JP5241391B2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式或は静電記録方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニング装置に関するものである。

従来、像担持体（感光ドラムや中間転写体）を清掃するクリーニング装置に備えられたクリーニングブレードは、いわゆる消耗品と設定され、寿命が来ると交換されるよう構成される場合がある。クリーニングブレードの交換は、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたクリーニング装置を、装置本体から外した後に行われるのが一般的である。しかしながら、クリーニング装置を画像形成装置本体から外す際、クリーニング装置の開口部からトナーが落下し、機内を汚して成果物に悪影響を及ぼす恐れがあった。あるいは、クリーニング装置の着脱動作によって、クリーニングブレードや像担持体に傷をつける恐れがあった。

上記問題に鑑み、図１２のような構成が提案されている。図１２には、クリーナユニット１００と中間転写ベルト１０１との間の領域から外部に落下し得るトナーを蓄積させ収納するトナー回収トレイ１０２を備えた構成が記載されている。このトナー回収トレイ１０２は、クリーナユニット１００と中間転写ベルト１０１との間の領域の略下方に設けられており、落下したトナーによる機内汚れを防止するものである。（特許文献１）。

また、図１３のような、着脱可能な構成のクリーニング装置７０が提案されている。位置規制板７１を解除位置にすることで、回動レバー７２及び押圧板ばね７３がフリーの状態となる。これにより、ケーシング７４の開口７５が略上方を向いた状態で支持軸７６に案内されてクリーニング装置が着脱が可能となる。これにより、下方へのトナー落下を防止することができる。（特許文献２）。

また、図１４のような着脱可能なクリーニング装置８０も提案されている。クリーニング手段の着脱時にクリーニング手段や像担持体の傷付きや像担持体の弛み等を防ぐことができる画像形成装置として、クリーニングブレード８１は、回動軸８２を中心として回動可能に構成されている。そして、クリーニングブレード８１の着脱時に、回転軸８３に連動する離間アーム８４によって、クリーニングブレード８１を中間転写ベルト８５から離間させる構成となっている。これにより、ブレードの着脱時のブレードや中間転写ベルトの傷や不用な撓みを防止することができる。（特許文献３）。
特開２００４−１０９７９９号公報 特開平０９−１５２８２３号公報 特開２００３−１２２２２８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、わざわざ専用の回収トレイを設ける必要があり、その為のスペースも確保する必要がある。

また、特許文献２の構成では、クリーニング装置の開口７５が略上方を向いた状態で着脱が可能となるため、着脱動作でトナーが開口部からこぼれ落ちる心配はない。しかしながら、図１２のような位置に回動支点７６を配置した都合、ブレードを被クリーニング部材に当接させていくと、以下のような問題が生じる。ブレード当接以降に更に押圧されることで生じる反力が、ブレードを自由長方向に圧縮させる方向に生じ、これにより、ブレード先端や被クリーニング部材が擦れて傷付いたり、ブレードが捲れてしまうことがあった。

また、特許文献３の構成では、ブレードの着脱時にブレードを中間転写ベルトから離間させる退避機構を備えているが、装置構成が複雑となるため、スペースの観点及びコストの観点で難があった。

本発明は、上記に鑑み、クリーニングブレードの当接時にクリーニングブレードに不用な力がかかることを防止できるクリーニング装置を提供するものである。

そこで、本発明は、像担持体を備える本体に対して着脱可能なクリーニング装置であって、
前記像担持体にエッジ部を当接することで、前記像担持体表面のトナーを回収するクリーニング部材と、該回収されたトナーを収容する容器と、該クリーニング部材を回転可能に支持する第１回転軸と、前記クリーニング部材を付勢する付勢部材と、前記クリーニング部材が前記像担持体に当接していない状態において、前記付勢部材によって付勢された前記クリーニング部材が所定位置に待機するように、前記クリーニング部材を位置決めする位置決め部と、前記クリーニング装置に設けられた第２回転軸と、を有し、装置本体側に設けられ、前記第２回転軸を回動可能に支持するとともに、前記クリーニング装置を装着する装着部に対して、前記第２回転軸をセットした後に、前記第２回転軸を回転中心として前記クリーニング装置を回動させることにより前記本体に前記クリーニング装置を装着するクリーニング装置において、前記クリーニング部材が前記所定位置にいる状態において、前記エッジ部は、前記第１回転軸の回転中心と前記第２回転軸の回転中心とを結ぶ直線に対して、該直線上、または該直線よりも前記像担持体から遠い側に位置することを特徴とする。

本発明によれば、クリーニングブレードの当接時にクリーニングブレードに不用な力がかかることを防止できる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１を用いて本発明に係る画像形成装置について説明する。

各色の感光体ドラム（像担持体）４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによって表面を一様に帯電される。その後、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色に対応するレーザースキャナユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋから各色の画像データに合わせてレーザー光２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが発光される。これらの光は、各色の感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに照射され、静電像が形成される。

これら静電像は、各色に対応する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに内包される各色のトナーにより、各色の現像スリーブ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを介して、現像される。そして現像された各色のトナー像は、ベルト駆動ローラ７ａ，７ｂ，７ｃによって時計回り方向（図中矢印方向）に回転駆動される中間転写ベルト（像担持体）８に、順次１次転写される。この１次転写は、一次転写ポイントＴ１Ｙ，Ｔ１Ｍ，Ｔ１Ｃ，Ｔ１Ｋにて、ベルトを内側からドラムに付勢している１次転写ローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋによって行われる。これにより、４色の画像が重なったトナー画像が、中間転写ベルト８上に形成される。

一方、給送カセット１０より給送ローラ１１によって給送された転写材Ｓは、搬送ローラ対１２ａ，１２ｂおよび搬送ローラ対１３ａ，１３ｂによって搬送される。その後、さらにレジストローラ対１４ａ，１４ｂによって前述のトナー画像とタイミングを合わせるように二次転写ポイントＴ２に向けて搬送される。二次転写ポイントＴ２では、中間転写ベルトと転写材が、２次転写ローラ１５とベルト駆動ローラ７ｂによって挟持、搬送される。そして、２次転写ローラに高圧電圧による転写バイアスを印加されることによって、中間転写ベルト８上のトナー像が、転写材に一括転写（二次転写）される。また、この時、転写しきれずに像担持体表面に残ったトナーは、ベルト８に接するように配置されたゴム片などからなるクリーニングブレード６２（クリーニング部材）によって掻き落とされる。そして、掻き落とされたトナーは、クリーナ容器６１に回収される。その後、クリーナ容器６１内に回収されたトナーはスクリューなどによりパイプ２５を通過し、該パイプ２５の末端に着脱可能に配置された廃トナーボトル３０に収容される。この廃トナーボトルは、満杯のなった時点で、ユーザもしくはサービスマンによって空のボトルと交換される。

一方、二次転写によって画像が形成された転写材Ｓは，搬送ガイド４０上を通過した後、定着装置１９に向けて搬送される。定着装置１９は、ハロゲンヒータ１８を内包する定着ローラ１９と、定着ローラ１９に所定の圧で圧接しながら回転する加圧ローラ２０とを有し、これらによってニップＮが形成される。このニップＮに転写材Ｓが通過することで、熱と圧力によって転写されたトナー像が転写材Ｓ上に定着され、その後、転写材Ｓは排出トレイ５０上に排出される。

本実施形態では、クリーニング装置は、像担持体を備える本体に対して着脱可能に構成されている。そしてクリーニング装置を中間転写ベルトユニット（本体）から離脱する際に、クリーニング装置の開口部からトナーが落下しないような構成となっている。そして、クリーニング装置を装着する際に、クリーニングブレードが不要な反力を受け、ブレードエッジ先端または被清掃面が傷付くことを防止できる構成となっている。以下、詳しく説明する。

図１において、クリーニング装置としてのクリーナユニット６０は、像担持体としての中間転写ベルト（中間転写体）８の表面に対し、駆動ローラ７ｃと対向する部分において接触している。

図２は、クリーナユニット６０を、本体に対して装着する動作の途中の状態を表している。よって、この状態では、クリーニングブレード６２は、像担持体には当接していない。

図２において、クリーニングブレード６２は、例えばウレタンゴムにより形成されており、第１支持部材６９と第２支持部材６９ａによって挟持され保持されている。クリーニングブレード６２及びこれら支持部材６９とで、クリーニング部材が構成される。ブレードを支持した第１支持部材６９は、クリーナユニット６０に対して、第１回転軸６３を中心として回転可能に設けられている。そして支持部材６９の一端には、付勢部材であるところの加圧バネ６４が取り付けられている。そして、支持部材６９は、加圧バネ６４によって第１開同軸６３を中心として反時計方向に回動する向きの力を受ける。この加圧バネ６４の作用により、ブレードのエッジ部（端部）６２ａは、中間転写体８に向かう方向の力を受ける。そして、ブレードが像担持体に当接していない状態において、加圧バネ６４により力を受けて回転するクリーニング部材は、その一部（第２支持部材６９ａ）がクリーナ容器６１に設けられた突き当て部６５に当接する。これにより、クリーニング部材は所定位置に位置決めされる。この規制された状態の所定位置を、待機位置とする。そして、この突き当て部６５が、位置決め部となる。

なお、クリーニングブレード６２は、通常、金属の板バネにウレタンゴムなどに代表されるゴム片が固設されており、その長さは中間転写ベルト８と同様に最大通紙幅以上の長さ（図における奥行き方向の長さ）を有している。

さらにクリーニングブレード６２は、加圧バネ６４の力とゴムの弾性力によりブレード先端エッジ６２ａが一定圧で中間転写ベルト８表面に付勢されることで、残トナーを掻き落して回収し、クリーナ容器６１内に収納する機能を有する。

ただし、前記クリーニングブレード６２は、使用していくうちにエッジ部が磨耗し、クリーニング性が低下する為、装置本体の寿命中に何度かユーザ若しくはサービスマンによって交換される事がある。この場合は、クリーナユニット６０ごと装置本体から取り外した後、クリーニングブレードの交換が行われる。

このような構成において問題となるのが、クリーナユニット６０と中間転写ベルト８の離間時におきる、クリーナユニット６０の開口部６６からのトナーの落下、飛散である。

そこで図２のように、着脱時にはクリーナユニットの開口部６６が上方を向くような構成を備えることで、着脱時のトナーの落下を防止している。

クリーナユニット６０の開口部６６の下方に設けられた第２回転軸６７は、中間転写ベルト８を含む中間転写体ユニット７０に設けられる案内溝７０ａ（案内部）に案内される。そして、開口部６６が上方を向く姿勢でクリーナユニット６０を所定位置に案内させる。その後、第２回転軸６７は、案内溝７０ａの底（本体の一部）に当接しつつ回転可能に支持される。そして、クリーナユニット６０を清掃を行う清掃位置にまで回動させた後に、清掃位置で固定させる。

以下、装着動作について図２から図７を用い、順を追って詳しく説明する。

まず、図２のように、クリーナユニット６０の開口部６６が上向きになるようにクリーナユニット６０を傾けた状態で、中間転写体ユニット７０に設けられた案内溝（案内部）７０ａに第２の回動軸６７をあてがう。そして案内溝７０ａに沿って図中矢印方向にクリーナユニット６０を重力方向に落とし込む。クリーナユニット６０の第２回転軸６７は案内溝７０ａの最下点で突き当たり、回動可能に嵌合される。この時、第１回転軸６３を回動中心として駆動ローラ７ｃ方向に付勢されているクリーニングブレード６２は、クリーナ容器６１に配設した突き当て部６５に、支持部材６９ａが当接することで、その動きが規制されている。

次に、図３のように案内溝７０ａの最下点で回動可能に軸支されたクリーナユニット６０を図中矢印方向（時計回り）に回転させていく。クリーニングブレード先端エッジ６２ａは、第２回転軸６７を回動中心とした軌跡を描いて、駆動ローラ７ｃ方向に近づいていく。

図４は、クリーニングブレード先端エッジ６２ａが駆動ローラ７ｃ上の中間転写ベルト８表面と当接した瞬間を表したものである。しかし、クリーニング機能を得るためにはクリーニングブレード先端エッジ６２ａを一定圧で中間転写ベルト８表面に付勢させる必要がある。その為に、更にクリーナユニット６０を図中矢印方向（時計回り）に回転させていく。クリーナユニット６０を清掃位置に保持するべく、クリーナユニット６０に固設した固定軸（固定部）６８を、中間転写体ユニット７０（本体側）に設けられた固定軸突き当て部７０ｂに突き当たるまでクリーナユニットを回動させる。その後、図５のように、中間転写体ユニット７０に回動可能に軸支されたラッチ（係合部）９０により固定軸６８を係合し固定する。

図５および図６を用い、図４で示したクリーニングブレード先端エッジ６２ａが中間転写ベルト８表面と当接した瞬間から、クリーナユニット６０を画像形成動作時の清掃位置に保持されるまでの様子を説明する。

図４から図５の位置にクリーナユニット６０を回動させると、ブレード先端エッジ６２ａは、中間転写ベルト８からの反力を受け、第１回転軸６３を中心に図５中矢印方向に、加圧バネ６４のバネ力とゴム片の弾性力に抗して押し戻される。そして図６に示すように、保持部材６９ａは突き当て部６５から離れ、中間転写ベルト８表面に所望のブレード圧がかかる位置でクリーナユニット６０は保持される。

ここで、クリーニングブレードが中間転写体に当接しておらず、突き当て部６５によりクリーニングブレード６２の位置が規制されている図２のような状態において、本発明では、ブレード先端エッジ部の位置に特徴がある。すなわち、第１回動軸６３の回転中心と第２回転軸６７の回転中心とを結ぶ直線に対し、エッジ部６２ａが直線上または、直線よりも像担持体から遠い側に位置する。

図８、図９、図１０は、クリーナユニット６０装着時におけるクリーニングブレード先端の加圧方向を説明する断面図である。

図８は図４と同じ状態を表しており、クリーニングブレード先端６２ａが待機位置の状態で中間転写ベルト８に当接した時、クリーニングブレード先端６２ａが反力で押し戻される際の軌跡を表したものである。なお、図８の構成においては、ブレード先端６２ａは、待機位置において直線Ｌ上に位置する。

図８において、ブレード先端６２ａが待機位置で中間転写ベルト８に当接する前は、ブレード先端６２ａは第２回転軸６７を中心とするｒ１の円弧上を移動する。また、クリーナユニット６０を回動させる際、クリーニングブレード６２の回動中心である第１回転軸６３は、ブレード先端６２ａが中間転写ベルト８に当接する前後においてｒ２の円弧上を移動する。そして、ブレード先端６２ａが中間転写ベルト８に当接した以降に更にクリーナユニット６０を回動すると、ブレード先端６２ａは第１回転軸６３を中心とするｒ３の円弧上を移動していく。このような状況において、クリーナユニットの装着時において、ブレード先端６２ａが中間転写ベルト８に当接した時、ブレード先端６２ａは中間転写ベルト表面から反力Ｆｒ１を受ける。この反力Ｆｒ１の向きは、図８に示したように、軌跡ｒ１におけるブレード接触位置での接線方向となる。ここでは、ブレード先端６２ａは直線Ｌ上に位置している為、このＦｒ１の方向は、軌跡ｒ３における接線方向でもある。よって、このような位置関係においては、反力Ｆｒ１は、ブレードを自由長方向に圧縮する向き（軌跡ｒ３の半径方向で中心に向かう方向）の力を生じないため、ブレードに不用な力がかからない。よって、図８構成においては、ブレード先端や被クリーニング部材が擦れて傷付いたり、ブレードが捲れてしまうことを防止できる。

また、図１０は、ブレード先端６２ａの待機位置を、直線Ｌよりも像担持体から遠い側（容器内側）に位置させた構成を示している。図１０の構成においても、反力Ｆｒ１の方向は軌跡ｒ１におけるブレード接触位置での接線方向である。そして、このＦｒ１の方向は、軌跡ｒ３から離れる方向、すなわちブレードを自由長方向に圧縮する向きとは逆の方向となっている。従って、図１０の構成においても、ブレードを自由長方向に圧縮する向きの力を生じないため、ブレードに不用な力がかからない。よって、図１０構成においても、ブレード先端や被クリーニング部材が擦れて傷付いたり、ブレードが捲れてしまうことを防止できる。

これに対し、図９は、本発明に対する比較例の構成を表している。図９では、ブレード先端６２ａの待機位置を、直線Ｌよりも像担持体に近い側（容器外側）に位置させた構成となっている。図９の構成においも、反力Ｆｒ１の方向は軌跡ｒ１におけるブレード接触位置での接線方向である。図９構成の場合、このＦｒ１の方向は、軌跡ｒ３の中に向かう方向、すなわちブレードを自由長方向に圧縮する向きとなっている。よって、図９の構成では、ブレードに不用な力がかかってしまい、ブレード先端や被クリーニング部材が擦れて傷付いたり、ブレードが捲れてしまうおそれがある。

従って、クリーナユニットの装着時にブレードに不用な反力をかけないためには、ブレード待機位置におけるブレード先端位置を、直線Ｌ上または、直線Ｌよりも像担持体から遠い側に位置することが有効である。

なおここで、クリーナユニット６０の装着動作について順を追って説明したが、取り外し動作については逆の手順で行うことができる。

上述したように、本実施形態によれば、クリーナユニット６０の回動中心を下支点とすることでクリーナユニット６０の着脱動作時にクリーナユニット６０の開口部６６からトナーが落下して装置本体内を汚す恐れが無い。また、クリーナユニット６０の着脱動作時にクリーニングブレード先端エッジ６２ａが反力による不用なストレスを受けることがない。よって、クリーニングブレード先端エッジ６２ａあるいは中間転写ベルト８表面の傷を防止し、良好な画像形成動作を行うことが出来る。

（実施例２）
先の実施例では、被クリーニング部材は中間転写ベルトとして説明したが、感光体ドラムであっても同様の効果が得られる。

図１１にその構成を示す。図１１において、４は像担持体であるところの感光ドラムであり、帯電装置であるところの帯電ローラ３により帯電される。帯電された感光ドラムに対して、露光装置１による露光が行われることで静電像が形成され、現像装置５によって該静電像が現像され、トナー像が形成される。形成されたトナー像は、転写装置であるところの転写ローラ１５によって、搬送されてきた転写材Ｓに転写される。そして、転写されずに感光ドラム４表面に残ったトナーが、クリーニング装置６０によって回収される。本実施例では、このクリーニング装置６０として、実施例１に記載のクリーニング装置を用いるものである。

本発明の画像形成装置全体を説明するための断面図である。 クリーナユニットの装着動作手順を示す断面図である。 クリーナユニットの装着動作手順を示す断面図である。 クリーナユニットの装着動作手順を示す断面図である。 クリーナユニットの装着動作手順を示す断面図である。 クリーナユニットの装着動作手順を示す断面図である。 クリーナユニットの装着状態を示す要部斜視図である。 本発明におけるブレードにかかる反力を表した図である。 比較例におけるブレードにかかる反力を表した図である。 本発明におけるブレードにかかる反力を表した図である。 第２の実施例の断面図である。 第一の従来例を示す図である。 第二の従来例を示す図である。 第三の従来例を示す図である。

符号の説明

８ 中間転写体（像担持体）
６０ クリーニング装置
６２ クリーニングブレード（クリーニング部材）
６２ａ エッジ部
６３ 第１回転軸
６４ 加圧バネ（付勢部材）
６５ 位置決め部
６７ 第２回転軸
６９ 支持部材（クリーニング部材）
７０ａ 案内溝（案内部、嵌合部）

Claims (4)

1. 像担持体を備える本体に対して着脱可能なクリーニング装置であって、
   前記像担持体にエッジ部を当接することで、前記像担持体表面のトナーを回収するクリーニング部材と、
   該回収されたトナーを収容する容器と、
   該クリーニング部材を回転可能に支持する第１回転軸と、
   前記クリーニング部材を付勢する付勢部材と、
   前記クリーニング部材が前記像担持体に当接していない状態において、前記付勢部材によって付勢された前記クリーニング部材が所定位置に待機するように、前記クリーニング部材を位置決めする位置決め部と、
   前記クリーニング装置に設けられた第２回転軸と、
   を有し、装置本体側に設けられ、前記第２回転軸を回動可能に支持するとともに、前記クリーニング装置を装着する装着部に対して、前記第２回転軸をセットした後に、前記第２回転軸を回転中心として前記クリーニング装置を回動させることにより前記本体に前記クリーニング装置を装着するクリーニング装置において、
   前記クリーニング部材が前記所定位置にいる状態において、前記エッジ部は、前記第１回転軸の回転中心と前記第２回転軸の回転中心とを結ぶ直線に対して、該直線上、または該直線よりも前記像担持体から遠い側に位置することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記位置決め部は、前記付勢部材によって付勢された前記クリーニング部材が当接することによって位置決めが行われるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記本体は、前記クリーニング装置を前記本体に装着する際に、前記クリーニング部材が配置された前記容器の開口部が上方を向く姿勢となるように、前記クリーニングの装着を案内する案内部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記クリーニング装置を装着した際、前記クリーニング装置を清掃位置に固定するべく、前記本体側の係合部と係合する固定部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置。

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