JP2013235165A - 中間転写体クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体の表面抵抗及び体積抵抗を上げて白ポチ画像を抑制しても、残像が発生しないようにする。
【解決手段】感光体上に形成されたトナー像が一次転写位置で表面に一次転写され、その一次転写されたトナー画像を二次転写位置で記録媒体に二次転写する中間転写体に対するクリーニング装置である。その中間転写体である中間転写ベルト１０の二次転写位置よりその表面の移動方向下流側に、その表面の転写残トナーを除去するクリーニングブレード７２を、その中間転写ベルト１０の表面に押し付け接触して設け、そのクリーニングブレード７２より下流側で且つ一次転写位置より上流側に、その中間転写ベルト１０の表面に接触する導電性材料からなるサブブレード７５を除電部材として設けている。このサブブレード７５によって、二次転写時に中間転写ベルト１０に帯電した電荷を次の一次転写前にに除電する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、中間転写体を備えた画像形成装置に設けられる中間転写体クリーニング装置、及びその中間転写体クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置として、第１の像担持体である感光体ドラム等の感光体上に順次形成したトナー画像を、第２の像担持体である回転移動する中間転写体上に順次重ね合わせて一次転写し、その中間転写体上に一次転写されたトナー画像を転写紙等の記録媒体上に一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。
この中間転写方式の画像形成装置は、中間転写体として中間転写ベルトを使用することによって小型化を図り易い点や、最終的に顕像が転写される記録媒体の種類の制約が少ないという利点があるため、特にカラー画像形成装置として多用されている。

このような画像形成装置においては、中間転写体の表面に二次転写後に残留する転写残トナーや紙粉を除去するために、従来から例えば特許文献１に記載されているように、二次転写位置より中間転写体の移動方向下流側で、一次転写位置より上流側に中間転写体クリーニング装置を設けている。

図６にその一例を示す。この中間転写体クリーニング装置１９は、対向ローラ１０２に裏面側を支持されて矢示Ａ方向へ移動する中間転写ベルト１０の移動方向下流側で、一次転写位置より上流側に設けられる。その中間転写ベルト１０のトナー画像を担持する表面（おもて面）側の対向ローラ１０２と対向する位置に接触するように、矢示Ｂ方向に回転するクリーニングブラシローラ１０１と、その下流側にクリーニングブレード１０３をカバー１０５内に配置している。
そして、中間転写ベルト１０の表面の転写残トナーや紙粉をクリーニングブラシローラ１０１で払い落とし、その後にまだ中間転写ベルト１０の表面に残っている転写残トナーを、クリーニングブレード１０３によって掻き取って完全に除去する。

また、各色のトナー画像の二次転写時における転写不良を防止するために、中間転写体の表面に潤滑剤を塗布してトナーとの付着力を低減させる技術も既に知られている。
しかし、その場合の潤滑剤の塗付は一般に、固形の潤滑剤を塗布ブラシで削り取って、中間転写体の表面に付着させるだけであったため、像担持体の表面への潤滑剤の付着力が十分ではなかった。そのため、潤滑剤を塗布しても、トナー像の記録媒体（転写紙等）への転写が良好に行われず、所謂「虫喰い」と称される画像部での中抜けや、「画像ボケ」と称される画像部のトナー付着不足や、「ボソツキ」と称されるぼそついた画像が生じるなどの問題が存在した。

このような問題を解決するために、例えば特許文献２には、中間転写体として中間転写ベルトを使用し、その表面に担持したトナー画像を記録媒体に二次転写する装置において、次のようにしている。
二次転写後に中間転写ベルトの表面に残留したトナーを、先ずクリーニングブレードによって除去した後、ブラシローラによって潤滑剤を塗布し、さらにその中間転写ベルトの表面の移動方向下流側で、潤滑剤均一化ブレードによって表面の潤滑剤を一様に押し広げて、均一な厚さの潤滑剤層を形成する。それによって、中間転写ベルトの表面摩擦係数を安定させ、上述のような問題を解決することができる。

しながら、中間転写方式の画像形成装置では、記録媒体にトナー画像を転写する過程で、記録媒体に転写されるトナー画像が局所的に抜ける現象が発生し、その結果、最終出力画像上の本来トナーが存在すべきところに、所々記録媒体の表面が現れてしまう、所謂「白ポチ」と称される画像になるという問題もある。
このような白ポチ画像は、記録媒体が絶縁破壊する際に発生する局所放電が原因で生ずることが知られており、近年は、中間転写体を２層化することにより、表面抵抗及び体積抵抗を上げることによって白ポチ画像を抑制している。

しかし、このように中間転写体の表面抵抗及び体積抵抗を高くすると、中間転写体上のトナーを記録媒体に転写させるために印加される二次転写電圧により、中間転写体の表面が帯電して、残像が発生しやすくなるという問題が生じてしまう。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、中間転写体の表面に一次転写されたトナー画像を記録媒体に二次転写した後に、中間転写体の表面に残る転写残トナーを確実に除去して画像汚れを防止するとともに、中間転写体の表面抵抗及び体積抵抗を上げて白ポチ画像を抑制しても、残像が発生することがないようにすることを目的とする。そのための中間転写体クリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。

この発明による中間転写体クリーニング装置は、上記の目的を達成するため、感光体上に形成されたトナー像が一次転写位置で表面に一次転写され、その一次転写されたトナー画像を二次転写位置で記録媒体に二次転写する中間転写体に対するクリーニング装置であって、上記二次転写位置より上記中間転写体の表面の移動方向下流側に、その中間転写体の表面に押し付け接触して転写残トナーを除去するクリーニングブレードを設け、そのクリーニングブレードより上記中間転写体の表面の移動方向下流側で且つ上記一次転写位置より上流側に、その中間転写体の表面に接触する導電性材料からなる除電部材を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、二次転写後に中間転写体の表面に残るトナーをクリーニングブレードによって確実に除去して画像汚れを防止することができ、その中間転写体の表面の移動方向下流側で、導電性材料からなる除電部材によって中間転写体の表面の帯電を除去すことができる。そのため、中間転写体の表面抵抗及び体積抵抗を上げて白ポチ画像を抑制することができ、それによって残像が発生することもなくなる。

この発明による画像形成装置の一実施形態としてタンデム型間接転写方式のカラー複写装置の内部の概略構成を示す図である。 この発明による画像形成装置で使用するトナーの形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状例を模式的に示した図である。 同じくトナーの別の形状例を模式的に示す図である。 この発明による中間転写体クリーニング装置の一実施形態の構成を示す拡大側面図である。 この発明による中間転写体クリーニング装置の他の実施形態の構成を示す拡大側面図である。 従来の中間転写体クリーニング装置の一例を示す概略側面図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による画像形成装置の一実施形態として、タンデム型間接転写方式の電子写真装置であるカラー複写装置を示している。このカラー複写装置は、複写装置本体（プリンタ部）１００と、その複写装置本体１００が載置される給紙テーブル２００と、複写装置本体１００上に取り付けられたスキャナ部３００と、そのスキャナ部３００上に搭載された原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００等によって構成されている。

複写装置本体１００には、中央部に中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設けられている。その中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１４と２個の支持ローラ１５，１６に掛け渡たされて、図１で時計回りに周回移動（回動という）可能である。
この実施形態においては、駆動ローラ１４と２個の支持ローラ１５，１６のうち、支持ローラ１６とその下流側に設けられたテンションローラ６３との間に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置７が設けられている。

また、その中間転写ベルト１０の駆動ローラ１４と支持ローラ１５との間に張り渡された上側水平部上には、その移動方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの作像ユニット（画像形成ユニット）１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが横に並んで配置されており、これらによってタンデム画像形成部２０を構成している。
そのタンデム画像形成部２０の上には、さらに露光ユニット（光書込装置）２１が設けられている。

タンデム画像形成部２０の各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、それぞれ感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを備えており、その各感光体ドラムの周囲には、符号を付していないが帯電部、現像部、クリーニング部等が配置されている。
そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ矢示方向（図１で反時計方向）に回転し、帯電部で一様に帯電された表面が露光ユニット２１からそれぞれ照射される各色用のレーザ光によって露光走査され、その表面に静電潜像が形成される。その各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面の静電潜像が、各現像部を通過する際に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーによって現像されて各色のトナー画像が形成される。

各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと中間転写ベルト１０を挟んで反対側（図１では下側）には、それぞれ一次転写バイアス電圧が印加される一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが配置されている。それによって、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された各色のトナー画像が中間転写ベルト１０の表面に順次重ねて転写され、フルカラーのトナー画像が形成される。

一方、中間転写ベルト１０を挟んで支持ローラ１６と反対側には、二次転写ローラ１７が設けられている。支持ローラ１６は二次転写対向ローラとしても機能し、二次転写ローラ１７との間に二次転写バイアス電圧が印加される。そして、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１７との間を記録媒体である転写紙が通過する際に、中間転写ベルト１０上のトナー画像を転写紙上に転写する。
その二次転写ローラ１７の図１で左側には、トナー画像が転写された転写紙を搬送する搬送ベルト２４が２個の支持ローラ２３間に掛け渡たされた搬送ユニット２２が設けられている。

さらにその左方には、転写紙上のトナー画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当て、その間を通して転写紙を搬送するように構成されている。
なお、この実施形態では、上述した搬送ユニット２２および定着装置２５の下側に、前述したタンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録する際に転写紙を反転させて搬送する転写紙反転装置２８が設けられている。

次に、このカラー複写装置による画像形成動作について説明する。このカラー複写置を用いてコピーをとる時には、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。あるいは、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ部３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれを押さえる。

次に、図示しないスタートボタンを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時には、原稿自動搬送装置４００によって原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後、スキャナ部３００が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時には、直ちにスキャナ部３００が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。

この時、第１走行体３３は、光源から光を発射するとともに、原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向ける。その反射光は、さらに第２走行体３４のミラーで反射され、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射される。
それによって、その読取りセンサ３６及び不図示の信号処理回路によって原稿内容が読み取られ、画像情報として一旦記憶された後、順次複写装置本体１００へ送られる。

複写装置本体１００は、スキャナ部３００から画像情報を受け取ると、画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙路４８に給紙する。
また、図示しない駆動モータにより駆動ローラ１４が回転駆動されるとともに、他の２つの支持ローラ１５，１６が従動回転され、中間転写ベルト１０が矢示方向に回動される。
これと同時に、タンデム画像形成部２０における各作像ユニット１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋがそれぞれ矢示方向へ回動される。

そして、前述したようにその各感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上に、それぞれイエロ−、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像が形成される。その各色のトナー画像が、中間転写ベルト１０の移動とともに、一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの位置で順次中間転写ベルト１０上に一次転写され、中間転写ベルト１０上にフルカラーのトナー画像が形成される。

これと並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択的に回転され、ペーパバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出す。その繰り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつに分離されて給紙路４６に導入され、搬送ローラ対４７で搬送されるとともに、複写機本体１００内の給紙路４８に導かれた後、位置決めローラ（レジストローラ）対４９に突き当てられて止められる。

また、手差しトレイ５１を用いる場合には、給紙ローラ５０が回転され、手差しトレイ５１上の転写紙が繰り出されるとともに、繰り出された転写紙は、分離ローラ５２で１枚ずつ分離された後、手差し給紙路５３に導入され、同様にして位置決めローラ対４９に突き当てられて止められる。

その後、中間転写ベルト１０上のフルカラーのトナー画像形成にタイミングを合わせて位置決めローラ対４９が回転され、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１７との間の二次転写位置に転写紙が送り込まれる。そして、中間転写ベルト１０上のフルカラーのトナー画像が転写紙上に一括転写される。
そのトナー画像が転写された転写紙は、搬送ユニット２２によって搬送されて定着装置２５へ送り込まれ、その定着装置２５で熱と圧力とが加えられて転写されたトナー画像が定着された後、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてスタックされる。

両面コピーの場合、片面に画像が転写された転写紙は、切換爪５５の切り換えによって転写紙反転装置２８に導入されて反転された後、再び二次転写位置へ導かれ、裏面にも画像が転写され、定着装置２５で定着された後、排出ローラ５６によって排紙トレイ５７上に排出される。
トナー画像を転写紙に転写した後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置７により、転写後に中間転写ベルト１０上に残留するトナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

ここで、位置決めローラ対４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアス電圧を印加することも可能である。例えば、位置決めローラ対４９に導電性ゴムローラを用いてバイアス電圧を印加する。例えば、位置決めローラ対４９を径φ１８とし、その表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムで被覆する。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０^９Ωｃｍ程度であり、印加電圧はトナーを転写する側（表側）には−８００Ｖ程度、紙裏面側は＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。

一般的に、中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しにくいため、紙粉転写を考慮する必要が少ないので、アースにしてもよい。また、印加電圧として、ＤＣバイアス電圧を印加する例を説明したが、転写紙をより均一に帯電させるために、ＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧を印加するようにしてもよい。このようにバイアス電圧を印加した位置決めローラ対４９を通過した後の転写紙の表面は，若干マイナス側に帯電している。そのため、中間転写ベルト１０から転写紙へのトナー画像の転写の際に、位置決めローラ対４９にバイアス電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり、転写条件を変更する場合がある。

ここで、この発明による画像形成装置で使用するトナーであるが、近年の急速なカラー化とそれに伴う高画像品質化に対応するため、重合トナーによる小径、狭粒径分布化と球形化（真球化）が主流になりつつある。
トナーの小径、狭粒径分布化は高解像度現像に有利になり、また球形化（真球化）により転写効率に有利になり、これによりトナー画像のシャープネス化といった画像品位は格段に向上する。

しかし、トナーの小粒径化は比表面積が大きくなり、単位重量当たりのトナーの像担持体表面への付着力が大きくなるため、像担持体表面のクリーニング性が困難になる。また、トナーの小粒径化によりトナーの流動性が悪くなるため、より多量の添加剤を必要とする。それにより、クリーニングブレードが損傷や磨耗し易くなり、像担持体表面に局所的なスジ傷等が発生し易くなることが知られている。
また、トナーの真球度が上がると、従来一般的に採用されているブレードのカウンタ当接方式では、トナーのブレードすり抜けが多くなるため、従来以上に当接圧を上げることが必要になり、当接圧を上げるとブレードの局所的なせん断力によるエッジ欠けに対して余裕が低くなる。

ここで、この発明による画像形成装置に好適に使用されるトナーの例について説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写の転写率を高くすることができる。

トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２も１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
図２は、形状係数ＳＦ−１と形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状例を模式的に示した図である。形状係数ＳＦ−１はトナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記の式（１）で表わされる。図２の（ａ）に示すように、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（１）

このＳＦ−１の値が１００の場合はトナーの形状が真球であり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記の式（２）で表わされる。図２の（ｂ）に示すように、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（２）
このＳＦ−２の値が１００の場合はトナー表面に凹凸が存在せず、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。

これらの形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体あるいは中間転写体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなる。したがって、流動性が高くなり、トナーと感光体との吸着力も弱くなるため、転写率は高くなる。
形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

この発明による画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。

また、この発明による画像形成装置に好適に用いられるトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図３は、そのトナーの形状を模式的に示す図である。図３において、略球形状のトナーを（ａ）に示すｘ軸方向の長軸ｒ１、ｙ軸方向の短軸ｒ２、ｚ軸方向の厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、（ｂ）に示す長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、（ｃ）に示す厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。

長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率が得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。

次に、この発明による中間転写体クリーニング装置の実施形態について説明する。
図４及び図５は、この発明による中間転写体クリーニング装置の２つの実施形態の構成を示す拡大側面図であり、図１における中間転写体である中間転写ベルト１０をクリーニングする中間転写体クリーニング装置７の内部構成例を示すものである。これらの実施形態は殆ど同じ構成であるのでまとめて説明する。

この図４及び図５に示す中間転写体クリーニング装置７は、中間転写ベルト１０の表面に接触させたクリーニングブラシであるクリーニング用ブラシローラ７０と、その中間転写ベルト１０の表面の矢示Ａで示す移動方向の下流側にクリーニングブレード７２と潤滑剤塗布用ブラシローラ７３とが間隔を置いて設けられている。さらに、その潤滑剤塗布用ブラシローラ７３の下流側で且つ一次転写位置より上流側に、導電性材料からなるサブブレード７５が設けられている。それらはいずれも中間転写ベルト１０のトナー画像が転写される側の面（表面）に、その幅方向の全域に亘って接触している。

クリーニング用ブラシローラ７０とクリーニングブレード７２に対向して金属ローラ７１が、潤滑剤塗布用ブラシローラ７３とサブブレード７５に対向して金属ローラ７４が、それぞれ中間転写ベルト１０のトナー画像が転写される側と反対側の面（裏面）に接触して、矢示方向に連れ回りするように配置されている。
これによって、中間転写ベルト１０にテンションが付与されると共に、クリーニング用ブラシローラ７０、クリーニングブレード７２、潤滑剤塗布用ブラシローラ７３、およびサブブレード７５が、それぞれ中間転写ベルト１０の表面に確実に接触する。

クリーニングブレード７２は、ポリウレタンゴム等の弾性体によって構成され、その先端エッジ部を中間転写ベルト１０の表面に押し付けて接触させている。そして、中間転写ベルト１０の表面に担持されたトナー画像が前述した二次転写位置で転写紙に転写された後に、中間転写ベルト１０の表面残留したトナーを、クリーニング用ブラシ７ローラ０によって払い落とす。さらに、クリーニングブレード７２によって掻き取って完全に除去することによってクリーニングする。このブレードクリーニング方式は、安価で確実なクリーニング性を得ることができる。

しかし、クリーニングブレードと中間転写ベルトの間に紙粉が挟まると、クリーニング不良が発生する恐れがある。そこで、この実施形態においては、クリーニングブレード７２の上流側に中間転写ベルト１０の表面に接触するクリーニング用ブラシローラ７０を設けている。それによって、中間転写ベルト１０の表面に付着した紙粉をクリーニング用ブラシローラ７０によって払い落とすことができるので、クリーニングブレード７２と中間転写ベルト１０との間に紙粉が挟まることがなく、転写残トナーを確実にクリーニングすることができる。

クリーニング用ブラシローラ７０は、中間転写ベルト１０の移動によって連れ回りするようにしてもよいが、図４及び図５に矢印で示すように中間転写ベルト１０の移動に逆らう方向に回転駆動させるのが望ましい。ブラシの毛の材質は例えばＰＥＴ樹脂を使用する。
このクリーニング用ブラシローラ７０をクリーニングブレード７２の上流に置くことにより、紙粉除去と同時にトナーの除去も行なうことができ、クリーニングブレード７２の負担を軽減し、クリーニングブレード７２の寿命を延ばすという効果も期待できる。

潤滑剤塗布用ブラシローラ７３は、中間転写ベルト１０の表面に接触して設けられており、その回転によって固形潤滑剤７６を掻き取り、ブラシの先端部に付着した潤滑剤を中間転写ベルト１０との接触部でその表面に付着させる潤滑剤塗布用部材である。
なお、潤滑剤塗布用ブラシローラ７３の回転方向については、中間転写ベルト１０の移動方向に対して矢示のように同じ方向で回転させるか、あるいは逆方向に回転させるようにしてもよい。

また、固形潤滑剤７６は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解した後冷却固化させたものであり、バー状に成型されている。その固形潤滑剤７６は、この中間転写体クリーニング装置７の筺体に固定された所定の潤滑剤保持部材７７に保持され、加圧バネ７８によって潤滑剤塗布用ブラシローラ７３側に押し当てられている。

これによって、クリーニング用ブラシローラ７０とクリーニングブレード７２によって紙粉及び残留トナーが除去されてクリーンな状態になった中間転写ベルト１０の表面に、潤滑剤塗布用ブラシローラ７３によって固形潤滑剤７６が塗布される。その塗布された潤滑剤は、中間転写ベルト１０の移動方向の下流側に配置されたサブブレード７５によって中間転写ベルト１０の表面に均一に押し広げられ、厚みの均一な潤滑剤の層になる。
すなわち、この実施形態では、サブブレード７５が潤滑剤均一化ブレードの役目も果たしている。

このように、中間転写ベルト１０の表面の残留トナーをクリーニングした後に潤滑剤を塗布し、さらにその潤滑剤を均一な層厚にすることによって、中間転写ベルト１０の表面の潤滑剤塗布量の偏り及び静止摩擦係数の偏りなどを防止できる。それによって、虫喰い、画像ボケ、ボソツキ等の異常画像の発生を防止することができ、さらに潤滑剤塗布用ブラシローラ７３の潤滑剤塗布機能も長期に亘って維持することができる。

なお、固形潤滑剤７６は、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸基を持つものを用いることができる。

また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸及び脂肪酸金属塩等も使用できる。
さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木蝋、オオバ油、みつろう、ラノリン等のワックス等も使用できる。

ところで、この中間転写体クリーニング装置７におけるサブブレード７５は、潤滑剤塗布用ブラシローラ７３によって中間転写ベルト１０の表面に塗布された潤滑剤を均一化する潤滑剤均一化ブレードの役目と同時に、サブクリーニングブレードの役目も果たす。そして、中間転写ベルト１０の表面の残留トナーを、クリーニング用ブラシローラ７０とクリーニングブレード７２によってクリーニングしきれなかった場合には、それを掻き取って除去する。その場合、サブブレード７５の中間転写ベルト１０の表面への当接の向きは、図４及び図５に示すように中間転写ベルト１０の移動に逆らう向きの方がよいが、順応する向きでもよい。

また、このサブブレード７５は、導電性ゴムや導電性樹脂等の導電性材料で構成されており、中間転写ベルト１０のトナー画像が転写される側の表面を除電する除電部材である。その導電性材料として、ウレタンゴムにカーボンやイオン導電物質が分散された導電性ウレタンゴムを使用すると、適度の弾性と導電性があってよい。

前述したように、中間転写体の表面抵抗及び体積抵抗を高くすると、中間転写体に付加された電荷は移動しにくくなるため、トナー保持力が強くなり、白ポチ画像の発生を抑制することができる。しかし、電荷が移動しにくくなると、連続して画像形成を行なう場合に前のトナー画像の二次写時に帯電した電荷が中間転写体上に残留し、それが次第に蓄積してしまう。その状態で次のトナー画像の一次転写を行うと、表面電位による残像が生じるという問題が発生する。

そのため、この中間転写体クリーニング装置７では、中間転写ベルト１０の表面に接触するサブブレード７５を導電性材料で構成することによって、中間転写ベルト１０の表面に帯電した電荷を、一次転写を行う前にサブブレード７５へ逃がして除電し、残像が発生することがないようにする。

この、導電性のサブブレード７５を図４に示すように接地するか、図５に示すようにバイアス電圧を印加するのが望ましいが、フロート状態であっても除電効果はある。それは、サブブレード７５が導電性の筐体あるいはフレームとの間で静電容量を形成し、中間転写ベルト１０の表面に帯電した電荷を引き込むからである。図４に示す接地は、導電性の筐体あるいはフレームなどのフレームグラウンドに接続することであり、導電性の固定具によって、導電性の筐体あるいはフレームなどに取り付けて支持させるだけでよい。

図５に示す実施形態では、バイアス電圧を印加する手段であるバイアス電源回路８１によって、サブブレード７５に所定のバイアス電圧を印加する。このバイアス電圧としては、図１における二次転写対向ローラでもある支持ローラ１６と二次転写ローラ１７との間に印加する二次転写バイアス電圧と逆極性の電圧、例えば＋２ｋＶ程度の電圧を印加する。

また、バイアス電圧を印加する手段は、二次転写（バイアス）電圧を制御する制御回路によって図５に示したバイアス電源回路８１も制御して、サブブレード７５に印加するバイアス電圧を、二次転写電圧の値に応じて変動させるようにするとなおよい。
たとえば、二次転写電圧が−１ｋＶ〜−２ｋＶの間で変化する場合、それに応じてサブブレード７５に印加するバイアス電圧を＋１．５ｋＶ〜＋２．５ｋＶの間で変化させるとよい。その制御回路は、画像形成装置である複写装置全体を制御する制御回路が兼ねることができる。

上述の例は、二次転写対向ローラである支持ローラ１６に負の二次転写電圧を印加し、二次転写ローラ１７を接地する場合である。しかし、二次転写対向ローラを接地して二次転写ローラ１７に正の二次転写電圧を印加する場合もあり、その場合には、サブブレード７５に印加するバイアス電圧を負の電圧にする。

中間転写ベルト１０の表面に前述したように潤滑剤を塗布する場合、サブブレード７５にバイアス電圧を印加すると潤滑剤が分解する恐れがある。そのため、バイアス電圧を印加する場合には、潤滑剤として少なくとも脂肪酸金属塩と窒化ホウ素を含んでいるものを使用するとよい。それによって、バイアス電圧を印加しても潤滑剤が分解するのを防ぐことができる。

ところで、導電性のブレードは導電性ウレタンゴムのようにカーボンやイオン導電材料を含有しているため、非導電性材料を用いるのに比べてブレード摩耗が大きくなる。そのため、長寿命で高信頼性のクリーニング装置を達成するためには、クリーニングブレード７２を導電性材料で形成することはできない。

また、クリーニングブレード７２には大量のトナーが蓄積されるため、クリーニングブレード７２にバイアス電圧を印加した場合、放電によってブレードエッジにトナーが固着することが懸念される。しかし、この実施形態のサブブレード７５は、クリーニングブレード７２の下流側に設けたサブクリーニング部材及び潤滑剤の均し部材であるため、導電性のブレードにしてバイアス電圧を印加することも可能であり、除電部材として兼用できる。これにより、部品点数を増やすことなく、残像の発生を抑制することができる。

この実施形態による中間転写体クリーニング装置７は、画像品質の確保（白ポチ抑制）のために中間転写ベルト１０に高抵抗材料を用いても、二次転写時に帯電した中間転写ベルト１０上の電荷を、導電性のサブブレード７５によって次の一次転写前に除電するので、連続して画像形成を行なっても残像の発生を抑制することができる。

また、そのサブブレード７５が、中間転写ベルト１０の表面に塗布された潤滑剤を均一化する潤滑剤均一化ブレードの役目と、クリーニングブレード７２によってクリーニングしきれなかった転写残トナーを除去するサブクリーニングブレードの役目も果たすので、部品点数を増やすことなく、中間転写ベルト１０の表面に付着した紙粉や転写残トナーを完全に除去でき、且つその表面に潤滑剤を均一に塗布できるので、転写不良を効果的に解消するとともできる。

〔各種の変更例〕
上述した実施形態における導電性のサブブレード７５に代えて、導電性のローラを中間転写ベルト１０の表面の幅方向の全域に押し付け接触させて設けてもよい。そのローラによって中間転写ベルト１０の表面に塗布された潤滑剤を均一化すると共に、その表面の残留電荷を除電することができる。

また、上述した実施形態では、トナー画像の転写不良を防止するために、中間転写ベルト１０の表面に潤滑剤を塗布してトナーの付着力を低減させるようにしているが、それはこの発明に必須ではない。したがって、図４及び図５に示した潤滑剤塗布用部材である潤滑剤塗布用ブラシローラ７３及び固形潤滑剤７６等を省略してもよい。その場合、サブブレード７５はサブクリーニングブレードと除電部材の役目を果たすが、導電性のブレードに代えて、導電性のブラシローラあるいは固定ブラシを中間転写ベルト１０の表面の幅方向の全域に毛先を接触させて設けてもよい。

クリーニングブラシとして、クリーニング用ブラシローラ７０に代えて基部を固定したブラシを、毛先を中間転写ベルト１０の表面の幅方向の全域に接触させて設けるようにしてもよい。なお、このクリーニングブラシはこの発明に必須ではないので、省略することもできる。

中間転写体は中間転写ベルトに限らず、円筒状の中間転写ドラムであってもよい。その場合も、少なくともその中間転写ドラムから記録媒体への二次転写位置より中間転写ドラムの表面の移動方向下流側に、その中間転写ドラムの表面に押し付け接触して転写残トナーを除去するクリーニングブレードを設ける。また、そのクリーニングブレードより中間転写ドラムの表面の移動方向下流側で且つ一次転写位置より上流側に、その中間転写ドラムの表面に接触する導電性材料からなるブレード、ローラ、またはブラシ等の除電部材を設ける。

その場合も、その除電部材を接地するかバイアス電圧を印加するとよいことは、前述のとおりである。
また、クリーニングブレードの上流側にクリーニングブラシを設けたり、クリーニングブレードと除電部材の間に潤滑剤塗布部材を設けるとよいことも、前述の例と同様である。

この発明による画像形成装置は、図１に示したカラー複写装置に限らず、カラープリンタ、カラーファクシミリ装置や、それらの複数の機能を備えた複合機など、この発明による中間転写体クリーニング装置を備えた各種の画像形成装置である。
感光体上にトナー画像を形成する画像形成部は、各色の現像装置を切り変えて使用し、一個の感光体ドラム又は感光体ベルト上に各色のトナー画像を順次形成するタイプのものでもよい。

記録媒体は転写紙の例で説明したが、普通紙、カット紙、転写シート、記録シートや記録材等とも称され、紙あるいは樹脂シート又は皮革や布などでも、トナー画像を転写できるシート状部材であればよい。

７：中間転写体クリーニング装置 １０：中間転写ベルト（中間転写体）
１４： 駆動ローラ １５：支持ローラ １６：支持ローラ（二次転写対向ローラ）
１７：二次転写ローラ １８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ：作像ユニット
２０：タンデム画像形成部 ２１：露光ユニット（光書込装置）
２２：搬送ユニット ２５：定着装置 ２８：転写紙反転装置
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ：感光体ドラム ４４：給紙カセット

７０：クリーニング用ブラシローラ ７１，７４：金属ローラ
７２：クリーニングブレード ７３：潤滑剤塗布用ブラシローラ
７５：サブブレード（除電部材） ７６：固形潤滑剤 ７７：潤滑剤保持部材
７８：加圧バネ ８１：バイアス電源回路
１００：複写装置本体（プリンタ部） ２００： 給紙テーブル
３００ スキャナ部 ４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

特開２００９−１１５９０４号公報 特開２００８−１５４３５号公報

Claims (10)

1. 感光体上に形成されたトナー像が一次転写位置で表面に一次転写され、該一次転写されたトナー画像を二次転写位置で記録媒体に二次転写する中間転写体に対するクリーニング装置であって、
   前記二次転写位置より前記中間転写体の表面の移動方向下流側に、該中間転写体の表面に押し付け接触して転写残トナーを除去するクリーニングブレードを設け、該クリーニングブレードより前記中間転写体の表面の移動方向下流側で且つ前記一次転写位置より上流側に、該中間転写体の表面に接触する導電性材料からなる除電部材を設けたことを特徴とする中間転写体クリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニングブレードと前記除電部材との間で前記中間転写体の表面に接触して、該表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布用部材を備え、前記除電部材が導電性材料からなるブレード又はローラであり、前記中間転写体の表面に塗布された潤滑剤を均一に押し広げるブレード又はローラを兼ねていることを特徴とする中間転写体クリーニング装置。
3. 請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニングブレードより前記中間転写体の表面の移動方向上流側で該表面に接触し、該表面から前記転写残トナーを払い落とすクリーニングブラシを備えたことをことを特徴とする中間転写体クリーニング装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーニング装置において、
   前記中間転写体が中間転写ベルトであって、該中間転写ベルトを挟んで前記クリーニングブレードと対向する位置及び前記除電部材と対向する位置に、それぞれ該中間転写ベルトの裏面に接触して回転する金属ローラを設けたことを特徴とする中間転写体クリーニング装置。
5. 前記除電部材が導電性ウレタンゴムからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の中間転写体クリーニング装置。
6. 前記除電部材をアースに接続していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の中間転写体クリーニング装置。
7. 前記除電部材に二次転写電圧と逆極性のバイアス電圧を印加する手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の中間転写体クリーニング装置。
8. 前記除電部材にバイアス電圧を印加する手段は、該バイアス電圧を前記二次転写電圧の値に応じて変化させることを特徴とする請求項７に記載の中間転写体クリーニング装置。
9. 請求項２に記載のクリーニング装置において、
   前記除電部材に二次転写電圧と逆極性のバイアス電圧を印加する手段を有し、前記潤滑剤は少なくとも脂肪酸金属塩と窒化ホウ素を含んでいることを特徴とする中間転写体クリーニング装置。
10. 感光体上にトナー画像を形成する画像形成部と、該画像形成部によって前記感光体上に形成されたトナー画像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上のトナー画像を記録媒体に二次転写させる二次転写部材と、請求項１から９のいずれか一項に記載の中間転写体クリーニング装置とを備えた画像形成装置。

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