JP6376080B2 - クリーニング装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置、及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンター、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の、電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体と、前記感光体の表面を均一に帯電させる帯電装置と、帯電された感光体の表面を露光することによって、前記感光体の表面に静電潜像を形成させる露光装置と、前記静電潜像が形成された感光体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、用紙等へ転写する転写装置と、転写されたトナー像を用紙等に定着させる定着装置等を備える。

また、感光体や中間転写ベルト等の、像担持体上のトナー像を用紙等に転写した後、前記像担持体上に残留したトナー、いわゆる残留トナーを像担持体から除去するクリーニング装置を備えている。そうすることによって、転写されずに像担持体上に残留したトナーによる、形成される画像の画質低下を抑制することができる。

このようなクリーニング装置としては、まず、像担持体にブレードを直接あてて、機械的にトナーをせき止める、いわゆるブレードクリーニング方式が挙げられる。この方式のクリーニング装置は、構成が簡単で安価であるという理由から、例えば、感光体や、ポリイミド製の中間転写ベルト等の、弾性層を持たない中間転写ベルトに対するクリーニング装置に採用されてきた。また、弾性層を有する像担持体に対しては、像担持体から残留トナーを、ファーブラシ等のクリーニングブラシで機械的及び電気的に除去する方式が採用されてきた。この方式のクリーニング装置としては、クリーニングブラシで除去された残留トナーを、回収ローラーで回収した後、この回収ローラーにブレードをあてて、残留トナーを回収する方式等が挙げられる。

画像形成装置に用いられるクリーニング装置としては、例えば、特許文献１に記載のクリーニング装置が挙げられる。

特許文献１には、回転移動可能な像担持体に当接し、前記像担持体表面の残留トナーを除去する板状の弾性体ブレードと、除去されクリーニング装置筐体内に取り込まれた残留トナーを所定の場所へと移送する回転可能な廃トナー移送手段と、を有するクリーニング装置が記載されている。このクリーニング装置は、前記弾性体ブレードと前記像担持体との当接部よりも前記像担持体回転方向上流側に、シール部材を前記像担持体表面に当接配置し、前記シール部材は、前記像担持体との当接部と反対側の端部が、前記クリーニング装置内の前記廃トナー移送手段の直下投影面積範囲内のクリーニング装置筐体内壁に係合され、前記シール部材の平面部に対して垂直方向に可動である。

特開２００８−９６６３０号公報

特許文献１によれば、像担持体表面に当接配置したシール部材により、残留トナーをクリーニング装置外へ漏れ出すことを防止する旨が開示されている。また、残留トナーが落下してくる筐体開口部近傍でのトナーの堆積がなく、安定して回収可能である旨が開示されている。

また、特許文献１に記載のクリーニング装置は、いわゆるブレードクリーニング方式のクリーニング装置である。このクリーニング装置に備えられているシール部材を、クリーニングブラシで機械的及び電気的に残留トナーを除去する方式のクリーニング装置に適用しても、クリーニングブラシで除去した残留トナーが、像担持体側への漏れ出すことを充分に抑制できない場合があった。

このことは、以下のことによると考えられる。

まず、像担持体上には、残留トナーだけではなく、用紙に由来する紙粉等の、用紙由来の異物も存在する。よって、クリーニング装置で除去するのは、残留トナーだけではなく、用紙由来の異物も除去することになる。

そして、クリーニング装置で、用紙由来の異物を除去する際、シール部材と像担持体との間に、用紙由来の異物が入り込み、シール部材と像担持体との間に、すき間を形成することがあると考えられる。このことから、シール部材があっても、クリーニングブラシで除去した残留トナーが像担持体側への漏れ出すことを充分に抑制できない場合があると考えられる。

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであって、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制したクリーニング装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記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。

本発明者が検討したところ、クリーニングブラシで除去した残留トナーが、シール部材があっても、像担持体側への漏れ出すことを充分に抑制できない要因として、以下のことを推察した。

クリーニングブラシで機械的及び電気的に残留トナーを除去する方式のクリーニング装置は、具体的には、まず、ファーブラシ等の除去ローラーを、像担持体の表面に接触させて、像担持体から残留トナーを除去する。像担持体から除去されたトナーを、除去ローラーの表面に回収ローラーを接触させることによって、回収ローラーに回収する。そして、この回収した残留トナーを、回収ローラーの表面に接触させたブレードにより、回収ローラーから分離し、分離した残留トナーを、排出部で排出する。その際、分離した残留トナーが、像担持体側に戻らないようにするために、除去ローラーと排出部との間に、シール材として、一方の端部を回収ローラーの表面に接触させるようにシートを配置することがある。

そして、前記像担持体は、残留トナーだけではなく、紙粉等の用紙由来の異物も搬送してくる。このような異物である紙粉も、残留トナーと同様、除去ローラーにより像担持体から除去される。その際、残留トナーは、紙粉より帯電されていると考えられる。このことから、回収ローラーに付着する力が、残留トナーより紙粉のほうが弱いと考えられる。よって、前記シートを備えている場合、シートと回収ローラーとの間を、紙粉は、残留トナーより通過しにくいと考えられる。そして、このような紙粉が、シートの、回収ローラーの回転方向上流側に徐々に蓄積されることになると考えられる。このような蓄積が進行すると、紙粉が、シートと回収ローラーとの間に入り込み、シートと回収ローラーとの間に、すき間が形成されてしまうと考えられる。このように、回収ローラーとの間にすき間が形成されたシートでは、残留トナーを、像担持体側へ漏れ出すことを充分に抑制できないことになると考えられる。このように、シートを単に設けただけでは、像担持体側への残留トナーの漏れ出しを充分に抑制できない場合があると推察した。

そこで、本発明者は、紙粉等の用紙由来の異物の、シートに対する付着力が低下すれば、紙粉等の異物も、シートと回収ローラーとの間を円滑に通過できると考え、以下のような本発明に想到するに到った。

本発明の一態様に係るクリーニング装置は、像担持体の表面と接触して、前記像担持体上のトナー像が用紙に転写された後に前記像担持体上に残留した残留トナー及び前記用紙由来の異物を前記像担持体から除去する除去ローラーと、前記除去ローラーの表面と接触して、前記除去ローラーで除去した残留トナー及び異物を回収する回収ローラーと、前記回収ローラーの表面と接触して、前記回収ローラーで回収した残留トナー及び異物を前記回収ローラーから分離するブレードと、前記回収ローラーから分離された残留トナー及び異物を排出する排出部と、前記除去ローラーと前記排出部との間に配設し、一方の端部を前記回収ローラーの表面と接触させるシートとを備え、前記シートが、基材と、前記基材の少なくとも前記回収ローラーと接触する領域に配置される粉体層とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、前記回収ローラーと接触する領域に配置されている粉体層によって、前記シートは、前記用紙由来の異物、例えば、紙粉の付着力を低下させることができる。よって、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制したクリーニング装置を提供することができる。

このことは、以下のことによると考えられる。

前記異物の付着力を低下させたシートであれば、前記異物が、前記シートと前記回収ローラーとの間に滞留することを充分に抑制でき、ブレードまで適切に搬送されると考えられる。そして、前記シートと前記回収ローラーとの間に、前記異物が挟み込まれた状況が起こりにくいので、前記シートと前記回収ローラーとが、前記異物による、すき間が発生することが起こりにくいと考えられる。このため、前記ブレードで分離された残留トナーが、像担持体側に漏れ出すことを充分に抑制できる。これらのことから、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制することができると考えられる。

また、前記クリーニング装置において、前記粉体が、前記像担持体上にトナー像を形成させるためのトナー又は前記トナーに含まれる粒子であることが好ましい。

このような構成によれば、シートに配置されている粉体が、トナー又は前記トナーに含まれる粒子であるので、像担持体等に付着されたとしても、形成される画像の画質等に対する影響が少ない。このことから、シートに粉体層を配置することによる影響をより抑制しつつ、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制することができる。

また、前記クリーニング装置において、前記粉体の体積平均粒子径が、前記基材の表面の十点平均粗さより小さいことが好ましい。

このような構成によれば、前記シートは、前記用紙由来の異物、例えば、紙粉の付着力をより好適に低下させることができる。このことは、前記シートの基材の凹凸に、粉体が適切に入り込むことによると考えられる。よって、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しをより抑制したクリーニング装置を提供することができる。

また、前記クリーニング装置において、前記基材のヤング率が、１００ＭＰａ以下であることが好ましい。

このような構成によれば、前記シートと前記回収ローラーとの間を、前記残留トナー及び前記異物を好適に通過させることができる。

また、前記クリーニング装置において、前記基材が、熱可塑性ポリウレタンシートであることが好ましい。

このような構成によれば、前記シートと前記回収ローラーとの間を、前記残留トナー及び前記異物を好適に通過させることができる。

また、前記クリーニング装置において、前記回収ローラーの表面の十点平均粗さが、３〜６μｍであることが好ましい。

このような構成によれば、前記回収ローラーが、前記残留トナー及び前記異物を好適に搬送させることができる。

また、前記クリーニング装置において、前記シートは、一方の端部の位置が、前記回収ローラーがなかった場合の位置との距離で０．２〜１ｍｍである位置に配置されることが好ましい。

このような構成によれば、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを好適に抑制できるだけではなく、前記シートと前記回収ローラーとの間を、前記残留トナー及び前記異物を好適に通過させることができる。

また、前記クリーニング装置において、前記除去ローラーが、ファーブラシであることが好ましい。

このような構成によれば、前記像担持体の損傷を抑制しつつ、前記像担持体上の残留トナーや、紙粉等の用紙由来の異物を、前記像担持体上から除去することができる。

また、前記クリーニング装置において、前記像担持体が、現像装置によって現像されたトナー像が転写され、転写されたトナー像を用紙に転写する中間転写体であることが好ましい。

このような構成によれば、中間転写体上の、残留トナーや、紙粉等の用紙由来の異物を好適に除去することができる。

また、前記クリーニング装置において、前記像担持体が、その表面上に、現像装置によって現像されたトナー像を形成する感光体であることが好ましい。

このような構成によれば、感光体上の、残留トナーや、紙粉等の用紙由来の異物を好適に除去することができる。

また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、前記クリーニング装置を備える。

このような構成によれば、高画質な画像を形成することができる。このことは、まず、形成される画像の、残留トナーや用紙由来の異物が存在することによる画質低下を抑制することができることによると考えられる。また、クリーニング装置で除去された残留トナーの、像担持体側への漏れ出しが抑制されるので、その残留トナーが、像担持体に付着することによる画質低下も抑制することが抑制できることによると考えられる。

本発明によれば、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制したクリーニング装置を提供することができる。また、本発明によれば、前記クリーニング装置を備えた画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す概略断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の画像形成部周辺を示す模式図である。 図４は、実施例及び比較例に係るシートの紙粉付着力の結果を示すグラフである。

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置として、図１に示す画像形成装置１０を例に挙げて説明する。なお、図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置の全体構成を示す概略図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置１０としては、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像情報に基づき画像形成処理を行うものであって、いわゆるタンデム方式の画像形成装置（カラープリンタ）１０を例に挙げて説明する。

ここで、画像形成装置として、タンデム方式の画像形成装置を例に挙げて説明するが、電子写真方式を利用した画像形成装置であればよく、タンデム方式の画像形成装置に限定されない。また、画像形成装置の種類としては、カラープリンターを例に挙げて説明するが、例えば、複写機、ファクシミリ装置、及び複合機等であってもよく、カラープリンターに限定されない。

この画像形成装置１０は、図１に示すように、箱形を呈した装置本体１１内に内装された、用紙Ｐを給紙する給紙部１２と、この給紙部１２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら、この用紙Ｐ上に画像情報に基づくトナー像を形成する画像形成部１３と、この画像形成部１３で用紙Ｐ上に形成された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部１４とが設けられている。さらに、前記装置本体１１の上部には、前記定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が形成されている。

装置本体１１の上面の適所には、用紙Ｐに対する出力条件等を入力操作するための図略の操作パネルが設けられている。この操作パネルには、電源キーや出力条件を入力するための各種のキー等が設けられている。

また、装置本体１１内には、図１に示す画像形成部１３より右側位置に、上下方向に延びた用紙搬送路１１１が形成されている。用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラー対１１２が設けられている。そして、用紙搬送路１１１は、搬送ローラー対１１２によって、用紙Ｐを給紙部１２から排紙部１５まで搬送し、その搬送中の用紙Ｐが、画像形成部１３の転写部や定着部１４を通過するように形成されている。

前記給紙部１２は、給紙トレイ１２１、ピックアップローラー１２２、及び給紙ローラー対１２３を備えている。給紙トレイ１２１は、装置本体１１内における画像形成部１３より下方位置に挿脱可能に装着され、複数枚の用紙Ｐが積層された用紙束Ｐ１を貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙トレイ１２１の、用紙Ｐの搬送方向上流側で上方位置、具体的には、図１に示す右上方位置に設けられ、給紙トレイ１２１に貯留された用紙束Ｐ１の最上面の用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラー対１２３は、ピックアップローラー１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路１１１に送り出す。そうすることによって、前記給紙部１２は、画像形成部１３へ向けて用紙Ｐを給紙する。

また、前記給紙部１２は、装置本体１１の、図１に示す左側側面に取り付けられる手差しトレイ１２４、ピックアップローラー１２５、及び給紙ローラー対１２６をさらに備えている。手差しトレイ１２４は、用紙Ｐを手差し操作で画像形成部１３へ向けて供給するためのものである。手差しトレイ１２４は、装置本体１１の側面に収納可能であり、手差しで用紙Ｐを給紙する際、図１に示すように、装置本体１１の側面から引き出されて手差し給紙に供される。ピックアップローラー１２５は、手差しトレイ１２４に載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラー１２５によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラー対１２３，１２６によって用紙搬送路１１１に送り出す。そうすることによって、前記給紙部１２は、画像形成部１３へ向けて用紙Ｐを給紙する。

前記画像形成部１３は、所定の画像処理によって給紙部１２から給紙された用紙Ｐにカラー画像等の画像を形成させるものである。画像形成部１３は、複数の画像形成ユニット１３１と、中間転写ベルト（中間転写体）１３２と、１次転写ローラー１３３と、２次転写ローラー１３４とを備えている。

前記画像形成ユニット１３１としては、本実施形態では、中間転写ベルト１３２の回転方向上流側から下流側へ（図１に示す左側から右側へ）向けて順次配設された、マゼンタ（Ｍ）色の現像剤を用いるマゼンタ用ユニット１３１Ｍ、シアン（Ｃ）色の現像剤を用いるシアン用ユニット１３１Ｃ、イエロー（Ｙ）色の現像剤を用いるイエロー用ユニット１３１Ｙ、及びブラック（Ｋ）色の現像剤を用いるブラック用ユニット１３１Ｋが備えられている。各ユニット１３１は、それぞれ像担持体である感光体ドラム１３５を備え、感光体ドラム１３５上に画像情報に基づいて各色に対応するトナー像を形成させ、中間転写ベルト１３２に１次転写する。

前記画像形成ユニット１３１は、中央位置に像担持体としての感光体ドラム１３５が矢符（図１では時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、感光体ドラム１３５の周囲には、前記１次転写ローラー１３３による転写（１次転写）される位置を、感光体ドラム１３５の回転方向の最も上流側とした場合に、そこから下流側に向かって順に、除電される位置、帯電される位置、露光される位置、現像される位置となるように、除電装置２４、帯電装置２１、露光装置２２、現像装置２３等が各々配置されている。

前記感光体ドラム１３５は、その周面上に、画像情報に基づいて各色に対応するトナー像を形成させるためのものである。前記帯電装置２１は、矢符方向に回転されている感光体ドラム１３５の周面を帯電させるためのものである。前記露光装置２２は、帯電装置２１によって周面が帯電された感光体ドラム１３５の周面に、画像情報に基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム１３５の周面上に画像情報に基づく静電潜像を形成させるためのものである。露光装置２２としては、例えば、ＬＥＤヘッドユニットやレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）等が挙げられる。前記現像装置２３は、感光体ドラム１３５の周面上に形成された静電潜像をトナー像に現像するためのものである。

前記中間転写ベルト１３２は、複数の画像形成ユニット１３１によって、その周面（接触面）に画像情報に基づくトナー像が転写（１次転写）されるためのものである。すなわち、中間転写ベルト１３２は、本実施形態においては、感光体ドラム１３５と１次転写ローラー１３３とで狭持され、感光体ドラム１３５からトナー像が転写される周面を有する像担持体である。

また、中間転写ベルト１３２は、無端状のベルト状回転体であって、その周面側が各感光体ドラム１３５の周面にそれぞれ当接するように、駆動ローラー１３６、及び従動ローラー１３７に架け渡されている。また、中間転写ベルト１３２は、中間転写ベルト１３２を介して各感光体ドラム１３５と対向する位置に配される各１次転写ローラー１３３によって各感光体ドラム１３５に押圧された状態で、駆動ローラー１３６の回転駆動によって、無端回転するように構成されている。駆動ローラー１３６は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト１３２を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラー１３７は、回転自在に設けられ、駆動ローラー１３６による中間転写ベルト１３２の無端回転に伴って従動回転する。

また、中間転写ベルト１３２は、特には限定されないが、具体的には、例えば、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂製のシームレスベルトの表面に、シリコーンゴム及びフッ素ゴム等の合成ゴムやウレタン樹脂等のコーティング層（弾性層）を設けたものからなるベルト等が挙げられる。好ましい中間転写ベルト１３２の一例としては、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の下地層の上に、ウレタン樹脂を含む弾性層を設け、その上にＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）のコーティング層を形成してなるベルトである。なお、コーティング層には、導電性を付与するためにカーボンブラック等の導電性フィラーが添加される場合もある。

１次転写ローラー１３３は、感光体ドラム１３５上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト１３２に１次転写するためのものである。すなわち、１次転写ローラー１３３は、本実施形態においては、中間転写ベルト１３２を狭持して感光体ドラム１３５周面上のトナー像を中間転写ベルト１３２に１次転写させる転写部である。

また、１次転写ローラー１３３は、中間転写ベルト１３２を介して各感光体ドラム１３５と対向する位置に配置される。１次転写ローラー１３３は、各画像形成ユニット１３１の感光体ドラム１３５に対して、それぞれ設けられる。また、１次転写ローラー１３３は、上述したように、中間転写ベルト１３２が感光体ドラム１３５に押圧された状態になるように、中間転写ベルト１３２に接触している。また、１次転写ローラー１３３は、中間転写ベルト１３２に接触したまま、中間転写ベルト１３２の無端回転に従属して回転する。その際、各１次転写ローラー１３３に、トナーの帯電極性とは逆極性である１次転写バイアス電圧を印加することによって、各感光体ドラム１３５上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１３５とそれに対応する各１次転写ローラー１３３との間で、中間転写ベルト１３２に１次転写される。これにより、各感光体ドラム１３５上に形成されたトナー像が、矢符（図１では、反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト１３２に重ね塗り状態で順次１次転写される。

また、２次転写ローラー１３４は、中間転写ベルト１３２上のトナー像を給紙部１２から給紙された用紙Ｐに転写（２次転写）させるためのものである。すなわち、２次転写ローラー１３４は、本実施形態においては、中間転写ベルト１３２の周面に接触してニップ部を形成し、そのニップ部を通過する記録媒体である用紙Ｐに、中間転写ベルト１３２の周面上のトナー像を２次転写させる２次転写部である。

また、２次転写ローラー１３４は、中間転写ベルト１３２を介して、駆動ローラー１３６と対向する位置に配置される。また、２次転写ローラー１３４は、中間転写ベルト１３２に接触したまま、中間転写ベルト１３２の無端回転に従属して回転する。その際、２次転写ローラー１３４に、トナーの帯電極性とは逆極性である２次転写バイアス電圧を印加することによって、中間転写ベルト１３２上に１次転写されたトナー像が、２次転写ローラー１３４と駆動ローラー１３６との間で、給紙部１２から給紙された用紙Ｐに２次転写される。これにより、用紙Ｐ上に、画像情報に基づくトナー像が未定着の状態で転写される。

また、前記画像形成部１３には、中間転写ベルト１３２の、２次転写位置より回転方向下流側で、１次転写位置より回転方向上流側の位置に、クリーニング装置２００をさらに備えている。クリーニング装置２００は、２次転写後、中間転写ベルト１３２の周面上に残存したトナー（残留トナー）を除去して清浄化するためのものである。クリーニング装置２００によって清浄化処理された中間転写ベルト１３２の周面は、新たな１次転写処理のために１次転写位置へ向かう。クリーニング装置２００によって除去された残留トナー（廃トナー）は、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。なお、クリーニング装置２００の構成については、後述する。

前記定着部１４は、画像形成部１３で転写された用紙Ｐ上のトナー像に対し定着処理を施すものである。定着部１４は、内部に加熱源である通電発熱体を備えた加熱ローラー１４１と、加熱ローラー１４１と配向配置された定着ローラー１４２と、定着ローラー１４２と加熱ローラー１４１との間に張架された定着ベルト１４３と、定着ベルト１４３を介して定着ローラー１４２と対向配置された加圧ローラー１４４とを備えている。

定着部１４へ供給された用紙Ｐは、定着ベルト１４３と加圧ローラー１４４との間に形成される定着ニップ部を通過することで、加熱加圧される。これにより、前記画像形成部１３で用紙Ｐに転写されたトナー像は、用紙Ｐに定着される。定着処理の完了した用紙Ｐは、定着部１４の上部から延設された用紙搬送路１１１を経由して、装置本体１１の頂部に設けられた排紙部１５の排紙トレイ１５１へ向けて排紙される。

前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって、形成され、この凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。

以下、前記クリーニング装置２００について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置２００の構成を示す概略断面図であり、図１に示した画像形成装置１０に備えたクリーニング装置２００の周辺部を拡大して示したものである。

前記クリーニング装置２００は、除去ローラー２０１、回収ローラー２０２、ブレード２０４、排出部２０５、シート２０３等を備えている。

前記除去ローラー２０１は、像担持体である中間転写ベルト１３２の表面と接触しながら回転することによって、中間転写ベルト１３２上の残留トナーを除去する。その際、２次転写時に、２次転写ローラー１３４によって中間転写ベルト１３２に用紙が圧接されること等によって、用紙から発生する紙粉等の、用紙由来の異物も、中間転写ベルト１３２から除去される。

また、前記除去ローラー２０１は、残留トナーや用紙由来の異物を中間転写ベルト１３２から除去することができれば、特に限定されない。例えば、ファーブラシ等が挙げられる。除去ローラーとして、ファーブラシを用いることによって、像担持体である中間転写ベルト１３２の損傷を抑制しつつ、中間転写ベルト１３２上の残留トナーや用紙由来の異物を除去することができる。また、ファーブラシとしては、例えば、複数のフィラメント糸を束ねた束を織ってパイル状にしたものをロール状に巻いたファーブラシ状にしたブラシ等が挙げられる。また、このファーブラシとしては、カーボンブラック等の導電性フィラーを添加すること等により導電性が付与されたアクリル繊維（導電性アクリル繊維）からなるファーブラシが好ましく用いられる。

前記回収ローラー２０２は、前記除去ローラー２０１の表面と接触しながら回転することによって、前記除去ローラー２０１で除去したトナー及び異物を回収する。回収ローラー２０２は、残留トナーや用紙由来の異物を前記除去ローラー２０１から回収することができれば、特に限定されない。具体的には、金属ローラーであって、その金属ローラーに電圧を印加する電圧印加部を備えたものが挙げられる。また、好ましい金属ローラーの一例としては、例えば、硫黄及び硫黄複合快削鋼（ＳＵＭ）材製のローラー表面に、ブラスト処理を施し、さらに、ニッケル（Ｎｉ）を施してなるローラーである。金属ローラーに電圧を印加することで、残留トナーや用紙由来の異物を前記除去ローラー２０１から回収することができる。このことは、まず、残留トナーは、帯電、例えば、正に帯電していると考えられる。そして、金属ローラーが、トナーとは逆極性に帯電されるように電圧を印加することによって、トナーを吸着されると考えられる。その際、紙粉は、トナーより回収ローラーに吸着される力が弱いと考えられるが、紙粉も回収ローラーによって回収されると考えられる。

また、前記回収ローラー２０２の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで、３〜６μｍであることが好ましく、３．５〜５μｍであることがより好ましい。十点平均粗さＲｚが小さすぎると、トナーや紙粉等の異物の搬送力を好適に確保できない傾向がある。また、十点平均粗さＲｚが大きすぎると、ブレードの損傷を好適に抑制できない傾向がある。また、前記回収ローラー２０２の表面粗さは、凹凸の平均間隔Ｓｍで、５０〜１５０μｍであることが好ましく、７０〜１１０μｍであることがより好ましい。凹凸の平均間隔Ｓｍが小さすぎると、ブレードの損傷を好適に抑制できない傾向がある。また、凹凸の平均間隔Ｓｍが大きすぎると、トナーや紙粉等の異物の搬送力を好適に確保できない傾向がある。よって、前記回収ローラー２０２の表面粗さが、上記範囲内であれば、前記回収ローラー２０２が、前記残留トナー及び前記異物を好適に搬送させることができる。

なお、十点平均粗さＲｚ及び凹凸の平均間隔Ｓｍは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９９４に準拠の方法により測定された値である。例えば、表面粗さ測定機、具体的には、株式会社東京精密製のサーフコム５７０Ａを用いて測定することができる。

前記ブレード２０４は、前記回収ローラー２０２の表面と接触して、前記回収ローラー２０２で回収したトナー及び異物を前記回収ローラー２０２から分離する。分離されたトナーや紙粉は、前記ブレード２０４の下方方向に位置される排出部２０５に移動する。

また、前記ブレード２０４は、トナー及び異物を前記回収ローラー２０２から分離することができれば、特に限定されない。例えば、樹脂製の板状部材等が挙げられ、ポリウレタンゴムからなる板状部材が挙げられる。この板状部材の一方の端部が、前記回収ローラー２０２の表面と接触している。そして、この板状部材は、他方の端部から、前記回収ローラー２０２の表面と接触している端部へ向かう方向が、前記回収ローラー２００の回転方向とは反対の方向となるように接触している。そうすることによって、前記回収ローラー２０２で回収したトナー及び異物を、前記ブレード２０４で掻き取るように、前記回収ローラー２０２から分離する。

前記排出部２０５は、前記回収ローラー２０２から分離されたトナー及び異物を、クリーニング装置２００から排出する。前記排出部２０５は、例えば、前記回収ローラー２０２等に平行に、排出ローラー等を備え、その排出ローラーの回転によって、トナーや異物を、排出ローラーの延びる方向（図２において、紙面に対して垂直方向）に移動させ、クリーニング装置２００から排出するもの等が挙げられる。このクリーニング装置２００によって除去された廃トナーは、所定の経路を通って図略のトナー回収ボトルに回収され、貯留される。

前記シート２０３は、前記除去ローラー２０１と前記排出部２０５との間に配設し、一方の端部を前記回収ローラー２０２の表面と接触させる。そして、シート２０３は、他方の端部から、回収ローラー２０２の表面と接触している端部へ向かう方向が、前記回収ローラー２００の回転方向とは同じ方向となるように接触している。すなわち、前記ブレード２０４と向かいあうように設置され、前記シート２０３及び前記ブレード２０４によって、前記除去ローラー２０１側と前記排出部２０５側とを区画する。また、前記シート２０３は、前記除去ローラー２０１側と前記排出部２０５側とを区画できるように、他方の端部を、例えば、クリーニング装置２００の筐体に接続する。

このようなシート２０３がないと、前記ブレード２０３によって、前記回収ローラー２０２から分離されたトナーや異物は、自由落下に任せているので、ブレード２０４の下方に位置する排出部２０５だけではなく、除去ローラー２０１側にも移行すると考えられる。すなわち、クリーニング装置２００によって、中間転写ベルト１３２から除去した残留トナーが、排出部２０５だけではなく、像担持体である中間転写ベルト１３２側に戻ってしまうと考えられる。このことから、前記シート２０３は、クリーニング装置からのトナー飛散を抑制することができる。

そして、前記シート２０３は、基材２０６と、基材２０６の、少なくとも前記回収ローラー２０２と接触する領域に配置される粉体層２０７とを備える。図２には、基材２０６の、回収ローラー２０２と接触する側の面の全面に粉体層２０７を備える場合について記載している。粉体層２０７は、基材２０６の、回収ローラー２０２と接触する側の面のうち、回収ローラー２０２と接触する領域に配置されていればよい。

また、シートとして、従来のシートである粉体を備えないものを用いると、上述したように、ブレードによって回収ローラーから分離されたトナーが、像担持体側に漏れ出すことがあった。このことは、シートと回収ローラーとの間に、紙粉等の異物が入り込むことによって、シートと回収ローラーとの間にすき間ができることによると考えられる。これに対して、上記のようなシート２０３を、その粉体層２０７が回収ローラー２０２と接触するように用いることによって、回収ローラー２０２から分離されたトナーも異物も、シート２０３と回収ローラー２０２との間を通過しやすく、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを抑制することができる。

また、前記粉体層２０７は、シート２０３上に配置することによって、シート２０３に対する、紙粉等の異物の付着力を低下させることができれば、特に限定されない。また、前記粉体層２０７は、粉体からなる層であってもよいし、粉体を含む層であってもよい。粉体を含む層としては、例えば、粉体とバインダーとを含む層等が挙げられる。また、粉体層２０７と基材２０６との間に接着層を備えていてもよい。前記粉体層２０７の粉体としては、例えば、像担持体上にトナー像を形成させるためのトナー及び前記トナーに含まれる粒子等が挙げられる。また、トナーに含まれる粒子としては、酸化チタンやステアリン酸亜鉛等の粒子が挙げられる。このような粉体であれば、シート２０３に対する、紙粉等の異物の付着力を低下させることができ、基材２０６から脱離して、像担持体等に付着したとしても、形成される画像の画質等に対する影響が少ない。

また、前記粉体の粒子径は、体積平均粒子径で、基材の表面の十点平均粗さＲｚより小さいことが好ましい。具体的には、前記粉体の粒子径は、体積平均粒子径で、２００ｎｍ〜１μｍであることが好ましく、２００〜４００ｎｍであることがより好ましい。また、本実施形態において、前記基材は、表面粗さが、十点平均粗さＲｚで、１〜１０μｍであるものを使用している。このように、前記粉体の粒子径が小さいと、前記シートの基材の凹凸に、粉体が適切に入り込み、基材上に粉体層を好適に形成することができると考えられる。このようにして得られたシートは、粉体層が好適に形成されているので、前記用紙由来の異物、例えば、紙粉の付着力をより好適に低下させることができる。よって、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しをより抑制することができる。

なお、体積平均粒子径は、動的光散乱法等の公知の方法で測定される粒子径分布から算出することができる。例えば、粒度計（ベックマンコールター株式会社製のマルチサイザー３）等によって、測定することができる。

また、前記基材２０６は、回収ローラー２０２によって搬送されたトナーや異物が、シート２０３と回収ローラー２０２との間を通過することができる基材であれば、特に限定されない。具体的には、基材２０６のヤング率は、１００ＭＰａ以下であることが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートは、ヤング率が１００ＭＰａを越え、これをシートとして用いると、回収ローラーによって搬送されたトナーや異物が、シートと回収ローラーとの間を好適に通過することができなくなる。よって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートを基材として用いた場合、本実施形態におけるシートにはならない。また、基材２０６のヤング率は、４５ＭＰａ以上であることが好ましい。よって、基材２０６のヤング率は、４５〜１００ＭＰａであることが好ましい。基材２０６のヤング率が高すぎると、回収ローラー２０２によって搬送されたトナーや異物が、シート２０３と回収ローラー２０２との間を好適に通過できない傾向がある。また、基材２０６のヤング率が低すぎると、シート２０３がやわらかすぎて、シート２０３と回収ローラー２０２との接触状態を好適に維持できない傾向がある。また、前記基材２０６としては、熱可塑性ポリウレタンシートが好ましい。

また、前記粉体層２０７の形成方法としては、前記基材２０６上の所定の箇所に形成できれば、特に限定されない。具体的には、前記基材２０６上に、前記粉体をまぶすことによって形成することができる。また、粉体層２０７が、粉体とバインダーとを含む層である場合には、例えば、粉体とバインダーとを含む塗布液を、前記基材２０６上に塗布した後、乾燥させることによって、形成してもよい。

また、前記シート２０３の一方の端部の位置が、前記回収ローラー２０２がなかった場合の位置との距離で０．２〜１ｍｍである位置に配置されることが好ましい。すなわち、前記シート２０３の食い込み量は、０．２〜１ｍｍであることが好ましく、０．５〜０．８ｍｍであることがより好ましい。この食い込み量が小さすぎると、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制できない傾向がある。また、この食い込み量が大きすぎると、回収ローラー２０２によって搬送されたトナーや異物が、シート２０３と回収ローラー２０２との間を好適に通過できない傾向がある。よって、シート２０３の食い込み量が、上記範囲内であれば、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを好適に抑制できるだけではなく、前記シートと前記回収ローラーとの間を、前記残留トナー及び前記異物を好適に通過させることができる。

上記のようなシート２０３を、粉体層２０７が回収ローラー２０２と接触するように用いることによって、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制したクリーニング装置となる。すなわち、上記クリーニング装置は、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制したクリーニング装置である。

このことは、以下のことによると考えられる。

前記異物の付着力を低下させたシートであれば、前記異物が、前記シートと前記回収ローラーとの間に滞留することを充分に抑制でき、ブレードまで適切に搬送されると考えられる。そして、前記シートと前記回収ローラーとの間に、前記異物が挟み込まれた状況が起こりにくいので、前記シートと前記回収ローラーとが、前記異物による、すき間が発生することが起こりにくいと考えられる。このため、前記ブレードで分離された残留トナーが、像担持体側に漏れ出すことを充分に抑制できる。これらのことから、像担持体から除去した残留トナーの、像担持体側への漏れ出しを充分に抑制することができると考えられる。

よって、上記のようなクリーニング装置を備えた画像形成装置は、高画質な画像を形成することができる。このことは、まず、形成される画像の、残留トナーや用紙由来の異物が存在することによる画質低下を抑制することができることによると考えられる。また、クリーニング装置で除去された残留トナーの、像担持体側への漏れ出しが抑制されるので、その残留トナーが、像担持体に付着することによる画質低下も抑制することが抑制できることによると考えられる。

上述した画像形成装置は、本実施形態に係るクリーニング装置が、現像装置によって現像されたトナー像が転写され、転写されたトナー像を用紙に転写するための中間転写体、具体的には、中間転写ベルト上の残留トナーや異物を除去するためのもの、すなわちベルトクリーニング装置として備えられたものである。本実施形態に係るクリーニング装置は、このようなベルトクリーニング装置として用いる場合に限定されず、トナーを除去するためであれば、使用することができる。例えば、図３に示すように、表面上に、現像装置によって現像されたトナー像を形成する感光体、具体的には、感光体ドラム上の残留トナーや異物を除去するためのものとしても使用できる。すなわち、ドラムクリーニング装置等の、感光体をクリーニングするためのクリーニング装置として使用できる。よって、本実施形態に係るクリーニング装置は、ベルトクリーニング装置としても、ドラムクリーニング装置等の、感光体をクリーニングするためのクリーニング装置としても用いることができる。

以下、本実施形態に係るクリーニング装置をドラムクリーニング装置として用いた場合について説明する。

図３は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置が適用された画像形成装置３００の画像形成部周辺を示す模式図である。画像形成装置３００は、電子写真方式によって記録媒体である用紙３３０に所定の画像を形成する装置である。また、画像形成装置３００は、図３に示すように、像担持体である感光体ドラム３３１の周囲に、感光体ドラム３３１の回転方向Ａに沿って順に、帯電装置３３２、露光装置３３３、現像装置３３４、転写ローラー３３６、クリーニング装置２００、及び除電装置３３８等を備えている。なお、クリーニング装置２００と除電装置３３８とが逆の配置であってもよい。

前記感光体ドラム３３１は、本実施形態では、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。前記帯電装置３３２は、感光体ドラム３３１の表面を帯電させるものである。前記露光装置３３３は、画像データに基づく光を照射することにより感光体ドラム３３１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。現像装置３３４は、感光体ドラム３３１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものである。前記転写ローラー３３６は、感光体ドラム３３１上に形成されたトナー像を用紙３３０上に転写するものである。前記クリーニング装置２００は、感光体ドラム３３１の表面に残留したトナー等を除去するための装置である。また、このクリーニング装置２００は、備えられている除去ローラー２０１が、中間転写ベルトから感光体ドラムに変わったこと以外、上記クリーニング装置と同様である。前記除電装置３３８は、感光体ドラム３３１の表面電荷をランプ光によって除電するものである。

さらに、画像形成装置３００は、用紙３３０の搬送方向下流側に、定着装置３４１（加熱ローラー３４２及び加圧ローラー３４３）を備えている。定着装置３４１は、トナー像が転写された用紙３３０に熱と圧力とを加えてトナー像を定着させて、用紙３３０上に所定の画像を形成させる。このような画像形成装置によれば、高画質な画像を形成することができる。このことは、クリーニング装置で除去された残留トナーが感光体に戻ることが好適に抑制され、好適に感光体ドラム上がクリーニングされるためと考えられる。

［実施例１，２、及び比較例］
前記シートについて検討した。

（実施例１）
熱可塑性ポリウレタンシート（ヤング率４５ＭＰａ、ＰＥＴシート（ＰＥＴ＃１２５）で裏打ち、表面粗さ：十点平均粗さＲｚ１０μｍ）の表面に、酸化チタン（体積平均粒子径２５０ｎｍ）をまぶした。そうすることによって、粉体層を備えたシートが得られた。

（実施例２）
酸化チタンの代わりに、ステアリン酸亜鉛（体積平均粒子径６μｍ）を用いたこと以外、実施例１と同様である。

（比較例）
酸化チタンを用いないこと以外、実施例１と同様である。すなわち、熱可塑性ポリウレタンシートである。

（評価）
これらのシートの紙粉付着力を測定した。具体的には、各シート上に紙粉を付着し、遠心分離器を用いて、付着した紙粉の量が半分になるときの力［Ｆ５０（ｎＮ）］を測定した。その結果を、図４に示す。なお、図４は、実施例及び比較例に係るシートの紙粉付着力の結果を示すグラフである。

この結果から、粉体層を備えたシート（実施例１及び実施例２）の場合は、粉体層を備えていないシートより、紙粉付着力が大幅に低いことがわかる。

また、シートとして用いることができない、すなわち、異物がシートと回収ローラーとの間を通過させることができないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（東レ株式会社製のルミラー、ヤング率４５ＧＰａ）の場合（参考例）であっても、粉体層を備えていなければ、紙粉付着力が実施例１及び実施例２より高いことがわかる。なお、図４には、この参考例の結果も、実施例１，２、及び比較例の結果とあわせて示す。

また、図１に示すような画像形成装置（京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のＥｃｏｓｙｓ Ｐ６０４０）を用いて、前記シートについて検討した。また、中間転写ベルトとしては、大倉工業株式会社製の弾性ベルト（ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の下地層の上に、ウレタン樹脂を含む弾性層を設け、その上にＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）のコーティング層を形成してなるベルト）を用いた。また、除去ローラーとしては、ファーブラシ（東英産業株式会社製のＳＡ−７、導電性が付与されたアクリル繊維（導電性アクリル繊維）からなるファーブラシ）を用いた。回収ローラーとしては、硫黄及び硫黄複合快削鋼（ＳＵＭ）材製のローラー表面に、ブラスト処理を施し、さらに、ニッケル（Ｎｉ）を施してなるローラー（表面粗さ：十点平均粗さＲｚ４．５μｍ、凹凸の平均間隔Ｓｍ８０μｍ）を用いた。ブレードとしては、ポリウレタンゴムのクリーニングブレード（バンドー化学株式会社製の１５７７Ｅ、反発弾性（国際ゴム硬さ）４７°、ゴム硬さＡ７７、ヤング率９．５ＭＰａ、厚み１．４）を用いた。回収ローラーへの印加バイアス値は、−３μＡとした。また、シートとしては、上記各シートを用いた。

上記実施例１，２に係るシートを用いたクリーニング装置を備えた画像形成装置を用いて、長期間にわたり、画像形成を行っても、比較例に係るシートを用いた場合と比較して、クリーニング装置において、シートより除去ローラー側の内部に溜まった紙粉の量が少なかった。このことは、シートの、回収ローラーの下流側に紙粉が蓄積されることが抑制されていることを示すと考えられる。このことから、実施例１，２に係るシートを用いた場合、比較例に係るシートを用いた場合と比較して、長期間にわたって、高画質な画像を形成できることがわかった。

１０ 画像形成装置
１３２ 中間転写ベルト（像担持体）
２００ クリーニング装置
２０１ 除去ローラー
２０２ 回収ローラー
２０３ シート
２０４ ブレード
２０５ 排出部
２０６ 基材
２０７ 粉体層

Claims (8)

1. 像担持体の表面と接触して、前記像担持体上のトナー像が用紙に転写された後に前記像担持体上に残留した残留トナー及び前記用紙由来の異物を前記像担持体から除去する除去ローラーと、
   前記除去ローラーの表面と接触して、前記除去ローラーで除去した残留トナー及び異物を回収する回収ローラーと、
   前記回収ローラーの表面と接触して、前記回収ローラーで回収した残留トナー及び異物を前記回収ローラーから分離するブレードと、
   前記回収ローラーから分離された残留トナー及び異物を排出する排出部と、
   前記除去ローラーと前記排出部との間に配設し、一方の端部を前記回収ローラーの表面と接触させるシートとを備え、
   前記シートが、基材と、前記基材の少なくとも前記回収ローラーと接触する領域に配置される粉体層とを備え、
   前記基材が、熱可塑性ポリウレタンシートであり、
   前記粉体層を形成する粉体の体積平均粒子径が、前記基材の表面の十点平均粗さより小さいことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記基材のヤング率が、１００ＭＰａ以下である請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記回収ローラーの表面の十点平均粗さが、３〜６μｍである請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記シートは、一方の端部の位置が、前記回収ローラーがなかった場合の位置との距離で０．２〜１ｍｍである位置に配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記除去ローラーが、ファーブラシである請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記像担持体が、現像装置によって現像されたトナー像が転写され、転写されたトナー像を用紙に転写する中間転写体である請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
7. 前記像担持体が、その表面上に、現像装置によって現像されたトナー像を形成する感光体である請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置。

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