JP2013083969A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であり、操作性の高い画像形成装置を提供することである。
【解決手段】
実施形態の画像形成装置は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる加熱手段と、前記加熱手段を加圧する加圧ローラと、前記加圧ローラに短手方向一端を当接させて、前記加圧ローラの表面をクリーニングするクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードの短手方向他端側と接続され、クリーニングブレードの一端を加圧ローラ表面に付勢する弾性を備える板バネと、前記板バネに設けられ、前記クリーニングブレードの前記加圧ローラへの付勢力を調整する付勢力調整手段と、前記板バネとオーバーラップする取付面を有し、前記クリーニングブレードにより加圧ローラ表面からからそぎ落とされた異物を収容する受け部と、前記受け部の取付面と前記板バネとを固定する固定部とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置の定着装置には、定着処理する紙面に不要なトナーが付着するのを防止するために、加圧ローラの表面に付着したトナーを除去するためのクリーニングユニットを備えたものがある。クリーニングユニットに設けられたクリーニングブレードの一端部を加圧ローラに摺接させて、加圧ローラの回転時にクリーニングブレードにより加圧ローラの表面に付着したトナーを掻き取って除去している。

クリーニングユニットは、加圧ローラにクリーニングブレードを摺接させる荷重を調節するための弾性体や、その弾性体とクリーニングブレードとを接続するためのプレート等の部材を必要とするため、コストが高くなる。これを回避するために板バネを用い、弾性体やプレートを不要としたものがある。しかしながら、このようなクリーニングユニットは、板バネを直接ケースにネジ等で固定するため、ネジ止めのある部分と無い部分とで、加圧ローラにクリーニングブレードを摺接させる荷重が異なり、均等な荷重を掛けることが困難となってしまう。

特開２００７−２９２８４１公報

本発明が解決しようとする課題は、安価であり、加圧ローラのクリーニングを適切な荷重によって安定して行うことが可能な画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、実施形態の画像形成装置は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる加熱手段と、前記加熱手段を加圧する加圧ローラと、前記加圧ローラに短手方向一端を当接させて、前記加圧ローラの表面をクリーニングするクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードの短手方向他端側と接続され、クリーニングブレードの一端を加圧ローラ表面に付勢する弾性を備える板バネと、前記板バネに設けられ、前記クリーニングブレードの前記加圧ローラへの付勢力を調整する付勢力調整手段と、前記板バネとオーバーラップする取付面を有し、前記クリーニングブレードにより加圧ローラ表面からからそぎ落とされた異物を収容する受け部と、前記受け部の取付面と前記板バネとを固定する固定部とを備えたことを特徴とする。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の斜視図。 同実施の形態に係る画像形成装置の断面図。 同実施の形態に係る定着装置の斜視図。 同実施の形態に係る定着装置の拡大模式図。 同実施の形態のクリーニングユニットの一部を示す断面斜視図。 同実施の形態のクリーニングユニットの他の例を示す断面斜視図。 同実施の形態のクリーニングユニットの更に他の例を示す断面斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の斜視図、図２は同実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。

図１と図２に示すように、この画像形成装置は、記録媒体である用紙に原稿と同じ画像を形成する画像形成装置本体１Ａと、画像形成装置本体１Ａに原稿を搬送する原稿搬送ユニット２２と、画像形成装置本体１Ａに用紙を供給する複数の給紙カセット２４と、これらをコントロールするための操作パネル３５から構成される。さらに、画像形成装置本体１Ａの側面には、搬送部１９と隣接するように両面コピー時に使用される自動両面装置２９が開閉可能に設けられ、自動両面装置２９の下側部には手差し給紙時に使用される手差し給紙部３２が設けられている。

画像形成装置本体１Ａは矩形箱状をなしており、図２に示すように、その内部には画像形成部１が設けられている。この画像形成部１は、感光体ドラム２と、この感光体ドラム２を所定の電位に帯電させる帯電器５と、帯電器５により帯電された感光体ドラム２上に静電潜像を形成する露光装置４と、露光装置４により感光体ドラム２上に形成された静電潜像にトナーを供給して可視化するカラー用の回転式現像装置８Ａ及びモノクロ用のブラックトナーを供給する固定式現像装置８Ｂと、各現像装置８Ａ、８Ｂにより感光体ドラム２上に形成されたトナー像を一時的に保持する中間転写ベルト３と、中間転写ベルト３上に付着した転写残りの残留トナーを除去するクリーナ６ａと、感光体ドラム２上に付着した転写残りの残留トナーを除去するクリーナ６ｂとを有している。

回転式現像装置８Ａは、イエロートナーを供給する第１の現像部８ａと、シアントナーを供給する第２の現像部８ｂと、マゼンタトナーを供給する第３の現像部８ｃとを有している。

中間転写ベルト３は、第１〜第４のローラ３ａ〜３ｄ間に所定の張力で掛け渡されており、第２、第３のローラ３ｂ、３ｃ間に掛け渡される部分は感光体ドラム２の外周面に接している。感光体ドラム２の上部には、１次転写ローラ１２が中間転写ベルト３を感光体ドラム２の外周面に圧接するように配置されている。

また、画像形成装置本体１Ａの内部には搬送部１９が設けられている。この搬送部１９は、給紙カセット２４から供給される用紙を画像形成部１を経由させて排出トレイ３１まで搬送するものであって、用紙の搬送方向（図２中の矢印Ａを参照）に沿って順に、搬送ローラ対９、レジストローラ１７、２次転写ローラ１１、排出ローラ対３０を有している。

レジストローラ１７は、搬送されてくる用紙を一時的に停止させて、搬送方向に対する用紙の傾きを修正するとともに、中間転写ベルト３上のトナー画像の転写位置に用紙を搬送するタイミングを調整し、用紙の先端と中間転写ベルト３上のトナー像の先端とを一致させるものである。

また、画像形成装置本体１Ａの上側部には、原稿載置台２８上の原稿を光学的に読み取る光学式の読取装置２６が設けられている。

給紙カセット２４は、画像形成装置本体１Ａの下側部に設けられており、その内部には所定サイズの用紙（記録紙）がセットされている。これら複数の給紙カセット２４には、それぞれ用紙を取り出すためのピックアップローラ７が設けられている。ピックアップローラ７によって取り出された用紙は、給紙ローラ１５と分離ローラ１６によって一枚ずつに分離され、搬送部１９に供給される。

搬送部１９に供給された用紙は中間転写ベルト３と２次転写ローラ１１の間に搬送される。２次転写ローラ１１は、用紙の裏側から電気的に吸引して、中間転写ベルト３に形成されたトナー像を用紙に２次転写させる。トナー像が２次転写された用紙は中間転写ベルト３から剥離され、後述する定着装置１３へと搬送される。その後、トナー像が用紙に加熱・加圧されることで定着される。トナー像が定着された用紙は排紙部へと搬送される。

搬送部１９の用紙搬送方向下流側には定着装置１３が設けられている。この定着装置１３は、用紙に転写されたトナー像を加熱により定着させるためのものである。

以下、この定着装置１３の構成について説明する。

図３は同実施の形態に係る定着装置１３の斜視図、図４は同実施の形態に係る定着装置１３の拡大模式図である。

図３に示すように、この定着装置１３は金属製のフレーム７０を有している。このフレーム７０は、互いに回動可能に連結された第１のフレーム７１、７１と第２のフレーム７２、７２（支持手段）から構成されており、図４に詳細を示すように、第１のフレーム７１、７１の間には加熱ローラ（加熱手段）１３ａ、剥離ローラ１３ｃ、オイルローラ１３ｄ、クリーニングローラ１３ｅが回転可能に支持され、第２のフレーム７２、７２の間には加圧ローラ１３ｂが回転可能に支持されている。

剥離ローラ１３ｃは、加熱ローラ１３ａの用紙搬送方向下流側（図４の矢印Ａ方向）に配置されており、これら加熱ローラ１３ａと剥離ローラ１３ｃには耐熱性の平ベルトである定着ベルト１４が掛け渡されている。剥離ローラ１３ｃには駆動装置（図示しない）が接続されており、この駆動装置を駆動して剥離ローラ１３ｃを回転させることで、定着ベルト１４を加熱ローラ１３ａと剥離ローラ１３ｃの間で循環走行できるようになっている。

加熱ローラ１３ａの内部には、例えば、ヒータあるいは加熱ランプ等からなる加熱装置２７が設けられている。この加熱装置２７は、加熱ローラ１３ａの径方向中心部に位置し、定着ベルト１４を２００［℃］程度に加熱するものである。

加圧ローラ１３ｂは、定着ベルト１４を介して加熱ローラ１３ａの外周面に圧接しており、搬送される用紙を加熱ローラ１３ａに押し付けるものである。

オイルローラ１３ｄは、定着ベルト１４の外周面に接しており、定着ベルト１４の表面にオイルを供給するとともに、定着ベルト１４の表面に付着した未定着トナーを拭い取るものである。

クリーニングローラ１３ｅは、オイルローラ１３ｄの外周面に接しており、オイルローラ１３ｄが定着ベルト１４から拭い取った未定着トナーを除去しオイルローラ１３ｄをクリーニングするものである。

図３に示すように、第１のフレーム７１、７１と第２のフレーム７２、７２の間には、ばね７３、７３が設けられている。これらのばね７３、７３は、第２のフレーム７２、７２を第１のフレーム７１、７１側に付勢しており、第２のフレーム７２に設けられた解除用レバー７４を引くことで、加熱ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂの間にジャム紙除去用の隙間を形成できるようになっている。

剥離ローラ１３ｃの用紙搬送方向下流側には、剥離ブレード２０が配設されている。この剥離ブレード２０は、その一端部が剥離ローラ１３ｃの外周面に対して僅かな隙間をあけて突き付けられており、これによって定着装置１３から排出される用紙を定着ベルト１４から剥離できるようになっている。

加圧ローラ１３ｂの用紙搬送方向下流側には、剥離爪５７が配設されている。この剥離爪５７は、その一端部が加圧ローラ１３ｂの外周面に対して僅かな隙間をあけて突き付けられており、これによって画像が定着された用紙を加圧ローラ１３ｂから剥離できるようになっている。

加圧ローラ１３ｂの近傍には、クリーニングユニット７５が設けられている。このクリーニングユニット７５は、定着ベルト１４から加圧ローラ１３ｂの外周面に付着したトナー５１等の汚れ（異物）を除去するためのものであり、クリーニングブレード７６、板バネ７７、受け部としての保持ケース７８、および板バネ７７の保持ケース７８への固定部としてのネジ７９を備えている。

図５は同実施の形態のクリーニングユニット７５の一部を取り出して示す分解斜視図である。矢印は板バネ７７の押圧方向を示している。

図４と図５に示すように、このクリーニングユニット７５は、クリーニングブレード７６の短手方向に板バネ７７を貼り付け、板バネを保持ケース７８にオーバーラップした部分で２つのネジ７９で取り付けた構成をしており、定着装置に設けられ、保持ケース７８を取り付け可能な取付部としての第２のフレーム７２、７２（図３参照）に対して着脱可能に取付けられている。ネジ７９の個数はここでは２つとしたが、場合に応じて適宜変更しても良い。

この保持ケース７８の取付部である第２のフレーム７２、７２は、解除用レバー７４を引いて加熱ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂの間にジャム紙除去用の隙間を形成しても、クリーニングユニット７５と加圧ローラ１３ｂの相対的な位置は変わらないという、位置精度が維持される利点があり、取付部としては望ましい位置である。

尚、保持ケース７８を取り付ける取付部は、定着装置に設けられていれば他の部分でも良い。

クリーニングブレード７６は、板状に形成された長尺な部材からなり、例えばウレタンプレートを用いる。その短手方向一端部は接着剤等によって板バネ７７に接着され、他端部は、板バネ７７の荷重によって加圧ローラ１３ｂに押し当てられるように当接している。また、板バネ７７の表裏異なる面に夫々、クリーニングブレード７６と保持ケース７８とが取り付けられる。クリーニングブレード７６が加圧ローラ１３ｂに対して当接される接線における圧力である当接圧力は、略等しい。

クリーニングブレード７６の短手方向の一端部は、加圧ローラ１３ｂの外周面に摺接しており、加圧ローラ１３ｂが回転することで加圧ローラ１３ｂの表面に付着したトナー５１等の汚れを掻き取れるようになっている。

板バネ７７の長手方向の長さはクリーニングブレード７６の長手方向の長さと略同等である。

保持ケース７８は、加圧ローラ１３ｂからそぎ落とされたトナー５１等を受けて保持するための空間８３と、板バネ７７の長手方向の両端部がネジ７９によって取り付けられる、板バネとオーバーラップする部分の取付面８２とを備える。取付面８２の長手方向の長さは、板バネ７７の長手方向の長さよりも少し長くなっており、そぎ落とされた異物であるトナーを取りこぼさないようにしている。

板バネには孔部９１が設けられている。孔部９１は、保持ケース７８に設けられた取付面８２と一部もしくは全く重ならない領域に設けられる。また、孔部９１は、板バネ７７の短手方向と平行する線分のうち線分上にネジ７９を含む軸である固定部保有軸８６上あるいはその軸に沿った領域に設けられている。孔部９１は板バネ７１を貫通して形成されている。孔部９１の形状は特に問わず、例えば正円形、楕円形、俵型の円形、または多角形のいずれでも良い。孔部９１の大きさおよび形成される位置は問わないが、固定部保有軸８６の当接圧力と、固定部非保有軸８７の当接圧力とが略等しくなるように形成する。

また、図６に示すように、板バネ７７の長手方向両端部に切り欠き９２を設けても良い。板バネ７７の長手方向両端部は、切り欠き９２を設けることにより、設けない場合と比較して当接圧力が低くなる。これにより板バネ７７の長手方向両端部の当接圧力が小さくなり、両端部のめくれを防止することが可能となる。

また、図７に示すように、板バネ７７の長手方向中央部の、取付面８２とのオーバーラップ部分に補強部材である補強用のビード９３を設けても良い。ビード９３はここでは例えば俵型形状であり、その長手方向が板バネ７７の短手方向となるように複数個設ける。

板バネ７７の短手方向の軸のうち、ビード９３が設けられた軸である補強部固定軸（あるいは領域）は、ビード９３が設けられていない軸である補強部非固定軸（あるいは領域）よりも強度が大きい。そのため、補強部固定軸の延長線上のクリーニングブレード７６の当接圧力は補強部非固定軸の延長線上のそれの当接圧力よりも大きい。本実施の形態においては、板バネ７７に設けたこれら孔部９１、切り欠き９２あるいはビード９３を付勢力調整手段と言う。

ビード９３によって固定部非保有軸８７の当接圧力を高めることにより、板バネ７７の長手方向における当接圧力を略一定とすることができる。なお、ここでは板バネ７７の長手方向両側端にあたる部分にネジ７９、７９を設けているため、ビード９３を板バネ７７の長手方向中央部に配置したが、ネジ７９の位置によりビード９３の位置を変更しても良い。ビード９３は当接圧力の小さい軸に配置する。

加圧ローラ１３ｂに対するクリーニングブレード７６の、板バネ７７による摺接圧力は、ネジ７９で固定された部分のほうが、固定されていない部分よりも大きくなってしまう。そこで、ネジ７９を備えた固定部保有軸８６上に孔部を形成するかまたは固定部非保有軸８７上の一部にビード９３を設けることにより、加熱ローラ１３ａの外周面に対し、クーニングブレード７６の長手方向全体に亘って一定の圧力で接することが可能となる。

そして加熱ローラ１３ａの外周面に付着したトナー５１等の汚れを均一にクリーニングできるとともに、加圧ローラ１３ｂの外周面上のオイルを局部的に強く掻き取ってしまうことも防止できる。したがって、用紙の表面に不要なトナー５１が付着したり、画像にムラが発生したりすることを防止できる。

次に、前記した画像形成装置の印字動作について説明する。

まず、原稿搬送ユニット２２に用紙をセットし、操作パネル３５のコピーボタンをオンにする。これにより、原稿が原稿載置台２８に搬送され、光学式の読取装置２６で画像が読み取られる。このとき、並行して感光体ドラム２の表面が帯電器５によって一様に帯電される。そして、この帯電された感光体ドラム２上に露光装置４からのレーザー光によって読取した画像情報に応じた露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム２の回転により固定式現像装置８Ｂに送られ、固定式現像装置８Ｂから黒色のトナー５１が供給されて現像される。この現像処理は、モノクロ画像の場合であり、カラー画像の場合には、更に、カラー用の回転式現像装置８Ａによりカラートナーでの現像がされる。

現像されたトナー像は、感光体ドラム２の回転により中間転写ベルト３上に送られて、１次転写ローラ１２によって１次転写される。転写領域を通過した後、感光体ドラム２は除電器（不図示）で光除電され、また、感光体ドラム２上に残ったトナーはクリーナ６ｂでクリーニングされる。

このとき、給紙カセット２４、２４から取り出された用紙が中間転写ベルト３と２次転写ローラ１１との間に送り込まれ、中間転写ベルト３上のトナー像が用紙に２次転写される。２次転写が終了したら、用紙が中間転写ベルト３から剥離され、定着装置１３に送られる。定着装置１３では、用紙上の未定着トナーが加熱ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂにより加熱、加圧され、用紙にトナー像が定着される。以上で、一連の印字動作が終了となる。

印字動作中は、用紙上の未定着トナーが定着ベルト１４に付着し難くなるように、オイルローラ１３ｄから定着ベルト１４にオイルが供給される。これにより、多数枚の用紙に印字動作を行っても、定着ベルト１４は清浄に保たれるから、用紙の表面に不要なトナーが転写され、汚れてしまうのが抑制される。

また、印字動作中は、図４に示すように、クリーニングブレード７６の一端部が加圧ローラ１３ｂの外周面に均一の付勢力で摺接している。これにより、加圧ローラ１３ｂに付着したトナー５１などの汚れがクリーニングブレード７６により掻き取られるので、加圧ローラ１３ｂの外周面は常に清浄な状態に保たれる。

加圧ローラ１３ｂから掻き取られたトナー５１等の汚れは第２のフレーム７２、７２に支持された保持ケース７８に板バネ７７を介して収容され、その後のメンテナンス時などに除去される。そして、トナー像が定着した用紙は、ガイド部２３によってガイドされ、排出ローラ対３０によって外部に排出される。外部に排出された用紙は、排出トレイ３１上に順次積載されていく。

なお、本実施形態では感光体ドラムの個数を１つとして説明したが、４連タンデムを用いても良い。

また、本実施形態では加圧ローラ１３ｂ表面のトナー５１を掻き取るためのクリーニングユニット７５について説明したが、他のクリーナについても適用可能である。他のクリーナとは、例えば感光体ドラム２上に付着したトナーを除去するクリーナ６ｂや、中間転写ベルト３の表面に付着したトナーを除去するクリーナ６ａ等が挙げられる。

また、本実施形態では固定部であるネジを板バネの長手方向の両側端部に１つずつ配置したが、これに限らなくともよい。ネジの個数や配置を変化させても良い。

以上述べた本実施形態により、板バネを用いることにより、クリーニングブレードを押圧するための弾性体や押圧力を伝達するためのプレートが不要となり、低コスト化が実現できる。

また、板バネの固定部保有軸上に孔部を設けたり、固定部非保有軸上あるいはその領域にビード９３を設けることにより、これら付勢力調整手段により加圧ローラ１３ｂの外周面に対し、クリーニングブレード７６の長手方向全体に亘って一定の圧力で接することが可能となる。そして加圧ローラ１３ｂの外周面に付着したトナー５１等の汚れを均一にクリーニングできるとともに加圧ローラ１３ｂの外周面上のオイルを局部的に強く掻き取ってしまうことも防止できる。したがって、用紙の表面に不要なトナー５１が付着したり、画像にムラが発生したりすることを防止できる。

また、板バネ７７の長手方向両端部に切り欠き９２を設けることにより、当接圧力を下げ、クリーニングブレード７６の長手方向両端部のめくれを防止することができる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１３・・・定着装置（加熱手段）
１３ｂ・・・加圧ローラ
７６・・・クリーニングブレード
７７・・・板バネ
７８・・・保持ケース（受け部）
７９・・・固定部
８２・・・取付面
８６・・・固定部保有軸
８７・・・固定部非保有軸
９２・・・ビード（補強部材）
９３・・・切り欠き

Claims (4)

1. 記録媒体に転写されたトナー像を定着させる加熱手段と、
   前記加熱手段を加圧する加圧ローラと、
   前記加圧ローラに短手方向一端を当接させて、前記加圧ローラの表面をクリーニングするクリーニングブレードと、
   前記クリーニングブレードの短手方向他端側と接続され、クリーニングブレードの一端を加圧ローラ表面に付勢する弾性を備える板バネと、
   前記板バネに設けられ、前記クリーニングブレードの前記加圧ローラへの付勢力を調整する付勢力調整手段と、
   前記板バネとオーバーラップする取付面を有し、前記クリーニングブレードにより加圧ローラ表面からからそぎ落とされた異物を収容する受け部と、
   前記受け部の取付面と前記板バネとを固定する固定部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記付勢力調整手段は、前記固定部を含む軸上あるいはその領域に設けられた孔部であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記付勢力調整手段は、前記板バネの長手方向両端部に設けられた切り欠きであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記付勢力調整手段は、前記板バネの固定部を含まない領域に設けられた補強部材であることを特徴とする請求項１ないし３のひとつに記載の画像形成装置。
   

Images