JP2008058635A - クリーニングローラ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を、該被清掃体の表面を傷つけることなく好適に除去することが可能なクリーニングローラを提供する。
【解決手段】クリーニングローラ２１は、感光ドラム１１の表面に摺接し、該感光ドラム１１の表面を回転しながら擦過することにより、該感光ドラム１１の表面に付着したトナーを除去するようになっている。このクリーニングローラ２１は、剛性を有する軸部材２３と、該軸部材２３の外周面を覆う弾性層と、該弾性層の外周面を覆う繊維層２５とを備えている。そして、繊維層２５は、該繊維層２５を構成する各繊維２５ａが継ぎ目無く一様に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば電子写真装置内において、感光ドラム等の表面に付着したトナー等の微細粉粒体を除去するためのクリーニングローラに関する。

一般に、複写機やレーザープリンタ等の電子写真装置は、その内部に回転可能に支持された感光ドラム（被清掃体）を備えている。感光ドラムの周囲には、帯電器及び露光器が配置され、帯電器の帯電ローラによって回転する感光ドラムの表面を一様に帯電させるとともに、レーザ光による光像を照射して静電潜像を形成させるようになっている。そして、感光ドラムの表面に形成された静電潜像に現像装置からトナーが供給され、静電潜像の現像が行われた後、転写器によって記録用紙にトナーによる可視像を転写するようになっている。

そして、可視像を転写した後の感光ドラムは、クリーニング装置に設けられたクリーニングローラがその表面に摺接することによって残留しているトナーが掻き取り除去され、その後、除電器によって感光ドラムの表面に残留する電荷が除去されるようになっている。そして、従来、このようなクリーニングローラとしては、シャフト（軸部材）の表面に発泡ゴム層（弾性層）を設けてなるスポンジローラによって構成されたもの（特許文献１）、あるいは、軸芯（軸部材）の表面にパイルブラシを巻着してなるブラシローラによって構成されたもの（特許文献２）が知られている。
特開平６−７４２３１号公報 特開平８−１６０８２５号公報

ところで、特許文献１のスポンジローラは、発泡ゴム層が感光体（感光ドラム）の表面に摺接してトナーを掻き取るため、掻き取り性能（クリーニング性能）が不足するうえ、摩耗し易く、耐久性が低いという問題があった。一方、特許文献２のブラシローラは、軸芯の表面に立設された複数のパイル（パイルブラシ）が感光体（感光ドラム）の表面に摺接してトナーを電気的に引き付けて除去している。ここで、近年では、電子写真装置の小型化に伴い、クリーニングローラも小径化（小型化）されるようになってきている。このため、例えば、特許文献２のブラシローラを小径化するべく各パイルの立設長を短くすると、該各パイルの剛性が高まって、感光体（感光ドラム）の表面を傷つけてしまうという問題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、耐久性に優れ、被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を、該被清掃体の表面を傷つけることなく好適に除去することが可能なクリーニングローラを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被清掃体の表面に摺接し、前記被清掃体の表面を回転しながら擦過することにより、該被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を除去するクリーニングローラであって、剛性を有する軸部材と、該軸部材の外周面を覆う弾性層と、該弾性層の外周面を覆う繊維層とを備え、前記繊維層は、該繊維層を構成する繊維が継ぎ目無く一様に設けられていることを要旨とする。

上記構成によれば、繊維層は、弾性層の外周面を覆うとともに、該繊維層を構成する繊維が継ぎ目無く一様に設けられているため、該繊維層が弾性層からの適度な弾力を受けながら被清掃体の表面に摺接することで、該被清掃体の表面が均一に擦過される。この場合、一般的に従来のスポンジローラの発泡ゴム層に比べて摩耗しにくい繊維層が被清掃体の表面に摺接しているため、耐久性が向上する。したがって、耐久性に優れ、被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を、該被清掃体の表面を傷つけることなく好適に除去することが可能なクリーニングローラを提供することが可能となる。

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、前記繊維層の少なくとも一部において、該繊維層を構成する繊維は、前記軸部材の軸線方向に対して斜めに交差するように配置されていることを要旨とする。

上記構成によれば、繊維層により、被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を効果的に掻き取り除去することが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記繊維層は、伸縮性を有する筒状の繊維構造体により構成されていることを要旨とする。

軟らかい弾性層の外周面を覆うように繊維を巻き付けて均一な繊維層を設ける作業を行う場合、弾性層に対する繊維の巻き付け力を一定に保つ必要があるため、該作業が非常に困難となる。なぜなら、軟らかい弾性層に対する繊維の巻き付け力を一定にしないと、繊維層の外周面が不均一となってしまうからである。この点、本発明では、繊維層が伸縮性を有する筒状の繊維構造体により構成されているため、該繊維層内に弾性層を挿通するだけで、軟らかい弾性層の外周面を覆う繊維層を均一且つ容易に設けることが可能となる。

本発明によれば、耐久性に優れ、被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を、該被清掃体の表面を傷つけることなく好適に除去することが可能なクリーニングローラを提供することができる。

以下、本発明を電子写真装置に用いられるクリーニングローラに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は電子写真装置を概念的に示した図である。電子写真装置内において被清掃体としての感光ドラム１１は、支軸１１ａにより回転可能に支持され、その表面において帯電可能に構成されている。感光ドラム１１の周囲には、その上方位置から回転方向に向かって順番に帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１６及び除電部１７が配設されている。

この感光ドラム１１は、回転時に帯電部１２で、その表面が帯電されるとともに、露光部１３により静電潜像が形成された後、現像部１４から微細粉粒体としてのトナー１８が供給される。そして、転写部１５により感光ドラム１１及び転写部１５間に供給された記録用紙１９にトナー１８による可視像が転写される。その後、クリーニング部１６で感光ドラム１１の表面に残留するトナー１８が除去され、除電部１７で感光ドラム１１の表面に残留する電荷が消去される。

帯電部１２は、感光ドラム１１側が開口された略四角箱状をなすハウジング１２ａと、該ハウジング１２ａ内に回転可能に支持された帯電ローラ１２ｂとを備えている。そして、帯電ローラ１２ｂが感光ドラム１１の表面に接触することにより、該感光ドラム１１の表面が帯電されるようになっている。

現像部１４は、感光ドラム１１側が開口された略四角箱状をなすハウジング１４ａと、該ハウジング１４ａ内に回転可能に支持された現像ローラ１４ｂとを備えている。そして、現像ローラ１４ｂの表面からトナー１８が静電気により感光ドラム１１の表面へ供給されるようになっている。

クリーニング部１６は、感光ドラム１１側が開口された略四角箱状をなすハウジング２０と、該ハウジング２０内に回転可能に支持されたクリーニングローラ２１とを備えている。クリーニングローラ２１は、その表面が感光ドラム１１の表面に摺接しており、該感光ドラム１１の表面に残留するトナー１８を掻き取り除去するようになっている。

また、ハウジング２０内には、クリーニングローラ２１の軸線Ａ（図２参照）方向に沿って延びる矩形板状のブラシ２２が設けられており、該ブラシ２２の先端部はクリーニングローラ２１の表面に摺接している。そして、クリーニングローラ２１が感光ドラム１１の表面からトナー１８を掻き取る際に該クリーニングローラ２１の表面に付着したトナー１８は、該クリーニングローラ２１が回転した際に、ブラシ２２によって掻き落とされてハウジング２０内に回収されるようになっている。

次に、クリーニングローラ２１の構成について詳述する。
図２及び図３に示すように、クリーニングローラ２１は、剛性を有する合成樹脂や金属等の丸棒よりなる軸部材２３と、該軸部材２３の外周面を覆う円筒状の弾性層２４と、該弾性層２４の外周面を覆う円筒状の繊維層２５とを備えており、該繊維層２５の外周面が感光ドラム１１の表面に摺接している。この場合、軸部材２３と弾性層２４との接合は、接着、圧入など様々な方法が考えられるが、例えば特開平７-７６０４９号公報にて開示されているような方法を用いてもよい。また、弾性層２４と繊維層２５とを、接着剤または両面粘着テープ等によって接着してもよいし、あるいは繊維層２５の伸縮性を利用して該繊維層２５が弾性層２４を締め付けるようにして接合してもよい。また、弾性層２４は、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴムなどの発泡体（発泡ゴム）で構成されるが、これら以外のエラストマで構成してもよい。

繊維層２５は、複数の繊維２５ａ（糸）を交差するように撚って、筒状に形成した繊維構造体としての組紐（組物）によって構成されている。したがって、繊維層２５は、その外周面において継ぎ目が無く一様になっているとともに、クリーニングローラ２１の軸線Ａ方向に伸縮自在になっている。繊維層２５を構成する各繊維２５ａ（糸）は、導電性繊維であることが望ましく、その太さは、感光ドラム１１の表面を傷つけることなく、該感光ドラム１１の表面からのトナー１８の掻き取り性を維持することを考慮すると、１０デシテックス以下であることが好ましい。本実施形態では、繊維層２５を構成する各繊維２５ａ（糸）には東レ（株）製のアクリル系カーボン含有導電繊維（商品名：ＳＡ-７）が用いられ、該各繊維２５ａ（糸）の太さは１デシテックスに設定されている。

また、繊維層２５を構成する各繊維２５ａ（糸）は、クリーニングローラ２１（軸部材２３）の軸線Ａ方向に対してそれぞれ斜めに交差しており、感光ドラム１１の表面からのトナー１８の掻き取り性を考慮すると、各繊維２５ａ（糸）の延びる方向と軸線Ａ方向とのなす角度Ｂをそれぞれ５度以上にすることが好ましい。

さらに、軸部材２３、弾性層２４、繊維層２５及びこれらを接着するために用いる接着剤などの接合剤は、全て導電性にすることが望ましい。このようにすれば、軸部材２３に印加バイアスを付与することにより、感光ドラム１１の表面に付着したトナー１８を電気的に引き付けて除去することができる。

次に、クリーニングローラ２１の作用について説明する。
さて、電子写真装置により記録用紙１９に可視像を転写する場合には、感光ドラム１１が回転され、現像ローラ１４ｂにより該感光ドラム１１の表面にトナー１８が付着される。そして、記録用紙１９に可視像が転写された後、クリーニングローラ２１の繊維層２５により、感光ドラム１１の表面が擦過され、該表面に残留して付着しているトナー１８が掻き取り除去される。

このとき、繊維層２５は、各繊維２５ａが継ぎ目無く一様になっているため、弾性層２４からの適度な弾力を受けながら感光ドラム１１の表面を均一に擦過する。加えて、繊維層２５を構成する各繊維２５ａが、該クリーニングローラ２１（軸部材２３）の軸線Ａ方向に対して斜めに交差するように配置されているため、該繊維層２５により感光ドラム１１の表面に付着したトナー１８が効果的に掻き取り除去される。

以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）クリーニングローラ２１において、繊維層２５は、弾性層２４の外周面を覆うとともに、複数の繊維２５ａ（糸）を交差するように撚った筒状の組紐により構成されているため、その外周面は継ぎ目が無く一様になっている。このため、感光ドラム１１のクリーニングを行う際に、クリーニングローラ２１の繊維層２５が弾性層２４からの適度な弾力を受けながら感光ドラム１１の表面を均一に擦過するようになる。したがって、感光ドラム１１の表面に付着したトナー１８を、該感光ドラム１１の表面を傷つけることなく好適に除去することができる。

（２）また、感光ドラム１１のクリーニングを行う際に、一般的に従来のスポンジローラの発泡ゴム層に比べて摩耗しにくい複数の繊維２５ａ（糸）により構成された繊維層２５が感光ドラム１１の表面を擦過するため、繊維層２５の耐久性、ひいてはクリーニングローラ２１の耐久性を向上することができる。

（３）クリーニングローラ２１は、繊維層２５を構成する各繊維２５ａが、該クリーニングローラ２１（軸部材２３）の軸線Ａ方向に対して斜めに交差するように配置されているため、該繊維層２５により感光ドラム１１の表面に付着したトナー１８を効果的に掻き取り除去することができる。

（４）クリーニングローラ２１の製造時において、軟らかい弾性層２４の外周面を覆うように繊維２５ａを巻き付けて均一な繊維層２５を設ける作業を行う場合、該弾性層２４に対する繊維２５ａの巻き付け力を一定に保つ必要があるため、該作業が非常に困難となる。なぜなら、軟らかい弾性層２４に対する繊維２５ａの巻き付け力を一定にしないと、繊維層２５の外周面が不均一となってしまうからである。この点、本実施形態では、クリーニングローラ２１は、繊維層２５が、各繊維２５ａを交差するように撚った筒状の組紐によって構成されているため、該繊維層２５内に弾性層２４を挿通するだけで、軟らかい弾性層２４の外周面を覆う繊維層２５を均一且つ容易に設けることができる。また、この場合、繊維層２５の内径を弾性層２４の外径よりもある程度余裕をもって大きくしておくと、繊維層２５内への弾性層２４の挿通作業が行い易くなるが、該作業後、繊維層２５と弾性層２４との間に隙間が生じてしまう。この点、本実施形態では、繊維層２５が、各繊維２５ａを交差するように撚った筒状の組紐によって構成されているため、繊維層２５内への弾性層２４の挿通後に繊維層２５をその軸線方向に引っ張れば、該繊維層２５がその軸線方向に伸びるとともにその内径が小さくなる。このため、繊維層２５と弾性層２４との間に形成される隙間を容易になくすことができる。すなわち、繊維層２５と弾性層２４とを均一且つ容易に密着させることができる。

（５）クリーニングローラ２１は、弾性層２４を有しているため、電子写真装置に組み付けた場合における組み付け誤差により該クリーニングローラ２１が感光ドラム１１側へ多少位置ずれしたとしても、弾性層２４が撓むことで該組み付け誤差を吸収することができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・クリーニングローラ２１の繊維層２５は、複数の繊維２５ａ（糸）を筒織りにしてなる繊維構造体としての織物、もしくは複数の繊維２５ａ（糸）を筒編みにしてなる繊維構造体としての編物によって構成してもよい。このようにしても、上記実形態と同様、繊維層２５を、継ぎ目無く一様で且つ伸縮性を有する筒状の繊維構造体として構成することができる。この場合、繊維層２５を構成する各繊維２５ａ（糸）に伸縮性を有するものを用いれば、該繊維層２５の伸縮性能をより一層高めることができる。特に、筒織りの織物は筒編みの編物や組紐に比べて伸縮性が乏しいので、繊維層２５を繊維構造体としての筒織りの織物で構成する場合には各繊維２５ａ（糸）に伸縮性を有するものを用いることが望ましい。

・クリーニングローラ２１の繊維層２５を構成する各繊維２５ａは、その一部（例えば、中央部のみ）がクリーニングローラ２１（軸部材２３）の軸線Ａ方向に対してそれぞれ斜めに交差するように配置してもよい。

・クリーニングローラ２１において、繊維層２５を構成する各繊維２５ａ、弾性層２４、軸部材２３、及びこれらを接着するために用いる接着剤などの接合剤は、必ずしも導電性にする必要はない。この場合、繊維層２５を構成する各繊維２５ａ、弾性層２４、軸部材２３、及びこれらを接着するために用いる接着剤などの接合剤のうち一部のみ（例えば、弾性層２４のみ）を導電性にしてもよい。このようにすれば、コストの高い導電性材料の使用を抑えつつ、印加バイアスを付与することができる。

・クリーニングローラ２１は、その機能として必ずしも掻き取り性を発揮させる必要はなく、例えば、電気的に引き付けて除去する機能のみを発揮させてもよい。その他、トナー等を除去する手段は、本構成によって発揮しうるいずれの手段であってもよい。

・クリーニングローラ２１は、電子写真装置以外に、例えば微細粉粒体（粉末あるいは顆粒）の薬剤を包装する包装機等に設けられた粉粒体の送りローラ、工場の生産設備においてフィルム等の成型品を加工する際に成型品を搬送するコンベア等のクリーニング材として用いてもよい。その他にも、クリーニングローラ２１は、情報読取り装置等のレンズ、銀行の現金自動引出機のキャッシュカード挿入口、公衆電話機のテレホンカード挿入口、自動販売機の紙幣挿入口等といった読取り装置のシート挿入口等のクリーニング材として用いてもよい。

・クリーニングローラ２１は、帯電ローラ１２ｂや中間転写体（中間転写ベルトまたは中間転写ローラ）などのクリーニングを行うためのクリーニング材として用いてもよい。
・クリーニングローラ２１によってクリーニングされる微細粉粒体は、トナー１８に限らず、例えば紙粉や塵埃等であってもよい。

・クリーニングローラ２１は、弾性層２４の外周面上に、繊維２５ａを螺旋状に巻き付けることによって繊維層２５を設けるようにしてもよい。この場合、繊維２５ａの巻き付け状態は、繊維層２５が１層になるようにしてもよいし、繊維２５ａを重ねて巻き付けることで繊維層２５が２層以上の複数層になるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記繊維構造体は、繊維を筒編みにしてなる編物によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載のクリーニングローラ。

（ロ）前記繊維構造体は、繊維を筒織りにしてなる織物によって構成されていることを特徴とする請求項３に記載のクリーニングローラ。
上記（イ）または（ロ）の構成によれば、請求項３と同様の作用効果を得ることができる。

実施形態における電子写真装置の概念図。 実施形態において、感光ドラムにクリーニングローラが摺接している状態を示す平面図。 図２の３−３線断面図。

符号の説明

１１…被清掃体としての感光ドラム、１８…微細粉粒体としてのトナー、２１…クリーニングローラ、２３…軸部材、２４…弾性層、２５…繊維層、２５ａ…繊維。

Claims (3)

1. 被清掃体の表面に摺接し、前記被清掃体の表面を回転しながら擦過することにより、該被清掃体の表面に付着した微細粉粒体を除去するクリーニングローラであって、
   剛性を有する軸部材と、該軸部材の外周面を覆う弾性層と、該弾性層の外周面を覆う繊維層とを備え、
   前記繊維層は、該繊維層を構成する繊維が継ぎ目無く一様に設けられていることを特徴とするクリーニングローラ。
2. 前記繊維層の少なくとも一部において、該繊維層を構成する繊維は、前記軸部材の軸線方向に対して斜めに交差するように配置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. 前記繊維層は、伸縮性を有する筒状の繊維構造体により構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーニングローラ。

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