JP2016122121A - クリーニングローラ - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの外周に発泡体を正しく貼着することができ、かつ発泡体の剥離を抑えるができ、複写機、プリンター装置、ファクシミリ装置等のＯＡ機器における帯電ローラに付着した残留トナーや紙粉等の微粒子を除去することのできる、品質の良好なクリーニングローラの提供を目的とする。
【解決手段】シャフト１１Ａと、シャフト１１Ａの両端間に設けられたクリーニング範囲Ｊの外周に貼着された弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａとよりなり、シャフト１１Ａの少なくともクリーニング範囲Ｊの外周にシャフト１１Ａの長さ方向Ｌに沿って平面１５Ａ、１６Ａ、１７Ａを設け、クリーニング範囲Ｊの平面１５Ａ、１６Ａ、１７Ａに断面形状が四角形の弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを貼着してクリーニングローラ１０Ａとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーニングローラに関し、特には複写機、プリンター装置、ファクシミリ装置等のＯＡ機器における帯電ローラに付着した残留トナーや紙粉等の微粒子を除去するクリーニングローラに関する。

例えば複写装置、画像記録装置、プリンター装置、ファクシミリ装置等のＯＡ機器では、電子写真システムにおける帯電系等に、クリーニングローラが使用されている。図５は、電子写真システムの構造を模式的に示す図である。符号８１は感光ドラム、８３は帯電ローラ、８５はクリーニングローラ、８７はレーザー発信機、８９はトナー供給装置、９１はブレード、９３は転写ベルト、Ｐは用紙である。クリーニングローラ８５は、帯電ローラ８３の表面に付着した残留トナーや紙粉等の微粒子を除去するために設けられ、シャフト８５ａと、前記シャフト８５ａの外周に設けられた弾性発泡体層８５ｂとよりなり、前記弾性発泡体層８５ｂが帯電ローラ８３の表面に押し付けられた状態で回転し、前記帯電ローラ８３の表面の微粒子を前記弾性発泡体層８５ｂで除去する。上記回転するクリーニングローラ８５は、クリーニングローラには駆動部がなく、帯電ローラの駆動回転に従い、上記クリーニングローラも従動する。

前記クリーニングローラとして、四角柱状に加工した弾性発泡体の中心に断面円形のシャフトを挿通して弾性発泡体の外周を研磨することにより、弾性発泡体を円筒形にしたものがある。
しかし、研磨加工により形成されたクリーニングローラは、研磨加工時に発生した研磨粉が弾性発泡体表面の微細な凹凸に入り込み、使用時に悪影響を及ぼすことがあった。

また、前記研磨粉の問題を解消するため、細長い平行四辺形からなる短冊状の弾性発泡体を断面円形のシャフトの外周に螺旋状に巻き付けたクリーニングローラが提案されている（特許文献１、２）。

しかし、細長い短冊状の弾性発泡体をシャフトの外周に螺旋状に巻き付ける場合、シャフトへ巻き付ける際に弾性発泡体に張力が加わり、巻きつける素材がウレタン発泡体のように伸縮しやすいので、巻きはじめから巻いている途中までの間に均一な張力で巻くことは困難であり、巻き終わりに近づくほど材料が延ばされる。このように延ばされたりして、一定の張力で巻き付けることが困難なことから、ロールに巻きつけた弾性発泡体の厚みにばらつきを生じ、また、巻き付け後の弾性発泡体に復元力が働くために両端から剥がれやすくなる問題がる。

特開２０１２−１０３６４１号公報 特開２０１２−２４７４７９号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、シャフトの外周に弾性発泡体を正しく貼着することができ、かつ弾性発泡体の剥離を抑えることができる品質の良好なクリーニングローラの提供を目的とする。

請求項１の発明は、シャフトと、前記シャフトの両端間に設けられたクリーニング範囲の外周に貼着された弾性発泡体とよりなるクリーニングローラにおいて、前記シャフトの少なくとも前記クリーニング範囲の外周に該シャフトの長さ方向に沿って平面を設け、前記クリーニング範囲の平面に前記弾性発泡体が貼着されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記クリーニング範囲の平面は、前記シャフトの外周に複数設けられ、前記シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された隣り合う前記弾性発泡体の外周面側間に隙間を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記クリーニング範囲の平面は、前記シャフトの外周に複数設けられ、前記シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された前記弾性発泡体同士は、前記シャフトの長さ方向に位置をずらして前記クリーニング範囲の平面に貼着され、かつ前記クリーニング範囲の複数の平面に設けられた前記弾性発泡体は、前記シャフトの長さ方向の隙間が無いように配置されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記弾性発泡体は、断面形状が四角形であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記クリーニング範囲の平面には、断面凹状の弾性発泡体挟持溝が前記シャフトの長さ方向に設けられ、前記弾性発泡体挟持溝内に前記弾性発泡体が貼着されて該弾性発泡体挟持溝の頂部から前記弾性発泡体の一部が突出していることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記クリーニング範囲の平面には、断面Ｌ字状の弾性発泡体支持部が前記シャフトの長さ方向に設けられ、前記弾性発泡体支持部に前記弾性発泡体が貼着されて該弾性発泡体支持部の頂部から前記弾性発泡体の一部が突出していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、シャフトの外周に設けた平面に弾性発泡体を貼着したため、シャフトの円形外周面に弾性発泡体を貼着する場合と比べて、弾性発泡体をシャフトに正しく貼着することができ、かつ弾性発泡体の剥離を抑えることができる品質の良好なクリーニングローラが得られる。

請求項２の発明によれば、シャフトの外周に平面が複数設けられ、シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された隣り合う弾性発泡体の外周面側間に隙間を有するため、クリーニングローラの回転時にシャフトの周方向の弾性発泡体の縁が、いわゆるエッジ効果を発揮して帯電ローラの表面の微粒子を効率よく除去することができる。

請求項３の発明によれば、シャフトの外周に平面が複数設けられ、シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された弾性発泡体同士は、シャフトの長さ方向に位置をずらして前記平面に貼着され、かつ前記クリーニング範囲の複数の平面に設けられた前記弾性発泡体は、前記シャフトの長さ方向の隙間が無いように配置されている。すなわち、周方向の異なる平面に貼着された複数の弾性発泡体は、シャフトの軸方向（長さ方向）についてみれば、一部重複しながらあるいは隙間なく存在している。そのため、クリーニングローラの回転時には、シャフトの長さ方向に沿って弾性発泡体間に隙間が無くなってクリーニング範囲の全体に亘ってクリーニングされることから、クリーニング性が低下するおそれが無く、かつ弾性発泡体の使用量を減らすことができる。

前記請求項４の発明によれば、弾性発泡体は断面形状が四角形であるため、クリーニングローラの回転時に弾性発泡体の縁が、いわゆるエッジ効果を発揮して帯電ローラの表面の微粒子を効率よく除去することができる。

請求項５の発明によれば、断面凹状の弾性発泡体挟持溝内に弾性発泡体が貼着されているため、クリーニングローラの回転時に弾性発泡体が凹溝で挟持され、シャフトから弾性発泡体が剥がれ難くなる。

請求項６の発明によれば、断面Ｌ字状の弾性発泡体支持部に弾性発泡体が貼着されているため、クリーニングローラの回転時にシャフトから弾性発泡体が剥がれ難くなる。

本発明の第１実施形態に係るクリーニングローラの正面図と断面図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニングローラの正面図と断面図である。 本発明の第３実施形態に係るクリーニングローラの正面図と断面図である。 本発明の他の実施形態に係るクリーニングローラの断面図である。 電子写真システムの構造を模式的に示す図である。

以下に本発明の各実施形態のクリーニングローラについて説明する。各実施形態のクリーニングローラは、例えば図５に示した帯電ローラ８３の表面に接触しながら回転するように取り付けられ、帯電ローラ８３の表面に付着している微粒子を除去するのに好適なものである。

図１に示す第１実施形態に係るクリーニングローラ１０Ａは、シャフト１１Ａと、前記シャフト１１Ａの外周に貼着された弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａとよりなる。
前記シャフト１１Ａは、金属等からなる棒状体で構成されており、前記クリーニングローラ１０Ａの芯材を構成する。前記シャフト１１Ａは、前記クリーニングローラ１０Ａが取り付けられる機器に応じた長さとされる。一般的なシャフトの長さとして１４０〜３７０ｍｍを挙げる。

前記シャフト１１Ａは両端１２Ａ、１２Ａ間に、該両端１２Ａ、１２Ａから離れてクリーニング範囲Ｊが設定されている。前記クリーニング範囲Ｊは、前記クリーニングローラ１０においてクリーニング機能を発揮する範囲である。前記シャフト１１Ａの両端１２Ａ、１２Ａから前記クリーニング範囲Ｊまでの部分Ｋ、Ｋが、前記シャフト１１Ａを装置に取り付けるために必要となる部分、例えば取り付け軸となる部分であり、Ｋ部分の長さの例として３．４〜４０ｍｍを挙げる。

前記シャフト１１Ａは、断面形状が正三角形の棒状体からなり、前記クリーニング範囲Ｊのシャフト外周に平面１５Ａ、１６Ａ、１７Ａが、前記シャフトＪの長さ方向Ｌに沿って設けられている。なお、前記シャフト１１Ａは、前記クリーニング範囲Ｊのみを三角形の断面形状とし、両端側の部分Ｋ、Ｋについては外周に平面の無い円筒形状としてもよい。前記三角形として、例えば一辺が６ｍｍの正三角形を挙げる。

前記弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａは、前記クリーニング範囲Ｊの平面１５Ａ、１６Ａ、１７Ａに接着テープ等の接着剤で貼着されている。前記弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａとしては、連続気泡ポリウレタンフォーム、連続気泡ポリオレフィン等の発泡体が好ましく、特にはポリウレタンフォームが好適である。ポリウレタンフォームの場合、密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２）２４〜８０ｋｇ／ｍ^３、硬さ（ＪＩＳ Ｋ６４００−２、２５％圧縮硬さ）１００〜４１０Ｎ、引張強度（ＪＩＳ Ｋ６４００−５）６９〜３００ｋＰａ、伸び（ＪＩＳ Ｋ６４００−５）１００〜２２０％が好ましい。

前記弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａは、本実施形態では互いに分離した断面形状が四角形の帯状のもので構成され、前記シャフト１１Ａの周方向Ｒに隣り合う前記弾性発泡体２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの各外周面ａ側の端縁間に隙間ｆが形成されている。前記断面形状が四角形の帯状からなる弾性発泡体の寸法として、前記シャフト１１Ａの正三角形の一辺が６ｍｍ、前記クリーニング範囲Ｊの長さ２２０ｍｍの場合に、弾性発泡体の幅６ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ２２０ｍｍを挙げる。なお、前記弾性発泡体２１Ａ、２２Ａ、２３Ａは貼着面側で連結されていてもよい。

図２に示す第２実施形態に係るクリーニングローラ１０Ｂは、前記第１実施形態のクリーニングローラ１０Ａにおけるシャフト１１Ａと同一の三角形断面形状をしたシャフト１１Ｂと、前記シャフト１１Ｂにおけるクリーニング範囲Ｊの平面１５Ｂ、１６Ｂ、１７Ｂに接着テープ等の接着剤で貼着された弾性発泡体２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂとよりなり、前記弾性発泡体の配置の変更以外は第１実施形態のクリーニングローラ１０Ａと同様の構成からなる。符号の１２Ｂ、１２Ｂはシャフト１１Ｂの両端である。

前記第２実施形態においては、前記弾性発泡体２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂを前記クリーニング範囲Ｊの長さよりも短いものとして、前記シャフト１１Ｂの周方向Ｒに隣り合う弾性発泡体同士２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂを、前記シャフト１１Ｂの長さ方向Ｌに位置をずらして螺旋状にして前記クリーニング範囲Ｊの平面１５Ｂ、１６Ｂ、１７Ｂに接着テープ等で貼着した例である。前記シャフト１１Ｂの周方向Ｒに隣り合う弾性発泡体２１Ｂと２２Ｂ、２２Ｂと２３Ｂ、２３Ｂと２４Ｂは、前記シャフト１１Ｂの長さ方向Ｌに隙間が無いように配置されている。これは、周方向の異なる平面に貼着された複数の弾性発泡体は、シャフトの長さ方向（軸方向）についてみれば、一部重複しながらあるいは隙間なく存在し、クリーニング範囲におけるシャフトの長さ方向の何れの位置でも周方向のいずれかの平面には弾性発泡体が存在していることを意味する。なお、図２では隣り合う平面の弾性発泡体同士は、シャフトの長さ方向（軸方向）について隙間なく存在しているが、その代わりに、一部分重複しながら別平面又は同一平面上に位置させてもよい。一部重複して設けることにより、シャフトの長さ方向における弾性発泡体の境界位置でも効率良くクリーニングすることができる。
前記弾性発泡体２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂの寸法例として、前記シャフト１１Ｂの正三角形の一辺が６ｍｍ、前記クリーニング範囲Ｊの長さ２２０ｍｍの場合に、各弾性発泡体の幅６ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ５５ｍｍを挙げる。

図３に示す第３実施形態に係るクリーニングローラ１０Ｃは、前記第２実施形態のクリーニングローラ１０Ｂにおける断面形状が三角形のシャフト１１Ｂに代えて、断面形状が四角形（正方形）のシャフト１１Ｃを用いたものであり、他の構成は前記第２実施形態のクリーニングローラ１０Ｂと同一の構成からなる。前記シャフト１１Ｃのクリーニング範囲Ｊにおける平面１５Ｃ、１６Ｃ、１７Ｃ、１８Ｃに、弾性発泡体２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｄが螺旋状に配置されて接着テープ等で貼着されている。符号の１２Ｃ、１２Ｃはシャフト１１Ｃの両端である。前記シャフト１１Ｃと前記弾性発泡体２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂの寸法例として、前記シャフト１１Ｃの正方形の一辺が６ｍｍ、前記クリーニング範囲Ｊの長さが２２０ｍｍの場合に、各弾性発泡体の幅６ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ５５ｍｍを挙げる。

前記シャフトにおけるクリーニング範囲の断面形状は、前記のような多角形に限られず、弾性発泡体を貼着する部分に平面を有する形状であればよく、特に制限はない。図４に本発明の他の実施形態を示す。図４は本発明における他の実施形態のクリーニングローラを、クリーニング範囲の位置で切断した断面図である。
図４の（４−１）に示すクリーニングローラ１０Ｄは、シャフト１１Ｄの少なくともクリーニング範囲における断面形状が一部を平面１５Ｄとした一部切り欠き円形からなり、前記平面１５Ｄに弾性発泡体２１Ｄが接着テープ等で貼着されたものである。

図４の（４−２）に示すクリーニングローラ１０Ｅは、シャフト１１Ｅの少なくともクリーニング範囲における断面形状を長方形とし、短辺側の平面１５Ｅ、１６Ｅに弾性発泡体２１Ｅ、２２Ｅが接着テープ等で貼着されたものである。

図４の（４−３）に示すクリーニングローラ１０Ｆは、シャフト１１Ｆの少なくともクリーニング範囲における断面形状を平行四辺形とし、短辺側の平面１５Ｆ、１６Ｆに弾性発泡体２１Ｆ、２２Ｆが接着テープ等で貼着されたものである。

図４の（４−４）に示すクリーニングローラ１０Ｇは、シャフト１１Ｇの少なくともクリーニング範囲における断面形状を十字形とし、突部の平面１５Ｇ、１６Ｇ、１７Ｇ、１８Ｇに弾性発泡体２１Ｇ、２２Ｇ、２３Ｇ、２４Ｇが接着テープ等で貼着されたものである。

図４の（４−５）に示すクリーニングローラ１０Ｈは、シャフト１１Ｈの少なくともクリーニング範囲における断面形状を十字形とし、突部の平面１５Ｈ、１６Ｈ、１７Ｈ、１８Ｈに断面凹状の弾性発泡体挟持溝３１Ｈ、３２Ｈ、３３Ｈ、３４Ｈがシャフト１１Ｈの長さ方向に沿って設けられ、前記弾性発泡体挟持溝３１Ｈ、３２Ｈ、３３Ｈ、３４Ｈ内に弾性発泡体２１Ｈ、２２Ｈ、２３Ｈ、２４Ｈが貼着されて該弾性発泡体挟持溝３１Ｈ、３２Ｈ、３３Ｈ、３４Ｈの頂部（外部側端部）３１０Ｈ、３２０Ｈ、３３０Ｈ、３４０Ｈから、前記弾性発泡体２１Ｈ、２２Ｈ、２３Ｈ、２４Ｈの一部（外方側部分の頂部）が突出した構成からなる。なおシャフトの断面形状を十字形としたが、多角形としてもよい。

前記弾性発泡体挟持溝３１Ｈ、３２Ｈ、３３Ｈ、３４Ｈは、金属あるいはプラスチックで構成されて前記突部の平面１５Ｈ、１６Ｈ、１７Ｈ、１８Ｈに接着固定されたものでもよく、あるいは前記平面１５Ｈ、１６Ｈ、１７Ｈ、１８Ｈに直接形成されたものでもよい。また、前記弾性発泡体挟持溝は、前記クリーニング範囲の断面形状が他の形状のシャフトに設けてもよい。例えば、前記第１実施形態〜第３実施形態のシャフトに設けてもよい。さらに、前記弾性発泡体挟持溝は、図２及び図３に示した実施形態のように、弾性発泡体をシャフトの複数の平面に螺旋状に設ける場合には、弾性発泡体を設ける部分のみに設ければよい。

図の（４−６）に示すクリーニングローラ１０Ｐは、シャフト１１Ｐの少なくともクリーニング範囲における断面形状を十字形とし、突部の平面１５Ｐ、１６Ｐ、１７Ｐ、１８Ｐに断面Ｌ字状の弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐが前記シャフト１１Ｐの長さ方向に設けられ、前記弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐに弾性発泡体２１Ｐ、２２Ｐ、２３Ｐ、２４Ｐが貼着されて該弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐの頂部３１０Ｐ、３２０Ｐ、３３０Ｐ、３４０Ｐから前記弾性発泡体２１Ｐ、２２Ｐ、２３Ｐ、２４Ｐの一部（外方側部分）が突出した構成からなる。

前記弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐは、金属あるいはプラスチックで構成されて前記突部の平面１５Ｐ、１６Ｐ、１７Ｐ、１８Ｐに接着固定されたものでもよく、あるいは前記平面１５Ｐ、１６Ｐ、１７Ｐ、１８Ｐに直接形成されたものでもよい。さらに、図示の例のように、前記弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐにおける起立片３１１Ｐ、３１２Ｐ、３１３Ｐ、３１４Ｐは、前記各平面において前記シャフトの回転方向ｒ１の後方側の縁１５０Ｐ、１６０Ｐ、１７０Ｐ、１８０Ｐに位置させるのが好ましい。そのように前記起立片３１１Ｐ、３１２Ｐ、３１３Ｐ、３１４Ｐを位置させると、前記クリーニングローラ１０Ｐが帯電ローラと接触してｒ１方向へ回転する際に、前記弾性発泡体２１Ｐ、２２Ｐ、２３Ｐ、２４Ｐが弾性発泡体支持部３１Ｐ、３２Ｐ、３３Ｐ、３４Ｐの起立片３１１Ｐ、３１２Ｐ、３１３Ｐ、３１４Ｐ側へ押されて該起立片３１１Ｐ、３１２Ｐ、３１３Ｐ、３１４Ｐで支持されるため、剥がれにくさを高めることができる。

また、前記断面Ｌ字状の弾性発泡体支持部は、前記の例ではシャフトの断面形状を十字形としたが、前記クリーニング範囲の断面形状が他の形状のシャフトに設けてもよい。例えば、シャフトの断面形状を多角形としたり、前記第１実施形態〜第３実施形態のシャフトに設けてもよい。さらに、前記弾性発泡体挟持溝は、図２及び図３に示した実施形態のように、弾性発泡体をシャフトの複数の平面に螺旋状に設ける場合には、弾性発泡体を設ける部分のみに設ければよい。

前記のように、本発明のクリーニングローラは、シャフトの外周に設けた平面に弾性発泡体を貼着したため、シャフトの円形外周面に弾性発泡体を貼着する場合と比べて、弾性発泡体を正しく貼着することができ、かつ弾性発泡体の剥離を抑えることができ、品質が良好なものとなる。

１０Ａ〜１０Ｐ クリーニングローラ
１１Ａ〜１１Ｐ シャフト
１５Ａ〜１８Ｐ 平面
２１Ａ〜２４Ｐ 弾性発泡体
３１Ｈ〜３４Ｈ 弾性発泡体挟持溝
３１Ｐ〜３４Ｐ 弾性発泡体支持部
Ｊ クリーニング範囲

Claims (6)

1. シャフトと、前記シャフトの両端間に設けられたクリーニング範囲の外周に貼着された弾性発泡体とよりなるクリーニングローラにおいて、
   前記シャフトの少なくとも前記クリーニング範囲の外周に該シャフトの長さ方向に沿って平面を設け、
   前記クリーニング範囲の平面に前記弾性発泡体が貼着されていることを特徴とするリーニングローラ。
2. 前記クリーニング範囲の平面は、前記シャフトの外周に複数設けられ、
   前記シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された隣り合う前記弾性発泡体の外周面側間に隙間を有す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. 前記クリーニング範囲の平面は、前記シャフトの外周に複数設けられ、
   前記シャフトの周方向に隣り合う平面に貼着された前記弾性発泡体同士は、前記シャフトの長さ方向に位置をずらして前記クリーニング範囲の平面に貼着され、かつ前記クリーニング範囲の複数の平面に設けられた前記弾性発泡体は、前記シャフトの長さ方向の隙間が無い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。
4. 前記弾性発泡体は、断面形状が四角形であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のクリーニングローラ。
5. 前記クリーニング範囲の平面には、断面凹状の弾性発泡体挟持溝が前記シャフトの長さ方向に設けられ、
   前記弾性発泡体挟持溝内に前記弾性発泡体が貼着されて該弾性発泡体挟持溝の頂部から前記弾性発泡体の一部が突出していることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のクリーニングローラ。
6. 前記クリーニング範囲の平面には、断面Ｌ字状の弾性発泡体支持部が前記シャフトの長さ方向に設けられ、
   前記弾性発泡体支持部に前記弾性発泡体が貼着されて該弾性発泡体支持部の頂部から前記弾性発泡体の一部が突出していることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のクリーニングローラ。

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