クリーニング装置及び画像形成装置
【課題】撹拌部材を駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間内に貯留されたトナーの撹拌を促進し、像担持体上にトナーの固着が発生することを抑制することが出来るクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】像担持体７に接触して前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材６Ａ１と、前記クリーニング部材により除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材６Ａ３と、前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材６Ａ２と、を有することを特徴とするクリーニング装置６Ａ。
【解決手段】像担持体７に接触して前記像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材６Ａ１と、前記クリーニング部材により除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材６Ａ３と、前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材６Ａ２と、を有することを特徴とするクリーニング装置６Ａ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上にトナー像が形成され、そのトナー像が転写材に転写された後、像担持体上の転写残トナーがクリーニング装置によりクリーニングされる。クリーニング装置にはクリーニングブレードを用いるものがよく知られているが、クリーニングブレードは、トナーを除去する効果が大きく、機構的にもコンパクトな構成にできるため、広く用いられている。
【０００３】
クリーニングブレードを用いたクリーニング装置においては、トナーを確実にスクレープするため、クリーニングブレードの先端をある大きさ以上の力で像担持体に圧接させるために、像担持体とクリーニングブレードとの間には大きな摩擦を発生させる。この摩擦、あるいはこの摩擦の増大により、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、あるいは、画像のピッチムラ等の問題が発生する。
【０００４】
一方、トナーは潤滑剤（摩擦軽減剤）として機能することが知られており、この機能を有効に利用して、圧接位置でクリーニングブレードにより像担持体上から除去されたトナーを圧接位置より上流側に一時的に貯留する貯留空間を形成し、貯留されたトナーの一部を潤滑剤として像担持体に積極的に供給することで上記の問題を解決させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のクリーニング装置では、貯留空間は、像担持体である中間転写体と、クリーニングブレードの上流側で中間転写体に当接する回転可能なスポンジローラと、先端がスポンジローラに当接するトナー排出規制部材とで囲まれて形成され、スポンジローラの回転により貯留空間内の余剰トナーを排出し、貯留されるトナー量を一定にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のクリーニング装置は、貯留トナーの撹拌能力が低いため、例えば、用紙幅サイズの短い画像を連続プリントする場合、貯留空間に新たなトナーが供給されない非画像領域では、像担時体に接する部分の貯留トナーが滞留して、像担持体との摩擦熱等により、像担持体上にトナーの溶融固着（以下、固着と記す）が発生する。
【０００８】
トナーの固着は、クリーニングブレードでも除去できず、核として発生した時点では画像不良に指摘されないが、その面積と厚みは次第に成長し最終的に画像不良に至るものである。
【０００９】
このようなトナー固着を抑制するには、非画像領域に対応する貯留空間の像担時体に接する部分のトナーと、貯留空間内部のトナーや画像領域の像担持体から除去されたトナーとを撹拌してトナーの入れ替わりを促進する必要がある。
【００１０】
例えば、撹拌スクリューのような撹拌部材を貯留空間内に固定的に配設し、この部材を回転させることで撹拌することも考えられるが、撹拌部材を回転駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設ける必要があるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、撹拌部材を駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間内に貯留されたトナーの撹拌を促進し、像担持体上にトナーの固着が発生することを抑制することが出来るクリーニング装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
像担持体に接触して前記像担持体上のトナー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り除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材と、
前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
２．
前記貯留部材は前記貯留空間の底部を画定し、前記撹拌部材の比重が前記トナーの比重よりも大きいことを特徴とする１に記載のクリーニング装置。
３．
前記撹拌部材は、回転している前記貯留部材に接触して弾かれることにより前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌することを特徴とする１または２に記載のクリーニング装置。
４．
前記貯留部材は回転により前記貯留空間に貯留されたトナーの一部を前記貯留空間から排出し、
前記撹拌部材は前記貯留空間から排出されない大きさを有することを特徴とする１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
５．
前記撹拌部材の材質は前記貯留部材の材質と同じであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
６．
前記撹拌部材の材質は前記クリーニング部材の材質と同じであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
７．
前記撹拌部材は表面に凹凸を有することを特徴とする１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
８．
前記撹拌部材は前記貯留空間内に複数配設されることを特徴とする１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
９．
１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撹拌部材を駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間内に貯留されたトナーの撹拌を促進し、像担持体上にトナーの固着が発生することを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａを有するカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａの要部断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａの中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留空間ＴＳ、貯留部材６Ａ３、及びトナー排出規制部材６Ａ４の幅方向における長さ関係を示す平面図である。
【図４】用紙幅サイズの短い画像をプリントする場合の中間転写体７上に画像が形成された画像領域と、全く形成されなかった非画像領域の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る攪拌部材６Ａ２の構成の例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るクリーニング装置６Ａにおける他の実施形態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を、実施の形態を用いて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａを有するカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。
【００１７】
このカラー画像形成装置Ａはタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト状の中間転写体７、クリーニング装置６Ａ、一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、二次転写手段８、定着装置１１、及び給紙装置２０等を有する。
【００１８】
カラー画像形成装置Ａの上部の原稿台上に載置された原稿は、画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００１９】
イエロー（Ｙ）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ドラム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及びクリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）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ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段６Ｍを有する。シアン（Ｃ）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ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段６Ｃを有する。黒（Ｋ）色の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ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２０】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとしては、ＯＰＣ感光体やａＳｉ感光体等の周知のものが用いられるが、本実施の形態では、負帯電性のＯＰＣが用いられている。帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとしては、スコロトロン、コロトロン等のコロナ放電手段が用いられるが、スコロトロン放電手段が好ましく用いられる。露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとしては、レーザ、ＬＥＤアレイ等、画像データに従って発光する発光素子が用いられる。
【００２１】
本発明に係る像担持体（第２の像担持体）としてのベルト状の中間転写体（以下、単に中間転写体という）７は、半導電性を有し、複数の支持ローラ７１、７２、及びバックアップローラ７５等により巻回され、循環移動可能に支持される。本実施の形態では、中間転写体７は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接する面が鉛直になるように支持されている。
【００２２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色のトナー像は、回転する中間転写体７の表面に一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。
【００２３】
給紙装置２０の給紙カセット２１に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、レジストローラ（第２給紙部）２６を経て、二次転写手段８に搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置１１により熱と圧力とを加えられ、転写材Ｐ上のカラートナー画像（或いは単色トナー像）が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。
【００２４】
一方、二次転写手段８により転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング装置６Ａにより残留トナーが除去される。
【００２５】
符号の１２は、カラー画像形成装置Ａを動作させるための操作部であり、１３は、カラー画像形成装置Ａの各部の動作を制御する制御手段である。操作部１２は、図示しないプリントスタートボタン、プリント枚数設定ボタン等を有している。画像形成（プリント）を開始させる動作は、プリント枚数設定ボタンにプリント枚数が入力され、その他図示しないボタンにより必要な設定がなされた後、プリントスタートボタンのオンにより開始される。
【００２６】
次に、クリーニング装置６Ａの詳細について、図２を用いて説明する。
【００２７】
図２はクリーニング装置６Ａの要部断面図である。
【００２８】
６Ａ６はケーシングで、中間転写体７側に開口を有する箱形形状を呈し、クリーニング装置６Ａを構成する各部材を取り付け、かつ、中間転写体７から除去したトナーを収容する収容部を有する。
【００２９】
６Ａ１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（クリーニング部材）で、ケーシング６Ａ６に接着剤等により固定され、先端が、中間転写体７の回転方向Ｒ１と反対方向（カウンター方向）に向いた状態で、中間転写体７に圧接位置Ｐ１で圧接するように配設されている。
【００３０】
６Ａ３は、クリーニングブレード６Ａ１により除去されたトナーが貯留される貯留空間ＴＳの一部を画定する回転可能な貯留部材である。本実施形態の貯留部材６Ａ３は、スポンジローラ、ゴムローラ、樹脂ローラ等のローラからなり、中間転写体７の回転方向Ｒ１にみて、クリーニングブレード６Ａ１と中間転写体７との圧接位置Ｐ１よりも上流側で、中間転写体７に当接するように配設され、貯留空間ＴＳの底部を画定している。
【００３１】
貯留部材６Ａ３は、ケーシング６Ａ６に回転自在に支持され、図示しない駆動手段により、中間転写体７との当接位置において、中間転写体７と同方向（図２において矢印Ｒ２で示す方向）に回転し、その周速が中間転写体７の周速よりも遅くなるように駆動される。
【００３２】
６Ａ４は、弾性を有するシート部材からなるトナー排出規制部材であり、本実施形態ではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートからなり、その一端は、貯留部材６Ａ３の表面に、貯留部材６Ａ３と中間転写体７との当接位置と反対側の位置Ｐ２で当接し、他端は、貯留部材６Ａ３の上方に位置するケーシング６Ａ６に両面テープ等により固定されている。
【００３３】
この様な構成により、ケーシング６Ａ６、中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留部材６Ａ３、及び、トナー排出規制部材６Ａ４は、貯留空間ＴＳを形成する。貯留空間ＴＳは、中間転写体７の回転方向Ｒ１にみて、クリーニングブレード６Ａ１と中間転写体７との圧接位置Ｐ１の上流側に、圧接位置Ｐ１から貯留部材６Ａ３と中間転写体７の当接位置までの間で中間転写体７との接触領域が形成される。
【００３４】
６Ａ２は、貯留空間ＴＳ内に移動自在に配設され貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する攪拌部材である。本実施形態の攪拌部材６Ａ２は後で詳しく説明するが、図２及び図５（ａ）に示すような球体の形態を有する。
【００３５】
６Ａ５はケーシング６Ａ６の底部に設けられた回収スクリューであり、貯留部材６Ａ３の回転により貯留空間ＴＳから排出されてケーシング６Ａ６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６Ａ６外へ排出する。
【００３６】
図３は、中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留空間ＴＳ、貯留部材６Ａ３、及びトナー排出規制部材６Ａ４の幅方向における長さ関係を示す平面図である。
【００３７】
本実施形態においては、図３に示すように、幅方向にみて、中間転写体７の長さＬ１＝３６２ｍｍ、クリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２＝３４０ｍｍ、貯留空間ＴＳの長さＬ３＝３４０ｍｍ、貯留部材６Ａ３の長さＬ４＝３４０ｍｍ、トナー排出規制部材６Ａ４の長さＬ５＝３４０ｍｍであり、各々の長さは、Ｌ１＞Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ５の関係になるように構成されている。なお、貯留空間ＴＳの幅方向の側面はケーシング６Ａにより画定されている。
【００３８】
また、クリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２は最大用紙幅（本実施形態ではＡ３幅で２９７ｍｍ）よりも大きくなるように構成され、最大印字幅に対応した長さに設定されている。
【００３９】
上述した構成のクリーニング装置６Ａの動作について説明する。
【００４０】
工場からの画像形成装置出荷直後や、メンテナンス作業でのクリーニング装置交換後の使用開始前に、あらかじめ最大印字幅Ｌ２でベタのトナー画像を形成し、強制的に貯留空間ＴＳにトナーを送り込んでおく。これにより、中間転写体面のクリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２幅に対応する全面に適切な量のトナーが供給された状態となるので、装置の使用が開始されたときに、中間転写体面とクリーニングブレードとの摩擦抵抗は抑えられ、クリーニングブレードの巻き込み現象を防ぐことができる。
【００４１】
画像形成開始時は、始めに操作部１２におけるプリント枚数設定ボタンが設定され、次にプリントスタートボタンがオンされ、制御手段１３は、中間転写体７を回転方向Ｒ１に回転させるともに、貯留部材６Ａ３を回転方向Ｒ２に回転させる。同時に制御手段１３は、カラー画像形成装置Ａの各部に指令を発し、画像形成動作を開始させる。
【００４２】
画像形成が開始され、中間転写体７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７上に残留したトナーは、前述した貯留空間ＴＳに一時的に貯留される。
【００４３】
貯留部材６Ａ３は、画像形成動作中は常時回転し、貯留空間ＴＳに貯留されるトナーが一定量を超えると、その圧力によりトナー排出規制部材６Ａ４が貯留部材６Ａ３との当接部Ｐ２から離間するように変形し、形成された開口から余剰トナーが排出され、貯留されるトナー量が一定になるように維持される。余剰トナーが排出されるとトナー排出規制部材６Ａ４は、貯留トナーから受ける圧力が小さくなり、その弾性によって貯留部材６Ａ３に当接する状態に戻る。
【００４４】
換言すると、貯留空間ＴＳ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６Ａ４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、貯留空間ＴＳにトナーを一定量を維持するように作用する。
【００４５】
従って、印字率が高い状態で連続して画像形成が行われた場合でも、貯留空間ＴＳ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。
【００４６】
なお、トナーは貯留部材６Ａ３の回転に伴って排出されるものであり、開口が形成されても貯留部材６Ａ３が回転しないとトナーは排出されない。前述のように貯留部材６Ａ３はその周速が中間転写体７の周速よりも遅くなるように駆動される。これにより、貯留部材６Ａ３のトナー排出能力を適正に設定し貯留空間に安定的にトナーを貯留できる。
【００４７】
図４は、用紙幅サイズの短い画像をプリントする場合の中間転写体７上に画像が形成された画像領域と、全く形成されなかった非画像領域の一例を示す、平面図である。
【００４８】
ＲＧは、Ａ４縦置き用紙が中間転写体７に二次転写部で対向して接触する領域である。
【００４９】
中間転写体７における画像領域は、図示の破線Ｓ２と破線Ｓ３の間の領域である。Ｌｇは中間転写体７における画像領域における幅方向の長さで、中間転写体７におけるＡ４縦置き用紙における幅方向の長さに対応し、Ｌｇ＝２１０ｍｍである。前述のようにＬ１は中間転写体における幅方向の長さで、Ｌ１＝３６２ｍｍであり、Ｌ２はブレードにおける幅方向の長さで、Ｌ２＝３４０ｍｍである。
【００５０】
中間転写体７の非画像領域は、クリーニングブレード６Ａ１が圧接する範囲であり、且つ画像領域の外側に位置する領域である。図示の破線Ｓ１と破線Ｓ２の間、及び破線Ｓ３と破線Ｓ４の間の領域である。図示のＬｎｇが非画像領域における幅方向の長さで、Ｌｎｇ＝６５ｍｍである。
【００５１】
前述の特許文献１のクリーニング装置のように貯留トナーの撹拌能力が低い場合は、このような用紙幅サイズの短い画像を連続プリントする場合、貯留空間に新たなトナーが供給されない非画像領域では、中間転写体に接する部分の貯留トナーが滞留して、中間転写体上にトナーの固着が発生する。
【００５２】
本実施形態では、貯留空間ＴＳ内のトナーの攪拌手段として移動自在な攪拌部材６Ａ２を貯留空間ＴＳ内に配設させておくことにより、非画像領域に対応する貯留空間ＴＳの中間転写体７に接する部分のトナーと、貯留空間内部のトナーや画像領域の中間転写体７から除去されたトナーとを撹拌してトナーの入れ替わりを促進してトナーの固着を抑制することができる。
【００５３】
貯留空間ＴＳ内にトナーが貯留した状態で貯留部材６Ａ３を回転させることにより、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。
【００５４】
具体的には、貯留部材６Ａ３の回転により貯留されたトナーと攪拌部材６Ａ２が流動することで、攪拌部材６Ａ２は貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。また、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の表面に接触して弾かれて貯留空間ＴＳ内を移動する動作を繰り返すことにより、トナーが貯留した貯留空間ＴＳ内を移動し、トナーを攪拌する。攪拌部材６Ａ２の大きさは当接部Ｐ２に形成される開口から排出されない大きさとし、個数は１つでも複数でも良いが、撹拌効果を高めるため複数とすることが好ましい。
【００５５】
本実施形態では、当接部Ｐ２に形成される開口は略長方形形状であるので、その短辺の長さを、トナーの粒径より大きく、攪拌部材６Ａ２の大きさ（図５（ａ）に示す球体の場合はその直径ｄ１）より小さくすることで、トナーだけが当接部Ｐ２の開口を超えて貯留空間ＴＳ外に排出される。攪拌部材６Ａ２は、開口を超えられず、貯留空間ＴＳ内に留まり、再び撹拌する。
【００５６】
また、攪拌部材６Ａ２は図５（ａ）に示す球体の形状を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）に示す複数個の球体が連なった連球体の形状や図５（ｃ）に示す十字型の形状の他、棒状、多面体形状でもよい。
【００５７】
図５（ｂ）や（ｃ）は表面に凹凸を設けた撹拌部材の例であり、トナーの撹拌をより一層促進することができる。また、貯留部材の周面全面あるいは一部に凹凸を設けることでもトナーの撹拌を促進することができる。
【００５８】
固定的に配設された撹拌スクリューのような従来の撹拌部材は、駆動手段や駆動伝達部材が必要になるだけでなく、撹拌部材によって撹拌できる範囲は限られる。
【００５９】
本実施形態のクリーニング装置６Ａでは、移動自在に配設された撹拌部材６Ａ２が、貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動するため、撹拌部材６Ａ２を移動させるための駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間ＴＳ内のトナーを撹拌し、トナー固着が発生することを抑制することが出来る。また、移動自在に配設された撹拌部材６Ａ２によりトナーを撹拌することで従来の構成よりも広い範囲を撹拌でき、トナー撹拌性能を向上させることができる。
【００６０】
また、攪拌部材６Ａ２の材質としては、貯留部材６Ａ３やクリーニングブレード６Ａ１の材質と同じものを用いることが好ましい。これにより、撹拌部材６Ａ２が中間転写体７に接触しても傷をつけることがほとんどなく、中間転写体７の損傷を防ぐことができる。
【００６１】
また、攪拌部材６Ａ２として、トナーより比重の重いものを使用すると、トナーより重いので、自重により沈降して貯留空間ＴＳの底部を構成する貯留部材６Ａ３と接触しやすくなり、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の表面に接触して弾かれて貯留空間ＴＳ内を移動する動作を繰り返すことにより、撹拌効果を高めることが可能になる。
【００６２】
具体的には、トナーの比重は通常１．０５ｇ／ｃｍ３であるので、撹拌部材の材質は、ＮＢＲ（アクリルニトリルーブタジエンゴム：比重１．２１〜１．２８ｇ／ｃｍ３）やポリウレタン（比重１．２２ｇ／ｃｍ３）が好ましい。
【００６３】
ＮＢＲはスポンジローラとして貯留部材６Ａ３に、ポリウレタンはクリーニングブレード６Ａ１にそれぞれ好適に用いられる。
【００６４】
図６は本発明に係るクリーニング装置６Ａにおける他の実施形態を示す要部断面図である。
【００６５】
ここでは、図２に示す本発明に係るクリーニング装置６Ａと異なる点について詳しく説明する。
【００６６】
貯留空間ＴＳの底部を画定する貯留部材６Ａ３は、その形態が図２に示すローラと大きく異なり、ベルトとなっている。ベルト状の貯留部材６Ａ３は、複数の支持ローラ６Ａ７、６Ａ８等により巻回され、回転可能に支持される。
【００６７】
撹拌部材６Ａ２は、ベルト状の貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００６９】
例えば、本実施の形態においては、クリーニング装置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。また、像担持体の形状は、ベルトに限らず、ドラムでもよい。
【００７０】
また、本発明に係るクリーニング装置は、前記した複写機の他、プリンタ及びファクシミリ等の種々の画像形成装置に組み込むことができる。また、カラー画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、モノクロの画像形成装置についても適用できることは言うまでもない。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
実験方法：図２に示すクリーニング装置６Ａを備えるカラー画像形成装置Ａを用い、環境条件を温度３０℃、湿度８０％に設定し、Ａ４縦置き用紙内に平均印字率５％の画像を形成するプリントを連続して出力する。そして、連続プリントの間に１０００プリント（１ｋｐ）毎にＡ３サイズの用紙にブラックトナーの全面ベタの画像をプリントするテスト画像を出力する。テスト画像の出力後に中間転写体上の画像領域（通紙領域）、非画像領域（非通紙領域）を観察し、トナー固着の発生状況を評価する。また、出力されたテストサンプルの画質も同時に評価される。
【００７２】
この評価実験で中間転写体７上の画像領域と、全く形成されなかった非画像領域は図４に示す通りであり、実施形態において説明済みのため詳細な説明は省略する。
【００７３】
中間転写体、クリーニング装置及びトナーの基本構成を表１に示す。連続プリント中は、中間転写体７は、プロセス速度３００ｍｍ／ｓｅｃの周速で常時回転し、貯留部材６Ａ３は、１８０ｍｍ／ｓｅｃの周速で常時回転している。なお、トナー排出規制部材は、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴシートを用いた。
【００７４】
【表１】
【００７５】
撹拌部材の構成を表２及び図５（ａ）に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
トナー固着の評価方法は表３に示す評価基準に基づき目視判定した。×、△×では実用に耐えない。△でも実用上問題ないが○△が好ましく、○がより好ましい。
【００７８】
【表３】
【００７９】
実施例１の実験に関する評価結果を表４に示す。
【００８０】
【表４】
【００８１】
以上の評価結果に示すように、実施例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、８ｋｐの時点で非画像領域にわずかにトナー固着が発生したが実用上問題なく優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（比較例１）
撹拌部材を配設しない点以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００８２】
比較例１の実験に関する評価結果を表５に示す。
【００８３】
【表５】
【００８４】
以上の評価結果に示すように、比較例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、非画像領域では３ｋｐの時点で小さなトナー固着が発生し、６ｋｐの時点でトナー固着による画像不良が発生した。このように比較例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域が連続して６ｋｐ以上に継続させるような実施環境では、トナー固着による画像不良の問題が発生することが確認された。
【００８５】
また、画像領域でも、８ｋｐの時点でトナー固着による画像不良が発生した。これは、印字率が低いため画像領域でもトナー像が形成されず貯留空間に新たなトナーが供給されない領域が存在し、この領域の像担時体に接する貯留トナーが滞留して、トナーの固着と画像不良が発生したものである。
（実施例２）
以下の表６及び図５（ｂ）に示す撹拌部材を配設した以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００８６】
【表６】
【００８７】
実施例２の実験に関する評価結果を表７に示す。
【００８８】
【表７】
【００８９】
以上の評価結果に示すように、実施例２のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、９ｋｐの時点で非画像領域にわずかにトナー固着が発生したが実用上問題なく優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（実施例３）
以下の表８及び図５（ｃ）に示す撹拌部材を配設した以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００９０】
【表８】
【００９１】
実施例３の実験に関する評価結果を表９に示す。
【００９２】
【表９】
【００９３】
以上の評価結果に示すように、実施例３のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、トナー固着を全く発生させない優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（実施例４）
図６に示すベルト状の貯留部材を有するクリーニング装置を用い、撹拌部材の個数を１０個に増やした以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。なお、ベルトの材質はポロビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）である。
【００９４】
実施例４の実験に関する評価結果を表１０に示す。
【００９５】
【表１０】
【００９６】
以上の評価結果に示すように、実施例１とほぼ同様の効果が得られた。
【００９７】
以上の結果をまとめると、移動自在な撹拌部材を配設した実施例１〜４は、配設していない比較例１と比べてトナー固着の発生が抑制されている。
【００９８】
また、表面に凹凸を有する撹拌部材を用いた実施例２、３は実施例１，４と比べても、トナー固着の発生がさらに抑制されている。これは、撹拌部材の表面に設けられた凹凸形状にトナーが引っ掛かることによって、トナーを撹拌する機能が向上したことと、撹拌部材の貯留部材との接触による回転運動が凹凸形状で促進されたことによるものであると推察される。
【符号の説明】
【００９９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（第１の像担持体）
６Ａ クリーニング装置
６Ａ１ クリーニングブレード
６Ａ２ 撹拌部材
６Ａ３ 貯留部材
７ 中間転写体（像担持体、第２の像担持体）
８ 二次転写手段
１２ 操作部
１３ 制御手段
Ａ カラー画像形成装置
Ｒ１ 中間転写体回転方向
Ｒ２ 貯留部材回転方向
ＴＳ 貯留空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上のトナーを除去するクリーニング装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上にトナー像が形成され、そのトナー像が転写材に転写された後、像担持体上の転写残トナーがクリーニング装置によりクリーニングされる。クリーニング装置にはクリーニングブレードを用いるものがよく知られているが、クリーニングブレードは、トナーを除去する効果が大きく、機構的にもコンパクトな構成にできるため、広く用いられている。
【０００３】
クリーニングブレードを用いたクリーニング装置においては、トナーを確実にスクレープするため、クリーニングブレードの先端をある大きさ以上の力で像担持体に圧接させるために、像担持体とクリーニングブレードとの間には大きな摩擦を発生させる。この摩擦、あるいはこの摩擦の増大により、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、あるいは、画像のピッチムラ等の問題が発生する。
【０００４】
一方、トナーは潤滑剤（摩擦軽減剤）として機能することが知られており、この機能を有効に利用して、圧接位置でクリーニングブレードにより像担持体上から除去されたトナーを圧接位置より上流側に一時的に貯留する貯留空間を形成し、貯留されたトナーの一部を潤滑剤として像担持体に積極的に供給することで上記の問題を解決させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のクリーニング装置では、貯留空間は、像担持体である中間転写体と、クリーニングブレードの上流側で中間転写体に当接する回転可能なスポンジローラと、先端がスポンジローラに当接するトナー排出規制部材とで囲まれて形成され、スポンジローラの回転により貯留空間内の余剰トナーを排出し、貯留されるトナー量を一定にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のクリーニング装置は、貯留トナーの撹拌能力が低いため、例えば、用紙幅サイズの短い画像を連続プリントする場合、貯留空間に新たなトナーが供給されない非画像領域では、像担時体に接する部分の貯留トナーが滞留して、像担持体との摩擦熱等により、像担持体上にトナーの溶融固着（以下、固着と記す）が発生する。
【０００８】
トナーの固着は、クリーニングブレードでも除去できず、核として発生した時点では画像不良に指摘されないが、その面積と厚みは次第に成長し最終的に画像不良に至るものである。
【０００９】
このようなトナー固着を抑制するには、非画像領域に対応する貯留空間の像担時体に接する部分のトナーと、貯留空間内部のトナーや画像領域の像担持体から除去されたトナーとを撹拌してトナーの入れ替わりを促進する必要がある。
【００１０】
例えば、撹拌スクリューのような撹拌部材を貯留空間内に固定的に配設し、この部材を回転させることで撹拌することも考えられるが、撹拌部材を回転駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設ける必要があるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、撹拌部材を駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間内に貯留されたトナーの撹拌を促進し、像担持体上にトナーの固着が発生することを抑制することが出来るクリーニング装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
像担持体に接触して前記像担持体上のトナー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り除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材と、
前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
２．
前記貯留部材は前記貯留空間の底部を画定し、前記撹拌部材の比重が前記トナーの比重よりも大きいことを特徴とする１に記載のクリーニング装置。
３．
前記撹拌部材は、回転している前記貯留部材に接触して弾かれることにより前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌することを特徴とする１または２に記載のクリーニング装置。
４．
前記貯留部材は回転により前記貯留空間に貯留されたトナーの一部を前記貯留空間から排出し、
前記撹拌部材は前記貯留空間から排出されない大きさを有することを特徴とする１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
５．
前記撹拌部材の材質は前記貯留部材の材質と同じであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
６．
前記撹拌部材の材質は前記クリーニング部材の材質と同じであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
７．
前記撹拌部材は表面に凹凸を有することを特徴とする１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
８．
前記撹拌部材は前記貯留空間内に複数配設されることを特徴とする１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
９．
１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撹拌部材を駆動するための新たな駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間内に貯留されたトナーの撹拌を促進し、像担持体上にトナーの固着が発生することを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａを有するカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａの要部断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａの中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留空間ＴＳ、貯留部材６Ａ３、及びトナー排出規制部材６Ａ４の幅方向における長さ関係を示す平面図である。
【図４】用紙幅サイズの短い画像をプリントする場合の中間転写体７上に画像が形成された画像領域と、全く形成されなかった非画像領域の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る攪拌部材６Ａ２の構成の例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るクリーニング装置６Ａにおける他の実施形態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を、実施の形態を用いて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るクリーニング装置６Ａを有するカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。
【００１７】
このカラー画像形成装置Ａはタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト状の中間転写体７、クリーニング装置６Ａ、一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、二次転写手段８、定着装置１１、及び給紙装置２０等を有する。
【００１８】
カラー画像形成装置Ａの上部の原稿台上に載置された原稿は、画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００１９】
イエロー（Ｙ）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ドラム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及びクリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）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ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段６Ｍを有する。シアン（Ｃ）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ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段６Ｃを有する。黒（Ｋ）色の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ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２０】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとしては、ＯＰＣ感光体やａＳｉ感光体等の周知のものが用いられるが、本実施の形態では、負帯電性のＯＰＣが用いられている。帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとしては、スコロトロン、コロトロン等のコロナ放電手段が用いられるが、スコロトロン放電手段が好ましく用いられる。露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとしては、レーザ、ＬＥＤアレイ等、画像データに従って発光する発光素子が用いられる。
【００２１】
本発明に係る像担持体（第２の像担持体）としてのベルト状の中間転写体（以下、単に中間転写体という）７は、半導電性を有し、複数の支持ローラ７１、７２、及びバックアップローラ７５等により巻回され、循環移動可能に支持される。本実施の形態では、中間転写体７は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接する面が鉛直になるように支持されている。
【００２２】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色のトナー像は、回転する中間転写体７の表面に一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。
【００２３】
給紙装置２０の給紙カセット２１に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、レジストローラ（第２給紙部）２６を経て、二次転写手段８に搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置１１により熱と圧力とを加えられ、転写材Ｐ上のカラートナー画像（或いは単色トナー像）が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。
【００２４】
一方、二次転写手段８により転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング装置６Ａにより残留トナーが除去される。
【００２５】
符号の１２は、カラー画像形成装置Ａを動作させるための操作部であり、１３は、カラー画像形成装置Ａの各部の動作を制御する制御手段である。操作部１２は、図示しないプリントスタートボタン、プリント枚数設定ボタン等を有している。画像形成（プリント）を開始させる動作は、プリント枚数設定ボタンにプリント枚数が入力され、その他図示しないボタンにより必要な設定がなされた後、プリントスタートボタンのオンにより開始される。
【００２６】
次に、クリーニング装置６Ａの詳細について、図２を用いて説明する。
【００２７】
図２はクリーニング装置６Ａの要部断面図である。
【００２８】
６Ａ６はケーシングで、中間転写体７側に開口を有する箱形形状を呈し、クリーニング装置６Ａを構成する各部材を取り付け、かつ、中間転写体７から除去したトナーを収容する収容部を有する。
【００２９】
６Ａ１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（クリーニング部材）で、ケーシング６Ａ６に接着剤等により固定され、先端が、中間転写体７の回転方向Ｒ１と反対方向（カウンター方向）に向いた状態で、中間転写体７に圧接位置Ｐ１で圧接するように配設されている。
【００３０】
６Ａ３は、クリーニングブレード６Ａ１により除去されたトナーが貯留される貯留空間ＴＳの一部を画定する回転可能な貯留部材である。本実施形態の貯留部材６Ａ３は、スポンジローラ、ゴムローラ、樹脂ローラ等のローラからなり、中間転写体７の回転方向Ｒ１にみて、クリーニングブレード６Ａ１と中間転写体７との圧接位置Ｐ１よりも上流側で、中間転写体７に当接するように配設され、貯留空間ＴＳの底部を画定している。
【００３１】
貯留部材６Ａ３は、ケーシング６Ａ６に回転自在に支持され、図示しない駆動手段により、中間転写体７との当接位置において、中間転写体７と同方向（図２において矢印Ｒ２で示す方向）に回転し、その周速が中間転写体７の周速よりも遅くなるように駆動される。
【００３２】
６Ａ４は、弾性を有するシート部材からなるトナー排出規制部材であり、本実施形態ではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートからなり、その一端は、貯留部材６Ａ３の表面に、貯留部材６Ａ３と中間転写体７との当接位置と反対側の位置Ｐ２で当接し、他端は、貯留部材６Ａ３の上方に位置するケーシング６Ａ６に両面テープ等により固定されている。
【００３３】
この様な構成により、ケーシング６Ａ６、中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留部材６Ａ３、及び、トナー排出規制部材６Ａ４は、貯留空間ＴＳを形成する。貯留空間ＴＳは、中間転写体７の回転方向Ｒ１にみて、クリーニングブレード６Ａ１と中間転写体７との圧接位置Ｐ１の上流側に、圧接位置Ｐ１から貯留部材６Ａ３と中間転写体７の当接位置までの間で中間転写体７との接触領域が形成される。
【００３４】
６Ａ２は、貯留空間ＴＳ内に移動自在に配設され貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する攪拌部材である。本実施形態の攪拌部材６Ａ２は後で詳しく説明するが、図２及び図５（ａ）に示すような球体の形態を有する。
【００３５】
６Ａ５はケーシング６Ａ６の底部に設けられた回収スクリューであり、貯留部材６Ａ３の回転により貯留空間ＴＳから排出されてケーシング６Ａ６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６Ａ６外へ排出する。
【００３６】
図３は、中間転写体７、クリーニングブレード６Ａ１、貯留空間ＴＳ、貯留部材６Ａ３、及びトナー排出規制部材６Ａ４の幅方向における長さ関係を示す平面図である。
【００３７】
本実施形態においては、図３に示すように、幅方向にみて、中間転写体７の長さＬ１＝３６２ｍｍ、クリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２＝３４０ｍｍ、貯留空間ＴＳの長さＬ３＝３４０ｍｍ、貯留部材６Ａ３の長さＬ４＝３４０ｍｍ、トナー排出規制部材６Ａ４の長さＬ５＝３４０ｍｍであり、各々の長さは、Ｌ１＞Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ５の関係になるように構成されている。なお、貯留空間ＴＳの幅方向の側面はケーシング６Ａにより画定されている。
【００３８】
また、クリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２は最大用紙幅（本実施形態ではＡ３幅で２９７ｍｍ）よりも大きくなるように構成され、最大印字幅に対応した長さに設定されている。
【００３９】
上述した構成のクリーニング装置６Ａの動作について説明する。
【００４０】
工場からの画像形成装置出荷直後や、メンテナンス作業でのクリーニング装置交換後の使用開始前に、あらかじめ最大印字幅Ｌ２でベタのトナー画像を形成し、強制的に貯留空間ＴＳにトナーを送り込んでおく。これにより、中間転写体面のクリーニングブレード６Ａ１の長さＬ２幅に対応する全面に適切な量のトナーが供給された状態となるので、装置の使用が開始されたときに、中間転写体面とクリーニングブレードとの摩擦抵抗は抑えられ、クリーニングブレードの巻き込み現象を防ぐことができる。
【００４１】
画像形成開始時は、始めに操作部１２におけるプリント枚数設定ボタンが設定され、次にプリントスタートボタンがオンされ、制御手段１３は、中間転写体７を回転方向Ｒ１に回転させるともに、貯留部材６Ａ３を回転方向Ｒ２に回転させる。同時に制御手段１３は、カラー画像形成装置Ａの各部に指令を発し、画像形成動作を開始させる。
【００４２】
画像形成が開始され、中間転写体７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７上に残留したトナーは、前述した貯留空間ＴＳに一時的に貯留される。
【００４３】
貯留部材６Ａ３は、画像形成動作中は常時回転し、貯留空間ＴＳに貯留されるトナーが一定量を超えると、その圧力によりトナー排出規制部材６Ａ４が貯留部材６Ａ３との当接部Ｐ２から離間するように変形し、形成された開口から余剰トナーが排出され、貯留されるトナー量が一定になるように維持される。余剰トナーが排出されるとトナー排出規制部材６Ａ４は、貯留トナーから受ける圧力が小さくなり、その弾性によって貯留部材６Ａ３に当接する状態に戻る。
【００４４】
換言すると、貯留空間ＴＳ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６Ａ４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、貯留空間ＴＳにトナーを一定量を維持するように作用する。
【００４５】
従って、印字率が高い状態で連続して画像形成が行われた場合でも、貯留空間ＴＳ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。
【００４６】
なお、トナーは貯留部材６Ａ３の回転に伴って排出されるものであり、開口が形成されても貯留部材６Ａ３が回転しないとトナーは排出されない。前述のように貯留部材６Ａ３はその周速が中間転写体７の周速よりも遅くなるように駆動される。これにより、貯留部材６Ａ３のトナー排出能力を適正に設定し貯留空間に安定的にトナーを貯留できる。
【００４７】
図４は、用紙幅サイズの短い画像をプリントする場合の中間転写体７上に画像が形成された画像領域と、全く形成されなかった非画像領域の一例を示す、平面図である。
【００４８】
ＲＧは、Ａ４縦置き用紙が中間転写体７に二次転写部で対向して接触する領域である。
【００４９】
中間転写体７における画像領域は、図示の破線Ｓ２と破線Ｓ３の間の領域である。Ｌｇは中間転写体７における画像領域における幅方向の長さで、中間転写体７におけるＡ４縦置き用紙における幅方向の長さに対応し、Ｌｇ＝２１０ｍｍである。前述のようにＬ１は中間転写体における幅方向の長さで、Ｌ１＝３６２ｍｍであり、Ｌ２はブレードにおける幅方向の長さで、Ｌ２＝３４０ｍｍである。
【００５０】
中間転写体７の非画像領域は、クリーニングブレード６Ａ１が圧接する範囲であり、且つ画像領域の外側に位置する領域である。図示の破線Ｓ１と破線Ｓ２の間、及び破線Ｓ３と破線Ｓ４の間の領域である。図示のＬｎｇが非画像領域における幅方向の長さで、Ｌｎｇ＝６５ｍｍである。
【００５１】
前述の特許文献１のクリーニング装置のように貯留トナーの撹拌能力が低い場合は、このような用紙幅サイズの短い画像を連続プリントする場合、貯留空間に新たなトナーが供給されない非画像領域では、中間転写体に接する部分の貯留トナーが滞留して、中間転写体上にトナーの固着が発生する。
【００５２】
本実施形態では、貯留空間ＴＳ内のトナーの攪拌手段として移動自在な攪拌部材６Ａ２を貯留空間ＴＳ内に配設させておくことにより、非画像領域に対応する貯留空間ＴＳの中間転写体７に接する部分のトナーと、貯留空間内部のトナーや画像領域の中間転写体７から除去されたトナーとを撹拌してトナーの入れ替わりを促進してトナーの固着を抑制することができる。
【００５３】
貯留空間ＴＳ内にトナーが貯留した状態で貯留部材６Ａ３を回転させることにより、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。
【００５４】
具体的には、貯留部材６Ａ３の回転により貯留されたトナーと攪拌部材６Ａ２が流動することで、攪拌部材６Ａ２は貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。また、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の表面に接触して弾かれて貯留空間ＴＳ内を移動する動作を繰り返すことにより、トナーが貯留した貯留空間ＴＳ内を移動し、トナーを攪拌する。攪拌部材６Ａ２の大きさは当接部Ｐ２に形成される開口から排出されない大きさとし、個数は１つでも複数でも良いが、撹拌効果を高めるため複数とすることが好ましい。
【００５５】
本実施形態では、当接部Ｐ２に形成される開口は略長方形形状であるので、その短辺の長さを、トナーの粒径より大きく、攪拌部材６Ａ２の大きさ（図５（ａ）に示す球体の場合はその直径ｄ１）より小さくすることで、トナーだけが当接部Ｐ２の開口を超えて貯留空間ＴＳ外に排出される。攪拌部材６Ａ２は、開口を超えられず、貯留空間ＴＳ内に留まり、再び撹拌する。
【００５６】
また、攪拌部材６Ａ２は図５（ａ）に示す球体の形状を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）に示す複数個の球体が連なった連球体の形状や図５（ｃ）に示す十字型の形状の他、棒状、多面体形状でもよい。
【００５７】
図５（ｂ）や（ｃ）は表面に凹凸を設けた撹拌部材の例であり、トナーの撹拌をより一層促進することができる。また、貯留部材の周面全面あるいは一部に凹凸を設けることでもトナーの撹拌を促進することができる。
【００５８】
固定的に配設された撹拌スクリューのような従来の撹拌部材は、駆動手段や駆動伝達部材が必要になるだけでなく、撹拌部材によって撹拌できる範囲は限られる。
【００５９】
本実施形態のクリーニング装置６Ａでは、移動自在に配設された撹拌部材６Ａ２が、貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動するため、撹拌部材６Ａ２を移動させるための駆動手段や駆動伝達部材を設けることなく、貯留空間ＴＳ内のトナーを撹拌し、トナー固着が発生することを抑制することが出来る。また、移動自在に配設された撹拌部材６Ａ２によりトナーを撹拌することで従来の構成よりも広い範囲を撹拌でき、トナー撹拌性能を向上させることができる。
【００６０】
また、攪拌部材６Ａ２の材質としては、貯留部材６Ａ３やクリーニングブレード６Ａ１の材質と同じものを用いることが好ましい。これにより、撹拌部材６Ａ２が中間転写体７に接触しても傷をつけることがほとんどなく、中間転写体７の損傷を防ぐことができる。
【００６１】
また、攪拌部材６Ａ２として、トナーより比重の重いものを使用すると、トナーより重いので、自重により沈降して貯留空間ＴＳの底部を構成する貯留部材６Ａ３と接触しやすくなり、攪拌部材６Ａ２は貯留部材６Ａ３の表面に接触して弾かれて貯留空間ＴＳ内を移動する動作を繰り返すことにより、撹拌効果を高めることが可能になる。
【００６２】
具体的には、トナーの比重は通常１．０５ｇ／ｃｍ３であるので、撹拌部材の材質は、ＮＢＲ（アクリルニトリルーブタジエンゴム：比重１．２１〜１．２８ｇ／ｃｍ３）やポリウレタン（比重１．２２ｇ／ｃｍ３）が好ましい。
【００６３】
ＮＢＲはスポンジローラとして貯留部材６Ａ３に、ポリウレタンはクリーニングブレード６Ａ１にそれぞれ好適に用いられる。
【００６４】
図６は本発明に係るクリーニング装置６Ａにおける他の実施形態を示す要部断面図である。
【００６５】
ここでは、図２に示す本発明に係るクリーニング装置６Ａと異なる点について詳しく説明する。
【００６６】
貯留空間ＴＳの底部を画定する貯留部材６Ａ３は、その形態が図２に示すローラと大きく異なり、ベルトとなっている。ベルト状の貯留部材６Ａ３は、複数の支持ローラ６Ａ７、６Ａ８等により巻回され、回転可能に支持される。
【００６７】
撹拌部材６Ａ２は、ベルト状の貯留部材６Ａ３の回転に伴って貯留空間ＴＳ内を移動して貯留されたトナーを撹拌する。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００６９】
例えば、本実施の形態においては、クリーニング装置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。また、像担持体の形状は、ベルトに限らず、ドラムでもよい。
【００７０】
また、本発明に係るクリーニング装置は、前記した複写機の他、プリンタ及びファクシミリ等の種々の画像形成装置に組み込むことができる。また、カラー画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、モノクロの画像形成装置についても適用できることは言うまでもない。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
実験方法：図２に示すクリーニング装置６Ａを備えるカラー画像形成装置Ａを用い、環境条件を温度３０℃、湿度８０％に設定し、Ａ４縦置き用紙内に平均印字率５％の画像を形成するプリントを連続して出力する。そして、連続プリントの間に１０００プリント（１ｋｐ）毎にＡ３サイズの用紙にブラックトナーの全面ベタの画像をプリントするテスト画像を出力する。テスト画像の出力後に中間転写体上の画像領域（通紙領域）、非画像領域（非通紙領域）を観察し、トナー固着の発生状況を評価する。また、出力されたテストサンプルの画質も同時に評価される。
【００７２】
この評価実験で中間転写体７上の画像領域と、全く形成されなかった非画像領域は図４に示す通りであり、実施形態において説明済みのため詳細な説明は省略する。
【００７３】
中間転写体、クリーニング装置及びトナーの基本構成を表１に示す。連続プリント中は、中間転写体７は、プロセス速度３００ｍｍ／ｓｅｃの周速で常時回転し、貯留部材６Ａ３は、１８０ｍｍ／ｓｅｃの周速で常時回転している。なお、トナー排出規制部材は、厚さ０．０５ｍｍのＰＥＴシートを用いた。
【００７４】
【表１】
【００７５】
撹拌部材の構成を表２及び図５（ａ）に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
トナー固着の評価方法は表３に示す評価基準に基づき目視判定した。×、△×では実用に耐えない。△でも実用上問題ないが○△が好ましく、○がより好ましい。
【００７８】
【表３】
【００７９】
実施例１の実験に関する評価結果を表４に示す。
【００８０】
【表４】
【００８１】
以上の評価結果に示すように、実施例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、８ｋｐの時点で非画像領域にわずかにトナー固着が発生したが実用上問題なく優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（比較例１）
撹拌部材を配設しない点以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００８２】
比較例１の実験に関する評価結果を表５に示す。
【００８３】
【表５】
【００８４】
以上の評価結果に示すように、比較例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、非画像領域では３ｋｐの時点で小さなトナー固着が発生し、６ｋｐの時点でトナー固着による画像不良が発生した。このように比較例１のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域が連続して６ｋｐ以上に継続させるような実施環境では、トナー固着による画像不良の問題が発生することが確認された。
【００８５】
また、画像領域でも、８ｋｐの時点でトナー固着による画像不良が発生した。これは、印字率が低いため画像領域でもトナー像が形成されず貯留空間に新たなトナーが供給されない領域が存在し、この領域の像担時体に接する貯留トナーが滞留して、トナーの固着と画像不良が発生したものである。
（実施例２）
以下の表６及び図５（ｂ）に示す撹拌部材を配設した以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００８６】
【表６】
【００８７】
実施例２の実験に関する評価結果を表７に示す。
【００８８】
【表７】
【００８９】
以上の評価結果に示すように、実施例２のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、９ｋｐの時点で非画像領域にわずかにトナー固着が発生したが実用上問題なく優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（実施例３）
以下の表８及び図５（ｃ）に示す撹拌部材を配設した以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。
【００９０】
【表８】
【００９１】
実施例３の実験に関する評価結果を表９に示す。
【００９２】
【表９】
【００９３】
以上の評価結果に示すように、実施例３のクリーニング装置を有する画像形成装置では、全くトナー像のない非画像領域を連続１０ｋｐ継続させるような過酷な画像形成に対し、トナー固着を全く発生させない優れた耐久性能を有するクリーニング装置であることが確認できた。
（実施例４）
図６に示すベルト状の貯留部材を有するクリーニング装置を用い、撹拌部材の個数を１０個に増やした以外は実施例１と同様の実験を行い、同様の方法で評価した。なお、ベルトの材質はポロビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）である。
【００９４】
実施例４の実験に関する評価結果を表１０に示す。
【００９５】
【表１０】
【００９６】
以上の評価結果に示すように、実施例１とほぼ同様の効果が得られた。
【００９７】
以上の結果をまとめると、移動自在な撹拌部材を配設した実施例１〜４は、配設していない比較例１と比べてトナー固着の発生が抑制されている。
【００９８】
また、表面に凹凸を有する撹拌部材を用いた実施例２、３は実施例１，４と比べても、トナー固着の発生がさらに抑制されている。これは、撹拌部材の表面に設けられた凹凸形状にトナーが引っ掛かることによって、トナーを撹拌する機能が向上したことと、撹拌部材の貯留部材との接触による回転運動が凹凸形状で促進されたことによるものであると推察される。
【符号の説明】
【００９９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（第１の像担持体）
６Ａ クリーニング装置
６Ａ１ クリーニングブレード
６Ａ２ 撹拌部材
６Ａ３ 貯留部材
７ 中間転写体（像担持体、第２の像担持体）
８ 二次転写手段
１２ 操作部
１３ 制御手段
Ａ カラー画像形成装置
Ｒ１ 中間転写体回転方向
Ｒ２ 貯留部材回転方向
ＴＳ 貯留空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触して前記像担持体上のトナー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り除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材と、
前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記貯留部材は前記貯留空間の底部を画定し、前記撹拌部材の比重が前記トナーの比重よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記撹拌部材は、回転している前記貯留部材に接触して弾かれることにより前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌す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装置。
【請求項４】
前記貯留部材は回転により前記貯留空間に貯留されたトナーの一部を前記貯留空間から排出し、
前記撹拌部材は前記貯留空間から排出されない大きさを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記撹拌部材の材質は前記貯留部材の材質と同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記撹拌部材の材質は前記クリーニング部材の材質と同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記撹拌部材は表面に凹凸を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記撹拌部材は前記貯留空間内に複数配設されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体に接触して前記像担持体上のトナー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り除去されたトナーが貯留されるとともに前記像担持体に接触する領域を有する貯留空間の一部を画定する回転可能な貯留部材と、
前記貯留空間内に移動自在に配設され前記貯留部材の回転に伴って前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌する撹拌部材と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記貯留部材は前記貯留空間の底部を画定し、前記撹拌部材の比重が前記トナーの比重よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記撹拌部材は、回転している前記貯留部材に接触して弾かれることにより前記貯留空間内を移動して貯留されたトナーを撹拌す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装置。
【請求項４】
前記貯留部材は回転により前記貯留空間に貯留されたトナーの一部を前記貯留空間から排出し、
前記撹拌部材は前記貯留空間から排出されない大きさを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記撹拌部材の材質は前記貯留部材の材質と同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記撹拌部材の材質は前記クリーニング部材の材質と同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
前記撹拌部材は表面に凹凸を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項８】
前記撹拌部材は前記貯留空間内に複数配設されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３３２６７（Ｐ２０１２−１３３２６７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７１５８（Ｐ２０１０−２８７１５８）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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