JP6519731B2 - クリーニング装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置およびクリーニング装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、定着ローラ等の回転部材の表面のトナーや紙粉等の付着物を取り除くためのクリーニング部材を有するクリーニング装置が設けられる。

このようなクリーニング装置においては、クリーニング部材が、回転する回転部材に当接することで、その表面の付着物を取り除く構成のものが存在する。

そして、このような構成のクリーニング装置においては、クリーニング部材と回転部材の間に十分な摩擦力を発生させる事で、クリーニング部材の回転部材表面に対する十分なクリーニング性能を確保する事が一つの課題となる。

例えば、特許文献１（特開平０１−２０６３８２号公報）では、図１１に示す様に、回転体１００と、回転体１００に当接する清掃用回転体１０１と、清掃用回転体１０１を回転体１００の側へ付勢する付勢具１０２と、板状のバネ部材である負荷付与部材１０３と、清掃用回転体１０１と同軸上の異径回転体１０４とを有する定着装置の清掃機構が開示されている。

上記の定着装置の清掃機構では、付勢具１０２による付勢力で清掃用回転体１０１が回転体１００に当接し、清掃用回転体１０１が回転体１００に従動回転する事で、回転体１００の表面を清掃する。この際、負荷付与部材１０３からの押圧負荷が、異径回転体１０４を介して清掃用回転体１０１に付与され、清掃用回転体１０１を回転させるための負荷が大きくなる。これにより、清掃用回転体１０１と回転体１００との間での摩擦力が大きくなり、清掃用回転体１０１が回転体１００に対しスリップ気味に従動回転することで清掃用回転体１０１が回転体１００表面のトナー等を拭い去る作用が得られ、トナーを適切に取り除く事ができる。

特許文献１の発明では、上記の様に、別部材である負荷付与部材１０３と異径回転体１０４を設けることにより、回転体１００と清掃用回転体１０１との摩擦力を大きくして回転体１００表面のトナーを取り除く効果を得ており、装置全体のコストアップにつながるという課題がある。

この様な事情から、本発明では、より安価な構成により回転部材の清掃を行うことのできるクリーニング装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、回転部材に当接して前記回転部材に従動回転し、その表面を清掃するクリーニング部材と、前記クリーニング部材の回転軸を保持する保持部材と、前記保持部材を前記回転軸の側へ付勢する付勢手段とを有するクリーニング装置において、前記保持部材は、前記クリーニング部材の回転軸を挿入可能な保持孔を有し、当該保持孔への前記回転軸の挿入により、前記保持部材が前記クリーニング部材を保持し、前記付勢手段による付勢方向は、前記軸線方向に垂直な方向に対して傾斜した方向で、前記付勢手段による付勢力によって、前記保持部材が前記回転軸に対して傾くことで、前記保持孔を形成する前記保持部材の内面と前記回転軸とが前記軸線方向の一方側と他方側とで当接し、当該当接により、前記保持部材が前記クリーニング部材に押し当てられるクリーニング装置を特徴とするものである。

本発明のクリーニング装置においては、クリーニング部材を保持する保持部材が、クリーニング部材の回転に負荷を与える機能を兼ねている。これにより部品数を減らし、クリーニング装置全体のコストダウンを図る事ができる。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係るクリーニング装置の断面図である。 軸受けへの各部材の組み付けの様子を示す斜視図である。 トーションバネを組み付けた状態の軸受け周辺の断面図である。 組み付け前のトーションバネの形状を示す平面図である。 トーションバネが受ける力の向きを示す概略図である。 軸受けの傾きを示す概略図である。 本発明の第二実施形態に係るクリーニング装置の断面図である。 本発明の第二実施形態に係るクリーニング装置の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るクリーニング装置の斜視図である。 従来の画像形成装置の概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である、回転部材としての感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラ１３を有する現像装置１２等を備えている。

画像形成に使用される上記トナーは、外添剤としてオイルを含有したシリカを用いることもできる。外添剤としてオイル含有シリカを用いる効果は、プロセスカートリッジの長寿命化やクリーニング性の向上や転写効率の向上が挙げられる。

プロセスユニット９の上方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

画像形成部２の直下には転写部４が配置されている。転写部４は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５に周回走行可能に張架されている無端状の、回転部材としての中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７等で構成されている。各一次転写ローラ１７はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４と、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１４に対向した位置には二次転写ローラ１８が配設されている。二次転写ローラ１８は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等からなっている。

搬送路６は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。

定着装置７は、加熱源２６によって加熱されるローラ形状の、回転部材としての（あるいは定着部材としての）定着ローラ２２、その定着ローラ２２を加圧可能なローラ形状の、回転部材としての（あるいは加圧部材としての）加圧ローラ２３等を有している。

排紙部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排紙部８には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５とが配設されている。

画像形成部２、露光部３、転写部４等は、用紙Ｐに画像を形成するための画像形成手段である。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラ１３によって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

転写部４では、駆動ローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１８と駆動ローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ローラ２２から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出される。

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

次に、本発明の第一実施形態のクリーニング装置について説明する。本実施形態のクリーニング装置は、定着装置７の加圧ローラ２３を清掃するためのクリーニング装置である。

図２に示す様に、加圧ローラ２３には、クリーニング部材としてのクリーニングローラ２７が、加圧ローラ２３の軸方向にわたって当接して設けられる。クリーニングローラ２７の回転軸２７ａには、付勢手段としてのトーションバネ２８の一端２８ａが当接する。トーションバネ２８は、他端２８ｂが定着装置７の筐体２９に係止され、中心円部２８ｃにシャフト３０が挿入されている。

クリーニングローラ２７は、後述する軸受けに組み付けされ、トーションバネ２８の一端２８ａが自身に当接した状態で、シャフト３０を中心に矢印Ｄの方向に移動可能に設けられている。トーションバネ２８の一端２８ａは、回転軸２７ａに矢印Ｆ１の方向の付勢力を与える。これにより、クリーニングローラ２７は矢印Ｆ１の方向へ付勢され、加圧ローラ２３に押し当てされる。

加圧ローラ２３に押し当てられたクリーニングローラ２７は、加圧ローラ２３の回転により従動回転する。この時、クリーニングローラ２７が加圧ローラ２３に押し当てられながら回転する事で、クリーニングローラ２７の表面と加圧ローラ２３の表面との間に摩擦が発生し、クリーニングローラ２７は、加圧ローラ２３の表面からトナーや紙粉等の付着物を取り除く（加圧ローラ２３の表面を清掃する）。

シャフト３０の先端には圧解除レバーが設けられる。圧解除レバーを操作する事により、定着ローラ２２と加圧ローラ２３の当接を解除することができ、ジャム処理を容易に行うことが出来る様になる。シャフト３０は、定着装置７の筐体等によって保持されている。

図３は、トーションバネ２８、クリーニングローラ２７およびシャフト３０が組み付けられ、回転軸２７ａを保持する保持部材としての軸受け３１を示した図である。

まず、軸受け３１のバネ受け部３１ａにトーションバネ２８の一端２８ａが挿入され、トーションバネ２８が軸受け３１に組み付けされる。トーションバネ２８が軸受け３１に組み付けされた状態で、トーションバネ２８の中心円部２８ｃが、軸受け３１の第二保持孔３１ｃと一直線上になる。また、他端２８ｂは、後述する筐体２９のボスに係止される。

そして、軸受け３１の第一保持孔３１ｂにクリーニングローラ２７が挿入され、第二保持孔３１ｃにシャフト３０が挿入される。

図４は、図３の矢印Ｃの方向から見た図で、軸受け３１にトーションバネ２８、クリーニングローラ２７およびシャフト３０が組み付けされた状態を示している。

クリーニングローラ２７およびシャフト３０が、それぞれ軸受け３１に挿入される事により、トーションバネ２８の一端２８ａが回転軸２７ａに当接し、シャフト３０がトーションバネ２８の中心円部２８ｃに挿入される。トーションバネ２８は、一端２８ａがバネ受け部３１ａに組み付けられ、他端２８ｂが筐体２９のボス２９ａに係止される。

ここで、組み付け前の状態のトーションバネ２８の形状について説明する。組み付け前のトーションバネ２８は、図５に示す様に、他端２８ｂと中心円部２８ｃ、そして中心円部２８ｃと一端２８ａがそれぞれ直線部によって連結されて直線上に並んだ構成をしている。

ここで、ボス２９ａは軸受け３１に対して図４の右上に配置されており、上記の形状のトーションバネ２８が組み付けされる際には、他端２８ｂと中心円部２８ｃの間に曲げ部２８ｄを設ける事により、一端２８ａがバネ受け部３１ａに組み付けられ、他端２８ｂが筐体２９のボス２９ａに係止される。この時、トーションバネ２８は、図５で示した組み付け前の形状に戻ろうとして、曲げ部２８ｄを支点として矢印Ｆ２の方向の力が働き（図６）、一端２８ａの側に矢印Ｆ２の方向へ戻ろうとする力が働く。この際、図４に示す様に、トーションバネ２８の一端２８ａがバネ受け部３１ａに組み付けされていることから、一端２８ａはバネ受け部３１ａの壁３１ｄを矢印Ｆ４の方向へ押圧する。

ここで、図７（ａ）に示す様に、軸受け３１の第一保持孔３１ｂの径は、クリーニングローラ２７の回転軸２７ａの径に対して一回り大きく設定されている。また、第二保持孔３１ｃの径は、シャフト３０の径よりも一回り大きく設定されている。この様に、回転軸２７ａおよびシャフト３０は、軸受け３１の孔部に対してガタを設けた状態で、軸受け３１に挿入されている。

上記の構成のため、壁３１ｄが矢印Ｆ４の方向へ押圧する力を受けると、軸受け３１が時計回りの方向へ傾く。そして、図７（ｂ）に示す様に、第一保持孔３１ｂの壁面と回転軸２７ａが、それぞれ当接点Ｂ１およびＢ２で当接して、軸受け３１がこの姿勢で保持される。

当該姿勢において、軸受け３１は矢印Ｆ４の方向の力を受け続けており、軸受け３１が、当接点Ｂ１およびＢ２において、回転軸２７ａに押し当てられ続ける。これにより、クリーニングローラ２７の回転に対して継続して負荷をかける事ができ、クリーニングローラ２７と、クリーニングローラ２７を従動回転させる加圧ローラ２３との間での摩擦力が大きくなる。このため、クリーニングローラ２７が加圧ローラ２３の表面の付着物を適切に取り除く事ができる。

以上の様に、本実施形態の軸受け３１は、クリーニングローラ２７の回転軸２７ａを保持する保持部材としての役割をすると同時に、クリーニングローラ２７に押し当てされる事でクリーニングローラ２７の回転に負荷を与える機能を兼ねている。これにより、クリーニングローラ２７の回転に対して負荷を与える負荷部材を別途設ける構成と比べ、クリーニング装置の部品数を減らす事ができ、装置全体のコストダウンを図る事ができる。

さらに、本実施形態のトーションバネ２８は、クリーニングローラ２７を矢印Ｆ１の方向へ付勢して、クリーニングローラ２７を加圧ローラ２３に当接させる役割をすると同時に、当該付勢力とは別に、軸受け３１を矢印Ｆ４の方向へ傾け、軸受け３１をクリーニングローラ２７に押し当てる機能を兼ねている。

本発明の第二実施形態に係るクリーニング装置は、図８に示す様に、定着ローラ２２に当接して設けられ、定着ローラ２２表面のトナー等の付着物を除去する。

図９に示す様に、本実施形態のクリーニングローラ２７には、回転軸２７ａに、保持部材としての軸受け３２を設ける。軸受け３２は、回転軸２７ａを保持するための保持部３２ａを有し、保持部３２ａが回転軸２７ａを挟み込む形で、軸受け３２が回転軸２７ａを保持する。

回転軸２７ａの径６．０ｍｍに対して、保持部３２ａの径は５．８ｍｍに設定され、保持部３２ａの径の方が小さく設定されている。また保持部３２ａは、その径を大きくする方向へ弾性変形可能に構成されている。保持部３２ａが弾性変形してその径を大きくすることで、回転軸２７ａを挟み込み、軸受け３２が回転軸２７ａを保持することができる。この時、弾性変形した保持部３２ａは、元の径に戻ろうとする（径を小さくする）方向の力が働き、保持部３２ａから回転軸２７ａに対して、回転軸２７ａを締め付ける方向の（回転軸２７ａの全周に対して、その中心部へ向かう方向の）力が働く。

図１０に示す様に、クリーニングローラ２７は、定着ローラ２２に対向して設けられ、回転軸２７ａが軸受け３２によって保持される。軸受け３２には、保持部３２ａと反対側の端部に付勢バネ３３が設けられており、付勢バネ３３によって定着ローラ２２の側へ付勢されている。

軸受け３２によって回転軸２７ａが保持される事により、クリーニングローラ２７は、軸受け３２が付勢バネ３３から受ける方向の付勢力を受け、定着ローラ２２に押し当てられる。そして、クリーニングローラ２７が定着ローラ２２の側へ押し当てられ、定着ローラ２２の回転に伴って従動回転する事により、クリーニングローラ２７が、定着ローラ２２の表面のトナー等の付着物を取り除く事ができる。

この時、図９で示した様に、回転軸２７ａが、保持部３２ａから締め付ける方向の力を受ける事によって、クリーニングローラ２７が回転する際に、回転軸２７ａと保持部３２ａの間で、回転軸２７ａを単に保持するだけの一般的な軸受けの構成よりも大きな摩擦力が働く。これにより軸受け３２が、クリーニングローラ２７の回転に対して、上記の一般的な軸受けの構成よりも大きな負荷を、継続してクリーニングローラ２７に与える事ができる。このため、クリーニングローラ２７と定着ローラ２２との間の摩擦力が大きくなり、クリーニングローラ２７が定着ローラ２２表面のトナー等の付着物を確実に取り除く事ができる。

以上の様に、本実施形態のクリーニング装置においては、クリーニングローラ２７の回転軸２７ａを保持する軸受け３２が、クリーニングローラ２７の回転に対して負荷を与える機能を兼ねている。これにより、クリーニングローラ２７を保持する保持部材（本実施形態の軸受け３２）とは別に、クリーニングローラ２７の回転に対して負荷を与える負荷部材を設ける構成と比べ、クリーニング装置の部品数を減らす事ができ、装置全体のコストダウンを図る事ができる。

第二実施形態のクリーニング装置を、定着ローラ２２の表面の付着物を取り除く装置としたが、同様の構成で加圧ローラ２３の表面の付着物を取り除く構成としてもよい。第二実施形態の構成では、クリーニングローラ２７の回転に負荷を与え、クリーニングローラ２７と定着ローラ２２との摩擦力が大きくなる事により、定着ローラ２２の表面が通常よりも摩耗しやすくなる可能性があり、これにより、異常画像の形成の原因となるおそれがある。しかし、加圧ローラ２３にクリーニング装置を設ける事により、上記の異常画像の形成を防止できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

各実施形態の説明では、定着装置７に設けられる定着部材を、ローラ形状の定着ローラ２２としたが、パッド型や無端状のベルト型の定着部材であってもよい。

また、各実施形態のクリーニング装置を、感光体ドラム１０や中間転写ベルト１６などの回転部材の表面を清掃するクリーニング装置としてもよい。

１ 画像形成装置
７ 定着装置
２２ 定着ローラ（回転部材あるいは定着部材）
２３ 加圧ローラ（回転部材あるいは加圧部材）
２７ クリーニングローラ（クリーニング部材）
２７ａ 回転軸
２８ トーションバネ（付勢手段）
３１ 軸受け（保持部材）
３２ 軸受け（保持部材）
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開平０１−２０６３８２号公報

Claims (5)

1. 回転部材に当接して前記回転部材に従動回転し、その表面を清掃するクリーニング部材と、前記クリーニング部材の回転軸を保持する保持部材と、前記保持部材を前記回転軸の側へ付勢する付勢手段とを有するクリーニング装置において、
   前記保持部材は、前記クリーニング部材の回転軸を挿入可能な保持孔を有し、当該保持孔への前記回転軸の挿入により、前記保持部材が前記クリーニング部材を保持し、
   前記付勢手段による付勢方向は、前記軸線方向に垂直な方向に対して傾斜した方向で、
   前記付勢手段による付勢力によって、前記保持部材が前記回転軸に対して傾くことで、前記保持孔を形成する前記保持部材の内面と前記回転軸とが前記軸線方向の一方側と他方側とで当接し、当該当接により、前記保持部材が前記クリーニング部材に押し当てられる事を特徴とするクリーニング装置。
2. 前記付勢手段は、前記クリーニング部材を前記回転部材の側へ付勢する請求項１記載のクリーニング装置。
3. 請求項１または２いずれか記載のクリーニング装置を少なくとも備えた画像形成装置。
4. 記録媒体に画像を形成するための画像形成手段と、前記記録媒体に形成された画像を前記記録媒体の表面に定着させるための定着部材および定着部材を加圧する加圧部材とを有する定着装置と、前記定着部材あるいは前記加圧部材の表面を清掃するための請求項１または２いずれか記載のクリーニング装置を少なくとも備えた画像形成装置。
5. オイル含有シリカを用いたトナーにより画像形成を行う請求項３または４いずれか記載の画像形成装置。