(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環移動できるように環状をなす外表面を有し、記録媒体に転写するためのトナー像を上記外表面上に担持するトナー像担持体と、
上記トナー像担持体から上記記録媒体に転写した後に、上記トナー像担持体の外表面に残留するトナーである残留トナーを清掃するために、上記トナー像担持体の外表面に接触して設けられる第１清掃部材と、
上記残留トナーを清掃するために、上記第１清掃部材よりも上記トナー像担持体の移動方向の下流側に上記トナー像担持体の外表面に接触して設けられる多孔質材料からなる第２清掃部材とを備え、
上記第２清掃部材は、柱状に形成され、上記トナー像担持体の外表面に接触した状態を保ちながら長軸を中心に、上記トナー像担持体の移動方向の反対方向に回転可能であり、
上記第２清掃部材の回転を制御するための条件を示す制御情報を記憶するとともに、上記制御情報により示される条件に従って上記トナー像担持体の移動と上記第２清掃部材の回転を制御する制御部を備え、
上記制御情報は、予め設定された上記記録媒体の枚数を示す第１情報と、上記第２清掃部材の１回当たりの回転角度を示す第２情報とを含み、
上記制御部は、記録した上記記録媒体の枚数が上記第１情報に示される枚数に到達したか否かを判断し、上記第１情報に示される枚数に到達したと判断した場合に、上記第２清掃部材を上記第２情報に示される角度だけ回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記第２清掃部材は、長軸の方向から見た断面形状において、外周から内方に伸びる複数の溝を有し、
上記溝の各々は、長軸の方向から見た断面形状において、上記第２清掃部材の回転方向の上流側及び下流側のそれぞれに互いに対向して設けられる上流側壁部及び下流側壁部とを有し、
上記上流側壁部の外周側端部は、上記トナー像担持体に当接している請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記下流側壁部の外周側端部は、上記トナー像担持体から離隔している請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記第２清掃部材は、ポリウレタンフォームであり、２５ｍｍ当たりに含まれる気泡が３０〜４５個である請求項１から請求項３のいずれか１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、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ及び複合機に備えられる電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置として、感光体ドラム、中間転写ベルト等のトナー像担持体の表面に、種々の添加物を含むトナーによって形成されるトナー像を担持させ、そのトナー像を紙、ＯＨＰシート等の記録媒体に転写するものがある。中間転写ベルトを採用する場合、感光体に形成されたトナー画像は一旦中間転写ベルトに転写され、その後に、中間転写ベルトに転写されたトナー画像が、さらに紙に転写される。感光体ドラム及び中間転写ベルトのいずれの場合であっても、これらのトナー像担持体の表面に担持されたトナー像は、全て記録媒体に転写されるのが理想的である。しかし、実際には、トナー像担持体上に担持されているトナーの一部は、転写されることなくトナー像担持体の表面に残留する。このようなトナー像担持体の表面に残留したトナー（以下、「残留トナー」という。）がトナー像担持体の表面に蓄積されると、白スジ、濃度ムラ等の印刷不良の原因となる。
【０００３】
従来、残留トナーを除去するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、トナー像担持体としての感光体ドラムの表面の残留トナーを除去するためのトナー除去ローラとクリーニング・ブレードとを備える。クリーニング・ブレードは、感光体ドラムの回転方向にトナー除去ローラよりも下流側に設けられ、感光体ドラムに先端縁で接触して残留トナーを掻き落とす。これにより、トナー除去ローラによって感光体ドラムの表面の残留トナーが除去された後、さらに、クリーニング・ブレードによって感光体ドラムの表面の残留トナーを掻き落とす。
【特許文献１】特開２００３−２１５９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の画像形成装置では、クリーニング・ブレードの先端縁に掻き取られた残留トナーがその先端縁にやがて蓄積するとフィルミングが発生する。フィルミングは、トナー像担持体の表面上に残留トナーが薄く付着した状態をいい、クリーニング・ブレードの先端縁とトナー担持体とが互いに擦れることによって生じる摩擦熱でトナーが溶融し、溶融したトナーがクリーニング・ブレードの先端縁によってトナー担持体の表面に擦り付けられることによって生じる。フィルミングは、上述のような印刷不良の原因となる。
【０００５】
フィルミングは、トナーに混入された研磨剤によって抑制できるが、トナー像担持体の長寿命化及び地球環境への配慮のため、研磨剤の使用は控えることが望ましい。そこで、本発明は、フィルミング等のない綺麗な状態でトナー像担持体の表面を長期間にわたって維持することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
循環移動できるように環状をなす外表面を有し、記録媒体に転写するためのトナー像を上記外表面上に担持するトナー像担持体と、
上記記録媒体に転写した後に上記トナー像担持体の外表面に残留するトナーである残留トナーを清掃するために、上記トナー像担持体の外表面に接触して設けられる第１清掃部材と、
上記残留トナーを清掃するために、上記トナー像担持体の移動方向に上記第１清掃部材よりも下流側に上記トナー像担持体の外表面に接触して設けられる多孔質材料からなる第２清掃部材とを備え、
上記第２清掃部材は、柱状に形成され、上記トナー像担持体の外表面に接触した状態を保ちながら長軸を中心に、上記トナー像担持体の移動方向の反対方向に回転可能であり、
上記第２清掃部材の回転を制御するための条件を示す制御情報を記憶するとともに、上記制御情報により示される条件に従って上記トナー像担持体の移動と上記第２清掃部材の回転を制御する制御部を備え、
上記制御情報は、予め設定された上記記録媒体の枚数を示す第１情報と、上記第２清掃部材の１回当たりの回転角度を示す第２情報とを含み、
上記制御部は、記録した上記記録媒体の枚数が上記第１情報に示される枚数に到達したか否かを判断し、上記第１情報に示される枚数に到達したと判断した場合に、上記第２清掃部材を上記第２情報に示される角度だけ回転させる。
【発明の効果】
【０００７】
多孔質材料は、小さい多数の気泡を含んでおり、各気泡を隔てる隔壁部分を含む。多孔質材料と接触するトナー像担持体の表面は、実質的に広い隔壁部分と接触しており、その接触している広い隔壁部分によって残留トナーは擦り落とされる。従って、本発明によると、多数のブレードによって残留トナーが擦り落とされることと同様の効果を奏することが可能になり、小さい部材で効率的に残留トナーを除去することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１０の構成の概要を示す図である。画像形成装置１０は、画像を示すための電子データ（以下、「画像データ」という。）を取得し、その画像データに対応する画像を紙、ＯＨＰシート等の記録媒体に記録する装置である。図１に示す画像形成装置１０は、原稿を読み取ることによって画像データを取得する画像読取部４０を備える複写機の例である。なお、画像形成装置は、ファクシミリ、プリンタ、複合機等であってもよい。
【０００９】
画像形成装置１０は、概ね、画像形成装置１０の各部を制御する制御部３０と、画像データを読み取る画像読取部４０と、紙１１０を順次移動させるプリント部５０と、外表面が環状をなして循環移動し、紙１１０に転写するためのトナー像をその外表面上に担持するトナー像担持体としての転写ベルト６０と、プリント部５０において紙１１０に転写した後に転写ベルト６０の外表面に残留するトナーである残留トナーを清掃するクリーナ部７０と、画像データに含まれるイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４つの色成分のトナー像をそれぞれが作成する作像部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄとを備える。
【００１０】
本実施の形態の画像形成装置１０は、色成分ごとに設けられた作像部９０ａ〜９０ｄにより転写ベルト上に画像を形成する、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。なお、本発明は、１つの回転する転写ドラムの周りに４つの作像部を配置した、いわゆる４サイクル方式のカラー画像形成装置、静電潜像担持体上のトナー像を記録媒体に直接転写させる、いわゆる直接転写方式のカラー画像形成装置にも適用できる。また、本発明は、カラー画像を形成する他に、１つの作像部のみを備えるモノクロ画像形成装置にも適用できる。
【００１１】
転写ベルト６０は、環状をなすベルトであり、例えばポリイミドのような転写性能に優れた素材を用いて作られている。また、その厚さは、一般に５０μｍ以上１５０μｍ以下程度である。転写ベルト６０は、クリーナ部７０側とプリント部５０側との両端部のそれぞれに備えられる２つのメインローラ６２，６４と、各作像部９０ａ〜９０ｄに対応付けられた４つの補助ローラ６６とを囲むように巻き回され、所定の張力を保って支持されている。メインローラの１つであるプリント部５０側のメインローラ６４は、図示しないモータ等の駆動源に接続されており、図１の矢印で示す方向に（同図で転写ベルト６０の上方は左へ、下方が右へ）循環するように転写ベルト６０を移動させる。このような転写ベルト６０の循環移動に伴って、メインローラ６２及び各補助ローラ６６も図１の矢印の方向に回転する。
【００１２】
クリーナ部７０は、図２に詳細を示すように、ハウジング７１を備え、そのハウジング７１の内部に、残留トナーを所定の極性に帯電させる帯電ブラシ７２と、残留トナーを掻き取る第１清掃部材としてのクリーニングブラシ７３と、クリーニングブラシ７３に回収されたトナーを回収する回収ローラ７４と、回収ローラに回収されたトナーを掻き取るスクレーパ７６と、クリーニングブラシ７３によってき取られなかった残留トナーをさらに掻き取る第２清掃部材としてのクリーニングローラ７７ａとを備える。
【００１３】
帯電ブラシ７２は、ハウジング７１に固定された平板状の基部７８と、多数の線状部材であるパイル部７９とを有する。パイル部７９の基端は、例えば基部７８に植設されており、それによって、基端が基部７８に固定されている。また、パイル部７９の先端は、転写ベルト６０の外表面に接触する。
【００１４】
基部７８とパイル部７９とは、ともに導電性を有する材料、例えば金属、導電性樹脂等を用いて作られている。基部７８とパイル部７９とは、クリーナ部７０の外部に備えられた電源８０に電気的に接続されており、これによって、負極性に帯電している。
【００１５】
クリーニングブラシ７３は、転写ベルト６０の移動方向に帯電ブラシ７２よりも下流側に設けられ、長軸を中心に回転可能にハウジング７１に固定された円柱状の基部８１と、基部８１に固定されたブラシ部８２とを有する。ブラシ部８２の基端は、基部８１に例えば植設されている。ブラシ部８２の先端は、転写ベルト６０の外表面に所定の圧力で当接する。基部８１は、図示しないモータ等の駆動源に接続されており、転写ベルト６０とは反対であるカウンタ方向に回転する。そのため、ブラシ部８２の先端も、カウンタ方向に移動しながら転写ベルト６０に当接し、これによって、トナーの除去性能を向上させることが可能になる。
【００１６】
回収ローラ７４は、クリーニングブラシ７３の回転方向とは反対方向に回転する。これによって、クリーニングブラシ７３からの回収性能を向上させることが可能になる。また、回収ローラ７４が回転することによって、回収ローラ７４の外表面がスクレーパ７６との当接部分に対して移動するため、スクレーパ７６が回収ローラ７４の外表面に付着したトナーを掻き取ることが可能になる。
【００１７】
クリーニングブラシ７３と回収ローラ７４とは、ともに導電性を有する材料、例えば金属、導電性樹脂等を用いて作られている。クリーニングブラシ７３と回収ローラ７４とは、クリーナ部７０の外部に備えられた電源７５に電気的に接続されており、これによって、正極性に帯電している。
【００１８】
クリーニングローラ７７ａは、円柱状をした部材であり、転写ベルト６０の移動方向にクリーニングブラシ７３よりも下流側に設けられる。クリーニングローラ７７ａは、ポリエーテル系ポリウレタンフォーム、ポリエステル系ポリウレタンフォーム等の多孔質材料を用いて作られる。クリーニングローラ７７ａは、その外表面が転写ベルト６０の外表面に接触しており、その接触状態を保ちながら自身の長軸８３を中心に、転写ベルト６０の移動方向と反対であるカウンタ方向に回転可能である。
【００１９】
一般に多孔質材料は、小さい多数の気泡を含んでおり、各気泡を隔てる隔壁部分を含む。多孔質材料と接触するトナー像担持体の表面は、実質的に広い隔壁部分と接触しており、その接触している広い隔壁部分によって残留トナーは擦り落とされる。従って、比較的小さい部材であっても、効率的に残留トナーを除去することが可能になる。また、転写ベルト６０のカウンタ方向に回転させることによって、その除去能力をさらに向上させることが可能になる。
【００２０】
なお、クリーニングローラ７７ａは、例えば正極性のように、トナーの除去に適する極性に帯電するように電圧がかけられてもよい。
【００２１】
作像部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄは、静電潜像担持体として円筒状の感光体９６を有する。感光体９６の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、感光体９６のトナーを除去する感光体クリーニング部材９４、クリーニングされた感光体９６を一様に帯電させる帯電器９７、感光体に担持させる潛像に応じて光を照射することによって感光体９６を部分的に除電する露光装置９８、及び、静電気力を利用して静電潛像を有する感光体９６にトナーを担持させる現像装置１００が配置されている。感光体９６が担持するトナー像は、感光体９６に対応付けて配置された補助ローラ６６との間に挟まれながら移動する転写ベルト６０に順次、転写される。このとき、補助ローラ６６に電圧を掛けることによって、感光体９６のトナーを確実且つ効率的に転写ベルト６０に転写することができる。
【００２２】
画像読取部４０は、原稿に含まれる画像を読み取ることによって、画像データを取得する。画像読取部４０は、詳細は図示しないが、例えば、原稿が載置されるコンタクトガラスと、コンタクトガラスに載置された原稿に光を照射する照射部と、照射部によって照射された光の反射光を受光可能な受光部とを備える。受光部は、例えば、複数のセンサを有するラインセンサを備える。センサの一例としては、ＣＣＤを挙げることができる。受光部の各センサは、受光する反射光に含まれる各色成分の有無及びその強度を電気信号に変換し、さらにそれら電気信号を画像データに変換する。
【００２３】
プリント部５０は、給紙トレイ１１２に蓄積された紙１１０を給紙トレイ１１２の出口から排紙部１１４にまで順次移動させる部分であり、紙１１０が通過する搬送路１１６と、搬送路１１６を形成する複数の搬送ローラ１１８と、プリント部５０側のメインローラ６４との間で搬送路１１６の一部であるニップ部１２２を形成する転写ローラ１２０とを有する。転写ローラ１２０とメインローラ６４とが、ニップ部１２２を通過する紙１１０と転写ベルト６０とを挟圧することによって、転写ベルト６０がその外表面に担持するトナー像が、紙１１０に転写される。転写ローラ１２０としては、例えばイオン導電性ローラが用いられるが、電子導電性ローラを用いてもよい。
【００２４】
制御部３０は、これまで説明した複写機２０に含まれる各部位の動きを制御する。特に本実施の形態に係る制御部３０は、クリーニングローラ７７ａが常に回転するように、クリーニングローラ７７ａの回転を制御する。好ましくは、制御部３０は、クリーニングローラ７７ａの回転とともに転写ベルト６０の移動をも制御し、少なくとも転写ベルト６０が移動している間、クリーニングローラ７７ａが回転するように制御する。
【００２５】
なお、実施の形態１のクリーニングローラ７７ａは円柱状であるとしたが、クリーニングローラ７７ａは柱状であれば、その回転の中心となる長軸方向からみたその断面は円形に限られない。例えば、図３に示すようにクリーニングローラ７７ｂは、その回転の中心となる長軸８３方向からみた断面において、表面に凹凸を有する又は複数の突起が設けられた柱状の形状であってもよい。
【００２６】
このように、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１０は、スクレーパ７６に加えて残留トナーを掻き取るクリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）を備える。クリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）は、多数の気泡を形成する隔壁部分を有する多孔質材料を用いて作られている。そのため、転写ベルト６０の外表面は、実質的に広い隔壁部分と接触しており、その接触している広い隔壁部分によって残留トナーは擦り落とされる。小さい部材で効率的に残留トナーを除去することが可能になる。
【００２７】
また、クリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）は、転写ベルト６０の移動方向とは反対の方向に回転可能である。この回転によって、さらに効率的に残留トナーを除去することができる。さらに、クリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）は、少なくとも転写ベルト６０が移動している間、回転する。クリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）の回転を停止させる停止時間を設けることによって消費電力を低減できる。また、転写ベルト６０が停止しているときにクリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）の回転を停止することによって、転写ベルト６０の一部分のみがクリーニングローラ７７ａ（７７ｂ）によって擦り続けられることがなくなり、転写ベルト６０の長寿命化が可能になる。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る画像形成装置の構成は、概ね実施の形態１に係る画像形成装置１０と同様である。本発明の実施の形態２と本発明の実施の形態１との違いは、クリーニングローラの形状及びその回転の制御方法にある。説明を簡潔にするため、本実施の形態では、上述の実施の形態１と同様である構成に関する説明は省略する。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態２に係るクリーニングローラ７７ｃを示す図である。クリーニングローラ７７ｃは、実施の形態１と同様に、柱状の部材であって、例えばウレタンフォーム等の多孔質材料を用いて作られている。本実施の形態のクリーニングローラ７７ｃにおいて、その回転の中心である長軸８３の方向から見た断面の形状は、多角形であり、同図には正八角形である例を示す。クリーニングローラ７７ｃは、その断面における多角形の１辺に対応して長軸８３の方向に伸びる面である当接面１２９を有する。当接面１２９は、転写ベルト６０に当接しており、クリーナ部７０側のメインローラ６２に対向する。
【００３０】
このような、クリーニングローラ７７ｃを回転させる方法について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係るクリーニングローラ７７ｃの回転に関する制御手順を示すフローチャートである。同図に示す制御は、例えば、記録媒体としての紙１１０の各々にトナー像を転写する際に、制御部３０により実行される。
【００３１】
本実施の形態において、制御部３０は、予め設定されるクリーニングローラ７７ｃを回転するタイミングを示す情報である設定情報（第１情報）を記憶している設定情報記憶部（第１情報記憶部）と、クリーニングローラ７７ｃの１回当たりの回転角度を示す情報である回転量情報（第２情報）を記憶している回転量記憶部（第２情報記憶部）と、ある時点から付着した残留トナーによってクリーニングローラ７７ｃの当接面１２９が汚れる程度を示す第３情報として、例えば転写した紙１１０の枚数を示す情報である転写枚数情報を記憶している転写枚数記憶部（第３情報記憶部）とを自身に備える。なお、これらの記憶部は、制御部３０から参照及び更新が可能に、制御部３０の外部に備えられてもよい。
【００３２】
制御部３０は、搬送路１６０に紙１１０を搬送するとともに、転写ベルト６０を移動させることによって、ニップ部１２２において紙１１０にトナー像を転写する（Ｓ１）。制御部３０は、転写枚数記憶部が記憶している転写枚数情報が示す転写枚数を１だけインクリメントする（Ｓ２）。制御部３０は、設定情報記憶部が記憶している設定情報を取得することによって、設定情報が示す設定枚数を参照する（Ｓ３）。制御部３０は、インクリメント処理（Ｓ２）が実行された転写枚数が、参照処理（Ｓ３）において参照された設定枚数以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。
【００３３】
転写枚数が設定枚数以上ではないと判断した場合（Ｓ４で「Ｎｏ」）、制御部３０は、クリーニングローラ７７ｃの回転に関する制御処理を終了する。
【００３４】
転写枚数が設定枚数以上であると判断した場合（Ｓ４で「Ｙｅｓ」）、制御部３０は、回転量記憶部が記憶している回転量情報を取得し、回転量情報が示す回転角度だけクリーニングローラ７７ｃを回転させる（Ｓ５）。本実施の形態では、クリーニングローラ７７ｃの断面が正八角形であるため、クリーニングローラ７７ｃを４５度回転させることによって当接面１２９は変更される。そのため、クリーニングローラ７７ｃは４５度だけ回転する。続けて、制御部３０は、転写枚数を０にリセットして転写枚数記憶部に格納して、クリーニングローラ７７ｃの回転に関する制御処理を終了する。
【００３５】
このように、予め設定された記録媒体への記録枚数に応じて、クリーニングローラを回転させる。記録枚数にほぼ比例してクリーニングローラの当接面が汚れるため、転写ベルト６０には一定以上の汚れがないクリーニングローラが常に当接することになる。従って、転写ベルト６０の残留トナーを確実に除去することが可能になる。
【００３６】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る画像形成装置の構成は、概ね実施の形態１に係る画像形成装置１０と同様である。実施の形態３に係る画像形成装置と実施の形態１に係る画像形成装置１０の構成上の違いは、クリーニングローラの形状にある。また、クリーニングローラの回転の制御方法は、概ね実施の形態２と同様である。説明を簡潔にするため、本実施の形態では、上述の実施の形態１と同様の構成に関する説明は省略する。
【００３７】
図６は、本発明の実施の形態３に係るクリーニングローラ７７ｄの形状を示す図である。クリーニングローラ７７ｄは、実施の形態１と同様に、柱状の部材であって、例えばウレタンフォーム等の多孔質材料を用いて作られている。本実施の形態のクリーニングローラ７７ｄにおいて、その回転の中心である長軸８３の方向から見た断面の形状は、概ね円形であり、一定の角度毎に外周から内方に伸びる複数の溝１２４を有する。本実施の形態の溝１２４は、１２０度毎に回転の中心から半径方向に３つ設けられている。クリーニングローラ７７ｄの溝１２４の１つが、概ねクリーナ部７０側のメインローラ６２に対向するように、クリーニングローラ７７ｄは配置される。
【００３８】
クリーニングローラ７７ｄの溝１２４の各々は、長軸８３の方向から見た断面形状において、クリーニングローラ７７ｄの回転方向の上流側及び下流側のそれぞれに互いに対向して所定幅だけ離れて設けられる上流側壁部１２５及び下流側壁部１２６と、上流側壁部１２５及び下流側壁部１２６の中心側端部を接続する底部１２７を有する。
【００３９】
上流側壁部１２５の外周側端部は、転写ベルト６０に当接している。これによって、転写ベルト６０の外表面の残留トナーは、上流側壁部１２５の外周側端部によって掻き落とされる。上流側壁部１２５の外周側端部によって掻き落とされた残留トナーは、溝１２４の中に溜まるため、残留トナーが飛散することなどによる転写ベルト６０の汚れを防止することができる。
【００４０】
下流側壁部１２６の外周側端部は、転写ベルト６０から離隔している。これによって、転写ベルト６０の外表面の残留トナーは、下流側壁部１２６の外周側端部に掻き落とされることなく、残留トナーのほぼ全てが上流側壁部１２５の外周側端部のみによって掻き落とされることになる。従って、残留トナーのほぼ全てが溝１２４の中に溜まるため、残留トナーが飛散することなどによる転写ベルト６０の汚れを防止することができる。
【００４１】
このようなクリーニングローラ７７ｄの回転に関する制御は、実施の形態２と同様に、予め設定された記録媒体への記録枚数に応じて、クリーニングローラを予め決められた回転だけさせる。実施の形態３では、回転量に関して、溝の数に応じて決定されることが好ましい。すなわち、残留トナーが溜まっていない未使用の溝が順次、転写ベルト６０に当接するように、回転量は決定される。具体的には、実施の形態３では溝の数が３であるため、１回の回転につき１２０度だけ回転するように決められる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１）
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１０を利用して本発明の効果を検証した。検証に使用した画像形成装置１０は、回転方向から見た断面形状が円形のクリーニングローラ７７ａを備える。クリーニングローラ７７ａは、異なる種類のポリエーテル系ウレタンフォームを用いて作られたものを使用する。また、各種のクリーニングローラ７７ａについて、異なる接触圧で転写ベルト６０に当接させる。未使用のクリーニングローラ７７ａを使用してプリントした紙にフィルミングによって白スジが生じるまでの枚数を比較することによって、本発明の効果の検証を行った。
【００４３】
図７は、実施例１において使用したクリーニングローラ７７ａの材料の一覧を示す。同図に示すように、本実施例では、品種Ａから品種Ｄまでの４種類のポリエーテル系ウレタンフォームの製品を使用した。具体的には、品種Ａ、品種Ｂ、品種Ｃ及び品種ＤのＣＬＤ硬度及び密度はそれぞれ、５ｋＰａ（密度６５ｋｇ／ｍ３）、１４ｋＰａ（密度１１０ｋｇ／ｍ３）、１２．７５ｋＰａ（密度５０ｋｇ／ｍ３）及び８ｋＰａ（密度５２ｋｇ／ｍ３）のポリエーテル系ウレタンフォームの製品である。また、各品種についてセル数が異なるものを用いた。具体的には、品種Ａについて、セル数が２２個、３３個及び４４個のものを使用した。品種Ｂについて、セル数が１５個及び２３個のものを使用した。品種Ｃについて、セル数が１６個及び２４個のものを使用した。品種Ｄについて、セル数が１６個及び２４個のものを使用した。
【００４４】
ここで、セル数の計数方法について図８を参照して説明する。図８は、クリーニングローラ７７ａの拡大写真である。セル数は、クリーニングローラ７７ａの周方向の単位長さ当たりに含まれるセルの数であり、写真中の矢印が示す方向の２５ｍｍの線分と交わる部分を有するセル数を数えることによって求められる。クリーニングローラ７７ａの周長さは、８〜１６ｍｍとした。
【００４５】
クリーニングローラ７７ａの食い込み量は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとした。食い込み量とは、クリーニングローラ７７ａが転写ベルト６０に当接することによって、回転中心から見た断面における半径方向の内側に食い込む量をいう。例えば、クリーニングローラ７７ａが転写ベルト６０に当接しない状態での上記の断面における半径が５ｍｍである場合、クリーニングローラ７７ａが転写ベルト６０に当接することによって、上記断面における回転中心から当接面までの最短距離が４ｍｍとなったとき、食い込み量は１ｍｍとする。
【００４６】
中温度・中湿度環境（室温２３℃，室内湿度６５％)にて検証を行った。画像形成装置１０の作動速度（転写ベルト６０の移動速度）は最高で３１０ｍｍ／ｓとした。トナーは、チタン酸カルシウムやチタン酸ストロンチウムを添加しない０．２〜１μｍのものを使用した。
【００４７】
まず、品種Ａについて、セル数が２２個、３３個及び４４個のものを使用し、食い込み量を一定の１ｍｍとした場合に、各色５％印字でＡ４横通し５Ｐ／Ｊのモードで１０万面プリント後、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）２０％のハーフトーンパターン上に白スジが発生しているか否かを目視確認した。ここで、ＰＷＭ２０％とは、パルス波のデューティー比を変化させることで２０％濃度の画像を得ることをいう。その結果、セル数が２２個のものでは白スジが生じたが、３３個及び４４個のものでは、白スジは生じなかった。従って、クリーニングローラ７７の回転軸方向のセル数が多い程、残留トナーを除去する能力は高くなる。
【００４８】
次に、品種Ａのセル数４４個のものについて、接触圧を変化させた場合に、各色５％印字でＡ４横通し５Ｐ／Ｊのモードで１０万面プリント後、ＰＷＭ２０％のハーフトーンパターン上に白スジが発生しているか否かを目視確認した。ここで、接触圧は、クリーニングローラ７７ａに一定の距離だけ食い込むように押し付け部材を押し付けた場合に、単位面積当たりに掛かる荷重である。本実施例では、押し付け部材として、ロードセルの先端に取り付けた直径１０ｍｍの部材を用いた。接触圧の測定に用いるクリーニングローラ７７ａは５ｍｍ角とした。押し付け部材が取り付けられたロードセルによって測定される荷重をクリーニングローラ７７の一面の面積である２５ｍｍ２で割った値を接触圧とした。その結果、接触圧が０．００２（Ｎ／ｍｍ２）の場合は白スジが生じたが、０．００３５（Ｎ／ｍｍ２）、０．００４０（Ｎ／ｍｍ２）及び０．００４５（Ｎ／ｍｍ２）の場合は白スジが生じなかった。従って、クリーニングローラ７７の接触圧が高い程、残留トナーを除去する能力は高くなることが分かる。
【００４９】
（実施例２）
本実施例では、各品種の材料を用いたクリーニングローラ７７ａについて、実施例１と同様に測定される種々のセル数及び接触圧を適用して、各色５％印字でＡ４横通し５Ｐ／Ｊのモードで１０万面プリント後、ＰＷＭ２０％のハーフトーンパターン上に白スジが発生しているか否かを目視確認した。この結果を図９にまとめて示す。図の縦軸はセル数（個）を示し、横軸は接触圧（Ｎ／ｍｍ２）を示す。図９では、品種Ａに関する結果を丸で、品種Ｂに関する結果を三角で、品種Ｃに関する結果を正方形で、品種Ｄに関する結果を菱形で示す。各品種について、セル数の多寡は各マークの大きさに対応して示される。すなわち、同じ品種でセル数が多い程大きいマークで示す。また、白スジが発生した場合、各マークの中は塗り潰して示しており、白スジが発生しない場合、各マークの中は白抜きにして示す。
【００５０】
図９において、例えば、図中の左上にある４つの大きい丸印は、品種Ａのセル数４４個に関する結果を示す。また、それらの丸印は、左から順に接触圧が、０．００２１（Ｎ／ｍｍ２）、０．００３４（Ｎ／ｍｍ２）、０．００４（Ｎ／ｍｍ２）及び０．００４５（Ｎ／ｍｍ２）での検証結果を示しており、０．００２１（Ｎ／ｍｍ２）のみ白スジが発生し、他の３つはいずれも白スジが発生しないことを示す。
【００５１】
図９から分かるように、接触圧をｘ、セル数をｙとすると、次の（数１）を満たす場合、各色５％印字でＡ４横通し５Ｐ／Ｊのモードで１０万面プリント後、ＰＷＭ２０％のハーフトーンパターン上に白スジが発生しておらず、セル数と接触圧との関係は（数１）を満たすように決定されることが好ましい。
【数１】
0005187016.tif 000002
【００５２】
（実施例３）
最後に、従来の画像形成装置と、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置と、本発明の実施の形態３に係る画像形成装置との耐久性能を比較する検証について説明する。従来の画像形成装置は、実施の形態１に係る画像形成装置が備えるクリーニングローラ７７に代えて、クリーニング・ブレードを備えており、その他の構成は実施の形態１に係る画像形成装置と同じである。クリーニング・ブレードは、クリーニングローラ７７と概ね同じ位置に固定される板状の部材であり、一辺が転写ベルトの幅方向（移動方向に垂直な方向）とほぼ平行に配置され、その一辺が転写ベルトに当接する。このクリーニング・ブレードによって、転写ベルトの残留トナーは掻き取られる。
【００５３】
本実施例では、Ａ４サイズの紙を横通しで４５万枚、両面印刷した場合に、白スジが発生するか否かを目視確認することによって、耐久試験を行った。転写ベルトは未使用の状態から開始する。クリーニングローラ７７は、ポリエーテル系ポリウレタンフォームを用いて作られ、回転軸の長さ方向のセル数が３３個／２５ｍｍのものを用いる。接触圧は上記（数１）を満たすように決定した。プリントチャートは、文字チャート各色５％のものを使用する。未使用の転写ベルト６０を用いて２５万枚プリントし、１万枚ごとにフィルミングによる白スジが発生しているか否かを目視確認した。その結果、従来の画像形成装置の場合、７万枚目でフィルミングによる白スジの発生が確認された。これに対して、本発明の実施の形態１及び実施の形態３に係る画像形成装置の場合、２５万枚目までフィルミングによる白スジが発生しなかった。また、転写ベルト上のフィルミングもなかった。従って、本発明によると、従来の画像形成装置に比べて、フィルミングの防止及びそれによる白スジの発生の防止に著しい効果を奏することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、複合機等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の構成の概要を示す図。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置が備えるクリーナ部の詳細を示す図。
【図３】画像形成装置が備えるクリーニングローラの一変形例を示す図。
【図４】本発明の実施の形態２に係るクリーニングローラを示す図。
【図５】実施の形態２に係るクリーニングローラの回転に関する制御手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態３に係るクリーニングローラの形状を示す図。
【図７】実施例１において使用したクリーニングローラの材料の一覧を示す。
【図８】クリーニングローラの拡大写真。
【図９】各品種の材料を用いたクリーニングローラについて、種々のセル数及び接触圧を適用して確認された白スジの発生の有無を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１０  画像形成装置、３０  制御部、４０  画像読取部、５０  プリント部、６０  転写ベルト、６２，６４  メインローラ、６６  補助ローラ、７０  クリーナ部、７１  ハウジング、７２  帯電ブラシ、７３  クリーニングブラシ、７４  回収ローラ、７６  スクレーパ、７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ  クリーニングローラ、８３  長軸、９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ  作像部、９６  感光体、１１０  紙、１２２  ニップ部、１２４  溝、１２５  上流側壁部、１２６  下流側壁部、１２７  底部、１２９  当接面。
【図１】
0005187016.tif 000003
【図２】
0005187016.tif 000004
【図３】
0005187016.tif 000005
【図４】
0005187016.tif 000006
【図５】
0005187016.tif 000007
【図６】
0005187016.tif 000008
【図７】
0005187016.tif 000009
【図９】
0005187016.tif 000010
【図８】
0005187016.tif 000011