JP2007178562A - ベルトクリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流リークの発生を抑制して装置の小型が可能なベルトクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】入力端子７８ａからの負極性バイアスがリード線７９及び軸受け部材８１を介してクリーニングローラ４０のローラ軸に印加され、軸受け部材８１によって金属軸体６５がクリーニングローラ４０のローラ軸と同電位とされる。入力端子７８ｂからの負極性バイアスがリード線８３及び軸受け部材８５を介してメタルローラ５２のローラ軸に印加され、入力端子７８ｂからの負極性バイアスがホルダ５５に直接印加され、メタルローラ５２のローラ軸とホルダ５５とが同電位とされている。
【選択図】図５

Description

本発明は、バイアス電圧が印加されて静電気的にベルト表面のクリーニングを行うベルトクリーニング装置及び画像形成装置に関する。

従来より、レーザプリンタ等の画像形成装置として、用紙の搬送や中間転写等を行うために無端状のベルトを用いたものが知られている。このような画像形成装置では、一般に、ベルト上に付着したトナーや紙粉等の異物を除去するために、ローラやブラシを用いたベルトクリーニング装置が設けられている。例えば特許文献１，２に記載のものでは、ベルトの表面に圧接させるとともにバイアス電圧が印加されたクリーニングローラを回転駆動し、ベルト上の付着物を物理的に掻き取りつつ静電気的に吸引し、このクリーニングローラに転移した付着物をブレードによって掻き落とすようにしている。
特開２００２−１３２０６０公報 特開２００３−３４５２１２公報

ところで、上述したクリーニングローラにバイアス電圧を印加してベルトのクリーニングを行う画像形成装置では、クリーニングローラの周辺に配置される導電性部材、例えば上記ブレードを支持する金属部材は、電気的に浮いた状態にするとノイズの原因になり得るため、一般的にグランドに接続されていた。そして、クリーニングローラと導電性部材との間で電流リークが発生することを避けるために、両者をある程度離間して配置する必要があり、クリーニング装置、ひいては画像形成装置の小型化の弊害となっていた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、電流リークの発生を抑制して装置の小型化が可能なベルトクリーニング装置及び画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係るベルトクリーニング装置は、現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトの表面上の付着物をクリーニングするベルトクリーニング装置であって、前記ベルトの表面に接触可能に配置され、バイアス電圧が印加されて前記付着物を静電気的に吸引するクリーニング部と、前記クリーニング部の周囲に配置される導電性部材と、前記導電性部材を前記クリーニング部と同電位にする同電位印加手段とを備える。
なお、本発明の「現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持」とは、ベルト自体が現像剤像を直接担持する構成、または、現像剤像が担持された被記録媒体をベルトが搬送することでベルトが被記録媒体を介して現像剤像を間接的に担持する構成を意味する。
「ベルト」には、被記録媒体（用紙などの紙製の被記録媒体に限らず、ＯＨＰシートなどのプラスチック製の被記録媒体などであってもよい）を搬送する搬送ベルト、現像剤像が転写される中間転写ベルト、更には像担持体としての感光体ベルト等が含まれる。
「付着物」には、現像剤や紙粉等が含まれる。
「クリーニング部」には、ベルトに直接接触するクリーニングローラのみの構成、クリーニングローラに加えてそれが吸引した付着物を更に吸引する金属ローラを有する構成が含まれる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のベルトクリーニング装置において、前記同電位印加手段は、前記クリーニング部と前記導電性部材とを短絡接続する短絡接続部材である。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のベルトクリーニング装置において、前記クリーニング部に接触して当該クリーニング部が吸引した付着物を掻き取る掻き取り部材を備え、前記導電性部材は、前記掻き取り部材を保持する導電性の保持部材である。

請求項４の発明は、請求項３に記載のベルトクリーニング装置において、前記クリーニング部は、前記ベルトの表面に接触可能なクリーニングローラと、当該クリーニングローラが吸引した付着物を静電気的に吸引する金属ローラとを備えて構成され、前記掻き取り部材は、前記金属ローラの表面に接触して当該金属ローラが吸引した付着物を掻き取る構成とされ、前記同電位印加手段は、前記保持部材を前記金属ローラと同電位にする。

請求項５の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のベルトクリーニング装置において、前記クリーニング部に対して当該クリーニング部との間に前記ベルトを挟持してクリーニング・ニップを形成可能に前記ベルトを介して対向配置されるバックアップローラを保持するとともに揺動可能とされ付勢力を受けて前記バックアップローラを前記クリーニング部側に押圧させる揺動保持アームに当接し、回転することによって前記揺動保持アームを変位させて前記バックアップローラと前記クリーニング部との押圧状態を変化させるカムと、当該カムを回転させる導電性の回転軸体とを備え、前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニング部と同電位にする。
なお、「押圧状態を変化」には、バックアップローラをベルトを介してクリーニング部に押圧させた位置とベルトから離間させた離間位置との間で変化させること、バックアップローラをベルトに接触させた状態でその押圧力を増減させることが含まれる。

請求項６の発明は、請求項５に記載のベルトクリーニング装置において、前記クリーニング部は、前記ベルトの表面に接触するクリーニングローラと、当該クリーニングローラが吸引した付着物を静電気的に吸引する金属ローラとを備えて構成され、前記回転軸体は、前記クリーニングローラに対して前記金属ローラとは反対側の位置において前記クリーニングローラの回転軸と平行をなして配置され、前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニングローラと同電位にする。

請求項７の発明は、請求項６に記載のベルトクリーニング装置において、前記金属ローラに接触して当該金属ローラが吸引した付着物を掻き取る掻き取り部材と、前記掻き取り部材を保持する導電性の保持部材とを備え、前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニングローラと同電位にする第１同電位印加手段と、前記保持部材を前記金属ローラと同電位にする第２同電位印加手段とを備える構成である。

請求項８の発明は、請求項７に記載のベルトクリーニング装置において、前記同電位印加手段は、前記クリーニングローラと、前記カムの回転軸体とを軸受けする導電性の軸受け部材である。

請求項９の発明に係る画像形成装置は、被記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトと、前記請求項１から請求項４のいずれかに記載のベルトクリーニング装置と、を備える。
なお、「画像形成装置」は、プリンタ（例えばレーザプリンタ）などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及び読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。また、上記ベルトを有するものであれば、現像ユニット毎に像担持体を備えたタンデム（シングルパス）方式のものに限らず、各現像ユニットが共通の像担持体に対して現像を行う４サイクル（シングルドラム）方式であってもよい。さらに、現像剤像を被記録媒体に直接転写するダイレクト転写方式、あるいは、中間転写ベルトを介して間接的に転写する中間転写方式のいずれであってもよい。

請求項１０の発明に係る画像形成装置は、被記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトと、前記請求項５から請求項８のいずれかに記載のベルトクリーニング装置と、前記クリーニング部に対して前記ベルトを間に介在させつつ対向配置されるバックアップローラと、前記バックアップローラを支持しつつ一端側を中心に揺動可能に設けられ、他端側が前記カムと当接する揺動保持アームと、を備える。

＜請求項１の発明＞
本構成によれば、バイアス電圧が印加されるクリーニング部の周囲に配置される導電性部材はそのクリーニング部と同電位とされるから、電流リークの発生を抑えることができ、両部材を近接配置することが可能となる。

＜請求項２の発明＞
本構成によれば、短絡接続部材によって比較的簡単にクリーニング部と導電性部材とを同電位にすることができる。

＜請求項３の発明＞
掻き取り部材を保持する保持部材は、ベルトの幅方向に比較的に高い強度を必要とすることから、例えば金属薄板等の導電性のものが用いられることが多い。本構成では、この導電性を有する保持部材とクリーニング部とを同電位にすることで近接配置が可能となる。

＜請求項４の発明＞
クリーニング部が、ベルトの表面に接触するクリーニングローラと、クリーニングローラが吸引した付着物を静電気的に吸引する金属ローラとを備えた構成では、掻き取り部材は金属ローラ側に接触されるので、その掻き取り部材を保持する保持部材（導電性部材）は金属ローラと同電位にすることが望ましい。

＜請求項５の発明＞
本構成によれば、カムの回転軸体をクリーニング部と同電位（請求項３の構成であれば、クリーニング部と回転軸体と保持部材とを同電位）にした。これにより、カムの回転軸体をクリーニング部に近接配置することができ、比較的に径の小さいカムであってもバックアップローラの変位量を稼ぐことができる。

＜請求項６の発明＞
本構成によれば、カムの回転軸体を、金属ローラよりも近接するクリーニングローラと同電位にすることが望ましい。

＜請求項７の発明＞
本構成によれば、保持部材を金属ローラと同電位にすることで両者の近接配置が可能となり、また、カムの回転軸体をクリーニングローラと同電位にすることで両者の近接配置が可能となり、ベルトクリーニング装置全体の小型化を図ることができる。

＜請求項８の発明＞
本構成によれば、クリーニングローラとカムの回転軸体とを共通の導電性軸受け部材によって軸受けさせることで、この軸受け部材を同電位印加手段として機能させることができる。

＜請求項９の発明＞
本構成によれば、本発明を適用することにより、画像形成装置全体の小型化を図ることができる。

＜請求項１０の発明＞
本構成によれば、本発明を適用することにより、画像形成装置全体の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。
＜全体構成＞
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。このレーザプリンタ１は、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する４つの感光体ドラム３０を備えた、いわゆるダイレクトタンデム型のカラーレーザプリンタである。レーザプリンタ１は、本体ケーシング２（「装置本体」に相当）内に、被記録媒体としての用紙３を給紙するための給紙部４、上記感光体ドラム３０を露光するスキャナ部１８、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成ユニット２０、及び、画像形成ユニット２０に対して用紙３を搬送する用紙搬送部３５、ベルトクリーニング装置としてのベルトクリーニングユニット４１などを備えている。本実施形態では、用紙搬送部３５はベルトユニットとして本体ケーシング２の後述する開口部２ａから着脱可能とされ、更に、ベルトクリーニングユニット４１も開口部２ａから着脱可能とされている。なお、以下の説明において、図１における右側を前方とする。

（１）給紙部
給紙部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される供給トレイとしての給紙トレイ７と、給紙トレイ７の前端部の上方に設けられる分離ローラ８および分離パッド９と、分離ローラ８の後側に設けられるピックアップローラ１０と、分離ローラ８の前側上方に配置される一対の紙粉取りローラ１１，１１と、紙粉取りローラ１１，１１の上方に設けられる一対のレジストローラ１２Ａ，１２Ｂとを備えている。

給紙トレイ７は、上面が開口した浅底の箱形をなし、その内側に画像を形成するための用紙３が積載可能となっている。給紙トレイ７の前端部に設けられた前面壁１３は、本体ケーシング２の前面において、フロントカバー６の下側に配されており、この前面壁１３を前側に引くことで給紙トレイ７を本体ケーシング２の前方へ水平に引き出し可能となっている。給紙トレイ７の底面には、用紙３を積層状に載置可能な用紙押圧板７Ａが設けられており、この用紙押圧板７Ａは、後端部において回動可能に支持されるとともに、図示しないばねによって前端部が上方向に付勢されている。これにより給紙トレイ７内に積層された用紙３は前端側が上方に付勢された状態となる。

給紙トレイ７の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７Ａの付勢力によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、分離ローラ８と分離パッド９との間に向けて搬送開始される。そして、その用紙３は、分離ローラ８の回転によって、分離ローラ８と分離パッド９との間に挟まれたときに１枚ごとに捌かれて給紙される。給紙された１枚の用紙は、紙粉取りローラ１１によって紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２Ａ，１２Ｂに搬送される。

レジストローラ１２Ａ，１２Ｂは、駆動ローラ１２Ａ及び従動ローラ１２Ｂから構成され、用紙３をレジスト後に、前方から後方へと折り返すようなＵ字形をなす給紙パス１４を介して後述する用紙搬送部３５の転写ベルト（用紙搬送ベルト）３８上へ折り返し搬送する。

（２）スキャナ部
本体ケーシング２内の最上部には、露光手段としてのスキャナ部１８が設けられている。このスキャナ部１８は、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３０の表面上に高速走査にて照射する。各色に対応した４本のレーザ光Ｌは、スキャナ部１８の底面から斜め後下方に向けて射出される。各レーザ光Ｌの光路は、前後に一定間隔を開けて配され、互いに平行をなす。

（３）画像形成ユニット
本体ケーシング２の前面において給紙トレイ７の上方には、開口部２ａが形成され、下端部が軸支されたフロントカバー６によって開閉可能とされている。本体ケーシング２内には、スキャナ部１８の下側において開口部２ａと連通するユニット収容部１９が設けられ、ここに前方へ引き出し可能で、かつ着脱可能な画像形成ユニット２０が収容されている。画像形成ユニット２０は、フレーム２１を備えており、このフレーム２１には、像担持体としての感光体ドラム３０、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３１、現像器としての４つの現像カートリッジ２２、およびクリーニングブラシ３３が保持されている。なお、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する、これらの構成はいずれも同一構造であるため、図１では、紙面左端のものについてのみ符号を付し、他のものについては省略されている。

４つの各現像カートリッジ２２は、フレーム２１に対して着脱可能に装着されており、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応している。現像カートリッジ２２は、下側が開放される箱形の収容ケース２３を備えており、収容ケース２３内の上部には各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーＴ（重合トナー、現像剤）が充填されるトナー収容室２４が形成されている。トナー収容室２４内にはアジテータ２４Ａが設けられ、このアジテータ２４Ａが図示しないモータからの駆動力の入力により回転駆動されることで内部のトナーＴが撹拌される。トナー収容室２４の下側には、供給ローラ２５、現像剤担持体としての現像ローラ２６および層厚規制ブレード２７が設けられている。

供給ローラ２５は、現像カートリッジ２２の収容ケース２３に回転可能に支持されており、金属製のローラ軸を、導電性の発泡材料からなるローラで被覆することにより構成されている。また、この供給ローラ２５は、図示しないモータからの駆動力の入力により回転駆動される。

現像ローラ２６は、供給ローラ２５の斜め後下方において、供給ローラ２５と互いに圧縮されるように接触した状態で、現像カートリッジ２２の収容ケース２３に回転可能に支持されている。また、現像ローラ２６は、現像カートリッジ２２がフレーム２１に装着された状態で、感光体ドラム３０に対向して接触する。この現像ローラ２６は、金属製のローラ軸を、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体で被覆することにより構成されている。またローラ本体の表面には、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。現像ローラ２６には、現像時に現像バイアスが印加される。また、現像ローラ２６は、図示しないモータからの駆動力の入力により回転駆動される。

層厚規制ブレード２７は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えている。この層厚規制ブレード２７は、現像ローラ２６の上方において収容ケース２３に支持されて、押圧部がブレード本体の弾性力によって現像ローラ２６上に圧接されている。

そして、現像時には、トナー収容室２４から放出されたトナーＴが供給ローラ２５の回転によって、現像ローラ２６に供給され、このとき、供給ローラ２５と現像ローラ２６との間で正極性に摩擦帯電される。現像ローラ２６上に供給されたトナーＴは、現像ローラ２６の回転に伴って、層厚規制ブレード２７と現像ローラ２６との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定の厚さの薄層として現像ローラ２６上に担持される。

感光体ドラム３０は、円筒形状をなし、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。感光体ドラム３０は、ドラム本体の軸心において、ドラム本体の長手方向に沿って延びる軸としての金属製のドラム軸がフレーム２１に支持されることでドラム軸を中心に回転自在に設けられている。また、感光体ドラム３０は、図示しないモータからの駆動力の入力により回転駆動される。

スコロトロン型帯電器３１は、感光体ドラム３０の後側斜め上方において、感光体ドラム３０と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３０と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３１は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３０の表面を一様に正極性に帯電させる。

クリーニングブラシ３３は、感光体ドラム３０の後側に感光体ドラム３０と対向して接触するように配置されている。

感光体ドラム３０の表面は、その回転時、まず、スコロトロン型帯電器３１により一様に例えば＋９００Ｖに正帯電される。その後、スキャナ部１８からのレーザ光の高速走査により露光されて表面電位が部分的に例えば＋１００Ｖにされることで、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ２６の回転により、現像ローラ２６上に担持されかつ例えば＋４５０Ｖに正帯電されているトナーＴが、感光体ドラム３０に対向して接触するときに、感光体ドラム３０の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３０の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３０の表面には、反転現像によるトナー像（現像剤像）が担持される。

その後、感光体ドラム３０の表面上に担持されたトナー像は、次述する転写ベルト３８によって搬送される用紙３が、感光体ドラム３０と転写ローラ３９との間の転写位置を通る間に、転写ローラ３９に印加される負極性の転写バイアス（例えば−７００Ｖ）によって、用紙３に転写される。こうしてトナー像が転写された用紙３は、次いで定着器４２に搬送される。

（４）用紙搬送部
用紙搬送部３５は、ユニット収容部１９に装着される画像形成ユニット２０の下方に配置されている。この用紙搬送部３５は、後側と前側とに間隔をおいて互いに平行に設けられた一対のベルト支持ローラ３６，３７と、両ローラ３６，３７間に掛け渡された転写ベルト３８（「ベルト」に相当）とを備え、後側のベルト支持ローラ３６がモータの駆動力により回転駆動されることで転写ベルト３８が循環移動（周回移動）する構成になっている。後側のベルト支持ローラ（駆動ローラ）３６は、アルミもしくはステンレス製の略円筒形状金属素管表面に、ベルト内面とのグリップ力確保のため、ゴム層を被履、もしくはコーティング層を施してなるローラであり、前側のベルト支持ローラ（テンションローラ）３７は、アルミもしくはステンレス製の略円筒形状金属素管表面に、ベルト内面との摩擦による表面の摩耗防止のためのにメッキ処理を施してなるローラである。転写ベルト３８は、例えばポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、その幅寸法は印字可能な最大用紙サイズ（本実施形態では、例えばＡ４サイズ）の幅寸法以上になっている。

転写ベルト３８の内側には、前述した画像形成ユニット２０の各感光体ドラム３０と対向配置される４つの転写ローラ３９が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３０と対応する転写ローラ３９との間に転写ベルト３８を挟んだ状態となっている。各転写ローラ１９は、金属製のローラ軸の周囲に導電性のゴム材料からなる弾性部材を被覆することによって構成されており、転写時に負極性の転写バイアスが印加されるようになっている。また、転写ベルト３８の下側には、転写ベルト３８上に付着した残留トナーＴや紙粉（「付着物」に相当 なお、以下の説明では残留トナーＴを代表に挙げて説明することがある）を清掃するためのクリーニングローラ４０を有するベルトクリーニングユニット４１が設けられている。前述のレジストローラ１２Ａ，１２Ｂから送り出された用紙３は、給紙パス１４を通過して、転写ベルト３８の上面前端付近に当接し、ここで転写ベルト３８の上面に静電吸着して転写ベルト３８の循環移動に伴って後方へ搬送される。

（５）定着器
定着器４２は、本体ケーシング２内における用紙搬送部３５の後方に配置されている。この定着器４２は、互いに対向配置された加熱ローラ４３及び加圧ローラ４４等から構成され、用紙３上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。そして、熱定着された用紙３は、定着器４２の斜め後上方に配置された搬送ローラ４５により本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４６へ搬送される。本体ケーシング２の上面には、前端側がほぼ水平で、後端側が後下がりに傾斜した排紙トレイ４７が設けられ、排紙ローラ４６から排出された画像形成後の用紙３がこの排紙トレイ４７上に積層される。

＜ベルトクリーニングユニットの基本構成＞
図２は、用紙搬送部３５及びベルトクリーニングユニット４１を拡大して示す側断面図である。

ベルトクリーニングユニット４１は、前後に細長い箱形のケース５０を備えており、このケース５０が転写ベルト３８の下側に設けられている。このケース５０は、上面前端側に開口部５１が形成され、この開口部５１の内側にクリーニング部材としてのクリーニングローラ４０が回転可能に設けられ、このクリーニングローラ４０は金属製のローラ軸を導電性の発泡材料からなるローラ体で被覆することにより構成されたシリコーン発泡ローラである。

クリーニングローラ４０の後側斜め下方には当該クリーニングローラ４０に圧接させるように金属等の硬質材料からなる、例えばメタルローラ５２（「金属ローラ」に相当）が回転可能に設けられている。

更に、メタルローラ５２の下側には、掻き取り部材としてのゴム製の掻き取りブレード５３が設けられ、その後端部が保持部材としての金属製のホルダ５５に挟まれて保持固定され、自由端となる前端部がブレード本体の弾性力によってメタルローラ５２の下面に圧接されている。なお、掻き取りブレード５３は上記したようにゴム製であり、これをメタルローラ５２に対して長手方向におけるほぼ全長に亘って均一な力で接触させるためには、掻き取りブレード５３の後端部をある程度強い力で保持固定する必要があり、このために、ホルダ５５を比較的に強度の高い金属製とする必要がある。一方、クリーニングローラ４０の上方には、金属等の導電性部材からなるバックアップローラ５４が、クリーニングローラ４０とで上下に転写ベルト３８を挟み込んだ状態で回転可能に設けられている。

そして、図２に示すように、例えば画像形成された用紙３が定着器４２を抜けた後から排紙ローラ４６によって排出されるまでの間において実行されるクリーニング動作時には、クリーニングローラ４０は図示しないモータからの駆動力により、図示反時計回り方向に循環移動する転写ベルト３８に対しそれとの接触面において対向する方向、即ち図示反時計回りに回転駆動されると同時に、メタルローラ５２が図示時計回りに回転駆動される。一方、バックアップローラ５４は、転写ベルト３８の循環移動に伴って、図示反時計回りに連れ回りする。

また、バックアップローラ５４のローラ軸は接地されており、クリーニング動作時には、クリーニングローラ４０に例えば−３ｋＶの負極性バイアス（「バイアス電圧」に相当）、メタルローラ５２にはそれよりも更に低い例えば−３．５ｋＶの負極性バイアス（「バイアス電圧」に相当）が与えられる。これにより、転写ベルト３８に付着した残留トナーＴや紙粉が、クリーニングローラ４０とバックアップローラ５４との対向位置付近でバイアス吸引力とクリーニングローラ４０の接触力によってクリーニングローラ４０に移動する。そして、クリーニングローラ４０に担持された残留トナーＴ等は、バイアス吸引力で硬質なメタルローラ５２に移動し、そのメタルローラ５２に担持された残留トナーＴ等が掻き取りブレード５３によって掻き取られ、最終的にケース５０内に回収される。

＜クリーニングローラに対するバックアップローラの押圧力変更機構＞
本実施形態のレーザプリンタ１には、上記クリーニング動作時と、それ以外の非クリーニング動作時とでクリーニングローラ４０に対するバックアップローラ５４の押圧力変更機構６０が設けられている。具体的には、押圧力変更機構６０は、例えば画像形成の指令がされて用紙３が給紙トレイ７から転写ベルト３８上に搬送されつつトナー像が転写され、定着器４２で熱着されるまでの画像形成時（非クリーニング動作時）では、バックアップローラ５４を転写ベルト３８から離間した離間位置に配置し、クリーニング動作時にバックアップローラ５４を転写ベルト３８に接触させて当該転写ベルト３８をクリーニングローラ４０とでニップする接触位置に変位させるのである。すなわち、本実施形態では、クリーニング動作時においてのみ、バックアップローラ５４をクリーニングローラ４０に押圧することで、クリーニングに必要なニップ圧（クリーニング・ニップ圧）が確保されるように構成されており、これによって、クリーニングローラ４０およびメタルローラ５２は、クリーニング動作時に限らず、非クリーニング非動作時を含めて、常時回転駆動される構成であっても、転写ベルト３８に対して走行負荷を与える虞れはない。また、バックアップローラ５４は非クリーニング動作時において、転写ベルト３８から完全に離間した位置に必ずしも移動させる必要はなく、たとえば、転写ベルト３８の走行に支障を与えない範囲内で軽く接触させるようにしてもよいことは勿論である。

図３は、ベルトクリーニングユニット４１及び押圧力変更機構６０を示した斜視図であり、同図紙面右下方向がレーザプリンタ１の前方（本体ケーシング２の開口部２ａ側）である。また、図４は、ベルトクリーニングユニット４１及び押圧力変更機構６０を示した左側面図であり、同図紙面右方向がレーザプリンタ１の前方（本体ケーシング２の開口部２ａ側）である。また、同図中の白抜き矢印は各ギアの回転方向を示す。

図３に示すように、バックアップローラ５４は、その両端（左右端）にそれぞれ配置された１対の揺動保持アーム６１，６１によって回転可能に保持されている。各揺動保持アーム６１は、図４に示すように、バックアップローラ５４と平行をなし本体ケーシング２側に設けられた支持軸体６１ａに軸支された後端部を中心に前端部が上下に揺動可能とされている。また、各揺動保持アーム６１は、その揺動端部（前端部）が付勢手段としての押圧ばね６２によって下方（ベルトクリーニングユニット４１側）に押圧されている。なお、図３において、バックアップローラ５４、一対の揺動保持アーム６１および押圧ばね６２は、ベルトユニットとして構成された用紙搬送部３５に搭載されているものであり、本来ならば、バックアップローラ５４とクリーニングローラ４０との間に転写ベルト３８が図示されるべきところであるが、理解を容易とするため、便宜上、転写ベルト３８の図示を省略している。

クリーニングローラ４０はそのローラ軸の両端部がケース５０の左右壁から突出するように軸受けされ、そのうちの一方の端部（例えば左端部）に回転ギア４１ａが一体的に設けられている。メタルローラ５２はそのローラ軸の両端部がケース５０の左右壁から突出するように軸受けされ、そのうちの一方の端部（例えば左端部）に回転ギア５２ａが一体的に設けられ、上記回転ギア４１ａと噛み合ってギア連結されている。この回転ギア５２ａの後方には入力ギア６３が設けられており、この入力ギア６３は、回転ギア５２ａと噛み合ってギア連結されるとともに、ベルトクリーニングユニット４１が本体ケーシング２内に装着された状態で本体ケーシング側の出力ギア６４と噛み合ってギア連結される。出力ギア６４は、入力ギア６３の後側斜め下方に配置され、図示しない本体ケーシング２に設けられたモータからの駆動力を受けて回転駆動される。モータは例えば画像形成の指令がされることで回動し、この駆動力が出力ギア６４及び入力ギア６３を介して回転ギア４１ａ及び回転ギア５２ａに伝達され、これによりクリーニングローラ４０及びメタルローラ５２が回転駆動される。

クリーニングローラ４０の前方には、このクリーニングローラ４０と平行をなし、両端部がケース５０の左右壁から突出するように軸受けされた回転軸体としての金属軸体６５が設けられている。この金属軸体６５の一方の端部（例えば左端部）には、１対の欠き歯部分が対称配置された欠き歯ギア６５ａが一体的に設けられている。金属軸体６５には、１対の突起部６６，６６が軸中心に対して対称配置されている。また、金属軸体６５は、欠き歯ギア６５ａの欠き歯部分が回転ギア４１ａと対向する回転位置において１対の突起部６６，６６の一方と係合する係合アーム６７が回転可能に設けられている。この係合アーム６７は、前端部がソレノイドスイッチ（図示せず）に当接され、このソレノイドスイッチが画像形成動作の指令信号または上記クリーニング動作の指令信号を受けたときに当該ソレノイドスイッチがオン動作して係合アーム６７と突起部６６との係合が解除されるようになっている。そして、金属軸体６５は、この係合が解除されたときに付勢手段としてのコイルバネ６８によって欠き歯ギア６５ａの歯部分が回転ギア４１ａと噛み合う位置までの強制的に回転される。

更に、金属軸体６５は、その両端部（左側は欠き歯ギア６５ａの内側）に１部分が径大となっている一対のカム６９，６９が一体的に設けられている。そして、ベルトクリーニングユニット４１が本体ケーシング２内に装着され、更に、その上に前記用紙搬送部（ベルトユニット）３５が装着された状態において、これら１対のカム６９，６９の周面上に、前述した１対の揺動保持アーム６１，６１の揺動端部がそれぞれ乗せられることになる。

次に、押圧力変更機構６０の動作を、図３、図４に加えて図５、図６に示す模式図を参照しつつ説明する。

図３は、各カム６９が径大部を上方に向け、且つ、欠き歯ギア６５ａの欠き歯部分が回転ギア４１ａに対向して噛み合っていない回転位置で、金属軸体６５が係合アーム６７によって保持されている状態である。この状態では、図５に示すように、転写ベルト３８の左右両側に位置して各カム６９の径大部に乗った揺動保持アーム６１，６１の揺動端部が押圧ばね６２の付勢力に抗して上方に押し上げられ、これによりバックアップローラ５４が上記離間位置に配される。このとき、転写ベルト３８は、互いに離間したクリーニングローラ４０とバックアップローラ５４との間で、クリーニング・ニップ圧が発生していない離間状態となる。このとき、図示反時計回りに回転するクリーニングローラ４０に対して転写ベルト３８が接触してもクリーニング・ニップ圧が与えられていないため、クリーニング動作は行われない。

図３，５の離間状態で、クリーニング動作の指令信号がソレノイドスイッチに入力されると、係合アーム６７による係合が解除され、欠き歯ギア６５ａが回転ギア４１ａと噛み合って回転駆動される。これにより、図６に示すように、各カム６９が径大部を下方に向け、且つ、欠き歯ギア６５ａの欠き歯部分が回転ギア４１ａに対向して噛み合っていない回転位置で、金属軸体６５が再び係合アーム６７によって保持されている状態となる。この状態では、揺動保持アーム６１，６１の揺動端部が押圧ばね６２の付勢力によって下方に押圧され、これにより、バックアップローラ５４が接触位置に変位し、クリーニングローラ４０との間で転写ベルト３８をニップした接触状態となる。その後、再び画像形成動作の指令信号がソレノイドスイッチに入力されることで、図３，５の離間状態に復帰する。なお、金属軸体６５は、上記押圧力変更機構６０の動作においてカム６９，６９を連動させるべくそれぞれに負荷される力に応じた剛性が必要であるために金属製にする必要がある。

このように、押圧力変更機構６０によって、クリーニング動作時だけバックアップローラ５４とクリーニングローラ４０とで転写ベルト３８をニップし、用紙３への転写や定着などの画像形成動作中は転写ベルト３８からバックアップローラ５４とクリーニングローラ４０とが離間される。従って、画像形成動作中における転写ベルト３８の周動負荷を軽減し安定した用紙３の搬送を可能とし、また、転写ベルト３８とのニップ圧発生状態のままの接触によるクリーニングローラ４０の劣化を軽減できる。

＜ベルトクリーニングユニットのガタ消し及び電流リーク防止のための構成＞
図３，４に示すように、ベルトクリーニングユニット４１には、ケース５０の前端側左右側面には、１対の円柱状の前側支持突部７０，７０が設けられ、ケース５０の後端側左右側面には、１対の円柱状の後側支持突部７１，７１が設けられている。一方、本体ケーシング２のユニット収容部１９の左右対向壁には、各前側支持突部７０を受ける前側支持部材７２と、後側支持突部７１を受ける後側支持部材７３とが固定配置されている。前側支持部材７２は上方に開放した断面コの字状をなし、その中に各前側支持突部７０が収容される。後側支持部材７３は、上方及び前方に開放した断面Ｌ字状をなし、その底面上に後側支持突部７１が載置される。

図７は、ベルトクリーニングユニット４１及びバイアス供給部７５の一部を示した斜視図であり、同図で紙面右上方向がレーザプリンタ１の前方である。図８は、ベルトクリーニングユニット４１及びバイアス供給部７５の一部を示した上面図であり、同図で紙面上方向がレーザプリンタ１の前方である。なお、図７，８においても、図３と同様、転写ベルト３８の図示を省略している。

図７，８に示すように、ユニット収容部１９には、本体ケーシング２内に装着されたベルトクリーニングユニット４１の後方には、バイアス供給部７５が固定配置されている。このバイアス供給部７５は、その前面（本実施形態では例えば左側）に１対の出力端子７６ａ，７６ｂが突出するように左右に並んで設けられている。これらの出力端子７６ａ，７６ｂは、いずれも棒状をなし、その基端側には当該出力端子７６ａ，７６ｂを前方に付勢する付勢手段としての付勢ばね７７，７７がそれぞれ設けられている。このうち、出力端子７６ａはクリーニングローラ４０への上記負極性バイアスを出力し、出力端子７６ｂはメタルローラ５２への上記負極性バイアスを出力する。

一方、ベルトクリーニングユニット４１は、ケース５０の後面（本実施形態では左側）に１対の入力端子７６ａ，７６ｂが左右に並んで設けられている。各入力端子７８ａ，７８ｂは、ケース５０の後面から上面に回り込むようにＬ字形に折り曲げられた長板状の金属部材で構成されている。なお、両各入力端子７８ａ，７８ｂは、ケース５０に形成された溝内に配置され、その周囲のケース５０外面よりも一段凹んだ位置に配置されている。ベルトクリーニングユニット４１が本体ケーシング２内に装着された状態で、入力端子７８ａは、上記出力端子７６ａと接触してクリーニングローラ４０への負極性バイアスが印加され、入力端子７８ｂは、上記出力端子７６ｂと接触してメタルローラ５２への負極性バイアスが印加される。

図９は、ベルトクリーニングユニット４１の入力端子部分を拡大した上面図であり、同図の紙面上方向がレーザプリンタ１の前方である。図１０は、ベルトクリーニングユニット４１の入力端子部分を拡大した斜視図であり、同図の紙面斜め右下方向がレーザプリンタ１の前方である。

入力端子７８ａは、その前端部がリード線７９の一端部を挟んでケース５０にネジ８０でネジ止めされている。また、図１０に示すように、クリーニングローラ４０の回転軸と金属軸体６５とが導電性プラスチック（合成樹脂）によって形成された共通の軸受け部材８１によって軸受けされている。そして、この軸受け部材８１は、上記リード線７０の他端部を挟んでケース５０にネジ８２でネジ止めされている。このような構成により、入力端子７８ａからの負極性バイアスがリード線７９及び軸受け部材８１を介してクリーニングローラ４０のローラ軸に印加されるとともに、軸受け部材８１によって金属軸体６５がクリーニングローラ４０のローラ軸と同電位とされる。従って、軸受け部材８１は「第１同電位印加手段、短絡接続部材」に相当する。なお、ベルトクリーニングユニット４１のケース５０は、絶縁性を有するプラスチック（合成樹脂）によって構成されていることは勿論である。

入力端子７８ｂは、その前端部がホルダ５５に接触されるとともに、リード線８３の一端部を挟んでケース５０にネジ８４でネジ止めされている。また、メタルローラ５２のローラ軸は導電性プラスチック（合成樹脂）によって形成された軸受け部材８５によって軸受けされ、この軸受け部材８５は、上記リード線８３の他端部を挟んでケース５０にネジ８６でネジ止めされている。このような構成により、入力端子７８ｂからの負極性バイアスがリード線８３及び軸受け部材８５を介してメタルローラ５２のローラ軸に印加されるとともに、入力端子７８ｂからの負極性バイアスがホルダ５５に直接印加され、メタルローラ５２のローラ軸とホルダ５５とが同電位とされている。従って、リード線８３及び軸受け部材８５は「第２同電位印加手段、短絡接続部材」に相当する。

＜本実施形態の効果＞
（１）クリーニングローラ４０の回転軸と金属軸体６５とが同電位にされるから、電流リークの発生を防止して互いに近接配置できる。ここで、クリーニングローラ４０の回転軸と金属軸体６５とを離せば離すほど支持軸体６１ａからの揺動保持アーム６１のアーム長は長くなり、その揺動端に当接するカムもその分だけ径を大きくしないとバックアップローラ５４を上記離間位置と接触位置との間で変位させることができない。これに対して、本実施形態では、クリーニングローラ４０の回転軸と金属軸体６５とを近接配置できるから、比較的に径の小さいカム６９でバックアップローラ５４を離間位置と接触位置との間で変位させることができる。また、メタルローラ５２のローラ軸とホルダ５５とが同電位にされるから、電流リークの発生を防止して互いに近接配置でき、ホルダ５５からの掻き取りブレード５３の突出長を短くでき、安定した圧接によってメタルローラ５２に付着した残留トナーＴを掻き取ることができる。以上により、ベルトクリーニングユニット４１の小型化、ひいてはレーザプリンタ１全体の小型化を図ることができる。

（２）ベルトクリーニングユニット４１は、前述したように、前側支持部材７２及び後側支持部材７３によって支持される。しかしながら、前側支持部材７２は、ベルトクリーニングユニット４１を着脱可能とするために、前側支持突部７０に対してある程度のクリアランスが必要となる。従って、これら前側支持部材７２及び後側支持部材７３だけでは、ベルトクリーニングユニット４１が転写ベルト３８に対してがたつき精度の高いクリーニングができなくなるおそれがある。特に、クリーニングローラ４０のローラ軸が転写ベルト３８の走行方向に対して傾斜すると、転写ベルト３８に斜行力を与えて蛇行させるおそれがある。ここで、出力端子７６ａ，７６ｂと入力端子７８ａ，７８ｂとは確実な電気的接続を可能とするためにある程度強い接点圧が必要となる。そこで、本実施形態では、この接点圧を確保するために出力端子７６ａ，７６ｂを付勢する付勢ばね７７の付勢力（図４で点線矢印Ｘ１）を利用して、本体ケーシング２及び転写ベルト３８に対するベルトクリーニングユニット４１のガタ消しを実現している。

また、ベルトクリーニングユニット４１は、入力ギア６３とギア連結される出力ギア６４の回動力を受けて前側斜め下方向、即ち、入力ギア６３と出力ギア６４との噛合い位置における接線に対して圧力角を考慮した方向（図４で点線矢印Ｘ２）に力を受ける。更に、ベルトクリーニングユニット４１は、クリーニング動作時には、転写ベルト３８に接触しつつ対抗するように回転駆動されるクリーニングローラ４０からの反力（図４で点線矢印Ｘ３）を受ける。従って、これらの３つの力Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の合力によってベルトクリーニングユニット４１は前側支持部材７２の前壁７２ａ（「対向部」に相当）に強く押し付けられ、これによりベルトクリーニングユニット４１のガタツキがより確実に解消される。なお、上記力Ｘ２の下方向の分力と、押圧ばね６２の付勢力とによってベルトクリーニングユニット４１は、前側支持部材７２及び後側支持部材７３の底面に押し付けられ、これによりベルトクリーニングユニット４１は上下方向において位置決めされる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、ベルトクリーニング装置は、ユニットとして本体ケーシング２に対して着脱可能なものであったが、これに限らず、本体ケーシング２に対して着脱不能に設けられたものであってもよい。

（２）上記実施形態では、クリーニング部としてクリーニングローラ４０及びメタルローラ５２を備えた構成としたが、これに限らず、クリーニングローラ４０だけを備え、このクリーニングローラ４０に掻き取りブレード５３が接触される構成であってもよい。この場合、ホルダ５５もクリーニングローラ４０と同電位にすることが望ましい。

（３）上記実施形態では、同電位印加手段として、リード線８３や軸受け部材８１，８５を利用してクリーニングローラ４０と金属軸体６５と、ホルダ５５とメタルローラ５２とをそれぞれ短絡接続する構成としたが、これに限らず、例えばクリーニングローラ４０と金属軸体６５とを個別の入力端子を介して別々にバイアス供給部７５から同電位の負極性バイアスが印加されることで同電位とする構成であってもよい。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 用紙搬送部及びベルトクリーニング部を拡大して示す側断面図 ベルトクリーニングユニット及び押圧力変更機構を示した斜視図 ベルトクリーニングユニット及び押圧力変更機構を示した左側面図 ベルトクリーニングユニット及び押圧力変更機構の模式図（離間状態） ベルトクリーニングユニット及び押圧力変更機構の模式図（接触状態） ベルトクリーニングユニット及びバイアス供給部の一部を示した斜視図 ベルトクリーニングユニット及びバイアス供給部の一部を示した上面図 ベルトクリーニングユニットの入力端子部分を拡大した上面図 ベルトクリーニングユニットの入力端子部分を拡大した斜視図

符号の説明

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
３…用紙（被記録媒体）
３８…転写ベルト（ベルト）
４０…クリーニングローラ（クリーニング部）
４１…ベルトクリーニングユニット（ベルトクリーニング装置）
５２…メタルローラ（クリーニング部、金属ローラ）
５３…掻き取りブレード（掻き取り部材）
５４…バックアップローラ
５５…ホルダ（導電性部材、保持部材）
６５…金属軸体（回転軸体）
８１…軸受け部材（第１同電位印加手段、短絡接続部材）
８３…リード線（第２同電位印加手段、短絡接続部材）
８５…軸受け部材（第２同電位印加手段、短絡接続部材）
Ｔ…残留トナー（付着物）

Claims (10)

1. 現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトの表面上の付着物をクリーニングするベルトクリーニング装置であって、
   前記ベルトの表面に接触可能に配置され、バイアス電圧が印加されて前記付着物を静電気的に吸引するクリーニング部と、
   前記クリーニング部の周囲に配置される導電性部材と、
   前記導電性部材を前記クリーニング部と同電位にする同電位印加手段とを備えるベルトクリーニング装置。
2. 前記同電位印加手段は、前記クリーニング部と前記導電性部材とを短絡接続する短絡接続部材である請求項１に記載のベルトクリーニング装置。
3. 前記クリーニング部に接触して当該クリーニング部が吸引した付着物を掻き取る掻き取り部材を備え、
   前記導電性部材は、前記掻き取り部材を保持する導電性の保持部材である請求項１または請求項２に記載のベルトクリーニング装置。
4. 前記クリーニング部は、前記ベルトの表面に接触可能なクリーニングローラと、当該クリーニングローラが吸引した付着物を静電気的に吸引する金属ローラとを備えて構成され、
   前記掻き取り部材は、前記金属ローラの表面に接触して当該金属ローラが吸引した付着物を掻き取る構成とされ、
   前記同電位印加手段は、前記保持部材を前記金属ローラと同電位にする請求項３に記載のベルトクリーニング装置。
5. 前記クリーニング部に対して当該クリーニング部との間に前記ベルトを挟持してクリーニング・ニップを形成可能に前記ベルトを介して対向配置されるバックアップローラを保持するとともに揺動可能とされ付勢力を受けて前記バックアップローラを前記クリーニング部側に押圧させる揺動保持アームに当接し、回転することによって前記揺動保持アームを変位させて前記バックアップローラと前記クリーニング部との押圧状態を変化させるカムと、
   当該カムを回転させる導電性の回転軸体とを備え、
   前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニング部と同電位にする請求項１から請求項３のいずれかに記載のベルトクリーニング装置。
6. 前記クリーニング部は、前記ベルトの表面に接触するクリーニングローラと、当該クリーニングローラが吸引した付着物を静電気的に吸引する金属ローラとを備えて構成され、
   前記回転軸体は、前記クリーニングローラに対して前記金属ローラとは反対側の位置において前記クリーニングローラの回転軸と平行をなして配置され、
   前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニングローラと同電位にする請求項５に記載のベルトクリーニング装置。
7. 前記金属ローラに接触して当該金属ローラが吸引した付着物を掻き取る掻き取り部材と、前記掻き取り部材を保持する導電性の保持部材とを備え、
   前記同電位印加手段は、前記回転軸体を前記クリーニングローラと同電位にする第１同電位印加手段と、前記保持部材を前記金属ローラと同電位にする第２同電位印加手段とを備える構成である請求項６に記載のベルトクリーニング装置。
8. 前記同電位印加手段は、前記クリーニングローラと、前記カムの回転軸体とを軸受けする導電性の軸受け部材である請求項７に記載のベルトクリーニング装置。
9. 被記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、
   現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトと、
   前記請求項１から請求項４のいずれかに記載のベルトクリーニング装置と、を備える画像形成装置。
10. 被記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、
    現像剤像を直接的または被記録媒体を介して間接的に担持しつつ送られるベルトと、
    前記請求項５から請求項８のいずれかに記載のベルトクリーニング装置と、
    前記クリーニング部に対して前記ベルトを間に介在させつつ対向配置されるバックアップローラと、
    前記バックアップローラを支持しつつ一端側を中心に揺動可能に設けられ、他端側が前記カムと当接する揺動保持アームと、を備える画像形成装置。

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