(57)【要約】【課題】省スペース化を実現しつつ、像担持体へのクリーニングローラーの押圧を阻害する作用を抑制することを目的とする。【解決手段】クリーニング装置２３は、トナー像を担持して回転駆動される感光体ドラム２１に結合された第１歯車３２と噛み合う第２歯車５０を備え、第１歯車３２から第２歯車５０へ伝達される駆動力によって感光体ドラム２１の回転方向と反対の方向に回転駆動されるクリーニングローラー４０と、クリーニングローラー４０の芯金４７を支持する軸受部材４４と、軸受部材４４が載せ置かれる載置面４５Ｓを有し、第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とを通る直線ＬＣと載置面４５Ｓとの距離が第１歯車３２に近い長くなるように、直線ＬＣに対して載置面４５Ｓが傾斜しているガイド部材４５と、クリーニングローラー４０が感光体ドラム２１に押し当てられるように軸受部材４４を付勢する付勢部材４６と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して回転駆動される像担持体に結合された第１歯車と噛み合う第２歯車を備え、前記第１歯車から前記第２歯車へ伝達される駆動力によって前記像担持体の回転方向と反対の方向に回転駆動されるクリーニングローラーと、
前記クリーニングローラーの芯金を支持する軸受部材と、
前記軸受部材が載せ置かれる載置面を有し、前記第１歯車の回転中心と前記第２歯車の回転中心とを通る直線と前記載置面との距離が前記第１歯車に近いほど長くなるように、前記直線に対して前記載置面が傾斜しているガイド部材と、
前記クリーニングローラーが前記像担持体に押し当てられるように前記軸受部材を付勢する付勢部材と、
を備えることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記載置面が、前記第１歯車と前記第２歯車との作用線に対して垂直に配置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。
【請求項３】
前記載置面にリブが形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。
【請求項４】
前記軸受部材の前記載置面との接触面にリブが形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。
【請求項５】
前記載置面が前記軸受部材側に膨らんだ曲面であ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。
【請求項６】
前記軸受部材の前記載置面との接触面が前記ガイド部材側に膨らんだ曲面であ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。
【請求項７】
前記第１歯車と前記第２歯車が斜歯歯車であ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。
【請求項８】
前記像担持体を含み、シートに画像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体を清掃するクリーニング装置及びこのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体である感光体に書き込まれた潜像をトナーで現像するように構成されている。感光体の長寿命化を実現したものとしてアモルファスシリコン系の感光体が知られているが、アモルファスシリコン系の感光体は画像流れが発生しやすいという問題がある。画像流れは、感光体表面に付着した放電生成物の影響により潜像の電荷が感光体表面を移動することで発生する。
【０００３】
そこで、従来、感光体表面の放電生成物を除去する技術が検討されている。例えば、特許文献１及び２には、ゴム層を有するクリーニングローラーで感光体表面を摩擦することで放電生成物を除去することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０８５０９号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１、２に記載されたクリーニング装置では、支点を中心として回転する軸受部材によりクリーニングローラーが支持され、感光体にクリーニングローラーが押し当てられるように軸受部材がバネで付勢される。しかし、この構成では、軸受部材の支点とバネの作用点との間にある程度の距離が必要なため、省スペース化が難しいという問題がある。
【０００６】
クリーニング装置の省スペース化を実現するには、例えば、クリーニングローラーの回転中心と感光体の回転中心とを結ぶ方向に軸受部材が摺動可能なガイド部材を設けることが考えられる。しかし、感光体の回転軸に結合された第１歯車からクリーニングローラーの回転軸に結合された第２歯車へ駆動力を伝達する構成の場合、駆動力は、第１歯車と第２歯車に設定された圧力角に対応する作用線の方向に作用する。この作用線は、軸受部材の摺動方向に対して傾斜しているため、駆動力の摺動方向成分が、バネの付勢に抗して軸受部材を押し戻す方向に作用し、感光体へのクリーニングローラーの押圧が阻害されてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、省スペース化を実現しつつ、像担持体へのクリーニングローラーの押圧を阻害する作用を抑制することのできるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るクリーニング装置は、トナー像を担持して回転駆動される像担持体に結合された第１歯車と噛み合う第２歯車を備え、前記第１歯車から前記第２歯車へ伝達される駆動力によって前記像担持体の回転方向と反対の方向に回転駆動されるクリーニングローラーと、前記クリーニングローラーの芯金を支持する軸受部材と、前記軸受部材が載せ置かれる載置面を有し、前記第１歯車の回転中心と前記第２歯車の回転中心とを通る直線と前記載置面との距離が前記第１歯車に近いほど長くなるように、前記直線に対して前記載置面が傾斜しているガイド部材と、前記クリーニングローラーが前記像担持体に押し当てられるように前記軸受部材を付勢する付勢部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るクリーニング装置において、前記載置面が、前記第１歯車と前記第２歯車との作用線に対して垂直に配置されていてもよい。
【００１０】
本発明に係るクリーニング装置において、前記載置面にリブが形成されていてもよい。
【００１１】
本発明に係るクリーニング装置において、前記軸受部材の前記載置面との接触面にリブが形成されていてもよい。
【００１２】
本発明に係るクリーニング装置において、前記載置面が前記軸受部材側に膨らんだ曲面であってもよい。
【００１３】
本発明に係るクリーニング装置において、前記軸受部材の前記載置面との接触面が前記ガイド部材側に膨らんだ曲面であってもよい。
【００１４】
本発明に係るクリーニング装置において、前記第１歯車と前記第２歯車が斜歯歯車であってもよい。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記像担持体を含み、シートに画像を形成する画像形成部と、上記のいずれかのクリーニング装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、省スペース化を実現しつつ、像担持体へのクリーニングローラーの押圧を阻害する作用を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に対する比較例に係るクリーニング装置の正面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態の変形例に係るクリーニング装置の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態の変形例に係るクリーニング装置の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態の変形例に係るクリーニング装置の断面図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態の変形例に係るクリーニング装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及びクリーニング装置２３について説明する。
【００１９】
まず、図１を参照して、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。
【００２０】
プリンター１の筐体２には、収容されたシートＳを搬送路６に送り出す給紙装置３と、トナー像をシートＳに形成する画像形成部４と、トナー像をシートＳに定着する定着装置５と、トナー像が定着されたシートＳが排出される排出部７と、が備えられている。
【００２１】
画像形成部４は、ドラムユニット１５と、露光装置９と、トナー容器１２と、現像ユニット１６と、中間転写ベルト１７と、一次転写ローラー１８と、二次転写ローラー１１と、を備えている。
【００２２】
ドラムユニット１５は、回転駆動される感光体ドラム２１（像担持体の一例）と、感光体ドラム２１を帯電させる帯電装置２２と、感光体ドラム２１の表面を清掃するクリーニング装置２３と、を備えている。
【００２３】
露光装置９は、画像データに基づくレーザー光を感光体ドラム２１に照射する。各トナー容器１２は、それぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを収容する。
【００２４】
現像ユニット１６は、現像容器と、磁気ローラーと、搬送スクリューと、を備えている。現像容器とトナー容器１２との間には、トナーの供給路（図示省略）が設けられており、現像容器は、トナー容器１２から供給されたトナーを収容する。磁気ローラーは、現像容器の開口部から露出し、搬送スクリューと感光体ドラム２１に対向するように配置されている。
【００２５】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラーと従動ローラーとに巻き掛けられた無端のベルトであり、外面が感光体ドラム２１に対向するように配置され、循環走行する。一次転写ローラー１８は、中間転写ベルト１７の内面に対向するように配置され、感光体ドラム２１との間に中間転写ベルト１７を挟持する。
【００２６】
二次転写ローラー１１は、搬送路６を挟んで中間転写ベルト１７の外面に対向するように配置される。
【００２７】
次に、プリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１が外部コンピューター等から画像データを受信すると、シートＳが給紙装置３から搬送路６に送り出される。帯電した各感光体ドラム２１の表面に、各露光装置９によりブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像データに基づく潜像が形成される。現像ユニット１６の現像容器に収容されたトナーは、搬送スクリューによって磁気ローラーに供給される。このトナーが潜像に吸着されることで感光体ドラム２１にトナー像が形成される。各感光体ドラム２１に担持されたトナー像は、各一次転写ローラー１８により中間転写ベルト１７に重ねて転写される。中間転写ベルト１７に転写されたトナー像は、二次転写ローラー１１によりシートＳに転写され、定着装置５によりシートＳに定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出部７に排出される。感光体ドラム２１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置２３によって除去される。
【００２８】
次に、図２乃至５を参照して、感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の構成について説明する。図２は、クリーニング装置２３の断面図である。図３は、クリーニング装置２３の斜視図である。図４は、クリーニング装置２３の正面図である。なお、以下では、感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の前側の部分について説明するが、感光体ドラム２１とクリーニング装置２３の後側の部分も前側の部分と同様に構成されている。ただし、第１歯車３２と第２歯車５０とを含む駆動力伝達機構は、前側と後側の両方に設けられていてもよく、前側と後側のいずれかに設けられていてもよい。
【００２９】
感光体ドラム２１は、前後方向を長手方向とする芯金３０と、芯金３０の外周面に形成された感光層３１と、芯金３０に結合された第１歯車３２と、を備える。芯金３０は、アルミニウム合金等で形成された円筒状の部材である。感光層３１は、アモルファスシリコン系の感光体で形成されている。第１歯車３２は、芯金３０と回転中心が一致する斜歯歯車であり、樹脂や金属等で形成され、芯金３０の端面に結合されている。感光体ドラム２１は、筐体２に固定された軸受（図示省略）によって支持され、第１歯車３２には、モーター等の駆動源（図示省略）から駆動力が伝達され、図３、４のＡ方向に回転駆動される。
【００３０】
クリーニング装置２３は、感光体ドラム２１に押し当てられるクリーニングローラー４０と、廃トナーを収容するクリーニング容器４１と、感光体ドラム２１に突き当てられるクリーニングブレード４２と、廃トナーを搬送する搬送スクリュー４３と、クリーニングローラー４０を支持する軸受部材４４と、軸受部材４４の移動を案内するガイド部材４５と、軸受部材４４を付勢する付勢部材４６と、を備える。
【００３１】
クリーニングローラー４０は、前後方向を長手方向とする芯金４７と、芯金４７の外周面に形成された弾性層４８と、第２歯車５０と、を備える。芯金４７は、ステンレス鋼等で形成された円柱状又は円筒状の部材である。弾性層４８は、発泡ゴム等で形成されている。
【００３２】
第２歯車５０は、芯金４７と回転中心が一致する斜歯歯車であり、樹脂や金属等で形成され、芯金４７の外周面に結合され、第１歯車３２と噛み合わされている。第１歯車３２と第２歯車５０とのギヤ比は、感光体ドラム２１の周長とクリーニングローラー４０の周長との比と異なっている。そのため、クリーニングローラー４０は、感光体ドラム２１と異なる表面速度で回転する。本実施形態では、第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とが同じ高さに位置するように（第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とを通る直線ＬＣが水平になるように）、第１歯車３２と第２歯車５０が配置されている。
【００３３】
クリーニング容器４１は、樹脂等で形成され、クリーニングローラー４０と搬送スクリュー４３を収容する。クリーニング容器４１は、感光体ドラム２１側に開口部４１Ｋを有し、クリーニングローラー４０が開口部４１Ｋから露出するように配置されている。クリーニング容器４１には、廃トナー容器（図示省略）が接続されている。
【００３４】
クリーニングブレード４２は、樹脂等で形成され、クリーニング容器４１の開口部４１Ｋよりも下側の部位に取り付けられ、先端が感光体ドラム２１に突き当てられるように配置されている。
【００３５】
搬送スクリュー４３は、樹脂や金属等で形成され、前後方向を長手方向とする軸と、軸の周りに形成された螺旋状の羽根を有する。搬送スクリュー４３は、クリーニングローラー４０の下方に配置されており、モーター等の駆動源（図示省略）によって駆動される。
【００３６】
軸受部材４４は、樹脂等で形成され、クリーニングローラー４０の芯金４７を支持する軸受を内包している。軸受部材４４の下面４４Ｌｏは、平面状に形成されている。
【００３７】
ガイド部材４５は、樹脂等で形成され、筐体２に固定され、軸受部材４４の移動を案内する。ガイド部材４５は、軸受部材４４が載せ置かれる載置面４５Ｓを有する下部４５Ｌｏと、下部４５Ｌｏの右端部よりも上方に形成され、軸受部材４４の右方に位置する右側部４５Ｒと、右側部４５Ｒの上端部よりも左方に形成され、軸受部材４４の上方に位置する上部４５Ｕと、を有する。ガイド部材４５の上部４５Ｕの下面と軸受部材４４の上端との間には、間隙が形成されている。
【００３８】
載置面４５Ｓは、平面状に形成されている。ガイド部材４５は、第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とを通る直線ＬＣと載置面４５Ｓとの距離が第１歯車３２に近いほど長くなるように、直線ＬＣに対して載置面４５Ｓが傾斜している。本実施形態では、直線ＬＣが水平であるため、載置面４５Ｓは、第１歯車３２側が低くなるように傾斜している。これに加えて、本実施形態では、載置面４５Ｓが、第１歯車３２と第２歯車５０との作用線ＬＡに対して垂直に配置されている。ここで、作用線ＬＡは、第１歯車３２の基礎円３２Ｂと第２歯車５０の基礎円５０Ｂとの共通接線である。第１歯車３２のピッチ円３２Ｐと第２歯車５０のピッチ円５０Ｐとの共通接線ＬＰと作用線ＬＡとのなす角αが、噛み合い圧力角である。軸受部材４４は、下面４４Ｌｏが載置面４５Ｓと接触するように、載置面４５Ｓに載せ置かれる。
【００３９】
付勢部材４６は、圧縮されたコイルバネであり、軸受部材４４の右端部とガイド部材４５の右側部４５Ｒの左側面との間に挿入され、軸受部材４４を左方に付勢する。
【００４０】
次に、クリーニング装置２３のクリーニング動作について説明する。駆動源から第１歯車３２に伝達される駆動力により感光体ドラム２１が駆動されると、第１歯車３２から第２歯車５０へ駆動力が伝達され、クリーニングローラー４０が、感光体ドラム２１と反対の方向に回転する。このとき、クリーニングローラー４０は、感光体ドラム２１と異なる表面速度で回転し、感光体ドラム２１の表面を摩擦する。すると、シートＳへのトナー像の転写後に感光体ドラム２１に残留したトナーがクリーニングローラー４０に付着する。トナーには、アルミナや酸化チタン等の研磨剤が混入されているため、感光体ドラム２１の表面が研磨され、残留トナーが掻き落とされる。研磨後も感光体ドラム２１にはある程度の量のトナーが残留するが、これらの残留トナーはクリーニングブレード４２によって掻き落とされる。クリーニング容器４１の内部に溜まった廃トナーは、搬送スクリュー４３によって搬送スクリュー４３の長手方向に搬送され、廃トナー容器に排出される。
【００４１】
次に、図５に示される比較例との比較により、本実施形態の効果について説明する。図５は、本実施形態に対する比較例に係るクリーニング装置１２３の正面図である。
【００４２】
比較例においては、ガイド部材１４５の下部１４５Ｌｏの載置面１４５Ｓが水平に形成されている。軸受部材１４５に働く外力は、重力Ｇと、付勢部材４６の弾性力Ｅと、第１歯車３２から第２歯車５０に伝達される駆動力の一部Ｄ、である。第１歯車３２の駆動力は、第２歯車５０の歯に対して作用線ＬＡの方向に伝達され、その大部分が第２歯車５０の回転のために消費され、駆動力の一部Ｄが軸受部材１４４を作用線ＬＡの方向に押すように作用する。駆動力の一部Ｄの載置面１４５Ｓに平行な方向の成分Ｄｘは、付勢部材４６の弾性力Ｅの反対方向に作用するため、成分Ｄｘにより感光体ドラム２１へのクリーニングローラー４０の押圧が阻害される。重力Ｇは、載置面１４５Ｓに垂直に作用するため、載置面１４５Ｓに平行な方向には作用しない。なお、図示した重力Ｇ、弾性力Ｅ、駆動力の一部Ｄのベクトルの大きさは実際のものとは無関係である。
【００４３】
一方、本実施形態においては、載置面４５Ｓが作用線ＬＡに対して垂直に配置されているため、駆動力の一部Ｄの載置面４５Ｓに平行な方向の成分は、比較例と比べて無視できるほど小さい。また、重力Ｇの載置面４５Ｓに平行な方向の成分Ｇｘは、付勢部材４６の弾性力Ｅの載置面４５Ｓに平行な方向の成分Ｅｘと同じ方向に作用する。よって、本実施形態では、感光体ドラム２１へのクリーニングローラー４０の押圧が阻害されない。なお、図示した重力Ｇ、弾性力Ｅ、駆動力の一部Ｄのベクトルの大きさは実際のものとは無関係である。
【００４４】
以上説明した本実施形態に係るクリーニング装置２３によれば、クリーニング装置２３の省スペース化を実現しつつ、感光体ドラム２１へのクリーニングローラー４０の押圧を阻害する作用を抑制することができる。また、本実施形態に係るクリーニング装置２３によれば、載置面４５Ｓが作用線ＬＡに対して垂直に配置されているため、感光体ドラム２１へのクリーニングローラー４０の押圧を阻害する作用が無視できるほど小さくなる。
【００４５】
上記実施形態が以下のように変形されてもよい。
【００４６】
上記実施形態では、第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とを通る直線ＬＣが水平である例が示されているが、直線ＬＣが水平でない場合に本発明が適用されてもよい。
【００４７】
上記実施形態では、載置面４５Ｓが第１歯車３２と第２歯車５０との作用線ＬＡに対して垂直に形成されている例が示されているが、載置面４５Ｓが作用線ＬＡに対して垂直に形成されていない場合に本発明が適用されてもよい。載置面４５Ｓが作用線ＬＡに対して垂直に形成されていない場合であっても、少なくとも第１歯車３２の回転中心と第２歯車５０の回転中心とを通る直線ＬＣと載置面４５Ｓとの距離が第１歯車３２に近いほど長くなるように、直線ＬＣに対して載置面４５Ｓが傾斜していれば、感光体ドラム２１へのクリーニングローラー４０の押圧を阻害する作用を抑制することができる。
【００４８】
図６Ａ乃至６Ｄは、上記実施形態の変形例を示す断面図である。断面の位置は、図４のＩ−Ｉ断面である。図６Ａに示されるように、載置面４５Ｓにリブ４５ＳＬが形成されていてもよい。図６Ｂに示されるように、軸受部材４４の下面４４Ｌｏ（載置面４５Ｓとの接触面）にリブ４４ＬｏＬが形成されていてもよい。図６Ｃに示されるように、載置面４５Ｓが軸受部材４４側に膨らんだ曲面４５ＳＲであってもよい。図６Ｄに示されるように、軸受部材４４の下面４４Ｌｏ（載置面４５Ｓとの接触面）がガイド部材４５側に膨らんだ曲面４４ＬｏＲであってもよい。これらの変形例によれば、軸受部材４４とガイド部材４５との摩擦抵抗を軽減することができる。
【００４９】
第１歯車３２と第２歯車５０は、平歯車でもよい。
【００５０】
中間転写ベルト１７（像担持体の一例）を清掃するクリーニング装置に本発明が適用されてもよい。
【００５１】
２色、３色又は５色以上のトナーを用いてカラー画像を形成するプリンターに本発明が適用されてもよい。１色のトナーを用いてモノクロ画像を形成するプリンターに本発明が適用されてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  プリンター（画像形成装置）
４  画像形成部
２１  感光体ドラム（像担持体）
３２  第１歯車
４０  クリーニングローラー
４４  軸受部材
４４ＬｏＬ  リブ
４４ＬｏＲ  曲面
４５  ガイド部材
４５Ｓ  載置面
４５ＳＬ  リブ
４５ＳＲ  曲面
４６  付勢部材
５０  第２歯車
ＬＣ  第１歯車の回転中心と第２歯車の回転中心とを通る直線
ＬＡ  作用線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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