(57)【要約】【課題】残トナーのクリーニングを効率的に行うことができ、しかも駆動系のトルクを最小減に抑えて効率的に残トナーを回収することができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像が形成される転写体の表面に接触してトナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシ９のブラシ密度又はブラシ繊度の少なくとも一方を転写体の表面に形成可能なパッチ１３に対応した部位９ａを高くし他の部位９ｂを低くした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される転写体の表面に接触して前記トナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシを備えたクリーニング装置において、
前記ファーブラシの軸線方向に沿って非画像形成時に作成される調整用画像パッチの幅に対応する部位のブラシ密度が他の部位よりも高いことを特徴とする記載のクリーニング装置。
【請求項２】
トナー像が形成される転写体の表面に接触して前記トナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシを備えたクリーニング装置において、
前記ファーブラシの軸線方向に沿って非画像形成時に作成される調整用画像パッチの幅に対応する部位のブラシ繊度が他の部位よりも太いことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の何れか一方のクリーニング装置を備えてい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、トナー像が形成される転写体の表面に接触して前記トナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシを備えた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】
近年、電子写真方式にて画像を形成する画像形成装置等では、転写紙としての記録材に多種多様なものが使用されると共にその記録材の種類に応じて高画質な画像形成処理が要求されていることから、記録材に多色画像を転写するために感光体等の像担持体と併用して中間転写体を用いる画像形成装置が広く利用されている。
【０００３】
また、このような画像形成装置においては、像担持体に形成された画像を中間転写体に重ね転写して多色画像を形成した後、その多色画像を中間転写体から記録材に転写している。
【０００４】
この際、中間転写体として広く用いられている中間転写ベルトは、一般的には高画質・高品位・高寿命・高安定性等を確保しやすいことから、ポリイミド等に代表される樹脂ベルトが広く用いられている。
【０００５】
また、記録材に多色画像を転写した後の中間転写ベルトをクリーニングするベルトクリーニング装置としては、ブレード方式が広く用いられている。
【０００６】
このブレード方式のクリーニング装置は、中間転写ベルトとしての樹脂ベルトの表面性等を考慮すると、クリーニング能力が高い。
【０００７】
一方、最近では、更なる高画質化が要求されると共に、ブレード方式によるクリーニング能力の安定化も要求され、現像剤として用いられる各色のトナーにおいても、小粒径化及び非球形化へと変化してきている。
【０００８】
ところが、上述した樹脂ベルトからなる中間転写ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる中抜け現象が問題となってきている。
【０００９】
この中抜け現象とは、多色画像（単色でも良い）が記録材に転写される際、画像に大きな圧力が加わることで、多色画像を構成するトナー群が応力変形し、トナー同士の凝集力が増大し、多色画像の一部分が転写されずに像担持体（中間転写体を含む）に残留してしまう現象で、特に、文字やライン画像等で顕著に現れる。
【００１０】
また、樹脂ベルトを用いた場合、転写時の多色画像へ加わる圧力が大きいため、この中抜けは大きな問題となっている。
【００１１】
そこで、この中抜けを解消するために、最近では、樹脂を用いた中間転写ベルトに代わって、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが主流となってきている。
【００１２】
この弾性中間転写ベルトは、層構成に少なくとも一層の弾性層を有すため柔らかく、転写部でのトナーに作用する圧力を低減することができ、中抜けに効果があることが知られている。
【００１３】
また、二次転写部において記録材である転写紙との密着性が良いことから、一般的な転写紙に対しての転写効率の向上のみならず、写真記録用等の厚紙を転写紙とした場合の転写性や、表面に凹凸を有する転写紙への転写性も向上されることが知られている。
【００１４】
しかしながら、弾性中間転写ベルトをクリーニング装置でクリーニングする場合、上述したブレード方式を用いると、表層が弾性を有するために、弾性中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの接触負荷が大きくなってしまうため、クリーニングブレードのエッジ先端がベルト表層に喰い込んでしまい、クリーニングブレードのエッジ先端の挙動が不安定となってクリーニング不良を引き起こし易いという問題が生じていた。
【００１５】
また、弾性中間転写ベルトとクリーニングブレードとの間での摩擦力が増大することに伴ってクリーニングブレードの弾性中間転写ベルトとの接触部分付近にめくれやびびりが発生する虞があるうえ、鳴き等の異音の発生や弾性中間転写ベルトの表層の損傷、トナー融着等の発生といったさまざまな弊害が起こり易く、画質を乱してしまうという虞が生じていた。
【００１６】
そこで、上記の弊害を避けるために、上述したクリーニングブレードに変えて弾性中間転写ベルトとの接触負荷が少ない静電ファーブラシをクリーニング手段として用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
この静電ファーブラシ方式としては、導電性の繊維を芯金に巻き付けた円筒状部材を、バイアス印加した状態で像担持体に当接させ、さらにトナーの極性と逆極性のバイアスを印加することによって静電的にファーブラシに吸着させ、像担持体からトナーを除去するものである。
【特許文献１】特開２００６−９８５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところが、上記の如く構成されたクリーニング装置にあっては、弾性中間転写ベルトの表面に非転写トナー（転写残トナー）が多く残っている状態ではクリーニングしきれずに、次の印字時に転写紙に写ってしまうという問題が生じていた。
【００１９】
そのため、転写残トナーが多い場合は弾性中間転写ベルトの残トナーを回収し終えるまで、ファーブラシに対して弾性中間転写ベルトを複数回通過させなければならなかった。
【００２０】
従って、弾性中間転写ベルト上から残トナーを除去させるための所用時間が長くなり、その残トナーの除去が完了するまで次の画像形成処理を行なうことができないといった問題も生じていた。
【００２１】
そこで、このような課題を解決するために、弾性中間転写ベルト上の残トナーを効率的に回収するために、ファーブラシのブラシ密度を上げたり、ファーブラシのブラシ繊度を上げることでファーブラシの機械的回収力を向上することが考えられる。
【００２２】
しかしながら、単にファーブラシのブラシ密度やブラシ繊維を上げただけでは、ファーブラシを回転させるための駆動系のトルクが高くなってしまい、高出力モータ等が必要となり、装置本体の大型化や高性能モータを使用することによって部品コストが高騰するといった新たな問題が生じてしまう。
【００２３】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、残トナーのクリーニングを効率的に行うことができ、しかも駆動系のトルクを最小限に抑えて効率的に残トナーを回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のクリーニング装置は、トナー像が形成される転写体の表面に接触して前記トナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシを備えたクリーニング装置において、前記ファーブラシの軸線方向に沿って非画像形成時に作成される調整用画像パッチの幅に対応する部位のブラシ密度が他の部位よりも高いことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のクリーニング装置は、トナー像が形成される転写体の表面に接触して前記トナー像を転写紙に転写した後の残トナーを除去するファーブラシを備えたクリーニング装置において、前記ファーブラシの軸線方向に沿って非画像形成時に作成される調整用画像パッチの幅に対応する部位のブラシ繊度が他の部位よりも太いことを特徴とする。
【００２６】
本発明のクリーニング装置によれば、ファーブラシのブラシ密度又はブラシ繊度を、ファーブラシの軸方向に対して、キャリブレーション時等の調整用パッチパターンを形成する部分を含む箇所のみを上げていることにより、キャリブレーションやカラーレジストレーションを行った場合に転写体上で形成されるパッチ箇所におけるブラシ密度若しくはブラシ繊度が強く、機械的な残トナー回収力を向上し得て、効率的に残トナーを回収することができる。
【００２７】
また、その他の位置でのブラシ密度及びブラシ繊度を抑えているため、駆動系のトルク負荷を低くすることができる。
【００２８】
さらに、クリーニング性能においても残トナーを回収する回収力は確保しているため、クリーニング不良も抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のクリーニング装置は、残トナーのクリーニングを効率的に行うことができ、しかも駆動系のトルクを最小限に抑えて効率的に残トナーを回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置について、カラー画像形成装置における画像形成部に適用し、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の要部の説明図、図２は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の要部の平面図、図３は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置におけるブラシ条件の図表、図４は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置におけるクリーニング性の図表、図５は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置における駆動系トルクの図表である。
【００３２】
図１に示すように、１はカラータンデム方式を採用した画像形成処理部１は、複数の感光体ドラム２と、各感光体ドラム２に形成された静電潜像に応じてトナーを供給するトナー供給部３と、各感光体ドラム２に跨って各感光体ドラム２からトナーが転写される中間転写ベルト４と、中間転写ベルト４に転写されたトナー像を転写紙５の表面に転写する転写部６と、転写部６よりも下流側で中間転写ベルト４の表面をクリーニングするクリーニング装置７とを備えている。
【００３３】
中間転写ベルト４は、複数の駆動又は従動ローラ８を介して回動移動可能とされ、ここでは弾性中間転写ベルトが使用されている。尚、中間転写ベルト４は、ベルト上に限定されるものではない。
【００３４】
クリーニング装置７は、中間転写ベルト４の表面に接触するファーブラシ９と、ファーブラシ９に付着した残トナー等を除去する回収ローラ１０と、回収ローラ１０の下方に配置された回収スパイラル１１と、図示しない駆動系からの動力伝達によってこれらを回転可能に保持したクリーニングケース１２とを備えている。
【００３５】
ファーブラシ９は、例えば、ポリエステル製の繊維を用い、その原糸抵抗は約１２．０ｌｏｇΩであり、図２に示すように、中間転写ベルト４の主走査方向（中間転写ベルト４の幅方向）となる両端付近に形成されるパッチ１３に対応する部位９ａと他の部位９ｂとでブラシ密度又はブラシ繊度の少なくとも何れかを異ならせている。
尚、パッチ１３は、ファーブラシ９の軸線方向に沿って非画像形成時に作成される調整用画像（テスト印字パターン）として形成されるものである。
【００３６】
この際、パッチ１３に対応する部位９ａとしては、パッチ１３のパッチ幅Ｗ１よりも幅広であることが好ましく、パッチ幅Ｗ１よりも幅広な状態でパッチ１３を検出するためのＡＩＤＣセンサ１４の検出幅Ｗ２よりも幅広であることがより一層好ましい。
【００３７】
尚、パッチ１３は、感光体ドラム１上にトナーパッチを形成して、そのトナーパッチを中間転写ベルト４上に転写したもので、何色のトナーで形成してもよいが、低感度のＡＩＤＣセンサ１４でも正確に検出できるように、ブラックトナーで形成するのが好ましい。また、パッチ１３は、輪郭がはっきりとしていればハーフトーン画像でもベタ画像でもよいが、ＡＩＤＣセンサ１４で検出し易くするためにベタ画像の方が好ましい。さらに、無駄にトナーを消費しないようにするため、パッチ１３は、ＡＩＤＣセンサ１４の検出幅Ｗ２と中間転写ベルト１４の全幅と略同じファーブラシ９の幅Ｗ３を考慮して決定される。例えば、ファーブラシ９のＷ３が画像形成処理部１の処理能力（例えば、Ａ４縦の場合の小口幅）よりも若干幅広（例えば２１０ｍｍ）とされていることから、この幅Ｗ３を考慮して決定される検出幅Ｗ２（例えば、２０ｍｍ）よりも幅狭となる。
【００３８】
そして、パッチ１３は、中間転写ベルト４の表面に形成されたパッチ１３が中間転写ベルト４の回動移動によってＡＩＤＣセンサ１４の対向位置に来たときに１回目の検出がなされ、その後、中間転写ベルト４をさらに１周回転させる。
【００３９】
さらに、中間転写ベルト４の回動移動によってパッチ形成位置がＡＩＤＣセンサ１４の対向位置に来たとき、ＡＩＤＣセンサ１４によってパッチ１３の２回目の検出がされない場合には、パッチ１３がファーブラシ９によって回収されていることとなる。この際、ＡＩＤＣセンサ１４のパッチ検出の有無によるクリーニング状態の判断が図示しない制御回路によってなされる。また、パッチ１３の中間転写ベルト４の副走査方向（中間転写ベルト４の回動移動方向）の長さや数は任意である。
【００４０】
また、本発明のファーブラシ９のブラシ密度とブラシ繊度の関係、そのクリーニング性の評価結果、並びにトルク評価を図３に示す。また、ファーブラシ９の芯金にはＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）やＮｉが用いられ、ファーブラシ９の外径はφ１６ｍｍ、芯金径はφ８ｍｍである。
【００４１】
上記の構成において、ファーブラシ９のクリーニング性を評価した。この際、キャリブレーション動作後にファーブラシ９を一度だけ通過させ、その後印字を行いクリーニング設定可能バイアス条件を０．５μＡ〜２０μＡまで変更して、クリーニング不良が発生しない範囲があるかの確認を行った。また、クリーニング不良の判定は、次の通紙上に目視にて確認されたものをＮＧとした。
【００４２】
その評価結果として、実施例１ではＡＩＤＣセンサ１４に対向する部分のファーブラシ９のブラシ密度を高くし、実施例２ではＡＩＤＣセンサ１４に対向する部分のファーブラシ９のブラシ繊度を太くしている。
【００４３】
また、この評価結果を得るための中間転写ベルト周速は２３８．６ｍｍ／ｓｅｃ、ファーブラシ９の周速は中転カウンタ方向で４７７．２ｍｍ／ｓｅｃ、回収ローラ１０の周速はファーブラシ９と同方向で５１１．０ｍｍ／ｓｅｃである。また、ファーブラシ９のブラシ密度単位はＦ／ｉｎｃｈ２（１インチあたりのパイル糸のフィラメント数）、ブラシ繊度はＤ（＝デニール、９０００ｍの長さの糸の重さ）を表す。
【００４４】
さらに、比較例２及び比較例４では機械的な掻き取り力が足りずにクリーニング可能な設定可能範囲がなかった。また、実施例１，２及び比較例１，３では機械的回収力が強いためにクリーニング可能な設定可能範囲があった。
【００４５】
また、ファーブラシ９等を回転駆動させる駆動系のトルク評価においては、回収ローラ１０とファーブラシ９との間に生じるファーブラシ９の回転時にかかるトルク測定として行った。
【００４６】
そのトルク評価において、比較例１ではブラシ密度が高いため、トルクが比較例２に比べて大幅に大きくなっている。実施例１では、ブラシ密度の高い部分が少ないため比較例１に比べてトルクは抑えられている。さらに、比較例３ではブラシの繊度が太いため、トルクが比較例４に比べて大幅に大きくなっている。また、実施例２では、比較例４に比べてトルクは上がっているが、ブラシ繊度の太い部分が少ないために比較例３に比べてトルクは抑えられている。
【００４７】
このように、本発明のクリーニング装置７によれば、中間転写ベルト４のクリーニング用にファーブラシ９を使用すると共に、そのブラシ密度やブラシ繊度をパッチ１３に相当する部分のみ上げることで、ファーブラシ９を回転させる駆動系のトルクアップを最小限に抑えつつ、クリーニング性を確保することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の要部の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の要部の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクリーニング装置におけるブラシ条件、クリーニング性の評価結果、並びに駆動系トルクの評価結果の図表である。
【符号の説明】
【００４９】
４…中間転写ベルト（転写体）
７…クリーニング装置
９…ファーブラシ
９ａ…部位
９ｂ…他の部位
１３…パッチ
Ｗ１…パッチ幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008216455.tif 000005