JP5300222B2 - クリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に関する。

近年、インクジェット方式によって画像を形成する画像形成装置においては、記録媒体の周縁部に余白マージンを設けずに画像を形成する、いわゆる縁無し印刷が可能な画像形成装置が普及している。

このような画像形成装置においては、まず記録媒体からはみ出す大きさのトナー画像を一旦転写部材に転写し、その後、転写部材から記録媒体へトナー画像を転写することで、記録媒体の周縁部に余白マージンが設けられない縁無し印刷を行う構成である。

しかしながらこの構成においては、記録媒体からはみ出す大きさのトナー画像を記録媒体に転写するので、記録媒体からはみ出した部分のトナー画像が転写部材に直接付着し、残トナー画像として転写部材の表面に残留することになる。そして残トナー画像が記録媒体の裏面に付着してしまい、記録媒体を汚して記録媒体の見栄えを損なってしまう。

一方で、この解決策として、転写部材の表面をクリーニングするクリーニング機構を備える画像形成装置が知られている。

特許文献１、特許文献２は、このような縁無し印刷が可能な画像形成装置において、転写部材の表面をクリーニングするクリーニング機構を備える画像形成装置の構成を開示するものである。
特開２００４−４５４５７号公報 特開２００４−３６１８４４号公報

しかしながら、上記従来例に係るクリーニング機構を備える画像形成装置においては、以下に示す問題を生じる。

例えば特許文献２に開示する画像形成装置においては、転写部材として用いられる転写ローラ表面に残留したトナー画像を、転写ローラに接触して設けられるクリーニングブレードによってクリーニングする構成である。

特に本発明のように縁無し印刷を行う場合は、転写ローラ表面には記録媒体からはみ出した部分のトナー画像が直接転写ローラ表面に付着するので、その部分には大量のトナー剤が残留する。よってクリーニング機構には高いクリーニング性能が要求される。

しかし転写ローラのクリーニングを行う際に、クリーニングブレードと転写ローラの接触部において、転写ローラ表面に残留する大量のトナー剤が研磨剤として働くことで転写ローラ表面に傷が形成される。よって、転写ローラ表面において大量のトナー剤が残留した部分は、転写ローラ表面の他の部分と比較して傷つきやすくなり、転写ローラの表面粗さが一定ではなくなる。

そして、このように転写ローラ表面に傷が形成されると、傷が形成される部分に残トナ
ー画像が入り込むことで残トナー画像がクリーニングブレードをすり抜けやすくなる。

すなわち転写ローラ表面にはトナー画像が残留し続けることになるので、残トナー画像が記録媒体の裏面に付着してしまい、記録媒体を汚してしまうといった問題を生じる。

本発明は上記現状を鑑みてなされたものであり、転写部材の表面に残留する残トナー画像を効果的に除去することが可能なクリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、記録媒体にトナー画像を転写する転写ローラの表面をクリーニングするクリーニング機構において、前記転写ローラは、弾性層と前記弾性層の外周側を覆う樹脂層を備え、前記転写ローラの前記樹脂層に接触して前記樹脂層に付着したトナー剤を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材によってクリーニングされた領域の少なくとも一部を研磨する研磨部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、上記のクリーニング機構と、トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体が担持するトナー画像を記録媒体に転写する転写ローラと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、転写部材の表面に残留する残トナー画像を効果的に除去することが可能なクリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るクリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置について説明を行う。

［画像形成装置の構成］
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示すものである。以下、図１を参照して本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明を行う。

本実施の形態に係る画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する現像ユニットを備える。そして、中間転写体２８上に各現像ユニットがトナー画像を重ねて現像することで所望の画像を得るタンデム方式を採用する画像形成装置である。なお、トナー剤の符号（イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））を各部材に付することで、各々の部材が対応するトナー剤の種類を表すものとする。

記録媒体に画像を形成する際は、各々のトナー剤に対応して設けられる像担持体としての感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を、それぞれの感光体２２に対応して設けられる帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋによって一様に帯電する。

具体的には、それぞれの帯電器２３に備えられる帯電ローラ２３ＹＲ、２３ＭＲ、２３ＣＲ、２３ＫＲを、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面に当接させることで、それぞれの感光体２２の表面を一様に帯電させる構成である。

そして、露光ユニットとして設けられるスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから画像情報に基づいて露光光を射出し、各々のスキャナ部２４に対応する感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ上に露光光を照射する。露光光が照射されることで、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面上には静電潜像が形成される。

なお、本実施の形態に用いられる感光体２２は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布することで構成されるものであり、不図示の駆動モータによって図１中矢印方向（反時計回り方向）に回転する。

静電潜像が形成された感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに対して、各々の感光体２２に対応して設けられる現像ユニットとしての現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋがそれぞれの感光体２２の表面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する。

具体的には、それぞれの現像器２６に備えられる現像スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが、対応する感光体２２の表面にトナー剤を供給することで、静電潜像をトナー画像として現像する構成である。

そして感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが回転し、それぞれの感光体２２に対向して設けられる一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋと感光体２２とのニップ部において、トナー画像が中間転写体２８上へ転写される。なお、中間転写体２８は、図１中矢印方向（時計回り方向）に回転する構成である。

この際、一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に、感光体２２の回転速度と中間転写体２８の回転速度に差をつけることにより、効率良くトナー画像を中間転写体２８上に転写することができる。なお、それぞれの感光体２２から中間転写体２８上にトナー画像を転写するプロセスを一次転写と称して以下説明を行う。

このように、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の単色トナー画像を中間転写体２８上に重ね合わせて転写することで、中間転写体２８上には所望の多色トナー画像が形成される。

そして一次転写によって中間転写体２８上に転写された多色トナー画像は、中間転写体２８の回転に伴って、転写部材として設けられる二次転写ローラ２９と中間転写体２８のニップ部まで搬送される。

なお、二次転写ローラ２９の両端に対しては、不図示のバネによって中間転写体２８の方向へ３５Ｎの力（計７０Ｎの力）が働いており、これによって二次転写ローラ２９は中間転写体２８に圧接する構成である。さらに二次転写ローラ２９は不図示のギア、及びモータによって中間転写体２８と略等速に駆動される。

一方、画像が形成される記録媒体１２は、画像形成装置の下方に配置された給送トレイ２１ａ、または画像形成装置の側面に配置された給送トレイ２１ｂに複数積載される。そして給送トレイ２１ａ、２１ｂ上に積載される複数の記録媒体の最上位の記録媒体に給送ローラ２１ｃが当接し、給送ローラ２１ｃが回転することで記録媒体１２が１枚ずつ給送される。

給送トレイ２１ａ、２１ｂから給送された記録媒体１２は、搬送路を経由して中間転写体２８と二次転写ローラ２９のニップ部（転写部）に搬送される。

そして、二次転写ローラ２９に不図示のバイアス電源によって適当なバイアス電圧を印加することで、中間転写体２８と二次転写ローラ２９のニップ部において中間転写体２８上のトナー画像が記録媒体１２上に静電的に転写される。なお、中間転写体２８から記録媒体１２上へ転写が行われるプロセスを二次転写と称して以下説明を行う。

二次転写において記録媒体１２上に転写されずに中間転写体２８上に残留したトナー画像は、中間転写体２８の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング部材３０によって除去される。そしてクリーニングされた部分に対しては、感光体２２と一次転写ローラ２７のニップにおいて再び一次転写が行われる。

一方、二次転写ローラ２９の表面にも、二次転写の際に記録媒体１２上に転写されなかったトナー画像が付着する。特に本実施の形態のように、縁無し印刷を行うことが可能な画像形成装置の場合、二次転写ローラ２９表面には記録媒体からはみ出した部分のトナー画像が直接付着してしまう。

そこで本実施の形態においては、二次転写ローラ２９表面をクリーニングするクリーニング機構５０を設ける構成とした。このクリーニング機構５０の構成等については後述する。

二次転写ローラ２９と中間転写体２８のニップで二次転写が行われた記録媒体１２は、定着部３１へ搬送され、記録媒体１２上のトナー画像が永久定着される。定着部３１は、内部に熱源としてのヒータ３４を備える中空状の定着ローラ３２と、内部にヒータ３５を備え、定着ローラ３２に圧接する中空状の加圧ローラ３３と、を備える。

記録媒体１２上にトナー画像を永久定着させる際は、定着ローラ３２と加圧ローラ３３のニップ部においてトナー画像に熱、および圧力を加えることでトナー画像を記録媒体１２上に融解定着させる。

定着部３１においてトナー画像が永久定着した記録媒体１２は、定着部３１から排出された後、不図示の排出ローラによって排出トレイに排出される。

［二次転写ローラの構成］
図４に本実施の形態における二次転写ローラ２９（転写部材）の断面の概略構成を示す。以下、図４を参照して、本実施の形態における二次転写ローラ２９の構成について説明を行う。

本実施の形態における二次転写ローラ２９は、ステンレスから成る芯金２９ａを体積抵抗率：１×１０^６〜１×１０^１０Ω・ｃｍの抵抗値を有するＮＢＲ、ヒドリンゴム、ＥＰＤＭ、等によって形成される発泡層２９ｂ（弾性層）で被覆することで構成される。

さらに発泡層２９ｂの外周側を、２３℃において表面微小硬度が、１０Ｎ／ｍｍ^２以上５０Ｎ／ｍｍ^２以下でフッ素を含有するフッ素樹脂チューブ２９ｃ（樹脂層）によって被覆する。ここではフッ素樹脂チューブ２９ｃとして、厚み５０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを用いるものとする。

また、芯金２９ａと発泡層２９ｂの間には導電性のプライマが塗布される。さらに発泡層２９ｂと樹脂チューブ２９ｃの間にもプライマが塗布される。このように各層間にプライマを塗布することで、二次転写ローラ２９が回転し続ける過程において、樹脂チューブ２９ｃにシワ、剥がれが発生してしまうことを防止することができる。なお、プライマの抵抗は発泡層２９ｂと同程度の抵抗になるように調整される。

また、樹脂チューブ２９ｃの抵抗値は、カーボンブラックを混練することで調整することが可能であって、１０^８〜１０^１３Ω・ｃｍの抵抗値を有するように調整される。

また、二次転写ローラ２９の硬度は、芯金２９ａを発泡層２９ｂで被覆した状態でＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が３５度、さらに発泡層２９ｂの外周にフッ素樹脂チューブ２９ｃを被覆した状態で４５度である。また、フッ素樹脂チューブ２９ｃの表面粗さはＲｚＪＩＳで２μｍ程度とする。

［縁無し印刷のプロセス］
上記のように構成される本実施の形態に係る画像形成装置において、記録媒体の周縁部に余白マージンを形成せずに画像を転写する縁無し印刷を行うプロセスについて説明を行う。

図２に、縁あり印刷を行った場合の記録媒体の印刷状態（ａ）と、縁無し印刷を行った場合の記録媒体の印刷状態（ｂ）と、を示す。

図２（ａ）に示すように、縁あり印刷時には、トナー画像は記録媒体内に全て収まり記録媒体の周縁部に上余白（ｍｈ）、下余白（ｍｂ）、左余白（ｍｌ）、右余白（ｍｒ）の余白マージンが形成される。

これに対して図２（ｂ）に示す縁無し印刷時には、トナー画像が記録媒体の周縁部にまで達しており、余白マージンは形成されない。図２（ｂ）においては、上余白、下余白、左余白、右余白の全てがない状態を図示おり、このように、記録媒体の周縁部に余白マージンが全く形成されない場合を縁無し印刷と称して以下説明を行う。すなわち、記録媒体の少なくとも１箇所の周縁部に余白マージンが形成される場合は、縁あり印刷とする。

図３に、記録媒体に縁無し印刷を行う場合の印刷プロセスを示す。図３（ａ）〜（ｄ）の各図は、中間転写体２８にトナー画像が一次転写されてから、中間転写体２８から記録媒体にトナー画像が二次転写され、最終的に二次転写ローラ２９表面にトナー画像が残留するまでのプロセスを順に示すものである。

（一次転写時）
図３（ａ）は、感光体２２から中間転写体２８上にトナー画像が一次転写された時の、中間転写体２８上のトナー画像を示すものである。

ユーザが縁無し印刷を選択した場合、装置本体内部に備えられるコントローラ等の制御部が、不図示のホストコンピューターに入力された入力画像をリサイズする。

図３（ａ）には、リサイズ後のトナー画像のサイズを表しており、ここではリサイズ後のトナー画像の縦のサイズをＩ_Ｖ、横のサイズをＩ_ｈとする。そして、このようにリサイズされたトナー画像が中間転写体２８上に一次転写される。

また図３（ｂ）には、本実施の形態に用いられる記録媒体のサイズを表しており、ここでは記録媒体の縦のサイズをＰ_Ｖ、横のサイズをＰ_ｈとする。

そして縁無し印刷を行う場合には、リサイズ後のトナー画像（中間転写体２８上に転写されるトナー画像）のサイズと記録媒体のサイズの関係がＩ_Ｖ＞Ｐ_Ｖ、Ｉ_ｈ＞Ｐ_ｈとなるように入力画像のリサイズが行われる。すなわち縁無し印刷を行う場合は、入力画像を記録媒体よりも大きなサイズにリサイズした上で中間転写体２８に一次転写する構成である。

この構成によれば、記録媒体に二次転写される時に、記録媒体の上下左右方向が多少ずれて転写される場合であっても、記録媒体に対して確実に縁無し印刷を行うことが可能になる。

（二次転写時）
図３（ｃ）は、縦と横のサイズをＰ_ＶとＰ_ｈで表した記録媒体上に、縦と横のサイズをＩ_ＶとＩ_ｈで表したトナー画像を二次転写した場合の様子を示すものである。なお、図中点線部分はトナー画像の周縁を示し、実線部分は記録媒体の周縁を示すものとする。

図３（ｃ）に示すように、トナー画像を記録媒体に二次転写する場合は、記録媒体からトナー画像がはみ出した状態で二次転写が行われる。よって記録媒体の周縁部に余白マージンが形成されることがない。

一方で記録媒体からはみ出したトナー画像は、記録媒体に転写されずに直接二次転写ローラ２９上に付着する。図３（ｄ）は、記録媒体からはみ出したトナー画像が二次転写ローラに付着した際の二次転写ローラ２９表面の様子を示すものである。このように記録媒体に転写されず、二次転写ローラ２９上に直接付着したトナー画像を残トナー画像と称して説明を行う。

そして二次転写ローラ２９上の残トナー画像は、記録媒体の裏面に移動して記録媒体を汚してしまう。この問題を解決するために本実施の形態においては二次転写ローラ２９の表面をクリーニングするクリーニング機構５０を設ける構成とした。

なお、図３（ｄ）に示すＴ_ｈは、記録媒体の幅方向にはみ出したトナー画像の転写領域の幅を示すものである。通常のサイズの記録媒体に縁無し印刷を行った場合は、記録媒体の幅方向にはみ出した幅Ｔ_ｈの転写領域を記録媒体の長手側に沿ってクリーニングする際のクリーニング量（除去するトナー剤の量）は、他の領域をクリーニングする場合と比較して多くなる。

［クリーニング機構の構成］
図５は本実施の形態におけるクリーニング機構５０の概略構成を示すものである。図５に示すように本実施の形態におけるクリーニング機構５０は、二次転写ローラ２９にクリーニングブレード５１ａを接触させてクリーニングを行うブレードクリーニング方式を採用する。

クリーニングブレード５１ａはクリーニングブレード支持板金５１ｂによって支持され、なおかつクリーニングブレード５１ａの先端が二次転写ローラ２９の表面に所定の当接圧をもって当接するように構成される。また、クリーニングブレード支持板金５１ｂは不図示の方法でクリーニング機構５０の枠体５０ａの内壁に取り付けられる。

この構成によると、二次転写ローラ２９が図５中矢印方向（反時計回り方向）に回転することで、クリーニングブレード５１ａの先端が二次転写ローラ２９の表面に付着する残トナー画像を掻き落とすことが可能である。そして、掻き落とされたトナー剤は廃トナー
ボックス５３内に回収される。

本実施の形態ではクリーニングブレード５１ａとして、厚み２ｍｍ、自由長８ｍｍの寸法を有し、ＪＩＳ−Ａ硬度が７５程度のポリウレタン板ブレード（樹脂ブレード）を用いるものとする。また、クリーニングブレード５１ａの先端と二次転写ローラ２９の接触面と、クリーニングブレード５１ａと、がなす角度（設定角）が３５°、転写ローラ２９の表面に対する食い込み量が２．０ｍｍとなるようにクリーニングブレード５１ａを配置した。

また本実施の形態では、クリーニングブレード５１ａよりも二次転写ローラ２９の回転方向下流側に、二次転写ローラ２９の表面を研磨する研磨部材５２ａを設ける構成とした。これは、クリーニングブレード５１ａとの摺擦により傷が形成された二次転写ローラ２９の表面の表面粗さを、一定にする為に設けられるものである。

また、研磨部材５２ａと、研磨部材５２ａを保持する研磨部材保持部材５２ｄと、研磨部材５２ａを付勢する付勢部材としてのコイルバネ５２ｃと、を研磨ユニット５２としてユニット化した。

この構成によれば、研磨部材５２ａはコイルバネ５２ｃによって二次転写ローラ２９方向に付勢されて研磨部材５２ａが二次転写ローラ２９の表面に所定の圧力をもって接触することで、二次転写ローラ２９の表面をクリーニングすることが可能になる。なお、研磨部材５２ａは接着剤、もしくは両面テープ等によって研磨部材保持部材５２ｄに取り付けられるものとする。

また、研磨部材保持部材５２ｄには付勢部材としてのコイルバネ５２ｃの一端が取り付けられ、コイルバネ５２ｃのもう一端は枠体５０ａに取り付けられる。

また本実施の形態では、研磨部材５２ａは二次転写ローラ２９の長手方向に延びる形状を有し、その長手方向の寸法が、中間転写体２８上に転写されるトナー画像がとり得る最大幅と等しくなるように設定する。すなわち、二次転写ローラ２９の表面において、少なくともトナー画像がはみ出して付着する可能性のある領域に対しては、研磨部材５２ａが確実に当接するように構成される。

また、このように二次転写ローラ２９の長手方向に延びる形状を有する研磨部材５２ａ、及びそれを保持する研磨部材保持部材５２ｄに対して、付勢部材としてのコイルバネ５２ｃを二次転写ローラ２９の長手方向に沿って等間隔に配置する。

この構成によれば、研磨部材５２ａを二次転写ローラ２９表面に均一に付勢することが可能になるので、二次転写ローラ２９表面を効率よくクリーニングすることが可能になる。なお、研磨部材５２ａは二次転写ローラ２９の表面に対して７０ｇ／ｃｍの線圧力で押圧されるものとする。

なお、本実施の形態における研磨部材５２ａとしては、インペリアルラッピングフィルム（住友スリーエム株式会社製）を用いた。また、研磨部材５２ａが有する研磨粒子は、粒径が３０μｍの酸化アルミニウムであって、かつメッシュナンバーが６００番のものを使用した。

また、上記で説明したように、本実施の形態においては、クリーニングブレード５１ａよりも二次転写ローラ２９の回転方向下流側に研磨部材５２ａを設ける構成とした。

この構成によれば、クリーニングブレード５１ａによって二次転写ローラ２９の残トナー剤を除去した後に、除去された部分が研磨部材５２ａと当接する構成なので、研磨部材５２ａに二次転写ローラ２９上の残トナー剤が付着することがない。

よって、研磨部材５２ａのいわゆる目詰まりを防止することが可能になり、研磨部材５２ａの研磨性能を長期間にわたって良好な状態に保つことができる。

仮に、研磨部材５２ａの下流側にクリーニングブレード５１ａが配置される場合は、研磨部材５２ａの研磨粒子がクリーニングブレード５１ａと二次転写ローラ２９との間に入り込む可能性が高くなる。そして、クリーニングブレード５１ａと二次転写ローラ２９との間に研磨粒子が入り込んでしまうと、二次転写ローラ２９の表面を傷つける恐れがある。

これに対し、本実施の形態のようにクリーニングブレード５１ａよりも下流側に研磨部材５２ａを設ける場合は、研磨粒子が二次転写ローラ２９に付着することがあっても、多くの場合には二次転写時に転写部から研磨粒子が除去される。

すなわち本実施の形態においては、研磨粒子がクリーニングブレード５１ａと二次転写ローラ２９との間に入り込む可能性が低く、二次転写ローラ２９表面を傷つけるといった問題が生じにくい。よって、二次転写ローラ２９の表面を良好な状態に保つことが可能になる。

［研磨部材の有無によるクリーニング性能の比較］
図６は、縁無し印刷を行った場合のクリーニング機構のクリーニング性能の評価結果を示すものである。ここでは縁無し印刷を行った枚数毎に、クリーニング機構に研磨部材を設ける場合と設けない場合の各々で記録媒体の裏面のトナー汚れ度合いを目視で確認し、目視した結果からクリーニング機構のクリーニング性能を評価した結果を示す。

すなわち、記録媒体にトナー汚れを確認できた場合はクリーニング不良が発生したものとみなし（図６中×と表記）、記録媒体にトナー汚れを確認できない場合はクリーニング不良が発生しなかったものとみなした（図６中○と表記）。また、記録媒体に軽度のトナー汚れを確認できた場合は軽微にクリーニング不良が発生したものとみなした（図６中△と表記）。

また、ここではＡ４サイズの厚紙で、坪量１０５ｇ／ｍ^２のものを記録媒体として用いた。さらに、縁無し印刷を行うために記録媒体の長手、短手方向の寸法よりもそれぞれ２ｍｍ分より大きな領域にトナー画像を転写可能な構成とした。

（印刷枚数が０枚〜１０Ｋ枚の場合）
１０Ｋ枚未満の記録媒体に対して縁無し印刷を行った場合は、クリーニング機構に研磨部材を設ける場合と設けない場合の両方において、記録媒体の裏面にはトナー汚れが目視で確認できなかった。なお、ここでは、×１０^３＝Ｋとして以下説明を行う。すなわち１０Ｋとは１０×１０^３を示すものとする。

つまり印刷枚数が１０Ｋ枚未満の場合においては、クリーニング不良を生じることなく、二次転写ローラ２９表面は確実にクリーニングされたものと考えられる。

（印刷枚数が２０Ｋ枚の場合）
縁無し印刷が行われる記録媒体の枚数が２０Ｋ枚の時は、クリーニング機構に研磨部材を設けない場合においてのみ、記録媒体の裏面に軽度のトナー汚れが確認できた。一方で
クリーニング機構に研磨部材を設ける場合は、記録媒体の裏面にトナー汚れが確認できなかった。

すなわち印刷枚数が２０Ｋ枚の場合においては、クリーニング機構に研磨部材を設けない場合は軽微なクリーニング不良が生じ、クリーニングしきれない微量のトナー画像が二次転写ローラ２９の表面に残留したと考えられる。

（印刷枚数が３０Ｋ〜５０Ｋの場合）
縁無し印刷が行われる記録媒体の枚数が３０Ｋ〜５０Ｋ枚の時は、クリーニング機構に研磨部材を設けない場合においてのみ、記録媒体の裏面にトナー汚れが確認できた。また枚数が増えるにつれ、記録媒体のトナー汚れ度合いも増大していった。一方でクリーニング機構に研磨部材を設ける場合は、記録媒体の裏面にトナー汚れは確認できなかった。

すなわち印刷枚数が３０Ｋ〜５０Ｋの場合においては、クリーニング機構に研磨部材を設けない場合はクリーニング不良が生じ、クリーニングしきれないトナー画像が二次転写ローラ表面に残留したと考えられる。

また、これらのクリーニング不良は、二次転写ローラの表面であって、記録媒体の幅方向はみ出したトナー画像のはみ出し領域（図３（ｄ）中の幅Ｔ_ｈの領域）が付着する部分に集中的に生じることが確認された。

ここで、研磨部材を設けないクリーニング機構によって、５０Ｋ枚の記録媒体に縁無し印刷を行った後の二次転写ローラの表面のクリーニング不良が生じる部分をデジタルマイクロスコープＶＨＸ−３００（株式会社キーエンス社製）によって観察した。具体的には、記録媒体の幅方向に２ｍｍはみ出した転写領域を観察した。

その結果、二次転写ローラのローラ周方向に複数の傷が形成されていることが観察された。一方で、二次転写ローラの表面であって、記録媒体の幅方向にはみ出した転写領域（図３（ｄ）中の幅Ｔ_ｈの領域）に挟まれた領域（図３（ｄ）中の幅Ｐ_ｈの領域）が付着する部分を観察すると、傷の形成は観察されなかった。

すなわち、図３（ｄ）に示すように記録媒体の幅方向にはみ出したトナー画像の転写領域（幅Ｔ_ｈの領域）が二次転写ローラ表面に付着する場合は、二次転写ローラの周方向に沿った領域にトナー画像が付着する。

そして、この部分をクリーニングする場合は、帯状の転写領域（図３（ｄ）中の幅Ｔ_ｈの領域）に対してクリーニングブレード５１ａが当接し続けることになるので、二次転写ローラ２９の表面が傷ついてしまう。よって二次転写ローラ２９のローラ周方向に複数の傷が観察されたものと考えられる。

また、二次転写ローラ２９の表面を効果的にクリーニングするためには、二次転写ローラ２９の表面粗さを出来る限り小さくすることが望ましい。表面粗さが大きいと、表面上に形成された凹凸の部分にトナー剤が入り込み、クリーニングブレード５１ａをすり抜けてしまうからである。

実際に、上記実験結果において、研磨部材５２ａを設けない場合は、二次転写ローラ２９の表面に深さ５μｍ以上の傷が形成されており、トナー剤が傷の部分に入り込んで画像不良を生じていた。

よって本実施の形態においては、良好なクリーニング性能を確保するために、二次転写
ローラ２９の外周を覆うフッ素樹脂チューブの表面粗さを、ＲｚＪＩＳで３μｍ以下とした。

また、クリーニング機構に研磨部材５２ａを設けない場合に対して、研磨部材５２ａを設けた場合は、クリーニング機構の寿命である５０Ｋ枚を越えても、記録媒体の裏面にクリーニング不良によるトナー汚れが発生せず良好な画像が得られた。

また、研磨部材５２ａを取り付けて５０Ｋ枚耐久したものでは、二次転写ローラ２９の外周を覆うフッ素樹脂チューブの表面粗さＲｚＪＩＳは２〜２．５μｍ以下に保たれていた。さらに二次転写ローラ２９の表面を顕微鏡で観察しても、先述したようなローラ表面の傷は形成されていなかった。

以上より、本実施の形態に係るクリーニング機構５０においては、二次転写ローラ２９の表面の大量の残トナー剤をクリーニングする際に形成された傷を、研磨部材５２ａによって研磨することを特徴とする。

すなわち、傷が形成されることで二次転写ローラ２９の表面粗さが一定ではなくなった場合でも、二次転写ローラ２９の表面を研磨部材５２ａによって研磨することで、二次転写ローラ２９の表面粗さを再び一定とすることが可能になる。

よってクリーニング機構５０のクリーニング性能を良好な状態に保つことが可能になるので、記録媒体の裏面にトナー汚れが生じることがなく、画像形成動作を行うことが可能になる。

なお、本実施の形態におけるクリーニングブレード５１ａ及び研磨部材５２ａの材質は、二次転写ローラ２９の表層の材質、硬度、周速差など種々の条件によって最適なものを選択すればよい。

また本実施の形態では、転写部材として二次転写ローラ２９を用いて説明を行ったが、一次転写ローラ２７に対しても本実施の形態に係るクリーニング機構５０を適用することが可能である。すなわち、感光体２２から中間転写体２８上にトナー画像を一次転写する際に一次転写ローラ２７の表面にトナー画像が付着する可能性がある。そして、この残トナー画像が記録媒体の画像不良の原因となる恐れがある。

しかしながら、本実施の形態に係るクリーニング機構５０を用いて一次転写ローラ２７の表面をクリーニングすることで、一次転写ローラ２７の表面を効果的にクリーニングすることが可能になる。

以上より、本実施の形態によれば、転写ローラの表面に残留する残トナー画像を効果的に除去することが可能なクリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

（第２の実施の形態）
図７に、本発明の第２の実施の形態における二次転写ローラ２９と研磨部材５２ａの概略構成を示す。なお、［画像形成装置の構成］、［二次転写ローラの構成］、［縁無し印刷のプロセス］に関しては本実施の形態は第１の実施の形態と異なるものではないので説明を省略する。ここでは、本実施の形態におけるクリーニング機構の構成、特に研磨部材５２ａの配置に関してのみ説明を行う。

第１の実施の形態では、研磨部材５２ａの形状を二次転写ローラ２９の長手方向に延び
る形状とし、その長手方向の寸法が中間転写体２８上に転写されるトナー画像がとり得る最大幅と等しくなる構成とした。

この構成によれば、縁無し印刷可能な最大サイズの記録媒体よりも小さなサイズの記録媒体を用いる場合であれば、記録媒体のサイズに関わらずトナー画像のはみ出し領域を研磨部材５２ａによって確実に研磨することが可能になる。

しかしながら縁無し印刷に定型の記録媒体を用いる場合は、トナー画像のはみ出し領域は大きく変動しない。つまり、常に二次転写ローラ２９表面の特定の部分にはみ出し領域が形成されることになる。

さらに、記録媒体の幅方向からからはみ出したトナー画像のはみ出し領域に大量のトナー剤が付着し、これが二次転写ローラ２９表面を傷つける原因となるので、研磨部材５２ａはこの部分のみを研磨するように複数設ける構成であれば良い。

よって本実施の形態においては、二次転写ローラ２９の長手方向に連続した形状で研磨部材５２ａを配置する構成ではなく、二次転写ローラ２９の長手方向であって、トナー画像の幅方向のはみ出し領域を研磨可能な位置にのみ研磨部材５２ａを設ける構成とした。

図７には、二次転写ローラ２９の長手寸法をＲｈ、記録媒体の幅をＰｈ´、トナー画像の幅をＩｈ´とした場合に、記録媒体としてレター幅（Ｐｈ´＝２１６ｍｍ）を有する定型の記録媒体を用い、Ｉｈ´を２２０ｍｍとした場合の研磨部材５２ａの配置を示す。

そして研磨部材５２ａが、記録媒体の幅方向にはみ出したトナー画像の転写領域（幅Ｔｈ´の領域）を研磨可能な位置に配置する。なお、研磨部材５２ａの幅は５ｍｍとする。

この構成によれば、二次転写ローラ２９の表面から大量の残トナー剤をクリーニングする際に傷が形成された二次転写ローラ２９の表面を、研磨部材５２ａによって研磨することが可能になる。

すなわち、傷が形成されることで二次転写ローラ２９の表面粗さが一定ではなくなった場合でも、二次転写ローラ２９の表面を研磨部材５２ａによって研磨することで、二次転写ローラ２９の表面粗さを再び一定とすることが可能になる。

よってクリーニング機構５０のクリーニング性能を良好な状態に保つことが可能になるので、記録媒体の裏面にトナー汚れが生じることがなく、画像形成動作を行うことが可能になる。

さらに本実施の形態によれば、研磨部材５２ａの大きさを小型化することが可能になるので、簡易な構成で二次転写ローラ２９の研磨を行うことが可能になる。よって装置本体の製造コストを低減させることが可能になる。

なお、本実施の形態におけるクリーニングブレード５１ａ及び研磨部材５２ａの材質は、二次転写ローラ２９の表層の材質、硬度、周速差など種々の条件によって最適なものを選択すればよい。

また本実施の形態では、転写部材として二次転写ローラ２９を用いて説明を行ったが、一次転写ローラ２７に対しても本実施の形態に係るクリーニング機構５０は適用することが可能である。すなわち、感光体２２から中間転写体２８上にトナー画像を一次転写する際に一次転写ローラ２７の表面にトナー画像が付着する可能性がある。

そして、この残トナー画像が記録媒体の画像不良の原因となる恐れがある。すなわち、本実施の形態に係るクリーニング機構５０を用いて一次転写ローラ２７の表面をクリーニングすることで、一次転写ローラ２７の表面を効果的にクリーニングすることが可能になる。

以上より、本発明によれば、転写ローラの表面に残留する残トナー画像を効果的に除去することが可能なクリーニング機構、及びこれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。

第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図 縁あり印刷と縁無し印刷の比較図 縁無し印刷を行う場合の印刷プロセスの模式図 第１の実施の形態における二次転写ローラの断面における概略構成図 第１の実施の形態におけるクリーニング機構の概略構成図 研磨部材の有無によるクリーニング性能の評価結果 第２の実施の形態における二次転写ローラと研磨部材の概略構成図

符号の説明

１２ 記録媒体
２２ 感光体
２９ 二次転写ローラ
５０ クリーニング機構
５１ａ クリーニングブレード（クリーニング部材）
５１ｂ ブレード支持板金
５２ 研磨ユニット
５２ａ 研磨部材
５２ｃ コイルバネ（付勢部材）

Claims (9)

1. 記録媒体にトナー画像を転写する転写ローラの表面をクリーニングするクリーニング機構において、
   前記転写ローラは、弾性層と前記弾性層の外周側を覆う樹脂層を備え、
   前記転写ローラの前記樹脂層に接触して前記樹脂層に付着したトナー剤を除去するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材によってクリーニングされた領域の少なくとも一部を研磨する研磨部材と、
   を備えることを特徴とするクリーニング機構。
2. 前記クリーニング部材は樹脂ブレードによって構成され、
   該樹脂ブレードを前記転写ローラの前記樹脂層に接触させることで、前記転写ローラの前記樹脂層に付着したトナー剤を掻き落とすことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング機構。
3. 前記研磨部材は、
   付勢部材によって前記研磨部材が前記転写ローラの前記樹脂層と接触する方向に付勢されることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング機構。
4. 前記転写ローラの回転方向において、
   前記クリーニング部材の下流側に前記研磨部材が設けられ、
   前記研磨部材の下流側にトナー画像が記録媒体に転写される転写部が設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリーニング機構。
5. 前記研磨部材は、
   前記転写ローラの長手方向に沿って延びる形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング機構。
6. 前記研磨部材は、前記転写ローラの長手方向において、
   トナー画像を記録媒体に転写する際に記録媒体の幅方向にはみ出したトナー画像の転写
   領域を研磨可能な位置にのみ配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニング機構。
7. 前記樹脂層は、
   フッ素を含有する樹脂チューブによって構成されることを特徴とする請求項１乃至６に記載のクリーニング機構。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のクリーニング機構と、
   トナー画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体が担持するトナー画像を記録媒体に転写する転写ローラと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記画像形成装置において、
   前記像担持体は、感光体からトナー画像が一次転写される中間転写体であり、前記中間転写体から記録媒体に対して該記録媒体からはみ出してトナー画像を二次転写することで、該記録媒体の周縁部に余白マージンを形成しない縁無し印刷を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

Images