(57)【要約】【課題】クリーニングと帯電との両機能を単一部材により実行するにあたり、クリーニング性および帯電効率の低下を防止および／または抑制することが可能なクリーニング装置を提供する【解決手段】所定方向に回転する像担持体１１Ｙに当接して該像担持体１１Ｙに付着している付着物を掻き取る曲面部１０１ｂを備え、該曲面部１０１ｂが該像担持体１１Ｙに当接する位置で前記所定方向と逆の方向に回転するクリーニング部材１０１と、該クリーニング部材１０１と前記像担持体１１Ｙとの間に該像担持体表面を帯電させるバイアスを印加するためのバイアス電源１０５を接続されたバイアス印加部と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に回転する像担持体に当接して該像担持体に付着している付着物を掻き取る曲面部を備え、該曲面部が該像担持体に当接する位置で前記所定方向と逆の方向に回転するクリーニング部材と、
該クリーニング部材と前記像担持体との間に該像担持体表面を帯電させるバイアスを印加するためのバイアス電源を接続されたバイアス印加部と、を有するクリーニング装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材に前記バイアス電源が接続されており、該クリーニング部材によって前記バイアス印加部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記曲面部を形成するために前記像担持体の反対側から前記クリーニング部材に当接した当接部材を有し、
該当接部材に前記バイアス電源が接続されており、該当接部材によって前記バイアス印加部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記クリーニング部材は無端状のベルト部材であり、
前記当接部材が前記クリーニング部材に当接している位置と異なる位置で前記クリーニング部材を巻き掛けて該クリーニング部材を前記逆の方向に駆動させる駆動部材を有することを特徴とする請求項３記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記当接部材は、前記クリーニング部材に当接して前記曲面部を形成する曲面を有することを特徴とする請求項３または４記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記曲面は、その曲率半径が４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記曲面は、その曲率半径が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記当接部材は、前記曲面を前記クリーニング部材に当接する側の端部に有する板状の部材であることを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項９】
前記当接部材は、前記曲面を形成するローラで形成されていることを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１０】
前記当接部材の撓みを抑制する補助部材を有することを特徴とする請求項９記載のクリーニング装置。
【請求項１１】
前記補助部材は、少なくとも前記当接部材の外周面と当接する当接面が平坦面であることを特徴とする請求項１０記載のクリーニング装置。
【請求項１２】
前記補助部材は、その表面が前記当接部材の外周面と当接する回転体であることを特徴とする請求項１０記載のクリーニング装置。
【請求項１３】
前記回転体は、弾性材料で形成されることを特徴とする請求項１２記載のクリーニング装置。
【請求項１４】
前記バイアス電源は、直流成分の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至１３のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１５】
前記クリーニング部材は、前記像担持体との間に相対速度差を設定されることを特徴とする請求項１乃至１４のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１６】
前記クリーニング部材は、前記像担持体と対向する位置で該像担持体の移動方向と逆の方向である場合の移動速度が前記像担持体の移動速度よりも速く設定されていることを特徴とする請求項１乃至１６のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１７】
前記クリーニング部材は、移動方向において前記像担持体との接触部よりも下流側の位置で該クリーニング部材の表面に付着した付着物を除去する付着物除去手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至１６のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１８】
前記付着物はトナー粒子であって、
前記トナー粒子の粒径が８μｍ以下であり、
前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は１４μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１７のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項１９】
前記トナー粒子の粒径が６μｍ以下であり、前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１８のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項２０】
前記付着物がインク液滴であって、
前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１９のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項２１】
前記クリーニング部材の線速が２００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、
前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至２０のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項２２】
前記クリーニング部材の線速が２００ｍｍ／ｓｅｃより大きく４００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、
前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至２０のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項２３】
前記クリーニング部材の線速が４００ｍｍ／ｓｅｃより大きく、
前記像担持体の平均表面粗さ（Ｒａ）は２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至２０のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のうちのいずれか一つに記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
トナー像を担持する像担持体と、
曲面部を有し、前記像担持体と接触するクリーニング部材と、
前記像担持体を第一の回転方向に回転させる第一のモータと、
前記クリーニング部材を第二の方向に回転させる第二のモータと、を備え、
前記第二のモータは、前記クリーニング部材による前記像担持体からの付着物の除去および除去した付着物の搬送が可能なとなるように前記第一のモータとは回転制御条件が異ならせてあることを特徴とする請求項１乃至２４のうちのいずれか一つに画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像がトナーにより可視像処理され、トナー像が記録紙などの記録媒体に転写されたうえで定着されることにより複写出力が得られる。
【０００３】
トナー像の転写工程が終了した感光体は、表面に残存付着している付着物の一つである未転写トナー等を除去して清浄化するクリーニング作業を実行される。
クリーニングには、片持ち梁状に支持されたクリーニングブレードの自由端を感光体表面に当接させて未転写トナーを掻き取る方法が一般的である。
一方、近年では、クリーニング工程と帯電工程とを別々の装置により実行するのではなく、いずれも静電潜像形成の前後に相当する時期であることを踏まえ、両方の工程を一つの部材で兼用して実行する方法が提案されてきている(例えば、特許文献１)。
この方法では、導電性物質を分散させたウレタンゴムが用いられるクリーニングブレードに対して直流電圧に交流電圧を重畳した帯電用バイアスを印加する場合がある。
【０００４】
クリーニングブレードは、未転写トナーを掻き取る機能を発揮しなければならない部材なので、感光体に対してある程度の圧力により接触する。
しかし、このような当接条件では、クリーニングブレードのエッジ部、つまり、感光体表面に接触するブレード先端の角部に未転写トナーが堆積しやすくなる。未転写トナーが堆積した場合には、クリーニングブレードの幅方向での対向条件が変化し、結果として、帯電効率が一様でなくなる不具合がある。
このような不具合を解消する構成として、クリーニングブレードをその幅方向に振動させて堆積した未転写トナーを振るい落とす構成が提案されている(例えば、特許文献２)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クリーニングと帯電とを一つの部材で実行する場合には、クリーニングブレードの素材に導電性物質を分散させた構成（例えば、特許文献１）が用いられる。
しかし、ゴムなどの素材中に異種物質を混合したクリーニングブレードには、ゴム本来の物性、特に、摩耗強度等の機械的特性が劣化する虞がある。
このため、未転写トナーを堰き止める部分となるエッジ部に摩耗や欠けが生じやすくなり、幅方向で未転写トナーの除去率が低下することや均一帯電を行えなくなる虞がある。特に、エッジ部で欠けが生じると、その部分での密着性が変化し、電圧印加時に放電が発生する場合がある。
放電が生じると、掻き取られた未転写トナーが固着しやすくなり、これによっても幅方向での一様帯電が望めなくなる。
【０００６】
本発明の目的は、クリーニングと帯電との両機能を単一部材により実行するにあたり、クリーニング性および帯電効率の低下を防止および／または抑制することが可能なクリーニング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】
この目的を達成するため、本発明は、所定方向に回転する像担持体に当接して該像担持体に付着している付着物を掻き取る曲面部を備え、該曲面部が該像担持体に当接する位置で前記所定方向と逆の方向に回転するクリーニング部材と、該クリーニング部材と前記像担持体との間に該像担持体表面を帯電させるバイアスを印加するためのバイアス電源を接続されたバイアス印加部と、を有するクリーニング装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、曲面部を備え像担持体に当接する位置で像担持体と逆の方向に回転するクリーニング部材により回収時に堰き止められた付着物を搬送できることにより堰き止められた付着物の堆積による対向条件の変化を防止して一様な帯電を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を実施するための形態に係るクリーニング装置の一例を用いる画像形成装置の一例を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成部の構成を説明するための模式図である。
【図３】図２に示した画像形成部の一部を拡大した図である。
【図４】本発明を実施するための形態に係るクリーニング装置の一例を説明するための模式図である。
【図５】図４に示したクリーニング装置に用いられる当接部材の構成の一例を説明するための模式図である。
【図６】図４に示した構成に用いられる当接部材の構成の他の例を説明するための模式図である。
【図７】図４に示した構成の作用を説明するために一部を拡大した模式図である。
【図８】図４に示した構成に用いられる当接部材と補助部材との構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の実施形態に係るクリーニング装置の一例を用いる画像形成装置は、複写機Ｍ１を対象としているが、本発明では、プリンタやファクシミリ機およびこれら機能の複合機が対象となり得る。
図１において複写機Ｍ１は、フルカラー画像形成のために電子写真方式を用いた構成を備えている。
このため、複写機Ｍ１の内部には、高さ方向中央に位置する画像形成部１をはさんで下部には記録媒体として用いられる記録紙Ｐを収容する給紙装置２００が、上部には原稿読み取り可能なスキャナ３００および原稿自動給装装置(ＡＤＦ)４００が配置されている。なお、以下の説明において、添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。
【００１１】
画像形成部１は、図２に示すように、各色の作像部を構成するプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を備えている。
各プロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、図１に示すように、中間転写装置５０に用いられる中間転写ベルト５１の展張面に沿って並置されており、その内部には、図２、図３に示すように、各種装置が纏めて収納されている。中間転写装置５０は、ユニット構造が用いられ、複写機Ｍ１に対して着脱可能に設けられている。
【００１２】
図２および図３において、各プロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、同じ構成からなり、いま、イエロー（Ｙ）画像を形成するプロセスカートリッジ１０Ｙを用いて構成を説明すると次の通りである。
プロセスカートリッジ１０Ｙには、図３に示すように、像担持体としてのドラム状感光体（以下、感光体という）１１Ｙが回転可能に設けられている。感光体１１Ｙの周囲には、図示矢印で示す回転方向に沿って、画像形成処理を実行する現像装置２０Ｙと、クリーニング装置１００がそれぞれ配置されている。
【００１３】
画像形成処理工程の一つである、帯電工程には、後述するクリーニング装置１００が用いられるようになっている。
【００１４】
現像装置２０Ｙは、図３に示す構成を用いて、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分系現像剤を対象とする構成が用いられている。つまり、現像剤を収容可能な空間を持つ現像槽を一部に形成されたケーシング２１Ｙの内部には、感光体１１Ｙに対向する現像スリーブ２４Ｙと、現像剤の供給部材３２Ｙと、撹拌部材２６Ｙおよび層厚規定ブレード２５Ｙが配置されている。
【００１５】
現像剤の収容空間は、仕切壁２１Ｗによって仕切られており、現像スリーブ２４Ｙ側の空間には供給部材３２Ｙが配置されている。仕切壁２１Ｗは、長手方向両側が欠如されて空間同士が連通させてあり、この連通部を介して現像剤を循環させることができる。
供給部材３２Ｙおよび撹拌部材２６Ｙは、螺旋方向が相反する向きに設定されているスクリューオーガが用いられており、軸方向に現像剤を移動させる際にトナーとキャリアとを撹拌混合してトナーを摩擦帯電させる。
供給スリーブ２４Ｙは、内蔵する固定磁極の周囲を回転するスリーブを備えた周知構造が用いられ、供給部材３２Ｙから供給される現像剤を汲み上げて層厚規定部材２５Ｙにより規定された穂立ち現像剤を感光体１１Ｙに接触させて静電潜像の可視像処理を行う。
撹拌部材２６Ｙが配置されている空間の下部には、透磁率の変化によりトナー濃度を検出可能なトナー濃度センサ４５Ｙが設けられている。トナー濃度センサ４５Ｙの見地結果に応じてトナー濃度が低下した場合には、図示しない補給タンクから新規トナーが撹拌部材２６Ｙの配置空間内に供給され、キャリアとの撹拌混合されて所定濃度が維持される。なお、図３において符号２２Ｙは現像剤搬送装置を示し、符号２３Ｙは、ケーシング２１Ｙにおいて現像スリーブ２４Ｙが配置されている現像部を示している。
【００１６】
クリーニング装置１００は、図４において詳しく説明するが、感光体１１Ｙに付着している未転写トナーなどの付着物を除去するとともに感光体１１Ｙの帯電を行う構成を備えている。
【００１７】
図２，３に示すように、付着物を回収された感光体１１Ｙは、クリーニング装置１００による一様帯電が行われた後、再度、次の作像に備えられる。なお、図３中、符号４９Ｙは、感光体１１Ｙの地肌部電位を検知する電位センサを示している。電位センサ４９Ｙは、感光体１１Ｙの地肌電位の検知結果を図示しない制御部に送信することにより、地肌電位に応じた画像形成条件、つまり、帯電、現像および転写の各バイアスを調整するために用いられる。また、符号１３Ｙは、除電装置を示しており、クリーニング装置１００による一様帯電を阻害しないように、例えば、感光体１Ｙのリフレッシュ等を行う場合等に用いられる。除電工程は、一様帯電前に感光体１１Ｙの残留電化を除去する機能を持つので、クリーニング装置１００による一様帯電前の位置に配置することも可能である。
【００１８】
図２に示すように、各プロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）において形成された各色のトナー像を順次転写できる位置には、中間転写装置５０に装備された中間転写ベルト５１が配置されている。
中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、２次転写バックアップローラ５３、従動ローラ５４に対する掛け回し箇所でそれぞれ大きく湾曲していることで、底辺を鉛直方向上側に向ける逆三角形状の姿勢で張架されている。逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面は水平方向に延在しており、４色分のプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）が上部張架面の延在方向に沿って水平方向に並置されている。
中間転写ベルト５１の内側で各感光体１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）と対向する位置には、一次転写装置をなす中間転写ローラ５５（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）が配置され、転写バイアスを作用させて中間転写ベルト５１に各色のトナー像を順次転写できるようになっている。
中間転写ベルト５１の下方には２次転写ローラ５６（図２参照）が配設され、中間転写ベルト５１に重畳転写されたトナー像を記録紙Ｐに対して一括転写できるようになっている。なお、図２において符号６９は、詳細を説明しないが、中間転写ベルト５１の移動速度を割り出す際のマークを光学的に検知するセンサを示している。
【００１９】
中間転写ベルト５１と２次転写ローラ５６とが対向する位置は２次転写位置とされ、この位置を通過した転写後の記録紙Ｐは、搬送ベルトユニット７５により定着ローラ８１および加圧ローラ８２を備えた定着装置８０に向け搬送される。なお、図１，２において符号６５は、レジストローラ対７１から繰り出される記録紙Ｐを２次転写位置に向けガイドする搬送ガイドを示している。
定着装置８０において熱と圧力とによる定着作業が行われた記録紙Ｐは、図１に示すように、方向切り替え爪８６の方向設定により、排紙トレイ３に向けた排出路８７あるいはレジストローラ対７１に向け再循環されるリターン路８５に向けた方向設定が行われる。
複写機Ｍ１の装置本体９９の側面には、装置本体９９内に給紙する記録紙Ｐを手差しで載置する手差しトレイ２や、装置本体９９内から排出された画像形成済みの記録紙Ｐをスタックする排紙トレイ３が設けられている。
【００２０】
先に示した図１において、４つのプロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の上方には、光書込ユニット６８が配設されている。
光書込ユニット６８は、スキャナ３００によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて不図示の制御手段からの各色の版のデータを受け、図示しないレーザー制御部によって４つの半導体レーザー（図示せず）を駆動して４つの書込光Ｌを出射する。
プロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に備えられている感光体１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、光書込ユニット６８から出射される書込光Ｌによって暗中にて走査され、感光体１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を形成される。
【００２１】
画像形成部１の下方に位置する給紙装置２００は、記録紙Ｐを収納する給紙カセット２０１を備えている。
給紙カセット２０１における記録紙繰り出し側には、分離ローラ対２０３と協働して一枚の記録紙Ｐのみを繰り出すことができる給紙ローラ２０２と、繰り出された記録紙Ｐをレジストローラ対７１に向け給送する複数の搬送ローラ２０５が配置されている。
【００２２】
画像形成部１の上方に位置するスキャナ３００には、コンタクトガラス３０１に載置された原稿を走査可能な構成が用いられている。つまり、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第１走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第２走行体３０４と、結像レンズ３０５および読み取りセンサ３０６が装備されている。
コンタクトガラス３０１上に載置された原稿を走査する場合には、第１走行体３０３および第２走行体３０４が所定速度比により移動することで走査が行われる。自動原稿給送装置４００のコンタクトガラス３０１に挿入された原稿が順次送り出された場合には、図１に示す位置に各走行体３０３，３０４が停止した状態で走査が行われる。
以上の構成を備えた画像形成装置Ｍ１では、プロセスカートリッジ１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）において形成されたトナー像が転写部材である中間転写ベルト５１に順次転写されて重畳画像が形成され、記録紙Ｐに対して２次転写ローラ５６位より一括転写される。
以上の構成を備えた複写機Ｍ１は、その詳細が本出願人の先願である特開２０１１−０６４８２３号公報に開示されている。
【００２３】
転写を終えた感光体１１Ｙは、クリーニング装置１００により表面に付着している未転写トナーなどの付着物を掻き取ることで清浄化される。
クリーニング装置１００は、所定方向に回転する感光体１１Ｙに当接して付着物を掻き取る曲面部１０２０が形成されたクリーニング部材１０１およびこの部材１０１と感光体１１Ｙとの間に感光体１１Ｙの表面を帯電させるためのバイアス印加部１０００を備えている。以下、クリーニング部材１０１，バイアス印加部１０００の順で構成を説明する。
【００２４】
図４においてクリーニング装置１００は、所定方向に回転移動している感光体１１Ｙに対向するクリーニング部材として、感光体１１Ｙの所定方向への回転と逆の方向に回転する無端状のベルト部材１０１を備えている。
ベルト部材１０１は、ベルト部材１０１を挟んで感光体１１Ｙと対向する位置でベルト部材１０１に当接する当接部材１０２および当接部材１０２と異なる位置に配置された駆動部材１０３との間に巻き掛けられ、駆動部材１０３により上記逆の方向に回転することができる。
【００２５】
ベルト部材１０１は、感光体１１Ｙの表面に付着している付着物を掻き取るとともに、掻き取った付着物を感光体１１Ｙ上から別の位置に移動させる搬送部材としても機能するようになっている。
ベルト部材１０１が備える上記機能である付着物の掻き取りを行うための構成について説明する。
ベルト部材１０１の感光体１１Ｙと対向する側の面には、付着物を掻き取ることができる曲面部１０２０が形成されている。つまり、ベルト部材１０１における感光体１１Ｙに対向する側の面には、曲率半径を有する曲面部１０２０が形成されている。
曲率半径を有する曲面部１０２０とする理由は、感光体１１Ｙの表面にクリーニング部材１０１を押しつけて付着物のすり抜けを阻止する際に、押しつけ力が感光体１１Ｙの表面の一部に集中して作用しないようにすることにある。これにより、付着物のすり抜けが生じない状態ですべての付着物の掻き取りができ、さらに感光体１１Ｙの表面への集中荷重による損傷を防止および／又は抑止できる。
【００２６】
ベルト部材１０１の上記対向面に図４，５に示すような曲面部１０２０を形成するために、ベルト部材１０１を挟んで感光体１１Ｙに対向する当接部材１０２に形成された曲面１０２ａ，１０２ｂが用いられる。
当接部材１０２は、ベルト部材１０１に当接する側の端部に曲面１０２ａ，１０２ｂを有する板状部材で構成され、図４において中間転写ベルト５１の移動方向に対して鋭角の位置に配置されるように傾けられている。
板状部材からなる当接部材１０２は、ベルト部材１０１の裏側に当接してベルト部材１０１を感光体１１Ｙに押しつける部材として用いられ、ベルト部材１０１と接触する側に、ベルト部材１０１の曲面部１０２０を形成するための構成が備えられている。
【００２７】
曲面部１０２０を形成するための構成としては図５に示す例が挙げられる。
図５（ａ）には、当接部材１０２の感光体１１Ｙとの対向面全体が曲率半径Ｒを有する円弧面からなる曲面１０２ａで形成された場合が示されている。
図５（ｂ）には、感光体１１Ｙとの対向面において少なくともベルト部材１０１の周回移動方向（矢印で示す周回方向）上流側の面が曲率半径Ｒを持つ曲面１０２ｂとされた場合が示されている。この場合の周回移動方向は、２次転写ローラ５６の移動方向と逆の方向である。このため、図５（ｂ）に示す曲面１０２ｂは、矢印で示すベルト部材１０１の周回移動方向下流側の縁部の位置を占めている。
図５（ｃ）には、曲面を有する当接部材１０２として用いられる板状部材に代えて、全周が曲面１０２ｃをなす回転可能なローラなどのコロ形状とした場合が示されている。なお、この場合には、コロ形状のものを単独で用いることに限らず、図５（ａ）、（ｂ）に示した板状部材を用いる当接部材１０２の先端に支持して用いることも可能である。図５（ｃ）では、当接部材１０２そのものが全周を曲面１０２ｃとするコロ形状に形成されているので、符号は纏めて表示してある。
【００２８】
ベルト部材１０１における感光体１１Ｙとの対向面の形状に関しては、板状部材そのものの端部に曲面を有する構成とすることに限らない。
例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、当接部材１０２側の曲面１０２ａ、１０２ｂに倣った曲面６０ａ，６１ａを形成された別部材（便宜上、符号６０，６１で示す）を用いることも可能である。
図６（ｃ）は、図５（ａ）に示した形状の当接部材１０２の曲面形状に合わせた別部材６０を一体化して曲面部１０２０を形成する場合を示している。図６（ｄ）は、図５（ｂ）に示した曲面形状に合わせた別部材６１を一体化して曲面部１０２０を形成した場合を示している。
当接部材１０２とは別の部材６０，６１をベルト部材１０１の曲面部に相当する位置で当接部材１０２に一体化すると、感光体１１Ｙの周面に当接した際の摺擦抵抗を材質などにより調整することができる。よって、感光体１１Ｙの表面への悪影響を抑止することができる。
【００２９】
円弧面１０２ａや曲率半径を持つ曲面１０２ｂおよびローラなどのコロ形状での半径Ｒとしては、感光体１１Ｙに付着している未転写トナーなどの付着物を堰き止めて付着物がベルト部材１０１と感光体１１Ｙとの接触位置をすり抜けないことを考慮する必要がある。
そこで、本発明者は、曲面の曲率半径Ｒに関して実験したところ、曲率半径Ｒが４ｍｍ以下であると、図４において符号ＳＰで示した接触部を付着物Ｔが潜り抜けて通過することがなく、良好なクリーニングを行なえることを確認した。また、曲率半径Ｒを２ｍｍ以上とすることが縁部の先鋭化による荷重集中を防止して感光体１１Ｙの表面への損傷を防ぐために必要であることも確認できた。
このような曲率半径Ｒを設定された曲面部を有する当接部材１０２は、ベルト部材１０１における感光体１１Ｙと対向する面の裏側に当接する裏当て部材として機能し、曲面部の形状に倣ってベルト部材１０１に曲面部を形成することができる。なお、この場合にいうエッジ部は、通常いわれるところの直角を含む角度を持つ角部ではなく、上述した曲率半径を持つ部分を指す。
【００３０】
当接部材１０２は、感光体１１Ｙと対向する側の曲面部での曲率半径が駆動部材１０３のそれよりも小さくされており、これに伴いベルト部材１０１の回転方向に沿った曲率半径も駆動部材１０３の直径よりも小さくされている。これにより当接部材１０２における感光体１１Ｙとの対向面でベルト部材１０１が移動する方向での厚さも狭くされている。
このような曲率半径の関係とすることにより、従来用いられていた面接触するウエブを用いた時のような付着物を取り込む場合と違って、堰き止め作用を効果的に発揮させて付着物のすり抜けをなくすことができる。
【００３１】
特に、曲率半径Ｒを小さくして上記厚さ寸法が小さくされることにより、感光体１１Ｙに対向する縁部をエッジ状に近づけることができ、曲面部での当接圧力を最大にして堰き止めを確実に行い、感光体１１Ｙの表面から付着物を掻き取りやすくできる。
一方、角部のようなエッジ部と違って、ある程度の対向面積をもつ曲面部が上記対向面として用いられるので、感光体１１Ｙの表面にベルト部材１０１が押しつけられた際には、その部分での荷重集中を防止および／または抑制することができる。これにより、曲率半径を小さくし過ぎないようにして、ベルト部材１０１の折れや駆動トルクの過上昇を防止することができる。
このように、感光体１１Ｙの表面に接触しながら移動可能な曲面部をベルト部材１０１に形成することにより、感光体１１Ｙとの接触部（図４中、符号ＳＰで示す部分）により堰き止められた付着物がベルト部材１０１の移動に応じてそのまま移動する。これにより、堰き止められた付着物が堰き止められた位置で堆積することなく感光体１１Ｙから回収される。
【００３２】
以上の構成からなるクリーニング装置１００は、転写後の感光体１１Ｙの表面に付着している付着物を掻き取ることができ、その状態を図７により説明する。なお、掻き取り作用を説明するために用いる図７は、感光体１１Ｙの表面を、便宜上、平面状に示してあり、また付着物としてトナーを例に挙げることを前置きしておく。
図７は、図４の部分拡大図であって、図５（ａ）に示した円弧面である曲面１０２ａが形成された当接部材１０２を用いた場合を対象としている。図７中で、符号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、感光体１１Ｙの表面に付着している付着物を意味している。
図７（ａ）に示すように、付着物Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は感光体１１Ｙの表面で、移動方向において先頭から順にＴ１、Ｔ２、Ｔ３と並んでいる。
図７（ｂ）に示すように、ベルト部材１０１の曲面部が感光体１１Ｙに対向している位置では付着物が堰き止められ、ベルト部材１０１の移動に応じてそれまでの移動方向と異なるベルト部材１０１の移動方向に移動する。これにより、付着物は、ベルト部材１０１と感光体１１Ｙとが接触する対向面（図４において符号ＳＰで示す接触部に相当）に入る前にその対向面をすり抜けることなくベルト部材１０１に転移することになる。
図７（ｃ）および（ｄ）に示すように、連続して感光体１１Ｙの回転方向に沿って移動する付着物は、先頭の付着物Ｔ１と同様にベルト部材１０１の感光体１１Ｙとの対向面において堰き止められ、ベルト部材１０１の移動に応じてその方向に移動する。
【００３３】
このように、ベルト部材１０１が感光体１１Ｙと接触する位置では、従来よく知られているブレードとは違って、ベルト部材１０１が感光体１１Ｙと逆の方向に移動している。このため、付着物は、堰き止められた時点でそれまでの移動方向と別の方向にほぼ強制的に移動させられる。この結果、堰き止められた際の付着物がその位置で堆積することがなく、堆積した場合に発生する幅方向での均一なクリーニング性が悪化するのを防止および／または抑制できることになる。
【００３４】
図４に示すように、ベルト部材１０１の移動方向において感光体１１Ｙとの接触部（図４中、符号ＳＰで示す部分）よりも下流側の位置には、ベルト部材１０１の表面に付着している付着物を除去する付着物除去手段１０４が備えられている。
付着物除去手段１０４は、ベルト部材１０１の表面に付着した付着物を除去することで、常時、ベルト部材１０１の表面を清浄化して感光体１１Yからの付着物除去効率が低下するのを防止および／または抑制している。
【００３５】
次に、バイアス印加部１０００について説明する。
ベルト部材１０１に曲面部１０２０を形成するために用いられる当接部材１０２には、電路１０５ａを介してバイアス電源１０５が接続されてバイアス印加部１０００が構成されている。
バイアス電源１０５は、当接部材１０２に対して直流成分の電圧を印加することで、感光体１１Ｙの表面を一様極性に帯電する。
【００３６】
図４に示すバイアス印加部１０００の構成では、ベルト部材１０１に直接バイアスを印加する場合と違って、当接部材１０２に対してバイアス電圧が印加されるので、ベルト部材１０１の物性に影響することがない。
つまり、ベルト部材１０１を直接感光体１１Ｙのバイアス部材として用いる場合には、ベルト部材１０１の素材に加えて導電性物質を混合させることになるが、この構成では、前述したように、ゴム本来の物性、特に、摩耗強度等の機械的特性が劣化する虞がある。
このため、未転写トナーを堰き止める部分となるエッジ部に摩耗や欠けが生じやすくなり、幅方向で未転写トナーの除去率が低下することや均一帯電を行えなくなる虞がある。特に、エッジ部で欠けが生じると、その部分での密着性が変化し、電圧印加時に放電が発生する場合がある。
これに対し、ベルト部材１０１と別部材である当接部材１０２にバイアス印加してベルト部材１０１にはバイアス印加しない構成とすることにより、上述した不具合を発生させることなく感光体１１Ｙへの帯電が可能となる。
【００３７】
バイアス印加部１０００の構成としては、ベルト部材１０１の構成にもよるが、例えば、導電層をベルト部材１０１の素材層に一体化してベルト部材１０１の一部として、この導電層を例えば、電極ブラシなどを介してバイアス電源１０５に接続することもできる。この場合には、ベルト部材１０１をバイアス印加部１０００として機能させてベルト部材１０１に直接バイアスを印加するので、当接部材１０２にバイアス電源を接続した場合と同様な作用が得られる。
【００３８】
ここで、ベルト部材１０１に用いられる材料および表面粗さに関して説明すると、次の条件が設定されている。
まず、ベルト部材１０１の材料としては、次のものが用いられる。
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリオレフィン、ビニール、ナイロン、ポリイミド、ポリアミドイミド、また、フッ素系の樹脂として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ等のシート及びフィルムが使用される。またこれとは別に、ガラス、カーボン、アラミド等の繊維で作成したシートにフッ素樹脂等を塗布した物なども用いることができる。
【００３９】
ベルト部材１０１及び像担持体としての感光体１１Ｙの算術平均粗さ（以下単に表面粗さ（Ｒａ）と記す）として、表面粗さ（Ｒａ）が３０μｍ以下であれば、未転写トナーなどの付着物を残すことなく除去することができる。
このような表面粗さは、株式会社キーエンス製のレーザー顕微鏡（ＶＫ９５００）を用いて測定した。あるいはＪＩＳ  Ｂ００３１に準拠した測定方法を用いて表面粗さ（Ｒａ）を測定してもよい。
【００４０】
また、上述したと同様に、付着物を捕捉させやすくして残すことなく除去する条件としての表面粗さ（Ｒａ）は、次の条件を用いることもできる。
除去対象が粒径６μｍ以下のトナーの場合、表面粗さ（Ｒａ）は１０μｍ以下が好ましく、粒径８μｍ以下のトナーの場合、表面粗さ（Ｒａ）は１４μｍ以下が好ましい。また、対象が液滴である例えばインクである場合、表面粗さ（Ｒａ）は１０μｍ以下が好ましい。
トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）により１００μｍアパーチャーを用い、５０，０００個の粒子の粒径の平均を測定することによって行なった。本実施形態におけるトナー粒径とは、個数平均粒径である。
【００４１】
さらに、ベルト部材１０１の線速を基準として、ベルト部材１０１および感光体１１Ｙの表面粗さ（Ｒａ）に関する条件を設定することも可能であり、この場合には次の条件が設定される。
すなわち表面の移動速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ以下である場合は、表面粗さ（Ｒａ）は４０μｍ以下が好ましい。また、２００ｍｍ／ｓｅｃより大きく４００ｍｍ／ｓｅｃ以下である場合は表面粗さ（Ｒａ）３０μｍ以下、４００ｍｍ／ｓｅｃより大きい場合は表面粗さ（Ｒａ）２０μｍ以下が好ましい。
【００４２】
なお、付着物がトナー粒子である場合には、トナー粒子の粒径と感光体１１Ｙの平均表面粗さ（Ｒａ）との関係を次の関係とすることで、感光体１１Ｙからトナー粒子を掻き取る際に効率よく掻き取ることができる。
【００４３】
（１）トナー粒子の粒径が８μｍ以下である場合に、感光体１１Ｙの平均表面粗さ（Ｒａ）は１４μｍ以下とする。
（２）トナー粒子の粒径が６μｍ以下である場合に、感光体１１Ｙの平均表面粗さ（Ｒａ）は１０μｍ以下とする。
【００４４】
また、電子写真複写方式に用いられるトナーとは違って、インク液滴をトナーに置き換えた場合には、付着物がトナーではなくインク液滴になる。
この場合には、感光体１１Ｙの平均表面粗さ（Ｒａ）は、１０μｍ以下とする。
【００４５】
以上のような平均表面粗さ（Ｒａ）を設定することにより、感光体１１Ｙの表面でのトナー粒子の埋没を避けることができる。
これにより、感光体１１Ｙ表面に露出している未転写トナー等の付着物は、ベルト部材１０１の曲面部に堰き止められ易くなる。そして、ベルト部材１０１の移動に伴い付着物は、その部分に堆積させることなくベルト部材１０１の移動に応じてその部分から強制的に搬送されて除去されやすくなる。
【００４６】
一方、ベルト部材１０１によるクリーニング性能を高めるための構成として、感光体１１Ｙに対するベルト部材１０１の移動方向および相対速度差を設定することも可能である。
ベルト部材１０１の移動方向に関しては、ベルト部材１０１は、図２，３に示したように、感光体１１Ｙの移動方向と逆の方向を回転移動する方向として設定されている。
この場合の速度差は、感光体１１Ｙの線速をαとし、ベルト部材１０１の移動速度をβとすると、α＜βの関係とされている。これにより、感光体１１Ｙに接触している位置に次々到来する付着物をベルト部材１０１が掻き取ってから搬送するまでの時間を短くでき、大量の付着物の回収が可能となる。
【００４７】
ところで、ベルト部材１０１は、これの裏当て部材に相当する当接部材１０２によって感光体１１Ｙの表面に接触されながら移動する。換言すれば、ベルト部材１０１は、当接部材１０２によって感光体１１Ｙの表面に押しつけられていることになる。
この場合、当接部材１０２側では、ベルト部材１０１を押しつける際に軸方向での撓みを抑制することが必要となる。
そこで、図８に示すように、当接部材（便宜上、符号１０２’で示す）における、ベルト部材１０１が感光体１１Ｙに対向する側と反対側には、当接部材１０２’の撓みを抑制する補助部材１１０が設けられている。なお、図８に示す当接部材１０２’は、図５（ｃ）に示したコロ形状のものを対象としている。
【００４８】
補助部材１１０は、図８（ａ）に示すように、当接部材１０２’に当接する当接面が平坦面とされている。このように平端面とすると、当接部材１０２の外周面に対して均等に接触して当接状態が良好となり、ベルト部材１０１の撓みを良好に抑制することができる。
【００４９】
補助部材１１０の構成は、ベルト部材１０１に当接する面を平坦面とすることに限らず、例えば、図８（ｂ）に示すように、回転体１１０’とすることも可能である。
回転体１１０’は、ベルト部材１０１と連れ回ることができ、当接部材１０２との間で摺擦することがないので、ベルト部材１０１の表面の磨耗を防止できるという利点がある。
【００５０】
回転体１１０’を補助部材として用いる場合には、弾性材料そのもので形成してもよい。例えば、図８（ｃ）に示すように、弾性ローラ１１０Ａを用いてもよい。この構成においては、図８（ｃ）に示すように、ベルト部材１０１や補助部材となる回転体１１０Ａの振動を吸収することが可能となり、振動による不具合を抑制できる。
【００５１】
感光体１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）には、画像形成処理時に各装置に対向するように移動させるための第一のモータが設けられ、クリーニング装置１００には、第一のモータとは別に第二のモータがベルト部材１０１の駆動部材１０３に設けられている。
前記第二のモータは、ベルト部材１０１による感光体１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）からの付着物の除去および除去した付着物の搬送が可能なとなるように第一のモータとは回転制御条件が異ならせてある。具体的には、前述したように、感光体（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に対するベルト部材１０１の移動方向および速度差が得られるように、回転制御条件が設定されている。
【００５２】
この場合には、ベルト部材１０１の曲面部に対向する位置で感光体（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を第一の方向へ移動させるとともに、ベルト部材１０１を第一の方向とは逆の第二の移動方向に移動させるようになっている。
これにより、感光体１１Ｙから付着物を除去する際に付着物を堰き止めると両部材の対向部に付着物が入る前にその付着物がベルト部材１０の表面に移る。特に、中間転写ベルト５１の移動方向と逆の方向にベルト部材１０１が移動する場合には、堰き止められた付着物に作用する剪断力も大きくなるので、堰き止められている付着物を掻き取りやすくできる。
【００５３】
なお、平均表面粗さ（Ｒａ）に関しては、前述したように感光体１１Ｙとの間での設定に限らず、ベルト部材１０１側を規定することも掻き取り作用を高める上で可能となる。
例えば、平均表面粗さ（Ｒａ）としては、本発明者により、感光体側で規定した場合と同様な掻き取り作用が得られるベルト部材１０１の平均表面粗さ（Ｒａ）を実験したところ、次の結果を得た。つまり、平均表面粗さ（Ｒａ）として、４０μｍ以下、１４μｍ以下、そして１０μｍ以下とすることにより、掻き取り作用の低下が防止された。
【００５４】
以上のように図示した構成のクリーニング装置１００では、ベルト部材１０１への直接的なバイアス印加による静電吸引を行わなくても感光体１１Ｙあるいは中間転写ベルト５１の付着物を取りこぼすことなくベルト部材１０１により回収できる。
一方、付着物の回収とともにベルト部材１０１の素材を対象とすることなく、当接部材１０２あるいはベルト部材１０１の素材とは独立した部分にバイアス印加が行われる。これにより、ベルト部材１０１の材質本来の物性を損なわずに摩耗強度等の機械的特性が劣化するのを防止および／または抑制できる。
このため、未転写トナー等の付着物を堰き止める部分となる曲面部に摩耗や欠けが生じにくくなることで、幅方向での付着物の除去率が低下することや均一帯電が行えなくなる事態を未然に防止および／または抑制できる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、付着物として、トナー粉やインク液滴だけでなく、印刷機に用いられる油や水を対象とすることもできる。さらに、回転部材であるクリーニング部材としては、ベルト部材に限らず、ローラなどの回転部材を用いることも可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）、５１  像担持体
１００  クリーニング装置
１０１  クリーニング部材、ベルト部材
１０１ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、６０ａ、６１ａ  曲面
１０２  当接部材
１０３  駆動部材
１０４  付着物除去手段
１０５  バイアス電源
１１０  補助部材
１１０’  回転体
１１０Ａ  弾性ローラ
１０００  バイアス印加部
１０２０  曲面部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開平１１−２２３９７７号公報
【特許文献２】特許第３７５９８３５号公報
【図１】
2015227965.tif 000003
【図２】
2015227965.tif 000004
【図３】
2015227965.tif 000005
【図４】
2015227965.tif 000006
【図５】
2015227965.tif 000007
【図６】
2015227965.tif 000008
【図７】
2015227965.tif 000009
【図８】
2015227965.tif 000010