JP2008089636A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラをクリーニングローラで効果的にクリーニングできるようにして、その長寿命化を図ることができるようにする。
【解決手段】感光体ドラム３を帯電させる帯電ローラ２６と、帯電ローラの外周面に接触して、その帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラ２７とを、互いに平行な水平軸芯Ｘ周りで回転自在に支持してあるとともに、クリーニングローラを、帯電ローラの外周面から離間する方向に移動自在、かつ、帯電ローラの外周面に接触可能に支持してある画像形成装置であって、クリーニングローラを、帯電ローラに対して線速差を持って駆動回転し、かつ、回転軸芯Ｘ方向に沿って往復駆動移動するように支持し、クリーニングローラが帯電ローラ外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢手段を設けてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラの外周面に接触して、その帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラとを、互いに平行な水平軸芯周りで回転自在に支持してあるとともに、前記クリーニングローラを、前記帯電ローラの外周面から離間する方向に移動自在、かつ、前記帯電ローラの外周面に接触可能に支持してある画像形成装置に関する。

上記画像形成装置では、従来、クリーニングローラの一例としての、帯電ローラの外周面に接触してその外周面に付着しているトナーなどを除去するブラシを備えたブラシローラを、帯電ローラの外周面から離間する上方向に移動自在、かつ、ブラシが帯電ローラの外周面に自重で接触可能に支持して、帯電ローラの回転に伴って従動回転させるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−４０６５号公報

上記従来技術によれば、クリーニングローラを帯電ローラの外周面に自重で接触させて、帯電ローラの回転に伴って従動回転させるので、クリーニングローラの帯電ローラに対する必要な接触圧力を確保し難く、従って、帯電ローラを効果的にクリーニングし難いので、帯電ローラの長寿命化を図り難い欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、帯電ローラをクリーニングローラで効果的にクリーニングできるようにして、その長寿命化を図ることができるようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラの外周面に接触して、その帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラとを、互いに平行な水平軸芯周りで回転自在に支持してあるとともに、前記クリーニングローラを、前記帯電ローラの外周面から離間する方向に移動自在、かつ、前記帯電ローラの外周面に接触可能に支持してある画像形成装置であって、前記クリーニングローラを、前記帯電ローラに対して線速差を持って駆動回転し、かつ、回転軸芯方向に沿って往復駆動移動するように支持し、前記クリーニングローラが前記外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢手段を設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
クリーニングローラを帯電ローラに対して線速差を持って駆動回転するように支持してあるので、クリーニングローラを帯電ローラの外周面に対してその周方向に相対移動するように駆動回転させて、帯電ローラを積極的にクリーニングすることができる。
また、クリーニングローラを回転軸芯方向に沿って往復駆動移動するように支持してあるので、クリーニングローラを帯電ローラの外周面に対して回転軸芯方向に沿って往復移動させることができ、帯電ローラを回転軸芯方向に沿って均一にクリーニングし易い。
その上、クリーニングローラが帯電ローラの外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢手段を設けてあるので、クリーニングローラの帯電ローラに対する必要な接触圧力を確保し易い。
従って、帯電ローラをクリーニングローラで効果的にクリーニングできるようになり、その長寿命化を図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記クリーニングローラが、前記帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであり、前記ブラシの単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）で、密度が１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲にある点にある。

〔作用及び効果〕
クリーニングローラが、帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであるので、ブラシローラの回転軸芯方向に沿う往復駆動移動により、ブラシの起毛密度にかかわらず、そのブラシを帯電ローラの外周面に対して回転軸芯方向に沿って満遍なく接触させることができ、帯電ローラをブラシローラで回転軸芯方向に沿って均一にクリーニングし易い。
また、ブラシを帯電ローラの外周面に接触させるにあたって、そのブラシの単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）で、密度が１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲にあるので、帯電ローラ上にトナー外添材が固着してしまうおそれが少なくなり、その結果、帯電ローラの帯電性能が低下したり、回転が不安定になることに起因するジッダ画像の発生を防止できる。

本発明の第３特徴構成は、前記クリーニングローラが、前記帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであり、前記ブラシローラの前記帯電ローラに対する線速差が増速側であっても減速側であっても、前記ブラシの毛倒れ方向を前記帯電ローラの回転方向に対して順方向に設定してある点にある。

〔作用及び効果〕
クリーニングローラが、帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであるので、ブラシローラの回転軸芯方向に沿う往復駆動移動により、ブラシの起毛密度にかかわらず、そのブラシを帯電ローラの外周面に対して回転軸芯方向に沿って満遍なく接触させることができ、帯電ローラをブラシローラで回転軸芯方向に沿って均一にクリーニングし易い。
また、ブラシを帯電ローラの外周面に接触させるにあたって、ブラシローラの帯電ローラに対する線速差が増速側であっても減速側であっても、ブラシの毛倒れ方向を帯電ローラの回転方向に対して順方向に設定してあるので、ブラシの起毛が帯電ローラの回転方向に倣って、帯電ローラに対する接触面積が増加し、帯電ローラ上にトナー外添材が固着してしまうおそれが少なくなって、ジッダ画像の発生を防止できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による画像形成装置の一例としての、端末から送信された画像データに基づいて、用紙搬送路Ｌに沿って搬送される用紙に画像を形成する電子写真式プリンタ１を示し、箱状筐体２の内側に、感光体ドラム３の外周面に形成したトナー像を用紙に転写する画像形成部４と、画像形成部４に用紙を供給する給紙部５及び手差しユニット２１と、転写したトナー像を用紙に定着させる定着部６とを備えている。

前記用紙搬送路Ｌは、左右方向に沿う水平搬送路Ｌ１と上下方向に沿う垂直搬送路Ｌ２とを一連に備えている。

前記給紙部５は、給紙カセット１０を水平搬送路Ｌ１の下方に備え、給紙カセット１０に収納されている用紙をピックアップローラ１２ａで一枚ずつ取り出して、給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅで水平搬送路Ｌ１に送り出し、その送り出した用紙をレジストローラ１２ｆによって待機させて、所定のタイミングで画像形成部４に供給できるように構成してあり、水平搬送路Ｌ１と給紙部５との間には、用紙の表裏両面に画像を形成できるようにスイッチバック部２０を設けてある。

前記画像形成部４は、水平搬送路Ｌ１の略中央位置に配設された感光体ドラム３と、レーザースキャナユニット１７とを備え、感光体ドラム３の周りに沿って、帯電部１３と、現像部１４と、転写部１５と、クリーニング部１６とを配設してある。

前記感光体ドラム３は、図１において矢印で示す時計回りに駆動回転させるように支持してあり、感光体ドラム３の表面を帯電部１３によって一様に帯電させた後、画像データに基づくレーザー光が、レーザースキャナユニット１７から帯電部１３と現像部１４との間を通してドラム表面に照射されることによって静電潜像が形成され、その静電潜像が形成されたドラム表面に現像部１４から供給されたトナーによってトナー像が形成されるように構成してある。

前記給紙部５から画像形成部４に供給された用紙は、転写部１５の転写ローラ１５ａによって感光体ドラム３に押し付けられながら搬送されることにより、ドラム表面に形成されたトナー像がその用紙表面に転写された後、定着部６に送り込まれる。
尚、トナー像を転写した後の感光体ドラム３の表面に残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部１６によって除去される。

前記定着部６は、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとを備え、トナー像が転写された用紙をこれらのローラ６ａ，６ｂで挟み込むことによって、トナー像が用紙に定着され、トナー像が定着された用紙は、筐体２の上部に設けてある排紙部１９に排紙ローラ１８によって排紙される。

前記現像部１４は、トナーコンテナ２３を備えた現像ユニット２５に設けてあって、筐体２の上面側に開閉自在に設けてある出し入れ口２ａを通して、斜め方向に出し入れ自在に装着してある。

前記帯電部１３には、図２に示すように、感光体ドラム３と同期回転してそのドラム表面を帯電させる帯電ローラ２６と、この帯電ローラ２６の上向き外周面に略鉛直方向から接触して、帯電ローラ２６に付着しているトナーなどを除去してクリーニングするクリーニングローラとしてのブラシローラ２７とを、互いに平行な水平回転軸芯Ｘ周りで回転自在に支持してある。

前記ブラシローラ２７は導電性のナイロンで形成してあり、帯電ローラ２６の外周面に接触するブラシ７を備えている。

前記帯電ローラ２６とブラシローラ２７は、図３，図６，図７に示すように、それらの両端軸部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂの夫々が軸受け部材２８で保持され、各軸受け部材２８には、帯電ローラ２６の両端軸部２６ａ，２６ｂを回転自在に支持する軸孔２８ａと、ブラシローラ２７の両端軸部２７ａ，２７ｂを回転自在、かつ、帯電ローラ２６の外周面から離間する上方向に移動自在、かつ、回転軸芯Ｘ方向に沿って往復移動自在に支持する上下方向に長い長軸孔２８ｂとを形成してある。

前記軸受け部材２８の夫々は、図４，図１１に示すように、帯電ローラ２６を収容しているハウジング部材３２の両端に設けてある箱状部３２Ａ，３２Ｂの内側に支持され、スプリング２９で感光体ドラム３に向けて下向きに弾性付勢されていて、帯電ローラ２６は、各軸受け部材２８を介して、スプリング２９の弾性付勢力で感光体ドラム３に圧接されている。

前記箱状部３２Ａ，３２Ｂには、図５に示すように、取付部材３３Ａ，３３Ｂが取付られていて、この取付部材３３Ａ，３３Ｂを筐体２のフレーム部分に取り付けて固定してある。

前記ブラシローラ２７は、その両端軸部２７ａ，２７ｂが各軸受け部材２８の長軸孔２８ｂに沿ってガイドされて、自重で帯電ローラ２６の外周面に接触可能に支持してあり、帯電ローラ２６に対して線速差を持って駆動回転させる駆動回転機構Ａと、帯電ローラ２６に対して回転軸芯Ｘ方向に沿って往復駆動移動させる往復駆動機構Ｂとを設けてある。

また、長軸孔２８ｂの上部内周縁と、その長軸孔２８ｂに入り込んでいるブラシローラ２７の両端軸部２７ａ，２７ｂとの間に、ポリウレタンフォーム製発泡スポンジなどの弾性部材８を嵌め込んで、ブラシローラ２７が、その自重に加えて両端軸部２７ａ，２７ｂによる弾性部材８の圧縮変形に伴う弾性復元力で、帯電ローラ２６の外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢機構（付勢手段）Ｃを設けてある。

前記駆動回転機構Ａは、図８に示すように、帯電ローラ２６の一方の軸部２６ａに、感光体ドラム３の一方の端部に設けてあるギア部３ａに噛み合うギア部２６ｃを設けるとともに、ブラシローラ２７の一方の軸部２７ａに、帯電ローラ２６のギア部２６ｃに噛み合うギア部２７ｃを設けて、感光体ドラム３のギア部３ａと帯電ローラ２６のギア部２６ｃとの噛み合いによって、帯電ローラ２６が感光体ドラム３と同期回転され、帯電ローラ２６のギア部２６ｃとブラシローラ２７のギア部２７ｃとの噛み合いによって、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６に接触した状態で回転駆動され、ギア部２６ｃとギア部２７ｃの歯数を互いに異ならせることで、ブラシローラ２７を帯電ローラ２６に対して線速差を持って駆動回転するように支持してある。

前記線速差は増速（プラス）側でも減速（マイナス）側でも良いが、クリーニング能率の向上を図る観点からは、減速側が優れており、本実施形態ではマイナス１５％に設定してある。

前記ブラシローラ２７の長軸孔２８ｂに沿う移動は、ギア部２６ｃとギア部２７ｃとの噛み合い深さで吸収することができ、ブラシローラ２７の回転軸芯Ｘ方向に沿う往復移動はギア部２６ｃとギア部２７ｃとの噛み合い幅で吸収することができるのであるが、ブラシローラ２７をその自重だけで帯電ローラ２６に接触するように付勢してあると、ブラシローラ２７のギア部２７ｃが、帯電ローラ２６の駆動回転時に、その帯電ローラ２６のギア部２６ｃから受ける反力で大きく浮き上がって、ギア部２６ｃとギア部２７ｃとの噛み合いが外れ、帯電ローラ２６をクリーニングできなくなるおそれがある。

このため、前述のように、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６の外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢機構Ｃを設けて、付勢機構Ｃによる付勢力で必要最低限の帯電ローラ２６に対する押圧力を確保できるようにして、ギア部２６ｃとギア部２７ｃとの噛み合いが外れるような、ブラシローラ２７のギア部２７ｃの大きな浮き上がりを防止してある。

前記ブラシローラ２７におけるブラシ７の単糸繊度は、１〜１０Ｔ（デシテックス）で、密度が１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲にあることが好ましく、また、ブラシ７が帯電ローラ２６から最も離れた時のブラシ食い込み量は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

更に、図２（ｃ）に示したように、ブラシローラ２７における帯電ローラ２６に対するブラシ７の毛倒れ方向を、図中の矢印ｂで示す帯電ローラ２６の回転方向に倣う順方向に設定してある。

尚、本実施形態では、ブラシローラ２７の帯電ローラ２６に対する線速差を減速側に設定してあるが、線速差を増速側に設定してある場合でも、ブラシ７の毛倒れ方向を順方向に設定しておくのが好ましい。

前記往復駆動機構Ｂに付いて説明する。
図９，図１０に示すように、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ｂには、周方向に沿って回転軸芯Ｘ方向に湾曲変形させた円板状カム３０を装着してあり、この円板状カム３０は、図１２に示すように、小判状ボス孔３０ａを形成してあるボス部３０ｂを一体に備えていて、ブラシローラ２７の他方の軸部２７ｂの小判状部異径部２７ｄをこの小判状ボス孔３０ａに相対回転不能に嵌合することにより装着して、回転軸芯Ｘに直交する方向よりも僅かに傾斜させてある。

また、ハウジング部材３２の一方の箱状部３２Ｂの内側に、図１３に示すように、有底四角箱状のケース部材３１を回転軸芯Ｘ方向に移動しないように支持して、このケース部材３１の内側に、円板状カム３０が隙間を隔てて嵌まり込む凹部３１ａを形成してあるとともに、この凹部３１ａの底付近に、円板状カム３０の外周部の一部を回転軸芯Ｘ方向の両側から挟み込む一対の突起３１ｂを形成してある。

従って、ブラシローラ２７が駆動回転されると、ケース部材３１の一対の突起３１ｂで円板状カム３０がガイドされて、ブラシローラ２７が回転軸芯Ｘ方向に沿って往復駆動移動されるように構成してある。

上述のように構成すれば、画像形成部４の帯電部１３において、ブラシローラ２７を帯電ローラ２６に自重と弾性部材８の付勢力で当接させることができるので、軸受け部材２８の長軸孔２８ｂにより、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６の周面に倣って軸直角方向に移動することができ（軸間距離のセルフアジャスト）、密度の高いブラシを選択できて、クリーニング効果が向上するようになる。

また、ブラシローラ２７を帯電ローラ２６に対して線速差が生じるように回転駆動させるから、クリーニング力が強化されるようになる。この場合、ブラシローラ２７を従動させるのではなく、ギア部２７ｃを用いて駆動回転させることで、ブラシローラ２７が重量化しないから、帯電ローラ２６上にトナー外添材を固着させるおそれが少なく、帯電性能が低下しにくくなるとともに、帯電ローラ２６の回転が安定となってジッダ画像の発生が抑制されるようになる。

加えて、ブラシローラ２７を軸方向（図２（ｂ）中の矢印ａ方向）に往復移動させるから、ブラシ密度の隙が自動的に補填され（換言すれば、隙が略無くなる。）、クリーニング効果が向上するようになる。

前記ブラシローラ２７を軸方向に往復移動させる機構として、円板状カム３０とケース部材３１とを設けるだけであるから、構造が簡単で確実に往復移動させることができる。

また、ブラシローラ２７におけるブラシ７の単糸繊度を１〜１０Ｔ（デシテックス）、密度を１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲に設定することにより、帯電ローラ２６上にトナー外添材を固着させるおそれが少なくなるので、帯電性能が低下しにくくなる。

さらに、ブラシローラ２７の毛倒れ方向を帯電ローラ２６の回転方向ｂに倣うように設定することにより、帯電ローラ２６に対する当接面積が増加するので、ジッダ画像の発生がより抑制されるようになる。

前記ブラシ７のブラシ単糸繊度とブラシ密度との三種類の組み合わせ毎に、長軸孔２８ｂの上部内周縁とブラシローラ２７の両端軸部２７ａ，２７ｂとの間に弾性部材８を嵌め込んである場合と、嵌め込んでない場合との夫々について、用紙（普通紙）に形成した画像の品質を比較した。

表１は、その比較結果を示し、ブラシ単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）で、ブラシ密度が１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲の組み合わせにおいて、弾性部材８を嵌め込んである場合が、画像品質が最も優れている。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による画像形成装置は、上記実施形態において、長軸孔２８ｂの上部内周縁とブラシローラ（クリーニングローラ）２７の両端軸部２７ａ，２７ｂとの間に、弾性部材８としての、板バネやコイルバネのような金属製バネ材、或いは、ＰＥＴなどの樹脂製部材を弾性的に撓ませたバネ材を嵌め込んで、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６の外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢手段Ｃを設けてあっても良い。
２．本発明による画像形成装置は、上記実施形態において、長軸孔２８ｂの上部内周縁とブラシローラ（クリーニングローラ）２７の両端軸部２７ａ，２７ｂとの間に、予め弾性的に圧縮変形させた弾性部材８を嵌め込んであっても、ブラシローラ２７が帯電ローラ２６の外周面から浮き上がろうとすると弾性的に圧縮変形するように弾性部材８を嵌め込んであっても良い。
３．本発明による画像形成装置は、複写機やファックスなどの電子写真式画像形成装置であっても良い。

プリンタの内部を示す概略側面図 （ａ）要部の側面図、（ｂ）要部の正面図、（ｃ）ブラシローラのブラシの毛倒れ方向を示す側面図 要部の組み付け状態を示す斜視図 要部の組み付け状態を示す斜視図 要部の組み付け状態を示す斜視図 要部の組み付け状態を示す拡大斜視図 要部の組み付け状態を示す拡大斜視図 要部の組み付け状態を示す拡大斜視図 要部の組み付け状態を示す拡大斜視図 要部の組み付け状態を示す拡大正面図 要部の組み付け状態を示す拡大斜視図 要部の斜視図 要部の斜視図

符号の説明

３ 感光体ドラム
７ ブラシ
２６ 帯電ローラ
２７ クリーニングローラ（ブラシローラ）
Ｘ 水平軸芯（回転軸芯）

Claims (3)

1. 感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラの外周面に接触して、その帯電ローラをクリーニングするクリーニングローラとを、互いに平行な水平軸芯周りで回転自在に支持してあるとともに、
   前記クリーニングローラを、前記帯電ローラの外周面から離間する方向に移動自在、かつ、前記帯電ローラの外周面に接触可能に支持してある画像形成装置であって、
   前記クリーニングローラを、前記帯電ローラに対して線速差を持って駆動回転し、かつ、回転軸芯方向に沿って往復駆動移動するように支持し、
   前記クリーニングローラが前記外周面に圧接されるように機械的に付勢する付勢手段を設けてある画像形成装置。
2. 前記クリーニングローラが、前記帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであり、
   前記ブラシの単糸繊度が１〜１０Ｔ（デシテックス）で、密度が１５０〜３００ｋＦ／inch²の範囲にある請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニングローラが、前記帯電ローラの外周面に接触するブラシを備えたブラシローラであり、
   前記ブラシローラの前記帯電ローラに対する線速差が増速側であっても減速側であっても、前記ブラシの毛倒れ方向を前記帯電ローラの回転方向に対して順方向に設定してある請求項１又は２記載の画像形成装置。

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