JP5286056B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写紙の表面に転写体を介して画像転写を行うと共に、その転写体の表面に付着した残トナー等の表面付着物を除去するクリーニングデバイスを備えた画像形成装置に関する。

従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリやこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置には、感光体ドラム等の転写体の表面に形成されたトナー像を、無端ベルト状の中間転写体に一次転写したうえで、そのトナー像を転写紙の表面に二次転写するようにした画像形成装置が周知である。

また、中間転写体の表面に残存した表面付着物（残トナーや転写紙繊維屑等）は、クリーニングデバイスによって除去する画像形成装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

この際、特にクリーニング部材としてブラシを用いることにより、中間転写体の材料に関わらずクリーニング性能を確保することができる。

例えば、高画質を得るためには中間転写体に無端状の弾性ベルトを用いると良いが、中間転写体が弾性体だとクリーニング部材として弾性ブレードを使用することは難しい。

また、ブラシを使用したクリーニング方法では、ブラシに印加するバイアスの値を各プロセス条件に合わせて最適化すると共に、ブラシの回転数を大きくすればクリーニング性が増すことが知られている。

クリーニング装置は、例えば、図５に示すように、転写体としての中間転写ベルト（中間転写体）５１を回動移動させる駆動ローラ５２に、中間転写ベルト５１を介して二次転写ローラ５３が対向配置された二次転写部付近に配置されており、二次転写ローラ５３の接触位置よりもベルト搬送方向下流側で中間転写ベルト５１の表面と接触するように多数のブラシ繊維（導電性）を芯金に巻き付けた円筒状の静電ファーブラシ等からなるクリーニングブラシ５４と、クリーニングブラシ５４で除去した残トナーを回収する回収ローラ５５と、回収ローラ５５の表面とカウンタ接触して回収ローラ５５で回収した残トナーを掻き取るクリーニングブレード５６と、を備え、このクリーニングブレード５６で掻き取った残トナー等を図示しない廃トナーコンテナで回収する。

この際、クリーニング装置は、中間転写ベルト５１にトルク変動を比較的与えないシステムであり、特に、クリーニングブラシ５４を中間転写ベルト５１に対して圧接離間させるブラシクリーニング機構においては、中間転写ベルト５１の速度変動への対応性に優れている。

一方、近年のトナー粒子径の小径化に伴い、ブラシクリーニング機構では、クリーニングブレード５６の耐久磨耗の問題でトナーのすり抜け等が発生して、クリーニング不良が発生し易いという問題が生じている。

そこで、クリーニングブラシ５４の剛性による掻き取り効果と併用して、クリーニングブラシ５４にバイアスを印加しトナーを電気的に捕集することによって小粒径トナーに対するクリーニング性の向上を図っている。

尚、クリーニングブラシ５４で捕集した残トナー等は、バイアス印加可能な導電性の回収ローラ５５にクリーニングブラシ５４を接触回転させ、この回収ローラ５５にトナーを転移させた後、回収ローラ５５とカウンタ接触するクリーニングブレード５６で掻き落とす方法が一般的に用いられている。

このようにクリーニングブラシ５４を用いたブラシクリーニング機構のクリーニング装置では、小粒径トナーのクリーニング性に非常に有効なシステムであるが、クリーニングブラシ５４の剛性のため、クリーニングブラシ５４と中間転写ベルト５１とのニップ部付近やクリーニングブラシ５４と回収ローラ５５とのニップ部付近で、クリーニングブラシ５４に掻き取られた（捕集された）トナーが飛散し易いという問題が生じていた。

特に、クリーニングブラシ５４と回収ローラ５５とのニップ部付近でトナー飛散が発生すると、機内汚染の要因となり、画像不良等の不具合が発生し易くなってしまう。

これはクリーニングブラシ５４と回収ローラ５５とのニップ部付近でのブラシ繊維（フィラメント）が回収ローラ５５の表面から離れる際に、クリーニングブラシ５４の反発復元（ブラシ剛性）によって捕集した残トナー等が弾き飛ばされることに起因する。

従って、これを抑制するためには、クリーニングブラシ５４のブラシ繊維の剛性やクリーニングブラシ５４の回転数に大きく依存する傾向がある。
特開２００７−１８８０５８号公報

しかしながら、クリーニングブラシ５４の回転数やクリーニングブラシ５４のブラシ繊維の剛性といった因子は、トナー飛散とクリーニング性能との間でトレードオフの関係にあり、トナー飛散を抑制するためにクリーニングブラシ５４のブラシ繊維の剛性や回転数を下げてしまうと、クリーニング性能が低下してしまうという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、クリーニング性能を向上し得て、トナー飛散を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触して表面付着物を捕集する導電性回転ブラシと、該導電性回転ブラシにバイアス供給すると同時に前記導電性回転ブラシで捕集した表面付着物を回収する回収部材と、を備えた画像形成装置において、前記導電性回転ブラシと前記回収部材とが接触する回収ニップ部における前記回収部材の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする。

この際、前記回収部材が回収ローラであり、該回収ローラの曲率半径が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の曲率半径よりも大きいのが好ましい。

また、前記回収部材が無端ベルト状の回収スリーブであり、該回収スリーブの前記導電性回転ブラシと接触する弛み部分の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いのが好ましい。

本発明の画像形成装置は、クリーニング性能を向上し得て、トナー飛散を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置をプリンタに適用し、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の拡大図である。

［画像形成装置の全体構成］
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、図示しないコンピュータ等に接続されており、そのコンピュータ等から送られてくる画像データに応じてフルカラー等の画像を転写紙に転写・定着するものである。尚、プリンタ１は、図１の右側がオペレータが操作する正面側となっている。

プリンタ１は、表面に静電潜像が形成される感光体２と、現像器ユニットとしての回転現像装置本体３と、露光装置としてのレーザユニット４と、補充用トナーを収容したトナーコンテナ５と、トナーコンテナ５に収容した補充用トナーを回転現像装置本体３に供給するトナー補給部材６と、中間転写ユニット７と、二次転写ローラ８と、定着装置９とを有している。

［感光体２の構成］
感光体２は、プリンタ１の内部略中央に回転自在に設けられ、その回転軸はプリンタ１の正面側から幅方向に延びるように、即ち、図１の紙面奥行き方向に延びるように設けられている。また、感光体２の上部には、感光体２の表面を帯電するための帯電デバイス１０が設けられている。さらに、感光体２の側方には、感光体２の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１１が設けられている。

［回転現像装置本体３の構成］
回転現像装置本体３は、感光体２に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものであり、感光体２に隣接して、その回転中心が感光体２の回転中心と略同じ高さ位置になるように設けられている。また、回転現像装置本体３は、その全体が感光体２の回転中心軸線と平行な軸線回りに回転自在な円筒形状を呈し、図示しないモータやギアを含む駆動系によって回転される。さらに、回転現像装置本体３は、本実施の形態では４等分割されて６色（例えば、イエロー（Ｙ）・マゼンダ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ））のトナーに対応する４つの現像器１２が設置可能となっている。

各現像器１２は、それぞれ略同様の構成であり、感光体２に対向配置可能な現像ローラ１３等が設けられている。また、各現像器１２は、トナーコンテナ５とは離間して配置されており、これにより、回転現像装置本体３のトナー収容スペースは小さく、現像器１２の小型化を図っている。さらに、現像器１２は、回転現像装置本体３に対してそれぞれ着脱可能となっており、現像器１２のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。

尚、各現像器１２には、トナーコンテナ５から補給用トナーを現像器１２の内部に補給するために、現像器１２の外形を構成するトナーケース１４の外周面にトナー補給部材６の先端が臨むようにスリット等（図示せず）を形成したゴム等の弾性材料からなるトナー補給部（図示せず）が設けられている。

［レーザユニット４の構成］
レーザユニット４は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体２を走査露光するものであり、感光体２の上方に配置されている。また、レーザユニット４の内部には、図示を略するレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等の公知の構成を備えている。さらに、レーザユニット４のレーザ光路の前方には、反射ミラー１５が設けられている。これにより、レーザユニット４から発射されたレーザ光Ｐは、反射ミラー１５によって屈曲されて感光体２の表面に照射される。

［トナーコンテナ５の構成］
トナーコンテナ５は、回転現像装置本体３の各現像器１２に対応して補給用トナーを収容しているものであり交換可能となるようにプリンタ１に着脱可能に設置されている。また、トナーコンテナ５は、プリンタ１の一方の側面から他方の側面側に向って（図１の紙面奥行き方向に向って）にイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の補給用トナーを収容した４つのトナーコンテナ５が独立して並列配置されている。

［トナー補給部材６の構成］
トナー補給部材６は、トナーコンテナ５に収容された各色のトナーを、対応する現像器１２に供給するためのものであり、感光体２の上方において、レーザユニット４とトナーコンテナ５との間のスペースに配置されている。また、トナー補給部材６は、上下方向に移動可能にトナーコンテナ５と同数配置されており、図１の紙面奥行き方向にずれた位置で各現像器１２内に臨むことで補給用トナーを現像器１２に補給することができる。

［中間転写ユニット７の構成］
中間転写ユニット７は、感光体２に形成された各色のトナー画像が無端状の中間転写ベルト１６に順次一次転写されるものであり、感光体２及びトナーコンテナ５の下方に配置されている。

中間転写ベルト１６は、駆動ローラ１７及び従動ローラ１８，１９の間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト１６の感光体２と対向する部分は、一次転写ローラ２０によって感光体２に当接するように構成されている。尚、従動ローラ１８は、本実施の形態では中間転写ベルト１６の緊張状態を維持するためのテンションローラの機能を具備している。また、中間転写ベルト１６は、回転現像装置本体３の下方に配置されたクリーニング装置２１によってクリーニングされる。

駆動ローラ１７は、感光体２と回転現像装置本体３との接触部の略真下に配置され、その中心は回転現像装置本体３の最下端よりもさらに下方に位置している。そして、図示しないモータ及びギアを含む駆動部によって駆動されるようになっている。

従動ローラ１８は、トナーコンテナ５のプリンタ１正面側の底部に近接して配置されており、その高さ位置は略感光体２と同じ位置である。

一次転写ローラ２０は感光体２の下方に設けられ、これにより、中間転写ベルト１６の所定範囲が感光体２に当接されている。

［二次転写ローラ８の構成］
二次転写ローラ８は、中間転写ベルト１６に転写された画像を、搬送されてきた転写紙に二次転写するためのものであり、駆動ローラ１７の下方に対向配置されている。そして、この二次転写ローラ８には、図示しない電圧印加手段によって、転写紙に対して画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。

［定着装置９の構成］
定着装置９は、転写紙上に転写されたトナー（画像）を溶融定着するために転写紙の表裏から加熱・加圧するものであり、回転現像装置本体３の下方でプリンタ１の背面寄りに配置されている。この定着装置９は、ハロゲンヒータ等の熱源２２の発熱によって加熱する定着ローラ２３と、定着ローラ２３に圧接する加圧ローラ２４と、定着ローラ２３の表面にトナー定着直後の転写紙の貼り付きを防止する分離部材２５と、を備えている。

［搬送経路の構成］
プリンタ１の底部には、図示を略する転写紙を収納する給紙カセット２６が設けられている。そして、この給紙カセット２６に収納された転写紙は給紙部２７から取り出されて排出口２８に至る搬送経路２９へと搬送され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。尚、給紙カセット２６は、転写紙の交換や補給等のためにプリンタ１の正面側（図１において紙面手前側）から引き出し可能とされている。

また、プリンタ１の側面（図１において紙面右側）には、起倒可能な手差トレイ３０が設けられており、この手差トレイ３０に転写紙を装着することも可能となっている。手差トレイ３０に装着された転写紙は、手差給紙部３１から取り出されて搬送経路２９に合流され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。

さらに、搬送経路２９の二次転写ローラ８よりも上流側には、給紙部２７又は手差給紙部３１から取り出された転写紙の先端と中間転写ベルト１６とのタイミング調整のためのレジストローラ対３２が設けられ、搬送経路２９の定着装置９よりも下流側には、両面印刷処理のために定着済みの転写紙をレジストローラ対３２よりも搬送経路２９の上流側へと反転搬送する反転経路３３が設けられている。この際、反転するための転写紙は、一旦、排出口２８付近にまで搬送された後、転写紙後端が搬送経路２９において反転経路３３の上流口よりも下流側へと搬送された後、スイッチバックローラ３４の反転によって反転経路３３へと送り込まれる。

［画像形成動作］
上記の構成において、プリンタ１に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着装置９の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、このプリンタ１に接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

尚、この画像形成動作中においては、トナー補給部材６は回転現像装置本体３から離間して上方の待避位置に移動させられている。

先ず、帯電デバイス１０によって感光体２が帯電された後、感光体２に対してレーザユニット４により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体２に静電潜像が形成される。

次に、回転現像装置本体３が回転されて、対応する色の現像器１２が感光体２に対向させられる。この状態で、感光体２の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。

現像された画像は、中間転写ベルト１６に転写され、以上の動作を各色毎に順次繰り返すことによって、中間転写ベルト１６上にフルカラー画像が形成される。尚、感光体２に残留した残トナー等は、ドラムクリーニング装置１１により清掃されて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

一方、給紙部２７によって取り出された給紙カセット２６の最上位に位置する転写紙は、レジストローラ対３２によって中間転写ベルト１６上の画像形成位置とでタイミング合わせを行ったうえで二次転写ローラ８へと搬送される。

二次転写ローラ８は中間転写ベルト１６に当接しているため、二次転写ローラ８に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト１６上に形成されたフルカラー画像が転写紙に転写される。

転写後の転写紙は、定着装置９に案内され、この定着装置９による加熱・加圧によって画像が転写紙に定着される。

定着後の転写紙は、片面印刷の場合にはスイッチバックローラ３４を経由してそのまま排出口２８から排出される。また、両面印刷の場合には、スイッチバックローラ３４により反転経路３３へとスイッチバックされ、レジストローラ対３２よりも搬送経路２９の上流側へと戻され後、転写紙の裏面側に画像形成処理を行ったうえで排出口２８から排出される。

また、転写後の中間転写ベルト１６に残留した残トナー等は、バイアスクリーニング方式を採用したクリーニング装置２１によって除去された後、図示しない廃トナー容器に廃棄される。

［クリーニング装置２１］
以下、本発明のクリーニング装置２１の具体例を説明する。

クリーニング装置２１は、図２に示すように、駆動ローラ１７側に開放するハウジング３５と、ハウジング３５の開放端寄りに配置されて中間転写ベルト１６の表面と接触するように多数のブラシ繊維（導電性）を芯金に巻き付けた円筒状の静電ファーブラシ等からなるクリーニングブラシ３６と、クリーニングブラシ３６で除去した残トナーを回収する回収ローラ３７と、回収ローラ３７の表面とカウンタ接触して回収ローラ３７で回収した残トナーを掻き取るクリーニングブレード３８と、クリーニングブレード３８で掻き取った残トナー等を図示を略する廃トナーコンテナへと搬送するスパイラル３９と、を備えている。

［クリーニングブラシ３６］
クリーニングブラシ３６は、例えば、６ナイロン等の樹脂性のブラシ繊維（フィラメント）を放射状に高密度で植設した長尺の織布を螺旋状に巻き付け接着してロール状に形成されている。尚、クリーニングブラシ３６は、ブラシ繊維に潤滑剤としてフッ素系樹脂粉体（例えば、三菱油化社製「カイナー５００」等）を塗布しても良い。

また、クリーニングブラシ３６は、中間転写ベルト１６の回動移動方向と逆方向（カウンタ方向）に回転し、その接触部分における線速度比は１．１に設定されている。この際、線速度比は、０．８〜１．２の範囲内に設定するのが好ましい。さらに、クリーニングブラシ３６は、所定の食い込み量で中間転写ベルト１６の表面に接触すると共に、所定の食い込み量で回収ローラ３７に接触している。

さらに、クリーニングブラシ３６は、図示を略すバネと駆動ローラ１７の駆動軸と同軸に設けられたカムによって中間転写ベルト１６に圧接・離間できるようになっている。この際、クリーニングブラシ３６は、常時はバネの付勢によって中間転写ベルト１６に押圧されており、必要なときにカムを回転させることによってクリーニングブラシ３６を中間転写ベルト１６に圧接・離間させることができる。尚、クリーニングブラシ３６の軸受は、回収ローラ３７の回転軸に対して回転可能となっているので、常にクリーニングブラシ３６の回収ローラ３７に対する食い込み量を一定とすることができる。

尚、クリーニングブラシ３６の中間転写ベルト１６に対する食い込み量は、中間転写ベルト１６が存在しなかったとした場合、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維先端部が中間転写ベルト１６内へ入り込む最大値として定義し、回収ローラ３７に対するクリーニングブラシ３６の食い込み量は、回収ローラ３７が存在しなかったとした場合、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維先端部が回収ローラ３７に入り込む最大値である。

本実施の形態において、クリーニングブラシ３６の中間転写ベルト１６に対する食い込み量は１±０．２ｍｍに設定しているが、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維長さの半分以下までであれば特に問題はない。尚、好ましいブラシ食い込み量としては、ブラシ繊維長の３０％以下の範囲内に設定するのが好ましい。また、この食い込み量の設定は、回収ローラ３７とクリーニングブラシ３６との回収ニップ部においても同じである。

さらに、クリーニングブラシ３６と中間転写ベルト１６との捕集ニップ部において、中間転写ベルト１６とクリーニングブラシ３６との線速度比は０．５〜２．０（カウンター方向）の範囲内にあることが好ましい。

即ち、この線速差が小さすぎるとクリーニング不良が発生し易く、大きすぎるとトナー飛散が発生し易いためである。尚、クリーニングブラシ３６と中間転写ベルト１６との相対的位置は可変でも固定されていても良い。ただし、圧接離間が必要な構成においては、クリーニングブラシ３６と中間転写ベルト１６との相対的位置は可変となる。

［回収ローラ３７］
回収ローラ３７は、例えば、ステンレス製の円柱体からなり、クリーニングブラシ３６の回転方向と逆方向（カウンタ方向）に回転し、クリーニングブラシ３６の各ブラシ繊維に付着した残トナー等を回収ローラ３７側に電気的に回収する。

また、回収ローラ３７は、その軸受（図示せず）の片方が導電性軸受となっており、この導電性軸受を通して回収ローラ３７にバイアスが印加される。一方、クリーニングブラシ３６の軸受（図示せず）は非導電性となっており、回収ローラ３７に印加したバイアスがロス無くクリーニングバイアスとして作用できるようになっている。

本実施の形態においては、駆動ローラ１７が導電性を有しており、クリーニング対向電極としての役割を果たしている。また、駆動ローラ１７は接地されている。

これにより、クリーニング電流は回収ローラ３７からクリーニングブラシ３６を介して中間転写ベルト１６から駆動ローラ１７に流れるようになっている。クリーニングブラシ３６の抵抗を最適にすることで、中間転写ベルト１６とクリーニングブラシ３６及びクリーニングブラシ３６と回収ローラ３７との間で必要十分な電界形成が可能である。

回収ローラ３７のシャフトにバイアスが印加されると、クリーニングブラシ３６→中間転写ベルト１６→駆動ローラ１７の順に電流パスが形成される。

尚、クリーニングブラシ３６は回収ローラ３７を支点とするアーム（図示せず）で支持されており、必要に応じて中間転写ベルト１６に圧接・離間する（図２はクリーニングブラシ３６は中間転写ベルト１６に圧接している状態）。

また、回収ローラ３７とクリーニングブラシ３６とが互いに接触する回収ニップ部における回収ローラ３７の曲率半径は、クリーニングブラシ３６と中間転写ベルト１６とが互いに接触する捕集ニップ部での中間転写ベルト１６の曲率半径よりも大きいことが好ましい。

本実施の形態においては、回収ローラ３７の外径を駆動ローラ１７の外径（実際には中間転写ベルト１６の肉厚が加算される）よりも大きくすることによって、回収ローラ３７の曲率半径を中間転写ベルト１６の曲率半径よりも大きくしている。尚、後述する回収スリーブ４１の場合は、その弛み部分を回収ローラ３７の回収ニップ部に押し当てることにより、軽い圧接力で曲率半径の大きい回収ニップ部を形成することが可能となる。

回収ローラ３７（及び後述する回収スリーブ４１）の抵抗値としては、表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□である抵抗層を有していることが好ましいが、導電性の高い金属ローラ等（後述する回収スリーブ４１の場合にはニッケル電鋳スリーブ等）を用いることも可能である。

従って、回収ローラ３７の抵抗層としては、ＰＴＦＥを主成分とする表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□である抵抗層とすることが好ましい。

この際、ＰＴＦＥを主成分とする抵抗層は、その表面摩擦係数を低く維持し得て、クリーニングブレード３８の押圧力を上げても駆動トルクを低く設定することが可能となり、メカジッタを発生し難くすることができる。また、回収ローラ３７の表面摩擦係数が低いほど回収ニップ部でのすり抜け等が起こりにくい。尚、摩擦係数としては、０．２以下であれば、トルク上昇を抑制し得て、回収ニップ部でのすり抜けを起こり難くすることができる。また、導電剤としては、カーボン導電ではなく金属酸化物系による導電剤の方が好ましい。さらに、回収ローラ３７の表面耐磨耗特性を向上させて表面硬度を高く維持するため、フィラー等を添加しても良い。

ここでのフィラーとしては、チタン酸カリウムウィスカーや針状チタン並びにこれらの表面に酸化スズ系導電剤をコートした導電性フィラーとするのが好ましい。また、その抵抗値としては、表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□である抵抗層とするのが好ましい。

また、回収ローラ３７の表面粗さ（Ｒａ）が１．０μｍ以下とするのが好ましい。すなわち、表面粗さ（Ｒａ）を１．０以上とするとクリーニングブレード３８の磨耗が促進され易く、回収ローラ３７でのすり抜けを起こし易くなる。

［回収スリーブ４１］
ところで、回収ローラ３７は、図３に示すように、無端ベルト状の回収スリーブ４１としても良い。

この際、クリーニングブラシ３６から離間して配置され且つ回収スリーブ４１の内周よりも短い外周となる直径の駆動ローラ４２の駆動によって、回収スリーブ４１は、クリーニングブラシ３６の近傍がフリーな（弛んだ）状態で回動移動すると共に、その弛んだ部分の一部がクリーニングブラシ３６に接触する。また、クリーニングブラシ３６と対向する側と反対側となる駆動ローラ４２の背面側には、回収スリーブ４１の背面側を駆動ローラ４２に押し当てて回収スリーブ４１の弛み方向を規定する略半円状のガイド４３が設けられている。尚、クリーニングブレード３８は、このガイド４３によって駆動ローラ４２に押し当てられた部位で回収スリーブ４１の表面と接触している。

この際、回収スリーブ４１の弛み部分を形成するために駆動ローラ４２の背面側で回収スリーブ４１を駆動ローラ４２に押し当てるためのガイド４３は、このガイド４３によって押し当てられた部位での回収スリーブ４１との摩擦係数ができるだけ低く且つ表面粗さも極力低い方が好ましい。

また、回収スリーブ４１の材料としては、導電性樹脂スリーブやニッケル電鋳スリーブ等が好ましく、回収スリーブ４１のヤング率（Ｅ）はＥ≦１００ＭＰａの材料で形成することが好ましい。尚、導電剤としては、カーボン導電だけでなく金属酸化物系による導電剤の使用も可能である。また、回収スリーブ４１の表面の耐磨耗性を向上させて表面硬度を高く維持するため、フィラー等を添加しても良い。

ここでのフィラーとしては、チタン酸カリウムウィスカーや針状チタン並びにこれらの表面に酸化スス系導電剤をコートした導電性フィラーが好ましい。また、その抵抗値としては、表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□である抵抗層とするのが好ましい。

また、回収スリーブ４１の表面粗（Ｒａ）は１．０μｍ以下が好ましい。すなわち、表面粗さ（Ｒａ）を１．０以上とするとトナーのすり抜けを起こし易くなる。

クリーニングブラシ３６のブラシ繊維は、その太さが１〜６デニールであることが好ましい。尚、デニールとは、一般的な糸の太さの単位で、９０００ｍの長さの糸が１ｇの時を１デニールと称する。また、ブラシ繊維の材料としては、例えば、６−ナイロンや１２−ナイロン等のナイロン系、又はポリエステル系やアクリル系が好ましい。また、導電性を付与するために、カーボンブラックを添加するのが好ましい。さらに、ブラシ繊維の電気特性としては、クリーニングブラシ３６の体積抵抗値が１．０Ｅ＋５〜１．０Ｅ＋９Ωの範囲に設定することが好ましい。また、導電性を付与するためにカーボンブラックを添加するのが好ましい。

以下、本発明の具体的な実験結果を示す。

（実施例１）
中間転写ベルト１６
導電性ＰＶＤＦ（膜厚１５０μｍ）
体積抵抗 １Ｅ＋９Ω・ｃｍ
表面抵抗 １Ｅ＋１０Ω／□
クリーニングブラシ３６（ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ）
ブラシ材質 ６−ナイロン（導電繊維）
ブラシ外径 １４ｍｍ
ブラシ密度 １８，６００ フィラメント／ｃｍ２
ブラシ太さ ６デニール
回収ローラ３７
シャフト外径 φ２２ｍｍ
シャフト材質 ＳＵＳシャフト
導電層材質 ＰＴＦＥ主成分
導電層膜厚 ２０μｍ
表面抵抗率 ２．０Ｅ＋０９Ω／□
上記に示す条件で画像形成処理（印字）を行った結果、図４に示すように、１０万枚印字後のトナー飛散量は０．０５ｇであり、良好な結果を得ることができた。

（実施例２）
中間転写ベルト１６
導電性ＰＶＤＦ（膜厚１５０μｍ）
体積抵抗 １Ｅ＋９Ω・ｃｍ
表面抵抗 １Ｅ＋１０Ω／□
クリーニングブラシ３６（ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ）
ブラシ材質 ６−ナイロン（導電繊維）
ブラシ外径 １４ｍｍ
ブラシ密度 １８，６００ フィラメント／ｃｍ２
ブラシ太さ ６デニール
回収スリーブ４１
スリーブ外径 φ１８ｍｍ
スリーブ材質 ポリアミド１２（ナイロン１２）と非晶質ポリアミド１２（非晶質ナイロン１２）を４：６でブレンド
スリーブ厚さ １５０μｍ
駆動ローラ４２
導電性発泡ゴムローラ（抵抗値１Ｅ＋０５Ω以下）
また、上記に示す条件で画像形成処理（印字）を行った結果、図４に示すように、１０万枚印字後のトナー飛散量は０．０２ｇであり、良好な結果を得ることができた。

（従来例）
中間転写ベルト５１
導電性ＰＶＤＦ（膜厚１５０μｍ）
体積抵抗 １Ｅ＋９Ω・ｃｍ
表面抵抗 １Ｅ＋１０Ω／□
クリーニングブラシ５４（ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ）
ブラシ材質 ６−ナイロン（導電繊維）
ブラシ外径 １４ｍｍ
ブラシ密度 １８，６００ フィラメント／ｃｍ２
ブラシ太さ ６デニール
回収ローラ５５
シャフト外径 φ１６ｍｍ
シャフト材質 ＳＵＳシャフト
導電層材質 ＰＴＦＥ主成分
導電層膜厚 ２０μｍ
表面抵抗率 ２．０Ｅ＋０９Ω／□
また、上記に示す条件で画像形成処理（印字）を行った結果、図４に示すように、１０万枚印字後のトナー飛散量は０．２０ｇと好ましくない結果であった。

このように、本発明の画像形成装置にあっては、クリーニングブラシ３６と回収ローラ３７との回収ニップ部付近でのトナー飛散を抑制するために、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維が回収ローラ３７に接触している時間を長くすることで、回収時間を増大すると同時に回収性能を向上している。また、クリーニングブラシ３６が回収ローラ３７の表面から離れる瞬間の変形量を小さく抑えるため、回収ローラ３７の曲率半径を大きくしている。

これにより、クリーニングブラシ３６と回収ローラ３７との回収ニップ部でのブラシ繊維の離れ際に、クリーニングブラシ３６の反発復元（ブラシ繊維の剛性）によってトナーが弾き飛ばされることを抑制することができる。

ところで、上記実施の形態においては、本発明の画像形成装置をフルカラープリンタに適用して説明したが、モノクロ機でも良いし、複写機やファクシミリ、或いはこれらを機能的に備えた複合機など、画像形成装置全般に適用することができる。

この際、中間転写ベルト１６は単なる転写ベルトでも良い。また、駆動ローラ１７は従動ローラであっても良い。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の他の要部の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置における実験結果の比較図表である。 従来の画像形成装置に係る要部の説明図である。

符号の説明

１６…中間転写ベルト（像担持体）
３６…クリーニングブラシ（導電性回転ブラシ）
３７…回収ローラ（回収部材）
４１…回収スリーブ（回収部材）

Claims (2)

1. 像担持体の表面に接触して表面付着物を捕集する導電性回転ブラシと、該導電性回転ブラシにバイアス供給すると同時に前記導電性回転ブラシで捕集した表面付着物を回収する回収部材と、該回収部材の表面に接触して前記回収部材で回収した表面付着物を掻き取るクリーニングブレードと、を備えた画像形成装置において、
   前記回収部材の表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□であると共に前記回収部材の表面粗さが１．０μｍ以下であり、
   前記回収部材は、ＰＴＦＥを主成分とし、表面摩擦係数が０．２以下となる回収ローラであり、該回収ローラの曲率半径が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の曲率半径よりも大きく、
   前記導電性回転ブラシと前記回収ローラとが接触する回収ニップ部における前記回収ローラの回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体の表面に接触して表面付着物を捕集する導電性回転ブラシと、該導電性回転ブラシにバイアス供給すると同時に前記導電性回転ブラシで捕集した表面付着物を回収する回収部材と、該回収部材の表面に接触して前記回収部材で回収した表面付着物を掻き取るクリーニングブレードと、を備えた画像形成装置において、
   前記回収部材の表面抵抗率が１．０Ｅ＋８〜１．０Ｅ＋１２Ω／□であると共に前記回収部材の表面粗さが１．０μｍ以下であり、
   前記回収部材は、ポリアミドと非晶質ポリアミドとをブレンドした材質で、ヤング率が１００ＭＰａ以下となる無端ベルト状の回収スリーブであり、該回収スリーブの前記導電性回転ブラシと接触する弛み部分の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。

Images