(57)【要約】【課題】帯電ローラの寿命を長くするとともに、トナーかぶりを少なくする。【解決手段】ブラシ１００を帯電ローラ３０に接触回転させて、当該帯電ローラ３０をクリーニングする画像形成装置の帯電ローラクリーニング装置において、帯電ローラ３０との摩擦によって、トナーの帯電極性と同じ極性に帯電する非導電性のブラシ１００を用いたことを特徴とする。また、当該ブラシ１００を用いた画像形成装置。【選択図】図２
2007298673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシを帯電ローラに接触回転させて、当該帯電ローラをクリーニングする画像形成装置の帯電ローラクリーニング装置において、
帯電ローラとの摩擦によって、トナーの帯電極性と同じ極性に帯電する非導電性のブラシを用いたことを特徴とする帯電ローラクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１の帯電ローラクリーニング装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の帯電ローラクリーニング装置と、当該帯電ローラクリーニング装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置では、感光体に転接した状態で感光体を帯電させる帯電ローラが採用されている。この帯電ローラには更に、当該帯電ローラをクリーニングするグブラシ等のクリーニング部材が帯電ローラに当接され、帯電ローラに付着したトナー外添剤等を除去する構成となっている。
【０００３】
上記構成において、帯電ローラとして、エピクロルヒドリンゴム等の帯電性ゴムを使用しローラ表面が研磨されたソリッドタイプを用いる場合、上記トナー外添剤等が充分に除去されずに帯電ローラに付着することで、帯電ムラを起こすことが知られている。そこで、特許文献１には、上記クリーニング部材を軸方向に習動させてクリーニング効果を上げようとする発明が開示されている。また、特許文献２には、帯電極性の異なる２種以上のブラシ繊維を備えてクリーニング効果を上げようとする発明が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１９９６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようにソリッドタイプの帯電ローラを用いた場合、使用される導電性ゴム材料の表面は微細な凹凸（例えば表面粗さＲｚが５μｍ〜２０μｍ）を持つように、また、電気抵抗が３×１０6Ω/cm程度になるように仕上げられている。
この状態で上記のようにトナー外添剤が帯電ローラに付着すると、当該トナー外添剤が帯電ローラの凹凸の間に入込み、その部分の電気抵抗が高くなる。この結果として、上記の各公報に記載の構成を採用しても感光ドラムの帯電圧が低くなり、形成される画像に例えば用紙搬送方向のかぶりが発生する。
【０００５】
また、上記帯電ローラの軸方向に沿わせて導電性のブラシを配設し、当該導電性のブラシの毛の先端が例えば０．５ｍｍ程度帯電ローラに食い込むようにするとともに、所定の電圧に帯電して回転させて上記トナー外添剤を除去する構成も採用されている。
【０００６】
しかしながら、この構成ではブラシの帯電圧はせいぜい１ｋｖ程度に制限され、帯電ローラの周方向にトナー外添剤が残留する結果となり、これが原因で印刷物にトナーのかぶりが現れる。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みて提案されたものであって、帯電ローラにトナー外添剤が蓄積することを抑止して、帯電ローラの長寿命化を図り、また、トナーかぶりの発生をも防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ブラシを帯電ローラに接触回転させて、当該帯電ローラをクリーニングする画像形成装置の帯電ローラクリーニング装置において、ブラシとして、帯電ローラとの摩擦によって、トナーの帯電極性と同じ極性に帯電する非導電性のブラシを用いたことを特徴としている。
【０００９】
また、上記の帯電ローラクリーニング装置を組み込んだ画像形成装置を特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成により、帯電ローラのブラシとして、帯電ローラとの摩擦によってトナーの帯電極性と同極性に帯電する非導電性の繊維を用いているので、ブラシと帯電ローラの電圧差が大きくなり、帯電ローラの凹凸に嵌まり込んだトナー外添剤等を有効に弾きだすことができ、また、帯電ローラの寿命を長くすることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。この図の示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙（被転写材）Ｐに対して画像の転写処理を施す転写部１３と、この転写部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。
【００１３】
前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して転写部１３に給紙されるようになっている。
【００１４】
前記転写部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）２０の周面に沿うように、当該感光体ドラム２０の直上位置から時計方向に向けて帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０およびドラムクリーニング装置７０が配設されることによって形成されている。
【００１５】
前記感光体ドラム２０は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）Ｓ（図２）を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。
【００１６】
前記帯電ローラ３０は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与するようになっている。
【００１７】
ブラシ（クリーニング部材）１００は、帯電ローラ３０の表面に接触した状態で回転し、帯電ローラ３０の表面をブラッシングによりクリーニングする。
【００１８】
前記露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、これによる感光体ドラム２０周面のレーザー光が照射された部分の電荷の消去によって当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像を形成させるものである。
【００１９】
前記現像装置５０は、感光体ドラム２０の周面にトナー（現像剤）Ｔ（図２）を供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーＴを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像Ｓを形成させるものである。
【００２０】
前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像Ｓを用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像Ｓの電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。
【００２１】
従って、感光体ドラム２０の直下位置に到達した用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０によって押圧狭持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像Ｓがマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。
【００２２】
前記ドラムクリーニング装置７０は、転写処理後の感光体ドラム２０の周面に残留しているトナーＴを取り除いて清浄化するためのものである。このドラムクリーニング装置７０によって清浄化された感光体ドラム２０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電ローラ３０へ向かうことになる。
【００２３】
前記定着部１４は、転写部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像Ｓに加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面同士が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。
【００２４】
前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００２５】
図２は、帯電ローラ３０周りの拡大説明図である。なお、図２では、感光体ドラム２０の構成要素及び用紙Ｐの厚み寸法を誇張して示している。図２に示すように、感光体ドラム２０は、ドラム軸２１と、このドラム軸２１回りに同心で回転可能に装着されたアルミニウム合金製のアルミ素管２２と、このアルミ素管２２の周面に蒸着処理等により均一に積層されて形成されたアモルファスシリコン層２３とを備えている。かかる感光体ドラム２０は、図略のドラムモータの駆動で時計方向に向けて回転するようになっている。
【００２６】
帯電ローラ３０は、周面が感光体ドラム２０の周面（すなわちアモルファスシリコン層２３）に当接された状態で、帯電ローラ用電源３３からの電圧をアモルファスシリコン層２３へ印加するものであり、金属製の帯電ローラ軸３１と、この帯電ローラ軸３１に同心で一体的に外嵌されたエラストマー等の誘電材料製の帯電ローラ本体３２とからなっている。帯電ローラ本体３２は、その周面が研磨されたソリッドタイプとされている。
【００２７】
かかる帯電ローラ３０は、図２に示すように、帯電ローラ用電源３３からのＡＣ電圧とプラスのＤＣ電圧が重畳されたバイアスが帯電ローラ軸３１に印加されることにより帯電ローラ本体３２の周面にプラスの電荷が形成された状態で、感光体ドラム２０のドラム軸２１回りの時計方向へ向かう回転に従動しながら軸心回りに反時計方向に回転し、これによってアモルファスシリコン層２３に一様なプラスの電荷を形成させるようになされている。帯電ローラ３０としては、例えば、φ６mmの芯金にローラ径がφ１２mmとなるようにエピクロルヒドリンゴム弾性層（暑さ３mm）を成型する。この弾性層の電気抵抗は３×１０6Ω/cmまたはゴム硬度は４５（JISA）である。また、帯電ローラ３０は、その表面粗さＲｚが、５μm以上２０μm以下とされていることが好ましい。
【００２８】
ブラシ１００は、帯電ローラ３０の回転軸方向に延びる軸１０１に対して、細い繊維１０２を植毛した構成とされる。このとき、ブラシを構成する繊維は、帯電ローラとの摩擦によってトナーと同極性に帯電される性質のものが選択される。当該ブラシ１００を上記繊維が帯電ローラ３０の表面に接触した状態で周速差を有して回転し、帯電ローラ３０の表面をブラッシングによりクリーニングするものである。これにより、上記各繊維は帯電ローラとの摩擦によってトナーと同極性に帯電され、その帯電圧は強制的に電圧をかけるより高い電圧となり、帯電ローラに付着したトナーや外添剤を弾き飛ばすことになる。
【００２９】
本発明においては、下記各サンプルに示すように、ブラシ１００に使用する繊維として、例えば６ナイロン（登録商標）、６６ナイロン（登録商標）を使用する。ブラシ繊維として以下のサンプルを用いた、ブラシ１００を、２９０ｒｐｍ〜３６０ｒｐｍの範囲の回転速度で回転させて実験（カラーでＡ４サイズにて１５，０００枚を出力、モノクロ換算で６０，０００枚）した結果の帯電ローラ３０の表面の状態を写真で示す。
【００３０】
図３は、本発明にかかる、ブラシを用いた結果を示すものであり、図４は、従来の導電性の繊維を用いたブラシによるクリーニングの結果を示すのである。更に、図５は図３を４５０倍に拡大した拡大写真であり、図６は図３の上記倍率の拡大写真である。
【００３１】
図４では、周方向に白い筋が入っているのに対して、図３ではその筋は見られない。この状態を拡大図５、６で観察すると更によく理解できる。すなわち、図５では帯電ローラ表面の凹凸が明瞭に現れているのに対して、図６ではその凹凸にシリカ成分が詰まっていることが理解できる。
【００３２】
また、下記いずれのサンプルもクリーニング性能は同等レベルであった。
【００３３】
なお、下記Ｔは１００００ｍあたりの繊維のグラム数、Ｆは本数、従って、Ｄは１本あたりの重さとなる。
【００３４】
＜サンプル＞
(1) 繊維：旭化成製  ６ナイロン（登録商標）    ２３５Ｔ／３５Ｆ  （６Ｄ）
ブラシ密度：  ３９ｋＦ/inch2，  ３５ｋＦ/inch2
(2) 繊維：ユニチカ製  ６ナイロン（登録商標）    ２３５Ｔ／４８Ｆ  （５Ｄ）
ブラシ密度：  ４１ｋＦ/inch2，  ３０ｋF/inch2，  ２５ｋＦ/inch 2 
(3) 繊維：東レ製  ６６ナイロン（登録商標）  １１０Ｔ／３０Ｆ  （４Ｄ）
ブラシ密度：  ５０ｋＦ/inch2，  ４０ｋF/inch2，  ３０ｋＦ/inch2
(4) 繊維：東レ製  ６６ナイロン（登録商標）  １１０Ｔ／４８Ｆ  （２．５Ｄ）
ブラシ密度：１００ｋＦ/inch2，  ８０ｋF/inch2，  ６０ｋＦ/inch2
以上説明したように、本発明は、帯電ローラをクリーニングするためのブラシとして、帯電ローラとの摩擦によってトナーと同極性に帯電する非導電性の繊維を用いているので、帯電圧が高くなり、帯電ローラの凹凸に嵌まり込んだトナー外添剤等を有効に弾きだすことができ、また、帯電ローラの寿命を長くすることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、帯電ローラの寿命を長くすることができるので、産業上の利用可能性は極めて高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の概念図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】本発明を実施した結果の帯電ローラの表面写真
【図４】従来の構成による帯電ローラの表面写真
【図５】図３の拡大写真
【図６】図４の拡大写真
【符号の説明】
【００３７】
１００  ブラシ
１０１  軸
１０２  繊維
【図１】
2007298673.tif 000003
【図２】
2007298673.tif 000004
【図３】
2007298673.tif 000005
【図４】
2007298673.tif 000006
【図５】
2007298673.tif 000007
【図６】
2007298673.tif 000008