JP2007047400A - クリーニング装置およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成に球形トナーを使用した場合でも、設定角や侵入量に頼ることなく当接圧を任意に決定することができ、且つブレードの二次転写ローラの走行方向への振動を阻害することがなく、ブレードの腹あたりやめくれなどといったクリーニング不良をおこすこともなく、良好なクリーニング効果を得る。
【解決手段】 ブレードクリーニングにおいて、ブレード７０の先端部のみをバネ７２や弾性体などの付勢部材によって加圧する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

図７に、中間転写ベルトを使用した電子写真方式における画像形成装置の概略構成の一例を示す。画像形成装置は、装置下部に配設される給送カセット２０に積載した転写材Ｓを、給送ローラ２１により給送する。その後、給送された転写材Ｓはリタードローラ対２２により一枚ずつに分離された後、搬送ローラ２３によってレジストローラ対２４にまで搬送される。レジストローラ対２４に転写材Ｓが到達したとき、レジストローラ対２４は回転を停止している。このため、転写材Ｓはまず、ローラ対２４のニップ部に突き当てられることにより先端部の斜行を矯正した後、搬送される。

一方、転写材Ｓがレジストローラ対２４から搬送されるまでの間に、像担持体として感光体ドラム２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂｋ）を有する各色のプロセスカートリッジ（画像形成部）Ｐでは、トナーによる画像を形成する。この画像形成の過程を説明する。

図７に示すような４ドラムフルカラー方式の場合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つのプロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋが並列に配設される。そして、各プロセスカートリッジ２６の上部には、各プロセスカートリッジ２６に対してレーザーもしくはLED等で露光を行う光学走査系２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂｋ）が配設される。

この構成により、画像信号が画像形成装置に伝達されると、まず、光学走査系２８からレーザー等による露光が行われ、帯電器５０によって一様に帯電された感光体ドラム２６上に静電的な潜像が形成される。そしてプロセスカートリッジＰ内において、感光体ドラム２６の潜像に対して現像器５１によって現像され、感光体ドラム上に各色のトナー像が形成される。次に、感光体ドラム２６上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０を挟んで対向する一次転写ローラ５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｂｋ）により電気的に、中間転写ベルト３０上に各色ごとに順次一次転写され、中間転写ベルト３０上には多重画像が形成される。感光体ドラム上の転写残トナーは感光体クリーニング装置５３によってクリーニングされる。

中間転写ベルト３０上に形成された多重画像は、転写対向ローラ１０８と二次転写ローラ２７とのニップ部に搬送される。それと同時に前述したレジストローラ対２４により斜行を矯正された転写材Ｓを当該ニップ部に搬送し、前記多重画像が転写材Ｓ上に転写される。このときに転写されずに中間転写ベルト３０上に残留したトナーは中間転写ベルト３０に当接するように配置された中間転写ベルトクリーニング装置３２によってクリーニングされる。

その後、転写材は定着器２５内で加熱・加圧処理が施されることで多重画像が定着し、当該転写材は、排紙ローラ対２９（２９ａ、２９ｂ）により画像形成装置１の上方の排出トレイに排出される。

図８はプロセスカートリッジＰの感光体クリーニング装置５３の拡大図である。紙面に垂直な中心軸Ｏの方向に延び、矢印方向に回転走行する像担持体として設けた感光体ドラム２６に平行にクリーニング装置５３が近接配置してある。該クリーニング装置５３にはクリーニングブレード６１が配設してあり、このクリーニングブレード６１の先端６１ａが感光体ドラム２６の表面に圧接し、転写部位で発生してクリーニング装置５３に到来する残留トナーＴをかき落とし除去する。かき落とされたトナーＴはすくいシート６２によって案内されてクリーニング装置５３の筺体６６内のトナー貯蔵部６６ａに至り、ついで搬送スクリュー６３によって外部に排出される。

感光体ドラム２６に対するクリーニングブレード６１の支持方法については、従来から広く用いられている方法として、図８のようにクリーニングブレード６１の支持部６５を筐体６６にブレード固定ネジ６４で固定し、クリーニングブレード６１の位置を感光体ドラム２６の中心軸Ｏの位置に対して完全に固定している。感光体ドラム２６の表面とクリーニングブレード６１の支持部６５との距離を所定の値に保つことによってクリーニングを行う。

さらに詳しく説明すると、クリーニングブレード６１にウレタンゴムのような弾性を有する材料を用いた場合、クリーニングブレード６１は、感光体ドラム２６との当接位置近傍で変形し、ゴム自身の弾性力によって感光体ドラム２６に対し圧接する。クリーニングブレード６１が弾性変形を起こさないと仮定したとき（即ち剛体であるとし）、感光体ドラム２６の表面から中心軸Ｏの方向に侵入した距離を侵入量ｄと呼び、この時のクリーニングブレード６１の感光体ドラム２６の表面への当接圧は、クリーニングブレード６１の物性値及び形状が一定の場合、この侵入量ｄと設定角Θによってほぼ決まる。よって、クリーニングブレード６１の支持部位置と感光体ドラム２６の中心軸位置Ｏを所定の距離に保つことによって、前述の侵入量ｄ及び設定角Θが決まり、これによって所定の当接圧でクリーニングブレード６１を感光体ドラム２６に当接させることが出来る。このような侵入量ｄと設定角Θで管理するクリーニングブレード６１の支持方法は構成が簡単で安価なため、非常に幅広く用いられている。

又、従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開平０７−１９９７６１号公報

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。近年、現像性や転写性を高め、カラー画像の画質を向上させるためなどの理由により、球形状のトナーである球形トナーを用いる機種が増えてきている。

球形トナーとしては、例えば走査型電子顕微鏡を用い、１０００倍に拡大したトナー像を１００個以上無作為に抽出し、その画像情報をインターフェイスを介して解析を行い、次式により算出して得られた円形度の平均値が０．９２０以上であるような、略球形トナーが用いられる。尚、トナー粒子が完全な球体のときには、円形度は１となる。

従来の粉砕系のトナーを用いた場合には、トナーに含まれる微粉がクリーニングブレードのエッジに溜まり、滞留した微粉からなる阻止層がトナーのブレードすり抜けを防止していた。しかし、上記のような球形トナーを使用したとき、トナーの粒径が略均一であり、トナー中に微粉がほとんどないために阻止層が形成されにくい。またトナーも球形なので、感光体や中間転写体、残留トナーがクリーニングブレード部に達したとき、通常のウレタン製のブレードの場合には、トナーがブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良が多く発生する虞があるという問題点を有していた。

上記のような球形トナーを使用した場合、クリーニング性の確保のためにはブレードの被クリーニング部材に対する当接圧を上げればよい。ブレード当接圧は通常、上記で述べた通り、ブレードの侵入量ｄと設定角Θによって管理されているが、侵入量ｄをむやみにますと、ブレードが被クリーニング部材にエッジであたらず腹当たり状態となり、クリーニング不良を起こしてしまう。

条件によってはクリーニングブレード６１の先端６１ａ部が感光体ドラム２６の回転方向に沿うように反転するという障害（ブレードのめくれ）が発生していた。

そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、特開平７−１９９７６１号公報に開示されているように、ブレードにバックアップ部材をつける方法がすでに提案されている。しかしこの方法では、バックアップ部材がブレードの被クリーニング部材の走行方向への振動をも阻害してしまう。ブレードクリーニングにおけるクリーニングメカニズムは、クリーニングブレードを被クリーニング部材に当接させたときの当接部で、先ず当接部分に働く摩擦力により被クリーニング部材表面に密着したブレードエッジ部が走行する被クリーニング部材の進行方向に、ずり変形や圧縮変形をする。次に、その応力によってエッジ部に蓄積されたエネルギーが反発弾性力として働き、元の状態に戻るという所謂スティックスリップ運動によるものと考えられている。よって、ブレードの振動を阻害してしまうと、ブレードの振動によるトナーのかきとり効果をも低下させてしまうという問題点を有している。

そこでこの発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、設定角Θや侵入量ｄに頼らずに任意に当接圧を設定することができ、且つブレードの被クリーニング部材の走行方向への振動を阻害することがないクリーニング装置および画像形成装置を提供することにある。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

請求項１に記載の発明は、走行する被クリーニング部材と、これに当接する弾性材料からなるカウンタータイプのクリーニングブレードを具備するクリーニング装置において、前記被クリーニング部材の表面に残留したトナーを除去するために、前記クリーニング装置は、前記クリーニングブレードの前記被クリーニング部材への当接圧を高めるために、前記クリーニングブレードのクリーニングエッジとは逆側の表面を加圧するような加圧手段を有することを特徴とするクリーニング装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記加圧手段が前記クリーニングブレードの自由長の１／２より先端部のみに取り付けられた付勢部材によるものであることを特徴とするクリーニング装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材は前記クリーニングブレードのエッジを含む先端部を加圧することを特徴とするクリーニング装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項２及び３に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与するバネであることを特徴とするクリーニング装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項２及び３に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与する樹脂及びゴムなどの弾性体であることを特徴とするクリーニング装置である。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ローラ、中間転写体、クリーニングローラのうち少なくとも何れか１つであることを特徴とするクリーニング装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材は表面が樹脂層で覆われていることを特徴とするクリーニング装置である。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材の表面は、表面粗さＲｚを２μｍ以下とし、純水に対する接触角を９０度以上としたことを特徴とするクリーニング装置である。

請求項９に記載の発明は、下記の式により規定される円形度の個数基準の円形度分布において、平均円形度が０．９２０以上であり、平均粒径が３μｍ〜１０μｍのトナーを用いて画像を形成するとともに、被クリーニング部材上に残留したトナーをクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置のクリーニングブレードは、前記被クリーニング部材への当接圧を高めるために、前記クリーニングブレードのクリーニングエッジとは逆側の表面を加圧するような加圧手段を有することを特徴とする画像形成装置である。

円形度＝（粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長）／（粒子像の投影像の周囲長）
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置において、前記加圧手段が前記クリーニングブレードの自由長の１／２より先端部のみに取り付けられた付勢部材によるものであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記付勢部材は前記クリーニングブレードのエッジを含む先端部を加圧することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０及び１１に記載の画像形成装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与するバネであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０及び１１に記載の画像形成装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与する樹脂及びゴムなどの弾性体であることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１４に記載の発明は、請求項９乃至１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ローラ、中間転写体、クリーニングローラのうち少なくとも何れか１つであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材は表面が樹脂層で覆われていることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材の表面は、表面粗さＲｚを２μｍ以下とし、純水に対する接触角を９０度以上としたことを特徴とする画像形成装置。

請求項１７に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、転写材の先端部・後端部・左端部・右端部の全てに余白部を有する画像を形成する第1の画像形成モードと、転写材の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において余白部の無い画像を形成する第２の画像形成モードとを有することを特徴とする画像形成装置である。

以上説明したように、本発明によると、画像形成に球形トナーを使用した場合でも、設定角Θや侵入量ｄに頼ることなく当接圧を任意に決定することができ、且つブレードの二次転写ローラの走行方向への振動を阻害することがないので、ブレードの腹あたりやめくれなどといったクリーニング不良をおこすこともなく、良好なクリーニング効果を得ることができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜第1の実施形態＞
本実施例では、二次転写ローラのクリーニングが必要である余白無し画像を形成することが可能な画像形成装置において、クリーニングブレードの先端部のみに付勢部材を取り付けることによって、二次転写ローラを確実にクリーニングすることができる。

［画像形成装置の概略構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例である中間転写ベルトを用いた４ドラムフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。なお、本発明に係る画像形成装置としては、電子写真方式のレーザプリンタのほか、電子写真方式の複写機，ファクシミリであってもよく、さらには静電記録方式のプリンタ，複写機，ファクシミリ等であってもよい。

図１において、１は４ドラムフルカラー画像形成装置、（以下、「装置本体」という）、Ｐ（ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋ）は装置本体２に着脱自在に設けられたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のプロセスカートリッジ、３１は中間転写体である中間転写ベルト３０を有する中間転写体ユニット、２５は定着器である。

ここで、このプロセスカートリッジＰは、それぞれ像担持体である感光体ドラム２６（２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋ）と、感光体ドラム２６の外周表面上に配置され、それぞれ感光体ドラム表面を一様に帯電する一次帯電器５０と、レーザ露光器２８（２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｂｋ）による露光により形成された感光体ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて現像する現像器５１を備えると共に、中間転写ベルト３０に沿って並列配置されている。感光体ドラム２６は例えば、直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機感光半導体層（ＯＰＣ感光層）を塗布して構成したものである。中間転写ベルト１１は本実施の形態においては、ＰＩ（ポリイミド樹脂）によって形成されている。この実施の形態では接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲は他の現像方式を用いた装置に関しても適用することができる。

さらに、感光体ドラム２６と共に中間転写ベルト３０を挟持する位置には、感光体ドラム２６と共に一次転写部を形成する一次転写ローラ５２が対向設置されている。

一方、中間転写ベルトユニット３１は、中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０を張架する駆動ローラ１００、テンションローラ１０５、二次転写対向ローラ１０８の３本のローラを備えている。さらに中間転写ベルト３０をクリーニングするために、テンションローラ１０５と中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置に中間転写ベルトクリーニング装置３２が配置される。

２７は二次転写対向ローラ１０８の中間転写ベルト３０を挟んだ位置に配置された二次転写ローラである。さらに二次転写ローラ２７に当接する位置に、二次転写ローラクリーニング装置３３が配置される。

また、３は二次転写ローラ２７と、中間転写ベルト３０を挟んだ二次転写対向ローラ１０８との当接部により構成される二次転写部へ転写材Ｓを給送する給送部であり、この給送部３は複数枚の転写材Ｓを収納したカセット２０、給送ローラ２１、重送防止のリタードローラ対２２、搬送ローラ２３、レジストローラ対２４等を備えている。

なお、中間転写ベルトユニット３１は、装置本体２に着脱自在に設けられており、取り出す際は装置本体２の側壁面に取り付けられたユニット交換扉５００を開放した後、装置本体外に引き出すようにしている。また、ユニット交換扉５００は、単に中間転写ベルトユニット交換時のみ開閉するのではなく、ジャム紙を機外へ取り除くためにも使用される。

上記現像装置５１で使用されるトナーとしては、次式で規定される円形度の平均値が０.９２０以上、例えば、円形度０．９４程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの球形トナーが用いられる。

円形度＝（粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長）／（粒子像の投影像の周囲長）
［画像形成動作］
次に、このように構成された４ドラムフルカラー画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、まずカセット２０内の転写材Ｓは、給送ローラ２１により給送された後、リタードローラ対２２により一枚ずつに分離され、ついで搬送ローラ２３等を経てレジストローラ対２４に搬送される。ここで、このときレジストローラ対２４は、回転を停止しており、このレジストローラ対２４のニップに転写材Ｓが突き当てられることにより、転写材Ｓの斜行が矯正される。

一方、この転写材Ｓの搬送動作に並行して例えばイエローのプロセスカートリッジＰＹにおいては、まず感光体ドラム２６Ｙの表面が一次帯電器５０によって一様にマイナス帯電され、次にレーザ露光器２８Ｙにより画像露光が行われることにより、感光体ドラム２６Ｙの表面には原稿のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。

次に、この静電潜像は、現像器５１によりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、イエロートナー像として可視化される。そして、このようにして得られたイエロートナー像は、一次転写ローラ５２により、中間転写ベルト３０上に一次転写される。なお、トナー像が転写された後、感光体ドラム２６Ｙは、表面に付着している転写残りトナーがクリーナ５３によって除去され、次の画像形成に供される。

そして、このようなトナー画像形成動作を、他のプロセスカートリッジＰにおいて所定のタイミングを持って行い、各感光体ドラム２６上に形成された各色トナー像をそれぞれの一次転写部で中間転写ベルト３０上に順次重ねて一次転写する。

次に、このように中間転写ベルト３０上に転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト３０の図中時計回りの回転に伴い、二次転写部に移動される。さらに、レジストローラ対２４で斜行を矯正された転写材Ｓは、中間転写ベルト３０上の画像とタイミングをとって二次転写部に送り出される。

この後、転写材Ｓを挟んで中間転写ベルト３０に当接した二次転写ローラ２７により、中間転写ベルト３０上の４色のトナー像が転写材Ｓ上へ二次転写される。そして、このようにしてトナー像が転写された転写材Ｓは、転写後搬送ユニット３４を経て、定着器２５に搬送されてトナー像が定着された後、下排出ローラ対２９ａ、上排出ローラ対２９ｂにより、装置本体上面に排出、積載される。なお、二次転写を終了した中間転写ベルト３０は、中間転写ベルトクリーニング装置３２によって表面に残留した転写残りトナーが除去され、二次転写ローラ２７上に付着したトナーについては、二次転写ローラクリーニング装置３３によってクリーニングされる。

［余白無し画像形成モード］
本実施例の画像形成装置は、画像形成モードとして、従来通り転写材S上の端部に余白部を設けて画像を印刷する余白有りモードと、転写材Ｓ上で余白部を設けずに画像を印刷する余白無しモードを有する。

図２は、画像形成装置の印字領域Mと転写材Ｓの大きさの関係を示した模式図である。余白有りモードの場合、図２（a）に示すように、印字領域Mを転写材Sの大きさよりも小さく設定することにより、転写材Ｓ上の4辺の端部に余白部を確保している。この余白部の大きさは適宜設定されるものである。本実施例においては、余白有りモードの印字領域Mを転写材Ｓの4辺の端部から3mm内側に設定することにより、転写材S上で最小でも3mmの余白部を確保している。

一方、余白無しモードの場合、図２（b）に示すように、印字領域Mを転写材Sの大きさよりも大きく設定することにより、転写材Sの4辺の端部に余白部が全く無い画像を印字することができる。すなわち、トナー像が転写材からはみ出すようにすることで、転写材Ｓの位置が少々ずれても転写材Sの端までトナー像を載せることができる。本実施例においては、余白無しモード時の印字領域Mを、転写材Sの4辺の端部から2mm外側に設定している。

従って、余白無しモード時は、トナー像を感光体ドラム２６から中間転写ベルト３０に転写し、中間転写ベルト３０から転写材Sへ転写した時に、転写材Sより外側に位置するトナー像は二次転写ローラ２７上に直接転写されてしまう。二次転写ローラに直接転写されたトナーは二次転写ローラクリーニング装置によって除去しなければならないが、通常の印字モード（余白ありモード）の時と比較して、大量のトナーがクリーニング部に押し寄せてくることになる。また、除去するべきトナーが部分的に偏っているため、その部分だけトナーや外添剤が潤滑剤として働き、ブレードと二次転写ローラ間の摩擦係数がブレードの長手方向で異なってしまう。転写材の両端部は大量のトナーをクリーニングしなくてならないのでブレードの押圧力を高めたいが、そうするとブレードの中央部の摩擦係数が大きいためにブレード中央部からめくれ易くなってしまう。クリーニングの設定がより過酷になるこのような状況においては、本発明がより有効である。

尚、余白無しモード時の転写材Sに対する印字領域Mは、本実施例の設定値に限るものでなく、転写材Sへ完全に余白無しの画像が形成できる大きさであれば良い。さらに、本実施例では4辺全てを余白部無しとしたが、4辺全てに限るものではない。

［二次転写ローラクリーニング装置］
二次転写ローラクリーニング装置３３のクリーニングブレードは本実施例では図３のように構成されている。

クリーニングブレード７０が配設してあり、クリーニングブレード７０はクリーニングブレード支持部材７１によって支持されている。このクリーニングブレード７０の先端のエッジ７０ａが二次転写ローラ２７の表面に圧接し、転写部位で発生してクリーニング装置３３に到来する残留トナーＴをかき落とし除去する。

上記クリーニングブレード７０はウレタン樹脂であり、例えば、その自由長Ａが１０ｍｍに、厚さが２ｍｍにそれぞれ設定されている。本実施例では常温２５℃でＪＩＳ−Ａ硬度が７７、反発弾性率が３０のブレードを用いている。クリーニングブレード７０の二次転写ローラ２７に対する設定角Θは３５度であり、侵入量ｄは１ｍｍに設定されている。

クリーニングブレード７０の二次転写ローラへの当接圧を高めるために、クリーニングブレード７０のクリーニングエッジ７０ａとは逆側の表面を加圧するような付勢部材としてコイルバネ７２を配置している。本実施例では、付勢部材としてコイルバネ７２を用いているが、バネの種類は板バネなど他種のバネでもよい。コイルバネ７２の上部は支持部材７４によって支持されている。図４は図３を俯瞰した図であるが、図４のようにコイルバネ７２はブレードの長手方向に等間隔に１３個配置され、コイルバネ７２とブレード７０の間には、ブレード７０の均一な加圧のために、厚さ０．２ｍｍほどの金属製のスペーサ７３を長手方向に均一に配置している。このコイルバネ７２の個数及びスペーサ７３の厚みは、ブレードを均一に加圧できるような設定であれば、適宜選択して構わない。また、コイルバネ７２と支持部材７４間、コイルバネ７２とスペーサ７３間、スペーサ７３とブレード７０間は、それぞれブレード７０の振動によって加圧方向と垂直の方向にずれてしまわないように、接着剤によって固定する方法をとっているが、この方法については適宜選択して構わない。

付勢部材が加圧する領域が、ブレード７０の先端より自由長Ａの１／２以上の領域になってしまうと、ブレードが腹あたりの状態になってしまう恐れがあるので、付勢部材はブレード７０の先端より自由長Ａの１／２以下の領域を加圧するのが望ましいが、より好ましくはブレード７０の先端から自由長Ａの１／４以下の領域を加圧するのがより望ましい。さらに本発明の効果を最大限に引き出すためには、ブレードの屈曲を起こさずに二次転写ローラ２７と接するブレードエッジ部７０aへの押圧力を増すことができるという点で、ブレード７０のエッジを含む先端部を加圧するのが最も望ましい。本実施例ではスペーサ７３の幅を２ｍｍとし、ブレード７０のエッジを含む先端部を加圧している。

二次転写ローラ２７は例えば、外形が２３ｍｍに形成されており、電気抵抗値は１０７Ω程度に設定される。この転写ローラは図５に示すように金属シャフト２７ａの上に発砲ウレタンゴム等からなる半導電性の弾性層２７ｂを設け、この弾性層の上に、１０点平均粗さＲｚを２μｍ以下とし、純水に対する接触角を９０度以上とした樹脂層２７ｃを設けている。表面粗さＲｚが２μｍを越えると、二次転写ローラ２７の表面の凹部に球形トナーがはまりやすくなり、クリーニングブレードをすり抜けやすくなるために好ましくない。また、接触角は材料の表面張力と表面の形状で決定される値であるが、純水接触角が９０度以上であれば、トナーや外添剤が付着しにくくなるので、ブレードで除去しやすくなるという点で好ましい。転写ローラの硬度は低すぎると、ブレードの当接部でブレードがローラ表面に食い込み、ブレードがめくれ易くなるため、アスカーＣ硬度で４０度以上、微小硬度として高分子計器株式会社製の表面微小硬度計ＭＤ-１にて、高さ０．５ｍｍ、直径０．１６ｍｍの円柱形圧子を用いて測定した値が５０度以上となるものが望ましい。本実施例では樹脂層として、PFAチューブを用いており、それぞれ１０点平均粗さＲｚが１．７μｍ、純水に対する接触角１０８度、度ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が４８度、微小硬度が６４度である。

付勢部材を用いずにブレードのみで転写ローラに当接すると、線圧は１５ｇ／ｃｍであり、この状態ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生してしまった。そこから侵入量ｄを大きくすることによって線圧を増すと、ブレードが腹あたり状態となり、やはりクリーニング不良が発生した。また、設定角Θを大きくすることによって線圧を増すと、ブレードがめくれてしまった。そこで付勢部材によって押圧力を増していくと、線圧が３０ｇ／ｃｍ以上のとき良好なクリーニング結果を得ることができた。あまりにも大きな押圧力をブレードに加えると、ブレードのエッジや二次転写ローラの磨耗を促進してしまう恐れがあるため、本実施例では線圧を３５ｇ／ｃｍとした。

以上の構成において、この実施の形態に係るクリーニング装置の場合には、球形トナーを使用した場合でも、設定角Θや侵入量ｄに頼ることなく当接圧を任意に決定することができ、且つブレードの二次転写ローラの走行方向への振動を阻害することがないので、良好なクリーニング効果を得ることができる。よって余白無し画像を印字する時や、ジャム処理をしたときなどにも転写材の裏面にトナーが付着することのない良好な画像を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について説明する。なお、画像形成装置の概略構成、画像形成動作、余白無し画像形成モード、上述の第１の実施形態と同様なので、説明は省略する。

［二次転写ローラクリーニング装置］
図６（ａ）は第２の実施形態における二次転写ローラ２７のクリーニング装置３３の構成を示している。この第２の実施形態においては、クリーニングブレード７０を加圧するような付勢部材として樹脂７５を用いて構成したものである。さらに、例えば余白無し画像を印字する時やジャム処理をした後などの、クリーニングが必要、または不必要といった状況に応じて、付勢部材による押圧力を変えることができるように構成されている。そのために、樹脂７５は画像形成装置本体のコントローラ（不図示）からの信号により、クリーニングブレード押圧力を制御することができる押圧力可変機構２００によって支持されている。

ここで押圧力可変機構２００は、図示外の固定フレームに電磁ソレノイド７６を取り付けている。この電磁ソレノイド７６は作動ロッド７７を上下方向に動作させることができ、付勢部材支持部材７４を介して樹脂７５を上下方向に動作させることができる。よって電磁ソレノイド７６の動作によって、クリーニングブレード７０の押圧力を自由に決定することができる。また、図６（ｂ）のようにブレード７０を二次転写ローラ２７から離間させることも可能である。本実施例では、通常の状態においては、ブレード７０の線圧を１５ｇ／ｃｍとなるようにし、余白無し画像を印字する時には、大量のトナーを二次転写ローラが一周する間にクリーニングしなくてはならないので、線圧３５ｇ／ｃｍとなるように設定している。また、長時間使用しないときには転写ローラのセット性の問題（ローラ表面が変形したまま復元しない現象）が懸念されるので、図６（ｂ）のように離間状態にしている。

ブレード７０の材質は第１の実施形態と同様にウレタン樹脂であり、常温２５℃におけるＪＩＳ−Ａ硬度が７７度、反発弾性率が３０％のブレードを用いている。クリーニングブレード７０の二次転写ローラ２７に対する設定角Θは３５度、侵入量ｄは１ｍｍ、自由長Ａが１０ｍｍ、厚みが２ｍｍに設定されている。

本実施例では付勢部材の樹脂７５として、ブレードと同じウレタン樹脂で、図６（ａ）中横方向の厚みが２ｍｍ、図６（ａ）中縦方向長さが７ｍｍのものを用いているが、他の種類の樹脂を用いてもよいし、付勢部材の樹脂７５の厚みと長さは適宜設定して構わない。また、ブレード７０と付勢部材７５の樹脂７５を一体的に成型しても構わない。尚、本実施例においては樹脂７５とブレード７０との間は接着剤によって接着されている。

以上二種類の二次転写ローラのクリーニング装置を説明したが、これは転写ローラだけとは限らず、例えば感光体ドラム、中間転写ベルト、クリーニングローラ等、クリーニングブレードを利用したクリーニング装置に使用することができる。

第１の実施形態の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 印字領域と転写材の大きさの関係を示す模式図である。 第１の実施形態の二次転写ローラクリーニング装置の概略構成を示す縦断面図である。 ブレード付勢部材とスペーサの配置を示す図３の俯瞰図である。 二次転写ローラを示す図である。 第２の実施形態の二次転写ローラクリーニング装置の概略構成を示す縦断面図である。 従来のクリーニング装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 従来のクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジの拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
２１ 給紙ローラ
２２ リタードローラ対
２３ 搬送ローラ
２４ レジストローラ対
２５ 定着器
２６ 感光体ドラム
２７ 二次転写ローラ
２７ａ 二次転写ローラ芯金
２７ｂ 二次転写ローラ弾性層
２７ｃ 二次転写ローラ表面の樹脂層
２８，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｂｋ 露光装置
２９，２９ａ，２９ｂ 排紙ローラ対
３０ 中間転写ベルト
３１ 中間転写ベルトユニット
３２ 中間転写ベルトクリーニング装置
３３ 二次転写ローラクリーニング装置
５０ 帯電装置
５１ 現像装置
５２，５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｂｋ 一次転写ローラ
５３ 感光体クリーニング装置
６１ 感光体クリーニングブレード
６１ａ 感光体クリーニングブレードエッジ
６２ すくいシート
６３ 廃トナー搬送スクリュー
６４ ネジ
６５ ブレード支持部
６６ 筐体
６６ａ トナー貯蔵部
７０ 二次転写ローラクリーニングブレード
７１ ブレード支持部
７２ コイルバネ
７３ スペーサ
７４ 支持部材
７５ ブレードを押圧するための樹脂
７６ 電磁ソレノイド
７７ 作動ロッド
２００ 押圧力可変機構
Ａ ブレードの自由長
ｄ ブレードの侵入量
Θ 設定角
Ｍ 印字領域
Ｏ 二次転写ローラの中心
Ｐ，ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＢｋ プロセスカートリッジ
Ｓ 転写材
Ｔ トナー

Claims (17)

1. 走行する被クリーニング部材と、これに当接する弾性材料からなるカウンタータイプのクリーニングブレードを具備するクリーニング装置において、前記被クリーニング部材の表面に残留したトナーを除去するために、前記クリーニング装置は、前記クリーニングブレードの前記被クリーニング部材への当接圧を高めるために、前記クリーニングブレードのクリーニングエッジとは逆側の表面を加圧するような加圧手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、前記加圧手段が前記クリーニングブレードの自由長の１／２より先端部のみに取り付けられた付勢部材によるものであることを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項２に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材は前記クリーニングブレードのエッジを含む先端部を加圧することを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項２及び３に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与するバネであることを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項２及び３に記載のクリーニング装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与する樹脂及びゴムなどの弾性体であることを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ローラ、中間転写体、クリーニングローラのうち少なくとも何れか１つであることを特徴とするクリーニング装置。
7. 請求項６に記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材は表面が樹脂層で覆われていることを特徴とするクリーニング装置。
8. 請求項６に記載のクリーニング装置において、前記被クリーニング部材の表面は、表面粗さＲｚを２μｍ以下とし、純水に対する接触角を９０度以上としたことを特徴とするクリーニング装置。
9. 下記の式により規定される円形度の個数基準の円形度分布において、平均円形度が０．９２０以上であり、平均粒径が３μｍ〜１０μｍのトナーを用いて画像を形成するとともに、被クリーニング部材上に残留したトナーをクリーニングブレードによって除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置において、前記クリーニング装置のクリーニングブレードは、前記被クリーニング部材への当接圧を高めるために、前記クリーニングブレードのクリーニングエッジとは逆側の表面を加圧するような加圧手段を有することを特徴とする画像形成装置。
   円形度＝（粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長）／（粒子像の投影像の周囲長）
10. 請求項９に記載の画像形成装置において、前記加圧手段が前記クリーニングブレードの自由長の１／２より先端部のみに取り付けられた付勢部材によるものであることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置において、前記付勢部材は前記クリーニングブレードのエッジを含む先端部を加圧することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１０及び１１に記載の画像形成装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与するバネであることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１０及び１１に記載の画像形成装置において、前記付勢部材が、前記クリーニングブレードを前記被クリーニング部材に当接せしめる方向の復元力を付与する樹脂及びゴムなどの弾性体であることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項９乃至１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材が、感光体ドラム、転写ローラ、中間転写体、クリーニングローラのうち少なくとも何れか１つであることを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材は表面が樹脂層で覆われていることを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１４に記載の画像形成装置において、前記被クリーニング部材の表面は、表面粗さＲｚを２μｍ以下とし、純水に対する接触角を９０度以上としたことを特徴とする画像形成装置。
17. 請求項１４に記載の画像形成装置において、転写材の先端部・後端部・左端部・右端部の全てに余白部を有する画像を形成する第1の画像形成モードと、転写材の先端部・後端部・左端部・右端部のうちの少なくともいずれか一箇所以上において余白部の無い画像を形成する第２の画像形成モードとを有することを特徴とする画像形成装置。

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