(57)【要約】【課題】  低印字率の原稿や小幅サイズの用紙を用いて連続コピーをしても、クリーニングブレードのめくれやエッジの損傷が防止され、更に、スリ抜けやフィルミングの発生を防止して、白スジのない良好な画像を長期にわたって得られるクリーニング装置。【解決手段】  中間転写体に形成されたトナー像が記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、を備え、前記トナー付与手段によって前記中間転写体に付与するトナーの量を０．２ｍｇ／ｃｍ2以上、０．６ｍｇ／ｃｍ2以下としたこと。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体に形成されたトナー像が記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、
前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、を備え、
前記トナー付与手段によって前記中間転写体に付与するトナーの量を０．２ｍｇ／ｃｍ2以上、０．６ｍｇ／ｃｍ2以下としたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記トナー付与手段は、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを貯留するトナー貯留部材と、前記中間転写体に当接し前記トナー貯留部材に貯留したトナーを前記中間転写体に付与するブラシローラとからなることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、該中間転写体に転写したトナー像を記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、
記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、
前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、
帯画像を記憶する記憶手段と、を備え、
前記中間転写体の所定の移動距離毎に、前記記憶手段に記憶した帯画像をトナー像として前記中間転写体に形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
記録材の幅が２６０ｍｍ以下のときは、前記中間転写体の移動距離が少なくとも５ｍになる毎に、主走査方向には最大印字幅で、副走査方向には少なくとも１０ｍｍの長さの帯画像を前記中間転写体に形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材の幅が２６０ｍｍを超え、且つ、印字率が５％以下のときは、前記中間転写体の移動距離が少なくとも２０ｍになる毎に、主走査方向には最大印字幅で、副走査方向には少なくとも１０ｍｍの長さの帯画像を前記中間転写体に形成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、該中間転写体に転写したトナー像を記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、
記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、
前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、
前記転写残トナーの量を検知する検知手段と、
帯画像を記憶する記憶手段と、を備え、
前記検知手段が、トナー量が０．２ｍｇ／ｃｍ2以下であることを検知したときは、前記記憶手段に記憶した帯画像をトナー像として前記中間転写体に形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記帯画像は、主走査方向には最大印字幅で、副走査方向には少なくとも１０ｍｍの長さであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記検知手段は、光センサであることを特徴とする請求項７又は請求項８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、像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体に転写したトナー像を記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置に関し、詳しくは中間転写体の転写残トナーを除去するクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体に転写されたトナー像を記録材に二次転写し、中間転写体の転写残トナーをクリーニングブレードにて除去する技術は従来より知られている。
【０００３】
また、トナーは母体及び外添剤を混合したものからなるが、母体は顔料、ワックス、樹脂等からなり、外添剤はシリカやチタニア等の帯電付与を行う研磨性粒子や滑材からなる。
【０００４】
クリーニングブレードにより中間転写体の転写残トナーを除去する場合、転写残トナーはクリーニングブレードのエッジで掻き取られるが、エッジにはその一部が付着した状態となる。トナーに含まれる研磨性粒子は潤滑剤ともなり、少量がエッジと中間転写体との隙間に入り込むことにより、クリーニングブレードと中間転写体との摩擦係数を降下させる働きをし、この結果、ブレードめくれを起こさずに、転写残トナーを除去し続けることができる。
【０００５】
しかし、実際にはトナーに含まれるワックスや滑材が部分的に中間転写体に付着し、クリーニングブレードで充分に研磨除去されずに引き延ばされて薄い膜を形成し、進行方向に所謂フィルミング現象が生じる。
【０００６】
更に、トナーは常にエッジに溜まっていることが必要であるが、用紙の一部にしかコピーしない印字率が低い場合には、このようなコピーを多数行うとトナーが欠乏してくる。トナーが欠乏するとクリーニングブレードと中間転写体との摩擦係数が上昇してしまうので、欠乏部所のクリーニングブレードのエッジが損傷し、その部所からワックスや滑材がすり抜けてフィルミングが発生する。
【０００７】
中間転写体にフィルミングが生ずると、その部所の電気抵抗が上昇するために一次転写や二次転写で電荷がフィルミングが生じていない所に優先して流れる結果、フィルミング部所での転写性が悪化し、記録材上では白スジが生ずる。
【０００８】
このような問題に対して下記の如き特許文献が開示されている。
【０００９】
一つには、クリーニングバイアス印加部材によって間接的にバイアス印加されて中間転写体上の転写残トナーをクリーニングする機能と、中間転写体への潤滑剤塗布機能とを併用するクリーニング部材を有する画像形成装置が開示されている（特許文献１）。
【００１０】
その他に、中間転写体を用いずに一次転写のみを行う場合にも、使用につれて像担持体の表面の鏡面化が進み、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦抵抗が大きくなって、ブレードめくれ、破損、摩耗が生ずる。このために、像担持体の表面の鏡面度を反射型の光センサで検出し、像担持体の表面が鏡面状態のときは像担持体の非画像部に潤滑剤として作用するトナーをより多く供給するようにしたクリーニング装置が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６８４００号公報
【特許文献２】特開平６−３１８０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記特許文献とは異なる視点で上記問題を解決したものであり、適正量のトナーをクリーニングブレードのエッジと中間転写体との隙間に送り込むことにより、低印字率の原稿を用いたり小幅サイズの用紙を搬送したりして連続コピー行っても、クリーニングブレードのめくれやエッジの損傷が防止され、更に、スリ抜けやフィルミングの発生を防止して、白スジのない良好な画像を長期にわたって得られるクリーニング装置及び画像形成装置を提供ずることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は下記の何れかの手段によって達成される。
（１）中間転写体に形成されたトナー像が記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、を備え、前記トナー付与手段によって前記中間転写体に付与するトナーの量を０．２ｍｇ／ｃｍ2以上、０．６ｍｇ／ｃｍ2以下としたことを特徴とするクリーニング装置。
（２）像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、該中間転写体に転写したトナー像を記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、帯画像を記憶する記憶手段と、を備え、前記中間転写体の所定の移動距離毎に、前記記憶手段に記憶した帯画像をトナー像として前記中間転写体に形成することを特徴とする画像形成装置。
（３）像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、該中間転写体に転写したトナー像を記録材に二次転写して画像形成する画像形成装置において、記録材に二次転写された後の転写残トナーを前記中間転写体より除去するクリーニングブレードと、前記中間転写体の回転方向上流側に位置し、前記クリーニングブレードにて除去したトナーを前記中間転写体に付与するトナー付与手段と、前記転写残トナーの量を検知する検知手段と、帯画像を記憶する記憶手段と、を備え、前記検知手段が、トナー量が０．２ｍｇ／ｃｍ2以下であることを検知したときは、前記記憶手段に記憶した帯画像をトナー像として前記中間転写体に形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のクリーニング装置及び画像形成装置によれば、適正量のトナーをクリーニングブレードのエッジと中間転写体との隙間に送り込むことにより、低印字率の原稿を用いたり小幅サイズの用紙を搬送したりして連続コピー行っても、クリーニングブレードのめくれやエッジの損傷が防止され、更に、スリ抜けやフィルミングの発生を防止して、白スジのない良好な画像を長期にわたって得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
先ず、像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体に転写されたトナー像を記録材に二次転写して画像形成するカラー画像形成装置の一例を図１を参照して説明する。図１はカラー画像形成装置の構成図である。
【００１５】
図１に示すカラー画像形成装置は、画像形成装置１００と画像読取装置２００とから構成される。
【００１６】
画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段２０、及び後で詳述するベルト定着装置３０とからなる。
【００１７】
画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２とから成る画像読取装置２００が設置されている。
【００１８】
自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００１９】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部１０１において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００２０】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００２１】
現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する。
【００２２】
中間転写体６は、複数のローラに巻回され、回転可能に支持されている。
【００２３】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回転する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。
【００２４】
給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６、レジストローラ２７等を経て、転写ローラ９に搬送され、中間転写体６上のカラー画像が記録材Ｐ上に転写される（二次転写）。
【００２５】
カラー画像が転写された記録材Ｐは、ベルト定着装置３０において挟着され、熱と圧力とが加えられることにより記録材Ｐ上のトナー像が定着されて記録材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持される。その後、機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００２６】
一方、転写ローラ９により記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により転写残トナーが除去される。
【００２７】
定着処理された記録材Ｐを反転排紙する場合には、記録材Ｐはベルト定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路〈１〉に搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ａの図示左側の第２搬送路〈２〉を通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。
【００２８】
記録材Ｐの両面に複写する場合には、記録材Ｐの第１面に形成した画像を定着処理した後、記録材Ｐを第１搬送路〈１〉、さらに分岐板２８Ｂの下方の第４搬送路〈４〉に導入した後、逆転搬送し、分岐板２８Ｂの図示右側の搬送路を通過させ、第３搬送路〈３〉に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ２６により搬送する。記録材Ｐは画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて第２面に各色の画像が両面に形成され、ベルト定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００２９】
なお、以上の画像形成装置においては、カラー画像の形成装置として説明したが、中間転写体を用いればモノクロ画像の形成装置であってもよい。
【００３０】
次に、本発明に係わるクリーニング手段８について詳述する。
【００３１】
図２はクリーニング手段８の拡大図である。６は前述の中間転写体であり、バックアップローラ６１等に巻回され、矢印方向に回転する。
【００３２】
８１はウレタンゴム等から形成されたクリーニングブレードであり、中間転写体６の周面にカウンタタイプに斜め上方から摺接しいる。そして、記録材Ｐに二次転写後に中間転写体６に付着している転写残トナーをクリーニングブレード８１の先端であるエッジが掻き落とす。８２は導電性アクリル繊維等から形成されたブラシローラであり、不図示の駆動源によって反時計方向に回転する。そして、ブラシローラ８２はクリーニングブレード８１によって掻き落とされた転写残トナーを左方に落下させる。落下した転写残トナーは搬送スクリュウ８３によって搬送され、所定の容器に回収される。
【００３３】
ここで、ブラシローラ８２の下方にはトナー貯留部材８４が固着されていて、ブラシローラ８２とトナー貯留部材８４との空隙には、クリーニングブレード８１によって掻き落とされた転写残トナーの一部を貯留するトナー貯留部８５が形成されている。なお、８６は転写残トナーが右方から落下しないように中間転写体６と摺接するウレタンシートである。
【００３４】
このようにして、クリーニングブレード８１によって中間転写体６より掻き落とされた転写残トナーの一部はトナー貯留部８５に貯留し、ブラシローラ８２の回転によって中間転写体６に付着して上方に供給され、クリーニングブレード８１のエッジで再び掻き落とされるが、少量の転写残トナーはクリーニングブレード８１のエッジに付着した状態を維持する。従って、クリーニングブレード８１と中間転写体６との摩擦係数が低い状態が保たれ、印字率の低いコピーを長時間にわたって行っても、ブレードめくれ、エッジの破損等が発生することがなく、白スジが発生することもない。
【００３５】
次に、ブラシローラ８２の回転によって中間転写体６に付着して上方に供給される転写残トナーの供給量と白スジの発生量との関係について実験を行ったので、その結果を記す。
［実験１］
（１）実験条件
実験機：タンデムフルカラー複写機
感光体ドラム：外径６０ｍｍ、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものを塗布、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚２５μｍ
感光体非画像部電位：電位センサで検知してフィードバック制御し、制御可能範囲は−５００Ｖ〜−９００Ｖ
全露光電位：−５０Ｖ〜０Ｖ
露光：レーザー走査方式、半導体レーザーのパワーは３００μＷ
現像：２成分現像方式
中間転写体：シームレス半導電樹脂ベルト、回転速度２２０ｍｍ／ｓ、表面抵抗率１×１０11Ω／□、体積抵抗率１×１０8Ω・ｃｍ、テンション５０Ｎ
一次転写手段：中間転写体の背面に一次転写ローラ（外径２０ｍｍ、抵抗値１×１０6Ω、ローラ圧５Ｎ）を設置し、温湿度とカウンタでマトリックスを組んだ電流値テーブルで所定の電流値を選択し印加
二次転写手段：中間転写体をバックアップローラと二次転写ローラで挟んだ構成で抵抗値は共に１×１０7、温湿度とカウンタでマトリックスを組んだ電流値テーブルで所定の電流値を選択し印加
中間転写体用クリーニングブレード：ウレタンゴム製、自由長９ｍｍ、厚さ２ｍｍ、当接角１７度
トナー貯留部材：クリーニングブレードの上流側に配置
ブラシローラ：導電性アクリル繊維製、６．２５デニール、１０万本／２．５４ｃｍ2
上記条件で、トナー貯留部材８４の高さｈを変化させてトナー貯留部８５の容積を変化させると共に、ブラシローラ８２の回転数を変化させて、ブラシローラ８２によるトナー供給量を０．０５〜０．６ｍｇ／ｃｍ2と変化させた。そして、各々のトナー供給量で、Ａ４サイズの用紙を横送りで５枚ずつ間欠的に給送してカラーコピーし、合計１０万コピーを行った。なお、用紙の原稿は各色５％印字の文字チャートを用いた。
（２）実験結果
表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
１万コピー毎にＡ３サイズで全面ハーフトーンの原稿をコピーし、フィルミングによる白スジの発生状態を○、△、×で評価した。なお、白スジを目視で観察し、下記の条件で評価した。
【００３８】
○：画像上に白スジの発生なし
△：画像上に５本以下の白スジの発生
×：画像上に６本以上の白スジの発生
なお、トナー貯留部材８４の高さｈを変化させてトナー貯留部８５の容積を変化させると共に、ブラシローラ８２の回転数を変化させても、トナー供給量は０．６ｍｇ／ｃｍ2を超えることはなかった。
［実験２］
（１）実験条件
実験１の条件で、実験前にトナー貯留部８５にトナーを予め貯留し、各色０％印字率の原稿を用いてコピーした。
（２）実験結果
この結果、コピー枚数の増加と共に、トナー供給量は次第に減少し、２万コピーでフィルミングによる白スジの発生状態は×となった。
【００３９】
そこで、メモリ１０２（記憶手段）に帯画像を記憶し、下記の条件で中間転写体６の移動距離毎に帯画像をトナー像として中間転写体６に形成し、二次転写は行わなかった。なお、帯画像は主走査方向に３２０ｍｍ（Ａ４サイズの長辺より大で最大印字幅）、副走査方向に１０ｍｍの大きさに形成した。また、帯画像はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色で、各色共副走査方向に２．５ｍｍの長さで帯画像形成した。
【００４０】
実験ａ
Ｂ５の用紙を縦（２５７ｍｍ）にして、各色１０％印字率の原稿を用い、中間転写体６の移動距離が５ｍになる毎に帯画像を形成した。
【００４１】
この結果、１０万コピーでも白スジの発生がなかった。即ち、約２６０ｍｍ以下の幅の狭い用紙においては、クリーニングブレードのエッジ両端に用紙からのトナーが付着しない部分が生ずるが、用紙幅より広い幅（最大印字幅）の帯画像を間欠的に形成することによって、クリーニングブレードのエッジ両端にもトナーが付着するので、クリーニングブレードと中間転写体との摩擦係数が増加することがなかった。
【００４２】
実験ｂ
Ａ４の用紙を縦（２９７ｍｍ）にして、各色０％印字率の原稿のときと各色５％印字率の原稿のときとで、中間転写体６の移動距離が２０ｍになる毎に帯画像を形成した。
【００４３】
この結果、１０万コピーでも白スジの発生がなかった。即ち、２６０ｍｍを超える幅の広い用紙であって印字率が５％以下の原稿をコピーすると、クリーニングブレードのエッジに付着したトナーが次第に減少して、クリーニングブレードと中間転写体との摩擦係数が増加することになるが、最大印字幅の帯画像を間欠的に形成することによって、摩擦係数の増加を防ぐことができた。
［実験３］
（１）実験条件
実験１の条件で、図３に示す如くクリーニングブレード８１とブラシローラ８２の間に拡散反射型の光センサ９１（検知手段）を用紙幅方向に３個配置して（中央部付近と両端部付近）、トナーが付着した中間転写体６の表面反射率を検知した。この結果、トナー量が減少すると、表面反射率が高くなり、光センサ９１の受光量が増大した。そして、トナー量が０．２ｍｇ／ｃｍ2以下になると、光センサ９１からの出力値が２Ｖを超えた。そこで、何れかの光センサ９１からの出力値が２Ｖを超えたときは、前述の如きトナー帯を形成した。
【００４４】
なお、Ａ４サイズの用紙を横送りで５枚ずつ間欠的に給送してカラーコピーし、合計１０万コピーを行った。また、用紙の原稿は各色５％印字の文字チャートを用いた。
（２）実験結果
１万コピー毎にＡ３サイズで全面ハーフトーンの原稿をコピーし、フィルミングによる白スジの発生状態を評価した結果、白スジの発生はなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】カラー画像形成装置の構成図である。
【図２】クリーニング手段の拡大図である。
【図３】光センサを設けたクリーニング手段の拡大図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｐ  記録材
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体ドラム
６  中間転写体
８１  クリーニングブレード
８２  ブラシローラ
８４  トナー貯留部材
８５  トナー貯留部
９１  光センサ
１０２  メモリ
【図１】
2005227653.tif 000004
【図２】
2005227653.tif 000005
【図３】
2005227653.tif 000006