(57)【要約】【課題】担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０のクリーニング装置３０は、残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、像担持体１２１の像担持面から残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材４０と、像担持体１２１の移動方向から見て主クリーニング部材４０の直上流側に位置し、像担持体１２１の移動方向と直交する、像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材５３と、主クリーニング部材４０を保持する保持部材３１と、保持部材３１に取り付けられたフレーム部材５０と、補助クリーニング部材５３が固定されており、補助クリーニング部材５３が、移動中の像担持体１２１の変位に追随して揺動するようにフレーム部材５０に対して揺動可能に取り付けられた支持部材５２とを含む。【選択図】図４
2010122607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づき形成されたトナー像を担持可能な像担持面を有し、所定方向に移動しつつ、前記像担持面に前記トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持面に対向配置され、該像担持面に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置と、
を備え、
前記クリーニング装置は、
前記残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、前記像担持面から前記残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材と、
前記像担持体の移動方向から見て前記主クリーニング部材の直上流側に位置し、前記像担持体の前記移動方向と直交する、前記像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材と、
前記主クリーニング部材を保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられたフレーム部材と、
前記補助クリーニング部材が固定されており、該補助クリーニング部材が、移動中の前記像担持体の変位に追随して揺動するように前記フレーム部材に対して揺動可能に取り付けられた支持部材と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記フレーム部材は樹脂製であり、前記支持部材は板金製である画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記保持部材は、前記主クリーニング部材を収容すると共に、前記主クリーニング部材が前記像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、
前記フレーム部材は、前記ケーシングの前記開口に対して開閉可能に構成されており、前記像担持体の移動時には、前記開口から前記主クリーニング部材が臨んだ状態で該開口を覆いつつ、前記ケーシングに取り付けられる蓋部材である画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、所定の付勢部材の付勢力で前記像担持面を押圧する画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面を押圧する画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであり、
前記テンションローラは、前記転写ベルトに所定の付勢力を付与する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば転写ベルトの像担持体の像担持面に対向配置され、像担持面に残留した残留トナーを除去する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】
従来、転写ベルト（像担持体）上に残留した残留トナーを取り除いて像担持体を清浄化するクリーニング装置が設けられた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１）。この画像形成装置に適用されたクリーニング装置は、周回している転写ベルト（特許文献１では搬送ベルト（記録媒体搬送体２）８０）の像担持領域を全体的に清掃する主クリーニング部材と、主クリーニング部材の直上流側に設けられた補助クリーニング部材とを含む。補助クリーニング部材は、画像形成条件を決定するために像担持領域の幅方向の一部に作成されるマーク画像に対応する領域を局部的に清掃する。
【特許文献１】特開２０００−１３１９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のクリーニング装置では、主クリーニング部材の上流側に設けられた補助クリーニング部材は、転写ベルトの像担持領域におけるマーク画像に対応した領域のみを清掃するため、転写ベルトの残留トナーを確実に除去することはできない。
【０００４】
また、補助クリーニング部材は、転写ベルトに対して移動できないように固定されているため、周回している転写ベルトの振動に応じて補助クリーニング部材の転写ベルトに対する当接圧が変動する。そして、補助クリーニング部材の転写ベルトに対する当接圧が変動すると、補助クリーニング部材の清掃性能にバラツキが生じ、転写ベルトの残留トナーを常に均一に取り除くことができなくなるという不都合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、像担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能なクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、画像情報に基づき形成されたトナー像を担持可能な像担持面を有し、所定方向に移動しつつ、前記像担持面に前記トナー像が担持される像担持体と、前記像担持面に対向配置され、該像担持面に残留した残留トナーを除去するクリーニング装置とを含む。前記クリーニング装置は、前記残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、前記像担持面から前記残留トナーを電気的に除去する主クリーニング部材と、前記像担持体の移動方向から見て前記主クリーニング部材の直上流側に位置し、前記像担持体の前記移動方向と直交する、前記像担持面の幅方向の全体にわたって当接する補助クリーニング部材と、前記主クリーニング部材を保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられたフレーム部材と、前記補助クリーニング部材が固定されており、該補助クリーニング部材が、移動中の前記像担持体の変位に追随して揺動するように前記フレーム部材に対して揺動可能に取り付けられた支持部材とを含む。
【０００７】
本発明に係る画像形成装置によれば、像担持面の幅方向の全体にわたって当接されている補助クリーニング部材は、主クリーニング部材による清掃処理に先立ち、像担持面をその幅方向全体にわたって事前に清掃できるため、従来の補助クリーニング部材による部分的な事前清掃処理と比較して、像担持面を、全体的に均一に清浄化処理することができる。
【０００８】
また、補助クリーニング部材は、移動中の像担持体の変位に追随して揺動するように構成されているため、像担持体が移動中に変位しても、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧の変動が抑制される。したがって、補助クリーニング部材による像担持面の清掃処理にバラツキが生じるような不都合の発生が抑制される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記フレーム部材は樹脂製であり、前記支持部材は板金製である。
【００１０】
この構成によれば、補助クリーニング部材が固定された支持部材は、機械的強度を備えた板金部材であり、また、保持部材に取り付けられたフレーム部材に対して揺動可能に取り付けられているので、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧を該像担持面の幅方向全体にわたって均一にすることが容易となる。例えば、補助クリーニング部材を樹脂製のフレーム部材に直接取り付けると共に、フレーム部材を、補助クリーニング部材が、移動中の像担持体の変位に追随して揺動するように保持部材に対して揺動可能に取り付ける構成を採用した場合、樹脂製のフレーム部材は、機械的強度が小さく、軟らかいため、保持部材に対して安定よく揺動することができない。したがって、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧を該像担持面の幅方向全体にわたって均一にすることは困難である。本発明によれば、このような問題を解消できる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、前記保持部材は、前記主クリーニング部材を収容すると共に、前記主クリーニング部材が前記像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、前記フレーム部材は、前記ケーシングの前記開口に対して開閉可能に構成されており、前記像担持体の移動時には、前記開口から前記主クリーニング部材が臨んだ状態で該開口を覆いつつ、前記ケーシングに取り付けられる蓋部材である。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、保持部材は、主クリーニング部材を収容すると共に、主クリーニング部材が像担持面に臨む開口を有するケーシングであり、フレーム部材は、ケーシングの開口に対して開閉可能に構成された蓋部材であることが好ましい。蓋部材は、像担持体の移動時には開口を覆った状態でケーシングに取り付けられるので、樹脂製であっても、補助クリーニング部材の像担持面に対する当接圧に影響を及ぼすことが抑制される。一方、像担持体が移動していないとき、つまり、画像形成装置が動作していないとき、蓋部材を、開口が開放されるように移動させることで、主クリーニング部材を外部に露出することができ、該主クリーニング部材のメンテナンス等を行うことができる。
【００１３】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、所定の付勢部材の付勢力で前記像担持面を押圧する。
【００１４】
この構成によれば、補助クリーニング部材は、付勢部材の付勢力で像担持面を押圧しているため、この押圧力で像担持体の変位に応じて昇降して当該変位に追随する。
【００１５】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、自重で前記像担持面を押圧する。
【００１６】
この構成によれば、補助クリーニング部材は、自重による押圧力のみで像担持体の変位に応じて昇降して当該変位に追随するので、クリーニング装置の構成を簡易化できる。
【００１７】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記補助クリーニング部材は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。
【００１８】
この構成によれば、補助クリーニング部材は、電気的な作用を受けないフローティング状態とされているため、像担持面に残留した残留トナーは、補助クリーニング部材から電気的な影響を受けず、かつ、補助クリーニング部材との摺接により像担持面から浮き上がった状態で主クリーニング部材へ向かう。その結果、主クリーニング部材による残留トナーの電気的除去を効果的に行うことができる。
【００１９】
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、前記像担持体は、テンションローラを含む複数のローラに張設された転写ベルトであり、前記テンションローラは、前記転写ベルトに所定の付勢力を付与する。
【００２０】
この構成によれば、像担持体として転写ベルトを採用することにより、当該転写ベルトを異なる色のトナーを使用する複数の感光体ドラムに対応させることが可能になり、これによって画像形成装置をカラー印刷用のものにすることができる。
【００２１】
転写ベルトの駆動開始時や駆動終了時等において、テンションローラに作用している力が急激に変化することがある。このとき、テンションローラは揺動し、これに伴い、転写ベルトは、その周回方向と直交する方向に振動する。本発明では、補助クリーニング部材は、前記振動に起因する転写ベルトの変位に容易に追随することができるので、転写ベルトの表面に常に適正な清浄化処理を施す上で有効である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置によれば、像担持体の像担持面の全面を均一に清掃処理することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の内部構造を概略的に示す。画像形成装置１０は、例えばカラープリンタであり、箱形を呈する装置本体１１を有する。装置本体１１は、内部に、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、用紙Ｐに転写された画像に定着処理を施す定着部１３と、転写用の用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１４とを含む。装置本体１１の上部には、定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１５が設けられている。
【００２５】
装置本体１１の上面適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、図略の電源キーやスタートボタン、さらには出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。
【００２６】
画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成するものであって、本実施形態では、上流側（図１の紙面の右方）から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナー（現像剤）を用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃと、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｋとを含む。
【００２７】
各ユニット１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｋは、感光体ドラム１２１および現像装置１２２を含む。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成するものであって、図１において反時計方向に回転しつつ対応する現像装置１２２からトナーの供給を受ける。各現像装置１２２は、装置本体１１の前面側（図１の紙面の表側）に配設された図略のトナーカートリッジからトナーの補給を受ける。
【００２８】
本実施形態では、現像剤として、トナーとキャリアとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。これに対してキャリアは、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーを帯電させるために使用される。トナーは、図略のトナーカートリッジから現像装置１２２に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアは、予め所定量が現像装置１２２内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的である。
【００２９】
各感光体ドラム１２１の直下位置には、帯電装置１２３が設けられているとともに、各帯電装置１２３の下方位置には露光装置１２４が設けられている。各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射される。これにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像に現像装置１２２からトナーが供給されると、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００３０】
感光体ドラム１２１の上方には、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間に張設された転写ベルト１２５が配設されている。転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって往ベルト部分が感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で、各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。
【００３１】
駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間であって、従動ローラ１２５ｂ側へ寄った位置にテンションローラ１２５ｃが設けられている。テンションローラ１２５ｃは、転写ベルト１２５に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方に付勢されている。したがって、転写ベルト１２５の復ベルト部分は、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間でテンションローラ１２５ｃにより上方に押し上げられており、山形形状を呈している。
【００３２】
転写ベルト１２５の周回と共に、転写ベルト１２５の表面（像担持面）に対して、まず、マゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行なわれる。ついで、転写ベルト１２５におけるマゼンタトナー像の転写位置に、シアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。以下同様にして、イエロー用ユニット１２Ｙによるイエローのトナー像の転写、およびブラック用ユニット１２Ｋによるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行なわれる。これによって転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト１２５の表面に形成されたカラートナー像は、用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写される。
【００３３】
各感光体ドラム１２１の図１における左方位置には、感光体ドラム１２１の周面上の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置１２７が設けられている。ドラムクリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かう。ドラムクリーニング装置１２７で感光体ドラム１２１の周面から取り除かれた廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収される。
【００３４】
画像形成部１２の図１における左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられており、用紙貯留部１４からの用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で転写ベルト１２５へ向けて搬送される。用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられている。用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐは、転写ベルト１２５と第２転写ローラ１１３とに押圧挟持され、これによって転写ベルト１２５上のトナー像が当該用紙Ｐに転写される。
【００３５】
定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対して定着処理を施す。定着部１３は、内部に加熱源である通電発熱体を有する加熱ローラ１３１と、加熱ローラ１３１と対向配置された定着ローラ１３２と、定着ローラ１３２および加熱ローラ１３１間に張設された定着ベルト１３３と、定着ベルト１３３を介して定着ローラ４０と対向配置された加圧ローラ１３４とを含む。定着部１３へ供給された用紙Ｐは、加圧ローラ１３４と高温の定着ベルト１３３との間を通過しながら定着ベルト１３３からの熱を得て定着処理が施される。
【００３６】
定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って用紙排出部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排出される。
【００３７】
用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを含む。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留される。
【００３８】
手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ給紙するためのものであり、普段は装置本体１１の右壁面に収納されているが、手差しで給紙するときのみ、図１に示すように、壁面から引き出されて手差し給紙に供される。
【００３９】
用紙トレイ１４２は、上方に開口した箱体で構成され、用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、その下流端部（図１における左端部）の上面がピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出される。用紙トレイ１４２から１枚ずつ繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って第２転写ローラ１１３と転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれる。
【００４０】
本実施形態では、従動ローラ１２５ｂに対応した位置（図１では従動ローラ１２５ｂの右方位置）に、ベルトクリーニング装置３０が設けられている。ベルトクリーニング装置３０は、二次転写（転写ベルト１２５における駆動ローラ１２５ａより周回方向上流側の下方を向いているベルト面にトナー像が転写されること）が行われた後、転写ベルト１２５における駆動ローラ１２５ａより周回方向下流側の上方を向いているベルト面上に残留している残留トナーを除去して転写ベルト１２５を清浄化する。
【００４１】
本実施形態では、駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃと、これらの各ローラに掛け回された転写ベルト１２５と、転写ローラ１２６と、ベルトクリーニング装置３０とで、二次転写ユニット２０が構成されている。
【００４２】
以下、図２および図３を参照して二次転写ユニット２０について説明する。図２は、二次転写ユニット２０の斜視図であり、二次転写ユニット２０からベルトクリーニング装置３０が取り外された状態を示している。図３は、二次転写ユニット２０の斜視図であり、ベルトクリーニング装置３０が二次転写ユニット３０に装着された状態を示している。図２および図３において、図２においてＸ−Ｘ方向を左右方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向とし、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方とする。
【００４３】
二次転写ユニット２０は、ユニットフレーム２１を含み、このユニットフレーム２１には、駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃが回転可能に装着されている。転写ベルト１２５は、駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃに掛け回されている。また、ユニットフレーム２１には、転写ベルト１２５を挟んで従動ローラ１２５ｂと対向するようにベルトクリーニング装置３０が装着されている。
【００４４】
ユニットフレーム２１は、左右方向に長尺の前方フレーム２１１と、前方フレーム２１１と対向配置された略同一形状の後方フレーム２１２と、これら前後のフレーム２１１，２１２の左方上縁部間に架設された架設フレーム２１３とを含む。前方フレーム２１１および後方フレーム２１２の左右方向における長さ寸法は、画像形成部１２の左右方向における長さ寸法よりも大きく設定されていると共に、架設フレーム２１３の前後方向における長さ寸法は、転写ベルト１２５のベルト幅より若干長めに設定されている。
【００４５】
前後のフレーム２１１，２１２間における架設フレーム２１３の直下位置には、軸心回りに回転可能に駆動ローラ軸２２が架設されている。駆動ローラ１２５ａは、駆動ローラ軸２２に同心で一体回転可能に外嵌されている。また、前後のフレーム２１１，２１２の右端位置には、軸心回りに回転可能に従動軸２３が架設されている。従動ローラ１２５ｂは、従動軸２３に同心で一体回転可能に外嵌されている。さらに、従動軸２３より若干左方位置には、前後のフレーム２１１，２１２間に架設されたテンションローラ軸２４が設けられている。テンションローラ１２５ｃは、テンションローラ軸２４に同心で一体回転可能に外嵌されている。転写ベルト１２５は、このような駆動ローラ１２５ａ、従動ローラ１２５ｂおよびテンションローラ１２５ｃに掛け回されている。
【００４６】
駆動ローラ軸２２の後端部には、駆動ローラ軸２２に同心で一体回転可能に駆動ギヤ２２１が取り付けられている。そして、駆動ギヤ２２１には、図略の駆動モータが連結されており、駆動モータの駆動力が駆動ギヤ２２１を介して駆動ローラ軸２２に伝達される。駆動ローラ軸２２の回転に伴う駆動ローラ１２５ａの回転により、転写ベルト１２５が前方（−Ｙ方向）から見て時計方向に周回する。
【００４７】
ベルトクリーニング装置３０は、ユニットフレーム２１の前後のフレーム２１１，２１２の右端部に装着されている。以下、ベルトクリーニング装置３０について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４は、ベルトクリーニング装置３０の斜視図である。図５は、ベルトクリーニング装置３０のケーシング３１の斜視図であり、説明の容易化のために蓋部材５０を省略し、主クリーニング部材４０が装着された状態を示している。図６は、ベルトクリーニング装置３０の分解斜視図である。図４〜図６におけるＸおよびＹによる方向表示は、図２の場合と同様（Ｘは左右方向（−Ｘ：左方、＋Ｘ：右方）、Ｙは前後方向（−Ｙ：前方、＋Ｙ：後方））である。
【００４８】
ベルトクリーニング装置３０は、二次転写後に転写ベルト１２５の表面（像担持面）に残留した残留トナーを除去する装置であって、該残留トナーの除去に用いられるクリーニング部材として、主クリーニング部材４０（図５）と補助クリーニング部材５３（図４）とを含む。ベルトクリーニング装置３０は、さらに、主クリーニング部材４０を保持するケーシング３１と、ケーシング３１の蓋部材５０と、蓋部材５０に取り付けられ、補助クリーニング部材５３が固定されたブラシ支持金具５２とを含む。
【００４９】
ケーシング（保持部材）３１は、前板３２と、前後方向において前板３２と対向配置された後板３３と、前板３２および後板３３の各下縁間で前後方向（転写ベルト１２５の幅方向）に延びる底板３４と、前板および後板３３の各右端部間で前後方向に延びる背板３６とを含む。ケーシング３１は、上方に開口する上方開口３７と、左方に開口する左方開口３８とを有している。図示の実施形態では、上方開口３７と左方開口３８とは連続して形成されている。ケーシング３１は、前板３２の内面を前方フレーム２１１の右端部の外面に当接させると共に、後板３３の外面を後方フレーム２１２の右端部の内面に当接させて、ねじ止めされることによりユニットフレーム２１に固定される。
【００５０】
主クリーニング部材４０は、転写ベルト１２５の表面上の残留トナーの極性と逆極性のバイアスを印加して、転写ベルト１２５の表面から残留トナーを電気的に除去するものであって、構成要素として、ファーブラシローラ４１と回収ローラ４２とを含む。ファーブラシローラ４１は、図５に示すように、前板３２および後板３３間で転写ベルト１２５の幅方向に延びるブラシ軸４１１と、ブラシ軸４１１に一体回転可能に外嵌されるファーブラシ本体４１２とを有する。ファーブラシ本体４１２は、ブラシ軸４１１が嵌入される合成樹脂製の筒体の周面に一様にブラシ毛が植設されることによって形成されている。上記構成のファーブラシローラ４１は、ブラシ軸４１１の両端部が前板３２および後板３３のそれぞれに形成された所定の貫通孔３９ａに通されることで、ケーシング３１に支持されている。ファーブラシローラ４１は、ケーシング３１に支持（収容）された状態では、ケーシング３１の左方開口３８を介して転写ベルト１２５の表面に臨んでいる。
【００５１】
ブラシ軸４１１の前端部における前板３２から突出した部分には、ブラシ軸ギヤ４１３がブラシ軸４１１に同心で一体回転可能に外嵌されている。ブラシ軸ギヤ４１３には、図略の駆動モータが連結されており、駆動モータの駆動力がブラシ軸４１１に伝達され、ファーブラシ本体４１２が回転する。
【００５２】
本実施形態では、ファーブラシ本体４１２は、例えば外径寸法が１７ｍｍに設定されている。ファーブラシ本体４１２のブラシ毛は、繊度が６デニールのポリアミド製のものが採用されている。各ブラシ毛は、長さ寸法が４．５ｍｍに設定され、転写ベルト１２５との間のニップ寸法が１ｍｍに設定された状態で転写ベルト１２５の表面に当接されている。また、ブラシ密度は、１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ２に設定されている。ファーブラシ本体４１２の電気的な抵抗値は１×１０１１．５Ωである。このようなブラシ毛には、図略の電源装置から例えば−２０μＡのバイアス電流が印加され、電気的付着力により、プラスに帯電している転写ベルト１２５上の残留トナーは、転写ベルト１２５からファーブラシ本体４１２へ移行する。
【００５３】
回収ローラ４２は、図６に示すように、前板３２および後板３３間でブラシ軸４１１に平行に延びる回収ローラ軸４２１と、回収ローラ軸４２１に同軸で一体回転可能に外嵌される回収ローラ本体４２２とを有する。回収ローラ本体４２２は、ゴムや軟質の合成樹脂などのエラストマー製である。回収ローラ４２は、回収ローラ軸４２１の両端部が前板３２および後板３３のそれぞれに形成された所定の貫通孔に通されることでケーシング３１に支持されている。回収ローラ４２は、ケーシング３１に支持された状態では、その周面がファーブラシローラ４１のファーブラシ本体４１２と接触するように位置設定されている。
【００５４】
回収ローラ軸４２１の前端部における前板３２より突出した部分には、回収ローラ軸ギヤ４２３が回収ローラ軸４２１に同心で一体回転可能に外嵌されている。回収ローラ軸ギヤ４２３とブラシ軸ギヤ４１３とは互いに噛み合うように径寸法が設定されている。前記駆動モータの駆動力は、ブラシ軸ギヤ４１３を介して回収ローラ軸ギヤに伝達され、これにより、回収ローラ本体４２２がファーブラシローラ４１とは反対の方向に回転する。ファーブラシローラ４１のブラシ毛に移行した残留トナーは、前記回転により回収ローラ４２に移行する。なお、ケーシング３１には、回収ローラ４２の回収ローラ本体４２２の周面に接触した状態で該周面に沿って延びる図略のブレードが設けられている。前記ブレードは、回収ローラ本体４２２上の残留トナーを掻き落とすためのものである。掻き落とされた残留トナーは、ケーシング３１における背板３６と回収ローラ４２との間に形成された回収トナー貯留室３１０に貯留される。
【００５５】
補助クリーニング部材５３は、図４に示すように、転写ベルト１２５の周回方向から見てファーブラシローラ４１の直上流側に配置されており、ファーブラシローラ４１による残留トナーの電気的除去に先立って、転写ベルト１２５の表面上の残留トナーと機械的に接触して残留トナーを前記表面から浮き上がらせることにより、前記電気的除去を促進するものである。
【００５６】
補助クリーニング部材５３は、合成樹脂製の基礎シート５３１と、基礎シート５３１の下面側に植設された多数のブラシ毛５３２とから構成されるバーブラシである。補助クリーニング部材５３は、本実施形態では、左右方向における幅寸法が例えば１５ｍｍに設定され、前後方向における長さ寸法が、転写ベルト１２５の周回方向と直交する、転写ベルト１２５の幅方向の寸法とほぼ等しい例えば３１０ｍｍに設定されている。また、ブラシ毛５３２は、緯度が６デニールのポリアミド製のものが採用されている。ブラシ毛５３２の長さは、例えば４．５ｍｍに設定され、ブラシ密度は、１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ２に設定されている。補助クリーニング部材５３の電気的な抵抗値は１×１０１１．５Ωである。
【００５７】
本実施形態では、補助クリーニング部材５３は、課電系統およびアース系統から電気的に切り離されたフローティング状態とされている。つまり、補助クリーニング部材５３に、バイアスが印加されることはなく、かつアースされることもない。以下に理由を示す。
【００５８】
すなわち、転写ベルト１２５の表面に形成されたトナー像は、通常、＋２０〜＋３０μｃ／ｇに帯電されており、この値の帯電量であれば、主クリーニング部材４０において逆極性の電荷を付与することで転写ベルト１２５上の残留トナーを転写ベルト１２５から電気的に容易に引き剥がすことができる。しかしながら、転写ベルト１２５上のトナー像は、第２転写ローラ１１３と対向したときに第２転写ローラ１１３から逆極性のバイアスが印加されるため、電気的に逆極性へ向かわされる。そのため、第２転写ローラ１１３を通過して転写ベルト１２５上に残留している残留トナーは、略＋５μｃ／ｇ程度になる。
【００５９】
そして、＋５ｃ／ｇ程度の低い帯電量の残留トナーに対して補助クリーニング部材５３から逆極性のマイナスのバイアスを印加したり、補助クリーニング部材５３をアースしたりすると、残留トナーは、極めて低い帯電状態あるいはマイナスの帯電状態になってしまう。したがって、残留トナーがこのような帯電状態で転写ベルト１２５の周回によりファーブラシ４１に到達すると、ファーブラシ４１が該残留トナーとは逆極性のマイナスのバイアスが印加されているにも拘わらず、残留トナーを電気的に除去することが困難となる。補助クリーニング部材５３をアースすると、＋５μｃ／ｇ程度であった残留トナーの帯電量は、＋０．５μｃ／ｇ程度にまで低下することが実験的に確かめられている。上記の問題を解消するために、本実施形態では、補助クリーニング部材５３は、フローティング状態とされている。
【００６０】
また、補助クリーニング部材５３のブラシ毛５３２は、ポリアミド製であるため、転写ベルト１２５の表面と摺接することによりプラスに帯電する。このため、転写ベルト１２５上でプラスに帯電している残留トナーは、ブラシ毛５３２によって転写ベルト１２５表面から浮き上がらされてもブラシ毛５３２に付着し難い。これにより、補助クリーニング部材５３を長期間にわたって交換することなく使用することができ、メンテナンスが容易となる。
【００６１】
補助クリーニング部材５３は、ブラシ支持金具５２に固定されている。ブラシ支持金具５２は、板金製の支持部材であって、転写ベルト１２５の幅方向に延びる矩形状の平板部５２１と、平板部５２１の前後方向における前端部および後端部のそれぞれに形成された揺動フランジ部５２２，５２２とを有する。
【００６２】
平板部５２１の裏面に、補助クリーニング部材５３の基礎シート５３１が、例えば両面テープ（絶縁テープ）５３３で固定される。なお、両面テープ５３３に代えて、針金を用いて補助クリーニング部材５３を平板部５２１に固定してもよい。この場合、クリーニング部材５３を平板部５２１の裏面に宛がった状態で針金を平板部５２１および補助クリーニング部材５３に巻き回すことで、補助クリーニング部材５３を平板部５２１に固定する。
【００６３】
各揺動フランジ部５２２は、平板部５２１から右方に突出するフランジ基部５２３と、フランジ基部５２３の突出部分から下方に延びる揺動支点部５２４とを有する。揺動支点部５２４には、後述する揺動支持軸５５（図６）が挿入される揺動支点孔５２５が形成されている。
【００６４】
蓋部材５０は、ケーシング３１の上方開口３７に対して開閉可能に構成された樹脂製のフレーム部材であって、前後方向、つまり転写ベルト１２５の幅方向に延び、ケーシング３１の上方開口３７に対して開閉される矩形状の蓋フレーム本体５０１と、蓋フレーム本体５０１の前後方向における前端部および後端部のそれぞれに固定された前板５０２および後板５０３と、蓋フレーム本体５０１の長手方向に延び、蓋フレーム本体５０１に配設された第１補強板５０４と、蓋フレーム本体５０１の幅方向に延び、蓋フレーム本体５０１の長手方向に沿って所定の間隔をあけて蓋フレーム本体５０１に配設された複数の第２補強板５０５とを有する。
【００６５】
前板５０２および後板５０３のそれぞれは、略矩形状の本体部５０７と、本体部５０７から右方に突出した形状の開閉支点部５０８とを有する。開閉支点部５０８には、貫通孔５０９が形成されている。また、第２補強板５０５のそれぞれにも、その右端部に貫通孔５１０が形成されている。開閉支点部５０８の貫通孔５０９の位置と、第２補強板５０５の貫通孔５１０の位置とは、蓋フレーム本体５０１の長手方向から見て一致している。これらの貫通孔５０９，５１０に開閉軸５１１が挿入されている。そして、ケーシング３１の前板３２および後板３３のそれぞれは、前方から見て右上角部の近傍部分に形成された開閉支点孔３２１，３３１を有している。開閉軸５１１の両端部は、前板３２および後板３３の各開閉支点孔３２１，３３１に挿入されている。これにより、蓋部材５０は、ケーシング３１の上方開口３７に対して開閉可能となっている。
【００６６】
蓋部材５０は、プリンタ１０の動作中、つまり転写ベルト１２５の周回動作中は蓋フレーム本体５０１がケーシング３１の上方開口３７を覆った状態でケーシング３１に対して動かないように取り付けられている。したがって、蓋部材５０が転写ベルト１２５の周回中に開閉軸５１１を中心として揺動することは防止されている。一方、ケーシング３１内に収容されている主クリーニング部材４０のメンテナンス等を行う場合、蓋フレーム本体５０１を開閉軸５１１を中心として手動で回動させる。これにより、ケーシング３１の上方開口３７が開放され、主クリーニング部材４０が露出される。
【００６７】
また、蓋部材５０の前板５０２および後板５０３の各本体部５０７には、揺動支点孔５１２が形成されている。各本体部５０７の揺動支点孔５１２と、ブラシ支持金具５２の各揺動支点部５２４の揺動支点孔５２５とが重ね合わされた状態でそれらの揺動支点孔５１２，５２５に揺動支持軸５５が挿入されている。したがって、ブラシ支持金具５２は、揺動支持軸５５を中心として蓋部材５０に対して揺動可能である。これにより、転写ベルト１２５の表面に接触している補助クリーニング部材５３は、転写ベルト１２５が周回しているとき、転写ベルト１２５の変位（つまり、転写ベルト１２５の像担持面の変位）に追随して揺動することができる。転写ベルト１２５の変位は、周回している転写ベルト１２５自体の振動によって生じる。また、転写ベルト１２５の変位は、テンションローラ１２５ｃが図略の付勢部材の付勢力によって上方に付勢されていることから、転写ベルト１２５の周回開始時や周回終了時等にテンションローラ１２５ｃが上下動し、これに伴い、転写ベルト１２５が上下動することによっても生じる。
【００６８】
ブラシ支持金具５２は、図４に示すように、ねじりばね等の付勢部材５２７により転写ベルト１２５の表面に向けて付勢されていることが好ましい。ブラシ支持金具５２に固定された補助クリーニング部材５３は、付勢部材５２７の付勢力により所定の当接圧で転写ベルト１２５の表面を押圧する。具体的には、付勢部材５２７の一端５２８は、蓋部材５０の後板５０３に取り付けられた係止板６１の所定の貫通孔に係止され、一方、他端５２９は、ブラシ支持金具５２の後方の揺動支点部５２２に形成された所定の貫通孔に係止されている。また、付勢部材５２７のコイル部分５３０は、揺動支持軸５５上に遊嵌されている。付勢部材５２７の付勢力によって補助クリーニング部材５３は、転写ベルト１２５の表面を所定の当接圧で常時押圧しているので、転写ベルト１２５の変位に追随し易い。なお、付勢部材５２７に代えて、ブラシ支持金具５２自体の重量により、補助クリーニング部材５３が転写ベルト１２５の表面を押圧するように構成してもよい。この場合、ブラシ支持金具５２が転写ベルト１２５の変位に追随できるように、ブラシ支持金具５２の重量を適宜調整する必要がある。
【００６９】
次に、クリーニング装置３０による残留トナーの除去について説明する。二次転写が行われた後に転写ベルト１２５の表面上に残留したトナーは、転写ベルト１２５の周回によって、まず、クリーニング装置３０の補助クリーニング部材５３に接触する。そして、プラスに帯電している残留トナーは、上記のようにプラスに帯電している補助クリーニング部材５３のブラシ毛５３２によって転写ベルト１２５の表面から浮き上がった状態、つまり電気的特性は変化せず、機械的に前記表面から剥がされた状態にされる。
【００７０】
次に、転写ベルト１２５表面から浮き上がった残留トナーは、マイナスのバイアスが印加されているファーブラシローラ４１のブラシ毛と接触する。このとき、残留トナーは、前記ブラシ毛に吸引され、転写ベルト１２５表面から電気的に除去される。ファーブラシローラ４１のブラシ毛に付着した残留トナーは、周面が前記ブラシ毛に接触しながら回転する回収ローラ４２に移される。最後に、回収ローラ４２の周面に付着した残留トナーは、前記ブレードによって掻き落とされて回収トナー貯留空間３１０内に回収される。
【００７１】
以上説明した構成を有するクリーニング装置３０によれば、転写ベルト１２５の表面の幅方向全体にわたって接触している補助クリーニング部材５３は、ファーブラシローラ４１による残留トナーの電気的除去に先立ち、転写ベルト１２５表面の幅方向全体において残留トナーを機械的に浮き上がらせた状態とすることができるので、ファーブラシローラ４１によって転写ベルト１２５表面を全体的に均一に清浄化処理することができるだけでなく、その清浄化処理を行うことが容易となる。
【００７２】
また、補助クリーニング部材５３は、周回している転写ベルト１２５の変位に追随して揺動するように構成されているため、転写ベルト１２５が周回中に変位（振動や上下動）しても、補助クリーニング部材５３の転写ベルト１２５表面に対する当接圧の変動が抑制される。したがって、残留トナーを転写ベルト１２５の幅方向全体にわたって均一に浮き上がらせることができ、ひいては、ファーブラシローラ４１による電気的清掃処理にバラツキが生じることが抑制される。
【００７３】
さらに、補助クリーニング部材５３が固定されたブラシ支持金具５２は、機械的強度を備えた板金部材であり、また、転写ベルト１２５が周回するときケーシング３１に固定される蓋部材５０に対して揺動可能に取り付けられているので、補助クリーニング部材５３の転写ベルト１２５表面に対する当接圧を前記表面に幅方向全体にわたって均一にすることが容易となる。言い換えれば、例えば、補助クリーニング部材５３を樹脂製の蓋部材５０に直接取り付けると共に、蓋部材５０を、補助クリーニング部材５３が周回中の転写ベルト１２５の変位に追随して揺動するようにケーシング３１に対して揺動可能に取り付ける構成を採用した場合、樹脂製の蓋部材５０は、機械的強度が小さく、軟らかいため、ケーシング３１に対して安定よく揺動することができない。したがって、補助クリーニング部材５３の転写ベルト１２５表面に対する当接圧を前記表面の幅方向全体にわたって均一にすることは困難である。
【００７４】
上記の説明では、クリーニング装置３０が適用される画像形成装置として、プリンタを例に挙げて説明したが、プリンタに限定されるものではなく、複写機やファクシミリ装置にクリーニング装置３０を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の内部構造を概略的に示す。
【図２】二次転写ユニットの斜視図であり、二次転写ユニットからベルトクリーニング装置が取り外された状態を示している。
【図３】二次転写ユニットの斜視図であり、ベルトクリーニング装置が二次転写ユニットに装着された状態を示している。
【図４】ベルトクリーニング装置の斜視図である。
【図５】ベルトクリーニング装置のケーシングの斜視図であり、主クリーニング部材が装着された状態を示している。
【図６】ベルトクリーニング装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  画像形成装置
１２  画像形成部
２０  二次転写ユニット
２１  ユニットフレーム
３０  ベルトクリーニング装置
３１  ケーシング
４０  主クリーニング部材
４１  ファーブラシローラ
４２  回収ローラ
５０  蓋部材
５２  ブラシ支持金具
５３  補助クリーニング部材
５５  揺動支持軸
１２１  感光体ドラム
１２５  転写ベルト
１２５ａ  駆動ローラ
１２５ｂ  従動ローラ
１２５ｃ  テンションローラ
１２６  転写ローラ
５２２  揺動フランジ部
５２４  揺動支点部
５２５  揺動支点孔
５２７  付勢部材
５３１  基礎シート
５３２  ブラシ毛
【図１】
2010122607.tif 000003
【図２】
2010122607.tif 000004
【図３】
2010122607.tif 000005
【図４】
2010122607.tif 000006
【図５】
2010122607.tif 000007
【図６】
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