(57)【要約】【課題】本発明は、クリーニング装置の大型化を招くことなく回転体に当接するクリーニング部材を回転体の軸方向に往復移動させることができるクリーニング装置を提供する。【解決手段】クリーナユニット２３は、クリーニングブレード２５、ばね２８、駆動ギア５１、アイドルギア５２、入力ギア５３、ウォームギア５４、ウォームホイール５５、カム５６を備えている。クリーニングブレード２５は、所定の回転方向に回転する感光体ドラム２２回転体に当接しつつ感光体ドラム２２の軸方向と平行な方向に変位可能に支持されている。入力ギア５３は、アイドルギア５２を介して駆動ギア５１によって回転駆動される。ウォームギア５４、ウォームホイール５５は、駆動ギア５１、アイドルギア５２、入力ギア５３よりも内側に設けられ、駆動ギア５１の回転方向と異なる軸方向の回転力に変換する。ばね２８及びカム５６は、ブレード取付板２６をＺ方向に変位させる。【選択図】図３
2010250099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転方向に回転する回転体に当接しつつ前記回転体の軸方向と平行な方向に変位可能に支持されたクリーニング部材と、
前記回転体の一端を軸支する第１回転軸の回転力を前記第１回転軸と異なる第２回転軸に伝達する伝達機構と、
前記伝達機構よりも内側に設けられ、前記第２回転軸の回転力を前記第２回転軸の軸方向と異なる軸方向の回転力に変換する変換機構と、
前記変換機構が変換した前記第２回転軸と異なる軸方向の回転力を直線往復運動力に変換し、前記直線往復運動力によって前記クリーニング部材を前記回転体の軸方向と平行な方向に往復移動させる移動機構と、
を備えたクリーニング装置。
【請求項２】
前記変換機構は、ウォームギア機構である、
請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記変換機構が変換した回転力を前記直線往復運動力に変換するカム機構と、前記クリーニング部材を前記カム機構側に付勢する付勢部材と、を有している、
請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
所定の回転方向に回転する回転体と、
請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回転体の表面に吸着している残留物を取り除くクリーニング装置、および、これを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、用紙に画像形成を行なう画像形成装置では、回転体の表面に吸着されている残留物を取り除くため、回転体の表面にクリーニング部材を当接させて残留物を取り除くクリーニング装置を備えている。
【０００３】
このようなクリーニング装置では、回転体の表面から取り除けなかった残留物がクリーニング部材と回転体との間に挟まってしまうと、クリーニング部材と回転体の間に隙間が生じ回転体の表面から残留物を取り除くことができなくなるというおそれがある。
【０００４】
このためクリーニング装置の中には、クリーニング部材を回転体の幅方向に往復移動させ、クリーニング部材と回転体の間に残留物が挟まり込むのを防止するものもがある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、クリーニングブレード（クリーニング部材）を回転体の幅方向に往復移動可能に設け、ファーブラシ（回転体）の回転軸の一端側にクリーニングブレードを付勢するカムを軸着し回転軸の他端側にクリーニングブレードをカム側に付勢するばねを軸装することによりクリーニングブレードを幅方向に往復移動させるクリーニング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１４９１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に示すクリーニング装置では、回転体の回転軸にカムを取り付けるため回転体の回転軸を軸方向に延長させる必要がある。このため、クリーニング装置の大型化を招く問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、クリーニング装置の大型化を招くことなく回転体に当接するクリーニング部材を回転体の軸方向に往復移動させることができるクリーニング装置、および、これを備えた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】
【０００９】
この発明のクリーニング装置は、クリーニング部材、伝達機構、変換機構、移動機構を備えている。クリーニング部材は、所定の回転方向に回転する回転体に当接しつつ回転体の軸方向と平行な方向に変位可能に支持されている。伝達機構は、回転体の一端を軸支する第１回転軸の回転力を第１回転軸と異なる第２回転軸に伝達する。変換機構は、伝達機構よりも内側に設けられ、第２回転軸の回転力を第２回転軸の軸方向と異なる軸方向の回転力に変換する。移動機構は、変換機構が変換した第２回転軸と異なる軸方向の回転力を直線往復運動力に変換し、直線往復運動力によってクリーニング部材を回転体の軸方向と平行な方向に往復移動させる。
【００１０】
この構成では、伝達機構よりも内側に設けられた変換機構を介してクリーニング部材を回転体の軸方向と平行な方向に往復移動させる。
【００１１】
この構成において、変換機構はウォームギア機構とすることが好ましい。これにより、出力される回転速度は、入力される回転速度よりも大きく減速される。
【００１２】
従って、第２回転軸と異なる軸方向の回転速度は、第２回転軸の回転速度よりも大きく減速したものとなり、クリーニング部材を低速で直線往復移動させることができる。
【００１３】
この構成において、移動機構は、変換機構が変換した回転力を直線往復運動力に変換するカム機構と、クリーニング部材をカム機構側に付勢する付勢部材と、を有するものとすることが好ましい。これにより、カム機構及び付勢部材の付勢力によってクリーニング部材を回転体の幅方向に直線往復移動させることができる。
【００１４】
この発明の画像形成装置は、所定の回転方向に回転する回転体と、上記発明のいずれかに係るクリーニング装置を備えるものとすることが好ましい。これにより、画像形成装置の省スペース化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、クリーニング装置の大型化を招くことなくクリーニング部材を回転体の軸方向の往復移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置の正面断面の概略図である。
【図２】感光体ドラム周辺の構成を示す断面図である。
【図３】感光体ドラム周辺の構成を示す斜視図である。
【図４】フレームから感光体ドラムを取り外した状態を示す斜視図である。
【図５】フレーム背面側の側面に設けられた駆動ギアからカムに至るギア群の構成を示す概略図である。
【図６】（Ａ）は、卵形状を呈するカムの最も半径の短い外周部分の当接面とブレード取付板の当接部材が当接している状態を示す概略図である。（Ｂ）は、卵形状を呈するカムの最も半径の長い外周部分の当接面とブレード取付板が当接している状態を示す概略図である。
【図７】（Ａ）は、クリーニングブレードが最も背面側に変位したときの状態を示す概略図である。（Ｂ）は、クリーニングブレードが最も前面側に変位したときの状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の一実施形態に係る画像形成装置１０について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成部１１、自動原稿搬送装置１２、読取部７１、読取部９０、制御部５０を備え、原稿読取機能と画像形成機能とを備えた複合機である。画像形成装置１０は、用紙に多色及び単色の画像形成処理を行なう。
【００１９】
読取部９０は、上面に原稿載置台９２を有し、原稿載置台９２に載置された原稿の読取を行う。原稿載置台９２の端部に隣接して読取ガラス９３が設けられている。
【００２０】
自動原稿搬送装置１２は、読取ガラス９３に面する位置に原稿を逐次搬送し、読取ガラス９３に面する位置を原稿が通過するときに原稿の読取を行う。
【００２１】
画像形成部１１は、露光ユニット１４、中間転写ベルトユニット６０、定着ユニット７０、画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙ、給紙部４０、排紙トレイ１７、２次転写ユニット３０を有し、用紙に画像形成処理を行なう。
【００２２】
画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のカラー画像に応じてそれぞれ配置され、ほぼ同一の構成を備えている。各画像形成ステーション２０Ｋ〜２０Ｙでは、各色に応じた４種類のトナー像を形成する。なお、図１では、画像形成ステーション２０Ｋのみに符号を付して示している。以下において、画像形成ステーション２０Ｋについて説明する。
【００２３】
画像形成ステーション２０Ｋは、感光体ドラム（回転体）２２を有し、ブラック（Ｋ）のカラー画像に応じたトナー像を形成する。画像形成ステーション２０Ｋは、帯電器２４、現像器２１、中間転写ローラ６４、クリーナユニット（クリーニング装置）２３が感光体ドラム２２の回転方向に沿ってこの順に配置されている。
【００２４】
帯電器２４は感光体ドラム２２の表面を所定の電位に帯電さる帯電器である。帯電器２４及び現像器２１は、上記所定の電位に帯電された感光体ドラム２２に下方からレーザ光を照射して静電潜像を形成するために感光体ドラム２２を下方の空間と連通させる隙間を設けて配置されている。
【００２５】
現像器２１は、感光体ドラム２２にブラック（Ｋ）のトナーを供給し、感光体ドラム２２上に形成された上記静電潜像にトナーを吸着されて顕像化する。中間転写ローラ６４は、数百ボルト程度のプラス極性の転写バイアスが印加されている。一方、感光体ドラム２２に担持されるトナー像は、マイナス極性に帯電している。これにより、中間転写ベルト６１にトナー像を担持させている。
【００２６】
中間転写ベルトユニット６０は、感光体ドラム２２の上方に配置され、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ベルトクリーニングユニット６５等を有している。
【００２７】
中間転写ベルト６１は、中間転写ベルト従動ローラ６３、画像形成ステーション２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、中間転写ベルト駆動ローラ６２を、この順に経由する方向へ回転するように張架されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６１に付着している残留トナーを回収する。
【００２８】
露光ユニット１４は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１４は、帯電された感光体ドラム２２を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に画像データに応じた上記静電潜像を形成する機能を有する。
【００２９】
給紙部４０は、手差しトレイ１６、給紙カセット１５、レジストローラ対３３、繰り出し機構４１等を備えている。
【００３０】
給紙カセット１５は、画像形成処理に使用する用紙が積層されており、露光ユニット１４の下側に設けられている。手差しトレイ１６は、装置本体の側面側に設けられており給紙カセット１５と同様に給紙すべき用紙が載置される。排紙トレイ１７は、画像形成部１１の上方に設けられており画像形成部１１で画像形成処理を行なった用紙を集積する。
【００３１】
定着ユニット７０は、転写領域を通過した用紙を挟み込んで加熱処理及び圧着処理を施すローラ対を有している。これにより、用紙の表面に形成されているトナー像を定着させる。定着ユニット７０を通過した用紙は、排紙トレイ１７へ排出される。
【００３２】
繰り出し機構４１は、給紙カセット１５の端部に設けられており、給紙カセット１５に収納されている用紙を一枚ずつ搬送経路の下流側へ繰り出す。
【００３３】
レジストローラ対３３は、搬送経路の上流側から繰り出される用紙を一旦保持する。そして、中間転写ベルト６１に担持されているトナー像の先端を用紙の印刷位置の先端に合わせるタイミングで用紙を上流側の各中間転写ベルト６１および２次転写ユニット３０の間の転写領域へ搬送する。これにより、トナー像を用紙に転写することができる。
【００３４】
２次転写ユニット３０は、複数のローラによって張架された２次転写ベルトと、中間転写ベルト駆動ローラ６２との間に２次転写ベルト及び中間転写ベルト６１を挟み込むようにして圧接する圧接ローラを有している。
【００３５】
制御部５０は、画像形成部１１における用紙への画像形成処理を制御する。また、制御部５０は、自動原稿搬送装置１２における原稿読取を制御し、原稿の両面の画像データを用紙に画像形成処理させる。
【００３６】
図２に示すように、クリーナユニット２３は、フレーム８０の上部に設けられ、貯留部２３Ｂ、搬送スクリュー２３Ａ、クリーニングブレード（クリーニング部材）２５を有している。
【００３７】
貯留部２３Ｂは、Ｘ−Ｙ面内の断面が卵形を呈している。クリーニングブレード２５は、先端が感光体ドラム２２の表面に当接するように設けられており、感光体ドラム２２表面に残留しているトナーを擦り取る。クリーニングブレード２５によって擦り取られたトナーは、貯留部２３Ｂに貯留される。搬送スクリュー２３Ａは、貯留部２３Ｂ内に設けられた螺旋状を呈する搬送部材であり、トナーを前面側へ搬送し廃トナーボックス（図示せず）にトナーを排出する。
【００３８】
なお、本実施形態では、感光体ドラム２２から残留トナーを回収するクリーナユニット２３を例に挙げて説明しているが、ファーブラシ等の回転体の表面に当接して残留物を除去するクリーニング装置に本発明を適用することも考えられる。
【００３９】
図３に示すように、感光体ドラム２２はフレーム８０の上部に着脱可能に装着されている。感光体ドラム２２の前面側の端部は、円筒部８１に回転自在に挿嵌されている。また、感光体ドラム２２は軸方向に貫通する回転軸（第１回転軸）２２Ａを有している。回転軸２２Ａの前面側の端部は、図示しない駆動モータによって回転駆動される。
【００４０】
一方、図４に示すように、回転軸２２Ａの背面側の端部は、フレーム８０に軸支されている。感光体ドラム２２およびフレーム８０の間の回転軸２２Ａには駆動ギア５１が軸装されている。
【００４１】
クリーニングブレード２５は、Ｌ字状を呈するブレード取付板２６に取り付けられている。ブレード取付板２６は、Ｚ方向に移動自在にフレーム８０に支持されている。ブレード取付板２６の背面側の下端部には、カム５６と当接する当接部材２７が設けられている。一方、ブレード取付板２６とフレーム８０との間には、ブレード取付板２６をカム５６側に付勢するばね２８が中央部と前面側にそれぞれ介装されている。これにより、ブレード取付板２６を幅方向、すなわちＺ方向に往復移動させている。カム５６及び当接部材２７は、本発明のカム機構に相当する。なお、カム５６及びウォームホイール５５が一体に形成されている例を挙げているが、カム５６及びウォームホイール５５を別々の部材として設けても良い。
【００４２】
ここで、ブレード取付板２６を幅方向に往復移動させる駆動機構について図４〜図６を用いて説明すると以下の通りである。なお、図４では、各ギアの歯車部分の形状については適宜省略して示している。また、感光体ドラム２２を軸方向に貫通する回転軸２２Ａのうち感光体ドラム２２から背面側に突き出す部分のみ図示している。
【００４３】
図５に示すように、駆動ギア５１は、感光体ドラム２２の回転軸２２Ａに軸着されたギアである。駆動ギア５１は、２つのアイドルギア５２を介して入力ギア５３に回転力を伝達する。ウォームギア５４は、入力ギア５３と同軸に設けられている。なお、入力ギア５３の回転軸５３Ａは、本発明の第２回転軸に相当する。
【００４４】
ウォームギア５４は、ウォームホイール５５の回転速度が入力ギア５３の回転速度の１／２５となるように回転速度を減速させる。これにより、例えば、駆動ギア５１の回転数が毎分１４０回転に設定されている場合には、ウォームホイール５５は毎分５．６回転する。なお、ウォームギア５４及びウォームホイール５５は本発明のウォームギア機構に相当し、駆動ギア５１、２つのアイドルギア５２、入力ギア５３は本発明の伝達機構に相当する。
【００４５】
また、本実施形態では、駆動ギア５１及び入力ギア５３の歯数は２０、２つのアイドルギア５２の歯数はそれぞれ１５、ウォームホイール５５の歯数は２５に設定されている。なお、各ギアの歯数は駆動ギア５１の回転速度等を勘案して適宜設定すれば良い。
【００４６】
本実施形態では、２つのアイドルギア５２を介して駆動ギア５１の回転力を入力ギア５３に伝達する例を挙げているが、駆動ギア５１の回転力を入力ギア５３に伝達する駆動ベルトを用いて駆動ギア５１の回転力を入力ギア５３に伝達するものとしても良い。
【００４７】
ウォームホイール５５は、ウォームギア５４によって回転駆動される。ウォームホイール５５の回転軸方向は、ウォームギア５４側から見たときにウォームホイール５５の回転軸方向と直交するように設けられている。
【００４８】
カム５６は、ウォームホイール５５の上部に形成されており、当接部材２７を前面側に付勢するカムである。カム５６は、例えば、最大半径と最小半径との距離の差分Ｌを２．３ｍｍとなるように形成した卵形状を呈するものとすることが考えられる。この場合には、カム５６が１回転する間にブレード取付板２６をＺ方向に２．３ｍｍ往復移動させることができる。カム５６のブレード取付板２６と当接する当接面の形状は、クリーニングブレード２５をＺ方向に変位させるべき距離に応じて適宜設定すれば良い。
【００４９】
このように、ウォームギア機構を用いることにより、駆動ギア５１から入力ギア５３に至るギア列よりも背面側に駆動機構を設けることなく当接部材２７を前面側に変位させることができる。
【００５０】
本実施形態では、ウォームギア５４、ウォームホイール５５から成るウォームギア機構を用いて回転力を伝達する例を挙げているが、ベベルギア機構等を用いて軸方向を切り替えるものとして良い。但し、大きな減速比を得ることができるため本実施形態のようにウォームギア機構を用いる方が好適である。
【００５１】
また、クリーニングブレード２５の回転速度を低くすることにより、クリーニングブレード２５の往復移動によって感光体ドラム２２が振動するといったことも防止することができる。
【００５２】
なお、カム５６はウォームホイール５５と同軸に設けられた板カムに限定されるものではなく、ウォームホイール５５と回転軸が異なる偏心カムをカム５６として用いるものとしても良い。
【００５３】
図６（Ａ）に示すようにカム５６の最も径が短い外周部分に当接部材２７が当接しているときに、図７（Ａ）に示すようにクリーニングブレード２５はカム５６側に最も近接する。一方、図６（B）に示すようにカム５６の径が最も長い外周部分に当接部材２７が当接しているときに、図７（B）に示すようにクリーニングブレード２５はカム５６と最も離間する位置に変位する。図７（Ａ）、（B）のいずれの位置においてもクリーニングブレード２５は、感光体ドラム２２に形成されるトナー像の形成領域の全幅と当接するように形成されている。なお、感光体ドラム２２から残留トナーを充分取り除くことができるのであれば、クリーニングブレード２５の幅を上記トナー像の形成領域の全幅よりも短くすることも考えられる。
【００５４】
但し、上記トナー像の形成領域の全幅よりもクリーニングブレード２５の幅を短く設ける場合には、本実施形態よりもクリーニングブレード２５を幅方向に高速で変位させる必要がある。このため、本実施形態のようにクリーニングブレード２５の幅を上記トナー像の形成領域の全幅よりも長くなるように設ける方がより好適である。
【００５５】
本実施形態では、ウォームホイール５５及びウォームギア５４は、感光体ドラム２２に形成されるトナー像の形成領域と対向しない背面側端部に設けられているが、例えば、上記トナー像の形成される領域と対向する位置にウォームホイール５５及びウォームギア５４を設けても良い。この場合には、ウォームホイール５５及びウォームギア５４を設ける位置が上面視において感光体ドラム２２に形成されるトナー像の形成領域と重なるように配置することができるのでフレーム８０のＺ方向の長さをさらに短くすることができる。
【００５６】
上記実施形態では、カム５６及び当接部材２７から成るカム機構及び２つのばね２８によってブレード取付板２６を変位させる例を挙げているが、クランク機構を用いてブレード取付板２６をＺ方向に変位させるものとしても良い。
【００５７】
上記実施形態では、感光体ドラム２２から残留トナーを取り除くクリーナユニット２３を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。回転体の表面に当接して残留物を取り除くクリーナユニットに適用することで、クリーナユニット２３と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
上記実施形態では、カム５６が１回転する間にブレード取付板２６が幅方向に１往復する例を挙げているが本発明はこれに限られない。カム５６が１回転する間にブレード取付板２６を往復させるべき回数に応じてカム５６の形状は適宜設定すれば良い。一例として、カム５６を楕円状に形成することによりカム５６が１回転する間にブレード取付板２６を幅方向に２往復させることができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００６０】
２３    クリーナユニット（クリーニング装置）
２５    クリーニングブレード（クリーニング部材）
２８    ばね（移動機構）
５１    駆動ギア（伝達機構）
５２    アイドルギア（伝達機構）
５３    入力ギア（伝達機構）
５４    ウォームギア（変換機構、ウォーム機構）
５５    ウォームホイール（変換機構、ウォーム機構）
５６    カム（移動機構）
【図１】
2010250099.tif 000003
【図２】
2010250099.tif 000004
【図３】
2010250099.tif 000005
【図４】
2010250099.tif 000006
【図５】
2010250099.tif 000007
【図６】
2010250099.tif 000008
【図７】
2010250099.tif 000009