(57)【要約】【課題】感光体の削れを抑えつつ、感光体ドラムとブレードとの当接部へ異物の挟み込みを防止する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】  本発明のプリンターは、トナー像が形成される感光体ドラム１０と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０を清掃するクリーニングブレードと、クリーニングブレードと感光体ドラム１０との当接部に回転しながら接触するブラシローラ３４と、を備える。感光体ドラム１０は、支持軸１０ａを中心にして回転するとともに、支持軸１０ａの軸方向に周期的に往復移動する。また、ブラシローラ３４も支持軸３４ａを中心にして回転するとともに、支持軸３４ａの軸方向に周期的に往復移動する。感光体ドラム１０とブラシローラ３４とは、異なる周期で又は反対方向に往復移動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持軸を中心に回転しトナー像が形成される感光体ドラムと、前記トナー像を転写した後の前記感光体ドラムを清掃するクリーニングブレードと、支持軸を中心に回転し前記クリーニングブレードと前記感光体ドラムとの当接部に回転しながら接触するブラシローラと、を備える画像形成装置であって、
前記感光体ドラムが支持軸の軸方向に往復移動するとともに、前記ブラシローラが支持軸の軸方向に往復移動し、
前記感光体ドラムの往復移動と前記ブラシローラの往復移動の周期又は方向が異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラシローラが一往復する際の片道の移動距離が、前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ブラシローラが一往復する際の片道の移動距離と、前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離とを加えた距離が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特には、感光体ドラムの表面に残留した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】
電子写真方式の画像形成装置には、トナーを転写した後に感光体ドラムの表面に残ったトナーを除去するクリーニング装置が設けられている。一般的なクリーニング装置では、ウレタンゴム等で作製されたクリーニングブレードを感光体の表面に当接させて、残留しているトナーを掻きとっている。ただしこの方法では、ブレードと感光体ドラムとの当接部に紙粉やトナー凝集物等の異物が挟まることがある。この状態でそのまま感光体を回転駆動させると、異物によって感光体の表面に周方向の筋状の傷が発生し、画像不良となるおそれがある。
【０００３】
そこで、クリーニングブレードの上流側にブラシローラを設置し、このブラシローラを回転させながらブレードの先端に接触させて、ブレードと感光体ドラムとの当接部に存在する異物をはきとり、異物の挟み込みを防止する案が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１１０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の技術は、トナー凝集物のようなクリーニング装置内で時間をかけて形成されていくような異物に対しては効果的であるが、絶え間なくクリーニング装置に入り込み、かつ、トナー凝集物よりも大きい紙粉に対しては高い効果を期待できない。
【０００６】
また、ブレードの先端に存在する異物をブラシローラで除去する際、ブラシローラは当然感光体にも接触することになる。紙粉等を確実に除去するには、ブラシを硬くする等によりブラシの圧接力を高める必要がある。この場合、感光体の表面が削られ、感光体の寿命が短くなってしまうおそれがある。このため、完全に紙粉を除去できる程度の圧接力を有するブラシを使用することができない。なお、ブラシを柔らかくした場合は、ブラシが感光体の表面に均一に当接せず、ブラシが当たる位置と当たらない位置が存在し、良好な効果を得られない。
【０００７】
一方、感光体を回転させつつ軸方向に往復させる方法もある。当接部への紙粉の挟み込みは、紙粉が当接部の一箇所に同じ姿勢で滞留することにより発生する。感光体を軸方向に移動させることで、紙粉が一箇所に滞留する時間を短縮でき、挟み込みが発生する確率が減少する。しかし、確実な効果を得るには、感光体の移動距離を長くする必要があり、この場合、画像の歪み等の不具合が発生することが懸念される。なお、感光体ではなく、ブレードを感光体の軸方向に移動させることも考えられるが、この場合、ブレードの端からトナーが漏れ出したり、機構が複雑化する等の問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、画像形成装置に備えられたクリーニング装置において、感光体の寿命が達成できるように感光体の削れを抑え、かつ、画像の歪みや機構の複雑化等の問題を招くことなく、感光体ドラムとブレードとの当接部への異物の挟み込みを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、支持軸を中心に回転しトナー像が形成される感光体ドラムと、前記トナー像を転写した後の前記感光体ドラムを清掃するクリーニングブレードと、支持軸を中心に回転し前記クリーニングブレードと前記感光体ドラムとの当接部に回転しながら接触するブラシローラと、を備える画像形成装置であって、前記感光体ドラムが支持軸の軸方向に往復移動するとともに、前記ブラシローラが支持軸の軸方向に往復移動し、  前記感光体ドラムの往復移動と前記ブラシローラの往復移動の周期又は方向が異なることを特徴とする。
【００１０】
このような構成を採用することにより、異物が一箇所に滞留する時間を短縮して異物を挟み込みにくくした上で、剛性が低く当たりが柔らかいブラシを使用しても、ブラシの先端をクリーニングブレードと感光体ドラムとの当接部にむらなく当てることができるので、確実に異物を除去することができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１２】
このような構成を採用することにより、画像歪み等の画像不良の発生を抑えつつ、異物の滞留を抑制する効果を発揮できる。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、前記ブラシローラが一往復する際の片道の移動距離を、前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離よりも長くしてもよい。
【００１４】
このような構成を採用することにより、ブラシローラを当接部によりむらなく当てることができるようになる。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、前記ブラシローラが一往復する際の片道の移動距離と、前記感光体ドラムが一往復する際の片道の移動距離とを加えた距離が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
このような構成を採用することにより、感光体ドラムの軸方向移動による画像歪み等の発生を抑えつつ、ブラシローラを当接部にむらなく当てることができ、十分な異物除去効果を発揮できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接部に異物を滞留しにくくした上で、当接部にブラシをむらなく当てることができるので、柔らかいブラシを使用しても、確実に異物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターのクリーニング装置を示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターの、感光体ドラムとブラシローラの軸方向移動機構の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、図１を用いて、画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターの構成の概略を示す模式図である。
【００２０】
カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には用紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。
【００２１】
プリンター本体２の上部には、中間転写ベルト５が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト５の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器６が配置されている。中間転写ベルト５の下側には、複数の画像形成部７が設けられている。各画像形成部７は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して設けられている。各画像形成部７には、感光体ドラム１０が支持軸１０ａに回転可能かつ支持軸１０ａの軸方向に移動可能に支持されている。感光体ドラム１０としては、ａ-Ｓｉ（アモルファスシリコン）製の感光体や有機感光体（ＯＰＣ）を使用できる。感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像装置１２と、一次転写部１３と、クリーニング装置１４と、除電器１５とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印参照）に沿って配置されている。各現像装置１２の上方には、現像剤容器１６が設けられている。
【００２２】
プリンター本体２の一側（図面上右側）には、用紙の搬送経路２０が設けられている。搬送経路２０の上流端には給紙部２１が設けられ、搬送経路２０の中流部には中間転写ベルト５の他端（図面上右端）に二次転写部２２が設けられ、搬送経路２０の下流部には定着部２３が設けられ、搬送経路２０の下流端には排紙口２４が設けられている。
【００２３】
次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。
【００２４】
カラープリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部２３の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
【００２５】
まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器６からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１２で対応する色のトナー像に現像される。このトナー像は、一次転写部１３において中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部７が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーはクリーニング装置１４で除去され、残留電荷は除電器１５によって除電される。
【００２６】
一方、給紙部２１によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部２２へと搬送され、二次転写部２２において、中間転写ベルト５上のフルカラーのトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、搬送経路２０を下流側へと搬送されて定着部２３に進入し、この定着部２３において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙口２４から排紙トレイ４に排出される。
【００２７】
次に、図２を参照して、クリーニング装置１４を説明する。
クリーニング装置１４は、箱型形状のフレーム部材３２と、このフレーム部材３２に支持されるクリーニングブレード３３及びブラシローラ３４と、フレーム部材３２に収容される回収スパイラル３５と、を備えている。
【００２８】
クリーニングブレード３３は、厚さが２ｍｍ程度で、断面形状が長方形状の長いプレート状の部材であり、例えばウレタン樹脂で作製される。クリーニングブレード３３は、一つのエッジが感光体ドラム１０の表面に当接するように、感光体ドラム１０の長手方向に配置されている。
【００２９】
ブラシローラ３４は、金属製等の軸状部材の表面にナイロン等の樹脂繊維が放射状に植設されたものである。一例として、繊維の繊度は２〜１０デシテックス、密度は４０〜３００ｋF／inch２、長さは１〜５ｍｍである。ブラシローラ３４は、感光体ドラム１０の支持軸１０ａにほぼ平行な支持軸３４ａを中心に、感光体ドラム１０に対して順方向に回転するとともに、支持軸３４ａの軸方向に移動可能に支持されている。ブラシローラ３４は、先端がクリーニングブレード３３の上流側から感光体ドラム１０とブレード３３との当接部に接触するように、ブレード３３とほぼ平行に配置されている。
【００３０】
回収スパイラル３５は、感光体ドラム１０の長手方向に配置され、クリーニング装置１４外に設けられたトナー回収ボックス（図示せず）に接続されている。回収スパイラル３５は、クリーニングブレード３３によって感光体ドラム１０の表面から除去されたトナーを回収し、トナー回収ボックスへ搬送する。
【００３１】
本発明のカラープリンター１においては、感光体ドラム１０とブラシローラ３４は、異なった周期で軸方向に往復移動する。あるいは、同じ周期の場合、反対方向に往復移動する。ここで周期とは、感光体ドラム１０又はブラシローラ３４が一往復するのに要する時間をいう。
【００３２】
図３を参照して、感光体ドラム１０及びブラシローラ３４を異なる周期で軸方向に往復移動させる機構の一例を説明する。
感光体ドラム１０の移動機構は、ギア部材５１、カム部材５３及び付勢部材５７とから構成される。前述のように、感光体ドラム１０は、装置内に固定された支持軸１０ａに、同軸１０ａを中心に回転可能に支持されている。
【００３３】
ギア部材５１はリング状の部材であり、外周面に形成されたギア部５１ａと、一方の側面（図の右側面）に形成されたカムフォロア５１ｂとを有する。ギア部材５１は、感光体ドラム１０の一方（図では右端）の端面に、感光体ドラム１０の支持軸１０ａと同軸上で、カムフォロア５１ｂが外側を向くように固定されている。ギア部材５１のギア部５１ａは、モータ等（図示せず）により回転駆動する駆動ギア５５に噛み合っている。
【００３４】
カム部材５３はリング状の部材であり、一方の側面（図では左側面）に、ギア部材５１のカムフォロア５１ｂに当接するカム面５３ｂを有する。カム面５３ｂは、円周方向において軸方向の高さが異なるように形成されている。カム部材５３は、感光体ドラム１０の支持軸１０ａの一方の端部（図の右端）に、支持軸１０ａと同軸上で、カム面５３ｂが内側を向くように固定されている。
【００３５】
付勢部材５７は、感光体ドラム１０をカム部材５３に向かって軸方向（図では右方向）に付勢するコイルスプリングである。この付勢部材５７によって、ギア部材５１のカムフォロア５１ｂがカム部材５３のカム面５３ｂに押圧される。
【００３６】
駆動ギア５５が回転駆動すると、同駆動ギア５５に噛み合うギア部材５１が感光体ドラム１０の支持軸１０ａを中心に回転し、ギア部材５１が固定された感光体ドラム１０が回転する。また、ギア部材５１が回転すると、同部材５１のカムフォロア５１ｂは、カム部材５３のカム面５３ｂに沿って移動する。カム面５３ｂは、円周方向において軸方向の高さが異なるように形成されているので、このカム面５３ｂに沿って移動するカムフォロア５１ｂ、すなわち、ギア部材５１が固定された感光体ドラム１０は、付勢部材５７で付勢され、あるいは、付勢力に抗して支持軸１０ａに沿って軸方向に往復移動する。感光体ドラム１０が往復移動する際の片道の移動距離Ｘ１は０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲となるようにカム面５３ｂやカムフォロア５１ｂの高さが設定されている。また、一回転中の往復移動回数が所定の回数（例えば、一回転で一往復等）となるようにカム面５３ｂやカムフォロア５１ｂが形成されている。
【００３７】
ブラシローラ３４の移動機構は、感光体ドラム１０の移動機構と同様の、ギア部材６１、カム部材６３及び付勢部材６７を有する構成とできる。この場合、ブラシローラ３４は、装置内に固定された支持軸３４ａと、支持軸３４ａを中心に回転可能な外筒３４ｂと、外筒３４ｂの外周面に植設されたブラシ３４ｃとを有する構造とする。
【００３８】
ギア部材６１は、外周面に形成されたギア部６１ａと、一方の側面（図の右側面）に形成されたカムフォロア６１ｂとを有する。ギア部材６１は、ブラシローラ３４の外筒３４ｂの一方（図では右端）の端面に、支持軸３４ａと同軸上で、カムフォロア６１ｂが外側を向くように固定されている。ギア部材６１のギア部６１ａの歯数は、感光体ドラム１０の端面に固定されたギア部材５１のギア部５１ａの歯数と異なっている。この例では、ブラシローラ３４のギア部材６１の歯数は、感光体ドラム１０のギア部材５１の歯数よりも少ない。ギア部材６１は、感光体ドラム１０の端面に固定されたギア部材５１のギア部５１ａと噛み合っている。
【００３９】
カム部材６３は、一方の側面（図の左側面）に形成されたカム面６３ａを有し、支持軸３４ａの一方の端部（図の右端）に、支持軸３４ａと同軸上で、カム面６３ａが内側を向くように固定されている。
【００４０】
付勢部材６７は、外筒３４ｂをカム部材６３に向かって軸方向（図の右方向）に付勢するコイルスプリングであり、ギア部材６１のカムフォロア６１ｂをカム部材６３のカム面６３ａに押圧している。
【００４１】
感光体ドラム１０のギア部材５１が駆動ギア５５で駆動されて回転すると、感光体ドラム１０のギア部材５１に噛み合うブラシローラ３４のギア部材６１が支持軸３４ａを中心に回転し、ギア部材６１が固定された外筒３４ｂが、感光体ドラム１０と反対方向に回転する。つまり、ブラシローラ３４は、感光体ドラム１０の回転に対して順方向に回転する。同時に、ギア部材６１のカムフォロア６１ｂは、カム部材６３のカム面６３ａに沿って移動し、外筒３４ｂが、付勢部材５７で付勢されて、あるいは、付勢力に抗して支持軸３４ａに沿って軸方向に往復移動する。外筒３４ｂが往復移動する際の片道の移動距離Ｘ２は、感光体ドラム１０の片道の移動距離Ｘ１より長く、ブラシローラ３４の片道の移動距離Ｘ２と感光体ドラム１０の片道の移動距離Ｘ１とを加えた距離が０．５ｍｍ以上となるように、カム面やカムフォロアの高さが設定されている。また、一回転中の往復移動回数が所定の回数（例えば、一回転中に一往復等）となるようにカム面６３ａやカムフォロア６１ｂが形成されている。
【００４２】
感光体ドラム１０及びブラシローラ３４の回転と同時に、感光体ドラム１０は軸方向に往復移動し、ブラシローラ３４も軸方向に往復移動する。この際、感光体ドラム１０とブラシローラ３４の各々のギア部材５１、６１のギア部５１ａ、６１ａの歯数が異なっているので、感光体ドラム１０とブラシローラ３４が一回転する時間が異なり、その結果、感光体ドラム１０の往復移動の周期とブラシローラ３４の往復移動の周期とが異なることになる。この例では、感光体ドラム１０が一回転する間に、ブラシローラ３４は一回転以上するので、感光体ドラム１０が一回往復移動する間に、ブラシローラ３４は一回以上往復移動する。
【００４３】
感光体ドラム１０とブラシローラ３４の往復移動は、感光体ドラム１０が所定の回転数（例えば１５回転）だけ回転する毎に行うようにしてもよい。この場合は、感光体ドラム１０、ブラシローラ３４のカム部材５３、６３と支持軸１０ａ、３４ａとを、各カム部材が各支持軸の所定の位置に固定された状態と、同位置で回転可能な状態とに切り替えられるように構成する。
【００４４】
カム部材５３、６３が回転可能な状態では、ギア部材５１、６１は付勢部材５７、６７でカム部材５３、６３の方向に付勢されているので、ギア部材５１、６１とカム部材５３、６３とが一体に回転することになる。したがって、カム機構による軸方向への移動が起こらず、感光体ドラム１０、ブラシローラ３４は、軸方向へ移動しない。
【００４５】
この場合、例えば、通常時には、カム部材５３、６３を回転可能状態とし、感光体ドラム１０、ブラシローラ３４が軸方向へ移動しないようにしておく。なお、両ギア部材５１、６１は噛み合っており、感光体ドラム１０の回転とともにブラシローラ３４も回転するので、通常のブラシローラ３４によるクリーニング作業が行われる。
【００４６】
そして、感光体ドラム１０が所定の回数（例えば１５回）だけ回転した後、カム部材５３、６３が支持軸１０ａ、３４ａに固定された状態に切り替える。これにより、感光体ドラム１０とブラシローラ３４は軸方向へ往復移動できるようになり、両者を異なる周期で軸方向へ往復移動させるクリーニング作業が行われる。
【００４７】
このように、感光体ドラム１０とブラシローラ３４とを、異なる周期で軸方向に往復移動させることにより、以下の効果が得られる。感光体ドラム１０を軸方向に移動させると、紙粉等の異物が、クリーニングブレード３３と感光体ドラム１０との当接部の一箇所に滞留する時間を短縮でき、挟み込みが発生する確率が減少する。一方、ブラシローラ３４を軸方向に移動させることで、ブラシローラ３４のブラシ３４ｃの剛性が低く当たりが柔らかい場合でも、ブラシ３４ｃの先端が当たる箇所を分散でき、当接部にむらなく当てることができる。ただし、両者の往復運動が同期していると、ブラシローラ３４のブラシ３４ｃが感光体ドラム１０に当たる位置が変化しないので、ブラシによる効果が得にくい。本発明では、感光体ドラム１０の往復移動により異物を滞留しにくくした上で、往復運動の周期をずらすことにより、ブラシが当接部にむらなく当たるようにしたので、ブラシで確実に異物をはきとることができる。この方法では当たりが柔らかいブラシを使用できるので、削れやすい有機感光体を使用しても、感光体の寿命に影響を与えにくい。
【００４８】
なお、感光体ドラム１０の片道の移動距離Ｘ１は、前述のように０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内である。この距離は長いほど異物挟み込みを防止する効果は高いが、０．３ｍｍを超えると画像の歪み等が発生する可能性が高くなる。また、０．１ｍｍ以下では十分な効果が期待できない。
【００４９】
一方、ブラシローラ３４は、移動距離が長い場合でも画像不良等の不具合が発生しにくいので、移動距離Ｘ２は、感光体ドラム１０の移動距離Ｘ１より大きい方が好ましい。ただし、移動距離が長くなることに伴って装置の大型化しない程度であり、感光体ドラム１０の片道移動距離Ｘ１とブラシローラ３４の片道移動距離Ｘ２とを加えた距離を０．５ｍｍ以上とすれば、十分な効果が得られる。
【００５０】
また、感光体ドラム１０とブラシローラ３４の往復移動の周期が同じでも、移動方向が反対であればよい。この場合、移動中に感光体ドラム１０とブラシローラ３４との相対的な位置がずれてブラシの先端が感光体ドラム１０に当たる箇所が移動するので、周期をずらした場合と同様の異物除去効果を得ることができる。
【００５１】
上記した本発明の実施形態では、感光体ドラム１０が所定の回数回転する毎に、感光体ドラム１０及びブラシローラ３４を往復移動させる方法について説明したが、感光体ドラム１０が所定の回転数だけ回転している間に（回転しながら）、両者を異なる周期で往復移動させるような構成としてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、感光体ドラム１０とブラシローラ３４とを、ギア比の設定とカムの形成によって同周期とならないように往復運動させることができるものであれば、上記した実施の形態に限定されるものではない。
【００５３】
本実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  カラープリンター
１０  感光体ドラム
１０ａ  支持軸
１４  クリーニング装置
３３  クリーニングブレード
３４  ブラシローラ
３４ａ  支持軸
【図１】
2015025931.tif 000003
【図２】
2015025931.tif 000004
【図３】
2015025931.tif 000005