CN111142348B - 清洁装置和图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种清洁装置和图像形成装置。清洁装置具有清洁辊、轴承部件、引导部件和施力部件。清洁辊具有与第一齿轮啮合的第二齿轮，并通过从第一齿轮向第二齿轮传递的驱动力而被驱动，向与图像载体的旋转方向相反的方向旋转，其中，第一齿轮结合于承载调色剂图像并被旋转驱动的图像载体。轴承部件支承清洁辊的芯棒。引导部件具有载置轴承部件的载置面，以使得穿过第一齿轮的旋转中心和第二齿轮的旋转中心的直线与载置面的距离越接近第一齿轮则变得越长的方式，使所述载置面相对于直线倾斜。施力部件对轴承部件施力，以使清洁辊被推压到图像载体。根据本发明，能够在实现省空间化的同时，抑制阻碍向图像载体推压清洁辊的作用。

Description

清洁装置和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种用于清洁图像载体的清洁装置和具有该清洁装置的图像形成装置。
背景技术
电子照相方式的图像形成装置构成为利用调色剂对写入到作为图像载体的感光体的潜像进行显影。作为实现感光体的长寿命化的感光体，已知有一种非晶硅系感光体，但非晶硅系感光体存在容易产生图像缺失的问题。由于附着在感光体表面上的放电生成物的影响，潜像的电荷在感光体表面上移动，从而产生图像缺失。
因此，在现有技术中的图像形成装置中，研究了去除感光体表面的放电生成物的技术。例如，有一种通过利用具有橡胶层的清洁辊摩擦感光体表面来去除放电生成物的图像形成装置。
然而，在现有技术的图像形成装置的清洁装置中，由以支点为中心旋转的轴承部件支承清洁辊，并由弹簧对轴承部件进行施力，以使清洁辊被推压到感光体上。但是，在该结构中，由于在轴承部件的支点和弹簧的作用点之间需要一定程度的距离，因此，存在难以节省空间的问题。
为了实现清洁装置的省空间化，例如考虑设置引导部件，该引导部件使轴承部件能够在连接清洁辊的旋转中心与感光体的旋转中心的方向上滑动。但是，在从与感光体的旋转轴结合的第一齿轮向与清洁辊的旋转轴结合的第二齿轮传递驱动力的结构的情况下，驱动力作用于与被设定于第一齿轮和第二齿轮的压力角对应的作用线的方向。由于该作用线相对于轴承部件的滑动方向倾斜，因此，驱动力的滑动方向分量抵抗弹簧的施力而作用于推回轴承部件的方向，从而阻碍向感光体推压清洁辊。
发明内容
本发明考虑到上述情况，目的在于提供一种清洁装置和图像形成装置，能够在实现省空间化的同时，抑制阻碍向图像载体推压清洁辊的作用。
本发明所涉及的清洁装置具有清洁辊、轴承部件、引导部件和施力部件。清洁辊具有与第一齿轮啮合的第二齿轮，并通过从所述第一齿轮向所述第二齿轮传递的驱动力而被驱动，向与图像载体的旋转方向相反的方向旋转，其中，所述第一齿轮结合于承载调色剂图像并被旋转驱动的所述图像载体。轴承部件支承所述清洁辊的芯棒。引导部件具有载置所述轴承部件的载置面，以使通过所述第一齿轮的旋转中心和所述第二齿轮的旋转中心的直线与所述载置面的距离越接近所述第一齿轮则变得越长的方式，使所述载置面相对于所述直线倾斜。施力部件对所述轴承部件施力，以使所述清洁辊被推压到所述图像载体。
本发明所涉及的图像形成装置具有：图像形成部，其包括所述图像载体，并在片材上形成图像；和上述清洁装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的打印机的内部结构的剖视图。
图2是本发明的一实施方式所涉及的清洁装置的剖视图。
图3是本发明的一实施方式所涉及的清洁装置的立体图。
图4是本发明的一实施方式所涉及的清洁装置的主视图。
图5是相对于本发明的一实施方式的比较例所涉及的清洁装置的主视图。
图6A是本发明的一实施方式的变形例所涉及的清洁装置的剖视图。
图6B是本发明的一实施方式的变形例所涉及的清洁装置的剖视图。
图6C是本发明的一实施方式的变形例所涉及的清洁装置的剖视图。
图6D是本发明的一实施方式的变形例所涉及的清洁装置的剖视图。
具体实施方式
下面，边参照附图边对本发明的一实施方式所涉及的打印机1(图像形成装置的一例)和清洁装置23进行说明。
首先，参照图1，对打印机1的整体结构进行说明。图1是示意性地表示打印机1的内部结构的主视图。下面，将图1中的纸面近前侧作为打印机1的正面侧(前侧)，左右的朝向以从正面观察打印机1的方向为基准进行说明。在各图中，U、Lo、L、R、Fr、Rr分别表示上、下、左、右、前、后。
在打印机1的箱体2中具有供纸装置3、图像形成部4、定影装置5和排出部7，其中，供纸装置3将所收装的片材S送出到输送路径6；图像形成部4将调色剂图像形成于片材S；定影装置5将调色剂图像定影于片材S；排出部7排出定影有调色剂图像的片材S。
图像形成部4具有感光鼓单元15、曝光装置9、调色剂容器12、显影单元16、中间转印带17、一次转印辊18和二次转印辊11。
感光鼓单元15具有被旋转驱动的感光鼓21(图像载体的一例)、使感光鼓21带电的充电装置22、和对感光鼓21的表面进行清扫的清洁装置23。
曝光装置9向感光鼓21照射基于图像数据的激光。各调色剂容器12分别收装黑色、青色、品红色、黄色的调色剂。
显影单元16具有显影容器、磁辊和输送螺杆。在显影容器和调色剂容器12之间设置有调色剂的供给路径(省略图示)，显影容器收装从调色剂容器12供给的调色剂。磁辊以从显影容器的开口部露出并与输送螺杆及感光鼓21相向的方式配置。
中间转印带17是卷挂在驱动辊和从动辊上的环形带，以外表面与感光鼓21相向的方式配置，并进行循环移动。一次转印辊18以与中间转印带17的内表面相向的方式配置，一次转印辊18与感光鼓21之间夹持中间转印带17。
二次转印辊11以隔着输送路径6而与中间转印带17的外表面相向的方式配置。
接着，对打印机1的图像形成动作进行说明。当打印机1从外部计算机等接收到图像数据时，片材S从供纸装置3被送出到输送路径6。在带电的各感光鼓21的表面，通过各曝光装置9形成基于黑色、青色、品红色、黄色的图像数据的潜像。被收装于显影单元16的显影容器的调色剂通过输送螺杆被供给到磁辊。该调色剂被潜像吸附，从而在感光鼓21上形成调色剂图像。各感光鼓21所承载的调色剂图像通过各一次转印辊18被重叠转印到中间转印带17。转印到中间转印带17上的调色剂图像通过二次转印辊11被转印到片材S上，并通过定影装置5被定影在片材S上。定影有调色剂图像的片材S被排出到排出部7。残留在感光鼓21的表面上的调色剂通过清洁装置23被去除。
接着，参照图2至图5，对感光鼓21和清洁装置23的结构进行说明。图2是清洁装置23的剖视图。图3是清洁装置23的立体图。图4是清洁装置23的主视图。此外，下面，对感光鼓21和清洁装置23的前侧部分进行说明，感光鼓21和清洁装置23的后侧部分也与前侧部分同样地构成。但是，包括第一齿轮32和第二齿轮50的驱动力传递机构可以设置在前侧和后侧这两侧，也可以设置在前侧和后侧中的任一侧。
感光鼓21具有：芯棒30，其以前后方向为长度方向；感光层31，其形成在芯棒30的外周面；和第一齿轮32，其结合于芯棒30。芯棒30是由铝合金等形成的圆筒状的部件。感光层31由非晶硅系感光体形成。第一齿轮32是旋转中心与芯棒30一致的斜齿轮，由树脂或金属等形成，并结合于芯棒30的端面。感光鼓21由固定在箱体2上的轴承(省略图示)支承，从马达等驱动源(省略图示)向第一齿轮32传递驱动力，从而驱动第一齿轮32向图3、图4的A方向旋转。
清洁装置23具有：清洁辊40，其被推压到感光鼓21上；清洁容器41，其收装废调色剂；清洁刮刀42，其抵接于感光鼓21；输送螺杆43，其输送废调色剂；轴承部件44，其支承清洁辊40；引导部件45，其引导轴承部件44的移动；和施力部件46，其对轴承部件44进行施力。
清洁辊40具有以前后方向为长度方向的芯棒47、形成于芯棒47的外周面的弹性层48和第二齿轮50。芯棒47是由不锈钢等形成的圆柱状或圆筒状的部件。弹性层48由泡沫橡胶等形成。
第二齿轮50是旋转中心与芯棒47一致的斜齿轮，由树脂或金属等形成，结合于芯棒47的外周面，并与第一齿轮32啮合。第一齿轮32与第二齿轮50的齿轮比不同于感光鼓21的周长与清洁辊40的周长之比。因此，清洁辊40以与感光鼓21不同的表面速度旋转。在本实施方式中，第一齿轮32和第二齿轮50被配置为使第一齿轮32的旋转中心和第二齿轮50的旋转中心位于相同高度(使穿过第一齿轮32的旋转中心和第二齿轮50的旋转中心的直线LC为水平)。
清洁容器41由树脂等形成，并收装清洁辊40和输送螺杆43。清洁容器41配置为，在感光鼓21侧具有开口部41K，而使清洁辊40从开口部41K露出。在清洁容器41连接有废调色剂容器(省略图示)。
清洁刮刀42配置为，由树脂等形成，并安装在比清洁容器41的开口部41K靠下侧的部位，而使顶端抵接于感光鼓21。
输送螺杆43由树脂或金属等形成，并具有以前后方向为长度方向的轴和绕轴形成的螺旋状的叶片。输送螺杆43配置于清洁辊40的下方，由马达等驱动源(省略图示)驱动。
轴承部件44由树脂等形成，内包有支承清洁辊40的芯棒47的轴承。轴承部件44的下表面44Lo形成为平面状。
引导部件45由树脂等形成，并固定在箱体2上，引导轴承部件44的移动。引导部件45具有：下部45Lo，其具有载置轴承部件44的载置面45S；右侧部45R，其形成在比下部45Lo的右端部靠上方的位置，且位于轴承部件44的右方；和上部45U，其形成在比右侧部45R的上端部靠左方的位置，且位于轴承部件44的上方。在引导部件45的上部45U的下表面与轴承部件44的上端之间形成有间隙。
载置面45S形成为平面状。引导部件45以使通过第一齿轮32的旋转中心和第二齿轮50的旋转中心的直线LC与载置面45S之间的距离越接近第一齿轮32则变得越长的方式，使载置面45S相对于直线LC倾斜。在本实施方式中，由于直线LC为水平，因此，载置面45S以第一齿轮32侧变低的方式倾斜。除此之外，在本实施方式中，载置面45S配置为与第一齿轮32和第二齿轮50的作用线LA垂直。在此，作用线LA是第一齿轮32的基圆32B与第二齿轮50的基圆50B的公切线。第一齿轮32的节圆32P和第二齿轮50的节圆50P的公切线LP与作用线LA所成的角α是啮合压力角。轴承部件44以下表面44Lo与载置面45S接触的方式载置于载置面45S。
施力部件46是被压缩的螺旋弹簧，并被插入到轴承部件44的右端部与引导部件45的右侧部45R的左侧面之间，向左方对轴承部件44施力。
接着，对清洁装置23的清洁动作进行说明。当通过从驱动源传递到第一齿轮32的驱动力来驱动感光鼓21时，驱动力从第一齿轮32向第二齿轮50传递，清洁辊40向与感光鼓21相反的方向旋转。此时，清洁辊40以与感光鼓21不同的表面速度旋转，摩擦感光鼓21的表面。于是，在调色剂图像向片材S转印后残留于感光鼓21的调色剂附着于清洁辊40。由于在调色剂中混入有氧化铝或氧化钛等研磨剂，因此，感光鼓21的表面被研磨，残留调色剂被刮落。在研磨后，在感光鼓21上还残留着一定程度的量的调色剂，但这些残留调色剂被清洁刮刀42刮落。积存在清洁容器41的内部的废调色剂由输送螺杆43沿着输送螺杆43的长度方向输送，并被排出到废调色剂容器中。
接着，通过与图5所示的比较例的比较，对本实施方式的效果进行说明。图5是相对于本实施方式的比较例所涉及的清洁装置123的主视图。
在比较例中，引导部件145的下部145Lo的载置面145S水平地形成。作用在轴承部件145的外力是重力G、施力部件46的弹力E和从第一齿轮32传递到第二齿轮50的驱动力的一部分D。第一齿轮32的驱动力沿作用线LA的方向传递到第二齿轮50的齿，其大部分被第二齿轮50的旋转消耗，驱动力的一部分D发挥作用而使轴承部件144向作用线LA的方向推压。驱动力的一部分D的与载置面145S平行的方向的分量Dx作用于施力部件46的弹力E的相反方向，因此，向感光鼓21推压清洁辊40被分量Dx阻碍。重力G垂直地作用于载置面145S，因此，不作用于与载置面145S平行的方向。此外，图示的重力G、弹力E和驱动力的一部分D的矢量的大小与实际的大小无关。
另一方面，在本实施方式中，由于载置面45S配置为与作用线LA垂直，因此，驱动力的一部分D的与载置面45S平行的方向的分量与比较例相比小到可忽视的程度。另外，重力G的与载置面45S平行的方向的分量Gx作用于与施力部件46的弹力E的与载置面45S平行的方向的分量Ex相同的方向。因此，在本实施方式中，不会阻碍向感光鼓21推压清洁辊40。此外，图示的重力G、弹力E和驱动力的一部分D的矢量的大小与实际的大小无关。
根据以上说明的本实施方式所涉及的清洁装置23，能够实现清洁装置23的省空间化的同时，抑制阻碍向感光鼓21推压清洁辊40的作用。另外，根据本实施方式所涉及的清洁装置23，由于载置面45S配置为与作用线LA垂直，因此，阻碍向感光鼓21推压清洁辊40的作用小到可忽视的程度。
上述实施方式也可以如下变形。
在上述实施方式中，示出了穿过第一齿轮32的旋转中心和第二齿轮50的旋转中心的直线LC为水平的例子，但本发明也可以应用于直线LC不是水平的情况。
在上述实施方式中，示出了载置面45S形成为与第一齿轮32和第二齿轮50的作用线LA垂直的例子，但本发明也可以应用于载置面45S不形成为与作用线LA垂直的情况。即使在载置面45S不形成为与作用线LA垂直的情况下，只要至少使穿过第一齿轮32的旋转中心和第二齿轮50的旋转中心的直线LC与载置面45S的距离越接近第一齿轮32则变得越长的方式，使载置面45S相对于直线LC倾斜，就能够抑制阻碍向感光鼓21推压清洁辊40的作用。
图6A至图6D是表示上述实施方式的变形例的剖视图。剖面的位置是图4的I-I剖面。如图6A所示，也可以在载置面45S形成有肋45SL。例如，肋45SL在载置面45S上设置在第二齿轮50的旋转轴方向上的多个位置，并在与第二齿轮50的旋转轴方向和作用线LA交叉的方向(与分量Ex相同的方向)上延伸。如图6B所示，也可以在轴承部件44的下表面44Lo(与载置面45S的接触面)形成有肋44LoL。例如，肋44LoL在下表面44Lo上设置在第二齿轮50的旋转轴方向上的多个位置，并在与第二齿轮50的旋转轴方向和作用线LA交叉的方向(与分量Ex相同的方向)上延伸。如图6C所示，载置面45S也可以是向轴承部件44侧鼓出的曲面45SR。例如，曲面45SR在与第二齿轮50的旋转轴方向和作用线LA交叉的方向(与分量Ex相同的方向)上具有与作用线LA平行的曲率半径。如图6D所示，轴承部件44的下表面44Lo(与载置面45S的接触面)也可以是向引导部件45侧鼓出的曲面44LoR。例如，曲面44LoR在与第二齿轮50的旋转轴方向和作用线LA交叉的方向(与分量Ex相同的方向)上具有与作用线LA平行的曲率半径。根据这些变形例，能够减轻轴承部件44与引导部件45的摩擦阻力。
第一齿轮32和第二齿轮50也可以是直齿齿轮。
本发明也可以应用于清扫中间转印带17(图像载体的一例)的清洁装置。
本发明可以应用于使用两种颜色、三种颜色或五种颜色以上的调色剂形成彩色图像的打印机。本发明也可以应用于使用一种颜色的调色剂形成黑白图像的打印机。
上述实施方式的说明表示本发明所涉及的清洁装置和图像形成装置的一方式，本发明的技术范围不限于上述实施方式。

Claims (9)

1.一种清洁装置，其特征在于，
具有清洁辊、轴承部件、引导部件和施力部件，其中，
所述清洁辊具有与第一齿轮啮合的第二齿轮，并通过从所述第一齿轮向所述第二齿轮传递的驱动力而被驱动，向与图像载体的旋转方向相反的方向旋转，其中，所述第一齿轮结合于承载调色剂图像并被旋转驱动的所述图像载体；
所述轴承部件支承所述清洁辊的芯棒；
所述引导部件具有载置所述轴承部件的载置面，以使穿过所述第一齿轮的旋转中心和所述第二齿轮的旋转中心的直线与所述载置面的距离越接近所述第一齿轮则变得越长的方式，使所述载置面相对于所述直线倾斜；
所述施力部件对所述轴承部件施力，以使所述清洁辊被推压到所述图像载体。
2.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
所述载置面配置为与所述第一齿轮和所述第二齿轮的作用线垂直。
3.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
在所述载置面上形成有肋。
4.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
在所述轴承部件的与所述载置面接触的接触面上形成有肋。
5.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
所述载置面是向所述轴承部件侧鼓出的曲面。
6.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
所述轴承部件的与所述载置面接触的接触面是向所述引导部件侧鼓出的曲面。
7.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
所述第一齿轮和所述第二齿轮是斜齿轮。
8.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，
所述第一齿轮和所述第二齿轮被配置为使所述第一齿轮的旋转中心与所述第二齿轮的旋转中心位于相同高度。
9.一种图像形成装置，其特征在于，
具有：
图像形成部，其包括所述图像载体，并在片材上形成图像；和
权利要求1～8中任一项所述的清洁装置。
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