JP2010128453A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡ローラに捕捉された残留トナーなどの被清掃物の吐出性能を高め、長期にわたって、像担持体に対する良好なクリーニング性能を維持するクリーニング装置、および該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。
【解決手段】像担持体４表面に対して接触しながら回転可能に配置された発泡ローラ５１；および該発泡ローラ表面に対して接触しながら、該接触部において発泡ローラの回転方向と同方向に回転可能に配置された回収ローラ５２を有し、発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを、１を跨ぐ範囲で変化させることを特徴とするクリーニング装置、および該クリーニング装置を備えた画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、モノクロ画像或いはカラー画像を形成する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等のような画像形成装置において、感光体や中間転写体などの像担持体をクリーニングするためのクリーニング装置、および該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。

感光体や中間転写体などの像担持体の表面には、残留トナー、トナー外添剤、記録媒体粉および記録媒体填料などの被清掃物が存在するため、画像形成装置にはそのような被清掃物を清掃・除去するためのクリーニング装置が備わっている。

そのようなクリーニング装置を有する画像形成装置には種々のタイプのものがある。例えば、特許文献１では、ベルトの裏面側に配置されている裏面部材と、ベルトの表面側でベルトに近接して配置されているとともに裏面部材に対向して配置されている第１表面部材と、ベルトの表面側で第１表面部材に近接して配置されている第２表面部材とを備えた画像形成装置が開示されている。また第１表面部材として表面が発泡材料によって形成されたものが開示されている。更に、第２表面部材の表面は金属から形成され、第１表面部材と第２表面部材とをそれらの接触部において同方向に回転させることが開示されている。そのような画像形成装置においては、裏面部材と第１表面部材の間の電圧の大きさを所定の範囲内で変更することによって、ベルトの良好なクリーニングが行われる。

しかしながら、表面が発泡材料によって形成された第１表面部材は、一旦、発泡セル中に被清掃物を捕捉すると、電圧を制御しても、十分に吐出することができなかった。例えば、セル中に捕捉された残留トナーは、発泡ローラにおける像担持体との接触部（回収部）や回収ローラとの接触部（吐出し部）でバイアスを何度も受けると、トナーの帯電量がゼロ近傍の値を示すようになり、バイアスでの吐出しが事実上困難になるためと考えられる。その結果、印字を長期にわたって続けていくと、第１表面部材の発泡セル中に被清掃物が蓄積して、クリーニング性能が低下し、最終的にベルト上の被清掃物を回収できなくなった。クリーニング性能が低下すると、像担持体上のトナーが回収できなくなり、画像上にノイズが生じる。クリーニング性能が低下した第１表面部材の発泡セルを観察してみると、発泡を構成するセルに被清掃物、特に残留トナーが偏在していることが判った。
特開２００７−４１３４８号公報

本発明は、発泡ローラに捕捉された残留トナーなどの被清掃物の吐出性能を高め、長期にわたって、像担持体に対する良好なクリーニング性能を維持するクリーニング装置、および該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を目的とする。

本発明は、
像担持体表面に対して接触しながら回転可能に配置された発泡ローラ；および
該発泡ローラ表面に対して接触しながら、該接触部において発泡ローラの回転方向と同方向に回転可能に配置された回収ローラを有し、
発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを、１を跨ぐ範囲で変化させることを特徴とするクリーニング装置、および該クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

本発明に係るクリーニング装置によれば、発泡ローラに捕捉された被清掃物の吐出性能が向上するので、発泡ローラにおいて被清掃物の蓄積を抑制できる。その結果、長期にわたって、像担持体に対する良好なクリーニング性能を維持できる。また像担持体、発泡ローラおよび回収ローラの摩耗等のダメージを抑制できる。

本発明に係るクリーニング装置は、中間転写体や感光体などのような、トナー像を担持する像担持体の表面に存在する残留トナー、トナー外添剤、記録媒体粉（紙粉）、記録媒体填料およびキャリア（現像剤が二成分系の場合）などの被清掃物を清掃するためのものである。以下、中間転写体用クリーニング装置および感光体用クリーニング装置の両方を備えた画像形成装置を示す図１を用いて、それらのクリーニング装置について詳しく説明するが、本発明に係る画像形成装置はこれに制限されるものではなく、中間転写体用クリーニング装置または感光体用クリーニング装置の少なくとも一方を備えていればよい。

（中間転写体用クリーニング装置）
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略構成を示しており、図２は、図１の画像形成装置における中間転写体用クリーニング装置５０の近傍の拡大構成図を示す。

クリーニング装置５０は、中間転写ベルト４の表面移動方向において、２次転写部材６から最も上流側の画像形成部（本例ではＹ）の１次転写部材２に至るまでの間に設けられる。図１および図２において、クリーニング装置５０は、中間転写ベルト４を巻き掛けたローラ３２上に位置する中間転写ベルト部分に対して設けられているが、これに限定されるものではなく、ローラ上の中間転写ベルトに対して設けられればよい。

クリーニング装置５０は、中間転写ベルト４表面に対して接触しながら回転可能に配置された発泡ローラ５１、および当該発泡ローラ５１表面に対して接触しながら回転可能に配置された回収ローラ５２を有するものである。クリーニング装置５０はさらに、回収ローラ５２表面に対して接触しながら固定的に配置されたブレード５３、当該ブレード５３で掻き落とされた被清掃物を搬出する搬送スクリュー５４およびブレード５３による被清掃物の掻き取り時に粉煙状に舞い上がった被粉砕物が中間転写ベルト４に再付着することを防止するシール部材（図示しない）を含んでいてもよい。クリーニング装置５０に含まれるこれらの部品はケース５５に内蔵された状態でケース５５に設けられている。但し、発泡ローラ５１は、その一部が該ケースから露出してベルト４に接触していてもよい。クリーニング装置５０における発泡ローラ５１および回収ローラ５２等の回転部材はそれぞれ独立して、図示しない制御部Ｃｏｎｔの指示のともに回転駆動される。

本発明においては回収ローラ５２は発泡ローラ５１との接触部において発泡ローラ５１の回転方向と同方向に回転可能に配置され、発泡ローラ５１に対する回収ローラ５２の回転速度比θを、１を跨ぐ範囲で変化させる。すなわち、発泡ローラと回収ローラとの速度差を所定の範囲で変化させる。これによって、発泡ローラにおける発泡セルのつぶれ度合いが変化し、発泡セルが経時的に変形するので、セル内に捕捉された被清掃物のセル外への吐出が促進される。そのため、発泡ローラ５１における被清掃物の蓄積が抑制され、結果として、長期にわたって中間転写ベルト４に対する良好なクリーニング性能を維持できる。回転速度比θを、１を跨がない範囲で変化させても、発泡ローラに捕捉された残留トナーなどの被清掃物が十分に吐出されないので、長期にわたって良好なクリーニング性能を維持できない。

発泡ローラ５１に対する回収ローラ５２の回転速度比θは、セル内の被清掃物の吐出促進の観点から、少なくとも０．９５〜１．０５の範囲で変化させることが好ましい。回転速度比θが変化する範囲は、例えば、下限値θ_Ｌが０．６０〜０．９５であって、上限値θ_Ｈが１．０５〜１．４０である範囲が好適である。そのような回転速度比θの変化による中間転写ベルトの移動速度への影響を防止する観点からは、回転速度比θが変化する範囲は、下限値θ_Ｌが０．７８〜０．９５であって、上限値θ_Ｈが１．０５〜１．２２である範囲とすることが好ましい。回転速度比θの変化によって中間転写ベルトの移動速度が影響を受けると、レジスト性が悪くなり、例えば、線幅が太くなったり、細くなったりする。

発泡ローラの回転速度および回収ローラの回転速度は、各々のローラの回転半径と軸の角速度の積より求められる。具体的には、各々ローラの回転半径はローラの実半径では無く、発泡ローラと回収ローラとの当接により、お互いが食い込んだ分だけ小さくなった時の半径である。例えば、回収ローラが発泡ローラより十分硬度がある時、回収ローラは実半径を回転半径とし、発泡ローラの回転半径は、実半径より食込み量を差し引いた値を回転半径とする。各々のローラにおける軸の角速度は、タコメータ等にて回転速度を求めてから、算出できる。

発泡ローラ５１の回転速度は通常、３００〜５００ｍｍ／秒が好ましい。
回収ローラ５２の回転速度は通常、２２０〜６５０ｍｍ／秒が好ましい。

発泡ローラ５１に対する回収ローラ５２の回転速度比θは、発泡ローラまたは回収ローラの少なくとも一方の回転速度を調整することによって制御できる。中間転写ベルトの移動速度への影響を防止する観点からは、発泡ローラ５１の回転速度を一定に維持しつつ回収ローラ５２の回転速度を調整することによって制御することが好ましい。

回転速度比θの変化は上記範囲で行われる限り、規則的に行われてもよいし、または変則的、特に任意に行われてもよいが、回転比制御のしやすさの観点からは、規則的、特に周期的に行われることが好ましい。以下、回転速度比θを周期的に変化させる場合について詳しく説明する。

回転速度比θを周期的に変化させるに際し、回転速度比θは経時的変化の軌跡が波形を示すことが好ましい。具体的には、回転速度比θは、例えば、図３Ａおよび図３Ｂに示すように波形を示すように連続的に変化させてもよいし、または図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように全体として波形を示すように段階的に変化させてもよい。図３Ａにおいてθの変化はθ＝最大回転速度比θ_Ｈから始まり、図３Ｂにおいてθの変化はθ＝１から始まっているが、これらに限定されず、それぞれのグラフにおいて、例えば、θ＝１から始まってもよいし、θ＝最小回転速度比θ_Ｌから始まってもよいし、またはθ＝θ_Ｈ、１およびθ_Ｌ以外の比率から始まっていてもよい。図４Ａにおいてθの変化はθ＝最大回転速度比θ_Ｈから始まり、図４Ｂにおいてθの変化はθ＝最小回転速度比θ_Ｌから始まり、図４Ｃにおいてθの変化はθ＝θ_Ｈ、１およびθ_Ｌ以外の比率からから始まっているが、これらに限定されず、それぞれのグラフにおいて、例えば、θ＝１から始まってもよいし、θ＝最小回転速度比θ_Ｌから始まってもよいし、またはθ＝θ_Ｈ、１およびθ_Ｌ以外の比率から始まっていてもよい。

回転速度比θは、画像形成時において変化させてもよいし、または画像形成時以外の時（非画像形成時）に変化させてもよい。中間転写ベルトの移動速度への影響により発生する画像不良を防止する観点からは、非画像形成時に回転速度比θを変化させることが好ましい。画像形成時に回転速度比θを変化させるとは、画像形成時あるいは非画像形成時に関係なく、例えば、印字を行いながら回転速度比θを変化させる、という意味である。非画像形成時に回転速度比θを変化させるとは、例えば、所定枚数の印字終了時から次の印字開始時までの間（一般に紙間と呼ばれる）、または印字終了時から装置の駆動停止までの間に、回転速度比θを変化させる、という意味である。

非画像形成時に回転速度比θを連続的または段階的に変化させる場合、回転速度比θの変化は１サイクル以上、通常は２〜５サイクルで行われればよい。そのような場合における１サイクルは、１秒間以上であればよく、通常は１．５〜５秒間である。印字終了時から装置の駆動停止までの間に回転速度比θを連続的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例を図５に示す。印字終了時から装置の駆動停止までの間に回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例を図６に示す。

画像形成時に回転速度比θを連続的または段階的に変化させる場合、回転速度比θの変化は１サイクル以上、通常は１〜３サイクルで行われればよい。画像形成時に回転速度比θを連続的に変化させる場合、１サイクルは１秒間以上であってよいが、２秒間以上、特に４秒間以上、より好ましくは６〜１０秒間とすることによって、中間転写ベルトの移動速度への影響を防止することができる。

画像形成時に回転速度比θを段階的に変化させる場合、１サイクルは、例えば、印字枚数または印字動作回数によって表すことができる。印字を行いながら回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例を図７に示す。具体的には、例えば、印字枚数１０００枚毎にθを変化させることができる。図７において、印字枚数１０００枚毎にθを段階的に変化させる場合、詳しくは、累積印字枚数で１〜１０００枚印字時はθ＝１、１００１〜２０００枚印字時はθ＝θ_Ｈ、２００１〜３０００枚印字時はθ＝１、３００１〜４０００枚印字時はθ＝θ_Ｌの１サイクル４０００枚で段階的に変化させることができる。θを一定に保つ間隔が長すぎると、例えばθを一定に保つ印字枚数または印字動作回数が多すぎると、セル中に蓄積する被清掃物が増えるため、当該間隔は短い方が良い。例えば、１枚（１動作）毎や、１枚のプリント中に、θを変化させることも可能である。θを一定に保つ印字枚数は例えば、１〜１００００枚とすることができる。θを一定に保つ印字動作回数は例えば、１〜１００回とすることができる。画像形成時に回転速度比θを段階的に変化させる場合、中間転写ベルトの移動速度への影響を防止する観点からは、回転速度比θは、図４Ｃに示すように、５段階以上、特に７〜１０段階で変化させることが好ましい。例えば図４Ｃにおいて回転速度比θは９段階で変化している。段数を増やすほど、各段での回転比の変化量が減少するため、発泡ローラの回転速度への影響が小さくなり、ひいては中間転写ベルトの移動速度への影響が小さくなる。

発泡ローラ５１は軸体となる芯金５１１の表面に発泡体からなる層５１２が形成されたものである。発泡ローラ５１は中間転写ベルト４表面に対して軸方向にわたって連続して接触しながら回転可能に配置され、回転によって中間転写ベルト４表面の被清掃物を自己の発泡体層に捕捉・回収する。

芯金５１１は導電性を有する金属から形成され、例えば、アルミニウム、鉄、 ステンレス等からなる棒材またはパイプ等であってよい。

発泡層５１２を形成する発泡材料は特に制限されず、例えば、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ならびにゴム材を発泡したものが使用できる。発泡層５１２は通常、導電性を有するものである。導電性発泡層は、発泡材料の原料に導電材を添加したものを発泡させることによって製造できる。導電材は、例えば、公知のカーボンブラックや金属微粒子、ならびにイオン導電材等が使用できる。発泡層の抵抗値は１×１０^３Ω〜１×１０^９Ω程度が好ましい。

発泡層の抵抗は、発泡ローラの芯金と、発泡層に当接した直径１８ｍｍの金属ローラとの間に、５０μＡの電流を流した際の電圧Ｖより、Ｒ（抵抗値）＝Ｖ／（５０×１０^−６） （Ω）により算出できる。なお、発泡層の食込み設定は、１．０ｍｍとしている。

発泡層５１２は、被清掃物の回収性の観点から、平均セル径が２００μｍ〜１０００μｍ、特に２５０〜５００μｍであることが好ましく、厚みが３〜１０ｍｍ、特に４〜７ｍｍであることが好ましい。

発泡層の平均セル径は、発泡体の切断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、測定した。撮影画像よりセルをランダムに１００個選択し、それぞれのセル径の平均を算出した。

発泡ローラ５１の回転方向は特に制限されるものではないが、被清掃物の回収性の観点から、中間転写ベルトとの接触部において中間転写ベルトの移動方向と逆方向であることが好ましい。

中間転写ベルト４に対する発泡ローラ５１の速度比は、発泡ローラの回収性の向上と中間転写ベルトの劣化防止の観点から、０．５〜２が好ましい。当該速度比は発泡ローラ５１の回転速度（ｍｍ／秒）を、中間転写ベルトの移動速度（ｍｍ／秒）で除することによって算出可能である。

発泡ローラ５１の中間転写ベルトへの食込み量は、被清掃物の回収性と回転トルクと中間転写ベルトの破断や摩耗の観点から、０．５〜２ｍｍが好ましい。

回収ローラ５２は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属製ローラまたは当該金属製ローラに導電性の樹脂層が形成されたものが使用され、発泡ローラ５１に捕捉・回収された被清掃物を自己の表面にさらに捕捉・回収する。金属製ローラは表面の平滑性やさびなどの腐食防止目的でメッキ処理をされていても良い。導電性の樹脂層は非発泡層であり、樹脂中に導電材が分散されたものである。樹脂材料は特に限定されないが、耐磨耗性に優れた材料が好ましい。そのような好ましい樹脂材料として、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。導電材は発泡層に含有される導電材と同様の材料が例示できる。

回収ローラ５２は、発泡ローラ５１表面との接触部において発泡ローラ５１の回転方向と同方向に回転可能に配置される。回収ローラが発泡ローラとの接触部において発泡ローラの回転方向と逆方向に回転すると、被清掃物の回収性が低下する。

ブレード５３は、回収ローラ５２上の被清掃物を掻き取る部材であり、弾性を有するものが回収ローラ５２表面に当接させて使用される。ブレード５３の構成材料は、例えばステンレス、鉄、銅等の金属、天然ゴム、合成ゴム等のゴム、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各種熱可塑樹脂が使用可能である。

ブレード５３は、回収ローラ５２との接触部において回収ローラの回転方向に対抗する形で、固定・設置される。

中間転写ベルト４は、特に制限されず、例えば、テフロン（登録商標）、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、トリアセテート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂からなっていてよい。好ましくは、前記した導電材が分散されて導電性を付与されている。中間転写ベルト４は、トナーの転写性向上や、ベルト表面の磨耗やキズ、異物の付着を防止する目的で、ベルト表面にコート層を設けてもよい。コート層の構成材料には、例えば、ゴム、エラストマー、樹脂などを用いることができる。コート層は、導電性の付与の為に、導電材が分散されていてよい。中間転写ベルト４はベルト形状を有さなければならないというわけではなく、例えば、ドラム形状を有してもよい。
中間転写ベルト４の表面抵抗値は１０^６〜１０^１２Ω／ｃｍ程度が好ましい。

中間転写ベルト４の表面抵抗値は、例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰを用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に基づいて測定することができる。

クリーニング装置５０において、発泡ローラ、回収ローラおよび中間転写ベルトは、それぞれ独立して駆動装置で回転駆動できるようになっている。それぞれの駆動装置では制御装置により回転速度または移動速度を制御できるようになっている。

回収ローラ５２の回転速度は、例えば図８または図９に示す手段によって、制御できる。

図８において、回収ローラ５２の駆動装置としてのモータに、モータの回転数を制御するための信号が送られ、結果として回収ローラの回転速度が制御される。モータの回転数の制御には、周波数や電圧を変化させる方式があり、どちらの方式でも構わない。

図９において、駆動装置としてのモータと回収ローラとの間に回転数可変装置を設置することにより、回収ローラ５２の回転速度を制御できる。回転数可変装置としては、ギアやプーリーによるものが挙げられる。そのような回転数可変装置に対して、モータの回転数を制御するための信号が送られる。

クリーニング装置５０において、中間転写ベルト４表面の被清掃物は発泡ローラ５１に回収された後、さらに回収ローラ５２に回収される。次いで、回収ローラ５２上の被清掃物はブレード５３にて掻き取られ、搬送スクリュー５４で、図示省略の容器等へ搬出される。

クリーニング装置５０には、クリーニング性能の更なる向上の観点から、中間転写ベルト４上の被清掃物を回収するためのクリーニング電界を形成することが好ましい。クリーニング電界は電源ＰＷ１によって形成される。電源ＰＷ１はスイッチＳＷ１を介して回収ローラ５２の芯金に、ベルト巻き掛けローラ３２はアースに接続（接地）される。
クリーニング電界形成時、回収ローラ５２を介して発泡ローラ５１には、ベルト４上のトナーの正規帯電極性とは逆極性〔例えば、正（＋）〕の電圧が印加され、発泡ローラ５１から中間転写ベルト４を通してベルト巻き掛けローラ３２に電流が流れる。
電源ＰＷ１により形成される電界は、定電圧によるもの、定電流によるもののいずれでもよく、定電圧の場合は例えば数ｋＶ以下、定電流の場合は例えば１００μＡ以下に設定すればよい。

（感光体用クリーニング装置）
図１１は、図１の画像形成装置における感光体用クリーニング装置６０の近傍の拡大構成図を示す。

クリーニング装置６０は、感光体１１の表面移動方向において、１次転写部材２から帯電装置１２に至るまでの間に設けられる。

クリーニング装置６０は、感光体１１表面に対して接触しながら回転可能に配置された発泡ローラ５１、および当該発泡ローラ５１表面に対して接触しながら、該接触部において発泡ローラの回転方向と同方向に回転可能に配置された回収ローラ５２を有するものである。クリーニング装置６０はさらに、回収ローラ５２表面に対して接触しながら固定的に配置されたブレード５３、当該ブレード５３で掻き落とされた被清掃物を搬出する搬送スクリュー５４およびブレード５３による被清掃物の掻き取り時に粉煙状に舞い上がった被粉砕物が感光体１１に再付着することを防止するシール部材（図示しない）を含んでいてもよい。クリーニング装置６０に含まれるこれらの部品はケース５５に内蔵された状態でケース５５に設けられている。但し、発泡ローラ５１は、その一部が該ケースから露出して感光体１１に接触していてもよい。クリーニング装置６０における発泡ローラ５１および回収ローラ５２等の回転部材は、図示しない制御部Ｃｏｎｔの指示のともに回転駆動される。

クリーニング装置６０は、被清掃物をクリーニングする対象が感光体１１であること、そのため当該装置６０を構成する発泡ローラ５１、回収ローラ５２、ブレード５３、搬送スクリュー５４およびケース５５の寸法が異なり、ケース５５の形状が異なること以外、クリーニング装置５０と同様であるため、以下、特記しない限り、それらの説明を省略する。

図１１において図２と同様の符号が付された部材は、図２における当該符号が付された部材と同様である。
クリーニング装置６０およびその構成部材の説明は、中間転写ベルト４を感光体１１に読み替えて、クリーニング装置５０およびその構成部材の前記説明を適用できる。

感光体１１は、従来から公知のいかなる無機、有機感光体も使用可能である。

（画像形成装置）
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略構成を示している。図１の画像形成装置１００は電子写真方式の画像形成装置であり、タンデム型のフルカラー画像形成装置であるが、これに限定されるものではなく、例えば、いわゆるサイクル型のフルカラー画像形成装置であってもよいし、またはモノカラー画像形成装置であってもよい。

画像形成装置１００は、ローラ３１、３２、３３に巻き掛けられて図中反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される中間転写体４を備えている。中間転写体４はここでは無端ベルト形態の中間転写ベルト４であるが、ドラム形態の中間転写ドラムであってもよい。

ローラ３２には中間転写ベルト４上の残留トナー等の被清掃物を清掃するクリーニング装置５０が臨んでいる。中間転写体用クリーニング装置５０については前記した通りである。ローラ３１には２次転写部材６が臨んでいる。２次転写部材６はここではローラ形態の２次転写ローラ６である。２次転写ローラ６の上方には定着装置７が設置されている。

ローラ３２、３１の間には中間転写ベルト４に沿って、ローラ３２から３１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１１を備えており、該感光体の周囲に帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４、１次転写部材２及び感光体上の残留トナー等の被清掃物を除去するクリーニング装置６０がこの順序で配置されている。感光体用クリーニング装置６０については前記した通りである。１次転写部材２はここではローラ形態の１次転写ローラ２であり、中間転写ベルト４を間にして感光体１に対向して配置される。

各画像形成部における現像装置１４は、いずれも負帯電性トナーを採用するもので、感光体１１上に形成される静電潜像を反転現像する。トナーは負帯電性を有するものに限定されず、正帯電性を有するものであってもよい。現像方式は反転現像方式に限定されず、正規現像方式であってもよい。各画像形成部における感光体１１、帯電装置１２、画像露光装置１３、現像装置１４及びクリーニング装置６０は一つのケース１に取付け保持されており、感光体１１は該ケース１内から転写ベルト４に臨んで該ベルト４に接触している。

四つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの下方には記録媒体（本例では記録紙Ｓ）の供給カセット８が設けられており、ここに収容される記録紙Ｓが給紙ローラ８１にて一枚ずつ引き出され、供給されるようになっている。

各画像形成部の帯電装置１２には、図示省略の制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、図示省略の電源から感光体帯電用の所定の高電圧が所定のタイミングで印加される。各画像形成部の現像装置１４の現像ローラ１４１には、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、図示省略の現像バイアス電源から所定の現像バイアスが所定のタイミングで印加される。

１次転写ローラ２には、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、その画像形成部用の図示省略の１次転写電源からから１次転写電圧が、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト４へ１次転写するタイミングで印加される。
２次転写ローラ６には、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、図示省略の電源からから中間転写ベルト４上のトナー像を記録紙Ｓへ２次転写するタイミングで２次転写電圧が印加される。

各画像形成部における、感光体１１、１次転写ローラ２、現像装置１４における現像ローラ１４１等の回転部材や画像露光装置１３の動作、さらには、２次転写ローラ６、中間転写ベルト４を巻き掛けたローラのうち駆動ローラ３１、定着装置７、給紙ローラ８１、クリーニング装置５０、６０等の動作も、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作するようになっている。

画像形成装置１００によると、次のように画像形成がなされる。
先ず、最終的に形成されるべき画像に応じて、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのうち少なくとも一つにおいて画像形成される。画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像が形成され、これが中間転写ベルト４に１次転写される。すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電装置１２にて感光体１１表面が一様に所定電位に帯電せしめられ、該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が、１次転写電圧を印加された１次転写ローラ２にて中間転写ベルト４上に転写される。同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト４に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて中間転写ベルト４に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト４に転写される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミングで形成される。かくして中間転写ベルト４上に形成された多重トナー像は中間転写ベルト４の回動により２次転写ローラ６へ向け移動する。

一方、記録紙Ｓが記録紙供給カセット８から給紙ローラ８１にて引き出され、引き続きタイミングローラ対９１、９２により、ベルト４上の多重トナー像と同期をとって中間転写ベルト４と２次転写ローラ６との間に供給され、２次転写電圧を印加された２次転写ローラ６にて該多重トナー像が記録紙Ｓ上に２次転写される。その後、記録紙Ｓは定着装置７に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録紙Ｓに定着されて所定のカラー画像が記録紙Ｓ上に形成される。さらにその後、記録紙Ｓは排紙ローラ対Ｒにて排紙トレイＴ上に排出される。

各画像形成部において１次転写後、感光体１１上に残留する１次転写残トナー等の被清掃物はクリーニング装置６０により清掃、回収される。また、２次転写後、中間転写ベルト４上に残留する２次転写残トナー等の被清掃物はクリーニング装置５０により清掃、回収される。１次転写後、感光体１１上に残留する、あるいは付着しているものは、殆どが１次転写残トナーであるが、２次転写後のベルト４上に残留、あるいは付着しているのは、２次転写残トナーのほか、記録紙Ｓに由来する紙粉、記録紙の填料（タルク等）等もある。画像形成部において現像装置１４が２成分現像剤を採用するものであれば、該２成分現像剤に含まれていたキャリアが付着していることもある。

＜実験例１；擬似実験＞
（中間転写ベルト用発泡ローラ）
発泡ローラは芯金の周囲に発泡体層を形成したものであった。発泡体は、平均セル径約５００μｍ、抵抗値９×１０^８Ωの発泡ウレタンであった。発泡ローラの外径はφ１５ｍｍ、芯金径はφ７ｍｍ、発泡体層の肉厚は４ｍｍであった。中間転写ベルトに対する発泡ローラの食込み量は１．０ｍｍとした。

（中間転写ベルト用回収ローラ）
回収ローラは表面をニッケルメッキした鉄のローラであった。表面粗さＲｚは、１．６μｍ以下であり、芯金径はφ１２ｍｍであった。回収ローラに対する発泡ローラの食込み量は１．３ｍｍとした。

（中間転写ベルト用ブレード）
回収ローラに当接しているブレードは、ＳＵＳ３０４の薄板（厚み ８０μｍ）を先端が当接するように当てた。

（トナー）
トナーには、負帯電性トナー（重合トナー、スチレンアクリル樹脂、粒径７．２μｍ）を用いた。
（中間転写ベルト）
中間転写ベルトには、導電性ポリイミド樹脂（表面抵抗５×１０^１１Ω）からなるベルトを用いた。

（評価Ａ）
上記した中間転写体用の発泡ローラ、回収ローラおよびブレードを、図２に示すようにＢｉｚｈｕｂＣ４５０（コニカミノルタ製）に搭載した。特記しない限り、上記複写機の標準条件を採用した。
まず、転写ベルト上に擬似の転写残トナーを形成し、回収ローラを外して、発泡ローラだけにしたクリーニング装置で転写残トナーを回収し、発泡セル中にトナーを蓄積させた。蓄積させるトナー量は、ほぼ５００ｍｇになるよう条件を設定した。
次に、トナーを蓄積した発泡ローラに回収ローラを当接させて、発泡ローラと回収ローラの回転を、実施例／比較例で記載の条件で１０秒間行った後、発泡ローラのセル内を光学顕微鏡で拡大し、トナーの残存状態を観察・評価した。尚、吐出の際に、回収ローラと発泡ローラの軸間には５０μＡの定電流が流れる様に設定した。回収ローラ側を＋極、発泡ローラを−極（アース）とした。

×；全てのセル内に残存トナーの密集部が認められた；
△；一部のセル内に残存トナーの密集部が認められたが、実用上問題なかった；
○；全てのセル内に残存トナーの密集部は認められず、トナーが均一に存在していた。

比較例１
発泡ローラの回転速度を３００ｍｍ／ｓに固定し、回収ローラの回転速度を２００ｍｍ／ｓに固定し、１０秒間回転させた。
比較例２
回収ローラの回転速度を３００ｍｍ／ｓに固定する他は、比較例１と同じ方法で回転させた。
比較例３
回収ローラの回転速度を４００ｍｍ／ｓに固定する他は、比較例１と同じ方法で回転させた。
セル内のトナーを観察したところ、トナーの密集箇所が認められた。
比較例４
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが２９０→２３０→２９０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。

実施例１
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが３３０→２７０→３３０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。

比較例５
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが３７０→３１０→３７０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。

実施例２
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが３６０→２４０→３６０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。
実施例３
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが３７５→２２５→３７５ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。

実施例４
発泡ローラの回転速度を５００ｍｍ／ｓに固定し、回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが５５０→４５０→５５０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、比較例１と同じ方法で回転させた。
実施例５
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが６００→４００→６００ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、実施例４と同じ方法で回転させた。
実施例６
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが６５０→３５０→６５０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、実施例４と同じ方法で回転させた。

比較例６
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが４７０→３７０→４７０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、実施例４と同じ方法で回転させた。
比較例７
回収ローラの回転速度を、図３Ａに示すようにθ_Ｈ→θ_Ｌ→θ_Ｈが６３０→５３０→６３０ｍｍ／ｓの５秒間サイクルで連続的に変化させる他は、実施例４と同じ方法で回転させた。

これらの結果より、回収ローラの回転速度をθ＝１を跨って変化させることにより、発泡ローラのセル中のトナー蓄積量は低減されることが判った。

＜実験例２；印字実験；中間転写ベルトのクリーニング＞
（評価Ｂ）
実験例１と同様の中間転写ベルト用の発泡ローラ、回収ローラおよびブレードを、図２に示すようにＢｉｚｈｕｂＣ４５０（コニカミノルタ製）に搭載し、実施例１〜６において以下に示す所定の条件で発泡ローラおよび回収ローラを回転させ、印字を行った。特記しない限り、実験例１と同様の条件を採用した。回収部のバイアス設定は、回収ローラを＋極性で、対向ローラを−極性（アース）とし、５０μＡの定電流が流れる様にした。

実施例１〜６
ＢＷ比５％のパターンを１００枚連続で印字した。回収ローラの回転速度は、印字終了時から装置の駆動停止までの間に変化させた。印字中はθ＝１の設定で回収ローラを回転させ、印字終了時から装置の駆動停止までの４秒間で、回収ローラの回転速度を変化させた。回収ローラの回転速度は、実験例１における各実施例に記載のθ_Ｈおよびθ_Ｌの値を採用し、図６に示すようにθ_Ｈ（１秒間）→θ＝１（１秒間）→θ_Ｌ（１秒間）→θ＝１（１秒間）の４秒間サイクルで段階的に変化させた。発泡ローラのセル内を光学顕微鏡で拡大し、トナーの残存状態を観察・評価した。

×；全てのセル内に残存トナーの密集部が認められた；
△；一部のセル内に残存トナーの密集部が認められたが、実用上問題なかった；
○；全てのセル内に残存トナーの密集部は認められず、トナーが均一に存在していた。

（評価Ｃ）
特記しない限り、評価Ｂと同様の方法により評価を行った。

実施例１〜６
回収ローラの回転速度を１０００枚印字終了毎に変化させて、ＢＷ比５％のパターンを１万枚印字した。回収ローラの回転速度は、印字を行いながら、段階的に変化させた。詳しくは回収ローラの回転速度は、実験例１における各実施例に記載のθ_Ｈおよびθ_Ｌの値を採用し、図７に示すように、１〜１０００枚印字時はθ＝１、１００１〜２０００枚印字時はθ＝θ_Ｈ、２００１〜３０００枚印字時はθ＝１、３００１〜４０００枚印字時はθ＝θ_Ｌの４０００枚サイクルで段階的に変化させた。尚、回収ローラの速度の切り替えは、複写機を一旦停止してから行なった。

θ＝θ_Ｈの時とθ＝θ_Ｌの時との画像を比べた。
×；印字した線幅または線の間隔が明らかに異なっており、実用上問題があった；
△；印字した線幅または線の間隔が僅かに異なっていたが、実用上問題なかった；
○；印字した線幅または線の間隔に差はなかった。

（評価Ｄ）
評価Ｃと同様の方法により、１０万枚印字した。１０万枚目の中間転写ベルトにおけるフィルミングについて評価した。比較例についても評価を行った。比較例においては、各比較例に記載のθ_Ｈおよびθ_Ｌの値を採用した。
×；中間転写ベルト全面にわたってフィルミングが認められた；
△；中間転写ベルトの一部にフィルミングが認められたが、実用上問題なかった；
○；中間転写ベルト全面にわたってフィルミングは認められなかった。

＜実験例３；印字実験；感光体のクリーニング＞
（感光体用発泡ローラ）
発泡ローラは芯金の周囲に発泡体層を形成したものであった。発泡体は、平均セル径約５００μｍ、抵抗値９×１０^８Ωの発泡ウレタンであった。発泡ローラの外径はφ１４ｍｍ、芯金径はφ６ｍｍ、発泡体層の肉厚は４ｍｍであった。感光体に対する発泡ローラの食込み量は１．０ｍｍとした。

（感光体用回収ローラ）
回収ローラは表面をニッケルメッキした鉄のローラであった。表面粗さ Ｒｚ＝１．６μｍであり、芯金径はφ１２ｍｍであった。回収ローラに対する発泡ローラの食込み量は１．０ｍｍとした。

（感光体用ブレード）
回収ローラに当接しているブレードは、ＳＵＳ３０４の８０μｍの薄板を先端が当接するように当てた。

（トナー）
トナーには、負帯電性トナー（重合トナー、スチレンアクリル樹脂、粒径７．２μｍ）を用いた。
（感光体）
感光体には複写機に標準装備されている有機感光体を用いた。

（評価Ｄ）
上記した感光体用の発泡ローラ、回収ローラおよびブレードを、図１１に示すようにＢｉｚｈｕｂＣ４５０（コニカミノルタ製）に搭載し、実施例１〜６において以下に示す所定の条件で発泡ローラおよび回収ローラを回転させ、印字を行った。特記しない限り、実験例１と同様の条件を採用した。回収ローラには、正極性のバイアスを印加し、回収ローラと感光体の間に、２０μＡの定電流が流れる様にした。感光体から転写ベルトにトナーを転写する１次転写部のバイアスは、３０μＡの定電流が流れる様、転写ベルトの裏面にある１次転写ローラに電圧を印加した。

実施例１〜６
ＢＷ比５％のパターンを１００枚連続で印字した。回収ローラの回転速度は、印字終了時から装置の駆動停止までの間に変化させた。印字中はθ＝１の設定で回収ローラを回転させ、印字終了時から装置の駆動停止までの４秒間で、回収ローラの回転速度を変化させた。回収ローラの回転速度は、実験例１における各実施例に記載のθ_Ｈおよびθ_Ｌの値を採用し、図６に示すようにθ_Ｈ（１秒間）→θ＝１（１秒間）→θ_Ｌ（１秒間）→θ＝１（１秒間）の４秒間サイクルで段階的に変化させた。発泡ローラのセル内を光学顕微鏡で拡大し、トナーの残存状態を観察・評価した。

×；全てのセル内に残存トナーの密集部が認められた；
△；一部のセル内に残存トナーの密集部が認められたが、実用上問題なかった；
○；全てのセル内に残存トナーの密集部は認められず、トナーが均一に存在していた。

本発明のクリーニング装置は、モノクロ画像或いはカラー画像を形成する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等のような画像形成装置において、長期にわたって像担持体表面を有効に清掃できる。

本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 図１における中間転写ベルト用クリーニング装置の拡大図である。 本発明において回転速度比θを連続的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において回転速度比θを連続的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において、印字終了時から装置の駆動停止までの間に回転速度比θを連続的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において、印字終了時から装置の駆動停止までの間に回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において、印字を行いながら回転速度比θを段階的に変化させる場合における、回転速度比θの経時的変化を示すグラフの一例である。 本発明において回収ローラの回転速度を制御するための手段の一例を示す概略構成図である。 本発明において回収ローラの回転速度を制御するための手段の一例を示す概略構成図である。 本発明の中間転写ベルト用クリーニング装置におけるクリーニング電界の形成手段を説明するための概略構成図である。 図１における感光体用クリーニング装置の拡大図である。

符号の説明

５０：中間転写ベルト用クリーニング装置、５１：発泡ローラ、５２：回収ローラ、５３：ブレード、５４：搬送スクリュー、５５：ケース、６０：感光体用クリーニング装置。

Claims (7)

1. 像担持体表面に対して接触しながら回転可能に配置された発泡ローラ；および
   該発泡ローラ表面に対して接触しながら、該接触部において発泡ローラの回転方向と同方向に回転可能に配置された回収ローラを有し、
   発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを、１を跨ぐ範囲で変化させることを特徴とするクリーニング装置。
2. 発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを少なくとも０．９５〜１．０５の範囲で変化させる請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを、下限値が０．６０〜０．９５であって、上限値が１．０５〜１．４０である範囲で変化させる請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 発泡ローラに対する回収ローラの回転速度比θを、下限値が０．７８〜０．９５であって、上限値が１．０５〜１．２２である範囲で変化させる請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 画像形成時以外の時に回転速度比θを変化させる請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニング装置。
6. 像担持体が中間転写体または感光体である請求項１〜５のいずれかに記載のクリーニング装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。

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