JP4111149B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係わり、特に、像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段に関する。

帯電、露光、現像の各手段を周囲に有する感光体上にトナー像を形成し、トナー像を直接転写材に転写したり、或いは、複数の感光体上のトナー像を一旦中間転写体に一次転写した後、中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写する構成の画像形成装置においては、転写後の感光体又は中間転写体（代表して、像担持体という）の残留トナーを除去するために、像担持体の走行方向に対し、カウンタ方向にウレタンゴム等からなる弾性状ブレード（以降、クリーニングブレードという）を当接させて、クリーニングするブレードクリーニング法が知られている。

ブレードクリーニング法においては、トナーを確実にスクレープするためには、クリーニングブレードをある大きさ以上の力で像担持体に圧接する必要があるため、像担持体とクリーニングブレードとの間には摩擦が発生し、この摩擦により、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、摩擦力の増大に伴う像担持体駆動力の変化による画像のピッチムラ等の問題が起こってしまう。

一方、トナーは潤滑剤としての機能を有していることが知られており、この機能を有効に利用して上述した問題を解決する以下のような技術が提案されている。

１つは、トナー補給収容部から現像器へ補給されるトナーの補給量を検出し、その検出結果に基づいて、強制的にトナーを像担持体に付着させクリーニング部に送り、上述した問題の発生を防止するものである（例えば、特許文献１参照）。

これは、像担持体でのトナーの消費量と、現像器へのトナー補給量が比例するという考えに基づくものであり、像担持体でトナーが多く消費されると、強制的にクリーニング部に送るトナー量を少なくし、反対に、少なく消費されると、クリーニング部に送るトナー量を多くするように制御するものである。

１つは、像担持体である感光体の表面の鏡面度を検出し、感光体表面が鏡面状態の時には、感光体表面の非画像部に高濃度のかぶりトナー像を形成しクリーニング部に送り、感光体とクリーニングブレードとの摩擦抵抗を低くして、上述した問題の発生を防止するものである（例えば、特許文献２参照）。

１つは、クリーニングブレードが、像担持体の走行方向に対してカウンタ方向に圧接され、かつ、像担持体に圧接された圧接面の先端を、トナー像が形成される顕像領域からその両側端部付近にある非顕像領域にかけて、像担持体の両端になるに従い、次第に像担持体走行方向へ後退した形状とし、顕像領域で掻き取られたトナーを両端部側の非顕像領域へ搬送、供給することにより、この領域でのクリーニングブレードと像担持体との摩擦を低減しようというものである（例えば、特許文献３参照）。
特開平５−４０４３８号公報 特開平６−３１８０１９号公報 特開平７−１０４６２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、印字幅方向の情報が加味されていないため、印字幅が狭くて、かつ、高濃度のトナー像を連続して形成した場合、トナー消費量が多いと判断して、クリーニング部に強制的に供給するトナー量を少なくしてしまう。

このため、非印字領域で、潤滑剤としてのトナーが不足してしまい、上述した問題、即ち、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、画像ピッチムラ等の問題が発生してしまう。

特許文献２に記載された方法では、感光体の回転軸方向の鏡面度は、印字幅の履歴の影響受けてしまう。即ち、印字幅に係わらず共通して印字（トナー像の形成）される感光体表面の鏡面度は増すが、あまり使用されない表面は鏡面度がそれほど増加しないという問題がある。このため、あまり使用されない感光体表面の鏡面度に基づいて、強制的にクリーニング部にトナーを供給すると、鏡面度が増大した表面では、トナー量が不足して、上述した問題を起こしてしまう。反対に、共通に使用される表面の鏡面度に基づいて、強制的にクリーニング部にトナーを供給すると、鏡面度がそれほど増加していない表面では必要のないトナーが供給されトナーが無駄に消費されてしまう。

また、特許文献１及び２の場合には、クリーニング部に強制的にトナーを送るために作像時間が必要となり生産性が低下したり、作像を頻繁に行うとトナーが無駄に消費されてしまうという問題を併せ持っている。

特許文献３に記載された方法では、印字幅が狭く、かつ、低印字率が低いトナー像を連続して形成した場合、クリーニングブレードで除去されるトナーが少なくなり、クリーニングブレードの両端部までトナーが行き渡らない恐れがある。
また、クリーニングブレードの両端部の剛性が低下してしまい、トナーがクリーニングブレードをすり抜けてしまい、クリーニング不良の原因になることがある。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その目的は、印字幅や印字率に影響されることなく、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、画像のピッチムラ等の問題を、生産性の低下や無駄なトナーの消費を防止しつつ、解決することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明者らは、クリーニングブレードにより除去されたトナーに注目し、除去されたトナーをそのまま回収せずに、一旦、クリーニングブレード近傍に貯留し、クリーニングブレードと像担持体との圧接部に常にトナーが存在するように構成することにより、印字幅や印字率の影響を受けることなく、クリーニングブレードに潤滑性を付与出来ると考え本発明に至った。

即ち、本発明の目的は、以下の構成により達成することができる。

（１）像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
当該クリーニング手段は、
前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
当該トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で、前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
を有し、
前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とによりトナーを貯留する空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記トナーガイド部材に当接するトナー排出規制部材の当接圧が、前記像担持体の回転軸方向にみて、中央部より両端部の方が強いことを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記像担持体の回転軸方向にみて、前記クリーニングブレード、前記トナーガイド部材、前記トナー排出規制部材の長さが、クリーニングブレード＞トナーガイド部材≧トナー排出規制部材、であることを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記トナーガイド部材はスポンジローラであり、前記スポンジローラの周速が前記像担持体の周速よりも早いことを特徴とする前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の画像形成装置。

（５）前記トナー排出規制部材は、弾性部材であることを特徴とする前記（１）から前記（４）のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項１の発明によれば、像担持体、クリーニングブレード、トナーガイド部材、及び、トナー排出規制部材により、クリーニングブレードにより除去されたトナーを貯溜するための空間を形成することにより、クリーニングブレードと像担持体との圧接部にトナーを常に供給でき、クリーニングブレードに潤滑性を付与することが出来る。この結果、印字幅や印字率に影響されることなく、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、画像のピッチムラ等の問題を解決することができる。

同時に、生産性の低下や無駄なトナー消費を防止することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、トナー排出規制部材により、上記空間にトナーが一定量保持されるため、例えば、印字率が低い状態で連続して画像形成が行われても、上記空間のトナーがなくなることなく、クリーニングブレードに潤滑性が付与される。また、印字率が高い状態で連続して画像形成が行われた場合には、上記空間に保持されたトナーがパッキング状態になったり、クリーニングブレードからすり抜けてしまうことを防止できる。

請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の効果に加えて、トナーガイド部材に当接するトナー排出規制部材の当接圧を、前記像担持体の回転軸方向にみて、中央部より両端部の方を強くすることにより、印字幅の狭い画像形成の継続により両端部で除去されるトナーが少なくても、両端部により多くのトナーが保持されるため、クリーニングブレード全長にわたり損傷を防止できる。

請求項４の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか１項の発明の効果に加え、
前記像担持体の回転軸方向にみて、クリーニングブレード、トナーガイド部材、トナー排出規制部材の長さが、クリーニングブレード＞トナーガイド部材＞トナー排出規制部材、になるように構成することにより、像担持体両端部近傍では、除去されたトナーはそのまま落下するため、両端部から外部へ漏れることがなくトナー飛散やトナー汚れを防止できる。

請求項５の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか１項の効果に加え、トナーガイド部材をスポンジローラで構成し、前記像担持体と同方向に回転し、かつ、スポンジローラの周速を前記像担持体の周速よりも早くすることにより、像担持体との摩擦力を適正に設定できるため像担持体を傷をつけることなく、スポンジローラの空間部にトナーを保持しながら、スポンジローラでトナーを媒体として像担持体表面を摺擦、研磨する効果が生まれ、像担持体表面のトナー融着、即ち、トナーフィルミングを防止できる。

以下、本発明に係わる画像形成装置の実施の形態の一例を図を参照しながら説明する。

なお、以下の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

先ず、図１を用いて、画像形成装置の概略構成の説明を行う。

図１は、タンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。

この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段（符号なし）及び定着手段２４等から成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置Ｂが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としての感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙ等からなる。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としての感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍ等からなる。

シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としての感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃ等からなる。

黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としての感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋ等からなる。

現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色のトナーからなる二成分現像剤（一成分現像剤でもよい）をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１を備えている。

現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１は、突き当てコロ（不図示）により感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの回転方向と順方向に回転するようになっている。

現像時、現像ローラ４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１に対してトナーと同極性の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の静電潜像に対して非接触の反転現像が行われる。

一般的に、トナーには流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤が添加されており、この内、本発明に関係する潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。

これら外添剤の添加量は、トナーに対して０．０１〜１０質量％程度である。

中間転写体ユニット７は、複数のローラ７１、７２、７３、７４、７５、及び、半導電性で無端ベルト状の中間転写体７０等からなる。

中間転写体７０は、駆動モータ（不図示）に結合された駆動ローラ７３、支持ローラ７１、７２、二次転写バックアップローラ７４、及び、バックアップローラ７５に外接して張架され、中間転写体７０の回転方向が、図１において時計方向になるように配設されている。

感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写体７０を介して、各色毎の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが設けられている。

一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された各色のトナー像が中間転写体７０上に一次転写される。

二次転写バックアップローラ７４に対向して、中間転写体７０を介して、二次転写ローラ５Ａが設けられている。

二次転写ローラ５Ａには、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、中間転写体７０上に担持される重ね合わせトナー画像が転写材（用紙）Ｐの表面に二次転写される。

用紙Ｐは、給紙カセット２０から給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写位置に搬送され、カラー画像が一括転写される。

なお、用紙Ｐのサイズを変える場合、搬送方向に対して直角方向の長さ（用紙幅）は、中間転写体７０の中央基準で変化するように構成されている。

カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に狭持されて排紙トレイ２６上に載置される。

中間転写体７０の回転方向にみて二次転写位置の下流側に、中間転写体７０上に残留したトナーを除去するクリーニング手段６０が設けられている。

なお、クリーニング手段６０の詳細については後述する。

ここで、本実施の形態における中間転写ベルト、転写ローラ等の材質について説明する。

中間転写体７０は、体積抵抗が１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合５０〜２００μｍ程度、ゴム材料の場合は３００〜７００μｍ程度の設定にすることが好ましい。

一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（アスカー硬度Ｃ）の半導電弾性ゴム（図示せず）を被覆して形成される。

二次転写ローラ５Ａは、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の半導電弾性ゴム（図示せず）を被覆して形成される。

二次転写ローラ５Ａは、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと異なりトナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。二次転写バックアップローラ７４は、ステンレス等の導電性芯金（図示せず）の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５〜０．５ｍｍ程度被覆して形成される。

次に、画像形成プロセスについて図１をもとに説明する。

画像記録のスタートにより感光体１Ｙの駆動モータ（図示せず）の始動により、イエロー（Ｙ）の画像形成部１０Ｙの感光体１Ｙが図１の矢示の反時計方向へ回動され、同時に帯電部２Ｙの帯電作用により感光体１Ｙに電位の付与が開始される。

感光体１Ｙは電位を付与された後、露光手段３Ｙによって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像書き込みが開始され、感光体１Ｙの表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記静電潜像は、現像ローラ４Ｙ１により接触或いは非接触の状態で反転現像され、感光体１Ｙの回転に応じて、感光体１Ｙ上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

上記の画像形成プロセスによって感光体１Ｙ上に形成されたＹのトナー像が、一次転写ローラ５Ｙによって、中間転写体７０上に転写される。

続いて、中間転写体７０上のＹのトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ねられて形成され、これによりカラートナー像が得られる。

転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段６Ｙ，６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより除去される。

中間転写体７０上のカラートナー像の形成と同期して、給紙カセット２０から、１枚づつ分離搬送された用紙Ｐが、レジストローラ２３を経て搬送され、二次転写ローラ５Ａにより、中間転写体７０上のカラートナー像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

カラートナー像が転写された用紙Ｐは、分離手段（図示せず）により除電され、定着装置２４へと搬送され、トナー像が定着された後、排紙ローラ２５により排紙トレイ２６へ排出される。

一方、転写後の中間転写体７０の周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段６０により除去される。

次に、クリーニング手段６０の詳細につて、図２を用いて説明する。

図２はクリーニング手段６０の要部断面図である。

６０１はケーシングで、クリーニング手段６０を構成する各部材を取り付け、かつ、中間転写体７０から除去したトナーを収容する収容部を有する。

６０２は、ウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードで、ブレードホルダ６０３に接着剤等により固定されている。

ブレードホルダ６０３はケーシング６０１に設けられた支持軸６０４に回動自在に取り付けられている。

６０５は押圧バネで、ブレードホルダ６０３が支持軸６０４の周りに反時計方向に回動するように付勢し、クリーニングブレード６０２の先端が、中間転写体７０の回転方向と反対方向（カウンター方向）に向いた状態で、バックアップローラ７５にバックアップされた中間転写体７０に圧接位置Ｃで圧接するように配設されている。

６０８はスポンジローラからなるトナーガイド部材であり、中間転写体７０の図の矢印で示す回転方向にみて、クリーニングブレード６０２と中間転写体７０との圧接位置Ｃよりも上流側で、中間転写体７０に当接するように配設されている。

スポンジローラ６０８は、図示しない回転手段により、中間転写体７０との当接位置において、中間転写体７０と同方向に回転し、かつ、スポンジローラ６０８の周速が中間転写体７０の周速よりも早くなるように構成されている。

６０９は、ＰＥＴシートからなるトナー排出規制部材であり、その一端は、スポンジローラ６０８の表面に、スポンジローラ６０８と中間転写体７０との当接位置と反対側の位置で当接し、他端は、スポンジローラ６０８の上方に設けられたシート保持部材６１０に両面テープ等により固定されている。

シート保持部材６１０は、ケーシング６０１の突起部６１１にネジ等により固定されている。

この様な構成により、中間転写体７０、クリーニングブレード６０２、スポンジローラ６０８、及び、トナー排出規制部材６０９は、空間Ｓを形成する。

６１２はケーシング６０１の底部に設けられた回収スクリュウであり、ケーシング６０１の底部に貯溜したトナーを図の紙面に対し垂直方向に搬送し、ケーシング６０１外へ排出する。

６１３は、図に示すように、一端が中間転写体７０に対向するケーシング６０１の底部に接着され、他端が中間転写体７０に軽く接触するＰＥＴからなるトナー受けシートで、ケーシング６０１内部のトナーが下方に落下することを防止する。

上述した構成のクリーニング手段６０の動作について説明する。

中間転写体７０上のトナー像が二次転写位置で用紙に転写された後、中間転写体７０上に残留したトナーは、前述した空間Ｓに貯留される。

空間Ｓに貯留されるトナーが一定量を超えると、トナー排出規制部材６０９とスポンジローラ６０８との当接部からトナーが排出され、貯留されるトナー量が一定になるように維持される。

換言すると、空間Ｓに貯留されるトナー量が増加すると、トナー排出規制部材６０９は、弾性を有するＰＥＴシートで構成されているため、所謂、圧力調整弁のような働きをし、空間Ｓにトナーを一定量を維持するように作用する。

従って、貯留されるトナーの上面レベルが、常に、圧接位置Ｃよりも上方にあるように構成することにより、印字率が低い画像形成が続いても、クリーニングブレード６０２の先端部には潤滑剤としてのトナーが供給されることになる。

また、中間転写体の回転軸方向、即ち、用紙搬送方向に対して垂直方向の用紙長さ（用紙幅、又は、印字幅という）が短い状態で画像形成が続いても、トナーが流動性を有しているため、スポンジローラ６０８の回転運動、装置の僅かな振動等により、トナーが用紙幅方向に広がり空間Ｓに均一に貯留されるため、用紙幅方向にみて、クリーニングブレード全長にトナーが行き渡ることになる。

次に、本実施の形態における、クリーニングブレード、スポンジローラ、及び、トナー排出規制部材の材質、構成等の詳細を下記に示す。

（１）クリーニングブレード
・材質：ウレタンゴム
・硬度：７４°（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）
・荷重：０．１６Ｎ／ｃｍ
・当接角度：１７°
（２）スポンジローラ
・材質：ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）
・硬度：３０°（アスカー硬度Ｃ）
・周速：中間転写体７０の周速の１．２倍
（３）トナー排出規制部材
・材質：ＰＥＴ
・厚さ：５０μｍ
・当接圧：０．０１４Ｎ／ｃｍ
・自由長：９ｍｍ
ここで、クリーニングブレードの荷重とは、図３に示すように、圧接位置Ｃにおいて、支持軸６０４の中心ＳＣと圧接位置Ｃとを結ぶ線に対して直角方向に、押圧バネ６０５の作用により発生する、クリーニングブレード６０２の単位長さ（ｃｍ）当たりの力（荷重）Ｐ１である。

当接角度とは、図３の圧接位置Ｃにおける、クリーニングブレード６０２とバックアップローラ７５の外周円の接線とのなす角度θである。

トナー排出規制部材６０９の当接圧とは、上記のクリーニングブレードの荷重と同様に、トナー排出規制部材６０９とスポンジローラとの当接位置Ｄにおいて、当該当接位置Ｄとトナー排出規制部材６０９とシート保持部材６１０との接合端部ＨＣとを結ぶ線に対して直角方向に、トナー排出規制部材６０９の弾性により発生する、トナー排出規制部材６０９の単位長さ（ｃｍ）当たりの力（当接圧）Ｐ２である。

トナー排出規制部材６０９の自由長とは、図３に示すように、接合端部ＨＣと当接位置Ｄまでのトナー排出規制部材６０９の長さＦである。

更に、図４に示すように、用紙幅方向にみて、中間転写体７０の幅Ｌ１＝３６０ｍｍ、クリーニングブレード６０２の長さＬ２＝３４０ｍｍ、スポンジローラ６０８の長さＬ３＝３３０ｍｍ、トナー排出規制部材６０９の長さＬ４＝３３０ｍｍであり、各々の長さは、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＝Ｌ４の関係になるように構成されている。

なお、スポンジローラ６０８の幅Ｌ３は最大用紙幅よりも大きくなるように構成されている。

また、トナー排出規制部材６０９は、図４に示すように、用紙幅方向にみて、中央部の幅１５０ｍｍの間には、ピッチ２．５ｍｍで、長さ９ｍｍの切り込みが入っている。

この様な切り込みを入れることにより、用紙幅方向にみて、トナー排出規制部材６０９のスポンジローラ６０８への当接圧は、中央部よりも両端部の方が強くなる。

以上述べた、本実施の形態（条件（Ａ）とする）の効果を確認するために、比較実験を行った。

比較した条件（Ｂ）と条件（Ａ）との相違点は以下の通りである。

・トナーガイドローラ：ブラシローラ
・トナー排出規制部材：なし
また、環境条件は、温度３０℃、湿度８０％に設定し、用紙はＡ４サイズで、用紙の長辺を搬送方向に合わせて、連続５０００枚の用紙両面に、印字率１％の画像形成を行い、図５に示す結果を得た。

図５（ａ）はクリーニングブレードが中間転写ベルトに圧接する箇所（ブレードエッジ）の損傷比率、即ち、クリーニングブレードの長手方向（用紙幅方向）にみて、全長に対して、ブレードエッジが損傷している箇所の長さの合計がどの位の割合であるかを示しており、条件（Ａ）では２％、条件（Ｂ）では３８％であった。

条件（Ａ）で、損傷比率が低いのは、空間Ｓに常時一定量のトナーが貯留されたいるため、ブレードエッジに潤滑剤としてのトナーが存在し、損傷を防止しているためである。

図５（ｂ）は、クリーニングブレードの長手方向にみて、中央付近、両端付近でのエッジ損傷、及び、中間転写体の用紙幅方向にみて、中央付近、両端付近のトナーフィルミングを○×で評価したものである。

○は全く問題なし、△×は実用上かなり問題有り、××は実用上問題有りを表している。

図からも明らかなように、ブレードエッジ損傷及びトナーフィルミングともに、中央付近及び両端付近のどちらでも、条件（Ｂ）に比較して、条件（Ａ）では全く問題ないレベルである。

これは、ブレードエッジの損傷に関しては、空間Ｓに常時一定量のトナーが貯留されたいるためであり、両端部でもブレードエッジの損傷がなかったのは、トナー排出規制部材の当接圧が、中央部より両端部で大きいため、狭い用紙幅にもかかわらず、両端部の空間Ｓにトナーが十分に貯留しているためである。

トナーフィルミングに関しては、スポンジローラの表面にトナーが保持され、かつ、スポンジローラと中間転写ベルトとの周束差により、表面に保持されたトナーにより中間転写体の表面が研磨され、クリーンに維持されているためである。

なお、中間転写ベルト上のトナーフィルミングの発生は、用紙上の画像に現れる筋状欠陥と、筋状欠陥に対応する中間転写ベルト表面の位置のトナーの付着状況により確認した。

また、中間転写ベルトの幅Ｌ１、クリーニングブレードの長さＬ２、スポンジローラの長さＬ３、トナー排出規制部材の長さＬ４を、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＝Ｌ４、の関係に設定したため、ケーシングの両端部からのトナーの飛散、こぼれはなかった。

Ｌ２＞Ｌ３≧Ｌ４であれば、ケーシングの両端部からのトナーの飛散、こぼれの発生はない。

更に、クリーニング手段の周辺の温度は、５５℃以下であり、空間に貯留されるトナーの凝集等はなかった。

次に、本実施の形態で、環境条件を温度３０℃、湿度８０％に設定し、クリーニングブレードの荷重及びトナー排出規制部材の当接圧を変化させた時に、クリーニングブレードが正常に動作する範囲がどのくらいあるかの確認を行った。その結果を図６に示す。

横軸はクリーニングブレードの荷重、縦軸はトナー排出規制部材の当接圧を示す。

図に示すように、トナー排出規制部材の当接圧が■を結ぶ直線Ｌ５（０．０６Ｎ／ｃｍ）以下では、クリーニングブレードの両端付近でブレードエッジが損傷し、トナーフィルミングが発生した。

これは、トナー排出規制部材のスポンジローラへの当接圧が小さすぎるため、クリーニングブレードで除去されたトナーがスポンジローラの回転に伴い排出されてしまい、前記空間にトナーが所定量貯留されないためである。

また、◆を結ぶ直線Ｌ６より上では、トナーがクリーニングブレードをすり抜けてしまうクリーニング不良が発生する。

これは、トナー排出規制部材のスポンジローラへの押圧荷重が大きすぎるため、空間に貯留されたトナーがスムーズに排出されずに増加してしまい、クリーニングブレードをすり抜けてしまうためである。

従って、直線Ｌ５及びＬ６で挟まれた範囲が、クリーニングブレードのエッジの損傷、中間転写体のフィルミング、及び、クリーニング不良が発生しない範囲である。

この範囲は十分に広く、クリーニングブレードの荷重、トナー排出規制部材の押圧力を適宜に設定することが可能であり、安定したクリーニング動作を行うことが出来る。

なお、本実施の形態においては、クリーニング手段を中間転写体に適用したが、これに拘ることなく、中間転写体にトナー像を転写する感光体、あるいは、転写材に直接トナー像を転写する感光体に適用しても良い。

トナーガイド部材は、本実施の形態では、スポンジローラとしたが、クリーニングブレードで除去されたトナーを下方に落下させることなく保持できるものであれば良く、例えば、ゴムローラ、樹脂ローラ等のトナーガイドローラ、又は、シート部材等で構成しても良い。

トナー排出規制部材は、本実施の形態では、ＰＥＴシートとしたが、前述した空間を形成でき、かつ、トナーが一定量以上になったら排出する機能を有するものであれば良く、例えば、図７に示すように、トナー排出規制部材６０９を薄い金属板等で形成し、トナー排出規制部材６０９をシート保持部材６１０に回動自在に保持し、押圧バネ６２０により押圧するように構成しても良い。

タンデム型カラー画像形成装置の概略構成図。 クリーニング手段の要部断面図。 クリーニングブレードの荷重、トナー排出規制部材の当接圧を説明するためのクリーニングブレード近傍の断面図。 中間転写体、クリーニングブレード、スポンジローラ、トナー排出規制部材の長さに関する説明図。 本実施の形態（条件（Ａ））と比較条件（Ｂ）との比較実験結果。 クリーニングブレード荷重とトナー排出規制部材当接圧とを変化させたときの適正なクリーニング範囲を示す図。 トナー排出規制部材の他の実施の形態を示す概略構成図。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
７ 中間転写体ユニット
６０ クリーニング手段
７０ 中間転写体
６０１ ケーシング
６０２ クリーニングブレード
６０３ ブレードホルダ
６０４ 支持軸
６０５ 押圧バネ
６０８ スポンジローラ
６０９ トナー排出規制部材
６１０ シート保持部材
６１２ 回収スクリュウ
６１３ トナー受けシート
Ｃ 圧接位置
Ｄ 当接位置
Ｐ１ 荷重
Ｐ２ 当接圧
Ｓ 空間

Claims (5)

1. 像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
   当該クリーニング手段は、
   前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
   前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
   当該トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で、前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
   を有し、
   前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とによりトナーを貯留する空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナーガイド部材に当接するトナー排出規制部材の当接圧が、前記像担持体の回転軸方向にみて、中央部より両端部の方が強いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の回転軸方向にみて、前記クリーニングブレード、前記トナーガイド部材、前記トナー排出規制部材の長さが、クリーニングブレード＞トナーガイド部材≧トナー排出規制部材、であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーガイド部材はスポンジローラであり、前記スポンジローラの周速が前記像担持体の周速よりも早いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー排出規制部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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