(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、クリーニング部材の変形を防止し、良好なクリーニングを実施する構成でなるクリーニング装置を提供する。【解決手段】被清掃体３の表面に当接するブラシローラ４を備えたクリーニング装置において、前記ブラシローラ４は、そのブラシが当該ブラシローラ４の自重によって被清掃体３表面に当接し、かつ、被清掃体３に従動して回転するよう配置されたクリーニング装置である。ブラシローラの駆動装置及びブラシローラの食い込みを規制する部材が不要であり、装置構成を簡素化できる。【選択図】　　　　図１
2004004305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被清掃体の表面に当接するブラシローラを備えたクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、そのブラシが当該ブラシローラの自重によって被清掃体表面に当接し、かつ、被清掃体に従動して回転するよう配置された
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、その両端部近傍のブラシの毛足長さが中央部よりも長い
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、前記両端部にブラシに付着した異物を取り除くための部材を当接させる
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のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、その中央部の毛足長さが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のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、そのブラシの繊維の太さが２デニール以下で、繊維の密度が２０，０００本／ｃｍ２である
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
電子写真プロセスを実行する部材を備えた画像形成装置であって、
前記部材のうちいずれかを被清掃体として、請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、
使用されるトナーは、モノマーからポリマーを重合する段階で着色剤をポリマー粒子中に包含させ作製されるトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
潜像担持体とその他の電子写真プロセスを実行する部材とが一体に構成されたプロセスカートリッジであって、
前記プロセスカートリッジは、少なくとも請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
クリーニングブレードとブラシローラを備える潜像担持体のクリーニング装置であって、
前記ブラシローラは、前記潜像担持体と当接面において逆方向に進行する回転を有し、
そのブラシ繊維が、前記ブラシローラの軸方向に沿って毛倒れを有し、少なくとも前記ブラシローラの両端部においては当該ブラシ繊維の先端が、ブラシの植毛部よりも軸方向外側に毛倒れを有する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラは、その両端部の植毛を別体として構成する
ことを特徴とするクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを用いる複写機・プリンター・ファクシミリ等の画像形成装置内にあって、電子写真プロセスを実行する部材のクリーニングを司るクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスは、潜像担持体としての感光体表面を均一に帯電させる工程、帯電された感光体表面に露光によって静電潜像を書き込む露光工程、形成された静電潜像をトナーによって現像する現像工程、現像によって形成された感光体上のトナー像を用紙に転写する転写工程、用紙上のトナー像を定着させる定着工程等を含むものである。これらの各工程を司る各種部材においては、工程終了後もトナーや紙粉等の異物が表面に付着したままとなり、画像形成プロセスへの悪影響や、部材の短寿命化を招く原因となるものがある。例えば、感光体、帯電ローラ、あるいは転写ベルトなどが挙げられ、これらの部材には、各部材に当接して異物を除去するクリーニング装置の設置が広く実施されている。
【０００３】
従来この種のクリーニング装置としては、ブラシローラを備え、当該ブラシローラを被清掃体の線速と異なる線速をもたせて駆動させ、被清掃体表面をクリーニングする装置が広く利用されている。例えば、特開平７−１４０７６３号公報等が挙げられる。この構成においては、ブラシローラを駆動させる駆動装置を備え、また、経時でブラシが変形することによりクリーニング不良を招くのを防止するため、ブラシの食い込み量の増加を防止する手段を設けるなどの対応がなされている。このため、部材の点数が増加し、構成が複雑になるという点で構成の簡素化が改善すべき点として挙げられる。
【０００４】
また、感光体のクリーニング装置にあっては、主たるクリーニング手段としてクリーニングブレードを備え、それを補佐するクリーニング手段としてブラシローラを備える装置が広く用いられている。この場合、ポリウレタンゴム等で形成されてなるクリーニングブレードの巻き込みという問題が挙げられる。すなわち、クリーニングブレードの先端が、感光体表面に押しつけられている内に、感光体の移動方向に逆らって巻き込まれ、クリーニング能力を大幅に低下させるという問題である。このような現象は、特に、感光体ユニット、あるいは、クリーニング装置が使用初期の段階である場合や、クリーニングブレードの両端部において発生しやすい。前者の場合は、クリーニングブレードに潤滑効果をもたせる排トナーの進入が少なく摩擦抵抗が大きいためであり、後者は、一般にクリーニングブレードの長さは感光体の軸方向長さよりも長く設定されているため、クリーニングブレードの両端部がトナーの回り込みの少ない領域となり摩擦抵抗が大きくなるためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成でありながら、クリーニング部材の変形を防止し、良好なクリーニングを実施する構成でなるクリーニング装置を提供することを課題とする。更には、当該クリーニング装置を備え、良好な画像を形成する画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被清掃体の表面に当接するブラシローラを備えたクリーニング装置において、前記ブラシローラは、そのブラシが当該ブラシローラの自重によって被清掃体表面に当接し、かつ、被清掃体に従動して回転するよう配置されたクリーニング装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記ブラシローラは、その両端部近傍のブラシの毛足長さが中央部よりも長いクリーニング装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置において、前記ブラシローラは、前記両端部にブラシに付着した異物を取り除くための部材を当接させるクリーニング装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記ブラシローラは、その中央部の毛足長さが２ｍｍ以下であるクリーニング装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記ブラシローラは、そのブラシの繊維の太さが２デニール以下で、繊維の密度が２０，０００本／ｃｍ２であるクリーニング装置である。
【０００７】
請求項６に記載の発明は、電子写真プロセスを実行する部材を備えた画像形成装置であって、前記部材のうちいずれかを被清掃体として、請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、使用されるトナーは、モノマーからポリマーを重合する段階で着色剤をポリマー粒子中に包含させ作製されるトナーである画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、潜像担持体とその他の電子写真プロセスを実行する部材とが一体に構成されたプロセスカートリッジであって、前記プロセスカートリッジは、少なくとも請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジである。
【０００８】
請求項９に記載の発明は、クリーニングブレードとブラシローラを備える潜像担持体のクリーニング装置であって、前記ブラシローラは、前記潜像担持体と当接面において逆方向に進行する回転を有し、　そのブラシ繊維が、前記ブラシローラの軸方向に沿って毛倒れを有し、少なくとも前記ブラシローラの両端部においては当該ブラシ繊維の先端が、ブラシの植毛部よりも軸方向外側に毛倒れを有するクリーニング装置である。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のクリーニング装置において、前記ブラシローラは、その両端部の植毛を別体として構成するクリーニング装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るクリーニング装置を備える画像形成装置の感光体周りの概略構成図である。潜像担持体としての感光体１の周囲には、帯電ローラ３、現像ローラ２、転写ローラ６、感光体クリーニング装置５が配置されている。
感光体１は、その表面を帯電ローラ３によって均一に帯電され、引き続いて不図示の露光装置からの露光光により画像情報に基づいた潜像書き込みがなされる。次に、感光体１上の潜像は、現像ローラ２によって供給されるトナーで顕像化される。これによって形成された感光体１上のトナー像は、転写ローラ６によって、感光体１と転写ローラ６とのニップに搬送されてきた用紙に転写される。その後、用紙は、不図示の定着装置に搬送され、トナー像を定着される。
一方、トナー像転写後の感光体１表面には、転写されずに残ったトナーとともに、用紙が転写ローラ６と感光体１とのニップを通過する時に付着した紙紛が存在する。感光体１上のこれらの異物は、感光体クリーニング装置５に備えられたクリーニングブレード５１によって除去される。
【００１０】
しかしながら、異物の一部にはクリーニングブレード５１をすり抜けてしまうものがある。このような異物は、感光体１の回転と共に移動し、帯電ローラ３と接したとき、帯電ローラ３表面に付着、堆積する。そこで、本実施形態においては、このような異物を除去するブラシローラからなる帯電ローラクリーニング部材４が帯電ローラ３に接して設けられている。
帯電ローラクリーニング部材であるブラシローラ４は、自重によって帯電ローラ３に当接し、帯電ローラ３の回転に従動して回転する構成となっている。これにより、ブラシローラ４を駆動するための駆動装置が不要となる。また、帯電ローラ３に対するブラシの食込み量を規制する部材も不要となるため、装置構成の簡素化ができ、コスト低減に役立つ。
【００１１】
図２は、ブラシローラ４の横断面図及び縦断面図である。ブラシローラ４は、ブラシ４ａ両端部から１５ｍｍ幅の領域において軸の径を小さくし、その分ブラシ４ａの毛足長さを長くした構成としている。これは、以下のことに起因するものである。一般に、用紙は規定のサイズ（例えばＡ３、Ａ４等）に裁断されて製造されるため、その裁断された端部から紙粉が発生する。これを帯電ローラ３の長手方向で見てみると、帯電ローラ３の両端部で付着、堆積する紙粉の量が非常に多い傾向にある。また、用紙の両端部には通常画像は少ないので、帯電ローラ３の両端部に付着、堆積する異物は、トナーよりも紙紛の方が圧倒的に割合が多い。このことからも、ブラシローラ４の両端部においては、紙紛の除去が重要であるといえる。
そこで、図２に示すブラシローラ４の構成のように、ブラシローラ４両端部近傍のブラシ４ａの毛足長さを中央部よりも長くすることで、紙紛等の大きな異物であっても容易に除去することができる。また、ブラシローラ４の軸の径によってブラシ４ａの毛足長さを調整する構成としたため、ブラシローラ４の外見上の径は長手方向で均一であり、帯電ローラ３表面に対する当接の仕方は、中央部と両端部とで何ら変わりがない。
【００１２】
また、紙紛は糸状のものもあり、ブラシローラ４のブラシ４ａに絡み付いて堆積しやすいため、図２に示したブラシ４ａの毛足長さを長くした箇所には、ブラシ４ａに付着した異物を取り除くための部材（フリッカ）を設けることが好ましい。これにより、紙紛除去の効果を良好にすることができる。
【００１３】
また、ブラシローラ４中央部のブラシ４ａの毛足長さは２ｍｍ以下であることが好ましい。ブラシローラ４中央部では、除去すべき異物としては紙紛よりも圧倒的にトナーの量が多いため、ブラシ４ａの毛足長さは短くて良い。さらに、ブラシ繊維の変形量も小さくすることができるので、２ｍｍ以下の毛足長さとすることがよい。
加えて、ブラシ４ａの繊維の太さは２デニール以下で、繊維の密度は２０，０００本／ｃｍ２であることが好ましい。このようなブラシ４ａからなるブラシローラ４は、良好なクリーニング性能と共に、長期間にわたってブラシ繊維の変形量を抑え、ブラシ４ａの毛倒れも防止することができる。
【００１４】
以上、帯電ローラ３のクリーニング部材としてのブラシローラ４についてその構成を説明してきたが、被清掃体としては、帯電ローラ３に限らず、感光体１や、転写ローラ、あるいは、図１の画像形成装置の構成には含まれないが転写ベルトや、さらには用紙を搬送する搬送ローラ等に対しても適応することができる。
【００１５】
また、本発明のクリーニング装置は、感光体とその他の電子写真プロセスを実行する部材とが一体に構成されたプロセスカートリッジに搭載させることもできる。前記の構成のように、帯電ローラ３にブラシローラ４を設けることで、従来プロセスカートリッジ内で早期に寿命となってしまう帯電ローラ３の寿命を大幅に改善できるので、プロセスカートリッジ全体の寿命を短くすることなく、プロセスカートリッジ本来の利点である良好な操作性を生かすことができる。
【００１６】
次に、上記の構成からなるクリーニング装置を有する本発明の画像形成装置において、感光体１上の潜像の現像に使用されるトナーについて説明する。使用されるトナーは、モノマーからポリマーを重合する段階で着色剤をポリマー粒子中に包含させ作製される、所謂重合法によるトナーであることが好ましい。前述のように、帯電ローラ３等の被清掃体表面に付着する異物には感光体クリーニング装置５を通り抜けたトナーも含まれている。重合法によって作製されたトナーは、粒子間での対電荷質量比が極めて揃っているため、静電的に転写する工程における転写効率を極めて高くすることができる。その結果、感光体クリーニング装置５に入力されるトナー量が、従来のトナーに比較して少なくなるため、すり抜けて帯電ローラ３等の被清掃体表面に付着するトナーの量も減少させることができるからである。このとき、トナーの形状を真球に近い形状でなく、歪な形状とすることで感光体クリーニング装置で掻き落としやすくすることができ、さらに効果を向上させることもできる。
【００１７】
重合法によるトナーの製造に用いられるモノマーとしては、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、ビニル系モノマー等のモノマー、あるいはカルボン酸化合物とアルコール化合物の組み合わせ等が挙げられる。着色剤としては、従来から用いられている顔料、染料等いずれの着色剤も任意に用いることができる。上記の任意のモノマーに着色剤を加えた系内で、重合開始剤もしくは触媒により重合を開始させ、着色剤を包含したポリマー粒子を得る。重合方法は、懸濁重合法、乳化重合法、ソープフリー重合法等を用いることができる。トナー形状を歪な形状とするには、例えば、サブミクロンの微細な１次粒子をソープフリー重合法で作製し、これを一定数会合させて凝集体を形成させる方法等が挙げられる。得られたポリマー粒子は、精製、乾燥、後処理、分級の後、適宜、荷電制御剤、ワックス、その他外添剤等を加えてトナーを得る。尚、荷電制御剤、ワックス等重合系内に加え、重合過程でポリマー粒子中に包含させてもよい。
【００１８】
次に、本発明の第二の実施形態に係るクリーニング装置について説明する。図３は、本発明の第二の実施形態である感光体クリーニング装置の概略構成図である。感光体クリーニング装置１０は、主たるクリーニング手段であるクリーニングブレード１１と、それを補佐するクリーニング手段であるブラシローラ１２を備える。ブラシローラ１２には、付着した異物を除去するためのフリッカ１３が備えられている。また、感光体１上から掻き落とされたトナーを回収するトナー回収コイル１４が設けられている。
感光体１上の転写残トナーは、感光体クリーニング装置１０に入り、まずブラシローラ１２に接触する。このブラシローラ１２は、感光体１の当接面において感光体１と逆方向の進行方向に回転する。ブラシローラ１２の接触によって、転写残トナーの一部はブラシローラ１２に移動し、ブラシローラ１２の回転によってブラシローラ１２に食い込み、当接するフリッカ１３によってブラシローラ１２から除去され、トナー回収コイル１４によってトナー回収部に送られる。ブラシローラ１２によって除去されなかった感光体１上のトナーは、クリーニングブレード１１にて感光体１から除去され、その後ブラシローラ１２によって回収される。通常、フリッカ１３は、ブラシローラ１２に食込み当接させた後のブラシの復元力により、ブラシに付着したトナーをふるい落とす作用を持たせている。しかし、図３に示す構成ではトナー回収部側にブラシローラ１２の回転力でトナーを送る様にフリッカ１３を配置できない為、フリッカ１３をブラシローラ１２に当接させることによってブラシからトナーを剥ぎ取ることでブラシローラ１２からのトナー搬送を行っている。
【００１９】
クリーニングブレード１１は、画像形成装置における作像幅、特に現像幅に比べて長く取るのが一般的である。これは、感光体１上にトナー付着する領域をすべてカバーしてクリーニングブレード１１を配置することで、クリーニングのし残しをなくすためである。しかしながら、このようなクリーニングブレード１１の配置は、クリーニングブレード１１端部へのトナーの入力を極端に少なくさせ、感光体１表面に対する潤滑効果を低下させている。すなわち、クリーニングブレード１１の巻き込みに対しては大変不利な条件となっている。
そこで、第二の実施形態に係る感光体クリーニング装置１０においては、クリーニングブレード１１の巻き込みを防止するために以下の構成としている。図４は、ブラシローラ１２の横断面図である。ブラシローラ１２は、ナイロンやＰＥＴ等の繊維を基布に植毛し、それを芯金に巻きつけて作製されるが、このとき、ブラシローラ１２の両端部に植毛されるブラシ繊維に意図的に毛倒れを設けるものである。ブラシローラ１２の両端部の植毛繊維の配向は、繊維先端が図４に示すようにブラシローラ１２軸方向に沿って外側に倒れるようにする。このようなブラシの毛倒れは、ブラシ植毛時の自然な毛倒れを流用してもよいが、ブラシ整形時に意図的に癖付けを行ってもかまわない。
このような構成により、感光体１との当接面において逆方向に進行するように回転するブラシローラ１２によって、感光体１表面に付着したトナーは、ブラシローラ１２端部の毛倒れに従って、作像部から外側へ、すなわち感光体１の端部側へ送られることになり、クリーニングブレード１１端部へのトナー供給量が増加してブレード巻き込みに対する余裕度が向上する。
【００２０】
ブラシローラ１２の両端部に毛倒れを設ける方法として、以下の方法を用いることもできる。図５は、そのブラシローラ１２の作製方法を示す図である。芯金にブラシの巻き付けをしてブラシローラ１２を作製する際、芯金の中央部に巻き付けるブラシとは別に、両端部に巻き付けるブラシを用意する。芯金両端部に巻き付けるブラシは、毛倒れを設けて基布に植毛してあるものである。それぞれ別体のブラシを巻き付けることで、図５のようにブラシローラ１２を作製することができる。
このとき、ブラシローラ１２中央部での毛倒れ方向を特に意識しない場合は、片側端部の要求する毛倒れ方向に準じてブラシを巻きつけ、他方の端部のみブラシを別体として巻きつけることでも可能である。しかしながら、この場合は全体的に毛倒れがあるため、クリーニングされて感光体クリーニング装置１０内に入るトナーに偏りが生じる場合がある。そこで、トナー回収部で無理なくトナー回収が行われるように、ブラシの毛倒れを配置する必要がある。
また、ブラシローラ１２の毛倒れを意図的に設ける領域は、クリーニングブレード１１端部へ十分なトナー供給を行えるだけの幅が必要となる。ブラシローラ１２は、通常クリーニングブレード１１の幅より短く、現像幅より長く設定されるが、十分なトナーをクリーニングブレード１１端部に供給するべく、ブラシローラ１２の毛倒れを設ける領域は、少なくとも現像領域まで存在する必要がある。また、実際作像される幅は現像幅より狭いため、作像される最大幅以下まで毛倒れを設ける領域が存在するほうが望ましい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明により、ブラシローラを被清掃体表面に自重により当接させて、被清掃体に従動して回転させる構成としたことにより、ブラシローラの駆動装置及びブラシの食い込み量を規制する部材が不要となり、簡易な構成でブラシローラの変形を防止して、かつ良好なクリーニングを実施するクリーニング装置を提供することができる。
また、クリーニングブレードとブラシローラを備える感光体クリーニング装置においては、ブラシローラの両端部のブラシ繊維に意図的に毛倒れを設けることにより、感光体上の転写残トナーをクリーニングブレードの両端部に向かって送ることができ、クリーニングブレードと感光体との摩擦を低減してブレードの巻き込みを防止できるクリーニング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るクリーニング装置を備える画像形成装置の感光体周りの概略構成図である。
【図２】ブラシローラ４の横断面図及び縦断面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態である感光体クリーニング装置の概略構成図である。
【図４】ブラシローラ１２の横断面図である。
【図５】ブラシローラ１２の作製方法を示す図である。
【符号の説明】
３　帯電ローラ（被清掃体）
４　ブラシローラ
１０　感光体クリーニング装置
１１　クリーニングブレード
１２　ブラシローラ
【図１】
2004004305.tif 000003
【図２】
2004004305.tif 000004
【図３】
2004004305.tif 000005
【図４】
2004004305.tif 000006
【図５】
2004004305.tif 000007