JP2010066338A - 像担持体クリーニング装置、これを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の温度上昇時でのファーブラシのフリッキング能力を発揮しつつ、ファーブラシの毛倒れを弱めることが可能な像担持体クリーニング装置を提供する。
【解決手段】フリッカーバー１６をニッケルとチタンを含む形状記憶合金で形成し、３０℃以上の高温になると元の形状に戻る構成する。頻度の低い作像時や非作像時にはフリッカーバー１６がブラシ１４の剛性に負けて変形する。すなわち、感光体１の温度上昇時でのファーブラシ１０のフリッキング能力を発揮しつつ、ファーブラシ１０の毛倒れを弱めることを可能とする。フリッカーバー１６の変態温度を少なくとも３０℃以上に設定することにより、感光体１の温度上昇時は確実にファーブラシ１０のフリッキング機能を発揮しつつ、機械放置時等の機械停止時においてのファーブラシ１０へのフリッカーバー１６の長時間加圧を避けることが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、これらの複合機等の画像形成装置に用いられる像担持体クリーニング装置と、これを備えた画像形成装置に関する。

従来、感光体や中間転写体等の像担持体にファーブラシを接触させつつ回動させ、像担持体表面上の異物をクリーニングする技術は広く知られている。また、像担持体からファーブラシに付着した異物をファーブラシからはたき落とすためにフリッカー部材をファーブラシに接触させる技術も知られている。

しかし、フリッカー部材をファーブラシに接触させ続けると、ファーブラシのフリッカー接触部のブラシが経時的に毛倒れしてしまい、ファーブラシの毛倒れした部分ではクリーニング能力が低下する問題が知られてもいる。

このような毛倒れ防止技術として、ファーブラシを使用しない際にはフリッカー部材をファーブラシから離間させたり（例えば、特許文献１参照）、像形成動作終了時に像担持体を逆回転させることで毛倒れを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしこれらの技術ではフリッカーの接離機構や正逆回転させることの出来るモータ等を備えなくてはならず、クリーニング装置の複雑化を招いていた。

また像担持体付近の温度は、機械を連続稼動するうちに定着等の温度の影響を受け、どうしても徐々に高くなっていく傾向にある。また像を形成するために用いるトナーは、熱定着によって転写紙に溶着させるために融点をもった物性のもの（すなわち、ある温度で溶解するもの）であるが、近年は省エネルギーへの関心の高まりから低融点化されたトナーが多く使用される傾向にある。

また像担持体からファーブラシに付着したトナーは、ファーブラシが像担持体と接触している影響で常温時には像担持体との接触部でもはたき落とされる。そのため、通常は経時的にファーブラシ中にトナーが蓄積され続けることはあまりない。しかし像担持体の温度が段々と高くなると、トナーが粘性をもったものに変化し、ファーブラシに付着したままとなることで、像担持体上に付着している次のトナーをクリーニングできず、徐々にクリーニング性の低下を招いてしまうこともある。またさらに、像担持体の温度が高くなるとトナーがファーブラシとファーブラシとの結合材となってしまい、ファーブラシがトナーで固まったものになってしまうことで、像担持体の回転との連れ回りが妨げられてしまい、像担持体のトルクが膨大化し、最悪の場合には機械が停止してしまう状態が生じるという可能性さえあった。

特開昭５６−１４２５６５号公報 特開平３−２３９２８０号公報 特開平３−９８９２０号公報 特第３３０８０２２号公報

そこで、本発明は上記の問題点にかんがみ、像担時体及び像担持体に接触回動し像担持体上の異物をクリーニングすべくファーブラシを用いたクリーニング装置において、像担持体の温度上昇時でのファーブラシのフリッキング能力を発揮しつつ、ファーブラシの毛倒れを弱めることが可能となるものを提供することを目的とする。

本発明の像担持体クリーニング装置のうち請求項１に係るものは、像担持体に接触しつつ回転して前記像担持体表面上の異物をクリーニングするためのファーブラシを備えたクリーニング装置において、
前記ファーブラシに付着した異物をはたき落とすためのフリッカー部材を形状記憶材料にて形成してなることを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１記載の像担持体クリーニング装置において、前記フリッカー部材の変態温度を少なくとも３０℃以上に設定してなることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２記載の像担持体クリーニング装置において、前記フリッカー部材が、少なくともニッケルとチタンを含む形状記憶合金からなることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置において、前記ファーブラシの材質がポリエステル繊維であることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置を備えたことを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項５の画像形成装置において、使用するトナーが重合法で作られたものであることを特徴とする。

請求項７に係るものは、請求項６の画像形成装置において、請求項１ないし４のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置が、前記像担持体とともに、一体に画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジをなすことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体に接触回動し像担持体上の異物をクリーニングするためのファーブラシを用いたクリーニング装置において、ファーブラシに付着した異物を叩き落とすフリッカー部材を形状記憶材料にて構成することにより、像担持体の温度上昇時でのファーブラシのフリッキング能力を発揮しつつ、ファーブラシの毛倒れを弱めることが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下に説明する実施例ではドラム状の感光体を像担持体とする装置構成を例にとって説明するが、本発明はこの構成には限定されず、像担持体としてベルトを用いる装置にも適用可能である。

図１は、画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置においては、図示していない画像形成装置本体の機枠に像担持体の一例であるドラム状の感光体１が、その中心軸線のまわりに回転自在に支持され、図示していないプリントボタンが押されると、感光体１は図１に符号Ａで示した時計方向に回転駆動される。

このとき、その感光体１の表面は、帯電装置２によって所定の極性に均一に帯電され、その帯電面には、図示しない書込み手段からの原稿画像の光像Ｌが照射される。感光体１の表面が露光されることによって、そこに原稿画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３を通過するときにトナー像として可視像化される。

一方、図示しない給紙部から転写材の一例である転写紙４が給送され、その転写紙４が、感光体１上のトナー像に整合するタイミングで矢印Ｃ方向に給送される。このとき、転写部５において、感光体表面に形成されたトナー像が転写装置６の作用によって転写紙４の表面に転写される。転写紙４は引き続き矢印Ｃ方向に搬送されて感光体１から離れ、図示しない定着装置へ搬送される。そして、転写紙４上に転写されたトナー像が転写紙４に対して定着される。その後、転写紙４は装置外へ排出される。

トナー像転写後の感光体１の表面には、転写紙４に転写されなかった転写残トナーＴが付着しており、この転写残トナーＴは、クリーニング装置７によって除去され、感光体１の表面が清掃される。その清掃後の感光体１の表面は除電装置１７により除電作用を受けて初期化され、引き続き前述の動作が実行され、次の転写紙上にトナー像が転写される。

クリーニング装置７は、クリーニングケース８と、クリーニングブレード９と、ブラシローラ１０と、トナー排出部材１１を有する。クリーニングブレード９は、ゴムなどの弾性材によって構成され、その基端部は取付ブラケット１２を介してクリーニングケース８に固定支持され、その自由端側の先端エッジ部が感光体１の表面に圧接している。またブラシローラ１０は、クリーニングケース８内に収容されていて、感光体１と平行に延びる剛体により構成された芯軸１３と、その芯軸１３のまわりに設けられたブラシ１４を有している。このような構成の場合、ブラシローラ１０が感光体１の表面と接触していることで連れ回りするように構成しても良いし、芯軸１３をモータ等の駆動手段によって回転駆動するようにしてもよい。またブラシローラ１０の回転方向は、感光体１と連れ回りさせるときは図中の矢印方向となるが、芯軸１３を回転駆動する場合には図中の矢印方向とは逆方向としてもよい。

図中９クリーニングブレードで、クリーニングブレード９とブラシローラ１０は、感光体１の軸方向における画像領域、すなわち転写残トナーＴが付着する領域の全体に亘って、図の紙面に対して垂直な方向に長く延びている。転写残トナーＴがクリーニング装置７に運ばれてくると、ブラシローラ１０をすり抜けても、転写残トナーＴはクリーニングブレード９の先端エッジ部でせき止められて感光体１の表面から掻き取られる。これにより、クリーニング装置７よりも下流側の感光体表面にトナーが付着することが防止される。

図示の例では、クリーニングブレード９やブラシローラ１０により掻き取られた転写残トナーＴは、下方に落下し、ブラシローラ１０の回転によって、感光体１の表面から離れる方向へ搬送される。このとき、基端部がクリーニングケース８の上壁内面に固定されたフリッカーバー１６、すなわち掻き落し部材の先端がブラシ１４に接触し、ブラシ１４に受け止められて運ばれる転写残トナーＴを叩き落し、トナー排出部材１１へ向けて放出させる。

トナー排出部材１１は、例えばスクリュー又はコイルなどからなり、図中の矢印Ｄ方向に回転駆動されており、転写残トナーＴはクリーニングケース８外に搬出され、図示しない回収タンク等に収容される。

図２から図４により本実施例の詳細を説明する。図２は像担持体である感光体１とファーブラシであるブラシローラ１０、フリッカーバー１６の当接状態を示した図であり、図３は、フリッカーバー１６によるフリッキング時のブラシ１４上トナーＴの付着状態を示した図であり、図４は、高温化のファーブラシ１０に対するフリッカーバー１６の当接状態を示した図である。なお図２において（ａ）は正常時、（ｂ）はブラシ１４上のトナーＴの残付着状態、（ｃ）はブラシ１４、１４間のトナー固着状態を示す。

ファーブラシ１０は、感光体１とフリッカーバー１６に対し図１に示した様にブラシ１４が食い込む様に当接しつつファーブラシ１０が回転する。ファーブラシ１０が回転することで、ブラシ１４が食い込み部において撓みつつ食い込み、その部位を過ぎたところで元の形状に戻る。このことで、ブラシ１４に付着したトナー等の異物ははたき落とされる。ただし、ブラシ１４は何度も撓んだり、撓んだ状態で長期間にわたって放置されたりすることで、元の直立状態、換言すれば芯軸１３を中心とする放射線状に芯軸１３に植え付けられている状態に戻らず、毛倒れした状態のままになってしまうことがあることは既述の通りである。

またフリッカーバー１６によるフリッキング後のブラシ１４の表面状態は、通常は図３の（ａ）のようにブラシ１４上に残トナーＴは僅かに残る程度になるが、機械を連続稼動するうちに感光体１周りの温度が上昇し、トナーの粘性が高まることで、図２の（ｂ）に示したようにトナーＴがブラシ１４に付着したままになってしまうことや、さらに温度が上昇すると図２の（ｃ）に示したようにトナーＴがブラシ１４とブラシ１４の間で固まった状態となり、ファーブラシ１０と感光体１との接触部でのトルクが増大し、機械が停止してしまう可能性があることも既述の通りである。

そこで本実施例では、フリッカーバー１６をニッケルとチタンを含む形状記憶合金にて形成し、３０℃以上の高温になると図２に示した形状に戻る構成することで、頻度の低い作像時や非作像時には図４に示したようにフリッカーバー１６がブラシ１４の剛性に負けて変形するようにして上述の不具合の発生を防ぐようにしてある。すなわち、感光体１の温度上昇時でのファーブラシ１０のフリッキング能力を発揮しつつ、ファーブラシ１０の毛倒れを弱めることを可能としている。なおフリッカーバー１６の変態温度を少なくとも３０℃以上に設定することにより、感光体１の温度上昇時は確実にファーブラシ１０のフリッキング機能を発揮しつつ、機械放置時等の機械停止時においてのファーブラシ１０へのフリッカーバー１６の長時間加圧を避けることが可能となり、より確実にファーブラシの毛倒れを防止可能となる。

また画像形成装置のファーブラシにおいては、ブラシ１４の材質としてアクリル繊維、ナイロン繊維等も使用されることがあるものの、本実施例においてはポリエステル繊維で形成するものとすることにより、頻度の低い作像時や非作像時におけるブラシ１４の毛倒れをより容易に防止できるようにしている。すなわち、ファーブラシ１０のブラシ１４の材質をポリエステル樹脂にて構成することにより、ファーブラシ１０に適度な剛性を与えることが可能となり、フリッカーバー１６による毛倒れ防止効果をより発揮させることが可能となる。

また、トナーが重合法で作られたものであると、図２の（ｂ）、（ｃ）の状態になり易いが、本実施例に用にフリッカーバー１６を使用することで、経時にわたり上述のような不具合の発生を防止できるようになる。また、図２に示した感光体１とファーブラシ１０を含むクリーニング装置とを、画像形成装置の機械本体に対して一体で着脱可能なプロセスカートリッジの形態とすると、ファーブラシ１０と感光体１とのメンテナンスの時期を容易に同期させることが可能となり、プロセスカートリッジの利点（良好な作業性かつ確実なメンテナンス性）を生かすことが可能となる。すなわち、トナーの円径度が高く、トナー同士が凝集して固まり易いものでも、本実施例ではフリッカーバー１６が経時にわたり安定したフリッキング機能を発揮することが可能となる。

なおフリッカーバー１６を、少なくともニッケルとチタンを含む形状記憶合金にて構成することにより、感光体１の温度上昇時にはファーブラシ１０の剛性に負けることなくフリッカー能力を発揮させ、また常温以下ではフリッカーバー１６をファーブラシ１０の剛性によりブラシ１４にストレスを与えない接触とすることが可能となる。

画像形成装置の一例を示す部分断面概略図 像担持体である感光体とファーブラシであるブラシローラ、フリッカーバーの当接状態を示した図 フリッカーバーによるフリッキング時のブラシ上トナーの付着状態を示した図 高温化のファーブラシに対するフリッカーバーの当接状態を示した図

符号の説明

１：感光体
２：帯電装置
３：現像装置
４：転写紙
５：転写部
６：転写装置
７：クリーニング装置
８：クリーニングケース
９：クリーニングブレード
１０：ブラシローラ
１１：トナー排出部材
１２：取付ブラケット
１３：芯軸
１４：ブラシ
１６：フリッカーバー
１７：除電装置
Ｌ：光像
Ｔ：転写残トナー

Claims (7)

1. 像担持体に接触しつつ回転して前記像担持体表面上の異物をクリーニングするためのファーブラシを備えたクリーニング装置において、
   前記ファーブラシに付着した異物をはたき落とすためのフリッカー部材を形状記憶材料にて形成してなることを特徴とする像担持体クリーニング装置。
2. 請求項１記載の像担持体クリーニング装置において、
   前記フリッカー部材の変態温度を少なくとも３０℃以上に設定してなることを特徴とする像担持体クリーニング装置。
3. 請求項１または２記載の像担持体クリーニング装置において、
   前記フリッカー部材が、少なくともニッケルとチタンを含む形状記憶合金からなることを特徴とする像担持体クリーニング装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置において、
   前記ファーブラシの材質がポリエステル繊維であることを特徴とする像担持体クリーニング装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５の画像形成装置において、使用するトナーが重合法で作られたものであることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、請求項１ないし４のいずれかに記載の像担持体クリーニング装置が、前記像担持体とともに、一体に画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジをなすことを特徴とする画像形成装置。