(57)【要約】【課題】掻き取りブレード４４に掻き取り電圧を印加して回収ローラ４３表面からのトナーの掻き落としを促進しつつ、掻き取りブレード４４材から回収ローラ４３表面を介してクリーニングブラシローラ４２に電流をリークさせることによるクリーニング不良の発生を抑える。【解決手段】掻き取りブレード４４に対してトナーとは逆極性の掻き取り電圧を供給する掻き取り電源２０３と、クリーニングブラシローラ４２の電位を検知する電位検知手段（４６、２０５、２０６、２０７等）と、電位検知手段によって検知される電位がクリーニング電圧よりも大きい場合に掻き取り電圧を標準値よりも小さくするように掻き取り電源２０３からの出力を制御するための電圧制御回路手段とを設けた。【選択図】図１
2010181669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの移動する表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に伴って搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面上に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを備えるとともに、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧が印加された状態で該像担持体又は搬送体の表面上のトナーを自らに転移させるクリーニング部材と、クリーニング電圧よりも該逆極性側に大きな値の回収電圧が印加された状態で該クリーニング部材上のトナーを自らの絶縁性の表面上に回収する回収部材と、該回収部材の表面上のトナーを掻き取る掻き取り部材とを、該クリーニング手段に具備する画像形成装置において、
上記掻き取り部材に対して上記逆極性の掻き取り電圧を供給する電源と、上記クリーニング部材の電位を検知する電位検知手段と、該電位検知手段によって検知される電位が上記クリーニング電圧よりも大きい場合に該掻き取り電圧を標準値よりも小さくするように該電源からの出力を制御する電圧制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上、１８０以下であるもの、を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置であって、
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持された潜像を互いに異なる色のトナーで現像する複数の現像手段と、該潜像担持体の表面上で互いに異なる色で順次現像されていくトナー像を中間転写体の表面に順次重ね合わせて転写する転写手段とを備え、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体又は中間転写体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像形成装置であって、
潜像を担持する複数の潜像担持体と、それら潜像担持体の表面上の潜像をそれぞれトナーによって個別に現像する複数の現像手段と、無端移動せしめている無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持した記録部材、に対してそれら潜像担持体上のトナー像を重ね合わせて転写する転写手段とを備え、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体もしくは該ベルト部材、又は、搬送体としての該ベルト部材、の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４の画像形成装置であって、
上記潜像担持体が、素材中にフィラーを分散させた材料からなる表面層を具備する感光体であり、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該感光体の表面上のトナーをクリーニング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３又は４の画像形成装置であって、
上記潜像担持体が、充填材で補強された表面層を有する有機感光体、又は架橋型電荷輸送材料からなる電荷輸送層を有する有機感光体であり、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての有機感光体の表面上のトナーをクリーニング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３又は４の画像形成装置であって、
上記潜像担持体が、アモルファスシリコン感光体であり、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該アモルファスシリコン感光体の表面上のトナーをクリーニング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又は２の画像形成装置であって、
潜像を担持する潜像担持体と、潜像を担持する前の該潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体に担持された潜像をトナーによって現像する現像手段とを備え、
該潜像担持体、帯電手段及び現像手段のうちの少なくとも２つが、互いに共通の保持体で保持されて画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるプロセスユニットとして構成され、
且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像を担持する像担持体、又は自らの表面移動に伴って記録部材を搬送する搬送体、の表面に付着したトナーをクリーニング装置によってクリーニングする複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成に用いられるトナーは、近年の高画質化に伴い、粉砕法によるものよりも、重合法によるものが主流になってきている。重合法によるトナー粒子は、粉砕法によるトナー粒子に比べて球形に近く、且つ小径であることから、高解像度に対応する小さなドットでも優れた再現性を発揮することができる。反面、クリーニングブレードを像担持体や搬送体に当接させるブレードクリーニング方式では、クリーニング不良を引き起こし易いという不具合がある。球形に近く且つ小径であることから、ブレードと、像担持体や搬送体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けてしまうからである。
【０００３】
特許文献１に記載のクリーニング装置のように、静電クリーニング方式を採用すれば、重合法によるトナーであっても良好にクリーニングすることができる。具体的には、特許文献１に記載のクリーニング装置は、像担持体としての中間転写ベルトに当接しながら回転するクリーニングブラシローラと、これに当接しながら回転する回収ローラと、回収ローラに当接する掻き取りブレードとを有している。そして、クリーニングブラシローラには、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧を印加している。また、回収ローラには、クリーニング電圧と同極性で且つクリーニング電圧よりも値の大きな回収電圧を印加している。中間転写ベルトの表面上に付着している転写残トナーは、クリーニングブラシローラのブラシによって引っ掻かれながら、クリーニング電圧によってベルト表面からブラシに静電転移する。その後、クリーニングブラシから回収ローラに静電転移した後、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とされる。球形に近く且つ小径であることから、クリーニングブレードによるクリーニングが困難な重合法によるトナーであっても、静電転移によって中間転写ベルト表面から良好に除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８３７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このクリーニング装置では、トナーと逆極性の回収バイスを印加した回収ローラの表面に対してトナーを静電気力によって引き付けているので、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とすことが困難であった。そこで、本発明者らは、回収電圧と同極性（トナーとは逆極性）で且つ回収電圧よりも値の大きな掻き取り電圧を掻き取りブレードに印加する新規なクリーニング装置を開発中である。このクリーニング装置は、回収ローラと掻き取りブレードとの電位差により、トナーを回収ローラ表面から掻き取りブレードに静電転移させる。その後、掻き取りブレード表面上で徐々に成長していくトナーの山を自重によって崩して、掻き取りブレード上から落下させる。このようにして、回収ローラ表面上からトナーを良好に掻き落とすことができる。
【０００６】
ところが、環境が高温高湿になると、クリーニング不良を引き起こしてしまった。そこで、その原因について鋭意研究を行ったところ、次のようなことがわかってきた。即ち、開発中のクリーニング装置では、回収ローラとして、クリーニングブラシとの間の電位差を維持できるように、ローラ状の芯金の表面に樹脂からなる絶縁層を被覆したものを用いている。また、クリーニングブラシのブラシを構成する繊維として、導電性繊維からなる芯の表面に絶縁性樹脂からなる絶縁層を被覆したものを用いている。このように、回収ローラ、クリーニングブラシの何れに対しても表面に絶縁処理を施しているにもかかわらず、環境が高温高湿になると、電流が掻き取りブレードから回収ローラ表面を介してクリーニングブラシにリークしてしまうことがわかった。回収ローラ表面や、クリーニングブラシの導電性繊維表面に形成された絶縁層は、環境の高温高湿化に伴って電気抵抗を１桁以上低下させることがあるが、それでも１０１２［Ω］程度の大きな電気抵抗を発揮する。にもかかわらず、上述のリークが発生してしまう理由は定かではないが、高温高湿の環境下で絶縁層に吸収された水分が関与していると思われる。回収ローラ表面を介した掻き取りブレードからクリーニングブラシへの電流のリークが発生すると、中間転写ベルトとクリーニングブラシとの間や、クリーニングブラシと回収ローラとの間でトナーが電荷注入によって逆極性に帯電する。この逆帯電により、中間転写ベルトからクリーニングブラシにトナーが転移しなくなったり、クリーニングブラシ内でトナーが蓄積してベルト表面に逆流したりして、顕著なクリーニング不良を引き起こしていたことがわかった。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、掻き取り部材に掻き取り電圧を印加して回収部材表面からのトナーの掻き落としを促進しつつ、掻き取り部材から回収部材表面を介してクリーニング部材に電流をリークさせることによるクリーニング不良の発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの移動する表面にトナー像を担持する像担持体と、画像形成対象となる記録部材を自らの表面に伴って搬送する搬送体と、該像担持体又は搬送体の表面上に付着したトナーをクリーニングするクリーニング手段とを備えるとともに、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧が印加された状態で該像担持体又は搬送体の表面上のトナーを自らに転移させるクリーニング部材と、クリーニング電圧よりも該逆極性側に大きな値の回収電圧が印加された状態で該クリーニング部材上のトナーを自らの絶縁性の表面上に回収する回収部材と、該回収部材の表面上のトナーを掻き取る掻き取り部材とを、該クリーニング手段に具備する画像形成装置において、上記掻き取り部材に対して上記逆極性の掻き取り電圧を供給する電源と、上記クリーニング部材の電位を検知する電位検知手段と、該電位検知手段によって検知される電位が上記クリーニング電圧よりも大きい場合に該掻き取り電圧を標準値よりも小さくするように該電源からの出力を制御する電圧制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上、１８０以下であるもの、を用いることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置であって、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に担持された潜像を互いに異なる色のトナーで現像する複数の現像手段と、該潜像担持体の表面上で互いに異なる色で順次現像されていくトナー像を中間転写体の表面に順次重ね合わせて転写する転写手段とを備え、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体又は中間転写体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置であって、潜像を担持する複数の潜像担持体と、それら潜像担持体の表面上の潜像をそれぞれトナーによって個別に現像する複数の現像手段と、無端移動せしめている無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持した記録部材、に対してそれら潜像担持体上のトナー像を重ね合わせて転写する転写手段とを備え、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体もしくは該ベルト部材、又は、搬送体としての該ベルト部材、の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置であって、上記潜像担持体が、素材中にフィラーを分散させた材料からなる表面層を具備する感光体であり、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該感光体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３又は４の画像形成装置であって、上記潜像担持体が、充填材で補強された表面層を有する有機感光体、又は架橋型電荷輸送材料からなる電荷輸送層を有する有機感光体であり、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての有機感光体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３又は４の画像形成装置であって、上記潜像担持体が、アモルファスシリコン感光体であり、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該アモルファスシリコン感光体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１又は２の画像形成装置であって、潜像を担持する潜像担持体と、潜像を担持する前の該潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電手段と、該潜像担持体に担持された潜像をトナーによって現像する現像手段とを備え、該潜像担持体、帯電手段及び現像手段のうちの少なくとも２つが、互いに共通の保持体で保持されて画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるプロセスユニットとして構成され、且つ、上記クリーニング手段が、像担持体としての該潜像担持体の表面上のトナーをクリーニングするものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、トナーと同極性の掻き取り電圧を掻き取り部材に印加することで、掻き取り部材を電気的にフロート状態にしていた従来に比べて、回収部材表面からのトナーの掻き落としを促進することができる。
また、これらの発明においては、掻き取り部材から回収部材表面を介したクリーニング部材への電流のリークが発生すると、電圧検知手段によって検知されるクリーニング部材の電位がクリーニング電圧よりも大きくなる。電圧制御手段は、その電位の検知結果がクリーニング電圧より大きい場合に、掻き取り電圧を標準値よりも小さくするように電源からの出力電圧を制御することで、電流のリーク量を低減して、電流のリークによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】転写ニップを通過した直後の感光体表面に付着している転写残トナーの帯電量分布を示すグラフ。
【図３】極性制御電圧と転写残トナーの帯電量分布との関係を示すグラフ。
【図４】ブラシローラ部を構成する起毛を示す縦断面図。
【図５】同プリンタのベルトクリーニング装置を紙搬送ベルトの一部とともに拡大して示す拡大構成図。
【図６】掻き取りブレードから回収ローラ表面を介してクリーニングブラシローラに電流がリークした場合のブラシ電位の上昇を説明するためのグラフ。
【図７】電気抵抗が、１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシローラのクリーニング性を示すグラフ。
【図８】時刻ｔで電流のリークが発生した場合のブラシ電位の挙動を説明するグラフ。
【図９】掻き取り電圧の第１制御例を示すフローチャート。
【図１０】掻き取り電圧の第２制御例を示すフローチャート。
【図１１】掻き取り電圧の第３制御例を示すフローチャート。
【図１２】掻き取り電圧の第４制御例を示すフローチャート。
【図１３】トナー粒子の２次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧと平面積ＡＲＥＡとを説明する模式図。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、アモルファスシリコン感光体の層構造の第１例、第２例、第３例、第４例を示す拡大模式図。
【図１５】第１変形例に係るプリンタの要部を示す要部構成図。
【図１６】第２変形例に係るプリンタを示す概略構成図。
【図１７】クリーニング残トナー量と、感光体〜ブラシ間の電位差との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタについて説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。本プリンタは、潜像として、地肌部よりも電位の低いものを形成してそれにトナーを付着させるネガポジ現像を採用したものである。同図において、本プリンタは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１、帯電ローラ２、クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置４、現像手段としての現像装置５などからなるプロセスユニット６や、転写ユニット７等を備えている。また、図示しない光書込ユニットなども備えている。
【００１２】
プロセスユニット６は、図中反時計回り方向に３５２［ｍｍ／ｓ］の線速で回転駆動される感光体１の周りに、帯電ローラ２、ドラムクリーニング装置４、現像装置５などを具備しており、それらの各装置を共通の保持体に保持させてプリンタ本体に対して一体的に着脱可能にするようにユニット化したものである。
【００１３】
帯電ローラ２は、感光体１に対して所定の微小ギャップを介して非接触で対向するように配設されており、図示しない電源によって帯電バイアスが印加される。そして、暗中にて、自らと感光体１との間に放電を生じせしめることで、感光体１の表面をトナーの正規帯電極性と同極性に一様に帯電せしめる。その電位は本プリンタでは−６９０［Ｖ］である。なお、帯電ローラ２の代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させる帯電手段を用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体３Ｙを一様帯電させる帯電手段を用いてもよい。
【００１４】
光書込ユニットは、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて、周知の技術によってレーザーダイオード等の光源を駆動して、一様帯電後の感光体１の表面を光走査する。これにより、感光体１の表面における露光箇所の電位を減衰させることで、感光体１表面に静電潜像を形成する。静電潜像の電位は、−１２０［Ｖ］である。
【００１５】
現像装置５は、第１搬送スクリュウ５１が配設された第１剤収容室５２を有している。また、第２搬送スクリュウ５３、現像ロール５４、ドクターブレード５５などが配設された第２剤収容室５６も有している。これら２つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとからなる二成分現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ５１は、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第１剤収容室５２内の現像剤を図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送する。このようにして第１剤収容室５２の図中手前側端部まで搬送された現像剤は、第１剤収容室５２と第２剤収容室５６とを仕切っている仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て第２剤収容室５６内に進入する。第２剤収容室５６内の第２搬送スクリュウ５３は、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、現像剤を図中手前側から奥側に向けて搬送する。このようにして現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ５３の斜め上方には、現像ロール５４が第２搬送スクリュウ５３と平行な姿勢で配設されている。この現像ロール５４は、図中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ内に図示しないマグネットローラを内包している。第２搬送スクリュウ５３によって搬送される現像剤の一部は、マグネットローラの発する磁力によって現像スリーブ表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード５５によってその層厚が規制された後、感光体１と対向する現像領域まで搬送される。現像領域では、感光体１の静電潜像（−１２０Ｖ）と、−５５０［Ｖ］の現像バイアスが印加される現像スリーブとの間に現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーが感光体１の静電潜像に転移して、静電潜像を現像する。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブの回転に伴って第２搬送スクリュウ５３上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ５３によって第２剤収容室５６の図中奥側端部まで搬送された現像剤は、仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て第１剤収容室５２内に戻る。以上のようにして、現像剤は現像装置５内を循環搬送される。
【００１６】
プロセスユニット６の図中下方には、無端状の紙搬送ベルト７１を張架しながら図中時計回り方向に無端移動させる転写ユニット７が配設されている。転写ユニット７は、紙搬送ベルト７１のほか、ベルトクリーニングユニット８、転写ローラ７２、駆動ローラ７３、従動ローラ７４などを備えている。紙搬送ベルト７１は、駆動ローラ７３と従動ローラ７４とによって張架されながら、駆動ローラ７３の回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。転写ローラ７２は、このように無端移動せしめられる紙搬送ベルト７１を感光体１との間に挟み込んでいる。これにより、紙搬送ベルト７１と感光体１とが当接する転写ニップが形成されている。転写ローラ７２には、出力電流を定電流制御（＋３０μＡ）する図示しない定電流電源によって転写バイアスが印加されており、これによって転写ニップ内では感光体１表面のトナー像をベルト側に引き寄せる転写電界が形成される。
【００１７】
感光体１にトナー像が形成されるのと並行して、図示しない給紙カセットから記録紙が送り出されて、図示しないレジストローラ対のローラ間に挟み込まれる。このレジストローラ対は、記録紙を感光体１上のトナー像に同期させるタイミングで転写ニップに向けて送り出す。そして、転写ニップ内に挟み込まれた記録紙には、感光体１上のトナー像が転写される。その後、記録紙は、紙搬送ベルト７１の無端移動に伴って図示しない定着装置に送り込まれて、その表面にトナー像が定着せしめられる。
【００１８】
転写ニップを通過した後の感光体１の表面には、記録紙に転写されなかった若干量の転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ドラムクリーニング装置４によって感光体１表面から除去される。
【００１９】
図２は、転写ニップを通過した直後の感光体１表面に付着している転写残トナーの帯電量分布を示すグラフである。図示のように、転写ニップを通過した直後の感光体１表面に付着している転写残トナーの中には、プラス極性に帯電しているトナー粒子と、マイナス極性に帯電しているトナー粒子とが混在している。マイナス帯電性のトナーにおいて、転写残トナー中にプラス極性のトナーが混在するのは、転写ニップで転写電流が流れるのに伴ってトナーにプラスの電荷が注入されるからである。
【００２０】
先に示した図１において、ドラムクリーニング装置４は、トナー極性制御ブレード４１、クリーニング部材としてのクリーニングブラシローラ４２、回収部材としての回収ローラ４３、掻き取り部材としての掻き取りブレード４４、回収スクリュウ４５、ブラシ電極４６などを有している。
【００２１】
トナー極性制御ブレード４１は、片持ち支持された状態で自由端を感光体１表面に当接させている。そして、転写残トナーを感光体１表面上から掻き落とす。但し、転写残トナーの一部は、トナー極性ブレード４１と、感光体１表面との当接部をすり抜けていく。この際、極性制御電源２０４によってトナーの正規帯電極性と同極性であるマイナス極性の極性制御電圧が印加されるトナー極性制御ブレード４１が、前記当接部をすり抜けていく転写残トナー中のプラス帯電トナーをマイナス極性に帯電せしめる。これにより、前記当接部をすり抜けた殆どのトナーの極性を正規帯電極性（マイナス極性）にする。より詳しくは、前記当接部に挟み込まれた転写残トナーは、トナー極性制御ブレード４１からの電流の流れ込みによってマイナス極性の電荷が注入される。また、感光体１の表面電位と極性制御電圧との電位差が放電開始電圧以上の値であると、前記当接部の出入口におけるトナー極性制御ブレード４１と感光体１との間の微小ギャップで放電が発生して、感光体１表面上の転写残トナーにマイナス極性の電荷が付与される。これらの作用により、前記当接部をすり抜けた転写残トナーの帯電量分布が元の状態よりもマイナス側にシフトする。このシフト量は、図３に示すように、トナー極性制御ブレード４１に印加される極性制御電圧の値の増加に伴って大きくなっていく。なお、トナー極性制御ブレード４１は、導電性基板の表面に、導電性アクリル樹脂からなる表面層がコートされている。この表面層により、感光体１表面との摩擦抵抗を低下させることで、トナー極性制御ブレード４１のスティックスリップの発生を抑えている。更には、トナー極性制御ブレード４１の摩耗も抑えている。
【００２２】
本プリンタにおけるトナー極性制御ブレード４１の条件は次の通りである。
・導電性基板の材料：ポリウレタンにイオン導電剤及びカーボン導電剤を分散した材料
・表面層の材料：アクリル樹脂
・表面層の厚み：５［ｍｍ］
・食い込み量（対感光体）：１［ｍｍ］
・当接角度（対感光体）：２０［°］
・全厚み：２［ｍｍ］
・自由長：７［ｍｍ］
・硬度：６０〜８０［°］（ＪＩＳ−Ａ硬度計）
・反発弾性：３０［％］
・抵抗：１０６〜１０８［Ｗ・ｃｍ］
・印加電圧（極性制御電圧）：−１２００［Ｖ］（定電圧制御）
【００２３】
クリーニングブラシローラ４２は、金属製の回転軸部材と、これの表面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを具備しており、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられながら、ブラシ先端部を感光体１表面に摺擦させる。この摺擦により、ブレード通過後の感光体１表面に残っている転写残トナーを感光体１表面から掻き取る。
【００２４】
クリーニングブラシローラ４２の回転軸部材には、クリーニング電源２０１によってトナーの正規帯電極性とは逆極性であるプラス極性のクリーニング電圧が印加される。回転軸部材の周面上に立設せしめられてブラシローラ部を形成している複数の起毛は、導電性繊維からなる芯と、これの表面に被覆された絶縁性材料からなる絶縁層とを具備するいわゆる芯鞘構造になっており、芯はクリーニング電圧とほぼ同じ電位になる。これにより、プラス極性の転写残トナーを起毛表面に引き付ける。よって、ブラシ先端部によって感光体１表面から掻き取られた転写残トナーは、クリーニング電圧の作用によってブラシローラ部のブラシ内に捕捉される。
【００２５】
図４は、ブラシローラ部を構成する起毛を示す縦断面図である。同図において、起毛は感光体１の表面に対して自らの側面を当接させるように、図示しない回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛となっている。起毛の図中左側の橋は、起毛の先端である。この先端では、起毛の芯が絶縁層に覆われておらず外部に剥き出しになっている。その剥き出しの箇所と、トナーとが接触すると、トナーに対する電荷注入が起こるため、剥き出しの箇所をトナーに接触させ難くする狙いから、起毛を斜毛としている。
【００２６】
本プリンタにおけるクリーニングブラシローラ４２の条件は次の通りである。
・起毛の芯部材質：繊維内部に導電性カーボンを内包した導電性ポリエステル
・起毛の表面層材質：絶縁性のポリエステル
・起毛長さ：４［ｍｍ］
・起毛の原糸抵抗１０７［Ｗ・ｃｍ］
・起毛の植毛密度：１０［万本／ｉｎｃｈ２］
・起毛の直毛形態：ブラシ回転方向下流側に先端を向けるように傾斜
・外径：１４［ｍｍ］
・食い込み量（対感光体）：１［ｍｍ］
・線速：３５２［ｍｍ／ｓ］・・（感光体ドラムと等速）
・印加電圧（クリーニング電圧、金属製の回転軸部材に印加）：＋４００［Ｖ］
【００２７】
回収ローラ４３は、ローラ状の芯金と、これの表面に被覆された絶縁性のＰＶＤＦからなる絶縁層（５Ｅ＋１３Ω・ｃｍ以上）とを具備しており、クリーニングブラシローラ４２のブラシ先端部に当接しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。この回収ローラ４２の芯金には、回収電源２０２により、トナーの帯電極性とは逆極性であるプラス極性で且つクリーニング電圧よりも大きな値の回収電圧が印加されている。これにより、クリーニングブラシローラ４２のブラシローラ部内に捕捉されていた転写残トナーが、ブラシ内から回収ローラ４３表面に静電転移する。回収ローラ４３の表面を絶縁層で覆うことで、ブラシと回収ローラ４３との当接部における回収ローラ４３からトナーへの電荷注入の発生を抑えることができる。
【００２８】
回収ローラ４３は、クリーニングブラシローラ４２に付着したトナーをブラシと回収ローラ４３との電位勾配によってブラシから回収ローラ４３に転位させる機能さえ発揮できれば、どのような材料からなっていてもかまわない。そこで、回収ローラ４３の表面を覆う絶縁層、あるいはその上に被覆する表面層の材料として、摩擦係数の低い材料を用いることで、回収ローラの耐久性を向上させたり、ローラ表面からのトナー離型性を促したりすることができる。かかる材料としては、ＰＶＤＦやＰＦＡなどのフッ素樹脂を例示することができる。
【００２９】
本プリンタにおける回収ローラ４３の条件は次の通りである。
・芯金材質：ステンレス
・芯金上の絶縁層の材料：ＰＶＤＦチューブ
・絶縁層の厚み：１００［μｍ］
・絶縁層の上に被覆された表面層の材質：アクリル
・表面層の厚み：５［μｍ］
・ローラ直径：１２［ｍｍ］
・線速：３５２［ｍｍ／ｓ］
・印加電圧（回収電圧、芯金に印加）：＋８００［Ｖ］
【００３０】
掻き取りブレード４４は、片持ち支持された状態で、自由端を回収ローラ４３表面に当接させており、転写残トナーを回収ローラ４３表面から掻き落とす。この際、転写残トナーが回収ローラ４３の表面上にマイナス極性の電荷を残していくことで、回収ローラ４３の表面がマイナス極性側にチャージアップしていき、これによって回収ローラ４３の全体におけるプラス極性の電位が徐々に小さくなっていくことがある。そこで、本プリンタにおいては、掻き取り電源２０３により、トナーの帯電極性とは逆極性であるプラス極性で且つ回収電圧よりも大きな値の掻き取り電圧を掻き取りブレード４４に印加している。これにより、回収ローラ４３の表面におけるマイナス極性側へのチャージアップを回避するとともに、ローラからブレードへのトナーの静電転移を促している。
【００３１】
本プリンタにおける掻き取りブレード４４の条件は次の通りである。
・ブレード厚み：２［ｍｍ］
・基板材質：ポリウレタンにイオン導電剤及びカーボン導電剤を分散したもの
・表面層材質：導電性アクリル
・表面層厚み：５［ｍｍ］
・食い込み量：１［ｍｍ］
・当接角度（対回収ローラ）：２０［°］
・自由長：７［ｍｍ］
・硬度：６０〜８０（ＪＩＳＡ硬度計）
・反発弾性：３０［％］
・電気抵抗：１０６〜１０８［Ω・ｃｍ］
・印加電圧（掻き取り電圧）：＋１４００［Ｖ］
【００３２】
なお、感光体１とクリーニングブラシローラ４２との当接部や、クリーニングブラシローラ４２と回収ローラ４３との当接部では、部材間の電位差によって転写残トナーへの電荷注入がどうしても発生してしまう。このため、トナー極性制御ブレード４１による極性制御後の転写残トナーの帯電量ｑ／ｄ分布については、０［ｆＣ／μｍ］より少しだけマイナス側にシフトした値、具体的には−０．２［ｆＣ／μｍ］以上にすることが望ましい。このようにすることで、転写残トナーに対して多少の電荷注入が起きても、極性制御後の転写残トナーの帯電量をマイナス極性にすることが可能になる。但し、マイナス側に大きくし過ぎると、クリーニングブラシローラ４２による転写残トナーのクリーニングが良好に行われなくなるので、−０．８［ｆＣμｍ］以下にすることが望ましい。つまり、極性制御後における転写残トナーのｑ／ｄについては、−０．２［ｆＣ／μｍ］〜−０．８［ｆＣ／μｍ］の範囲に制御することが望ましい。
【００３３】
トナー抑制制御ブレード４１によって感光体１表面から掻き落とされたトナーや、掻き取りブレード４４によって回収ローラ４３表面から掻き落とされたトナーは、回収スクリュウ４５によってドラムクリーニング装置４の外部に排出された後、図示しない廃トナーボトルに収容される。
【００３４】
記録紙のジャムが発生したり、機内でトナー飛散が発生したりすると、感光体１の下方で無端移動せしめられる紙搬送ベルト７１の表面がトナーで汚れることがある。このような場合、そのトナー汚れはベルトクリーニング装置８によってベルト表面から除去される。
【００３５】
図５は、ベルトクリーニング装置８を紙搬送ベルト７１の一部とともに拡大して示す拡大構成図である。このベルトクリーニング装置８は、トナー極性制御ブレード８１、クリーニング部材としてのクリーニングブラシローラ８２、回収部材としての回収ローラ８３、掻き取り部材としての掻き取りブレード８４、回収スクリュウ８５、ブラシ電極４６などを有している。
【００３６】
極性制御ブレード８１は、支持板金上に接着された板状の導電性弾性体であり、片持ち支持された状態で、自由端を紙搬送ベルト７１に対してカウンター方向において当接圧２０〜４０［ｇ／ｃｍ］で当接させている。電気抵抗１×１０６Ω・ｃｍ〜１×１０８Ω・ｃｍ、厚み２．４〜２．８ｍｍ、自由長７ｍｍ〜９ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜８０、ブレード反発弾性係数４５％という条件を具備するものである。ブレードを構成する導電性弾性体は、例えばポリウレタンゴムを素材と、カーボンブラックやイオン系の導電剤を混練することで導電性を付与するもので、電気抵抗は、２×１０６Ω・ｃｍ〜５×１０７Ω・ｃｍが好ましい。厚みは１〜３ｍｍの範囲内とするのが良い。厚さが薄すぎると、中間転写ベルト１８表面及び極性制御ブレード５２０自体のうねり等によって中間転写ベルト１８への押しつけ量が確保しにくくなる。硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で４０〜８５の範囲内であれば良い。
【００３７】
紙搬送ベルト７１に付着したトナーは、極性制御ブレード８１によってベルト表面から掻き落とされるが、一部のトナーはブレードとベルトとの当接部をすり抜ける。この際、極性制御電源２０８によってマイナス極性の極性制御電圧が印加される極性制御ブレード８１からの電荷注入や放電により、トナーの帯電極性が正規のマイナス極性に揃えられる。その後、ベルトの無端移動に伴ってクリーニングブラシローラ８２の位置まで搬送される。
【００３８】
クリーニングブラシローラ８２は、金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシローラ部とを具備しており、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動されながら、ブラシ先端部を紙搬送ベルト７１表面に摺擦させる。その回転軸部材には、クリーニング電源２０９によってトナーの正規帯電極性とは逆極性（正極性）のクリーニング電圧が印加されている。これにより、ベルト表面から掻き取られたトナーがブラシ内に静電的に捕捉される。
【００３９】
ベルトクリーニング装置８におけるクリーニングブラシローラ８２の条件は、通常環境（高温高湿環境以外）で次の通りである。
・ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
・ブラシ抵抗：１×１０７Ω・ｃｍ（１０００Ｖの電圧印加条件で測定）
・ブラシ軸印加電圧（クリーニング電圧）：＋８００Ｖ
・ブラシ植毛密度：１０万本／ｉｎｃｈ２、繊維径約２５〜３５μｍ、ブラシ先端の毛倒れ処理あり
・ブラシ直径：１６ｍｍ
・紙搬送ベルトへのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ
【００４０】
回収ローラ８３は、クリーニングブラシローラ９２に当接するよう設けられ、回収電源２０９により、正極性で且つクリーニング電圧より大きな値の回収電圧が印加されている。クリーニングブラシローラ８２と、回収ローラ８３との電位差により、ブラシ内のトナーは回収ローラ８３表面に静電転移する。
【００４１】
回収ローラ８３の条件は次の通りである。
・回収ローラ芯金材質：ＳＵＳ
・回収ローラ表面材質：ＰＶＤＦ（厚み１００μｍ）の表層にアクリル系ＵＶ硬化樹脂層（厚み３〜５μｍ）
・回収ローラ体積抵抗：１×１０１３Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
・ローラ直径：１４ｍｍ
・回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量：１ｍｍ
・回収ローラ芯金印加電圧（回収電圧）：＋１２００Ｖ
【００４２】
導電性カーボン含有ポリウレタンゴムからなる掻き取りブレード８４は、片持ち支持された状態で自由端を回収ローラ８３に当接させるように配設されており、回収ローラ８３上のトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、回収スクリュウ８５によって装置外に排出された後、図示しない廃トナーボトルに収容される。なお、掻き取りブレード８４には、掻き取り電源２１１により、正極性で且つ回収電圧よりも大きな値の掻き取り電圧が印加されている。
【００４３】
掻き取りブレード８４の条件は次の通りである。
・導電性カーボン含有ポリウレタンゴムの体積抵抗：１×１０６Ω・ｃｍ（２５℃５０％にて測定）
・ブレード当接角度：２０°
・ブレード厚み：２．８ｍｍ
・回収ローラへのブレード喰い込み量：０．６ｍｍ
・掻き取りブレードへの印加電圧（掻き取り電圧）：＋２０００Ｖ
【００４４】
図７は、クリーニングブラシローラ８２として、電気抵抗が１×１０５Ω・ｃｍ、１×１０７Ω・ｃｍ、１×１０９Ω・ｃｍであるものを用いた場合のクリーニング性を示すグラフである。電気抵抗が１×１０９Ω・ｃｍであるクリーニングブラシローラ８２を用いた場合には、印加電圧が大きいため、電源コストがアップする。また、電気抵抗が１×１０５Ω・ｃｍであるクリーニングブラシローラ８２を用いた場合には、紙搬送ベルト７１に電流を流し易く、１×１０７Ω・ｃｍのときより低い電圧でトナーを正極性に帯電させてベルトに再付着させることから、クリーニング性の余裕度を小さくしてしまう。したがって、１×１０７Ω・ｃｍの条件がもっとも適している。ブラシの繊維の電気抵抗が大きいと、同じ長さの繊維を用いてもクリーニング電圧がその抵抗分電位降下してしまうからであると考えられる。
【００４５】
環境が高温高湿度になると、ドラムクリーニング装置４やベルトクリーニング装置８内において、次のような現象を引き起こすことがある。即ち、掻き取りブレード（４４、８４）から回収ローラ（４３、８３）表面を介してクリーニングブラシローラ（４２、８２）に電流がリークする。すると、例えばドラムクリーニング装置４では図６に示すように、クリーニングブラシローラ４２のブラシローラ部の電位がクリーニング電圧よりも大きくなる。そして、回収ローラ４３とブラシ部との接触部において、トナーに対する正極性の電荷注入が始まって、トナーの極性がマイナスからプラスに反転することで、クリーニング性が著しく低下してしまう。
【００４６】
また、上述した電流のリークにより、ブラシローラ部の電位がクリーニング電圧よりも大きくなると、ブラシローラ部と感光体１との電位差が本来よりも大きくなる。図１７に示すように、ブラシローラ部と感光体１との電位差には、クリーニング残トナー量をできるだけ少なくするための適正範囲があり、電位差が小さすぎたり、大きすぎたりすると、多量のクリーニング残トナーを発生させてしまう。電流のリークによってブラシローラ部と感光体１との電位差が本来よりも大きくなると、感光体１とブラシローラ部との接触部において、トナーに対する逆極性の電荷注入が起こって、クリーニング残トナー量を増加させてしまうと考えられる。
【００４７】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
先に図１に示したドラムクリーニング装置４において、クリーニングブラシローラ４２のブラシローラ部の先端には、ブラシ電極４６が当接している。このブラシ電極４６は、ブラシローラ部の周面のうち、感光体１に当接した後、回収ローラ４３に当接する前の箇所に対して０．７［ｍｍ］の食い込み量で当接している。ブラシ電極４６としては、ステンレスからなるものを用いているが、良好な導電性を発揮し、且つ長期にわたって変質や錆が起こらないものであれば、ステンレスでなくてもよい。
【００４８】
ブラシ電極４６には、導電性のリード線２０７の一端が接続されている。このリード線２０７の他端側は、ドラムクリーニング装置４内から外に出ている。そして、プリンタ本体に固定された電位測定電極２０５に接続されている。クリーニングブラシローラ４２の回転軸部材に印加されたクリーニング電圧は、ブラシローラ部と、ブラシ電極４６と、リード線２０７とを介して、金属からなる電位測定電極２０５に導かれる。これにより、電位測定電極２０５の電位が、クリーニングブラシローラ４２のブラシローラ部の電位とほぼ同じになる。
【００４９】
電位測定電極２０５には、所定の間隙を介して表面電位計の電位検知部であるプローブ２０６が対向している。この電位検知計による電位測定電極２０５の表面電位の検知結果は、クリーニングブラシローラ４２のブラシローラ部の電位とほぼ同じである。つまり、ブラシ電極４６、リード線２０７、電位測定電極２０５、及び表面電位計は、クリーニング部材としてのクリーニングブラシローラの電位を検知する電位検知手段として機能している。
【００５０】
ブラシ電極４６、リード線２０７及び電位測定電極２０５を設けずに、プローブ２０６をドラムクリーニング装置４内でクリーニングブラシローラ４２に所定の間隙を介して対向配設してもよい。但し、この場合、ドラムクリーニング装置４内で飛散したトナーによってプローブ２０６を汚してしまうことで、電位検知精度を低下させてしまうおそれがある。図示のように、ブラシ電極４６、リード線２０７及び電位測定電極２０５を設けて、ドラムクリーニング装置４の外でブラシ電位を検知させることで、プローブ２０６のトナー汚れによる検知精度の低下を抑えることができる。
【００５１】
掻き取りブレード４４に掻き取り電圧を印加する掻き取り電源２０３は、出力電圧を制御する電圧制御手段としての図示しない制御回路を備えている。一方、プローブ２０６を具備する表面電位計は、電位の検知信号を掻き取り電源２０３の制御回路に出力する。環境が高温高湿になったことにより、掻き取りブレード４４から回収ローラ４３の表面層を介したクリーニングブラシローラ４２への電流のリークが発生すると、表面電位計によって検知されるブラシ電位がクリーニング電位を超えるようになる。そこで、掻き取り電源２０３の制御回路は、プローブ２０６を具備する表面電位計による検知結果に基づいて、掻き取り電源２０３からの掻き取り電圧の出力値を制御する。具体的には、「出力値＝標準値−α×｛ブラシ電位−クリーニング電圧｝」という計算式で求められた値に、掻き取り電源２０３からの掻き取り電圧の出力値を制御する。このような制御を行うと、図８に示すように、時刻ｔでブラシ電位がクリーニング電圧よりも大きくなった場合、即ち、電流のリークが発生している場合に、掻き取り電圧を標準値よりも小さくする。そして、ブラシ電位をクリーニング電圧と同程度にして、電流のリーク量を低減する。よって、電流のリークによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。なお、計算式中のαは係数であり、本実施形態ではα＝１としている。また、図７における時刻ｔは一例であり、時刻ｔよりも早い時点であって、且つブラシ電位がクリーニング電圧を超えた時点で、同様の制御を行ってもよい。
【００５２】
掻き取り電源２０３からの出力値をブラシ電位に応じて変更するか否かを確認するタイミングについては、所定の時間間隔毎にしてもよいが、制御回路の負担を軽減する目的から、大きな環境変動が起こる毎にした方がよい。大きな環境変動が起きたか否かを判断する方法としては、図９に示すように、図示しない温度センサからの出力により、前回調整時からの温度変化が所定温度以上（図示の例では３℃以上）になったことを検知した場合に、新たな調整を行う方法を例示することができる。また、図１０に示すように、図示しない湿度センサからの出力により、前回調整時からの湿度変化が所定値以上（図示の例では１０％以上）になったことを検知した場合に、新たな調整を行う方法でもよい。また、図１１に示すように、前回調整時からのプリント枚数が所定枚数（図示の例では２００枚）になったことに基づく方法でもよい。また、図１２に示すように、前回調整時からの経過時間が所定時間（図示の例では５時間）に達したことに基づく方法でもよい。
【００５３】
作像動作中では、浮遊したトナーが電位測定電極２０５とプローブ２０６との間に介在して電位測定精度を低下させるおそれがある。そこで、紙間、プレ回転時など作像動作を行っていないときにブラシ電位を検知するように、制御回路を構成してもよい。また、プローブ２０６表面に対するトナー付着を抑える狙いから、プローブ２０６の電位検知部にシャッターを設け、必要なときだけシャッターを開くようにしてもよい。
【００５４】
先に図５に示したベルトクリーニング装置８おいて、クリーニングブラシローラ８３のブラシローラ部の先端には、ブラシ電極８６が当接している。このブラシ電極８６は、ブラシローラ部の周面のうち、感光体１に当接した後、回収ローラ８３に当接する前の箇所に当接している。ブラシ電極８６には、導電性のリード線２１４の一端が接続されている。このリード線２１４の他端側は、ベルトクリーニング装置８内から外に出ている。そして、プリンタ本体に固定された電位測定電極２１２に接続されている。クリーニングブラシローラ８２の回転軸部材に印加されたクリーニング電圧は、ブラシローラ部の起毛先端における導電性の芯剥き出し箇所と、ブラシ電極８６と、リード線２１４とを介して、金属からなる電位測定電極２１２に導かれる。これにより、電位測定電極２１２の電位が、クリーニングブラシローラ８２のブラシローラ部の電位とほぼ同じになる。
【００５５】
電位測定電極２１２には、所定の間隙を介して表面電位計の電位検知部であるプローブ２１３が対向している。この電位検知計による電位測定電極２１２の表面電位の検知結果は、クリーニングブラシローラ８２のブラシローラ部の電位とほぼ同じである。つまり、ブラシ電極８６、リード線２１４、電位測定電極２１２、及び表面電位計は、クリーニング部材としてのクリーニングブラシローラ８２の電位を検知する電位検知手段として機能している。
【００５６】
掻き取りブレード８４に掻き取り電圧を印加する掻き取り電源２１１は、出力電圧を制御する電圧制御手段としての図示しない制御回路を備えている。一方、プローブ２１３を具備する表面電位計は、電位の検知信号を掻き取り電源２１１の制御回路に出力する。環境が高温高湿になったことにより、掻き取りブレード８４から回収ローラ８３の表面層を介したクリーニングブラシローラ８２への電流のリークが発生すると、表面電位計によって検知されるブラシ電位がクリーニング電位を超えるようになる。そこで、掻き取り電源２１１の制御回路は、プローブ２１３を具備する表面電位計による検知結果に基づいて、掻き取り電源２１１からの掻き取り電圧の出力値を制御する。具体的には、「出力値＝標準値−α×｛ブラシ電位−クリーニング電圧｝」という計算式で求められた値に、掻き取り電源２１１からの掻き取り電圧の出力値を制御する。これにより、電流のリークによるクリーニング不良の発生を抑えることができる。
【００５７】
トナーとしては、形状係数ＳＦ１が１００以上、１８０以下であるものを用いることが望ましい。図１３は、トナー粒子の２次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧと平面積ＡＲＥＡとを説明する模式図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、「ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π）／４」という式で求められる。トナー粒子の２次元平面に対する投影像の最大径ＭＸＬＮＧの二乗を平面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【００５８】
形状係数ＳＦ−１の測定は、具体的には、トナーの中から１００個のトナー粒子を無作為に選出してその写真を走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）で撮影し、その撮影像を画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入し、個々のトナー粒子の形状係数を解析した後、それらの平均値を最終的な形状係数とした。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１が１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００５９】
感光体１としては、素材中にフィラーを分散させた材料からなる表面層を具備するもの、充填材で補強された表面層を具備する有機感光体、架橋型電荷輸送材料からなる電荷輸送層を有する有機感光体、あるいはアモルファスシリコン感光体の何れかを用いることが望ましい。
【００６０】
素材中にフィラーを分散させた材料からなる表面層を具備する感光体１における有機フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコン樹脂粉末、ａ−カーボン粉末等が挙げられる。無機フィラーとしては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。これらのフィラーは単独もしくは２種類以上混合して用いられる。これらフィラーは、保護層用塗工液に適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラーの平均粒径は、０．５［μｍ］以下、好ましくは０．２［μｍ］以下にあることが表面層の透過率の点から好ましい。表面層中に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。
【００６１】
架橋型電荷輸送材料からなる電荷輸送層を有する感光体１としては、次のようなものを例示することができる。即ち、最外層がビニルフルオライド、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルより選ばれる化合物の重合体もしくは共重合からなる。基材となる導電性支持体としては、アルミニウム、ステンレスなどの金属、紙、プラスチックなどの円筒状シリンダーまたはフィルムが用いられる。これらの導電性支持体の上には、バリアー機能と下引機能をもつ下引層（接着層）を設けることができる。下引層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的被覆に対する保護などのために形成される。下引層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、共重合ナイロン、ニカワ、ゼラチン、等が知られている。これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その膜厚は０．２〜２μｍ程度である。感光層の具体例としては、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層との積層構造を有する感光層、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する単一の層から成る感光層などがある。電荷発生物質としては、ピリリウム、チオピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、非対称キノシアニン、キノシアニンなどを用いることができる。電荷輸送物質としては、ピレン、Ｎ−エチルカルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−９−エチルカルバゾール、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノチアジン、Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１０−エチルフェノキサジン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラゾン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒノ−２−メチルフェニル）−フェニルメタン等のトリアリールメタン系化合物、１，１−ビス（４−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）ヘプタン、１，１，２，２−テトラキス（４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）エタン等のポリアリールアルカン類、およびトリアリールアミン類などを用いることができる。
【００６２】
アモルファスシリコン感光体としては、以下のようなものを例示することができる。即ち、導電性支持体を５０〜４００［℃］に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成したアモルファスシリコン感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と言う）である。アモルファスシリコン感光体の層構成は例えば以下のようなものである。即ち、図１４（ａ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１ａの上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ（Ｈは水素原子、Ｘはハロゲン原子（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ））からなり光導電性を有する光導電層１ｂが設けられている。図１４（ｂ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１ａの上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１ｂと、アモルファスシリコン系表面層１ｃとが積層されている。図１４（ｃ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１ａの上に、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層１ｄと、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１ｂと、アモルファスシリコン系表面層１ｃとが順次積層されたものである。図１４（ｄ）に示すアモルファスシリコン感光体は、支持体１ａの上に、光導電層が設けられたものである。この光導電層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１ｅと、電荷輸送層１ｆとからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層１ｃが設けられている。
【００６３】
アモルファスシリコン感光体の支持体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、ＡＬ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体を形成し得るように適宜決定するが、画像形成装置用感光体としての可撓性が要求される場合には、支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０［μｍ］以上とされる。
【００６４】
アモルファスシリコン感光体には、必要に応じて導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けてもよい（図１４（ｃ））。詳しくは、電荷注入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させる。電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５［μｍ］、より好ましくは０．３〜４［μｍ］、最適には０．５〜３［μｍ］とされるのが望ましい。
【００６５】
光導電層は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは１〜１００［μｍ］、より好ましくは２０〜５０［μｍ］、最適には２３〜４５［μｍ］とされるのが望ましい。
【００６６】
電荷輸送層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。この電荷輸送層は、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性および電荷輸送特性を有する。酸素原子を含有することが特に好ましい。電荷輸送層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層については、好ましくは５〜５０［μｍ］、より好ましくは１０〜４０［μｍ］、最適には２０〜３０［μｍ］とされるのが望ましい。
【００６７】
電荷発生層は、光導電層を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層である。この電荷発生層は、構成要素として少なくともシリコン原子を含み、実質的に炭素原子を含まず、必要であれば水素原子を含むａ−Ｓｉ：Ｈから成り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性，電荷輸送特性を有する。電荷発生層の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは０．５〜１５［μｍ］、より好ましくは１〜１０［μｍ］、最適には１〜５［μｍ］とされる。
【００６８】
アモルファスシリコン感光体には必要に応じて、上述のようにして支持体上に形成された光導電層の上に、更に表面層を設けることも可能である。この表面層は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性を向上させるために設けられる。表面層の層厚としては、通常０．０１〜３［μｍ］、好適には０．０５〜２［μｍ］、最適には０．１〜１［μｍ］とされるのが望ましいものである。層厚が０．０１［μｍ］よりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３［μｍ］を超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。
【００６９】
次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
［第１変形例］
図１５は、第１変形例に係るプリンタの要部を示す要部構成図である。同図において、プロセスユニット６の感光体１の左側方には、リボルバ現像装置５００が配設されている。このリボルバ現像装置５００は、回転可能な回転体５００ａの周囲に、イエロー（Ｙ）トナーによって現像を行うＹ現像器５Ｙ、マゼンタ（Ｍ）トナーによって現像を行うＭ現像器５Ｍ、シアン（Ｃ）トナーによって現像を行うＣ現像器５Ｃ、黒トナーによって現像を行うＫ現像器５Ｋを有している。そして、回転体５００ａを中心に回転することで、感光体１に対向する現像位置に位置させる現像器を切り替える。
【００７０】
感光体１には、周知の電子写真プロセスにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が順次形成される。そして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像は、Ｙ現像器５Ｙ，Ｍ現像器５Ｍ，Ｃ現像器５Ｃ，Ｋ現像器５Ｋによって現像される。この現像によって感光体１上に順次形成されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、図示しない中間転写ベルトに重ね合わせて転写されてフルカラートナー像になった後、記録紙に一括２次転写される。
【００７１】
プロセスユニット６におけるドラムクリーニング装置４は、実施形態に係るプリンタのものと同様の構成を有しており、掻き取り電源からの出力値をブラシ電位の検知結果に基づいて制御する。
【００７２】
［第２変形例］
図１６は、第２変形例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像を生成するための４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、私用するトナーの色が異なる点の他はほぼ同様の構成になっており、その構成は、実施形態に係るプリンタのプロセスユニット６と同様である。
【００７３】
プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、像担持体たる中間転写ベルト１８を備えた転写ユニット１７が配設されている。中間転写ベルト１８は、テンションローラ１４、駆動ローラ１２、支持ローラ１３、１５，１６等の複数のローラに掛け回されており、図中反時計回り方向に回転駆動される。中間転写ベルト１８を挟んで感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対向する位置には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１８上に転写するために１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。また、中間転写ベルト１８の回転方向に関して１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋより下流部には、中間転写ベルト１８の周面に当接し、中間転写ベルト１８上のトナー像を記録紙に転写する２次転写ローラ１９を有する２次転写装置を有している。なお、２次転写装置は、２次転写ローラ１９に限るものではなく、数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡される２次転写ベルトであっても良い。
【００７４】
２次転写ローラ１９よりも下流には、２次転写ローラ１９による転写後に中間転写ベルト１８上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１０が、中間転写ベルト１８を介してテンションローラ１４に対向するよう設けられている。このベルトクリーニング装置１０は中間転写体８と一体的に交換可能であるが、中間転写ベルト１８と寿命設定が異なる場合は単独で脱着が可能としてもよい。
【００７５】
プリンタの下方には、転写紙Ｐを収容する給紙カセット２６と、給紙カセット２６から転写紙Ｐを給紙する給紙ローラ２７とを有する給紙部が設けられている。また、転写紙の搬送方向に関して２次転写ローラ１９の上流側には、給紙カセット２６から給紙された転写紙を一端停止させて、２次転写位置に向かって送り出すレジストローラ２８が設けられている。一方、２次転写位置より転写紙の搬送方向に下流側には、定着装置２０が設けられている。また、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれの現像装置に補給する新しいトナーが充填されたトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがプリンタの上方にあり、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置に補給する。
【００７６】
パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、転写ユニット１７では、不図示の駆動モータで駆動ローラ１２を回転駆動して、他のローラ１３，１４，１５，１６を従動回転し、中間転写ベルト１８を回転する。同時に、各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転して、それぞれ帯電ローラ２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより一様に帯電し、ついで、露光装置７により露光して静電潜像を形成する。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置により現像され、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。中間転写ベルト１８の回転とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１８上に合成カラー画像を形成する。
【００７７】
一方、給紙部では、給紙ローラ２７が給紙カセット２６から転写紙Ｐを１枚づつ繰り出して給紙路に入れ、レジストローラ２８に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１８上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２８を回転し、中間転写ベルト１８と２次転写ローラ１９との間に転写紙を送り込み、転写紙上にカラー画像を２次転写する。転写後の転写紙は、定着装置２０へと送り込まれ、定着装置２０により熱と圧力とを加えて画像を定着した後排出される。一方、１次転写後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれのドラムクリーニング装置で残留トナーが除去され、その後除電され、次の作像に備える。また、２次転写後の中間転写ベルト１８は、ベルトクリーニング装置１０によって残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備える。
【００７８】
プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのドラムクリーニング装置は、実施形態に係るプリンタのものと同様の構成を有しており、掻き取り電源からの出力値をブラシ電位の検知結果に基づいて制御する。また、ベルトクリーニング装置１０は、実施形態に係るプリンタのベルトクリーニング装置８と同様の構成を有しており、掻き取り電源からの出力値をブラシ電位の検知結果に基づいて制御する。
【符号の説明】
【００７９】
１：感光体（像担持体）
４：ドラムクリーニング装置（クリーニング手段）
５：現像装置（現像手段）
７：ベルトクリーニング装置（クリーニング手段）
１０：ベルトクリーニング装置（クリーニング手段）
１８：中間転写ベルト（像担持体）
７１：紙搬送ベルト（搬送体）
４２、８２：クリーニングブラシローラ（クリーニング部材）
４３、８３：回収ローラ（回収部材）
４４、８４：掻き取りブレード（掻き取り部材）
２０３、２１１：掻き取り電源（電源、電圧制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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