(57)【要約】【課題】クリーニングブラシの外形振れや外径偏差が大きい場合でも像担持体の表面の削れ量が不均一になることを抑制でき、価格上昇を来たすことなく像担持体上のブラシ傷、クリーニング不良や画像ボケの発生を抑制できるようにする。【解決手段】回転するクリーニングブラシ７を感光体ドラム２に当接させ、該感光体ドラム２とクリーニングブラシ７は同一の駆動源で回転駆動する構成において、クリーニングブラシ７と感光体ドラム２の回転比、クリーニングブラシ７：感光体ドラム２＝ｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数で互いに素）における整数ｎが式０＜（２πＲ）／ｎ≦Ｌ、Ｒ：像担持体の半径（ｍｍ）、Ｌ：ブラシの毛１本あたりの回転方向の幅（ｍｍ）で偏差がある場合にはその平均値、を満たすように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ７、上記駆動源から上記感光体ドラム２への伝達部材（ギヤ、プーリ等）の加減速比を設定する。【選択図】　　　　図１
2004045507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、
上記クリーニングブラシの１本あたりの回転方向の幅の大きさの跡が、互いにオーバーラップしながら上記像担持体の表面に当接するように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定したことを特徴とするクリーニング装置の駆動機構。
【請求項２】
像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、
上記クリーニングブラシと上記像担持体の回転比、クリーニングブラシ：像担持体＝ｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数で互いに素）における整数ｎが下記式
０＜（２πＲ）／ｎ≦Ｌ
Ｒ：像担持体の半径（ｍｍ）
Ｌ：ブラシの毛１本あたりの回転方向の幅（ｍｍ）
偏差がある場合にはその平均値
を満たすように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定したことを特徴とするクリーニング装置の駆動機構。
【請求項３】
像担持体に付着した現像剤をクリーニングするクリーニング装置と該クリーニング装置を駆動するクリーニング装置の駆動機構を有する画像形成装置において、
上記クリーニング装置の駆動機構が、請求項１又は２記載のクリーニング装置の駆動機構であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーニング駆動機構及びこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、原稿の画像情報に基づいて書き込み装置により像担持体上に静電潜像を形成し、該静潜像を現像装置によりトナー像として可視像化し、該トナー像を転写手段により記録材上に転写した後、定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録材に定着することが行われている。
トナー像を転写した後、クリーニング装置のクリーニングブラシを像担持体の表面に回転接触させ、像担持体上に残留したトナー等を除去して次の作像工程に移行するようになっている。
【０００３】
上述のようなクリーニング方式では、クリーニングブラシの外形振れや外径偏差が大きいと、像担持体の表面の削れ量が不均一となり、帯電特性に影響してトナー像に傷跡が生じたり、クリーニング不良や画像ボケが発生するという問題があった。
この問題に対処するために、クリーニングブラシの製造精度を高めたり材質を改良することなどにより外形振れや外径偏差を抑制することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーニングブラシの製造精度を高めたり材質を改良する対策では、クリーニングブラシの価格上昇を招くという問題があった。また、製造精度を高める等の対策を行った場合でも、初期的にはよいが、経時的にはクリーニングブラシが偏摩耗し、像担持体の表面の削れ量が不均一となって従前と同様の問題を生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、クリーニングブラシの外形振れや外径偏差が大きい場合でも像担持体の表面の削れ量が不均一になることを抑制でき、価格上昇を来たすことなく像担持体上のブラシ傷、クリーニング不良や画像ボケの発生を抑制できるクリーニング装置の駆動機構及びこれを備えた画像形成装置の提供を、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、上記クリーニングブラシの１本あたりの回転方向の幅の大きさの跡が、互いにオーバーラップしながら上記像担持体の表面に当接するように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定する、という構成を採っている。
【０００７】
請求項２記載の発明では、像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、上記クリーニングブラシと上記像担持体の回転比、クリーニングブラシ：像担持体＝ｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数で互いに素）における整数ｎが下記式
０＜（２πＲ）／ｎ≦Ｌ
Ｒ：像担持体の半径（ｍｍ）
Ｌ：ブラシの毛１本あたりの回転方向の幅（ｍｍ）
偏差がある場合にはその平均値
を満たすように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定する、という構成を採っている。
【０００８】
請求項３記載の発明では、像担持体に付着した現像剤をクリーニングするクリーニング装置と該クリーニング装置を駆動するクリーニング装置の駆動機構を有する画像形成装置において、上記クリーニング装置の駆動機構が、請求項１又は２記載のクリーニング装置の駆動機構である、という構成を採っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのプリンタ１の概要構成を説明する。像担持体としての感光体ドラム２の周りには、時計回り方向に順に、帯電装置３、図示しない光書き込み装置、現像装置４、ベルト方式の転写装置５、クリーニング装置６等が設けられている。
クリーニング装置６にはクリーニングブラシ７が設けられている。クリーニングブラシ７は、回転基体７ａと、該回転基体７ａの全周に亘って植毛されたブラシ毛７ｂを有しており、ブラシ毛７ｂは感光体ドラム２の表面に当接している。
【００１０】
感光体ドラム２の回転とともに、その表面が帯電装置３により一様に帯電される。次いで画像情報に基づいて光書き込み装置からレーザー光８が照射され、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置４内の現像ローラ９により現像剤としてのトナーが供給され、トナーの付着により静電潜像がトナー像として可視像化される。
図示しない給紙装置から給紙された記録材としての用紙１０は、図示しないレジストローラ対により感光体ドラム２上のトナー像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングで感光体ドラム２と転写装置５のニップに搬送される。転写装置５の転写バイアスにより感光体ドラム２上のトナー像は用紙１０に転写される。
【００１１】
トナー像を転写された用紙１０は、図示しない定着装置に送られ、ここで熱と圧力によりトナーが溶融して用紙１０にトナー像が定着される。
転写工程を終えた感光体ドラム２は、クリーニング装置６により残留したトナーを除去される。具体的には、クリーニングブラシ７が反時計回り方向に回転し、当接しているブラシ毛７ｂで残トナーが除去される。クリーニングブラシ７の回転方向は時計回り方向でもよい。その後、図示しない除電ランプにより感光体ドラム２上の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００１２】
ここで、図３乃至図５に基づいて従来におけるクリーニング装置の駆動機構を説明する。なお、本実施形態と同一部分は同一符号で示す。
図３に示すように、駆動源としてのモータ１１の回転軸にギヤ１２が設けられ、ギヤ１２にギヤ１３とギヤ１４が噛み合っている。ギヤ１３は感光体ドラム２の回転軸１５に固定されている。ギヤ１４の回転軸は省略している。
ギヤ１３によってモータ１１の回転力が感光体ドラム２に伝わる。一方、ギヤ１４はギヤ１６と噛み合っており、ギヤ１６はクリーニングブラシ７の回転軸１７に固定されている。従って、モータ１１の回転力がクリーニングブラシ７に伝えられる。ここでは分かり易くするためにクリーニングブラシ７と感光体ドラム２は当接していないが、実際には図１で示したようにクリーニングブラシ７のブラシ毛７ｂは感光体ドラム２に当接している。
【００１３】
このときの各ギヤの歯数、感光体ドラム２の半径、ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅は以下の通りである。
ギヤ１２：８枚
ギヤ１３：１５６枚
ギヤ１４：３９枚
ギヤ１６：４０枚
感光体ドラム２の半径：１５ｍｍ
ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅：１ｍｍ
【００１４】
上記ギヤ比の関係から、感光体ドラム２が１回転するときのクリーニングブラシ７の回転数は以下の式で求めることができる。
（１５６／８）×（８／３９）×（３９／４０）＝３９／１０
従って、クリーニングブラシ７と感光体ドラム２の回転比は、
クリーニングブラシ７：感光体ドラム２＝３９：１０
となる。
そこで、図４に示すように、クリーニングブラシ７の外形振れや外径偏差によって、図中の黒い点ＢＰが強く感光体ドラム２に押し当たり表面を傷付けたとすると、その傷は、クリーニングブラシ７が３９回転、感光体ドラム２が１０回転するともとの感光体ドラム２の表面の位置に戻る。その後はまた感光体ドラム２の表面の同じ位置を辿っていく。
【００１５】
クリーニングブラシ７が３９回転することから、感光体ドラム２の表面には、図５に示すように、等間隔で３９個の跡（ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅の大きさの跡）が残り、その間隔は、
２π×１５／３９≒２．４ｍｍ＞１ｍｍ
となる。
これは、ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅１ｍｍの大きさの跡（黒い点ＢＰで表示）が、２．４ｍｍピッチ間隔で感光体ドラム２の表面に付くことを意味している。この現象により、黒い点ＢＰ以外の部分のクリーニング性能を良好にするように、クリーニングブラシ７を感光体ドラム２に当接させると、黒い点ＢＰの部分に強く当たりすぎ、傷となってトナー像に現れてしまう。
一方、黒い点ＢＰの部分のクリーニング性能を良好にするように、クリーニングブラシ７を感光体ドラム２に当接させると、黒い点ＢＰ以外の部分には弱く当たり、感光体ドラム２の表面に付着したトナーやその他の不純物を除去できず、クリーニング不良が発生するかボケたトナー像となってしまう。
【００１６】
本実施形態ではこの不具合を解消すべく、モータ１１からクリーニングブラシ７、モータ１１から感光体ドラム２への伝達部材の加減速比を設定している。ここでの伝達部材はギヤやプーリ等を意味するが、本実施形態ではギヤでの一例を示している。図３で示した従来構成と異なる点は、ギヤ１４が２段構成となっている点である。
本実施形態での各ギヤの歯数、感光体ドラム２の半径、ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅は以下の通りである。
ギヤ１２：８枚
ギヤ１３：１５６枚
ギヤ１４の一段目１４ａ：３８枚
ギヤ１４の二段目１４ｂ：３７枚
ギヤ１６：４１枚
感光体ドラム２の半径：１５ｍｍ
ブラシ毛７ｂ１本あたりの回転方向の幅：１ｍｍ
【００１７】
従って、クリーニングブラシ７と感光体ドラム２の回転比は、
クリーニングブラシ７：感光体ドラム２＝２８８６：７７９
となる。
これを式０＜（２πＲ）／ｎ≦Ｌに当てはめると、
０＜０．０３２＜１となり、式を満たす。
従って、ブラシ毛７ｂ１本当たりの回転方向の幅１ｍｍの大きさの跡が、０．０３２ｍｍピッチ間隔でオーバーラップして感光体ドラム２の表面を削っていくため、傷跡やクリーニング不良、トナー像のボケは発生しにくくなる。
【００１８】
上記実施形態では伝達部材としてギヤの例を示したが、プーリやその他の伝達部材においても同様に実施することができる。ギヤは平歯車、やまば歯車、はすば歯車のいずれでもよい。
また、図示しないが、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写した後、記録材に転写する方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１又は３記載の発明によれば、像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、上記クリーニングブラシの１本あたりの回転方向の幅の大きさの跡が、互いにオーバーラップしながら上記像担持体の表面に当接するように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定した構成としたので、クリーニングブラシの外形振れや外径偏差が大きい場合にもクリーニング不良や像担持体上のブラシ傷、画像ボケ等の発生を抑制することができる。
【００２０】
請求項２又は３記載の発明によれば、像担持体に付着した現像剤を掻き落とすために、回転するクリーニングブラシを上記像担持体に当接させ、上記像担持体と上記クリーニングブラシは同一の駆動源で回転駆動するクリーニング装置の駆動機構において、上記クリーニングブラシと上記像担持体の回転比、クリーニングブラシ：像担持体＝ｍ：ｎ（ｍ、ｎは整数で互いに素）における整数ｎが下記式
０＜（２πＲ）／ｎ≦Ｌ
Ｒ：像担持体の半径（ｍｍ）
Ｌ：ブラシの毛１本あたりの回転方向の幅（ｍｍ）
偏差がある場合にはその平均値
を満たすように、上記駆動源から上記クリーニングブラシ、上記駆動源から上記像担持体への伝達部材の加減速比を設定した構成としたので、クリーニングブラシの外形振れや外径偏差が大きい場合にもクリーニング不良や像担持体上のブラシ傷、画像ボケ等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置としてのプリンタの概要正面図である。
【図２】クリーニング装置の駆動機構の概要平面図である。
【図３】従来構成におけるクリーニング装置の駆動機構の概要平面図である。
【図４】従来構成における像担持体に対するクリーニングブラシの接触状態を示す図である。
【図５】従来構成において毛１本当たりの回転方向の幅の大きさの跡が像担持体の表面に付く状態を示す図である。
【符号の説明】
２　像担持体としての感光体ドラム
７　クリーニングブラシ
１１　駆動源としてのモータ
１２、１３、１４、１６　伝達部材としてのギヤ
【図１】
2004045507.tif 000003
【図２】
2004045507.tif 000004
【図３】
2004045507.tif 000005
【図４】
2004045507.tif 000006
【図５】
2004045507.tif 000007