(57)【要約】【課題】被清掃部材をクリーニングするための清掃部材、これを備えたクリーニング装置、これらを備えたユニット、これらを備えたプロセスカートリッジ、これらを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行う技術の提供。【解決手段】中心をなす芯軸１９と、被清掃体２に係合するブラシ層２０と、芯軸１９とブラシ層２０との間に配設された弾性層２５とを有し、自重によって被清掃体２の表面に係合して清掃を行う清掃部材１２、これを有するクリーニング装置１８等。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材。
【請求項２】
請求項１記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが２ｍｍ以下であることを特徴とする清掃部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが２デニール以下で、密度が２００００本／ｃｍ２以上であることを特徴とする清掃部材。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の清掃部材において、質量が５０ｇ以上かつ２００ｇ以下であることを特徴とする清掃部材。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の清掃部材において、被清掃体に従動することを特徴とする清掃部材。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることを特徴とする清掃部材。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の清掃部材において、円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したことを特徴とする清掃部材。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置。
【請求項９】
請求項８記載のクリーニング装置において、被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置と、
被清掃体とを一体的に組み付けたユニット。
【請求項１１】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニットと、
像担持体とを有するプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニット、または、請求項１１記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体、帯電ローラ、中間転写体等の被清掃部材をクリーニングするための清掃部材またはクリーニング装置、またこれら清掃部材、クリーニング装置を備え、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載されるユニット、プロセスカートリッジ、またかかる清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたはプロセスカートリッジを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被清掃体を清掃する清掃部材、これを有するクリーニング装置は、従来より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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、像担持体の表面を清掃する清掃部材、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清掃部材、クリーニング装置、あるいは中間転写体等の転写ベルトの表面を清掃する清掃部材、クリーニング装置などがそれぞれ用いられている。
【０００３】
このような清掃部材、クリーニング装置として、〔特許文献１〕ないし〔特許文献４〕等に記載されているように、被清掃体の表面に当接するブラシを有するブラシローラ、これを有するクリーニング装置が広く利用されている。
従来のこの種のクリーニング装置においては、〔特許文献１〕に記載されているように、ブラシローラを駆動装置によって回転駆動し、被清掃体表面に接触するブラシの線速と、その被清掃体表面の線速とに差をもたせ、当該ブラシによって被清掃体表面に付着した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。
【０００４】
また、〔特許文献１〕には、ブラシを一定量被清掃体に食い込ませて毛倒れさせて摺擦し、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なうことが記載されているが、〔特許文献２〕には、繊維の長さを２ｍｍ以下に設定したブラシローラを用い、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上の異物を弾き出すことによりクリーニングを行なうクリーニング技術が提案されている。
【０００５】
〔特許文献３〕には、ブラシローラの構成として、金属円筒上にブラシ繊維を有する基布を巻き付けたものが開示されている。このブラシローラは、被清掃部材に対しカウンター方向に回転駆動されている。
〔特許文献４〕には、ブラシローラの構成として、回転軸上にブラシ繊維を有する織物を巻き付け、ブラシ繊維の間に充填部材を充填したものが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１４０７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８８３号公報
【特許文献３】特開平０６−０９５５７０号公報
【特許文献４】特開平０９−１１４３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、〔特許文献１〕、〔特許文献３〕に記載された構成によると、ブラシローラを駆動する駆動装置が必要となるだけでなく、一般にブラシの倒れと称せられているブラシ繊維の永久変形を抑えるため、ブラシの食い込み量を規制する手段を設ける必要がある。このため、クリーニング装置のコストが上昇し、かつその構造が複雑化する問題がある。なおここでブラシの食い込み量とは、ブラシローラのブラシを被清掃体の表面に圧接させたとき、そのブラシローラの半径方向におけるブラシの最大変形量である。
【０００８】
ブラシの食い込み量の規制に関し、〔特許文献２〕には、ブラシ繊維の長さを２ｍｍ以下とすること、ブラシ繊維の太さを２デニール以下とすること、ブラシ繊維の密度を２００００本／ｃｍ２以上とすること、ブラシローラの当接荷重を規定することすなわち具体的には、ブラシローラが自重で被清掃部材に当接する場合はブラシローラの重量を５０ｇｆ以上で２００ｇｆ以下とすること、ブラシローラを被清掃部材に従動させることなどの条件を設定することで、ブラシの弾性変形を抑えて被清掃体上にブラシ繊維の先端を当接させて用いることが記載されており、これによれば、ブラシローラを駆動する駆動装置が不要となるだけでなく、ブラシの食い込み量を規制する手段を設ける必要がなくなる利点がある。
【０００９】
しかし、ブラシの弾性変形を抑えるために、ブラシの当接圧は比較的低く設定しなければならず、このためブラシと被清掃体との間の、ブラシの回転方向におけるニップ幅が狭くなってしまうので、ブラシの被清掃体への接触が一定に保たれず、異物を均一に除去しきれない場合があった。また、ニップ幅を一定に保つためにはブラシ表面の毛先と被清掃体表面の真直を保たねばならず、これを保つための手段を備えることがコストアップの要因となっていた。
〔特許文献４〕には、〔特許文献２〕に記載されているような各種条件が記載されておらず、〔特許文献１〕、〔特許文献３〕と同様の問題があると考えられる。
【００１０】
本発明は、像担持体、帯電ローラ、中間転写体等の被清掃部材をクリーニングするための清掃部材またはクリーニング装置、またこれら清掃部材、クリーニング装置を備え、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載されるユニット、プロセスカートリッジ、またかかる清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたはプロセスカートリッジを有するかかる画像形成装置に関し、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行う技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材にある。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが２デニール以下で、密度が２００００本／ｃｍ２以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の清掃部材において、質量が５０ｇ以上かつ２００ｇ以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の清掃部材において、被清掃体に従動することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の清掃部材において、前記ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の清掃部材において、円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したことを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置にある。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のクリーニング装置において、被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたユニットにある。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニットと、像担持体とを有するプロセスカートリッジにある。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニット、または、請求項１１記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、自重によって被清掃体の表面に係合して清掃を行う清掃部材であって、中心をなす芯軸と、被清掃体に係合するブラシ層と、前記芯軸と前記ブラシ層との間に配設された弾性層とを有する清掃部材にあるので、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００２４】
ブラシ層に備えられたブラシの繊維の長さが２ｍｍ以下であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、被清掃体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が小さく、ブラシの繊維の倒れが防止され、またかかる繊維への汚物の固着が防止されるので、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができるとともに、小型であって、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ、画像形成装置の小型化に寄与できる清掃部材を提供することができる。
【００２５】
ブラシ層に備えられたブラシの繊維は、太さが２デニール以下で、密度が２００００本／ｃｍ２以上であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、被清掃体の表面に多数ほんの繊維が係合することとなり、各繊維に加えられる荷重を小さくし、ブラシの繊維の倒れを防止することができるとともに、被清掃体に係合する繊維の本数が増大することにより、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００２６】
質量が５０ｇ以上かつ２００ｇ以下であることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、清掃部材の被清掃体に対する食い込み量が適当な量となり、ブラシの繊維の倒れを防止しつつ清掃効率が高く、また被清掃体への従動回転を良好にすることに寄与でき、よって、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００２７】
被清掃体に従動することとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができ、また、清掃部材を駆動する構成が不要となるので、清掃部材の寿命が長く、より簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００２８】
ブラシ層に備えられたブラシの繊維の基端部が、前記弾性層に静電植毛法により固定されていることとすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるとともに、ブラシの繊維を高密度で植毛することができ、よってブラシの繊維の倒れを防止することができ、また清掃効率が高いから、清掃部材の寿命がより長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングをより長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００２９】
円柱状の回転体である被清掃体の回転中心を通る水平線よりも上方の周面に係合したこととすれば、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるとともに、清掃部材の自重によって、清掃部材を支障なく被清掃体に係合させることができ、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成でより良好なクリーニングを長期にわたって行うことができる清掃部材を提供することができる。
【００３０】
本発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材を有し被清掃体のクリーニングを行うクリーニング装置にあるので、上述の各効果を奏する清掃部材を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって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。
【００３１】
被清掃体が、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体であることとすれば、像担持体、帯電ローラまたは中間転写体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた像担持体、帯電ローラまたは中間転写体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で像担持体、帯電ローラまたは中間転写体の良好なクリーニングを長期にわたって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。
【００３２】
本発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたユニットにあるので、上述の各効果を奏する清掃部材またはクリーニング装置を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるとともにメンテナンス性に優れたユニットを提供することができる。
【００３３】
本発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニットと、像担持体とを有するプロセスカートリッジにあるので、上述の各効果を奏する清掃部材、クリーニング装置またはユニットを有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができるとともにメンテナンス性に優れ、良好な画像形成を長期にわたって行うことに寄与することができるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００３４】
本発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載の清掃部材、または、請求項８または９記載のクリーニング装置、または、請求項１０記載のユニット、または、請求項１１記載のプロセスカートリッジ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清掃部材、クリーニング装置、ユニットまたは画像形成装置を有し、被清掃体と清掃部材とのニップ幅を十分に確保しまた被清掃体に対する清掃部材の係合を一定且つ安定した状態に保つことができるから、清掃部材の寿命が長く、簡易・安価な構成で良好なクリーニングを長期にわたって行うことができ、良好な画像形成を長期にわたって行うことができる安価な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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１００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１の表面に対向配置された被清掃体としての帯電ローラ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、その周りに固定された弾性体４とを有しており、かかる帯電ローラ２が矢印Ｂ方向に回転するとき、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。
【００３６】
帯電された像担持体１の表面には、露光装置としての図示しないレーザ書き込みユニットから出射され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１の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。ここに示した現像装置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中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、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００３７】
像担持体１には、矢印Ｅ方向に駆動される中間転写体としての転写ベルト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記録媒体としての転写紙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と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、これによって像担持体１の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。なお、画像形成装置１００は、像担持体上に形成されたトナー像を直接転写紙に転写するのでなく、一旦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。
【００３８】
トナー像転写後の像担持体１の表面に付着する転写残トナーは、像担持体表面に圧接したクリーニング部材としてのクリーニングブラシ１０とクリーニング部材としてのクリーニングブレード１１と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、そのトナー像が転写紙上に定着される。
【００３９】
画像形成装置１００においては、像担持体１、帯電ローラ２、クリーニングブラシ１０及び後述する清掃部材としてのブラシローラ１２が、ユニットケース１３に回転自在に組み付けられ、またクリーニングブレード１１の基端部がユニットケース１３に固定され、これらの要素によって一体的なプロセスカートリッジとしてのユニット１４が構成されている。このユニット１４を、画像形成装置１００本体に固定されたガイドレール１５に沿って手前側に引き出し、又は奥側に押し込んで、当該ユニット１４を画像形成装置１００本体内の所定の位置に装填することができる。
【００４０】
クリーニングブラシ１０、クリーニングブレード１１、及びユニットケース１３の一部により構成されたクリーニングケース１６によって、像担持体表面を清掃する像担持体用のクリーニング装置１７が構成されている。
帯電ローラ２は、前述のように像担持体に対向してその像担持体１を帯電する用をなす。帯電ローラ２は、図１に示すように、像担持体１の表面に圧接していてもよいが、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。
【００４１】
上述の如き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１００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。これを放置したとすると、像担持体１の帯電むらや帯電不良が発生し、像担持体１上に形成されるトナー像の画質が劣化する。
【００４２】
そこで、画像形成装置１００には、前述のブラシローラ１２を備えた帯電ローラ２をクリーニングするためのクリーニング装置１８が設けられている。このクリーニング装置１８はユニット１４に含まれている。ブラシローラ１２は、帯電ローラ２に対して平行に延び、図２、図３、図４に示すように、中心をなす芯軸１９と、帯電ローラ２に当接する、多数の繊維を有する植毛層としてのブラシ層２０と、芯軸１０とブラシ層２０との間に配設された弾性層２５とを有している。
【００４３】
芯軸１９は、剛体、具体的には金属によって構成されているが、硬質樹脂製であっても良い。弾性層２５は、柔軟性、低コストの観点から発泡ポリウレタン製とされているが、発泡樹脂、発泡ゴム等の材質によって適宜構成することができる。ブラシ層２０は、図３に符号Ｗで示した範囲において、弾性層２５の全周に亘ってこれを構成するブラシの繊維の基端部が固定されることによって形成されている。
【００４４】
ブラシローラ１２は、ブラシ層２０が、ブラシローラ１２の自重によって帯電ローラ２の表面に当接し、帯電ローラ２の表面の移動すなわち回転に従動して、図１、図２、図４に示すように矢印Ｇ方向に回転するように配置されている。
具体的には、ユニットケース１３の奥側の図１に示す側板１３Ａと、図示しない手前側の側板に、図１、図２、図３に示す軸受部材２１がそれぞれ固定され、図２に示すように、各軸受部材２１には下部が開放したガイドスロット２２がそれぞれ形成され、その各ガイドスロット２２にブラシローラ１２の芯軸１９の長手方向各端部が、回転自在に、かつそのガイドスロット２２に沿って矢印Ｆ方向すなわち帯電ローラ２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。各ガイドスロット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、これにより芯軸１９の各端部が各ガイドスロット２２にガタつくことなく嵌合している。
【００４５】
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、そのブラシ層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りし、このとき帯電ローラ２の表面に当接したブラシ層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。
【００４６】
上述のように、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、ブラシ層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。
【００４７】
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が、ブラシ層２０の食い込み量であるが、この食い込み量が大きくなりすぎると、ブラシ２０層の繊維が早期に劣化してこれが永久変形する。すなわちブラシの倒れが発生するのである。逆にブラシ層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。そこで従来は、先にも説明したように、ブラシローラの中心と帯電ローラの中心の間の距離が一定となるように両者の相対位置を調整してブラシの食い込み量を規制していたのであるが、かかる規制手段を設ければ、それだけクリーニング装置のコストが上昇し、その構造が複雑化する。
【００４８】
これに対し、本発明を適用したブラシローラ１２においては、弾性層２５を有するので、ブラシローラ１２は、図４に示すように、弾性層２５が変形した状態で帯電ローラ２に当接し、適度な当接圧で、ブラシローラ１２と帯電ローラ２との間においてＢ方向、Ｇ方向における十分なニップ幅が確保され、これにより、帯電ローラ２に対するブラシローラ１２の接触状態が一定に保たれ、帯電ローラ２の周面に付着した異物が均一且つ安定して除去される。
【００４９】
また、かかるニップ幅を一定に保つために、ブラシ層２０に備えられたブラシの繊維の毛先と帯電ローラ２の表面との真直を厳しく保つ必要がなく、ブラシローラ１２と帯電ローラ２との位置関係を精度良く保つことなどにより、かかる真直の精度を必要以上に高くすることを要しないため、コストの低減が実現される。
【００５０】
さらにクリーニング装置１８においては、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されているので、ブラシローラ１２の重量を調整することで、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の構造の簡素化と、コストの低減を達成できる。
【００５１】
ブラシ層２０に備えられたブラシの繊維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、弾性層２５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。このようにブラシの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。
【００５２】
これにより長期に亘ってブラシの倒れによって生ずる永久変形の発生を抑えられ、ブラシローラ１２の寿命を伸ばすことができる。ブラシの繊維の長さを２ｍｍよりも長くすると、その繊維の先端部における繊維間の間隔が大きくなるので、帯電ローラ２の表面に当接した各繊維に加えられる荷重が大きくなり、これによってブラシの倒れが促進されるが、繊維の長さを２ｍｍ以下に設定することにより、かかる不具合が回避される。
【００５３】
また、ブラシローラ１２のブラシの繊維の長さを前述のように２ｍｍ以下に設定すると、ブラシローラ１２の径が小さくなるので、ブラシローラ１２、クリーニング装置１８、ユニット１４（プロセスカートリッジ）、画像形成装置１００を小型化できる利点も得られる。
【００５４】
一般に、ブラシローラのブラシの先端部に付着したトナーを除去するには、そのブラシをフリッカーに打ち当てるのが普通であるが、ブラシ層２０に備えられたブラシの繊維の長さを上述のように短くすると、図１に示すように、そのブラシ層２０をフリッカーに打ち当てずとも、ブラシの先端部に付着したトナーを除去することができる。その理由は必ずしも明らかではないが、繊維が２ｍｍ以下という短かい長さであるときには、帯電ローラ２の表面に圧接して弾性変形した繊維が、ブラシローラ１２の回転に伴って、帯電ローラ２から離れると、瞬時にして元の形態に弾性復帰するので、このときの衝撃によって繊維の先端部に付着したトナーが当該繊維から飛び出るためであると考えられる。
【００５５】
ブラシ層２０に備えら得たブラシの繊維の太さと、その密度については、その太さを２デニール以下とし、その密度を２００００本／ｃｍ２以上、特に３００００本／ｃｍ２に設定すると、帯電ローラ２の表面に多数本の繊維が当接することになり、これによって各繊維に加えられる荷重を小さくすることができる。これによっても長期に亘ってブラシの倒れの発生を抑えることができる。また、繊維の密度をこのように高めると、帯電ローラ表面に当接する繊維の本数が増大するので、帯電ローラ２の表面を効率よく清掃し、その汚れむら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。
【００５６】
ブラシローラ１２の重量については、特に５０ｇ以上かつ２００ｇ以下の範囲とすると、ブラシローラ１２の適度な食い込み量を保証でき、かつブラシローラ１２を円滑に連れ回わりさせることが可能となる。ブラシローラ１２の重量が５０ｇより小さいと、ブラシローラ１２の食い込み量が少なくなりすぎて、帯電ローラ２の表面の清掃効率が低下し、重量が２００ｇよりも大きいと、ブラシローラ１２の食い込み量が過度に大きくなって、ブラシの倒れが促進されやすくなる。
【００５７】
ブラシ層２０に備えられたブラシの繊維は、特に、その繊維基端部を弾性層２５の周面に静電植毛法により固定すると、弾性層２５に対して、短い繊維を高密度に植毛することができる。これにより、長期間に亘ってブラシの倒れの発生を防止でき、ブラシローラ１２の寿命を伸ばすことが可能となる。
静電植毛法としては、例えば、弾性層２５の範囲Ｗに接着剤を塗布し、多数の繊維の基端部をその接着剤に静電的に付着させて、かかる基端部を接着剤を介して弾性層２５に固定する方法がある。
【００５８】
ブラシの繊維の材質も適宜選択できるが、実験によると、特にナイロン６６又はＰＥＴすなわちポリエチレンテレフタレートなどの樹脂により当該繊維を構成すると、ブラシの倒れを効果的に抑え、適度な食い込み量が得られることが確認されている。
帯電ローラ２に付着したトナーを静電的に吸引できる材料によって、かかるブラシの繊維を構成すると、帯電ローラ２の表面の清掃効率を一層高めることができる。
【００５９】
被清掃体が、図１に示した帯電ローラ２のように、円柱状に形成された回転体より成る場合には、図５に示すように、その回転体２Ａの回転中心Ｏを通る水平線Ｈよりも上方の回転体周面の範囲Ｓにブラシローラ１２を当接させれば、そのブラシローラ１２の自重によって、ブラシ層２０を支障なく回転体に当接させることができる。このため、本形態におけるブラシローラ１２も、円柱状の回転体である帯電ローラ２の回転中心を通る水平線よりも上方の周面において帯電ローラ２に当接するように配設されている。
【００６０】
以上、本発明を実施するための形態として、本発明を適用した清掃部材としてのクリーニングローラ１２、クリーニング装置１８、プロセスカートリッジでもあるユニット１４及び画像形成装置１００について説明したが、被清掃体は帯電ローラ２でなく、像担持体１や、転写ベルト等の中間転写体であってもよい。１つのユニット、プロセスカートリッジ、画像形成装置等に清掃部材、クリーニング装置を複数備えていてもよく、この場合には、像担持体、帯電ローラ、中間転写体のうちの複数の部材を被清掃体とし、そのクリーニングを行うことができる。
【００６１】
ユニットは、清掃部材またはクリーニング装置と、被清掃体とを一体的に組み付けたものであればよく、上述のように、像担持体を含むプロセスカートリッジとして構成されているに限られない。
プロセスカートリッジは、清掃部材、クリーニング装置又はユニットと、像担持体とを少なくとも有し、これらを一体的に構成したものであれば、上述のような像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラを含んだ構成となっていなくともよく、また現像装置等を含んだ構成となっていても良く、像担持体用のクリーニング装置、帯電ローラ、現像装置等を適当な組み合わせで含む構成とすることができる。
【００６２】
画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機など、どのような構成の画像形成装置であっても良い。
本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を適用した清掃部材、クリーニング装置、ユニット、プロセスカートリッジ及びの概略構成を示す正断面図である。
【図２】図１に示した清掃部材、クリーニング装置の拡大概略正面図である。
【図３】図１、図２に示した清掃部材の概略側面図である。
【図４】図１、図２、図３に示した清掃部材であって、被清掃体に係合した際の状態を示す概略側面図である。
【図５】被清掃体に対する清掃部材の配設位置を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    像担持体
２    被清掃体、帯電ローラ
２Ａ    円柱状の回転体
１２    清掃部材
１４    ユニット、プロセスカートリッジ
１８    クリーニング装置
１９    芯軸
２０    ブラシ層
２５    弾性層
１００    画像形成装置
Ｏ    被清掃体の回転中心
Ｈ    被清掃体の回転中心を通る水平線
Ｓ    水平線よりも上方の周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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