JP5276827B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に搭載され、少なくとも一つのテンションローラを含めた複数のローラ間に回動移動可能に張架された中間転写ベルトの表面に付着した残留トナーを清掃するクリーニング装置に関する。

従来から、少なくとも一つのテンションローラを含めた複数のローラ間に回動移動可能に張架された中間転写ベルトを一次転写体又は二次転写体に用いた画像形成装置では、その中間転写ベルトの表面に付着した残留トナーを除去するためのクリーニング装置を搭載したものが周知である。

また、このようなクリーニング装置には、中間転写ベルトを介してテンションローラと対向配置されることにより中間転写ベルトの表面上の残留トナーを除去する清掃部材と、この清掃部材をテンションローラに向けて付勢するスプリング等の付勢部材とを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この際、清掃部材で除去した残留トナーは、回収の必要があるため、清掃部材をローラ状とすると共に、このローラ状の清掃部材で除去した残留トナーを清掃部材から電気的に回収するトナー回収ローラを配置するのが望ましい。
特開２００５−２５８１６７号公報

ところが、上記の如く構成されたクリーニング装置にあっては、ローラ状の清掃部材をテンションローラと対向配置して中間転写ベルトの表面上の残留トナーを除去する構成であるため、清掃部材をテンションローラに向けて付勢部材で付勢しただけでは、テンションローラの変位に連動して清掃部材とテンションローラとの相対位置並びに清掃部材とトナー回収ローラとの相対位置を互いに一定距離で維持するのが困難であるという問題が生じていた。

そこで、清掃部材の支持軸の各両端とトナー回収ローラの支持軸の各両端とを連結アームで連結し、トナー回収ローラの支持軸を回動支点として清掃部材を揺動可能とすることが考えられる。

しかしながら、清掃部材の支持軸の各両端とトナー回収ローラの支持軸の各両端とを連結アームで連結したのでは、例えば、中間転写ベルトの内周長が支持軸幅方向でばらついていたり、テンションローラを変位させる付勢部材の荷重が支持軸幅方向でばらついている等、テンションローラの変位量が支持軸の両端で異なる場合、トナー回収ローラの支持軸両端を中心に回動する各連結アームは、それぞれテンションローラの両端の変位量に応じた量だけ回動することとなる。

従って、連結アームの回動方向や回動量が支持軸の両端で異なってしまう虞があり、各連結アームの破損の要因となるばかりでなく、清掃部材の支持軸とトナー回収ローラの支持軸との平行性がくずれて両者間に捩れが発生した状態となり、特に、清掃部材側の支持軸の回転トルクが上昇してしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、清掃部材の支持軸とトナー回収ローラの支持軸との間に捩れが発生しても、各支持軸を連動可能に連結する連結部材の破損や支持軸のへのトルクアップの発生を抑制することができるクリーニング装置を提供することを目的とする。

本発明のクリーニング装置は、少なくとも一つのテンションローラを含めた複数のローラ間に回動移動可能に張架された中間転写ベルトの表面に付着した残留トナーを清掃するクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、前記中間転写ベルトを介して前記テンションローラと対向配置されて前記中間転写ベルトの表面上の残留トナーを除去する清掃部材と、該清掃部材で除去した残留トナーを前記清掃部材から電気的に回収するトナー回収ローラと、前記清掃部材を支持する支持軸に設けられて前記テンションローラの変位に前記清掃部材を追従させることでその相対距離を維持する清掃支持部材と、前記トナー回収ローラの支持軸に設けられた回収支持部材と、前記清掃支持部材を前記テンションローラに向けて付勢する付勢部材と、前記各支持軸の中心を結ぶ軸線と同軸上に設けられ且つ該軸線を中心として相対回転可能に前記各支持部材同士を結合する結合軸と、を備えていることを特徴とする。

この際、前記各結合軸は、前記清掃部材の支持軸中心と前記トナー回収ローラの支持軸中心との相対距離を維持した状態で前記トナー回収ローラの支持軸を回転中心として前記清掃部材を揺動可能に支持するのが好ましい。

また、前記清掃部材が回転可能なローラ状のファーブラシであるのが好ましい。

さらに、前記清掃支持部材には、前記清掃部材の支持軸を中心とし且つ前記テンションローラの支持軸に当接する円弧形状の当接部を設けるのが好ましい。

また、本発明は上記した何れかの構成からなるクリーニング装置を採用した画像形成装置とすることができる。

本発明のクリーニング装置は、清掃部材の支持軸とトナー回収ローラの支持軸との間に捩れが発生しても、各支持軸を連動可能に連結する連結部材の破損や支持軸のへのトルクアップの発生を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の拡大断面図、図３は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の要部の分解側面図、図４は（Ａ）本発明の一実施形態に係るクリーニング装置に用いられる清掃支持部材の平面図、図４は（Ｂ）本発明の一実施形態に係るクリーニング装置に用いられる回収支持部材の平面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成処理部１５で画像形成処理したトナー像を転写する転写部１７と、転写後のトナー像を定着する定着部１８とを備えている。

画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用されている。尚、以下の説明では、特に色指定に関する場合にのみ、各算用数字の符号に括弧書きで（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の色を付し、共通の場合には算用数字のみの符号を付して説明する。

画像形成処理部１５は、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に対応して、補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、各色トナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するアモルファスシリコン製の複数の感光体ドラム２０と、各感光体ドラム２０にトナーを供給する複数の現像器２１と、感光体ドラム２０に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト２２とを備えている。

各感光体ドラム２０は、その表面に露光器ユニット２３から出射されたビーム光束に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、現像器２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。また、感光体ドラム２０の周囲には、帯電器（帯電ローラ）２４、露光器ユニット２３、現像器２１、転写ローラ２５、感光体クリーニング装置２６、除電器２７が転写プロセス順に配置されている。

各現像器２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。尚、現像器２１の詳細な構成の説明は省略する。

中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。また、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し転写部１７で転写する。また、中間転写ベルト２２は、一対のローラ２８，２９間に回動移動可能に架設され、一方のローラ２８を駆動ローラ、他方のローラ２９をテンションローラとすることで緊張状態が維持されている。さらに、中間転写ベルト２２の側方には、転写部１７で転写紙にトナー像を転写紙した後の残留トナーを中間転写ベルト２２の表面から除去するクリーニング装置３０が設けられている。

尚、転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。また、ローラ２９のテンション機構は公知の技術のものが採用され、中間転写ベルト２２の回動移動方向（図示矢印ａ，ｂ参照）に変位することで中間転写ベルト２２の緊張状態を維持する。

露光器ユニット２３は、各感光体ドラム２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対応した複数の光源３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から放射された各ビーム光束を、２つに分割されたユニット、即ち、光源３１（Ｙ），（Ｍ）及び光源３１（Ｃ），（Ｋ）を対としてそれぞれ共用するポリゴンミラー等の偏光器３２（ＹＭ），３２（ＣＫ）で偏光走査しつつ感光体ドラム２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にビーム光束を結像する。

クリーニング装置３０は、中間転写ベルト２２の幅方向（図１の紙面と直交する奥行き方向・転写紙幅方向）に延在され、中間転写ベルト２２を介してローラ（テンションローラ）２９と対向配置されている。また、クリーニング装置３０は、図２に示すように、カバー３３と、中間転写ベルト２２の表面に接触するローラ状のファーブラシからなる清掃部材３４と、清掃部材３４と接触して清掃部材３４で除去した中間転写ベルト２２の表面に付着していた残留トナーを清掃部材３４から電気的に回収するトナー回収ローラ３５と、トナー回収ローラ３５で回収した残留トナーを掻き取るクリーニングブレード３６と、クリーニングブレード３６で掻き取った残留トナーを回収・搬送するスパイラル３７とを備えている。

清掃部材３４の支持軸（回転軸）３８とトナー回収ローラ３５の支持軸（回転軸）３９の各両端には、それぞれ清掃支持部材４０と回収支持部材４１とが設けられている。

清掃支持部材４０は、図３及び図４（Ａ）に示すように、支持軸３８が貫通する貫通孔４０ａを形成したベース部４０ｂと、ベース部４０ｂの外周面から突出する扇形状の当接部４０ｃと、ベース部４０ｂの外周面から突出して環状溝４０ｄを形成した結合軸４０ｅと、を一体に備えている。また、清掃支持部材４０は、ローラ２９の変位に清掃部材３４を追従させることでその相対距離を維持するように扇形状の当接部４０ｃがローラ２９の支持軸４２に当接する。尚、実際には、当接部４０ｃが大型化するとカバー３３等の全体の大型化の要因となるため、支持軸４２にカラー４３を設け、このカラー４３に当接部４０ｃを当接するのが好ましい。

当接部４０ｃは、清掃部材３４の支持軸３８を中心とする円弧の周端面となるように扇形状とされ、しかも、清掃部材３４の支持軸３８の回転中心とローラ２９の支持軸４２の回転中心とを結ぶ軸線を中心として対称とされている。

回収支持部材４１は、図３及び図４（Ｂ）に示すように、支持軸３９が貫通する貫通孔４１ａを形成したベース部４１ｂと、ベース部４１ｂの外周面から突出する複数の係合爪４１ｃを形成した結合軸４１ｄと、を一体に備えている。また、回収支持部材４１は、ローラ２９の変位に伴う清掃部材３４の追従を許容することでその相対距離を維持するように清掃支持部材４０と連結される。

具体的には、各結合軸４０ｅ，４１ｄとは、清掃部材３４の支持軸３８の中心とトナー回収ローラ３５の支持軸３９の中心との相対距離を維持した状態でトナー回収ローラ３５の支持軸３９を回転中心として清掃部材３４を揺動可能に支持するように、環状溝４０ｄに係合爪４１ｃを係合することで、互いに連結される。この際、各結合軸４０ｅ，４１ｄの軸線は、清掃部材３４の支持軸３８の中心とトナー回収ローラ３５の支持軸３９の中心とを結ぶ軸線と同軸上に配置される。また、各結合軸４０ｅ，４１ｄは、環状溝４０ｄに係合爪４１ｃが案内されることで清掃部材３４の支持軸３８の中心とトナー回収ローラ３５の支持軸３９の中心とを結ぶ軸線を中心に相対回転可能とされている。さらに、結合軸４０ｅ，４１ｄが結合された状態では、スプリング等の付勢部材４４によって清掃支持部材４０の回転を妨げないように回収支持部材４１が付勢されている。

上記の構成において、中間転写ベルト２２の表面に転写された各色トナー像は、転写部１７にて転写紙に転写される。

この際、転写後の中間転写ベルト２２の表面に残った残留トナーは、ローラ２９に対向配置された清掃部材３４を有するクリーニング装置３０によって除去・回収される。

また、清掃部材３４は、付勢部材４４によって回収支持部材４１が常時付勢されているため、ローラ２９の変位等に連動して追従することができる。

さらに、清掃部材３４は、例えば、中間転写ベルト２２の内周長が支持軸４２の幅方向でばらついていたり、ローラ２９を変位させる付勢部材（図示せず）の荷重が支持軸４２の幅方向でばらついている等、ローラ２９の変位量が支持軸４２の両端で異なる場合、トナー回収ローラ３５の支持軸３９の両端を中心に回動（揺動）する連結状態の各支持部材４０，４１は、それぞれローラ２９の両端の変位量に応じた量だけ回動することとなる。

この際、各支持部材４０，４１は、それぞれローラ２９の支持軸４２の両端の変位方向や変位量が異なったとしても、清掃部材３４の支持軸３８の中心とトナー回収ローラ３５の支持軸３９の中心との相対距離が変化することなく、結合軸４０ｅ，４１ｄの互いの相対回転によって各支持部材４０，４１（特に、結合軸４０ｅ，４１ｄ）に捩れ負荷が発生せず、その破損を防止することができる。

また、結合軸４０ｅ，４１ｄの互いの相対回転は、清掃部材３４の支持軸３８とトナー回収ローラ３５の支持軸３９との平行性がくずれて両者間に捩れが発生した状態となるものの、清掃部材３４側の支持軸３８の回転トルク上昇をも緩和することができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明のクリーニング装置３０をカラープリンタ１１に適用して説明したが、例えば、複写機やファクシミリ或いは複合機に搭載され、テンションローラに対向して中間転写ベルトの表面に付着した残留トナーを除去するクリーニング装置全般に適用することができることは勿論である。

本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の要部の分解側面図である。 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の要部を示し、（Ａ）本発明の一実施形態に係るクリーニング装置に用いられる清掃支持部材の平面図、（Ｂ）本発明の一実施形態に係るクリーニング装置に用いられる回収支持部材の平面図である。

符号の説明

２２…中間転写ベルト
２８…ローラ
２９…ローラ（テンションローラ）
３４…清掃部材
３５…トナー回収ローラ
３８…支持軸
３９…支持軸
４０…清掃支持部材
４０ｃ…当接部
４０ｅ…結合軸
４１…回収支持部材
４１ｄ…結合軸
４４…付勢部材

Claims (5)

1. 少なくとも一つのテンションローラを含めた複数のローラ間に回動移動可能に張架された中間転写ベルトの表面に付着した残留トナーを清掃するクリーニング装置において、
   前記中間転写ベルトを介して前記テンションローラと対向配置されて前記中間転写ベルトの表面上の残留トナーを除去する清掃部材と、該清掃部材で除去した残留トナーを前記清掃部材から電気的に回収するトナー回収ローラと、前記清掃部材を支持する支持軸に設けられて前記テンションローラの変位に前記清掃部材を追従させることでその相対距離を維持する清掃支持部材と、前記トナー回収ローラの支持軸に設けられた回収支持部材と、該回収支持部材を前記テンションローラに向けて付勢する付勢部材と、前記各支持軸の中心の両端を結ぶ軸線と同軸上に設けられ且つ該軸線を中心として相対回転可能に前記各支持部材同士を結合する結合軸と、を備え、
   前記テンションローラの両端で変位方向や変位量が異なった場合、前記清掃支持部材の結合軸が前記回収支持部材の結合軸に対して前記各支持軸の中心の両端を結ぶ軸線を中心に回転すると共に、前記回収支持部材の結合軸が前記トナー回収ローラの支持軸を中心に回転するように構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記各結合軸は、前記清掃部材の支持軸中心と前記トナー回収ローラの支持軸中心との相対距離を維持した状態で前記トナー回収ローラの支持軸を回転中心として前記清掃部材を揺動可能に支持す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. 前記清掃部材が回転可能なローラ状のファーブラシであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記清掃支持部材には、前記清掃部材の支持軸を中心とし且つ前記テンションローラの支持軸に当接する円弧形状の当接部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のクリーニング装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載のクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
   

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