(57)【要約】【課題】ブラシローラの異物除去能力を高め、長期にわたって被清掃部材のクリーニングを良好に行い異物による汚染を防止して良好な画像形成を維持するクリーニング装置及びこれを有する画像形成装置の提供。【解決手段】被清掃部材１１０に当接するブラシを有するブラシローラ２０を備え、ブラシが導電性を有するクリーニング装置１及びこれを有する画像形成装置１００。【選択図】　　　図１
2004138816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被清掃部材に当接するブラシを有するブラシローラを備えたクリーニング装置において、上記ブラシが導電性を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニング装置において、上記ブラシローラは自重で被清掃部材に当接することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のクリーニング装置において、上記ブラシローラは、被清掃部材に従動して回転することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの長さが２ｍｍ以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの繊維の太さが５デニール以下で、同繊維の密度が１５０００本／ｃｍ２以上であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシがトナーと逆極性に帯電する性質を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０８Ωであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、重合法で作られたトナーを使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の画像形成装置において、少なくとも上記クリーニング装置がプロセスカートリッジを構成していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ、かかる画像形成装置に備えられた部材に付着したトナー等の汚れをクリーニングするクリーニング装置及びこれを有するかかる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真方式等の作像プロセス機構により、シート状の記録媒体上にトナー像を担持させるようになっている。かかる作像プロセス機構は、感光体等の像担持体上に、記録媒体上に担持されるトナー像を形成するものであるが、従来より、かかるトナー像の形成工程を行う、像担持体、帯電ローラ、転写ベルト等の表面をクリーニングするクリーニング装置が用いられている。クリーニング装置は、かかる像担持体等の被清掃部材に付着したトナー、紙粉等の汚れを除去するものである。
【０００３】
かかるクリーニング装置として、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕等にて開示されているように、被清掃部材の表面に当接するブラシローラを備えたものが知られている。従来のこの種のクリーニング装置は、ブラシローラを駆動装置により回転駆動し、被清掃部材表面に接触するブラシの線速と、同被清掃部材表面の線速との差により、被清掃部材表面に付着した異物を掻き取り、同表面を清掃するものである。
【０００４】
また、〔特許文献３〕において、ブラシの繊維の長さを２ｍｍ以下にしたブラシローラを備えたクリーニング装置が提案されているが、この技術は、上述のようにブラシローラと被清掃部材との線速差によりクリーニングを行うのでなく、ブラシの弾性変形を抑え、ブラシ繊維の先端面を被清掃部材表面に当接させて同表面上の異物を弾き出すことによりクリーニングを行うものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−９５５７０号公報
【特許文献２】
特開平７−１４０７６３号公報
【特許文献３】
特開２００２−２２１８８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被清掃部材に付着した異物、主にトナーや紙粉等を、ブラシ繊維の先端面にて被清掃部材上から掻き取り、または弾き出すかかるブラシローラにおいては、被清掃部材への異物の付着力が高いと、上記のような掻き取りまたは弾き出しのみによる清掃作用では被清掃部材から除去しきれない異物が発生し、これが蓄積すると黒スジなどの異常画像が発生することとなる。
【０００７】
本発明は、ブラシローラの異物除去能力を高め、長期にわたって被清掃部材のクリーニングを良好に行い異物による汚染を防止して良好な画像形成を維持するクリーニング装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、被清掃部材に当接するブラシを有するブラシローラを備えたクリーニング装置において、上記ブラシが導電性を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニング装置において、上記ブラシローラは自重で被清掃部材に当接することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のクリーニング装置において、上記ブラシローラは、被清掃部材に従動して回転することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの長さが２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの繊維の太さが５デニール以下で、同繊維の密度が１５０００本／ｃｍ２以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシがトナーと逆極性に帯電する性質を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載のクリーニング装置において、上記ブラシの抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０８Ωであることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置にある。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、重合法で作られたトナーを使用することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の画像形成装置において、少なくとも上記クリーニング装置がプロセスカートリッジを構成していることを特徴とする。
【００１８】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はプリンタである。本実施例の画像形成装置は単色の画像を形成するものであるが、カラー画像を形成するものであっても良い。
【００１９】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体として画像形成するものとして用いることが可能である。記録媒体の大きさは、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の一般的な規格をなす大きさの他、カットされること等により形成される規格外の大きさであっても良い。
【００２０】
画像形成装置１００は、矢印Ａ方向に回転駆動される円筒状に形成された像担持体としての表面に有機感光物質などを塗布した光導電性の感光体ドラム（以下、「感光体」という。）１０１と、感光体１０１を一様に帯電するための帯電手段としての帯電装置である帯電ローラ１１０と、帯電後の感光体１０１に画像情報に応じた潜像を形成するレーザー光１０３を発して光走査を行う露光手段としての図示しない露光装置とを有している。
【００２１】
画像形成装置１００はまた、露光後の感光体１０１上の潜像を現像する現像手段としての現像ユニットである現像装置１０４と、現像後の感光体１０１を除電光１０５ａを発して除電する除電装置１０５と、現像装置１０４による現像によって得られた感光体１０１上のトナー像を、感光体１０１に密着させられるシート状の記録媒体としての転写材である図示しない用紙に静電転写する転写手段としての転写ローラである転写装置１０９と、用紙を所定のタイミングで感光体１０１と転写装置１０９との対向部である転写領域１０７に搬送するレジストローラ１０８とを有している。
【００２２】
画像形成装置１００はまた、転写後の用紙を感光体１０１から分離するための用紙分離手段としての分離爪１１１と、転写後の感光体１０１上に残った転写残トナーを感光体１０１から掻き落とすことによって感光体１０１をクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーニング装置であるクリーニング装置１０６と、帯電ローラ１１０で帯電を行う前に感光体１０１に除電光１０２ａを発して感光体１０１の除電を行う除電手段としての除電装置１０２とを有している。
【００２３】
画像形成装置１００はまた、用紙を積載している図示しない給紙トレイと、給紙トレイに積載した用紙をレジストローラ１０８に向けて送り出す給紙手段としての図示しない給紙ローラと、転写装置１０９により感光体１０１上のトナー像を転写された用紙に、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての図示しない定着装置と、被清掃部材たる帯電ローラ１１０をクリーニングするクリーニング装置１とを有している。定着後の用紙は画像形成装置１００外部に排出される。
【００２４】
現像装置１０４に備えられた現像ローラ１０４ａは、感光体１０１との対向位置においてＡ方向と同じ方向に移動するＢ方向に回転する。クリーニング装置１０６は、ブレード１０６ａにより感光体１０１の表面に残留付着しているトナーや、微細な紙粉などの異物を除去するものである。転写手段としては、転写ローラでなく転写チャージャ、転写ベルト等を用いることができる。画像形成装置１００における画像形成、すなわち現像装置１０４による現像に使用するトナーは、重合法によって作られたトナーである。
【００２５】
クリーニング装置１はブラシローラ２０を有しており、ブラシローラ２０は帯電ローラ１１０に当接している。ブラシローラ２０は表面に図示しないブラシを有している。ブラシローラ２０と帯電ローラ１１０とは、図示しないプロセスカートリッジ筐体に対して回転自在に支持されている。ブラシローラ２０は、プロセスカートリッジの筐体と一体の図示しない軸受けに支持されている。
【００２６】
この軸受けは、ブラシローラ２０の軸２０ａを摺動自在且つ回転自在に支持する、帯電ローラ１１０に接離する方向に長い図示しない長孔を有しており、これにより、ブラシローラ２０は、その自重で帯電ローラ１１０に当接しているとともに、帯電ローラ１１０の回転に従動して回転するようになっている。プロセスカートリッジは少なくともクリーニング装置１を含むものであり、クリーニング装置１は、本実施例においては帯電装置１１０、感光体１０１とともにプロセスカートリッジを構成している。感光体１０１は図示しない駆動源により矢印Ａ方向に回転駆動され、帯電ローラ１１０はその自重により感光体１０１に従動して回転し、ブラシローラ２０はその自重により帯電ローラ１１０に従動して回転する。
【００２７】
本実施例においては被清掃部材たる帯電ローラ１１０へのブラシローラ２０の押圧をブラシローラ２０の自重により設定しているため、帯電ローラ１１０に対するブラシローラ２０のブラシの食い込み量を規制する部材が不要であり、構造が簡易となってコストを低減している。また、ブラシの毛足の長さは２ｍｍ以下と短くしており、これにより帯電ローラ１１０の表面に圧接して弾性的に曲げ変形した繊維の基端部に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、長期にわたって永久変形によるブラシの倒れを抑制することができ、ブラシローラ２０の寿命を延ばしている。
【００２８】
ブラシの繊維の太さと密度に関しては、ブラシの繊維の太さを５デニール以下とし、この繊維の密度を１５０００本／ｃｍ２以上としている。これにより、帯電ローラ１１０の表面に多数本の繊維が当接し、各繊維に加えられる荷重が分散され小さくなるため、更にブラシの倒れを抑制するとともに、繊維の密度が高いことにより帯電ローラ１１０の表面に当接する繊維の本数が増大して帯電ローラ１１０の表面を効率良く清掃する。
【００２９】
ブラシはトナーと逆極性に帯電する性質を有している。例えばトナーの極性がマイナスであれば、ブラシ繊維材質としてナイロンのようなプラスの帯電系列の材質を用いる。これによりブラシへのトナーの付着力が増し、帯電ローラ１１０からのトナー除去能力を向上している。ブラシの抵抗値は１×１０３Ω〜１×１０８Ωであり、帯電ローラ１１０に印加した電圧のリークによる異常画像の発生を防止するようになっている。
【００３０】
ブラシは導電性を有している。図２に、次の評価方法にて、導電性材料を使用したブラシローラ２０と、非導電性材料を使用したブラシローラとでの、帯電ローラ１１０上に付着したトナーに対する清掃能力を比較した結果を示す。評価方法は、ブラシローラを外した状態で帯電ローラ１１０の表面を強制的にトナーで汚染した後、各々の材質のブラシローラを装着し、各通紙枚数毎に各々の付着トナーの濃度を計測するものである。本評価においては導電性材料を用いたブラシローラ２０の材質は６ナイロンへカーボン分散したものとし、非導電性材料を用いたブラシローラの材質としてはナイロンを用いている。
【００３１】
図２から明らかなように導電性材料を用いた本実施例にかかるブラシローラ２０においては、非導電性材料を用いたブラシローラを使用した場合と比較して少ない枚数で帯電ローラ１１０に付着したトナーを除去していること、すなわち導電性材料を用いた場合のほうがより被清掃部材からのトナー除去能力に優れていることがわかる。
【００３２】
図３に、次の評価方法にて、導電性材料を使用したブラシローラ２０と、非導電性材料を使用したブラシローラとでの、帯電ローラ１１０上に付着したトナーに対する清掃能力を比較した結果を示す。評価方法は、図２と同様であり、導電性材料を用いたブラシローラ２０の材質、非導電性材料を用いたブラシローラの材質も同様であるが、４５０００枚通紙した後の帯電ローラ１１０の汚れ濃度を比較した結果である。この結果も、図２に示した結果と同様に、導電性材料のブラシローラ２０が非導電性材料のブラシローラよりも長期にわたって帯電ローラ１１０上のトナーをより安定的に除去することを示している。
【００３３】
本実施例は以上の構成により、所定の操作により画像形成が開始されると、感光体１０１が回転駆動され、感光体１０１はＡ方向に回転される過程において帯電ローラ１１０による帯電工程、レーザー光１０３による露光工程、現像装置１０４による現像工程、転写装置１０９による転写工程、クリーニング装置１０６によるクリーニング工程、除電装置１０２による除電工程を受け、再度帯電ローラ１１０による帯電を受ける次の画像形成サイクルに入る。
【００３４】
かかる画像形成の過程において、転写後の感光体１０１上に付着している残留トナーは、クリーニング装置１０６によって完全に除去されることが理想であるが、微量のトナーはクリーニング装置１０６によっても除去できずにブレード１０６ａ通過する。通過したトナーは帯電ローラ１１０に付着するが、帯電ローラ１１０表面上のトナーは帯電ローラ１１０に従動回転しているブラシローラ２０によって除去される。
【００３５】
また、感光体１０１の転写時に転写領域１０７において感光体１０１に接触する用紙から、紙粉が感光体１０１に付着し、これも同様にクリーニング装置１０６によって除去されることなく帯電ローラ１１０に付着、堆積することがあるが、このように帯電ローラ１１０に付着した紙粉もブラシローラ２０によって同様に除去される。トナー、紙紛などの異物の除去は、上述のようにブラシローラ２０の清掃性能が向上していることから、長期にわたり、良好に行われる。
【００３６】
上述のように、トナーは重合法によって作られているが、重合法によって作成されたトナーは、１粒ずつの対電荷質量比が極めて均質であるため、静電的に行われる転写工程における転写効率を極めて高くすることができ、感光体１０１上に残留するトナー量が他の方法で作られたトナーに比して少なくなる。よって重合法で作られたトナーを使用していることも、帯電ローラ１１０表面への残留トナーによる汚れの付着を抑制している。トナーの形状がいびつな形状であれば、真球に近い形状に比してクリーニング手段１０６における除去効率が高まるので、トナーの形状がいびつとなるように作成することも、帯電ローラ１１０を経時的に清浄に保つことに有効である。
【００３７】
以上本発明を適用したクリーニング装置及びこれを有する画像形成装置を説明したが、可能であれば他の部材、例えば感光体が被清掃部材であっても良いし、転写装置１０９や、転写装置が転写ベルトを有する場合にもこれを被清掃部材とすることができる。本実施例においては、クリーニング装置１のみならずクリーニング装置１によって寿命が大幅に改善された帯電ローラ１１０を少なくともプロセスカートリッジに含め、従来早期に寿命となっていたクリーニング装置１、帯電ローラ１１０によりプロセスカートリッジ全体の寿命が短くなることを回避しつつ、プロセスカートリッジ本体の良好な操作性等の利点を生かしているが、クリーニング装置１が必ずプロセスカートリッジを構成していなければならないというものではない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、被清掃部材に当接するブラシを有するブラシローラを備えたクリーニング装置において、上記ブラシが導電性を有するので、ブラシローラの異物除去能力を高めることができ、長期にわたって被清掃部材のクリーニングを良好に行い、トナー等の異物による汚染を防止して良好な画像形成を維持することができるクリーニング装置を提供することができる。
【００３９】
ブラシローラが自重で被清掃部材に当接することとすれば、被清掃部材に対する回転両を容易に一定とすることができクリーニング性能を一定に保つことができるとともに、ブラシローラの駆動源を特別に設ける必要がなく、構造が比較的簡易でコストを低減することができるクリーニング装置を提供することができる。
【００４０】
ブラシローラが、被清掃部材に従動して回転することとすれば、被清掃部材に対するブラシローラのブラシの食い込み量を規制する部材が不要であり、構造が比較的簡易でコストを低減することができるクリーニング装置を提供することができる。
【００４１】
ブラシの長さが２ｍｍ以下であることとすれば、被清掃部材の表面に圧接して弾性的に曲げ変形したブラシ繊維の基端部に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、ブラシの繊維の弾性変形量が小さく、長期間にわたって永久変形による繊維の倒れを防止した長寿命のクリーニング装置を提供することができる。
【００４２】
ブラシの繊維の太さが５デニール以下で、同繊維の密度が１５０００本／ｃｍ２以上であることとすれば、被清掃部材の表面に多数本のブラシ繊維が当接し、各ブラシ繊維に加えられる荷重が分散され小さくなるため、ブラシの繊維の弾性変形量が小さく、ブラシの倒れを長期間にわたって良好に抑制するとともに、繊維の密度が高いことにより被清掃部材の表面に当接するブラシ繊維の本数が増大して被清掃部材の表面を効率良く清掃するクリーニング装置を提供することができる。
【００４３】
ブラシがトナーと逆極性に帯電する性質を有することとすれば、ブラシへのトナーの付着力が増し、被清掃部材からのトナーの除去能力を向上し、良好に被清掃部材のクリーニングを行うことができるクリーニング装置を提供することができる。
【００４４】
ブラシの抵抗値が１×１０３Ω〜１×１０８Ωであることとすれば、被清掃部材に印可した電圧のリークによる異常画像の発生を防止して良好な画像形成に寄与するクリーニング装置を提供することができる。
【００４５】
本発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する現像クリーニング装置を備え、長期にわたって被清掃部材のクリーニングを良好に行い残留トナーや紙粉等の異物によって被清掃部材が汚染されることを長期間防止し、長期にわたって良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
重合法で作られたトナーを使用することとすれば、被清掃部材への残留トナーによる汚れの付着を抑制することが可能であり、長期にわたって良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００４７】
少なくともクリーニング装置がプロセスカートリッジを構成していることとすれば、従来早期に寿命となっていたクリーニング装置によりプロセスカートリッジ全体の寿命が短くなることを回避しつつ、良好な操作性等の利点を備えたプロセスカートリッジを有する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したクリーニング装置及びこれを有する画像形成装置を示す側面図である。
【図２】ブラシが導電性である場合と非導電性である場合とで被清掃部材の汚れの度合いを通紙枚数を変えて比較した対比図である。
【図３】ブラシが導電性である場合と非導電性である場合とで被清掃部材の各部位での汚れの度合いを比較した対比図である。
【符号の説明】
１　　クリーニング装置
２０　　ブラシローラ
１００　　画像形成装置
１１０　　被清掃部材
【図１】
2004138816.tif 000003
【図２】
2004138816.tif 000004
【図３】
2004138816.tif 000005