JPH10293513A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ブラシから感光体に加えられる負荷の変
動を減少させて、感光体の回転速度の変動を防止し、こ
れにより、画質の劣化、特に、バンディングと呼ばれる
用紙搬送方向に関して直角方向に伸延する帯状の濃度む
らを防止すること。 【解決手段】 感光体４の表面に接しながら回転して感
光体１の表面をクリーニングする回転ブラシ１を備えた
クリーニング装置において、回転ブラシ１を構成する毛
体２を円周方向対して一方の方向に傾斜させて形成する
と共に、毛体２が感光体４の表面に対して接触開始点に
おいて順目状態で摺接するように回転ブラシ１を回転駆
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真複写機
やプリンタ一等の電子写真方式の画像形成装置などに使
用され、像担持体上に残留したトナ一等を除去するクリ
ーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、ドラム状の感光体の表面が帯電装置により一様に帯
電された後に、露光装置により出力すべき画像に対応す
る光で露光することにより、感光体の表面上に静電潜像
が形成される。この静電潜像は、現像装置においてトナ
ーにより現像され、感光体の表面上にトナー像が形成さ
れる。このトナー像は、転写装置により、給紙トレイか
ら供給された用紙上に転写される。トナー像が転写され
た用紙は、剥離装置により感光体の表面から剥離された
後に、定着装置により定着される。また、転写後に、感
光体の表面上に残ったトナーは、クリーニング装置のク
リーニングブレードにより除去され、トナー回収装置に
より、トナー収容部に回収される。

【０００３】また、クリーニング装置におけるクリーニ
ング効果を高めるために、クリーニングブレードの上流
側に、ディスターバーブラシと呼ばれる回転ブラシが、
感光体の表面に接触した状態で配置されることがある。
このディスターバーブラシの機能は以下の通りである。

【０００４】（Ａ１）感光体の表面に付着して画質欠陥
を発生させることになる用紙成分であるタルクを除去す
る。

【０００５】（Ａ２）転写後に感光体の表面に残留した
トナーを撹拌してディスターバーブラシの下流側に位置
するクリーニングブレードの負荷を軽くする。

【０００６】（Ａ３）クリーニングブレードで書き落と
されたトナーを受け止めて、トナー回収装置側に搬送す
る。

【０００７】（Ａ４）回転ブラシの繊維間に一定量蓄え
られているトナーの一部を感光体の表面に供給すること
でクリーニングブレードのねじれを防止する。なお、ク
リーニングブレードのねじれが発生するのは、感光体の
軸方向の両端部には殆どトナーが供給されないため、ク
リーニングブレードの両端部に至るトナーの量が少なく
なり、クリーニングブレードの両端部において感光体の
表面との摩擦抵抗が中央部より大きくなるからである。

【０００８】一方、上述したようなディスターバーブラ
シを設けることにより、以下のような新たな障害が発生
することがある。

【０００９】（Ｂ１）回転ブラシと感光体の摩擦力に変
動が生じると、感光体に回転速度変動が生じ、感光体の
回転変動に周期に対応したバンディングと呼ばれる濃度
むらが出力画像上に発生し、画質が劣化する。このバン
ディングは、用紙搬送方向に関して直角方向に伸延する
帯状の濃度むらであり、特に、感光体の表面に対して複
数色に相当するレーザービーム露光を順次行なうカラー
画像形成装置においては、虹色のバンディングが発生し
て、出力画像の画質を大幅に劣化させる。

【００１０】（Ｂ２）回転ブラシが感光体の表面と摩擦
状態で接触するので感光体の表面の磨耗の原因の一つと
なる。

【００１１】上記（Ａ１）から（Ａ４）の回転ブラシの
機能のうち、（Ａ１）のタルク除去に関しては、近年、
転写紙の中性紙化が進んでおり、タルク付着の問題が少
なくなっていることから、その重要性は低下してきてい
る。その代わりに、上記（Ｂ１）、（Ｂ２）の障害を軽
減することが重要視されてきている。

【００１２】従来、回転ブラシとしては、一般に、図９
（ａ）に示すように、回転ブラシ１ａの回転軸３ａの中
心から放射状に毛体２ｂを形成したものが使用されてい
る。このような、放射状の毛体２ａを有する回転ブラシ
１ａを使用した場合には、図９（ｂ）に示すように、回
転ブラシ１ａが、矢印Ａ方向に回転する感光体４の表面
に接触しながら矢印Ｂ方向に回転するときに、回転ブラ
シ１ａの毛体２ａがたなびく方向に変形し、もとの状態
に復帰使用とする負荷が発生し、感光体４の表面に加わ
る。

【００１３】一方、回転ブラシでタルクを除去するため
には、回転ブラシの毛の剛性を高め、且つ、感光体の表
面に対して強い摺接力を安定して維持することが要求さ
れていた。このため、回転ブラシを構成する毛体として
剛性の高いものを使用し、図１０（ａ）に示すように、
毛体２ｂを周方向に対して一定の方向に傾きを持たせて
構成するとともに、図１０（ｂ）に示すように、回転ブ
ラシ１ｂを感光体４の回転方向に対して逆目方向で感光
体４の表面に摺接させることが行われてきた（たとえ
ば、特開昭５６−１２２０７５号公報、特開昭５６−１
３５８６４号公報参照）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な逆目の回転ブラシ１ｂを使用した場合には、回転ブラ
シ１ｂが感光体４の表面に接触しながら回転するとき
に、回転ブラシ１ｂの毛体２ｂがたなびく方向に戻され
る、すなわち、毛体２ｂ自身が有する屈曲方向とは逆方
向に屈曲されるので、感光体４に対する負荷が、図９に
示す放射状の回転ブラシ１ａに比べて大きくなるという
問題がある。また、感光体４と回転ブラシ１ｂが接触し
た場合で長時間に渡って放置されると、複雑な形状で毛
体２ｂに残留歪みが残るので、歪みの回復に時間がかか
り、回転再開直後の負荷変動が増加するという問題があ
る。

【００１５】そこで、本発明は、回転ブラシから感光体
に加えられる負荷の変動を減少させて、感光体の回転速
度の変動を防止し、これにより、画質の劣化、特に、バ
ンディングと呼ばれる用紙搬送方向に関して直角方向に
伸延する帯状の濃度むらを防止することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体の表面
に接しながら回転して感光体の表面をクリーニングする
回転ブラシを備えたクリーニング装置において、前記回
転ブラシを構成する毛体を円周方向に対して一方の方向
に傾斜させて形成すると共に、前記毛体が前記感光体の
表面に対して接触開始点において順目状態で摺接するよ
うに前記回転ブラシを回転駆動することを特徴とする。

【００１７】また本発明は、前記感光体と前記回転ブラ
シの回転方向がその接触位置において同方向であり、前
記回転ブラシの周速が前記感光体の周速よりも速いこと
が望ましい。

【００１８】

【作用】図１は、本発明のクリーニング装置の原理を示
す説明図である。図１（ａ）は回転ブラシが感光体と接
触していないときの毛体の状態を示す説明図、図１
（ｂ）は回転ブラシが感光体と接触してときの毛体の状
態を示す説明図である。本発明の回転ブラシ１において
は、図１（ａ）に示すように、回転ブラシ１を構成する
毛体２を円周方向に対して一方の方向に傾斜させて回転
ブラシ１の回転軸３に植立すると共に、図１（ｂ）に示
すように、毛体２が感光体４の表面に対して接触開始点
において順目状態で摺接するように回転ブラシ１を回転
駆動する。

【００１９】本発明のクリーニング装置においては、回
転ブラシが感光体４の表面に接触しながら回転するとき
に、回転ブラシ１の毛体２がたなびく方向に変形する。
この変形方向は、毛体２自体が有している湾曲方向と同
じであるため、変形した毛体２が元の状態に復帰しよう
とするときの感光体４に対する負荷が、放射状の毛体を
有する回転ブラシや、逆目の毛体を有する回転ブラシを
使用した場合に比べて小さくなる。これにより、回転ブ
ラシから感光体に加えられる負荷の変動が減少し、感光
体の回転速度の変動が防止される。

【００２０】また、感光体４と回転ブラシ１の回転方向
がその接触位置において同方向であり、回転ブラシ１の
周速が感光体４の周速よりも速いので、回転ブラシの毛
体２が感光体４の表面に接触するときには、必ず、毛体
２自体が有している湾曲方向と同じ方向に傾いた状態で
接触するので、回転ブラシの毛体２が感光体４に与える
負荷が小さくなる。

【００２１】

【実施例】図２は、本発明が適用されるクリーニング装
置の概略断面図である。矢印Ａ方向に回転駆動されるド
ラム状の感光体４に隣接してクリーニング装置５が配置
されている。このクリーニング装置５のハウジング６に
は、感光体４の表面に矢印Ｂ方向に回転しながら摺接し
て感光体４の表面に残留したトナーやタルク等の異物を
除去するための回転ブラシ１、回転ブラシ１の先端に接
触して回転ブラシ１に付着したトナー等をはたき落とす
ためのはたき落とし部材７、感光体４の表面に摺接して
感光体４の表面に残留したトナーやタルク等の異物を除
去するためのクリーニングブレード８、回転ブラシ１や
クリーニングブレード８により感光体４の表面から除去
されたトナー等を廃トナー収容部（図示せず）に回収す
るためのトナー搬送オーガー９、ハウジング６と感光体
４の隙間からトナーが漏出するのを防止するためのシー
ル部材１０等が取り付けられている。

【００２２】図３（ａ），（ｂ）は、回転ブラシ１の平
面図及び断面図である。回転ブラシ１は、回転軸３に、
多数の毛体２が植毛された帯状のレースを巻き付けるこ
とにより構成されている。図４は、帯状のレースに対す
る毛体２の植毛パターンを平面状に展開して示す説明図
である。毛体２は回転軸３の周囲に巻かれた基布３ａに
植毛されるが、本実施例においては、毛体２を全体に密
に植毛するのではなく、粗密があるように植毛してい
る。図４に示す例では、帯状のレースが巻かれる方向、
すなわち、軸方向に伸延する千鳥状に配列された２本の
植毛パターンを第１の基本パターンＰ１とし、このを第
１の基本パターンに対して円周方向に関して対称なパタ
ーンを第２の基本パターンＰ２とし、第１の基本パター
ンＰ１と第２の基本パターンＰ２を円周方向に所定の間
隔を空けて交互に繰り返された植毛パターンに従って毛
体２を植毛している。たとえば、軸方向に隣接する毛体
２のピッチＤ１は２．５ｍｍであり、第１の基本パター
ンと第２の基本パターンとの間において円周方向に隣接
する毛体２のピッチＤ２は３ｍｍであり、同じ基本パタ
ーン内の円周方向に隣接する毛体２のピッチＤ３は２．
５ｍｍである。

【００２３】上記毛体２は、たとえば、ポリプロピレン
とベルトロン（カネボウ株式会社商品名）の混紡品から
構成される。また、ポリプロピレンとベルトロン（カネ
ボウ株式会社商品名）の太さと密度は、それぞれ、ポリ
プロピレンが、１７デニール、１０，０００本／ｉ
ｎ²、ベルトロン（カネボウ株式会社商品名）が１０デ
ニール、８，０００本／ｉｎ²である。また、基布３ａ
は、ポリエステルからなる縦糸と横糸を織ることにより
構成されており、この基布３ａの織色の間に毛体２をく
ぐらせてホットメルト樹脂により固定している。毛体２
が植毛された基布３ａを回転軸３に巻き付けることによ
り回転ブラシ１が構成される。図５は、完成した回転ブ
ラシ１を示す斜視図である。

【００２４】本実施例においては、図３（ｂ）に示すよ
うに、回転ブラシ１を構成する毛体２を回転ブラシの円
周方向に対して一方の方向に、図３（ｂ）に示す例で
は、回転軸３の中心から外側に向かって右向きに湾曲す
るように傾斜させて回転ブラシ１の回転軸３に植立する
と共に、図１（ｂ）の説明図に示すように、毛体２が感
光体４の表面に対して接触開始点において順目状態で摺
接するように回転ブラシ１を回転駆動する。また、感光
体４と回転ブラシ２の回転方向がその接触位置において
同方向となるようにするとともに、回転ブラシ２の周速
を感光体４の周速よりも速くする。たとえば、回転ブラ
シ１と感光体４の周速差は、１０〜２００ｍｍ／ｓ、望
ましくは２０〜５０ｍｍ／ｓに設定されている。

【００２５】次に、上述したクリーニング装置の動作に
ついて説明する。

【００２６】図示しないが、感光体４の周囲には、クリ
ーニング装置５の他に、帯電装置、露光装置、現像装
置、転写装置等が配置されており、周知の電子写真法に
より、感光体４の表面にトナー像が形成され、このトナ
ー像が用紙上に転写される。

【００２７】転写後に感光体４の表面に残った残留トナ
ーＴは、感光体４の矢印Ａ方向への回転に伴ってクリー
ニング装置５の位置に至る。クリーニング装置５におい
ては、先ず、回転ブラシ１の回転により、感光体４の表
面に残留したトナーやタルク等の異物が除去される。

【００２８】本実施例においては、毛体２が感光体４の
表面に対して順目状態で摺接するように回転ブラシ１を
回転駆動しているので、回転ブラシ１が感光体４の表面
に接触しながら回転するときに、回転ブラシ１の毛体２
がたなびく方向に変形する。この変形方向は、毛体２自
体が有している湾曲方向と同じであるため、変形した毛
体２が元の状態に復帰しようとするときの感光体４に対
する負荷が、放射状の毛体を有する回転ブラシや、逆目
の毛体を有する回転ブラシを使用した場合に比べて小さ
くなる。これにより、回転ブラシから感光体に加えられ
る負荷の変動が減少し、感光体の回転速度の変動が防止
される。したがって、感光体の回転速度の変動に起因す
るバンディングと呼ばれる用紙搬送方向に関して直角方
向に伸延する帯状の濃度むらを防止することができる。
特に、本発明を感光体の表面に対して複数色に相当する
レーザービーム露光を順次行なうカラー画像形成装置に
適用した場合には、出力画像の画質を大幅に劣化させる
虹色のバンディングの発生を防止することができる。

【００２９】次に、上述した回転ブラシ１の製造方法の
一例について説明する。

【００３０】先ず、図６に示すように、織布後の一対の
帯状の基布１１，１２が所定の間隔を空けて対向するよ
うに、基布１１，１２を織布するとともに、両方の基布
１１，１２にブラシの毛体となる繊維１３を編みこむ。

【００３１】次に、図７に示すように、基布１１と基布
１２の間の繊維１３をカッタ１４で切断して２枚のブラ
シレース１５，１６を製造する。このとき、切断側の繊
維１３の長さが長く、基布１１，１２の裏面側にある折
り曲げ部分の繊維１３の長さは短くなっている。切断後
の２枚のブラシレース１５，１６は、それぞれ、ローラ
１７ａ，１７ｂからなる搬送ローラ対１７、ローラ１８
ａ，１８ｂからなる搬送ローラ対１８により搬送され
る。

【００３２】いま、ブラシレース１６が搬送ローラ対１
８の間を通過する場合を考えると、切断側の繊維１３の
長さが長く、基布１２の裏面側にある折り曲げ部分の繊
維１３の長さが短いので、繊維１３がローラ１８ａとロ
ーラ１８ｂとの間に挟まれた状態で搬送されると、図７
に示すように、切断側の繊維１３が、ブラシレース１６
の搬送方向とは反対方向に傾斜するように倒れる。繊維
１３は或る程度塑性変形するので、搬送ローラ対１８の
間を通過したブラシレース１６の毛体２は、一定の方向
の傾斜した状態となる。

【００３３】次に、傾斜した毛体２を有するブラシレー
ス１６を、図８に示すように、回転軸３の周囲に、毛体
２が回転方向に順目となるような向きで巻き付ける。こ
れにより図５に示すような順目の毛体２を有するブラシ
１が製造できる。なお、搬送ローラ対を通過したままの
毛体２の傾斜が、目的とする傾斜よりも急である場合に
は、ブラシ１に対して高温の蒸気を吹きかけて、毛体２
の変形を或る程度回復させるようにすればよい。また、
高温の蒸気を吹きかけながら、ブラシ１を毛体２の傾斜
方向に対して順方向或いは逆方向に回転させて、遠心力
及び／又は空気抵抗で毛体２の傾斜を修正するようにし
てもよい。

【００３４】

【発明の効果】回転ブラシの毛体が感光体の表面に対し
て順目状態で摺接するようにしたので、変形した毛体が
元の状態に復帰しようとするときの感光体に対する負荷
が小さくなる。これにより、回転ブラシから感光体に加
えられる負荷の変動が減少し、感光体の回転速度の変動
が防止される。したがって、感光体の回転速度の変動に
起因するバンディングと呼ばれる用紙搬送方向に関して
直角方向に伸延する帯状の濃度むらを防止することがで
きる。

【００３５】また、感光体と回転ブラシが接触した場合
で長時間に渡って放置された場合でも、残留歪みが少な
くなり、回転再開直後の負荷変動を減らすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のクリーニング装置の原理を示す説明
図である。

【図２】 本発明が適用されるクリーニング装置の概略
断面図である。

【図３】 （ａ），（ｂ）は、回転ブラシの平面図及び
断面図である。

【図４】 毛体２の植毛パターンを示す説明図である。

【図５】 完成した回転ブラシを示す斜視図である。

【図６】 基布にブラシの毛体となる繊維を編みこむ工
程を示す説明図である。

【図７】 基布間の繊維をカッタで切断して２枚のブラ
シレースを製造する工程を示す説明図である。

【図８】 回転軸の周囲にブラシレースで巻き付ける工
程を示す説明図である。

【図９】 放射状の毛体を有する回転ブラシの使用態様
を示す説明図である。

【図１０】 逆目の回転ブラシを使用した場合の使用態
様を示す説明図である。

【符号の説明】

１…回転ブラシ、２…毛体、３…回転軸、４…感光体、
５…クリーニング装置、６…ハウジング、７…はたき落
とし部材、８…クリーニングブレード、９…トナー搬送
オーガー、１０…シール部材、１１，１２…基布、１３
…繊維、１４…カッタ、１５，１６…ブラシレース、１
７…搬送ローラ対、１７ａ，１７ｂ…ローラ、１８…搬
送ローラ対、１８ａ，１８ｂ…ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保延 智 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 石川 勝 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の表面に接しながら回転して感光
   体の表面をクリーニングする回転ブラシを備えたクリー
   ニング装置において、 前記回転ブラシを構成する毛体を円周方向に対して一方
   の方向に傾斜させて形成すると共に、前記毛体が前記感
   光体の表面に対して接触開始点において順目状態で摺接
   するように前記回転ブラシを回転駆動することを特徴と
   するクリーニング装置。
2. 【請求項２】 前記感光体と前記回転ブラシの回転方向
   がその接触位置において同方向であり、前記回転ブラシ
   の周速が前記感光体の周速よりも速いことを特徴とする
   請求項１記載のクリーニング装置。