(57)【要約】【課題】像担持体へのフィルミング抑制をより一層効果的に行えるようにする。【解決手段】画像形成装置１のクリーニング手段６０によれば、中間転写体７０に圧接するクリーニングブレード６０２と、クリーニングブレード６０２の圧接位置よりも上流側で中間転写体７０に当接し中間転写体７０との当接位置において中間転写体７０の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材６０８と、トナーガイド部材６０８の中間転写体７０に当接する位置と反対側の位置でトナーガイド部材６０８と当接するトナー排出規制部材６０９と、を有し、クリーニングブレード６０２と、トナーガイド部材６０８と、トナー排出規制部材６０９と、中間転写体７０と、により囲まれた空間により、クリーニングブレード６０２により掻き取ったトナーを貯留する貯留部６２０が形成され、貯留部６２０にキャリアを補給する補給手段を備える。【選択図】図２Ａ
2015001631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを混合した現像剤を用いて電子写真方式により用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段において像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、
前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
前記トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
を有し、
前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とにより囲まれた空間により、前記クリーニングブレードにより掻き取ったトナーを貯留する貯留部が形成され、
前記貯留部にキャリアを補給する補給手段を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記補給手段は、非画像形成時に、前記画像形成手段における現像条件と帯電条件との関係を画像形成時とは変化させることにより前記像担持体上に前記現像剤のキャリアを移動させ、前記像担持体の回転により前記キャリアを前記貯留部に搬送することにより、前記貯留部にキャリアを補給する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記貯留部におけるトナーとキャリアの比率を検出する検出手段を備え、
前記補給手段は、前記検出手段により前記貯留部におけるキャリアの比率が予め定められた基準より低くなったことが検出された場合にキャリアの補給を行う請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記貯留部内の前記トナーガイド部材側にはキャリアリッチ層が形成され、前記ブレードエッジ側にはトナーリッチ層が形成されている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングブレードと前記トナーガイド部材との間に前記像担持体と当接してトナーを選択的に通過させる薄板状の部材を設けることにより、前記キャリアリッチ層と前記トナーリッチ層を形成する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーガイド部材の近傍に磁極を設けることにより、前記キャリアリッチ層と前記トナーリッチ層を形成する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記貯留部内におけるキャリアの比率は、質量パーセントで５０パーセントから７０パーセントの範囲内である請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、中間転写ベルトである請求項１〜７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電、露光、現像の各手段を周囲に有する感光体上にトナー像を形成し、トナー像を直接転写材に転写する構成、或いは、複数の感光体上のトナー像を一旦中間転写体に一次転写した後、中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写する構成の画像形成装置においては、転写後の感光体又は中間転写体（代表して、像担持体という）の残留トナーを除去するために、像担持体の走行方向に対し、カウンタ方向にウレタンゴム等からなる弾性状ブレード（以降、クリーニングブレードという）を当接させて、クリーニングするブレードクリーニング法が知られている。
【０００３】
ブレードクリーニング法においては、トナーを確実にスクレープするためには、クリーニングブレードをある大きさ以上の力で像担持体に圧接する必要がある。そのため、像担持体とクリーニングブレードとの間には摩擦が発生し、この摩擦により、クリーニングブレードエッジの摩耗、損傷、フィルミング等の問題が起こってしまう。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、クリーニングブレードにより除去されたトナーを一旦クリーニングブレード近傍に貯留し、クリーニングブレードと像担持体との圧接部に常にトナーが存在するように構成することにより、クリーニングブレードに潤滑性を付与してブレードエッジの摩耗や損傷を防止することが記載されている。また、トナーを研磨剤として用いてローラーで像担持体の表面を摺擦することによりフィルミングを防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１１１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、画像形成装置の仕上がり画像の高画質化に伴い、フィルミング防止効果を更に高める必要がある。
【０００７】
本発明の課題は、像担持体へのフィルミング抑制をより一層効果的に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
トナーとキャリアを混合した現像剤を用いて電子写真方式により用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段において像担持体に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段は、
前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
前記トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
を有し、
前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とにより囲まれた空間により、前記クリーニングブレードにより掻き取ったトナーを貯留する貯留部が形成され、
前記貯留部にキャリアを補給する補給手段を備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記補給手段は、非画像形成時に、前記画像形成手段における現像条件と帯電条件との関係を画像形成時とは変化させることにより前記像担持体上に前記現像剤のキャリアを移動させ、前記像担持体の回転により前記キャリアを前記貯留部に搬送することにより、前記貯留部にキャリアを補給する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記貯留部におけるトナーとキャリアの比率を検出する検出手段を備え、
前記補給手段は、前記検出手段により前記貯留部におけるキャリアの比率が予め定められた基準より低くなったことが検出された場合にキャリアの補給を行う。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記貯留部内の前記トナーガイド部材側にはキャリアリッチ層が形成され、前記ブレードエッジ側にはトナーリッチ層が形成されている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記クリーニングブレードと前記トナーガイド部材との間に前記像担持体と当接してトナーを選択的に通過させる薄板状の部材を設けることにより、前記キャリアリッチ層と前記トナーリッチ層を形成する。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記トナーガイド部材の近傍に磁極を設けることにより、前記キャリアリッチ層と前記トナーリッチ層を形成する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記貯留部内におけるキャリアの比率は、質量パーセントで５０パーセントから７０パーセントの範囲内である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の発明において、
前記像担持体は、中間転写ベルトである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、像担持体へのフィルミング抑制をより一層効果的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タンデム型カラー画像形成装置の概略構成図。
【図２Ａ】クリーニング手段の要部断面を示す模式図。
【図２Ｂ】クリーニングブレードの圧接位置等を説明するためのクリーニングブレード近傍の模式図。
【図３】トナー排出規制部材の一例を示す模式図。
【図４】貯留部におけるトナーとキャリアの比率の評価実験で使用された画像パターンを説明するための模式図。
【図５】第２の実施形態のクリーニング手段の要部断面を示す模式図。
【図６】第３の実施形態のクリーニング手段の要部断面を示す模式図。
【図７】第３の実施形態の他のクリーニング手段の要部断面を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態を図を参照しながら説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るタンデム型のカラーの画像形成装置１の概略構成図である。
【００２０】
この画像形成装置１は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、本体Ａと原稿画像読み取り装置Ｂを備えて構成されている。本体Ａは、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状の中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段（符号なし）と、定着手段２４と、クリーニング手段６０と、から成る。本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置Ｂが配置されている。
【００２１】
イエロー色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｙ、クリーニング手段６Ｙ等からなる。
【００２２】
マゼンタ色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｍ、クリーニング手段６Ｍ等からなる。
【００２３】
シアン色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｃ、クリーニング手段６Ｃ等からなる。
【００２４】
黒色画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｋ、クリーニング手段６Ｋ等からなる。
【００２５】
現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれ、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色のトナーとキャリアとを混合した二成分現像剤をそれぞれ収容し、現像剤担持体である現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１を備えている。
【００２６】
トナーは顔料を樹脂中に分散させた粒径５μｍ〜８μｍ程度の非磁性の粉体である。トナーには、流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で外添剤が添加されている。このうち、潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これら外添剤の添加量は、トナーに対して０．０１〜１０質量％程度である。
キャリアは、一般的に芯材と被膜層により構成された粒径２０〜１００μｍ程度の粉体である。芯材は、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト系粒子等の磁性粉体により構成されている。
【００２７】
現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１は、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成されたスリーブと、スリーブの内部に軸方向に沿って挿通されるマグネットローラーとにより構成されている。現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１のスリーブは、突き当てコロ（不図示）により感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転方向（図１の矢印に示す方向）と順方向に回転するようになっている。マグネットローラーは、複数の固定磁極がその周方向に並ぶように設けられてなる。各磁極は、軸方向に沿って延在されている。
【００２８】
現像剤はキャリアの持つ磁性によって現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１のスリーブ円筒面に引き付けられる。トナーはキャリアに静電力等により拘束されているが、現像時、図示しない駆動モータ等によりスリーブを回転させ、現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１に対してトナーと同極性（ここでは、負）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、トナー粒子がキャリアの面を離れて電界に従って移動し、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の静電潜像に対して非接触の反転現像が行われる。
【００２９】
中間転写体ユニット７は、複数のローラー７１、７２、７３、７４、７５、及び、半導電性で無端ベルト状の中間転写体７０等からなる。
【００３０】
像担持体としての中間転写体７０は、駆動モータ（不図示）に結合された駆動ローラー７３、支持ローラー７１、７２、二次転写バックアップローラー７４、及び、バックアップローラー７５に外接して張架され、中間転写体７０の回転方向が、図1において時計方向になるように配設されている。
【００３１】
感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写体７０を介して、各色毎の一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが設けられている。一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された各色のトナー像が中間転写体７０上に一次転写される。
【００３２】
二次転写バックアップローラー７４に対向して、中間転写体７０を介して、二次転写ローラー５Ａが設けられている。二次転写ローラー５Ａには、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、中間転写体７０上に担持される重ね合わせトナー画像が転写材（用紙）Ｐの表面に二次転写される。
【００３３】
用紙Ｐは、給紙カセット２０から給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラー２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラー２３を経て、二次転写位置に搬送され、カラー画像が一括転写される。なお、用紙Ｐのサイズを変える場合、搬送方向に対して直角方向の長さ（用紙幅）は、中間転写体７０の中央基準で変化するように構成されている。
【００３４】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラー２５に狭持されて排紙トレイ２６上に載置される。
【００３５】
中間転写体７０の回転方向にみて二次転写位置の下流側であって感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上流側に、中間転写体７０上に残留したトナーを除去するクリーニング手段６０が設けられている。なお、クリーニング手段６０の詳細については後述する。
【００３６】
制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される。制御部８０のＣＰＵは、画像形成装置１の各手段の駆動部やセンサー等と接続されており、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置１の動作を集中制御する。
【００３７】
次に、画像形成プロセスについて図１を参照して説明する。
以下の画像形成プロセスは、制御部８０が画像形成装置１の各手段を制御することにより実行される。
【００３８】
まず、感光体１Ｙの駆動モータ（図示せず）の始動により、イエロー（Ｙ）の画像形成手段１０Ｙの感光体１Ｙが図１の矢示の反時計方向へ回動され、同時に帯電手段２Ｙの帯電作用により感光体１Ｙに電位の付与が開始される。
【００３９】
感光体１Ｙは電位を付与された後、露光手段３Ｙによって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像書き込みが開始され、感光体１Ｙの表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。
【００４０】
前記静電潜像は、現像ローラー４Ｙ１により接触或いは非接触の状態で反転現像され、感光体１Ｙの回転に応じて、感光体１Ｙ上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００４１】
上記の画像形成プロセスによって感光体１Ｙ上に形成されたＹのトナー像が、一次転写ローラー５Ｙによって、中間転写体７０上に転写される。
【００４２】
続いて、中間転写体７０上のＹのトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ねられて形成され、これによりカラートナー像が得られる。
【００４３】
転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段６Ｙ，６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより除去される。
【００４４】
中間転写体７０上のカラートナー像の形成と同期して、給紙カセット２０から、１枚づつ分離搬送された用紙Ｐが、レジストローラー２３を経て搬送され、二次転写ローラー５Ａにより、中間転写体７０上のカラートナー像が用紙Ｐ上に一括して転写される。
【００４５】
カラートナー像が転写された用紙Ｐは、分離手段（図示せず）により除電され、定着手段２４へと搬送され、トナー像が定着された後、排紙ローラー２５により排紙トレイ２６へ排出される。
【００４６】
一方、転写後の中間転写体７０の周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段６０により除去される。
【００４７】
ここで、クリーニング手段６０の詳細について、図２Ａ〜図２Ｂを用いて説明する。図２Ａ、図２Ｂは、クリーニング手段６０の要部断面を示す模式図である。クリーニング手段６０を構成する各部は、中間転写体７０の幅方向に沿って長尺状である。
【００４８】
６０１はケーシングで、クリーニング手段６０を構成する各部材を取り付け、かつ、中間転写体７０から除去したトナーを収容する収容部を有する。
【００４９】
６０２は、ウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードで、ブレードホルダー６０３に接着剤等により固定されている。
【００５０】
ブレードホルダー６０３はケーシング６０１に設けられた支持軸６０４に回動自在に取り付けられている。
【００５１】
６０５は押圧バネで、ブレードホルダー６０３が支持軸６０４の周りに反時計方向に回動するように付勢し、クリーニングブレード６０２の先端が、中間転写体７０の回転方向と反対方向（カウンター方向）に向いた状態で、バックアップローラー７５にバックアップされた中間転写体７０に圧接位置Ｃで圧接するように配設されている。この構成により、中間転写体７０が回転すると、クリーニングブレード６０２は、中間転写体７０上のトナーやキャリアを掻き取って除去することができる。
【００５２】
６０８はスポンジローラーからなるトナーガイド部材であり、中間転写体７０の図の矢印で示す回転方向にみて、クリーニングブレード６０２と中間転写体７０との圧接位置Ｃよりも上流側で、中間転写体７０に当接するように配設されている。
【００５３】
トナーガイド部材６０８は、図示しない回転手段により、中間転写体７０との当接位置において、中間転写体７０と同方向（従動方向）に回転するように構成されている。そのため、中間転写体７０の回転軸方向、即ち、用紙搬送方向（図１の矢印αに示す方向）に対して垂直方向の用紙長さ（用紙幅、又は、印字幅という）が短い状態で画像形成が続いても、トナーが流動性を有しているため、トナーガイド部材６０８の回転運動、装置の僅かな振動等により、トナーが用紙幅方向に広がり貯留部６２０の用紙幅方向に均一に貯留されるため、用紙幅方向にみて、クリーニングブレード全長にトナーが行き渡ることになる。
【００５４】
６０９は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートからなるトナー排出規制部材であり、その一端は、トナーガイド部材６０８の表面に、トナーガイド部材６０８と中間転写体７０との当接位置と反対側の位置で当接し、他端は、トナーガイド部材６０８の上方に設けられたシート保持部材６１０に両面テープ等により固定されている。トナー排出規制部材６０９は、図３に示すような矩形形状をしており、用紙幅方向に見て所定のピッチで、現像剤を貯留部６２０（詳細後述）の外に逃がすための切り込みが設けられている。
【００５５】
シート保持部材６１０は、ケーシング６０１の突起部６１１にネジ等により固定されている。
【００５６】
６１２はケーシング６０１の底部に設けられた回収スクリュウであり、ケーシング６０１の底部に貯留した現像剤を図の紙面に対し垂直方向に搬送し、ケーシング６０１外へ排出する。
【００５７】
６１３は、図に示すように、一端が中間転写体７０に対向するケーシング６０１の底部に接着され、他端が中間転写体７０に軽く接触するＰＥＴからなるトナー受けシートで、ケーシング６０１内部の現像剤が下方に落下することを防止する。
【００５８】
上述の構成により、クリーニング手段６０において、中間転写体７０、クリーニングブレード６０２、トナーガイド部材６０８、及び、トナー排出規制部材６０９に囲まれた空間が形成される。この空間は、クリーニングブレード６０２により中間転写体７０の表面から掻き取られたトナーを貯留する貯留部６２０を形成する。貯留部６２０には、更に、キャリアの補給手段によりキャリアが補給されるようになっており、トナーとキャリアの比率（質量パーセント）が所定範囲で貯留される。
【００５９】
従来より、現像剤に含まれるトナーは、クリーニングブレード６０２と中間転写体７０との摩擦抵抗を小さくする潤滑剤としての機能を有し、クリーニングブレード６０２のブレードエッジの摩耗を抑制する効果があることが知られている。更に、トナーを研磨剤として用いてフィルミングを抑制することが提案されている（特許文献１参照）。
これに対し、本願発明者等の検討の結果、中間転写体７０上のフィルミングを抑制するには、現像剤に含まれるキャリアを中間転写体７０の研磨剤として利用することが効果的であることが判明した。キャリアはトナーより硬く、粒径が大きいため、トナーガイド部材６０８の回転によりキャリアを媒体として中間転写体７０の表面を摺擦、研磨すると、トナーを用いたときよりもフィルミング抑制効果が高くなると考えられる。
そこで、画像形成装置１においては、貯留部６２０に現像剤のトナーだけでなくキャリアも所定の比率で貯留させるようにすることで、クリーニングブレードの磨耗を抑制しつつ、像担持体である中間転写体７０へのフィルミング抑制をより一層効果的に行えるような構成としている。なお、貯留部６２０におけるキャリアの比率としては、質量％で５０％〜７０％が好ましく、特に、６０％〜７０％にすることが好ましい。
【００６０】
キャリアの補給手段は、特に限定されるものではないが、例えば、非画像形成時に画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより中間転写体７０上にキャリアパッチを形成し、中間転写体７０の回転によりキャリアパッチを貯留部６２０に搬送し、これをクリーニングブレード６０２等で掻き取ることで、貯留部６２０にキャリアを補給する手段を実現することができる。上述のように、通常の画像形成時に形成されるトナー画像は、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおいて現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１に現像バイアスをかけることによって現像剤のトナーを感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に移動させ、これを中間転写体７０に転写したものであり、キャリアはほとんど含まれない。これに対し、キャリアパッチとは、現像剤のトナーのみならずキャリアも感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに移動させ、これを中間転写体７０に転写することで中間転写体７０上に形成される、キャリアを多く含む画像である。
【００６１】
キャリアパッチは、画像形成時（トナー画像形成時）とは現像条件と帯電条件の関係を変化させて画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを動作させることで形成することができる。具体的には、キャリアが受ける力が、現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１の磁力よりも、現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１と感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの間の電位差による電界から受ける力のほうが強くなるように、現像条件及び帯電条件の関係を変更する。なお、キャリアパッチ形成時には、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによる感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面への静電潜像の形成は行われない。
【００６２】
以下に、トナー画像形成時の現像条件及び帯電条件の一例と、キャリアパッチ形成時の現像条件及び帯電条件の一例を示す。なお、以下の例は、キャリアの極性が＋、トナーの極性が−の現像剤を用いる場合の例である。
・トナー画像形成時
現像バイアス電圧：−２００〜−８００Ｖ
感光体表面電位  ：−３００〜−１０００Ｖ
現像バイアスに対する感光体表面の電位差（非画像部）：−１００〜−３００Ｖ
・キャリアパッチ形成時
現像バイアスに対する感光体表面の電位差が−４００〜−８００Ｖとなるように現像バイアスと帯電条件を変化させる。
【００６３】
なお、キャリアパッチ形成時の転写条件としては、一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに１次転写電圧を印加せずに圧力転写を利用して実施することが好ましい。一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに負の電圧を印加してキャリアの転写効率を向上させるとより一層好ましい。
【００６４】
貯留部６２０におけるトナーとキャリアの比率が所定の比率となるように維持するため、貯留部６２０におけるトナーとキャリアの比率を検出する検出手段としてのＴＣＲセンサー（透磁率センサー）６１４を備えることが好ましい。
例えば、ＴＣＲセンサー６１４の検出信号を制御部８０により監視し、ＴＣＲセンサーにより貯留部６２０内の現像剤のキャリアの比率が予め定められた基準より低くなったことが検出された場合に、制御部８０の制御により、非画像形成時に、上述のように現像条件と帯電条件の関係を画像形成時とは変化させて画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを動作させることにより中間転写体７０上にキャリアパッチを形成させ、このキャリアパッチを中間転写体７０の回転により貯留部６２０に搬送する。ＴＣＲセンサー６１４により検出されたキャリアの比率に基づいて、形成するキャリアパッチのサイズを調整する。これにより、貯留部６２０におけるキャリアの比率を所定の比率に維持することができる。
また、簡易な構成として、ＴＣＲセンサー６１４を設けずに、定期的に（例えば、所定時間毎、又は、予め定められた所定枚数の画像形成が終了する毎に）、中間転写体７０上にキャリアパッチを形成し、貯留部６２０へのキャリア補給を行うこととしてもよい。
【００６５】
その他のキャリア補給手段としては、例えば、キャリアを収容するホッパーを設け、ホッパーから貯留部６２０にキャリアを供給することとしてもよい。
【００６６】
初期的には、トナーとキャリアの比率を所定の比率で混合した現像剤を貯留部６２０に貯留させておくこととしてもよい。
【００６７】
貯留部６２０に貯留された現像剤が一定量を超えると、トナー排出規制部材６０９とトナーガイド部材６０８との当接部や切り込みから現像剤が排出され、貯留される現像剤の量が一定になるように維持される。貯留部６２０に貯留される現像剤の量が増加すると、トナー排出規制部材６０９は、弾性を有するＰＥＴシートで構成されているため、所謂、圧力調整弁のような働きをし、貯留部６２０に現像剤を一定量を維持するように作用する。
【００６８】
なお、用紙幅方向にみて、中間転写体７０の幅Ｌ１、クリーニングブレード６０２の幅Ｌ２、トナーガイド部材６０８の幅Ｌ３、トナー排出規制部材６０９の幅Ｌ４とすると、各々の幅は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＝Ｌ４の関係になるように構成されている。このように構成することで、ケーシングの両端部からの現像剤の飛散、こぼれを防止することができる。また、トナーガイド部材６０８の幅Ｌ３は最大用紙幅よりも大きくなるように構成されている。
例えば、Ｌ１＝３６０ｍｍ、Ｌ２＝３４０ｍｍ、Ｌ３＝３３０ｍｍ、Ｌ４＝３３０ｍｍとして構成することができる。
【００６９】
（トナーとキャリアの比率の評価実験）
貯留部６２０におけるトナーとキャリアの最適な比率を検討するため、貯留部６２０に貯留するキャリアの比率を変化させて中間転写体７０への画像形成及びクリーニングを行って、ブレード欠け及びベルト表面のフィルミングを評価する実験を行った。
【００７０】
実験に用いたクリーニング手段の構成は、下記のとおりである。
・ブレード：ウレタンゴム製（厚さ２ｍｍ、自由長９ｍｍ）
・ブレード当接荷重：２５Ｎ／ｍ
・中間転写ベルト：ＰＩ（ポリイミド）製  
・中間転写スピード：４００ｍｍ／ｓ
・トナーガイド部材：発泡ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）製  φ１６ｍｍ
回転速度：従動  θ=０．５  
・トナー排出規制部材：ＰＥＴ製 t=０．１ｍｍ
自由長  ９ｍｍ
５ｍｍピッチの切り込み
・トナー：重合トナー  粒径７μｍ程度
・キャリア：フェライト+樹脂被膜  粒径５０μｍ以上
ここで、θは、中間転写体７０に対する線速比を示す。ｔは、厚みを示す。トナー排出規制部材の自由長とは、図２Ｂに示すように、接合端部ＨＣと当接位置Ｄまでのトナー排出規制部材６０９の長さＦである。
【００７１】
ブレード欠けの評価実験では、クリーニング手段６０の貯留部６２０のキャリア比率（質量％）を３０％〜９０％の間で変化させ、それぞれのキャリア比率において、Ａ３サイズ、カバレッジ５％のパッチ（画像パターン）の画像形成及び中間転写体７０のクリーニングを１００００枚分行った後、クリーニングブレード６０２に欠けがあるか否かを目視により観察した。カバレッジとは、ページあたりのトナー像が形成される割合である。
［表１］の上段に、ブレード欠けの評価結果を示す。［表１］の上段において、「○」は、クリーニングブレードに欠けがなかったことを示す。「△」は、クリーニングブレードに小さな欠け（１０％未満の領域の欠け）があったことを示す。「×」は、クリーニングブレードに比較的大きな欠け（１０％以上の領域の欠け）があったことを示す。
【００７２】
フィルミングの評価実験では、クリーニング手段６０の貯留部６２０のキャリア比率（質量％）を３０％〜９０％の間で変化させ、それぞれのキャリア比率において、Ａ３サイズの図４に示す画像パターンの画像形成及び中間転写体７０のクリーニングを１００００枚分行った後、中間転写体７０上に白濁部があるか否かを目視により観察した。ベルトフィルミングは、高カバレッジの画像を形成したときに発生しやすいため、図４に示すパターン長さＬ＝２００ｍｍ、３００ｍｍの２種類の画像パターン（パターン領域内部はベタ領域）を１００００枚ずつ形成して実験を行った。
［表１］の下段に、中間転写体７０表面のフィルミングの評価結果を示す。［表１］の下段において、「◎」は、中間転写体７０のベルト上に白濁部がなかったことを示す。「○」は、画像パターンのＬ＝３００ｍｍのときにのみ中間転写体７０のベルト上に白濁部ができたことを示す。「△」は、画像パターンのＬ＝２００ｍｍとしたときでも中間転写体７０のベルト上に白濁部ができたことを示す。
【００７３】
【表１】
2015001631.tif 000003
【００７４】
［表１］に示すように、キャリア比率が質量％で５０％以上あるとフィルミングによる白濁部が見られず、フィルミングの抑制に効果的であった。一方、キャリア比率が８０％を超えるとブレードエッジの摩耗が大きくなり、欠けが生じた。即ち、クリーニングブレードの摩耗が無いか、若しくは小さく、かつ、フィルミングを効果的に抑制できるキャリア比率の範囲は、５０％〜７０％であり、より好ましくは６０％〜７０％であった。
以上より、貯留部６２０に貯留する現像剤におけるキャリア比率を質量％で５０％〜７０％とすることで、クリーニングブレード６０２の摩耗を抑制しつつ中間転写体７０の表面のフィルミングを効果的に抑制することが可能となる。
【００７５】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態について説明する。
上述のように、トナーはブレードエッジの摩耗抑制に効果的であり、キャリアは中間転写体７０表面のフィルミング抑制に効果的である。そこで、第２の実施形態においては、貯留部６２０のクリーニングブレード６０２に近い側をトナーリッチとし、フィルミングの除去に用いるトナーガイド部材６０８に近い側をキャリアリッチとして層を分離し、それぞれの機能がより高く発揮されるようにする。
【００７６】
図５に、第２の実施形態におけるクリーニング手段６０Ａの構成例を示す。図５に示すように、クリーニング手段６０Ａは、第１の実施形態のクリーニング手段６０におけるトナーガイド部材６０８とクリーニングブレード６０２の間に、スクレーパー６１５が設けられるとともに、中間転写体７０を挟んでスクレーパー６１５に当接する位置に対向ローラー６１６が設けられて構成されている。
【００７７】
第２の実施形態の画像形成装置の構成及び機能は、上述のスクレーパー６１５及び対向ローラー６１６が設けられている他は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので、その他の構成については説明を援用する。
【００７８】
スクレーパー６１５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等により構成された薄板状の部材である。スクレーパー６１５は、トナーを選択的に通過させる条件で中間転写体７０に当接している。キャリアはトナーより粒径が大きいため、スクレーパー６１５が中間転写体７０に当接する当接圧を調整することにより、トナーを選択的に下流側に通過させることが可能である。
【００７９】
即ち、中間転写体７０の表面に付着したキャリアはスクレーパー６１５により掻き取られてトナーガイド部材６０８側に貯留され、トナーはスクレーパー６１５を通過してクリーニングブレード６０２側に到達するので、貯留部６２０のトナーガイド部材６０８側にキャリアリッチ層ＣＲが、クリーニングブレード６０２側にトナーリッチ層ＴＲが形成される。
なお、スクレーパー６１５にトナーが選択的に通過可能な微小な穴（隙間）を設けることで、貯留部６２０のトナーガイド部材６０８側にキャリアリッチ層ＣＲを、クリーニングブレード６０２側にトナーリッチ層ＴＲを形成することとしてもよい。
【００８０】
トナーガイド部材６０８側がキャリアリッチ層ＣＲとなることにより、トナーガイド部材６０８は、トナーより粒径が大きく硬度も高いキャリアを主な媒体として中間転写体７０の表面を摺擦、研磨することが可能となるので、中間転写体７０表面のトナー融着、即ち、フィルミングを効果的に抑制することが可能となる。また、クリーニングブレード６０２側がトナーリッチ層ＴＲとなることにより、ブレードエッジ付近に、潤滑剤としてのトナーが多く供給されるのでブレードエッジの摩耗を効果的に抑制することが可能となる。
【００８１】
［第３の実施形態］  
以下、第３の実施形態について説明する。
第２の実施形態においては、トナーガイド部材６０８とクリーニングブレード６０２との間にスクレーパー６１５を設けることで、貯留部６２０内をキャリアリッチ層ＣＲとトナーリッチ層ＴＲに分離する例について説明した。第３の実施形態においては、トナーガイド部材６０８の近傍に磁極を設けることで、貯留部６２０内にキャリアリッチ層ＣＲとトナーリッチ層ＴＲを形成する例について説明する。
【００８２】
図６に、第３の実施形態におけるクリーニング手段６０Ｂの構成例を示す。図６に示すように、クリーニング手段６０Ｂは、第１の実施形態のクリーニング手段６０におけるトナーガイド部材６０８の近傍に磁極６１７が設けられている。具体的には、トナーガイド部材６０８に中間転写体７０を挟んで対向する位置に磁極６１７が設けられている。
【００８３】
第３の実施形態の画像形成装置の構成及び機能は、この磁極６１７が設けられている他は第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。
【００８４】
上述のように、キャリアは磁性体である。そのため、貯留部６２０に貯留されているキャリアは磁極６１７に引き付けられ、トナーガイド部材６０８側に移動する。その結果、貯留部６２０のトナーガイド部材６０８側にキャリアリッチ層ＣＲが、クリーニングブレード６０２側にトナーリッチ層ＴＲが形成される。
【００８５】
トナーガイド部材６０８側がキャリアリッチ層ＣＲとなることにより、トナーガイド部材６０８は、トナーより粒径が大きく硬度も高いキャリアを主な媒体として中間転写体７０の表面を摺擦、研磨することが可能となるので、中間転写体７０表面のトナー融着、即ち、フィルミングを効果的に抑制することが可能となる。また、クリーニングブレード６０２側がトナーリッチ層ＴＲとなることにより、ブレードエッジ付近に、潤滑剤としてのトナーが多く供給されるのでブレードエッジの摩耗を効果的に抑制することが可能となる。
【００８６】
なお、図６においては、トナーガイド部材６０８に中間転写体７０を挟んで対向する位置に磁極６１７を設けた場合を示しているが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、トナーガイド部材６０８内部の貯留部６２０側に、トナーガイド部材６０８の軸方向に沿って延在する固定された磁極６１８を設けることとしてもよい。
【００８７】
以上説明したように、画像形成装置１のクリーニング手段６０によれば、中間転写体７０に圧接するクリーニングブレード６０２と、クリーニングブレード６０２の圧接位置よりも上流側で中間転写体７０に当接し、中間転写体７０との当接位置において、中間転写体７０の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材６０８と、トナーガイド部材６０８の中間転写体７０に当接する位置と反対側の位置でトナーガイド部材６０８と当接するトナー排出規制部材６０９と、を有し、クリーニングブレード６０２と、トナーガイド部材６０８と、トナー排出規制部材６０９と、中間転写体７０と、により囲まれた空間により、クリーニングブレード６０２により掻き取ったトナーを貯留する貯留部６２０が形成され、貯留部６２０にキャリアを補給する補給手段を備える。
【００８８】
従って、トナーガイド部材６０８と中間転写体７０の当接部にキャリアを供給することができるので、キャリアを媒体として中間転写体７０の表面を摺擦、研磨することができ、中間転写体７０へのフィルミングを効果的に抑制することが可能となる。
【００８９】
キャリアの補給手段は、制御部８０の制御により、非画像形成時に、画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおける現像条件と帯電条件との関係を画像形成時とは変化させ、中間転写体７０上に現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのキャリアを移動させ、中間転写体７０の回転によりキャリアを貯留部６２０に搬送することにより実現することができる。
【００９０】
従って、クリーニング手段６０（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ）の専用にキャリアを用意しておく必要がなく、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに収容されているキャリアを用いてフィルミングを効果的に抑制することが可能となる。
【００９１】
また、貯留部６２０におけるトナーとキャリアの比率を検出するＴＣＲセンサー６１４を備え、ＴＣＲセンサー６１４により貯留部６２０におけるキャリアの比率が予め定められた基準より低くなったことが検出された場合に、補給手段によりキャリアの補給を行うようにすることで、貯留部６２０におけるキャリアの比率が所定の比率となるように維持することが可能となる。
【００９２】
また、第２及び第３の実施形態のように、貯留部６２０内のトナーガイド部材６０８側にキャリアリッチ層ＣＲが形成され、クリーニングブレード６０２側にトナーリッチ層ＴＲが形成されるように構成することにより、中間転写体７０表面のフィルミングとクリーニングブレード６０２のブレードエッジの摩耗を効果的に抑制することが可能となる。
【００９３】
具体的に、クリーニングブレード６０２とトナーガイド部材６０８との間に中間転写体７０と当接してトナーを選択的に通過させるスクレーパー６１５を設けることにより、貯留部６２０内にキャリアリッチ層ＣＲとトナーリッチ層ＴＲを形成することができる。
【００９４】
或いは、トナーガイド部材６０８の近傍に磁極６１７（６１８）を設けることにより、貯留部６２０内にキャリアリッチ層ＣＲと前記トナーリッチ層ＴＲを形成することができる。
【００９５】
また、第１の実施形態のように、貯留部６２０内におけるキャリアの比率を、質量パーセントで５０パーセントから７０パーセントの範囲内とすることで、中間転写体７０表面のフィルミングとクリーニングブレード６０２のブレードエッジの摩耗を効果的に抑制することが可能となる。
【００９６】
なお、本実施の形態においては、クリーニング手段を中間転写体に適用したが、これに拘ることなく、中間転写体にトナー像を転写する感光体、あるいは、転写材に直接トナー像を転写する感光体に適用しても良い。
【００９７】
また、トナーガイド部材は、本実施の形態では、スポンジローラーとしたが、クリーニングブレードで除去されたトナーを下方に落下させることなく保持できるものであれば良く、例えば、ゴムローラー、樹脂ローラー等のトナーガイドローラー、又は、シート部材等で構成しても良い。
【００９８】
また、トナー排出規制部材は、本実施の形態では、ＰＥＴシートとしたが、前述した貯留部６２０を形成でき、かつ、トナーが一定量以上になったら排出する機能を有するものであれば良く、例えば、トナー排出規制部材６０９を薄い金属板等で形成し、トナー排出規制部材６０９をシート保持部材６１０に回動自在に保持し、押圧バネにより押圧するように構成しても良い。
【００９９】
その他、画像形成装置１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。
【符号の説明】
【０１００】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成手段
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
７ 中間転写体ユニット
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ クリーニング手段
７０ 中間転写体
６０１ ケーシング
６０２ クリーニングブレード
６０３ ブレードホルダー
６０４ 支持軸
６０５ 押圧バネ
６０８ トナーガイド部材
６０９ トナー排出規制部材
６１０ シート保持部材
６１２ 回収スクリュウ
６１３ トナー受けシート
６１４  ＴＣＲセンサー
６１５  スクレーパー
６１６  対向ローラー
６１７、６１８  磁極  
６２０  貯留部
Ｃ 圧接位置
【図１】
2015001631.tif 000004
【図２Ａ】
2015001631.tif 000005
【図２Ｂ】
2015001631.tif 000006
【図３】
2015001631.tif 000007
【図４】
2015001631.tif 000008
【図５】
2015001631.tif 000009
【図６】
2015001631.tif 000010
【図７】
2015001631.tif 000011