(57)【要約】【課題】像担持体上に残存する付着物の除去性能を向上させる。【解決手段】感光体ドラム１１とクリーニングブレード１６ｂとの接触位置より上流側に、供給ロール１７ｃを配設して感光体ドラム１１にクリーニング補助液１７ｂを供給する。クリーニングブレード１６ｂは、感光体ドラム１１に付着した残留トナー等の付着物とクリーニング補助液１７ｂとをあわせて掻き取る。【選択図】        図２
2004341138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が担持される回動可能な像担持体と、
前記像担持体に担持されるトナー像を転写材に転写する転写部材と、
前記転写部材よりも前記像担持体の回動方向下流側で当該像担持体に圧接配置されるクリーニング部材と、
前記クリーニング部材に液体を供給する液体供給部材と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記液体供給部材は、前記転写部材と前記クリーニング部材との間に配設されると共に、前記像担持体を介して前記クリーニング部材に前記液体を供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記液体供給部材は、前記クリーニング部材に前記液体を直接供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記クリーニング部材よりも前記像担持体の回動方向下流側で当該像担持体を加熱する加熱部材をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニング部材または前記液体供給部材には、親水性処理を施したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング部材または前記液体供給部材には、光触媒作用を有する物質を含有させたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナー像が担持される像担持体と、
前記像担持体に付着する付着物をクリーニングするクリーニング手段と、
前記像担持体の像担持面にクリーニング補助液を供給する補助液供給手段と、
周囲の環境を検知する環境検知手段と、
前記環境検知手段の環境検知結果に基づいて、前記補助液供給手段による前記像担持体への補助液供給を制御する制御手段と
を含む画像形成装置。
【請求項８】
前記補助液供給手段は、前記像担持体に接触配置される接触供給部材を含み、
前記制御手段は、前記補助液供給手段による前記像担持体への補助液供給を行わない場合に、前記接触供給部材を前記像担持体から離間させることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記補助液供給手段は、前記像担持体に非接触配置され、当該像担持体に前記クリーニング補助液の蒸気またはミストを吹き付ける非接触供給部材を含み、
前記制御手段は、前記補助液供給手段による前記像担持体への補助液供給を行わない場合に、前記非接触供給部材による吹き付けを停止することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置等に係り、特に、感光体や中間転写体等の像担持体に付着した残留物の除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における画像形成装置として、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙あるいは中間転写体等の転写材に転写するものが知られている。この種の画像形成装置では、転写後に感光体ドラムに残存する残留トナーをそのまま放置すると、次に感光体ドラム上に形成されるトナー像を汚すこととなるため、転写後の感光体ドラム上の残留トナー等の付着物を除去するためのクリーナが配設されている。このクリーナとしては、例えば板状部材を感光体ドラムに圧接配置することで感光体ドラム上の残留トナーを掻き取るクリーニングブレード、あるいは、ブラシロールを感光体ドラムに回転接触させることで感光体ドラム上の残留トナーを掻き落とすクリーニングブラシ等が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−５５７９号公報（第２−３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなクリーナを用いたとしても、例えば最近の高画質化要請に対応して使用され始めている小粒径化、球形化されたトナーを用いた場合には、クリーナから残留トナー等のすり抜けが生じやすくなる。このような付着物のすり抜けを少なくするためには、例えばクリーニングブレードを感光体ドラムに押し付ける圧力（線圧）を大きくすることが考えられるが、クリーニングブレードや感光体ドラムの寿命を低下させてしまうことになる。
【０００５】
なお、上述した特許文献１には、感光体ドラム上に付着した放電生成物を除去する目的で、感光体ドラムを水拭きする水拭き部材と水拭きされた感光体ドラム表面に残存する水分を除去する水除去部材とを具備させた画像形成装置が開示されている。ただし、特許文献１では、水拭き部材による水拭き動作および水除去部材による水除去動作を行う際に、クリーナ（クリーニングブレード）を感光体ドラムから待避させていることから、画像形成時における残留トナー等の除去には適用できない。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、像担持体上に残存する付着物の除去性能を向上させることにある。
また、本発明の他の目的は、クリーニング部材および像担持体の寿命を長寿命化することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、トナー像が担持される回動可能な像担持体と、この像担持体に担持されるトナー像を転写材に転写する転写部材と、この転写部材よりも像担持体の回動方向下流側で像担持体に圧接配置されるクリーニング部材と、クリーニング部材に液体を供給する液体供給部材とを含んでいる。
【０００８】
ここで、液体供給部材は、転写部材とクリーニング部材との間に配設されると共に、像担持体を介してクリーニング部材に液体を供給することを特徴とすることができる。また、液体供給部材は、クリーニング部材に液体を直接供給することを特徴とすることもできる。さらに、クリーニング部材よりも像担持体の回動方向下流側で像担持体を加熱する加熱部材をさらに備えることを特徴とすることができる。さらにまた、クリーニング部材または液体供給部材には、親水性処理を施したり、光触媒作用を有する物質を含有させたことを特徴とすることができる。
【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明の画像形成装置では、像担持体にトナー像が担持され、クリーニング手段によって像担持体に付着する付着物のクリーニングを行う。このとき、補助液供給手段により像担持体の像担持面へのクリーニング補助液の供給を行う。この補助液供給手段によるクリーニング補助液の供給は、環境検知手段による周囲の環境の検知結果に基づいて、制御手段により制御される。
【００１０】
ここで、補助液供給手段は、像担持体に接触配置される接触供給部材を含み、制御手段は、補助液供給手段による像担持体への補助液供給を行わない場合に、接触供給部材を像担持体から離間させることを特徴とすることができる。また、補助液供給手段は、像担持体に非接触配置され、像担持体にクリーニング補助液の蒸気またはミストを吹き付ける非接触供給部材を含み、制御手段は、補助液供給手段による像担持体への補助液供給を行わない場合に、非接触供給部材による吹き付けを停止することを特徴とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成を示している。本実施の形態に係る画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転可能に配設される像担持体としての感光体ドラム１１、矢印Ｂ方向に回動可能に配設され、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる転写材としての中間転写ベルト２０、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像を記録材である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部３０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着部４０、カラー画像形成装置の各機構部を制御する制御部６０および画像形成等に関する指示を行うためのコントロールパネル７０を備えている。
【００１２】
感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１が帯電される帯電部材としての帯電ロール１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書込まれる潜像形成部としてのレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像部としての現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを回転可能に取り付けた回転式現像装置１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト２０に転写する転写部材としての一次転写ロール１５、転写後に感光体ドラム１１上に残留トナーを除去するクリーニング手段としてのドラムクリーナ１６等の電子写真用デバイスが順次配設されている。また、感光体ドラム１１の回転方向Ａからみて一次転写ロール１５よりも下流側であってドラムクリーナ１６よりも上流側には、感光体ドラム１１に対してクリーニング補助液を供給する補助液供給手段としてのクリーニング補助部１７が設けられている。
【００１３】
中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では３つ）のロール２１〜２３に掛け渡されるようになっている。これらのうち、ロール２１は中間転写ベルト２０の張力を一定とするために用いられるテンションロール、ロール２２は後述する二次転写用のバックアップロール、ロール２３は中間転写ベルト２０の駆動ロールである。また、中間転写ベルト２０は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたものからなり、その表面抵抗率を１０１１Ω／□、体積抵抗率を１０１１Ω・ｃｍ、厚みを１５０μｍとしたものを用いている。
【００１４】
二次転写部３０は、中間転写ベルト２０のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール３１と、バックアップロール２２等とによって構成される。バックアップロール２２は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が７〜１０ｌｏｇΩ／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。これら二次転写ロール３１およびバックアップロール２２間には所定の二次転写バイアスが印加されるようになっている。一方、二次転写部３０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２０上に付着する残留トナーを除去するベルトクリーナ２４が設けられている。
【００１５】
また、定着部４０は、ハロゲンランプ等の加熱源を内蔵する加熱ロールおよびこの加熱ロールに圧接配置される加圧ロールを備えており、これら加熱ロールと加圧ロールとの間に形成される定着ニップ域にトナー像が転写された用紙Ｐを通過させることで、定着を行うようになっている。
【００１６】
さらに、シート搬送系５０は、画像が記録される用紙Ｐを積載して供給する給紙トレイ５１、給紙トレイ５１から用紙Ｐを取り上げて供給するナジャーロール５２、ナジャーロール５２から供給された用紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送するフィードロール５３、搬送された用紙Ｐに対し二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール５４を備えている。また、二次転写後の用紙Ｐを定着部４０に向けて搬送する搬送ベルト５５、定着後の用紙Ｐを機外に向けて排出する排出する排出ロール５６、排出された用紙Ｐを積載する排紙トレイ５７を有している。
【００１７】
ここで、本実施の形態で用いたトナーおよび現像剤について詳細に説明する。本実施の形態で使用したトナーは、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダ樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。粒径は、コールターカウンター（コールター社製）による測定結果で体積平均粒径が約５μｍであり、粒度分布指標（ＧＳＤ）は１．２３であった。トナー形状（球形の度合）は形状係数で表し、光学顕微鏡（ミクロフォトＦＸＡ：ニコン社製）で得たトナーの拡大写真を、イメージアナライザＬｕｚｅｘ３（ニレコ社製）により画像解析を行い、次の式で算出した。
【００１８】
【数１】
2004341138.tif 000003
【００１９】
この式は、トナーの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合に１００となり、形状が球形から離れるにつれて数字が大きくなっていく。形状係数が小さければ、転写の際に転写されずに残るトナー（残留トナー）の量が減少していくため、トナーの形状係数は１００〜１４０程度であることが望ましく、本実施の形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色成分トナーの形状係数は１２９〜１３４の範囲であった。そして、このトナーに、平均粒径５〜２００ｎｍのシリカおよびチタニア等の無機微粒子を外添剤として適宜量外添し、平均粒径３５μｍのフェライトビーズからなるキャリアと混合して二成分現像剤とした。
【００２０】
次に、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の作像プロセスについて説明する。今、例えばコントロールパネル７０に設けられたスタートスイッチがオンされると、所定の作像プロセスが実行される。まず、帯電ロール１２により感光体ドラム１１表面が所定の電位に帯電され、次いでレーザ露光器１３により画像に対応した静電潜像が書き込まれ、対応する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋのいずれかによってこの静電潜像が現像される。例えば、この感光体ドラム１１上に書き込まれた静電潜像がイエローに対応したものであれば、この静電潜像はイエローのトナーを内包するイエロー現像器１４Ｙで現像され、感光体ドラム１１上にはイエローのトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置において一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスにより感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーはドラムクリーナ１６により除去される。なお、その際におけるクリーニング補助部１７の動作については後述する。
【００２１】
このとき、単色画像を形成する際には、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像を直ちに用紙に二次転写するのであるが、複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１１上でのトナー像の形成並びに感光体ドラム１１上に形成されたトナー像の一次転写の工程が色数分だけ繰り返される。例えば、四色のトナー像を重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ドラム１１上には順次イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が形成され、これら各色のトナー像は順次中間転写ベルト２０に一次転写される。一方、中間転写ベルト２０は、一次転写されたトナー像を保持したまま感光体ドラム１１と同一周期で回動し、中間転写ベルト２０上にはその一回転毎にマゼンタ、シアンおよび黒のトナー像が転写され、重ねられる。
【００２２】
このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、給紙トレイ５１から供給された用紙Ｐは、レジストロール５４にて所定のタイミングで二次転写位置へと供給され、中間転写ベルト２０（バックアップロール２２）に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。すると、二次転写位置では、二次転写部３０である二次転写ロール３１とバックアップロール２２との間に働く二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０に担持されたトナー像が用紙Ｐに静電転写（二次転写）される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着部４０へと搬送されて用紙Ｐ上のトナー像が加熱加圧定着され、一方、二次転写位置を通過した中間転写ベルト２０上に残留した残留トナーは、ベルトクリーナ２４によって除去される。
【００２３】
図２は、ドラムクリーナ１６およびクリーニング補助部１７を示す側部断面図である。ドラムクリーナ１６は、内部に残留トナーを収容するクリーナハウジング１６ａ、このクリーナハウジング１６ａに一端が取り付けられ、他端である自由端が感光体ドラム１１に接触配置されるクリーニング部材としてのクリーニングブレード１６ｂ、クリーナハウジング１６ａ内側の下部に設けられ、クリーニングブレード１６ｂによって感光体ドラム１１から除去された残留トナーを外部に搬送するオーガ１６ｃ、クリーニングブレード１６ｂの下側に設けられ、クリーニングブレード１６ｂによって感光体ドラム１１から除去された残留トナーがクリーニング補助部１７の供給ロール１７ｃ上に落下するのを阻止するシール１６ｄ、を有している。また、クリーナハウジング１６ａ内には、温度、湿度を測定する環境検知手段としての環境センサ１６ｅも配設されている。
【００２４】
一方、クリーニング補助部１７は、上部側に開口を有し、内部にはクリーニング補助液１７ｂが収容される供給ハウジング１７ａ、供給ハウジング１７ａの開口部に感光体ドラム１１と接するように配置される液体供給部材（接触供給部材）としての供給ロール１７ｃ、供給ロール１７ｃの下部で供給ロール１７ｃと接するように配設され、供給ロール１７ｃにクリーニング補助液１７ｂを供給する補助液供給部材１７ｄ、ゴムブレードやフリッカバー等からなり、供給ロール１７ｃに接触配置されるロールクリーナ１７ｅ、供給ハウジング１７ａの開口部側で供給ロール１７ｃに対向配置される照明光源１７ｆ、供給ハウジング１７ａ内に配置され、クリーニング補助液１７ｂの液面高さが所定の高さ以下になったことを検知する液体レベルセンサ１７ｇ、を有している。本実施の形態では、クリーニング補助部１７がドラムクリーナ１６とは別個にユニット化されたカートリッジとなっており、画像形成装置に対してクリーニング補助部１７を独立して着脱できるようになっている。なお、ドラムクリーナ１６とクリーニング補助部１７とを一体化したカートリッジとしてもよい。
【００２５】
本実施の形態では、クリーニング補助液１７ｂとして水を用いている。なお、クリーニング補助液１７ｂとしては、水の他に重炭酸ナトリウムや重炭酸カリウム等の無機塩を含有させた水溶液を用いることもできる。また、アルコール等の有機溶剤や界面活性剤を含有させた水溶液を用いてもよく、この場合において、界面活性剤としてはアルキル硫酸エステル塩等からなる高級アルコール系や直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩等からなるものを用いることが好ましい。
【００２６】
供給ロール１７ｃは、例えば金属製のシャフトの周面にウレタンゴム層を形成したものからなり、感光体ドラム１１に従動して回転するようになっている。また、供給ロール１７ｃのウレタンゴム層には、例えばチタン酸化物等からなる光触媒粒子をコートあるいは充填してあり、その結果供給ロール１７ｃの外周面は親水性を有し、クリーニング補助液１７ｂとしての水がまんべんなく付着するようになっている。そして、供給ロール１７ｃを照明光源１７ｆで光照射することで、供給ロール１７ｃに付着した有機物を酸化還元反応により除去することもできる。なお、供給ロール１７ｃは、ウレタンゴム以外に、例えば多孔質材、スポンジ、樹脂等のロールや化学繊維等からなるブラシロールを用いることも可能である。また、供給ロール１７ｃは、感光体ドラム１１に従動するのではなく、別個に駆動源を設けて駆動するようにしてもよい。この場合は、感光体ドラム１１と周速差をつけて駆動したり、あるいは、対向部において感光体ドラム１１と逆方向に回転させるようにすることができる。さらに、光触媒以外の処理方法を用いて供給ロール１７ｃに親水性加工を施してもよい。
【００２７】
さらに、補助液供給部材１７ｄは、クリーニング補助液１７ｂを浸透させることで自身を一定に湿らせることが可能なスポンジ部材からなり、一定量のクリーニング補助液１７ｂを供給ロール１７ｃに供給している。
【００２８】
また、本実施の形態では、クリーニング補助部１７を揺動自在に配設することで、感光体ドラム１１に対して供給ロール１７ｃを接離できるようになっている。図３は、クリーニング補助部１７の揺動機構８０を示す図である。この揺動機構８０は、軸８１ａを中心に揺動自在に配設されると共に、上部にクリーニング補助部１７が装着される装着台８１と、この装着台８１の下部から横方向に向かって伸びる膨出部８１ｂに取り付けられ、装着台８１に取り付けられたクリーニング補助部１７の供給ロール１７ｃを感光体ドラム１１から離間する方向に付勢するバネ８２と、装着台８１の側部中央から横方向に向かって延設されるカム当接板８１ｃの下部に設けられる偏心カム８３と、この偏心カム８３を駆動するカム駆動モータ８４とを有している。なお、本実施の形態では、非画像形成時において、感光体ドラム１１から供給ロール１７ｃが離間した状態となっている。
【００２９】
図４は、ドラムクリーナ１６のクリーニングブレード１６ｂ近傍を示す斜視図である。クリーナハウジング１６ａにはクリーニングブレード１６ｂと略平行に板金９１が取り付けられ、この板金９１にはヒータ電源９２が接続されている。これら板金９１およびヒータ電源９２によって、クリーナハウジング１６ａを介してクリーニングブレード１６ｂを加熱可能な加熱部材としてのヒータ９０が構成されている。また、ヒータ９０の加熱によって生じた暖気は、装置本体内のエアフローにより感光体ドラム１１表面にも吹き付けられるようになっている。
【００３０】
図５は、クリーニング補助部１７の動作を制御する制御手段としての制御部６０の制御ブロックを示している。制御部６０のＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ６３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、この制御部６０には、入力インターフェース６４を介してコントロールパネル７０からの画像形成（開始，終了）情報、環境センサ１６ｅからの環境（温度，湿度）情報、液体レベルセンサ１７ｇからの液体レベル情報が入力される。また、制御部６０は、出力インターフェース６５を介して、揺動機構８０のカム駆動モータ８４、ヒータ９０のヒータ電源９２、クリーニング補助部１７の照明光源１７ｆ、コントロールパネル７０の表示画面（図示せず）を制御するようになっている。
【００３１】
図６は、制御部６０によって制御されるクリーニング補助部１７の動作の流れを示すフローチャートである。この処理では、まず、コントロールパネル７０から画像形成開始の指示があったか否かを判断する（ステップ１０１）。ここで、画像形成開始の指示がない場合は、ステップ１０１に戻って開始の指示を待つ。一方、画像形成開始の指示があった場合は、次に、環境センサ１６ｅより環境情報（温度情報、湿度情報）を取得する（ステップ１０２）。ここで、取得した環境情報がドラムクリーナ１６のクリーニングブレード１６ｂにとって負荷のかかるストレス環境（例えば低温環境、低湿環境）であるか否かを判断する（ステップ１０３）。ここで、ストレス環境下にあると判断した場合には、ヒータ電源９２をオンして（ステップ１０４）、クリーニングブレード１６ｂの加熱および感光体ドラム１１に対する温風の吹き付けを開始すると共に、照明光源１７ｆを点灯させ（ステップ１０５）、供給ロール１７ｃに対する光照射を開始する。また、カム駆動モータ８４を駆動して感光体ドラム１１に供給ロール１７ｃを当接させ（ステップ１０６）、一次転写後の感光体ドラム１１の表面にはクリーニング補助液１７ｂとしての水の供給を開始する。
【００３２】
そして、画像形成が終了したか否かを判断し（ステップ１０７）、画像形成を終了しない場合には、ステップ１０６に戻って終了の指示を待ち、画像形成を終了する場合には、カム駆動モータ８４を駆動して感光体ドラム１１から供給ロール１７ｃを離間させて（ステップ１０８）、一連の処理を終了する。なお、ステップ１０３において、ストレス環境下にないと判断した場合には、そのまま処理を終了する。また、この一連の処理の間に、液体レベルセンサ１７ｇから液量不足の検知信号を受けた場合には、コントロールパネル７０にクリーニング補助部１７の交換を促すメッセージの表示を行う。
【００３３】
上述したプロセスのうち、クリーニング補助部１７において、供給ロール１７ｃにて感光体ドラム１１にクリーニング補助液１７ｂの供給を行う場合、供給ロール１７ｃには親水性加工が施してあるために供給ロール１７ｃの外周面に均一にクリーニング補助液１７ｂが供給され、その結果一次転写後の感光体ドラム１１にも均一にクリーニング補助液１７ｂが安定的に供給、塗布される。また、供給ロール１７ｃには、感光体ドラム１１と接することで一次転写後の残留トナー等の異物が付着するが、付着した異物は、ロールクリーナ１７ｅや補助液供給部材１７ｄの入り口側エッジによって除去される。さらに、照明光源１７ｆによって供給ロール１７ｃに光を照射しているため、供給ロール１７ｃに付着した放電生成物等の有機物が光触媒による酸化還元反応を受け、異物の除去性が向上する。
【００３４】
一方、ドラムクリーナ１６のクリーニングブレード１６ｂには、残留トナーや外添剤等の異物およびクリーニング補助液１７ｂが付着した状態の感光体ドラム１１が到達する。このとき、感光体ドラム１１に付着した異物は、クリーニング補助液１７ｂによって除去されやすい状態になっており、クリーニングブレード１６ｂで容易に除去できる。また、ヒータ９０によりクリーニングブレード１６ｂが暖められているため、クリーニングブレード１６ｂに過剰に付着したクリーニング補助液１７ｂは直ちに蒸発する。さらに、クリーニングブレード１６ｂとの接触部を通過した感光体ドラム１１の表面には、基本的にクリーニング補助液１７ｂが残ることはないが、エアフローによって感光体ドラム１１が暖められているため、仮に感光体ドラム１１にクリーニング補助液１７ｂが微量残っていたとしても、このエアフローによって蒸発する。
【００３５】
本実施の形態では、感光体ドラム１１にクリーニング補助液１７ｂを供給した後にクリーニングブレード１６ｂでクリーニングを行うことにより、感光体ドラム１１のクリーニング性能を向上させることができる。
【００３６】
本発明者は、本実施の形態で説明したクリーニング補助部１７を有する画像形成装置と、クリーニング補助部１７を有しない従来の画像形成装置とを用い、感光体ドラム１１のクリーニング性能について比較実験を行った。その結果、本実施の形態に係る画像形成装置では、従来の画像形成装置と比較して、球形トナーや小粒径トナー、外添剤、異物などの除去性向上が確認され、また放電生成物も高温高湿条件下、低温低湿条件下においてディレションの発生は見られず、感光体ドラム１１のμ変化による回転トルク上昇がほとんど見られなかったことから、放電生成物の除去性も良好であることが確認された。また、帯電ロール１２の汚れもほとんどなく、クリーニングブレード１６ｂによる除去性能が高く、帯電ロール１２の汚れ防止にも好適であることが確認された。さらに、クリーニングブレード１６ｂの感光体ドラム１１との当接面を観察したところ、欠けや異常な摩耗は見られず、除去性能を長期にわたって維持できることが確認された。一方、感光体ドラム１１の表面を観察したところ、摩耗や傷が従来のものと比較して少なくなっていることが確認された。さらに、クリーニング補助液１７ｂを供給しながらクリーニングを行う場合には、クリーニング補助液１７ｂを供給せずにクリーニングを行う場合と比較して、同じクリーニング性能を確保するのに必要なクリーニングブレード１６ｂの線圧を低くできることが判明した。従って、クリーニングブレード１６ｂの圧接力を小さくすることが可能であり、さらに感光体ドラム１１およびクリーニングブレード１６ｂの寿命を長くすることが可能になる。
【００３７】
また、本実施の形態では、ストレス条件以外では感光体ドラム１１に対するクリーニング補助液１７ｂの供給を行うことなくクリーニングブレード１６ｂによるクリーニングを実行させるようにしているが、これは、例えば高湿条件下では感光体ドラム１１上に水分が付着しているために実質的にクリーニング補助液１７ｂの供給を行ったのと等価になるためである。このようにすることで、クリーニング補助液１７ｂの不要な消費を抑えることができ、クリーニング補助部１７の交換サイクルを延ばすことが可能になる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１１をクリーニングするドラムクリーナ１６の上流側にクリーニング補助部１７を設ける場合について説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば中間転写ベルト２０をクリーニングするベルトクリーナ２４の上流側にクリーニング補助部１７を取り付けてもよい。
【００３９】
―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、クリーニング補助液を感光体ドラム１１に対して非接触に供給している点が実施の形態１とは異なっている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４０】
図７は、本実施の形態におけるドラムクリーナ１６およびクリーニング補助部１７を示す図である。ドラムクリーナ１６の基本構成は略同じであるが、シール１６ｄの上側にオーガ１６ｃが配設されている点、およびシール１６ｄの下側に環境センサ１６ｅが配設されている点が実施の形態１とは異なっている。また、クリーニング補助部１７は、側部に開口を有し、内部にはクリーニング補助液１０２を収容した水槽１０３が格納される筐体１０１、水槽１０３に収容されるクリーニング補助液１０２を加熱するための補助液用ヒータ１０４、筐体１０１の側部に設けられた開口に連通接続され、他端側が感光体ドラム１１に対向して開口する液体供給部材（非接触供給部材）としてのダクト１０５、筐体１０１の側部に設けられた開口に取り付けられた排出ファン１０６、を有している。なお、本実施の形態においても、クリーニング補助部１７がドラムクリーナ１６とは別個にユニット化されたカートリッジとなっており、画像形成装置に対してクリーニング補助部１７を独立して着脱できる。また、クリーニング補助部１７は、実施の形態１とは異なり固定された状態で配置されている。
【００４１】
本実施の形態では、ストレス環境下である場合に、補助液用ヒータ１０４にてクリーニング補助液１０２を加熱し、発生したクリーニング補助液１０２の蒸気を排出ファン１０６にて感光体ドラム１１表面に吹き付ける。このようにすることで、結果として一次転写後の感光体ドラム１１にクリーニング補助液１０２を供給することができ、クリーニングブレード１６ｂによるクリーニングを容易に行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、感光体ドラム１１に対して非接触にクリーニング補助液１０２を供給できるので、感光体ドラム１１に付着した残留トナー等がクリーニング補助部１７に転移するという事態は生じず、従ってクリーニング補助部１７にクリーナを設ける必要がない。
【００４３】
なお、本実施の形態では、補助液用ヒータ１０４にて加熱を行うことでクリーニング補助液１０２を蒸発させ、感光体ドラム１１表面に供給していたが、これに限られるものではなく、例えば超音波を用いてクリーニング補助液１０２を霧状（ミスト化）にし、これを感光体ドラム１１の表面に噴霧するように構成することも可能である。
【００４４】
―実施の形態３―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、クリーニング補助部を備えておらず、ドラムクリーナ１６においてクリーニング補助液を供給しながら感光体ドラム１１のクリーニングを行っている点が実施の形態１とは異なる。なお、本実施の形態において、実施の形態１と略同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４５】
図８は、本実施の形態において用いられるドラムクリーナ１６を示す側部断面図であり、図９は、ドラムクリーナ１６を感光体ドラム１１側から見た正面図である。このドラムクリーナ１６は、感光体ドラム１１と対向する部位に開口を有し、内部にはクリーニング補助液１１２が収容されるクリーナハウジング１１１、クリーナハウジング１１１の開口部に感光体ドラム１１と当接し且つ回転可能に配設されるクリーニング部材としてのクリーニングロール１１３、クリーニングロール１１３の下部でクリーニングロール１１３と接するように配設され、クリーニングロール１１３にクリーニング補助液１１２を供給する液体供給部材としての補助液供給部材１１４、ゴムブレードからなり、クリーニングロール１１３に接触配置されるロールクリーナ１１５、ロールクリーナ１１５よりもクリーニングロール１１３の回転方向上流側でクリーニングロール１１３に対向配置される照明光源１１６、クリーナハウジング１１１内に配置され、クリーニング補助液１１２の液面高さが所定の高さ以上になったことを検知する液体レベルセンサ１１７、等を有している。
【００４６】
また、クリーナハウジング１１１内部には長手方向に沿って仕切壁１１１ａが立設されており、上述したロールクリーナ１１５は、この仕切壁１１１ａ上部に取り付けられている。また、この仕切壁１１１ａによって、クリーナハウジング１１１には、クリーニングロール１１３に供給するためのクリーニング補助液１１２が収容される供給液格納部１１８と、ロールクリーナ１１５によってクリーニングロール１１３表面から除去されたクリーニング補助液１１２等が収容される廃液格納部１１９とが形成される。さらに、仕切壁１１１ａの下部に設けられた開口にはフィルタ１２０が取り付けられている。また、クリーナハウジング１１１の側部には、パイプ１２１を介して供給液格納部１１８内のクリーニング補助液１１２を汲み上げるポンプ１２２が取り付けられており、このポンプ１２２には、ロールクリーナ１１５の上部側に延設され、ロールクリーナ１１５との対向部側（下側）に無数の穿孔が形成された孔あきパイプ１２３が接続されている。本実施の形態では、ドラムクリーナ１６がカートリッジとなっており、画像形成装置に対してドラムクリーナ１６を独立して着脱できるようになっている。
【００４７】
クリーニングロール１１３は、例えば金属製のシャフトにウレタンゴム層を形成したものからなり、感光体ドラム１１との対向部において感光体ドラム１１の回転方向と同方向に所定の周速差をもって駆動されるようになっている。また、クリーニングロール１１３のウレタンゴム層には、例えばチタン酸化物等からなる光触媒粒子をコートあるいは充填してあり、その結果クリーニングロール１１３の外周面は親水性を有し、クリーニング補助液１１２としての水がまんべんなく付着するようになっている。そして、クリーニングロール１１３を照明光源１１６で光照射することで、クリーニングロール１１３に付着した有機物を酸化還元反応により除去することもできる。なお、クリーニングロール１１３は、ウレタンゴム以外に、例えば多孔質材、スポンジ、樹脂等のロールや化学繊維等からなるブラシロールを用いることも可能である。
【００４８】
また、本実施の形態では、ドラムクリーナ１６を揺動自在に配設することで、感光体ドラム１１に対してクリーニングロール１１３を接離できるようになっている。クリーナハウジング１１１は、下部側側面に設けられた軸１１１ｂを中心に揺動自在となっており、上部側側面に設けられたボス１１１ｃには、クリーニングロール１１３が感光体ドラム１１から離間する方向に向かって付勢するバネ１２４が取り付けられている。また、バネ１２４の下部には偏心カム１２５が設けられている。なお、本実施の形態では、非画像形成時において、感光体ドラム１１からクリーニングロール１１３が離間した状態となっている。
【００４９】
さらに、ドラムクリーナ１６の上部には、感光体ドラム１１表面を乾燥させるための加熱部材としての送風ユニット１８が配設されている。この送風ユニット１８は、ファン１８ａと、ファン１８ａからの気流を感光体ドラム１１との対向部へと導くエアフローダクト１８ｂと、エアフローダクト１８ｂの出口近傍に設けられるヒータ１８ｃおよびこのヒータ１８ｃに取り付けられた板金１８ｄとを有している。
【００５０】
本実施の形態では、画像形成の開始と共に偏心カム１２５が回動してクリーニングロール１１３を感光体ドラム１１に圧接させ、同時にクリーニングロール１１３を感光体ドラム１１と周速差をもって回動させる。このとき、クリーニングロール１１３には、補助液供給部材１１４によってクリーニング補助液１１２が供給される。ここで、クリーニングロール１１３には親水性加工が施してあるためにクリーニングロール１１３の外周面に均一にクリーニング補助液１１２が供給されており、クリーニングロール１１３は、表面にクリーニング補助液１１２を付着させた状態で感光体ドラム１１に接触し、感光体ドラム１１の表面に付着する残留トナー等を掻き取る。残留トナー等が付着した感光体ドラム１１は、照明光源１１６によって光照射され、クリーニングロール１１３に付着した放電生成物等の有機物は光触媒による酸化還元反応を受け、異物の除去性が向上する。
【００５１】
そして、クリーニングロール１１３に付着した残留トナー等はロールクリーナ１１５によって除去される。このとき、ロールクリーナ１１５には、孔あきパイプ１２３によってクリーニング補助液１１２が供給されており、ロールクリーナ１１５に付着した残留トナー等は、供給されたクリーニング補助液１１２と共に廃液格納部１１９に落下、格納される。また、廃液格納部１１９に格納されるクリーニング補助液１１２の一部は、フィルタ１２０を介して再度供給液格納部１１８に循環する。
【００５２】
一方、クリーニングロール１１３との接触部を通過した感光体ドラム１１の表面には、僅かにクリーニング補助液１１２が残留するが、送風ユニット１８により温風が吹き付けられることにより液体成分が蒸発するため、次の画像形成に悪影響を及ぼすことはない。
【００５３】
本実施の形態では、感光体ドラム１１にクリーニング補助液１１２を付着させたクリーニングロール１１３を圧接させてクリーニングを行うことにより、感光体ドラム１１のクリーニング性能を向上させることができる。
【００５４】
―実施の形態４―
本実施の形態は、実施の形態３と略同様であるが、クリーニングロールに代えてクリーニングベルトを用いるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態３と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
図１０は、本実施の形態におけるドラムクリーナ１６を示す図である。このドラムクリーナ１６は、駆動ロール１３１、従動ロール１３２、感光体ドラム１１に対向配置される対向ロール１３３に張架されるクリーニング部材としてのクリーニングベルト１３０と、従動ロール１３２の下部に設けられ、クリーニング補助液１３４が格納される液体供給部材としての補助液供給部１３５と、クリーニングベルト１３０を挟んで駆動ロール１３１に対向配置されるクリーニングブレード１３６と、クリーニングブレード１３６によって掻き取られた残留トナー等を含むクリーニング補助液１３４を収容する補助液回収部１３７と、クリーニングベルト１３０に対向配置される照明光源１３８とを有している。
【００５６】
このようなドラムクリーナ１６を用いた場合にも、実施の形態３と同様、感光体ドラム１１にクリーニング補助液１３４を付着させたクリーニングベルト１３０を圧接させてクリーニングを行うことにより、感光体ドラム１１のクリーニング性能を向上させることができる。
特に、本実施の形態では、無端ベルトを用いているために、クリーニングベルト１３０の配置に自由度があるため、補助液供給部１３５や補助液回収部１３７を比較的自由に配置することが可能になる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体上に残存する付着物の除去性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態１におけるドラムクリーナおよびクリーニング補助部を示す側部断面図である。
【図３】クリーニング補助部の揺動機構を示す図である。
【図４】ドラムクリーナのクリーニングブレード近傍を示す斜視図である。
【図５】クリーニング補助部の動作を制御する制御部の制御ブロックを示す図である。
【図６】クリーニング補助部の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２におけるドラムクリーナおよびクリーニング補助部を示す側部断面図である。
【図８】実施の形態３におけるドラムクリーナを示す側部断面図である。
【図９】実施の形態３におけるドラムクリーナを感光体ドラム側から見た正面図である。
【図１０】実施の形態４におけるドラムクリーナを示す図である。
【符号の説明】
１１…感光体ドラム、１６…ドラムクリーナ、１６ａ…クリーナハウジング、１６ｂ…クリーニングブレード、１６ｃ…オーガ、１６ｄ…シール、１６ｅ…環境センサ、１７…クリーニング補助部、１７ａ…供給ハウジング、１７ｂ…クリーニング補助液、１７ｃ…供給ロール、１７ｄ…補助液供給部材、１７ｅ…ロールクリーナ、１７ｆ…照明光源、１７ｇ…液体レベルセンサ、６０…制御部、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…入力インターフェース、６５…出力インターフェース、７０…コントロールパネル、８０…揺動機構、９０…ヒータ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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