画像形成装置
【課題】クリーニングローラー等の各部品として現実的な寸法精度のものを使いつつ，クリーニングローラーの中間転写ベルトへの圧接力が，過大とも過小ともならずに安定的に得られるようにした画像形成装置を提供すること。
【解決手段】中間転写ベルト３とそのベルトクリーニング部４とを有する画像形成装置において，ベルトクリーニング部４の構成を，中間転写ベルト３のトナー像担持面に接触し，中間転写ベルト３の移動に対してカウンター回転する，発泡材４６で構成されたクリーニングローラー４２と，中間転写ベルト３の非トナー像担持面に接触するバックアップ部材４４と，クリーニングローラー４２とバックアップ部材４４との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材４９とが設けられているものとする。弾力部材４９の押圧力により，クリーニングローラー４２等の振れ精度に関わらずクリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触状態がよい。
【解決手段】中間転写ベルト３とそのベルトクリーニング部４とを有する画像形成装置において，ベルトクリーニング部４の構成を，中間転写ベルト３のトナー像担持面に接触し，中間転写ベルト３の移動に対してカウンター回転する，発泡材４６で構成されたクリーニングローラー４２と，中間転写ベルト３の非トナー像担持面に接触するバックアップ部材４４と，クリーニングローラー４２とバックアップ部材４４との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材４９とが設けられているものとする。弾力部材４９の押圧力により，クリーニングローラー４２等の振れ精度に関わらずクリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触状態がよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，中間転写ベルトを有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，中間転写ベルトのクリーニングを行うベルトクリーニング部を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，トナーを用いる画像形成装置には，例えば特許文献１に記載のもののように，中間転写ベルトを有するものがある。中間転写ベルトを有する画像形成装置は通常，複数の感光体を有している。これら複数の感光体により互いに異なる色のトナー像を作成し，中間転写ベルト上に転写して重ね合わせるのである。この，中間転写ベルト上に重ね合わせられてフルカラーとなったトナー像が，媒体である用紙に再転写されるのである。
【０００３】
かかる中間転写ベルト上には，媒体へのトナー像の再転写後にもある程度のトナーが残留してしまう。この転写残トナーは，次回の画像形成時に画像汚れの原因となる等の弊害を引き起こす。このため，中間転写ベルトをクリーニングするベルトクリーニングが設けられる。すなわち，再転写位置より下流の位置において，中間転写ベルトのトナー像担持面を，クリーニング部材で拭き取って転写残トナーを除去するのである。クリーニング部材として，発泡部材によるクリーニングローラーが用いられることがある。
【０００４】
ここで一般的に，クリーニングローラーは中間転写ベルトに対してある程度（例えば０．４ｍｍ程度）食い込むように配置されている。そして，中間転写ベルトを挟んでクリーニングローラーの反対側にバックアップ部材が設けられる。中間転写ベルトの走行時のばたつきを押さえてクリーニングローラーとの密着を図るためである。いうまでもなく密着が不十分ではクリーニングが十分行われないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５４８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。各部品の公差等により，クリーニングローラーと中間転写ベルトとの密着性が安定的には得られないのである。クリーニングローラーの発泡部材の振れ精度（偏心）が±０．２ｍｍ程度はあるからである。このため，前述のようにクリーニングローラーの中間転写ベルトへの食い込み量が０．４ｍｍと設定されていても，実際の回転時の食い込み量は，０．２〜０．６ｍｍの範囲でふらついてしまう。つまり最大の食い込み量は０．６ｍｍに達する。これでは一時的とはいえトナーへの圧迫が強すぎ，トナー中のワックス成分が滲み出して中間転写ベルトの表面に付着してしまう。これは転写効率を低下させて画像品質を悪くしてしまう。例えば画像パターンメモリを引き起こす。
【０００７】
その一方，最大の食い込み量を０．４ｍｍに押さえると，最小値は０．０ｍｍとなってしまう。これでは接触不良でクリーニングムラが生じてしまう。このように，過大とも過小ともならない食い込み量を安定的に得ることができないのである。むろんこれは，クリーニングローラーの作製の寸法精度を上げれば解消できる問題ではある。しかしながら商業規模で大量生産する画像形成装置ではそのようなことは現実的ではない。特に，クリーニングローラーに用いられる発泡部材は，金属材料などよりさらに，加工精度を上げにくい。なお上記の問題点は，トナーが一成分型のものであるか二成分型のものであるかに関わらず存在する。
【０００８】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，クリーニングローラー等の各部品として現実的な寸法精度のものを使いつつ，クリーニングローラーの中間転写ベルトへの圧接力が，過大とも過小ともならずに安定的に得られるようにした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】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像形成部を有し，トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成するものであって，トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する，弾性層を有する構造の中間転写ベルトと，中間転写ベルトにおける，媒体への再転写位置より下流であってトナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部とを有し，ベルトクリーニング部には，中間転写ベルトのトナー像担持面に接触し，中間転写ベルトの移動に対してカウンター回転する，発泡材で構成されたクリーニングローラーと，中間転写ベルトの非トナー像担持面に接触するバックアップ部材と，クリーニングローラーとバックアップ部材との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材とが設けられている。
【００１０】
この画像形成装置では，クリーニングローラーが発泡材で構成されるとともに，クリーニングローラーとバックアップ部材とが互いに押圧されている。このため，クリーニングローラーは，バックアップ部材および中間転写ベルトにより，少し食い込まれた状態となっている。このため動作時に，クリーニングローラーの振れ精度に関わらず，クリーニングローラーと中間転写ベルトとの接触状態が良好に維持される。つまりクリーニング性能が高い。
【００１１】
この画像形成装置ではさらに，弾力部材による押圧力の大きさが，クリーニングロー
ラーもしくはバックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）を超えないことが望ましい。クリーニング性能の確保という点ではこの程度の押圧力で十分だからである。また，押圧力がこれを超えて大きいと，トナーに掛かる圧迫によるワックス成分の中間転写ベルトへの付着による弊害が生じてしまうからである。
【００１２】
また，この画像形成装置では，バックアップ部材の位置の，中間転写ベルトを挟んでクリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３に達しない範囲内であり，弾力部材による押圧力の大きさが，クリーニングローラーもしくはバックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，７．５Ｎ／ｍ以上であることが望ましい。ずれ量がほとんどない配置である場合には，この程度の押圧力があればクリーニング性は良好である。
【００１３】
あるいは，ずれ量が，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３以上であり，かつ，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径と中間転写ベルトの厚さとの合計を超えない範囲内であり，押圧力の大きさが，幅方向の寸法当たりで，２．５Ｎ／ｍ以上であることとしてもよい。ずれ量による中間転写ベルトのクリーニングローラーへの巻き付きが，クリーニングローラーと中間転写ベルトとをより良好に接触させる方向に作用するので，その分，押圧力は軽くてよいのである。
【００１４】
この画像形成装置では，クリーニングローラーの位置が装置本体に対して固定されており，弾力部材は，バックアップ部材をクリーニングローラーへ向けて押圧するものであってもよい。あるいは逆に，バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，弾力部材は，クリーニングローラーをバックアップ部材へ向けて押圧するものとされていてもよい。後者の場合には，クリーニングローラーを収容するクリーナーハウジングを有し，バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，クリーニングローラー
の位置がクリーナーハウジングに対して固定されており，弾力部材は，クリーナーハウジングを，バックアップ部材がクリーニングローラーへ向けて押圧されるように押圧するものとされているものであってもよい。
【００１５】
本発明ではさらに，クリーニングローラーおよびバックアップ部材の組を２組以上有し，各クリーニングローラーにそれぞれ回収部材が設けられており，各組における回収部材とバックアップ部材との間にバイアスを印加するバイアス部が設けられており，バイアス部により印加されるバイアスの向きが，組により異なることが望ましい。これにより，正規帯電のままの転写残トナーも逆帯電となっている転写残トナーもともにクリーニング部でクリーニングされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，クリーニングローラー等の各部品として現実的な寸法精度のものを使いつつ，クリーニングローラーの中間転写ベルトへの圧接力が，過大とも過小ともならずに安定的に得られるようにした画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置における中間転写ベルトの断面図である。
【図３】図１の画像形成装置におけるベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図４】図３のベルトクリーナーにおけるバックアップローラとその押圧バネを示す平面図である。
【図５】本形態の第１の変形例に係るベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図６】本形態の第２の変形例に係るベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図７】バックアップローラーの押圧力とメモリ発生ライフとの関係の試験結果を示すグラフである。
【図８】バックアップローラーの押圧力およびずれ量とクリーニング性能との関係の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図１に示す画像形成装置１に本発明を適用したものである。図１の画像形成装置１は，４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト３とを有する。いわゆるタンデム型の画像形成装置である。図１の画像形成装置１は，画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋや中間転写ベルト３の他，ベルトクリーナー４，２次転写装置５，定着器６，給紙カセット７を有している。以下順に説明する。
【００１９】
画像形成装置１における中間転写ベルト３は，図２に示すように，基材層３５と弾性層３６とによる２層構造のものである。基材層３５は，ポリイミド等の樹脂材料で形成されており，厚さは８０μｍ程度である。弾性層３６は，ＮＢＲゴム等の弾力性のあるゴム材料で形成されており，厚さは２００μｍ程度である。基材層３５，弾性層３６とも，１０2〜１０6Ωｃｍ程度の導電性が付与されている。画像形成装置１において中間転写ベルト３は，基材層３５が内側，弾性層３６が外側すなわちトナー像担持面側になるように配置されている。
【００２０】
図１に戻って，中間転写ベルト３は，張架ローラー３１〜３４に架け渡されており，図中に矢印Ｘで示される向きに循環移動するようになっている。４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは，いずれも構造的には同じものであり，以下では代表して画像形成部２Ｙにより説明する。画像形成部２Ｙには，感光体ドラム２１，帯電器２２，露光器２３，現像器２４が設けられている。これにより，感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成されるようになっている。現像器２４は，一成分型現像剤を用いるもの，二成分型現像剤を用いるもの，のいずれであってもよい。
【００２１】
また，感光体ドラム２１は中間転写ベルト３の外面に接している。さらに，感光体ドラム２１から見て中間転写ベルト３の裏側には，１次転写ローラー２５が設けられている。１次転写ローラー２５と感光体ドラム２１との間の１次転写バイアスにより，感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３上に転写されるようになっている。
【００２２】
２次転写装置５は，複数のローラーにより張架された２次転写ベルト５１により構成されている。２次転写ベルト５１を張架するローラーの１つが，２次転写ローラー５２である。２次転写装置５では，２次転写ローラー５２と中間転写ベルト３の張架ローラー３１との間の２次転写バイアスにより，中間転写ベルト３上のトナー像が用紙Ｐ上に転写されるようになっている。このため給紙カセット７から用紙Ｐが供給され，中間転写ベルト３と２次転写ベルト５１との間のニップへ進入するようになっている。また，トナー像の転写を受けた用紙Ｐに対し，定着器６でトナー像の定着が行われるようになっている。
【００２３】
ベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３上のトナーを除去する装置である。ベルトクリーナー４で除去するのは，２次転写装置５での転写後も中間転写ベルト３上に残留している転写残トナーである。転写残トナーを放置したまま次回の画像形成を行うと画像が汚れるので，その防止のために中間転写ベルト３を清掃するのである。よってベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３における，２次転写装置５より下流で画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのいずれよりも上流の位置に設けられている。
【００２４】
ベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３の外面側に，ハウジング４１と，その中に配置された２組のクリーニングローラー４２および回収ローラー４３を有している。また，クリーニングローラー４２から見て中間転写ベルト３の裏側には，バックアップローラー４４が設けられている。
【００２５】
ベルトクリーナー４における１組分のクリーニングローラー４２，回収ローラー４３，およびバックアップローラー４４を，図３に拡大して示す。図３ではハウジング４１は描かれていない。図３に示されるように，クリーニングローラー４２は，中間転写ベルト３の外面側に接しており，その移動方向Ｘに対してカウンター回転するものである（矢印Ｚ１）。クリーニングローラー４２の回転速度は，その外周面の速度が中間転写ベルト３の移動速度と等速となる回転速度である。クリーニングローラー４２は，芯金４５とその外周を覆うポリウレタンフォーム層４６とを有する発泡ローラーである。芯金４５は直径１０ｍｍ程度のものであり，ポリウレタンフォーム層４６は外直径１８ｍｍ程度のものである。ポリウレタンフォーム層４６の材質は，例えば，特開２００９−３００７４１号公報の［００４５］〜［００６１］に記載されるようなものであって，１０2〜１０6Ωｃｍ程度の導電性を付与したものでよい。
【００２６】
回収ローラー４３は，クリーニングローラー４２に接し，中間転写ベルト３には接しないように配置されている。回収ローラー４３は，金属ローラーであり，クリーニングローラー４２の回転により従動回転するものである（矢印Ｚ２）。回収ローラー４３の直径は，１５ｍｍ程度である。なお回収ローラー４３は，クリーニングローラー４２の回転に対してカウンター回転するものであってもよい。回収ローラー４３には，スクレーパー４７とクリーニング電源４８とが設けられている。スクレーパー４７は，固定して設けら
れており，先端が回収ローラー４３に接触している。クリーニング電源４８は，回収ローラー４３に後述するバイアスを印加するものである。クリーニングローラー４２および回収ローラー４３の軸位置はいずれも，画像形成装置１のボディに対して固定されている。
【００２７】
バックアップローラー４４は，中間転写ベルト３の移動により従動回転するローラーである（矢印Ｚ３）。バックアップローラー４４は，回収ローラー４３と同じく金属ローラーである。バックアップローラー４４の直径は，１１ｍｍ程度である。ただしバックアップローラー４４は，回収ローラー４３に電源が繋がれているのと異なり，直に接地されている。あるいは逆に，回収ローラー４３を接地してバックアップローラー４４にクリーニング電源４８を繋いでもよい。要は，回収ローラー４３とバックアップローラー４４との間に電圧が掛かればよい。なおバックアップローラー４４を，金属ローラーとする代わりに，クリーニングローラー４２と同様の材質の発泡ローラーとしてもよい。
【００２８】
さらに，バックアップローラー４４には，押圧バネ４９が設けられている。押圧バネ４９は，図４に示すように，バックアップローラー４４の幅方向両端の軸部５０を押圧するものである。押圧バネ４９の他端は，画像形成装置１のボディの適当な部位５３に固定されている。押圧バネ４９は，自由長より圧縮された状態で組み付けられている。これにより，バックアップローラー４４が，クリーニングローラー４２の方へ向かって，押圧バネ４９の弾性に基づく押圧力で押し付けられるようになっている。押圧バネ４９の長さは，動作時には，クリーニングローラー４２等の振れ精度の低さに起因してわずかに変動することになる。しかし押圧バネ４９の押圧力の大きさは，この程度の長さの変動によってはほとんど変化せず，一定と見なせる。
【００２９】
この押圧力の大きさは，バックアップローラー４４の幅方向寸法当たりの線圧として，５〜１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）の範囲内であればよい。これにより，クリーニングローラー４２に対する中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４の食い込み量が０．１〜０．３ｍｍ程度の範囲内になるようにするのである。例えばバックアップローラー４４の幅方向寸法は３００ｍｍであるとして，２つの押圧バネ４９の押圧力の合計で３Ｎであればよい。この押圧力は，比較的軽い部類にはいる。つまりバックアップローラー４４は，クリーニングローラー４２に対して軽く圧接されているだけなのである。
【００３０】
上記のように構成されたベルトクリーナー４では，動作時には，中間転写ベルト３の外面上の転写残トナー５４が，まずクリーニングローラー４２により掻き取られる。ここで掻き取られるのは，転写残トナー５４のうち主として，クリーニング電源４８による印加バイアスと逆極性に帯電しているものである。掻き取られた転写残トナー５４は，クリーニングローラー４２の表面上に載って，クリーニングローラー４２の回転とともに移動する。そして，さらにクリーニングローラー４２の表面から回収ローラー４３の表面に移る。そしてスクレーパー４７により，回収ローラー４３の表面から機械的に剥ぎ取られる。これがベルトクリーナー４による中間転写ベルト３のクリーニングの基本原理である。
【００３１】
前述のようにベルトクリーナー４では，クリーニングローラー４２，回収ローラー４３，およびバックアップローラー４４の組み合わせが２組設けられている。そして，それぞれの回収ローラー４３には，別々にクリーニング電源４８が設けられている。そこで，上流側と下流側とでクリーニング電源４８による印加バイアスを逆向きにするのである。これにより，正帯電，負帯電のいずれの転写残トナー５４をも，中間転写ベルト３上から除去できる。
【００３２】
特に，上流側のクリーニング電源４８のバイアス極性をトナーの本来の帯電極性と逆向きとし，下流側のバイアス極性をトナーの本来の帯電極性と同じ向きとするとよい。例えば，トナーの本来の帯電極性が負であるとすれば，上流側で正バイアスを印加し，下流側で負バイアスを印加するのである。こうすると，まず上流側のクリーニングローラー４２により，転写残トナー５４のうち大部分を占める正規帯電トナーが除去される。次いで，中間転写ベルト３上に残った逆帯電トナーが，下流側のクリーニングローラー４２により除去される。こうして，転写残トナー５４の除去が効率よく行われる。
【００３３】
本形態のベルトクリーナー４では前述のように，バックアップローラー４４が押圧バネ４９の弾性力により，一定の押圧力でクリーニングローラー４２へ押圧されている。よって，動作中でも，クリーニングローラー４２やバックアップローラー４４の振れ精度に関わらず，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４との間の食い込み量が一定に維持される。このため，前述のようにクリーニングローラー４２に対する中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４の食い込み量が小さめに設定されていても，動作時にクリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との間に接触不良が生じることがない。このため，クリーニングムラが生じることがなく，良好にクリーニングが行われる。また，クリーニングローラー４２の食い込み量を過度に大きく設定しておく必要はない。
【００３４】
次に，本形態の変形例を説明する。図５に，第１の変形例に係るベルトクリーナー４の要部を示す。図５では図３と異なり，ハウジング４１も描かれている。図５の変形例におけるハウジング４１は，支点５５を中心に回転可能に設けられている。支点５５の位置は，画像形成装置１のボディに対して固定されている。そして図５におけるハウジング４１には，押圧バネ５６が設けられている。押圧バネ５６は，一端が画像形成装置１のボディに固定されており，もう一端でハウジング４１を押圧している。押圧の向きは，ハウジング４１を中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４に近づける向きである。
【００３５】
また，図５の変形例では，図３の例と異なり，バックアップローラー４４を押圧する押圧バネ４９が存在しない。図５の変形例におけるバックアップローラー４４の軸位置は，画像形成装置１のボディに対して固定されている。一方，図５の変形例におけるクリーニングローラー４２および回収ローラー４３の軸位置はいずれも，画像形成装置１のボディに対してではなく，ハウジング４１に対して固定されている。よって，押圧バネ５６の弾力は，クリーニングローラー４２をバックアップローラー４４に対して図中右向きに押圧する力として作用している。
【００３６】
つまり，図３の例では押圧バネ４９によりバックアップローラー４４をクリーニングローラー４２に対して押圧していたのに対し，図５の変形例では押圧バネ５６により逆にクリーニングローラー４２をバックアップローラー４４に対して押圧しているのである。このような構成でも，図３の例の場合と同様の効果が得られる。また，図５中ではハウジング４１中にクリーニングローラー４２等が１組しか描かれていないが，実際には，図３の例の説明で述べたのと同様に，クリーニングローラー４２等の組は２組存在する。
【００３７】
なお，図５ではハウジング４１において，支点５５よりも押圧バネ５６の方が中間転写ベルト３の移動方向Ｘについて上流側に位置している。しかしこのことは必須ではなく，逆でもよい。また，ハウジング４１の移動自体についても，支点を軸とする回転移動であることは必須ではない。直線移動する構成であってもよい。さらに，押圧バネ５６がハウジング４１を介してクリーニングローラー４２等を押圧する構成であることも必須ではない。ハウジング４１を介さずに直接クリーニングローラー４２等の軸を押圧する構成であってもよい。さらに図５の例でも，バックアップローラー４４にクリーニング電源４８を繋ぎ回収ローラー４３は接地される構成としてもよい。
【００３８】
次に第２の変形例を説明する。図６に示す第２の変形例は，図３の例を基本として，バックアップローラー４４の位置を少しずらしたものである。すなわち，図３の例ではバックアップローラー４４が，中間転写ベルト３を挟んでクリーニングローラー４２の真裏に位置している。これに対し図６の変形例ではバックアップローラー４４が，図３中における位置よりも中間転写ベルト３の移動方向Ｘについて下流側にずれた位置に配置されている。このことにより中間転写ベルト３は，バックアップローラー４４とクリーニングローラー４２との対面位置では，クリーニングローラー４２に少し巻き付く状態となっている。このことにより，押圧バネ４９による押圧力が前述のように軽くても，中間転写ベルト３のクリーニングローラー４２への接触追随性が高く，クリーニングローラー４２による中間転写ベルト３のクリーニングが確実に行われる。
【００３９】
なお，バックアップローラー４４の位置のずれ量Ｆは，ごくわずかで十分である。クリーニングローラー４２等のサイズが前述の通りであれば，２ｍｍ程度のずれ量Ｆがあれば十分効果が得られる。許容される最大のずれ量Ｆは，バックアップローラー４４およびクリーニングローラー４２の半径と中間転写ベルト３の厚さとの３者を合計した値である。ずれ量Ｆのより好ましい範囲は，クリーニングローラー４２の半径とバックアップローラー４４の半径とのうち小さい方に対して，３分の１倍から１倍までの範囲内である。さらに，ずれの向きについては，上流側と下流側とのいずれでもよい。図６に示したのは下流側にずらした例である。なお，図５に示した第１の変形例と図６の第２の変形例とを組み合わせてもよい。
【００４０】
続いて，本発明の効果を確認するために本発明者が行った試験とその結果を説明する。この実験では，コニカミノルタ製のｂｉｚｈａｂＰｒｏ６５００Ｐを試験機として用いた。ただし，その中間転写ベルトのクリーニングブレードを取り除き，代わりに本形態のベルトクリーナー４を搭載して試験に供した。試験機に搭載したベルトクリーナー４は，図３に示した，バックアップローラー４４が押圧バネ４９で押圧されているタイプのものであり，組数は２組である。
【００４１】
試験に供したクリーニングローラー４２の寸法等は，以下の通りである。
芯金４５の直径 ：１０ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６の外径 ：１８ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６のセル数：５０個／２５.４ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６の硬さ ：３０％押し込み時の荷重が０.１９６Ｎ／ｃｍ
ポリウレタンフォーム層４６の密度 ：０.１ｇ／ｃｍ3
ポリウレタンフォーム層４６の体積抵抗率：１０4Ωｃｍ
【００４２】
バックアップローラー４４としては，直径１１ｍｍの金属ローラーを使用した。かかるバックアップローラー４４が中間転写ベルトに従動回転する構成とした。中間転写ベルト３は，８０μｍ厚のポリイミド基材に２００μｍ厚のＮＢＲゴムの弾性層を積層したものである。上記の試験機により，次の２通りの試験を行った。
１．バックアップローラーの押圧力とメモリ発生ライフとの関係の試験
２．バックアップローラーの押圧力およびずれ量とクリーニング性能との関係の試験
【００４３】
まず，「１．」の試験について説明する。この試験では，ブルー色（マゼンタトナー＋シアントナー）の５ｃｍ×５ｃｍのパッチ画像の印刷を連続して行う耐久試験を行った。そしてその５万枚ごとに，モノクロ１ドットのハーフトーン画像（濃度６００Ｄｐｉ）を１枚印刷した。そのハーフトーン画像にパッチ画像のパターンの残像が現れるかどうかを目視でチェックした。残像が視認されるに至ったときまでのパッチ画像の印刷枚数をメモリ発生ライフと定義した。
【００４４】
なお，この試験では，ベルトクリーナー４におけるクリーニングローラー４２等の本数は２本とした。図６で説明した「ずれ」は設けなかった。押圧バネ４９の押圧力は，幅方向当たりの線圧にて，５〜２５Ｎ／ｍの範囲内の５段階とした。回収ローラー４３の印加バイアスについては，上流側がプラス，下流側がマイナスとし，バイアス電流値が４０μＡとなる設定とした。
【００４５】
試験の結果は，図７のグラフに示す通りであった。図７のグラフでは，横軸をバックアップローラー４４の押圧力とし，縦軸をメモリ発生ライフとしている。図７から，バックアップローラー４４の押圧力が強いほど，メモリ発生ライフが短いことが分かる。これは，［０００６］で述べたように，バックアップローラー４４の押圧力が強いと，トナー中のワックス成分が中間転写ベルト３に付着する現象が起きやすいためであると考えられる。一方，押圧力が軽い場合にはメモリ発生ライフは良好である。ここでは，１０００Ｋ枚（１００万枚）以上のメモリ発生ライフがあれば合格として，押圧力の上限を１２．５Ｎ／ｍとする。
【００４６】
次に「２．」の試験について説明する。この試験では，ブルー色の全面ベタ画像を形成し，２次転写バイアスをオフにして，ベルトクリーナー４でのクリーニング能力をチェックした。この試験の測定条件は，バックアップローラー４４の押圧力については，幅方向当たりの線圧にて，５〜２０Ｎ／ｍの範囲内の４段階とし，バックアップローラー４４のずれ量に関しては，０，下流側に２ｍｍ，下流側に４ｍｍ，の３段階とした。つまり，都合１２種類の測定条件で試験を行った。この２ｍｍ，４ｍｍ，というのはいずれも，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４とのうち小さい方の半径である５．５ｍｍに対して，３分の１倍から１倍までの範囲内に入っている。
【００４７】
この試験を実施するに当たっては，ベルトクリーナー４におけるクリーニングローラー４２等の本数を１本とした。回収ローラー４３の印加バイアスについては，極性はプラスで電流値が４０μＡとなる設定とした。なお，使用したトナーは負帯電性のものである。このような設定で，ベルトクリーナー４を通過した後の位置における中間転写ベルト３上のクリーニング残トナーをブッカーテープで剥ぎ取り白色の台紙に貼り付けて評価した。クリーニング残トナーのブッカーテープによる採取は，全面ベタ画像の領域の範囲内で，ベルト進行方向の先端，中央，後端の３箇所でそれぞれベルト幅方向の奥側端部，中央，手前側端部の３箇所，都合９箇所行った。これら９箇所のブッカーテープと，新品のブッカーテープとを１枚の台紙上に貼り付けて，色を計測した。
【００４８】
計測には，コニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−５１２ｍｋ３を使用した。この分光測色計により，新品のブッカーテープを基準として，基準以外の９枚のブッカーテープの基準との色差ΔＥを計測した。９箇所の色差ΔＥがいずれも０．７以下であればその測定条件については合格と判定し，１箇所でもΔＥが０．７を超えていたらその測定条件については不合格と判定した。なお，ΔＥの０．７とは，目視でぎりぎり判別できる程度の微小な色差である。
【００４９】
計測結果は，図８に示す通りであった。すなわち，１２種類の測定条件のうち，押圧力が最低でずれ量が０である場合の１条件のみが不合格で，それ以外の１１条件はすべて合格であった。
【００５０】
当該不合格となった条件で，中間転写ベルト３上のクリーニング残トナーの分布をより詳細に観察したところ，クリーニングローラー４２の周長と一致するピッチでクリーニング不良が起こっていることが分かった。これよりこのクリーニング不良は，クリーニングローラー４２の振れ（［０００６］参照）に起因して生じたものと考えられる。つまり，バックアップローラー４４のクリーニングローラー４２への押圧力が弱いために，クリーニングローラー４２の振れによって，クリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触が不良になったものと解される。ただし，このように押圧力が弱い条件であっても，バックアップローラー４４のずれ量が２ｍｍ以上あれば問題は生じないことが分かる。バックアップローラー４４のずれの向きについては，この試験では下流側としたが，上流側でも同じ結果となる。
【００５１】
なお，図８中の押圧力１５Ｎ／ｍ，２０Ｎ／ｍの計６条件は，図８中では合格の判定になっているが，前述の図７の結果からメモリ発生ライフの観点で不合格となる条件である。これより，以上を総合すると，押圧力の好ましい範囲は，バックアップローラー４４の配置にずれがない場合には，７．５〜１２．５Ｎ／ｍ，より好ましくは１０〜１２．５Ｎ／ｍ，となる。バックアップローラー４４が２ｍｍ以上のずれ量をもって配置されている場合には，２．５〜１２．５Ｎ／ｍ，より好ましくは５〜１２．５Ｎ／ｍ，となる。
【００５２】
以上詳細に説明したように本実施の形態の画像形成装置１におけるベルトクリーナー４では，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４とが互いに軽く押圧されつつ中間転写ベルト３を挟み付ける状態となっている。このため，クリーニングローラー４２の振れ精度に関わらず，クリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触状態が安定しており，良好なクリーニング性が発揮される。また，押圧力自体は軽いもので十分なので，メモリ発生ライフの観点からも良好である。また，バックアップローラー４４をクリーニングローラー４２に対して上流側または下流側にずらして配置することにより，より良好な結果が得られるものである。
【００５３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，図１中で４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが縦並びに配置される構成となっているが，このことは必須ではない。横並び配置であってもよい。また，図３に示した，バックアップローラー４４が押圧バネ４９で押圧される構成においても，図５の構成におけるハウジング４１の移動のように，バックアップローラー４４が直線移動でなく回転移動する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 画像形成装置
２Ｙ等 画像形成部
３ 中間転写ベルト
４ ベルトクリーナー
５ ２次転写装置
４１ ハウジング
４２ クリーニングローラー
４３ 回収ローラー
４４ バックアップローラー
４８ クリーニング電源
４９ 押圧バネ
５６ 押圧バネ
Ｆ ずれ量
【技術分野】
【０００１】
本発明は，中間転写ベルトを有する画像形成装置に関する。さらに詳細には，中間転写ベルトのクリーニングを行うベルトクリーニング部を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，トナーを用いる画像形成装置には，例えば特許文献１に記載のもののように，中間転写ベルトを有するものがある。中間転写ベルトを有する画像形成装置は通常，複数の感光体を有している。これら複数の感光体により互いに異なる色のトナー像を作成し，中間転写ベルト上に転写して重ね合わせるのである。この，中間転写ベルト上に重ね合わせられてフルカラーとなったトナー像が，媒体である用紙に再転写されるのである。
【０００３】
かかる中間転写ベルト上には，媒体へのトナー像の再転写後にもある程度のトナーが残留してしまう。この転写残トナーは，次回の画像形成時に画像汚れの原因となる等の弊害を引き起こす。このため，中間転写ベルトをクリーニングするベルトクリーニングが設けられる。すなわち，再転写位置より下流の位置において，中間転写ベルトのトナー像担持面を，クリーニング部材で拭き取って転写残トナーを除去するのである。クリーニング部材として，発泡部材によるクリーニングローラーが用いられることがある。
【０００４】
ここで一般的に，クリーニングローラーは中間転写ベルトに対してある程度（例えば０．４ｍｍ程度）食い込むように配置されている。そして，中間転写ベルトを挟んでクリーニングローラーの反対側にバックアップ部材が設けられる。中間転写ベルトの走行時のばたつきを押さえてクリーニングローラーとの密着を図るためである。いうまでもなく密着が不十分ではクリーニングが十分行われないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５４８１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。各部品の公差等により，クリーニングローラーと中間転写ベルトとの密着性が安定的には得られないのである。クリーニングローラーの発泡部材の振れ精度（偏心）が±０．２ｍｍ程度はあるからである。このため，前述のようにクリーニングローラーの中間転写ベルトへの食い込み量が０．４ｍｍと設定されていても，実際の回転時の食い込み量は，０．２〜０．６ｍｍの範囲でふらついてしまう。つまり最大の食い込み量は０．６ｍｍに達する。これでは一時的とはいえトナーへの圧迫が強すぎ，トナー中のワックス成分が滲み出して中間転写ベルトの表面に付着してしまう。これは転写効率を低下させて画像品質を悪くしてしまう。例えば画像パターンメモリを引き起こす。
【０００７】
その一方，最大の食い込み量を０．４ｍｍに押さえると，最小値は０．０ｍｍとなってしまう。これでは接触不良でクリーニングムラが生じてしまう。このように，過大とも過小ともならない食い込み量を安定的に得ることができないのである。むろんこれは，クリーニングローラーの作製の寸法精度を上げれば解消できる問題ではある。しかしながら商業規模で大量生産する画像形成装置ではそのようなことは現実的ではない。特に，クリーニングローラーに用いられる発泡部材は，金属材料などよりさらに，加工精度を上げにくい。なお上記の問題点は，トナーが一成分型のものであるか二成分型のものであるかに関わらず存在する。
【０００８】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，クリーニングローラー等の各部品として現実的な寸法精度のものを使いつつ，クリーニングローラーの中間転写ベルトへの圧接力が，過大とも過小ともならずに安定的に得られるようにした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】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像形成部を有し，トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成するものであって，トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する，弾性層を有する構造の中間転写ベルトと，中間転写ベルトにおける，媒体への再転写位置より下流であってトナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部とを有し，ベルトクリーニング部には，中間転写ベルトのトナー像担持面に接触し，中間転写ベルトの移動に対してカウンター回転する，発泡材で構成されたクリーニングローラーと，中間転写ベルトの非トナー像担持面に接触するバックアップ部材と，クリーニングローラーとバックアップ部材との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材とが設けられている。
【００１０】
この画像形成装置では，クリーニングローラーが発泡材で構成されるとともに，クリーニングローラーとバックアップ部材とが互いに押圧されている。このため，クリーニングローラーは，バックアップ部材および中間転写ベルトにより，少し食い込まれた状態となっている。このため動作時に，クリーニングローラーの振れ精度に関わらず，クリーニングローラーと中間転写ベルトとの接触状態が良好に維持される。つまりクリーニング性能が高い。
【００１１】
この画像形成装置ではさらに，弾力部材による押圧力の大きさが，クリーニングロー
ラーもしくはバックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）を超えないことが望ましい。クリーニング性能の確保という点ではこの程度の押圧力で十分だからである。また，押圧力がこれを超えて大きいと，トナーに掛かる圧迫によるワックス成分の中間転写ベルトへの付着による弊害が生じてしまうからである。
【００１２】
また，この画像形成装置では，バックアップ部材の位置の，中間転写ベルトを挟んでクリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３に達しない範囲内であり，弾力部材による押圧力の大きさが，クリーニングローラーもしくはバックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，７．５Ｎ／ｍ以上であることが望ましい。ずれ量がほとんどない配置である場合には，この程度の押圧力があればクリーニング性は良好である。
【００１３】
あるいは，ずれ量が，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３以上であり，かつ，クリーニングローラーの半径とバックアップ部材の半径と中間転写ベルトの厚さとの合計を超えない範囲内であり，押圧力の大きさが，幅方向の寸法当たりで，２．５Ｎ／ｍ以上であることとしてもよい。ずれ量による中間転写ベルトのクリーニングローラーへの巻き付きが，クリーニングローラーと中間転写ベルトとをより良好に接触させる方向に作用するので，その分，押圧力は軽くてよいのである。
【００１４】
この画像形成装置では，クリーニングローラーの位置が装置本体に対して固定されており，弾力部材は，バックアップ部材をクリーニングローラーへ向けて押圧するものであってもよい。あるいは逆に，バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，弾力部材は，クリーニングローラーをバックアップ部材へ向けて押圧するものとされていてもよい。後者の場合には，クリーニングローラーを収容するクリーナーハウジングを有し，バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，クリーニングローラー
の位置がクリーナーハウジングに対して固定されており，弾力部材は，クリーナーハウジングを，バックアップ部材がクリーニングローラーへ向けて押圧されるように押圧するものとされているものであってもよい。
【００１５】
本発明ではさらに，クリーニングローラーおよびバックアップ部材の組を２組以上有し，各クリーニングローラーにそれぞれ回収部材が設けられており，各組における回収部材とバックアップ部材との間にバイアスを印加するバイアス部が設けられており，バイアス部により印加されるバイアスの向きが，組により異なることが望ましい。これにより，正規帯電のままの転写残トナーも逆帯電となっている転写残トナーもともにクリーニング部でクリーニングされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，クリーニングローラー等の各部品として現実的な寸法精度のものを使いつつ，クリーニングローラーの中間転写ベルトへの圧接力が，過大とも過小ともならずに安定的に得られるようにした画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置における中間転写ベルトの断面図である。
【図３】図１の画像形成装置におけるベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図４】図３のベルトクリーナーにおけるバックアップローラとその押圧バネを示す平面図である。
【図５】本形態の第１の変形例に係るベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図６】本形態の第２の変形例に係るベルトクリーナーの要部を示す断面図である。
【図７】バックアップローラーの押圧力とメモリ発生ライフとの関係の試験結果を示すグラフである。
【図８】バックアップローラーの押圧力およびずれ量とクリーニング性能との関係の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図１に示す画像形成装置１に本発明を適用したものである。図１の画像形成装置１は，４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと中間転写ベルト３とを有する。いわゆるタンデム型の画像形成装置である。図１の画像形成装置１は，画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋや中間転写ベルト３の他，ベルトクリーナー４，２次転写装置５，定着器６，給紙カセット７を有している。以下順に説明する。
【００１９】
画像形成装置１における中間転写ベルト３は，図２に示すように，基材層３５と弾性層３６とによる２層構造のものである。基材層３５は，ポリイミド等の樹脂材料で形成されており，厚さは８０μｍ程度である。弾性層３６は，ＮＢＲゴム等の弾力性のあるゴム材料で形成されており，厚さは２００μｍ程度である。基材層３５，弾性層３６とも，１０2〜１０6Ωｃｍ程度の導電性が付与されている。画像形成装置１において中間転写ベルト３は，基材層３５が内側，弾性層３６が外側すなわちトナー像担持面側になるように配置されている。
【００２０】
図１に戻って，中間転写ベルト３は，張架ローラー３１〜３４に架け渡されており，図中に矢印Ｘで示される向きに循環移動するようになっている。４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは，いずれも構造的には同じものであり，以下では代表して画像形成部２Ｙにより説明する。画像形成部２Ｙには，感光体ドラム２１，帯電器２２，露光器２３，現像器２４が設けられている。これにより，感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成されるようになっている。現像器２４は，一成分型現像剤を用いるもの，二成分型現像剤を用いるもの，のいずれであってもよい。
【００２１】
また，感光体ドラム２１は中間転写ベルト３の外面に接している。さらに，感光体ドラム２１から見て中間転写ベルト３の裏側には，１次転写ローラー２５が設けられている。１次転写ローラー２５と感光体ドラム２１との間の１次転写バイアスにより，感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３上に転写されるようになっている。
【００２２】
２次転写装置５は，複数のローラーにより張架された２次転写ベルト５１により構成されている。２次転写ベルト５１を張架するローラーの１つが，２次転写ローラー５２である。２次転写装置５では，２次転写ローラー５２と中間転写ベルト３の張架ローラー３１との間の２次転写バイアスにより，中間転写ベルト３上のトナー像が用紙Ｐ上に転写されるようになっている。このため給紙カセット７から用紙Ｐが供給され，中間転写ベルト３と２次転写ベルト５１との間のニップへ進入するようになっている。また，トナー像の転写を受けた用紙Ｐに対し，定着器６でトナー像の定着が行われるようになっている。
【００２３】
ベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３上のトナーを除去する装置である。ベルトクリーナー４で除去するのは，２次転写装置５での転写後も中間転写ベルト３上に残留している転写残トナーである。転写残トナーを放置したまま次回の画像形成を行うと画像が汚れるので，その防止のために中間転写ベルト３を清掃するのである。よってベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３における，２次転写装置５より下流で画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのいずれよりも上流の位置に設けられている。
【００２４】
ベルトクリーナー４は，中間転写ベルト３の外面側に，ハウジング４１と，その中に配置された２組のクリーニングローラー４２および回収ローラー４３を有している。また，クリーニングローラー４２から見て中間転写ベルト３の裏側には，バックアップローラー４４が設けられている。
【００２５】
ベルトクリーナー４における１組分のクリーニングローラー４２，回収ローラー４３，およびバックアップローラー４４を，図３に拡大して示す。図３ではハウジング４１は描かれていない。図３に示されるように，クリーニングローラー４２は，中間転写ベルト３の外面側に接しており，その移動方向Ｘに対してカウンター回転するものである（矢印Ｚ１）。クリーニングローラー４２の回転速度は，その外周面の速度が中間転写ベルト３の移動速度と等速となる回転速度である。クリーニングローラー４２は，芯金４５とその外周を覆うポリウレタンフォーム層４６とを有する発泡ローラーである。芯金４５は直径１０ｍｍ程度のものであり，ポリウレタンフォーム層４６は外直径１８ｍｍ程度のものである。ポリウレタンフォーム層４６の材質は，例えば，特開２００９−３００７４１号公報の［００４５］〜［００６１］に記載されるようなものであって，１０2〜１０6Ωｃｍ程度の導電性を付与したものでよい。
【００２６】
回収ローラー４３は，クリーニングローラー４２に接し，中間転写ベルト３には接しないように配置されている。回収ローラー４３は，金属ローラーであり，クリーニングローラー４２の回転により従動回転するものである（矢印Ｚ２）。回収ローラー４３の直径は，１５ｍｍ程度である。なお回収ローラー４３は，クリーニングローラー４２の回転に対してカウンター回転するものであってもよい。回収ローラー４３には，スクレーパー４７とクリーニング電源４８とが設けられている。スクレーパー４７は，固定して設けら
れており，先端が回収ローラー４３に接触している。クリーニング電源４８は，回収ローラー４３に後述するバイアスを印加するものである。クリーニングローラー４２および回収ローラー４３の軸位置はいずれも，画像形成装置１のボディに対して固定されている。
【００２７】
バックアップローラー４４は，中間転写ベルト３の移動により従動回転するローラーである（矢印Ｚ３）。バックアップローラー４４は，回収ローラー４３と同じく金属ローラーである。バックアップローラー４４の直径は，１１ｍｍ程度である。ただしバックアップローラー４４は，回収ローラー４３に電源が繋がれているのと異なり，直に接地されている。あるいは逆に，回収ローラー４３を接地してバックアップローラー４４にクリーニング電源４８を繋いでもよい。要は，回収ローラー４３とバックアップローラー４４との間に電圧が掛かればよい。なおバックアップローラー４４を，金属ローラーとする代わりに，クリーニングローラー４２と同様の材質の発泡ローラーとしてもよい。
【００２８】
さらに，バックアップローラー４４には，押圧バネ４９が設けられている。押圧バネ４９は，図４に示すように，バックアップローラー４４の幅方向両端の軸部５０を押圧するものである。押圧バネ４９の他端は，画像形成装置１のボディの適当な部位５３に固定されている。押圧バネ４９は，自由長より圧縮された状態で組み付けられている。これにより，バックアップローラー４４が，クリーニングローラー４２の方へ向かって，押圧バネ４９の弾性に基づく押圧力で押し付けられるようになっている。押圧バネ４９の長さは，動作時には，クリーニングローラー４２等の振れ精度の低さに起因してわずかに変動することになる。しかし押圧バネ４９の押圧力の大きさは，この程度の長さの変動によってはほとんど変化せず，一定と見なせる。
【００２９】
この押圧力の大きさは，バックアップローラー４４の幅方向寸法当たりの線圧として，５〜１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）の範囲内であればよい。これにより，クリーニングローラー４２に対する中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４の食い込み量が０．１〜０．３ｍｍ程度の範囲内になるようにするのである。例えばバックアップローラー４４の幅方向寸法は３００ｍｍであるとして，２つの押圧バネ４９の押圧力の合計で３Ｎであればよい。この押圧力は，比較的軽い部類にはいる。つまりバックアップローラー４４は，クリーニングローラー４２に対して軽く圧接されているだけなのである。
【００３０】
上記のように構成されたベルトクリーナー４では，動作時には，中間転写ベルト３の外面上の転写残トナー５４が，まずクリーニングローラー４２により掻き取られる。ここで掻き取られるのは，転写残トナー５４のうち主として，クリーニング電源４８による印加バイアスと逆極性に帯電しているものである。掻き取られた転写残トナー５４は，クリーニングローラー４２の表面上に載って，クリーニングローラー４２の回転とともに移動する。そして，さらにクリーニングローラー４２の表面から回収ローラー４３の表面に移る。そしてスクレーパー４７により，回収ローラー４３の表面から機械的に剥ぎ取られる。これがベルトクリーナー４による中間転写ベルト３のクリーニングの基本原理である。
【００３１】
前述のようにベルトクリーナー４では，クリーニングローラー４２，回収ローラー４３，およびバックアップローラー４４の組み合わせが２組設けられている。そして，それぞれの回収ローラー４３には，別々にクリーニング電源４８が設けられている。そこで，上流側と下流側とでクリーニング電源４８による印加バイアスを逆向きにするのである。これにより，正帯電，負帯電のいずれの転写残トナー５４をも，中間転写ベルト３上から除去できる。
【００３２】
特に，上流側のクリーニング電源４８のバイアス極性をトナーの本来の帯電極性と逆向きとし，下流側のバイアス極性をトナーの本来の帯電極性と同じ向きとするとよい。例えば，トナーの本来の帯電極性が負であるとすれば，上流側で正バイアスを印加し，下流側で負バイアスを印加するのである。こうすると，まず上流側のクリーニングローラー４２により，転写残トナー５４のうち大部分を占める正規帯電トナーが除去される。次いで，中間転写ベルト３上に残った逆帯電トナーが，下流側のクリーニングローラー４２により除去される。こうして，転写残トナー５４の除去が効率よく行われる。
【００３３】
本形態のベルトクリーナー４では前述のように，バックアップローラー４４が押圧バネ４９の弾性力により，一定の押圧力でクリーニングローラー４２へ押圧されている。よって，動作中でも，クリーニングローラー４２やバックアップローラー４４の振れ精度に関わらず，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４との間の食い込み量が一定に維持される。このため，前述のようにクリーニングローラー４２に対する中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４の食い込み量が小さめに設定されていても，動作時にクリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との間に接触不良が生じることがない。このため，クリーニングムラが生じることがなく，良好にクリーニングが行われる。また，クリーニングローラー４２の食い込み量を過度に大きく設定しておく必要はない。
【００３４】
次に，本形態の変形例を説明する。図５に，第１の変形例に係るベルトクリーナー４の要部を示す。図５では図３と異なり，ハウジング４１も描かれている。図５の変形例におけるハウジング４１は，支点５５を中心に回転可能に設けられている。支点５５の位置は，画像形成装置１のボディに対して固定されている。そして図５におけるハウジング４１には，押圧バネ５６が設けられている。押圧バネ５６は，一端が画像形成装置１のボディに固定されており，もう一端でハウジング４１を押圧している。押圧の向きは，ハウジング４１を中間転写ベルト３およびバックアップローラー４４に近づける向きである。
【００３５】
また，図５の変形例では，図３の例と異なり，バックアップローラー４４を押圧する押圧バネ４９が存在しない。図５の変形例におけるバックアップローラー４４の軸位置は，画像形成装置１のボディに対して固定されている。一方，図５の変形例におけるクリーニングローラー４２および回収ローラー４３の軸位置はいずれも，画像形成装置１のボディに対してではなく，ハウジング４１に対して固定されている。よって，押圧バネ５６の弾力は，クリーニングローラー４２をバックアップローラー４４に対して図中右向きに押圧する力として作用している。
【００３６】
つまり，図３の例では押圧バネ４９によりバックアップローラー４４をクリーニングローラー４２に対して押圧していたのに対し，図５の変形例では押圧バネ５６により逆にクリーニングローラー４２をバックアップローラー４４に対して押圧しているのである。このような構成でも，図３の例の場合と同様の効果が得られる。また，図５中ではハウジング４１中にクリーニングローラー４２等が１組しか描かれていないが，実際には，図３の例の説明で述べたのと同様に，クリーニングローラー４２等の組は２組存在する。
【００３７】
なお，図５ではハウジング４１において，支点５５よりも押圧バネ５６の方が中間転写ベルト３の移動方向Ｘについて上流側に位置している。しかしこのことは必須ではなく，逆でもよい。また，ハウジング４１の移動自体についても，支点を軸とする回転移動であることは必須ではない。直線移動する構成であってもよい。さらに，押圧バネ５６がハウジング４１を介してクリーニングローラー４２等を押圧する構成であることも必須ではない。ハウジング４１を介さずに直接クリーニングローラー４２等の軸を押圧する構成であってもよい。さらに図５の例でも，バックアップローラー４４にクリーニング電源４８を繋ぎ回収ローラー４３は接地される構成としてもよい。
【００３８】
次に第２の変形例を説明する。図６に示す第２の変形例は，図３の例を基本として，バックアップローラー４４の位置を少しずらしたものである。すなわち，図３の例ではバックアップローラー４４が，中間転写ベルト３を挟んでクリーニングローラー４２の真裏に位置している。これに対し図６の変形例ではバックアップローラー４４が，図３中における位置よりも中間転写ベルト３の移動方向Ｘについて下流側にずれた位置に配置されている。このことにより中間転写ベルト３は，バックアップローラー４４とクリーニングローラー４２との対面位置では，クリーニングローラー４２に少し巻き付く状態となっている。このことにより，押圧バネ４９による押圧力が前述のように軽くても，中間転写ベルト３のクリーニングローラー４２への接触追随性が高く，クリーニングローラー４２による中間転写ベルト３のクリーニングが確実に行われる。
【００３９】
なお，バックアップローラー４４の位置のずれ量Ｆは，ごくわずかで十分である。クリーニングローラー４２等のサイズが前述の通りであれば，２ｍｍ程度のずれ量Ｆがあれば十分効果が得られる。許容される最大のずれ量Ｆは，バックアップローラー４４およびクリーニングローラー４２の半径と中間転写ベルト３の厚さとの３者を合計した値である。ずれ量Ｆのより好ましい範囲は，クリーニングローラー４２の半径とバックアップローラー４４の半径とのうち小さい方に対して，３分の１倍から１倍までの範囲内である。さらに，ずれの向きについては，上流側と下流側とのいずれでもよい。図６に示したのは下流側にずらした例である。なお，図５に示した第１の変形例と図６の第２の変形例とを組み合わせてもよい。
【００４０】
続いて，本発明の効果を確認するために本発明者が行った試験とその結果を説明する。この実験では，コニカミノルタ製のｂｉｚｈａｂＰｒｏ６５００Ｐを試験機として用いた。ただし，その中間転写ベルトのクリーニングブレードを取り除き，代わりに本形態のベルトクリーナー４を搭載して試験に供した。試験機に搭載したベルトクリーナー４は，図３に示した，バックアップローラー４４が押圧バネ４９で押圧されているタイプのものであり，組数は２組である。
【００４１】
試験に供したクリーニングローラー４２の寸法等は，以下の通りである。
芯金４５の直径 ：１０ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６の外径 ：１８ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６のセル数：５０個／２５.４ｍｍ
ポリウレタンフォーム層４６の硬さ ：３０％押し込み時の荷重が０.１９６Ｎ／ｃｍ
ポリウレタンフォーム層４６の密度 ：０.１ｇ／ｃｍ3
ポリウレタンフォーム層４６の体積抵抗率：１０4Ωｃｍ
【００４２】
バックアップローラー４４としては，直径１１ｍｍの金属ローラーを使用した。かかるバックアップローラー４４が中間転写ベルトに従動回転する構成とした。中間転写ベルト３は，８０μｍ厚のポリイミド基材に２００μｍ厚のＮＢＲゴムの弾性層を積層したものである。上記の試験機により，次の２通りの試験を行った。
１．バックアップローラーの押圧力とメモリ発生ライフとの関係の試験
２．バックアップローラーの押圧力およびずれ量とクリーニング性能との関係の試験
【００４３】
まず，「１．」の試験について説明する。この試験では，ブルー色（マゼンタトナー＋シアントナー）の５ｃｍ×５ｃｍのパッチ画像の印刷を連続して行う耐久試験を行った。そしてその５万枚ごとに，モノクロ１ドットのハーフトーン画像（濃度６００Ｄｐｉ）を１枚印刷した。そのハーフトーン画像にパッチ画像のパターンの残像が現れるかどうかを目視でチェックした。残像が視認されるに至ったときまでのパッチ画像の印刷枚数をメモリ発生ライフと定義した。
【００４４】
なお，この試験では，ベルトクリーナー４におけるクリーニングローラー４２等の本数は２本とした。図６で説明した「ずれ」は設けなかった。押圧バネ４９の押圧力は，幅方向当たりの線圧にて，５〜２５Ｎ／ｍの範囲内の５段階とした。回収ローラー４３の印加バイアスについては，上流側がプラス，下流側がマイナスとし，バイアス電流値が４０μＡとなる設定とした。
【００４５】
試験の結果は，図７のグラフに示す通りであった。図７のグラフでは，横軸をバックアップローラー４４の押圧力とし，縦軸をメモリ発生ライフとしている。図７から，バックアップローラー４４の押圧力が強いほど，メモリ発生ライフが短いことが分かる。これは，［０００６］で述べたように，バックアップローラー４４の押圧力が強いと，トナー中のワックス成分が中間転写ベルト３に付着する現象が起きやすいためであると考えられる。一方，押圧力が軽い場合にはメモリ発生ライフは良好である。ここでは，１０００Ｋ枚（１００万枚）以上のメモリ発生ライフがあれば合格として，押圧力の上限を１２．５Ｎ／ｍとする。
【００４６】
次に「２．」の試験について説明する。この試験では，ブルー色の全面ベタ画像を形成し，２次転写バイアスをオフにして，ベルトクリーナー４でのクリーニング能力をチェックした。この試験の測定条件は，バックアップローラー４４の押圧力については，幅方向当たりの線圧にて，５〜２０Ｎ／ｍの範囲内の４段階とし，バックアップローラー４４のずれ量に関しては，０，下流側に２ｍｍ，下流側に４ｍｍ，の３段階とした。つまり，都合１２種類の測定条件で試験を行った。この２ｍｍ，４ｍｍ，というのはいずれも，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４とのうち小さい方の半径である５．５ｍｍに対して，３分の１倍から１倍までの範囲内に入っている。
【００４７】
この試験を実施するに当たっては，ベルトクリーナー４におけるクリーニングローラー４２等の本数を１本とした。回収ローラー４３の印加バイアスについては，極性はプラスで電流値が４０μＡとなる設定とした。なお，使用したトナーは負帯電性のものである。このような設定で，ベルトクリーナー４を通過した後の位置における中間転写ベルト３上のクリーニング残トナーをブッカーテープで剥ぎ取り白色の台紙に貼り付けて評価した。クリーニング残トナーのブッカーテープによる採取は，全面ベタ画像の領域の範囲内で，ベルト進行方向の先端，中央，後端の３箇所でそれぞれベルト幅方向の奥側端部，中央，手前側端部の３箇所，都合９箇所行った。これら９箇所のブッカーテープと，新品のブッカーテープとを１枚の台紙上に貼り付けて，色を計測した。
【００４８】
計測には，コニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−５１２ｍｋ３を使用した。この分光測色計により，新品のブッカーテープを基準として，基準以外の９枚のブッカーテープの基準との色差ΔＥを計測した。９箇所の色差ΔＥがいずれも０．７以下であればその測定条件については合格と判定し，１箇所でもΔＥが０．７を超えていたらその測定条件については不合格と判定した。なお，ΔＥの０．７とは，目視でぎりぎり判別できる程度の微小な色差である。
【００４９】
計測結果は，図８に示す通りであった。すなわち，１２種類の測定条件のうち，押圧力が最低でずれ量が０である場合の１条件のみが不合格で，それ以外の１１条件はすべて合格であった。
【００５０】
当該不合格となった条件で，中間転写ベルト３上のクリーニング残トナーの分布をより詳細に観察したところ，クリーニングローラー４２の周長と一致するピッチでクリーニング不良が起こっていることが分かった。これよりこのクリーニング不良は，クリーニングローラー４２の振れ（［０００６］参照）に起因して生じたものと考えられる。つまり，バックアップローラー４４のクリーニングローラー４２への押圧力が弱いために，クリーニングローラー４２の振れによって，クリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触が不良になったものと解される。ただし，このように押圧力が弱い条件であっても，バックアップローラー４４のずれ量が２ｍｍ以上あれば問題は生じないことが分かる。バックアップローラー４４のずれの向きについては，この試験では下流側としたが，上流側でも同じ結果となる。
【００５１】
なお，図８中の押圧力１５Ｎ／ｍ，２０Ｎ／ｍの計６条件は，図８中では合格の判定になっているが，前述の図７の結果からメモリ発生ライフの観点で不合格となる条件である。これより，以上を総合すると，押圧力の好ましい範囲は，バックアップローラー４４の配置にずれがない場合には，７．５〜１２．５Ｎ／ｍ，より好ましくは１０〜１２．５Ｎ／ｍ，となる。バックアップローラー４４が２ｍｍ以上のずれ量をもって配置されている場合には，２．５〜１２．５Ｎ／ｍ，より好ましくは５〜１２．５Ｎ／ｍ，となる。
【００５２】
以上詳細に説明したように本実施の形態の画像形成装置１におけるベルトクリーナー４では，クリーニングローラー４２とバックアップローラー４４とが互いに軽く押圧されつつ中間転写ベルト３を挟み付ける状態となっている。このため，クリーニングローラー４２の振れ精度に関わらず，クリーニングローラー４２と中間転写ベルト３との接触状態が安定しており，良好なクリーニング性が発揮される。また，押圧力自体は軽いもので十分なので，メモリ発生ライフの観点からも良好である。また，バックアップローラー４４をクリーニングローラー４２に対して上流側または下流側にずらして配置することにより，より良好な結果が得られるものである。
【００５３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，図１中で４つの画像形成部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが縦並びに配置される構成となっているが，このことは必須ではない。横並び配置であってもよい。また，図３に示した，バックアップローラー４４が押圧バネ４９で押圧される構成においても，図５の構成におけるハウジング４１の移動のように，バックアップローラー４４が直線移動でなく回転移動する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１ 画像形成装置
２Ｙ等 画像形成部
３ 中間転写ベルト
４ ベルトクリーナー
５ ２次転写装置
４１ ハウジング
４２ クリーニングローラー
４３ 回収ローラー
４４ バックアップローラー
４８ クリーニング電源
４９ 押圧バネ
５６ 押圧バネ
Ｆ ずれ量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像形成部を有し，前記トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成する画像形成装置において，
前記トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する，弾性層を有する構造の中間転写ベルトと，
前記中間転写ベルトにおける，媒体への再転写位置より下流であって前記トナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部とを有し，
前記ベルトクリーニング部には，
前記中間転写ベルトのトナー像担持面に接触し，前記中間転写ベルトの移動に対してカウンター回転する，発泡材で構成されたクリーニングローラーと，
前記中間転写ベルトの非トナー像担持面に接触するバックアップ部材と，
前記クリーニングローラーと前記バックアップ部材との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材とが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）を超えないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置の，前記中間転写ベルトを挟んで前記クリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３に達しない範囲内であり，
前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，７．５Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置の，前記中間転写ベルトを挟んで前記クリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３以上であり，かつ，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径と前記中間転写ベルトの厚さとの合計を超えない範囲内であり， 前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，２．５Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーの位置が装置本体に対して固定されており，
前記弾力部材は，前記バックアップ部材を前記クリーニングローラーへ向けて押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，
前記弾力部材は，前記クリーニングローラーを前記バックアップ部材へ向けて押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーを収容するクリーナーハウジングを有し，
前記バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，
前記クリーニングローラーの位置が前記クリーナーハウジングに対して固定されており， 前記弾力部材は，前記クリーナーハウジングを，前記バックアップ部材が前記クリーニングローラーへ向けて押圧されるように押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーおよび前記バックアップ部材の組を２組以上有し，
各前記クリーニングローラーにそれぞれ回収部材が設けられており，
各組における前記回収部材と前記バックアップ部材との間にバイアスを印加するバイアス部が設けられており，
前記バイアス部により印加されるバイアスの向きが，組により異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナー像形成部を有し，前記トナー像形成部で形成されたトナー像を媒体上に転写することで画像を形成する画像形成装置において，
前記トナー像形成部からトナー像の転写を受けてそのトナー像を媒体に再転写する，弾性層を有する構造の中間転写ベルトと，
前記中間転写ベルトにおける，媒体への再転写位置より下流であって前記トナー像形成部からの被転写位置より上流の位置に設けられたベルトクリーニング部とを有し，
前記ベルトクリーニング部には，
前記中間転写ベルトのトナー像担持面に接触し，前記中間転写ベルトの移動に対してカウンター回転する，発泡材で構成されたクリーニングローラーと，
前記中間転写ベルトの非トナー像担持面に接触するバックアップ部材と，
前記クリーニングローラーと前記バックアップ部材との少なくとも一方を他方に向けて押圧する弾力部材とが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，１２．５Ｎ（ニュートン）／ｍ（メートル）を超えないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置の，前記中間転写ベルトを挟んで前記クリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３に達しない範囲内であり，
前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，７．５Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置の，前記中間転写ベルトを挟んで前記クリーニングローラーの真裏の位置からのずれ量が，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径とのうち小さい方の１／３以上であり，かつ，前記クリーニングローラーの半径と前記バックアップ部材の半径と前記中間転写ベルトの厚さとの合計を超えない範囲内であり， 前記弾力部材による押圧力の大きさが，前記クリーニングローラーもしくは前記バックアップ部材の幅方向の寸法当たりで，２．５Ｎ／ｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーの位置が装置本体に対して固定されており，
前記弾力部材は，前記バックアップ部材を前記クリーニングローラーへ向けて押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，
前記弾力部材は，前記クリーニングローラーを前記バックアップ部材へ向けて押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーを収容するクリーナーハウジングを有し，
前記バックアップ部材の位置が装置本体に対して固定されており，
前記クリーニングローラーの位置が前記クリーナーハウジングに対して固定されており， 前記弾力部材は，前記クリーナーハウジングを，前記バックアップ部材が前記クリーニングローラーへ向けて押圧されるように押圧するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記クリーニングローラーおよび前記バックアップ部材の組を２組以上有し，
各前記クリーニングローラーにそれぞれ回収部材が設けられており，
各組における前記回収部材と前記バックアップ部材との間にバイアスを印加するバイアス部が設けられており，
前記バイアス部により印加されるバイアスの向きが，組により異な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７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３８５９（Ｐ２０１３−１１３８５９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６８３７（Ｐ２０１１−２５６８３７）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【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２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【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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