JP5641407B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被清掃体の表面に付着している付着物を掻き取ってクリーニングするクリーニング部材が被清掃体の表面移動方向に沿って複数配設されているクリーニング装置に関するものである。また、かかるクリーニング装置を用いて像担持体の表面上のトナーをクリーニングする画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、像担持体たる中間転写ベルトに対して転写ローラを当接させて転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルトの表面に形成したトナー像を、転写ニップに挟み込んだ記録紙に転写する。転写ニップを通過した後の中間転写ベルトの表面には、記録紙に転写されなかった若干量の転写残トナーが付着している。この転写残トナーについては、クリーニング装置によってベルト表面から除去する。クリーニング装置は、ベルト表面に当接しながら回転する第１クリーニングブラシローラと、これよりもベルト表面移動方向の下流側でベルト表面に当接しながら回転する第２クリーニングブラシローラとにより、転写残トナーをベルト表面から掻き取るように構成されている。かかる構成においては、クリーニング部材としての第１クリーニングブラシローラによってベルト表面から除去し切れなかったトナーを発生させても、それを第２クリーニングブラシローラによって除去することが可能である。よって、ジャム紙の発生に起因して、転写残トナーのみならず、トナー像そのものを除去する必要が生じたときなど、多量のトナーを除去する必要がある場合でも、その多量のトナーを良好にクリーニングすることができる。

しかしながら、この画像形成装置は、次に説明する理由により、クリーニング装置の保守費用をコスト高にしてしまうという問題があった。即ち、第２クリーニングブラシローラよりもベルト表面移動方向の上流側でトナーをベルト表面から除去する第１クリーニングブラシローラは、第２クリーニングブラシローラよりも多量のトナーを処理する。よって、通常は、第１クリーニングブラシローラの方が、第２クリーニングブラシローラよりも早く寿命を迎えることになる。第１クリーニングブラシローラが寿命を迎えたときに、第２クリーニングブラシローラはまだ十分に使用できる状態であることも少なくない。にもかかわらず、特許文献１の画像形成装置においては、第１クリーニングブラシローラが寿命に達した時点で、クリーニング装置全体を新品のものに交換しなければならないため、保守費用がコスト高になってしまうのである。

これまで、像担持体たる中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置において生ずる問題について説明してきたが、像担持体に限らず、像担持体とは異なるものを被清掃体としてクリーニングする構成においても、同様の問題が生じ得る。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりもクリーニング装置の保守費用を低減することが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である。

本発明者らは、従来のクリーニング装置においては、機能保証の都合から、ケーシングを容易に分解できない構造にしていたことに着目して、本発明を完成させるに至った。具体的には、クリーニング装置のケーシングがユーザーによって容易に分解されてしまう構造になっていると、ユーザーが何らかの目的でケーシングを分解及び再組み立てした際に何らかの不手際を引き起こして、クリーニング装置が正常な機能を発揮しなくなってしまうおそれがある。このため、ケーシングについては、一般的なネジを使用せずに、ケース同士の嵌合によって組み立てるようにするとともに、ケース接合位置を見た目で解り難くするなどといった構成を採用することで、ユーザーによる分解が容易に行われないようにするのが一般的である。かかる構成では、ケーシング内の個々の部品をユーザーに交換してもらうことができないので、内部の部品が１つでも寿命に達した場合には、装置全体を交換してもらう必要がある。しかし、内部の部品をそれぞれ単体で装置本体に着脱するのではなく、ある程度まとまったサブユニットの状態で着脱する構成にすれば、サブユニットの着脱については不慣れなユーザーであっても容易且つ不手際なしに行うことが可能である。第１クリーニングブラシローラをその周囲の部材とともに保持する第１サブユニットと、第２クリーニングブラシローラをその周囲の部材とともに保持する第２サブユニットとをそれぞれ装置本体に着脱可能にしたとする。すると、例えば第１クリーニングブラシローラが寿命に達したときには、第１サブユニットだけをユーザーに交換してもらうことで、まだ寿命に達していない第２クリーニングブラシローラについては、装置本体に残してそのまま使用を継続してもらうことが可能になる。

そこで、上記目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに被清掃体の表面に当接しながら、前記表面に付着している付着物を掻き取ってクリーニングする複数のクリーニング部材が、前記被清掃体の表面移動方向に沿って順に並ぶように配設されたクリーニング装置において、複数の前記クリーニング部材を、それぞれ個別の保持体に保持させて、少なくとも前記クリーニング部材と前記保持体とからなる複数のサブユニットとして構成し、それらサブユニットを着脱可能に保持するサブユニット保持体を設け、且つ、複数のサブユニットのうち、少なくとも何れか１つについて、前記クリーニング部材によって前記被清掃体から掻き取って前記保持体内に受け入れた付着物を、前記保持体内から前記ユニット保持体の外に排出するための排出開口を、前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、前記排出開口を、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のクリーニング装置において、前記サブユニット保持体と前記被清掃体とを連結する連結部材を設けるととにも、前記サブユニット保持体を前記連結部材によって前記被清掃体に連結させた状態で、前記サブユニット保持体に対して複数の前記サブユニットをそれぞれ個別に着脱可能にしたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかのクリーニング装置において、複数の前記サブユニットのうち、少なくとも何れか１つを前記サブユニット保持体に位置決めするための位置決め部を前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のクリーニング装置において、前記位置決め部を、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかのクリーニング装置において、複数の前記サブユニットのうち、少なくとも何れか１つに伝達する駆動力を受けるカップリングを前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６のクリーニング装置において、前記カップリングを、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを掻き取ってクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、前記クリーニング装置として、請求項１乃至７の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。

これらの発明においては、複数のクリーニング部材をそれぞれ専用の保持体とともにサブユニット保持体に対して着脱するサブユニットとして構成したことで、複数のクリーニング部材をそれぞれ他のクリーニング部材から切り離してユーザーに交換してもらうことができる。複数のクリーニング部材のうち、何れか１つが寿命に到達した場合、ユーザーは、複数のサブユニットのうち、寿命に到達したクリーニング部材を保持しているサブユニットだけを交換することで、寿命に到達していないクリーニング部材については、そのまま筺体内に残して使用することが可能になる。よって、従来よりもクリーニング装置の保守費用を低減することができる。

実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。 同プリンタのベルトクリーニング装置とその周囲とを拡大して示す拡大構成図。 同ベルトクリーニング装置の第１サブユニットを示す拡大構成図。 同ベルトクリーニング装置の第２サブユニットを示す拡大構成図。 同ベルトクリーニング装置の第３サブユニットを示す拡大構成図。 同第１サブユニットを長手方向の一端側から示す斜視図。 同ベルトクリーニング装置を長手方向の一端側から示す斜視図。 同ベルトクリーニング装置のサブユニット保持体のメインフレームを長手方向の一端側から示す側面図。 同サブユニット保持体のサイドプレートを裏面側から示す側面図。 同プリンタの転写ユニットを上方から示す平面図。 同転写ユニットをローラ軸線方向の一端側から示す斜視図。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー，マゼンタ，シアン，黒（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これら画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをそれぞれ有している。感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの回りには、帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、現像装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、図示しない除電装置とが配設されている。画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。

画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に対してレーザー光Ｌを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。また、画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、像担持体たる無端状の中間転写ベルト８を具備する転写ユニット７が配設されている。

転写ユニット７は、中間転写ベルト８の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された２次転写ローラ１８、テンションローラ１６、ベルトクリーニング装置１００、潤滑剤塗布装置２００などを有している。

中間転写ベルト８のループ内側には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、従動ローラ１０と、駆動ローラ１１と、２次転写対向ローラ１２と、第１クリーニング対向ローラ１３と、第２クリーニング対向ローラ１４と、第３クリーニング対向ローラ１５と、塗布ブラシ対向ローラ１７とが配設されている。これらローラは何れも、自らの周面の一部に中間転写ベルト８を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、３つのクリーニング対向ローラ（１３、１４、１５）の機能として、必ずしも一定の張力を付与する働きを付加しなければならないということはない。それらクリーニング対向ローラは、中間転写ベルト８の無端移動に追従して従動回転するものであってもよい。

中間転写ベルト８は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ１１の回転により、図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。

ベルトループ内側に配設されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。なお、１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の１次転写バイアスが印加される。

ベルトループ内側に配設された２次転写対向ローラ１２は、ベルトループ外側に配設された２次転写ローラ１８との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、２次転写ローラ１８とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ１８には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の２次転写バイアスが印加される。これにより、２次転写ニップ内では、中間転写ベルト８上のトナー像を２次転写ニップ内に挟み込まれた記録紙に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。なお、２次転写ローラ１２と他のローラとにより、無端状の紙搬送ベルトを張架する紙搬送ベルトユニットを構成し、紙搬送ベルトと中間転写ベルト８との当接によって２次転写ニップを形成するようにしてもよい。

ベルトループ内側に配設された第１クリーニング対向ローラ１３、第２クリーニング対向ローラ１４、第３クリーニング対向ローラ１５は、それぞれベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置１００との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、後述する３つのクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置１００の詳細については、後述する。

本プリンタは、記録紙Ｐを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Ｐを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙Ｐを受け入れて２次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した２次転写ニップの図中右側方に備えている。また、２次転写ニップから送り出される記録紙Ｐを受け入れてその記録紙Ｐに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した２次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを補給する図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給装置も備えている。

近年、記録紙Ｐとして従来広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙Ｐが用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト８上のトナー像を紙に２次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、２次転写ニップでトナー層や平滑性の悪い記録紙Ｐの表面に追従させて弾性層を柔軟に変形させるようにしている。中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト８に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト８表面が局部的な凸凹に追従して変形できるのである。これにより、２次転写ニップ圧を過剰に高めることなく、記録紙Ｐの表面の凹部に中間転写ベルト８を良好に密着させることが可能になるので、表面平滑性の悪い記録紙Ｐに対してもトナー像を転写ムラなく転写することができる。本プリンタにおいては、中間転写ベルト８として、少なくとも基層、弾性層、及び表面のコート層を具備するものを用いている。

中間転写ベルト８の表面に対しては、ベルト表面を保護する狙いから、潤滑剤塗布装置２００によって潤滑剤を塗布している。潤滑剤塗布装置２００は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤２０２と、固形潤滑剤２０２に当接しながら回転することで固形潤滑剤２０２から掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト８表面に塗布する塗布部材たる塗布ブラシローラ２０１とを備えている。

パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ１１を図中時計回り方向に回転駆動して、中間転写ベルト８を無端移動させる。駆動ローラ１１以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させるか、あるいは駆動ローラ１１と同じ線速で図中時計回り方向に回転駆動する。同時に、画像形成ユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転駆動する。また、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面を帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Ｌの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に形成した静電潜像を現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像することで、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を形成する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、上述したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップにて、中間転写ベルト８のおもて面に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。

一方、給紙部では、図示しない給紙ローラによって給紙カセットから記録紙Ｐを１枚ずつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト８上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Ｐを２次転写ニップに送り込んで、ベルト上の４色重ね合わせトナー像を記録紙Ｐに一括２次転写する。これにより、記録紙Ｐの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Ｐについては、２次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を中間転写ベルト８に１次転写した後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについては、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Ｐに一次転写した後の中間転写ベルト８については、ベルトクリーニング装置１００によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。

図２は、本プリンタのベルトクリーニング装置１００とその周囲とを拡大して示す拡大構成図である。同図において、ベルトクリーニング装置１００は、クリーニング部材として、第１クリーニングブラシローラ１０２、これに対してベルト移動方向下流側で隣り合っている第２クリーニングブラシローラ１１２、及び、これに対してベルト移動方向下流側で隣り合っている第３クリーニングブラシローラ１２２の３つを具備している。

第１クリーニングブラシローラ１０２は、中間転写ベルト８上の転写残トナーや、ジャム紙発生時の中間転写ベルト８に担持されているトナー像を構成するトナーを大まかに除去するためのものである。金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の導電性繊維からなるブラシローラ部とを具備しており、２次転写ニップを通過した後のベルト表面に当接して第１クリーニングニップを形成している。第１クリーニングブラシローラ１０２の回転軸部材には、図示しない電源により、トナーの正規帯電極性（本例ではマイナス）とは逆極性（本例ではプラス）の第１クリーニングバイアスが印加される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８の表面に付着しているトナーは、第１クリーニングバイアスによる静電力や物理的な掻き取り効果により、その殆どが、第１クリーニングブラシローラ１０２のブラシローラ部内に捕捉される。但し、一部のトナーは除去し切れずに、ベルト表面上に残ってしまうことがある。第１クリーニングブラシローラ１０２の図中左下においては、第１回収ローラ１０３が第１クリーニングブラシローラ１０２に当接して第１回収ニップを形成している。この第１回収ローラ１０３には、トナーの正規帯電極性とは逆極性であって、且つ絶対値が第１クリーニングバイアスよりも大きな第１回収バイアスが印加されている。第１クリーニングブラシローラ１０２のブラシローラ部内のトナーは、第１回収バイアスによる静電力でブラシ内から第１回収ローラ１０３表面に転移する。このようにして第１回収ローラ１０３の表面に転移したトナーは、第１回収ローラ１０３に当接している第１掻き取りブレード１０４により、ローラ表面から掻き落とされる。なお、第１掻き取りブレード１０４に対して、トナーの正規帯電極性とは逆極性であって、且つ第１回収バイアスよりも絶対値の大きな第１掻き取りバイアスを印加してもよい。第１回収ローラ１０３の表面から掻き落とされたトナーは、第１スクリュウ１０５の回転駆動により、クリーニング装置１００の外部に排出される。なお、本プリンタにおいては、中間転写ベルト８上に形成された全面ベタ画像をジャムに起因して２次転写せずに第１クリーニングニップに進入させた場合に、その約９０［％］を第１クリーニングブラシローラ１０２で除去できるように、第１クリーニングバイアスやニップ幅などが設定されている。

第２クリーニングブラシローラ１１２は、第１クリーニングブラシローラ１０２で除去し切れなかったトナーのうち、正規の帯電極性とは逆極性に帯電している逆帯電トナーを除去するためのものである。金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の導電性繊維からなるブラシローラ部とを具備しており、上記第１クリーニングニップを通過した後の中間転写ベルト８の表面に当接して第２クリーニングニップを形成している。第２クリーニングブラシローラ１１２の回転軸部材には、図示しない電源により、トナーの正規帯電極性と同じ極性の第２クリーニングバイアスが印加される。第１クリーニングブラシローラ１０２によって除去し切れなかったトナーのうち、逆帯電トナーは、第２クリーニングバイアスによる静電力や物理的な掻き取り効果により、第２クリーニングブラシローラ１１２のブラシローラ部内に捕捉される。第２クリーニングブラシローラ１１２の図中左下においては、第２回収ローラ１１３が第２クリーニングブラシローラ１１２に当接して第２回収ニップを形成している。この第２回収ローラ１１３には、トナーの正規帯電極性と同じ極性であって、且つ絶対値が第２クリーニングバイアスよりも大きな第２回収バイアスが印加されている。第２クリーニングブラシローラ１１２のブラシローラ部内のトナーは、第２回収バイアスによる静電力でブラシ内から第２回収ローラ１１３表面に転移する。このようにして第２回収ローラ１１３の表面に転移したトナーは、第２回収ローラ１１３に当接している第２掻き取りブレード１１４により、ローラ表面から掻き落とされる。なお、第２掻き取りブレード１１４に対して、トナーの正規帯電極性と同じ極性であって、且つ第２回収バイアスよりも絶対値の大きな第２掻き取りバイアスを印加してもよい。第２回収ローラ１１３の表面から掻き落とされたトナーは、第２スクリュウ１１５の回転駆動により、クリーニング装置１００の外部に排出される。

第３クリーニングブラシローラ１２２は、第１クリーニングブラシローラ１０２で除去し切れなかったトナーのうち、正規の帯電極性に帯電しているトナーを除去するためのものである。金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の導電性繊維からなるブラシローラ部とを具備しており、上記第２クリーニングニップを通過した後のベルト表面に当接して第３クリーニングニップを形成している。第３クリーニングブラシローラ１２２の回転軸部材には、図示しない電源により、トナーの正規帯電極性とは逆極性の第３クリーニングバイアスが印加される。第１クリーニングブラシローラ１０２によって除去し切れなかったトナーのうち、正規帯電トナーは、第３クリーニングバイアスによる静電力や物理的な掻き取り効果により、第３クリーニングブラシローラ１２２のブラシローラ部内に捕捉される。第３クリーニングブラシローラ１２２の図中左下においては、第３回収ローラ１２３が第３クリーニングブラシローラ１２２に当接して第３回収ニップを形成している。この第３回収ローラ１２３には、トナーの正規帯電極性とは逆極性であって、且つ絶対値が第３クリーニングバイアスよりも大きな第３回収バイアスが印加されている。第３クリーニングブラシローラ１２２のブラシローラ部内のトナーは、第３回収バイアスによる静電力でブラシ内から第３回収ローラ１２３表面に転移する。このようにして第３回収ローラ１２３の表面に転移したトナーは、第３回収ローラ１２３に当接している第３掻き取りブレード１２４により、ローラ表面から掻き落とされる。なお、第３掻き取りブレード１２４に対して、トナーの正規帯電極性とは逆極性であって、且つ第３回収バイアスよりも絶対値の大きな第３掻き取りバイアスを印加してもよい。第３回収ローラ１２３の表面から掻き落とされたトナーは、第３スクリュウ１２５の回転駆動により、クリーニング装置１００の外部に排出される。

３つのクリーニングブラシローラ（１０２、１１２、１２２）において、ブラシローラ部の直径は、１５〜３０［ｍｍ］程度である。ブラシローラ部を導電性繊維は、二層の芯鞘構造となっており、芯部が導電性カーボンなどの導電性材料からなり、表面部がポリエステルなどの絶縁性材料で覆われている。これにより、芯は、クリーニングブラシローラに印加された電圧とほぼ同じ電位になり、トナーを導電性繊維の表面に静電的に引き付けることができる。その結果、中間転写ベルト８上のトナーは、クリーニングブラシローラに印加された電圧の作用によって導電性繊維の方面に静電的に付着する。芯鞘構造の導電性繊維の代わりに、導電部のみからなる導電性繊維を用いてもよい。また、回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛にしてもよい。また、第１クリーニングブラシローラ１０２及び第３クリーニングブラシローラ１２２にだけ、芯鞘構造の導電性繊維を用い、第２クリーニングブラシローラ１１２については、導電部のみからなる導電性繊維を用いてもよい。逆帯電トナーをクリーニングする第２クリーニングブラシローラ１１２だけ導電部のみの導電性繊維とすることで、第２クリーニングニップでは、ブラシからトナーに対して正規帯電極性の電荷を注入し易くすることができるからである。これに対し、第１クリーニングニップや第３クリーニングニップでは、導電性繊維を芯鞘構造とすることにより、トナーへの電荷注入を抑制して、トナーの逆帯電を抑えることができる。

また、３つのクリーニングブラシローラについては、それぞれ中間転写ベルト８に対して１［ｍｍ］の食い込み量で食い込ませている。食い込み量とは、クリーニングバックアップローラの半径と、クリーニングブラシローラの半径と、中間転写ベルト８の厚みとの合計から、クリーニングバックアップローラの中心とクリーニングブラシローラの中心との距離を差し引いた値である。それぞれのクリーニングブラシローラの回転方向については、クリーニングニップ内でブラシ表面をベルトとは逆方向に移動させるいわゆるカウンター方向に設定している。クリーニングニップにおいて、ブラシの導電性繊維をカウンター方向に移動させることで、両者の線速差を大きくして、トナーの掻き取り効果を増大させることができる。

第１回収ローラ１０３、第２回収ローラ１１３、第３回収ローラ１２３としては、それぞれステンレスによって軸部材とローラ部とが一体成形されたステンレスローラを用いた。なお、これらの回収ローラは、クリーニングブラシローラ内に捕捉されたトナーをブラシの導電性繊維と回収ローラとの電位差によってブラシ内からローラ表面に転移させる機能さえ発揮できれば、どのような材料からなっていてもかまわない。例えば、導電性芯金の表面に、厚さ数〜１００［μｍ］程度の高抵抗弾性チューブを被せたり、さらにその上に絶縁コーティング層を被覆したりして、ローラ抵抗をｌｏｇＲ＝１２〜１３［Ω］程度に調整したものであってもよい。但し、ステンレスローラを用いることで、ローラのコストを低減するとともに、印加電圧を低く抑えることでランニングコストを低減したりすることができる。一方、抵抗をｌｏｇＲ＝１２〜１３［Ω］に調整したローラでは、回収ニップ内でのトナーへの電荷注入を抑制して、電荷注入に起因するトナーのチャージアップによって回収効率を低下させてしまうという事態の発生を抑えることができる。

クリーニングブラシローラ（１０２、１１２、１２２）の設定条件は、次の通りである。
・ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
・ブラシ抵抗：１０^６〜１０^８［Ω］
・第１クリーニングバイアス：＋１６００〜＋２０００［Ｖ］
・第２クリーニングバイアス：−２０００〜−２４００［Ｖ］
・第３クリーニングバイアス：＋８００〜＋１２００［Ｖ］
・ブラシ植毛密度：１０万［本／ｉｎｃｈ２］
・導電性繊維の直径：約２５〜３５［μｍ］
・ブラシ先端の毛倒れ処理：あり
・ブラシ径φ：１５〜３０［ｍｍ］（第２、第３は１５〜１６ｍｍ）
・中間転写ベルト８へのブラシ繊維喰い込み量：１［ｍｍ］

なお、第２クリーニングバイアスは、第２クリーニングニップ内でベルト上の逆帯電トナーに対して正規帯電極性であるマイナスの電荷を注入できるように、比較的大きな値に設定されている。ブラシ植毛密度、ブラシ抵抗、導電性繊維の径、バイアス、導電性繊維の種類、ブラシ食い込み量などの条件は、例示したものに限られるものではない。導電性繊維の種類としては、ナイロン、アクリル、ポリエステル製のものを例示することができる。

回収ローラ（１０３、１１３、１２３）の設定条件は、次の通りである。
・材質：ステンレス
・回収ローラに対するブラシ喰い込み量：１．５［ｍｍ］
・第１回収バイアス：＋２０００〜＋２４００［Ｖ］
・第２回収バイアス：−２４００〜−２８００［Ｖ］
・第３回収バイアス：＋１０００〜＋１４００［Ｖ］
これらの設定条件は、例示したものに限られるものではない。

掻き取りブレード（１０４、１１４、１２４）の設定条件は、次の通りである。
・ブレード当接角度：２０［°］
・ブレード厚み：０．１［ｍｍ］
・回収ローラへのブレード食い込み量：１．０［ｍｍ］
これらの設定条件は、例示したものに限られるものではない。

本プリンタにおいては、中間転写ベルト８上のトナーをまず始めに大まかに除去する第１クリーニングブラシローラ１０２を設けたことで、ジャム紙の発生などに起因して、多量のトナーを除去しなければならなくなったときでも、トナーを良好にクリーニングすることができる。中間転写ベルト８上のトナーをまず始めに大まかに除去する第１クリーニングブラシローラ１０２により、多量のトナーの殆どを除去するとともに、除去し切れなかった逆帯電トナーや正規帯電トナーを、第２クリーニングブラシローラ１１２や第３クリーニングブラシローラ１２２によって確実に除去することができるからである。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
第１クリーニングブラシローラ１０２、第１回収ローラ１０３、第１掻き取りブレード１０４、及び第１スクリュウ１０５は、保持体たる第１サブユニットケーシング１０６内に収容、保持されている。そして、図３に示すように、それぞれが第１サブユニット１０１の一部を構成している。この第１サブユニット１０１は、サブユニット保持体１５０に対して着脱可能になっている。

先に示した図２において、第２クリーニングブラシローラ１１２、第２回収ローラ１１３、第２掻き取りブレード１１４、及び第２スクリュウ１１５は、保持体たる第２サブユニットケーシング１１６内に収容、保持されている。そして、図４に示すように、それぞれが第２サブユニット１１１の一部を構成している。この第２サブユニット１１１は、サブユニット保持体１５０に対して着脱可能になっている。

先に示した図２において、第３クリーニングブラシローラ１２２、第３回収ローラ１２３、第３掻き取りブレード１２４、及び第３スクリュウ１２５は、保持体たる第３サブユニットケーシング１２６内に収容、保持されている。そして、それぞれが第３サブユニット１２１の一部を構成している。この第３サブユニット１２１は、サブユニット保持体１５０に対して着脱可能になっている。

図６は、第１サブユニット１０１を長手方向（ローラ軸線方向）の一端側から示す斜視図である。第１サブユニットケーシング１０６における一端側の側面には、第１位置決め突起１０６ａと、第２位置決め突起１０６ｂとが、それぞれローラ軸線方向に突出するように設けられている。同図では裏側に隠れて示されていないが、第１サブユニットケーシング１０６における一端側の側面にも、同様の第１位置決め突起と、第２位置決め突起とが形成されている。また、図２に示した第２サブユニット１１１や第３サブユニット１２１においても、サブユニットケーシングの両側面にそれぞれ、同様の第１位置決め突起や第２位置決め突起が形成されている。

図７は、ベルトクリーニング装置１００を長手方向の一端側から示す斜視図である。ベルトクリーニング装置１００において、第１サブユニット１０１、第２サブユニット１１１及び第３サブユニット１２１を保持しているサブユニット保持体１５０は、メインフレーム１６０とサイドプレート１９０とに主に大別される。サイドプレート１９０は、サブユニット保持体１５０の一端側の側壁を構成しており、ネジ１９２によってメインフレーム１６０に固定されている。また、メインフレーム１６０は、サブユニット保持体１５０の他端側の側壁や、背面壁などを構成している。

メインフレーム１６０の側壁の外面からは、２つの位置決めピン１６１がそれぞれ突出している。これら位置決めピン１６１は、図１０に示すように、転写ユニット７の前側板７１に設けられた位置決め穴に挿入されることで、転写ユニット７に対してベルトクリーニングユニット１００を位置決めするためのものである。

図７において、サイドプレート１９０には、２つの位置決め穴１９１が設けられている。これら位置決め穴１９１は、図１１に示すように、転写ユニット７の後側板７２に対してボルト止めされることで、転写ユニット７に対してベルトクリーニングユニット１００を位置決めするためのものである。

図８は、サブユニット保持体（１５０）のメインフレーム１６０を長手方向の一端側から示す側面図である。メインフレーム１６０の正面壁や底壁は、図示しない第１サブユニットを受ける第１サブユニット受部１６７を構成している。メインフレーム１６０の側壁には、第１主位置決め凹部１６３、第１副位置決め凹部１６４、第１カップリング１６５、第１トナー排出開口１６６などが設けられている。第１主位置決め凹部１６３は、図示しない第１サブユニットの第１サブユニットケーシングに設けられた第１位置決め突起（図６の１０６ａ）を受け入れることで、第１サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。また、第１副位置決め凹部１６４は、図示しない第１サブユニットの第１サブユニットケーシングに設けられた第２位置決め突起（図６の１０６ｂ）を受け入れることで、第１サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。第１主位置決め凹部１６３が真円状の断面形状になっているのに対し、第１副位置決め凹部１６４は楕円状の断面形状になっている。この楕円状の断面形状によって第２位置決め突起を受け入れることで、第１サブユニットケーシングにおける２つの位置決め突起間の僅かな位置誤差を吸収することができる。第１カップリング１６３は、メインフレーム１６０の側壁に回動自在に設けられている。この第１カップリング１６３は、メインフレーム１６０の側壁の外側に設けられた図示しない外部カップリングと一体になっており、側壁を貫通しながら側壁によって回動自在に支持されている。図示しない第１サブユニットがメインフレーム１６０内にセットされると、第１サブユニットに設けられた駆動受入用カップリングが、図示の第１カップリング１６３に係合する。この状態で、ベルトクリーニング装置がプリンタ本体内にセットされると、プリンタ本体に設けられた図示しない原動側カップリングが、メインフレーム１６０に設けられた前記外部カップリングに係合する。これにより、原動側カップリングの回転駆動力が、前記外部カップリングと第１カップリング１６３とを介して、第１サブユニットの各種回転部材に伝達される。第１トナー排出開口１６６は、図示しない第１サブユニットから第１スクリュウの回転駆動によって排出されるトナーを、メインフレーム１６０の外部に排出するためのものである。

メインフレーム１６０の側壁には、第２主位置決め凹部１７３、第２副位置決め凹部１７４、第２カップリング１７５、第２トナー排出開口１７６、第２サブユニット受部１７７なども設けられている。第２主位置決め凹部１７３は、図示しない第２サブユニットの第２サブユニットケーシングに設けられた第１位置決め突起を受け入れることで、第２サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。また、第２副位置決め凹部１７４は、図示しない第２サブユニットの第２サブユニットケーシングに設けられた第２位置決め突起を受け入れることで、第２サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。第２主位置決め凹部１７３が真円状の断面形状になっているのに対し、第２副位置決め凹部１７４が楕円状の断面形状になっている点は、第１サブユニットと同様である。第２カップリング１７５の役割は、第１カップリング１６３と同様である。また、第２トナー排出開口１７６の役割は、第１サブユニットの第１トナー排出開口１６６と同様である。

メインフレーム１６０の側壁には、第３主位置決め凹部１８３、第３副位置決め凹部１８４、第３カップリング１８５、第３トナー排出開口１８６、第３サブユニット受部１８７なども設けられている。第３主位置決め凹部１８３は、図示しない第３サブユニットの第３サブユニットケーシングに設けられた第１位置決め突起を受け入れることで、第３サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。また、第３副位置決め凹部１８４は、図示しない第３サブユニットの第３サブユニットケーシングに設けられた第２位置決め突起を受け入れることで、第３サブユニットをメインフレーム１６０に対して位置決めするためのものである。第３主位置決め凹部１８３が真円状の断面形状になっているのに対し、第３副位置決め凹部１８４が楕円状の断面形状になっている点は、第１サブユニットと同様である。第３カップリング１８５の役割は、第１カップリング１６３と同様である。また、第３トナー排出開口１８６の役割は、第１サブユニットの第１トナー排出開口１６６と同様である。

図９は、サイドプレート１９０を裏面側から示す側面図である。サイドプレート１９０の裏面にも、メインフレームと同様の第１主位置決め凹部１６３、第１副位置決め凹部１６４、第２主位置決め凹部１７３、第２副位置決め凹部１７４、第３主位置決め凹部１８３、及び第３副位置決め凹部１８４が設けられている。また、サイドプレート１９０には、ネジを貫通させるためのネジ開口１９３や、上述した位置決め穴１９１が設けられている。

以上の構成を備える本プリンタにおいて、第１サブユニット１０１、第２サブユニット１１１、及び第３サブユニット１２１を着脱可能に保持するサブユニット保持体１５０は、それら３つのサブユニットを保持しながら、それらサブユニットの相対位置を位置決めする役割を担っている。サブユニット保持体１５０をメインフレーム１６０とサイドプレート１９０とに分解しても、個々の部品については各サブユニット内に収容したままの状態になっているので、ユーザーによる分解が行われても何ら差し障りない。このように、各クリーニングブラシローラ８１０２、１１２、１２２）を、サブユニットケーシングとともにサブユニット保持体１５０に対して着脱するサブユニット（１０１、１１１、１２１）として構成したことで、３つのクリーニングブラシローラをそれぞれ他のクリーニング部材から切り離して交換してもらうことができる。３つのクリーニングブラシローラのうち、何れか１つが寿命に到達した場合、ユーザーは、複数のサブユニットのうち、寿命に到達したクリーニングブラシローラを保持しているサブユニットだけを交換することで、寿命に到達していないクリーニングブラシローラやその周囲の部材については、そのまま筺体内に残して使用することが可能になる。よって、従来よりもクリーニング装置の保守費用を低減することができる。

なお、少なくともクリーニングブラシローラを保持する保持体として、内部の部品を完全に覆うサブユニットケーシングを用いた例について説明したが、保持している個々の部品を容易に取り外せない構造のものであって、且つ個々の部品をサブユニット保持体上で所定の姿勢に維持するものであれば、部品を完全に覆うケーシングでなくてもよい。例えば、クリーニングブラシローラなどの部品をローラ軸線方向の一端側で支持する第１側板、及び他端側で支持する第２側板だけからなる保持体であっても、それら側板をローラ軸上で軸線方向にずらさない構造になっていれば、保持体として機能させることができる。

先に図２に示したように、３つのクリーニングブラシローラのうち、トナー処理量が最も多くなる第１クリーニングブラシローラ１０２については、他の２つのクリーニングブラシローラよりも大きくしている。これにより、第１クリーニングブラシローラ１０２については、他の２つのクリーニングブラシローラに比べて、同じ線速の条件でより少ない回転数によるクリーニングを行わせることで、ブラシローラ部を劣化させ難くしている。これにより、第１クリーニングブラシローラ１０２の寿命到達期間を、他の２つのクリーニングブラシローラの寿命到達期間に近づけて、第１クリーニングブラシローラ１０２の交換頻度が他の２つに比べて大幅に高くなるという事態の発生を回避することができる。

なお、第１クリーニングブラシローラ１０２だけではく、第１回収ローラ１０３も、他の回収ローラよりも大きくしてもよい。これにより、第１回収ローラ１０３の寿命到達期間も、他の２つの回収ローラに近づけることができる。

また、第２クリーニングブラシローラ１１２により、逆帯電トナーに対して正規帯電極性の電荷を注入するようにした例について説明したが、電荷を注入せずに逆帯電トナーをクリーニングする役割だけを担わせてもよい。

また、第１クリーニング部材１０２によって除去し切れなかった正規帯電トナーをクリーニングするためのクリーニングブラシローラを、除去し切れなかった逆帯電トナーをクリーニングするためのクリーニングブラシローラよりもベルト移動方向の下流側に設けた例について説明したが、両者の位置関係を逆転させてもよい。この場合、除去し切れなかった正規帯電トナーをクリーニングするためのクリーニングブラシローラにより、一部のトナーに対して正規帯電極性とは逆極性の電荷を注入することで、一部のトナーを逆帯電させてもよい。逆帯電させたトナーについては、下流側の逆帯電トナーをクリーニングするためのクリーニングブラシローラによって除去することが可能だからである。

また、除去し切れなかった逆帯電トナーをクリーニングするためのクリーニングローラを、逆帯電トナーに対して正規極性の電荷を注入する電荷注入ローラとしてのみ機能させて、逆帯電トナーをクリーニングしない構成にしてもよい。逆帯電トナーに対して正規極性の電荷を注入して逆帯電トナーを正規帯電トナーに変化させることで、下流側のクリーニングブラシローラによって除去することが可能になるからである。正規極性の電荷を注入する手段として、ブラシローラの代わりに、ブレードやコロナチャジャーなどを用いてもよい。

また、クリーニングブラシローラの金属製の回転軸部材に対してクリーニングバイアスを印加する例について説明したが、各回収ローラとして金属製のものを用いて、回収ローラを介してクリーニングブラシローラにクリーニングバイアスを印加してもよい。この場合、クリーニングブラシローラの繊維抵抗による電位降下によって、回収ローラとの接触部を介する形態で、回収ローラに印加されたバイアス電圧よりも幾分低いバイアス電圧がクリーニングブラシローラに印加されている状態となる。これにより、回収ローラとクリーニングブラシローラとの間に電位差が形成され、回収ローラ方向へ電位勾配によりクリーニングブラシローラから回収ローラへトナーを静電的に移動させることができる。

また、被清掃体たる中間転写ベルト８をクリーニングするベルトクリーニング装置１００に本発明を適用した例について説明したが、中間転写ベルト８とは異なる像担持体をクリーニングするクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。例えば、像担持体たる感光体をクリーニングするドラムクリーニング装置に、本発明を適用してもよい。

また、３つのサブユニットを設けた例について説明したが、２つ、あるいは４つのサブユニットを設けたクリーニング装置にも、本発明の適用が可能である。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、複数の保持体として、それぞれクリーニングブラシローラを収容するサブユニットケーシング（１０６、１１６、１２６）を用いている。かかる構成では、サブユニット保持体１５０を分解しても、個々の部品については、サブユニットケーシングの中に収容させて外部に露出させない状態を維持するので、分解時に各部品の状態を変化させてしまうことを回避することができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、サブユニット保持体１５０と被清掃体たる中間転写ベルト８とを連結する連結部材たる側板７１を設けている。サブユニット保持体１５０のサイドプレート１９０を取り外しても、メインフレーム１６０については、側板７１に係合させて、メインフレーム１６０を中間転写ベルト８に連結させた状態で、メインフレーム１６０に対して複数のサブユニット（１０１、１１１、１２１）をそれぞれ個別に着脱することができる。これにより、サブユニットの交換作業を簡素化させることができる。

また、実施形態に係るプリンタにおいては、複数のクリーニングブラシローラのうち、ベルト表面移動方向の最も上流側に配設される第１クリーニングブラシローラ１０２を、他のクリーニングブラシローラよりも大きくしている。かかる構成では、上述したように、第１クリーニングブラシローラ１０２の寿命到達期間を、他の２つのクリーニングブラシローラの寿命到達期間に近づけて、第１クリーニングブラシローラ１０２の交換頻度が他の２つに比べて大幅に高くなるという事態の発生を回避することができる。

８：中間転写ベルト（被清掃体、像担持体）
７１：側板（連結部材）
１００：ベルトクリーニング装置
１０１：第１サブユニット
１０２：第１クリーニングブラシローラ（クリーニング部材）
１０６：第１サブユニットケーシング（保持体）
１１１：第２サブユニット
１１２：第２クリーニングブラシローラ（クリーニング部材）
１１６：第２サブユニットケーシング（保持体）
１２１：第３サブユニット
１２２：第３クリーニングブラシローラ（クリーニング部材）
１２６：第３サブユニットケーシング（保持体）

特開２００７−２５１７３号公報

Claims (8)

1. 互いに被清掃体の表面に当接しながら、前記表面に付着している付着物を掻き取ってクリーニングする複数のクリーニング部材が、前記被清掃体の表面移動方向に沿って順に並ぶように配設されたクリーニング装置において、
   複数の前記クリーニング部材を、それぞれ個別の保持体に保持させて、少なくとも前記クリーニング部材と前記保持体とからなる複数のサブユニットとして構成し、
   それらサブユニットを着脱可能に保持するサブユニット保持体を設け、
   且つ、複数のサブユニットのうち、少なくとも何れか１つについて、前記クリーニング部材によって前記被清掃体から掻き取って前記保持体内に受け入れた付着物を、前記保持体内から前記ユニット保持体の外に排出するための排出開口を、前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１のクリーニング装置において、
   前記排出開口を、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１又は２のクリーニング装置において、
   前記サブユニット保持体と前記被清掃体とを連結する連結部材を設けるととにも、前記サブユニット保持体を前記連結部材によって前記被清掃体に連結させた状態で、前記サブユニット保持体に対して複数の前記サブユニットをそれぞれ個別に着脱可能にしたことを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項１乃至３の何れかのクリーニング装置において、
   複数の前記サブユニットのうち、少なくとも何れか１つを前記サブユニット保持体に位置決めするための位置決め部を前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項４のクリーニング装置において、
   前記位置決め部を、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項１乃至５の何れかのクリーニング装置において、
   複数の前記サブユニットのうち、少なくとも何れか１つに伝達する駆動力を受けるカップリングを前記サブユニット保持体に設けたことを特徴とするクリーニング装置。
7. 請求項６のクリーニング装置において、
   前記カップリングを、複数の前記サブユニットのそれぞれに個別に対応させて前記サブユニット保持体に複数設けたことを特徴とするクリーニング装置。
8. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを掻き取ってクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、
   前記クリーニング装置として、請求項１乃至７の何れかのクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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