JP2010122607A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置10のクリーニング装置30は、残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、像担持体121の像担持面から残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材40と、像担持体121の移動方向から見て主クリーニング部材40の直上流側に位置し、像担持体121の移動方向と直交する、像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材53と、主クリーニング部材40を保持する保持部材31と、保持部材31に取り付けられたフレーム部材50と、補助クリーニング部材53が固定されており、補助クリーニング部材53が、移動中の像担持体121の変位に追随して揺動するようにフレーム部材50に対して揺動可能に取り付けられた支持部材52とを含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、例えば転写ベルトの像担持体の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、転写ベルト(像担持体)上に残留した残留トナーを取り除いて像担持体を清浄化するクリーニング装置が設けられた画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1)。この画像形成装置に適用されたクリーニング装置は、周回している転写ベルト(特許文献1では搬送ベルト(記録媒体搬送体2)80)の像担持領域を全体的に清掃する主クリーニング部材と、主クリーニング部材の直上流側に設けられた補助クリーニング部材とを含む。補助クリーニング部材は、画像形成条件を決定するために像担持領域の幅方向の一部に作成されるマーク画像に対応する領域を局部的に清掃する。
特開2000−131969号公報
しかしながら、特許文献1のクリーニング装置では、主クリーニング部材の上流側に設けられた補助クリーニング部材は、転写ベルトの像担持領域におけるマーク画像に対応した領域のみを清掃するため、転写ベルトの残留トナーを確実に除去することはできない。
また、補助クリーニング部材は、転写ベルトに対して移動できないように固定されているため、周回している転写ベルトの振動に応じて補助クリーニング部材の転写ベルトに対する当接圧が変動する。そして、補助クリーニング部材の転写ベルトに対する当接圧が変動すると、補助クリーニング部材の清掃性能にバラツキが生じ、転写ベルトの残留トナーを常に均一に取り除くことができなくなるという不都合が生じる。
本発明は、上記事情に鑑み、像担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、画像情報に基づき形成されたトナー像を担持可能な像担持面を有し、所定方向に移動しつつ、前記像担持面に前記トナー像が担持される像担持体と、前記像担持面に対向配置され、該像担持面に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置とを含む。前記クリーニング装置は、前記残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、前記像担持面から前記残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材と、前記像担持体の移動方向から見て前記主クリーニング部材の直上流側に位置し、前記像担持体の前記移動方向と直交する、前記像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材と、前記主クリーニング部材を保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられたフレーム部材と、前記補助クリーニング部材が固定されており、該補助クリーニング部材が、移動中の前記像担持体の変位に追随して揺動するように前記フレーム部材に対して揺動可能に取り付けられた支持部材とを含む。
本発明に係る画像形成装置によれば、像担持面の幅方向の全体にわたって当接されている補助クリーニング部材は、主クリーニング部材による清掃処理に先立ち、像担持面をその幅方向全体にわたって事前に清掃できるため、従来の補助クリーニング部材による部分的な事前清掃処理と比較して、像担持面を、全体的に均一に清浄化処理することができる。
また、補助クリーニング部材は、移動中の像担持体の変位に追随して揺動するように構成されているため、像担持体が移動中に変位しても、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧の変動が抑制される。したがって、補助クリーニング部材による像担持面の清掃処理にバラツキが生じるような不都合の発生が抑制される。
本発明の好ましい実施形態では、前記フレーム部材は樹脂製であり、前記支持部材は板金製である。
この構成によれば、補助クリーニング部材が固定された支持部材は、機械的強度を備えた板金部材であり、また、保持部材に取り付けられたフレーム部材に対して揺動可能に取り付けられているので、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧を該像担持面の幅方向全体にわたって均一にすることが容易となる。例えば、補助クリーニング部材を樹脂製のフレーム部材に直接取り付けると共に、フレーム部材を、補助クリーニング部材が、移動中の像担持体の変位に追随して揺動するように保持部材に対して揺動可能に取り付ける構成を採用した場合、樹脂製のフレーム部材は、機械的強度が小さく、軟らかいため、保持部材に対して安定よく揺動することができない。したがって、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧を該像担持面の幅方向全体にわたって均一にすることは困難である。本発明によれば、このような問題を解消できる。
本発明の好ましい実施形態において、前記保持部材は、前記主クリーニング部材を収容すると共に、前記主クリーニング部材が前記像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、前記フレーム部材は、前記ケーシングの前記開口に対して開閉可能に構成されており、前記像担持体の移動時には、前記開口から前記主クリーニング部材が臨んだ状態で該開口を覆いつつ、前記ケーシングに取り付けられる蓋部材である。
本発明の他の好ましい実施形態では、保持部材は、主クリーニング部材を収容すると共に、主クリーニング部材が像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、フレーム部材は、ケーシングの開口に対して開閉可能に構成された蓋部材であることが好ましい。蓋部材は、像担持体の移動時には開口を覆った状態でケーシングに取り付けられるので、樹脂製であっても、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧に影響を及ぼすことが抑制される。一方、像担持体が移動していないとき、つまり、画像形成装置が動作していないとき、蓋部材を、開口が開放されるように移動させることで、主クリーニング部材を外部に露出することができ、該主クリーニング部材のメンテナンス等を行うことができる。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、所定の付勢部材の付勢力で前記像担持面を押圧する。
この構成によれば、補助クリーニング部材は、付勢部材の付勢力で像担持面を押圧しているため、この押圧力で像担持体の変位に応じて昇降して当該変位に追随する。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面を押圧する。
この構成によれば、補助クリーニング部材は、自重による押圧力のみで像担持体の変位に応じて昇降して当該変位に追随するので、クリーニング装置の構成を簡易化できる。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。
この構成によれば、補助クリーニング部材は、電気的な作用を受けないフローティング状態とされているため、像担持面に残留した残留トナーは、補助クリーニング部材から電気的な影響を受けず、かつ、補助クリーニング部材との摺接により像担持面から浮き上がった状態で主クリーニング部材へ向かう。その結果、主クリーニング部材による残留トナーの電気的除去を効果的に行うことができる。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであり、前記テンションローラは、前記転写ベルトに所定の付勢力を付与する。
この構成によれば、像担持体として転写ベルトを採用することにより、当該転写ベルトを異なる色のトナーを使用する複数の感光体ドラムに対応させることが可能になり、これによって画像形成装置をカラー印刷用のものにすることができる。
転写ベルトの駆動開始時や駆動終了時等において、テンションローラに作用している力が急激に変化することがある。このとき、テンションローラは揺動し、これに伴い、転写ベルトは、その周回方向と直交する方向に振動する。本発明では、補助クリーニング部材は、前記振動に起因する転写ベルトの変位に容易に追随することができるので、転写ベルトの表面に常に適正な清浄化処理を施す上で有効である。
本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置によれば、像担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能である。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の内部構造を概略的に示す。画像形成装置10は、例えばカラープリンタであり、箱形を呈する装置本体11を有する。装置本体11は、内部に、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部12と、この画像形成部12によって形成され、用紙Pに転写された画像に定着処理を施す定着部13と、転写用の用紙Pを貯留する用紙貯留部14とを含む。装置本体11の上部には、定着処理後の用紙Pが排出される用紙排出部15が設けられている。
装置本体11の上面適所には、用紙Pの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の電源キーやスタートボタン、さらには出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。
画像形成部12は、用紙貯留部14から給紙された用紙Pにトナー画像を形成するものであって、本実施形態では、上流側(図1の紙面の右方)から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナー(現像剤)を用いるマゼンタ用ユニット12Mと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット12Cと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット12Yと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット12Kとを含む。
各ユニット12M,12C,12Y,12Kは、感光体ドラム121および現像装置122を含む。感光体ドラム121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)を形成するものであって、図1において反時計方向に回転しつつ対応する現像装置122からトナーの供給を受ける。各現像装置122は、装置本体11の前面側(図1の紙面の表側)に配設された図略のトナーカートリッジからトナーの補給を受ける。
本実施形態では、現像剤として、トナーとキャリアとからなる、いわゆる2成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が6〜12μmの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱(Fe)等の粒径が60〜200μmの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置122に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置122内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。
各感光体ドラム121の直下位置には、帯電装置123が設けられているとともに、各帯電装置123の下方位置には露光装置124が設けられている。各感光体ドラム121は、帯電装置123によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置124から帯電後の感光体ドラム121の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム121の周面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像に現像装置122からトナーが供給されると、感光体ドラム121の周面にトナー像が形成される。
感光体ドラム121の上方には、駆動ローラ125aと従動ローラ125bとの間に張設された転写ベルト125が配設されている。転写ベルト125は、各感光体ドラム121に対応して設けられた転写ローラ126によって往ベルト部分が感光体ドラム121の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム121と同期しながら駆動ローラ125aと従動ローラ125bとの間を周回する。
駆動ローラ125aと従動ローラ125bとの間であって、従動ローラ125b側へ寄った位置にテンションローラ125cが設けられている。テンションローラ125cは、転写ベルト125に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方に付勢されている。したがって、転写ベルト125の復ベルト部分は、駆動ローラ125aと従動ローラ125bとの間でテンションローラ125cにより上方に押し上げられており、山形形状を呈している。
転写ベルト125の周回と共に、転写ベルト125の表面(像担持面)に対して、まず、マゼンタ用ユニット12Mの感光体ドラム121によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれる。ついで、転写ベルト125におけるマゼンタトナー像の転写位置に、シアン用ユニット12Cの感光体ドラム121によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット12Yによるイエローのトナー像の転写、およびブラック用ユニット12Kによるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。これによって転写ベルト125の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト125の表面に形成されたカラートナー像は、用紙貯留部14から搬送されてきた用紙Pに転写される。
各感光体ドラム121の図1における左方位置には、感光体ドラム121の周面上の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置127が設けられている。ドラムクリーニング装置127によって清浄化処理された感光体ドラム121の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置123へ向かう。ドラムクリーニング装置127で感光体ドラム121の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。
画像形成部12の図1における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路111が形成されている。用紙搬送路111には、適所に搬送ローラ対112が設けられており、用紙貯留部14からの用紙Pは、搬送ローラ対112の駆動で転写ベルト125へ向けて搬送される。用紙搬送路111には、駆動ローラ125aと対向した位置に転写ベルト125の表面と当接した第2転写ローラ113が設けられている。用紙搬送路111を搬送されつつある用紙Pは、転写ベルト125と第2転写ローラ113とに押圧挟持され、これによって転写ベルト125上のトナー像が当該用紙Pに転写される。
定着部13は、画像形成部12で転写された用紙P上のトナー像に対して定着処理を施す。定着部13は、内部に加熱源である通電発熱体を有する加熱ローラ131と、加熱ローラ131と対向配置された定着ローラ132と、定着ローラ132および加熱ローラ131間に張設された定着ベルト133と、定着ベルト133を介して定着ローラ40と対向配置された加圧ローラ134とを含む。定着部13へ供給された用紙Pは、加圧ローラ134と高温の定着ベルト133との間を通過しながら定着ベルト133からの熱を得て定着処理が施される。
定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Pは、定着部13の上部から延設された排紙搬送路114を通って用紙排出部15の排紙トレイ151へ向けて排出される。
用紙貯留部14は、装置本体11の図1における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ141と、装置本体11内における露光装置124より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ142とを含む。用紙トレイ142には複数枚の用紙Pが積層されてなる用紙束P1が貯留される。
手差しトレイ141は、用紙Pを1枚ずつ手差し操作で画像形成部12へ給紙するためのものであり、普段は装置本体11の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図1に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。
用紙トレイ142は、上方に開口した箱体で構成され、用紙束P1が貯留可能になっている。用紙トレイ142に貯留された用紙束P1の最上位の用紙Pは、その下流端部(図1における左端部)の上面がピックアップローラ143の駆動で用紙搬送路111へ向けて繰り出される。用紙トレイ142から1枚ずつ繰り出された用紙Pは、搬送ローラ対112の駆動で用紙搬送路111を通って第2転写ローラ113と転写ベルト125との間のニップ部へ向けて送り込まれる。
本実施形態では、従動ローラ125bに対応した位置(図1では従動ローラ125bの右方位置)に、ベルトクリーニング装置30が設けられている。ベルトクリーニング装置30は、二次転写(転写ベルト125における駆動ローラ125aより周回方向上流側の下方を向いているベルト面にトナー像が転写されること)が行われた後、転写ベルト125における駆動ローラ125aより周回方向下流側の上方を向いているベルト面上に残留している残留トナーを除去して転写ベルト125を清浄化する。
本実施形態では、駆動ローラ125a、従動ローラ125bおよびテンションローラ125cと、これらの各ローラに掛け回された転写ベルト125と、転写ローラ126と、ベルトクリーニング装置30とで、二次転写ユニット20が構成されている。
以下、図2および図3を参照して二次転写ユニット20について説明する。図2は、二次転写ユニット20の斜視図であり、二次転写ユニット20からベルトクリーニング装置30が取り外された状態を示している。図3は、二次転写ユニット20の斜視図であり、ベルトクリーニング装置30が二次転写ユニット30に装着された状態を示している。図2および図3において、図2においてX−X方向を左右方向、Y−Y方向を前後方向とし、特に−X方向を左方、+X方向を右方、−Y方向を前方、+Y方向を後方とする。
二次転写ユニット20は、ユニットフレーム21を含み、このユニットフレーム21には、駆動ローラ125a、従動ローラ125bおよびテンションローラ125cが回転可能に装着されている。転写ベルト125は、駆動ローラ125a、従動ローラ125bおよびテンションローラ125cに掛け回されている。また、ユニットフレーム21には、転写ベルト125を挟んで従動ローラ125bと対向するようにベルトクリーニング装置30が装着されている。
ユニットフレーム21は、左右方向に長尺の前方フレーム211と、前方フレーム211と対向配置された略同一形状の後方フレーム212と、これら前後のフレーム211,212の左方上縁部間に架設された架設フレーム213とを含む。前方フレーム211および後方フレーム212の左右方向における長さ寸法は、画像形成部12の左右方向における長さ寸法よりも大きく設定されていると共に、架設フレーム213の前後方向における長さ寸法は、転写ベルト125のベルト幅より若干長めに設定されている。
前後のフレーム211,212間における架設フレーム213の直下位置には、軸心回りに回転可能に駆動ローラ軸22が架設されている。駆動ローラ125aは、駆動ローラ軸22に同心で一体回転可能に外嵌されている。また、前後のフレーム211,212の右端位置には、軸心回りに回転可能に従動軸23が架設されている。従動ローラ125bは、従動軸23に同心で一体回転可能に外嵌されている。さらに、従動軸23より若干左方位置には、前後のフレーム211,212間に架設されたテンションローラ軸24が設けられている。テンションローラ125cは、テンションローラ軸24に同心で一体回転可能に外嵌されている。転写ベルト125は、このような駆動ローラ125a、従動ローラ125bおよびテンションローラ125cに掛け回されている。
駆動ローラ軸22の後端部には、駆動ローラ軸22に同心で一体回転可能に駆動ギヤ221が取り付けられている。そして、駆動ギヤ221には、図略の駆動モータが連結されており、駆動モータの駆動力が駆動ギヤ221を介して駆動ローラ軸22に伝達される。駆動ローラ軸22の回転に伴う駆動ローラ125aの回転により、転写ベルト125が前方(−Y方向)から見て時計方向に周回する。
ベルトクリーニング装置30は、ユニットフレーム21の前後のフレーム211,212の右端部に装着されている。以下、ベルトクリーニング装置30について、図4〜図6を参照しながら説明する。図4は、ベルトクリーニング装置30の斜視図である。図5は、ベルトクリーニング装置30のケーシング31の斜視図であり、説明の容易化のために蓋部材50を省略し、主クリーニング部材40が装着された状態を示している。図6は、ベルトクリーニング装置30の分解斜視図である。図4〜図6におけるXおよびYによる方向表示は、図2の場合と同様(Xは左右方向(−X:左方、+X:右方)、Yは前後方向(−Y:前方、+Y:後方))である。
ベルトクリーニング装置30は、二次転写後に転写ベルト125の表面(像担持面)に残留した残留トナーを除去する装置であって、該残留トナーの除去に用いられるクリーニング部材として、主クリーニング部材40(図5)と補助クリーニング部材53(図4)とを含む。ベルトクリーニング装置30は、さらに、主クリーニング部材40を保持するケーシング31と、ケーシング31の蓋部材50と、蓋部材50に取り付けられ、補助クリーニング部材53が固定されたブラシ支持金具52とを含む。
ケーシング(保持部材)31は、前板32と、前後方向において前板32と対向配置された後板33と、前板32および後板33の各下縁間で前後方向(転写ベルト125の幅方向)に延びる底板34と、前板および後板33の各右端部間で前後方向に延びる背板36とを含む。ケーシング31は、上方に開口する上方開口37と、左方に開口する左方開口38とを有している。図示の実施形態では、上方開口37と左方開口38とは連続して形成されている。ケーシング31は、前板32の内面を前方フレーム211の右端部の外面に当接させると共に、後板33の外面を後方フレーム212の右端部の内面に当接させて、ねじ止めされることによりユニットフレーム21に固定される。
主クリーニング部材40は、転写ベルト125の表面上の残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、転写ベルト125の表面から残留トナーを電気的に除去するものであって、構成要素として、ファーブラシローラ41と回収ローラ42とを含む。ファーブラシローラ41は、図5に示すように、前板32および後板33間で転写ベルト125の幅方向に延びるブラシ軸411と、ブラシ軸411に一体回転可能に外嵌されるファーブラシ本体412とを有する。ファーブラシ本体412は、ブラシ軸411が嵌入される合成樹脂製の筒体の周面に一様にブラシ毛が植設されることによって形成されている。上記構成のファーブラシローラ41は、ブラシ軸411の両端部が前板32および後板33のそれぞれに形成された所定の貫通孔39aに通されることで、ケーシング31に支持されている。ファーブラシローラ41は、ケーシング31に支持(収容)された状態では、ケーシング31の左方開口38を介して転写ベルト125の表面に臨んでいる。
ブラシ軸411の前端部における前板32から突出した部分には、ブラシ軸ギヤ413がブラシ軸411に同心で一体回転可能に外嵌されている。ブラシ軸ギヤ413には、図略の駆動モータが連結されており、駆動モータの駆動力がブラシ軸411に伝達され、ファーブラシ本体412が回転する。
本実施形態では、ファーブラシ本体412は、例えば外径寸法が17mmに設定されている。ファーブラシ本体412のブラシ毛は、繊度が6デニールのポリアミド製のものが採用されている。各ブラシ毛は、長さ寸法が4.5mmに設定され、転写ベルト125との間のニップ寸法が1mmに設定された状態で転写ベルト125の表面に当接されている。また、ブラシ密度は、120KF/inchに設定されている。ファーブラシ本体412の電気的な抵抗値は1×1011.5Ωである。このようなブラシ毛には、図略の電源装置から例えば−20μAのバイアス電流が印加され、電気的付着力により、プラスに帯電している転写ベルト125上の残留トナーは、転写ベルト125からファーブラシ本体412へ移行する。
回収ローラ42は、図6に示すように、前板32および後板33間でブラシ軸411に平行に延びる回収ローラ軸421と、回収ローラ軸421に同軸で一体回転可能に外嵌される回収ローラ本体422とを有する。回収ローラ本体422は、ゴムや軟質の合成樹脂などのエラストマー製である。回収ローラ42は、回収ローラ軸421の両端部が前板32および後板33のそれぞれに形成された所定の貫通孔に通されることでケーシング31に支持されている。回収ローラ42は、ケーシング31に支持された状態では、その周面がファーブラシローラ41のファーブラシ本体412と接触するように位置設定されている。
回収ローラ軸421の前端部における前板32より突出した部分には、回収ローラ軸ギヤ423が回収ローラ軸421に同心で一体回転可能に外嵌されている。回収ローラ軸ギヤ423とブラシ軸ギヤ413とは互いに噛み合うように径寸法が設定されている。前記駆動モータの駆動力は、ブラシ軸ギヤ413を介して回収ローラ軸ギヤに伝達され、これにより、回収ローラ本体422がファーブラシローラ41とは反対の方向に回転する。ファーブラシローラ41のブラシ毛に移行した残留トナーは、前記回転により回収ローラ42に移行する。なお、ケーシング31には、回収ローラ42の回収ローラ本体422の周面に接触した状態で該周面に沿って延びる図略のブレードが設けられている。前記ブレードは、回収ローラ本体422上の残留トナーを掻き落とすためのものである。掻き落とされた残留トナーは、ケーシング31における背板36と回収ローラ42との間に形成された回収トナー貯留室310に貯留される。
補助クリーニング部材53は、図4に示すように、転写ベルト125の周回方向から見てファーブラシローラ41の直上流側に配置されており、ファーブラシローラ41による残留トナーの電気的除去に先立って、転写ベルト125の表面上の残留トナーと機械的に接触して残留トナーを前記表面から浮き上がらせることにより、前記電気的除去を促進するものである。
補助クリーニング部材53は、合成樹脂製の基礎シート531と、基礎シート531の下面側に植設された多数のブラシ毛532とから構成されるバーブラシである。補助クリーニング部材53は、本実施形態では、左右方向における幅寸法が例えば15mmに設定され、前後方向における長さ寸法が、転写ベルト125の周回方向と直交する、転写ベルト125の幅方向の寸法とほぼ等しい例えば310mmに設定されている。また、ブラシ毛532は、緯度が6デニールのポリアミド製のものが採用されている。ブラシ毛532の長さは、例えば4.5mmに設定され、ブラシ密度は、120KF/inchに設定されている。補助クリーニング部材53の電気的な抵抗値は1×1011.5Ωである。
本実施形態では、補助クリーニング部材53は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。つまり、補助クリーニング部材53に、バイアスが印加されることはなく、かつアースされることもない。以下に理由を示す。
すなわち、転写ベルト125の表面に形成されたトナー像は、通常、+20〜+30μc/gに帯電されており、この値の帯電量であれば、主クリーニング部材40において逆極性の電荷を付与することで転写ベルト125上の残留トナーを転写ベルト125から電気的に容易に引き剥がすことができる。しかしながら、転写ベルト125上のトナー像は、第2転写ローラ113と対向したときに第2転写ローラ113から逆極性のバイアスが印加されるため、電気的に逆極性へ向かわされる。そのため、第2転写ローラ113を通過して転写ベルト125上に残留している残留トナーは、略+5μc/g程度になる。
そして、+5c/g程度の低い帯電量の残留トナーに対して補助クリーニング部材53から逆極性のマイナスのバイアスを印加したり、補助クリーニング部材53をアースしたりすると、残留トナーは、極めて低い帯電状態あるいはマイナスの帯電状態になってしまう。したがって、残留トナーがこのような帯電状態で転写ベルト125の周回によりファーブラシ41に到達すると、ファーブラシ41が該残留トナーとは逆極性のマイナスのバイアスが印加されているにも拘わらず、残留トナーを電気的に除去することが困難となる。補助クリーニング部材53をアースすると、+5μc/g程度であった残留トナーの帯電量は、+0.5μc/g程度にまで低下することが実験的に確かめられている。上記の問題を解消するために、本実施形態では、補助クリーニング部材53は、フローティング状態とされている。
また、補助クリーニング部材53のブラシ毛532は、ポリアミド製であるため、転写ベルト125の表面と摺接することによりプラスに帯電する。このため、転写ベルト125上でプラスに帯電している残留トナーは、ブラシ毛532によって転写ベルト125表面から浮き上がらされてもブラシ毛532に付着し難い。これにより、補助クリーニング部材53を長期間にわたって交換することなく使用することができ、メンテナンスが容易となる。
補助クリーニング部材53は、ブラシ支持金具52に固定されている。ブラシ支持金具52は、板金製の支持部材であって、転写ベルト125の幅方向に延びる矩形状の平板部521と、平板部521の前後方向における前端部および後端部のそれぞれに形成された揺動フランジ部522,522とを有する。
平板部521の裏面に、補助クリーニング部材53の基礎シート531が、例えば両面テープ(絶縁テープ)533で固定される。なお、両面テープ533に代えて、針金を用いて補助クリーニング部材53を平板部521に固定してもよい。この場合、クリーニング部材53を平板部521の裏面に宛がった状態で針金を平板部521および補助クリーニング部材53に巻き回すことで、補助クリーニング部材53を平板部521に固定する。
各揺動フランジ部522は、平板部521から右方に突出するフランジ基部523と、フランジ基部523の突出部分から下方に延びる揺動支点部524とを有する。揺動支点部524には、後述する揺動支持軸55(図6)が挿入される揺動支点孔525が形成されている。
蓋部材50は、ケーシング31の上方開口37に対して開閉可能に構成された樹脂製のフレーム部材であって、前後方向、つまり転写ベルト125の幅方向に延び、ケーシング31の上方開口37に対して開閉される矩形状の蓋フレーム本体501と、蓋フレーム本体501の前後方向における前端部および後端部のそれぞれに固定された前板502および後板503と、蓋フレーム本体501の長手方向に延び、蓋フレーム本体501に配設された第1補強板504と、蓋フレーム本体501の幅方向に延び、蓋フレーム本体501の長手方向に沿って所定の間隔をあけて蓋フレーム本体501に配設された複数の第2補強板505とを有する。
前板502および後板503のそれぞれは、略矩形状の本体部507と、本体部507から右方に突出した形状の開閉支点部508とを有する。開閉支点部508には、貫通孔509が形成されている。また、第2補強板505のそれぞれにも、その右端部に貫通孔510が形成されている。開閉支点部508の貫通孔509の位置と、第2補強板505の貫通孔510の位置とは、蓋フレーム本体501の長手方向から見て一致している。これらの貫通孔509,510に開閉軸511が挿入されている。そして、ケーシング31の前板32および後板33のそれぞれは、前方から見て右上角部の近傍部分に形成された開閉支点孔321,331を有している。開閉軸511の両端部は、前板32および後板33の各開閉支点孔321,331に挿入されている。これにより、蓋部材50は、ケーシング31の上方開口37に対して開閉可能となっている。
蓋部材50は、プリンタ10の動作中、つまり転写ベルト125の周回動作中は蓋フレーム本体501がケーシング31の上方開口37を覆った状態でケーシング31に対して動かないように取り付けられている。したがって、蓋部材50が転写ベルト125の周回中に開閉軸511を中心として揺動することは防止されている。一方、ケーシング31内に収容されている主クリーニング部材40のメンテナンス等を行う場合、蓋フレーム本体501を開閉軸511を中心として手動で回動させる。これにより、ケーシング31の上方開口37が開放され、主クリーニング部材40が露出される。
また、蓋部材50の前板502および後板503の各本体部507には、揺動支点孔512が形成されている。各本体部507の揺動支点孔512と、ブラシ支持金具52の各揺動支点部524の揺動支点孔525とが重ね合わされた状態でそれらの揺動支点孔512,525に揺動支持軸55が挿入されている。したがって、ブラシ支持金具52は、揺動支持軸55を中心として蓋部材50に対して揺動可能である。これにより、転写ベルト125の表面に接触している補助クリーニング部材53は、転写ベルト125が周回しているとき、転写ベルト125の変位(つまり、転写ベルト125の像担持面の変位)に追随して揺動することができる。転写ベルト125の変位は、周回している転写ベルト125自体の振動によって生じる。また、転写ベルト125の変位は、テンションローラ125cが図略の付勢部材の付勢力によって上方に付勢されていることから、転写ベルト125の周回開始時や周回終了時等にテンションローラ125cが上下動し、これに伴い、転写ベルト125が上下動することによっても生じる。
ブラシ支持金具52は、図4に示すように、ねじりばね等の付勢部材527により転写ベルト125の表面に向けて付勢されていることが好ましい。ブラシ支持金具52に固定された補助クリーニング部材53は、付勢部材527の付勢力により所定の当接圧で転写ベルト125の表面を押圧する。具体的には、付勢部材527の一端528は、蓋部材50の後板503に取り付けられた係止板61の所定の貫通孔に係止され、一方、他端529は、ブラシ支持金具52の後方の揺動支点部522に形成された所定の貫通孔に係止されている。また、付勢部材527のコイル部分530は、揺動支持軸55上に遊嵌されている。付勢部材527の付勢力によって補助クリーニング部材53は、転写ベルト125の表面を所定の当接圧で常時押圧しているので、転写ベルト125の変位に追随し易い。なお、付勢部材527に代えて、ブラシ支持金具52自体の重量により、補助クリーニング部材53が転写ベルト125の表面を押圧するように構成してもよい。この場合、ブラシ支持金具52が転写ベルト125の変位に追随できるように、ブラシ支持金具52の重量を適宜調整する必要がある。
次に、クリーニング装置30による残留トナーの除去について説明する。二次転写が行われた後に転写ベルト125の表面上に残留したトナーは、転写ベルト125の周回によって、まず、クリーニング装置30の補助クリーニング部材53に接触する。そして、プラスに帯電している残留トナーは、上記のようにプラスに帯電している補助クリーニング部材53のブラシ毛532によって転写ベルト125の表面から浮き上がった状態、つまり電気的特性は変化せず、機械的に前記表面から剥がされた状態にされる。
次に、転写ベルト125表面から浮き上がった残留トナーは、マイナスのバイアスが印加されているファーブラシローラ41のブラシ毛と接触する。このとき、残留トナーは、前記ブラシ毛に吸引され、転写ベルト125表面から電気的に除去される。ファーブラシローラ41のブラシ毛に付着した残留トナーは、周面が前記ブラシ毛に接触しながら回転する回収ローラ42に移される。最後に、回収ローラ42の周面に付着した残留トナーは、前記ブレードによって掻き落とされて回収トナー貯留空間310内に回収される。
以上説明した構成を有するクリーニング装置30によれば、転写ベルト125の表面の幅方向全体にわたって接触している補助クリーニング部材53は、ファーブラシローラ41による残留トナーの電気的除去に先立ち、転写ベルト125表面の幅方向全体において残留トナーを機械的に浮き上がらせた状態とすることができるので、ファーブラシローラ41によって転写ベルト125表面を全体的に均一に清浄化処理することができるだけでなく、その清浄化処理を行うことが容易となる。
また、補助クリーニング部材53は、周回している転写ベルト125の変位に追随して揺動するように構成されているため、転写ベルト125が周回中に変位(振動や上下動)しても、補助クリーニング部材53の転写ベルト125表面に対する当接圧の変動が抑制される。したがって、残留トナーを転写ベルト125の幅方向全体にわたって均一に浮き上がらせることができ、ひいては、ファーブラシローラ41による電気的清掃処理にバラツキが生じることが抑制される。
さらに、補助クリーニング部材53が固定されたブラシ支持金具52は、機械的強度を備えた板金部材であり、また、転写ベルト125が周回するときケーシング31に固定される蓋部材50に対して揺動可能に取り付けられているので、補助クリーニング部材53の転写ベルト125表面に対する当接圧を前記表面に幅方向全体にわたって均一にすることが容易となる。言い換えれば、例えば、補助クリーニング部材53を樹脂製の蓋部材50に直接取り付けると共に、蓋部材50を、補助クリーニング部材53が周回中の転写ベルト125の変位に追随して揺動するようにケーシング31に対して揺動可能に取り付ける構成を採用した場合、樹脂製の蓋部材50は、機械的強度が小さく、軟らかいため、ケーシング31に対して安定よく揺動することができない。したがって、補助クリーニング部材53の転写ベルト125表面に対する当接圧を前記表面の幅方向全体にわたって均一にすることは困難である。
上記の説明では、クリーニング装置30が適用される画像形成装置として、プリンタを例に挙げて説明したが、プリンタに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置にクリーニング装置30を適用してもよい。
本実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の内部構造を概略的に示す。 二次転写ユニットの斜視図であり、二次転写ユニットからベルトクリーニング装置が取り外された状態を示している。 二次転写ユニットの斜視図であり、ベルトクリーニング装置が二次転写ユニットに装着された状態を示している。 ベルトクリーニング装置の斜視図である。 ベルトクリーニング装置のケーシングの斜視図であり、主クリーニング部材が装着された状態を示している。 ベルトクリーニング装置の分解斜視図である。
符号の説明
10 画像形成装置
12 画像形成部
20 二次転写ユニット
21 ユニットフレーム
30 ベルトクリーニング装置
31 ケーシング
40 主クリーニング部材
41 ファーブラシローラ
42 回収ローラ
50 蓋部材
52 ブラシ支持金具
53 補助クリーニング部材
55 揺動支持軸
121 感光体ドラム
125 転写ベルト
125a 駆動ローラ
125b 従動ローラ
125c テンションローラ
126 転写ローラ
522 揺動フランジ部
524 揺動支点部
525 揺動支点孔
527 付勢部材
531 基礎シート
532 ブラシ毛

Claims (7)

  1. 画像情報に基づき形成されたトナー像を担持可能な像担持面を有し、所定方向に移動しつつ、前記像担持面に前記トナー像が担持される像担持体と、
    前記像担持面に対向配置され、該像担持面に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置と、
    を備え、
    前記クリーニング装置は、
    前記残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、前記像担持面から前記残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材と、
    前記像担持体の移動方向から見て前記主クリーニング部材の直上流側に位置し、前記像担持体の前記移動方向と直交する、前記像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材と、
    前記主クリーニング部材を保持する保持部材と、
    前記保持部材に取り付けられたフレーム部材と、
    前記補助クリーニング部材が固定されており、該補助クリーニング部材が、移動中の前記像担持体の変位に追随して揺動するように前記フレーム部材に対して揺動可能に取り付けられた支持部材と、
    を含む画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記フレーム部材は樹脂製であり、前記支持部材は板金製である画像形成装置。
  3. 請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記保持部材は、前記主クリーニング部材を収容すると共に、前記主クリーニング部材が前記像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、
    前記フレーム部材は、前記ケーシングの前記開口に対して開閉可能に構成されており、前記像担持体の移動時には、前記開口から前記主クリーニング部材が臨んだ状態で該開口を覆いつつ、前記ケーシングに取り付けられる蓋部材である画像形成装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、所定の付勢部材の付勢力で前記像担持面を押圧する画像形成装置。
  5. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面を押圧する画像形成装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている画像形成装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであり、
    前記テンションローラは、前記転写ベルトに所定の付勢力を付与する画像形成装置。
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