(57)【要約】【課題】像担持体のクリーニングを長期にわたって適切に行うことができ，長寿命で高画質の画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明のカラープリンタは，表面にトナー像を担持する中間転写ベルト１２と，その表面をクリーニングするベルトクリーナ１３とを有するものであって，ベルトクリーナ１３は，中間転写ベルト１２の表面に接して回転する回転ブラシ３２と，回転ブラシ３２のブラシ毛に接触して回転するとともに，その表面に光触媒物質４２がコーティングされている回収ローラ３３と，回収ローラ３３の表面に当接して配置され，回収ローラ３３の表面を掻き取るブレード３５と，回収ローラ３３の表面に，光触媒物質４２に光触媒反応を起こさせる光を照射する光源３４とを有するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持する像担持体と，前記像担持体の表面をクリーニングするクリーナとを有する画像形成装置において，
前記クリーナは，
前記像担持体の表面に接して回転する回転ブラシと，
前記回転ブラシのブラシ毛に接触して回転するとともに，その表面に光触媒物質がコーティングされている回収ローラと，
前記回収ローラの表面に当接して配置され，前記回収ローラの表面を掻き取るブレードと，
前記回収ローラの表面に，前記光触媒物質に光触媒反応を起こさせる光を照射する光源とを有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記回転ブラシおよび前記回収ローラがともに，導電性または半導電性を有する材質で形成されており，
前記回収ローラに接地電位を基準としてトナーの極性に対して逆極性側の電圧を印加する電源と，
前記電源および前記光源のオンオフを制御する制御部とを有し，
前記制御部は，画像形成時に，前記電源に電圧を印加させるとともに前記光源に光を照射させる画像形成モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
前記制御部は，
前記回収ローラの回転をも制御するものであり，
予め決めた枚数を超えて連続印字を行った後の非画像形成時に，前記電源に電圧を印加させない状態で前記光源に光を照射させるとともに前記回収ローラを回転させるクリーニングモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関する。さらに詳細には，例えば中間転写ベルトまたは感光体等の像担持体の表面から付着物を回収するためのブラシ状のクリーニング部材と，そのブラシ状クリーニング部材から付着物を回収する回収部材とを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，電子写真方式の画像形成装置では，転写後も像担持体上に多少のトナーが残留することが避けられない。そのため，転写後の像担持体をクリーニングする部材を有していることが多い。例えば，形成された各色のトナー像を一旦載置する中間転写ベルトを有する画像形成装置がある。このようなものでは通常，この中間転写ベルト上に付着したトナー等を清掃・除去するためのベルトクリーナを有している。例えば，特許文献１には，このベルトクリーナとして，ベルト表面に接触する回転ブラシと，その回転ブラシに接して配置される回収ローラと，その回収ローラの表面を摺擦して付着物を掻き落とすブレード部材とを有するものが開示されている。
【０００３】
また，像担持体の周辺では，帯電処理等が行われるため微小な放電が発生することがあり，その場合にはオゾンや窒素酸化物（ＮＯｘ）等の放電生成物が発生する。そこで，これらの放電生成物を分解するために，像担持体の近傍に光触媒物質を配置することが提案されている。例えば，特許文献２には，感光体表面を摺擦するクリーニングブレードの表面等に光触媒物質が配設されている画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０８７６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，ブラシクリーナは，電界を形成して，像担持体上の残留トナーを除去する方式のため，放電生成物が回収ローラの表面等に付着することにより他の付着物も付着しやすくなる。また，放電生成物に起因して，付着物同士が塊となって付着することもある。例えば回収ローラの表面に付着物の塊ができてしまうと，表面粗さが大きくなってしまう。その場合には，回収ローラの表面を摺擦するブレードとの間を，トナー等がすり抜ける場合があるという問題がある。そしてその結果，その箇所ではクリーニング用の電界が適切に形成されなくなり，クリーニング性がさらに悪くなるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，像担持体のクリーニングを長期にわたって適切に行うことができ，長寿命で高画質の画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，表面にトナー像を担持する像担持体と，像担持体の表面をクリーニングするクリーナとを有する画像形成装置であって，クリーナは，像担持体の表面に接して回転する回転ブラシと，回転ブラシのブラシ毛に接触して回転するとともに，その表面に光触媒物質がコーティングされている回収ローラと，回収ローラの表面に当接して配置され，回収ローラの表面を掻き取るブレードと，回収ローラの表面に，光触媒物質に光触媒反応を起こさせる光を照射する光源とを有するものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置によれば，像担持体の表面の付着物は，回転ブラシによって掻き取られる。そして，その回転ブラシに付着した付着物を回収ローラで回収するとともに，その表面はブレードによって掻き取られる。従って，像担持体の表面を適切にクリーニングすることができる。さらに，回収ローラの表面には光触媒物質がコーティングされているとともに，光源によって光が照射されるので，光触媒反応を起こさせることができる。従って，像担持体の周辺に発生した放電生成物は分解される。これにより，放電生成物に起因する付着物の堆積が防止されているので，像担持体のクリーニングを長期にわたって適切に行うことができ，長寿命で高画質なものとなっている。
【０００９】
さらに本発明では，回転ブラシおよび回収ローラがともに，導電性または半導電性を有する材質で形成されており，回収ローラに接地電位を基準としてトナーの極性に対して逆極性側の電圧を印加する電源と，電源および光源のオンオフを制御する制御部とを有し，制御部は，画像形成時に，電源に電圧を印加させるとともに光源に光を照射させる画像形成モードを実行することが望ましい。
このようにすれば，残留トナーを，回転ブラシや回収ローラによって電気的に引き寄せ，回収することができる。さらに，電源がオンされるときには光源もオンされるので，電圧の印加によって発生する放電生成物は光触媒反応によって分解される。
【００１０】
さらに本発明では，制御部は，回収ローラの回転をも制御するものであり，予め決めた枚数を超えて連続印字を行った後の非画像形成時に，電源に電圧を印加させない状態で光源に光を照射させるとともに回収ローラを回転させるクリーニングモードを実行することが望ましい。
このようにすれば，連続印字によって回収ローラの周辺に溜まった放電生成物も適切に分解される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば，像担持体のクリーニングを長期にわたって適切に行うことができ，長寿命であるとともに高画質な画像を形成できるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本形態に係るベルトクリーナを示す概略構成図である。
【図３】耐久による回収ローラの表面粗さの変化を調べた実験結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，タンデム型である電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１４】
本形態のカラープリンタ１０は，図１に示すように，カラー画像の形成が可能ないわゆるタンデム型の画像形成装置である。このカラープリンタ１０は，中間転写ベルト１２とそれをクリーニングするベルトクリーナ１３とを有している。なお，本形態は，負帯電トナーを使用するプリンタである。
【００１５】
中間転写ベルト１２は，図１中左右の２つのローラ（駆動ローラ１４，従動ローラ１５）に巻き掛けられている。そして，画像形成時には，図中右側の駆動ローラ１４によって，図中矢印で示すように回転される。図中左側の従動ローラ１５は，中間転写ベルト１２の回転によって従動回転される。そして，ベルトクリーナ１３は，中間転写ベルト１２を挟んで従動ローラ１５に対向する位置に設けられている。また，中間転写ベルト１２および印刷用紙Ｐを挟んで駆動ローラ１４に対向する位置に，２次転写ローラ１７が設けられている。
【００１６】
本形態のカラープリンタ１０は，図１に示すように，４色の画像形成部（イエロー２０Ｙ，マゼンタ２０Ｍ，シアン２０Ｃ，ブラック２０Ｋ）を有し，中間転写ベルト１２の図中下方に左からこの順に並べて配置されている。各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは，いずれも，一般的な電子写真方式の画像形成部であり，これらによって中間転写ベルト１２上にトナー像が形成される。なお，各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは，各色ともほぼ同様の構成である。また，画像形成のための具体的な構成はこの図のものに限らない。
【００１７】
イエローの画像形成部２０Ｙに例をとって説明する。画像形成部２０Ｙは，図１に示すように，感光体２１と，その周囲に，帯電部２２，現像部２３，１次転写部２４，クリーナ２５を有している。画像形成時には，感光体２１は，図中に矢印で示すように回転され，帯電部２２によってその表面が帯電される。そして，帯電部２２と現像部２３との間の箇所で，画像データに基づいた露光を受け，静電潜像が形成される。その静電潜像が，現像部２３で現像され，トナー像が形成される。
【００１８】
形成されたトナー像は，１次転写部２４によって，中間転写ベルト１２の表面へと転写される。中間転写ベルト１２は，図１に矢印で示すように回転され，各色の画像形成部によって順に１次転写を受ける。これにより重ねられたトナー像は，２次転写ローラ１７によって印刷用紙Ｐに転写される。中間転写ベルト１２は，図に示すようにさらに回転され，２次転写後もその表面に残留しているトナーは，ベルトクリーナ１３によって除去される。
【００１９】
本形態のベルトクリーナ１３は，図２に示すように，プレ帯電ブラシ３１，回転ブラシ３２，回収ローラ３３，光源３４，ブレード３５，廃トナー搬送スクリュー３６を有している。プレ帯電ブラシ３１は，導電性または半導電性の固定ブラシであり，ブラシ毛の先端部が中間転写ベルト１２に接して従動ローラ１５に対向する位置に配置されている。プレ帯電ブラシ３１には，高圧電源３８が接続されている。この高圧電源３８は，トナーを負極性に帯電させるために，負の高電圧を印加するためのものである。
【００２０】
回転ブラシ３２は，金属製の回転軸の周囲に導電性または半導電性のブラシ毛を有する回転ブラシである。回転ブラシ３２は，図２に示すように，ブラシ毛の先端部が中間転写ベルト１２に接するように，従動ローラ１５に対向して配置されている。画像形成時には，図中矢印で示すように，中間転写ベルト１２および従動ローラ１５の回転と同じ回転方向に回転される。そのため，その接触箇所では，カウンター回転となる。
【００２１】
回収ローラ３３は，図２に示すように，例えば鉄にニッケルめっきが施された筒状ローラ４１と，その表面にコーティングされた光触媒物質４２とを有しているものである。筒状ローラ４１の材質は，これに限らないが，腐食に強い材質であることが望ましい。また，光触媒物質４２としては，例えば，酸化チタンが適している。コーティングの方法は，例えばディップコートやスプレーコート等のウェットプロセス，ＣＶＤやスパッタリング等のドライプロセスのいずれを使用しても構わない。公知の様々な手法から適切に選択されればよい。
【００２２】
さらに，回収ローラ３３には，図２に示すように，高圧電源３９が接続されている。この高圧電源３９は，正の高電圧を印加するためのものである。この回収ローラ３３は，回転ブラシ３２のブラシ毛に接触するように配置され，画像形成時には，回転ブラシ３２の回転と逆向きに回転される。つまり，接触箇所では，回転ブラシ３２と回収ローラ３３とは同じ向きの移動となっている。
【００２３】
また，回収ローラ３３の図２中の下部には，光源３４が配置されている。この光源３４としては，回収ローラ３３にコーティングされている光触媒物質４２に光触媒反応を起こさせることのできる波長のものを選択する。例えば，光触媒物質４２として酸化チタンが選択されている場合には，波長３８０ｎｍの紫外線ＬＥＤが適している。
【００２４】
さらに，図２に示すように，回収ローラ３３の表面に接して，ブレード３５が設けられている。ブレード３５は，例えばＳＵＳ材の平板状部材である。このブレード３５の材質は耐食性のあるものであればよい。また，廃トナー搬送スクリュー３６は，回転ブラシ３２やブレード３５によって掻き落とされた廃トナーを，図中奥行き方向（軸方向）に搬送するためのものである。さらに本形態のカラープリンタ１０は，光源３４と高圧電源３８，３９とを制御する制御部４５を有している。また，制御部４５は，回収ローラ３３の回転の制御も行う。なお，制御部４５は，高圧電源３８または３９と一体のものであってもよい。
【００２５】
画像形成時には，従動ローラ１５，回転ブラシ３２，回収ローラ３３がそれぞれ，図２中に矢印で示す向きに回転される。そして，制御部４５によって，高圧電源３８，高圧電源３９，光源３４がＯＮとされる。このモードが，画像形成モードである。なお，プレ帯電ブラシ３１や回転ブラシ３２に電圧を印加するときには必ず光源３４を点灯するとしてもよいし，電圧の印加時間のうちの一部において点灯するとしてもよい。そして，高圧電源３８による定電圧制御または定電流制御により，プレ帯電ブラシ３１は負電位となる。これは，トナーの正規の帯電極性と同じ極性側の電位である。
【００２６】
さらに，高圧電源３９による定電圧制御または定電流制御によって，回収ローラ３３は正電位となる。これは，トナーの正規の帯電極性とは逆極性側の電位である。また，回転ブラシ３２は，回収ローラ３３に接触しているので，やはり正電位となる。ただし，回転ブラシ３２の電位は回収ローラ３３ほどにはならず，この２つのみを比較すれば，回転ブラシ３２の電位は回収ローラ３３より負極性側となっている。なお，ここでの各電位の正負は，基準を特記した場合を除き，従動ローラ１５の電位（通常はＧＮＤ）を基準としている。
【００２７】
画像形成時において，２次転写後も中間転写ベルト１２上に残留して運ばれてくるトナー等には，逆極性に帯電しているものも含まれている。本形態では，負帯電トナーを使用しているので，負に帯電しているトナーが多いものの，正に帯電しているトナーも多少含まれている。そこで，本形態では，プレ帯電ブラシ３１によって残留トナーを負極性に帯電させる。
【００２８】
負極性にされた残留トナーは中間転写ベルト１２にのってさらに移動し，回転ブラシ３２に接触する。回転ブラシ３２の電位は，従動ローラ１５の箇所での中間転写ベルト１２の電位に対して正極性側となっているので，残留トナーを引き寄せてブラシ毛の間に絡め取る。また，回転ブラシ３２は，ブラシ毛によって機械的に残留トナーを剥ぎ取って回収することも行う。これにより，中間転写ベルト１２上の残留トナーは除去される。さらに，残留トナーは，回転ブラシ３２の回転によって，回収ローラ３３に接触する。回収ローラ３３の電位は回転ブラシ３２の電位に対して正極性側であるので，負極性のトナーをその表面に吸着することにより回収する。そして，回収ローラ３３に吸着されたトナーは，ブレード３５によって掻き落とされる。
【００２９】
ブラシ等に電界が形成されるときには，その周囲に放電生成物が発生する。そこで本形態では，プレ帯電ブラシ３１に電界を形成するとき，および，回転ブラシ３２に電界を形成するときには，いずれも光源３４を点灯させることとしている。つまり本形態では，高圧電源３８または高圧電源３９によって電圧を印加するときには，光源３４が点灯される。そして，回収ローラ３３の光触媒物質４２において，光触媒反応が起きるので，生成された放電生成物は分解される。従って，回収ローラ３３の表面に放電生成物が溜まることが防止されている。
【００３０】
これにより，放電生成物によって回収ローラ３３の表面に付着物が溜まることによる回収ローラ３３の表面粗さの上昇も防止されている。従って，回収ローラ３３の表面とブレード３５との間での付着物のすり抜けが防止される。そして，回収ローラ３３における回収性の悪化が抑制され，長期にわたり安定したクリーニング性を保持できるものとなっている。よって，回収ローラ３３やブレード３５の寿命をより長いものとすることができた。
【００３１】
また，多数枚の連続印字を行った場合には，その印字時間中に発生した放電生成物がすべて分解できるとは限らない。そこで，ジョブ間等の非画像形成時に，制御部４５は，光源３４を点灯しつつ回収ローラ３３を回転させる制御を行う。このモードが，クリーニングモードである。このモードでは，高圧電源３８，３９には，電圧を印加させない。例えば，１００枚の連続印字を行ったら，その後，光源３４を点灯しつつ回収ローラ３３を１０周分程度回転させる。これにより，ベルトクリーナ１３中に残っていた放電生成物が分解される。これにより，放電生成物が回収ローラ３３の表面に付着して堆積することがさらに防止される。
【００３２】
さらに発明者らは，印刷を繰り返すことによる回収ローラの表面粗さの変化の度合いを実験で確かめた。本形態の回収ローラ３３を使用したカラープリンタ１０（実施例）と，光触媒物質のコーティングを行っていない回収ローラを取り付けたもの（比較例）とで，それぞれ同じテストプリントを繰り返し行った。実施例では，プレ帯電ブラシ３１や回転ブラシ３２に電圧を印加している期間中ずっと，光源３４を点灯した。ただし，クリーニングモードは実行していない。そして，印刷開始前（新品時），５万枚，８万枚，１２万枚，２５万枚（実施例のみ）印刷後においてそれぞれ回収ローラを取り出し，その表面粗さを測定した。
【００３３】
実験の結果を図３に示す。図中で黒四角で示すのが実施例の結果であり，黒丸で示すのが比較例の結果である。なお，本実験では，表面粗さとして十点平均粗さ（Ｒｚ）を用いた。横軸の単位は千枚である。新品時においては，回収ローラの表面粗さ（Ｒｚ）は実施例と比較例とのいずれも１．５μｍ程度であり，大差はなかった。実施例では，繰り返し印刷を行っても，回収ローラの表面粗さはさほど変化せず，２５万枚印刷後においても２．０μｍ未満であった。
【００３４】
しかし，比較例では，使用開始後の５万枚で既に２．０μｍを超えた値となった。そして，発明者の実験では，回収ローラの表面粗さが２．８μｍ程度以上となると，回収ローラとブレードとの間でのトナーのすり抜けが無視できない程度となった。そのため，比較例では，１２万枚印刷後での測定において，既にトナーのすり抜けに起因するクリーニング不良による画質の劣化が見られた。従って，回収ローラの表面に光触媒物質がコーティングされ，光照射によって光触媒反応を起こさせることで，回収ローラの表面粗さの悪化が防止できることが確認できた。
【００３５】
以上詳細に説明したように本発明のカラープリンタ１０によれば，回収ローラ３３の表面に光触媒物質４２がコーティングされており，画像形成時にこの回収ローラ３３に光源３４によって光を照射している。従って，放射性物質が発生するタイミングで，光触媒反応を起こすことができ，効率よく放射性物質を分解することができる。これにより，回収ローラ３３の表面粗さの小さい状態を長く保持できることから，長期にわたってクリーニング性の良好なものとなっている。よって，中間転写ベルトのクリーニングを長期にわたって適切に行うことができ，長寿命で高画質の画像形成装置となっている。
【００３６】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，ベルトクリーナ１３の配置はこれに限らず，中間転写ベルト１２に適切に当接できればよい。また，本発明は，中間転写ベルト１２のクリーナに限らず，感光体の表面をクリーニングするクリーナにも適用可能である。また，回転ブラシをもバイアスコントロールするようにしてもよい。例えば，従動ローラと回収ローラとの間の電位となるようにしてもよい。また，本発明は，タンデム型の画像形成装置に限らず，４サイクル型やモノクロプリンタ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  カラープリンタ
１２  中間転写ベルト
１３  ベルトクリーナ
２１  感光体
３２  回転ブラシ
３３  回収ローラ
３４  光源
３５  ブレード
３８，３９  高圧電源
４２  光触媒物質
４５  制御部
【図１】
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【図２】
2010217383.tif 000004
【図３】
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