が用いられる場合もある。この場合は更にクリーニング部材１２４による押圧力を抑えねばならない。

また、クリーニング部材にブラシを用いた場合、ブラシ繊維の硬さ、基材の硬さからブラシの塑性変形が起こりやすく、径時変動による性能劣化が問題となる。

さらに帯電ロール表面に汚れが層を形成する場合があるが、このような時は表面が平滑なクリーニング部材で擦れば落ちやすいことがわかっている。このためには押圧力を強めず、清掃部材の自重のみで帯電ロールに押圧した方が望ましい。

しかし、帯電ロールに対する押圧力を下げ過ぎれば今度はクリーニング部材の自重による接触加圧の場合、帯電ロール／クリーニング部材回転開始時にクリーニング部材が軽すぎるため上記の跳ね上がりが発生し、正しく帯電ロール表面の清掃を行うことができない。すなわち、回転し始めの帯電ロール表面からの反力によってクリーニング部材が跳ね上がり、クリーニング性能を発揮できないという課題がある。

本発明は上記事実を考慮して、簡単な構成でクリーニング部材による帯電ロールへの負担が少なく、良好なクリーニング性を得ることができる清掃装置を提供することを課題とする。
特開２００５−１３４７６０号公報

本発明の目的は簡単な構成でクリーニング部材による帯電ロールへの負担が少なく、良好なクリーニング性を得ることができる清掃装置を提供することにある。

請求項１に記載の清掃装置は、表面に静電画像を形成する像担持体に従動回転し前記像担持体を帯電する帯電ロールを清掃する清掃装置であって、前記帯電ロールの表面に接触して清掃する清掃部材と、前記清掃部材を支持する軸受け部材と、を備え、前記軸受け部材の支持穴は前記帯電ロールと前記清掃部材との距離を可変とする長穴形状であり、前記支持穴と前記清掃部材との摩擦係数は前記帯電ロールから離れるほど大きくなることを特徴とする。

上記構成の発明では、清掃部材と支持穴との接触摩擦係数を帯電ロールとの距離で変えることにより、清掃部材の跳ね上がりを効果的に抑えることができる。

請求項２に記載の清掃装置は、前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の表面粗さは前記帯電ロールから離れるほど大きくなることを特徴とする。

上記構成の発明では、清掃部材と支持穴との接触摩擦係数を帯電ロールとの距離で変えることにより、清掃部材の跳ね上がりを効果的に抑えることができる。

請求項３に記載の清掃装置は、前記支持穴の、前記清掃部材との接触面積を帯電ロールに近い側ほど小さくしたことを特徴とする。

上記構成の発明では、清掃部材と支持穴との接触面積を帯電ロールとの距離で変えることにより、清掃部材の跳ね上がりを効果的に抑えることができる。

請求項４に記載の清掃装置は、前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の帯電ロールに近い側に凹凸を形成したことを特徴とする。

上記構成の発明では、清掃部材と支持穴との接触面積を帯電ロールとの距離で変えることにより、清掃部材の跳ね上がりを効果的に抑えることができる。

請求項５に記載の清掃装置は、前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の帯電ロールに近い側に溝を形成したことを特徴とする。

上記構成の発明では、清掃部材と支持穴との接触面積を帯電ロールとの距離で変えることにより、清掃部材の跳ね上がりを効果的に抑えることができる。

本発明は上記構成としたので、簡単な構成でクリーニング部材による帯電ロールへの負担が少なく、良好なクリーニング性を得ることができる清掃装置とすることができた。

＜基本構成＞
図１には、本発明に係る画像形成装置の基本構成が示されている。

図１には本発明に係るドラム式４色カラー画像形成装置の例が示されている。

１１は感光体ドラムであり、図中に矢印で示した方向へ回転する。この感光体ドラム１１の表面には、上流側から順に、帯電ロール１２、露光器１３、黒トナー及びカラートナー現像器１４a〜１４d、中間体ベルト１５、感光体クリーナ１６、除電ランプ１７が取り付けられており、周知の電子写真プロセスによって白黒又はカラーのトナー像が形成されるようになっている。

５０は一次転写位置において感光体ドラム１１の表面に当接するように配置された中間体ベルト１５で、感光体ドラム１１と略同速で回転する。一次転写手段５１の作用により中間体ベルト１５に転写されたトナー像は、二次転写部５０へ進み、トナーと逆極性のバイアスを印加された二次転写ロール５２と二次転写用対向ロール５３により形成される電界の作用を受け、フィードロール８１、レジストロール８２により二次転写位置に送り出された転写材１９に転写される。

トナー像が転写された転写材１９は、搬送ベルト８３により定着器２０に送られ定着がおこなわれるとともに、中間体ベルト１５上に残留したトナーは、中間体クリーナ５４より回収されて、次の画像形成の準備が整えられる。

一方、感光体ドラム１１上に残ったトナーは、感光体クリーナ１６に運ばれ、クリーニングブラシ６１によってかき乱され感光体との付着力を軽減された後、クリーニングブレード６２の摺動による機械的な掻き取り力を受けて、感光体ドラム１１の表面より除去される。
＜帯電器・清掃ロール＞
次に本発明に係る帯電ロールおよび帯電ロールを清掃する清掃装置について説明する。

図２、３には、本発明に係る画像形成装置の帯電ロールと清掃装置が示されている。

図２に示すように、円筒形状をした導電性の帯電ロール１２が感光体ドラム１１の表面に常時接触しながら連れ回りし、感光体ドラム１１表面を帯電させる。前述のように帯電ロールが感光体ドラム１１に常時接触しているため、帯電ロール１２の表面に異物の付着による汚れが発生しやすいという問題がある。

帯電ロール１２の表面に付着した異物は、帯電ロール１２の表面抵抗値にムラを生じさせ、異常放電や不安定な放電となり帯電均一性を悪化させてしまう。そこで、上記のような問題を改善するために、回転する帯電ロール１２の表面に板状のスポンジやブラシ等からなるクリーニング部材２４を圧接（摺接）させ、帯電ロール表面の汚れをクリーニングしている。

本発明では感光体ドラム１１、帯電ロール１２及びクリーニング部材２４の各中心を一直線上に並べる構成であっても、クリーニング部材２４の芯材２４ａが図示しない軸受け部材であるフレームに設けられた軸受け穴２６内を跳ねることを防止するために、軸受け穴２６を感光体ドラム１１、帯電ロール１２及びクリーニング部材２４の各中心を結ぶ直線上ではなく、図２に示すように垂直方向に設けている。

これにより図３に示すように感光体ドラム１１（帯電ロール１２及びクリーニング部材２４も）が回転を開始した時にクリーニング部材２４が接触抵抗により跳ね上がろうとする力の向き（図中黒矢印）とクリーニング部材２４の芯材２４ａが軸受け穴２６内を移動する方向（図中白矢印）とをオフセットすることで、クリーニング部材２４が跳ねることにより帯電ロール１２表面のクリーニングが部分的に行われない状態のまま画像形成処理が開始されてしまう事態を避けることができる。

さらに本発明では、クリーニング部材２４の芯材２４ａと接触する軸受け穴２６の内壁の摺動面について、接触抵抗を場所によって変化させることで上記のクリーニング部材２４の跳ねをより効果的に防止することができる。
＜第１実施形態＞
図４には、本発明の第１実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴が示されている。

図４（ａ）に示すように、軸受け穴２６の内壁、すなわちクリーニング部材２４の芯材２４ａと接触する摺動面の表面粗さを、帯電ロール１２との距離に応じて変化させている。

つまり帯電ロール１２に近い（図中下）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が低く、帯電ロール１２から遠い（図中上）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が高い。これにより図４（ｂ）に示すようにクリーニング部材２４が跳ね上がろうとする動き（図中黒矢印）には大きな力を要し、逆にクリーニング部材２４が帯電ロール１２に接触する方向の動き（図中白矢印）には力を要しない。

これにより、バネ部材などの押圧力を用いずにクリーニング部材２４の跳ね上がりを防止し、単純な構成で帯電ロール１２表面のクリーニングを確実に行うことができる。
＜第２実施形態＞
図５には、本発明の第２実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴が示されている。

図５に示すように、軸受け穴２６の内壁、すなわちクリーニング部材２４の芯材２４ａと接触する摺動面に溝２６ａを設け、軸受け穴２６の内壁とクリーニング部材２４の芯材２４ａとの接触面積を帯電ロール１２との距離に応じて変化させている。

すなわち、溝２６ａの密度を帯電ロール１２に近い（図中下）側は多く、帯電ロール１２から遠い（図中上）側は少なくすることで、軸受け穴２６の内壁とクリーニング部材２４の芯材２４ａとの接触面積を帯電ロール１２との距離が大きくなるほど大きくしている。これにより軸受け穴２６の内壁の接触抵抗が一定であっても、帯電ロール１２との距離が大きくなるほど芯材２４ａとの接触面積が大きくなるので、帯電ロール１２に近い（図中下）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が低く、帯電ロール１２から遠い（図中上）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が高くなる。

このため、バネ部材などの押圧力を用いずにクリーニング部材２４の跳ね上がりを防止し、単純な構成で帯電ロール１２表面のクリーニングを確実に行うことができる。
＜第３実施形態＞
図６には、本発明の第３実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴が示されている。

図６に示すように、軸受け穴２６の内壁、すなわちクリーニング部材２４の芯材２４ａと接触する摺動面に凹部２６ｂを設け、軸受け穴２６の内壁とクリーニング部材２４の芯材２４ａとの接触面積を帯電ロール１２との距離に応じて変化させている。

凹部２６ｂは帯電ロール１２に近い（図中下）ほど大きく、帯電ロール１２から遠い（図中上）ほど小さい形状をしている。このため、軸受け穴２６の内壁とクリーニング部材２４の芯材２４ａとの接触面積を帯電ロール１２との距離に応じて変化させることができる。

すなわち、凹部２６ｂの幅を帯電ロール１２に近い（図中下）側は大きく、帯電ロール１２から遠い（図中上）側は小さくすることで、軸受け穴２６の内壁とクリーニング部材２４の芯材２４ａとの接触面積を帯電ロール１２との距離が大きくなるほど大きくしている。これにより軸受け穴２６の内壁の接触抵抗が一定であっても、帯電ロール１２との距離が大きくなるほど芯材２４ａとの接触面積が大きくなるので、帯電ロール１２に近い（図中下）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が低く、帯電ロール１２から遠い（図中上）側の軸受け穴２６の内壁は接触抵抗が高くなる。

このため、バネ部材などの押圧力を用いずにクリーニング部材２４の跳ね上がりを防止し、単純な構成で帯電ロール１２表面のクリーニングを確実に行うことができる。
＜その他＞
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態ではタンデム式のフルカラープリンタへの応用であるが、当然モノクロプリンタであってもよいし、ドラム式など他の形式であってもよい。

また、自重で付勢されるロール形状の部材を軸受け穴で支持する構成であれば、画像形成装置に限らず他の種類の装置であっても応用は可能である。

本発明に係る画像形成装置を示す模式図である。 本発明に係る帯電ロールとクリーニング部材を示す図である。 本発明に係る帯電ロールとクリーニング部材を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るクリーニング部材の軸受け穴を示す図である。 従来の帯電ロールとクリーニング部材を示す図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ロール
２２ クリーニング部材
２４ａ 芯材
２６ 軸受け穴
２６ａ 溝
２６ｂ 凹部

Claims (5)

1. 表面に静電画像を形成する像担持体に従動回転し前記像担持体を帯電する帯電ロールを清掃する清掃装置であって、
   前記帯電ロールの表面に接触して清掃する清掃部材と、
   前記清掃部材を支持する軸受け部材と、
   を備え、
   前記軸受け部材の支持穴は前記帯電ロールと前記清掃部材との距離を可変とする長穴形状であり
   前記支持穴と前記清掃部材との摩擦係数は前記帯電ロールから離れるほど大きくなることを特徴とする清掃装置。
   
2. 前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の表面粗さは前記帯電ロールから離れるほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
   
3. 前記支持穴の、前記清掃部材との接触面積を帯電ロールに近い側ほど小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
   
4. 前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の帯電ロールに近い側に凹凸を形成したことを特徴とする請求項３に記載の清掃装置。
   
5. 前記支持穴の、前記清掃部材との接触面の帯電ロールに近い側に溝を形成したことを特徴とする請求項４に記載の清掃装置。

Images