JP2011090134A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング補助部材の機能を損なうことなく、クリーニングブレードの端部へ十分なトナーを供給して、クリーニングブレードが安定したクリーニング性能を発揮できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】クリーニング補助部材９４の長手方向の長さを、画像形成領域より大きくするが、画像形成領域の外側の飛散トナー領域はすべてカバーしないように設定する。一方、クリーニングブレード９１は、飛散トナー領域の外側まで達している。これにより、クリーニングブレード９１の末端までトナーが横走りして、中間転写ベルト５１との摺擦部に潤滑剤としてのトナーが滞留するようになり、端部めくれ、異常音、先端劣化が防止される。
【選択図】図５

Description

本発明は、クリーニングブレードを用いて像担持体からトナーを回収する画像形成装置、詳しくはクリーニングブレードの過剰なトナー堆積を阻止するクリーニング補助部材の配置構造に関する。

感光体に形成したトナー像を直接、又は中間転写体を介して記録材へ転写して熱定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置は、クリーニングブレードを用いて像担持体（感光体、中間転写体、記録材搬送体、又は転写ローラ）から不必要なトナーを回収するクリーニング装置を付設している。

クリーニングブレードを用いたクリーニング装置は、クリーニングブレードにトナーが過剰に堆積すると、クリーニングブレードの動作が妨げられて、正常なクリーニング性能を発揮できなくなる。クリーニングブレードの先端に過剰な圧力が作用してトナーの溶着を起こしたり、クリーニングブレードが熱変形してトナーのすり抜けを起こしたりする。

近年、画像形成装置の小型化に伴ってクリーニング装置の容積が小さくなる一方、画像形成のプロセススピードは高められる傾向にある。その結果、トナー使用量の多い画像形成が連続すると、像担持体の画像形成領域に摺擦するクリーニングブレードの部分にトナー堆積が急成長して凝集し、このような問題を発生し易くなっている（特許文献２）。

特許文献１には、クリーニングブレードが感光ドラムから回収したトナーを搬送スクリューへ落とし込んで、感光ドラムの一端側に運び出して回収するクリーニング装置が示される。ここでは、棒材を折り曲げて形成した攪拌部材がクリーニングブレードに沿って配置され、攪拌部材が搬送スクリューに接触して間欠的に振動することで、クリーニングブレードの周囲に発生した凝集トナーが崩れて搬送スクリューへ落ち込む。

特許文献２には、クリーニングブレードの先端に沿ってワイヤーが張設されたクリーニング装置が示される。ここでは、ワイヤーが長手方向に振動することで、クリーニングブレードの先端に凝集したトナーが崩れて落下する。

特開２００８−２２４７２６号公報 特開２００３−２４８４０１号公報

高いプロセススピードでクリーニングブレードが安定したクリーニング性能を発揮するためには、クリーニングブレードの先端にトナーが適量堆積して、摺擦部分に微量のトナーが絶えず供給されていることが望ましい。トナーが供給されない場合、クリーニングブレードがびびり振動を発生したり、熱変形してトナーのすり抜けが増えたりする可能性がある。

しかし、図５に示すように、画像形成装置では、像担持体（５１）の画像形成領域の外側の飛散トナー領域のさらに外側までクリーニングブレード（９１）を配置してクリーニングを行う必要がある。ここで、画像形成領域の外側ではトナー像が形成されておらず、飛散トナー領域の外側では飛散トナーも届かないため、クリーニングブレード（９１）の端部では十分なトナーが供給されない可能性がある。

しかし、実際には、画像形成領域及び飛散トナー領域で掻き取られたトナーがクリーニングブレード（９１）の先端で流動しながら外側へ拡散移動することで、クリーニングブレード（９１）の端部までトナーが供給される。

図４の（ａ）に示すように、クリーニングブレード（９１）に堆積したトナーがクリーニングブレードの端部に外側へ向かってトナー堆積量が少なくなる堆積量分布を形成する。このため、クリーニングブレード（９１）の先端で流動するトナーが堆積量分布の傾斜を均すように外側へ横走りする。

しかし、図４の（ｂ）に示すように、クリーニング補助部材（９４）を設けてクリーニングブレード（９１）に堆積したトナーを早期に除去してしまう構成では、クリーニングブレード（９１）に沿って外側へ向かうトナーの移動が途切れ易くなる。クリーニング補助部材（９４）が画像形成領域及び飛散トナー領域に堆積したトナーを一律に除去してしまうため、クリーニングブレード（９１）の端部に外側に向かってトナーを移動させるような堆積量分布が形成されなくなる。そのため、クリーニングブレード（９１）の先端で流動するトナーが堆積量分布の傾斜に駆動されて外側へ拡散移動するメカニズムが機能しなくなる。

本発明は、クリーニング補助部材の機能を損なうことなく、クリーニングブレードの端部へ十分なトナーを供給して、クリーニングブレードが安定したクリーニング性能を発揮できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体のトナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードが前記像担持体から除去したトナーを前記クリーニングブレードに沿って搬送する搬送部材とを備えたものである。そして、前記クリーニングブレードに停滞したトナーを崩して前記搬送部材へ落とし込むクリーニング補助部材を備え、前記クリーニング補助部材は、前記クリーニングブレードの端部領域の先端における外側へ向かうトナーの流れを妨げないように前記クリーニングブレードよりも短く中央側に寄せて配置される。

本発明の画像形成装置では、クリーニングブレードの端部領域に隣接したトナー堆積が残される範囲で、クリーニング補助部材がクリーニングブレードに停滞したトナーを崩して搬送部材へ落とし込む。残された領域で掻き取ったトナー堆積を成長させることで、クリーニングブレードの先端で流動するトナーが堆積量分布の傾斜に駆動されて外側へ拡散移動するメカニズムを機能させる。そのようなトナー堆積が端部領域において安定して維持されるように、クリーニング補助部材をクリーニングブレードよりも短く中央に寄せて配置する。これにより、堆積トナーの分布を均す方向に安定したトナーの流れが形成されて、クリーニングブレードの末端部分の先端にもトナーが途切れないで供給される。

従って、クリーニング補助部材の機能を損なうことなく、画像形成領域の外側のクリーニングブレードへ十分なトナーを供給して、クリーニングブレードが安定したクリーニング性能を発揮できる。

本実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 ベルトクリーニング装置の構成の説明図である。 クリーニング補助部材の駆動機構の説明図である。 飛散トナー領域におけるクリーニングブレードのトナー堆積量分布の説明図である。 画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。 クリーニングブレードの先端のトナーの堆積量の説明図である。 実施例２及び実施例３のベルトクリーニング装置の構成の説明図である。 実施例４のベルトクリーニング装置におけるクリーニング補助部材の揺動機構の説明図である。 実施例４における画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。 実施例５における画像形成装置の構成の説明図である。 実施例５における画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、クリーニング補助部材がクリーニングブレードよりも短く中央側へ寄せて配置される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

クリーニングブレードを摺擦させる像担持体としては、感光体、中間転写体、又は記録材搬送体のいずれでもよく、画像形成装置は、フルカラー、モノクロ、タンデム型、１ドラム型に限らず実施できる。本実施形態ではトナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、これに必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で使用できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は本実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配置したタンデム型フルカラープリンタである。

画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて、中間転写ベルト５１に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト５１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム１ｃ、１ｄにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト５１のトナー像に重ねて順次一次転写される。

中間転写ベルト５１に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２で記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に機体外部へ排出される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。従って、以下では、イエローの画像形成部Ｐａについて説明し、他色の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電ローラ２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置している。感光ドラム１ａは、外径３０ｍｍのアルミニウム円筒の外周面に帯電極性が負極性の感光層を形成して構成され、１３５ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電ローラ２ａは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されて、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位（本実施例では約−６５０Ｖ）に帯電させる。露光装置３ａは、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを多面体ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１ａの表面に画像の静電像を書き込む。

現像装置４ａは、二成分現像剤を攪拌しつつ循環させてトナー（非磁性）を負極性にキャリア（磁性）を正極性に帯電させる。帯電した二成分現像剤は、現像スリーブ４１に磁気的に担持されて磁気穂を形成して感光ドラム１ａを摺擦する。不図示の電源が、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ４１に印加することにより、現像スリーブ４１から感光ドラム１ａへトナーが移転して静電像を反転現像する。振動電圧は、例えば直流電圧：−４００Ｖ、交流電圧：１．５ｋＶｐｐ、周波数：３ｋＨｚ、波形：矩形波にて構成される。

一次転写ローラ５ａは、中間転写ベルト５１の内側面を所定の押圧力で押圧して感光ドラム１ａと中間転写ベルト５１との間にトナー像の一次転写部Ｔ１ａを形成する。電源Ｄ１ａが、＋１０μＡに定電流制御された正極性の直流電圧を一次転写ローラ５ａに印加することにより、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト５１に一次転写される。一次転写後の感光ドラム１ａに残留している転写残トナーは、クリーニング装置６ａによって除去されて回収される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを斜めに貫通する態様で、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの上方に、中間転写体の一例である無端ベルトの中間転写ベルト５１が配置されている。中間転写ベルト５１は、駆動ローラ１３、対向ローラ５６、及びテンションローラ１２に掛け渡して支持され、駆動ローラ１３に駆動されて矢印Ｒ２方向に１３５ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する。テンションローラ１２は、不図示の加圧手段により、中間転写ベルト５１と駆動ローラ１３がスリップしないように、９８Ｎの張架張力をかけている。

二次転写ローラ５７は、対向ローラ５６に支持された中間転写ベルト５１に圧接して、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ５７との間にトナー像の二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト５１のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐを挟持搬送する。電源Ｄ２が、＋２０μＡに定電流制御された正極性の直流電圧を二次転写ローラ５７に印加することで、中間転写ベルト５１から記録材Ｐへトナー像が二次転写される。

カセット２０から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ２１で１枚ずつに分離して停止状態のレジストローラ６６へ給送される。レジストローラ６６は、記録材Ｐを待機させて、中間転写ベルト５１のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ送り出す。

定着装置７は、定着ローラ７１と加圧ローラ７２間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して記録材P表面に熱定着させる。

＜ベルトクリーニング装置＞
図２はベルトクリーニング装置の構成の説明図である。図３はクリーニング補助部材の駆動機構の説明図である。図４は飛散トナー領域におけるクリーニングブレードのトナー堆積量分布の説明図である。図２中、（ａ）は軸方向から見た断面図、（ｂ）は上方から見た断面図である。

図２の（ａ）に示すように、ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト５１にクリーニングブレード９１を摺擦して、二次転写部（Ｔ２：図１）を通過した中間転写ベルト５１上の転写残トナーをクリーニングする。

クリーニングブレード９１は、ＪＩＳアスカ硬度７０度のウレタンゴムで厚さ２ｍｍに形成されて板金部９２に支持されている。

クリーニングブレード９１は、板金部９２の両端に配置した押圧ばね９８によって総圧１４Ｎの付勢力で中間転写ベルト５１に付勢されている。これにより、クリーニングブレード９１は、中間転写ベルト５１に対して一定の３５Ｎ／ｍの線圧力で当接する。

搬送スクリュー９３は、クリーニングブレード９１近傍に設置され、クリーニングブレード９１が中間転写ベルト５１から掻き取ったトナーをクリーナ容器９０の奥側の端部へ向かって搬送する。クリーナ容器９０の奥側の端部には、不図示の回収トナー容器が接続され、搬送スクリュー９３によって搬送されたトナーが落下して回収される。

図２の（ｂ）に示すように、クリーニングブレード９１の外側で端部シール９７がクリーニング容器９０に取り付けられて中間転写ベルト５１に当接する。端部シール９７は、発泡剤や不織布又は織布を用いて形成され、クリーニングブレード９１の先端に沿って横走りしたトナーや、搬送スクリュー９３によって運ばれたトナーがクリーニング容器９０の外へ漏れることを防ぐ。

ところで、中間転写ベルト５１から掻き落とされたトナーは、クリーニングブレード９１の上向きのブレード面に堆積するため、ブレード面に堆積したトナーを搬送スクリュー９３へ導くことが困難である。クリーニングブレード９１によって中間転写ベルト５１から掻き取られたトナーが搬送スクリュー９３に受け渡される過程で、トナーが静電的・非静電的付着力によって互いに凝集することがある。その結果、搬送スクリュー９３による搬送性が低下して、クリーニングブレード９１近傍にトナーが溜まり過ぎる可能性がある。その結果、トナーがクリーニングブレード９１を擦り抜けるクリーニング不良、ベルトクリーニング装置９の容量を超えたトナー詰まりによるクリーニング装置のトナー漏れ、中間転写ベルト５１の駆動の過負荷が発生する。近年、画像形成装置１００の小型化に伴って、クリーニングブレード９１の配置の自由度が失われているため、クリーニングブレード９１の配置や角度をトナーが溜まりにくいように最適化できなくなっている背景もある。

図４の（ａ）に示すように、クリーニング補助部材９４が無い場合、クリーニングブレード９１の長手方向の端部において、クリーニングブレード９１の末端部まで大量のトナーが存在している。

クリーニングブレード９１の長さは、通常、中間転写ベルト５１の表面の画像形成領域の幅よりも長くなっている。トナーは、主に画像形成領域において得られるため、画像形成領域に位置するクリーニングブレード９１の先端には、潤滑剤となるトナーが多く、画像形成領域の外側に位置するクリーニングブレード９１の先端にはトナーが少ない。

画像形成領域の外側でクリーニングブレード９１の先端に供給されるトナーは、画像形成時の帯電・現像の不安定性によって発生する飛散トナーと、クリーニングブレード９１の先端に溜まったトナーがトナーの少ない領域へ運ばれた横走りトナーである。

クリーニングブレード９１の先端に溜まったトナーは、中間転写ベルト５１の回転によってクリーニングブレード９１に向かう力を受ける。このとき、クリーニングブレード９１の先端に溜まったトナーが多いほど、クリーニングブレード９１に向かう方向には移動できるスペースがなくなる。このため、分散した力によってクリーニングブレード９１と平行方向、特にトナーの蓄積のない両端へ向かう方向に移動する傾向が発生する。

そこで、ベルトクリーニング装置９では、クリーニングブレード９１に重ねて配置した板状部材のクリーニング補助部材９４を矢印Ｒ３方向へ間欠的に振動させて、ブレード面に堆積したトナーを崩して傾斜面で落下させている。クリーニング補助部材９４は、クリーニングブレード９１から接離する方向へ振動することで、クリーニングブレード９１により掻き取られて溜まってくるトナーを凝集させずに搬送スクリュー９３に落とし込む。

図３に示すように、クリーニング補助部材９４、中間転写ベルト５１、及びテンションローラ１２の端部が俯瞰される。クリーニング補助部材９４は、樹脂や金属の薄い板材で構成されて、回動軸８３で揺動可能に取り付けられ、クリーニング補助部材９４に接続された駆動受け部材９５は振動ばね９９によって振動可能に支持されている。そして、テンションローラ１２の回転軸１２ａに取り付けられた駆動部材１４がテンションローラ１２の１回転につき１回、駆動受け部材９５を弾くことにより、クリーニング補助部材９４が一定間隔で間欠的に振動する。駆動受け部材９５は、弾かれた後は、回動軸８３を中心にクリーニング補助部材９４が回動するように元の位置に戻り、トナーを崩すための振動が得られる。

しかし、この場合、クリーニングブレード９１の先端の堆積トナーが早期に除去されてしまい、クリーニングブレード９１の先端で外側へ向かうトナーの移動が阻害されて途切れがちになることが判明した。

上述したように、適量のトナーがクリーニングブレード９１の先端と中間転写ベルト５１の接触部付近に存在することで、潤滑剤として機能している。この潤滑作用によって、クリーニングブレード９１と中間転写ベルト５１表面の微小振動により生じる異常音、クリーニングブレード９１のめくれ及びクリーニングブレード９１の先端の熱劣化が抑えられている。このため、クリーニングブレード９１の両端部でトナー供給が途絶えると、クリーニングブレード９１の挙動が不安定になり易くなり、これにより、クリーニング不良が発生し易くなる。

図４の（ｂ）に示すように、クリーニングブレード９１の全長に渡ってクリーニング補助部材９４を配置した場合、クリーニングブレード９１の全域に渡って溜まったトナーが振動を受けて崩される。このとき、クリーニングブレード９１の長手方向の両端部においてトナー量がさらに少なくなり、画像形成領域の外側でトナーの横走りが発生しにくくなる。その結果、クリーニングブレード９１の長手方向の両端部では、トナーを潤滑剤として利用できず、異常音やめくれ及びクリーニングブレード９１の先端の劣化が発生し易くなる。

そこで、クリーニングブレード９１に沿って往復移動して両端部のクリーニングブレード先端へ強制的にトナーを流し込む新たな機構を追加する提案がされた。しかし、クリーニング補助部材９４を含めたベルトクリーニング装置９の構造が複雑になり、小型化されたクリーニング容器９０には収まらなくなり、部品点数も増えてしまう。

以下の実施例では、追加的な機構に頼ることなく、クリーニングブレード９１の長手方向の両端部においてトナーの潤滑性能を十分に確保している。

＜実施例１＞
図５は画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。図６はクリーニングブレードの先端のトナーの堆積量の説明図である。

図５に示すように、実施例１では、クリーニングブレード９１とクリーニング補助部材９４の長さの関係は、次のように設定されている。画像形成領域：３０６ｍｍ＜クリーニング補助部材：３０７ｍｍ＜現像コート幅：３０９ｍｍ＜クリーニングブレード：３２６ｍｍである。これにより、画像形成領域については、クリーニングブレード９１とクリーニング補助部材９４の関係をほぼ一様に設定して均一で安定したクリーニング性能を発揮させる。なお、図２の（ｂ）に示すように、クリーニング補助部材９４の長さＬは、トナーを崩す機能を持っていない駆動受け部材９５は含まない。

クリーニングブレード９１は、中間転写ベルト（像担持体）５１上のトナーをすべて掻き落とすために、飛散トナー領域をカバーできるように現像コート幅より長く設定する必要がある。

飛散トナー領域は、現像装置４ａの開口部からトナーが感光ドラム１ａへ飛散して画像形成領域の外側に付着することにより形成され、転写残トナーがなく、飛散トナーのみベルトクリーニング装置９へ送られる領域である。飛散トナー領域は、現像スリーブ４１による現像コート幅の端部近傍から帯電ローラ端部近傍の間の領域に形成されており、端部から内側へ向かって指数関数的にトナー付着量が増えるという特徴がある。

飛散トナー領域では、プリント画像の大きさや画像濃度にあまり関係なく安定したトナー量が付着するため、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを合わせると、後述するトナー堆積を十分形成可能なトナー量を確保できる。

このため、クリーニング補助部材９４は、画像形成領域から掻き落としたトナーをクリーニングブレード９１から除去するものとし、斜線で示した現像コート幅端部から外に広がる飛散トナー領域の大部分をカバーしない構成とした。

表１は、トナーの堆積量（高さ）とベルトクリーニング装置９の動作状態の関係を示している。ベルトクリーニング装置９において、クリーニングブレード９１の先端から搬送スクリュー９３までの空間にトナーを供給する試験を行なった。そして、クリーニングブレード９１の端部の先端に存在するトナー高さＨｔ（図６参照）と、クリーニングブレード９１の最端部におけるトナーの横走り発生の有無、及びトナーの詰まり発生の有無を調べた。

表１に示すように、トナーの堆積量が大きいほど横走りが発生しやすくなっており、堆積の高さが３ｍｍを超えると安定した横走りが発生してクリーニングブレード９１の末端までトナーが供給される。そして、クリーニングブレード９１の端部のめくれ等を抑制するにはトナー横走りが発生していることが望ましい。しかし、堆積の高さが８ｍｍを超えると、クリーニングブレード９１上でトナーの詰まりが発生し易くなるため、ベルトクリーニング装置９では、トナー高さを３ｍｍから８ｍｍの間に保つ必要がある。

図６の（ａ）に示すように、トナーの堆積量が少ないときは、矢印Ｑ方向にトナーが逃げてしまって、クリーニングブレード９１の先端に沿った長手方向のトナー横走りは発生しない。

しかし、図６の（ｂ）に示すように、クリーニングブレード９１上にトナーが堆積してくると、堆積したトナーの圧力で、矢印Ｑ方向に移動できるトナーが少なくなる。そして、クリーニングブレード９１の先端に沿ったトナー堆積量が少ない方向、すなわち中央側から外側へ向かってトナー横走りが発生するようになる。

しかし、図６の（ｃ）に示すように、クリーニングブレード９１上のトナーがクリーニング容器９０の天井まで達するとクリーニングブレード９１上でトナーが凝縮してトナー詰まりが発生する。その結果、クリーニング容器９０にトナーを取り込めなくなって、クリーニングブレード９１が中間転写ベルト５１からトナーを掻き取れなくなる。

従って、画像形成領域の外側に位置するクリーニングブレード９１の上に図６の（ｂ）に示すようなトナー堆積状態を安定して維持することで、クリーニングブレード９１の末端までトナーによる潤滑作用を確保できる。

画像形成装置１００においてクリーニング補助部材９４の条件を変えて画像形成を行なった比較結果を表２に示す。本実験はトナーの詰まりが発生し易い高温高湿環境（３０℃、８０％ＲＨ）で印字率５％のフルカラー画像を連続で通紙するという条件で行なった。

図４の（ａ）に示すように、クリーニング補助部材９４が無いとき、ベルトクリーニング装置９内のトナー高さは８ｍｍを超える場合があり、およそ３００００枚を通紙したところでトナー詰まりが発生した。

図４の（ｂ）に示すように、クリーニングブレード９１と同じ長さのクリーニング補助部材９４があるとき、トナー高さは２〜３ｍｍとなり、およそ６００００枚を通紙したころから、異常音が発生した。

図４の（ｃ）に示すように、実施例１の組み合わせでクリーニング補助部材９４を設定したとき、トナー高さは３〜５ｍｍとなり、異常音やめくれ、トナー詰まりは発生しなかった。

図５に示すように、クリーニング補助部材９４が飛散トナー領域にないため、飛散トナー領域のトナーを、クリーニングブレード９１の末端までトナー横走りが発生する程度に残しておくことができる。トナー横走りが発生してトナーの潤滑性能が安定して維持されるため、クリーニングブレード９１の異常音やめくれ、熱劣化を防止できる。

また、飛散トナーの量が多くなった場合、飛散トナー領域で掻き取られるトナー量が増えて、飛散トナー領域でのトナー高さが上記の条件より大きくなり、トナー横走り量も多くなる。しかし、飛散トナー領域のトナー高さが画像形成領域のトナー高さより大きくなった場合は、飛散トナー領域から画像形成領域へ逆方向へトナー横走りが起きるため、飛散トナー領域でトナー詰まりが起きることはない。そして、トナー横走り量が多くなっても、図２の（ｂ）に示すように、端部シール９７によってせき止めるため、クリーニング容器９０から溢れる問題は発生しない。

図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける画像形成領域はすべて同じである。しかし、画像形成部によって画像形成領域が異なる場合は最大の画像形成領域よりクリーニング補助部材９４の長さを大きく設定することで本発明を実施できる。

なお、実施例１では、クリーニングブレード９１上に必要な高さのトナー堆積を形成するために、専ら飛散トナー領域のトナーを活用して、画像形成領域のトナーをあてにしない構成とした。上述したように、飛散トナー領域では、プリント画像の大きさや画像濃度にあまり関係なく安定したトナー量が付着するためである。上述したように、飛散トナー領域は、現像装置の開口部から飛散したトナーが付着して形成されるため、画像形成領域の外側に、外側へ向かって指数関数的に少なくトナーが付着しているからである。このため、クリーニングブレード９１で掻き取った飛散トナー領域のトナーは、外側へ向かって低く傾斜したトナー堆積量分布が自然に形成されて、ブレード先端におけるトナーの横走りを駆動するからである。

これに対して、画像形成領域で掻き取られるトナー量は、プリント画像の大きさや画像濃度に影響されて大きく変動し、プリント画像に頼る限りにおいて、安定した高さのトナー堆積を確保できない。画像形成領域で掻き取られるトナーは、クリーニング補助部材９４を用いて速やかに除去し続けないと、高濃度の画像形成が続くと、小型化された現像容器９０では、天井との間で詰まりを生じる可能性がでてくる。

ただし、画像形成領域の末端に定期的にクリーニングブレード９１に対するトナー供給専用のパッチトナー像を形成すれば、当該部分のクリーニングブレード９１に安定したトナー供給を確保できる。このような実施例の場合、クリーニング補助部材９４は、画像形成領域の末端を避けた中央側へさらに短く配置してもよい。

＜実施例２、実施例３＞
図７は実施例２及び実施例３のベルトクリーニング装置の構成の説明図である。

図２に示すように、実施例１では、クリーニング補助部材９４は、振動する板状部材である。これに対して実施例２では、クリーニング補助部材９４Ａは、回転する掻き落とし羽根である。実施例３では、クリーニング補助部材９４Ｂは、揺動してトナーを掃き出すブラシ部材である。クリーニング補助部材以外の構成は実施例１と同一であるため、重複する説明を省略する。

画像形成装置（１００）は、像担持体（５１）とクリーニングブレード（９１）と搬送部材（９３）とを備える。そして、クリーニングブレード（９１）は、上向きのブレード面に堆積したトナーが崩れ落ちるように先端側の摺擦エッジに向かって斜め上向きに配置される。クリーニング補助部材（９４Ａ、９４Ｂ）は、クリーニングブレード（９１）に停滞したトナーを崩して搬送部材（９３）へ落とし込む。

クリーニング補助部材（９４Ａ、９４Ｂ）は、クリーニングブレード（９１）の端部領域の先端における外側へ向かうトナーの流れを妨げないようにクリーニングブレード（９１）よりも短く中央側に寄せて配置される。図５に示すように、クリーニングブレード（９１）は、最大画像の画像形成領域の外側へトナーが飛散して形成される飛散トナー領域のさらに外側に両端を位置させて配置される。一方、クリーニング補助部材（９４Ａ、９４Ｂは、飛散トナー領域で外側へ向かうトナーの流れが形成されるように画像形成領域の範囲を横断して配置される。

＜実施例４＞
図８は実施例４のベルトクリーニング装置におけるクリーニング補助部材の揺動機構の説明図である。図９は実施例４における画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。

実施例１では、板状部材のクリーニング補助部材９４がクリーニングブレード９１から接離する方向に振動した。これに対して、実施例４では、板状部材のクリーニング補助部材９４Ｃがクリーニングブレード９１の長手方向に往復移動する。この移動方向の違い以外は、図１〜図６を参照した実施例１と等しく構成されているため、図８、図９中、実施例１と共通する構成には、図３、図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図８の（ａ）に示すように、実施例４のベルトクリーニング装置９Ｃでは、クリーニング補助部材９４Ｃがクリーニングブレード９１と平行方向に往復振動する。図８はクリーニング補助部材９４Ｃと中間転写ベルト５１、テンションローラ１２の端部を俯瞰した図である。往復移動することで、クリーニングブレード９１により掻き取られて溜まってくるトナーを凝集させずに崩して搬送スクリュー９３に落とし込む。

テンションローラ１２の回転に伴い、アイドルギア１５を介してレシプロギア９６が回転する。レシプロギア９６は、円柱を斜めに切断した形状をしており、斜めの切断面にクリーニング補助部材９４Ｃに接続された駆動受け部材９５が突き当たっている。レシプロギア９６が回転すると駆動受け部材９５がレシプロギア９６の厚みに倣って移動してクリーニング補助部材９４Ｃをレシプロ移動させる。クリーニング補助部材９４Ｃの位置は、図８の（ａ）に示すレシプロギア９６の最長部に駆動受け部材９５が突き当たる位置から、図８の（ｂ）に示すレシプロギア９６の最短部に駆動受け部材９５が突き当たる位置まで変化する。これを繰り返すことで、トナーを崩すためのクリーニング補助部材９４Ｃのレシプロ移動を達成する。

図９に示すように、実施例４の画像形成装置における各部材の長手方向の長さの関係が設定され、クリーニング補助部材９４Ｃの長さは、次のように設定されている。画像形成領域：３０６ｍｍ＜クリーニング補助部材のレシプロ駆動領域：３０８ｍｍ＜現像コート幅：３０９ｍｍ＜クリーニングブレード：３２６ｍｍである。ここで、クリーニング補助部材幅：３１９ｍｍ＋振幅±２ｍｍ＝クリーニング補助部材のレシプロ駆動領域：３０８ｍｍである。すなわち、クリーニング補助部材９４Ｃのレシプロ駆動する範囲が飛散トナー領域をすべてカバーしない構成とした。

実施例４では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける画像形成領域はすべて同じであるが、画像形成部によって画像形成領域が異なる場合は最大の画像形成領域よりクリーニング補助部材の長さを大きく設定する。

上記のような構成にすることで実施例１と同様に、クリーニング補助部材９４Ｃが飛散トナー領域にないために、飛散トナー領域のトナーをトナー横走りが発生する程度に残しておくことができ、ブレード端部の異常音やめくれ、先端劣化を防止できる。

＜実施例５＞
図１０は実施例５における画像形成装置の構成の説明図である。図１１は実施例５における画像形成装置の各部材の長手方向の長さの関係の説明図である。

図１に示すように、実施例１における画像形成装置１００は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにそれぞれクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが付設されている。これに対して、実施例５における画像形成装置１００Ｄは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄがクリーナレスシステムに構成されて、クリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが付設されない。そして、クリーナレスシステムによる中間転写ベルト５１のトナー付着状態を勘案して、図１１に示すように、クリーニング補助部材幅を実施例１とは異ならせた。

クリーナレスシステムに係る構成とクリーニング補助部材幅以外の構成は、実施例１で説明したとおりであるため、図１０、図１１中、実施例１と共通する構成には、図１、図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図１０に示すように、画像形成装置１００Ｄは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにクリーニング装置が付設されない。代わりにクリーナレス補助部材である上流ブラシ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄと下流ブラシ８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄが付設される。

画像形成部Ｐａについて説明すると、上流ブラシ８１ａは、転写残トナーを散らすために電圧を印加されながら、長手方向にレシプロ移動をしている。下流ブラシ８２ａは、転写残トナーの帯電極性を転写前の極性に戻すために電圧を印加されながら回転している。具体的には、上流ブラシ８１ａには直流電圧：２００Ｖに交流電圧：３００Ｖｐｐを重畳した振動電圧が印加され、下流ブラシ８２ａには直流電圧：−１０００Ｖが印加されている。

感光ドラム１ａに形成されたトナー像が中間転写ベルト５１に一次転写された後、感光ドラム１ａ上に残留している転写残トナーは、長手方向にレシプロ移動する上流ブラシ８１ａによって感光ドラム上で散らされつつ一旦は正極性に帯電される。その後、転写残トナーは、下流ブラシ８２ａによって負極性に帯電し直され、現像装置４ａにおいて現像に用いられ、あるいは現像スリーブ４１に回収される。

図１１に示すように、実施例５の画像形成装置１００Ｄにおける各部材の長手方向の長さの関係が設定され、クリーニング補助部材９４Ｄの長さは、次のように設定されている。画像形成領域：３０６ｍｍ＜クリーニング補助部材幅：３１０ｍｍ＜クリーナレス補助部材のレシプロ駆動領域：３２２ｍｍ＜クリーニングブレード：３２６ｍｍである。ここで、クリーナレス補助部材幅：３１９ｍｍ＋振幅±２ｍｍ＝クリーナレス補助部材のレシプロ駆動領域：３２３ｍｍである。

すなわち、クリーニング補助部材９４Ｄは、図１１において斜線で示した上流ブラシ８１ａ（クリーナレス補助部材）端部から外に広がる飛散トナー領域をすべてカバーしない構成とした。そして、クリーニングブレード９１は、中間転写ベルト５１上のトナーをすべて掻き落とすために、飛散トナー領域をカバーできるようクリーナレス補助部材（３１９）のレシプロ駆動領域よりも長く設定する。

実施例５では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおける画像形成領域はすべて同じであるが、画像形成部によって画像形成領域が異なる場合は最大の画像形成領域よりクリーニング補助部材９４Ｄの長さを大きく設定する。

実施例５の画像形成装置１００Ｄにおいてクリーニング補助部材９４Ｄの条件を変えて画像形成を行なった結果を表３に示す。本実験は、トナーの詰まりが発生し易い高温高湿環境（３０℃、８０％ＲＨ）で印字率５％のフルカラー画像を連続で通紙するという条件で行なった。

表３に示すように、クリーニング補助部材９４Ｄが無いときのベルトクリーニング装置９Ｄ内のトナー高さは８ｍｍを超える場合があり、およそ３００００枚を通紙したところでトナー詰まりが発生した。

一方、クリーニングブレードと同じ幅のクリーニング補助部材がある場合のトナー高さは２〜３ｍｍとなっており、およそ６００００枚を通紙したころから、異常音が発生した。

図５に示すように実施例１のクリーニング補助部材（９４）の設定とした場合、トナー高さは飛散トナー領域で７ｍｍとなっており、異常音やめくれ、トナー詰まりは発生しないが、実施例１と比較してトナー高さが大きくなっていた。

実施例５では、感光体（１ａ）は、クリーナレスシステムに構成されて、感光体（１ａ）の長手方向に往復移動して画像形成領域に付着したトナーを攪拌する攪拌部材（８１ａ）を付設されている。

そして、クリーニング補助部材（９４Ｄ）は、実施例１のクリーニング補助部材（９４）より長いが、攪拌部材（８１ａ）の端部が往復移動する範囲は、クリーニング補助部材（９４）の端部の到達位置よりも外側に設定されている。

実施例５の構成においても、飛散トナー領域でのクリーニングブレード９１上のトナー高さは３〜５ｍｍであり、異常音やめくれ、トナー詰まりは発生しなかった。実施例５の構成は、実施例１の構成と比較して上流ブラシ８１ａのレシプロ移動によって飛散トナー領域が広がる。このため、クリーニング補助部材９４Ｄの幅を現像コート幅より大きくしても、クリーナレス補助部材（８１ａ）より小さくすれば、ブレード端部に堆積するとトナー高さを適切にすることができる。

すなわち、クリーナレス補助部材（８１ａ）幅を基準にクリーニング補助部材９４Ｄの幅を設定することで、トナー詰まりを発生させることなく、異常音やめくれ、先端の劣化を防止できている。

＜実施例６＞
以上の説明は、感光ドラムや中間転写体、転写ローラ等、トナーにより画像が形成される各種の部材に対するクリーナ装置において、同様である。

以上の実施例によれば、クリーニングブレードの両端部分における潤滑用のトナーの供給を安定させることができる。クリーニングブレード近傍に溜まっているトナーを崩すクリーニング補助部材を持つクリーニング装置において、クリーニングブレード端部にも確実にトナーを滞留させることができる。

クリーニングブレードの端部で溜まったトナーを崩さないため、トナーがクリーニングブレードの末端まで流れていき、末端のブレード先端にも確実にトナーを滞留させる。これにより、クリーニングしたトナーの回収容器への搬送性を向上した構成においても、クリーニングブレードの末端における異常音やめくれ、クリーニングブレードの劣化を防止できる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 帯電装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 露光装置
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 一次転写ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ クリーニング装置
９ ベルトクリーニング装置
１２ テンションローラ、１３ 駆動ローラ、１４ 駆動部材
１５ アイドルギア
５１ 中間転写ベルト（像担持体）
５６ 二次転写内ローラ
５７ 二次転写外ローラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 定着装置、７１ 定着ローラ、７２ 加圧ローラ
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ 上流ブラシ
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ 下流ブラシ
９１ クリーニングブレード、９２ 板金部、９３ トナー搬送スクリュー
９４、９４Ｂ、９４Ｃ、９４Ｄ クリーニング補助部材
９５ 駆動受け部材、９６ レシプロギア、９７ 端部シール
１００、１００Ｄ 画像形成装置
Ｌ クリーニング補助部材長さ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成部

Claims (6)

1. 像担持体と、前記像担持体のトナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードが前記像担持体から除去したトナーを前記クリーニングブレードに沿って搬送する搬送部材とを備えた画像形成装置において、
   前記クリーニングブレードに停滞したトナーを崩して前記搬送部材へ落とし込むクリーニング補助部材を備え、
   前記クリーニング補助部材は、前記クリーニングブレードの端部領域の先端における外側へ向かうトナーの流れを妨げないように前記クリーニングブレードよりも短く中央側に寄せて配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニングブレードは、上向きのブレード面に堆積したトナーが崩れ落ちるように先端側に向かって斜め上向きに配置されるとともに 最大画像の画像形成領域の外側へトナーが飛散して形成される飛散トナー領域のさらに外側に両端を位置させて配置され、
   前記クリーニング補助部材は、前記飛散トナー領域で前記外側へ向かうトナーの流れが形成されるように前記画像形成領域の範囲を横断して配置されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング補助部材は、前記ブレード面に重ねて配置された板状部材であって、前記クリーニングブレードから接離する方向へ間欠的に振動することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング補助部材は、回転するブラシ部材であって、両端が前記飛散トナー領域の範囲からはみ出さない振幅で前記クリーニングブレードの長手方向に往復移動することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. トナー像が形成される感光体を備え、
   前記像担持体は、前記感光体に形成したトナー像を転写されて回転する中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記感光体は、クリーナレスシステムに構成されて、前記感光体の長手方向に往復移動して画像形成領域に付着したトナーを攪拌する攪拌部材を付設され、
   前記攪拌部材の端部が往復移動する範囲は、前記クリーニング補助部材の端部の到達位置よりも外側に設定されていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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