(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ブラシローラのブラシの毛倒れを防ぐとともに、被清掃体の表面を静電的に除去することでさらに高品質な画像が得られるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。【解決手段】帯電ローラ２の表面に当接して清掃を行うブラシローラ１２を備えたクリーニング装置１８において、ブラシローラ１２はブラシ繊維２０の長さが２ｍｍ以下に設けており、且つ帯電極性の異なる少なくとも２種類以上のブラシ繊維２０で構成するようにした。【選択図】　図１
2004101978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被清掃体の表面に当接して清掃を行うブラシローラを備えたクリーニング装置において、ブラシローラはブラシ繊維の長さが２ｍｍ以下であり、且つ帯電極性の異なる少なくとも２種類以上のブラシ繊維で構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
被清掃体は像担持体に対向して像担持体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
繊維太さが２デール以下のブラシ繊維と、２デールより大きいブラシ繊維とが混合されていることを特徴とする請求項１又は２記載のクリーニング装置。
【請求項４】
ブラシローラはその自重によって被清掃体の表面に当接し加圧していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
ブラシローラは被清掃体の移動に連れ回りして回転することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の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。
【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、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特にクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の被清掃体を清掃するクリーニング装置は、各種の技術分野における機械、装置に広く採用されている。例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として構成される画像形成装置においては、像担持体の表面を清掃するクリーニング装置や、像担持体を帯電する帯電ローラの周面を清掃するクリーニング装置、或いは転写ベルトの表面を清掃するクリーニング装置等がそれぞれ用いられている。
【０００３】
このような、クリーニング装置として、被清掃体の表面にブラシローラを備えたクリーニング装置が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
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おいて回転駆動し、被清掃体表面に接触するブラシの線速と、その被清掃体の線速とに差を持たせ、ブラシによって被清掃体表面に付着した残トナー等の異物を掻き取ることにより、その表面を清掃するように構成されている。
【０００５】
しかし、上述の従来技術は、ブラシローラを駆動する駆動装置が必要となるばかりでなく、一般にブラシの毛倒れといわれるブラシ繊維の塑性変形を抑えるために、ブラシの食い込み量を規制する手段が必要であった。このため、クリーニング装置のコストが上昇し、且つ装置が複雑化するという問題があった。
【０００６】
一方、ブラシローラの繊維長さを２ｍｍ以下に設定したクリーニング装置が開示されている。この従来技術ではブラシを一定量被清掃体に食い込ませて、ブラシの線速と被清掃体表面の線速差によりクリーニングを行うのではなく、ブラシの弾性変形を抑え、ブラシ繊維の先端面を当接させて被清掃体の異物を弾き出すことによりクリーニングを行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
ところで、デジタル式の電子写真装置においては、帯電装置において像担持体をマイナスに帯電させ、露光した部分にマイナス帯電させたトナーを付着させて現像し、転写装置により転写紙にプラス電圧を印加することで、転写紙にトナー像を転写するのが一般的である。このとき、転写バイアスの作用を強く受けたトナーは、転写バイアスと同極性のプラスに帯電してしまうので、転写装置を通過して像担持体上又は帯電ローラ上の残トナーは必ずしもマイナスのみに帯電しているとは限らなかった。
【０００８】
そのため、残トナーを効率良くクリーニングするためには、導電性の繊維より構成されたブラシローラにプラス又はマイナスの電圧、あるいはそれらを交互に印加することで、残トナーを回収する方法がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１４０７６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２１８８３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ブラシローラに電圧を印加する場合、特許文献２記載の従来技術では、ブラシ繊維の長さが２ｍｍ以下なので、像担持体又は帯電ローラとブラシローラとの間の距離が短すぎ、ブラシローラの芯棒へ流れる電流がリークしてしまうというおそれがあった。
【００１１】
本発明は、ブラシローラのブラシの毛倒れを防ぐとともに、被清掃体の表面を静電的に除去することでさらに高品質な画像が得られるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被清掃体の表面に当接して清掃を行うブラシローラを備えたクリーニング装置において、ブラシローラはブラシ繊維の長さが２ｍｍ以下であり、且つ帯電極性の異なる少なくとも２種類以上のブラシ繊維で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、画像形成動作が行われるとき、クリーニングブレードをすり抜けたトナーや、画像形成装置本体内に浮遊するトナーなどの異物が被清掃体の表面に付着する。被清掃体の表面に付着したトナーは被清掃体の表面に当接したブラシによって除去される。
【００１４】
このとき、ブラシローラは帯電極性の異なる２種類以上ブラシ繊維で構成したので、残トナーの極性に応じてプラスあるいはマイナスの何れかの電圧を印加でき、被清掃体の表面を静電的に除去することで、さらに高品質な画像が得られる。
【００１５】
また、すべてのブラシ繊維を同じ極性に帯電する場合のように強い電圧を印加する必要がなく、ブラシの毛倒れを防ぐべくブラシの繊維の長さを２ｍｍ以下に設定しても、ブラシローラへ流れる電流がリークすることを防止できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、被清掃体は像担持体に対向して像担持体を帯電する帯電ローラであることを特徴とする。
【００１７】
この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、像担持体を帯電する帯電ローラをクリーニングすることで、帯電ローラの表面に残トナー等が付着することがないので、帯電ローラの汚れを除去することができ、常に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、繊維太さが２デール以下のブラシ繊維と、２デールより大きいブラシ繊維とが混合されていることを特徴とする。
【００１９】
この請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、繊維の細いブラシとブラシ繊維の太いブラシを所望の割合で混ぜることで、繊維の密度を高めて各繊維に加わる荷重を小さくすることでブラシ倒れを防止できるとともに、太いブラシの腰の強さを利用して、被清掃体の表面帯に付着したフィルミングを取り除くことができる。よって被清掃体の表面の汚れをなくすことができ、像担持体に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、ブラシローラはその自重によって被清掃体の表面に当接し加圧していることを特徴とする。
【００２１】
この請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ブラシローラがその自重によって帯電ローラの表面に当接するように構成されているので、ブラシローラの重量を調整するだけで、所望するブラシの食い込み量が得られ、別途の規制手段を省くことができ、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、ブラシローラは被清掃体の移動に連れ回りして回転することを特徴とする。
【００２３】
この請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４の何れかに記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、ブラシローラは駆動装置により回転駆動されるのではなく、帯電ローラの回転に従動して回転するので、ブラシローラを回転駆動するための駆動装置が不要となる。これにより、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。また、ブラシが帯電ローラの表面に過度に強く当ることがないため、帯電ローラやブラシの摩耗を抑えることもできる。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【００２４】
この請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を適用することで、高品質な画像が得られると共にコストの低減を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。図２は図１に係るブラシローラの拡大して示す断面図、図３は図１に係るブラシローラの正面図である。画像形成装置は、ドラム状の感光体として構成された像担持体１を有し、画像形成動作の開始に伴って像担持体１は矢印Ａ方向に回転駆動される。このとき、像担持体表面に対向配置された帯電ローラ２が、図示していない駆動装置により、又は像担持体１の表面の移動に従動して矢印Ｂ方向に回転する。帯電ローラ２は、芯金３とそのまわりに固定された弾性体４より成り、かかる帯電ローラ２が上述のように回転するとき、その芯金３に所定極性の帯電電圧が印加され、これによって像担持体１の表面が所定の極性に帯電される。
【００２６】
帯電された像担持体１の表面には、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット（図示せず）から出射する光変調されたレーザビームＬＢが照射され、これによって像担持体表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５によりトナー像として可視像化される。
【００２７】
現像装置５は、粉体状の現像剤Ｄを収容した現像ケース６と、現像剤Ｄを担持して搬送する現像ローラ７を有し、矢印Ｃ方向に回転駆動される現像ローラ７の周面に担持された現像剤のトナーが像担持体に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜像がトナー像として可視像化される。
【００２８】
像担持体１には、矢印Ｅ方向に駆動される転写ベルト８が対向配置され、図示していない給紙部から給送された転写紙Ｐは、この転写ベルト８に担持されて搬送される。転写紙Ｐが像担持体１と転写ベルト８の間の転写領域を通るとき、転写ベルト８を挟んで像担持体１に対向配置された転写装置９に転写電圧が印加され、これにより像担持体表面に形成されたトナー像が転写紙Ｐ上に静電的に転写される。像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、その転写トナー像を転写紙に転写するように構成することもできる。
【００２９】
トナー像転写後の像担持体表面に付着する残トナーは、像担持体表面に圧接したクリーニングブラシ１０とクリーニングブレード１１のクリーニング部材によって掻き取り除去される。一方、トナー像を転写された転写紙Ｐは、図示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写紙上に定着される。
【００３０】
像担持体１、帯電ローラ２、クリーニングブラシ１０及び後述するブラシローラ１２は、ユニットケース１３内に回転自在に組み付けられており、一体的なユニット１４を構成している。また、クリーニングブレード１１もこのユニットケース１３に固定されている。
【００３１】
帯電ローラ２は、像担持体に対向して像担持体１の表面を帯電するが、かかるローラ２は、像担持体１の表面に圧接している。尚、帯電ローラ２は像担持体１の表面から微小間隙をあけ、像担持体１に対して非接触状態で位置していてもよい。帯電ローラ２の周面には画像形成動作が行われるとき、クリーニングブレード１１をすり抜けたトナーや、画像形成装置本体内に浮遊するトナーなどの異物が帯電ローラ２の周面に付着する。この付着したトナーを除去するため、画像形成装置には、ブラシローラ１２を備えたクリーニング装置１８が設けられている。
【００３２】
ブラシローラ１２は、金属又は硬質樹脂などの剛体より成る芯軸１９と、この芯軸１９の周面に基端部が固定されたブラシ繊維２０を有している。ブラシ繊維２０は図３に符号Ｗで示す範囲において、芯軸１９の全周に亘って設けられている。また、ブラシローラ１２は、その自重によって被清掃体、すなわち帯電ローラ２の表面に当接し、かつその被清掃体の表面の移動に従動して矢印Ｇ方向に回転するように配置されている。
【００３３】
具体的には、図１及び図２に示すように、ユニットケース１３の奥側の側板１３Ａと，手前側の側板（図示せず）に、軸受部材（図３に鎖線で示す）２１がそれぞれ固定され、各軸受部材２１には下部が開放したガイドスロット２２が形成されている。また、各ガイドスロット２２にはブラシローラ１２の芯軸１９の長手方向各端部が、回転自在且つガイドスロット２２に沿って矢印Ｆ方向（被清掃体の表面に対して接近又は離間する方向）に摺動自在に嵌合している。
【００３４】
ガイドスロット２２の幅は、芯軸１９の各端部の直径よりもわずかに大きく設定されており、これにより芯軸１９の各端部が各ガイドスロット２２にがたつくことなく嵌合することができる。
【００３５】
ブラシローラ１２は、帯電ローラ２の上部領域に位置し、かつその芯軸１９の各端部がガイドスロット２２に摺動自在に嵌合しているので、ブラシローラ１２は、そのブラシ繊維２０がローラ１２の自重によって帯電ローラ２の表面に当接する。しかも、芯軸１９の各端部がガイドスロット２２に回転自在に嵌合しているので、帯電ローラ２が矢印Ｂ方向に回転するとき、ブラシローラ１２は、帯電ローラ２の表面の移動に従動して矢印Ｇ方向に回転することができる。ブラシローラ１２が帯電ローラ２の回転に対して連れ回わりし、このとき帯電ローラ２の表面に当接したブラシ繊維２０が帯電ローラ２の表面に付着したトナーを除去し、当該表面を清掃する。
【００３６】
このように、ブラシローラ１２は駆動装置により回転駆動されるのではなく、帯電ローラ２の回転に従動して回転するので、ブラシローラ１２を回転駆動する駆動装置が不要となる。これにより、クリーニング装置１８の構成を簡素化できると共に、そのコストを低減することができる。しかも、ブラシ繊維２０が帯電ローラ２の表面に過度に強く当ることがないため、帯電ローラ２の表面の摩耗を抑えることもできる。
【００３７】
ブラシ繊維２０の食い込み量は、ブラシローラ１２が、帯電ローラ２に当接しない状態でのブラシローラ１２の半径と帯電ローラ２の半径との和から、ブラシローラ１２が帯電ローラ２に当接した状態でのブラシローラ１２の中心と帯電ローラ２の中心との間の距離を引いた値より求まる。この食い込み量は、大きくなりすぎると、ブラシ繊維２０が早期に劣化して塑性変形する。すなわちブラシの倒れが発生するのである。逆にブラシ繊維２０の食い込み量が少なすぎると、帯電ローラ２の表面の清掃効率が低下する。そこで本実施の形態では、ブラシローラ１２がその自重によって帯電ローラ２の表面に当接するように構成した。かかる構成では、ブラシローラ１２の重量を調整するだけで、所望するブラシの食い込み量が得られ、従来設けられていた規制手段を省くことができる。これにより、クリーニング装置１８の簡素化と、コストの低減を達成できる。
【００３８】
ブラシ繊維２０の長さは適宜設定できるが、この長さを２ｍｍ以下、特に０．４乃至０．６ｍｍに設定することが望ましい。この繊維の長さは、芯軸１９に対して固定された繊維部分を除く、フリーとなった繊維部分の長さである。このように繊維の長さを短くすると、帯電ローラ２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る。これにより長期に亘ってブラシの倒れ（塑性変形）の発生を抑えることができ、ブラシローラ１２の寿命を伸ばすことができる。
【００３９】
上述のようにブラシローラ１２のブラシ繊維２０の長さを２ｍｍ以下とすると、帯電ローラ２とブラシローラ１２間の距離が短すぎるため、ブラシローラ１２の芯軸１９へ流れる電流がリークする可能性があった。
【００４０】
この問題を解決すべく、本実施の形態では、ブラシローラ１２を帯電極性の異なる２種類以上のブラシ繊維２０で構成した。具体的にはプラス帯電するブラシ繊維２０としてナイロン又はレーヨン、マイナス帯電するブラシ繊維２０としてポリエステル又はアクリルを用いた。
【００４１】
このように、ブラシローラ１２を帯電極性の異なる２種類以上のブラシ繊維２０としたので、残トナーの極性に応じてプラスあるいはマイナスの何れかの電圧を印加でき、帯電ローラ２の表面を静電的に除去することで、さらに高品質な画像が得られる。
【００４２】
また、すべてのブラシ繊維２０を同じ極性に帯電する場合のように強い電圧を印加する必要がなく、ブラシの繊維２０の長さを２ｍｍ以下に設定しても、ブラシローラ１２へ流れる電流がリークすることを防止できる。
【００４３】
ブラシ繊維２０の太さは適宜設定できるが、２デニール以下のブラシ繊維２０と２デニールより大きいブラシ繊維２０とが混合するようにした。このように、繊維の細いブラシとブラシ繊維の太いブラシを所望の割合で混ぜることで、繊維の密度を高めて各繊維に加わる荷重を小さくすることでブラシ倒れを防止できるとともに、太いブラシの腰の強さを利用して、帯電ローラ２の表面に付着したフィルミングを取り除くことができる。よって帯電ローラ２の汚れをなくすことができ、像担持体１上に常に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ブラシ繊維２０の材質も上述したもの以外でも良く、例えばマイナス帯電するブラシ繊維２０としてポリエチレンを用いてもよい。
【００４５】
被清掃体が像担持体１に対向してその像担持体１を帯電する帯電ローラ２である場合のクリーニング装置の例を説明したが、帯電ローラ２以外の各種被清掃体を清掃するために、上述した各構成のクリーニング装置を用いることができる。例えば、像担持体１や、中間転写体上に付着した転写残トナーを除去するために、前述のブラシローラ１２を有するクリーニング装置を用いることもでき、また転写ベルト８上に付着したトナーを除去するクリーニング装置にも前述の各構成を採用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、ブラシローラは帯電極性の異なる２種類以上ブラシ繊維で構成したので、残トナーの極性に応じてプラスあるいはマイナスの何れかの電圧を印加でき、被清掃体の表面を静電的に除去することで、さらに高品質な画像が得られる。また、すべてのブラシ繊維を同じ極性に帯電する場合のように強い電圧を印加する必要がなく、ブラシの毛倒れを防ぐべくブラシの繊維の長さを２ｍｍ以下に設定しても、ブラシローラへ流れる電流がリークすることを防止できる。
【００４７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、像担持体を帯電する帯電ローラをクリーニングすることで、帯電ローラの表面に残トナー等が付着することがないので、帯電ローラの汚れをなくすことができ、常に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００４８】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、繊維の細いブラシとブラシ繊維の太いブラシを所望の割合で混ぜることで、繊維の密度を高めて各繊維に加わる荷重を小さくすることでブラシ倒れを防止できるとともに、太いブラシの腰の強さを利用して、被清掃体の表面帯に付着したフィルミングを取り除くことができる。よって被清掃体の表面の汚れをなくすことができ、像担持体に高品質な画像を形成することが可能となる。
【００４９】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ブラシローラがその自重によって帯電ローラの表面に当接するように構成されているので、ブラシローラの重量を調整するだけで、所望するブラシの食い込み量が得られ、別途の規制手段を省くことができ、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。
【００５０】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、ブラシローラは駆動装置により回転駆動されるのではなく、帯電ローラの回転に従動して回転するので、ブラシローラを回転駆動するための駆動装置が不要となる。これにより、クリーニング装置の簡略化及びコストの低減を図ることができる。また、ブラシが帯電ローラの表面に過度に強く当ることがないため、帯電ローラやブラシの摩耗を抑えることもできる。
【００５１】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を適用することで、高品質な画像が得られると共にコストの低減を図ることができ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】本発明に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に係るブラシローラを拡大して示す断面図である。
【図３】図１に係るブラシローラの正面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　像担持体
２　　　　　　帯電ローラ（被清掃体）
１２　　　　　ブラシローラ
１８　　　　　クリーニング装置
２０　　　　　ブラシ繊維
【図１】
2004101978.tif 000003
【図２】
2004101978.tif 000004
【図３】
2004101978.tif 000005