JP6354959B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンター、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置、及び該画像形成装置に用いるクリーニング装置に関する。

特許文献１には、ブラシローラーの回転軸の一端側に嵌着された駆動ギアと感光体ドラム（像担持体）とを防塵フィルムで仕切ったクリーニング装置、及び該クリーニング装置を備えた画像形成装置が開示されている。

これによれば、ブラシローラーで取り除かれた感光体ドラム上の残留トナーが、感光体ドラムと駆動ギアとの間に入り込んで駆動ギアの歯の間に詰まる事態を防止し、駆動ギアの円滑な回転を保証してブラシローラーによるトナー除去を円滑に行うことができるとしている。

特開平１１−３１１９３３号公報

しかし、ブラシローラーは、回転軸の両端が軸受部材の軸受孔に挿入されて軸受部材に回転自在に支持されているため、特許文献１のように駆動ギアと感光体ドラムとを防塵フィルムで仕切っても、ブラシローラーで取り除かれたトナーがブラシローラーの回転軸と軸受部材の軸受孔との間に入り込んでしまう。

そうなると、トナーには外添材中のチタン等の成分や、現像剤中の鉄等の成分を含むこともあるため、ブラシローラーの回転軸外周面及び軸受部材の軸受孔内周面が削れて凹凸ができることがある。

その結果、ブラシローラーの回転時に微小な振動や回転変動が発生してトナーを保持し難くなり、トナーが感光体ドラムに戻って画像面を汚してしまう。

このことは、感光体ドラム（像担持体）用のクリーニング装置以外に、中間転写ベルト（中間転写体）上の残留トナーを除去するクリーニング装置においても同様である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブラシローラーで取り除かれたトナーがブラシローラーの回転軸と軸受部材の軸受孔との間に入り込まないようにすることである。

本発明に係るクリーニング装置は、像担持体上又は中間転写体上から残留トナーを取り除くブラシローラーと、上記取り除かれたトナーを上記ブラシローラーから回収する回収ローラーと、該回収ローラーで回収されたトナーを掻き落とすブレードとを備えたクリーニング装置であって、上記ブラシローラーは、両端が軸受部材の軸受孔に挿入されて該軸受部材に回転自在に支持された回転軸を有し、 該回転軸には、ポリカーボネートからなり、上記軸受孔を回転軸の挿入側から覆って上記軸受部材と摺接する遮蔽部材が固定され、
上記軸受部材は、ポリアセタールからなり、上記遮蔽部材の軸受部材側の面は、上記軸受部材と面接触するように平坦面に形成され、上記遮蔽部材の反軸受部材側の面には、該遮蔽部材の回転により上記ブラシローラーの外周に向けて気流を発生させる凹凸部が形成され、上記遮蔽部材の回転中心から外周までの距離は、上記ブラシローラーの回転中心から外周までの距離よりも短く、上記遮蔽部材は、上記ブラシローラーの軸方向の上記軸受部材側の端面に対して間隔を空けて配置されている。

これによれば、軸受部材の軸受孔が遮蔽部材でブラシローラーの回転軸の挿入側から覆われているため、ブラシローラーで取り除かれたトナーが回転軸と軸受孔との間に入り込まず、回転軸外周面及び軸受孔内周面が入り込んだトナーで削れて凹凸になる事態が回避される。したがって、この凸凹に起因するブラシローラーの回転時の微小な振動や回転変動がなく、ブラシローラーで取り除かれたトナーが像担持体又は中間転写体に戻って画像面を汚してしまうことがない。

また、上記構成によれば、上記遮蔽部材の軸受部材側の面は、上記軸受部材と面接触するように平坦面に形成され、上記遮蔽部材の反軸受部材側の面には、該遮蔽部材の回転により上記ブラシローラーの外周に向けて気流を発生させる凹凸部が形成されている。

したがって、ブラシローラーで取り除かれて軸受部材側に飛散したトナーが、遮蔽部材の回転により発生する気流でブラシローラーの外周に向けて押し戻され、回転軸と軸受孔との間への入り込みが効果的に抑制される。また、遮蔽部材の軸受部材側の面が均等な力で軸受部材と面接触するため、軸受部材の遮蔽部材との接触応力のムラによる削れの抑制、及び回転の安定を図ることができる。

また、上記構成によれば、上記遮蔽部材の回転中心から外周までの距離は、上記ブラシローラーの回転中心から外周までの距離よりも短い。

したがって、ブラシローラーで取り除かれて軸受部材側に飛散したトナーが、クリーニング装置内で大きく舞い上がって像担持体又は中間転写体に付着する事態を可及的に防止することができる。

また、上記凹凸部は、複数の羽根状凸部と、隣り合う羽根状凸部間の凹部とで構成されていることが望ましい。

これによれば、遮蔽部材の回転により気流が効率良く発生する。

また、上記羽根状凸部は、上記遮蔽部材の回転方向に向かって前下がりに傾斜していることが望ましい。

これによれば、遮蔽部材の回転により気流がより効率良く発生する。

また、上記羽根状凸部は、上記遮蔽部材の回転中心から外周に向かって次第に幅広になるように形成されていることが望ましい。

これによれば、ブラシローラーで取り除かれて軸受部材側に飛散したトナーが、ブラシローラーの外周に向けてスムーズに押し戻される。

また、上記羽根状凸部は、扇風機の羽根状に三次元的に湾曲して形成されていることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、上記のクリーニング装置を備えている。

これによれば、ブラシローラーで取り除かれたトナーが回転軸と軸受孔との間に入り込まないため、良質の画像形成が可能となる。

本発明によれば、軸受部材の軸受孔を遮蔽部材でブラシローラーの回転軸の挿入側から覆うことで、ブラシローラーで取り除かれたトナーが回転軸と軸受孔との間に入り込んで回転軸外周面及び軸受孔内周面が凹凸になることに起因するブラシローラーの回転時の微小な振動や回転変動をなくし、ブラシローラーで取り除かれたトナーが像担持体又は中間転写体に戻って画像面を汚す事態を回避することができる。

図１は、画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、クリーニング装置の構成を示す概略断面図である。 図３は、クリーニング装置の構成を示す概略斜視図である。 図４は、ブラシローラーが軸受部材に支持された状態を示す正面図である。 図５は、遮蔽部材の斜視図である。 図６は、遮蔽部材の側面図である。 図７は、変形例１の遮蔽部材の正面図である。 図８は、変形例２の遮蔽部材の正面図である。 図９は、変形例３の遮蔽部材の正面図である。 図１０は、変形例４の遮蔽部材の側面図である。 図１１は、変形例５の遮蔽部材の正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットＡと、現像ユニットＡの上方に配置された中間転写ユニットＢと、中間転写ユニットＢの上方に配置された複数（４つ）のトナーコンテナＣとを備えている。また、画像形成装置１は、一次転写部６、二次転写部９、定着部１１及び光走査装置１５をも備えている。現像ユニットＡは、光走査装置１５の上方に配置された複数（４つ）の画像形成部１６を有する。中間転写ユニットＢは、無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７を有し、中間転写ベルト７は、４つ画像形成部１６の上方に画像形成部１６の配列方向に沿うように配置されている。

画像形成装置１の装置本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の第１用紙搬送部２１と反対側の側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５と第１用紙搬送部２１との間には、第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザー光を画像形成部１６へ照射する。中間転写ベルト７は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。１４はテンションローラーである。

中間転写ベルト７は、複数の感光体ドラム（像担持体）２５の外周面に当接することによってその複数の感光体ドラム２５の外周面からトナー像が転写されるように構成されている。

４つの画像形成部１６は、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に配置された帯電器３１、現像部３３及びクリーニング装置３２とをそれぞれ有している。

帯電器３１は感光体ドラム２５の表面を帯電させる。帯電器３１により帯電された感光体ドラム２５には、光走査装置１５から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部３３は、静電潜像を現像することによって感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

一次転写部６は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部６は、画像形成部１６により感光体ドラム２５に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する一次転写ローラー８を有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、一次転写ローラー８に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム２５上のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。また、トナー像が中間転写ベルト７に転写された感光体ドラム２５の表面は、クリーニング装置３２によって清掃される。

二次転写部９は、中間転写ベルト７の側方に配置された二次転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、二次転写ローラー１７に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて中間転写ベルト７上のトナー像を、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙に転写するようになっている。

中間転写ベルト７の二次転写部９と反対側である従動ローラー１３側方には、中間転写ベルト７の表面を清掃するためのクリーニング装置３４が配置されている。

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着部１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着部１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

中間転写ユニットＢの前面側には、インナーユニットＤが中間転写ユニットＢの前面を覆うように配置され（一点鎖線参照）、トナーコンテナＣからインナーユニットＤを経て現像ユニットＡの現像部３３にトナーを供給するようになっている。

クリーニング装置３４は、図２及び図３に示すように、中間転写ベルト７を挟んで従動ローラー１３に対向して配置されたファーブラシからなるブラシローラー３５を備えている。ブラシローラー３５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる回転軸３５ａを有し、アクリル、ポリエステル等の絶縁樹脂にカーボン等で導電性を持たせた中抵抗（１０6〜１０9Ω程度）の繊維を回転軸３５ａに巻きつけて構成されている。ブラシローラー３５は、中間転写ベルト７に対して反対方向に回転しながら接触し、中間転写ベルト７上から残留トナーを取り除く。

ブラシローラー３５には、回転軸３６ａを有する回収ローラー３６が当接して配置されている。回収ローラー３６はステンレス鋼（ＳＵＳ）又はステンレス鋼（ＳＵＳ）にアルマイトやナイロンゴム等の抵抗層を持たせて構成されている。回収ローラー３６は、中間転写ベルト７上から取り除かれたトナーを回収ローラー３６でブラシローラー３５から回収する。

回収ローラー３６には、ゴム製のブレード３７が当接して配置され、回収ローラー３６で回収されたトナーをブレード３７で掻き落とす。

ブレード３７の下方には、回収されたトナーを廃トナーボトル（図示せず）に搬送するための排出スクリュー３８が配置されている。

排出スクリュー３８とブラシローラー３５との間には、回収されたトナーがブラシローラー３５側に漏れないように両者間を遮る漏れ防止シート３９が設けられている。

４０は、ブラシローラー３５の表面がマイナスに帯電するように、回収ローラー３６を介してブラシローラー３５に電圧を印加する電圧印加部である。なお、従動ローラー１３は接地されている。

ブラシローラー３５及び回収ローラー３６は、ポリアセタール（ＰＯＭ）からなる軸受部材４１の２つの軸受孔４１ａに各々の回転軸３５ａ，３６ａ両端が挿入されて軸受部材４１に回転自在に支持されている。

軸受部材４１は、バネ４２で付勢され、ブラシローラー３５の繊維部が中間転写ベルト７に所定の圧力で接触している。

ブラシローラー３５の回転軸３５ａには、図４にも示すように、円板状の遮蔽部材４３が固定されている。遮蔽部材４３の中央には、遮蔽部材４３を回転軸３５ａに固定する際に回転軸３５ａを挿入する挿入孔４３ａが形成されている（図５参照）。

図５及び図６に示すように、遮蔽部材４３の軸受部材４１側の面（図４右側の面、図６左側の面）は、軸受部材４１と面接触するように平坦面４４に形成され、平坦面４４は、軸受孔４１ａを回転軸３５ａの挿入側から覆って軸受部材４１と摺接する。

遮蔽部材４３は、一定の剛性を持ったポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂で形成されている。遮蔽部材４３に硬度の高い金属等を用いることは、軸受部材４１との摺動で削り粉を発生させ、これが中間転写ベルト７に付着するおそれがあるから好ましくない。

遮蔽部材４３の反軸受部材４１側の面（図４左側の面、図６右側の面）には、軸受部材４１の回転によりブラシローラー３５の外周に向けて気流を発生させる凹凸部４５が形成されている。

遮蔽部材４３の回転中心から外周までの距離は、ブラシローラー３５の回転中心から外周までの距離よりも短く設定されている。つまり、遮蔽部材４３の直径は、図２〜図４に示すように、ブラシローラー３５の直径よりも小さい。

凹凸部４５は、図５に示すように、円周を４等分するように挿入孔４３ａ周りから放射状に延びる４つの羽根状凸部４５ａと、隣り合う羽根状凸部４５ａ間の４つの凹部４５ｂとで構成されている。羽根状凸部４５ａは、挿入孔４３ａから離れるに従って幅が僅かに狭くなった略長方形で、遮蔽部材４３の回転方向に向かって前下がりに直線的に傾斜している（図５及び図６参照）。凹部４５ｂは扇形をしている。

このように構成されたクリーニング装置３４では、中間転写ベルト７に供給されるトナーはプラスに帯電しているため、ブラシローラー３５の表面がマイナスに帯電するように、回収ローラー３６に電圧が印加されている。表面がマイナスに帯電したブラシローラー３５が、そのブラシ毛が中間転写ベルト７に接触しながら回転することにより、中間転写ベルト７上の残留トナーを物理的接触及び静電力によって取り除く。そして、ブラシローラー３５によって取り除かれたトナーが、回転する回収ローラー３６と接触するニップで回収ローラー３６に回収され、その回収されたトナーがブレード３７で掻き落とされ、その掻き落とされたトナーが排出スクリュー３８によって廃トナーボトル（図示せず）に搬送される。

ところで、ブラシローラー３５は、回転軸３５ａの両端が軸受部材４１の軸受孔４１ａに挿入されて軸受部材４１に回転自在に支持されているため、遮蔽部材４３がないと、ブラシローラー３５で取り除かれたトナーがブラシローラー３５の回転軸３５ａと軸受部材４１の軸受孔４１ａとの間に入り込んでしまう。

そうなると、トナーには外添材中のチタン等の成分や、現像剤中の鉄等の成分を含むこともあるため、ブラシローラー３５の回転軸３５ａ外周面及び軸受部材４１の軸受孔４１ａ内周面が削れて凹凸ができることがある。

その結果、ブラシローラー３５の回転時に微小な振動や回転変動が発生してトナーを保持し難くなり、トナーが中間転写ベルト７に戻って画像面を汚してしまう。

しかし、本実施形態では、軸受部材４１の軸受孔４１ａを遮蔽部材４３でブラシローラー３５の回転軸３５ａの挿入側から覆っているので、ブラシローラー３５で取り除かれたトナーを回転軸３５ａと軸受孔４１ａとの間に入り込まないようにすることができ、回転軸３５ａ外周面及び軸受孔４１ａ内周面が入り込んだトナーで削れて凹凸になることがない。したがって、この凸凹に起因するブラシローラー３５の回転時の微小な振動や回転変動がなく、ブラシローラー３５で取り除かれたトナーが中間転写ベルト７に戻って画像面を汚してしまうことをなくすことができる。

また、遮蔽部材４３の反軸受部材４１側の面に、遮蔽部材４３の回転によりブラシローラー３５の外周に向けて気流を発生させる凹凸部４５を形成しているので、ブラシローラー３５で取り除かれて軸受部材４１側に飛散したトナーを、遮蔽部材４３の回転により発生する気流でブラシローラー３５の外周に向けて押し戻し、回転軸３５ａと軸受孔４１ａとの間への入り込みを効果的に抑制することができる。

さらに、遮蔽部材４３の軸受部材４１側の面を、軸受部材４１と面接触するように平坦面４４に形成しているので、遮蔽部材４３の軸受部材４１側の面が均等な力で軸受部材４１と面接触し、軸受部材４１の遮蔽部材４３との接触応力のムラによる削れの抑制、及び回転の安定を図ることができる。

また、遮蔽部材４３をブラシローラー３５よりも小径にしているので、ブラシローラー３５で取り除かれて軸受部材４１側に飛散したトナーが、クリーニング装置３４内で大きく舞い上がって中間転写ベルト７に付着する事態を可及的に防止することができる。

また、遮蔽部材４３の凹凸部４５を、４つの羽根状凸部４５ａと、隣り合う羽根状凸部４５ａ間の凹部４５ｂとで構成しているので、遮蔽部材４３の回転により気流を効率良く発生させることができる。

また、羽根状凸部４５ａを、遮蔽部材４３の回転方向に向かって前下がりに直線的に傾斜させているので、遮蔽部材４３の回転により気流をより効率良く発生させることができる。

したがって、上述の如きクリーニング装置３４を備えた画像形成装置１では、ブラシローラー３５で取り除かれたトナーが回転軸３５ａと軸受孔４１ａとの間に入り込まないので、良質の画像形成が可能となる。

以下に、遮蔽部材４３の変形例を示すが、これらに限定されず、例えばこれらを適宜組み合わせてもよい。

（変形例１）
図７は、変形例１の遮蔽部材４３の正面図である。この変形例１では、４つの羽根状凸部４５ａが、円周を４等分するように挿入孔４３ａ周りから放射状に延びている点については実施形態と同じであるが、羽根状凸部４５ａが、遮蔽部材４３の回転中心から外周に向かって次第に幅広になるように末広がりに形成されている点で実施形態と異なる。

これによれば、ブラシローラー３５で取り除かれて軸受部材４１側に飛散したトナーを、末広がりの羽根状凸部４５ａでブラシローラー３５の外周に向けてスムーズに押し戻すことができる。

（変形例２）
図８は、変形例２の遮蔽部材４３の正面図である。この変形例２では、３つの羽根状凸部４５ａが、円周を３等分するように挿入孔４３ａ周りから放射状に延びている点で実施形態と異なる。なお、羽根状凸部４５ａの形状を長方形にしているが、実施形態のように挿入孔４３ａから離れるに従って幅が僅かに狭くなるようにしてもよい。

（変形例３）
図９は、変形例３の遮蔽部材４３の正面図である。この変形例３では、５つの羽根状凸部４５ａが、円周を５等分するように挿入孔４３ａ周りから放射状に延びている点で実施形態と異なる。この変形例３でも、羽根状凸部４５ａの形状を長方形にしているが、実施形態のように挿入孔４３ａから離れるに従って幅が僅かに狭くなるようにしてもよい。

（変形例４）
図１０は、変形例４の遮蔽部材４３の側面図である。この変形例４では、羽根状凸部４５ａが、遮蔽部材４３の回転方向に向かって前下がりに凹状に湾曲して傾斜している点で実施形態と異なる。

（変形例５）
図１１は、変形例５の遮蔽部材４３の正面図である。この変形例５では、羽根状凸部４５ａが、扇風機の羽根のように三次元的に湾曲している点で実施形態と異なる。

これによれば、遮蔽部材４３の回転による気流発生が効率良く行われ、軸受部材４１側に飛散したトナーのブラシローラー３５の外周に確実にかつスムーズに押し戻すことができる。

なお、上記実施形態では、中間転写ベルト７上の残留トナーを除去するクリーニング装置３４について説明したが、感光体ドラム２５用のクリーニング装置３２についても、本発明の構成を適用できる。

また、上記実施形態では、カラープリンターを画像形成装置の一例として説明したが、これに限らず、例えば複写機、スキャナ装置、又は複合機等、上記光走査装置１５を備えた他の画像形成装置としてもよい。

以上説明したように、本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
７ 中間転写ベルト（中間転写体）
２５ 感光体ドラム（像担持体）
３２，３４ クリーニング装置
３５ ブラシローラー
３５ａ 回転軸
３６ 回収ローラー
３７ ブレード
４１ 軸受部材
４１ａ 軸受孔
４３ 遮蔽部材
４４ 平坦面
４５ 凹凸部
４５ａ 羽根状凸部
４５ｂ 凹部

Claims (6)

1. 像担持体上又は中間転写体上から残留トナーを取り除くブラシローラーと、
   上記取り除かれたトナーを上記ブラシローラーから回収する回収ローラーと、
   該回収ローラーで回収されたトナーを掻き落とすブレードとを備えたクリーニング装置であって、
   上記ブラシローラーは、両端が軸受部材の軸受孔に挿入されて該軸受部材に回転自在に支持された回転軸を有し、
   該回転軸には、ポリカーボネートからなり、上記軸受孔を回転軸の挿入側から覆って上記軸受部材と摺接する遮蔽部材が固定され、
   上記軸受部材は、ポリアセタールからなり、
   上記遮蔽部材の軸受部材側の面は、上記軸受部材と面接触するように平坦面に形成され、上記遮蔽部材の反軸受部材側の面には、該遮蔽部材の回転により上記ブラシローラーの外周に向けて気流を発生させる凹凸部が形成され、
   上記遮蔽部材の回転中心から外周までの距離は、上記ブラシローラーの回転中心から外周までの距離よりも短く、
   上記遮蔽部材は、上記ブラシローラーの軸方向の上記軸受部材側の端面に対して間隔を空けて配置されている、クリーニング装置。
2. 請求項１記載のクリーニング装置において、
   上記凹凸部は、複数の羽根状凸部と、隣り合う羽根状凸部間の凹部とで構成されている、クリーニング装置。
3. 請求項２記載のクリーニング装置において、
   上記羽根状凸部は、上記遮蔽部材の回転方向に向かって前下がりに傾斜している、クリーニング装置。
4. 請求項２又は３記載のクリーニング装置において、
   上記羽根状凸部は、上記遮蔽部材の回転中心から外周に向かって次第に幅広になるように形成されている、クリーニング装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング装置において、
   上記羽根状凸部は、扇風機の羽根状に三次元的に湾曲して形成されている、クリーニング装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。

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