JP2004109282A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数をふやすことなく、クリーニング性を向上させることができるクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０に当接して中間転写ベルト２０のクリーニングを行うクリーニングブレード２７と、クリーニングブレード２７を支持する導電性ホルダ２８と、中間転写ベルト２０を挟んでクリーニングブレード２７に対向して配設される駆動ローラ２１と、中間転写ベルト２７に存在するトナーと同極性のバイアスを駆動ローラ２１に印加する電源とを有し、ホルダ２８と駆動ローラ２１との間に電界を発生させて中間転写ベルト２０のクリーニングを行うクリーニング装置２５を備える。これにより、中間転写ベルト２０とトナーとの静電的吸着力が弱まり、クリーニングブレード２７によるクリーニング性が向上する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルト状の被クリーニング体をクリーニングするクリーニング装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、第１の像担持体としての感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像として可視像化する。そして、そのトナー像を第２の像担持体としての中間転写ベルトに転写し、その後に中間転写ベルト上のトナー像を普通紙のような記録媒体に転写するものが知られている。この種の画像形成装置は、トナー像転写後の感光体や中間転写ベルトに転写に寄与しなかったトナーが残留付着しているので、これを除去して回収するようにしている。かかる感光体や中間転写ベルト等の被クリーニング体の表面をクリーニングするクリーニング装置として、弾性体よりなるクリーニングブレード等のクリーニング部材を用いたクリーニング装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、転写ベルトを挟んでクリーニングブレードと導電性のバックアップローラを設けたクリーニング装置が提案されている。このクリーニング装置は、転写ベルト上の転写残トナーと同極性のバイアス電圧をバックアップローラに印加し、トナーと転写ベルトとの間に静電的反発力を生じさせる。これにより、トナーが転写ベルトから離れやすくなってクリーニングブレードによるクリーニング性が向上するとともに、クリーニングブレードで掻き取られたトナーが転写ベルトに再付着することが防止される。（特許文献１参照）。
また、転写ベルトの主クリーニング機構としてクリーニングブレードを設け、副クリーニング機構としてバイアスローラ等のクリーニング部材を設けたクリーニング装置が提案されている。このクリーニング装置は、クリーニングブレードにより転写ベルトに付着する転写残トナーを除去する。そして、クリーニング部材に転写バイアスの印加電界と逆極性の電界を印加することにより、転写ベルト上にある逆帯電トナーを除去する（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０７４３２号公報
【特許文献２】
特開平７−１６８４５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、この種の画像形成装置においては、トナーを重合により製造してトナーの形状を球形に近づけることにより、転写効率の向上、画像品質の向上を図っている。トナーの形状が球形に近づくと、トナー粒子とトナー粒子に接触するものとの間で、例えばトナー粒子とトナー粒子の間、トナー粒子と像担持体の間で点接触の割合が高くなる。そのために、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなると考えられる。一方、トナーの形状が球形に近づくと、クリーニングブレード等のメカ的なクリーニングに対して不利に働き、従来のトナーに比べてトナーのクリーニング効果が劣ってしまう。このことは、上述したようにトナー流動性が高まったり、像担持体に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、クリーニング部材と像担持体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうためと考えられる。
【０００６】
特許文献１のクリーニング装置は、転写ベルト上の転写残トナーと同極性のバイアス電圧をバックアップローラに印加し、転写ベルトへ電荷を付与しているが、クリーニングブレード側に導電部材が介在していないために電界が生じない。そのため、トナーへのバイアス付与が期待できない。したがって、重合トナーのようにトナー形状が球形に近く、クリーニングし難いトナーを用いた場合には、クリーニング効果が低い。
また、特許文献２のクリーニング装置は、クリーニング部材にバイアスを印加しバイアス電界がトナーに作用するようにして静電的クリーニングを行っている。しかし、メカ的クリーニング方式と静電的クリーニング方式とを併用するにあたって、クリーニングブレードとクリーニング部材の２点の部品が必要となり、コスト面で不利である。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を多くすることなくクリーニング性を向上させたクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、無端ベルト状の被クリーニング体と、該被クリーニング体の表面に当接して該被クリーニング体の表面のクリーニングを行うクリーニング部材と、該クリーニング部材を保持する導電性保持部材と、該被クリーニング体を挟んで該クリーニング部材に対向して配設され、バイアス電圧の印加が可能な対向部材と、該被クリーニング体の表面に存在するトナーと同極性のバイアスを該対向部材に印加するバイアス電圧印加手段とを有し、該導電性保持部材と該対向部材との間に電界を発生させて該被クリーニング体のクリーニングを行うクリーニング装置を備えることを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、無端ベルト状の被クリーニング体と、導電性弾性体からなり、該被クリーニング体の表面に当接して該被クリーニング体の表面のクリーニングを行うクリーニング部材と、該被クリーニング体を挟んで該クリーニング部材に対向して配設され、バイアス電圧の印加が可能な対向部材と、該被クリーニング体の表面に存在するトナーと同極性のバイアスを該対向部材に印加するバイアス電圧印加手段とを有し、該クリーニング部材と該対向部材との間に電界を発生させて該被クリーニング体のクリーニングを行うクリーニング装置を備えることを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記クリーニング部材の外周面に導電処理を行うことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、上記導電処理が導電性物質によるコート層の形成、又は導電性塗料による塗装であることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項３の画像形成装置において、上記導電処理は、上記被クリーニング体との非接触面に行うことを特徴とするものである。
請求項６の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記クリーニング部材は、上記被クリーニング体と接離可能であることを特徴とするものである。
請求項７の画像形成装置は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記バイアス印加手段は、上記被クリーニング体と上記クリーニング部材とが接触しているときのみバイアス電圧を印加することを特徴とするものである。
請求項８の画像形成装置は、請求項１乃至７の画像形成装置において、上記クリーニング装置は、平均円形度が０．９０〜０．９９であるトナーを除去することを特徴とするものである。
請求項９の画像形成装置は、請求項１乃至７の画像形成装置において、上記クリーニング装置は、形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であるトナーを除去することを特徴とするものである。
請求項１０の画像形成装置は、請求項１乃至７の画像形成装置において、上記クリーニング装置は、トナーの粒度分布（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０５〜１．３０であるトナーを除去することを特徴とするものである。
請求項１１の画像形成装置は、請求項１乃至７の画像形成装置において、上記クリーニング部材は、クリーニングブレードであることを特徴とするものである。
請求項１２の画像形成装置は、請求項１乃至７の画像形成装置において、上記被クリーニング体は、トナー像を担持する第１の像担持体から転写されたトナー像を担持する第２の像担持体、又は第２の像担持体から転写されたトナー像を担持する第３の像担持体であることを特徴とするものである。
請求項１の画像形成装置においては、対向部材にバイアス電圧が印加されると、対向部材と導電性保持部材との間に電界が発生する。対向部材に印加されるバイアス電圧は被クリーニング体上のトナーと同極性なので、この電界によって被クリーニング体と該被クリーニング体上のトナーとの静電的吸着力が弱まる。したがって、被クリーニング体上のトナーがクリーニング部材によって除去しやすくなり、クリーニング部材によるクリーニング性が向上する。また、この画像形成装置においては、対向部材として例えば被クリーニング体を回転駆動する駆動ローラを用いることができる。したがって、部品点数を多くすることなく、メカ的クリーニング方式と静電的クリーニング方式とを併用することが可能である。また、請求項２の画像形成装置においては、クリーニング部材が導電性弾性体からなるので、対向部材にバイアス電圧が印加されると、対向部材とクリーニング部材との間に電界が発生する。対向部材とクリーニング部材との間隔は、対向部材と導電性保持部材との間隔に比べて小さいので、請求項１に比べ確実に電界の発生を確保することができる。対向部材に印加されるバイアス電圧は被クリーニング体上のトナーと同極性なので、この電界によって被クリーニング体と該被クリーニング体上のトナーとの静電的吸着力が弱まる。したがって、被クリーニング体上のトナーがクリーニング部材によって除去しやすくなり、クリーニング部材によるクリーニング性が確実に向上する。また、この画像形成装置においては、対向部材として例えば被クリーニング体を回転駆動する駆動ローラを用いることができる。したがって、部品点数を多くすることなく、メカ的クリーニング方式と静電的クリーニング方式によるクリーニングを併用することが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置について説明する。図１は、記録媒体の両面にほぼ同時に画像が形成可能な、いわゆる１パス搬送方式の両面画像形成装置の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、この画像形成装置は、図中中央に、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）が図中矢印方向に回転可能に配設されている。この感光体１の周囲には、感光体１の表面を除電する除電装置２、感光体１の表面をクリーニングするクリーニング装置３、感光体１の表面を一様に帯電する帯電装置４がそれぞれ配置される。また、この感光体１の周囲には、レーザ光による光書き込みを行って感光体１の帯電部分に静電潜像を形成する露光装置５、この静電潜像を現像する現像装置６がそれぞれ配置される。この画像形成装置は、感光体１を４個用いた、いわゆるタンデム方式を採用しており、それぞれの感光体１の周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである（同一構成部品には同一符号を付し、説明を省略する）。現像装置６が扱う色材（トナー）の色が異なる。感光体１は、直径が３０から１００ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。なお、本発明においては、ドラム状の感光体に代わってベルト状の感光体も採用可能であり、公知のレーザ方式を用いた露光装置５に代わってＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用可能である。
【００１０】
上記感光体１の上方には、無端ベルト状の第２の像担持体としての中間転写ベルト１０が、回転ローラ１１、１２、１３間に支持、張架され、図中矢印方向に回転駆動されるようになっている。この中間転写ベルト１０の内側には、感光体１と対向して第１の転写手段である転写ローラ１４が配置されている。また、この中間転写ベルト１０外側には、第２の像担持体である中間転写ベルト１０の表面をクリーニングする第２の像担持体用クリーニング装置１５が配置されている。クリーニング装置１５は、内部に公知のブラシローラ、回収ローラ、ブレード等を備え、中間転写ベルト１０表面に残留する転写残トナーや紙粉を除去する。中間転写ベルト１０は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルム或いはゴムを基体にしたベルトで、感光体１からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
【００１１】
上記中間転写ベルト１０の図中右方には、無端ベルト状の第３の像担持体としての中間転写ベルト２０が回転する駆動ローラ２１、ローラ２２、２３間に支持、張架され、図中矢印方向に回転駆動されるようになっている。この中間転写ベルト２０の内側には、第２の転写手段としての転写ローラ２４が配置されている。また、この中間転写ベルト２０の外側には、第３の像担持体としての中間転写ベルト２０の表面をクリーニングする第３の像担持体用クリーニング装置２５、第３の転写手段としてのチャージャ２６等が配置されている。中間転写ベルト１０と中間転写ベルト２０とは、ローラ１１、転写ローラ２４、ローラ２３によりあらかじめ定められた転写ニップを形成して接触している。中間転写ベルト２０は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、中間転写ベルト１０からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
【００１２】
記録媒体としての用紙３０は、図の下方の給紙カセット３１、３２に収納されており、最上の用紙３０が給紙ローラ３３で１枚づつ複数のガイド３４を経てレジストローラ対３５に搬送される。図中上方には、トナー像が転写された用紙３０にトナー像を定着させる定着用加熱手段３６、排紙ガイド対３７、排紙ローラ対３８、排紙スタック部３９が配置され、レジストローラ対３５からの用紙搬送路を形成している。なお、装置本体の一部のフレーム４０は、開閉支軸４０Ａを中心として、回動・開放が可能な構造であるので、用紙３０の搬送路は大きく開き、ジャムした用紙３０の処理を容易にしている。
【００１３】
また、中間転写ベルト１０の上方で排紙スタック部３９の下方には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色のトナーが収容されたトナーカートリッジ４１を収容する補給用トナー収容部４２が配置される。補給用トナー収容部４２は、図示しない粉体ポンプ等により所定の対応する色のトナーを現像装置６に適宜補給する。
【００１４】
次に、上述した画像形成装置により、用紙３０の両面に画像を形成する場合の画像形成動作について説明する。まず感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ表面が帯電装置４により一様に帯電される。そして、露光装置５の作動により、画信号（色に応じた情報）に対応して光変調されたレーザ光が出射され、この光による光書き込みが一様に帯電された感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ表面に対して行われて静電潜像が形成される。感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ上の潜像は現像装置６で現像され、可視像化されたトナー像が感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ表面に形成・保持される。
【００１５】
感光体１Ａ上のトナー像は、転写ローラ１４により、感光体１Ａと同期して移動する中間転写ベルト１０の表面に転写される。中間転写ベルト１０は、表面に転写された感光体１Ａ上のトナー像を担時しながら、図中矢印方向に所定距離移動する。次いで、感光体１Ｂで形成されたトナー像は、すでに中間転写ベルト１０に担時されている感光体１Ａで形成されたトナー像に重ね合わされるようにして中間転写ベルト１０に転写される。同様に、感光体１Ｃ，１Ｄで形成されたトナー像は、すでに中間転写ベルト１０に担時されている前の色のトナー像に重ね合わされるようにして中間転写ベルト１０に転写される。そして、最終的には中間転写ベルト１０上に４色重ね画像が形成される。転写後の感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの表面は、クリーニング装置３により残存するトナーが除去され、除電装置２で除電され次の作像サイクルに備える。これに同期して中間転写ベルト２０は矢印方向に移動し、中間転写ベルト１０表面に形成されたトナー像は転写ローラ２４の作用により中間転写ベルト２０表面に転写される。この画像形成装置においては、いわゆるタンデム方式を採用し、４個の感光体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで作像を進めながら中間転写ベルト１０，２０を移動させて画像形成を行っているので、画像形成にかかる時間を短縮できる。
【００１６】
中間転写ベルト１０上の４色重ね画像が中間転写ベルト２０に転写され、中間転写ベルト１０が所定位置まで移動すると、今度は用紙３０の別の面に作成されるべきトナー像が前述したような工程で再度感光体１に作像される。そして、感光体１上のトナー像が転写ローラ１４により中間転写ベルト１０に転写される。これに同期して、給紙カセット３１、又は給紙カセット３２内では、最上部にある用紙３０が反時計方向に回転する給紙ローラ３３によって引き出されてレジストローラ対３５まで搬送され、給紙が開始される。レジストローラ対３５を通過した用紙３０は中間転写ベルト１０と中間転写ベルト２０の間に送られ、中間転写ベルト１０表面のトナー像は転写ローラ２４により用紙３０の一方の面に転写される。中間転写ベルト１０表面のトナー像が転写された用紙３０はさらに上方に搬送され、中間転写ベルト２０表面のトナー像はチャージャ２４により用紙３０の他方の面に転写される。転写に際して、用紙３０は画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。上述したステップで両面にトナー像が転写された用紙３０は、定着手段３６に送られ、用紙３０上のトナー像が両面一度に溶融、定着され、ガイド対３７を経て排紙ローラ対３８により本体フレーム上部の排紙スタック部３９に排出される。
【００１７】
本実施形態に係る画像形成装置においては、感光体１に作像されるトナーの極性がマイナスである。したがって、転写ローラ１４にプラスの電荷を与えることで、感光体１に作像されたトナーは中間転写ベルト１０に転写される。また、転写ローラ２４にプラスの電荷を与えることで、中間転写ベルト１０に作像されたトナーは中間転写ベルト２０又は用紙３０の一方の面に転写される。チャージャ２４にプラスの電荷与えることで、中間転写ベルト２０に作像されたトナーは用紙３０の他方の面に転写される。
【００１８】
図１のように、排紙スタック部３９を構成した場合、両面画像のうち始めに用紙３０に転写される一方の面（頁）、すなわち中間転写ベルト１０から用紙３０に直接転写される面が下面となって、排紙スタック部３９に載置される。したがって、頁揃えをしておくには２頁目のトナー像を先に感光体１に作像し、中間転写ベルト２０にそのトナー像を保持し、１頁目の画像を中間転写ベルト１０から用紙３０に直接転写するようにすればよい。中間転写ベルト１０から用紙３０に転写される画像は、感光体１表面で正像にし、中間転写ベルト２０から用紙３０に転写されるトナー像は、感光体１表面で逆像（鏡像）になるよう露光される。このような頁揃えのための作像順は画像データをメモリーに貯蔵する公知の技術で、また正、逆像（鏡像）に切り換える露光も、公知の画像処理技術により、実現できている。
【００１９】
以上の画像形成動作は用紙３０の両面に画像形成を行う場合であるが、用紙３０の片面のみに画像形成を行う場合には、２通り方法がある。中間転写ベルト２０上のトナー像を用紙３０に転写する方法と、中間転写ベルト２０にトナーを転写する工程を省き、感光体１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に転写しつつ用紙３０に転写する方法とがある。以下、後者の方法ついて説明する。この場合、用紙３０は中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像との位置合わせのため同期をとって中間転写ベルト１０と中間転写ベルト２０の間に送られ、転写ローラ２４により中間転写ベルト１０上のトナー像が転写される。このとき、チャージャ２６は作動することなく、用紙３０は中間転写ベルト２０とともに移動し、定着手段３６のある領域に送られてトナーが定着される。その後、用紙３０は中間転写ベルト２０から離れ、ガイド対３７を経て排紙ローラ対３８により画像面が下になった状態（フェースダウン）で排紙スタック部３９に排出される。このような構成であると、数頁にわたる原稿を１頁から順に処理しても、排紙スタック部３９から取り出したとき、プリント物は頁順になっている。
【００２０】
以下、本発明の特徴部となるクリーニング装置２５について説明する。本実施形態では、被クリーニング体として第３の像担持体としての中間転写ベルト２０を用いた場合について説明する。被クリーニング体として、第２の像担持体としての中間転写ベルト１０を用いた場合も、クリーニング装置は同様の構成をとる。図２は、クリーニング装置２５周辺の構成を示す概略構成図である。クリーニング装置２５は、クリーニング部材としての弾性体からなるクリーニングブレード２７と、導電性保持部材としてのホルダ２８と、クリーニングブレード２７によって除去されたトナーが収容されるトナー収納部２９とを備える。また、中間転写ベルト２０を挟んでクリーニングブレード２７に対向して対向部材としての駆動ローラ２１が配設される。駆動ローラ２１は中間転写ベルト２０を回転駆動させるとともにバイアス電圧の印加が可能な導電性の金属ローラにより形成され、駆動ローラ２１の軸受けは非導電性にて形成されている。また、装置本体内部には、駆動ローラ２１の駆動軸へバイアスを印加するバイアス印加部材としての電源装置５０が搭載されている。
上記クリーニングブレード２７は、導電性金属により形成されたホルダ２８により保持され、回転軸２８ａを中心として揺動可能でクリーニングブレード２７が中間転写ベルト２０表面に接離可能な構造になっている。図２では中間転写ベルト２０へ接触した状態にある。このホルダ２８は、用紙３０にトナー像を転写する以前で、中間転写ベルト２０がトナー像を担持しているとき、クリーニングブレード２７を中間転写ベルト２０から離間する方向に保持する。そして、中間転写ベルト２０のクリーニングが必要のとき、図中反時計方向に揺動しクリーニングブレード２７を中間転写ベルト２０表面に当接させる。なお、ホルダ２８は回転軸２８ａを介して本体アースへと接地されている。
【００２１】
上記構成のクリーニング装置２５においては、中間転写ベルト２０のクリーニング時（中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７との接触時）に、電源５０から駆動ローラ２１にトナーと同極性のバイアスを印加する。これにより、駆動ローラ２１とアースに接地されているホルダ２７間に電界が発生する。この電界作用により、中間転写ベルト２０と該中間転写ベルト２０に残留した不要トナーとの静電的吸着力が低減され、クリーニングブレード２７によるクリーニング性が向上する。
【００２２】
また、本実施形態に係るクリーニング装置２５は、上記クリーニングブレード２７を導電性ゴムにより形成してもよい。クリーニングブレード２７を導電性ゴムにより形成し、駆動ローラ２１にバイアス電圧を印加することにより、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７との間で電界が発生する。駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７先端との間隔は駆動ローラ２１とホルダ２８との間隔に比べて小さい。したがって、駆動ローラ２１とホルダ２８との間で電界を発生させる場合に比べ、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７との間の方が確実に電界を発生させることができる。この電界作用により、中間転写ベルト２０と該中間転写ベルト２０上の残留トナーとの静電的吸着力が低減され、クリーニングブレード２７によるクリーニング性が確実に向上する。
【００２３】
さらに、本実施形態に係るクリーニング装置２５は、上記クリーニングブレード２７の外周面にカーボン等の導電性物質からなるコート層を形成したり、導電性塗料により塗装したりする等の導電処理を施してもよい。仕上がりの点からはコート層が有利であり、コストの点からは塗装が有利である。上述したように、クリーニングブレード２７の外周面に導電処理を施すことにより、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７の間に電界を発生させることができる。これにより、中間転写ベルト２０と中間転写ベルト２０上の残留トナーとの静電的吸着力が低減され、クリーニングブレード２７によるクリーニング性が確実に向する。
【００２４】
図３は、クリーニング装置２５の構成を示す要部拡大図である。図３に示すように、上記クリーニングブレード２７は、中間転写ベルト２０との接触面２７ａに導電処理を行わず、非接触面２７ｂに導電処理を行っている。したがって、クリーニングブレード２７の導電処理が施された非接触面２７ｂによる、中間転写ベルト２７表面の損傷を防止することができる。
【００２５】
また、上述したように、ホルダ２８は回転軸２８ａを中心として揺動可能で、クリーニングブレード２７が中間転写ベルト２０表面に接離可能な構造になっている。中間転写ベルト２０上のトナー像を用紙３０に転写する間、すなわち中間転写ベルト２０の表面をクリーニングする必要がない間は、中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７とを離間させる。これにより、中間転写ベルト２０の表面とクリーニングブレード２７の擦れ時間が低減される。その結果、中間転写ベルト２０の磨耗時間が低減され、中間転写ベルト２０の耐久性の向上を図ることが可能である。
【００２６】
さらには、中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７とが非接触状態にあるときは、駆動ローラ２１へバイアス電圧を印加する必要性が無く、バイアスを印加しても電力を消費しているのみでクリーニング性の向上へは繋がらない。したがって、駆動ローラ２１へのバイアス印加は、中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７とが接触している時のみでよい。これにより、消費電力を低減することが可能となる。
【００２７】
ところで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上述したように、中間転写ベルト２０と中間転写ベルト２０上の残留トナーとの静電的吸着力を低減させ、クリーニングブレード２７によるクリーニング性を向上させている。したがって、以下に示すような球形トナーを用いた場合であっても良好なクリーニング性を得ることができる。
【００２８】
まず、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するためには、平均円形度が０．９０〜０．９９であるトナーを用いることが好ましい。より好ましくは、平均円形度が０．９３〜０．９７で円形度が０．９４未満の粒子が１０％以下である。平均円形度が０．９０未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。平均円形度が０．９９を越え、球形に限りなく近づいたトナーでは、クリーニングブレード等を採用しているシステム場合、感光体および転写ベルト等のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはない。しかし、カラー写真画像等の画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合には、クリーニング不良が発生しやすい。上述したクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。
【００２９】
上記トナー形状の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、光学的検知帯にて解析する手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が平均円形度である。本実施形態においては、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度を測定した。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして、前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって平均円形度が得られる。
【００３０】
また、本実施形態に用いるトナーには、形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であるものを用いることが好ましい。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２が１２０未満で球形に限りなく近づいたトナーでは、上述したように、転写効率が高くなるが、クリーニングブレード等のクリーニングに対して不利に働く。クリーニング性の面からは、トナーの形状はある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凹凸（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）していたりする方が好ましい。形状係数ＳＦ−１が１８０、ＳＦ−２が１９０を越え、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。
【００３１】
ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、球形物質の形状の丸さの割合を示す値である。図４に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次式で定義されるものである。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
このＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
また、形状係数ＳＦ−２は、物質形状の凹凸の割合を示す数値であり、図４に示すように、物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式で定義されるものである。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
このＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
なお、本実施形態において、トナーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、以下の装置を用いて測定した。トナーを日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）により撮影し、そのトナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上式よりトナーの形状係数を算出した。
【００３２】
また、本実施形態に用いるトナーには、体積平均粒径（Ｄｖ）が　４〜８μｍであり、トナーの粒度分布（体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎ）が１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５であるものを用いるとよい。
トナーの粒度分布が上記範囲にトナーを用いることにより、以下のメリットが発生する。第１に、トナー粒径面での選択現像（画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像される）といった現象が進みやすいため、常時、安定した画像を形成することができる。第２に、トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。しかし、トナーの粒度分布が狭いため、上述した作用を受けにくく、常時、安定した画像を形成することができる。第３に、二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性が得られる。第４に、一成分現像剤においては、トナーの収支が行われてもトナーの粒子径の変動が少ない。また、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
これに対し、トナーの体積平均粒子径が上記範囲より小さいと、二成分現像剤として用いた場合には現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの粒子径が上記範囲よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなる。また、体積平均粒子径／個数平均粒子径　が１．３０よりも大きい場合も、同様であることが明らかとなっている。体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．０５より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もある。しかし、細線部分を小サイズ粒子で現像、一方ベタ画像を大サイズ粒子で中心に現像するといったトナー粒径面での選択現像ができにくくなるため、かえって好ましくない。
【００３３】
なお、本実施形態において、トナー粒子の粒度分布は、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）により測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。ここでは、粒径２．００μｍ以上、０．３０μｍ未満の粒子を対象とし、次の１３チャンネルを使用する。２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満
【００３４】
以上、本実施形態に係る画像形成装置においては、上述したように、導電性保持部材としてのホルダ２８を設けている。そして、被クリーニング体としての中間転写ベルト２０上の残留トナーと同極性のバイアス電圧を対向部材としての駆動ローラ２１に印加して、駆動ローラ２１とホルダ２８との間に電界を発生させている。したがって、部品点数を多くすることなく、クリーニング部材としてのクリーニングブレード２７によるクリーニング性を向上させることができる。
また、導電性弾性体からなるクリーニング部材として、導電性ゴムよりなるクリーニングブレード２７を設けている。そして、中間転写ベルト２０上の残留トナーと同極性のバイアス電圧を駆動ローラ２１に印加して、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７との間に電界を発生させている。したがって、部品点数を多くすることなく、クリーニングブレード２７によるクリーニング性を向上させることができる。なお、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７との間隔は、駆動ローラ２１とホルダ２８との間隔に比べ小さい。そのため、駆動ローラ２１とクリーニンブレード２７との間の方が電界を確実に発生させることができる。
また、上記クリーニング部材として、クリーニングブレード２７の外周面に導電処理を施したものを用いている。駆動ローラ２１にバイアス電圧が印加されると、駆動ローラ２１とクリーニングブレード２７との間に電界が発生する。このとき、駆動ローラ２１に印加されるバイアス電圧は、中間転写ベルト２０上の残留トナーと同極性なので、この電界によって中間転写ベルト２０と該中間転写ベルト２０に残留するトナーとの静電的吸着力が弱まる。その結果、中間転写ベルト２０上の残留トナーがクリーニングブレード２７によって除去しやすくなり、クリーニングブレード２７によるクリーニング性が向上する。
また、上記導電処理として、クリーニングブレード２７の外周面に導電性物質からなるコート層を形成、または導電性塗料による塗装を行ってもよい。コート層は、表面の仕上がりの点から優れ、塗装はコストの点から優れている。
また、上記クリーニングブレード２７の導電処理を中間転写ベルト２０との非接触面２７ｂに行っている。中間転写ベルト２０に接触する接触面２７ａには導電処理が施されていないので、クリーニングブレード２７が当接することによる中間転写ベルト２０表面の損傷を防止することができる。
また、上記中間転写ベルト２０と上記クリーニングブレード２７とが接離可能である。したがって、中間転写ベルト２０のクリーニングが必要ない間は中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７とが離間することで、中間転写ベルト２０の摩耗時間が低減され、耐久性の向上を図ることができる。
また、バイアス印加手段としての電源は、中間転写ベルト２０とクリーニングブレード２７が接触しているときのみバイアス電圧を印加するので、消費電力の低減が可能となる。
また、作像に用いるトナーには、平均円形度が０．９０〜０．９９であるトナー、形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であるものを用いることができる。また、トナーの粒度分布（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０５〜１．３０であるものを用いることができる。このような一般にクリーニングしにくいトナーも上記クリーニング装置２５によって除去することが可能となり、クリーニング性の向上を図ることができる。
また、クリーニング部材としてクリーニングブレード２７を用いて中間転写ベルト２０のクリーニングを行っている。クリーニングブレードは、回転駆動手段が不要であり、低コスト化を図ることが可能である。
また、被クリーニング体として、第１の像担持体としての感光体１から転写されたトナー像を担持する第２の像担持体としての中間転写ベルト１０を用いることができる。または、被クリーニング体として、第２の像担持体としての中間転写ベルト１０から転写されたトナー像を担持する第３の像担持体としての中間転写ベルト２０を用いることができる。上記クリーニング装置２５により、第２の像担持体である中間転写ベルト１０、及び第３の像担持体である中間転写ベルト２０の表面をクリーニングすることにより、画像汚れのない高画質な画像を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数をふやすことなく、クリーニング性を向上させることができるクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置のクリーニング装置周辺の構成を示す概略構成図。
【図３】同クリーニング装置の構成を示す要部拡大図。
【図４】トナーの形状係数ＳＦ−１を説明する説明図。
【図５】トナーの形状係数ＳＦ−２を説明する説明図。
【符号の説明】
１　　感光体
１０、２０　　中間転写ベルト
２１　　駆動ローラ
２２、２３　　回転ローラ
２４　　転写ローラ
２５　　クリーニング装置
２６　　チャージャ
２７　　クリーニングブレード
２８　　ホルダ
５０　　電源

Claims (12)

1. 無端ベルト状の被クリーニング体と、
   該被クリーニング体の表面に当接して該被クリーニング体の表面のクリーニングを行うクリーニング部材と、
   該クリーニング部材を保持する導電性保持部材と、
   該被クリーニング体を挟んで該クリーニング部材に対向して配設され、バイアス電圧の印加が可能な対向部材と、
   該被クリーニング体の表面に存在するトナーと同極性のバイアスを該対向部材に印加するバイアス電圧印加手段とを有し、
   該導電性保持部材と該対向部材との間に電界を発生させて該被クリーニング体のクリーニングを行うクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 無端ベルト状の被クリーニング体と、
   導電性弾性体からなり、該被クリーニング体の表面に当接して該被クリーニング体の表面のクリーニングを行うクリーニング部材と、
   該被クリーニング体を挟んで該クリーニング部材に対向して配設され、バイアス電圧の印加が可能な対向部材と、
   該被クリーニング体の表面に存在するトナーと同極性のバイアスを該対向部材に印加するバイアス電圧印加手段とを有し、
   該クリーニング部材と該対向部材との間に電界を発生させて該被クリーニング体のクリーニングを行うクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   上記クリーニング部材の外周面に導電処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記導電処理は、導電性物質によるコート層の形成、又は導電性塗料による塗装であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３の画像形成装置において、
   上記導電処理は、上記被クリーニング体との非接触面に行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記クリーニング部材は、上記被クリーニング体と接離可能であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記バイアス印加手段は、上記被クリーニング体と上記クリーニング部材とが接触しているときのみバイアス電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の画像形成装置において、
   上記クリーニング装置は、平均円形度が０．９０〜０．９９であるトナーを除去することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至７の画像形成装置において、
   上記クリーニング装置は、形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０であるトナーを除去することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至７の画像形成装置において、
    上記クリーニング装置は、トナーの粒度分布（体積平均粒径／個数平均粒径）が１．０５〜１．３０であるトナーを除去することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１乃至７の画像形成装置において、
    上記クリーニング部材は、クリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１乃至７の画像形成装置において、
    上記被クリーニング体は、トナー像を担持する第１の像担持体から転写されたトナー像を担持する第２の像担持体、又は第２の像担持体から転写されたトナー像を担持する第３の像担持体であることを特徴とする画像形成装置。

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