JPH02148083A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般に画像形成装置のクリーニング装置に関し
、さらに詳しくは転写材を保持して感光体ドラムと同期
して回転する転写ドラムのクリーニング装置に関する。

従来の技術 一般的な電子写真複写機においては、−様に帯電した感
光体ドラムを原稿に対応した光で露光して静電潜像を形
成し、この静電潜像をトナーを含む現像剤で現像してト
ナー像とし、このトナー像を用紙等の転写材に転写した
後、定着してコピー像を得ている。転写装置としては、
トナー像−ヒに転写材を重ねて搬送しながら転写材の背
面からトナーと逆極性のコロナ放電を行うことにより、
転写材を感光体ドラムに密着させると同時にトナーを転
写材に静電吸着させる方式が一般的であり、各種の構造
が提案され実用化されている。特に感光体ドラムと同期
して回転駆動される転写ドラム上に転写材を保持し、転
写ドラムの内側からコロナ放電を施す転写装置は、転写
材上に多重転写を良好に行なえるという理由により主に
カラー複写機に用いられている。

転写ドラムは通常、導電性円筒形部材の周面に開口を設
けた円筒状ドラムと、円筒状ドラムの外周面を形成する
ように前記開口に張設された転写材保持体どから構成さ
れる。転写材保持体としては、ナイロン、ポリエステル
等の絶縁体をシート状或いはメツシュ（網口）状に形成
したものが使用可能であるが、転写帯電による転写材保
持体の帯電電位を低く抑えられるという利点からメツシ
ュ状のものが良く用いられている。

このような転写ドラムは、転写材を担持してトナー像の
転写を繰り返すうちにトナーにより多少とも汚染される
。このように汚染された転写ドラム上に再び転写材を担
持すると、転写材の背面が汚れコピー品質を落とすこと
になる。そこで通常転写ドラムに付着したトナーをクリ
ーニングするだめのクリーニング装置が設けられている
。

従来のクリーニング装置は回転ファーブラシを転写ドラ
ムに選択的に接触させ、転写ドラム上から掻落としたト
ナーを吸引ダクトを介してブロア等の吸引手段により吸
引して回収していた。クリーニングブラシを転写ドラム
に当接させるタイミングは、通常コピーサイクル終了後
にカム機構によりクリーニングブラシを転写ドラムへ当
接させ、転写ドラムを１回転させて転写ドラムのクリー
ニングをしていた。又クリーニング装置のバキューム吸
引手段は現像装置のトナークラウド防止のためのバキュ
ーム吸引手段とブロアを共有していたため、ブロアの吸
引力の減少を防止するために、クリーニング装置の吸引
ダクト内に切り換えバルブを設けて、クリーニング装置
の非作動時には切り換えバルブを閉じておき、作動時に
ソレノイドにより切り換えバルブを開いてクリーニング
装置をバキューム吸引するようにしていた。

発明が解決しようとする課題 上述した従来の転写ドラムのクリーニング装置では、ク
リーニングブラシを転写ドラムに当接させるためにカム
を駆動して行っており、このため複雑な機構となってい
た。更に吸引ダクト内に設けた切り換えバルブの切り換
えはソレノイドを作動することにより行っていたため、
切り換え機構が高価であるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、構成が簡単で且つ安価な転写ド
ラム等の被クリーニング部材のクリーニング装置を提供
することである。

課題を解決するための手段 感光体上のトナー像を転写材上に転写する画像形成装置
において、ハウジング中に回転可能にクリーニングブラ
シを収容したクリーナユニットを揺動軸を中心にして揺
動可能に軸支し、この揺動軸と同軸上に環状駆動部材を
設ける。又、クリーニングブラシの回転軸に環状被駆動
部材を固着し、前記環状駆動部材と環状被駆動部材とを
動力伝達手段で連結するとともに、環状駆動部材を動力
源に連結する。

更に、非クリーニング時（クリーニングブラシが被クリ
ーニング部材に当接しないとき）のブラシ回転負荷トル
クを前記クリーナユニットを揺動させて被クリーニング
部材に当接させるのに必要なトルクよりも大きく設定す
るとともに、動力源トルクをクリーニング中のブラシ回
転負荷トルクとクリーナユニット揺動トルクとの和より
も大きく設定する。

又、吸引ダクト内に設けた切り換え弁手段の切り換えを
クリーナユニットの揺動運動に連動するように構成する
。即ち、クリーニングブラシが被クリーニング部材から
離れているときには切り換え弁手段が閉じ、接触してい
るときには開くように構成する。

作　　　用 動力源により環状駆動部材を駆動すると、動力伝達手段
を介して環状駆動部材の回転トルクが環状被駆動部材に
伝達されるが、非クリーニング時のブラシ回転負荷トル
クがクリーナユニットを揺動させて被クリーニング部材
に当接させるのに必要なトルクよりも大きく設定されて
いるため、クリーニングブラシは回転せずにクリーナユ
ニットが揺動軸を中心にして揺動してクリーニングブラ
シが被クリーニング部材に当接する。被クリーニング部
材によりクリーナユニットのそれ以上の揺動運動が阻止
されるため、クリーニングブラシは被クリーニング部材
に当接すると回転を開始し、被クリーニング部材上のト
ナー粉末を掻落とす。

このとき切り換え弁手段はクリーナユニットの揺動運動
に連動して開くため、被クリーニング部材上から掻落と
されたトナーは吸引ダクトを介してバキューム吸引され
回収される。クリーニングが終了し駆動が断たれると、
クリーナユニットは自重により揺動軸を中心にして揺動
して被クリーニング部材から自動的に離れる。このため
安全装置等を設ける必要がなく、クリーニング装置が被
クリーニング部材へ悪影響を及ぼすことがない。

実　　施　　例 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

先ず第８図を参照して本発明のクリーニング装置を適用
するのに適したカラー複写機の構成を説明する。

同図において、透明ガラス等からなる原稿載置台１の上
面に原稿を載置し、原稿カバー２をセットして複写動作
を開始すると、ハロゲンランプ等からなる露光ランプ３
が原稿の走査露光を開始する。露光ランプ３から直接又
はリフレクタ４を介して原稿に照射された光は、原稿像
に対応した光となってミラー５，６．７を経てレンズ８
を通過し、更にミラー９，１０で反射して色分解フィル
ター１１へど送られる。この場合、露光ランプ３、リフ
レクタ４、ミラー５は図で右方向に移動するとともに、
ミラー６．７はミラー５の移動速度の２分の１の速度で
同じく右方向に移動する。従って、走査露光中は原稿面
からレンズ８に到るまでの光路長が一定に保たれる。

色分解フィルター１１ではブルー、グリーン、レッドの
フィルター１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃのうち先ずブルーの
フィルター１１３に光を透過して色分解した光像を、ミ
ラー１２に反射させて感光体ドラム１３へ送る。光導電
性物質からなる表面を有する感光体ドラム１３は、帯電
コロトロン１４によりその表面を一様に帯電された後に
、図で時計方向に回転しながら色分解フィルター１１を
通した光像を結像し、原稿像及びブルーのフィルター１
１ａに対応した静電潜像が感光体ドラム１３」二に形成
される。

感光体ドラム１３上に形成された静電潜像は、イエロー
のトナーを供給する現像装置１５により現像され、可視
像化される。この場合、感光体ドラム１３上に４４着す
るトナーの債は、光像が照射された後に感光体ドラム上
に残存する電荷量に対応するようになっている。

次に、転写材上に後述する転写を行った後に、イエロー
の残留トナーはクリーニング装置３０により感光体ドラ
ム１３から掻落とされ、感光体ドラム１３は帯電コロト
ロン１４により再び一様に帯電される。一方、露光ラン
プ３、リフレクタ４及びミラー５，６．７は再び元の位
置にリセットされ、且つ色分解フィルター１１をグリー
ンのフィルター１１ｂにセットして上述と同様の走査露
光を行うことにより、感光体ドラム１３上にグリーンの
フィルター１１ｂで色分解された静電潜像が形成される
。この静電潜像はマゼンタのトナーを供給する現像装置
１６により現像され、可視像化される。

同様にして３度目の走査露光の際にはレッドのフィルタ
ー１１ｃに切り換わって、シアンのトナーを供給する現
像装置１７が作動するようになっ一 ている。

一方、給紙トレー１８上に載置された図示しない転写用
紙は、フィードローラ１９により複写機内に送られレジ
ストレーションローラ２０により正確なタイミングをと
られた後、転写ドラム２１０回転周面上の幅方向に複数
個設けられたグリッパ−２２にその先端を送り込まれる
。グリッパ−２２は転写ドラム２１の内側に設けられた
カム２３又は２４に当接１．ているときに開き、カム２
３及び２４から外れているときに閉じるようになってお
り、更にカム２３．２４は必要に応じて転写ドラムの内
側に移動するか、若しくは転写ドラム２１の軸方向に移
動してグリッパ−２２に作用しないようになっている。

転写ドラム２１は、転写用紙を把持するグリッパ−２２
を有し、円筒形の周面に開口を設けた円筒状ドラム部材
と、前記開口に円筒形外周面を形成するように張設され
たナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン等の絶縁体
から形成されたメソシ５（網目）状又はフィルム状の転
写用紙保持体とから構成される。

グリッパ−２２にその先端を把持された転写用紙は、転
写ドラム２１の回転にともなって転写ドラム２１の周り
に巻き付けられるように保持される。次いで、転写ドラ
ム２１の内部の、感光体ドラム１３に対向する位置に設
けられた転写コロトロン２５と感光体ドラム１３との間
を転写用紙が通過する際に、転写コロトロン２５により
トナーと逆極性のコロナ放電を行うと、感光体ドラム１
３−ヒのトナーは先ずイエローから、感光体ドラムと同
期して図で反時計方向に回転する転写ドラム２１上の転
写用紙上に載せられ、次いでマゼンタ、シアンの順で転
写ドラム２１が１回転する毎に各トナーが所定量だけ転
写用紙上に重合わせられるように載せられる。従って、
−ヒ述した転写の動作中（転写ドラムは合計３回転する
）は転写用紙が確実に転写ドラト２１上に保持されてい
る必要があるために、グリッパ−２２を開かせるための
カム２３及び２４は転写ドラト２１の内側方向若しくは
軸方向に移動してカム２３及び２４と干渉しないように
なっている。

斯くして転写ドラムの１回転毎に３色のトナーを順に所
定量だけ所定の位置に載せられた転写用紙は、その先端
がカム２４に対応する位置に到達すると、グリッパ−２
２が開いて把持状態が解除され、搬送ベルト２６上に送
り出される。搬送ベルト２６により図で左方向に搬送さ
れた転写用紙は、定着器２７を通過する際に多重転写像
としてのトナー重畳層が熱と圧力とによって定着され、
永久像化された後に搬送ローラ２８を経て排出トレー２
９に排出される。

転写ドラム２１の駆動系は特に図示していないが、例え
ば感光体ドラムの駆動ギヤに噛み合うギヤを転写ドラム
と一体的に設け、感光体ドラムにより転写ドラムを同期
して駆動するように構成することができる。

３２は転写ドラム２１に付着したトナーをクリーニング
するための本発明に係るクリーニング装置であり、以下
第１図乃至第７図を参照して本発明のクリーニング装置
の実施例を詳細に説明する。

第１図、第２図、第４図〜第６図は装置をリア側から見
た図である。

先ず第１図乃至第３図を参照して説明する。第１図は第
３図のＴ−Ｉ線断面図、第２図は第３図の■方向矢視図
、第３図は本発明実施例の一部断面平面図であり、下側
が装置のリア側で上側がフロント側である。第３図にお
いて、２１は転写ドラムであり、回転自在に支持されて
いる。３３は揺動軸であり、フレーム３４に固定されて
いる。

３６はクリーナユニットであり、ハウジング３７中に軸
受３８，３９を介してクリーニングブラシ４０が回転自
在に収容されて構成されている。ハウジング３７の転写
ドラム２１に対向する側には開口が設けられており、ク
リーニングブラシ４０が転写ドラム２１に接触できるよ
うになっている。

クリーナユニット３６は支持部材４１．４２により揺動
軸３３に揺動可能に取付けられている。

第１図及び第３図に最も良く示されているように、揺動
軸３３にはアイドラー・プーリ４３が軸受を介して回転
自在に取付けられている。アイドラー・プーリ４３は請
求の範囲に記載した環状駆動部材に対応する。４４は駆
動モータであり、駆動モータ４４のモータ・プーリ４５
とアイドラー・プーリ４３とにわたりタイミングベルト
４６が掛は回されている。４７はクリーナ・プーリてあ
り、クリーニングブラシ４０の軸４９に固着されている
。アイドラー・プーリ４３とクリーナ・プーリ４７とに
わたりタイミングベルト４８が掛は回されている。

第２図に最も良く示されているように、りＩＪ−ニング
ブラシ４０の軸４９の端部には例えば合成樹脂製のブレ
ーキドラム５０が固着されており、このブレーキドラム
５０にはブレーキバンド５１が掛は回されている。ブレ
ーキバンド５１の一端部はネジ５２で固定され、他端部
はスプリング５３を介して固定されている。ブレーキバ
ンド５１は、例えばステンレス鋼板に布材を貼付して構
成されており、布材がブレーキドラム５０に摩擦接触す
ることにより、ブレーキ力が印加される。

上述のように構成したことにより、クリーナユニット３
６は駆動モータ４４の駆動力により揺動軸３３を中心に
して揺動して、クリーニングブラシ４０が転写ドラト２
１に当接してから、りＩＪ−ニングブラシ４０が回転さ
れる構成になっているが、以下にクリーナユニット３７
を揺動して持ち上げるための関係式について第４図を参
照して説明する。

モータ４４の駆動トルクをＴ。とすれば、アイドラー・
プーリ４３に加わるトルクＴ、は、モータ・プーリ４５
の歯数をＺ。、アイドラー・プーリ４３の歯数をＺ、と
すると、 ＴＩ　　＝ＴＭ　　ＸＺＩ　　＋２Ｍ となる。

クリーナ本体の重さをＷ１揺動中心から重心Ｇまでの距
離をＬとすると、持ち上げトルクは、ＴＵ　＝ＬＸＷＸ
ｃｏｓθ となる。

ブレーキ負荷をＴＢ　とすると、ブレーキはＴＢ＞Ｔｕ
の負荷が必要であり、又、持ち上げるためには、ＴＩ　
＞Ｔ、でなければならないので、Ｔｘｘｚ＋　　÷Ｚ、
＞　　　ＬｘＷｘｃｏｓ　θとなる。即ち、上述した不
等式から、 Ｔｘ　　＞　　Ｚｘ　÷ＺＩＸＬＸＷＸ　ＣＯＳθ・（
１）が得られる。

又、クリーニング中の負荷トルクはモータのトルク以下
でなければならないので、ブレーキ負荷ヲＴｎ　、　り
！Ｊ−ニング中のブラシ負荷をＴ。とすると、 ＴＢ　＋ＴＣ＜ＴＩ　　ＸＺＣ：　ＺＩＴｅｌ　　ＸＺ
ｃ　　：　ＺＸ どなる。よって、 ＴＭ＞Ｚ）Ｉ　÷Ｚｃ　　ｘ　（Ｔａ　＋Ｔｃ　）　・
（２）が得られる。

故に、上述した（１）式、（２）式の関係が成り立つよ
うに各パラメータを決定してやれば良い。

例えば、Ｚｘ”１６、ＺＩ＝３６、ＺＣ＝３０とし、更
にｉ、ｘｗ＝１．６５ｋｇ＝ｃｍ、θ−３０゜とすると
、クリーナ本体を持ち上げるのに必要なトルクは、 Ｔｏ＝ＬＸＷＸｃｏｓθ−１，４３ｋｇ−ｃｍであるか
ら、ブレーキ負荷トルクＴ、を２ｋｇ−ｃｍ。

クリーニング中のブラシ回転負荷トルクＴ。を０゜５　
ｋｇ−ｃｍに設定すると、 Ｔｘ＞Ｚｘ　÷Ｚ、Ｘｉ、４３　（持ち」二げろのに必
要なトルク）−〇、６３　ｋｇ−ｃｍ Ｔ）Ｉ＞Ｚ）ｌ　　÷Ｚｃ　　Ｘ　　（Ｔｎ　　＋Ｔｃ
　）　　（クリーニングに必要なトルク）　＝　１．　
３３ｋｇ−ｃｍよってモータトルクＴ。が１．５ｋｇ・
ｃｍのモータを選択すれば、本実施例を作動させること
ができる。

然し、上述した実施例においてはブレーキドラム５０と
ブレーキバンド５１から構成されるブレーキ手段を設け
ているが、クリーナユニット３６を揺動軸３３を中心に
揺動させるためにはブレーキ手段を必ずしも設ける必要
はない。即ち、非クリーニング時（クリーニングブラシ
４０が転写ドラム２１に当接しないとき）のプラン回転
負荷トルクをクリーナユニット３６を揺動させて転写ド
ラム２１に当接させるのに必要なトルクよりも大きく設
定することにより、ブレーキ手段を設けることなくクリ
ーナユニット３６を揺動軸３３を中心に揺動させること
ができる。

次いで、第３図及び第５図乃至第７図を参照してバキュ
ーム吸引部の切り換え弁手段について説明する。ハウジ
ング３７には円筒状の出口部３７ａが形成されており、
この出口部３７ａに吸引ダクト５５が連結され、吸引ダ
クトは図示しないブロア等のバキューム吸引手段に接続
されている。

ハウジング出口部３７ａには切り換え弁５６が軸５７で
回転自在に取付けられている。切り換え弁５６は第７図
に最も良く示されているように、切欠５８ａの形成され
たカム５８が軸５７に一体的に取付けられている。カム
５８は引張スプリング６１により切欠６０ａの形成され
たフレーム６０に連結されている。

第５図はクリーナユニット３６が転写ドラム２】から離
れている状態を示しており、この場合には引張スプリン
グ６１の付勢力によりカム５８の切欠５８ａがフレーム
６０の切欠６０ａ中に嵌合し、切り換え弁５６は閉じて
いる。第６図に示すようにクリーナユニット３６が転写
ドラム２１に当接するように回動されると、カム５８が
引張スフリング６１の付勢力に打ち勝ってフレーム６０
の先端部分６０ｂに乗り上げ、切り換え弁５Ｂは開いた
状態となる。このように本実施例の切り換え弁はクリー
ナユニｙ）の揺動運動に応じて閉じたり開いたりするた
め、ソレノイド等のアクチュエータを何ら設けることな
くして機械的に切り換え弁を切り換えることができる。

以下上述した本実施例の作動について説明する。

コピーサイクルが終了するとクリーニング装置３２を使
用した転写ドラム２１のクリーニングが行われる。即ち
駆動モータ４４が回転し、この駆動力がモータ・プーリ
４５、タイミングベルト４６、アイドラー・プーリ４３
、タイミングベルト４８、クリーナ・プーリ４７を介し
てクリーニングブラシ４０に伝達される。このとき、ブ
レーキ負荷トルクがクリーナユニット３６を揺動させて
転写ドラム２１に当接させるのに必要なトルクよりも太
き（設定されているので、クリーニングブラシ４０は回
転せずに、クリーナユニット３６が揺動軸３３を中心と
して時計回りに揺動し、クリーニングブラシ４０が転写
ドラム２１に当接する。これによりクリーナユニット３
６の揺動運動は停止し、クリーニングブラシ４０が駆動
モータ４４の駆動力により回転されて転写ドラム２１に
付着しているトナー粉末を掻落とす。クリーナユニット
３６が揺動軸３３を中心として時計方向に揺動すると、
第６図に示すように切り換え弁５６が開き、転写ドラム
２１から掻落とされたトナーは吸引ダクト５５を介して
バキューム吸引され回収される。このクリーニング工程
は通常転写ドラム２１が１回転する間貸われる。

クリーニングが終了すると駆動モータ４４の駆動が断た
れ、クリーナユニット３６が自重により第５図に示すよ
うに揺動軸３３を中心にして反時計方向に揺動し、転写
ドラム２１から自動的に離れる。このとき、切り換え弁
５６のカム５８が弓張スプリング６１に引っ張られてフ
レーム６０の切欠６０ａ中に嵌合するため、切り換え弁
５６は第５図に示すように閉じた状態となる。これによ
りブロア等のバキューム吸引手段を現像装置等と共用し
ている場合に、クリーニング装置非作動時に切り換え弁
５６を閉じることにより、バキューム吸引手段の吸引力
を落とずことなく現像装置等のトナークラウドの吸引に
有効に利用することができる。このことは本実施例のク
リーニング装置が、通常コピーサイクル終了後のシャ７
）ダウンサイクル中に作動するように設定されているの
で、コピーサイクル中は吸引手段の吸引力を現像装置の
トナークラウドの吸引等に全て差し向けられるので特に
有効である。

上述した実施例では駆動力の伝達をプーリ及びタイミン
グベルトを介して行っているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、スプロケットとチェーンの組合せ、
或いはギヤの噛み合わせにより行うようにしても良い。

また、上述した実施例では本発明を転写ドラムのクリー
ニングに適用した例について説明したが、本発明のクリ
ーニング装置はこれに限定されるものではなく、転写ベ
ルトのクリーニングにも、さらにはドラム状又はベルト
状の感光体のクリーニングにも適用可能である。

発明の効果 本発明のクリーニング装置は以上詳述したように構成し
たので、カム等の複雑な機構を設けることなく、簡単な
構成で転写ドラムへのセルフコンタクトが可能な転写ド
ラムのクリーニング装置を安価に提供できるという効果
を奏する。更にソレノイド等を設けることなく切り換え
弁を作動できるので、切り換え弁機構のコストダウンを
達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図のＩ−Ｉ線断面図、 第２図は第３図の■方向矢視図、 第３図は本発明実施例の一部断面平面図、第４図はクリ
ーナユニット持ち上げのための関係式を得るための説明
図、 第５図は切り換え弁部分の断面図であり、クリーング装
置が非作動状態を示している。 第６図はクリーニング中の切り換え弁部分の断面図、 第７図は切り換え弁の斜視図 第８図は本発明のクリーニング装置を適用するのに適し
たカラー複写機の概略構成図である。 ３・・・感光体ドラム、 １・・・転写ドラム、 ２・・・クリーニング装置、 ３・・・揺動軸、 ６・・・クリーナユニット、 ０・・・クリーニングブラシ、 ３・・・アイドラー・プーリ、 ４・・・駆動モータ、 ５・・・モータ・プーリ、 ６．４８・・・タイミングベルト、 ７・・・クリーナ・プーリ、 ０・・・ブレーキドラム、 １・・・ブレーキバンド、 ５・・・吸引ダクト、 ５６・・・切り換え弁、 ５８・・・カム。 出願人：　富士ゼロックス株式会社 代理人：　弁理士　松　本　　　昂 Ｏト Ｎ寸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体上のトナー像を転写材上に転写する画像形
   成装置において、 ハウジング中に回転可能にクリーニングブラシを収容し
   たクリーナユニットを揺動軸を中心にして揺動可能に軸
   支し、 該揺動軸と同軸上に環状駆動部材を設け、 前記クリーニングブラシの回転軸に環状被駆動部材を固
   着し、 前記環状駆動部材と前記環状被駆動部材とを動力伝達手
   段で連結するとともに、 前記環状駆動部材を動力源に連結して構成し、前記クリ
   ーニングブラシが被クリーニング部材に当接しないとき
   のブラシ回転負荷トルクを前記クリーナユニットを揺動
   させて該被クリーニング部材に当接させるのに必要なト
   ルクよりも大きく設定するとともに、動力源トルクをク
   リーニング中のブラシ回転負荷トルクとクリーナユニッ
   ト揺動トルクとの和よりも大きく設定したことを特徴と
   するクリーニング装置。
2. （２）前記ハウジング内を吸引ダクトを介して吸引手段
   に連通し、該吸引ダクト内又は吸引ダクトに連結したハ
   ウジングの出口部内に、クリーナユニットの揺動運動に
   連動して作動してクリーニングブラシが被クリーニング
   部材から離れているときには閉じ、接触しているときに
   は開く弁手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   クリーニング装置。