JPH09160458A - 清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシクリーニング方式の清掃装置におい
て、フリック部材による回転ブラシのリフレッシュ効果
を高め、清掃装置の拭き残しなどのトラブルを防止す
る。 【解決手段】 回転ブラシ１６のブラシ毛６の先端部の
移動方向に対し、斜めに接触する面を有するフリック部
材１１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式のファ
クシミリ、複写機、及び、プリンタ等の画像形成装置に
おける清掃装置に関する。より詳しくはローラ状、ドラ
ム状もしくはベルト状などに形成された移動体の表面に
残留するトナーをファーブラシにて拭き取る清掃装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、回転ブラシを用いて電子写真装
置の感光体や中間転写ベルトなどの移動体の表面に付
着、残留したトナーを清掃するブラシクリーナー式清掃
装置が知られている。このようなブラシクリーナー式清
掃装置においては、ブラシで拭き取ったトナーをブラシ
から回収し、ブラシをリフレッシュする必要がある。

【０００３】ブラシクリーナーのリフレッシュ機構とし
ては、回収ローラー方式が広く知られている（例えば、
特公平１−６０１４８号）。図８にその構成を示す。

【０００４】図において５０は感光体５０ａを表面に有
する回転ドラム、８０は除電電極、９０はクリーニング
装置である。クリーニング装置９０は、ブラシ芯９１ａ
とその周囲に合成繊維にカーボンなどを混ぜて作った導
電性のブラシ繊維９１ｂを植設してモータＭ1 により回
転するファーブラシ９１と、電源Ｅから電圧が印加さ
れ、かつモータＭ2 により回転する導電性の回収ローラ
９３と、回収ローラ９３に接触して設けられたトナー掻
き取り用ブレード９４とからなる。

【０００５】この構成の装置は、感光体５０ａ上に残留
した粉体現像剤をファーブラシ９１を用いてクリーニン
グし、ファーブラシ９１に付着した粉体現像剤を電気的
にバイアスした回収ローラ９３で静電気力によって回収
する。なお、回収ローラ９３上のトナーはトナー掻き取
り用ブレード９４によって掻き落とされる。

【０００６】しかし、この方式は回転する回収ローラー
をファーブラシ背面に配置しなければならず、また、回
収ローラーへ電圧を印加するための印加電源や、回転駆
動機構を必要とするなど、装置が大型化、複雑化しがち
であるという問題点があった。

【０００７】一方、簡素化されたリフレッシュ機構とし
てフリッカーバー方式が広く知られている。直線状の板
又は棒をブラシ毛に食い込ませて設置し、ブラシ毛に噛
み込んだトナーを機械的にはじく（フリックする）こと
によりリフレッシュするというものである。

【０００８】例として特開昭５５−１３０５６８号に開
示されるこの方式の構成を図９に示す。

【０００９】表面に残留トナー６５が付着した状態の感
光体ドラムＰは、矢印ｃ方向に回転駆動されつつ、その
表面から残留トナー６５を除去される。クリーナブラシ
６０は、図中矢印ｄ方向に回転駆動されることにより上
記ドラムＰの表面を摺擦し、該表面から残留トナー６５
を払拭除去する。このクリーナブラシ６０はその周面に
ブラシ毛６８が植毛されている。

【００１０】クリーナブラシ６０のブラシ毛６８に当接
する位置には、たたき棒（フリッカーバー）６３がクリ
ーナブラシ６０の軸に沿って平行に設けられている。

【００１１】ドラムＰ表面の残留トナー６５は、まず、
クリーナブラシ６０の回転駆動に伴い、ブラシ毛６８に
よって払拭除去される。ブラシ毛に付着したトナーは、
たたき棒６３に対して当接する位置にてブラシ毛６８か
らたたき落とされる。たたき落とされたトナーは矢印ｅ
方向へ流れる空気流にて搬送され、図示されないトナー
回収装置へと至る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来のこの方式
ではフリック部材がブラシ回転方向に対し垂直な方向
（ブラシ体の軸方向）に延伸した形状のものが用いられ
ていた。したがって、ファーブラシのフリック方向はブ
ラシ回転方向に沿って一定である。ブラシ先端部の動き
を、図１０に示す。回転駆動されたブラシの先端部は、
進行方向に対して垂直に設けられた、たたき棒６３に接
触して叩かれ、次いで、はじかれる。先端部の動きは図
中の矢印のごとく直線状の軌跡を描き、ブラシ全体の先
端部の動きも一定方向に限られていた。このためフリッ
ク性能はブラシ毛の完全なリフレッシュ状態を得るまで
には至らず、結果として被クリーニング部材１上にクリ
ーニング不良が生じることがあった。

【００１３】そこで、本発明では大型化・複雑化しない
簡易な構成を保ちつつ、リフレッシュ機能を著しく向上
させ、クリーニング性能をより高めた清掃装置を提供す
ることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、画像形成装置に備えられた移動体の表面
に接触しつつ回転可能なファーブラシと、少なくとも該
ファーブラシのブラシ毛の先端と接触可能に設置された
フリック部材と、を備え、該移動体の表面に残留するト
ナーを清掃する清掃装置において、該フリック部材は該
ファーブラシと接触する領域において少なくとも該ファ
ーブラシのブラシ毛の移動方向に対し斜めに配置された
ガイド面を有することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の清掃装置３の説明
図である。

【００１６】図中１は感光体ベルトなどの移動体、すな
わち被クリーニング部材であり、クリーニング前トナー
Ｔとともに矢印方向に搬送されている。被クリーニング
部材１は、クリーニング対向ローラー２の巻き付け部で
清掃装置３によりクリーニングされる。

【００１７】清掃装置３は、主に被クリーニング部材１
に向かう開口部を有するフレーム７とフレーム７内に回
転可能に設けられたブラシ体１６とブラシ体１６からト
ナーを除去するメッシュ部材１１とから構成されてい
る。

【００１８】ブラシ体１６は軸４と一体成形された金属
ローラー５と更にその周面に植設された、ブラシ毛６よ
りなる。ブラシ体１６は被クリーニング部材１と接触し
つつ図中時計回り方向に回転駆動され、接触部分におい
て両者の進行方向は反対方向となっている。

【００１９】ブラシ毛６の材料は、レーヨン、ナイロ
ン、アクリルポリマーなどの合成繊維にカーボンブラッ
クなどの導電材料を分散するなどして半導電性にしたも
ので、比抵抗は１０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度である。

【００２０】ブラシ毛６の植毛密度は３００００〜１０
００００本／平方インチ、ブラシ毛６の繊維太さは６〜
１０Ｄ（Ｄ：デニール）、ブラシ毛の長さは５ｍｍ、ブ
ラシ毛６と被クリーニング部材１との食い込み量は０．
５〜１ｍｍに設定すると、被クリーニング部材１を良好
にクリーニングできる。

【００２１】ブラシ体１６の軸４には、被クリーニング
部材に付着しているトナーを引き付けるために、電源１
７よりトナーと逆極性であって１００〜５００Ｖの大き
さの電圧が印加されている。

【００２２】図中９はトナー搬送コイルであり、ブラシ
毛６から離脱した廃トナーを清掃装置３の外に設けられ
た廃トナーボックス（図示せず）まで搬送する。フレー
ム７の開口部には、トナーが飛散するのを防ぐために飛
散防止マイラー１０が設けられている。

【００２３】なお、図には示していないが、クリーニン
グを行う前にトナーＴの帯電極性をそろえるためのチャ
ージャー（帯電装置）を配置してもよい。

【００２４】メッシュ板１１はブラシ体１６が回転する
ことで次々にブラシ毛６が接触して、フリック作用を起
こすものである。メッシュ板１１の開口部は、ブラシ毛
６の進行方向に対して斜めに配置された開口端面を有
し、ブラシ毛を進行方向とは異なる斜めの方向へもフリ
ックする作用を果す。

【００２５】メッシュ板１１は、ブラシ体１６の軸４と
平行に配置され、ステー８によりその両サイドをフレー
ム７に固定されており、ブラシ毛６との食い込み量を一
定に保たれている。これによって、図４に示すようにブ
ラシ毛６とメッシュ板１１の間に所定のニップ幅Ｌが形
成されている。

【００２６】食い込み量が小さすぎると、ブラシの先端
のみしかメッシュ板に入らないので、ブラシの動きが小
さいために、フリック作用が少なく、ブラシ毛の奥深く
入り込んだトナーを掃き出させることが出来ない。食い
込み量が大きすぎると、ブラシを回転させるためのトル
クが過大となり、機械的な負荷が大きくなる。そればか
りでなく、ブラシがメッシュ板に強く押し付けられるた
めに、後からくるブラシ毛はほとんどフリック部材に接
触しないうちから既にフリック部材に接触しているブラ
シ毛に押されて曲がってしまい、フリック部材による衝
撃を効率よく受けられない。また、各ブラシ毛の間にト
ナーを離脱させる隙間がなくなる、などの理由から、ト
ナーを離脱させる効果が減失し、ひいては清掃装置のク
リーニング性能に支障を来す。以上の事情からメッシュ
板１１とブラシ毛６との食い込み量は１〜３ｍｍが望ま
しい。

【００２７】メッシュ板１１を矢印ｑ方向から見た図を
図２に示す。穴１８はメッシュ板１１をビスなどでステ
ー８に固定するための固定穴である。ブラシが満遍なく
フリックされるためには図中Ｌ1 で示すメッシュ幅Ｌ1
は図中Ｌ2 で示すブラシ毛幅Ｌ2 より広くするとよい。
メッシュ板は厚み０．５〜１ｍｍのステンレス薄板であ
って、フォトレジスティング法にて製造した。

【００２８】メッシュ形状は図３に示すような菱形形状
で、図中メッシュ開口部は、白抜き矢印で示すブラシ毛
の移動方向をｘ方向、それと直交し、軸４と平行な方向
をｙ方向とすると、ｙ方向のピッチ幅 ａ＝３〜８ｍ
ｍ、ｘ方向のピッチ幅 ｂ＝５〜１０ｍｍ、ブラシ進行
方向に対する角度α＝１５〜７０°（更に好ましくは１
５〜５０°）、メッシュの線幅ｄ＝０．５〜１ｍｍのも
のが好適に用いられる。

【００２９】メッシュ開口部の端面がブラシの進行方向
に対し成す角度αは、１５〜７０°とすると、良好なリ
フレッシュ性能が得られる。また、角度αを更に５０°
以下とすると、ブラシ６がメッシュ１１に食い込み接触
するために発生する移動抵抗が小さくなるために、装置
の駆動のための駆動負荷が小さくなるとともに、ブラシ
毛の抜けや切断などの不具合もなくなるので、より、好
適である。

【００３０】以上のように構成した清掃装置によると、
被クリーニング部材１に付着しているトナーＴは図中矢
印ｓの方向に搬送される。ついでクリーニング対向ロー
ラ２とブラシ毛６とにより形成されるニップ部にて、電
気的、機械的にブラシローラー１６に回収される。ブラ
シローラー１６に回収されたトナーはメッシュ板により
フリックされる。

【００３１】このときブラシ毛６の先端部はメッシュの
開口部端面のなす形状に沿って動くために、従来技術で
示したようなフリック効果に加えて、回転方向に対して
横方向にもフリックされることになる。

【００３２】また、ブラシ体１６とメッシュ板１１は、
十分なニップ幅（図４中記号Ｌ）を有しているため、ブ
ラシ毛６の先端部は複数回フリックされ得る。例えば、
ブラシ外周径がφ３０ｍｍ、食い込み量が２ｍｍのと
き、ニップ幅は約１５ｍｍであるが、この時、メッシュ
のｙ方向のピッチ幅ｂを７ｍｍ以下とすればメッシュ開
口部でのｙ方向の距離は最大でもニップ幅の半分を越え
ないので、ブラシ毛６は、ニップ部を通過するあいだに
２回以上メッシュの枠線に接触し、フリックされる。

【００３３】ブラシ毛６の先端の動きを図５に概念的に
示す。図５は、ブラシの軸方向からメッシュ板１１をみ
た拡大図である。ブラシ体１６のブラシ毛６は、図４に
示すようにニップ幅Ｌでメッシュ板に食い込んでいる。
ブラシが回転駆動されると、あるブラシ毛６の先端部
は、メッシュ板１１の構成する平面に投影すると、概ね
図中矢印Ｑのような軌跡を描く。即ち、図の右手方向か
らメッシュ板１１に向かって接近し、ニップＬ内に至る
と、まず、メッシュ１１の枠の図中Ａ点でメッシュ板１
１に接触し、叩かれる。次いでメッシュ１１の枠の端面
に沿ってガイドされ、Ｂ点に移動する。さらにブラシ体
１６が回転するとＢ点で、枠のガイド作用から解放され
てはじかれ、枠のＣ点で再び叩かれ、回転によってＤ点
へ移動する。以下、同様に斜めに叩かれ、ジグザクに移
動し、ニップＬの範囲外へ至ると直線状に移動する。

【００３４】以上説明したように、フリッカーとして作
用するメッシュの枠の開口部端面はブラシの進行方向に
対して斜めに配置されているので、ブラシ毛６は斜めに
叩かれ、且つジグザクに移動する。さらに、ブラシ毛が
メッシュ枠開口部端面に接触するタイミングが少しずつ
異なること、メッシュ開口の幅が変化することなどによ
り、ブラシ体１６の長手方向に隣り合うブラシ毛は、圧
縮されたり、解放されたりする。

【００３５】このように、直線状にのみ移動する従来の
技術と異なり、ブラシ毛６の先端部が多様な動きをする
ことから、ブラシに付着したトナーの離脱が著しく促進
される。したがって、ブラシ毛６の先端部のリフレッシ
ュ性能が著しく向上するので結果として、清掃装置が被
クリーニング部材をクリーニングするクリーニング性能
も著しく向上する。

【００３６】システム速度（被クリーニング部材の移動
速度）１００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置に
上記の清掃装置を適用したところ、ブラシの回転速度１
００〜５００ｒｐｍの領域にて良好なクリーニング性能
が得られ、画像の拭き残しなども見られなかった。

【００３７】また、画像形成装置が停止しているあい
だ、回転ブラシのブラシ毛６は被クリーニング部材や、
フリック部材に接触し、押し曲げられたまま静止してい
るために長期間放置しているとクリープが起こり、ブラ
シ毛に曲がりぐせが付いてしまうというクリープ現象が
発生する。ブラシ毛にクリープの発生した部分では被ク
リーニング部材へブラシが接触する力が弱くなり、クリ
ーニング不良の原因となる。本発明のフリック部材を適
用すると、ブラシ毛が上述の如く多様な方向へ弾かれる
ので、すばやくクリープの回復が行われるため、長期間
放置後であっても、クリーニング不良は発生しなかっ
た。

【００３８】本発明の清掃装置が清掃の対象とする被ク
リーニング部材は、例えば、画像形成装置の感光ドラム
や感光ベルト、ドラム状もしくはベルト状の中間転写
体、また、ローラ部材などであり、本発明の清掃装置は
様々なものに対して適用可能である。

【００３９】［他の実施の形態］以上、本発明の実施の
形態を説明したが、本発明は多様な形態での実施が可能
である。例えば、上記の説明ではメッシュ形状は、菱形
メッシュとしたが、図６（１）ないし（４）に示すよう
に様々な形状が使用可能である。なお、図６（１）ない
し（４）において、図中白抜き矢印で示すブラシ毛の移
動方向をｘ方向、それと直交し、ブラシ体１６の軸４と
平行な方向をｙ方向とする。

【００４０】図６（１）に、メッシュ形状の一例として
平行斜め線状メッシュを示す。図中のｙ方向のピッチ幅
ｃは、ｃ＝１．５ 〜 ４．０ｍｍとするのが良い。こ
のような、メッシュは上述の菱形メッシュと同様にフォ
トレジスティング法で金属薄板をメッシュ加工してもよ
いし、例えば円断面のワイヤを張設して、フリッカ部材
となしてもよい。

【００４１】図６（２）は、三角形形状メッシュの例で
ある。この形状では、上述の菱形メッシュに比して、ブ
ラシ回転軸と平行するメッシュ枠が増えた分、ニップ内
でのブラシ６のフリック回数が増大する。また、メッシ
ュの梁の部分が増すので部品強度的にも優れたものが得
られる。

【００４２】図６（３）は、六角形形状メッシュの例で
ある。図６（１）ないし図６（３）においては、上述の
菱形メッシュの場合と同様に角度αは、１５〜７０°更
に好ましくは１５〜５０°とするのがよい。ａ，ｂ，ｄ
などの寸法値も同様である。

【００４３】図６（４）は、丸穴状メッシュの例であ
る。開口部穴径ｆは４〜１０ｍｍ、隣り合う開口部間の
距離ｗは０．５〜１ｍｍである。このような形状も、メ
ッシュ開口部端面がブラシ毛に対して様々な角度で接触
するため、上述のメッシュ形状と同様の作用を果す。

【００４４】フリック部材としてのメッシュ部材は上記
の金属材料に限らず、他の様々なもの、例えば樹脂材料
やゴム状の弾性体材料が使用可能である。樹脂材料であ
れば、すべり性や耐摩耗性能に優れた結晶性のナイロ
ン、ポリアセタール、ポリプロピレンなどが好適であ
る。また、ゴム状弾性体としては、すべり性、耐摩耗性
能、トナー離型性にすぐれるシリコーンゴム、弗素ゴム
が良い。

【００４５】これらは、例えば射出成形や押し出し成形
にてメッシュ部材に形成される。シート状のものを形成
しておいて、パンチングによりメッシュ穴を形成しても
よい。

【００４６】さらには、耐摩耗性に優れたＰＥＴ、ナイ
ロン、レーヨン樹脂繊維糸などを網状に編みこんでメッ
シュを形成したものでもよい。

【００４７】以上様々なメッシュの形態を例示したが、
本発明はさらに様々な変形が可能である。

【００４８】また、メッシュ板としては、平板状に限ら
ない。例えば、図７に示すように、ブラシの回転軸に対
して所定の距離を保ってブラシ毛に接触するようにブラ
シ回転軸を中心とする仮想円筒の周面に沿って湾曲させ
てもよい。このようにすると、平板状のメッシュに比べ
て、ブラシと接触するニップ幅を大きくとることが容易
である。ニップ幅を大きくすると、ブラシ毛６がメッシ
ュの枠線によってフリックされる回数をより増加させ、
ブラシのリフレッシュ効果をより高めることが可能であ
る。

【００４９】また、メッシュ板１１へのトナー付着や堆
積防止のためにメッシュに電圧を印加してもよい。印加
電圧の特性はトナーの帯電極性と逆極性であってその絶
対値は５０〜１００Ｖが良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、清掃装置の回転ブラシ
のブラシ毛は、ブラシの回転方向のみにフリックされる
のではなく、多様な方向へフリックされるため、フリッ
ク部材によるブラシのリフレッシュ効果が著しく向上す
る。また、一回転あたりのフリック回数も１回にとどま
らず複数回となる。これによってもリフレッシュ効果が
向上する。これらの効果によって清掃装置のクリーニン
グ性能が著しく向上する。

【００５１】さらに、さまざまな方向へフリックされる
ので、ブラシ毛のクリープが生じにくく、また、長期間
の放置においてクリープしたブラシ毛のクリープの回復
が早く、結果として、清掃装置の耐久性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る清掃装置の説明図

【図２】本発明に係る清掃装置のブラシローラとメッシ
ュ部材の説明図

【図３】本発明に係るメッシュ部材の拡大説明図

【図４】本発明に係る清掃装置の要部断面図

【図５】ブラシ毛の動きの説明図

【図６】（１）〜（４）は各々本発明のメッシュ部材の
他の例

【図７】本発明の他の実施形態の説明図（湾曲板メッシ
ュ）

【図８】従来技術の例（回収ローラ方式）

【図９】従来技術の例（フリッカーバー方式）

【図１０】図９の従来技術におけるブラシ毛の動きの説
明図

【符号の説明】

１ 画像形成装置の被クリーニング部材 ３ 清掃装置 ６ ブラシ毛 １１ メッシュ部材 １６ ブラシ体（ブラシローラ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置に備えられた移動体の表面
   に接触しつつ回転可能なファーブラシと、少なくとも該
   ファーブラシのブラシ毛の先端と接触可能に設置された
   フリック部材と、を備え、該移動体の表面に残留するト
   ナーを清掃する清掃装置において、 該フリック部材は該ファーブラシと接触する領域におい
   て少なくとも該ファーブラシのブラシ毛の移動方向に対
   し斜めに配置された面を有することを特徴とする清掃装
   置。
2. 【請求項２】 画像形成装置に備えられた移動体の表面
   に残留するトナーを清掃する清掃装置において、 移動体の表面に接触しつつ回転可能なファーブラシと、 少なくとも該ファーブラシのブラシ毛の先端と接触可能
   に設置され、該ファーブラシと接触する領域において少
   なくとも該ファーブラシのブラシ毛の移動方向に対し所
   定の角度αをなす面を有するメッシュ部材と、 を備えたことを特徴とする清掃装置。
3. 【請求項３】 前記所定の角度αが、１５°〜７０°で
   あることを特徴とする請求項２に記載の清掃装置。
4. 【請求項４】 前記所定の角度αが、１５°〜５０°で
   あることを特徴とする請求項２に記載の清掃装置。
5. 【請求項５】 前記メッシュ部材と前記ファーブラシの
   回転軸中心との最近接距離Ｎはブラシ外周半径Ｒに対
   し、 Ｒ−３ ≦ Ｎ ≦ Ｒ−１ ［単位：ｍｍ］ であることを特徴とする請求項２ないし４に記載の清掃
   装置。