(57)【要約】【課題】像担持体上の残留トナーのクリーニング性を向上させる。【解決手段】ベルトクリーニング部２０は、トナー像を担持する中間転写ベルト１７の回転方向（Ｘ方向）に対してカウンター方向から中間転写ベルト１７に当接され、中間転写ベルト１７上の残留トナーを除去するクリーニングブレード２１と、中間転写ベルト１７の回転方向においてクリーニングブレード２１の上流に配置され、中間転写ベルト１７に対向する規制面２２ａを有し、規制面２２ａと中間転写ベルト１７との間を通過する空気の流れを規制する規制部材２２と、を備える。クリーニングブレード２１の中間転写ベルト１７に当接される第１の辺２１ａと規制面２２ａとの距離である第１の距離Ｄ１は、中間転写ベルト１７のベルト上線分１７ａと規制面２２ａとの距離である第２の距離Ｄ２より大きく、第２の距離Ｄ２は０より大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体の回転方向に対してカウンター方向から前記像担持体に当接され、前記像担持体上の残留トナーを除去する板状のクリーニング部材と、
前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部材の上流に配置され、前記像担持体に対向する規制面を有し、当該規制面と前記像担持体との間を通過する空気の流れを規制する規制部材と、
を備えるクリーニング装置であって、
前記クリーニング部材の前記像担持体に当接される辺を第１の辺、
前記クリーニング部材の厚さ方向において前記第１の辺と反対側の辺を第２の辺、
前記第２の辺を含み、前記像担持体の曲面部分に接する仮想的な平面を仮想平面、
前記像担持体の前記仮想平面と接する部分を像担持体上線分、
前記仮想平面と直交する方向における前記第１の辺と前記規制面との距離を第１の距離、
前記仮想平面と直交する方向における前記像担持体上線分と前記規制面との距離を第２の距離とし、
前記第１の距離は前記第２の距離より大きく、かつ、前記第２の距離は０より大きいクリーニング装置。
【請求項２】
前記第２の距離を前記第１の距離で割った値は、１／２以下である請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記像担持体の回転における前記像担持体の表面の線速は、２１１ｍｍ／ｓ以上である請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記規制部材には、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部材と反対側に、前記像担持体の回転により生じた空気の流れを前記像担持体と前記規制面との間に導くガイド機構が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記像担持体は、感光体から転写されたトナー像を用紙上に転写する中間転写ベルトである請求項１から４のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置及び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、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像を別々の感光体ドラム上に形成し、各感光体ドラム上に形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を中間転写ベルトに重ね合わせて一次転写した後、中間転写ベルト上に多重転写された各色トナー像を用紙上に二次転写する中間転写方式のものがある。
【０００３】
中間転写ベルト上のトナー像を用紙に転写する際、全てのトナー像が用紙に転写されることが理想であるが、実際には、一部のトナー粒子が転写されずに中間転写ベルト上に残ってしまう。そのため、画像形成装置には、中間転写ベルト上の残留トナー等の残留物を除去するクリーニング装置が設けられている。
【０００４】
クリーニング装置としては、板状のクリーニングブレードの先端を、回転している中間転写ベルトに当接させて、中間転写ベルト上の残留物を掻き取って除去する構成が一般的である。
【０００５】
例えば、トナー画像を担持する像担持体と、像担持体が下方に移動する位置において、先端面を上にして、像担持体に先端面のエッジを当接させ、像担持体上のトナーを掻き落とす清掃部材と、掻き落とされたトナーを収容するケーシングとを備え、先端面の略延長線上に、先端面よりも急な傾斜を有する整流面を設けることで、像担持体と清掃部材との摩擦を低減させる画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、画像形成装置の高速機種では、中間転写ベルトの耐久性を向上させるために、中間転写ベルトに、傷が付きにくい硬い表面層を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、表面が柔らかい中間転写ベルトであれば、長期にわたる使用で中間転写ベルト表面に放電生成物や劣化滑剤が付着した場合、クリーニングブレードで、付着物を中間転写ベルトの表面ごと削ることができる。
しかしながら、硬い表面層が設けられた中間転写ベルトでは、中間転写ベルトの表面を削ることができないため、長期にわたって使用を続けると、クリーニングブレードだけでは付着物を除去しきれなくなってくる。
【０００９】
中間転写ベルトに放電生成物や劣化滑剤が付着すると、駆動トルクが上がる。駆動トルクを下げるためには、中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの当接圧を下げなければならない。クリーニングブレードの当接圧を下げると、トナーをせき止める力が弱くなり、中間転写ベルト上にトナーの拭き残しが発生してしまう。
【００１０】
特許文献１に記載の技術では、像担持体と清掃部材との摩擦を低減させることはできるが、長期にわたって使用すると、像担持体上にトナーの拭き残しが発生していた。
【００１１】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、像担持体上の残留トナーのクリーニング性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナー像を担持する像担持体の回転方向に対してカウンター方向から前記像担持体に当接され、前記像担持体上の残留トナーを除去する板状のクリーニング部材と、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部材の上流に配置され、前記像担持体に対向する規制面を有し、当該規制面と前記像担持体との間を通過する空気の流れを規制する規制部材と、を備えるクリーニング装置であって、前記クリーニング部材の前記像担持体に当接される辺を第１の辺、前記クリーニング部材の厚さ方向において前記第１の辺と反対側の辺を第２の辺、前記第２の辺を含み、前記像担持体の曲面部分に接する仮想的な平面を仮想平面、前記像担持体の前記仮想平面と接する部分を像担持体上線分、前記仮想平面と直交する方向における前記第１の辺と前記規制面との距離を第１の距離、前記仮想平面と直交する方向における前記像担持体上線分と前記規制面との距離を第２の距離とし、前記第１の距離は前記第２の距離より大きく、かつ、前記第２の距離は０より大きい。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記第２の距離を前記第１の距離で割った値は、１／２以下である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記像担持体の回転における前記像担持体の表面の線速は、２１１ｍｍ／ｓ以上である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、前記規制部材には、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部材と反対側に、前記像担持体の回転により生じた空気の流れを前記像担持体と前記規制面との間に導くガイド機構が設けられている。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、前記像担持体は、感光体から転写されたトナー像を用紙上に転写する中間転写ベルトである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、請求項１から５のいずれか一項に記載のクリーニング装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、像担持体上の残留トナーのクリーニング性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】ベルトクリーニング部の構成を示す図である。
【図３】規制部材と中間転写ベルトとの間を通過する空気の流れを説明するための図である。
【図４】（ａ）は、ガイド機構が設けられていない規制部材の例である。（ｂ）及び（ｃ）は、ガイド機構が設けられた規制部材の例である。
【図５】規制部材の有無、Ｄ２／Ｄ１の値、中間転写ベルトの表面の線速、ガイド機構の条件を変えて、クリーニング性を評価した実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置の実施の形態について説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本実施の形態における画像形成装置１００の概略構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部１０、クリーニング装置としてのベルトクリーニング部２０、給紙部３０等を備える。
【００２２】
画像形成部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、帯電部１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像部１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、一次転写ローラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、感光体クリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、像担持体としての中間転写ベルト１７と、二次転写ローラー１８と、定着部１９と、を備える。
【００２３】
帯電部１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを一様に帯電させる。
露光部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、レーザー光源、ポリゴンミラー、レンズ等から構成され、各色の画像データに基づいて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面をレーザービームにより走査露光して静電潜像を形成する。
現像部１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像に各色のトナーを付着させ、現像を行う。
【００２４】
一次転写ローラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１７上に逐次転写させる（一次転写）。すなわち、中間転写ベルト１７上には、４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。すなわち、一次転写ローラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、中間転写ベルト１７上にトナー像を形成するトナー像形成部である。
感光体クリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、転写後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周面上に残ったトナーを除去する。
【００２５】
中間転写ベルト１７は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋから転写されたトナー像を担持し、トナー像を用紙上に転写する。中間転写ベルト１７は、無端状ベルトであり、複数のローラーにより張架され、Ｘ方向に周回駆動される。
中間転写ベルト１７では、ポリイミド（ＰＩ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂で構成された基材層の上に、基材層よりも硬度の高い表面層が設けられている。
【００２６】
二次転写ローラー１８は、中間転写ベルト１７上に形成されたカラートナー像を、給紙部３０から供給された用紙上に一括して転写させる（二次転写）。
定着部１９は、用紙上に転写されたトナーを、加熱・加圧により用紙上に定着させる。
【００２７】
ベルトクリーニング部２０は、二次転写ローラー１８により用紙にカラートナー像が転写された後の中間転写ベルト１７から、用紙に転写されずに残った残留トナーを除去し、中間転写ベルト１７をクリーニングする。
【００２８】
図２に、ベルトクリーニング部２０の構成を示す。
ベルトクリーニング部２０は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード２１、規制部材２２を備える。クリーニングブレード２１、規制部材２２は、中間転写ベルト１７の幅方向（図２の紙面と直交する方向（奥行き方向））に長尺状となっている。
【００２９】
クリーニングブレード２１は、板状に形成されており、クリーニングブレード２１の先端部は、中間転写ベルト１７の回転方向（Ｘ方向）に対してカウンター方向（逆方向）から中間転写ベルト１７に当接される。クリーニングブレード２１は、中間転写ベルト１７上に付着した残留トナーを除去する。中間転写ベルト１７から掻き落とされた残留トナーは、不図示の回収タンクに回収される。
クリーニングブレード２１は、ウレタンゴム等のゴムにより構成されている。
【００３０】
規制部材２２は、中間転写ベルト１７の回転方向においてクリーニングブレード２１の上流に配置されている。規制部材２２は、中間転写ベルト１７に対向する規制面２２ａを有し、規制面２２ａと中間転写ベルト１７との間を通過する空気の流れを規制する。
【００３１】
クリーニングブレード２１は、Ｙ方向に薄く、図２の紙面と直交する方向に長尺な直方体形状を有する。なお、厳密に直方体でなくてもよい。
クリーニングブレード２１の中間転写ベルト１７に当接される辺を第１の辺２１ａとする。第１の辺２１ａは、図２の紙面と直交する方向に延在する辺である。
クリーニングブレード２１の厚さ方向（図２に示すＹ方向）において第１の辺２１ａと反対側の辺を第２の辺２１ｂとする。第２の辺２１ｂは、クリーニングブレード２１の図２の紙面と直交する方向に延在する四つの辺のうち、第１の辺２１ａを除いて、第１の辺２１ａに最も近い辺である。
【００３２】
第２の辺２１ｂを含み、中間転写ベルト１７の曲面部分に接する仮想的な平面を仮想平面Ｐ１とする。仮想平面Ｐ１は、図２の紙面と直交する平面である。
仮想平面Ｐ１と中間転写ベルト１７とは、図２の紙面と直交する方向に延在する線分状の領域で接しているから、中間転写ベルト１７の仮想平面Ｐ１と接する部分をベルト上線分１７ａとする。
仮想平面Ｐ１と直交する方向における第１の辺２１ａと規制面２２ａとの距離を第１の距離Ｄ１とする。
仮想平面Ｐ１と直交する方向におけるベルト上線分１７ａと規制面２２ａとの距離を第２の距離Ｄ２とする。
【００３３】
クリーニングブレード２１及び規制部材２２は、第１の距離Ｄ１が第２の距離Ｄ２より大きく（Ｄ１＞Ｄ２）、第２の距離Ｄ２が０より大きく（Ｄ２＞０）なるように、配置されている。
【００３４】
また、中間転写ベルト１７の回転における中間転写ベルト１７の表面の線速は、２１１ｍｍ／ｓ以上であることが好ましい。
【００３５】
ここで、図３を参照して、規制部材２２により規制される空気の流れについて説明する。
中間転写ベルト１７の回転により生じた空気の流れは、中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間を通ることで、直線的な流れ４１に整えられる。
その後、空気が中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間を、狭い流路から広い流路へと流れることにより、直線的な流れ４１から外れるクリーニングブレード２１の第１の辺２１ａ付近で気流の渦４２が発生する。この渦４２によって、残留トナーが溜まっている静止層に流動性が生じ、残留トナーが攪拌される。
【００３６】
中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間に空気が入り込む入口側の隙間（第２の距離Ｄ２）があまりに広いと、空気の流れが直線的になる前に、クリーニングブレード２１に到達してしまうため、第１の距離Ｄ１と第２の距離Ｄ２は、ある程度以上、差があった方がよい。具体的には、第２の距離Ｄ２を第１の距離Ｄ１で割った値（Ｄ２／Ｄ１）は、１／２以下であることが好ましい。
【００３７】
規制部材２２には、中間転写ベルト１７の回転方向においてクリーニングブレード２１と反対側に、中間転写ベルト１７の回転により生じた空気の流れを、中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間に導くガイド機構が設けられていることが好ましい。
【００３８】
図４（ａ）は、ガイド機構が設けられていない規制部材２２の例である（形状Ａ）。
図４（ｂ）及び（ｃ）は、中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間に空気が入り込む入口側にガイド機構が設けられた規制部材２２の例である（形状Ｂ、形状Ｃ）。図４（ｂ）に示す形状Ｂの規制部材２２には、円柱の一部を構成するような形状のガイド機構２３が設けられている。図４（ｃ）に示す形状Ｃの規制部材２２には、平面状に形成されたガイド機構２４が設けられている。
【００３９】
［実験結果］
図５に、規制部材２２の有無、Ｄ２／Ｄ１の値、中間転写ベルト１７の表面の線速、ガイド機構の条件を変えて、クリーニング性を評価した実験結果を示す。この実験では、ベタ白部でのクリーニング不良の発生の有無に基づいて、以下の基準でクリーニング性を判定した。
◎：５０万枚までトナーのすり抜け発生なし
〇：４０万枚までトナーのすり抜け発生なし
×：３０万枚未満でトナーのすり抜け発生
【００４０】
＜規制部材２２の有無の比較＞
実施例１では、図４（ａ）に示す形状Ａの規制部材２２（ガイド機構なし）を用い、Ｄ２／Ｄ１を１／１．２とし、中間転写ベルト１７の表面の線速を１６６ｍｍ／ｓとした。
比較例１では、規制部材２２を用いず、中間転写ベルト１７の表面の線速については実施例１と同じく１６６ｍｍ／ｓとした。
クリーニング性の評価結果は、実施例１が「〇」、比較例１が「×」であった。この結果から、規制部材２２を用いることで、クリーニング性が向上することが分かる。
【００４１】
＜Ｄ２／Ｄ１の比較＞
実施例２では、Ｄ２／Ｄ１を１／２とし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
実施例３では、Ｄ２／Ｄ１を１／２．５とし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
実施例４では、Ｄ２／Ｄ１を１／３とし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
比較例２では、Ｄ２／Ｄ１を１／１とし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
比較例３では、Ｄ２／Ｄ１を２／１とし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
クリーニング性の評価結果は、実施例１が「〇」、実施例２〜４が「◎」、比較例２，３が「×」であった。実施例１と比較例２，３の結果から、Ｄ２／Ｄ１が１以上の場合と比較して、Ｄ２／Ｄ１が１未満の場合、すなわち、Ｄ１＞Ｄ２の場合の方が、クリーニング性が良いことが分かる。さらに、実施例１と実施例２〜４の結果から、Ｄ２／Ｄ１が１／２以下の場合に、クリーニング性がより向上することが分かる。
【００４２】
＜中間転写ベルト１７の表面の線速の比較＞
実施例５では、中間転写ベルト１７の表面の線速を２１１ｍｍ／ｓとし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
実施例６では、中間転写ベルト１７の表面の線速を２９０ｍｍ／ｓとし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
実施例７では、中間転写ベルト１７の表面の線速を３３０ｍｍ／ｓとし、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
クリーニング性の評価結果は、実施例１が「〇」、実施例５〜７が「◎」であった。実施例１と実施例５〜７の結果から、中間転写ベルト１７の表面の線速が２１１ｍｍ／ｓ以上の場合に、クリーニング性がより向上することが分かる。
【００４３】
＜ガイド機構の比較＞
実施例８では、図４（ｂ）に示す形状Ｂの規制部材２２（ガイド機構２３あり）を用い、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
実施例９では、図４（ｃ）に示す形状Ｃの規制部材２２（ガイド機構２４あり）を用い、他の条件は実施例１と同じ条件とした。
クリーニング性の評価結果は、実施例１が「〇」、実施例８，９が「◎」であった。実施例１と実施例８，９の結果から、ガイド機構２３，２４を有する規制部材２２（形状Ｂ，Ｃ）を用いた場合に、クリーニング性がより向上することが分かる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、中間転写ベルト１７の回転方向においてクリーニングブレード２１の上流に規制部材２２を設け、空気の流れを規制することで、直線的な流れを作り出し、第１の距離Ｄ１を第２の距離Ｄ２より大きくすることで、クリーニングブレード２１の第１の辺２１ａ付近（静止層周辺）で気流の渦を発生させることができる。この渦によって、残留トナーが溜まっている静止層が攪拌されるので、中間転写ベルト１７（像担持体）上の残留トナーのクリーニング性を向上させることができる。したがって、大掛かりな装置を必要とすることなく、中間転写ベルト１７上のトナーの拭き残しの発生を、長期にわたって防止することができる。
【００４５】
また、Ｄ２／Ｄ１を１／２以下として、中間転写ベルト１７の回転方向に沿って、規制部材２２の規制面２２ａと中間転写ベルト１７との間の流路を広げることで、渦が発生しやすくなり、クリーニング性をより向上させることができる。
【００４６】
また、中間転写ベルト１７の表面の線速を２１１ｍｍ／ｓ以上とすることで、中間転写ベルト１７の回転により生じた空気の流れが速くなり、クリーニング性をより向上させることができる。
【００４７】
また、規制部材２２に、中間転写ベルト１７の回転により生じた空気の流れを、中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間に導くガイド機構２３，２４を設けることで、中間転写ベルト１７と規制面２２ａとの間に効率良く空気を取り込むことができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係るクリーニング装置及び画像形成装置の例であり、これに限定されるものではない。装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【００４９】
例えば、上記実施の形態では、像担持体が中間転写ベルトである場合を例にして説明したが、感光体ドラム（像担持体）上の残留トナーを除去するクリーニング部材についても、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  画像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ  感光体ドラム
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ  一次転写ローラー
１７  中間転写ベルト
１７ａ  ベルト上線分
１８  二次転写ローラー
１９  定着部
２０  ベルトクリーニング部
２１  クリーニングブレード
２１ａ  第１の辺
２１ｂ  第２の辺
２２  規制部材
２２ａ  規制面
２３  ガイド機構
２４  ガイド機構
１００  画像形成装置
Ｄ１  第１の距離
Ｄ２  第２の距離
Ｐ１  仮想平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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