JP6318684B2 - 清掃部材、帯電装置、組立体及び画像形成装置並びに清掃体の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態に係る清掃部材、帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の一例を、図1を参照しつつ説明する。まず、画像形成装置の全体構成について説明する。次に、画像形成装置の動作について説明する。次に、要部について説明する。なお、以下の説明では、図面に矢印Xで示す方向の装置奥行き方向、矢印Yで示す方向を装置幅方向とする。また、装置奥行き方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向(適宜矢印Zで示す)を装置高さ方向とする。
〔全体〕
画像形成装置10は、図1に示されるように、媒体収容部28と、画像形成部90と、排出部68と、媒体搬送部74と、制御部50と、を含んで構成されている。
媒体収容部28は、媒体を収容する機能を有する。
画像形成部90は、媒体に画像を形成する機能を有する。画像形成部90は、図1に示されるように、露光装置17と、プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kと、転写装置36と、定着装置64と、を含んで構成されている。
露光装置17は、後述する帯電装置16により帯電された後述する感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kの表面に、静電潜像を形成する機能を有する。具体的には、制御部50を構成する画像信号処理部(図示省略)から受け取った画像データに応じて、変調した露光光を帯電装置16により帯電された感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kの表面に照射するようになっている。そして、露光装置17による露光光の照射によって、感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kの表面には静電潜像が形成されるようになっている。本実施形態では、露光装置17は、光源(図示省略)から照射された光ビーム(図1の一点鎖線)を、ポリゴンミラー等を含む光走査手段17Aで走査しつつ感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kの表面を露光する構成とされている。
プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18Kは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像を感光体ドラム12Y、12M、12C、12Kの表面に形成する機能を有する。以下の説明では、Y、M、C又はKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C又はKの何れか1つを付して説明し、Y、M、C又はKを区別する必要がない場合は、符号の後のY、M、C又はKを省略して説明する。
感光体ドラム12は、その表面にトナー像を保持する機能を有する。感光体ドラム12は、アルミ製の円筒と、この円筒上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の順で形成された感光層と、を備えている。感光体ドラム12は、駆動源(図示省略)により駆動されて矢印R方向に回転するようになっている。感光体ドラム12は、帯電装置16により帯電される場合は絶縁体としての性質を、露光装置17から出射された光ビームが入射される場合は半導体としての性質を示す。そして、感光体ドラム12の表面には、帯電装置16によって帯電され、露光装置17によって潜像が形成されるようになっている。
帯電装置16は、感光体ドラム12の表面を帯電させる機能を有する。帯電装置16は、帯電ロール14と、清掃部材100と、を備えている。帯電装置16は、装置奥行き方向手前側(正面側)から見ると、感光体ドラム12の左側に配置されている。そして、帯電ロール14は、感光体ドラム12の矢印R方向への回転に伴い、感光体ドラム12に従動回転するようになっている。そして、帯電ロール14は、電源(図示省略)から電圧が印加されると、感光体ドラム12とで形成するニップ部の上流側及び下流側でコロナ放電を起こして、感光体ドラム12の表面を帯電させるようになっている。ここで、帯電ロール14は、帯電部材の一例である。なお、清掃部材100は、本実施形態の要部であるため、詳しくは後述する。
現像装置26は、露光装置17から出射された光ビームにより感光体ドラム12の表面に形成された静電潜像を、トナー画像として現像する機能を有する。現像装置26は、現像剤供給体19と、搬送部材24と、を備えている。現像剤供給体19は、感光体ドラム12の表面へキャリアに保持されたトナーを供給するようになっている。搬送部材24は、現像剤供給体19へ付与されるトナー及びキャリアを攪拌しながら搬送するようになっている。
除去装置80は、感光体ドラム12の表面に形成されたトナー画像が媒体に転写された後、感光体ドラム12の表面に転写されずに残ったトナー、外添剤等を、感光体ドラム12の表面から除去する機能を有する。なお、除去装置80は、ゴム製のブレードで構成されている。
転写装置36は、各プロセスカートリッジ18で形成された各色のトナー画像を媒体に転写させる機能を有する。転写装置36は、媒体搬送ベルト20と、支持ロール40と、駆動ロール42と、転写ロール22Y、22M、22C、22Kと、を備えている。
定着装置64は、媒体に転写されたトナー画像を、媒体に定着させる機能を有する。定着装置64は、定着ロール64Aと、加圧ロール64Bと、を備えている。定着ロール64Aは、媒体上のトナーに、熱を付与する機能を有する。また、加圧ロール64Bは、定着ロール64Aに対向して配置され、媒体上のトナーに、圧力を付与する機能を有する。なお、定着装置64は、転写装置36に対して媒体の搬送方向Vの下流側に配置されている。
排出部68は、トナー画像が定着された媒体が排出させる機能を有する。排出部68は、排出ロール68Aと、媒体トレイ68Bと、を備えている。排出ロール68Aは、定着装置64に対して媒体の搬送方向Vの下流側に配置され、トナー画像が定着された媒体を、媒体トレイ68Bに向けて搬送する機能を有する。また、媒体トレイ68Bは、トナー画像が定着された媒体を、重ねて配置させる機能を有する。
媒体搬送部74は、媒体を媒体収容部28から、媒体の搬送方向Vに沿って搬送する機能を有する。また、媒体搬送部74には、媒体の表面への画像形成が行われた後、裏面への画像形成を行うため媒体を反転させる機能を有する。
制御部50は、画像形成装置10の各部(媒体収容部28、画像形成部90、排出部68及び媒体搬送部74)を、制御する機能を有する。
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置10による、画像形成動作について説明する。
次に、本実施形態の要部である清掃部材100について、図面を参照しつつ詳しく説明する。
清掃部材100は、自軸周りに回転する帯電ロール14に従動回転しながら、帯電ロール14に付着したトナー、外添剤等の異物を除去する機能を有する(図1参照)。
清掃部材100は、図2(B)及び(C)に示されるとおり、軸102と、発泡体104と、面ファスナ106と、を含んで構成されている。清掃部材100は、図1に示されるとおり、装置奥行き方向手前側(正面側)から見て、帯電ロール14を挟んで感光体ドラム12の反対側に、帯電ロール14に接触して配置されている。
軸102は、図2(A)〜(C)に示されるとおり、一例として長尺状の円柱(棒)とされている。
発泡体104は、図2(B1)に示されるとおり、長尺状の部材とされている。また、発泡体104の長手方向は、軸102の長尺方向に沿っている。そして、発泡体104は、軸102の外周面に巻き付けられ、軸102の外周面に接着されて固定されている。また、発泡体104は、半径Rの外周面(直径2Rの外周面)を形成している(図2(C)参照)。
本実施形態の面ファスナ106は、一例としてマジックテープ(登録商標)(株式会社クラレ)のL56130とされている。また、面ファスナ106は、発泡体104に比べて硬い。
清掃部材100を構成する軸102の両端側の部位は、軸受(図示省略)により回転可能に支持されている。清掃部材100は、この軸受が圧縮ばね(図示省略)により付勢されて、帯電ロール14を押圧している。そのため、清掃部材100と帯電ロール14とにニップ部が形成されている。このニップ部では、帯電ロール14が清掃部材100を構成する発泡体104に食い込んでおり、発泡体104は、このニップ部において、圧縮された状態とされている。
次に、清掃部材100の製造方法(製造工程)について、図2を参照しつつ説明する。清掃部材100の製造工程は、下記の3工程(第1〜第3工程)を含んでいる。
第1工程は、ブロック状発泡材から定められた厚みのシートを切り出した後、このシートを、この厚みのまま切断して分割することで、図2(A)に示されるような長尺状の発泡体を準備する。その後、この発泡体の短手方向両端面に面ファスナ106を接着剤で固定する。このようにして、第1工程では、長尺状で定められた厚みを有し、その短手方向両端部に面ファスナ106が接着剤で固定された発泡体104を準備する。なお、発泡体104の短手方向両端部に固定された面ファスナ106は、それぞれフック面又はループ面を有しており、互いに接触すると接合するようになっているが、説明において、いずれの面ファスナ106がフック面又はループ面であるかは省略して行う。また、長尺状の軸102を準備する。
第2工程は、第1工程で準備した軸102に、第1工程で準備した発泡体104を、巻き付ける。この場合、図2(B1)に示されるように、軸102に巻き付けられた発泡体104の端面同士が軸102の軸方向に沿うようにする。また、この工程では、発泡体104は、軸102の外周面に接着して固定する。
第3工程は、第2工程で軸102の外周面に巻き付けられた固定された発泡体104の端面同士を、面ファスナ106により接合する。なお、この説明では、第3工程を第2工程と分けて説明したが、第3工程は、実質上、第2工程と同時に行われる。
以下、本実施形態の作用について、図2を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の作用を比較態様(比較態様1及び比較態様2)と比較して説明する。以下の説明において、本実施形態で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いて説明する。
まず、本実施形態の比較態様として以下に説明する比較態様1を想定したうえで、本実施形態と比較する。
これに伴い、本実施形態の清掃部材100を備えた帯電装置16では、発泡体104のセル中の切り出し粉の帯電ロール14への付着に起因する帯電不良が抑制される。
これに伴い、本実施形態の帯電装置16を備えた画像形成装置10によれば、帯電装置16の帯電不良に起因する画像形成不良が抑制される。
まず、本実施形態の比較態様として以下に説明する比較態様2を想定したうえで、本実施形態と比較する。
これに伴い、本実施形態の清掃部材100を備えた帯電装置16では、帯電ロール14の清掃不良に起因する帯電不良が抑制される。
これに伴い、本実施形態の清掃部材100を備えたプロセスカートリッジ18では、帯電ロール14の清掃不良に起因する帯電不良が抑制される。
これに伴い、本実施形態の帯電装置16を備えた画像形成装置によれば、帯電装置16の帯電不良に起因する画像形成不良が抑制される。
次に、第2実施形態について、図3を参照しつつ説明する。以下の説明において、第1実施形態で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いて説明する。
〔清掃部材の構成〕
本実施形態の清掃部材100Aは、図3(A1)に示されるように、巻き付ける前の発泡体104Aが、幅方向において、平行四辺形状とされている。そして、軸102に巻き付けられた発泡体104Aの対向する端面同士は、図3(B1)に示されるように、軸102の軸方向と交差する方向に沿って、面ファスナ106により接合されている。その他の構成は、第1実施形態の場合と同様である。
本実施形態の清掃部材100Aの製造方法(製造工程)は、第1実施形態の清掃部材100の場合と基本的に同様である。ただし、第1工程において、ブロック状発泡材から切り出す発泡体104Aの形状が異なる。
本実施形態の場合、接合部分109の長手方向の各部位は、清掃部材100Aが帯電ロール14に従動回転して清掃部材100Aと帯電ロール14とのニップ部を通過する際、帯電ロール14に接触するタイミングがずれて通過する。このため、本実施形態の清掃部材100Aによれば、第1実施形態の清掃部材100に比べて、接合部分109がニップ部を通過する際、安定して従動回転される。
その他の作用は、第1実施形態の場合と同様である。
次に、第3実施形態について、図4を参照しつつ説明する。以下の説明において、第1実施形態で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いて説明する。
〔清掃部材の構成〕
本実施形態の清掃部材100Bは、図4(A2)に示されるように、巻き付ける前の発泡体104Bが、幅方向側から見て、平行四辺形状とされている。具体的には、清掃部材100Bの端面が、その厚み方向に対して傾斜している。そして、軸102に巻き付けられた発泡体104Bの対向する端面同士は、図4(B2)及び(C)に示されるように、軸102の半径方向と交差する方向に沿って、換言すれば、軸102の半径方向に対し傾斜した状態で、面ファスナ106により接合されている。また、上記端面同士における外周面側端部104B2は、それぞれ、鋭角部分104B21と、鈍角部分104B22と、が形成されている。
本実施形態の清掃部材100Bの製造方法(製造工程)は、第1実施形態の清掃部材100の場合と基本的に同様である。ただし、第1工程において、ブロック状発泡材から切り出す発泡体104Bの形状が異なる。
本実施形態の場合、清掃部材100Bを構成する発泡体104Bの対向する端面同士は、図4(B2)及び(C)に示されるように、軸102の半径方向に対し傾斜した状態で、面ファスナ106により接合されている。帯電ロール14が清掃部材100Bに食い込んで回転する際、清掃部材100Bは、帯電ロール14から清掃部材100Bの軸102の中心に向く押圧力を受けて従動回転される。このため、本実施形態の清掃部材100Bの発泡体104Bは、第1実施形態の場合に比べて、ニップ部で凹み易い。これに伴い、清掃部材100Bは、帯電ロール14から摩擦力を受け易い。
次に、第4実施形態について、図5を参照しつつ説明する。以下の説明において、第1実施形態で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いて説明する。
〔清掃部材の構成〕
本実施形態の清掃部材100Cは、図5(B2)及び(C)に示されるように、軸102の外周面と発泡体104Bの内周面とは、面ファスナ108で接合されている。その他の構成は、第3実施形態の場合と同様である。
本実施形態の清掃部材100Cの製造方法(製造工程)は、第1及び第3実施形態の清掃部材100の場合と基本的に同様である。ただし、第1工程において、発泡体104Bの内周面(裏面)に面ファスナ108を接着剤で固定する点で異なる(図5(A1)及び(A2)参照)。また、軸102の外周面に面ファスナ108を接着剤で固定する点で異なる(図5(A1)及び(A2)参照)。さらに、第2工程において、発泡体104Bの内周面は、軸102の外周面に面ファスナ108で接合する点で異なる(図5(B2)及び(C)参照)。
前述のとおり、本実施形態の清掃部材100Cは、図5(B2)及び(C)に示されるように、軸102の外周面と発泡体104Bの内周面とは、面ファスナ108で接合されている。このため、本実施形態の清掃部材100Cでは、発泡体104Bを軸102から容易に取り外すことができる。
<概要>
清掃部材を、実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)のとおり、作製した。そして、実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)に対して、各清掃部材の清掃能力の評価を行った。実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)の清掃部材は、図6の表のとおりである。
各清掃部材の清掃能力の評価は、以下の2点(印字縦方向の濃度斑及び研削粉に起因する帯電斑)の評価によって行った。評価の結果は、図7の表のとおりである。
また、印字縦方向の濃度斑、及び、研削粉に起因する帯電斑について、感光体ドラムの回転数が500、000回転を越えて1、000、000回転を越えなかった時点で発生した場合、それぞれの判定を△とした。
また、印字縦方向の濃度斑、及び、研削粉に起因する帯電斑について、感光体ドラムの回転数が500、000回転以下の時点で発生した場合、それぞれの判定を×とした。
以下、実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)の条件について、説明する。なお、実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)の評価では、以下の帯電ロールを用いた。また、清掃部材に対する帯電ロールの食い込み深さは、いずれも0.4mmとなるようにして行った。
帯電ロールの製造方法は、以下のとおりである。まず、エピクロルヒドリンゴム100質量部にイオン導電剤PEL−100(日本カーリット社製)3質量部を添加して十分混練した。次いで、これを押し出し成形して、外径φ8mm、長さ330mmのSUM−Niシャフト(硫黄快削鋼にニッケルメッキを施したもの)を挿入し、プレス成形機にて成形・加硫を行った。次いで、これを研削して、外径φ12mmとなるように加工した。次いで、ゴム端部を切断加工し、ゴム長を315mmとした。次いで、このロール表面に浸漬コーティングによってフッ素系樹脂をコーティングし帯電ロールを得た。なお、コーティングによって得た表面層の膜厚は5μmである。
実施例1の清掃部材は、以下のとおりとした。
実施例1の清掃部材の製造方法は、以下のとおりである。実施例1の清掃部材は、第1実施形態の場合とほぼ同様の構成、製造方法である(図2参照)。
まず、ポリエーテルとイソシアネートとを混合し、得られたウレタン樹脂を加熱硬化させ、3次元網目構造からなるウレタン材料(INOAC社製EP70)を厚さ2.5mmのシート(長尺)状にスライスし、短手方向幅18.5mm、長手方向幅320mmの短冊状に裁断して発泡体を得た。次に、この発泡体の短手方向両端面の一方の端面にフック面を持つ面ファスナL56130(クラレ製)、他方の端面にループ面を持つ面ファスナCXF005(クラレ製)を固定した。また、上記発泡体の軸体側の面(内周面)に両面テープを貼り付けた。次に、SUS304、外径φ6mm、長さ330mmの円柱状の軸を準備した。そして、上記発泡体を軸の外周面に巻き付けた後、上記発泡体の端面同士を面ファスナで結合した。このようにして、実施例1の清掃部材を得た。なお、実施例1では、発泡体の対向する端面同士の離間距離は、0.3mmとした。
実施例2の清掃部材は、以下のとおりとした。
実施例2の清掃部材の製造方法は、以下のとおりである。実施例2の清掃部材は、第3実施形態の場合とほぼ同様の構成、製造方法である(図4参照)。
実施例1と同様に作製したウレタン材料を厚さ2.5mmのシート(長尺)状にスライスし、短手方向幅18.5mm、長手方向幅320mmの短冊状に裁断して発泡体を得た。次に、この発泡体の短手方向両端面を、図4に示すように長手方向から見て斜めに裁断した。次に、この発泡体の短手方向両端面の一方の端面にフック面を持つ面ファスナ(クラレ製L56130)、他方の端面にループ面を持つ面ファスナ(クラレ製CXF005)を固定した。また、上記発泡体の軸体側の面(内周面)に両面テープを貼り付けた。次に、SUS304、外径φ6mm、長さ330mmの円柱状の軸を準備した。そして、上記発泡体を軸の外周面に巻き付けた後、上記発泡体の端面同士を面ファスナで結合した。このようにして、実施例1の清掃部材を得た。なお、実施例2では、発泡体の対向する端面同士の離間距離は、0.3mmとした。
実施例3の清掃部材は、以下のとおりとした。
実施例3の清掃部材の製造方法は、以下のとおりである。実施例3の清掃部材は、第4実施形態の場合とほぼ同様の構成、製造方法である(図5参照)。ただし、発泡体の短手方向両端面は、第1実施形態のように、発泡体の厚み方向に沿って形成されている(図2(A2)参照)点で異なる。
実施例3の清掃部材の軸は、その外周面に、ループ面を持つ面ファスナCXF005(クラレ製)を固定した。また、発泡体の内周面(裏面)にフック面を持つ面ファスナL56130(クラレ製)を固定した。そして、軸の外周面と発泡体の内周面を上記面ファスナで接合した。なお、実施例3では、発泡体104の対向する端面同士の離間距離は、0.3mmとした。
比較例1の清掃部材は、以下のとおりとした。
比較例1の清掃部材の製造方法は、以下のとおりである。比較例1の清掃部材は、実施例1の場合とほぼ同様の構成、製造方法である(図2参照)。ただし、準備される発泡体の短手方向両端面に面ファスナが固定されていない。
そのため、比較例1の清掃部材は、軸に巻き付けられた発泡体の対向面同士が1mmの隙間を有している。その他の構成以外は、実施例1と同様の構成である。
比較例2の清掃部材は、以下のとおりとした。
比較例2の清掃部材の製造方法は、前述の比較態様1の製造方法と同様である。より具体的には、実施例1と同様のウレタン材料を外径φ10mmの円筒状に旋盤で切削加工した。次に、これを、長さ320mmとなるように両端を切断した。次に、この円筒状の部材の中心に内径5.95mmの貫通穴を開けて発泡体とした。次に、ホットメルト接着剤を塗布した実施例1と同様の軸に、上記発泡体に挿入して接着し、外径φ10mmの清掃部材を得た。
以下、図7の表に示される、実施例(実施例1〜3)及び比較例(比較例1及び2)の総合判定に基づいて、考察する。
10A 画像形成装置本体
12 感光体ドラム(像保持体の一例)
14 帯電ロール(帯電部材の一例)
16 帯電装置
18 プロセスカートリッジ(組立体の一例)
36 転写装置
64 定着装置
100 清掃部材
100A 清掃部材
100B 清掃部材
100C 清掃部材
102 軸
104B2 外周面側端部
104B1 内周面側端部
104 発泡体
104A 発泡体
104B 発泡体
104B1 接合部分の内周面側端部
104B2 接合部分の外周面側端部
106 面ファスナ
107 面ファスナの端部(面ファスナにおける軸の半径方向外側端部の一例)
108 面ファスナ
109 接合部分
Claims (10)
- 軸と、
前記軸の外周面に巻き付けられて、対向する端面同士が、それぞれの端面に固定された面ファスナにより接合された発泡体と、
を備えた清掃部材。 - 前記面ファスナにおける前記軸の半径方向外側端部は、前記軸の軸方向から見ると、前記発泡体が前記面ファスナにより接合された接合部分の外周面側端部よりも半径方向内側に位置する、
請求項1記載の清掃部材。 - 前記発泡体が前記面ファスナにより接合された接合部分は、前記軸の軸方向から見ると、前記軸の半径方向に交差する方向に傾いている、
請求項1又は2記載の清掃部材。 - 前記発泡体が前記面ファスナにより接合された接合部分は、前記軸の半径方向から見ると、前記軸の軸方向に交差する方向に傾いている、
請求項1〜3何れか1項記載の清掃部材。 - 前記軸の外周面と前記発泡体の内周面とは、前記外周面と前記内周面とに固定された面ファスナにより接合されている、
請求項1〜4何れか1項記載の清掃部材。 - 自軸中心に回転しながら像保持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材を清掃する請求項1〜5何れか1項記載の清掃部材と、
を備えた帯電装置。 - 自軸中心に回転しながら像保持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材を清掃する清掃部材と、
を備え、
前記清掃部材は、軸と、
前記軸の外周面に巻き付けられて、対向する端面同士が、それぞれの端面に固定された面ファスナにより接合された発泡体と、
を備え、
前記面ファスナにおける前記軸の半径方向外側端部は、前記軸の軸方向から見ると、前記発泡体が前記面ファスナにより接合された接合部分の外周面側端部よりも半径方向内側に位置する帯電装置。 - 請求項6又は7記載の帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された表面にトナー像を保持する像保持体と、
を備え、
画像形成装置本体に対して一体として交換可能となるように組立てられた組立体。 - 請求項6又は7記載の帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された表面にトナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持されたトナー像を媒体に転写する転写装置と、
前記転写装置によりトナー像が転写された媒体にトナー像を定着させる定着装置と、
を備えた画像形成装置。 - 長尺状で、その短手方向両端部に面ファスナが固定された発泡体を準備し、
前記発泡体を軸の外周面に巻き付け、
前記面ファスナにおける前記軸の半径方向外側端部が、前記軸の軸方向から見ると、前記発泡体が前記面ファスナにより接合された接合部分の外周面側端部よりも半径方向内側に位置する状態で前記面ファスナ同士を接合する、
清掃部材の製造方法。
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